用于確定移動裝置的位置的位置傳感器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于確定移動裝置(moving device)的位置的位置傳感器裝置。 本發(fā)明還設(shè)及一種用于確定移動裝置的位置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在對于移動裝置(例如，旋轉(zhuǎn)裝置）的應(yīng)用中，通常期望獲得關(guān)于移動裝置的位置 的信息。移動裝置可被配置為旋轉(zhuǎn)裝置，并且位置可W是旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)裝置可 包括磁體，W使得在旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)期間由磁體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。為了在旋轉(zhuǎn)移動期間確定 旋轉(zhuǎn)裝置的當前位置，可使用可被配置為磁位置傳感器裝置的位置傳感器裝置。磁位置傳 感器裝置可檢測評估旋轉(zhuǎn)磁體產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，W便提供關(guān)于旋轉(zhuǎn)裝置的位置的信息。
[0003] 磁位置傳感器裝置可布置在旋轉(zhuǎn)磁體附近，W在旋轉(zhuǎn)裝置的軸的旋轉(zhuǎn)移動期間檢 測旋轉(zhuǎn)磁場。磁體可例如安裝到旋轉(zhuǎn)裝置的軸。旋轉(zhuǎn)裝置的位置可通過指定旋轉(zhuǎn)裝置的旋 轉(zhuǎn)角度來指示。旋轉(zhuǎn)裝置的預(yù)定位置可被定義為具有旋轉(zhuǎn)角度〇°。〇°與360°之間的范圍中 的旋轉(zhuǎn)角度指示旋轉(zhuǎn)裝置相對于0°位置的位置。
[0004] 位置傳感器裝置可包括用于檢測移動裝置生成的信號的檢測單元W及用于確定 移動裝置的位置的評估單元。被配置為磁位置傳感器裝置的位置傳感器裝置可包括用于檢 測磁體的磁場的檢測單元W及用于通過評估所檢測的旋轉(zhuǎn)磁場而確定旋轉(zhuǎn)裝置的位置的 評估單元。位置傳感器裝置的檢測單元可包括光學傳感器或諸如霍爾傳感器的磁傳感器W 及包括前端放大器、濾波器部件等的模擬前端。評估單元可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字后端，該 數(shù)字后端執(zhí)行例如抽選濾波和C0RDIC算法。評估單元的數(shù)字后端和模擬檢測單元均在移動 裝置的位置的計算期間引入延遲。該延遲時間被稱為系統(tǒng)傳播延遲。
[0005] 由于在移動裝置產(chǎn)生的信號（例如，磁場矢量）的測量和評估與（例如通過SPI接 口）可獲得移動裝置的位置(例如，旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)角度)的時刻之間的該等待時間，位置傳 感器裝置可能引入位置誤差，例如，角度誤差。位置誤差與移動裝置的速度成比例。在磁位 置傳感器裝置的示例中，角度誤差與旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)移動的速度成比例。在高速應(yīng)用中，動 態(tài)位置誤差的影響可W顯著較大。由于減小位置傳感器的等待將增大輸出噪聲，因此一般 無法減小系統(tǒng)傳播延遲。
[0006] 在具有例如10比特的分辨率的中等分辨率磁位置傳感器裝置中，在旋轉(zhuǎn)角度的計 算期間發(fā)生的誤差表示高速旋轉(zhuǎn)時的已有一些LSB。另外，存在最大速度也顯著較高的一些 應(yīng)用。該誤差影響一般不允許采用運樣的傳感器。此外，具有高分辨率慢核(例如，基于Σ-A )的磁位置傳感器需要引入了另外的延遲源的嵌入式內(nèi)插器。
[0007] 期望提供一種用于確定移動裝置的位置的位置傳感器裝置，其實現(xiàn)了對由于位置 傳感器裝置的傳播延遲時間而導致的在位置確定期間所獲得的位置誤差的補償。此外，期 望指定用于確定移動裝置的位置的方法，其實現(xiàn)了對由于位置傳感器裝置的傳播延遲時間 而導致的在位置確定期間所獲得的位置誤差的補償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在權(quán)利要求1中指定了一種用于確定移動裝置的位置的位置傳感器裝置。根據(jù)位 置傳感器裝置的實施例，該傳感器裝置包括用于檢測移動裝置生成的信號的檢測單元。檢 測單元被配置成在第一時間檢測信號。位置傳感器裝置還包括用于通過評估所檢測的信號 而確定移動裝置的位置的評估單元。評估單元被配置成檢測第一位置，該第一位置指定移 動裝置在第一時間的位置。位置傳感器裝置還包括用于確定至少一個誤差距離的誤差距離 確定單元，其中，所述至少一個誤差距離指定移動裝置在第一時間與第二時間之間所移動 的距離，其中，所述第二時間在第一時間之后。位置傳感器裝置可包括用于輸出校正后位置 的位置校正單元，其中，所述校正后位置指定移動裝置在第二時間的位置。誤差距離確定單 元被配置成確定移動裝置的移動速度W及根據(jù)移動裝置的移動速度和根據(jù)延遲時間而確 定至少一個誤差距離，該延遲時間指定第一時間與第二時間之間的持續(xù)時間。位置校正單 元被配置成根據(jù)所述至少一個誤差距離和第一位置而確定校正后位置。
[0009] 誤差距離確定單元可被配置成確定至少一個誤差距離中的第一誤差距離。誤差距 離確定單元可被配置成根據(jù)移動裝置在第一時間與先前時間之間的移動速度而確定第一 誤差距離。
[0010] 評估單元可被配置成評估第一時間和先前時間的檢測信號。評估單元可被配置成 確定移動裝置的先前位置，該先前位置指定移動裝置在先前時間的位置。誤差距離確定單 元可被配置成根據(jù)第一位置與先前位置之間的差W及第一時間與先前時間之間的差而確 定移動裝置的移動速度。位置校正單元可被配置成根據(jù)第一位置與第一誤差距離之和而確 定校正后位置。
[0011] 誤差距離確定單元可被配置成確定移動裝置的移動加速度、W及根據(jù)移動裝置的 移動加速度和延遲時間而確定至少一個誤差距離中的第二誤差距離。位置校正單元被配置 成根據(jù)第二誤差距離而確定校正后位置。位置校正單元被配置成根據(jù)第一位置與第一誤差 距離及第二誤差距離之和而確定校正后位置。
[0012] 誤差距離確定單元可被配置成確定移動裝置的移動加速度的改變、W及根據(jù)移動 裝置的移動加速度的改變和延遲時間而確定至少一個誤差距離中的第Ξ誤差距離。位置校 正單元被配置成通過將第一位置與第一誤差距離及第二誤差距離之和與第Ξ誤差距離相 加而確定校正后位置。
[0013] 在權(quán)利要求12中限定了一種用于確定移動裝置的位置的方法的實施例。該方法包 括在第一時間檢測移動裝置生成的信號的步驟?？赏ㄟ^評估第一時間的檢測信號來確定移 動裝置的第一位置，所述第一位置指定移動裝置在第一時間的位置。確定移動裝置的移動 速度。根據(jù)移動裝置的移動速度和延遲時間確定至少一個誤差距離，其中，所述至少一個誤 差距離指定移動裝置在第一時間與第二時間之間所移動的距離，所述第二時間在第一時間 之后，其中，延遲時間指定第一時間與第二時間之間的持續(xù)時間。根據(jù)至少一個誤差距離和 第一位置而確定校正后位置，其中，所述校正后位置指定移動裝置在第二時間的位置。
[0014] 根據(jù)該方法，可確定至少一個誤差距離中的第一誤差距離。可根據(jù)移動裝置在第 一時間與先前時間之間的移動速度而確定第一誤差距離?？筛鶕?jù)第一位置和第一誤差距離 而確定校正后位置。
[0015] 根據(jù)該方法的另一實施例，可確定移動裝置的移動加速度?？筛鶕?jù)移動裝置的移 動加速度和延遲時間而確定至少一個誤差距離中的第二誤差距離?？筛鶕?jù)第二誤差距離而 確定校正后位置。可根據(jù)第一位置與第一誤差距離及第二誤差距離之和而確定校正后位 置。
[0016] 根據(jù)該方法的另一實施例，可確定移動裝置的移動加速度的改變?？筛鶕?jù)移動裝 置的移動加速度的改變和延遲時間而確定至少一個誤差距離中的第Ξ誤差距離。可通過將 第一位置與第一誤差距離及第二誤差距離之和與第Ξ誤差距離相加來確定校正后位置。
[0017] 位置傳感器裝置可被配置為用于確定包括旋轉(zhuǎn)磁體的旋轉(zhuǎn)裝置的位置的磁位置 傳感器裝置。根據(jù)該實施例，檢測單元被配置成在第一時間檢測磁體產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。評估 單元被配置成通過評估所檢測的旋轉(zhuǎn)磁場而確定旋轉(zhuǎn)磁體的旋轉(zhuǎn)角度。評估單元被配置成 檢測第一旋轉(zhuǎn)角度，該第一旋轉(zhuǎn)角度指定旋轉(zhuǎn)磁體在第一時間的位置。誤差距離確定單元 被配置成確定至少一個誤差角度，其中，所述至少一個誤差角度指定旋轉(zhuǎn)磁體在第一時間 與第二時間之間轉(zhuǎn)動的角度，其中，所述第二時間在第一時間之后。位置校正單元被配置成 輸出校正后旋轉(zhuǎn)角度，其中，所述校正后旋轉(zhuǎn)角度指定旋轉(zhuǎn)磁體在第二時間的位置。誤差距 離確定單元被配置成確定旋轉(zhuǎn)磁體的旋轉(zhuǎn)速度W及根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁體的旋轉(zhuǎn)速度和延遲時間 而確定至少一個誤差角度，延遲時間指定第一時間與第二時間之間的持續(xù)時間。位置校正 單元被配置成根據(jù)所述至少一個誤差角度和第一旋轉(zhuǎn)角度而確定校正后位置。
[0018] 權(quán)利要求12中所限定的用于確定移動裝置的位置的方法可用于確定包括旋轉(zhuǎn)磁 體的旋轉(zhuǎn)裝置的位置。在第一時間檢測旋轉(zhuǎn)磁體的旋轉(zhuǎn)磁場?？赏ㄟ^評估第一時間的所檢 測的旋轉(zhuǎn)磁場來確定旋轉(zhuǎn)磁體的第一旋轉(zhuǎn)角度，所述第一旋轉(zhuǎn)角度指定旋轉(zhuǎn)磁體在第一時 間的位置。確定旋轉(zhuǎn)磁體的旋轉(zhuǎn)速度。根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁體的旋轉(zhuǎn)速度和延遲時間而確定至少一 個誤差角度，其中，所述至少一個誤差角度指定旋轉(zhuǎn)磁體在第一時間與第二時間之間轉(zhuǎn)動 的角度。根據(jù)至少一個誤差角度和第一旋轉(zhuǎn)角度而確定校正后旋轉(zhuǎn)角度，其中，所述校正后 旋轉(zhuǎn)角度指定旋轉(zhuǎn)磁體在第二時間的位置。
[0019] 可由誤差距離確定單元基于借助于檢測單元和評估單元進行的旋轉(zhuǎn)角度測量來 計算旋轉(zhuǎn)裝置的速度/速率并且因而計算旋轉(zhuǎn)磁體的速度/速率。根據(jù)位置傳感器裝