[发明专利]用于校准角度传感器的装置和方法

说明书

在此描述了一种用于校准角度传感器的装置和方法。本公开涉及一种用于校准角度传感器的装置，包括：数据接口，用于针对测量对象的多个不同旋转角度中的每个，根据在第一传感器元件位置处的磁场获取第一传感器元件的第一测量值，磁场均取决于测量对象的旋转角度；并且根据在第二传感器元件位置处的磁场获取第二传感器元件的第二测量值，磁场均取决于测量对象的旋转角度；处理器，配置为基于获取的第一和第二测量值计算椭圆方程的多个椭圆参数，并基于求出的椭圆参数，计算第一传感器元件的第一周期性传感器信号的第一特性数据、第二传感器元件的第二周期性传感器信号的第二特性数据以及第一和第二周期性传感器信号之间的相移。

技术领域

本公开总体上涉及角度传感器，并且更具体地涉及角度传感器的校准。

背景技术

用于非接触式检测旋转的旋转角度传感器例如在汽车技术中使用。旋转角度传感器可以例如借助于放置在诸如轴的旋转测量对象附近的磁场传感器来实现。可以根据在第一传感器元件的位置处的磁场来确定第一传感器元件的第一测量值(X)，该磁场取决于测量对象的旋转角度α。此外，可以根据在第二传感器元件的位置处的磁场来确定第二传感器元件的第二测量值(Y)，该磁场取决于测量对象的旋转角度α。在理想情况下，两个测量值对应于X＝A*cos(α)和Y＝A*sin(α)形式的周期信号。然后可以通过已知的规则α＝atan(Y/X)来推导出测量对象的旋转角度α。

然而，实际上通常不能完全避免传感器元件和测量对象之间的机械不对中，从而出现周期信号X和Y的不同幅度、偏移和相移，这又会导致错误的角度估算。机械不对中的一些原因是传感器元件与测量对象或磁体之间的x位移，y位移、气隙变化(z位移)、不同类型的倾斜(例如包装或外壳倾斜)和/或磁化倾斜。

到目前为止，一种解决方案是EoL校准(EoL＝End-of-Line行尾)，以便在整个使用寿命内提供足够的误差预算，包括机械负载和温度影响。在此经常使用所谓的多点校准方法，其中确定和记录角度传感器的角度估计值相对于几个已知参考角度(采样点)的偏差，这例如在查找表(Lookup-Table,LUT)中实现。然后可以由此求出角度估计值的修正值。然而，提供参考角引起额外的硬件支出，例如是额外的高精度光学测量装置形式的硬件支出。

因此，本发明的目的是通过较少硬件支出的校准来补偿角度传感器的角度误差原因。

发明内容

这通过根据本发明的装置和方法来解决。有利的进一步发展是以下内容。

根据本公开的第一方面，提出了一种用于校准角度传感器的方法。在此针对测量对象的多个不同旋转角度中的每个旋转角度执行以下步骤：

·根据在第一传感器元件的位置处的磁场，获取第一传感器元件的第一测量值，该磁场决于测量对象的旋转角度；根据在第二传感器元件的位置处的磁场，获取第二传感器元件的第二测量值，该磁场取决于的测量对象的旋转角度，

·基于所获取的第一和第二测量值来求出椭圆方程的多个椭圆参数，以及

·基于所求出的椭圆参数：

o确定第一传感器元件的第一周期性传感器信号的第一特性数据，

o确定第二传感器元件的第二周期性传感器信号的第二特性数据，以及

o确定第一和第二周期性传感器信号之间的相移。