KR20180113462A - 중복 결함 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20180113462A
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데 멘디자발 하비에르 빌바오
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멜렉시스 테크놀로기스 에스에이
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Abstract

본 발명은 에러 검출을 위한 집적 회로(1)에 관한 것이다. 집적 회로는 두 개의 신호를 수신하기 위한 입력부(2) - 제1 신호는 제1 범위의 물리적 양을 나타내고, 제2 신호는 제2 범위의 물리적 양을 나타냄 - 를 포함한다. 제1 범위와 제2 범위는 중첩하는 서로다른 범위이다. 회로는 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 고려함에 의해, 두 개의 신호 간의 불일치성을 검출하도록 구성된 프로세서(3)를 포함하되, 상기 불일치성은 오류를 나타낸다.

Description

중복 결함 검출 장치 및 방법{REDUNDANT FAULT DETECTION DEVICE AND METHOD}
본 발명은 집적 회로의 분야에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 자석 위치 센서 유닛에 에러 검출을 위한 집적 회로에 관한 것이고, 에러 검출을 위한 관련 방법에 관한 것이다.
물체의 선형 또는 각위치와 같은 위치와 같은 물리적 양을 검출하기 위한 센서가 다양한 응용예에서 요구된다. 자기장 생성 및/또는, 가령, 자기장을 바꾸는 자화된 물체나 물체와 같은 영향 소자와 함께 가령, 자기 센서를 사용하여 자기장의 자기장 특성을 측정하는 것은 기술 분야에 공지되어 있다. 자기 센서 및 이러한 소자는, 전형적으로, 서로에 대해 가령, 회전가능 및/또는 이동가능과 같은 가동식으로 배치될 수 있다. 그러므로, 자기 센서는 물체에 의해 영향받거나 물체로부터 발산되는 자기장의 특성을 측정할 수 있는데, 이러한 특성은, 센서에 대해 소자의 상대적 위치 및/또는 배향을 나타낸다. 예를 들어, 선형 위치 센서는 센서에 대한 선형 경로 상의 물체의 위치를 결정할 수 있고, 각센서는 센서에 대한 물체의 각배향을 결정할 수 있다.
측정될 자기장의 특성은, 가령, Hall 센서 소자에 의해 직접 측정될 수 있는 자기장의 세기일 수 있다. 또 다른 특성은 가령, 유도 전류에 의해 간접적으로 측정될 수 있는 자속일 수 있다. 예를 들어, 코일과 같은 유도성 센서 소자가 사용될 수 있다. 하나 이상의 자기장 성분의 세기, 가령, 특정 방향(들)로 자기장 벡터의 프로젝션(들)을 측정하는 것도 기술 분야에 공지 되어있다.
더구나, 하나보다 많은 자기장의 특성이 측정될 수 있고, 및/또는 이러한 특성 또는 특성들은 복수의 센싱 위치에서 측정될 수 있다. 그리고 나서, 복수의 측정은 관심 위치 정보를 결정하기 위해 조합 및/또는 처리될 수 있다.
예를 들어, 자기 센서를 사용하여 샤프트의 각도를 결정하는 것은 기술 분야에 공지되어 있다. 이러한 종래 기술 장치에서, 자석은 기어휠에 기계적으로 연결될 수 있고, 자기 센서는 자석의 각위치를 결정하는데 사용된다. 서로다른 자기 센서는 대응되는 기어휠을 통해 샤프트에 연결된 대응되는 자석의 자기장을 검출할 수 있는데, 각각의 기어휠은 입력 샤프트에 기계적으로 연결된 허브 기어휠에 대한 서로다른 기어 변속비를 가진다. 그러므로, 이러한 자기 센서는 정확한 각도 검출을 달성하기 위해 노니우스(nonius) 원리를 사용할 수 있다.
또 다른 예시에서, US 2015/226581는 고정자에 대한 회전자의 각위치를 측정하기 위한 장치를 기술한다. 이러한 장치는 회전자상에 장착된 다극 자석, 고정자상에 장착된 센서 및 자기장 성분을 측정하기 위해 두 그룹이나 네 그룹으로 조직된 복수의 센서 소자를 포함한다. 각각의 그룹의 소자의 신호에 기초하여 각위치를 계산하기 위한 방법이 개시된다. 그러므로, 자기 센서는 다극 자석의 자기장을 측정하고, 쌍극자 장에 실질적으로 둔감한 자기 센서가 제공된다.
서로다른 예시에서, US 2005/0151535는 제1 요크 및 제1 요크 상에 제1 및 제2 자석을 포함하는 자기 선형 위치 센서를 개시한다. 마주보는 방향으로 각각 경사진 제1 자석 및 제2 자석의 표면은 자북극 및 자남극을 형성한다. 제2 요크는 에어갭에 의해 분리되고 제1 및 제2 자석과 마주보게 위치된다. 자전기 트랜스듀서가 선형 위치를 센싱하기 위해 에어갭 내에 위치된다.
본 발명의 실시예의 목적은 가령, 센서 유닛의 오류 상태를 검출하기 위한, 가령, (자기) 위치 센서 유닛을 위한 우수하고 효과적인 에러 검출을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예의 이점은 오류 상태가 유닛의 출력 신호에 기초하여 센서 유닛에서 검출될 수 있다는 것이다
본 발명의 실시예의 이점은 개연성 체크가 센서 유닛의 출력 신호를 검사하기 위해 제공된다는 것이다.
본 발명의 실시예의 이점은 자석 위치 센서 유닛, 가령, 종래의 자석 위치 센서 유닛의 오류 검출 커버리지가 센서 유닛 내의 복잡하고, 및/또는 비용적인 수정을 요하지 않으면서 용이하게 개선될 수 있다는 것이다.
예를 들어, 결정된 위치의 외부 영향에 대한 강건성을 제공하거나, 및/또는 위치가 결정될 수 있는 범위를 확장하는 것과 같이, 위치 출력을 제공하는데 이미 요구되는 센서 소자 및/또는 리드아웃 회로는 센서 소자 및/또는 리드아웃 회로 내의 오류를 검출하기 위해 실질적인 수정 없이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 목적은 본 발명에 따른 방법과 장치에 의해 달성된다.
제1 양태에서, 본 발명은 에러 검출을 위한 집적 회로에 관한 것이다. 집적 회로는 두 개의 신호를 수신하기 위한 입력부를 포함하는데, 두 개의 신호의 제1 신호는 제1 범위의 물리적 양을 나타내고, 두 개의 신호의 제2 신호는 제2 범위의 물리적 양을 나타낸다. 제1 범위와 제2 범위는 중첩되는 서로다른 범위이다.
예를 들어, 제2 범위에 대한 제1 범위의 비율은, 제1 신호 대 물리적 양의 미분에 대한 제2 신호 대 물리적 양의 미분의 비율과 동일하다. 예를 들어, 물리적 양은 각위치를 말할 수 있는데, 가령, 제1 범위는 180°(가령, 사중극자 장 측정에 의해 제공된)이고, 가령, 제2 범위는 360°(가령, 쌍극자 장 측정에 의해 제공된)일 수 있다. 이러한 예시에서, 범위들 간의 비율은 ½과 같을 것이다. 자기장을 나타내는 신호는, 각각의 제1 신호의 위상의 2°시프트 및 제2 신호의 위상의 1°시프트에 의해, 각위치의 단위 변화로 변할 수 있다.
또한, 집적 회로는 제1 범위 및 제2 범위를 고려함에 의해, 두 개의 신호들 간의 불일치성을 검출하도록 구성되는데, 이러한 불일치성은 에러를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 프로세서는, 제1 신호와 제2 신호 중 하나 또는 둘 다가 제1 범위, 제2 범위 또는 공통의 제3 범위로 적절한 변환 이후에, 제1 신호와 제 2 신호를 비교하도록 구성되고, 가령, 제1 범위와 제2 범위의 비율이나 차이를 고려함에 의해, 상기 변환 또는 변환들은 제1 범위 및 제2 범위를 고려한다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 프로세서는, 제1 범위를 고려함에 의해, 제1 신호에 기초한 물리적 양을 나타내는 제1 값을 계산하고, 제2 범위를 고려함에 의해, 제2 신호에 기초한 상기 물리적 양을 나타내는 제2 값을 계산하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 프로세서는 제1 값과 제2 값을 비교함에 의해 두 개의 신호들 간의 불일치성을 검출하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 집적 회로는 가령 자석 위치 센서 유닛과 같은 위치 센서 유닛의 에러 검출하도록 구성된다. 프로세서는 위치 센서 유닛 내의 오류를 나타내는 것으로 불일치성을 검출하도록 구성될 수 있다. 입력부는 위치 센서 유닛으로부터 두 개의 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 물리적 양은 타겟의 위치일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 프로세서는 한 번의 회전을 초과하는, 각범위 내의 각도의 형태인 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 두 개의 신호, 즉, 제1 신호와 제2 신호는 물리적 양의 함수로서 두 개의 신호의 서로다른 주기성을 통해 물리적 양에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 제1 값은 물리적 양 모듈로 제1 신호의 주기성에 대응되는 제1 주기를 나타내고, 제2 값은 물리적 양 모듈로 상기 제2 신호의 주기성에 대응되는 제2 주기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 값 및/또는 제2 값은 각각의 주기에 대해 동일한 값 범위에 걸쳐 반복될 수 있어서, 물리적 양이 그 범위의 한계를 초과할 때, 값은 값 범위의 시점으로 다시 돌아간다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 제1 주기는 제2 주기의 정수배 또는 비정수배일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 제1 신호는 물리적 양의 제1 주기 함수이고, 제2 신호는 물리적 양의 제2 주기 함수일 수 있다. 제1 주기 함수와 제2 주기 함수는, 제1 변환에 의해 및 제2 변환에 의해, 물리적 양을 각각 변환시킨 이후에, 동일한 함수 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 집적 회로에서, 제1 변환 및 제2 변환은, 선택적으로 오프셋을 가한 이후에, 물리적 양의 스케일링에 대응될 수 있는데, 스케일링에 대응되는 승인자(multiplicative factor) 및 오프셋에 대응되는 오프셋 항은 모두 제1 변환과 제2 변환 간에 상이하거나, 적어도 승인자는 제1 변환과 제2 변환 간에 상이하다.
제2 양태에서, 본 발명은 타겟의 위치를 결정하기 위한 위치 센서에 관한 것이다. 위치 센서는 본 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 집적 회로 및 두 개의 신호를 생성하고, 입력부를 통해 집적 회로로 두 개의 신호를 제공하기 위한 자석 위치 센서 유닛을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 위치 센서에서, 자기 위치 센서 유닛은 유도성 센서 소자 내의 유도된 전기 전류의 특성을 통해, 복수의 위치에서 자기장 특성을 간접적으로 측정하기 위한 복수의 유도성 센서 소자를 포함할 수 있다. 집적 회로는 유도된 전기 전류의 측정된 특성에 기초하여, 타겟의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 자기 위치 센서 유닛은 제1 신호와 제2 신호를 제공하기 위해, 복수의 센서 신호를 복수의 명확한 조합물로 조합할 수 있다. 그러므로, 제1 신호와 제2 신호는 가령, 서로다른 선형 조합에 의해 서로다르게 조합된, 센싱 소자의 공통 세트로부터 파생될 수 있고, 적어도 센싱 소자의 공통 세트로부터 파생될 수 있다. 이러한 센싱 소자의 공통 세트는 가령, 적어도 두 개(가령, 적어도 4개, 가령, 적어도 6개, 가령, 적어도 8개)의 홀(Hall) 소자 또는 자기저항성 소자 또는 적어도 두 개(가령, 적어도 4개, 가령, 적어도 6개, 가령, 적어도 7개)의 유도성 센서를 말할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 위치 센서에서, 자석 위치 센서 유닛은 복수의 위치에서 자기장 특성을 측정하기 위한 복수의 홀 소자를 포함할 수 있다. 집적 회로는 측정된 자기장 특성에 기초하여, 타겟의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 위치 센서에서, 자석 위치 센서 유닛은 자기장의 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수를 검출하고, 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수를 나타내는 두 개의 신호를 생성하기 위한 자기 센서 및 자기 센서의 위치에서, 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수의 제1 다극 계수를 가진 제1 자기장 성분을 형성하기 위한 자기 어셈블리를 포함할 수 있다. 제1 자기장 성분은 자석 위치 센서 유닛에 대해 제1 각도를 넘어 회전가능할 수 있고, 자기 센서의 위치에서, 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수의 다른 다극 계수를 가진 제2 자기장 성분을 형성한다. 제2 자기장 성분은 자기 센서에 대해, 그리고 제1 자기장 성분에 대해 제2 각도를 넘어 회전가능할 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예는 반드시 이에 제한될 필요는 없다. 예를 들어, 제1 자기장 성분은 제2 자기장 성분에 대해 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 위치 센서에서, 자기 어셈블리는, 제1 자기장 성분이 자석 위치 센서 유닛에 대해 제1 각도를 넘어 회전가능하고, 제2 자기장 성분은 제1 자기장 성분에 대해 제2 각도를 넘어 회전가능하도록 구성될 수 있다. 제1 각도 및 제2 각도는 모두 서로다른 의존 관계에 의해 타겟의 위치에 의존할 수 있다. 프로세서는 두 개의 신호를 수신하고, 두 개의 신호를 조합하여 제1 각도 및 제2 각도를 나타내는 고유 시스템 상태를 생성하도록 구성될 수 있다.
제3 양태에서, 본 발명은 가령, 자석 위치 센서 유닛의 에러를 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법은, 가령, 자기 위치 센서 유닛으로부터 두 개의 신호를 수신하는 단계 - 두 개의 신호의 제1 신호는 제1 범위의 물리적 양을 나타내고, 두 개의 신호의 제2 신호는 제2 범위의 물리적 양을 나타냄 - 을 포함한다. 제1 범위와 제2 범위는 중첩하는 서로다른 범위이다.
본 방법은, 가령, 제1 값과 제2 값을 비교함에 의해, 제1 범위 및 제2 범위를 고려하여, 두 개의 신호 사이의 불일치성을 검출하는 단계를 포함한다. 불일치성은 자기 위치 센서 유닛 내의 에러를 나타낸다.
본 방법은 제1 신호와 제2 신호 중 하나 또는 둘 다가 제1 범위, 제2 범위 또는 공통의 제3 범위로 적절한 변환 이후에, 제1 신호와 제 2 신호를 비교하는 단계를 포함할 수 있는데, 상기 변환 또는 변환들은, 가령, 제1 범위와 제2 범위의 비율이나 차이를 고려함에 의해, 제1 범위 및/또는 제2 범위를 고려한다.
본 방법은, 제1 범위를 고려함에 의해, 제1 신호에 기초한 물리적 양을 나타내는 제1 값을 계산하고, 제2 범위를 고려함에 의해, 제2 신호에 기초한 물리적 양을 나타내는 제2 값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에서, 두 개의 신호는 위치의 함수로서 두 개의 신호의 서로다른 주기성을 통해 타겟의 위치에 관련될 수 있다. 제1 값은 위치 모듈로 제1 신호의 상기 주기성에 대응되는 제1 주기를 나타내고, 제2 값은 위치 모듈로 제2 신호의 상기 주기성에 대응되는 제2 주기를 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에서, 제1 신호는 위치의 제1 주기 함수이고, 제2 신호는 위치의 제2 주기 함수일 수 있다. 제1 주기 함수와 제2 주기 함수는, 제1 변환에 의해 및 제2 변환에 의해, 위치를 각각 변환시킨 이후에, 동일한 함수 형태를 가질 수 있다. 제1 변환 및 제2 변환은, 선택적으로 오프셋을 가한 이후에, 위치의 스케일링에 대응될 수 있는데, 스케일링에 대응되는 승인자는, 선택적으로, 오프셋에 대응되는 오프셋 항은, 제1 변환과 제 2 변환 간에 상이할 수 있다.
본 발명의 특정하고 바람직한 양태는 첨부된 독립항과 종속함에서 제시된다. 독립항으로부터의 특징은 청구항에서 명시적으로 제시되지 않아도 적절하게, 종속항의 특징 및 다른 독립항의 특징과 조합될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 이하에 기술된 실시예(들)로부터 및 이를 참조하여 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위치 센서 내의 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 위치 센서를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 예시적인 위치 센서를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 나타낸다.
도면은 오직 개략적이고 비제한적이다. 도면에서, 일부 소자의 크기는 설명을 위해 과장될 수 있고, 축척대로 도시되지 않을 수 있다.
청구항에서의 어떠한 참조 부호는 범위를 제한하려는 것으로 해석되어서는 아니된다.
서로 다른 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 소자를 말한다.
본 발명은 특정한 실시예에 대하여, 그리고, 특정한 도면을 참조하여 기술될 것이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 청구항에 의해서만 제한된다. 기술된 도면은 개략적이고 비제한적이다. 도면에서, 일부 소자의 크기가 과장될 수 있고, 이러한 목적으로 축척대로 도시되지 않을 수 있다. 치수와 상대적 치수는 본 발명의 실시를 위해 실제 감소에 해당되지 않는다.
더구나, 상세한 설명과 청구항에서, 용어 제1, 제2 등은 유사한 소자들을 구별하기 위하여 사용되고, 시공간적인 계수, 등급 또는 임의의 다른 방식으로 기술할 필요는 없다. 그러므로 사용된 용어는 적절한 환경하에서 상호 교환가능하고, 본 명세서에서 기술된 본 발명의 실시예는 본 명세서에 기술되거나 도시된 것과 다른 계수로 동작할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
게다가, 상세한 설명과 청구항에서, 용어 상단 등은 기술적 목적을 위해 사용되고 상대적인 위치를 기술하기 위해 반드시 필요한 것은 아니다.
청구항에서 사용되는 용어 "포함하는"은 이후에 나열된 수단으로 제한되도록 해석되어서는 아니되며, 다른 소자나 단계를 배제하는 것이 아니라는 점에 유의해야 한다. 그러므로, 진술된 특징, 정수, 단계나 구성의 존재를 명시하는 것으로 해석되어야 하고, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계나 구성 또는 이들의 그룹의 존재나 추가를 막는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그러므로, "수단 A 및 B를 포함하는 장치"의 표현의 범위는 오직 구성 A와 B만을 포함하는 장치로 제한되어서는 아니된다. 본 발명에 관하여, 장치의 관련 구성은 오직 A와 B라는 것을 의미한다.
명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "하나의 실시예"는 실시예와 관련하여 특정한 특징, 구조물이나 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된자는 것을 의미한다. 그러므로, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서의 "일 실시예에서" 또는 "하나의 실시예에서"라는 어구의 출현은 모두 동일한 실시예를 말하는 것이 아니나, 그럴 수도 있다. 더구나, 특정한 특징, 구조물 또는 특성은, 본 개시물, 하나 이상의 실시예에서 기술 분야의 당업자의 일인에게 명백한 바와 같이, 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 예시적인 실시예의 설명에서, 본 발명의 다양한 특징은 개시물의 간결성과 하나 이상의 다양한 발명적 양태의 이해를 돕기 위하여, 하나의 실시예, 도면 또는 이의 설명에서 종종 함께 그룹지어진다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 본 개시물의 방법은 각각의 청구항에서 명시적으로 나열된 것보다 더 많은 특징을 요구하는 발명을 반영하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그보다는, 이하의 청구항이 반영하는 바와 같이, 하나의 상기 개시된 실시예의 모든 특징 보다 더 적게 발명적 양태가 있다. 그러므로, 상세한 설명이후의 청구항은 이러한 상세한 설명 내로 명시적으로 통합되고, 각각의 청구항은 본 발명의 별개의 실시예로서 자체적으로 의미있다.
게다가, 본 명세서에 기술된 일부 실시예가 일부를 포함하나 다른 특징은 다른 실시예에 포함된다면, 서로 다른 실시예의 특징의 조합이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 되며, 다양한 실시예를 형성하고, 이는 기술 분야의 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 이하의 청구항에서, 임의의 청구된 실시예는 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
본 명세서에 제공된 설명에서, 여러 구체적인 세부사항이 제시된다. 그러나, 본 발명의 실시예가 이들 구체적인 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다른 예시에서, 잘 알려진 방법, 구조물 및 기술들은 이들 설명의 이해도를 흐리게 하지 않도록 하기 위해 상세한 설명에 도시되지 않는다.
제1 양태에서, 본 발명은 가령, 자석 위치 센서 유닛, 가령, 센서 유닛에 의해 결정될 위치를 나타내는 자기장의 적어도 하나의 특성을 센싱하기 위한 센싱 소자를 포함하는 선형 및/또는 각위치 센서에서 발생하는 에러와 같은, 에러 검출을 위한 회로에 관한 것이다. 집적 회로는 가령, 자석 위치 센서 유닛으로부터 두 개의 신호를 수신하기 위한 입력부를 포함한다. 두 개의 신호 중 제1 신호는 제1 범위의 물리적 양, 가령, 타겟의 위치를 나타내고, 두 개의 신호 중 제2 신호, 즉, 다른 신호는 제2 범위의 물리적 양을 나타내는데, 제1 범위와 제2 범위는 중첩하는 서로다른 범위이다. 집적 회로는 상기 제1 및 제2 범위를 고려함에 의해, 두 개의 신호들 간의 불일치성을 검출하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 상기 불일치성은 에러를 나타낸다.
제2 양태에서, 본 발명은 가령, 각 및/또는 선형 위치와 같은 타겟의 위치를 결정하기 위한 위치 센서에 관한 것이다. 위치 센서는 본 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 집적 회로 및 두 개의 신호를 생성하고, 두 개의 신호를 입력부를 통해 집적 회로에 제공하기 위한 자석 위치 센서 유닛을 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 가령, 자석 위치 센서 유닛(10)에서 발생하는 에러의 에러 검출을 위한 집적 회로(1)가 도시된다. 자석 위치 센서 유닛(10)은 센서 유닛에 의해 결정될 위치를 나타내는 적어도 하나의 자기장의 특성을 센싱하기 위한 센싱 소자를 포함하는, 선형(또는 곡선형) 및/또는 각위치 센서일 수 있다. 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 위치 센서 유닛은 가령, 고정자 부분과 회전자 부분 사이와 같은, 제1 소자와 제2 소자 사이의 상대적 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 상대적 위치는 자기장에 영향을 주어서, 자기장의 특성 또는 특성들을 센신하고, 이러한 센싱에서 획득된 신호(들)을 분석하여 위치가 결정될 수 있다.
집적 회로(1)는 자석 위치 센서 유신(10)에 동작적으로 연결(또는 연결가능한)될 수 있다. 집적 회로(1)는 센서 유닛의 외부에 있거나, 센서 유닛 내에 통합된 장치일 수 있다.
집적 회로(1)는 가령, 자석 위치 센서 유닛으로부터 두 개의 신호를 수신하기 위한 입력부(2)를 포함한다. 이들 신호는 디지털 및/또는 아날로그 신호일 수 있다. 신호들은 입력부를 통해, 가령, 병렬로 제공되는 신호로서, 동시에 획득될 수 있고, 또는 입력부를 통해 가령, 시간적으로 교호하는 신호 소스에 의해 연속적으로 획득될 수 있다. 집적 회로(1)는 자석 위치 센서 유닛(10)과 함께 집적되어서, 입력부(2)가 센싱 소자와 집적 회로 간의 물리적 전기 연결부에 존재할 수 있고, 및/또는 가령, 집적 회로에 사용가능한 신호를 만들기 위한 디지털 저장 메모리나 레지스터에 의해, 디지털 처리 동안에 중간 저장된 디지털 엔티티로 존재할 수 있다. 두 개의 신호 중 제1 신호는 제1 범위의 타겟의 위치와 같은 물리적 양을 나타내고, 두 개의 신호 중 제2 신호, 즉, 다른 신호는 제2 범위의 타겟의 위치와 같은 물리적 양을 나타낸다. 제1 범위와 제2 범위는 중첩하는 서로다른 범위이다. 그러므로, 두 범위가 중첩하는 적어도 서브범위에서, 타겟의 위치는 하나의 신호(및/또는 두 개의 신호)에 기초하여 결정될 수 있다.
두 개의 신호는, 가령, 센서 유닛의 정적인 부분과 같은 기준 프레임에 대한 타겟의 상대적 위치 및/또는 배향을 나타내는 입력 좌표나 입력 각도의 함수와 같은, 물리적 양의 함수로서 두 개의 신호의 서로다른 주기성을 통해, 가령, 타겟의 위치와 같은, 물리적 양과 관련될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 신호들의 각각은 물리적 양의 함수로서 주기성일 수 있다. 두 개의 신호들의 각각은 가령, 타겟의 좌표나 각도와 같은, 물리적 양의 주기 함수일 수 있다. 더구나, 이들 주기 함수의 주기는 두 개의 신호들 간에 상이할 수 있다.
각각의 신호는 주기성 범위의 주기 내의 물리적 양에 대한 저보를 제공할 수 있는데, 가령, 위치는 주기의 정수배에 의해 형성된 추가적인 항까지 결정될 수 있고, 가령, 위치 모듈로 주기(the position modulo the period)가 결정될 수 있는데, 서로다른 주기가 두 개의 신호들의 각각에 대해 가해진다.
그러므로, 두 범위가 동일하지 않더라도, 가령, 주기 함수가 적어도 범위의 주기에서 상이할 수 있고, 두 신호들은 동일한 물리적 양, 가령, 동일한 타겟의 동일한 위치를 나타내어서, 가령, 상관되는 것과 같이 상호연결된다. 예를 들어, 두 주기 함수는 동일한 물리적 양, 가령, 동일한 위치를 측정한다.
예를 들어, 두 개의 신호의 각각은 타겟의 위치의 함수에 따라 변경될 수 있다. 더구나, 두 주기 함수(f1, f2)는 동일한 함수 표현 형태 f(x)에 관한 것일수 있는데, 여기서, x는 가령, 위치 변수의 스케일된 및/또는 시프트된 버전과 같은 위치 변수의 변환된 버전일 수 있다. 예를 들어, 두 주기 함수는 위치(r)의 함수로써, 서로다른 주기(R1, R2)에서만 상이할 수 있어서, 가령, f(x) = f1(r/R1) = f2(r/R2)이다. 추가적으로, 두 주기 함수는 또한, 오프셋 위치(D1, D2)에서 상이할 수도 있어서, 가령, f(x) = f1((r-D1)/R1) = f2((r-D2)/R2)이다.
제1 범위는 제2 범위의 정수배 또는 비정수배일 수 있고(또는, 명백히, 그 역도 가능함), 가령, 제1 신호에 대응되는 주기 함수의 주기는 제2 신호에 대응되는 주기 함수의 주기의 정수배일 수 있는데, 가령, R1 = k.R2이고, 여기서, k는 모든 엄격한 양의 정수인 1, 2, 3, ...의 세트에서 선택된다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않는다.
두 개의 신호가 가령, 타겟의 위치와 같은 물리적 양에 상이하게 의존하기 때문에, 강건한 에러 검출이 본 발명의 실시예에 의해 바람직하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 가령, 동일한 추가적인 항 또는 승인자에 의해, 동일한 방식으로 두 개의 신호를 교란시키는 외부 인자는, 위치에 대한 서로다른 함수 관계 때문에, 여전히 불일치성을 야기할 수 있다.
예를 들어, 두 주기 함수가 또한 오프셋 위치(D1, D2)에서 상이하다면, 오프셋에 대한 보정 전에, 제1 신호와 제2 신호의 각각으로부터 결정된 측정값들 간에 알려진 위치 차이가 항상 존재할 것이다. 그러므로, 오류 검출은 가령, 강건성에서 개선되는 것과 같이, 바람직하게 더욱 개선될 수 있다. 예를 들어, 0°의 정적인 각 타겟 위치에서, 제1 각도 또는 제2 각도를 출력하는 하나 이상의 신호 체인이 결합적이면, 가령, 이들은 항상 0°를 출력하면, 오프셋 위치를 사용하지 않고 검출되지 않을 것이다. 그러나, 인공적인 각 차이가 두 각도 사이에 존재한다면, 오프셋 때문에, 이러한 상황이 검출될 수 있다.
집적 회로(1)는 제1 및/또는 제2 범위를 고려함에 의해, 두 개의 신호간의 불일치성을 검출하기 위한 프로세서(3)를 포함하는데, 이러한 불일치성은 에러를 나타낸다.
프로세서는, 제1 신호와 제2 신호의 하나 또는 둘 모두의 제1 범위, 제2 범위, 또는 공통의 제3 범위로의 적절한 변환 이후에, 제1 신호와 제2 신호를 비교하도록 구성될 수 있다. 변환 또는 변환들은 가령, 제1 범위와 제2 범위의 비율 및/또는 차이를 고려하고나, 가령, 제1 및/또는 제2 범위와 제1 및/또는 제2 신호의 비율 및/또는 차이를 고려함과 같이, 제1 범위 및/또는 제2 범위를 고려한다
프로세서는, 제1 범위를 고려함에 의해, 제1 신호에 기초한 물리적 양을 나타내는 제1 값을 계산하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서는, 제2 범위를 고려함에 의해, 제2 신호에 기초한 물리적 양을 나타내는 제2 값을 계산하도록 구성될 수 있다.
프로세서(4)는 위치의 형태인 물리적 양을 결정하도록 구성될 수 있다.
프로세서(4)는 가령, 좌표 원점과 같은 기준점에 대해, 소정의 경로를 따라, 선형 또는 곡선형 변위의 형태인 타겟의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
프로세서(4)는 각도의 형태인 타겟의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 집적 회로는 제1 신호 및 제2 신호에 기초하여, 타겟의 배향과 같은, 타겟의 각위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호는 자석 위치 센서 유닛 내의 가령, 쌍극자 자기장을 센싱함에 의해, 360°의 범위에서 위치를 결정할 수 있고, 제2 신호는 자석 위치 센서 유닛 내의 가령, 사중극자 자기장을 센싱함에 의해, 180°의 범위에서 위치를 결정할 수 있다.
프로세서(4)는 가령, 제1 값과 제2 값 중 하나에 대해 결정된 위치의 정확성을 증가시키기 위해, 및/또는 타겟의 위치가 정확하게 결정될 수 있는 범위를 증가시키기 위해, 제1 값과 제2 값 모두를 고려함에 의해, 타겟의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(4)는 한 번의 완전한 회전, 가령, 360°를 나타내는 각범위에서의 각도의 형태인 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 범위는 360°의 범위일 수 있고, 제2 범위는 가령, 180°와 같이 제1 범위의 정수 분수일 수 있다.
프로세서(4)는 한 번의 회전을 초과하는, 가령, 복수의 회전을 넘는 각범위에서 각도의 형태인 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 두 개의 신호는 가령, 멀티-턴 각도를 결정하기 위한 계산에 함께 사용되는, 조합될 수 있어서, 각도가 360°를 초과하는 범위에서 결정될 수 있으면서, 여전히 각도의 정확한 측정을 허용한다.
프로세서(3)는 또한, 제1 값과 제2 값을 비교함에 의해, 두 개의 신호 간의 불일치성을 검출하도록 구성될 수 있는데, 여기서, 이러한 불일치성은 에러, 가령 자석 위치 센서 유닛 내의 에러를 나타낸다.
예를 들어, 제1 값과 제2 값 간의 절대적 차이가 정상 동작 상태하에서 위치에 대한 (통계적) 에러 마진을 나타내는 소정의 스레숄드를 초과할 때(가령, 한다면 그리고 하기만 하면), 불일치성이 검출될 수 있다.
집적 회로(1)는 출력부(4)를 포함할 수 있다. 프로세서(3)는 출력부(4)를 통해, 오류 신호를 생성하고, (가령, 외부 컨트롤러, 프로세서 및/또는 관측자에) 오류 신호가 사용 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 오류 신호는 불일치성이 검출될 때 생성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위치 센서(11)도 도시한다. 위치 센서는 본 발명을 위한 실시예에 따른 집적 회로(1) 및 두 개의 신호를 생성하고, 입력부(2)를 통해 두 개의 신호를 집적 회로(1)로 제공하기 위한 자석 위치 센서 유닛(10)을 포함한다.
집적 회로(1) 및 센서 유닛(10)은 하나의 집적 회로 장치 내로 통합될 수 있다. 예를 들어, 최신의 집적 회로 기술은 하나의 칩상에, 각도 및/또는 선형 위치 계산 전자장비와 같은 자기 센서 및 적절한 리드아웃 회로의 집적을 가능하게한다.
그러나, 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 위치 센서(11)는 복수의 자석 위치 센서 유닛(10)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 신호는 각각 두 개의 자석 위치 센서 유닛에 의해 제공될 수 있는데, 자석 위치 센서 유닛은 서로다른 위치 범위에서, 타겟의 동일한 위치에 관한 신호를 센싱하도록 구성된다.
더구나, 제1 신호 및 제2 신호는 두 개의 신호의 각각에 대해 동일한 센서 신호의 서로다른 조합과 같이, 복수의 센서 신호를 조합하는 리드아웃 전자장비에 의해 제공될 수 있다.
또한, 제1 신호 및 제2 신호는 서로다른 리드아웃 전자 회로에 의해 제공될 수 있어서, 각각은 동일한 자석 위치 센서 유닛에 의해, 리드아웃 전자 회로에 대응되는 센서 유닛에 의해, 또는 복수의 자석 위치 센서 유닛에 의해 제공되는 센서 신호를 처리한다.
그러므로, 두 개의 신호는 동일한 센서, 부분적으로 동일한 센서, 또는 상이한 센서에 관한 것일 수 있다. 두 개의 신호는 동일한 리드아웃 전자 회로, 부분적으로 동일한 리드아웃 전자 회로 또는 상이한 리드아웃 전자 회로에 관한 것일 수 있다.
위치 센서는, 가령, 회전자 부분과 고정자 부분을 포함하는 각위치 센서일 수 있다.
또한, 위치 센서는 선형 위치 센서일 수 있다. 더구나, 실시예는 배타적으로 각위치만 결정하기 위하거나, 배타적으로 선형 위치만 결정하기 위한 센서로 반드시 제한될 필요는 없다.
위치 센서(11)에서, 자석 위치 센서 유닛(10)은 자기장의 다극 전개의 (적어도) 두 개의 서로다른 계수를 검출기 위한, 및 그 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수를 나타내는 두 개의 신호를 생성하기 위한 자기 센서를 포함할 수 있다.
두 개의 서로다른 계수는, 가령, 고체 구형 조화 함수에서 라플라스 전개와 같은, 수학적 다극 분해와 같이, 자기장의 다극 전개의 의미에서 서로다른 계수를 말한다. 다시 말해, 서로다른 계수는 다극 전개 항의 서로다른 계수를 말할 수 있다. 더구나, 제1 계수 및 제2 계수는 이러한 다극 전개의 제1 계수 전개항 및 제2 계수 전개항을 반드시 말하는 것이 아니라, 그 보다는 이들 두 개의 서로다른 다극 계수 중 간단하게 특정한 하나를 말하는, '제1' 및 '제2'에 의해 식별되는 두 개의 서로다른 전개항을 말한다.
예를 들어, 예시는 본 설명에서 제공되는데, 제1 다극 계수는 쌍극자 계수이고, 제2 다극 계수는 사중극자 계수이다. 그러나, 본 발명의 실시예는 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
자석 위치 센서 유닛(10)은 제1 신호 및 제2 신호를 생성하기 위해, 서로다른 자기장 성분을 센싱하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 프로세서(3)는 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 이들을 조합하여, 타겟의 위치를 나타내는 고유 위치를 생성하도록 구성될 수 있다.
그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 자석 위치 센서 유닛(10)은, 가령, 관측되는 전체 자기장에 쌍극자 자기장과 사중극자 자기장의 기여도를 구별하기 위해, 자기장의 다극 전개의 서로다른 계수를 검출하기 위해 반드시 구성될 필요는 없다. 예를 들어, 제1 신호 및 제2 신호는, 서로다른 신호 처리 및 동일한 센서에 의해 제공되는 동일한 센서를 기초하여, 적어도 하나의 리드아웃 회로에 의해 제공된 센서 리드아웃에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 센서는 센서 신호의 리드아웃 및/또는 처리의 한 방법에 기초하여 360°신호 주기성을 제공할 수 있으면서, 동일한 센서 신호를 다르게 리드아웃 및/또는 처리함에 의해 180°신호 주기성을 제공할 수 있다.
예를 들어, 위치 센서(11)에서, 자석 위치 센서 유닛(10)은, 복수의 위치 및/또는 복수의 배향에서, 가령, 자기장 세기와 같은 자기장 특성을 측정하기 위한, 가령, 서로다른 다극 계수와 같은 (다만, 반드시 이에 제한될 필요는 없음) 복수의 서로다른 자기장 성분을 센싱하기 위한 복수의 홀 센싱 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자석 위치 센서 유닛(10)은 자석 위치 센서 유닛의 표면에 배치된 복수의 홀 소자를 가질 수 있다. 홀 센싱 소자의 전기 출력은 가령, 선형적으로 조합과 같이 조합될 수 있어서, 제1 신호 및 제2 신호를 생성할 수 있다. 홀 소자는 표면에 수직 또는 표면에 평행 또는 이들의 조합인 자기장에 민감할 수 있다.
가령, 수직 및/또는 수평 홀 소자와 같은, 복수의 홀 센싱 소자의 특정한 배치는 다양힌 이점을 제공할 수 있는 것으로 기술 분야에 공지되어 있다. 가령, 리드아웃 회로 및/또는 프로세서(3)와 같은 지지 전자장비는, 제한된 범위에서 좀 더 정확한 측정과 넓은 범위에서 덜 정확한 측정을 조합하여, 넓은 범위에 걸쳐 정확한 측정을 달성할 수 있다. 지지 전자장비는 또한, 기술 분야에 공지된 바와 같이, 외부 자기장(가령, "Fremdfeld")의 존재 때문에, 시스템적인 에러를 줄이거나 제거하기 위해, 다양한 측정을 조합할 수 있다.
대안적으로나 추가적으로, 위치 센서(11)에서, 자석 위치 센서 유닛(10)은, 가령, 복수의 자기장 성분을 센싱하기 위해, 유도성 센서 소자 내의 유도된 전기 전류의 특성을 측정함을 통해, 복수의 위치 및/또는 복수의 배향으로 자기장 특성을 (간접적으로) 측정하기 위한, 유도 코일과 같은 유도성 센서 소자를 포함할 수 있다.
대안적으로나 추가적으로, 위치 센서(11)에서, 자석 위치 센서 유닛(10)은, 자기저항(GMR) 센싱 소자, 애니스트로픽 자기저항(AMR) 센싱 소자 및/또는 터널 자기저항(TMR) 센싱 소자와 같은 다른 자기 센싱 소자를 포함할 수 있다.
프로세서(3)는 (직접 및/또는 간접적으로) 측정된 자기장 특성이나 특성들에 기초하여, 타겟의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에서, 센서 유닛은 자기 어셈블리(25)를 포함할 수 있다. 자기 어셈블리(25)는 영구 자석을 포함할 수 있다. 그러나, 자기 어셈블리는 반드시 영구 자석을 포함할 필요는 없고, 또 다른 유형의 자기장 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 어셈블리는 코일과 자석 컨트롤러의 장치를 포함할 수 있다. 후자의 실시예에서, 자기장 어셈블리는 서로다른 크기의 둘 이상의 자극을 가질 수 있고, 자석 컨트롤러는 서로다른 전압과 전류를 코일에 제공하여 서로다른 크기의 극을 형성할 수 있다.
예를 들어, 위치 센서는 회전자 부분과 고정자 부분을 포함하는 각위치 센서일 수 있다. 자기 어셈블리는 회전자에 부착될 수 있고, 하나로 통합된 센서(가령, 자석 위치 센서 유닛(10)과 집적 회로(1)를 포함하는)가 고정자에 부착될 수 있다.
자기 어셈블리(25)는 그것이 자기 센서의 위치에서 서로다른 각 주기성을 가진 적어도 두 개의 자기장 성분을 가진 자기장을 형성하도록 배치될 수 있다.
자기 어셈블리(25)는 자석 위치 센서 유닛(10)의 위치에서, 자기 센서에 의해 검출가능한 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수 중 하나에 대응되는 제1 다극 계수를 가진 제1 자기장 성분을 형성하도록 구성될 수 있다.
프로세서(3)는 제1 신호와 제2 신호를 수신하고, 이들을 조합하여, 센서에 대한 자기 어셈블리의 고유 각위치를 생성하도록 구성될 수 있다.
제1 자기장 성분 및 제2 자기장 성분은 서로에 대해 위치와 배향이 고정될 수 있으나, 장치의 정적인 부분에 대해 회전가능하고, 및/또는 움직일 수 있어서, 가령, 이러한 회전 및/또는 움직임은 위치가 결정되는 타겟에 의해 구동된다. 그러나, 제1 자기장 성분 및 제2 자기장 성분은 또한, 서로에 대해 위치나 배향이 고정되지 않을 수 있고, 각각의 성분은 장치의 정적인 부분에 대해 회전가능하고, 및/또는 움직일 수 있어서, 가령, 각각의 회전 및/또는 움직임은 타겟에 의해, 가령, 개별적으로 구동된다.
제1 자기장 성분은 제1 각도를 넘어 자기 센서에 대해 회전가능할 수 있다. 자기 어셈블리는 자기 센서의 위치에서, 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수 중 다른 하나에 대응되는, 제1 다극 계수와 상이한 제2 다극 계수를 가진 제2 자기장 성분을 형성하도록 구성될 수 있다. 제2 자기장 성분은 자기 센서에 대해, 그리고 제1 자기장 성분에 대해, 제2 각도를 넘어 회전가능할 수 있다.
제1 각도 및 제2 각도는 동일 또는 상이한 관계를 통해, 가령, 동일 또는 상이한 선형 관계를 통해, 결정될 타겟의 위치, 가령, 각도와 관련될 수 있다.
더구나, 프로세서(3)는 두 개의 신호를 수신하고, 이들을 조합하여, 제1 각도 및 제2 각도를 나타내는 고유 시스템 상태를 생성하도로 구성될 수 있다. 예를 들어, 고유 시스템 상태는 가령, 360°를 초과하는 각범위, 가령, 멀티턴 각 위치에서 타겟의 각위치를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 각도와 타겟의 각위치 간의, 그리고 제2 각도와 타겟의 각위치 간의 소정의 변속비는 고유 시스템 상태를 결정하는데 고려될 수 있다.
프로세서(3)는, 적어도 두 개의 서로다른 계수 자기장 중에 제1 계수 자기장을 나타내는 제1 신호에 기초하여, 가령, 제1 각도의 각도를 나타내는 제1 값을 계산하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 계수 자기장은 사중극자 자기장일 수 있다. 그러므로, 사중극자 자석의 회전 각도는 가령, 사중극자 자기장의 회전 대칭성 때문에, 180°의 범위에서 결정될 수 있다.
프로세서(3)는, 적어도 두 개의 서로다른 계수 자기장 중에 제2 계수를 타나내는 제2 신호에 기초하여, 가령, 제2 각도의 또 다른 각도를 나타내는 제2 값을 계산하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 계수 자기장은 쌍극자 자기장일 수 있다. 회전의 제2 각도는 제1 자기 어셈블리에 의해 생성된 사중극자 자기장과, 제2 자기 어셈블리에 의해 제공된 쌍극자 자기장 간의 상대적인 각도를 포함할 수 있다. 제1 자기 어셈블리 및 제2 자기 어셈블리 모두는 타겟에 기계적으로 결합될 수 있어서, 가령, 제1 값 및 제2 값은 모두 타겟의 위치를 나타낼 수 있다.
프로세서는, 제1 값 및 제2 값에 기초하여, 타겟의 각위치의 세그먼트를 계산하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 세그먼트를 계산하는 것은, 사중극자 자기장과 쌍극자 자기장 간의 상대적 각도와 승인자의 곱셈의 라운딩-오프(rounding-off)를 포함할 수 있는데, 이러한 승인자는 제2 자기 어셈블리의 기하형상 컨피규레이션 및 제1 자기 어셈블리에 의해 생성된 장의 대칭성에 의해 미리정해진다.
세그먼트는, 샤프트가 기준 위치, 가령, 0°의 멀티각도에 대해 회전되는 세그먼트의 수의 정수값에 대응될 수 있는데, 이러한 세그먼트는 제1 자기 어셈블리(3)에 의해 생성된 자기장의, 가령, 멀티턴 각도의 180°세그먼트의 각 대칭성의 하나의 주기를 나타낸다. 그러므로, 프로세서는, 제1 자기 어셈블리(3)에 의해 직접 생성된 자기장의 각 대칭성의 주기에 의해, 가령, 사중극자 자석에 대해서는 180°에 의해, 결정된 세그먼트를 곱함에 의한 멀티턴 각도, 및 제1 각도를 이러한 곱셈에 더하여, 계산하도록 구성될 수 있다.
프로세서(3)는 적어도 두 개의 신호들 간의 불일치성을 검출하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 각도 및 제2 각도를 각각 입력 샤프트의 입력 각도, 즉, 타겟의 위치에 관련시키는 소정의 기어 변속비를 위해, 두 신호는 서로다른 함수 관계를 통해 동일한 입력 각도에 관련될 수 있다. 예를 들어, 입력 각도의 함수로서 두 신호의 서로다른 주기성은, 프로세서가 한 번의 회전을 초과하는 범위에 걸쳐, 가령, 복수의 회전에 걸쳐 입력 각도를 결정할 수 있으며, 여전히 각도의 정확한 측정도 가능하다. 그러나, 샤프트가 기준 위치에 대해 회전되는 세그먼트의 수의 정수값은 프로세서에 의해 계산되어서, 멀티턴 각도, 이러한 정수 라운딩-오프의 나머지의 세그먼트를 나타내고, 가령, 상기 곱셈의 소수(decimal) 부분은 프로세서에 의해 결정된 제1 각도와 일치성을 위해 상호-체크될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 제1 각도가 이러한 나머지에 의해 결정된 유효 범위 내에 놓이는지를 체크하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예의 이점은, 기능적 안전성은, 가령, 추가적인 칩을 요하지 않고, 서로다른 함수 관계에 의해, 공통의 멀티턴 입력 각도에 관련되는 두 개의 독립적으로 측정된 각도 측정간에 일치성을 체크함에 의해 개선될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위치 센서(11)는 자기 어셈블리(25)를 포함할 수 있다. 자기 어셈블리(25)는 자석 위치 센서 유닛(10)의 위치에서 서로다른 각 주기성을 가진 적어도 두 개의 자기장 성분을 가진 자기장을 형성할 수 있다.
예를 들어, 자기 어셈블리는 가령, 일반적인 사중극자인 사중극자(26) 및 가령, 단일 원통형 쌍극자인 단일 쌍극자(27)를 포함할 수 있다. 자기 어셈블리는 사중극자(26) 및 한 쌍의 쌍극자(27, 28)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 한 쌍의 쌍극자는, 회전축으로부터 동일한 거리에 있고, 반대 방향으로 배향되어, 회전축의 반대편에 위치된 동일한 원통형 쌍극자일 수 있다. 일차 자기장(Bp)은 사중극자에 의해 생성될 수 있고, 이차 자기장(Bs)은 쌍극자(들)에 의해 생성될 수 있다.
그러므로, 사중극자 장(Bp) 및 쌍극자 장(Bs)은 자석 위치 센서 유닛(10)에 의해 측정될 수 있다. 두 개의 장이 중첩될 수 있는데, 가령, 서로다른 위치 및/또는 서로다른 배향(즉, 서로다르게 배향된 장 성분에 민감한)에서 센서 측정치를 얻고, 합산에 의해 전체 자기장을 형성하는 것은, 가령, 기술 분야에 알려진 적절한 처리에 의해, 두 개의 기여도의 분리를 허용하여서, 사중극자 장 기여도의 특성을 나타내는 제1 신호 및 쌍극자 장 기여도의 특성을 나타내는 제2 신호를 생성할 수 있다. 사중극자 장 및 쌍극자 장은 모두 타겟의 각위치를 나타낼 수 있다. 이러한 예시에서, 사중극자 장으로 나타나도록 생성된 신호는 180°의 범위를 가질 수 있고, 가령, 신호는 180°의 주기를 가진 각도의 함수로서 주기성일 수 있고, 쌍극자 장으로 나타나도록 생성된 신호는 360°의 범위를 가질 수 있고, 가령, 신호는 360°의 주기를 가진 각도의 함수로서 주기성일 수 있다.
예를 들어, 회전자가 타겟에 연결되어 1 대 1 각 대응이 존재한다면, 즉, 타겟의 단위 각도 회전이 동일한 회전자의 단위 각도 회전을 의미한다면, 제1 신호(사중극자 장과 관련된)는 타겟의 각위치 모듈로 180°의 정수배를 결정하는데 사용될 수 있고, 제2 신호(쌍극자 장과 관련된)는 타겟의 각위치 모듈로 360°의 정수배를 결정하는데 사용될 수 있다.
자석 위치 센서 유닛(10)은 원형으로 배치된 가령, 홀(Hall) 센서와 같은 복수의 일차 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 8개의 센서 소자는 가령, 45°간격으로 원형에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다.
사중극자 및 쌍극자(들)은 서로에 대해 자석의 고정된 상대적 위치와 배향을 가진 컨피규레이션으로 배치될 수 있다. 가령, 타겟에 연결되어서, 결정될 각도를 넘는 타겟의 회전은 회전자의 회전과 관련되는 회전자(5)의 회전축(A)은, 사중극자(26)의 중심을 통과할 수 있고, 센서 소자가 위치된 원형(8)의 중심을 통과할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위치 센서(11)는 가령, 샤프트의 각도와 회전 수를 나타내는 각위치와 같은, 360°를 초과하는 각범위에 걸쳐 샤프트의 회전 위치를 센싱하도록 구성될 수 있다.
회전형 위치 센서는 자석 위치 센서 유닛(10)을 포함하는데, 이는 적어도 두 개의 서로다른 계수 자기장을 검출하고 적어도 두 개의 서로다른 계수 자기장을 나타내는 적어도 두 개의 독립적인 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자기 센서는 적어도 쌍극자 자기장 및 사중극자 자기장을 검출하고, 쌍극자 자기장과 사중극자 자기장을 나타내는 독립적인 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
회전형 위치 센서는 또한, 자기 센서의 위치에서, 제1 다극 계수를 가진 자기장 성분을 형성하기 위한 자기 어셈블리(26)를 포함할 수 있다. 제1 자기장 성분은 제1 각도를 수신함에 의해 자기 센서에 대해 회전가능하다. 또한, 자기 어셈블리는 자기 센서 위치에서, 제1 다극 계수와 상이한 제2 다극 계수를 가진 제2 자기장 성분을 형성하도록 구성된다. 제2 자기장 성분은 제2 각도를 수신함에 의해, 자기 센서에 대해, 그리고 제1 자기장 성분에 대해 회전가능하다.
예를 들어, 이러한 자기 어셈블리는, 자기 센서의 위치에서 제1 다극 계수를 가진 제1 자기장 성분을 형성하는 가령, 제1 자기 어셈블리 부분과 같은 제1 자기 어셈블리(31)를 포함할 수 있다. 제1 자기 어셈블리는 제1 각도를 수신함에 의해, 자기 센서에 대해 회전되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 자기 어셈블리는 자석 위치 센서 유닛(10)의 검출 표면에 평행한 평면에서 회전하기 위해 회전자(5)에 연결될 수 있다.
제1 자기 어셈블리(31)는 사중극자 자기장을 형성하기 위한 사중극자 자석과 같은 다극 자석을 포함할 수 있는데, 가령, 제1 다극 계수를 가진 제1 자기장 성분은 사중극자 자기장일 수 있다. 예를 들어, 제1 자기 어셈블리는, 인접한 자석 바의 극 배향이 교호하는, 십자가에 배치된 4개의 자석 바를 포함할 수 있다.
자기 어셈블리는 자석 위치 센서 유닛(10)의 위치에서, 제1 다극 계수와 상이한 제2 다극 예수를 가진 제2 자기장 성분을 생성하기 위해, 가령, 제2 자기 어셈블리 부분과 같은 제2 자기 어셈블리(32)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 자기 어셈블리(32)는 자기 센서의 위치에서 쌍극자 자기장을 생성하기 위한 쌍극자 자석을 포함할 수 있는 반면, 제1 자기 어셈블리(31)는 자석 위치 센서 유닛(10)의 위치에서 사중극자 자기장을 생성하기 위한 사중극자 자석을 포함할 수 있다.
예를 들어, 가령, 사중극자 자기장과 같은 제1 다극 계수를 가진 제1 자기장 성분은 가령, 쌍극자 자기장과 같은 제2 계수를 가진 제2 자기장 성분보다 더 높은 계수를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 제2 자기 어셈블리(32)는 자속 집중기를 포함할 수 있다. 자속 집중기는 제1 자기 어셈블리(31)에 의해 생성된 자기장의 자기장 컨피규레이션을 국부적으로 변화시킬 수 있어서, 제2 계수를 가진 제2 자기장 성분과 같은, 서로다른 계수의 자기장 성분이 제1 자기 어셈블리(31)에 의해 생성된 사중극자 자기장에 중첩된 쌍극자 자기장과 같이, 자기 센서에 의해 관측된다.
예를 들어, 자속 집중기는, 제1 자기 어셈블리(31) 근처의 제1 영역 내의 제1 자기 어셈블리에 의해 생성된 장과 자석 위치 센서 유닛 근처의 제2 영역의 수정된 장과 비교할 때, 제1 각범위에서 상이한 제2 각범위까지 제1 자기 어셈블리(31)의 자기장의 각 시프팅 부분을 구성할 수 있고, 이러한 시프트는 가령, 제1 자기 어셈블리가 사중극자 장을 생성하는, 제1 자기 어셈블리(31)에 의해 직접 생성된 장과 상이한 계수의 장. 가령, 쌍극자 자기장과 같은 서로다른 다극 계수를 형성할 수 있다.
제2 자기 어셈블리(32)는 제2 각도를 수신함에 의해, 자석 위치 센서 유닛(10)에 대해, 그리고 제1 자기 어셈블리(31)에 대해 회전되도록 구성될 수 있다. 제1 자기 어셈블리(31) 및 제2 자기 어셈블리(32)는 제1 각도 및 제2 각도에 대해 상이한 소정의 변속비에 따라 공통 샤프트로부터 제1 각도 및 제2 각도를 각각 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 자기 어셈블리(3)는 가령, 180°의 각 주기를 가진 주기성과 같은, 자기장의 각 주기성을 가질 수 있는 반면, 제2 자기 어셈블리(4)는 서로다른 각 주기성을 가진 장을 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 각도는 제1 변속기(r1)를 통해 입력 샤프트의 입력 각도와 관련될 수 있다. 예를 들어, 제1 변속비는 입력 각도의 단위 증가에 의해 야기된 제1 각도의 증가를 표현할 수 있다. 제2 각도는 제2 변속기(r2)를 통해 입력 샤프트의 입력 각도와 관련될 수 있다. 예를 들어, 제2 변속비는 입력 각도의 단위 증가에 의해 야기된 제2 각도의 증가를 표현할 수 있다.
제3 양태에서, 본 발명은 또한, 가령, 자석 위치 센서 유닛 내의 에러 검출을 위한 방법에 관한 것이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 방법(100)이 도시된다.
방법(100)은 가령, 자석 위치 센서 유닛으로부터 두 개의 신호를 수신하는 단계(101)를 포함하는데, 두 개의 신호 중 제1 신호는 제1 범위의 타겟의 위치와 같은 물리적 양을 나타내고, 두 개의 신호 중 제2 신호는 제2 범위의 타겟의 위치와 같은 물리적 양을 나타낸다. 제1 범위와 제2 범위는 중첩되는 서로다른 범위이다.
두 개의 신호를 수신하는 단계(101)는 가령, 상기 기술된 바와 같이, 자석 위치 센서 유닛을 사용하여 두 개의 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
두 개의 신호는 위치의 함수로서 두 개의 신호의 서로다른 주기성을 통해 타겟의 위치에 관련될 수 있다.
제1 신호는 위치의 제1 주기 함수에 의해 타겟의 위치와 관련될 수 있고, 제2 신호는 위치의 제2 주기 함수에 의해 타겟의 위치와 관련될 수 있다.
제1 주기 함수 및 제2 주기 함수는 제1 변환에 의해, 및 제2 변환에 의해, 타겟의 위치를 각가 변환한 이후에, 가령, 함수 f(x)와 같은 동일한 함수 형태를 가질 수 있다.
제1 변환 및 제2 변환은 오프셋을 가한 이후에, 타겟의 위치의 스케일링에 대응될 수 있다. 스케일링에 대응되는 승인자 및 오프셋에 대응되는 오프셋 항은 제1 변환과 제2 변환 간에 모두 상이할 수 있다.
본 방법은 제1 및/또는 제2 범위를 고려함에 의해 두 개의 신호들 간의 불일치성을 검출하는 단계를 포함하는데, 이러한 불일치성은 에러를 나타낸다.
불일치성을 검출하는 단계는 제1 신호와 제2 신호 중 하나 또는 둘 다를 제1 범위 내로, 제2 범위 내로 또는 공통의 제3 범위 내로의 적절한 변환 이후에, 제1 신호와 제2 신호를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 변환 또는 변환들은 가령, 제1 범위 및/또는 제2 범위의 비율이나 차이를 고려함과 같이, 가령, 제1 및/또는 제2 범위와 제1 신호 및/또는 제2 신호의 비율이나 차이를 고려함에 의해, 제1 범위 및/또는 제2 범위를 고려할 수 있다.
본 방법은 제1 신호에 기초하고, 제1 범위를 고려하여, 타겟의 위치를 나타내는 제1 값을 계산하는 단계(102)를 포함할 수 있다.
제1 값은 타겟의 위치 모듈로 제1 신호의 주기성에 대응되는 제1 주기를 나타낼 수 있다.
제1 값을 계산하는 단계는 제1 주기 함수의 역함수를 적용하는 단계를 포함할 수 있다(가령, 함수의 역을 허용하기 위해 나타나는 주기에 한정됨). 예를 들어, 제1 값을 계산하는 단계는 함수 f(x)의 역함수를 적용하는 단계와 제1 변환의 역을 그 결과에 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은 제2 범위를 고려함에 의해, 제2 신호에 기초하여 타겟의 위치를 나타내는 제2 값을 계산하는 단계(103)를 포함할 수 있다.
제2 값은 타겟의 위치 모듈로 제2 신호의 주기성에 대응되는 제2 주기를 나타낼 수 있다.
제2 값을 계산하는 단계는 제2 주기 함수의 역함수를 적용하는 단계를 포함할 수 있다(가령, 함수의 역을 허용하기 위해 나타나는 주기에 한정됨). 예를 들어, 제2 값을 계산하는 단계는 함수 f(x)의 역함수를 적용하는 단계와 제2 변환의 역을 그 결과에 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
두 개의 신호들 간의 불일치성을 검출하는 단계(103)는 제1 값과 제2 값을 비교하는 단계를 포함할 수 있는데, 불일치성은 자석 위치 센서 유닛 내의 에러를 나타낸다.

Claims (15)

  1. 에러 검출을 위한 집적 회로(1)에 있어서, 상기 집적 회로는,
    두 개의 신호를 수신하기 위한 입력부(2) - 상기 두 개의 신호의 제1 신호는 제1 범위의 물리적 양을 나타내고, 상기 두 개의 신호의 제2 신호는 제2 범위의 물리적 양을 나타내며, 상기 제1 범위와 상기 제2 범위는 중첩되는 서로다른 범위임 - 와,
    상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 고려함에 의해, 상기 두 개의 신호 간의 불일치성을 검출하도록 구성된 프로세서(3) - 상기 불일치성은 오류를 나타냄 - 를 포함하는, 집적 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는, 제1 신호와 제2 신호 중 하나 또는 둘 다가 제1 범위, 제2 범위 또는 공통의 제3 범위로 적절한 변환 이후에, 제1 신호와 제 2 신호를 비교하도록 구성되고, 상기 변환 또는 변환들은 제1 범위 및/또는 제2 범위를 고려하는, 집적 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서(3)는, 상기 제1 범위를 고려함에 의해, 상기 제1 신호에 기초한 상기 물리적 양을 나타내는 제1 값을 계산하고, 상기 제2 범위를 고려함에 의해, 상기 제2 신호에 기초한 상기 물리적 양을 나타내는 제2 값을 계산하도록 구성되는, 집적 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 제1 값과 상기 제2 값을 비교함에 의해 두 개의 신호들 간의 상기 불일치성을 검출하도록 구성되는, 집적 회로.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집적 회로는 위치 센서 유닛의 에러 검출하도록 구성되고, 상기 프로세서(3)는 상기 위치 센서 유닛 내의 오류를 나타내는 것으로 상기 불일치성을 검출하도록 구성되며, 상기 입력부(2)는 위치 센서 유닛으로부터 상기 두 개의 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 물리적 양은 타겟의 위치인, 집적 회로.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 개의 신호는 상기 물리적 양의 함수로서 상기 두 개의 신호의 서로다른 주기성을 통해 상기 물리적 양에 관한 것인, 집적 회로.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 값은 상기 물리적 양 모듈로 상기 제1 신호의 상기 주기성에 대응되는 제1 주기를 나타내고, 상기 제2 값은 상기 물리적 양 모듈로 상기 제2 신호의 상기 주기성에 대응되는 제2 주기를 나타내는, 집적 회로.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 신호는 물리적 양의 제1 주기 함수이고, 제2 신호는 물리적 양의 제2 주기 함수이며, 제1 주기 함수와 제2 주기 함수는, 제1 변환에 의해 및 제2 변환에 의해, 물리적 양을 각각 변환시킨 이후에, 동일한 함수 형태를 가지는, 집적 회로.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 프로세서(3)는 한 번의 회전을 초과하는, 각범위 내의 각도의 형태인 상기 위치를 결정하도록 구성되는, 집적 회로.
  10. 타겟의 위치를 결정하기 위한 위치 센서(11)에 있어서, 상기 위치 센서는,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 집적 회로(1) 및
    상기 두 개의 신호를 생성하고, 상기 입력부(2)를 통해, 상기 집적 회로(1)로 상기 두 개의 신호를 제공하기 위한 자석 위치 센서 유닛(10)을 포함하는, 위치 센서.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 자석 위치 센서 유닛(10)은, 상기 유도성 센서 소자 내의 유도된 전기 전류의 특성을 통해, 복수의 위치에서 자기장 특성을 간접적으로 측정하기 위한 복수의 유도성 센서 소자를 포함하고, 상기 집적 회로(1)는 유도된 전기 전류의 상기 측정된 특성에 기초하여, 타겟의 상기 위치를 결정하도록 구성되는, 위치 센서.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 자석 위치 센서 유닛(10)은 복수의 위치에서 자기장 특성을 측정하기 위한 복수의 홀 소자(Hall element)를 포함하고, 상기 집적 회로(1)는 측정된 자기장 특성에 기초하여 타겟의 상기 위치를 결정하도록 구성되는, 위치 센서.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 위치 센서 유닛(10)은,
    자기장의 다극 전개의 두 개의 서로다른 계수를 검출하고, 상기 다극 전개의 상기 두 개의 서로다른 계수를 나타내는 상기 두 개의 신호를 생성하기 위한 자기 센서와,
    자기 센서의 위치에서, 다극 전개의 상기 두 개의 서로다른 계수의 제1 다극 계수를 가진 제1 자기장 성분을 형성하고 - 상기 제1 자기장 성분은 자석 위치 센서 유닛(10)에 대해 제1 각도를 넘어 회전가능함 - , 자기 센서의 위치에서, 상기 다극 전개의 상기 두 개의 서로다른 계수의 다른 다극 계수를 가진 제2 자기장 성분을 형성하기 위한 자기 어셈블리(25) - 상기 제2 자기장 성분은 자기 센서에 대해, 그리고 제1 자기장 성분에 대해 제2 각도를 넘어 회전가능함 - 를 포함하는, 위치 센서.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 자기 어셈블리는, 상기 제1 자기장 성분이 자석 위치 센서 유닛(10)에 대해 제1 각도를 넘어 회전가능하고, 상기 제2 자기장 성분은 상기 제1 자기장 성분에 대해 제2 각도를 넘어 회전가능하도록 구성되고, 상기 제1 각도 및 상기 제2 각도는 모두 서로다른 의존 관계에 의해 상기 타겟의 상기 위치에 의존하며,
    상기 프로세서(3)는 상기 두 개의 신호를 수신하고, 상기 두 개의 신호를 조합하여 상기 제1 각도 및 상기 제2 각도를 나타내는 고유 시스템 상태를 생성하도록 구성되는, 위치 센서.
  15. 에러를 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    두 개의 신호를 수신하는 단계 - 두 개의 신호의 제1 신호는 제1 범위의 물리적 양을 나타내고, 두 개의 신호의 제2 신호는 제2 범위의 물리적 양을 나타내며, 상기 제1 범위와 상기 제2 범위는 중첩하는 서로다른 범위임 - 와,
    상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 고려하여, 상기 두 개의 신호 사이의 불일치성을 검출하는 단계 - 상기 불일치성은 에러를 나타냄 - 를 포함하는, 에러를 검출하기 위한 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11525701B2 (en) 2018-01-22 2022-12-13 Melexis Technologies Sa Inductive position sensor
EP3514502B1 (en) * 2018-01-22 2021-07-14 Melexis Technologies SA Inductive position sensor
EP4184122A1 (en) * 2018-11-13 2023-05-24 Ratier-Figeac SAS Magnetic angular position sensor
ES2870327T3 (es) * 2019-01-17 2021-10-26 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Unidad de exploración para un dispositivo de medición de ángulos
EP3686560B1 (en) * 2019-01-28 2021-07-14 Melexis Technologies SA Magnetic attractive rotary button system
US11169002B2 (en) * 2019-02-26 2021-11-09 Melexis Technologies Sa Sensor system for rotation angular detection and 3D joystick function
DE102019115373A1 (de) 2019-06-06 2020-12-10 Infineon Technologies Ag Sensorvorrichtungen mit testmagneten und zugehörige verfahren
US11150108B2 (en) * 2019-08-19 2021-10-19 Infineon Technologies Ag Redundant hall angle measurement in a chip
DE102019135185B3 (de) 2019-12-19 2021-02-04 Sick Stegmann Gmbh Drehgeber
EP3875913B1 (en) * 2020-03-04 2023-10-25 Melexis Technologies SA Hybrid position sensor
US11554803B2 (en) * 2020-04-17 2023-01-17 Steering Solutions Ip Holding Corporation Absolute position non-contact rake sensor for a steering column
CN112576636B (zh) * 2020-11-18 2021-11-19 潍柴动力股份有限公司 弹性联轴器及具有其的发动机
EP4083577A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-02 Melexis Technologies SA Reliable position sensor
EP4180774B1 (de) * 2021-11-16 2023-09-13 Sick Ag Multiturn-drehgeber
EP4276418A1 (en) * 2022-05-09 2023-11-15 NM Numerical Modelling GmbH Sensor device and method for determining a relative angular position between shaft halves of a rotary shaft

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19540674C2 (de) * 1995-10-31 1999-01-28 Siemens Ag Adaptionsverfahren zur Korrektur von Toleranzen eines Geberrades
JP4258376B2 (ja) * 2001-10-19 2009-04-30 株式会社安川電機 多回転式エンコーダ
EP1498697A4 (en) * 2002-03-22 2011-06-29 Melexis Tessenderlo Nv ANGLE DETERMINATION DEVICE AND ANGLE DETERMINATION SYSTEM
JP2005195481A (ja) 2004-01-08 2005-07-21 Japan Servo Co Ltd 磁気式リニアポジションセンサ
JP2006220530A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 絶対回転角度検出装置
EP1830155A1 (en) * 2005-02-10 2007-09-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rotation angle detection device and rotation angle correction method
DE102006006359A1 (de) 2006-02-11 2007-08-16 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Drehwinkelsensor sowie Verfahren zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung eines über mehrere Runden drehbaren Körpers
JP4897953B2 (ja) * 2006-06-14 2012-03-14 古河電気工業株式会社 回転角度検出装置
EP2034267A4 (en) * 2006-06-14 2011-04-27 Furukawa Electric Co Ltd ANGLE DETECTOR
JP2008051668A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Niles Co Ltd 回転角度検出装置
WO2008136054A1 (ja) * 2007-04-24 2008-11-13 Harmonic Drive Systems Inc. 磁気式エンコーダおよび絶対回転位置検出方法
ATE505389T1 (de) * 2007-11-30 2011-04-15 Continental Teves Ag & Co Ohg Absolut messende lenkwinkelsensoranordnung
TWI349580B (en) * 2008-07-11 2011-10-01 Univ Nat Taiwan Electrostatic coating apparatus
DE102009029431A1 (de) 2009-09-14 2011-03-24 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Multiturn-Drehgeber
DE102011084784A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Plausibilisierung von Sensorsignalen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Ausgabe eines Auslösesignals
EP2672285B1 (en) * 2012-06-06 2014-05-21 Nxp B.V. Magnetic sensor arrangement
US8952683B2 (en) * 2012-07-25 2015-02-10 Infineon Technologies Ag Magnetic out-of-axis angle sensing principle
DE102012214916A1 (de) * 2012-08-22 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem drehbewegten Bauteil
GB2505226A (en) 2012-08-23 2014-02-26 Melexis Technologies Nv Arrangement, method and sensor for measuring an absolute angular position using a multi-pole magnet
US20150022658A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 University Of North Carolina At Charlotte Noise reduction techniques, fractional bi-spectrum and fractional cross-correlation, and applications

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