ITMI20012208A1 - PROCEDURE FOR THE COMPENSATION OF A SO-CALLED OFFSET-DRIFT OF AN ANGLE METER - Google Patents

PROCEDURE FOR THE COMPENSATION OF A SO-CALLED OFFSET-DRIFT OF AN ANGLE METER Download PDF

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ITMI20012208A1
ITMI20012208A1 IT2001MI002208A ITMI20012208A ITMI20012208A1 IT MI20012208 A1 ITMI20012208 A1 IT MI20012208A1 IT 2001MI002208 A IT2001MI002208 A IT 2001MI002208A IT MI20012208 A ITMI20012208 A IT MI20012208A IT MI20012208 A1 ITMI20012208 A1 IT MI20012208A1
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IT
Italy
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offset
angle
sensor
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temperature
Prior art date
Application number
IT2001MI002208A
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Inventor
Henrik Siegle
Joerg Huttenlocher
Hartmut Kittel
Original Assignee
Bosch Gmbh Robert
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Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Stato della tecnica State of the art

L'invenzione si riferisce ad un procedimento per la compensazione di un offset-drift di un misuratore di angolo secondo il tipo della rivendicazione principale. Sono già noti dei procedimenti per la misurazione elettrica di un angolo di rotazione. A tale scopo vengono impiegati dei metodi di misurazione, con i quali vengono elaborati i segnali sinusoidali e cosinusoidali di un sensore. Per esempio vengono utilizzati dei sensori magnetoresistivi come sensori AMR o GR (anisotropie magnetoresistance , giant magnetoresistance) , i quali, con l'ausilio di due ponti completi, forniscono rispettivamente un segnale seno e coseno. Per un corretto calcolo in una funzione di angolo, le ampiezze del segnale seno e coseno devono essere uguali e non devono presentare alcun offset. Mentre la stessa ampiezza può essere raggiunta mediante provvedimenti costruttivi, i valori offset, i quali subentrano in particolare attraverso un'influenza della temperatura, non possono essere previsti o predetti anticipatamente. Ciò comporta che nel corso della durata d'intervento di un tale misuratore d'angolo, la precisione varia notevolmente, per cui tale misuratore non è eventualmente più utilizzabile. Nel caso di applicazioni per la determinazione dell'angolo di rotazione, per esempio in un autoveicolo, si richiedono tuttavia elevate esigenze di precisione e stabilità per la durata utile. The invention relates to a method for compensating an offset-drift of an angle measurer according to the type of the main claim. Methods for the electrical measurement of an angle of rotation are already known. For this purpose, measurement methods are used, with which the sinusoidal and cosine signals of a sensor are processed. For example, magnetoresistive sensors are used such as AMR or GR sensors (anisotropy magnetoresistance, giant magnetoresistance), which, with the help of two complete bridges, respectively provide a sine and cosine signal. For a correct calculation in an angle function, the amplitudes of the sine and cosine signal must be equal and must not have any offset. While the same amplitude can be achieved by constructive measures, the offset values, which occur in particular through an influence of the temperature, cannot be predicted or predicted in advance. This means that during the operating time of such an angle measurer, the accuracy varies considerably, so that this measurer may no longer be usable. In the case of applications for determining the angle of rotation, for example in a motor vehicle, however, high demands are placed on accuracy and stability for the service life.

Vantaggi dell'invenzione Advantages of the invention

Il procedimento secondo l'invenzione per la compensazione di un offset-drift di un misuratore di angolo con le caratteristiche caratterizzanti della rivendicazione principale presenta rispetto a ciò il vantaggio che nel caso della determinazione angolare viene considerato un valore off-set costantemente corretto. In questo modo, la misurazione dell'angolo diventa più affidabile e rimane costante nel prestabilito campo di precisione, per cui i processi di comando basati per esempio su esso risultano affidabilmente eseguibili. The method according to the invention for the compensation of an offset drift of an angle measurer with the characterizing characteristics of the main claim has the advantage with respect to this that in the case of the angular determination a constantly corrected offset value is considered. In this way, the angle measurement becomes more reliable and remains constant in the predetermined precision range, so that the control processes based on it, for example, are reliably executable.

Attraverso i provvedimenti esposti nelle rivendicazioni dipendenti sono possibili dei miglioramenti e perfezionamenti vantaggiosi del procedimento indicato nella rivendicazione principale. Particolarmente vantaggioso è il fatto che i valori off-set vengano determinati in un prestabilito intervallo di tempo. In particolare, per le temperature rilevanti nell'autoveicolo si ottiene quindi una determinazione offset dipendente dalla temperatura, la quale fornisce sempre dei costanti risultati di misurazione, indipendentemente dalle temperature ambientali o del motore. Through the measures set out in the dependent claims, advantageous improvements and improvements of the method indicated in the main claim are possible. Particularly advantageous is the fact that the off-set values are determined in a predetermined time interval. In particular, a temperature-dependent offset determination is thus obtained for the relevant temperatures in the motor vehicle, which always provides constant measurement results, regardless of the ambient or engine temperatures.

Risulta particolarmente vantaggioso il fatto che il rilevamento dell'offset ovvero del coefficiente di temperatura avvenga nel caso di almeno due prestabilite temperature, per cui è facilmente possibile calcolare dei valori intermedi mediante interpolazione. Inoltre, ciò comporta meno dispendio di prova durante la calibratura . It is particularly advantageous that the detection of the offset or of the temperature coefficient takes place in the case of at least two predetermined temperatures, so that it is easily possible to calculate intermediate values by means of interpolation. In addition, this results in less testing effort during calibration.

Risulta inoltre vantaggioso il fatto che l'algoritmo per l'offset possa essere stabilito mediante un coefficiente di temperatura non lineare. Per esempio, il coefficiente di temperatura può essere descritto mediante un polinomio di terzo ordine. Questo polinomio offre una buona approssimazione per il comportamento della temperatura di un sensore. It is also advantageous that the offset algorithm can be established by means of a non-linear temperature coefficient. For example, the temperature coefficient can be described by a third order polynomial. This polynomial offers a good approximation for the temperature behavior of a sensor.

Per avere un semplice accesso ai corrispondenti valori di offset, l'archiviazione dei valori di offset avviene preferibilmente in una tabella. I valori intermedi possono essere vantaggiosamente determinati mediante una semplice interpolazione. In order to have easy access to the corresponding offset values, the storage of the offset values is preferably done in a table. The intermediate values can advantageously be determined by means of a simple interpolation.

In modo particolarmente vantaggioso si prevede inoltre il fatto che il comportamento a lungo termine venga determinato durante il funzionamento del misuratore di angolo, formando semplicemente la media dei valori di offset. La determinazione di almeno uno dei due offset di ponte (COS, SIN) durante il funzionamento è quindi poi solo possibile, quando l'angolo elettrico copre una zona di almeno 180°. Per esempio è sufficiente quando nel caso di sensori AMR, in cui l'angolo elettrico è il doppio dell'angolo meccanico, un campo angolare meccanico di almeno 90°. It is also particularly advantageously provided that the long-term behavior is determined during the operation of the angle measurer, simply by averaging the offset values. The determination of at least one of the two bridge offsets (COS, SIN) during operation is therefore only possible, when the electrical angle covers an area of at least 180 °. For example, a mechanical angular field of at least 90 ° is sufficient in the case of AMR sensors, in which the electrical angle is double the mechanical angle.

Attraverso la memorizzazione e la formazione della media dei valori offset rilevati è possibile adattare gradualmente l'offset da correggere, per cui si evitano delle funzioni di salto. Ciò aumenta la sicurezza della misurazione . By saving and averaging the detected offset values, it is possible to gradually adapt the offset to be corrected, thus avoiding jump functions. This increases the safety of the measurement.

Alcune applicazioni vantaggiose sono indicate nel caso di alcuni sensori operanti secondo il principio ottico. In alternativa, i valori offset possono essere corretti e rilevati anche con sensori magnetoresistivi . Some advantageous applications are indicated in the case of some sensors operating according to the optical principle. Alternatively, the offset values can also be corrected and detected with magnetoresistive sensors.

Risulta inoltre vantaggioso il fatto che la precisione di misurazione del sensore di angolo venga sorvegliata mediante una funzione diagnostica. I funzionamenti erronei possono essere facilmente segnalati. In particolare in caso di superamento di un prestabilito valore limite per l'offset, è possibile emettere un segnale d'allarme, per cui possono corrispondentemente reagire dei dispositivi elettronici. It is also advantageous that the measuring accuracy of the angle sensor is monitored by means of a diagnostic function. Malfunctions can be easily reported. In particular, if a specified limit value for the offset is exceeded, an alarm signal can be issued, whereby electronic devices can respond accordingly.

L'applicazione del procedimento in un misuratore di angolo all'interno di un autoveicolo, per esempio in corrispondenza di un albero trasversale dello sterzo, appare quindi particolarmente vantaggiosa, poiché in questo caso sono necessarie delle elevate esigenze di precisione e di affidabilità del dispositivo di misurazione . The application of the method in an angle measuring device inside a motor vehicle, for example in correspondence with a transverse steering shaft, therefore appears particularly advantageous, since in this case high demands on precision and reliability of the locking device are required. measurement.

Disegni Drawings

L'invenzione verrà a seguito descritta più dettagliatamente con riferimento ad un esempio esecutivo illustrato nei disegni, nei quali: The invention will be described in more detail below with reference to an executive example illustrated in the drawings, in which:

- la fig. 1 illustra un misuratore di angolo su un albero girevole, - fig. 1 illustrates an angle meter on a rotating shaft,

- la fig. 2 illustra una tabella, - fig. 2 illustrates a table,

- la fig. 3 illustra dei diagrammi con segnali di angolo, - fig. 3 illustrates diagrams with angle signals,

- la fig. 4 illustra un'ulteriore tabella, - fig. 4 illustrates a further table,

- la fig. 5 illustra dei diagrammi con curve di offset, - fig. 5 illustrates diagrams with offset curves,

- la fig. 6 illustra dei diagrammi offset in caso di un drift a lungo termine. - fig. 6 illustrates offset diagrams in the event of a long-term drift.

Descrizione degli esempi esecutivi La fig. 1 illustra un misuratore 1 di angolo disposto in un punto opportuno di un albero 3. L'albero 3 è per esempio un albero trasversale dello sterzo od un tirante laterale comando sterzo di un autoveicolo. In alternativa, si prevede di disporre il sensore d'angolo 1 anche all'estremità dell'albero 3. Description of the executive examples Fig. 1 illustrates an angle gauge 1 disposed in a suitable point of a shaft 3. The shaft 3 is for example a steering cross shaft or a lateral steering control rod of a motor vehicle. Alternatively, it is envisaged to arrange the angle sensor 1 also at the end of the shaft 3.

Il sensore d'angolo 1 presenta in sostanza un rilevatore 2, il quale è per esempio realizzato quale anello e può presentare una o più tacche. Queste tacche possono essere realizzate otticamente, induttivamente, magneticamente od in modo comunemente noto. Inoltre si prevede un sensore 5 il quale, in base alla sua disposizione e realizzazione esplora le tacche del rilevatore 2 e trasmette dei corrispondenti segnali ad un'unità elaboratrice 10, con la quale esso è montato sulla stessa piastra portacircuiti 4. Per mantenere limitate le dimensioni costruttive, nella piastra portacircuiti 4 si prevede una sfinestratura 8, nella quale s'immerge parzialmente il rilevatore 2. The angle sensor 1 essentially has a detector 2, which is for example made as a ring and can have one or more notches. These notches can be made optically, inductively, magnetically or in a commonly known way. Furthermore, a sensor 5 is provided which, on the basis of its arrangement and construction, scans the notches of the detector 2 and transmits corresponding signals to a processing unit 10, with which it is mounted on the same circuit board 4. To keep limited the constructive dimensions, in the circuit board 4 there is a cutout 8, in which the detector 2 is partially immersed.

Una forma esecutiva preferita presenta un rilevatore magnetizzato 2, il quale viene esplorato da un sensore 5 magnetoresistivo . Il sensore 5 è per esempio un elemento sensore AMR o GMR e fornisce, in virtù del suo montaggio su uscite separate, un segnale sinusoidale e cosinusoidale in modo dipendente dall'angolo di rotazione dell'albero 3. A preferred embodiment has a magnetized detector 2, which is scanned by a magnetoresistive sensor 5. The sensor 5 is for example an AMR or GMR sensor element and supplies, by virtue of its mounting on separate outputs, a sinusoidal and cosine signal depending on the angle of rotation of the shaft 3.

In una forma esecutiva alternativa si prevede che il rilevatore 2 sia disposto all'estremità dell'albero 3, laddove per esempio il rilevatore 2 è realizzato quale magnete piatto cilindrico o di forma parallelepipeda rettangolare. Il principio di realizzazione del sensore 5 e della misurazione dell'angolo è di per sé noto. Il sensore 5 presenta in sostanza due ponti completi AMR ruotati di 45° od in alternativa due ponti completi GMR ruotati di 90°, i quali forniscono il segnale seno ovvero coseno. La determinazione angolare avviene poi attraverso un'operazione arcotangente, applicata al segnale seno e coseno. In an alternative embodiment, the detector 2 is provided to be arranged at the end of the shaft 3, where for example the detector 2 is realized as a flat cylindrical magnet or with a rectangular parallelepiped shape. The manufacturing principle of the sensor 5 and of the angle measurement is known per se. The sensor 5 essentially has two complete AMR bridges rotated by 45 ° or alternatively two complete GMR bridges rotated by 90 °, which supply the sine or cosine signal. The angular determination then takes place through an arctangent operation, applied to the sine and cosine signal.

Il funzionamento di questa disposizione verrà descritto più dettagliatamente con riferimento alle seguenti figure. Per un'esatta determinazione angolare, i segnali seno e coseno devono avere la stessa ampiezza e non possono presentare un offset. Ciò deve essere mantenuto in particolare sul campo di temperatura valido per esempio nell'ambito degli autoveicoli. L'esperienza ha tuttavia dimostrato che un offset-drift subentra sia con il crescere della temperatura, che per la durata utile dei sensori 5 (drift a lungo termine). A seconda delle circostanze, ciò comporta che la precisione di misurazione di un sensore 5 tarato alla temperatura ambiente può fortemente peggiorare nel corso del tempo di sollecitazione ed in particolare in presenza di elevate temperature. The operation of this arrangement will be described in more detail with reference to the following figures. For exact angular determination, the sine and cosine signals must have the same amplitude and cannot be offset. In particular, this must be maintained in the valid temperature range, for example in the field of motor vehicles. However, experience has shown that an offset drift occurs both with increasing temperature and with the useful life of the sensors 5 (long-term drift). Depending on the circumstances, this implies that the measurement accuracy of a sensor 5 calibrated at the ambient temperature can greatly deteriorate over the course of the stress time and in particular in the presence of high temperatures.

La fig. 2 illustra nella parte superiore della tabella innanzi tutto la formula per il calcolo delle tensioni di segnale seno e coseno, considerando anche l'offset dipendente dalla temperatura e l'offset il quale subentra a seguito di una sollecitazione duratura. Nella parte inferiore della tabella della fig. 2 sono indicati alcuni parametri, i quali possono essere misurati con sensori comunemente in commercio. Fig. 2 shows in the upper part of the table first of all the formula for the calculation of the sine and cosine signal voltages, also considering the temperature-dependent offset and the offset which occurs following a lasting stress. In the lower part of the table of fig. 2 indicates some parameters, which can be measured with sensors commonly available on the market.

La fig. 3 illustra nel dettaglio come i segnali seno e coseno possono variare in modo dipendente dalla temperatura. Nella parte sinistra della fig. 3 è illustrato il segnale seno e coseno per la temperatura ambiente con linee tratteggiate e per una maggiore temperatura a linee piene. A tale scopo è stato impiegato un rilevatore magnetizzato a grande superficie, per cui una completa oscillazione seno (periodo) corrisponde ad un angolo di rotazione di 180°. Nel caso di una completa rotazione vengono quindi riprodotti due periodi. In questo caso non è presente alcun offset-drift. I due diagrammi nel centro della fig. 2 mostrano invece delle curve seno e coseno, le quali sono munite di un offset positivo ovvero negativo. Nel diagramma di destra sono stati riportati i risultanti errori angolari. Fig. 3 illustrates in detail how the sine and cosine signals can vary in a temperature dependent manner. In the left part of fig. 3 shows the sine and cosine signal for ambient temperature with dashed lines and for increased temperature with solid lines. For this purpose a large surface magnetized detector was used, whereby a complete sine oscillation (period) corresponds to a rotation angle of 180 °. In the case of a complete rotation, two periods are then reproduced. In this case there is no offset drift. The two diagrams in the center of FIG. 2 instead show sine and cosine curves, which have a positive or negative offset. The resulting angular errors have been reported in the diagram on the right.

La fig. 4 illustra un'ulteriore tabella che riproduce il comportamento offset sul lungo periodo. Nella parte sinistra della tabella sono illustrati dei valori iniziali. L'errore angolare ammonta in questo caso a /- 1,3°. Le due tabelle nella parte destra della fig. 4 illustrano invece un angolo errato con /-2,9° ovvero /- 3,6° dopo 5000 ore di sollecitazione continua. Le osservazioni sono state eseguite rispettivamente per la temperatura d'esercizio di 150°C. Fig. 4 illustrates a further table that reproduces the offset behavior over the long run. Initial values are shown on the left side of the table. The angular error in this case amounts to +/- 1.3 °. The two tables on the right side of fig. 4 instead show an incorrect angle with / -2.9 ° or / - 3.6 ° after 5000 hours of continuous stress. The observations were made for the operating temperature of 150 ° C respectively.

La fig. 5 illustra tre ulteriori diagrammi con curve offset, le quali sono state rilevate in un intervallo di temperatura da -50° a 150°. Il diagramma di sinistra della fig. 5 con linea caratteristica punteggiata mostra nel contempo dei valori di misurazione per l'offset del primo ponte del sensore 5 (ponte coseno) e comparabilmente il diagramma centrale per il secondo ponte (ponte seno) dello stesso sensore 5. Le curve piene sono state comparabilmente calcolate (Fit) e rappresentano la funzione d'approssimazione che si ottiene mediante un polinomio di terzo ordine. Il diagramma di destra della fig. 5 mostra l'errore dell'angolo di misurazione (error°) che risulta dalla formazione arcotangente dei segnali seno e coseno, laddove il loro offset è stato eliminato mediante le funzioni di approssimazione polinomiche. Fig. 5 illustrates three further diagrams with offset curves, which were taken in a temperature range from -50 ° to 150 °. The left-hand diagram of FIG. 5 with dotted characteristic line simultaneously shows measured values for the offset of the first bridge of sensor 5 (cosine bridge) and comparably the center diagram for the second bridge (sine bridge) of the same sensor 5. The solid curves were comparably calculate (Fit) and represent the approximation function obtained by means of a third order polynomial. The right-hand diagram of FIG. 5 shows the measurement angle error (error °) resulting from the arctangent formation of the sine and cosine signals, where their offset has been eliminated by means of the polynomial approximation functions.

Le curve illustrate sono state misurate a titolo d'esempio e mostrano l'andamento offset non lineare del ponte coseno (diagramma di sinistra) ed il ponte seno (diagramma centrale) di un singolo sensore 5 in rapporto al campo di temperatura di -50°C a 150°C in genere presente in un autoveicolo e scelto solo a titolo d'esempio. Come risulta evidente dalla linee piene, il coefficiente di temperatura non lineare, vale a dire l'offset può essere facilmente descritto in modo relativamente ottimale mediante il polinomio di terzo ordine, correggendo in modo efficace l'angolo di rotazione misurato. Come mostra il diagramma di destra, l'errore angolare risultante è molto piccolo. The illustrated curves have been measured as an example and show the non-linear offset trend of the cosine bridge (left diagram) and the sine bridge (central diagram) of a single sensor 5 in relation to the temperature range of -50 ° C at 150 ° C generally present in a motor vehicle and chosen only as an example. As is evident from the solid lines, the non-linear temperature coefficient, i.e. the offset can easily be described relatively optimally by the third-order polynomial, effectively correcting the measured angle of rotation. As the diagram on the right shows, the resulting angular error is very small.

Per il calcolo (Fit) sono sufficienti due valori di sostegno e ne vengono utilizzati preferibilmente 3-4. Ogni sensore viene riscaldato a tale scopo ai corrispondenti valori di temperatura, l'offset viene determinato e la funzione di approssimazione viene calcolata . Two support values are sufficient for the calculation (Fit) and 3-4 are preferably used. Each sensor is heated for this purpose to the corresponding temperature values, the offset is determined and the approximation function is calculated.

Il risultato viene registrato preferibilmente in una tabella ed è quindi facilmente accessibile. Ciò avviene in un modo di calibrazione dopo la preparazione del sensore. Durante il successivo funzionamento, la resistenza degli elemento AMR, i quali sono realizzati a ponte, serve in aggiunta quale sensore di temperatura. Il suo andamento di temperatura è sufficientemente lineare e riproducibile, per cui con l'elemento AMR è possibile misurare direttamente anche la temperatura. The result is preferably recorded in a table and is therefore easily accessible. This is done in a calibration mode after sensor preparation. During subsequent operation, the resistance of the AMR elements, which are bridged, additionally serves as a temperature sensor. Its temperature course is sufficiently linear and reproducible, so that the temperature can also be measured directly with the AMR element.

Nell'ambito della produzione o durante il montaggio del sensore è necessario determinare i coefficienti della temperatura offset di ogni sensore, poiché non è possibile prestabilire l'esatto andamento offset. Per determinare i valori di sostegno per il Fit, nel caso delle temperature impostate viene per esempio ruotato un magnete di riferimento attraverso il sensore. Il rispettivo offset può poi essere calcolato mediante adattamento dei segnali seno e coseno rilevati o mediante la formazione della media. In alternativa al magnete di riferimento rotante si può utilizzare un elettromagnete per stabilire la direzione. It is necessary to determine the offset temperature coefficients of each sensor during production or during sensor assembly, as it is not possible to predetermine the exact offset trend. To determine the support values for the Fit, for example, a reference magnet is rotated through the sensor in the case of the set temperatures. The respective offset can then be calculated by adapting the detected sine and cosine signals or by averaging. As an alternative to the rotating reference magnet, an electromagnet can be used to determine the direction.

La fig. 6 illustra in via schematica lo sviluppo temporale dell'offset nel caso di uno spostamento della temperatura elevata, laddove delle misurazioni intermedie vengono eseguite a prestabiliti intervalli di tempo. L'asse sinistro del diagramma mostra l'offset-drift, mentre l'asse destro riproduce l'angolo errato risultante da ciò a temperatura ambiente (25°C) ovvero a 150°C. Le due curve illustrate si differenziano fra loro per il fatto che nel caso della curva punteggiata non è stata eseguita una sollecitazione preliminare termica. La linea caratteristica piena indica invece il comportamento offset secondo una sollecitazione di temperatura eseguita (burn-in), la quale è stata inserita a monte della sollecitazione permanente. Fig. 6 schematically illustrates the temporal development of the offset in the case of a high temperature shift, with intermediate measurements being performed at predetermined time intervals. The left axis of the diagram shows the offset-drift, while the right axis reproduces the resulting wrong angle at room temperature (25 ° C) or at 150 ° C. The two illustrated curves differ from each other in that no preliminary thermal stress was performed in the case of the dotted curve. The solid characteristic line, on the other hand, indicates the offset behavior according to an executed temperature stress (burn-in), which has been inserted upstream of the permanent stress.

L'esperienza ha dimostrato che ogni sensore si comporta in modo differente, per cui non è possibile eseguire una precisa previsione sull'offset-drift. Per potere tuttavia correggere l'offset-drift a lungo termine si propone secondo l'invenzione il seguente procedimento di correzione: durante il processo di sterzatura, dalle ampiezze di segnale viene determinato l'offset con la formazione della media. Quando, con l'utilizzo di un sensore AMR, l'angolo di sterzatura copre almeno 90°, vale a dire che l'angolo elettronico ammonta a due volte l'angolo meccanico, quindi a 180°, allora è possibile calcolare mediante la formazione della media almeno uno dei due offset di ponte, poiché i due ponti del sensore AMR sono disposti ad un angolo di 45° fra loro. L'offset così rilevato viene memorizzato e gradualmente corretto. Questa correzione graduale, la quale viene realizzata per esempio dal punto di vista circuitale per mezzo di un passabasso, impedisce delle variazioni improvvise dell'offset. Tali variazioni improvvise si verificherebbero in modo obbligato, poiché le deviazioni fra l'effettivo andamento della temperatura di offset e quello calcolato (Fit) non sarebbero differenziabili dai offset-drift a lungo termine. Experience has shown that each sensor behaves differently, so it is not possible to make a precise prediction on offset-drift. However, in order to be able to correct the offset drift in the long term, the following correction method is proposed according to the invention: During the steering process, the offset is determined from the signal amplitudes with the formation of the average. When, with the use of an AMR sensor, the steering angle covers at least 90 °, i.e. the electronic angle is twice the mechanical angle, i.e. 180 °, then it is possible to calculate by training of the average at least one of the two bridge offsets, since the two bridges of the AMR sensor are arranged at an angle of 45 ° to each other. The offset thus detected is stored and gradually corrected. This gradual correction, which is carried out for example from the circuit point of view by means of a low pass, prevents sudden changes in the offset. Such sudden variations would occur in an obligatory way, since the deviations between the actual trend of the offset temperature and the calculated one (Fit) would not be differentiated from the long-term offset-drift.

Un ulteriore aspetto sostanziale dell'invenzione è considerato anche dal fatto che i valori di angolo o di offset rilevati vengono sorvegliati mediante una funzione diagnostica. All'atto del superamento di un prestabilito limite, è poi possibile emettere una corrispondente segnalazione di errore. A further substantial aspect of the invention is also considered by the fact that the detected angle or offset values are monitored by means of a diagnostic function. When a predetermined limit is exceeded, it is then possible to issue a corresponding error message.

L'impiego di una funzione di diagnosi è importante poiché, nel caso dell'algoritmo di Cordic impiegato in genere per il calcolo arcotangente, viene automaticamente calcolata la somma dei quadrati dei segnali seno e coseno. Questo valore dovrebbe essere costante, corrispondentemente al noto rapporto matematico: 1. Effettivamente, il valore, a seconda della grandezza del coefficiente di temperatura delle ampiezze di segnale e offset, si aggira in un determinato campo di valore e fornisce quindi la relazione fra un angolo errato e la durata d'intervento del sensore. Durante la taratura della temperatura dopo la preparazione del sensore, viene rilevato il campo di valore di questo fattore di diagnosi. L'angolo errato massimo tollerabile può essere trasformato in un massimo valore di diagnosi. Non appena il sensore viene approssimato durante il successivo funzionamento quale valore limite prestabilito o supera il valore durante la durata utile, viene emesso il segnale di allarme precedentemente menzionato. In questo modo si possono vantaggiosamente rilevare sia dei drift a lungo termine troppo forti, ma anche delle variazioni erronee degli elementi sensori. The use of a diagnosis function is important since, in the case of the Cordic algorithm generally used for arctangent calculation, the sum of the squares of the sine and cosine signals is automatically calculated. This value should be constant, corresponding to the known mathematical relationship: 1. Indeed, the value, depending on the magnitude of the temperature coefficient of the signal amplitudes and offset, is around a certain value range and therefore provides the relationship between an angle incorrect and the duration of intervention of the sensor. During the temperature calibration after sensor preparation, the value range of this diagnosis factor is determined. The maximum tolerable incorrect angle can be converted into a maximum diagnosis value. As soon as the sensor is approached during the next operation as a specified limit value or exceeds the value during the service life, the aforementioned alarm signal is issued. In this way it is possible to advantageously detect both too strong long-term drift, but also erroneous variations of the sensor elements.

Claims (14)

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la compensazione di un offsetdrift di un misuratore (1) di angolo, il cui elemento sensore (5) esplora un rilevatore (2) disposto su un albero (3), laddove l'elemento sensore (5), corrispondentemente all'angolo di rotazione dell'albero (3), fornisce un segnale sinusoidale o cosinusoidale ad un'unità elaboratrice (10), la quale dai segnali ricevuti determina l'angolo di rotazione mediante la formazione di un'arcotangente, caratterizzato dal fatto che l'unità elaboratrice (10) presenta un algoritmo, con il quale, dai valori seno e coseno misurati o dai valori derivati da essi, viene rilevato un valore di offset e con i quali, in modo dipendente dalla temperatura e/o il tempo, vengono corretti i segnali dei sensori e quindi l'angolo di rotazione. CLAIMS 1. Procedure for the compensation of an offset drift of an angle measurer (1), whose sensor element (5) scans a detector (2) arranged on a shaft (3), where the sensor element (5), corresponding to the angle of rotation of the shaft (3), supplies a sinusoidal or cosinusoidal signal to a processing unit (10), which from the received signals determines the rotation angle by forming an arctangent, characterized by the fact that the The processing unit (10) has an algorithm, with which, from the measured sine and cosine values or from the values derived from them, an offset value is detected and with which, depending on the temperature and / or time, they are corrected the sensor signals and therefore the rotation angle. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i valori di offset vengono stabiliti entro un prestabilito intervallo di temperatura . Method according to claim 1, characterized in that the offset values are established within a predetermined temperature range. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che viene prestabilito l'intervallo di temperatura per le temperature rilevanti nell'autoveicolo. Method according to claim 2, characterized in that the temperature range for the relevant temperatures in the motor vehicle is predetermined. 4. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni , caratterizzato dal fatto che il rilevamento dei valori di offset e/o di un coefficiente di temperatura avviene in un passo di calibratura con almeno due prestabiliti livelli di temperatura. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the offset values and / or a temperature coefficient takes place in a calibration step with at least two predetermined temperature levels. 5. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'algoritmo presenta un coefficiente di temperatura non lineare . Method according to one of the preceding claims, characterized in that the algorithm has a non-linear temperature coefficient. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il coefficiente di temperatura non lineare viene descritto per mezzo di un polinomio di terzo ordine. Method according to claim 5, characterized in that the non-linear temperature coefficient is described by means of a third-order polynomial. 7. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che i valori di offset rilevati vengono registrati in una tabella. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detected offset values are recorded in a table. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che vengono determinati dei valori intermedi per l'offset mediante interpolazione. Method according to claim 7, characterized in that intermediate values for the offset are determined by interpolation. 9. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che durante l'esercizio del misuratore d'angolo, attraverso ripetute misurazione d'angolo, viene calcolato un valore di offset a lungo termine mediante formazione della media, laddove il calcolo dell'offset a lungo termine avviene in caso di superamento di un angolo di rotazione di 90°. Method according to one of the preceding claims, characterized in that during operation of the angle measuring device, a long-term offset value is calculated by means of averaging by repeated angle measurement, whereby the offset calculation in the long term it occurs when a rotation angle of 90 ° is exceeded. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il valore di offset rilevato viene memorizzato e preso in considerazione per la correzione graduale. Method according to claim 9, characterized in that the detected offset value is stored and taken into account for the gradual correction. 11. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le correzioni offset vengono eseguite su un sensore (5) e/o rilevatore (2), il quale opera secondo un principio ottico. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the offset corrections are performed on a sensor (5) and / or detector (2), which operates according to an optical principle. 12. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 1 a 10, caratterizzato dal fatto che le correzioni offset vengono eseguite su un sensore (5) e/o rilevatore (2), il quale opera secondo un principio magnetoresistivo . Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the offset corrections are performed on a sensor (5) and / or detector (2), which operates according to a magnetoresistive principle. 13. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che con l'ausilio di una funzione di diagnosi viene segnalato un superamento di un prestabilito limite di offset. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an exceeding of a predetermined offset limit is signaled with the aid of a diagnostic function. 14. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il sensore (1) di angolo è disposto su un albero trasversale dello sterzo (3) di un autoveicolo. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the angle sensor (1) is arranged on a steering cross shaft (3) of a motor vehicle.
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