DD296530A5

DD296530A5 - LOCATOR

Info

Publication number: DD296530A5
Application number: DD34271390A
Authority: DD
Inventors: Rolf Hoffmann; Peter Johannes; Klaus Koenig; Gottfried Neumaerker; Joern Vesper
Original assignee: Veb Keramische Werke Hermsdorf,De
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1991-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Positionsgeber, der insbesondere zur Steuerung der Zuendungen von Otto-Motoren eingesetzt wird. Dieser Positionsgeber erzeugt bei Vorbeifuehrung eines wechselpoligen Magneten ein Positionssignal, das unabhaengig von Schwankungen des Abstandes zwischen dem Positionsgeber und dem vorbeigefuehrten Magneten ist. Ein 2polig lateral wirkender Magnet ist dabei um eine auf der durch die Polflaechen des Magneten gebildeten Ebene senkrecht stehenden Achse drehbar angeordnet, wobei diese Achse parallel zur Achse der maximalen magnetischen Feldempfindlichkeit eines Hallschaltkreises verlaeuft und der Polwechsel des Magneten bei der Drehbewegung die Achse der maximalen magnetischen Feldempfindlichkeit schneiden kann. Fig. 1{Positionsgeber; Zuendungen; Otto-Motoren; Magnet, wechselpolig; Positionssignal; Magnet, lateral wirkend; Polflaechen; Ebene; Achse; Feldempfindlichkeit; Hallschaltkreis; Polwechsel; Drehbewegung}The invention relates to a position sensor, which is used in particular for controlling the ignitions of gasoline engines. This position sensor generates a position signal when passing a Wechselpoligen magnet, which is independent of variations in the distance between the position sensor and the vorbeigefuehrte magnet. A 2-pole laterally acting magnet is rotatably arranged about an axis perpendicular to the plane formed by the Polflaechen of the magnet axis, said axis parallel to the axis of maximum magnetic field sensitivity of a Hall circuit and the pole change of the magnet during the rotational movement of the axis of maximum magnetic Can cut field sensitivity. Fig. 1 {position sensor; ignitions; Gasoline engines; Magnet, alternating pole; Position signal; Magnet, acting laterally; pole faces; Level; Axis; Field sensitivity; Hall circuit; pole change; Rotary motion}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Positionsgeber, der insbesondere zur Steuerung derZündanlagen von Otto-Motoren eingesetzt wird.The invention relates to a position sensor, which is used in particular for controlling the ignition systems of gasoline engines.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es sind bereits Positionsgeber bekannt, bei denen ein Hallschaltkreis mit getriggertem Ausgang durch eine Veränderung der magnetischen Induktion zur Signalgewinnung genutzt wird. Durch Anbringung von magnetischen Rückschlußelementen auf einer Seite des Hallschaltkreises kann die magnetische Induktion erhöht werden, womit eine verbesserte Schaltgenauigkeit erreichbar ist. Die Reproduzierbarkeit der Signale bei periodischen Vorgängen, wie sie z.B. bei Zündanlagen von Brennkraftmaschinen notwendig sind, wird dabei sehr stark vom Abstand zwischen der Quelle der magnetischen Induktion, z. B. einem Magneten, und dem Hallschaltkreis bestimmt. Bei bestimmten Anordnungen, bei denen dieser Abstand nicht konstant gehalten werden kann, sind abstandsunabhängige Sensoren erforderlich.Position encoders are already known in which a Hall effect circuit with a triggered output is used for signal extraction by a change in the magnetic induction. By attaching magnetic yoke elements on one side of the Hall circuit, the magnetic induction can be increased, whereby an improved switching accuracy can be achieved. The reproducibility of the signals in periodic operations, e.g. in ignition systems of internal combustion engines are necessary, it is very much the distance between the source of magnetic induction, z. As a magnet, and the Hall circuit determined. In certain arrangements, where this distance can not be kept constant, distance-independent sensors are required.

Auf der Basis von Hallschaltkreisen mit getriggertem Ausgang sind Lösungen bekannt, bei denen ein magnetischer Rückschluß, z. B. ein Eisenstück, dazu genutzt wird. Neben Lösungen, wo auf der Rückseite des Hallschaltkreises Zusatzmagnete angebracht werden, die aber selbst keine Abstandsunabhängigkeit des Sensors sichern, ist bekannt, daß ein um eine Achse drehbarer wechselpoliger Magnet in Verbindung mit einem Konzentrator eine Abstandsunabhängigkeit des Sensors erlaubt (WP F 02 P/ 333926.3).On the basis of Hall circuits with triggered output solutions are known in which a magnetic return, z. B. a piece of iron, is used. In addition to solutions where additional magnets are mounted on the back of the Hall circuit, but do not ensure even distance independence of the sensor, it is known that a rotatable about an axis Wechselpoliger magnet in conjunction with a concentrator a distance independence of the sensor allows (WP F 02 P / 333926.3 ).

Diese Lösungen haben aber den Nachteil, daß sie entweder die Lage des Positionssignals beeinflussen oder bei Verwendung von einem Zusatzmagneten und Konzentrator einen erhöhten Aufwand erfordern.However, these solutions have the disadvantage that they either influence the position of the position signal or require an increased effort when using an additional magnet and concentrator.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen technisch einfachen und in seiner Herstellung kostengünstigen Positionsgeber zu entwickeln.The aim of the invention is to develop a technically simple and cost-effective in its production position sensor.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Positionsgeber zu schaffen, der es mit geringem Aufwand erlaubt, bei der Vorbeiführung eines wechselpoligen Magneten ein Positionssignal zu erzeugen, welches relativ unabhängig von der Entfernung zwischen dem vorbeigeführten Magneten und dem Hallschaltkreis ist.The invention has for its object to provide a position sensor, which allows it with little effort to produce a position signal when passing an alternating pole magnet, which is relatively independent of the distance between the passing magnet and the Hall circuit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem ein 2polig lateral wirkender Magnet auf der Rückseite des Hallschaltkreises drehbar um eine Achse angebracht ist, die senkrecht auf der von den Polflächen des Magneten gebildeten Ebene steht und parallel zur Achse der maximalen magnetischen Feldempfindlichkeit des Hallschaltkreises verläuft. Durch Drehung des Magneten ist die Durchflutung des sensitiven Punktes im Hallschaltkreis in einem Bereich B^_13x bis B_mm einstellbar. Damit ist es zum Beispiel möglich, die Durchflutung auf die Ein- oder Ausschaltschwelle beliebig getriggerter Hallschaltkreise so abzugleichen, daß das jeweilige Signal vom Abstand zwischen Positionsgeber und vorbeigeführtem wechselpoligem Magneten unabhängig wird. Der verwendete Magnet kann dabei rechteckförmig oder scheibenförmig sein. Zweckmäßig ist es, einen Magneten zu verwenden, dessen Mittelpunkt als Drehachse verwandt wird. Für spezielle Einsatzfälle sowie zur vorteilhaften Handhabbarkeit kann der Einsatz von Magneten aus kunststoffgebundenen Magnetwerkstoffen besonders geeignet sein. Unter entsprechenden Bedingungen ist es auch möglich, für den 2polig lateral wirkenden Magneten zwei gegenpolige Einzelmagnete zu verwenden.According to the invention the object is achieved by a 2-pole laterally acting magnet on the back of the Hall circuit is rotatably mounted about an axis which is perpendicular to the plane formed by the pole faces of the magnet and parallel to the axis of the maximum magnetic field sensitivity of the Hall circuit. By rotation of the magnet, the flooding of the sensitive point in the Hall circuit in a range B ^ _13x to B _{mm is} adjustable. Thus, it is possible, for example, to match the flooding on the on or off threshold arbitrarily triggered Hall circuits so that the respective signal from the distance between the position sensor and vorbeigeführtem wechselpoligem magnet is independent. The magnet used may be rectangular or disc-shaped. It is useful to use a magnet whose center is used as a rotation axis. For special applications and for advantageous handling, the use of magnets made of plastic-bonded magnetic materials may be particularly suitable. Under appropriate conditions, it is also possible to use two opposite-pole individual magnets for the 2-pole laterally acting magnet.

Ausführungsbeispielembodiment

An einem Ausführungsbeispiel mit dazugehörigen Prinzipzeichnungen soll der erfindungsgemäße Positionsgeber näher erläutert werdenOn an embodiment with associated principle drawings of the position sensor according to the invention will be explained in detail

Es zeigen Show it

Fig. 1: Darstellung der Anordnung Hallschaltkreis-2polig lateral wirkender Magnet; Drehachse außerhalb des Magneten Fig. 2: Darstellung der Anordnung Hallschaltkreis-scheibenförmiger Magnet; Drehachse durchdringt den MagnetenFig. 1: Illustration of the arrangement Hall circuit 2-pole laterally acting magnet; Rotation axis outside the magnet Fig. 2: illustration of the arrangement Hall-effect circular disk-shaped magnet; Rotary shaft penetrates the magnet

Fig. 1 zeigt eine Anordnung, die aus einem Hallschaltkreis 1 und einem 2polig lateral wirkenden Magneten 3 besteht. Die Polflächen des Magneten, die in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Hallschaltkreises angeordnet sind, beschreiben die Ebene 4. Der Magnet ist um eine Achse 5, die senkrecht auf der Ebene steht und parallel zur Achse 2 der maximalen magnetischen Feldempfindlichkeit verläuft, drehbar angeordnet. Bei einer Drehung des Magneten um die Achse 5, die außerhalb des Magneten liegt, wird die Achse der maximalen magnetischen Feldempfindlichkeit des Hallschaltkreises von dem Polwechsel 6 geschnitten. Damit wird erreicht, daß die Durchflutung des Hallschaltkreises zwischen einem Wert B_m,„ der sich bei einem magnetischen S-PoI, und einem Wert В_т,_п, der sich bei einem magnetischen N-PoI ergibt, eingestellt werden kann. In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, die aus einem Hallschaltkreis 1 und einem scheibenförmigen Magneten 3 besteht, wobei der Polwechsel 6 eine durch den Magneten verlaufende Fläche bildet. Eine solche Fläche ergibt sich z. B., wenn der Magnet aus zwei gegenpoligen Magneten zusammengesetzt ist. Günstig erweist sich dabei eine Anordnung, bei der der Polwechsel des Magneten in dessen Durchmesser liegt und der Abstand zwischen der Drehachse und der Achse der maximalen magnetischen Feldempfindtichkeit im Bereich von 0,6 bis 0,8 des Radius des Magneten liegt.Fig. 1 shows an arrangement which consists of a Hall circuit 1 and a 2-pole laterally acting magnet 3. The pole faces of the magnet, which are arranged in the immediate vicinity of the surface of the Hall effect circuit, describe the plane 4. The magnet is rotatably disposed about an axis 5, which is perpendicular to the plane and parallel to the axis 2 of the maximum magnetic field sensitivity. In a rotation of the magnet about the axis 5, which is outside the magnet, the axis of the maximum magnetic field sensitivity of the Hall circuit is cut by the pole change 6. It is thus achieved that the flux of the Hall effect circuit can be set between a value B _m , which results at a magnetic S-PoI, and a value В _т , _п , which results at a magnetic N-PoI. In Fig. 2, an arrangement is shown, which consists of a Hall circuit 1 and a disk-shaped magnet 3, wherein the pole change 6 forms a surface extending through the magnet. Such an area results z. B., when the magnet is composed of two opposite polarity magnets. Conveniently proves to be an arrangement in which the pole change of the magnet is in its diameter and the distance between the axis of rotation and the axis of the maximum magnetic Feldempfindtichkeit is in the range of 0.6 to 0.8 of the radius of the magnet.

Eine Fixierung des Magneten kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, beispielsweise dadurch, daß der Magnet aus plastgebundenen Magnetwerkstoff, der sich thermisch oder mittels Ultraschall fügen läßt, besteht. Der Magnet 3 ist drehbar um eine Achse 5, die in diesem Fall durch den Mittelpunkt des Magneten verläuft und wie in Fig. 1 senkrecht auf der durch die Polflächen gebildeten Ebene 4 steht, angeordnet. Durch die Drehung des Magneten um die Achse 5 kann die Durchflutung des Hallschaltkreises eingestellt werden. Bei getriggerten Hallschaltkreisen kann man z.B. durch Einstellung einer Durchflutung nahe der Ein- oder Ausschaltschwelle bereits bei einer geringen magnetischen Feldstärkeänderung, die beispielsweise durch Vorbeiführung eines wechselpoligen Magneten erzeugt werden kann, eine Änderung des Schaltzustandes erreichen. Das durch Vorbeiführen dieses Magneten an dem im wesentlichen durch den Hallschaltkreis und den Magneten gebildeten Positionsgeber erzeugte Positionssignal ist damit unabhängig gegen Schwankungen des Abstandes zwischen diesem Magneten und dem Positionsgeber.A fixation of the magnet can be done in various ways, for example, the fact that the magnet made of plastic-bonded magnetic material that can be added thermally or by means of ultrasound consists. The magnet 3 is rotatable about an axis 5, which in this case passes through the center of the magnet and, as in FIG. 1, is perpendicular to the plane 4 formed by the pole faces. By the rotation of the magnet about the axis 5, the flooding of the Hall circuit can be adjusted. For triggered Hall circuits one can e.g. by setting a flooding near the on or off threshold already at a low magnetic field strength change, which can be generated for example by passing an alternating pole magnet, achieve a change in the switching state. The position signal generated by passing this magnet past the position transducer formed essentially by the Hall effect circuit and the magnet is thus independent of variations in the distance between this magnet and the position sensor.

Claims

1. position sensor, consisting of a sensor with a triggered Hall effect circuit and a magnet, characterized in that a 2-pole laterally acting magnet (3) about a standing on the plane formed by the pole faces of the magnet (4) axis (5) is rotatably disposed, this axis being parallel to the axis (2) of the maximum magnetic field sensitivity of the Hall effect circuit (1) and the pole change (6) of the magnet being able to intersect the maximum magnetic field sensitivity axis during the rotational movement.

2. Position sensor according to claim 1, characterized in that the 2-pole laterally acting magnet is composed of individual magnets.

3. Position sensor according to claim 1 and 2, characterized in that the 2-pole laterally acting magnet consists of plastic-bonded magnetic material.

4. Position sensor according to claim 1 to 3, characterized in that the 2-pole laterally acting magnet has a cylindrical shape and the pole change of the cylinder is in diameter.

5. Position sensor according to claim 1 to 4, characterized in that the axis of rotation extends through the axis of symmetry of the magnet.