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1、10申请公布号CN102472638A43申请公布日20120523CN102472638ACN102472638A21申请号201080036162022申请日2010073061/234,50820090817US12/731,69020100325USG01D5/14200601G01D5/245200601G01D5/24420060171申请人伯斯有限公司地址美国马萨诸塞州72发明人R奥戴A桑戈马诺二世74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人王茂华54发明名称绝对位置感测57摘要为了确定总成的可移动部分的相对位置，第一磁设备耦合到总成的第一部分。第一磁设备具有感测表面，所。
2、述感测表面具有提供磁化状态过渡位置的若干磁极。具有双状态输出的绝对位置传感器与第一磁设备相邻而耦合到总成。当第一磁设备的磁化状态过渡移过绝对位置传感器时，输出状态改变。第二磁设备耦合到总成。第二磁设备创建其感测表面附近的循环变化的磁场。增量位置传感器与第二磁设备相邻而耦合到总成，并且具有在第二磁设备的循环变化的磁场的一个循环的至少一部分上与磁场角相关连续变化的输出。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2012021486PCT申请的申请数据PCT/US2010/0438742010073087PCT申请的公布数据WO2011/022190EN2011022451INTCL权利要求书5页说。
3、明书11页附图11页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书5页说明书11页附图11页1/5页21一种控制系统，其控制使总成的可相对移动的部分移动的一个或多个致动器，从而控制所述总成的所述部分的位置，该控制系统包括具有双状态输出的绝对位置传感器，一个状态指示所述相对移动的第一部分，而另一状态指示所述相对移动的第二不同的部分；增量位置传感器，其具有在与所述相对移动相关联的多个重复循环中的每个的至少一部分上连续变化的输出；以及控制器，其接收两个传感器的输出；其中，在启动时，所述总成的所述部分中的至少一个移动直至所述绝对位置传感器改变状态，并且作为响应，所述控制器确定所述总成的所述。
4、部分的绝对位置。2如权利要求1所述的控制系统，其中所述控制器跟踪指示当前正在被所述增量位置传感器感测的循环的信息，并且其中在启动之后，在所述总成的所述部分的相对移动时所述控制器基于所述多个循环中的哪个当前正在被所述增量位置传感器感测的识别、以及所述增量位置传感器的输出这两者来确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。3如权利要求2所述的控制系统，其中在启动时，所述控制器至少部分基于所述多个循环中的哪个当前正在被所述增量位置传感器感测的识别，来确定所述总成的所述部分的绝对位置。4如权利要求2所述的控制系统，其中循环的总数目是固定的，并且如果被跟踪的循环的数目超过预定循环数目，则所述控制器检测。
5、到错误。5如权利要求3所述的控制系统，其中所述绝对位置传感器被用于确认循环的正确跟踪。6如权利要求1所述的控制系统，其中所述传感器是非接触传感器。7如权利要求6所述的控制系统，其中所述绝对位置传感器包括霍尔传感器，并且所述增量位置传感器包括磁阻传感器。8一种操作控制系统的方法，所述控制系统控制使总成的一个或多个可相对移动的部分移动的一个或多个致动器，从而控制所述总成的所述部分的位置，所述控制系统包括具有双状态输出的绝对位置传感器，一个状态指示所述总成的所述部分的相对移动的第一部分，而另一状态指示所述相对移动的第二不同的部分；增量位置传感器，其具有在与所述相对移动相关联的多个重复循环中的每个的至。
6、少一部分上连续变化的输出；以及控制器，其接收两个传感器的输出并且输出控制信号，该方法包括导致所述控制器输出信号，所述信号导致所述总成的至少一部分移动直至所述绝对位置传感器的状态改变；以及至少基于所述增量位置传感器的输出来确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。9如权利要求8所述的方法，其中所述控制器跟踪指示当前正在被所述增量位置传感器感测的循环的信息，并且其中在所述总成的所述部分的相对移动时所述控制器基于所述多个循环中的哪个当前正在被所述增量位置传感器感测的识别、以及所述增量位置传感器的输出这两者来确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。10如权利要求9所述的方法，其中循环的总数目。
7、是固定的，并且如果被跟踪的循环的数目超过预定循环数目，则所述控制器检测到错误。权利要求书CN102472638A2/5页311如权利要求9所述的方法，其中所述绝对位置传感器被用于确认循环的正确跟踪。12一种用于将总成的可移动部分相对于所述总成的另一部分定位的定位系统，该定位系统包括电磁电机，其包括定子以及耦合到所述总成的可移动部分并且可相对所述定子在行程距离上移动的电枢；单相致动器，其耦合到所述总成的可移动部分；第一磁设备，其耦合到所述电枢，所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置；具有双状态输出的磁极传感器，所述磁极传感器与所述第一磁设备相邻而耦合。
8、到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子在所述行程距离上移动，所述第一磁设备移过所述磁极传感器，其中所述磁极传感器输出的一个状态指示所述相对移动的第一部分，而另一状态指示所述相对移动的第二不同的部分；第二磁设备，其耦合到所述电枢，所述第二磁设备定义包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测表面附近的循环变化的磁场；磁场角传感器，其与所述第二磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子移动，所述第二磁设备的循环变化的磁场移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的多个循环中的每个的至少一部分上与所述。
9、磁场角相关连续变化的输出；以及控制器，其响应于两个传感器，并且控制所述单相致动器移动所述总成的可移动部分，直至所述磁极传感器的输出改变状态，并且响应于所述状态改变，所述控制器确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。13如权利要求12所述的定位系统，其中所述电磁电机包括线性多相电磁电机，并且所述单相致动器包括气缸。14如权利要求13所述的定位系统，其中所述控制器跟踪指示当前正在被所述磁场角传感器感测的循环的信息，并且其中在所述总成的所述部分的相对移动时所述控制器基于所述多个循环中的哪个当前正在被所述磁场角传感器感测的识别、以及所述磁场角传感器的输出这两者来确定所述总成的所述部分中的至少一个。
10、的绝对位置。15如权利要求14所述的定位系统，其中所述磁极传感器包括霍尔传感器，并且所述磁场角传感器包括磁阻传感器。16如权利要求15所述的定位系统，其中所述可移动部分包括机动车中的座椅。17一种装置，其包括线性电机，其包括定子和可相对所述定子在行程距离上移动的电枢；第一磁设备，其耦合到所述电枢，所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置；磁极传感器，其与所述第一磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子在所述行程距离上移动，所述第一磁设备移过所述磁极传感器，所述磁极传感器感测所述第一磁设备的相邻的磁极；第二磁设备，其耦合到所述电枢，所。
11、述第二磁设备定义包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测表面附近的循环变化的磁场；以及权利要求书CN102472638A3/5页4磁场角传感器，其与所述第二磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子移动，所述第二磁设备的循环变化的磁场移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的一个循环的至少一部分上与所述磁场角相关连续变化的输出。18如权利要求17所述的装置，其中所述磁极传感器包括霍尔传感器。19如权利要求18所述的装置，其中所述磁场角传感器包括磁阻传感器。20如权利要求19所述的装置，其中所述。
12、磁场角传感器包括双极霍尔传感器，并且所述磁场角传感器具有180的全范围输出，从而其输出对于所述第二磁设备的每个磁场循环重复两次。21如权利要求17所述的装置，其中所述第一磁设备至少是所述电枢的行程距离的一半长，并且所述第二磁设备至少像所述电枢的行程距离那样长。22如权利要求17所述的装置，其中所述第二磁设备的相邻磁极在磁化状态过渡位置相遇，并且其中所述第一磁设备和第二磁设备耦合到所述电枢，从而所述第一磁设备的磁化状态过渡位置和所述第二磁设备的至少一个磁化状态过渡位置之间存在已知和定义的空间关系。23如权利要求22所述的装置，其中所述第一磁设备的过渡位置相对于所述第二磁设备的感测表面的长度近似处。
13、于中央。24如权利要求22所述的装置，所述磁场角传感器输出在每个磁场循环上在至少一个位置重置，并且其中所述第一磁设备和第二磁设备被布置为使得当所述磁极传感器与所述第一磁设备的过渡位置相邻时，所述磁场角传感器不与其重置的位置相邻。25如权利要求17所述的装置，其进一步包括第三磁设备，所述第三磁设备与所述第一磁设备相邻而耦合到所述电枢，所述第三磁设备定义感测表面，所述感测表面在电枢行程距离上定义单个磁化状态过渡位置，其中所述第一磁设备和第三磁设备的感测表面每个包括至少两个磁极，并且其中所述第一磁设备和第三磁设备的相邻磁极具有相反极性。26一种装置，其包括线性电机，所述线性电机包括定子和可相对所述定。
14、子在行程距离上移动的电枢；第一磁设备，其耦合到所述电枢，所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置；磁极传感器，其与所述第一磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子在所述行程距离上移动，所述第一磁设备移过所述磁极传感器，所述磁极传感器感测所述第一磁设备的相邻的磁极；第二磁设备，其耦合到所述电枢，所述第二磁设备定义至少像所述电枢的行程距离那样长并且包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测表面附近的循环变化的磁场；以及磁场角传感器，其与所述第二磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子移动，所。
15、述第二磁设备的循环变化的磁场移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的一个循环的至少一部分上与所述磁场角相关连续变化的输出；其中所述第二磁设备的相邻磁极在磁化状态过渡位置相遇，并且其中所述第一磁设备权利要求书CN102472638A4/5页5和第二磁设备耦合到电枢，从而所述第一磁设备的磁化状态过渡位置和所述第二磁设备的至少一个磁化状态过渡位置之间存在已知和定义的空间关系，并且其中所述磁场角传感器输出在每个磁场循环上在一个或两个位置重置，并且其中所述第一磁设备和第二磁设备被布置为使得当所述磁极传感器与所述第一磁设备的过渡位置相邻时，所述磁场。
16、角传感器不与其重置的位置相邻。27一种用于确定总成的在行程距离上移动的一个或多个可相对移动的部分的位置的传感器系统，该传感器系统包括第一磁设备，其耦合到所述总成的第一部分，所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置；绝对位置传感器，其与所述第一磁设备相邻而耦合到所述总成的第二部分并且具有双状态输出，其中当随着所述部分相对彼此在所述行程距离上移动而所述第一磁设备的磁化状态过渡移过所述绝对位置传感器时，所述输出状态改变；第二磁设备，其耦合到所述总成的第一部分，所述第二磁设备创建其感测表面附近的循环变化的磁场；增量位置传感器，其与所述第二磁设备相邻而耦合到所。
17、述总成的第二部分，并且具有对于所述第二磁设备的循环变化的磁场的每个循环重复至少一次的输出。28如权利要求27所述的传感器系统，其中所述绝对位置传感器包括霍尔传感器。29如权利要求28所述的传感器系统，其中所述增量位置传感器包括磁场角传感器，所述磁场角传感器耦合到所述总成的第二部分，从而随着所述第二磁设备的循环变化的磁场移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的一个循环的至少一部分上与所述磁场角相关连续变化的输出。30如权利要求29所述的传感器系统，其中所述第二磁设备定义包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测。
18、表面附近的循环变化的磁场。31如权利要求30所述的传感器系统，其中所述磁极传感器包括双极霍尔传感器，并且所述磁场角传感器具有180的全范围输出，从而其输出对于所述第二磁设备的每个磁场循环重复两次。32如权利要求30所述的传感器系统，其中所述第一磁设备至少是所述行程距离的一半长，并且所述第二磁设备至少像所述行程距离那样长。33如权利要求32所述的传感器系统，其中所述第二磁设备的相邻磁极在磁化状态过渡位置相遇，并且其中所述第一磁设备和第二磁设备并排耦合到所述电枢，从而所述第一磁设备的磁化状态过渡位置和所述第二磁设备的相邻预定磁化状态过渡位置之间存在已知和定义的空间关系。34如权利要求33所述的传感。
19、器系统，其中所述第一磁设备的过渡位置相对于所述第二磁设备的感测表面的长度近似处于中央。35如权利要求33所述的传感器系统，其中所述磁场角传感器输出在每个磁场循环上在至少一个位置重置，并且其中所述第一磁设备和第二磁设备被布置为使得当所述霍尔传感器与所述第一磁设备的过渡位置相邻时，所述磁场角传感器不与其重置的位置相邻。36如权利要求33所述的传感器系统，该传感器系统进一步包括第三磁设备，所述第三磁设备在所述第一磁设备旁边而耦合到所述总成的第一部分，所述第三磁设备定义感测权利要求书CN102472638A5/5页6表面，所述感测表面在所述行程距离上定义单个磁化状态过渡位置，其中所述第一磁设备和第三磁。
20、设备的感测表面每个包括至少两个磁极，并且其中所述第一磁设备和第三磁设备的相邻磁极具有相反极性。权利要求书CN102472638A1/11页7绝对位置感测技术领域0001本公开涉及位置感测。背景技术0002存在许多以下情况期望感测总成ASSEMBLY的一个或多个可相对移动的部分的位置。一个例子是其中诸如工具之类的可移动构件需要相对诸如工件或台之类的固定构件精确地定位的机器工具。其他例子包括用于尤其在车辆移动时受到随机加速度影响的车辆或车辆的部分的主动悬挂SUSPENSION系统。为了使主动悬挂系统有效，总成的可移动部分的位置必须已知。发明内容0003一般地，在一个方面中，本发明提供一种装置，其包。
21、括线性电机，所述线性电机包括定子和可相对所述定子在行程距离上移动的电枢。第一磁设备耦合到所述电枢。所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置。磁极传感器与所述第一磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子在所述行程距离上移动，所述第一磁设备移过所述磁极传感器，所述磁极传感器感测所述第一磁设备的相邻的磁极。第二磁设备耦合到所述电枢，所述第二磁设备定义包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测表面附近的循环变化的磁场。磁场角传感器与所述第二磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子移动，所述第二磁。
22、设备的循环变化的磁场移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的一个循环的至少一部分上与所述磁场角相关连续变化的输出。0004本发明的多种实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述磁极传感器可以包括单个霍尔传感器。所述磁场角传感器可以包括磁阻传感器。所述磁场角传感器可以包括双极霍尔传感器，并且所述磁场角传感器可以具有180的全范围输出，从而其输出对于所述第二磁设备的每个磁场循环重复两次。所述第一磁设备可以至少是所述电枢的行程距离的一半长，并且所述第二磁设备可以至少像所述电枢的行程距离那样长。0005多种其他实施方式可以包括以下特征中一个或。
23、多个。所述第二磁设备的相邻磁极可以在磁化状态过渡位置相遇，并且所述第一磁设备和第二磁设备可以耦合到电枢，从而所述第一磁设备的磁化状态过渡位置和所述第二磁设备的至少一个磁化状态过渡位置之间存在已知和定义的空间关系。所述第一磁设备的过渡位置可以相对于所述第二磁设备的感测表面的长度近似位于中央。所述磁场角传感器输出可以在每个磁场循环上在至少一个位置重置，并且所述第一磁设备和第二磁设备可以被布置为使得当所述磁极传感器与所述第一磁设备的过渡位置相邻时，所述磁场角传感器不与其重置的位置相邻。该装置可以进一步包括第三磁设备，其与所述第一磁设备相邻而耦合到所述电枢，所述第三磁设备定义感测表面，所述感测表面在电。
24、枢行程距离上定义单个磁化状态过渡位置，其中所述第一磁说明书CN102472638A2/11页8设备和第三磁设备的感测表面每个包括至少两个磁极，并且其中所述第一磁设备和第三磁设备的相邻磁极具有相反极性。0006一般地，在另一方面中，本发明提供一种装置，其包括线性电机，所述线性电机包括定子和可相对所述定子在行程距离上移动的电枢；第一磁设备，其耦合到所述电枢，所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置；磁极传感器，其与所述第一磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子在所述行程距离上移动，所述第一磁设备移过所述磁极传感器，所述磁极传感器感测所。
25、述第一磁设备的相邻的磁极。存在第二磁设备，其耦合到所述电枢，所述第二磁设备定义至少像所述电枢的行程距离那样长并且包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测表面附近的循环变化的磁场。磁场角传感器与所述第二磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子移动，所述第二磁设备的循环变化的磁场移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的一个循环的至少一部分上与所述磁场角相关连续变化的输出。所述第二磁设备的相邻磁极在磁化状态过渡位置相遇，并且所述第一磁设备和第二磁设备耦合到电枢，从而所述第一磁设备的磁化状态过渡位。
26、置和所述第二磁设备的至少一个磁化状态过渡位置之间存在已知和定义的空间关系。所述磁场角传感器输出在每个磁场循环上在一个或两个位置重置，并且所述第一磁设备和第二磁设备被布置为使得当所述磁极传感器与所述第一磁设备的过渡位置相邻时，所述磁场角传感器不与其重置的位置相邻。0007一般地，在另一方面中，本发明提供一种用于确定总成的在行程距离上移动的一个或多个可相对移动的部分的位置的感测系统。该感测系统包括第一磁设备，其耦合到所述总成的第一部分，所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置。该感测系统进一步包括绝对位置传感器，其与所述第一磁设备相邻而耦合到所述定子所述。
27、总成的第二部分并且具有双状态输出，其中当随着所述部分相对彼此在所述行程距离上移动而所述第一磁设备的磁化状态过渡移过所述绝对位置传感器时，所述输出状态改变。存在第二磁设备，其耦合到所述总成的第一部分，所述第二磁设备创建其感测表面附近的循环变化的磁场。增量位置传感器与所述第二磁设备相邻而耦合到所述总成的第二部分，并且具有对于所述第二磁设备的循环变化的磁场的每个循环重复至少一次的输出。0008本发明的多种实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述绝对位置传感器可以包括霍尔传感器。所述增量位置传感器可以包括磁场角传感器，所述磁场角传感器耦合到所述总成的第二部分，从而随着所述第二磁设备的循环变化的磁场。
28、移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的一个循环的至少一部分上与所述磁场角相关连续变化的输出。所述第二磁设备可以定义包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测表面附近的循环变化的磁场。所述磁极传感器可以包括双极霍尔传感器，并且所述磁场角传感器可以具有180的全范围输出，从而其输出对于所述第二磁设备的每个磁场循环重复两次。所述第一磁设备可以至少是所述行程距离的一半长，并且所述第二磁设备可以至少像所述行程距离那样长。说明书CN102472638A3/11页90009多种其他实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。。
29、所述第二磁设备的相邻磁极可以在磁化状态过渡位置相遇，并且所述第一磁设备和第二磁设备可以并排耦合到电枢，从而所述第一磁设备的磁化状态过渡位置和所述第二磁设备的相邻磁化状态过渡位置之间存在已知和定义的空间关系。所述第一磁设备的过渡位置可以相对于所述第二磁设备的感测表面的长度近似处于中央。所述磁场角传感器输出可以在每个磁场循环上在至少一个位置重置，并且所述第一磁设备和第二磁设备可以被布置为使得当所述霍尔传感器与所述第一磁设备的过渡位置相邻时，所述磁场角传感器不与其重置的位置相邻。该传感器系统可以进一步包括第三磁设备，其在所述第一磁设备旁边而耦合到所述总成的第一部分，所述第三磁设备定义感测表面，所述感。
30、测表面在所述行程距离上定义单个磁化状态过渡位置，其中所述第一磁设备和第三磁设备的感测表面每个包括至少两个磁极，并且其中所述第一磁设备和第三磁设备的相邻磁极具有相反极性。0010一般地，在另一方面中，本发明提供了一种控制系统，其控制使总成的可相对移动的部分移动的一个或多个致动器，从而控制所述总成的所述部分的位置。该控制系统包括具有双状态输出的绝对位置传感器，一个状态指示所述相对移动的第一部分，而另一状态指示所述相对移动的第二不同的部分。存在增量位置传感器，其具有在与所述相对移动相关联的多个重复循环中的每个的至少一部分上连续变化的输出；以及控制器，其接收两个传感器的输出。在启动时，所述总成的所述部。
31、分中的至少一个移动直至所述绝对位置传感器改变状态，并且作为响应，所述控制器确定所述总成的所述部分的绝对位置。0011本发明的多种实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述控制器可以跟踪指示当前正在被增量位置传感器感测的循环的信息，并且在启动之后，在所述总成的所述部分的相对移动时所述控制器可以基于哪个循环当前正在被所述增量位置传感器感测的识别、以及所述增量位置传感器的输出这两者来确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。在启动时，所述控制器可以至少部分基于所述多个循环中的哪个当前正在被所述增量位置传感器感测的识别，来确定所述总成的所述部分的绝对位置。循环的总数目可以是固定的，并且如果被跟踪。
32、的循环的数目超过预定循环数目，则所述控制器可以检测到错误。所述绝对位置传感器可以被用于确认循环的正确跟踪。传感器可以是非接触传感器。绝对位置传感器可以包括霍尔传感器，并且增量位置传感器可以包括磁阻传感器。0012一般地，在另一方面中，本发明提供一种操作控制系统的方法，所述控制系统控制使总成的一个或多个可相对移动的部分移动的一个或多个致动器，从而控制所述总成的所述部分的位置。所述控制系统包括具有双状态输出的绝对位置传感器，一个状态指示所述总成的所述部分的相对移动的第一部分，而另一状态指示所述相对移动的第二不同的部分。存在增量位置传感器，其具有在与所述相对移动相关联的多个重复循环中的每个的至少一部。
33、分上连续变化的输出；以及控制器，其接收两个传感器的输出并且输出控制信号。所述控制器输出信号，所述信号导致所述总成的至少一部分移动直至所述绝对位置传感器的状态改变，并且至少基于所述增量位置传感器的输出来确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。0013本发明的多种实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述控制器可以跟踪指示当前正在被增量位置传感器感测的循环的信息，并且在所述总成的所述部分的相对移动时所述控制器可以基于哪个循环当前正在被感测的识别、以及所述增量位置传感器的输说明书CN102472638A4/11页10出这两者来确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。循环的总数目可以是固。
34、定的，并且如果被跟踪的循环的数目超过预定循环数目，则所述控制器可以检测到错误。绝对位置传感器可以被用于确认循环的正确跟踪。0014一般地，在另一方面中，本发明提供了一种用于将总成的可移动部分相对于所述总成的另一部分定位的定位系统。该定位系统包括电磁电机，所述电磁电机包括定子以及耦合到所述总成的可移动部分并且可相对所述定子在行程距离上移动的电枢。单相致动器耦合到所述总成的可移动部分。第一磁设备耦合到所述电枢，所述第一磁设备定义包括多个磁极的感测表面，所述多个磁极提供它们之间的磁化状态过渡位置。具有双状态输出的磁极传感器与所述第一磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子在所述行程。
35、距离上移动，所述第一磁设备移过所述磁极传感器。所述磁极传感器输出的一个状态指示所述相对移动的第一部分，而另一状态指示所述相对移动的第二不同的部分。第二磁设备耦合到所述电枢，所述第二磁设备定义包括多个相邻交替相反磁极的感测表面，所述多个相邻交替相反磁极创建其感测表面附近的循环变化的磁场。磁场角传感器与所述第二磁设备相邻而耦合到所述定子，从而随着所述电枢相对于所述定子移动，所述第二磁设备的循环变化的磁场移过所述磁场角传感器，所述磁场角传感器感测所述第二磁设备的磁场的角度并且具有在所述循环变化的磁场的多个循环中的每个的至少一部分上与所述磁场角相关连续变化的输出。控制器响应于两个传感器而控制所述单相致。
36、动器移动所述总成的可移动部分，直至所述磁极传感器的输出改变状态。响应于所述状态改变，所述控制器确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。0015本发明的多种实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述电磁电机可以包括线性多相电磁电机，并且所述单相致动器可以包括气缸。所述控制器可以跟踪指示当前正在被所述磁场角传感器感测的循环的信息，并且在所述总成的所述部分的相对移动时所述控制器可以基于所述多个循环中的哪个当前正在被所述磁场角传感器感测的识别、以及所述磁场角传感器的输出这两者来确定所述总成的所述部分中的至少一个的绝对位置。所述磁极传感器可以包括霍尔传感器，并且所述磁场角传感器可以包括磁阻传感器。
37、。所述可移动部分可以包括机动车中的座椅。附图说明0016图1是利用根据本发明的位置感测的位置控制系统的示意图；0017图2是并入本发明的实施例的线性电机的透视图；0018图3A是图2中所示的系统的一部分的透视图，该图详细示出用于在本发明的实施例中使用的磁设备的实施例；0019图3B是示出用于本发明的实施例的磁设备的附加的实施例、并且也详细示出用于本发明的实施例的绝对位置传感器和增量位置传感器的类似的视图；0020图4A是用于本发明的实施例的磁设备的示意侧视图，该图图示其感测表面附近的其磁场线；0021图4B是示出相对沿X轴的位置的其磁场分量的图形；0022图4C是示出与用于本发明的实施例的增量。
38、位置传感器相对于图4A的磁设备的X轴的位置相关的用于本发明的实施例的增量位置传感器的输出的图形；说明书CN102472638A105/11页110023图5A和5B示出了图3B中所示的传感器随着其相对于图3B中所示的磁场设备移动时的输出；0024图6是在解释本发明的实施例中有用的图4C的图形的一部分的更详细的视图；0025图7A是示出使用本发明的一个实施例的控制系统的启动的流程图；0026图7B是示出使用本发明的一个实施例的控制系统的操作的流程图；0027图8示出了主动悬挂的座椅；以及0028图9是用于本发明的实施例的定位系统的示意框图。具体实施方式0029可以在用于确定总成的在行程距离上移动。
39、的一个或多个可相对移动的部分的位置的位置感测系统和方法中实现本发明。第一磁设备耦合到总成的第一部分。如这里所使用的术语“耦合”可以意为两个设备、结构或构件的直接机械耦合在该情况下为第一磁设备到总成的第一部分或间接机械耦合诸如可以利用位于磁设备和总成的第一部分之间的一个或多个其他设备、结构或构件来实现。第一磁设备具有定义行程距离上的一个或多个磁化状态过渡位置的感测表面。一个或多个绝对位置传感器与第一磁设备相邻而耦合到总成的第二部分。绝对位置传感器优选地具有双状态输出，其中当随着所述部分在行程距离上相对彼此移动而第一磁设备的磁化状态过渡移过绝对位置传感器时，输出状态改变。第二磁设备耦合到总成的第一。
40、部分。第二磁设备创建其感测表面附近的循环变化的磁场。增量位置传感器与第二磁设备相邻而耦合到总成的第二部分，并且具有与第二磁设备的循环直接相关而重复的输出。例如，增量位置传感器的输出可以对于第二磁设备的每个循环重复一次，或可以对于第二磁设备的每个循环重复两次。增量位置传感器的输出可以在其输出的每个重复上与磁场角相关连续地变化，从而可以经由增量位置传感器的输出确定相对于每个循环的位置。如这里与增量位置传感器的输出相关而使用的术语“连续地”意为在传感器输出范围上输出是所感测的磁场角的连续的函数，所述输出范围在实施例中是180或360。典型地，增量位置传感器输出在其输出范围上单调变化，并且在循环地变化。
41、的磁场的每个循环上重置整数次数。0030图1示出了具有部分12和14的总成10。部分12和14中的一个或两者可相对彼此移动以实现部分12和14之间的期望的相对位置。在所示出的例子中，部分14可沿箭头16的方向来回横向移动，并且部分12固定。然而本发明有用于包括两个或更多部分的总成，所述两个或更多部分中的任何一个或多个可相对其他部分中的任何一个或多个移动。0031总成10进一步包括传感器18和20，传感器18和20的输出被提供给控制器24。控制器24的输出被提供给将部分14相对部分12移动的移动器26。移动器26可以包括现有技术中已知的诸如致动器之类的一个或多个设备。移动器可以是单相或多相设备。。
42、0032传感器18和20中的一个是具有双状态输出的绝对位置传感器。一个状态指示部分12和14的相对移动的第一部分，并且另一状态指示该相对移动的第二不同的部分。传感器18和20中的另一个是增量位置传感器，其具有在相对移动的第一和第二部分两者上、在若干分离循环中的每个的至少部分上连续变化的输出。在这里所描述的实施例中，传感器18和20是非接触传感器。在这里所描述的实施例中，传感器18和20是感测由与传感器18和20相邻而位于部分14上的磁设备22表示的一个或多个磁设备的多个方面的磁传说明书CN102472638A116/11页12感器。0033图2描绘了具有定子52和电枢54的线性电机50。这是可。
43、以与本发明一同使用的总成的一个例子。电枢54定义一系列磁极56。电枢54沿箭头55的方向相对于定子52进出地移动；线性电机的操作是众所周知的。线性电机在许多系统中具有应用，这些系统从线性电机获益。作为可以与本发明一同使用的系统的非限制性例子的一个这样的系统是主动悬挂系统，诸如用于机动车悬挂或用于振动或加速度控制的主动悬挂系统。振动和加速度控制的一个非限制性例子是机动车中的座椅的不期望的振动和其他加速度的控制。0034根据本发明的实施例的感测系统62感测电枢54相对于定子52的位置。在示例中，这是通过包括每个直接或间接机械耦合到电枢54的轨道58的第一磁构件66和第二磁构件64来实现的。传感器结。
44、构60机械耦合到定子52或总成的另一固定部分，从而随着电枢54相对于定子52进出地移动，磁设备64和66相对于传感器结构60沿箭头55的方向移动。0035在图3A中描绘了这两个磁设备的一个特定实施例。第一磁设备66包括伸长的条，其定义沿其长度的在其感测表面处的两个磁极这些磁极对于北极由“N”表示而对于南极由“S”表示。这些磁极在定义磁化状态过渡位置的位置78处相遇。设备66优选地像电枢行程距离那样长，但不一定如此。在某些实施例中，设备66在电枢行程的整体上定义单个磁化状态过渡。在其他实施例中，设备66沿电枢行程方向中沿其感测表面的长度定义多于两个交替的磁极，从而定于多于一个磁状态过渡位置。此外。
45、，设备66优选地但不一定在从两个行程端点到磁状态过渡的整个电枢行程上呈现单个磁极，从而传感器输出可以直接指示相对于过渡电枢在行程的哪个部分；这一点在下面进一步解释。0036在该非限制性实施例中，第二磁设备64与设备66相邻并且在设备66旁边；如下所述，可以想到这两个磁设备的其他物理布置。第二磁设备64定义感测表面65，该感测表面65包括诸如磁极72和74之类的若干相邻交替磁极。交替磁极沿电枢54的行程维度创建与感测表面65接近的循环变化的磁场。优选地，设备66至少像电枢行程距离那样长，从而在整个电枢行程中呈现循环场。但如下面进一步描述的那样，设备66不一定具有该长度。在图中所描绘的两个磁设备的。
46、物理布置中，过渡78可以近似位于设备66的感测表面的中央并且可以近似地位于设备64的感测表面的中央，但不要求该布置并且该布置不是本发明的限制。0037本发明想到创建和/或感测沿总成的可相对移动部分的行程长度的循环变化的其他方式，从而，该循环与循环内的位置一同指示绝对位置。例如，光学传感器可以感测位于移过传感器的部分上的单调变化的特征。二维电荷耦合器件可以感测所布局的主动或被动例如反射光源，从而例如通过相对于运动轴沿曲线例如成角度的线布置光源而呈现必要的可变性。0038磁设备64和66可以安装到与电枢耦合、例如被夹在电枢轨道58后面的法兰67。在一个实施例中，法兰67和轨道58可以由铁电材料制成。
47、。一个结果是背衬法兰67充当用于两个磁设备的护铁BACKIRON，并且轨道58提供对杂散磁场的一些屏蔽。0039在图3B的可替代实施例62A中示出磁设备的类似的布置。实施例62A包括形状、尺寸和长度与设备66相同并且直接位于其旁边的第三磁设备82。设备82定义与它们所相邻的设备66的磁极相反的磁极。该第三磁设备帮助约束来自设备66和82的组合的磁场。说明书CN102472638A127/11页13这实现供传感器104感测的更良好定义的场。此外，由设备82和62的组合所实现的偶极结构减少来自组合设备的杂散场，该杂散场可能变更在设备64的感测表面65之上呈现的循环磁化矢量。0040磁设备64和66。
48、以及当设备82存在时的设备82的物理布置的结构可以以其他方式改变。为了使得感测系统工作，绝对位置传感器需要在预定义的点处感测磁状态过渡，并且在该点处系统必须知晓其在设备64的当前循环中的位置。利用该信息，然后系统可以通过跟踪循环和在当前感测的循环内的位置来维持绝对位置。据此，第一磁设备66可以沿行程长度定义一个或多于一个过渡，只要系统维持确定感测到哪个过渡的一些手段。如果定义了多于一个过渡，则可以使用多于一个绝对位置传感器从而解决哪个过渡正在被感测的可能的模糊性。具有单个过渡简化了系统，这是因为单个双状态霍尔传感器从而可以用作绝对位置传感器。此外，第二磁设备64可以位于任何地方，只要它与总成的。
49、可移动部分一同移动并且可以被增量位置传感器感测；不要求两个磁设备并排放置。然而，将定位设备64和66定位在彼此旁边允许单个总成中的两个传感器的更紧凑的布置，从而提供某些优点。此外，将设备66的状态过渡位置与设备64的两个磁分段的相遇点对齐提供使得系统的组装变得容易的视觉线索，但绝不要求如此。0041图3A和3B中所示的实施例图示了两个或三个磁设备中的每个是分离的结构。然而，这不是对本发明的限制，因为如本领域技术人员所理解的那样，磁设备可以被组合为较少或较多数量的物理结构。例如，图3A中所示的磁设备两者、或图3B中所示的全部三个磁设备可以被创建在一个物理结构中。可替代地，磁设备66和82可以被创建在一个结构中而设备64可以是分离的。在优选实施例中，设备64和66是分离的。可以用于本实施例的具有创建或“印刷”于其上的磁极的条状磁铁可从BOGENELECTRONICGMBH，BERLIN，GERMANY获得。0042发明性感测系统的实施例包括绝对位置传感器和增量位置传感器。在图3B中所描绘的实施例中，绝对位置传感器利用接近设备66的传感表面73定位的霍尔传感器104实现。传感器104一般在除了期望行程方向中的相对运动之外的全部自由度中相对于设备66固定。然而，如果传感器输出对于传感器与磁设备的相对位置在另一自由度中的一些变化基本上不敏感，则可以容许这样的变化。例如，如果存在传。