CN103210282B - 线性位置传感器系统 - Google Patents

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Abstract

一种位置传感器测量由磁体系统产生的沿第一方向和第二方向的磁场的磁通量。与沿第一方向的测量的磁通量有关的值基于第一增益和第一偏移而得到调节,所述第一增益和第一偏移基于沿第一方向的基准磁通量和测量的磁通量而确定的。与沿第二方向的测量的磁通量有关的值基于第二增益和第二偏移而得到调节,所述第二增益和第二偏移基于沿第二方向的基准磁通量和测量的磁通量而确定的。所述磁体系统在给定时间相对于所述位置传感器的位置然后可基于在所述给定时间沿所述第一和第二方向的磁通量的经调节值而确定的。

Description

线性位置传感器系统
技术领域
线性位置传感器系统通常用来监测机械部件的运动,例如液力致动器、制动系统、或变速器。在已知的包括磁体和位置传感器的线性位置传感器系统中,当所述磁体相对于所述位置传感器沿线性方向运动时,所述位置传感器可测量由所述磁体产生的磁通量、并且产生随所述磁体的位置变化而变化的电信号。
背景技术
图1是示出一种已知的线性位置传感器系统的输出量的曲线图。图1示出如由位置传感器所测量的沿第一方向的磁通量102对比所述磁体相对于所述位置传感器的位置。图1另外示出如由位置传感器所测量的沿第二方向的磁通量104对比所述磁体相对于所述位置传感器的位置。问题是目前的该线性位置传感器系统仅在沿第一方向的磁通量的近似第一零交叉点106与沿第一方向的磁通量的近似第二零交叉点108之间的区域105中是准确的,其中关于环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、以及极磁化等的偏差对所述位置传感器用以检测磁体相对于所述置传感器的位置的能力具有极小影响。
发明内容
本解决方案是通过如在此描述的、能够在较大的磁体行程长度上工作的线性位置传感器系统提供的,其中所述线性位置传感器系统能够检测所述磁体在沿第一方向经过磁通量的第一零交叉点106的区域110中的位置、并且检测所述磁体在沿第一方向经过磁通量的第二零交叉点108的区域112中的位置,其中一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等更显著地影响所述线性位置传感器系统的位置传感器用以检测磁体系统相对于所述位置传感器的位置的能力。
附图说明
现在将以例子的方式参考附图描述本发明,在附图中:
图1是示出一种已知的线性位置传感器系统的输出量的曲线图;
图2是线性位置传感器系统的一种实施方式的方框图,其中所述线性位置传感器系统采用了用于检测磁体系统相对于位置传感器的位置的三维/二维霍尔(hall)技术;
图3是用于检测磁体系统相对于位置传感器的位置的方法的一种实施方式的流程图;
图4是曲线图,其示出沿第一方向的测量的磁通量和沿第二方向的测量的磁通量对比磁体系统相对于位置传感器的位置;和
图5是曲线图,其示出沿第一方向的测量的磁通量和沿第二方向的测量的磁通量对比磁体系统相对于位置传感器的位置,并且示出沿第一方向的基准磁通量和沿第二方向的基准磁通量对比所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置。
具体实施方式
下面描述一种能够准确检测磁体系统在延伸的磁体行程长度上相对于位置传感器的位置的、利用三维/二维霍尔技术的线性位置传感器系统。下面描述的线性位置传感器系统能够在延伸的磁体行程长度上,例如以上关于图1所描述在沿第一方向经过磁通量的零交叉点106,108的区域110,112中,工作,其中一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等影响所述线性位置传感器系统的位置传感器用以检测磁体系统相对于所述位置传感器的位置的能力。
图2是用于检测磁体系统的位置的线性位置传感器系统200的方框图。大体上,线性位置传感器系统200包括:控制器202、位置传感器204、和磁体系统206。磁体系统206在线性位置传感器系统200中相对于位置传感器204定位,使得磁体系统206沿线性方向相对于位置传感器204运动。在一些实施方式中,磁体系统206可包括一个磁体,而在其它实施方式中,磁体系统206包括多于一个磁体。可用于磁体系统206中的磁体的例子包括:环形永久磁体和柱形永久磁体。然而,其它类型的磁体也可使用。在一些实施方式中,所述磁体系统可定位在液力致动器、制动位置传感器、变速器、或离合器踏板上。
在工作期间,当磁体系统206相对于位置传感器204运动时,位置传感器204测量由磁体系统206产生的沿至少两个方向的磁通量。可用于线性位置传感器系统200中的位置传感器204的例子包括:线性磁性传感器和磁性开关或闩锁。在一些实施方式中,位置传感器204测量磁体系统206正交于位置传感器204的表面而施加的磁通量,并且位置传感器204测量磁体系统206平行于位置传感器204的表面而施加的磁通量。然而,位置传感器204可另外地或替代地测量磁体系统206沿一个或多个其它方向施加到位置传感器204的表面的磁通量。
控制器202与位置传感器204通信,并且控制器202利用位置传感器204的磁通量测量来确定在给定时间磁体系统206相对于位置传感器204的位置。在一些实施方式中,控制器202可以是特定用途集成电路(“ASIC”),而在其它实施方式中,控制器202包括:一个或多个处理器例如微处理器,和一个或多个存储器模块例如有形的计算机可读的储存媒质。在这些实施方式中,所述处理器配置成执行储存在所述存储器中的指令,以使系统200检测磁体系统206相对于位置传感器204的位置。
如以下更详细说明的,为检测磁体系统206的位置,控制器202计算用于与沿第一方向磁通量有关的磁通量测量值的第一偏移(offset)和第一增益(gain)。控制器202把与沿第一方向磁通量有关的磁通量测量值同储存在控制器202中的与沿第一方向磁通量有关的基准通量测量进行比较。在一些实施方式中,控制器202基于一个或多个测量的最大通量值、测量的最小通量值、一个或多个基准最大值、和基准最小通量值,来计算第一偏移和第一增益。
相似地,控制器202计算用于与沿不同于第一方向的第二方向的磁通量有关的磁通量测量值的第二偏移和第二增益。控制器202把与沿第二方向磁通量有关的磁通量测量值同储存在控制器202中的与沿第二方向磁通量有关的基准通量测量值进行比较。在一些实施方式中,控制器202基于测量的最大通量、测量的最小通量值、基准最大通量值、和基准最小通量值,来计算第二偏移和第二增益。
控制器202基于第一增益和第一偏移从而调节与沿第一方向磁通量有关的磁通量测量值的至少一部分,并且控制器202基于第二增益和第二偏移从而调节与沿第二方向磁通量有关的磁通量测量值的至少一部分。控制器202然后可基于在给定时间沿第一方向的测量的磁通量的经调节值和在该给定时间沿第二方向的测量的磁通量的经调节值,来确定在该给定时间磁体系统206相对于位置传感器204的位置。
通过将测量的通量值调节成与理想的基准通量值一致,线性位置传感器系统200能够在磁体行程长度上工作,在此一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等影响位置传感器204用以例如在经过以上关于图1所描述的沿第一方向磁通量的零交叉点106,108的区域110,112中检测磁体系统206相对于该位置传感器204的位置的能力。
图3是例如在以上关于图2所描述的线性位置传感器系统中,一种用于检测磁体系统相对于位置传感器的位置的、计算机执行的方法的一种实施方式的流程图。在步骤302,位置传感器测量由相对于该位置传感器沿线性方向运动的磁体系统所产生的沿第一方向的磁场的磁通量,并且该位置传感器测量由相对于所述位置传感器沿所述线性方向运动的所述磁体系统所产生的沿第二方向的磁场的磁通量,其中所述第一方向和第二方向是不同方向。在一种实施方式中,沿第一方向的磁通量是正交于所述位置传感器的表面的磁通量,并且沿第二方向的磁通量是平行于所述位置传感器的表面的磁通量。然而,应认识到,其它方向的磁通量也可采用。
图4示出:沿第一方向的测量的磁通量和沿第二方向的测量的磁通量对比所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置的例子。沿第一方向的测量的磁通量标记为402,并且沿第二方向的测量的磁通量标记为404。
再次参考图3,在一些实施方式中,在步骤304,所述控制器可在确定第一偏移和第一增益之前从沿第一方向的测量的磁通量滤除一个或多个测量的通量值,和/或所述控制器可在确定第二偏移和第二增益之前从沿第二方向的测量的磁通量滤除一个或多个测量的通量值。例如,所述控制器可基于是否测量的磁通量的值在理想的基准通量的预定量之内,而从沿第一和/或第二方向的测量的磁通量滤除测量的通量值。
在步骤306,所述控制器基于与沿第一方向所测量磁通量有关的测量的最小通量值、第一测量的最大通量值、和第二测量的最大通量值、以及与沿第一方向磁通量有关的基准最小通量值、第一基准最大通量值、和第二基准最大通量值,来确定第一偏移。如以上所讨论,在一些实施方式中,与沿第一方向磁通量有关的基准最小通量值、第一基准最大通量值、和第二基准最大通量值储存在所述控制器中。
图5是示出沿第一方向的测量的磁通量502和沿第二方向的测量的磁通量504对比所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置的曲线图。图5另外示出沿第一方向的基准磁通量506和沿第二方向的基准磁通量508对比所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置。基准磁通量506,508表示理想的磁通量测量,其中一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等不影响位置传感器用以检测磁体系统相对于所述位置传感器的位置的能力。
沿第一方向的测量的磁通量502包括:第一测量的最大通量值510、第二测量的最大通量值512、和测量的最小通量514。相似地,沿第一方向基准磁通量506包括:第一基准最大通量值516、第二基准最大通量值518、和基准最小通量值520。第一偏移大体上表示在所述线性位置传感器系统内由一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等引起的误差。
在一些实施方式中,在步骤306,所述控制器使用以下方程式确定第一偏移:
其中,ΦmaxR是第一基准最大通量值与沿第二基准最大通量值的平均值,ΦminR是基准最小通量值,ΦmaxM是第一测量的最大通量值与沿第二测量的最大通量值的平均值,以及ΦminM是与沿第一方向磁通量有关的测量的最小通量值。然而,应认识到,第一偏移可基于与沿第一方向所测量磁通量有关的测量的最小通量值、第一测量的最大通量值、和第二测量的最大通量值、以及与沿第一方向磁通量有关的基准最小通量值、第一基准最大通量值,和第二基准最大通量值,从而以其它方式计算出。
在步骤308,所述控制器基于与沿第一方向磁通量有关的第一基准最大通量值、第一测量的最大通量值、和第一偏移;或者基于与沿第一方向磁通量有关的第二基准最大通量值、第二测量的最大通量值、和第一偏移;或者基于与沿第一方向磁通量有关的基准最小通量值、测量的最小通量值、和第一偏移,来确定第一增益。例如,参考图4,所述控制器可在直到与沿第一方向磁通量402有关的第一零交叉点406的区域405中,基于第一偏移、第一测量的最大通量值、和第一基准最大通量值,来确定第一增益。所述控制器可在在与沿第一方向磁通量402有关的第一零交叉点406和与沿第一方向磁通量402有关的第二零交叉点408之间的区域407中,基于第一偏移、测量的最小通量值、和基准最小通量值,来确定第一增益。进一步地,所述控制器可在与沿第一方向磁通量402有关的第二零交叉点408之后的区域409中,基于第一偏移、第二测量的最大通量值、和第二基准最大通量值,来确定第一增益。
相似于第一偏移,第一增益大体上表示在所述线性位置传感器系统内由一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等引起的误差。在一些实施方式中,在步骤308,所述控制器基于与沿第一方向磁通量有关的第一基准最大通量值和第二基准最大通量值之一、第一测量的最大通量值和第二测量的最大通量值之一、和第一偏移,从而使用以下方程式确定第一增益:
其中,ΦmaxR是第一基准最大通量值和第二基准最大通量值的平均值,并且ΦmaxM是第一测量的最大通量值和第二测量的最大通量值的平均值。然而,应认识到,第一增益可基于与沿第一方向磁通量有关的第一基准最大通量值和第二基准最大通量值之一、第一测量的最大通量值和第二测量的最大通量值之一、和第一偏移,从而以其它方式计算出。
进一步地,在一些实施方式中,在步骤308,所述控制器基于与沿第一方向磁通量有关的基准最小通量值、测量的最小通量值、和第一偏移,从而使用以下方程式确定第一增益:
其中,ΦminR是基准最小通量值,并且ΦminM是与沿第一方向磁通量有关的测量的最小通量值。然而,应认识到,第一增益可基于与沿第一方向磁通量有关的基准最小通量值、测量的最小通量值、和第一偏移,从而以其它方式计算出。
在步骤310,所述控制器基于第一增益和第一偏移,从而调节沿第一方向的测量的磁通量中的值的至少一部分。在一些实施方式中,所述控制器在与沿第一方向磁通量有关的一个或多个零交叉点处和/或在与沿第二方向磁通量有关的一个或多个零交叉点处调节沿第一方向的测量的磁通量的值。应认识到,更新在与沿第一方向和/或第二方向磁通量有关的零交叉点处测量的磁通量的值,有助于当测量的磁通量的值得到调节时提供用于测量的磁通量的平滑曲线。
在步骤312,所述控制器基于与沿第二方向所测量磁通量有关的测量的最小通量值和测量的最大通量值、以及与沿第二方向磁通量有关的基准最小通量值和基准最大通量值,来确定第二偏移。再次参考图5,沿第二方向的测量的磁通量504包括:测量的最大通量值526和测量的最小通量528;并且沿第二方向的基准磁通量508包括:基准最大通量值530和基准最小通量值532。如同第一偏移一样,第二偏移大体上表示在所述线性位置传感器系统内由一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等引起的误差。
在一些实施方式中,在步骤312处,所述控制器使用以下方程式确定第二偏移:
其中,ΦmaxR是基准最大通量值,ΦminR是基准最小通量值,ΦmaxM是测量的最大通量值,以及ΦminM是与沿第二方向磁通量有关的测量的最小通量值。然而,应认识到,第二偏移可基于与沿第二方向所测量磁通量有关的测量的最小通量值和测量的最大通量值、以及与沿第二方向磁通量有关的基准最小通量值和基准最大通量值,从而以其它方式计算出。
在步骤314,所述控制器基于与沿第二方向磁通量有关的基准最大通量值、测量的最大通量值、和第二偏移,来确定第二增益;或替代地,所述控制器基于与沿第二方向磁通量有关的基准最小通量值、测量的最小通量值、和第二偏移,来确定第二增益。例如,参考图4,所述控制器可在直到与沿第二方向磁通量404有关的零交叉点412的区域410中,基于第二偏移、测量的最小通量值、和基准最小通量值,来确定第二增益;并且所述控制器可在与沿第二方向磁通量404有关的零交叉点410之后的区域414中、基于第二偏移、测量的最大通量值、和基准最大通量值,来确定第二增益。
相似于第一增益,第二增益大体上表示在所述线性位置传感器系统内由一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等引起的误差。在一些实施方式中,在步骤314,所述控制器基于与沿第二方向磁通量有关的基准最大通量值、测量的最大通量值、和第二偏移,从而使用以下方程式确定第二增益:
其中,ΦmaxR是基准最大通量值,并且ΦmaxM是测量的最大通量值。然而,应认识到,第二增益可基于与沿第二方向磁通量有关的基准最大通量值、测量的最大通量值、和第二偏移,从而以其它方式计算出。
进一步,在一些实施方式中,在步骤314,所述控制器基于与沿第二方向磁通量有关的基准最小通量值、测量的最小通量值、和第二偏移,从而使用以下方程式确定第二增益:
其中,ΦminR是基准最小通量值,并且ΦminM是与沿第二方向磁通量有关的测量的最小通量值。然而,应认识到,第二增益可基于与沿第二方向磁通量有关的基准最小通量值、测量的最小通量值、和第二偏移,从而以其它方式计算出。
在步骤316,所述控制器基于第二增益和第二偏移,从而调节沿第二方向的测量的磁通量中的值的至少一部分。在一些实施方式中,所述控制器在与沿第一方向磁通量有关的一个或多个零交叉点处和/或在与沿第二方向磁通量有关的一个或多个零交叉点处调节沿第二方向的测量的磁通量的值。
在一些实施方式中,在步骤318,所述控制器可通过执行一个或多个可信度(plausibility)检查,从而检查看是否所述线性位置传感器系统故障。例如,所述控制器可通过确定是否第一测量的最大通量值在第一基准最大通量值的预定量之内,是否第二测量的最大通量值在第二基准最大通量值的预定量之内,是否测量的最小通量值在基准最小通量值的预定量之内,是否第一偏移超过预定阈值,和/或是否第一增益超过预定阈值,从而执行关于沿第一方向磁通量的可信度检查。
相似地,所述控制器可通过确定是否测量的最大通量值在基准最大通量值的预定量之内,是否测量的最小通量值在基准最小通量值的预定量之内,是否第二偏移超过预定阈值,和/或是否第二增益超过预定阈值,从而执行关于沿第二方向磁通量的可信度检查。如果所述控制器确定所述线性位置传感器系统未能进行关于沿第一方向磁通量和/或沿第二方向磁通量的可信度检查,则所述控制器可确定所述线性位置传感器系统故障、并且不继续进行确定所述磁体系统的位置。
应认识到,在一些实施方式中,所述方法循环319用以:甚至当在步骤320所述控制器确定所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置时在所述磁体系统相对于所述位置传感器的多个行程上、重复上述的步骤。
在步骤320,所述控制器基于在给定时间沿第一方向的测量的磁通量的经调节值和在该给定时间沿第二方向的测量的磁通量的经调节值,来确定在该给定时间所述磁体系统的位置。在一种实施方式中,为了确定所述磁体系统的位置,所述控制器确定在该给定时间沿第一方向的测量的磁通量的经调节值和在该给定时间沿第二方向的测量的磁通量的经调节值之间的关系,例如角度。所述控制器基于所述确定的关系从查找表获取值,并且将从所述查找表获取的值进行线性化,以确定在所述给定时间所述磁体系统相对于位置传感器的位置。
在另外一种实施方式中,为了确定所述磁体系统的位置,所述控制器利用反正切函数确定在该给定时间沿第一方向的测量的磁通量的经调节值和在该给定时间沿第二方向的测量的磁通量的经调节值之间的关系。所述控制器然后利用多项式位置函数确定与所确定的关系有关的值、并且将该值线性化以确定在该给定时间所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置。
在又一实施方式中,为了确定磁体系统的位置,所述控制器利用坐标旋转数字计算机(“CORDIC”)函数基于在该给定时间沿第一方向的测量的磁通量的经调节值和在该给定时间沿第二方向的测量的通量的经调节值,来确定角度。所述控制器然后利用多项式位置函数确定与所确定的角度有关的值、并且将该值线性化以确定在该给定时间所述磁体系统相对于所述传感器的位置。
如上述,线性位置传感器系统可通过测量由磁体系统产生的沿至少两个方向的磁通量而利用三维/二维霍尔技术。测量的磁通量与理想的基准磁通量进行比较,以确定与所述磁通量的各测量方向有关的偏移和增益。使用所确定的偏移和增益,测量的磁体通量的值得到调节,使得所述线性位置传感器系统可准确地检测磁体系统在延伸的磁体行程长度上相对于位置传感器的位置,即使其中一些因素例如环境温度、线性位置传感器系统的几何形状、在线性位置传感器系统内的空气间隙、磁体的材料、磁化的角度、和极磁化等显著影响位置传感器用以检测磁体系统相对于所述位置传感器的位置的能力。所述检测磁体系统在延伸的磁体行程长度上相对于位置传感器的位置的能力提供一些优点:例如在线性位置传感器系统中使用较小尺寸的磁体的能力,和在机械设备中在更大运动范围内检测磁体的位置的能力。
目的在于前述的详细描述应视为说明性的而非限制性的,并且应理解到,以下权利要求,包括所有等同方案,都旨在限定本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种计算机执行的用于检测磁体系统的位置的方法,该方法包括:
测量在位置传感器处由磁体系统产生的沿第一方向的磁场的磁通量,和测量在所述位置传感器处由所述磁体系统产生的沿第二方向的磁场的磁通量,其中所述第一方向和所述第二方向是不同方向;
基于与沿第一方向的测量的磁通量有关的测量的最小通量值、第一测量的最大通量值和第二测量的最大通量值,以及与沿所述第一方向的磁通量有关的基准最小通量值、第一基准最大通量值和第二基准最大通量值,来确定第一偏移;
基于与沿所述第一方向的磁通量有关的所述第一基准最大通量值和所述第二基准最大通量值之一、所述第一测量的最大通量值和所述第二测量的最大通量值之一以及所述第一偏移,或基于与沿所述第一方向的磁通量有关的所述基准最小通量值、所述测量的最小通量值和所述第一偏移,来确定第一增益;
在与沿所述第一方向的磁通量有关的零交叉点和与沿所述第二方向的磁通量有关的零交叉点之中的至少之一处,基于所述第一增益和所述第一偏移,调节沿所述第一方向的测量的磁通量的值的至少一部分;
基于与沿所述第二方向的测量的磁通量有关的测量的最大通量值和测量的最小通量值以及与沿所述第二方向的磁通量有关的基准最大通量值和基准最小通量值,来确定第二偏移;
基于与沿所述第二方向的磁通量有关的所述测量的最大通量值和所述基准最大通量值以及所述第二偏移,或基于与沿所述第二方向的磁通量有关的所述基准最小通量值、所述测量的最小通量值和所述第二偏移,来确定第二增益;
在与沿所述第一方向的磁通量有关的零交叉点和与沿所述第二方向的磁通量有关的零交叉点之中的至少之一处,基于所述第二增益和所述第二偏移,来调节沿所述第二方向的测量的磁通量的值的至少一部分;和
基于沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值,来确定在给定时间所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置。
2.如权利要求1所述的方法,其中确定在给定时间所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置包括:
从查找表获取值,所述查找表与在所述给定时间沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和在所述给定时间沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值之间的关系有关;和
将来自所述查找表的所述值线性化。
3.如权利要求2所述的方法,其中从查找表获取值包括:
使用反正切函数确定在所述给定时间沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和在所述给定时间沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值之间的关系;和
从与所确定的关系有关的查找表获取值。
4.如权利要求2所述的方法,其中从查找表获取值包括:
基于在所述给定时间沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和在所述给定时间沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值,使用坐标旋转数字计算机函数确定角度;和
从与所确定的角度有关的查找表获取值。
5.如权利要求1所述的方法,其中确定在给定时间所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置包括:
使用反正切函数确定在所述给定时间沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和在所述给定时间沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值之间的关系;
使用多项式位置函数确定与所述关系有关的值;和
将所述值线性化。
6.如权利要求1所述的方法,其中确定在给定时间所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置包括:
基于在所述给定时间沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和在所述给定时间沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值,使用坐标旋转数字计算机函数确定角度;
使用多项式位置函数确定与所述角度有关的值;和
将所述值线性化。
7.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
基于下述可信度检查中的至少之一:关于沿所述第一方向的第一测量的最大通量值、第二测量的最大通量值、测量的最小通量值、第一基准最大通量值、第二基准最大通量值和基准最小通量值的可信度检查,以及关于沿所述第二方向的测量的最大通量值、测量的最小通量值、基准最大通量值和基准最小通量值的可信度检查,来确定是否所述位置传感器发生故障。
8.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
从下述至少之一滤除值:在确定所述第一偏移和所述第一增益之前沿所述第一方向的测量的磁通量,和在确定所述第二偏移和所述第二增益之前沿所述第二方向的测量的磁通量。
9.如权利要求1所述的方法,其中确定所述第一偏移包括:
使用以下方程式计算所述第一偏移:
其中,ΦmaxR是所述第一基准最大通量值和所述第二基准最大通量值的平均值,ΦminR是所述基准最小通量值,ΦmaxM是所述第一测量的最大通量值和所述第二测量的最大通量值的平均值,以及ΦminM是与沿所述第一方向的磁通量有关的测量的最小通量值;和
其中,所述第一增益是基于与沿所述第一方向的磁通量有关的所述第一基准最大通量值和所述第二基准最大通量值之一、所述第一测量的最大通量值和所述第二测量的最大通量值之一以及所述第一偏移,使用以下方程式而确定的:
其中,ΦmaxR是所述第一基准最大通量值和所述第二基准最大通量值的平均值,并且ΦmaxM是所述第一测量的最大通量值和所述第二测量的最大通量值的平均值。
10.如权利要求1所述的方法,其中确定所述第一偏移包括:
使用以下方程式计算所述第一偏移:
其中,ΦmaxR是所述第一基准最大通量值和所述第二基准最大通量值的平均值,ΦminR是所述基准最小通量值,ΦmaxM是所述第一测量的最大通量值和所述第二测量的最大通量值的平均值,以及ΦminM是与沿所述第一方向的磁通量有关的测量的最小通量值;和
其中,所述第一增益是基于与沿所述第一方向的磁通量有关的所述基准最小通量值、所述测量的最小通量值和所述第一偏移,使用以下方程式而确定的:
其中,ΦminR是所述基准最小通量值,并且ΦminM是与沿所述第一方向的磁通量有关的测量的最小通量值。
11.如权利要求1所述的方法,其中确定所述第二偏移包括:
使用以下方程式计算所述第二偏移:
其中,ΦmaxR是基准最大通量值,ΦminR是基准最小通量值,ΦmaxM是测量的最大通量值,以及ΦminM是与沿所述第二方向的磁通量有关的测量的最小通量值;和
其中,所述第二增益是基于与沿所述第二方向的磁通量有关的基准最大通量值、测量的最大通量值、和所述第二偏移,使用以下方程式而确定的:
其中,ΦmaxR是基准最大通量值,并且ΦmaxM是测量的最大通量值。
12.如权利要求1所述的方法,其中确定所述第二偏移包括:
使用以下方程式计算所述第二偏移:
其中,ΦmaxR是基准最大通量值,ΦminR是基准最小通量值,ΦmaxM是测量的最大通量值,以及ΦminM是与沿所述第二方向的磁通量有关的测量的最小通量值;和
其中,所述第二增益是基于与沿所述第二方向的磁通量有关的基准最小通量值、测量的最小通量值、和所述第二偏移,使用以下方程式而确定的:
其中,ΦminR是基准最小通量值,并且ΦminM是与沿所述第二方向的磁通量有关的测量的最小通量值。
13.一种用于检测磁体系统相对于位置传感器的位置的线性位置传感器系统,该系统包括:
位置传感器,配置成测量由磁体系统产生的磁场的磁通量;和
与所述位置传感器通信的控制器,所述控制器包括计算机可读的储存媒质和处理器,所述控制器配置成:
指令所述位置传感器测量由磁体系统产生的沿第一方向的磁场的磁通量,和指令所述位置传感器测量由所述磁体系统产生的沿第二方向的磁场的磁通量,其中所述第一方向和所述第二方向是不同方向;
基于沿所述第一方向的测量的磁通量的测量的最大通量值和测量的最小通量值、以及沿所述第一方向的磁通量的基准最大通量值和基准最小通量值,来确定第一偏移;
基于沿所述第一方向的基准最大通量值中的一基准最大通量值、测量的最大通量值中的一测量的最大通量值以及所述第一偏移,或基于沿所述第一方向的基准最小通量值、测量的最小通量值以及所述第一偏移,来确定第一增益;
在与沿所述第一方向的磁通量有关的零交叉点和与沿所述第二方向的磁通量有关的零交叉点中的至少之一处,基于所述第一增益和所述第一偏移,调节沿所述第一方向的测量的磁通量的值的至少一部分;
基于沿所述第二方向的测量的磁通量的测量的最大和最小通量值、以及沿所述第二方向的磁通量的基准最大和最小通量值,来确定第二偏移;
基于沿所述第二方向的基准最大通量值、测量的最大通量值和所述第二偏移,或基于沿所述第二方向的基准最小通量值、测量的最小通量值和所述第二偏移,来确定第二增益;
在与沿所述第一方向的磁通量有关的零交叉点和与沿所述第二方向的磁通量有关的零交叉点中的至少之一处,基于所述第二增益和所述第二偏移,调节沿所述第二方向的测量的磁通量的值的至少一部分;和
基于沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值,确定在给定时间所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置。
14.如权利要求13所述的系统,其中,为了确定在给定时间所述磁体系统相对于所述位置传感器的位置,所述控制器配置成:
从查找表获取值,所述查找表与在所述给定时间沿所述第一方向的测量的磁通量的经调节值和在所述给定时间沿所述第二方向的测量的磁通量的经调节值之间的关系有关;和
将来自所述查找表的所述值线性化。
15.如权利要求13所述的系统,其中所述控制器进一步配置成基于下述可信度检查的至少之一:关于沿所述第一方向的测量的最大和最小通量值和对应的基准最大和最小通量值的可信度检查,以及关于沿所述第二方向的测量的最大和最小通量值和对应的基准最大和最小通量值的可信度检查,来确定是否所述位置传感器发生故障。
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