EP0863384A1

Circuit and method for the operation of a position sensor using Hall elements

Abstract

The method involves selectively activating and deactivating several Hall elements (HE1,HE2, HE18) of a position transducer. The Hall elements are activated and deactivated in a predefined sequence and an assembly (SP1,SP2,SP18) is associated with each Hall element and is activated to store its output signals (D1,D2,D18). The sequence in which the individual Hall elements are activated is a function of the frequency of the output signals. The Hall element with the highest output signal frequency is inserted into the sequence most often.

EP0863384A1, drawing sheet 1
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20 claims: 20 independent, 0 dependent

  1. 1
    Method for operating a position transducer, in particular a rotary encoder, which selectively - what more Hall elements (HE1 HE18) be activated and deactivated, characterized, that the Hall elements (HE1 - HE18) in a predetermined order be activated and deactivated and that each Hall element (HE1 - HE18) associated module (SP1 - SP18) for storing its Output signal (D1 - D18) is activated. Verfahren zum Betrieb eines Positionsgebers, insbesondere Drehgebers, welcher mehrere Hall-Elemente (HE1 - HE18) aufweist, die selektiv aktiviert und deaktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hall-Elemente (HE1 - HE18) in einer vorgegebenen Reihenfolge aktiviert und deaktiviert werden und daß eine jedem Hall-Element (HE1 - HE18) zugeordnete Baugruppe (SP1 - SP18) zur Speicherung dessen Ausgangssignals (D1 - D18) aktiviert wird.
  2. 2
    A method according to claim 1, characterized in that the sequence, enabled - in the individual Hall elements (HE1 HE18) determined - depending on the frequency of its output signal (D18 D1) is and that the Hall element (HE1) whose output signal (D1) the having the highest frequency, most often inserted in the order becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge, in der einzelne Hall-Elemente (HE1 - HE18) aktiviert werden, abhängig von der Frequenz ihres Ausgangssignals (D1 - D18) festgelegt wird und daß das Hall-Element (HE1), dessen Ausgangssignal (D1) die höchste Frequenz aufweist, am häufigsten in die Reihenfolge eingefügt wird.
  3. 3
    The method of claim 1 or 2, characterized in that the each Hall element (HE1 - HE18) module assigned (SP1 - SP18) for storing the output signal (D1 - D18) with a time delay (At) to the associated Hall element (HE1 - HE18) is activated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Hall-Element (HE1 - HE18) zugeordnete Baugruppe (SP1 - SP18) zur Speicherung dessen Ausgangssignals (D1 - D18) mit einer zeitlichen Verzögerung (Δt) zum zugehörigen Hall-Element (HE1 - HE18) aktiviert wird.
  4. 4
    A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the deactivating of the Hall elements (HE1 - HE18) with a constant Quotes delayed done to their respective activation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deaktivierung der Hall-Elemente (HE1 - HE18) mit einer konstanten zeitlichen Verzögerung zu ihrer jeweiligen Aktivierung erfolgt.
  5. 5
    The method of claim 3 or 4, characterized in that the delay (At) between activation of a Hall element (HE1 - HE18) and storing the output signal (D1 - D18) is smaller than the time delay for deactivating the Hall element (HE1 - HE18). Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Verzögerung (Δt) zwischen Aktivierung eines Hall-Elements (HE1 - HE18) und Speicherung dessen Ausgangssignals (D1 - D18) kleiner ist als die zeitliche Verzögerung zur Deaktivierung des Hall-Elements (HE1 - HE18).
  6. 6
    A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the next Hall element (HE2 - HE18) is activated directly after the previously activated Hall element (HE1 - HE18) disabled was or in that the next Hall element (HE2 - HE18) is activated, before at least one Hall element (HE1 - HE17) has been disabled. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nächste Hall-Element (HE2 - HE18) aktiviert wird, unmittelbar nachdem das davor aktivierte Hall-Element (HE1 - HE18) deaktiviert wurde oder daß das nächste Hall-Element (HE2 - HE18) aktiviert wird, bevor mindestens ein Hall-Element (HE1 - HE17) deaktiviert wurde.
  7. 7
    A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that one or more Hall elements (HE1 - HE18) each one Threshold (Vmax1 - Vmax18) for the velocity (V) of the positional change is allocated, above which the respective Hall element (HE1 - HE18) assigned memory module (SP1 - SP18) is deactivated and the associated switch (S1 - S18) changed over and wherein below which the memory module (SP1 - SP18) reactivated and the switch (S1 - S18) switched back becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einem oder mehreren Hall-Elementen (HE1 - HE18) jeweils ein Schwellwert (Vmax1 - Vmax18) für die Geschwindigkeit (V) der Positionsänderung zugeordnet wird, bei dessen Überschreitung die dem jeweiligen Hall-Element (HE1 - HE18) zugeordnete Speicherbaugruppe (SP1 - SP18) deaktiviert und der zugeordnete Schalter (S1 - S18) umgeschaltet wird und bei dessen Unterschreitung die Speicherbaugruppe (SP1 - SP18) wieder aktiviert und der Schalter (S1 - S18) wieder umgeschaltet wird.
  8. 8
    A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that a Hall element (HE1 - HE18) or a memory module (SP1 - SP18) supplied no electric power in a disabled state becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einem Hall-Element (HE1 - HE18) oder einer Speicherbaugruppe (SP1 - SP18) im deaktivierten Zustand keine elektrische Leistung zugeleitet wird.
  9. 9
    A method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that the Hall elements (HE1 - HE18) when turning on the synchronizer are activated to the supply voltage and an absolute Output position. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hall-Elemente (HE1 - HE18) beim Anschalten des Positionsgebers an die Versorgungsspannung aktiviert werden und eine absolute Position ausgeben.
  10. 10
    Position sensor, in particular encoder which several Hall elements (HE1 - HE18) and a control unit (ST) for selectively activating , wherein - and deactivating the Hall elements (HE1 HE18) each Hall element (HE1 - HE18) through a control line to the Control unit (ST) is connected, characterized, that each Hall element (HE1 - HE18) through a data line (DL) a storage module (SP1 - SP18) is connected such that each memory module (SP1 - SP18) by a control line to the control unit connected (ST). Positionsgeber, insbesondere Drehgeber, welcher mehrere Hall-Elemente (HE1 - HE18) und eine Steuereinheit (ST) zur selektiven Aktivierung und Deaktivierung der Hall-Elemente (HE1 - HE18) aufweist, wobei jedes Hall-Element (HE1 - HE18) über eine Steuerleitung mit der Steuereinheit (ST) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hall-Element (HE1 - HE18) über eine Datenleitung (DL) mit einer Speicherbaugruppe (SP1 - SP18) verbunden ist, daß jede Speicherbaugruppe (SP1 - SP18) über eine Steuerleitung mit der Steuereinheit (ST) verbunden ist.
  11. 11
    Position transducer according to claim 10, characterized in that the Control unit (ST) comprises means to the order in the single Hall elements (HE1 - HE18) are activated, depending on the frequency to determine and that the - of its output signal (D18 D1) Control unit (ST) comprises means through which the Hall element (HE1), whose output signal (D1) has the highest frequency, the most frequently is activated. Positionsgeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (ST) Mittel aufweist, um die Reihenfolge, in der einzelne Hall-Elemente (HE1 - HE18) aktiviert werden, abhängig von der Frequenz ihres Ausgangssignals (D1 - D18) zu bestimmen und daß die Steuereinheit (ST) Mittel aufweist, durch die das Hall-Element (HE1), dessen Ausgangssignal (D1) die höchste Frequenz aufweist, am häufigsten aktiviert wird.
  12. 12
    Position transducer according to claim 10 or 11, characterized in that that a single data line (DL) all Hall elements (HE1 - HE18) with all memory modules (SP1 - SP18) connects. Positionsgeber nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Datenleitung (DL) alle Hall-Elemente (HE1 - HE18) mit allen Speicherbaugruppen (SP1 - SP18) verbindet.
  13. 13
    Position transducer according to one of claims 10 to 12, characterized in that that the control unit (ST) is adapted to the speed (V) the position change due to the frequency of a the output signals (D1 - D18) to determine the Hall elements (HE1- HE18). Positionsgeber nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (ST) ausgestaltet ist, um die Geschwindigkeit (V) der Positionsänderung aufgrund der Frequenz eines der Ausgangssignale (D1 - D18) der Hall-Elemente (HE1- HE18) zu ermitteln.
  14. 14
    Position transducer according to claim 13, characterized in that the Control unit (ST) is designed such that when exceeding a or more thresholds (Vmax1 - Vmax18) for speed the change in position in accordance with one or more memory modules (SP1 - SP18) to disable that switch (S1 - S18) provided are represented by the control unit (ST) controls the output signals (D1 - D18) switch and that when falling short of one or a plurality of threshold values ​​(Vmax1 - Vmax18) for the speed of the Position change one or more memory modules (HE1 - HE18) be reactivated and switch (S1 - S18) switched back will. Positionsgeber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (ST) derart ausgestaltet ist, daß bei Überschreiten eines oder mehrerer Schwellwerte (Vmax1 - Vmax18) für die Geschwindigkeit der Positionsänderung entsprechend ein oder mehrere Speicherbaugruppen (SP1 - SP18) deaktiviert werden, daß Schalter (S1 - S18) vorgesehen sind, die durch die Steuereinheit (ST) gesteuert die Ausgangssignale (D1 - D18) umschalten und daß bei Unterschreiten eines oder mehrerer Schwellwerte (Vmax1 - Vmax18) für die Geschwindigkeit der Positionsänderung ein oder mehrere Speicherbaugruppen (HE1 - HE18) wieder aktiviert werden und Schalter (S1 - S18) wieder umgeschaltet werden.
  15. 15
    Position transducer according to one of claims 10 to 14, characterized in that that the control signal line which the control unit (ST) with a Hall element (HE1 - HE18) connects, via a retarder (At) also with the Hall element (HE1 - HE18) associated with memory module (SP1 - SP18) is connected. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalleitung, welche die Steuereinheit (ST) mit einem Hall-Element (HE1 - HE18) verbindet, über einen Verzögerer (Δt) auch mit der dem Hall-Element (HE1 - HE18) zugeordneten Speicherbaugruppe (SP1 - SP18) verbunden wird.
  16. 16
    Position transducer according to one of claims 10 to 15, characterized in that that a Hall element (HE1 - HE18) by a group of is realized a plurality of Hall elements. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hall-Element (HE1 - HE18) durch eine Gruppe aus mehreren Hall-Elementen realisiert wird.
  17. 17
    Position transducer according to one of claims 10 to 16, characterized in that that the position transmitter is an absolute encoder. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber ein Absolutwertgeber ist.
  18. 18
    Position transducer according to one of claims 10 to 17, characterized in that that the position transmitter in addition to at least one magnetic Pitch (T) has at least one optical splitting. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber zusätzlich zu mindestens einer magnetischen Teilung (T) mindestens eine optische Teilung aufweist.
  19. 19
    Position transducer according to one of claims 10 to 18, characterized in that that the position transmitter is a rotary encoder and a transmission having that underpinned the rotation. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber ein Drehgeber ist und ein Getriebe aufweist, welches die Drehbewegung untersetzt.
  20. 20
    Position transducer according to claim 19, characterized in that a multi-stage transmission, the rotational motion of the optical graduation on a plurality of rotationally symmetrical magnetic graduations (T) with each several graduation tracks (TS1 - TS4) stocky. Positionsgeber nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrstufiges Getriebe die Drehbewegung der optischen Teilung auf mehrere rotationssymmetrische magnetische Teilungen (T) mit jeweils mehreren Teilungsspuren (TS1 - TS4) untersetzt.
Independent claims20