用于求取在两个传感器信号之间的正交性误差的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定借助于角度传感器检测的原始转角(x)的修正的转角(x_tl)的方法，角度传感器根据原始转角(x)输出第一和第二原始转角信号(s_r,c_r)，所述原始转角信号具有周期性变化曲线并且相互成正交关系，其中，由于误差(y)，能引起在传感器信号之间的正交关系的偏差，该方法具有如下步骤：借助于用于求取修正值(y)的求取单元求取修正值(y)并将修正值(y)提供给修正单元；借助于修正单元将修正值应用到原始转角信号(s_r,c_r)中至少之一上，以求取至少一个修正的转角信号(s_oc,c_oc)；以及根据修正的转角信号(s_oc,c_oc)中的至少一个计算修正的转角(x_tl)。

Method for obtaining orthogonality error between two sensor signals

The invention relates to a method for determining the original angle by the angle sensor detection (x) correction angle (x_tl) method, the angle sensor according to the original angle (x) output of the first and second original angle signals (s_r, c_r), the original angle signal with curve variation period and mutually orthogonal the relationship among them, because of the error, (y), can cause the deviation in the orthogonal relationship between the sensor signal, the method includes the following steps: using to calculate correction value (y) to calculate the correction value calculating unit (y) and the correction value (y) for correction unit; by means of correction the unit will be applied to the original angle correction value signal (s_r, c_r) on at least one of, in order to take at least one correction angle signal (s_oc, c_oc); and according to the angle signal correction (s_oc, c_oc) at least one corner in the calculation of the correction (x_tl).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定借助于角度传感器检测到的原始转角的被修正的转角的方法、角度传感器装置以及用于执行这样的方法的驱动装置。
技术介绍
由现有技术已知文献DE102010003201A1，其中公开一种借助于角度测量单元确定转角的方法。在该文献中公开了，如何可借助于修正值修正转角，使得降低误差角F对转角值的影响。在此涉及的误差是由在传感器元件的正弦与余弦形传感器信号之间的不完全精确正交造成的。在优先权文件DE102014216224.6中还公开一种方法，该方法阐明了一种不同于在上述文献中的用于确定正交性误差或用于修正在两个角信号之间的正交性误差的修正值的方法的可能方案。
技术实现思路
基于此，本专利技术的任务在于阐明一种可能方案，由此可精确地、以简单的方式实施修正的转角计算或转角确定。该任务按照根据权利要求1的方法解决。按照本专利技术的方法的另外的有利设计方案是从属权利要求的主题，其通过引用而明确地包含在说明书的主题中。本专利技术基于如下基本构思，即阐明一种方法，借助于该方法可将修正值求取以及修正值的向转角计算中的引入尽可能简单地集成到现在已有的过程中。根据按照本专利技术的方法、特别是求取单元，能够在已经设定好的运行中特别灵活地实现误差修正。此外，能够根据需要、例如根据对修正值计算精度的要求来匹配用于计算或求取修正值的可能方案。相比于现有技术，除了修正单元之外还使用了用于求取修正值的求取单元。通过这种方式可以在求取单元中灵活调节求取修正值的方式和方法。按照本专利技术的方法由此有利地进一步如此改进，使得对于两个原始转角信号求取借助于修正值修正的转角信号并且借助于两个被修正的转角信号计算被修正的转角。通过这种方式确保，如此修正两个原始转角信号，使得这两个原始转角信号基本上占据其额定值。按照本专利技术的方法由此有利地进一步如此改进，使得将被修正的转角信号归一化为被归一化的转角信号，优选归一化到-1与1之间的值范围上。借助于归一化如此处理被修正的转角信号，使得被修正的转角的求取可以独立于原始转角信号的缩放/尺度而进行。按照本专利技术的方法因此可以毫无问题地应用于多种传感器类型。按照本专利技术提出用于对借助于角度传感器检测到的原始转角(x)或角度传感器信号的被修正的转角(x_tl)进行确定的方法，角度传感器根据原始转角(x)输出第一原始转角信号和第二原始转角信号(s_r,c_r)或传感器信号，它们具有周期性的变化曲线并且相互成正交关系，其中由于误差(y)，能引起在传感器信号之间的正交关系的偏差，该方法具有如下步骤：-借助于用于求取修正值(y)的求取单元求取修正值(y)并将修正值(y)提供给修正单元；-借助于修正单元将修正值应用到原始转角信号(s_r,c_r)中至少之一上，以求取至少一个被修正的转角信号(s_oc,c_oc)；以及-根据被修正的转角信号(s_oc,c_oc)中的至少一个来计算被修正的转角(x_tl)。按照本专利技术的方法由下述方式有利地进一步改进，即：持续地/连续地调用被修正的、优选被归一化的原始转角信号来求取修正值。所谓的修正值在线求取允许修正值的还更精确的求取。对原始转角信号的外部影响以及其他导致正交性误差变化的影响可以通过这种方式连续考虑。通过这种方式也可以持续地将正交性误差的振动性能一同考虑到修正值中。特别是在汽车领域的应用中例如在转向助力中，该实施形式可以特别有利于求取准确的转向助力力矩。按照本专利技术的方法由下述方式特别有利地进一步改进，即：修正值的求取包括如下步骤：-借助于被修正的或被归一化的原始转角信号的平方和形成半径信号；-求取半径信号的2*n次谐波，其中n等于正整数；以及-根据在二次谐波上振幅的相对于转角相移了90°的值求取误差。求取误差修正的该方式可特别简单地实现并且已经证实为用于求取误差修正的特别稳定和准确的方法。该方法可以不仅在线而且离线实施。该实施形式的优点在此在于，误差可根据半径信号来求取，该半径信号可单单基于两个原始转角信号来确定。因为这些信号原本就对于确定转角是必要的，因此不需要改变现有的转角传感器。参考传感器信号是不必要的，利用该参考传感器信号可以单个地比较传感器信号，以便求取在各个传感器信号中的误差。该方法可以因此特别简单地集成到现有系统中，这是因为对于传感器信号的分析处理必要的电子部件原本就存在。数学推导如下。半径信号的振幅可借助于等式e_orth(x)＝sin2(x)+cos2(x+y)，来描绘，其中x代表转角的值，而y代表误差的值。只要误差y＝0，那么满足上述加法定理的条件。半径信号的振幅此外在45°角处具有最大值，从而半径信号在x＝45°时占据如下值：e_orth(45°)＝1-sin(y)为了由所测得的信号确定e_orth(45°)，必须遮住半径信号e_orth(x)或e中的其他误差。这可以通过谐波分析借助于傅里叶变换发生。在此在傅里叶变换的结果中2次谐波的虚部的值等于值e_orth(45°)。有利地在此通过单独考虑二次谐波来完全抑制信号e_orth(x)中的其他误差，例如偏置误差、放大误差或轴向偏移误差，这是因为这些误差不作用于2次谐波。因为在傅里叶变换的结果中计算振幅，但是y表示峰值到峰值的值(由最小值到最大值)，所以2次谐波的虚部的值必须加倍：y＝arcsin[2*(e_orth,2*n.,im)]按照本专利技术的方法由下述方式有利地进一步改进，即：借助于傅里叶变换——优选离散傅里叶变换——求取半径信号的二次或2*n次谐波。离散傅里叶变换能以尽可能小的运算成本实施上述方法。按照本专利技术的方法由下述方式有利地进一步改进，即：为了计算修正值，使用半径信号的二次或2*n次谐波的虚部。该实施形式基于如下构思：误差直接影响半径信号的二次谐波或二次整数倍的谐波的振幅，且因此二次谐波的振幅分析给出关于误差大小的直接信息。特别是该实施形式基于如下认识，即：在半径信号的二次谐波中误差以相对于转角的90°相移出现，从而谐波的虚部提供关于误差的信息。按照本专利技术的方法由下述方式有利地进一步改进，即：修正值根据等式y＝Σ[arcsin(2*e_2*n,im)]或优选根据y＝Σ[2*e_2*n,im]来计算，其中e_2*n,im是二次或2*n次谐波的虚部的值。特别是利用最后的简化给出了如下可能方案：利用这种可能方案可进一步降低用于求取修正值的运算成本。在此基于如下假设：修正值通常位于零附近的小的值范围内，因此该假设对于大量应用情况导致简化的运算方式。按照本专利技术的方法由下述方式有利地进一步改进，即：仅仅在设定转角(x_ST)上求取谐波的虚部值。通过这种方式确保：在一转内，2次或2*n次谐波的虚部对于一个角度不计算多次。按照本专利技术的方法由下述方式有利地进一步改进，即：在转角x_ST＝{0,1,1*2π/N,2*2π/N,…,(N-1)*2π/N本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定借助于角度传感器检测到的原始转角(x)的修正的转角(x_tl)的方法，角度传感器根据原始转角(x)输出第一原始转角信号(s_r)和第二原始转角信号(c_r)，所述第一原始转角信号和第二原始转角信号具有周期性的变化曲线并且相互成正交关系，其中，由于误差(y)，能引起在传感器信号之间的正交关系的偏差，该方法具有如下步骤：‑借助于用于求取修正值(y)的求取单元求取修正值(y)，并将修正值(y)提供给修正单元；‑借助于修正单元将修正值应用到原始转角信号(s_r,c_r)中至少之一上，以求取至少一个修正的转角信号(s_oc,c_oc)；以及‑根据修正的转角信号(s_oc,c_oc)中的至少一个来计算修正的转角(x_tl)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 DE 102014216224.6;2014.10.07 DE 10201421.用于确定借助于角度传感器检测到的原始转角(x)的修正的转角(x_tl)的方法，角度传感器根据原始转角(x)输出第一原始转角信号(s_r)和第二原始转角信号(c_r)，所述第一原始转角信号和第二原始转角信号具有周期性的变化曲线并且相互成正交关系，其中，由于误差(y)，能引起在传感器信号之间的正交关系的偏差，该方法具有如下步骤：-借助于用于求取修正值(y)的求取单元求取修正值(y)，并将修正值(y)提供给修正单元；-借助于修正单元将修正值应用到原始转角信号(s_r,c_r)中至少之一上，以求取至少一个修正的转角信号(s_oc,c_oc)；以及-根据修正的转角信号(s_oc,c_oc)中的至少一个来计算修正的转角(x_tl)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于两个原始转角信号(s_r,c_r)求取借助于修正值(y)修正的转角信号(s_oc,c_oc)并且借助于两个修正的转角信号(s_oc,c_oc)计算修正的转角(x_tl)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将修正的转角信号(s_oc,c_oc)归一化为归一化的转角信号(s_n,c_n)，优选归一化到-1与1之间的值范围上。4.根据上述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·格莱斯贝格，M·埃尔斯，
申请(专利权)人：大陆汽车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE