CN115930760A - 用于检测在行程测量系统中的信号传感器的位置的方法和行程测量系统 - Google Patents
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Abstract
在用于检测在包括至少一个霍尔传感器的行程测量系统中的信号传感器的位置的方法中，为大量预设的位置(pi)提供一组位置‑强度‑数据(Bny、Bnz)。针对所述信号传感器(22)的当前位置(p)，测量针对在多个霍尔传感器的一个或每个处的每个测量方向的当前的测量信号(BMny、BMnz)，和从所述位置‑强度‑数据(Bny、Bnz)和所有当前的测量信号(BMny、BMnz)中确定所述信号传感器(22)的当前位置(p)。将用于行程测量系统的位置‑强度‑数据存储在控制单元中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测在行程测量系统中的信号传感器的位置的方法以及一种行程测量系统。
背景技术
霍尔传感器通常用于进行位置确定。所述霍尔传感器测量途经其的信号传感器的磁场。所获得的测量值既与所使用的霍尔传感器和所使用的信号传感器本身相关，也与信号传感器相对于霍尔传感器的相对位置以及所使用的霍尔传感器的数量相关。环境影响例如温度波动和老化现象等也起一定作用。
因此，对测量信号进行精确的分析评估是不可行的。已知的方法例如借助于霍尔传感器的特征曲线的特定的子区域的线性化来工作。因此，例如从DE 10 2018 203 884 A1中已知，形成所获得的这两个测量信号的商并且将S型函数例如反正切函数应用于该结果以进行线性化。
而DE 10 2008 045 177 A1提出，借助于简单的、依经验求取的近似公式从由霍尔传感器测量到的磁场中计算信号传感器的位置。
附加地，加剧这种情况的是，各个霍尔传感器的测量范围通常比如下整个范围更短，在所述整个范围中应确定信号传感器的位置。在这种情况下，多个霍尔传感器沿着测量路径依次设置。
尽管如此，总而言之，霍尔传感器对于非接触式工作的测量系统是有利的，因为所述霍尔传感器是可靠且鲁棒的。因此，霍尔传感器例如通常用于检测阀或驱动器的位置。
因此已知的是，在阀挺杆上设置磁体作为信号传感器，所述磁体在霍尔传感器的检测范围中运动，以便确定阀关于打开或关闭位置的状态。在霍尔传感器中以这种方式产生的测量信号用于进行位置确定。
发明内容
本发明的目的是，改善在行程测量系统中的信号传感器的位置确定。
该目的通过一种用于检测在行程测量系统中的信号传感器的位置的方法来实现，所述行程测量系统包括具有一个或至少两个霍尔传感器的位置检测装置，其中当信号传感器相对于一个或多个霍尔传感器运动时，一个霍尔传感器检测两个或多个测量信号，或者多个霍尔传感器分别沿着至少一个测量方向检测至少一个测量信号。所述方法包括以下步骤：
-给沿着每个测量方向位于一个霍尔传感器或每个霍尔传感器的测量范围内的大量预设的位置提供一组位置-强度-数据，
-对于信号传感器的当前位置，测量针对在一个霍尔传感器或每个霍尔传感器处的每个测量方向的当前的测量信号，和
-从位置-强度-数据和所有当前的测量信号中确定信号传感器的当前位置。
通过当前的测量信号与位置-强度-数据的适宜的比较，可选地，无需执行当前的测量信号的转换或无需借助于当前的测量信号的计算就能够推断出信号传感器的当前位置。因此，位置确定既快速又准确。检测单个或至少两个霍尔传感器、优选所有霍尔传感器沿着所有测量方向的信号实现：将对于信号传感器的单个位置测量到的测量信号与信号传感器的当前位置一对一地相关联。为了检测位置需要至少两个测量信号，所述测量信号必须经由单个霍尔传感器到达，或者在多个霍尔传感器的情况下经由多个霍尔传感器到达。在仅使用单个霍尔传感器的情况下，所述方法优选能够应用于在具有小的冲程的较小的阀的情况下的冲程测量。
预先一次性地提供对于当前的位置检测装置不可变的位置-强度-数据，并且对于当前的位置确定分别仅须读取所述位置-强度-数据，这同样对所述方法进行加速。
此外，与传统的系统相比，能够减少在行程测量系统的所期望的总测量长度上所需的霍尔传感器的数量，尤其在使用单个霍尔传感器时如此。这如下实现：分别考虑霍尔传感器的整个测量范围。也就是说，不仅使用霍尔传感器的易于线性化和分析评估的近场范围，而且还使用霍尔传感器的远场(在仍提供具有足够的信号强度的测量信号的位置中)。
在多个霍尔传感器的情况下，所述霍尔传感器能够彼此间相距任意的距离定位，并且不必是彼此等距的。所述距离仅受如下条件限制：在至少一个霍尔传感器的总测量长度的每个部位上接收到具有足够的信号强度的测量信号。
信号传感器在相应的霍尔传感器的检测范围内的任何位置变化优选对于所有测量方向引起测量信号的变化，其中所述变化通过一个或多个相应的霍尔传感器的特征曲线针对相应的测量方向一对一地映射。
原则上，霍尔传感器的特征曲线对于各个测量方向变化，并且根据霍尔传感器在测量系统中关于信号传感器的运动路径的设置而变化。此外，特征曲线根据霍尔传感器本身的类型和制造商以及根据其他变量例如环境温度和老化状态而变化。信号传感器的磁场也可能与类型、温度和/或老化状态相关。
然而，能够对于每个霍尔传感器和每个测量方向可预先求取所述特征曲线，其中确定特征曲线能够通过分析的、部分依经验的函数进行，或者通过记录测量曲线进行。特征曲线基于位置-强度-数据。
同样，环境温度和老化过程的影响原则上是已知的，并且能够在创建位置-强度-数据时加以考虑。
因此，该组位置-强度-数据优选包括特征曲线的整个曲线簇，所述曲线簇分别与个体的行程测量系统相协调。在此，对于个体的特征曲线，不仅能够考虑信号传感器沿着用于一个或各个霍尔传感器及其测量方向的整个测量长度的运动，而且也能够一并考虑期望的不同的所预期的环境温度以及霍尔传感器和信号传感器在行程测量系统的预期的使用寿命内的老化状态。显然，对由一个或多个霍尔传感器检测到的测量信号或信号传感器的磁场产生影响的其他附加的参数也能够纳入位置-强度-数据中。包含在位置-强度-数据中的附加的参数尤其包括温度和/或老化数据。
在此，在考虑相应的参数的情况下，位置-强度-数据应尽可能对应于一个或多个霍尔传感器的实际的特征曲线。
因为不需要特征曲线或测量信号的线性化，尤其通过形成商所进行的线性化，所以一个或多个霍尔传感器的远场也能够一并纳入测量中，与传统方法相比，这明显扩展了一个或各个霍尔传感器的测量范围。
为了进行位置确定，例如根据当前的给定条件，例如环境温度或行程测量系统的运行持续时间，从该组位置-强度-数据中选择出基于相应的特征曲线的相应适宜的位置-强度-数据并且位置确定基于此。
从该组位置-强度-数据中选择要使用的特征曲线和参数以及根据位置-强度-数据本身进行的位置确定通过适宜的操控例程进行。该操控历程通常集成在行程测量系统本身中并且例如作为软件存储在与其连接的控制单元中。
所使用的软件能够包括任意适宜形式的人工智能或机器学习程序。
用于确定特征曲线以提供位置-强度-数据的一种选项包括：信号传感器沿着相应的霍尔传感器的测量范围在预设的路径中运动，并且记录所测量到的信号以及相关位置。
用于提供位置-强度-数据的另一选项包括：计算位置-强度-数据。为此，能够使用分析的或依经验求取的公式。例如可考虑关于所测量到的特征曲线的足够精确的、依经验求取的拟合曲线。
提供位置-强度-数据的这两种类型的组合同样是可行的。
该组位置-强度-数据能够在行程测量系统之外创建并且传输给行程测量系统的控制单元并且在该处存储。这具有以下优点：适合于大量相同类型的行程测量系统的位置-强度-数据组仅须制作一次。这例如适用于来自制造商的同一批次的、具有霍尔传感器和信号传感器的行程测量系统。
在这种情况下，该组位置-强度-数据例如能够基于行程测量系统和特征曲线的精确测量。这例如能够通过沿着信号传感器的预设的运动路径运动所述信号传感器和对于不同的环境条件测量一个或各个霍尔传感器的特征曲线来进行，其中然后记录已知的位置并且将其与作为位置数据的特征曲线相关联。这尤其能够在行程测量系统的教导过程期间执行。
另一可行性是，在行程测量系统本身中以适宜的方式创建该组位置-强度-数据。组合也是可行的，其中该组位置-强度-数据的大部分在外部创建并且传输到相应的行程测量系统上，并且在在行程测量系统本身中对于相应的个体的行程测量系统检测附加参数。这例如也能够在教导过程期间发生。
例如能够根据最近邻分类或随机森林分类来确定信号传感器的当前位置。替选地，也可应用最近邻回归或随机森林回归。当然，任何其他适宜的浅层学习或深度学习方法(例如经由神经网络)也是可行的，这利用一组位置-强度-数据引起信号传感器的准确的当前位置。也可使用可训练的模型。
也可应用人工智能方法来识别和隐藏或消除在位置-强度-数据的数据库中的可能的不一致性和异常。
优选地，通过降采样方法减少所获得的位置-强度-数据量。降采样会降低测量分辨率，但是这能够通过在最近邻回归或其他适宜的浅层学习或深度学习方法中的权重来补偿。当该方法要在位于安置有至少一个霍尔传感器的印刷电路板上的微控制器上执行时，该变型方案是尤其有利的。这表示：该方法在行程测量系统本身中执行，而不是在与行程测量系统相关的、在空间上分离的控制设备中执行，所述控制设备远离行程测量系统。
当使用唯一霍尔传感器时需要的是，能够由该霍尔传感器检测至少两个信号，如果所述霍尔传感器沿着不同的测量方向进行测量，即例如沿着y和z方向进行测量，以便产生不同的测量信号，那么这尤其可以非常易于实现。
本发明还涉及一种具有位置检测装置的行程测量系统，所述位置检测装置包括：至少一个霍尔传感器，其中一个霍尔传感器沿着至少一个测量方向检测测量信号或者多个霍尔传感器分别沿着至少一个测量方向检测测量信号；和信号传感器，其中在多个霍尔传感器的情况下，所述霍尔传感器沿着信号传感器的运动路径，尤其运动轴线依次设置；以及控制单元。行程测量系统设计用于执行上述方法，其中用于行程测量系统的位置-强度-数据存储在控制单元中。
“依次”表示：在要测量的部件运动时，霍尔传感器依次移动。为此，霍尔传感器能够平行于运动路径放置，或者沿着运动路径在侧向彼此错开地定位。例如，在线性运动路径(运动轴线)的情况下，沿着运动方向观察，一个霍尔传感器可能位于运动路径的左侧而在此后驶来的霍尔传感器位于运动路径的右侧，其中在圆形路径的情况下这同样是可行的。
优选地，至少一个霍尔传感器构造为，使得所述霍尔传感器包括至少两个子传感器，所述子传感器沿着第一测量方向和与所述第一测量方向正交的第二测量方向检测磁场分量并且分别提供测量信号。
受生产所决定，在霍尔传感器集成到半导体芯片中的情况下，子传感器对于各个空间方向的特性例如灵敏度、偏移和漂移发生变化。在此，设置在霍尔传感器的面上的y子传感器和x子传感器具有相似的特性，而指向霍尔传感器的深度的z子传感器的特性差异较大。
因此，y和z方向的测量信号例如彼此差异很大，进而也能够容易地相互区分。因此，优选地，将位于霍尔传感器的面中的子传感器的测量信号用于第一测量方向，以及将垂直于所述第一测量方向、伸展到霍尔传感器的深度中的z方向的测量信号用于第二测量方向。
例如，将与信号传感器的运动方向重合的方向用作为第一测量方向。在此要注意的是，其测量方向垂直于信号传感器的运动方向的位于霍尔传感器的面中的子传感器通常仅提供非常弱的信号，因为信号传感器优选关于霍尔传感器的面设置在中心处。因此，当然选择测量方向在霍尔传感器的面上的、产生强信号的子传感器。在本申请中，该方向被任意定义为行程测量系统的y方向。
多个霍尔传感器优选沿着呈信号传感器的运动轴线形式的运动路径在直线上依次设置。在各个霍尔传感器之间的间距在此能够选择为相同或不同。这能够通过位置-强度-数据来考虑进而被均衡。
例如，在行程测量系统中设有三个或更多个霍尔传感器。
尤其地，信号传感器仅直线地往复移动，但是其也能够在圆形路径上环绕。
行程测量系统优选包括适宜的传感器，例如对于温度和迄今为止的使用寿命适宜的传感器，以便检测存储在位置-强度-数据中的参数。替选地，所述参数也能够以不同的方式提供，例如通过将相应的数据传输给行程测量系统。这例如能够在校准例程期间借助于附加的设备进行。
用于行程测量系统的一种应用可能性在阀的驱动器中，其中求取阀位置。
例如，信号传感器是轴向极化的磁体，所述磁体设置在阀挺杆上，所述阀挺杆可沿着呈运动轴线形式的运动路径线性移动，使得所述磁体的磁极位于运动轴线中，其中运动轴线平行于测量方向，尤其第一测量方向伸展。
信号传感器优选是具有刚好两个磁极的永磁体，所述永磁体线性极化，使得能够使用简单且低成本的磁体。
霍尔传感器尤其容纳在阀的控制头中，阀挺杆与安置在其上的信号传感器延伸到所述控制头中。
控制头例如仅包括阀的不被工艺介质流体穿流的部段。
控制头优选具有用于安装有一个或多个霍尔传感器的电路板的固定结构。
此外，控制头通常在指向阀的阀元件的一侧上具有用于阀挺杆的穿引部。固定结构和穿引部通过其位置预设运动轴线相对于霍尔传感器的位置，这简化了位置检测装置的精确安装。
阀元件与阀的流体穿流的区域接触并且例如封闭或释放阀座，其中阀元件与阀挺杆以一对一的机械关系连接进而与信号传感器连接，使得确定信号传感器的位置能够一对一地提供关于阀元件的位置的情况。
阀例如是过程阀，但是本发明也可在所有其他适宜的阀中实施。
控制单元应以信号传输的方式与霍尔传感器连接并且优选还设计用于执行测量数据的评估和位置确定。
可行的是，将控制单元设置在与一个或多个霍尔传感器相同的电路板上。但是也可考虑的是，在外部处理测量信号，进而将控制单元设置在阀的不同部位处或阀外部。
附图说明
下面根据实施例参考附图详细描述本发明。在附图中示出：
图1示出用于执行根据本发明的方法的根据本发明的行程测量系统，在此为阀的示意图；
图2示意性地示出图1中的行程测量系统的位置检测装置；
图3示出根据本发明的用于提供一组位置-强度-数据的方法的步骤；
图4示出根据本发明的方法的其他步骤；
图5示出根据本发明的用于进行位置确定的方法的步骤；并且
图6示出所保存的位置-强度-数据、具有三个霍尔传感器的位置检测装置的测量结果和由行程测量系统求取的信号传感器位置的示意图。
附图是不按比例绘制的。
具体实施方式
图1和2示出行程测量系统10，在此在阀11中，尤其在过程阀中，其具有示意性示出的位置检测装置12，所述位置检测装置在此容纳在阀11的控制头14中。
当然，行程测量系统10也适用于其他使用目的，尤其适用于借助线性运动的元件的任何类型的驱动。
在此，控制头14仅包括阀11的不被工艺介质穿流的构件。
阀挺杆16穿过在控制头14的下端部上的穿引部18并且在控制头14之外与阀元件20牢固地连接。
阀元件20与阀11的引导工艺介质的部件共同作用，所述部件在此仅暗示。例如，阀元件20能够封闭或释放阀座或者与封闭或释放阀座的构件共同作用。在任何情况下，阀挺杆16的运动立即且直接传递到阀元件20上，使得阀挺杆16的位置给出关于阀元件20位置的一对一的情况。
信号传感器22在阀挺杆16上设置在与阀元件20相反的端部处。信号传感器22在此是轴向极化的磁体，其磁极沿着阀挺杆16的纵轴线设置。示例性地选择在图1中示出的磁极的设置，信号传感器22当然也能够相反地极化。
阀挺杆16的纵轴线限定呈运动轴线Ay形式的运动路径，其中阀挺杆16在预设的运动范围内沿着运动轴线Ay线性地往复移动，以便使阀元件20运动。
信号传感器22位置固定地安置在阀挺杆16上并且产生围绕运动轴线Ay旋转对称的磁场。在此在阀11中设有仅唯一的信号传感器22。
信号传感器22是位置检测装置12的一部分。位置检测装置12还包括一个或多个(在此总计三个，通常为n个)霍尔传感器24、26、28。在该示例中，所有霍尔传感器24、26、28一起安装在电路板30上(参见图2)。所有霍尔传感器24、26、28沿着运动轴线Ay排列并且在此以相同的间距定位。
要强调的是，仅唯一的霍尔传感器，例如霍尔传感器26就足以进行位置检测。该单个霍尔传感器于是也可能安装在电路板30上。以下细节的特征也可应用于单个霍尔传感器。在使用仅唯一的霍尔传感器的情况下，所述霍尔传感器设计为，使得能够在至少两个彼此垂直的空间方向上检测测量信号BMny、BMnz。
在该示例中，甚至所有霍尔传感器24、26、28(还有单个霍尔传感器)都设计为，使得它们能够沿着至少两个彼此垂直的空间方向，在此称为y和z方向，检测测量信号BMny、BMnz。在此，y方向与运动轴线Ay的方向重合，而z方向垂直于霍尔传感器24的表面指向。
在此不考虑以下子传感器的可能的测量信号，所述子传感器检测垂直于y方向和z方向的x方向。
霍尔传感器24、26、28中的每个霍尔传感器对于每个所选择的空间方向，在此即为y和z方向提供可评估的测量信号Bny、Bnz。所述方法还可能够转用于其他彼此垂直的空间方向。
在测量在三个彼此垂直的空间方向x、y、z上的运动的霍尔传感器24、26、28中，在这种设置中轴向极化的磁体的轴向运动引起用于运动方向Ay的测量信号BMny以及用于从磁体到霍尔传感器24、26、28的z方向的测量信号BMnz。由于磁场线的变化，没有测量到或仅测量到非常小的用于x方向的测量信号。
在控制头14内部中构成有固定结构32，电路板30牢固地安装在所述固定结构上。
经由固定结构32和穿引部18，固定地预设阀挺杆16以及霍尔传感器24、26、28在控制头14内部中的位置，进而也固定地预设信号传感器22相对于霍尔传感器24、26、28的相对位置。
信号传感器22在此是轴向极化的永磁体，其具有刚好一个北极和一个南极。
位置检测装置12还包括控制单元34(参见图1)，所述控制单元以信号传输的方式与霍尔传感器24、26、28连接，并且在此同样设置在电路板30上。但是，控制单元34也能够设置在行程测量系统10中的不同部位处或设置在其外部并且以适宜的方式与霍尔传感器24、26、28连接。
如果阀挺杆16沿着运动轴线Ay运动，那么信号传感器22运动了与阀元件20的运动成比例的量。
因为信号传感器22相对于霍尔传感器24、26、28运动，所以由霍尔传感器24产生的测量信号BMny、BMnz发生变化。
为了将各个霍尔传感器24、26、28的测量信号BMny、BMnz转换成信号传感器22在运动轴线Ay上的一对一的位置，在控制单元34中存储位置检测装置12的模型B(Bny，Bnz)，所述模型包含一组位置-强度-数据Bny、Bnz，所述位置-强度-数据建立在整个测量范围36中的预设的位置pi与由霍尔传感器24、26、28提供的测量信号BMny、BMnz之间的关系(参见图6)。
位置-强度-数据Bny、Bnz在此包括霍尔传感器24、26、28的特征曲线，所述特征曲线用于不同的参数，例如霍尔传感器24、26、28和信号传感器22的不同的环境温度或老化时间点。
在图6中示出的示例中，B1y、B1z表示霍尔传感器24在y方向和z方向上的特征曲线，B2y、B2z表示霍尔传感器26在y方向和z方向上的特征曲线，B3y、B3z表示霍尔传感器28在y方向和z方向上的特征曲线，所述特征曲线分别用于相同的其他参数。
在图6中示出霍尔传感器24、26、28的出自位置-强度-数据Bny、Bnz的特征曲线，所述特征曲线被选择用于分别适用的其他参数。每个特征曲线用于相应的霍尔传感器24、26、28的整个测量范围36。
在此，在霍尔传感器24、26、28的整个测量范围36内，即也在远场中检测其特征曲线。以这种方式，例如，借助仅三个市售的霍尔传感器即可实现100mm的有效的总测量距离。
能够以任意的方式求取该组位置-强度-数据Bny、Bnz。
一个选项是，信号传感器22沿着整个测量距离运动并且关于信号传感器22的大量已知的位置pi检测当前的测量值BMny、BMnz和其他相关的参数并且将它们分别存储为特征曲线。
另一选项是，可选地借助于拟合曲线和/或经验公式为相应的特征曲线创建分析关系，并且计算相应的特征曲线。
这两种方法的组合也是可行的。因此，例如对于一种类型的行程测量系统10，能够通过信号传感器22运动走完行程距离来求取基本的特征曲线，而通过分析或依经验求取的校正因子将其他参数如环境温度和老化现象等计算到特征曲线中。
如果对于所有霍尔传感器24、26、28求取位置-强度-数据Bny、Bnz，那么提供一组位置-强度-数据Bny、Bnz。对于在行程测量系统10本身上产生位置-强度-数据Bny、Bnz的情况，所述位置-强度-数据存储在控制单元34中。
对于在外部设备(未示出)中求取位置-强度-数据Bny、Bnz的情况，该组位置-强度-数据Bny、Bnz作为整体被传输到控制单元34中并且存储在该处。
在图3中总结这些选项。
在控制单元34中存储例如呈矩阵B形式的位置-强度-数据Bny、Bnz，所述矩阵针对对于每个霍尔传感器24、26、28和每个测量方向y、z预设的每个点pi以及可选地针对其他参数含有一个值。
所考虑的其他参数例如也能够作为校正值存储，尤其当可通过简单的算术运算来执行调整时如此。
例如也能够存储多个矩阵，所述矩阵分别为各个参数的特定值创建。
为了在正在运行时确定信号传感器22的当前位置p，对于所有测量方向y、z检测所有霍尔传感器24、26、28的当前的测量信号BMny、BMnz。此外，检测关于其他参数例如环境温度的数据，或者例如对于老化状态从存储在控制单元34中的数据中读取数据。
用于当前的位置p的当前的测量信号BMny、BMnz在此被组合成测量矢量
(也参见图6)。
从位置-强度-数据Bny、Bnz中对于当前的测量信号BMny、BMnz确定位置p(也参见图4)。
这仅利用位置-强度-数据Bny、Bnz以及当前的测量信号BMny、BMnz进行，而无需对当前的测量信号BMny、BMnz进行进一步的算术运算，例如通过将当前的测量信号BMny、BMnz与位置-强度-数据Bny、Bnz进行适宜的比较。
如图6所示出的那样，位置pi之一处的当前的测量信号BMny、BMnz近似位于位置-强度-数据Bny、Bnz的特征曲线上。对于所有其他位置pi产生或多或少的大的偏差dny(pi)、dnz(pi)。通过考虑所述偏差dny(pi)、dnz(pi)，能够从位置-强度-数据Bny、Bnz中求取“最匹配的”位置pi。该位置pi于是非常近似地对应于信号传感器22的当前位置p。
为了确定位置p例如使用最近邻分类或回归，如其在图5中概述的那样。
在该方法中，对于每个预设的位置pi求取相应的当前的测量信号BMny、BMnz距该组位置-强度-数据Bny、Bnz的适用于所检测或所选择的参数的特征曲线的距离di。
在矩阵B中例如将所选择的位置-强度-数据Bny、Bnz的特征曲线的所有属于预设的位置pi的值分别组合成一列。例如能够以已知的方式经由欧几里得距离求取距离di，其方式为：形成矩阵B的每一列与测量矢量
的差的绝对值。
距离di以及相应相关的位置pi保存在列表中。该列表根据距离di的大小按升序排序。
具有最小距离di的位置pi能够被认为是当前的位置p，或者例如能够对关于k个最小距离di的位置pi求平均值，然后将所述平均值假定为当前的位置p。在这种情况下，例如如果设有非常多的位置pi，那么k＝1的选择证明为是适宜的，如果用于确定位置-强度-数据Bny、Bnz的测量数据有噪声或较弱，那么k＝3，并且在大多数其他情况下k＝2。
该算法可选地仍进行优化，其方式例如为：减小符合条件的数据的范围。在此，例如使用基于简单的比较的决策树，所述决策树利用特征曲线的特征性形状。要检查的区域的中心例如能够经由一个或两个测量信号BMny、BMnz的阈值来定义。决策树应具有多少层级或分支在此与应用的具体的给定条件相关。
另一优化是通过降采样方法减少位置-强度-数据。通过对具有距离di的位置pi取平均进行加权，补偿了由此减小的测量分辨率(加权的kNN)。也就是说，通过以预测的最可能的位置的概率对所述位置的取平均进行加权的方式来改善预测的位置的精度。
这当要在微控制器上，尤其在具有受限的存储空间的微控制器上执行所述方法时是尤其有利的，所述微控制器例如已经集成在行程测量系统中，即集成在不具有外部控制装置的工作能力的微控制器中。该微控制器优选位于坐落有一个或多个霍尔传感器的印刷电路板上。
当前的测量信号BMny、BMnz与位置-强度-数据Bny、Bnz的比较当然能够以任何适宜的方式进行。因此例如也能够使用随机森林分类或回归来代替上文所描述的最近邻分类或回归。
Claims (13)
1.一种用于检测在行程测量系统(10)中的信号传感器(22)的位置的方法，所述行程测量系统包括具有一个霍尔传感器(24、26、28)或至少两个霍尔传感器(24、26、28)的位置检测装置(12)，其中当所述信号传感器(22)相对于所述一个或多个霍尔传感器(24、26、28)运动时，所述一个霍尔传感器检测两个测量信号(BMny、BMnz)，或者多个霍尔传感器分别沿着至少一个测量方向(y、z)检测测量信号(BMny、BMnz)，所述方法具有以下步骤：
-给沿着每个测量方向(y、z)位于所述一个霍尔传感器(24、26、28)或每个霍尔传感器(24、26、28)的测量范围(36)内的大量预设的位置(pi)提供一组位置-强度-数据(Bny、Bnz)，
-对于所述信号传感器(22)的当前位置(p)，测量针对在所述一个霍尔传感器(24、26、28)或每个霍尔传感器(24、26、28)处的每个测量方向(y、z)的当前的测量信号(BMny、BMnz)，和
-从所述位置-强度-数据(Bny、Bnz)和所有当前的测量信号(BMny、BMnz)中确定所述信号传感器(22)的当前位置(p)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置-强度-数据(Bny、Bnz)包含附加的参数，尤其温度和/或老化数据。
3.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中提供所述位置-强度-数据(Bny、Bnz)包括：沿着相应的所述霍尔传感器(24)的测量范围在预设的路径中移动所述信号传感器(22)，并且记录测量到的所述信号以及相关的所述位置(pi)。
4.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中提供所述位置-强度-数据(Bny、Bnz)包括：计算所述位置-强度-数据(Bny、Bnz)。
5.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中根据最近邻分类或回归或随机森林分类或回归来确定所述信号传感器(22)的当前位置。
6.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中在所述行程测量系统(10)之外创建该组位置-强度-数据(Bny、Bnz)，并且将其传输给所述行程测量系统(10)的控制单元(34)并且存储在该处。
7.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中通过降采样方法减少所获得的所述位置-强度-数据(Bny、Bnz)的量，并且通过以预测的最可能的位置的概率对所述位置的取平均进行加权的方式来改善预测的位置的精度。
8.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中在使用唯一的霍尔传感器时沿着不同的测量方向进行测量，以便产生不同的测量信号。
9.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中在微控制器上执行所述方法，所述微控制器位于也安置有至少一个霍尔传感器的印刷电路板上。
10.一种具有位置检测装置(12)以及控制单元(34)的行程测量系统，所述位置检测装置包括：至少一个霍尔传感器(24、26、28)，其中所述一个霍尔传感器(24、26、28)沿着至少一个测量方向(y、z)检测测量信号(BMny、BMnz)或者多个霍尔传感器分别沿着至少一个测量方向(y、z)检测测量信号(BMny、BMnz)；和信号传感器(22)，其中在多个霍尔传感器(24、26、28)的情况下，沿着所述信号传感器(22)的运动路径(Ay)依次设置所述霍尔传感器(24、26、28)，所述行程测量系统用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中用于所述行程测量系统(10)的所述位置-强度-数据(Bny、Bnz)存储在所述控制单元(34)中。
11.根据权利要求10所述的行程测量系统，其中至少一个所述霍尔传感器(24、26、28)构造为，使得所述霍尔传感器包括至少两个子传感器，所述子传感器沿着第一测量方向(y)和与所述第一测量方向正交的第二测量方向(z)检测磁场分量并且分别提供测量信号(BMny、BMnz)。
12.根据权利要求10或11所述的行程测量系统，其中所述行程测量系统(10)设置在阀(11)的驱动器中并且求取阀位置。
13.根据权利要求12所述的行程测量系统，其中所述信号传感器(22)是轴向极化的磁体，所述磁体设置在阀挺杆(16)上，所述阀挺杆可沿着运动路径(Ax)线性移动，使得所述磁体的磁极位于所述运动路径(Ax)上，其中所述运动路径(Ax)平行于所述测量方向(y、z)之一伸展。
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