BRPI0812593B1

BRPI0812593B1 - sensor de posição angular e método para determinar posição angular

Info

Publication number: BRPI0812593B1
Application number: BRPI0812593A
Authority: BR
Inventors: Zak Mark
Original assignee: Hydro Aire Inc
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2019-09-03
Also published as: BRPI0812593A2; CA2687057C; JP2010529456A; CN101707879A; EP2170664A1; US20090315541A1; US8169214B2; CN101707879B; BRPI0812593B8; WO2008153976A1; EP2170664B1; ES2676508T3; CA2687057A1; JP5209707B2

Abstract

"sensor de posição angular e método para determinar posição angular". a invenção refere-se a um sensor de posição angular (24) e um método que se vale de um conjunto estacionário circular de sensores de hall (18) e um conjunto giratório circular de ímãs (16) dispostos em torno de um eixo geométrico comum (22). utiliza-se uma leitura periódica e simultânea de todas as saídas dos sensores de hall para determinar a velocidade angular.

Description

[001] Este pedido reivindica prioridade do pedido provisório de patente número U.S. 60/933.340, depositado em 6 de junho de 2007, o qual se encontra integralmente incorporado ao presente por referência. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção [002] A presente invenção está de modo geral dirigida a um sensor de posição angular e, mais particularmente, ligada a um sensor capaz de determinar posições angulares extremamente precisas em ambientes muito hostis.

Descrição da Técnica Relacionada [003] Há muitas aplicações nas quais a determinação precisa da posição angular de um componente em relação a outro é fundamental. Além disso, a determinação precisa da posição angular leva em consideração o cálculo acurado da velocidade angular e aceleração, o que é vital, por exemplo, para a operação eficaz de sistemas de frenagem antitravamento ou antiderrapante de alto desempenho. Os componentes de sistemas de frenagem podem ser submetidos a condições totalmente extremas, que incluem altas temperaturas, cargas de vibrações e de choque, assim como contaminações por água e sujeira. Além disso, tais condições são amplificadas em aplicações em aeronaves.

[004] Determinados sistemas antiderrapante de aeronaves anteriormente conhecidos contam com um eixo de acionamento para distanciar um sensor relativamente frágil das severas condições que existem imediatamente adjacentes aos freios e rodas. Embora tal configuração permita o uso de um indutor confiável e preciso para gerar os

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2/14 dados de velocidade de roda necessários, o peso, o volume e a complexidade de semelhante sistema constituem desvantagens. Tem sido empregado um sistema que leva em consideração sinais de RF de baixa frequência para gerar dados de posição e velocidade de rodas. O uso de sensores de Hall também foi proposto anteriormente, porém as configurações que foram consideradas tornaram os sensores particularmente sensíveis a danos provenientes de calor e necessitavam de um número exagerado de ímãs e sensores para obter a eficácia desejada.

[005] Torna-se necessário um sensor de posição angular que seja capaz de gerar dados de posição extremamente precisos para uso, por exemplo, em cálculos de velocidade angular e/ou de aceleração. Além disso, o sensor necessita ser capaz de funcionamento confiável em ambientes extremamente hostis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [006] A presente invenção supera as desvantagens inerentes aos sensores de posição angular anteriormente conhecidos para proporcionar dados de posição altamente precisos em ambientes extremamente hostis. O dispositivo é resistente e não precisa de acoplamento direto entre componentes em rotação. Devido a isso, ele é idealmente adequado à geração de dados de velocidade de roda em aplicações em aeronaves.

[007] O dispositivo de acordo com a presente invenção de modo geral compreende uma pluralidade de ímãs permanentes dispostos em um conjunto fixado a um componente giratório. Dispõe-se adjacente a ele, mas dele separado, um conjunto fixo de sensores de Hall. De preferência, a quantidade de sensores de Hall é maior que a quantidade de ímãs. Cada um dos sensores de Hall gera um sinal analógico indicativo de sua proximidade com um ímã. Ao fazer simultaneamente uma amostragem do sinal gerado por cada sensor de Hall, pode ser

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3/14 calculada uma determinação extremamente precisa da posição angular do conjunto de ímãs em relação ao conjunto de sensores.

[008] Essas e outras vantagens da presente invenção tornar-seão evidentes a partir da descrição detalhada de modalidades preferenciais que se segue, as quais, juntamente com os desenhos, ilustram de forma exemplar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [009] A figura 1 é uma ilustração esquemática de um sensor de posição angular de acordo com a presente invenção;

[0010] A figura 2 é uma ilustração esquemática da placa objeto; e [0011] A figura 3 é uma ilustração esquemática do quadro de sensores.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS [0012] Dirige-se a presente invenção a um sensor de posição angular que pode ser prontamente adaptado, por exemplo, a uma roda, e usado para controlar um sistema de frenagem antitravamento ou antiderrapante para tal roda. Ilustra-se o sistema 12 de forma muito geral e esquemática na figura 1, na qual uma roda 14 tem uma placa objeto 16 a ela associada de modo a girar sincronizadamente, enquanto se fixa um quadro estacionário de sensores 18 a um eixo de roda não giratório 20 ou outro elemento de suporte. Na modalidade presentemente preferencial, uma placa circular objeto e um quadro circular de sensores são centrados em torno de um eixo geométrico comum 22 e separados por uma pequena passagem de ar 24. Um ou mais processadores 26 convertem dados gerados pelo quadro de sensores a uma saída utilizável tal como uma posição angular, velocidade de rotação ou velocidade de roda.

[0013] Na modalidade preferencial ilustrada esquematicamente na figura 2, a placa objeto 16 tem um total de dezoito posições de ímã 30 distribuídas de forma equidistante em torno de sua periferia em incre

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4/14 mentos de 20 graus, sendo que dezesseis de tais posições são ocupadas por ímãs 32 dispostos em uma sequência alternada de polaridade Norte-Sul. Duas posições de ímã 30a e 30b permanecem desocupadas e estão dispostas 180 graus em relação uma à outra.

[0014] A figura 2 ilustra esquematicamente o quadro de sensores 18 que suporta um total de 72 elementos sensores de efeito de Hall 34 distribuídos de forma equidistante em torno de sua periferia em incrementos de cinco graus. Cada sensor de Hall gera um sinal analógico em proporção à força do campo magnético ao qual se submete. O quadro objeto e o quadro de sensores posicionam-se de forma tal que se mantém uma passagem de ar 24 de 1,27 centímetros (um meio da polegada) entre eles.

[0015] Toma-se periodicamente uma leitura simultânea de todos os 72 sensores de Hall e se aplica um algoritmo para converter estes dados em um ângulo de rotação relativo entre o quadro de sensores e o quadro objeto e, por conseguinte, da roda. Com duas dessas leituras, um tempo conhecido separado produzirá a velocidade média da roda durante esse intervalo. O intervalo de tempo nominal é de 5 milissegundos para 200 leituras completas de velocidade por segundo.

[0016] Os sensores de Hall informam uma voltagem de 0 a 5 volts proporcionais à força do campo magnético em cada posição dos sensores de Hall. Um sinal de 2,5 volts é um valor nulo ou ausência de campo. Um nível mais elevado em direção a 5 volts é um campo Sul e um nível em direção a 0 volts é um campo Norte. Ajusta-se a força de ímã e o espaçamento do intervalo de sensor de Hall de forma tal que nunca se alcança 5 volts ou 0 volts (não saturação de sensor).

[0017] O processador que pode estar ou não posicionado no quadro de sensores tem um conjunto de circuitos para congelar os valores instantâneos das voltagens dos sensores de Hall em um momento preciso, e retê-los a que cada voltagem possa ser convertida em um

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5/14 valor digital. Isto resulta em um conjunto de dados de voltagem de Hall ou instantâneo tomado no momento em que os sensores de Hall foram congelados. Depois desta conversão, que toma menos que 1 milissegundo, permite-se aos circuitos de Hall novamente rastrear as saídas dos sensores de Hall e estar prontos para a próxima amostragem. Os dados dos sensores de Hall SÃO um número sem assinatura de 12 bits entre 0 e 4096 contagens, a última correspondente a 5 volts. O valor nulo é uma contagem nominal de 2048.

[0018] A normalização das produções dos sensores de Hall é necessária uma vez que cada sensor de Hall tem um ganho randômico e variância de deslocamento de DC de vários percentuais de um dispositivo para outro. O algoritmo usado para tal normalização é muito tolerante em relação a ímãs desiguais no anel de ímãs, porém não tolerante a sensores de Hall com ganhos diferentes. O objetivo da normalização é encontrar de forma dinâmica cada ganho individual dos sensores de Hall e deslocar de modo que os fatores de correção possam ser mantidos no software para criar um conjunto casado de dispositivos de Hall. Este procedimento de normalização também cuida automaticamente de quaisquer inclinações ou diferenças nos multiplexadores de hardware, op-amps, e conversores de A para D. Os sensores de Hall produzem uma saída de 2,5 volts para nenhum campo magnético, uma voltagem maior que essa em direção a 5 volts para um campo Sul, e uma voltagem mais baixa que essa em direção a 0 volts para um campo Norte. A saída é uma voltagem linear proporcional ao campo magnético. Os ímãs e a passagem mecânica são dimensionados tal que os sensores nunca se saturam (isto é, a saída nunca alcança 0 ou 5 volts). Do lado do software, uma contagem ADC de 0 é totalmente campo Norte, uma contagem de 2048 é um campo zero, e uma contagem de 4096 é totalmente campo Sul. Em operações práticas, a força do campo nunca alcança mais que cerca de 1/2 a 2/3 em direção à

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6/14 escala total. Para cada um dos 72 sensores de Hall mantém-se uma média de funcionamento na memória do software de todos os valores de voltagem de Hall. Esta voltagem média de valor de contagem é igual àquela voltagem de deslocamento nominal de DC dos sensores de Hall. Esta média será um tanto afetada pelos ímãs no anel de ímãs específico usado. Se os ímãs Sul usados em um dado anel são mais potentes que os ímãs Norte, o valor médio de contagem quando o anel gira será maior que 2048 contagens, porém em razão de todos os ímãs girarem passando todos os 72 sensores de Hall, o objetivo é combinar os sensores um ao outro, não ajustando a sua saída de voltagem verdadeira contra o relacionamento de Gauss. Uma vez determinada esta média ponto zero para um sensor de Hall com relação a um particular anel de ímãs, todas as novas amostragens são, não obstante, usadas para atualizar esta média. Em adição, cada novo valor de Hall é classificado como um valor Sul ou um valor Norte através de uma simples comparação com a média específica de Hall. Por exemplo, se o valor zero específico de Hall é a contagem 2050 e uma nova contagem é 2051, ele é um valor Sul. Se for 2049, é um valor Norte. São então tomadas as médias dos valores Norte e Sul dentro das próprias médias correntes. Como consequência, para cada um dos 72 sensores de Hall, guardam-se três médias correntes - as médias Sul, Nula e Norte. Em vez das médias atuais, na realidade os valores são alimentados em simples filtros de primeira ordem de software com constantes de tempo ajustáveis. As saídas desses filtros são usadas de modo que a saída de filtro Nulo é o valor de deslocamento de DC específico. O filtro Sul menos o filtro Norte é o ganho específico relativo de Hall. Todos os deslocamentos de DC específicos de Hall são adicionados juntos e calculada a média. Esta é a média total de deslocamento de DC do sistema para aquela dada combinação de quadro de dados de Hall e anel magnético. Todos os ganhos

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7/14 específicos de Hall têm calculada de forma similar a média para fornecer a média de ganho do sistema. Compara-se cada deslocamento de Hall específico à média para se obter um fator de normalização de deslocamento para aquele Hall. Faz-se o mesmo para se obter um fator de normalização de ganho para aquele Hall. Esse ganho e os fatores de normalização de deslocamento são então aplicados a todos os dados de Hall brutos para normalizar os sensores de Hall um com o outro antes que estes dados sejam alimentados no algoritmo de Fourier para a determinação da posição angular de roda. Apenas os valores de Hall brutos são usados como entrada nos filtros de normalização. [0019] Na prática, há um corte de baixa velocidade para os filtros de normalização quando esta normalização não pode ser feita sem movimento de roda e, de fato, os filtros acumularão um grande ganho e erros de deslocamento se isto for tentado. Na modalidade preferencial no momento, as integrações de filtros de normalização são suspensas abaixo de 16,67 quilômetros por hora (6 nós), mantendo os valores de saída no seu último valor. Os valores de saída de filtro serão armazenados periodicamente em NVM de modo que todos os sensores de Hall terão uma normalização de dados de referência sobre a inicialização do sistema com nenhuma velocidade de rotação de roda. Os filtros de primeira ordem têm constantes de tempo de cerca de 30 segundos ou em torno (ajustável para o melhor desempenho) com o filtro Nulo tendo duas vezes o TC dos filtros Norte ou Sul uma vez que a sua velocidade de integração é duas vezes mais rápida. Esta normalização serve para quase triplicar a excelente precisão de velocidade do sistema.

[0020] Emprega-se então um método de Fourier simples para encontrar o ângulo de rotação entre o ímã giratório objeto na roda e o quadro de sensores de Hall não giratório. Colocam-se os ímãs permanentes em uma placa objeto fixada à roda giratória em um padrão NorPetição 870190057606, de 21/06/2019, pág. 11/25

8/14 te Sul alternado para simular um padrão magnético de onda senoidal acidentado como visto de um ponto fixo (isto é, um sensor de Hall). Há 18 posições de ímã de modo que o padrão magnético de onda senoidal tem nove ondas senoidais completas em uma revolução de 360 graus da roda. Toma-se a amostra desse padrão magnético em 72 pontos em volta do anel magnético pelos sensores de Hall. Isto é análogo a uma função periódica de tempo cujas amostras são tomadas a 72 incrementos de tempo em cada período de perfil de onda que se repete. Multiplica-se cada valor no conjunto de 72 amostras magnéticas por um valor de função senoidal verdadeiro e somados juntos. Repete-se isto com uma função cosseno. As duas somas são divididas para produzir um termo de função tangente. O arco-tangente deste termo é o ângulo de fase do perfil de onda de teste (padrão de anel magnético) comparado com os perfis de onda senoidais e cossenoidais de referência. Isto é o mesmo que uma transformação seno/cosseno de Fourier, exceto que apenas a fase da frequência fundamental é de interesse. As variações tipo não-senoidal do padrão produzido pelos ímãs podem ser imaginadas como apenas harmônicos de alta ordem da fundamental e retiradas do cálculo. Isto dá a este método alta tolerância para padrões de ondas senoidais imperfeitas produzidas por ímãs distintos.

[0021] Segue-se um exemplo de pseudocódigo deste algoritmo: [0022] Para um dado intervalo de amostra de sensor de Hall (uma captura de quadro de sensores de Hall) tem-se:

Hall(n) para n = 1 a 72 [0023] Para as ondas de referência senoidais e cossenoidais, há 72/9 ou oito amostras de seno quando há 72 sensores de Hall em torno do quadro e o padrão magnético repete-se nove vezes por revolução. Essas oito amostras têm apenas três valores +/- fixos, que são: 0, 1/SQR(2) e 1

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9/14

Sen(1) = 0 Cos(1)= 1

Sen(2)= 0,707 Cos(1)= 0,707

Sen(3)= 1 Cos(1)= 0

Sen(4)= 0,707 Cos(1)= -0,707

Sen(5)= 0 Cos(1)= -1

Sen(6)= -0,707 Cos(1)= -0,707

Sen(7)= -1 Cos(1)= 0

Sen(8)= -0,707 Cos(1)= 0,707

Sensoma = 0

Cossoma = 0

Faça para m = 1 a 9

Faça para n = 1 a 8

Sensoma = Sensoma + Sen(n) x Hall [n + (m-1)x 8] Cossoma = Cossoma + Cos(n) x Hall[n + (m-1) x 8] Fim Faça n

Fim Faça m

Flip= 1

Se Cossoma = 0

Então: Razão = 0

Flip = -1

Fim Então

Ainda: Razão = Sensoma/Cossoma

Se valor Absoluto (Razão)> 1

Então Flip = -1

Razão = Cossoma/Sensoma

Fim Então

Fim Ainda

Se Flip = -1 e Sensoma < 0 então: Quadrante = 0 Se Flip = 1 e Cossoma < 0 então: Quadrante = 1

Se Flip = -1 e Sensoma > 0 então Quadrante = 2

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10/14

Se Flip = 1 e Cossoma > 0 então Quadrante = 3 W_Ângulo= -Flip x Arcotan [Razão] Inter_Ângulo= 90 x Quadrante + W_Ângulo [0024] Uma vez que isto se repetirá nove vezes por revolução, o valor resultante meramente compreende um cálculo de ângulo intermediário e a determinação de uma única saída de 0 a 360 graus de posição de roda não pode ser feita diretamente. Consequentemente, o fato de que duas posições de ímã são desprovidas de ímãs permite ser identificado um setor específico dos nove setores. Concluiu-se que a supressão desses dois ímãs tem efeito desprezível na precisão do resultado do ângulo de fase de Fourier.

[0025] O propósito desse algoritmo é encontrar qual dos nove setores está atualmente dentro. Isto é necessário uma vez que o padrão magnético de Hall repete-se nove vezes por revolução e se deseja uma saída de 0 a 360 graus. Empregando a saída de Fourier de 0 a 40 graus adicionada ao setor ou número de grupo em incrementos de 40 graus obtém-se um resultado verdadeiro de 0 a 360 graus para cada amostra com nenhum histórico de necessidade de amostras anteriores. O método faz o emprego do fato de que dois dos 18 ímãs estão ausentes separados de 180 graus no anel de ímãs. Ambos esses orifícios são detectados por esse algoritmo para encontrar o número de grupo de Hall de 1 a 9.

[0026] Nove grupos, cada um com 8 sensores de Hall, são somados juntos para produzir somas de grupo de 1 a 9n começando sequencialmente com Hall número 1 na ordem ascendente de Hall. O grupo número 1 é a soma dos sensores de Hall de 1 a 8. São também somados 9 subgrupos para grupos de 8 sensores de Hall com uma compensação de 4 sensores de Hall de modo que o subgrupo 1 é a soma dos sensores de Hall de 5 a 12.

[0027] Em razão da polaridade alternada dos ímãs e dos intervalos

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11/14 de Hall, as somas para cada grupo tenderão a produzir uma média fora do valor magnético nulo de 2048 contagens ou 1/2 da saída nominal dos sensores de Hall. Se um ímã ausente está no grupo de oito sensores de Hall sendo somados, a soma será significativamente maior para o ímã Norte ausente e significativamente menor que este valor nulo para um ímã Sul ausente. Este método procura por ambos os ímãs ausentes Norte e Sul simultaneamente para o máximo de resistência e rejeição de ruído.

[0028] Em razão do número ímpar de grupos (9), se um ímã ausente está no meio do grupo 1, o outro ímã ausente de 180 graus estará exatamente entre os grupos 5 e 6, porém este segundo ímã ausente estará exatamente no meio do subgrupo 5 em razão da compensação de 4 sensores de Hall na soma. Para levar em consideração condições limites quando o ímã ausente está próximo da borda de dois grupos, a variável quadrante do cálculo de Fourier é reutilizada na lógica de detecção de grupo. Há, então, 9 resultados de soma de 1 a 9 para as somas de grupos e 9 somas de 1 a 9 para as somas de subgrupos.

[0029] Esses resultados são então subtraídos da seguinte forma:

Para um resultado de Ângulo no Quadrante 2 ou 3:

Resultado(x) = Grupo(x) - Subgrupo(x + 4)

Para um ângulo no Quadrante 1 ou 4:

Resultado(x) = Subgrupo(x) - Grupo(x + 5) [0030] O número de Grupo final é então o número de Resultado maior positivo [0031] Finalmente, se Quadrante = 4, incrementa-se então o Grupo de um.

[0032] Descreve-se este algoritmo pelo seguinte pseudocódigo:

Contagens de voltagens de Hall normalizadas (0 a 4096) igual HallNorm (1 a 72)

Faça para m = 1 a 9

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12/14

Faça para n = 1 a 8

Grupossoma(m) = Grupossoma(m) + HalINorm (n + (8 x [m

- 1]))

Fim Faça n

Fim faça m

Os resultados acima nas somas de nove grupos

Os subgrupos são então:

Faça para m = de 1 a 9

Faça para n = de 1 a 8

Se (n + 8 x [m - 1]) + 4) > 72

Então: Excesso= 72

Ainda: Excesso = 0

Subgrupo(m) = Subgrupossoma(m) + HaIINorm(n + (8 x [m

- 1] + 4 - Excesso)

Fim Faça n

Fim Faça m

A declaração Se é porque o próximo Hall depois do Hall número 72 em um quadro circular é o Hall número 1

Exemplo: Quadrante é 2 ou 3:

GrupoMax = 0

Fazer n = 1 a 9 m = n + 4

Se m > 9

Então: m = m - 9

Resultado(n) = Grupo(n) - SubGrupo(m)

Se Resultado(n) > GrupoMax

Então: Numero de Grupo = n

GrupoMax = Resultado(n)

Fim Então

Fim Faça n

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13/14

Grupo = Número de Grupo

Fim Exemplo

Exemplo: Quadrante é 1 ou 4:

Faça n = 1 a 9 m = n+ 5

Se m > 9

Então m = m - 9

Resultado(n) = SubGrupo(n) - Grupo(m)

Se Resultado(n) > GrupoMax

Então: Número de Grupo = n

GrupoMax = Resultado(n)

Fim Então

Fim Faça n

Se Quadrante = 4 então: Grupo = Número de Grupo

Se Quadrante = 1 então: Grupo= Número de Grupo + 1

Se Grupo = 10 então Grupo = 1

Fim Exemplo

O termo Grupo agora contém o número de grupo 1 a 9 correto

Posição angular Final Composta:

Conhecendo agora o Grupo, o ângulo de roda composto final de 0 a 360 graus é:

Ângulo = (40 x Grupo) + (Inter_Ângulo/9)

Para a Velocidade de Roda:

A velocidade de roda é uma média simples da velocidade intermediária ao longo do intervalo de tempo de amostra dada por:

Graus/segundo = (Ângulo(novo)- Ângulo(último)/(diferença de tempo entre novo e último)

Metros (pés)/segundo = (Roda/diâmetro x PI x

Graus/segundo)/360

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14/14 [0033] Deve ser observado que a velocidade inversa é capaz de ser detectada e mostra-se como uma velocidade negativa.

[0034] O sensor de posição angular descrito permite uma determinação de ângulo muito precisa e, consequentemente, o cálculo de uma velocidade angular muito acurada. Isto é especialmente desejável para emprego em sistemas de frenagem antiderrapante ou antitravamento. A natureza resistente do dispositivo descrito lhe torna especialmente bem adequado para aplicações em aeronaves. Além disso, aqueles versados na técnica reconhecerão que embora tenha sido descrita uma disposição circular para dispositivos de Hall e ímãs, outras disposições dos conjuntos de dispositivos de Hall e ímãs podem proporcionar vantagens em determinadas aplicações.

[0035] Embora tenha sido descrita e ilustrada uma forma particular da invenção, deverá também ser evidente àqueles versados na técnica que podem ser feitas várias modificações sem se apartar do espírito e âmbito da invenção. Consequentemente, não se pretende que a invenção seja limitada exceto pelas reivindicações anexadas.

Claims

1. Sensor de posição angular, em que compreende:

um quadro de sensores circular (18) incluindo um conjunto circular estacionário de setenta e dois sensores de Hall (34) igualmente espaçados, cada um deles tendo um raio comum e sendo centrado em torno de um eixo geométrico (22), e cada um sendo distribuído equidistante em torno de uma periferia do dito quadro de sensores circular (18) em incrementos de 5°, em que cada sensor de Hall (34) é configurado para gerar um sinal analógico como uma função de sua proximidade a um ímã (32);

uma placa alvo circular (16) incluindo um conjunto giratório de dezoito posições (30) de ímã igualmente espaçados centrados em torno do dito eixo geométrico (22) e separado do dito conjunto circular estacionário de sensores (34), as posições de ímã (30) sendo distribuídas de modo equidistante em torno de uma periferia da dita placa alvo circular (16) em incrementos de 20° e dezesseis das dita dezoito posições de ímã (30) tendo ímãs (32) dispostos nas mesmas, os ímãs (32) sendo dispostos em uma sequência alternada de polaridade Norte-Sul e as posições de ímãs (30a, 30b) desprovidas de ímãs (32) sendo espaçadas 180° em relação uma a outra; e caracterizado pelo fato de um processador (26) configurado para relacionar sinais gerados simultaneamente pelos ditos sensores de Hall (34) a uma posição angular do dito conjunto giratório em relação ao dito conjunto circular estacionário com base em uma transformada de Fourier, em que um dos nove setores de rotação do conjunto giratório é identificado pelo dito processador (26) com base nas ditas duas posições de ímã (30a, 30b) desprovida de ímãs (32) de modo a calcular a dita posição angular da dita transformada de Fourier.

2. Sensor de posição angular, de acordo com a reivindicaPetição 870190057606, de 21/06/2019, pág. 19/25

2/3 ção 1, caracterizado pelo fato de que os ditos sensores de Hall (34) são normalizados de forma tal que uma dada força de campo magnético faz com que todos os sensores de Hall (34) gerem um sinal analógico substancialmente idêntico.

3. Sensor de posição angular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita posição angular é periodicamente determinada para se obter a velocidade angular.

4. Sensor de posição angular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita placa alvo circular (16) que inclui o dito conjunto giratório afixado a uma roda (14) e o dito quadro de sensores circular (18) incluindo o dito conjunto circular estacionário é fixado a um elemento não giratório (20), o dito quadro de sensores circular (18) adjacente à dita roda (14) e a dita velocidade angular sendo empregada para evitar derrapagem.

5. Método para determinar posição angular compreendendo:

proporcionar um quadro de sensores circular (18) incluindo um conjunto circular estacionário de setenta e dois sensores de Hall (34) igualmente espaçados, cada sensor tendo um raio comum e sendo centrado em torno de um eixo geométrico (22), e cada um sendo de modo equidistante distribuídos em torno de uma periferia do dito quadro de sensores circular (18) em incrementos de 5°, em que cada sensor de Hall (34) é configurado para gerar um sinal analógico como uma função de sua proximidade a um ímã (32);

proporcionar uma placa alvo circular (16) incluindo um conjunto giratório de dezoito posições de ímã (30) que têm substancialmente o dito mesmo raio, sendo centrados em torno do dito eixo geométrico (22) e sendo separados do dito conjunto circular estacionário de sensores (34), as posições de ímã (30) sendo distribuídos de modo equidistante em torno de uma periferia da dita placa alvo circular (16)

Petição 870190057606, de 21/06/2019, pág. 20/25

3/3 em incrementos de 20° e dezesseis das ditas dezoito posições de ímã (30) possuindo ímãs (32) dispostos nas mesmas, os ímãs (32) sendo dispostos em uma sequência alternada de polaridade Norte-Sul e as duas posições de ímã (30a, 30b) desprovidas de ímãs (32) sendo espaçadas 180° uma em relação a outra; e caracterizado pelo fato de relacionar os ditos sinais analógicos simultaneamente gerados pelos ditos sensores de Hall (34) a uma posição angular do dito conjunto giratório em relação ao dito conjunto estacionário com base nas ditas duas posições de ímã (30a, 30b) desprovida de ímãs (32), em que uma transformada de Fourier é confiado para relacionar os ditos sinais gerados simultaneamente em uma posição angular, e em que um dos nove setores de rotação do dito conjunto rotatório é identificado com base nas ditas duas posições de ímã (30a, 30b) desprovidas de ímãs de modo a calcular a dita posição angular da dita transformada de Fourier.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda normalizar os ditos sensores de Hall (34) em que os ditos sinais gerados por cada um dos sensores de Hall (34) são ajustados de tal forma que um sinal de média gerado por cada sensor de Hall (34) quando adjacente a cada um dos ditos ímãs (32) é igual ao sinal de média gerado por todos os outros sensores de Hall (34) quando adjacente a cada um dos ditos ímãs (32).

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar a velocidade angular do dito conjunto giratório em relação ao dito conjunto estacionário através de amostragem periódica dos ditos sinais gerados simultaneamente pelos ditos sensores de Hall (34).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita amostragem ocorre a cada 5 milissegundos.