DE102004043402A1 - Linear movable object e.g. transmission component, positioning method, involves detecting tensions induced by magnet in reverberation sensors based on linear movement of object, and providing position signals with respect to object - Google Patents

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Abstract

The method involves placing a magnet (2) at a linear movable object (3). Two reverberation sensors (1) are placed within a surrounding field of the object. The object is linearly moved with the magnet at the reverberation sensors. Tensions induced by the magnet in the sensors are detected based on the linear movement of the object. Position signals corresponding to the tensions are provided with respect to the object. An independent claim is also included for a positioning device for positioning of a linear movable object.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines linear beweglichen Gegenstands. Darüber hinaus wird eine Positioniervorrichtung umfassend einen beweglichen Gegenstand, einen an dem Gegenstand angeordneten Magneten, einen im Umfeld des Gegenstandes unbeweglich angeordneten ersten Hallsensor und einer Elektronikeinrichtung zur Erfassung der durch den Magneten im ersten Hall-Sensor induzierten Spannung und zur Ausgabe eines Positionssignals bezüglich des Gegenstandes in Abhängigkeit der ersten Spannung vorgestellt.The The present invention relates to a method for positioning a linearly movable object. In addition, a positioning device comprising a movable object, one on the object arranged magnet, one immovable in the vicinity of the object arranged first Hall sensor and an electronic device for Detecting the induced by the magnet in the first Hall sensor Voltage and for outputting a position signal with respect to Subject dependent the first tension presented.

Über ein Magnetfeld kann in einem Hall-Sensor eine Spannung induziert werden. Wird beispielsweise ein Magnet im nahen Abstand an einem Hall-Sensor vorbei bewegt, so steigt oder sinkt die induzierte Spannung abhängig von dem Abstand des Magneten zu dem Hall-Sensor.About one Magnetic field can be induced in a Hall sensor, a voltage. For example, if a magnet is in close proximity to a Hall sensor moved over, the induced voltage increases or decreases depending on the distance of the magnet to the Hall sensor.

Ordnet man den Magneten an einem drehbaren Rad an, so ergibt sich während einer Umdrehung ein sinusförmiges Signal für das im Hall-Sensor induzierte Spannungssignal. Dieser Effekt lässt sich für eine Bestimmungen des Drehwinkels des Rades nutzen. Da die Sinusfunktion in einem Winkelbereich von 360° allerdings nicht streng monoton ist, ist es nicht möglich, jeder gemessenen Spannung genau einen Drehwinkel des Rades zuzuweisen. Eine genaue Positionierung des Rades ist damit nur für einen Bereich von höchstens 180° möglich.assigns If you put the magnet on a rotatable wheel, it will be during one Turn a sinusoidal Signal for the voltage signal induced in the Hall sensor. This effect can be for one Use determinations of the angle of rotation of the wheel. Because the sine function in an angular range of 360 ° however is not strictly monotone, it is not possible to any measured voltage assign exactly one rotation angle of the wheel. An exact positioning the wheel is only for a range of at most 180 ° possible.

Mit Vorrichtungen und Verfahren zur Vergrößerung des Positionierbereiches eines sich drehenden Gegenstandes durch die Verwendung eines zweiten Hall-Sensors beschäftigen sich auch die Druckschriften DE 195 48 385 A1 , DE 41 00 666 A1 , DE 44 22 868 A1 , DE 44 40 214 A1 , DE 101 22 277 A1 und DE 101 54 153 A1 . Auf eine Positioniervorrichtung oder ein Verfahren zum Positionieren eines linear beweglichen Gegenstand gehen diese Druckschriften nicht ein.The publications also deal with devices and methods for increasing the positioning range of a rotating object through the use of a second Hall sensor DE 195 48 385 A1 . DE 41 00 666 A1 . DE 44 22 868 A1 . DE 44 40 214 A1 . DE 101 22 277 A1 and DE 101 54 153 A1 , These publications do not deal with a positioning device or a method for positioning a linearly movable object.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zum Positionieren eines linear beweglichen Gegenstandes zu finden. Darüber hinaus soll eine entsprechende Positioniervorrichtung entwickelt werden.The The object of the present invention is therefore a method for positioning a linearly movable object. Furthermore If a corresponding positioning device to be developed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Positionieren eines linear beweglichen Gegenstands gelöst, durch Anordnen eines Magneten an dem Gegenstand, Anordnen von mindestens zwei Hall-Sensoren im Umfeld des Gegenstandes, lineares Bewegen des Gegenstandes mit dem Magneten an den Hall-Sensoren vorbei, Erfassen der durch den Magneten in den Hall-Sensoren aufgrund des linearen Bewegens des Gegenstandes induzierten Spannungen und Bereitstellen eines den erfassten Spannungen entsprechenden Weg- bzw. Positionssignals bezüglich des Gegenstandes.According to the invention this Task by a method for positioning a linearly movable Solved the object, by placing a magnet on the object, arranging at least two Hall sensors around the object, moving linearly of the article with the magnet past the Hall sensors, detecting due to the magnet in the Hall sensors due to the linear Moving the object induced tension and deployment a path or position signal corresponding to the detected voltages in terms of of the object.

Darüber hinaus beschreibt die Erfindung eine Positioniervorrichtung umfassend einen beweglichen Gegenstand, einen an dem Gegenstand angeordneten Magneten, einen im Umfeld des Gegenstandes unbeweglich angeordneten ersten Hallsensor und eine Elektronikeinrichtung zur Erfassung einer durch den Magneten in dem ersten Hall-Sensor induzierten ersten Spannung und zur Ausgabe eines Weg- bzw. Positionssignals bezüglich des Gegenstandes in Abhängigkeit der ersten Spannung, wobei der Gegenstand linear beweglich ist, mindestens ein zweiter Hall-Sensor in einem Abstand zum ersten Hall-Sensor angeordnet ist, zur zusätzlichen Erfassung einer durch die Linearbewegung des am Gegenstand angeordneten Magneten in dem zweiten Hall-Sensoren induzierten zweiten Spannung und mit der Elektronikeinrichtung das Positionssignal in Abhängigkeit der ersten und zweiten Spannung, die jeweils aufgrund der Linearbewegung des Gegenstandes einschließlich des Magneten induziert sind, ausgebbar ist.Furthermore the invention describes a positioning device comprising a movable object, a magnet arranged on the object, a first in the vicinity of the object immovably arranged Hall sensor and an electronic device for detecting a by the magnet in the first Hall sensor induced first voltage and for outputting a position signal with respect to Subject dependent the first voltage, the object being linearly movable, at least one second Hall sensor at a distance from the first Hall sensor is arranged for additional Detecting a by the linear movement of the object arranged Magnets in the second Hall sensors induced second voltage and with the electronic device, the position signal in dependence the first and second tension, respectively, due to the linear motion including the item of the magnet are induced, can be output.

Damit ist es möglich auch für einen linear beweglichen Gegenstand, beispielsweise einem Getriebekomponenten, eine Erweiterung des Positionierbereiches, in welchem sich die Position des Gegenstandes eindeutig bestimmen lässt, durchzuführen. Ferner kann hierdurch ein sicheres und eindeutiges Signal für einen wesentlich größeren Weg erzeugt werden. Des Weiteren können Kosten für größere und teurere Sensoren eingespart werden.In order to Is it possible also for a linearly movable object, for example a transmission component, an extension of the positioning area, in which the position of the object. Further This can be a sure and clear signal for you much bigger way be generated. Furthermore you can costs for bigger and more expensive Sensors are saved.

Vorteilhafterweise kann das Positionieren des Gegenstandes für einen Abstandsbereich des Gegenstandes zu den Hall-Sensoren durchgeführt werden, in dem sich die an den Hall-Sensoren erfassten Spannungen als Sinus- oder Cosinus-Funktionen annähern lassen. Dies gewährleistet eine hohe Messgenauigkeit bei dem Positionieren des Gegenstandes.advantageously, can be the positioning of the object for a distance range of the object be done to the Hall sensors, in which the at the Hall sensors detect detected voltages as sine or cosine functions. This ensures a high measuring accuracy when positioning the object.

So ist es außerdem in vorteilhafter Weise mit der Erfindung möglich, einem an den Hall-Sensoren erfassten Spannungswertepaar direkt eine Position für den linear beweglichen Gegenstand zuzuweisen. Da über das hier vorgestellte Verfahren diese Zuweisung eindeutig ist, kann dem beweglichen Gegenstand auch eine eindeutige Position zugewiesen werden.So it is as well advantageously possible with the invention, one detected at the Hall sensors Voltage value pair directly a position for the linearly moving object assign. There over the method presented here this assignment is unique, can the movable object also assigned a unique position become.

Erfindungsgemäß kann aber auch einem an den Hall-Sensoren erfassten Spannungswertepaar einen Zwischenwert, beispielsweise einen Winkel, zugewiesen werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich eine derartige Zuweisung schnell und verlässlich realisieren lässt.However, according to the invention, a voltage value pair detected at the Hall sensors can also be used an intermediate value, for example an angle, can be assigned. This is particularly advantageous since such assignment can be realized quickly and reliably.

Speziell kann die Zwischenwertzuweisung dadurch geschehen, dass einem an einem Hall-Sensor erfassten Spannungswert ein diesen Wert enthaltendes Spannungsintervall zugeordnet und mindestens einem an mindestens einem anderen Hall-Sensor erfassten Spannungswert ein anderes, diesen Wert enthaltendes Spannungsintervall zugeordnet wird. Eine derartige Vorgehensmethode ist leicht zu programmieren und schnell ausführbar.specially the intermediate value assignment can be done by giving one a Hall sensor detected voltage value containing this value voltage interval assigned and at least one at least one other Hall sensor detected voltage value another, this value containing voltage interval is assigned. Such a procedure is easy to program and fast executable.

Vorzugsweise kann dabei durch einen Vergleich der beiden Spannungsintervalle die verwendeten Hall-Sensoren auf möglicher Defekt überprüft werden. Dies ist für den Anwender deshalb von Nutzen, weil er dann auch sicher sein kann, dass die über das vorgestellte Verfahren bestimmte Position des beweglichen Gegenstandes nicht aufgrund eines auftretenden Defektes an einem der den Hall-Sensoren fehlerhaft ist.Preferably can do this by comparing the two voltage intervals The Hall sensors used are checked for possible defects. This is for useful to the user because he can be sure that over the method presented determines the position of the moving object not due to a defect occurring at one of the Hall sensors is faulty.

Ebenso kann durch einen Vergleich der beiden Spannungsintervalle diesen einen Zwischenwert, beispielsweise einen Winkel zugeordnet werden. Auch dieser Ausführungsschritt lässt sich leicht programmieren und schnell durchführen.As well can by comparing the two voltage intervals this an intermediate value, for example an angle can be assigned. Also this execution step let yourself easy to program and perform quickly.

Ein großer Vorteil der hier beschriebenen Vorgehensweise liegt darin, dass dem den Spannungswerten zugeordneten Zwischenwert, beispielsweise einem Winkel schnell und verlässlich eine Position des linear beweglichen Gegenstandes zugeordnet werden kann. Damit garantiert dieses Verfahren eine leichte und schnelle Auswertung der an den mindestens zwei Hall-Sensoren erfassten Spannungswerte und erlaubt gleichzeitig eine verlässliche Kontrolle der Hall-Sensoren auf das Auftreten möglicher Defekte.One greater Advantage of the procedure described here is that the intermediate value associated with the voltage values, for example An angle fast and reliable be assigned a position of the linearly movable object can. Thus, this procedure guarantees an easy and fast Evaluation of the voltage values recorded at the at least two Hall sensors while allowing a reliable control of the Hall sensors on the occurrence of possible Defects.

In gleicher Weise können aber auch zusätzlich zu der hier schon geschilderten Vorgehensweise über den Vergleich der an den Hall-Sensoren erfassten Spannungswerte die Hall-Sensoren auf das Auftreten möglicher Defekte untersucht werden. Wird dabei für einen Hall-Sensor ein Spannungswert außerhalb seines funktionsgebundenen Wertebereichs festgestellt, so lässt sich der Hall-Sensor eindeutig als defekt erkennen. Über einen Verzicht auf das Auswerten der an diesem Hall-Sensor erfassten Spannungen kann man dann gezielt das Auftreten von Fehlern beim Positionieren des linear beweglichen Gegenstandes vermeiden.In same way but also in addition to the already described procedure on the comparison of the Hall sensors detected voltage levels on the Hall sensors Occurrence of possible Defects are examined. Will be a voltage value for a Hall sensor outside its functional bounded value range, so can the Hall sensor clearly identified as defective. About a waiver of the evaluation The voltages detected at this Hall sensor can then be targeted the occurrence of errors when positioning the linearly movable Avoid object.

Darüber hinaus kann die in den Hall-Sensoren induzierten Spannungen durch Anordnen von mindestens einem weiteren Magneten verstärkt werden. Der Abstandsbereich zwischen dem linear beweglichen Gegenstand und den Hall-Sensoren, in dem sich eine Position des Gegenstandes noch bestimmen lässt, kann dadurch noch einmal deutlich erweitert werden.Furthermore can the voltages induced in the Hall sensors by arranging be reinforced by at least one other magnet. The distance range between the linearly movable object and the Hall sensors, in which a position of the object can still be determined thereby be significantly extended again.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: show:

1 eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung; 1 a positioning device according to the invention;

2 zwei über die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung ermittelte Spannungssignalkurven Ua und Ub; 2 two voltage signal curves Ua and Ub determined via the positioning device according to the invention;

3 die beiden Spannungssignalkurven Ua und Ub gegeneinander aufgetragen; 3 the two voltage signal curves Ua and Ub applied against each other;

4 ein Quadraturdecoderbeispiel für die beiden gegeneinander aufgetragen Spannungssignalkurven Ua und Ub; 4 a quadrature decoder example for the two mutually applied voltage signal curves Ua and Ub;

5 die beiden Spannungssignalkurven Ua und Ub gegeneinander aufgetragen mit einem noch akzeptierbaren Messabweichungsbereich; und 5 the two voltage signal curves Ua and Ub applied against each other with a still acceptable range of deviation; and

6 eine Positioniermöglichkeit für den linear beweglichen Gegenstand aus den Spannungswerten Ua bei Wegfall der Spannungswerte Ub. 6 a possibility of positioning the linearly movable object from the voltage values Ua when the voltage values Ub cease to exist.

Das nachfolgende Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.The following embodiment represents a preferred embodiment of the present invention.

In 1 ist eine Positioniervorrichtung schematisch skizziert. Sie umfasst zwei Hall-Sensoren 1, einen Magneten 2 und einen linear beweglichen Gegenstand 3, beispielsweise eine Getriebekomponente. Der Pfeil 4 beschreibt dabei die Bewegungsrichtung des Gegenstandes 3. Die beiden Hall-Sensoren 1 sind so in der Umgebung des Magneten 2 angeordnet, dass ihre Position durch eine lineare Bewegung des Gegenstandes 3 nicht beeinflusst wird. Allerdings sollte der Abstand zwischen dem Magneten 2 und den einzelnen Hall-Sensoren 1 nicht zu groß sein, um die Induktion einer gut erfassbaren Spannung in den Hall-Sensoren 1 durch den Magneten 2 zu gewährleisten. Wird der Magnet 2 durch die Linearbewegung des Gegenstandes 3 aus dem Sensorbereich eines der beiden Hall-Sensoren 1 heraus befördert, so empfiehlt sich die Verwendung von mehr als zwei Hall-Sensoren 1 und/oder die Anordnung von mehr als einem Magneten 2 an dem linear bewegten Gegenstand in geeignetem Abstand zueinander.In 1 a positioning device is schematically sketched. It includes two Hall sensors 1 , a magnet 2 and a linearly movable object 3 , For example, a transmission component. The arrow 4 describes the direction of movement of the object 3 , The two Hall sensors 1 are so in the vicinity of the magnet 2 arranged that their position by a linear movement of the object 3 is not affected. However, the distance between the magnet should be 2 and the individual Hall sensors 1 not be too large to induce a well-detectable voltage in the Hall sensors 1 through the magnet 2 to ensure. Will the magnet 2 by the linear movement of the object 3 from the sensor area of one of the two Hall sensors 1 out, it is recommended to use more than two Hall sensors 1 and / or the arrangement of more than one magnet 2 on the linearly moving object at a suitable distance from each other.

Der Abstand der beiden Hall-Sensoren 1 zueinander sollte zur Optimierung der Positioniergenauigkeit so gewählt werden, dass bei einem geringen Steigungsbetrag eines Spannungssignals in einem der Hall-Sensoren 1 mindestens ein anderes Spannungssignal eines anderen Hall-Sensors 1 einen maximalen Steigungsbetrag aufweist. Bei Verwendung von zwei Hall-Sensoren 1 verhalten sich im Idealfall die beiden Spannungskurven zueinander wie Sinus und Cosinus. Analog verhält es sich auch bei Anordnung eines dritten oder vierten Hall-Sensors 1.The distance between the two Hall sensors 1 to each other should be chosen to optimize the positioning accuracy so that at a small amount of slope of a voltage signal in one of the Hall sensors 1 at least one other voltage signal from another Hall sensor 1 has a maximum slope amount. When using two Hall sensors 1 Ideally, the two voltage curves behave like sine and cosine. The situation is analogous with the arrangement of a third or fourth Hall sensor 1 ,

In 2 sind die Spannungskurven Ua und Ub zweier Hall-Sensoren 1 in Abhängigkeit zur Position des Gegenstandes 3 zu sehen. Dabei wurde der Abstand zwischen den beiden Hall-Sensoren 1 so gewählt, dass sich beide Kurven annähernd wie Sinus und Cosinus zueinander verhalten. Die beiden parallel zur Koordinatenachse der Spannung verlaufenden Linien umfassen den Bereich, in dem mindestens eine der beiden Kurven sich als Sinus- oder Cosinuskurve annähern lässt.In 2 are the voltage curves Ua and Ub of two Hall sensors 1 depending on the position of the object 3 to see. This was the distance between the two Hall sensors 1 chosen so that both curves behave approximately like sine and cosine to each other. The two lines running parallel to the coordinate axis of the voltage comprise the region in which at least one of the two curves can be approximated as a sine or cosine curve.

Für die Abstandsbereiche außerhalb der beiden Linien bietet sich als Auswertemethode die direkte Zuweisung einer Position des linear beweglichen Gegenstandes auf mindestens zwei an den Hall-Sensoren erfasste Spannungswerte an. Innerhalb des von den beiden Linien erfassten Bereiches bieten sich mehrere Möglichkeiten einer Positionszuordnung für den linear beweglichen Gegenstand 3. Zum einen ist es möglich, über ein gemessenes Spannungspaar dem Gegenstand 3 eine Position bzw. einen Weg direkt zuzuweisen.For the distance ranges outside the two lines, the evaluation method is the direct assignment of a position of the linearly movable object to at least two voltage values detected at the Hall sensors. Within the area covered by the two lines, there are several possibilities for a position assignment for the linearly movable object 3 , On the one hand, it is possible to use a measured voltage pair to the object 3 assign a position or a route directly.

3 verdeutlicht noch eine weiter Möglichkeit einer Positionszuordnung über die in zwei Hall-Sensoren 1 induzierten Spannungswerte. Dabei wurden die Spannungswerte Ua und Ub aus 2 zu einer Spannungskurve 5 gegeneinander aufgetragen. Wie man in 3 erkennen kann, lässt sich jedem Spannungswertepaar ein Winkel α von einem imaginären Mittelpunkt 6 und einer gedachten Anfangsachse 7 aus eindeutig zuordnen. 3 illustrates another possibility of a position assignment via the in two Hall sensors 1 induced voltage values. The voltage values Ua and Ub were excluded 2 to a voltage curve 5 applied against each other. How to get in 3 can recognize each voltage value pair is an angle α from an imaginary center 6 and an imaginary initial axis 7 clearly assign.

In 4 ist skizziert, wie sich diese Winkelzuordnung über ein als Quadraturdecoder oder Quadraturdemodulator bezeichnetes Verfahren schnell und verlässlich realisieren lässt. Dazu wurde das in 3 gezeigte Koordinatensystem mit der Kurve 5 aus den gegeneinander aufgetragenen Spannungswerten Ua und Ub mit einem Quadratnetz überzogen. Man spricht dabei auch von einem zweidimensionalen Kennfeld. Jedem der Quadrate, welche ein Teilstück der Kurve 5 aus den gegeneinander aufgetragenen Spannungswerten Ua und Ub enthalten, wurde dabei in 4 ein bestimmter Wert für den Winkel α zugeordnet. Wird die Seitenlänge für die einzelnen Quadrate des Quadratnetzes ausreichend klein gewählt, so ergibt sich aus diesem Verfahren eine gute Näherung für den Winkel α aus den gegeneinander aufgetragenen Spannungswerten Ua und Ub.In 4 It is outlined how this angular assignment can be implemented quickly and reliably via a method known as quadrature decoder or quadrature demodulator. This was the in 3 shown coordinate system with the curve 5 from the mutually applied voltage values Ua and Ub covered with a square network. This is also called a two-dimensional map. Each of the squares, which is a section of the curve 5 from the mutually applied voltage values Ua and Ub contained, was in 4 assigned a certain value for the angle α. If the side length is chosen to be sufficiently small for the individual squares of the square mesh, then this method yields a good approximation for the angle α from the mutually applied voltage values Ua and Ub.

Eine schnelle Ausführungsweise für diese Quadraturdecodermethode sieht vor, dass man jeder an einem Hall-Sensor 1 erfassten Spannung das dazugehörige ausreichend kleine Spannungsintervall zuordnet. Lässt sich der an dem zweiten Hall-Sensor 1 erfasste Spannungswert einen dazu passenden Intervall zuordnen, so erhält man über die beiden Intervalle gegebenenfalls mit Interpolation auch den dazugehörigen Winkel α. Mit anderen Worten, die Ermittelung des Winkel α kann mit einem 2-dimensionalen Kennfeld und Interpolation durchgeführt werden. Über den Winkel α wiederum lässt sich leicht die Position bzw. der Weg des Magneten 2 und des linear beweglichen Gegenstandes 3 ermitteln.A quick way to implement this quadrature decoder method is to put each one on a Hall sensor 1 detected voltage assigns the associated sufficiently small voltage interval. Can be located on the second Hall sensor 1 Assigned voltage value assign a matching interval, so you get over the two intervals, possibly with interpolation and the associated angle α. In other words, the determination of the angle α can be performed with a 2-dimensional map and interpolation. On the other hand, the angle α makes it easy to position or move the magnet 2 and the linearly movable object 3 determine.

Darüber hinaus erhält man durch die hier vorgestellte Quadraturdecodermethode auch ein Möglichkeit um die Plausibilität der an den Hall-Sensoren 1 erfassten Spannungswerte zu überprüfen. Diese Möglichkeit besteht darin, in dem Kennfeld außerhalb des sicheren Bereiches einen Wert für ungültig einzutragen. Die Interpolation findet dann nur statt, wenn alle Werte aus dem Kennfeld gültig sind, andernfalls sollte der ermittelte Wert auf ungültig gesetzt werden.In addition, the quadrature decoder method presented here also provides a possibility for the plausibility of the Hall sensors 1 to check recorded voltage values. This option is to enter a value for invalid in the map outside the safe area. The interpolation then only takes place if all the values from the map are valid, otherwise the determined value should be set to invalid.

Eine weitere Möglichkeit, die Plausibilität der Werte zu überprüfen, ist ein zweites Kennfeld. Mit diesem wird überprüft, ob die Kombination der beiden Spannungswerte in einem gültigen Bereich liegen. Ist dies nicht der Fall, so sollte der ermittelte Wert auf ungültig gesetzt werden. In 5 ist die Kurve 5 aus den gegeneinander aufgetragenen Spannungswerten Ua und Ub von 3 mit einer schraffierten Fläche 8 zu erkennen. Diese Fläche 8 skizziert einen Ungenauigkeitsbereich für die Messungen, innerhalb dessen sich die an den Hall-Sensoren erfassten Spannungswerte bewegen können, um noch eine verlässliche Positionsbestimmung für den linear beweglichen Gegenstand 3 zu ermöglichen. Das zweite Kennfeld für die Winkel oder Weginformation ist auch hier an allen Positionen mit Werten gefüllt. Befindet sich das an den Hall-Sensoren abgegriffene Spannungswertepaar innerhalb der Fläche 8, so kann den Werten eine Position für den linear beweglichen Gegenstand zugeordnet werde. Liegt das Spannungswertepaar hingegen außerhalb des gültigen Bereichs, so liegt ein Defekt an mindestens einem der beiden Hall-Sensoren 1 vor.Another way to check the plausibility of the values is a second map. This checks whether the combination of the two voltage values is within a valid range. If this is not the case, the determined value should be set to invalid. In 5 is the curve 5 from the mutually applied voltage values Ua and Ub of 3 with a hatched area 8th to recognize. This area 8th outlines a range of inaccuracy for the measurements within which the voltage readings taken at the Hall sensors can move to still provide a reliable position for the linearly-moving object 3 to enable. The second characteristic field for the angles or path information is also filled with values at all positions. Is the voltage value pair tapped at the Hall sensors within the area 8th , so the values can be assigned a position for the linearly movable object. On the other hand, if the voltage value pair is outside the valid range, then there is a defect in at least one of the two Hall sensors 1 in front.

Wird dabei von einer der beiden Hall-Sensoreinrichtungen ein Spannungswert erfasst, der außerhalb des für diesen Hall-Sensor 1 gültigen Bereich liegt, so kann daraus geschlossen werden, dass der entsprechende Hall-Sensor 1 defekt ist. Dieser Hall-Sensor 1 sollte dann nicht weiter für das Positionieren eines linear beweglichen Gegenstand 3 verwendet werden. Die übrigen Hall-Sensoren 1 der Positioniervorrichtung können aber weiterhin für ein exaktes Positionieren eines linear beweglichen Gegenstand 3 verwendet werden.If a voltage value is detected by one of the two Hall sensor devices, which is outside the range for this Hall sensor 1 valid range, it can be concluded that the corresponding Hall sensor 1 is defective. This Hall sensor 1 should not continue for the positio kidney of a linearly movable object 3 be used. The other Hall sensors 1 However, the positioning can still for exact positioning of a linearly movable object 3 be used.

Allerdings gelten dabei Einschränkungen gegenüber dem vorherigen Abstandbereich zwischen den Hall-Sensoren 1 und dem Magneten 2. In 6 ist dies skizziert. Dabei wird der Fall behandelt, dass für das Spannungswertepaar Ua und Ub aus 2 ein Defekt am für die Spannung Ub verantwortlichen Hall-Sensor 1 festgestellt wurde. Anstelle der Kurve aus den gegeneinander aufgetragenen Spannungswerten Ua und Ub aus 3 enthält man nun nur noch für Ua verlässliche Werte. Wie graphisch dargestellt wurde, lässt sich für einen Teilbereich 10 des Gesamtbereichs 9 der Spannungswerte Ua auch unter Nichtberücksichtigung der Werte von Ub jedem Spannungswert eine eindeutige Position des linear beweglichen Gegenstandes 3 zuordnen. Doch für bestimmte Spannungswerte in einem anderen Teilbereich 11 ist dies nicht möglich, da ihnen zwei Positionen des linear beweglichen Gegenstandes 3 zugeordnet werden können. Wird für Ua ein Spannungswert in diesem Spannungsbereich ermittelt, so kann nur noch festgestellt werden, das sich der linear bewegliche Gegenstand 3 innerhalb eines bestimmten Abstandsbereiches 12 zu den beiden Hall-Sensoren 1 befindet. Eine genauere Positionsbestimmung ist dann für einen Gegenstand 3 nicht möglich.However, restrictions apply compared to the previous distance range between the Hall sensors 1 and the magnet 2 , In 6 this is outlined. The case is treated that for the voltage value pair Ua and Ub out 2 a defect in the responsible for the voltage Ub Hall sensor 1 was determined. Instead of the curve from the mutually applied voltage values Ua and Ub 3 Now you only have reliable values for Ua. As shown graphically, can be for a sub-area 10 of the total area 9 Even if the values of Ub are not taken into account, the voltage values Ua each voltage value a unique position of the linearly movable object 3 assign. But for certain voltage values in another subarea 11 This is not possible because they have two positions of the linearly movable object 3 can be assigned. If a voltage value in this voltage range is determined for Ua, then it can only be determined that the linearly movable object 3 within a certain distance range 12 to the two Hall sensors 1 located. A more precise position determination is then for an object 3 not possible.

11
Hall-SensorHall sensor
22
Magnetmagnet
33
Linear beweglicher GegenstandLinear moving object
44
Bewegungsrichtung des linear beweglicher Gegenstandesmovement direction of the linearly movable object
55
Spannungskurve aus zwei gegeneinander aufgetragenen Spannungen (Ua, Ub)voltage curve from two mutually applied voltages (Ua, Ub)
66
Mittelpunkt der Spannungskurve 5 Center of the voltage curve 5
77
Imaginäre Anfangslinie der Spannungskurve 5 Imaginary start line of the voltage curve 5
88th
Messabweichungsbereich der Spannungskurve 5 Measuring deviation range of the voltage curve 5
99
Gesamtbereich der Spannungswerte Uatotal area the voltage values Ua
1010
Teilbereich von 9 Subarea of 9
1111
Teilbereich von 9 Subarea of 9
1212
Abstandsbereichdistance range

Claims (11)

Verfahren zum Positionieren eines linear beweglichen Gegenstands (3), insbesondere einer Getriebekomponente, gekennzeichnet durch – Anordnen eines Magneten (2) an dem Gegenstand (3), – Anordnen von mindestens zwei Hall-Sensoren (1) im Umfeld des Gegenstandes (3), – lineares Bewegen des Gegenstandes (3) mit dem Magneten (2) an den Hall-Sensoren (1) vorbei – Erfassen der durch den Magneten (2) in den Hall-Sensoren (1) aufgrund des linearen Bewegens des Gegenstandes induzierten Spannungen und – Bereitstellen eines den erfassten Spannungen entsprechenden Positionssignals bezüglich des Gegenstandes (3).Method for positioning a linearly movable object ( 3 ), in particular a transmission component, characterized by - arranging a magnet ( 2 ) on the object ( 3 ), - arranging at least two Hall sensors ( 1 ) in the environment of the object ( 3 ), - linear movement of the object ( 3 ) with the magnet ( 2 ) at the Hall sensors ( 1 ) - Capture by the magnet ( 2 ) in the Hall sensors ( 1 ) induced voltages due to the linear movement of the object, and - providing a position signal corresponding to the detected voltages with respect to the object ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Positionieren des Gegenstandes (3) für einen Abstandsbereich des Gegenstandes (3) zu den Hall-Sensoren (1) durchgeführt wird, in dem sich die an den Hall-Sensoren (1) erfassten Spannungen (Ua, Ub) als Sinus- oder Cosinus-Funktionen annähern lassen.Method according to claim 1, wherein the positioning of the article ( 3 ) for a distance range of the object ( 3 ) to the Hall sensors ( 1 ), in which the at the Hall sensors ( 1 ) detect detected voltages (Ua, Ub) as sine or cosine functions. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei einem an den Hall-Sensoren (1) erfassten Spannungswertepaar direkt eine Position des linear beweglichen Gegenstandes (3) zugewiesen wird.Method according to claim 1 or 2, wherein one of the Hall sensors ( 1 ) voltage value pairs directly detected a position of the linearly movable object ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei einem an den Hall-Sensoren (1) erfassten Spannungswertepaar einen Zwischenwert, beispielsweise einen Winkel, zugewiesen wird.Method according to claim 1 or 2, wherein one of the Hall sensors ( 1 ) voltage value pair is assigned an intermediate value, for example an angle. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Zwischenwertzuweisung dadurch geschieht, dass einem an einem Hall-Sensor erfassten Spannungswert ein diesen Wert enthaltendes Spannungsintervall zuordnet und einem an mindestens einem anderen Hall-Sensor erfassten Spannungswert ein anderes, diesen Wert enthaltendes Spannungsintervall zugeordnet wird.The method of claim 4, wherein the intermediate value assignment This happens because a voltage value detected at a Hall sensor assigns a voltage interval containing this value and a voltage level detected on at least one other Hall sensor assigned another voltage interval containing this value becomes. Verfahren nach Anspruch 5, wobei durch einen Vergleich der beiden Spannungsintervalle die verwendeten Hall-Sensoren auf mögliche Defekte überprüft werden.The method of claim 5, wherein by a comparison the two voltage intervals on the Hall sensors used possible Defects are checked. Verfahren nach Anspruch 6, wobei durch einen Vergleich der beiden Spannungsintervalle diesen einen Zwischenwert, beispielsweise einen Winkel zugeordnet wird.The method of claim 6, wherein by a comparison the two voltage intervals this intermediate value, for example An angle is assigned. Verfahren nach Anspruch 4 oder 7, wobei dem den Spannungswerten zugeordneten Zwischenwert, beispielsweise einem Winkel, eine Position des linear beweglichen Gegenstandes (3) zugeordnet wird.Method according to claim 4 or 7, wherein the intermediate value assigned to the voltage values, for example an angle, a position of the linearly movable object ( 3 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei über den Vergleich der an den Hall-Sensoren (1) erfassten Spannungswerte die Hall-Sensoren (1) auf mögliche Defekte untersucht werden.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the comparison of the Hall sensors ( 1 ) recorded voltage values the Hall sensors ( 1 ) are examined for possible defects. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die in den Hall-Sensoren (1) induzierten Spannungen durch Anordnen von mindestens einem weiteren Magneten (2) verstärkt werden.The method of claim 1 or 2, wherein in the Hall sensors ( 1 ) induced voltages by arranging at least one further magnet ( 2 ). Positioniervorrichtung umfassend – einen beweglichen Gegenstand (3), – einen an dem Gegenstand (3) angeordneten Magneten (2), – einen im Umfeld des Gegenstandes (3) unbeweglich angeordneten ersten Hallsensor (1) und – eine Elektronikeinrichtung zur Erfassung einer durch den Magneten (2) in dem ersten Hall-Sensor (1) induzierten ersten Spannung (Ua) und zur Ausgabe eines Positionssignals bezüglich des Gegenstandes (3) in Abhängigkeit der ersten Spannung (Ua), dadurch gekennzeichnet, dass – der Gegenstand (3) linear beweglich ist, – mindestens ein zweiter Hall-Sensor (1) in einem Abstand zum ersten Hall-Sensor (1) angeordnet ist, zur zusätzlichen Erfassung einer durch die Linearbewegung des am Gegenstand (3) angeordneten Magneten (2) in dem zweiten Hall-Sensoren (1) induzierten zweiten Spannung (Ua, Ub) und – mit der Elektronikeinrichtung das Positionssignal in Abhängigkeit der ersten und zweiten Spannung (Ua, Ub), die jeweils aufgrund der Linearbewegung des Gegenstandes (3) einschließlich des Magneten (2) induziert sind, ausgebbar ist.Positioning device comprising - a movable object ( 3 ), - one on the object ( 3 ) arranged magnets ( 2 ), - one in the environment of the object ( 3 ) immovably arranged first Hall sensor ( 1 ) and - an electronic device for detecting by the magnet ( 2 ) in the first Hall sensor ( 1 ) induced first voltage (Ua) and for outputting a position signal with respect to the object ( 3 ) as a function of the first voltage (Ua), characterized in that - the object ( 3 ) is linearly movable, - at least one second Hall sensor ( 1 ) at a distance to the first Hall sensor ( 1 ) is arranged for additional detection of a by the linear movement of the object ( 3 ) arranged magnets ( 2 ) in the second Hall sensors ( 1 ) induced second voltage (Ua, Ub) and - with the electronic device, the position signal in response to the first and second voltage (Ua, Ub), each due to the linear movement of the object ( 3 ) including the magnet ( 2 ) are dispensable.
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