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DE10236889A1 - High-resolution rotation angle sensor for detecting the impulses of an impulse generator, fixed to a rotor, has a number of fixed sensor elements, with the total number of sensor elements equal to four or a multiple of four - Google Patents

High-resolution rotation angle sensor for detecting the impulses of an impulse generator, fixed to a rotor, has a number of fixed sensor elements, with the total number of sensor elements equal to four or a multiple of four Download PDF

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DE10236889A1
DE10236889A1 DE2002136889 DE10236889A DE10236889A1 DE 10236889 A1 DE10236889 A1 DE 10236889A1 DE 2002136889 DE2002136889 DE 2002136889 DE 10236889 A DE10236889 A DE 10236889A DE 10236889 A1 DE10236889 A1 DE 10236889A1
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DE
Germany
Prior art keywords
sensors
angle
sensor according
rotation sensor
pulse
Prior art date
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Ceased
Application number
DE2002136889
Other languages
German (de)
Inventor
Kai Dr. Wu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Original Assignee
Valeo Motoren und Aktuatoren GmbH
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Publication date
Application filed by Valeo Motoren und Aktuatoren GmbH filed Critical Valeo Motoren und Aktuatoren GmbH
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Priority to PCT/EP2003/008469 priority patent/WO2004020954A1/en
Priority to AU2003266958A priority patent/AU2003266958A1/en
Publication of DE10236889A1 publication Critical patent/DE10236889A1/en
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Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

High-resolution rotation angle sensor for a rotor (20) that has an impulse generator fixed to it. The impulses of the generator are detected by a number of fixed sensors (S1-S16) that detect the generator signal pulse. Each impulse of the impulse generator has a defined length, (36) so that each impulse is detected by a number of sensors. The total number of sensors is four or a multiple of four.

Description

Die Erfindung betrifft einen hoch auflösenden Drehwinkelsensor für einen Rotor, mit einem drehfest mit dem Rotor verbundenen Impulsgeber und mehreren ortsfesten, mit dem Impulsgeber zusammenwirkenden Sensoren, wobei jeder Impuls des Impulsgebers eine bestimmte Impulslänge aufweist und jedem Impuls mehrere Sensoren zugeordnet sind.The invention relates to a high resolving angle of rotation sensor for one Rotor, with a pulse generator connected to the rotor in a rotationally fixed manner and several stationary sensors that interact with the pulse generator, wherein each pulse of the pulse generator has a certain pulse length and several sensors are assigned to each pulse.

Derartige Drehwinkelsensoren sind im Allgemeinen bekannt und werden dazu verwendet, um eine Drehwinkelstellung, die Drehgeschwindigkeit oder eine Drehwinkelbeschleunigung zu erfassen. Insbesondere bei Industriemotoren und im Automobilbereich werden derartige Drehwinkelsensoren verwendet.Such rotation angle sensors are generally known and used to determine a rotational angle position, to detect the rotational speed or an angular acceleration. In particular Such rotation angle sensors are used in industrial engines and in the automotive sector used.

Es sind optische Systeme bekannt, die eine Leuchtdiode (LED) und optische Transistoren bzw. lichtempfindliche Elemente aufweisen, sowie mit Blenden und einer transparenten Scheibe mit einem Strichcode versehen sind. Ein derartiges System arbeitet sehr genau und besitzt eine große Auflösung, jedoch ist die Lebensdauer von Leuchtdioden in der Regel gering. Die maximale Betriebstemperatur liegt bei 85°C und das System ist schlagempfindlich. Das System ist daher nicht geeignet, bei Fahrzeugen eingesetzt zu werden, bei denen die Betriebstemperatur über 150°C liegen kann und bei dem das System Beschleunigungen von 30g ausgesetzt ist.Optical systems are known which a light-emitting diode (LED) and optical transistors or light-sensitive Have elements, as well as with panels and a transparent disc are provided with a barcode. Such a system works very accurate and has a large one Dissolution, however the lifespan of LEDs is usually short. The maximal Operating temperature is 85 ° C and the system is sensitive to impact. The system is therefore not Suitable for use in vehicles where the operating temperature is above 150 ° C can and where the system is exposed to accelerations of 30g is.

Ferner sind Resolver bekannt, die einen speziellen Motor, Resolver genannt, aufweisen und mit einer Signalauswerteschaltung versehen sind. Die Ausgangssignale dieses Resolvers sind zweiphasige Analogsignale, wobei die Amplitude einer Sinus-/Kosinus-Funktion folgt, die den Winkel zwischen dem Rotor und dem Stator darstellt. Das Ziel der Signalauswerteschaltung ist, das analoge Sinus-/Kosinus-Signal in ein digitales Winkelsignal umzuformen. Ein derartiges System ist hoch präzise und kann auch unter widrigen Bedingungen verwendet werden. Jedoch ist die Baugröße eines derartigen Systems für viele Anwendungszwecke zu groß, insbesondere dann, wenn nur beschränkter Bauraum zur Verfügung steht. Ferner sind die Kosten eines derartigen Systems sehr hoch und werden in der Regel für die zivile Anwendung nicht akzeptiert.Furthermore, resolvers are known which have a special motor, called resolver, and with a Signal evaluation circuit are provided. The output signals of this Resolvers are two-phase analog signals, the amplitude of one Sine / cosine function that follows the angle between the rotor and represents the stator. The aim of the signal evaluation circuit is the analog sine / cosine signal into a digital angle signal reshape. Such a system is highly precise and can also work under adverse conditions Conditions are used. However, the size is one such system for many applications too large, especially if only limited installation space is available. Furthermore, the cost of such a system is and will be very high usually for the civilian use not accepted.

Außerdem sind magnetische Impulsgeber bekannt, die einen Magnetring, einen Sensor und eine Signalauswerteschaltung aufweisen. Der Magnetring besitzt in der Regel mehrere Polpaare, die jeweils gleiche Pollängen aufweisen. Das System kann auch unter widrigen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden, da es widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen, gegen Schlageinwirkung und unempfindlich gegen Verschmutzung ist. Außerdem besitzt dieses System eine hohe Lebensdauer und ist sehr zuverlässig. Der Nachteil dieses Systems besteht darin, dass der Raum auf dem Magnetring lediglich für eine begrenzte Anzahl von Polpaaren ausreichend ist, so dass die maximale Auflösung der Winkelposition gering ist.Magnetic pulse generators are also known which have a magnetic ring, a sensor and a signal evaluation circuit exhibit. The magnetic ring usually has several pole pairs, the same pole lengths exhibit. The system can also operate under adverse environmental conditions be used because it is resistant to high temperatures, against impact and insensitive to pollution. Moreover this system has a long service life and is very reliable. The Disadvantage of this system is that the space on the magnetic ring only for one limited number of pole pairs is sufficient so that the maximum resolution the angular position is low.

Aus der US 4,369,405 ist eine Vorrichtung zum Erkennen der Drehlage einer Scheibe bekannt. Die Scheibe ist an ihrem Umfang mit Magnetpolen versehen und diesen Magnetpolen stehen ortsfeste Sensoren gegenüber, die mit zwei magnetosensitiven Elementen bestückt sind. Die Auflösung einer solchen Anordnung ist sehr gering. Aus der US 4,599,561 ist Vorrichtung zum Erfassen der relativen und absoluten Position eines sich bewegenden Gegenstandes bekannt. Hierfür wird eine Scheibe verwendet, die in Umfangsrichtung und in radialer Richtung eine Vielzahl von Polpaaren aufweist, wodurch die Auflösung erhöht werden soll. Der Aufbau dieser Vorrichtung ist sehr kompliziert und erfordert viel Platz. Aus der US 5,089,060 und der US 5,283,130 ist ein Magnetring bekannt, über dessen Umfang Magnetpole verteilt sind. Diesen Magnetpolen sind Sensoren zugeordnet, die in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind. Die Auflösung kann mit einer solchen Anordnung nicht erhöht werden. Aus der US 5,568,048 ist ein Magnetring mit einer Vielzahl von Polpaaren bekannt, denen drei Sensoren zugeordnet sind, die in Umfangrichtung nebeneinander liegen. Dabei liegen immer die beiden äußeren Sensoren zwei nebeneinander liegenden Polen gegenüber. Die Auflösung einer solchen Anordnung ist gering.From the US 4,369,405 a device for detecting the rotational position of a disc is known. The circumference of the disk is provided with magnetic poles and these magnetic poles are opposed by stationary sensors which are equipped with two magneto-sensitive elements. The resolution of such an arrangement is very low. From the US 4,599,561 is known device for detecting the relative and absolute position of a moving object. For this purpose, a disk is used which has a large number of pole pairs in the circumferential direction and in the radial direction, as a result of which the resolution is to be increased. The construction of this device is very complicated and requires a lot of space. From the US 5,089,060 and the US 5,283,130 a magnetic ring is known, over the circumference of which magnetic poles are distributed. These magnetic poles are assigned sensors which are arranged next to one another in the axial direction. The resolution cannot be increased with such an arrangement. From the US 5,568,048 a magnetic ring with a multiplicity of pole pairs is known, to which three sensors are assigned which lie next to one another in the circumferential direction. The two outer sensors are always opposite two poles next to each other. The resolution of such an arrangement is low.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehwinkelsensor bereitzustellen, der hoch auflösend ist, der auch unter widrigen Einsatzbedingungen verwendet werden kann, der einen geringen Bauraum aufweist, dessen Lebensdauer hoch ist und der zudem noch preiswert ist.The invention is therefore the object to provide a rotation angle sensor that is high-resolution, which can also be used under adverse operating conditions, which has a small installation space and a long service life and which is also inexpensive.

Diese Aufgabe wird mit einem Drehwinkelsensor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anzahl der Sensoren X = 4N beträgt, wobei N > 1 ist.This task is done with a rotation angle sensor of the type mentioned in the invention solved in that the number of sensors is X = 4N, where N> 1.

Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, die Auflösung des Systems, d.h. die Anzahl der vom System abgegebenen Impulse pro Umdrehung des magnetischen Impulsgebers, durch ein oder mehrere Gruppen von jeweils 4 Sensoren zu erhöhen. Werden mehrere Sensoren verwendet, dann können die Ausgangssignale dieser Sensoren vorteilhaft so verschaltet werden, dass dadurch eine höhere Auflösung erzeugt werden kann.The main idea of the invention is in the dissolution of the system, i.e. the number of pulses delivered by the system per revolution of the magnetic pulse generator, by one or more Increase groups of 4 sensors each. Become multiple sensors used, then can the output signals of these sensors are advantageously interconnected that thereby a higher resolution can be generated.

Bevorzugt weisen die Sensoren einen Winkelabstand von 45°/N auf. Dies bedeutet, dass über den Umfang wenigstens vier Sensoren angeordnet sind, die die Drehstellung des Rotors erfassen.The sensors preferably have one Angular distance of 45 ° / N on. This means that over the Scope at least four sensors are arranged, the rotational position of the rotor.

Bevorzugt sind die Sensoren in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet. Dabei können vorteilhaft die Sensoren einen gleichen Abstand zueinander aufweisen. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass auch Geschwindigkeitsänderungen relativ leicht erfasst werden können.The sensors are preferably arranged one behind the other in the circumferential direction. The sensors can advantageously have the same distance from one another. This has the main purpose partly that changes in speed can also be recorded relatively easily.

Um die Schaltungstechnik zu vereinfachen werden bevorzugt digitale Sensoren verwendet. Digitale Ausgangswerte können wesentlich einfacher weiterverarbeitet, insbesondere miteinander verknüpft werden.To simplify the circuitry preferably uses digital sensors. Digital output values can be essential processed more easily, especially linked together.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Sensoren symmetrische Schaltpunkte besitzen. Dadurch wird die Genauigkeit des Systems weiter erhöht.In the case of further training, that the sensors have symmetrical switching points. This will the accuracy of the system is further increased.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Impulslängen des Impulsgebers stets gleich lang. Insbesondere sind beim Magnetring die Pollängen gleich lang und gleichmäßig über den Umfang verteilt.In another embodiment are the pulse lengths of the pulse generator always the same length. In particular, the magnetic ring the pole lengths equal long and even over the Scope distributed.

Bevorzugt entspricht die Impulslänge der von den Sensoren überdeckten Strecke. Dies bedeutet, dass der Rotor Stellungen einnehmen kann, bei denen alle Sensoren gleichzeitig geschaltet oder nicht geschaltet sind.The pulse length preferably corresponds to that of covered the sensors Route. This means that the rotor can take positions where all sensors are switched at the same time or not switched are.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Ausgangssignale der Sensoren den Ausgangssignalen herkömmlicher optischer oder magnetischer Encoder entsprechen, nämlich um 90° phasenverschobene Rechteckimpulse mit einem Indeximpuls. Derartige Signale sind problemlos weiterverarbeitbar bzw. in andere Systeme integrierbar.In the case of further training, that the output signals of the sensors are more conventional than the output signals correspond to optical or magnetic encoders, namely phase-shifted by 90 ° Rectangular pulses with an index pulse. Such signals are easy further processable or integrable into other systems.

Bevorzugt ist der Drehwinkelsensor der an ein herkömmliches Standardencoderinterface anschließbar. Der Schaltungs- und Umrüstungsaufwand wird auf diese Weise auf ein Minimum reduziert.The rotation angle sensor is preferred that of a conventional one Standard encoder interface can be connected. The switching and retrofitting effort is reduced to a minimum in this way.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Other advantages, features and details of Invention result from the dependent claims and the following Description in which a particularly preferred with reference to the drawing embodiment is described. You can those shown in the drawing and in the description and in the claims mentioned Features individually for be essential to the invention or in any combination.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

1 eine schematische Darstellung eines mit mehreren Polen versehenen Magneten mit über eine Pollänge sich erstreckenden Anzahl mehrerer Sensoren; 1 a schematic representation of a magnet provided with several poles with a number of several sensors extending over a pole length;

2 zwei perspektivische Ansichten einer ersten Ausführungsform mit in radialer Richtung angeordneter Sensoren; 2 two perspective views of a first embodiment with sensors arranged in the radial direction;

3 zwei perspektivische Ansichten einer Ausführungsform mit in axialer Richtung angeordneten Sensoren; 3 two perspective views of an embodiment with sensors arranged in the axial direction;

4 Ausgangssignale einzelner Sensoren sowie diverse Verknüpfungen dieser. Signale; und 4 Output signals of individual sensors and various links between them. signals; and

5 ein Schaltdiagramm, die Verknüpfung von 16 Sensoren zeigend. 5 a circuit diagram showing the linkage of 16 sensors.

In der 1 sind schematisch drei Pole 30, 32 und 34 dargestellt, wobei die Pole 30 und 34 jeweils einen Südpol und der Pol 32 einen Nordpol darstellt. Über die Pollänge 36 des Nordpols erstrecken sich insgesamt 16 Sensoren S1 bis S16, die dicht gepackt nebeneinander, d.h. in Umfangsrichtung des die Pole 30 bis 34 aufweisenden Magneten 18, wie in 2 dargestellt, angeordnet sind.In the 1 are schematically three poles 30 . 32 and 34 shown with the poles 30 and 34 one south pole and one pole 32 represents a north pole. About the pole length 36 The north pole extends a total of 16 sensors S1 to S16, which are packed tightly next to each other, ie in the circumferential direction of the poles 30 to 34 having magnets 18 , as in 2 shown, are arranged.

Beim in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Magnet 18 als Ringmagnet ausgebildet und wird von einem Rotor 20, er um eine Achse 22 umläuft, getragen. Die Sensoren S1 bis S16 befinden sich dabei in Umfangsrichtung radial gegenüber dem Magneten 18.When in the 2 The illustrated embodiment is the magnet 18 is designed as a ring magnet and is driven by a rotor 20 , he around an axis 22 circulates, worn. The sensors S1 to S16 are located radially in relation to the magnet in the circumferential direction 18 ,

Beim in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die Sensoren S1 bis S16 ebenfalls in unmittelbarer Nachbarschaft zum Magneten 18, jedoch in axialer Anordnung.When in 3 illustrated embodiment, the sensors S1 to S16 are also in the immediate vicinity of the magnet 18 but in an axial arrangement.

Werden der Magnet 18 und die Sensoren S1 bis S16 relativ zueinander bewegt, z.B, indem der Magnet gedreht wird, dann erzeugen die Sensoren S1 bis S16 ein Sensorsignal 1 bis 16, welches in der 4 dargestellt ist. Der Sensor S1 erzeugt somit das Signal 1 und der Sensor S16 erzeugt das Signal 16. Das Signal ist eine Rechteckkurve, die symmetrisch aufgebaut ist, was bedeutet, dass das Signal aus einem Ruheabschnitt 24 und einem Arbeitsabschnitt 26 besteht, welche gleich lang sind. Dies ist deutlich beim Signal 16 zu erkennen.Become the magnet 18 and the sensors S1 to S16 are moved relative to each other, for example by rotating the magnet, then the sensors S1 to S16 generate a sensor signal 1 to 16 which in the 4 is shown. The sensor S1 thus generates the signal 1 and sensor S16 generates the signal 16 , The signal is a rectangular curve that is constructed symmetrically, which means that the signal consists of a quiescent section 24 and a work section 26 which are of equal length. This is clear with the signal 16 to recognize.

Werden nun die 16 Sensoren S1 bis S16 entsprechend der nachfolgenden Logik miteinander verknüpft, dann ergeben sich hieraus die Signale a bis h. Die logische Verknüpfung lautet wie folgt:
S1 XOR S3 ergibt das Signal a;
S5 XOR S7 ergibt das Signal b;
S9 XOR S11 ergibt das Signal c;
S13 XOR S15 ergibt das Signal d;
S2 XOR S4 ergibt das Signal e;
S6 XOR S8 ergibt das Signal f;
S10 XOR S12 ergibt das Signal g;
S14 XOR S16 ergibt das Signal h.
If the 16 sensors S1 to S16 are now linked to one another in accordance with the following logic, the signals a to h result from this. The logical link is as follows:
S1 XOR S3 gives the signal a;
S5 XOR S7 gives the signal b;
S9 XOR S11 gives the signal c;
S13 XOR S15 gives the signal d;
S2 XOR S4 gives the signal e;
S6 XOR S8 gives the signal f;
S10 XOR S12 gives the signal g;
S14 XOR S16 gives the signal h.

Nunmehr werden die Signale a bis h logisch miteinander wie folgt verknüpft:
a OR b OR c OR d ergibt das Signal A;
e OR f OR g OR h ergibt das Signal B.
The signals a to h are now logically linked to one another as follows:
a OR b OR c OR d gives signal A;
e OR f OR g OR h gives signal B.

Diese Signale A und B sind ebenfalls in 4 dargestellt. Auch diese Signale A und B besitzen eine Rechteckform und weisen einen Ruheabschnitt 38 und einen Arbeitsabschnitt 40 auf, die gleich lang sind. Die Phasendifferenz zwischen den Signalen A und B beträgt 90°. Die Frequenz der Signale A und B ist jeweils proportional zur Drehzahl des Rotors 20.These signals A and B are also in 4 shown. These signals A and B also have a rectangular shape and have a rest section 38 and a work section 40 that are of equal length. The phase difference between signals A and B is 90 °. The frequency of signals A and B is proportional to the speed of the rotor 20 ,

Die Sensoren S1 und S3 sind außerdem wie folgt miteinander verknüpft:
NOT S3 AND S1 ergibt das Signal Z.
The sensors S1 and S3 are also linked as follows:
NOT S3 AND S1 gives the signal Z.

Dieses Signal Z wird als Indeximpuls verwendet.This signal Z is called an index pulse used.

Aus dem Obigen ergibt sich, dass dieses System mit 16 Sensoren S1 bis S16 eine Auflösung besitzt, die 8-mal größer ist als die Auflösung eines Systems mit lediglich zwei Sensoren.From the above it follows that this system with 16 sensors S1 to S16 has a resolution that is 8 times larger than the resolution of a system with only two sensors.

Allgemein kann gesagt werden, dass bei der Verwendung von 4N-Sensoren mit symmetrischen Schaltpunkten die Auflösung verbessert werden kann, indem alle Sensoren in Reihe hintereinander angeordnet werden und alle Sensoren den gleichen Abstand zueinander aufweisen. Die Gesamtlänge der hintereinander angeordneten Sensoren entspricht der Pollänge oder einem Vielfachen dieser Pollänge. Der Winkelversatz der einzelnen Sensoren entspricht dabei 180°/4N, also 45°/N.In general it can be said that when using 4N sensors the resolution can be improved with symmetrical switching points, by arranging all sensors in a row and all sensors are at the same distance from each other. The total length of the sensors arranged one behind the other corresponds to the pole length or a multiple of this pole length. The angular offset of the individual sensors corresponds to 180 ° / 4N, so 45 ° / N.

Mit der Verwendung einer digitalen Logik kann eine um 2N höhere Auflösung erzielt werden, als bei Systemen mit normal geschalteten Sensoren. Wird z.B. ein Magnet mit 100 Polpaaren verwendet, so ergibt sich für ein herkömmliches System mit zwei Hall-Sensoren eine Auflösung von 100 Pulsen pro Umdrehung pro Kanal und es wird kein Indeximpuls erzeugt. Beim erfindungsgemäßen System mit 4N Hall-Sensoren entspricht die maximale Auflösung 200N Impulsen pro Umdrehung pro Kanal mit einem zusätzlichen Indeximpuls, wobei der Ausgang von zwei Kanälen um 90° phasenverschoben ist. Wird N = 4 gewählt, so erzeugt dieses System 800 Impulse pro Umdrehung, was für herkömmliche Anwendungen in der Fahrzeugindustrie ausreichend ist.With the use of a digital Logic can be 2N higher resolution can be achieved than in systems with normally switched sensors. Becomes e.g. a magnet with 100 pairs of poles is used for a conventional one System with two Hall sensors with a resolution of 100 pulses per revolution per channel and no index pulse is generated. In the system according to the invention with 4N Hall sensors, the maximum resolution corresponds to 200N Pulses per revolution per channel with an additional index pulse, whereby the output of two channels 90 ° out of phase is. If N = 4 is selected, so this system generates 800 pulses per revolution, which is conventional Applications in the automotive industry is sufficient.

Die 5 zeigt schließlich die Schaltung der 16 Sensoren S1 bis 516, wobei insgesamt acht XOR-Glieder 42, die jeweils die Sensoren S1 und S3, S5 und S7, S9 und S11, S13 und S15 sowie S2 und S4, S6 und S8, S10 und S12 sowie S14 und S16 miteinander verknüpfen. Am Ausgang XOR-Glieder 42 liegen die Signale a bis h an. Diese Signale a bis h werden über insgesamt sechs OR-Glieder 44 miteinander verknüpft, woraus die Signale A und B erzeugt werden.The 5 finally shows the circuit of the 16 sensors S1 to 516, with a total of eight XOR elements 42 , which link the sensors S1 and S3, S5 and S7, S9 and S11, S13 and S15 as well as S2 and S4, S6 and S8, S10 and S12 as well as S14 and S16. XOR gates at the output 42 signals a to h are present. These signals a to h are over a total of six OR gates 44 linked together, from which the signals A and B are generated.

Die Sensoren S1 und S3 sind zudem miteinander verknüpft, wobei dem Sensor S3 ein NOT-Glied 46 nachgeschaltet ist und der Ausgang der Sensoren S1 und des NOT-Gliedes 46 mit einem AND- Glied 48 miteinander verknüpft sind. Am Ausgang des AND-Gliedes liegt das Index-Signal Z an.Sensors S1 and S3 are also linked to one another, sensor S3 being an EMERGENCY element 46 is connected downstream and the output of sensors S1 and the EMERGENCY element 46 with an AND gate 48 are linked together. The index signal Z is present at the output of the AND gate.

In bevorzugter Weise werden, wie bereits erwähnt, Magnete 18 als Impulsgeber verwendet, wobei die Sensoren S1 bis S16 von Hall-Sensoren gebildet werden. Magnete und Hall-Sensoren sind äußerst robust und langlebig und daher besonders geeignet, bei Kraftfahrzeugen eingesetzt zu werden.As already mentioned, magnets are preferred 18 used as a pulse generator, the sensors S1 to S16 being formed by Hall sensors. Magnets and Hall sensors are extremely robust and durable and therefore particularly suitable for use in motor vehicles.

Claims (16)

Hoch auflösender Drehwinkelsensor für einen Rotor (20) mit einem drehfest mit dem Rotor (20) verbundenen Impulsgeber (28) und mehreren ortsfesten, mit dem Impulsgeber (28) zusammenwirkenden Sensoren (S1 bis S16), wobei jeder Impuls des Impulsgebers (28) eine bestimmte Impulslänge (36) aufweist und jedem Impuls mehrere Sensoren (S1 bis S16) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sensoren X = 4N beträgt, wobei N ≥ 1 ist.High-resolution rotation angle sensor for a rotor ( 20 ) with a rotatable with the rotor ( 20 ) connected pulse generator ( 28 ) and several fixed, with the pulse generator ( 28 ) interacting sensors (S1 to S16), each pulse of the pulse generator ( 28 ) a certain pulse length ( 36 Has), and each pulse of a plurality of sensors are associated (S1 to S16), characterized in that the number of sensors X = 4N, where N ≥ 1. Drehwinkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1 bis S16) einen Winkelabstand von 45°/N aufweisen.Angle of rotation sensor according to claim 1, characterized in that the sensors (S1 to S16) have an angular distance of 45 ° / N. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1 bis S16) in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensors (S1 to S16) in the circumferential direction are arranged one behind the other. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1 bis S16) einen gleichen Abstand zueinander aufweisen.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensors (S1 to S16) an equal distance from each other exhibit. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1 bis S16) digitale Ausgangswerte aufweisen.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensors (S1 to S16) have digital output values. Drehwinkelsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1 bis S16) symmetrische Schaltpunkte besitzen.Angle of rotation sensor according to claim 5, characterized in that the sensors (S1 to S16) have symmetrical switching points. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulslängen (36) des Impulsgebers (28) gleich lang sind.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse lengths ( 36 ) of the pulse generator ( 28 ) are the same length. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulslänge (36) der von den Sensoren (S1 bis S16) überdeckten Strecke entspricht.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse length ( 36 ) corresponds to the distance covered by the sensors (S1 to S16). Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die X-Sensoren (S1 bis S16) wie folgt miteinander verknüpft sind: S1 XOR S3 = a usw. S(x – 3) XOR S(x – 1) = d S2 XOR S4 = e usw. S(x – 2) XOR S(x) = h d, e, ..., h und die Verknüpfungen Signale a, ..., erzeugen.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the X sensors (S1 to S16) are linked to one another as follows: S1 XOR S3 = a etc. S (x - 3) XOR S (x - 1) = d S2 XOR S4 = e etc. S (x - 2) XOR S (x) = h d, e, ..., h and the links generate signals a, .... Drehwinkelsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale a, ..., d, e, ..., h wie folgt miteinander verknüpft sind: a OR ... OR d = A e OR ... OR h = B und die Verknüpfungen ein Signal A und B erzeugen.Rotation angle sensor according to claim 9, characterized in that the signals a, ..., d, e, ..., h are linked together as follows: a OR ... OR d = A e OR ... OR h = B and the links generate A and B signals. Drehwinkelsensor nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (S1) und der Sensor (S3) wie folgt miteinander verknüpft sind: NOT S3 AND S1 = Z und ein Signal Z erzeugen.Rotation angle sensor according to claim 10 or 11, characterized in that the sensor (S1) and the sensor (S3) are linked together as follows: NOT S3 AND S1 = Z and generate a signal Z. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (28) ein Ringmagnet (18) mit wenigstens einem Nordpol (32) und einem Südpol (30 bzw. 34) ist.1Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse generator ( 28 ) a ring magnet ( 18 ) with at least one north pole ( 32 ) and a south pole ( 30 or 34). 1 Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1 bis S16) Hall-Sensoren sind.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized that the sensors (S1 to S16) are Hall sensors. Drehwinkelsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hall-Sensoren ein Rechtecksignal erzeugen.Angle of rotation sensor according to claim 13, characterized in that the Hall sensors generate a square wave signal. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Sensoren (S1 bis S16) den Ausgangssignalen herkömmlicher optischer oder magnetischer Encoder entsprechen, nämlich um 90° phasenverschobene Rechteckimpulse mit einem Indeximpuls.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized that the output signals of the sensors (S1 to S16) the output signals more conventional correspond to optical or magnetic encoders, namely around 90 ° out of phase Rectangular pulses with an index pulse. Drehwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er an ein herkömmliches Standardencoderinterface anschließbar ist.Angle of rotation sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it can be connected to a conventional standard encoder interface.
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