[發明專利]位置傳感器以及用于位置感測和診斷的方法

有效

• 申請號: 201880063629.7
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN111164386B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 羅蘭·艾因施珮勒爾;馬塞爾·烏爾班;京特·庫爾梅斯
• 申請（專利權）人: AMS有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01D5/14
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 侯麗英;劉繼富

一種位置傳感器，包括：至少一個磁敏元件(11?14)；電流源(80)，其耦合到所述至少一個磁敏元件(11至14)并且被配置為向所述至少一個磁敏元件(11?14)提供源電流(IS)；模數轉換器(15)，其具有耦合到所述至少一個磁敏元件(11?14)的輸入；位置計算單元(16)，其耦合到模數轉換器(15)的輸出并且包括用于提供位置信號(SP)的第一輸出(17)；以及診斷單元(40)，其包括耦合到電流源(IS)的輸出(41)，并且被配置為在診斷單元(40)的輸出(41)處根據激勵模式提供激勵信號(STI)。

本公開涉及一種位置傳感器以及一種用于位置感測和診斷的方法。

位置傳感器通常實現為磁性位置傳感器。一種裝置可以包括磁體和位置傳感器。磁體的磁場由位置傳感器檢測。然而，由位置傳感器能夠檢測到的磁場輸入可能減小，例如經過磁體在其壽命期間的老化。因此，在位置傳感器處的磁場輸入變得更小。這可能導致位置傳感器生成的位置信號的精度降低。

本發明的目的是提供一種位置傳感器和一種具有自檢功能的位置感測和診斷的方法。

該目的通過獨立權利要求的主題解決。在從屬權利要求中定義了進一步的實施例和改進。

除非另有說明，否則上述定義也適用于以下描述。

在一個實施例中，位置傳感器包括至少一個磁敏元件和電流源，該電流源耦合到所述至少一個磁敏元件并且被配置為向所述至少一個磁敏元件提供源電流。此外，位置傳感器包括：模數轉換器，該模數轉換器具有耦合到所述至少一個磁敏元件的輸入；以及位置計算單元，該位置計算單元耦合到模數轉換器的輸出并且包括用于提供位置信號的第一輸出。此外，位置傳感器包括診斷單元，該診斷單元包括耦合到電流源的輸出并且被配置為在診斷單元的輸出處根據激勵模式提供激勵信號。

在一個實施例中，位置計算單元包括用于提供幅度信號的第二輸出。

有利地，源電流取決于激勵信號。因此，能夠測試激勵信號對位置信號和/或幅度信號的影響。位置傳感器執行自檢。測試的結果能夠用于優化位置傳感器的精度。可以自動啟動自測，例如以預定頻率啟動自測。

在一個實施例中，位置傳感器包括比較單元，該比較單元在其輸入側耦合到位置計算單元的第二輸出。比較單元可以將幅度信號與激勵模式進行比較，并且可以根據幅度信號與激勵模式的比較來生成診斷信號。僅當幅度信號遵循激勵模式時，診斷信號才會指示位置傳感器的正確工作。

可替代地，位置傳感器包括比較單元，該比較單元在其輸入側耦合到位置計算單元的第一輸出。比較單元可以將位置信號與激勵模式進行比較，并且可以根據位置信號和激勵模式的比較來生成診斷信號。僅當位置信號遵循激勵模式時，診斷信號才會表明位置傳感器的正確工作。例如，在位置傳感器僅包括一個磁敏元件的情況下，可選的幅度信號可以與位置信號相同。在這種情況下，可以省略計算單元的第二輸出以及生成幅度信號。診斷可以基于位置信號。

在一個實施例中，位置傳感器包括增益控制單元，該增益控制單元在第一輸入處耦合到位置計算單元的第一輸出和/或第二輸出，并且在輸出處耦合到電流源。增益控制單元根據幅度信號和/或位置信號與目標信號的比較，在增益控制單元的輸出處生成增益控制信號。

在一個實施例中，源電流取決于增益控制信號。如果幅度信號和/或位置信號高于目標信號，則源電流減小。如果幅度信號和/或位置信號小于目標信號，則源電流增加。源電流可以具有第一上限。源電流只能通過增益控制信號增加到上限。因此，即使增益控制信號表明幅度信號小于目標信號，源電流也不會增加到第一上限之上。