[發明專利]一種霍爾式位置傳感器及其控制方法在審

申請號：	202010265368.6	申請日：	2020-04-07
公開（公告）號：	CN111307025A	公開（公告）日：	2020-06-19
發明（設計）人：	趙立成;唐琳;謝亮	申請（專利權）人：	蕪湖伯特利汽車安全系統股份有限公司
主分類號：	G01B7/00	分類號：	G01B7/00;G01B7/30;G01P3/487;G01P13/00;H02K11/215
代理公司：	蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107	代理人：	朱圣榮
地址：	241009 安徽省蕪***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種霍爾位置傳感器及其控制方法
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【說明書】：

本發明揭示了一種霍爾式位置傳感器，包括PCB板和信號磁鋼，所述PCB板和信號磁鋼軸向布置且之間具有間隙，所述PCB板上固定有兩個呈90度電角度分布的霍爾芯片，所述信號磁鋼由偶數個扇形磁區構成，兩個所述霍爾芯片檢測信號磁鋼的磁場變化不相同。本發明的優點在于控制精度高，能夠消除信號采樣過程中引入的誤差，并且制作成本低。

技術領域

本發明涉及霍爾式位置傳感器領域。

背景技術

傳統的霍爾式編碼器是由雙軌的磁環和霍爾芯片信號檢測裝置構成，磁環的一個內環軌道按照對應的電機極對數進行充磁，經過霍爾芯片檢測磁場產生電機的轉子磁極信號，外環軌道的磁環按照提高倍數的磁極對數充磁，經過霍爾芯片檢測磁場產生電機的細分轉子磁極位置信號，從而實現傳統光電編碼器的效果；或者由一個信號磁鋼與兩個開關型霍爾組成，信號磁鋼上磁極為1對極或多對極，兩個霍爾在空間上呈90度電角度分布。在旋轉過程中通過霍爾波形的計數和邏輯過程來判定電機正反轉方向、電機旋轉的圈數，從而實現轉子位置和轉向的判斷。

如圖7所示，信號磁鋼上磁極成N、S極空間均勻分布，霍爾芯片1、2空間呈90電角度分布。傳感器使用時，磁鋼與PCBA成如圖1所示布置排列，當磁鋼旋轉時，磁場也隨磁鋼旋轉，霍爾芯片隨磁場的交替變化，開通或斷開，從而產生電機的位置信號。

隨著電動化、智能化及控制技術的不斷發展，對控制精度的要求越來越高，這樣就對傳感器提出了更高的要求。如何消除信號采樣過程中引入的誤差，如何用最低的成本去達到需求，是當下面臨的新的挑戰。

傳統的霍爾式傳感器方案存在兩個問題：

(1)計算圈數只能通過計算脈沖來間接計算，不能直接計數；

(2)由于信號傳遞過程中會存在干擾信號，ECU在對信號進行計數過程中可能會存在多計數或漏計數的情況，在這種情況下，如果沒有一個圈數校準信號作為校準，將會導致位置信號產生累積誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是實現一種誤差小、精度高的霍爾式位置傳感器結構。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種霍爾式位置傳感器，包括PCB板和信號磁鋼，所述PCB板和信號磁鋼軸向布置且之間具有間隙，所述PCB板上固定有兩個呈90度電角度分布的霍爾芯片，所述信號磁鋼由偶數個扇形磁區構成，兩個所述霍爾芯片檢測信號磁鋼的磁場變化不相同。

兩個所述霍爾芯片采用不同的磁密導通閾值霍爾芯片，其中一個為低磁密導通閾值霍爾芯片，另一個為高磁密導通閾值霍爾芯片。

兩個所述霍爾芯片的磁密導通閾值相同，其中一個霍爾芯片固定在PCB板的正面，另一個霍爾芯片固定在PCB板的反面。

所述信號磁鋼的磁區中，僅一個磁區的磁性強于或弱于其他磁區磁性，其他磁區磁性相同。

所述信號磁鋼所有磁區磁性相同，其中一個磁區向PCB板方向凸出，該磁區與PCB板的間隙小于其他磁區與PCB板的間隙。