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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bewegtfahrzeugsystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Positionserfassung eines sich bewegenden Fahrzeugs.
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In einem bekannten System ist ein Erfassungskopf mit einer Spulenanordnung, die eine Mehrzahl von Spulen umfasst, entlang einer Bewegungsrichtung eines sich bewegenden Fahrzeugs vorgesehen, wie z. B. eines Transportfahrzeugs, eines Stapelkrans oder eines Kopfs einer Arbeitsmaschine und magnetische Markierungen, die am Boden vorgesehen sind werden erfasst, um die Position des sich bewegenden Fahrzeugs zu bestimmen (siehe z. B.
JP 2002-337037 A ). In Bezug auf solch ein System untersuchte der Erfinder die Bereitstellung kontinuierlicher Segmente, wo magnetische Markierungen an einem ersten Abstand angeordnet sind, der gleich der Länge, z. B. eines Spulenarrays ist, um die Position des sich bewegenden Fahrzeugs fortlaufend zu bestimmen, und diskreter Segmente, wo magnetische Markierungen an einem Abstand angeordnet sind, der breiter ist als der erste Abstand, um die Position des sich bewegenden Fahrzeugs nur in Segmenten zu bestimmen, die die magnetischen Markierungen umfassen. Ferner sind magnetische Sensoren, wie z. B. Hall-Elemente, an beiden Enden des Erfassungskopfs vorgesehen, um die magnetischen Markierungen zu erfassen, und zu identifizieren, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment ist.
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Gemäß Experimenten des Erfinders werden in dem Fall, wo die magnetischen Markierungen in der Nähe eines zentralen Abschnitts der Spulenanordnung vorliegen, die gleichen Positionserfassungsergebnisse erhalten, unabhängig von dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment. Dies liegt daran, dass das Spulenarray durch nur eine magnetische Markierung beeinflusst wird. Ferner können ein Zustand, wo die magnetischen Markierungen an beiden Enden des Spulenarrays in dem kontinuierlichen Segment vorgesehen sind, und ein Zustand, wo die magnetische Markierung nur an einem Ende des Spulenarrays in dem diskreten Segment vorgesehen ist, ohne weiteres durch das Hall-Element identifiziert werden. Da in diesem Fall keine Erfassung durchgeführt wird in den diskreten Segmenten und Erfassung nur in den kontinuierlichen Segmenten durchgeführt wird, treten keine Probleme auf. In dem Fall, wo eine magnetische Markierung leicht innerhalb eines Endes des Spulenarrays vorliegt, liegt eine weitere magnetische Markierung leicht außerhalb des anderen Endes des Spulenarrays in dem kontinuierlichen Segment vor, und eine solche magnetische Markierung liegt nicht in dem diskreten Segment vor. In diesem Zustand werden unterschiedliche Erfassungsergebnisse erhalten, abhängig von dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment. Die magnetische Markierung, die leicht außerhalb des Spulenarrays positioniert ist, kann jedoch nicht durch das Hall-Element erfasst werden, und ob das sich bewegende Fahrzeug in dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment ist, kann nicht identifiziert werden. Daher muss für die Identifikation ein weiteres Hall-Element vorgesehen sein, außerhalb in einer Richtung, in der sich das Spulenarray erstreckt. Die Bereitstellung eines weiteren Hall-Elements ist jedoch nicht vorzuziehen, da die Länge des Erfassungskopfs erhöht wird und die Anzahl von Komponenten des Erfassungskopfs erhöht wird.
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Die
US 2009/0278710 A1 beschreibt ein Bewegungsfahrzeug mit einem Erfassungskopf mit einem Spulenarray, das eine Mehrzahl von Spulen entlang einer Bewegungsrichtung des Bewegungsfahrzeugs aufweist. Magnetische Markierungen sind entlang einer Bewegungsroute des Bewegungsfahrzeugs in einem Abstand gleich der Länge des Spulenarrays angeordnet, um eine Position des Bewegungsfahrzeugs zu bestimmen.
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Die
US 2002/0017902 A1 beschreibt ein induktives Längenmesssystem zum Erhalten von Informationen über die Position und/oder die Bewegung eines Spulensystem durch Abtasten einer Skala mit periodisch variabler Reluktanz.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bewegtfahrzeugsystem sowie ein Verfahren zum Erfassen einer Position eines sich bewegenden Fahrzeugs mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein System gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 5.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu identifizieren, ob ein sich bewegendes Fahrzeug in einem diskretem Segment oder einen kontinuierlichen Segment ist, mit einer einfachen Struktur und die Genauigkeit des Erfassens der Position des sich bewegenden Fahrzeugs zu verbessern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst ein Bewegtfahrzeugsystem eine Position eines sich bewegenden Fahrzeugs durch Versehen des sich bewegenden Fahrzeugs mit einem Erfassungskopf, der ein Spulenarray aufweist, das gebildet ist durch Anordnen einer Mehrzahl von Spulen entlang einer Bewegungsrichtung des sich bewegenden Fahrzeugs, und durch Erfassen von magnetischen Markierungen, die entlang einer Bewegungsstrecke des sich bewegenden Fahrzeugs vorgesehen sind.
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Die Bewegungsstrecke umfasst kontinuierliche Segmente, wo die magnetischen Markierungen an einem konstanten ersten Abstand vorgesehen sind, um die Position des sich bewegenden Fahrzeugs fortlaufend zu bestimmen, und diskrete Segmente, wo die magnetischen Markierungen an einem Abstand angeordnet sind, der breiter ist als der erste Abstand, um die Position des sich bewegenden Fahrzeugs nur in Segmenten zu bestimmen, die die magnetische Markierung umfassen.
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Der Erfassungskopf hat die Blindspulen auf beiden Seiten des Spulenarrays.
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Das sich bewegende Fahrzeug umfasst Identifikationseinrichtungen zum Identifizieren, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist.
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Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgesehen zum Erfassen einer Position eines sich bewegenden Fahrzeugs durch Versehen des sich bewegenden Fahrzeugs mit einem Erfassungskopf, der ein Spulenarray aufweist, das gebildet ist durch Anordnen einer Mehrzahl von Spulen entlang einer Bewegungsrichtung des sich bewegenden Fahrzeugs, und Erfassen der magnetischen Markierungen, die entlang einer Bewegungsstrecke des sich bewegenden Fahrzeugs vorgesehen sind. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
Versehen der Bewegungsstrecke mit kontinuierlichen Segmenten, wo die magnetischen Markierungen an einem konstanten ersten Abstand vorgesehen sind, um die Position des sich bewegenden Fahrzeugs fortlaufend zu bestimmen, und diskreten Segmenten, wo die magnetischen Markierungen an einem Abstand angeordnet sind, der breiter ist als der erste Abstand, um die Position des sich bewegenden Fahrzeugs nur in Segmenten zu bestimmen, die die magnetischen Markierungen umfassen;
Bereitstellen von Blindspulen auf beiden Seiten des Spulenarrays; und
Identifizieren, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist, basierend auf einer Differenz zwischen Ausgaben der Blindspulen.
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In der Beschreibung ist die Beschreibung bezüglich des Bewegtfahrzeugsystems direkt anwendbar auf das Verfahren zum Erfassen der Position des sich bewegenden Fahrzeugs, und die Beschreibung bezüglich des Verfahrens zum Erfassen der Position des sich bewegenden Fahrzeugs ist direkt anwendbar auf das Bewegtfahrzeugsystem.
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Die Blindspule ist eine Spule zum Erfassen eines Magnetfelds von einer magnetischen Markierung. Die Blindspule wirkt auch, um Bedingungen zum Erfassen von umgebenden Magnetfeldern anzupassen, für die Spule an dem Ende in dem Spulenarray und anderen Spulen innerhalb des Spulenarrays. In der nachfolgenden Aussage wird angenommen, dass das Spulenarray keine Blindspule enthält. Angenommen, eine magnetische Markierung liegt innerhalb eines Endes des Spulenarrays vor, variiert der Zustand, wo die Blindspule an dem anderen Ende platziert ist, abhängig von dem Fall, wo eine weitere magnetische Markierung vorliegt außerhalb des anderen Endes in dem kontinuierlichen Segment, und dem Fall, wo keine magnetische Markierung an dem anderen Ende in dem diskreten Segment vorliegt. Wenn die Differenz in dem Zustand erfasst wird als eine Differenz zwischen Ausgaben der Blindspulen, kann identifiziert werden, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment ist. Ferner reicht es aus, die Blindspulen benachbart zu dem Spulenarray zu platzieren. Zwischen den Blindspulen und dem Spulenarray ist kein Zwischenraum erforderlich. Daher kann bei der vorliegenden Erfindung ohne weiteres identifiziert werden, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder in dem diskreten Segment ist, ohne die Länge des Erfassungskopfes zu erhöhen, und die Genauigkeit der Positionserfassung wird verbessert. Beispielsweise ist in dem Erfassungskopf eine Identifikationseinrichtung vorgesehen. Alternativ kann in dem Fall, wo ein Signal von dem Spulenarray durch einen Hauptkörper des sich bewegenden Fahrzeugs außerhalb des Erfassungskopfs verarbeitet wird, die Identifikationseinrichtung in dem Hauptkörper des sich bewegenden Fahrzeugs vorgesehen sein.
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Vorzugsweise sind das Spulenarray und die Blindspulen mit einer gemeinsamen Wechselstromleistungsversorgung verbunden, und Spulen des Spulenarrays und die Blindspulen sind entlang einem gemeinsamen Magnetkern vorgesehen. In der Struktur können die Blindspulen ohne weiteres vorgesehen und erregt werden. Ferner kann das Gleichgewicht zwischen Impedanzen der Blindspulen auf beiden Seiten ohne weiteres beibehalten werden.
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Noch bevorzugter haben die Blindspule und die Spulenarrays die gleiche Form. In der Struktur reicht es aus, Blindspulen vorzusehen, die die gleiche Form haben wie die anderen Spulen des Spulenarrays auf beiden Seiten des gleichen Magnetkerns. Daher können die Blindspulen leichter vorgesehen werden. Ferner kann das Gleichgewicht zwischen Impedanzen der Blindspulen auf beiden Seiten zuverlässiger beibehalten werden.
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Noch bevorzugter sind die Blindspulen auf beiden Seiten in Reihe geschaltet mit einer Wechselstromleistungsversorgung, und ob das sich bewegende Fahrzeug in einem kontinuierlichen Segment oder einem diskreten Segment ist, kann identifiziert werden durch Vergleichen einer Phase eines Potentials an einem Mittelpunkt der Blindspulen auf beiden Seiten mit einer Phase der Wechselstromleistungsversorgung. In der Struktur kann mit der einfachen Schaltung zuverlässig identifiziert werden, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist.
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Andere Merkmale, Elemente, Schritte, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher von der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezugnehmend auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Ansicht, die eine lineare Skale und magnetische Markierungen auf dem Boden in einem Bewegtfahrzeugsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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2 eine Ansicht, die schematisch Positionen von magnetischen Markierungen in einem diskreten Segment und in einem kontinuierlichen Segment zeigt;
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3 eine Ansicht, deren Problem zum Zeitpunkt der Identifizierung zeigt, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment ist, und Prinzipien zum Lösen des Problems in dem Ausführungsbeispiel;
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4 eine Ansicht, die eine Blindspule und Spulen in der Nähe der Blindspule zeigt;
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5 ein Blockdiagramm, das die lineare Skale in dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 ein charakteristisches Diagramm, das eine Differenz zwischen Indikatorwerten in dem kontinuierlichen Segment und dem diskreten Segment in dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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7 Diagramme, die schematisch Phasen eines Erregungssignals und eines Signals von einem Mittelpunkt der Blindspulen zeigen; und
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8 ein charakteristisches Diagramm, das Ergebnisse der Identifikation zeigt, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist, unter Verwendung der Blindspulen in dem Ausführungsbeispiel.
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Hierin nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel in der bevorzugtesten Form beschrieben. Das Ausführungsbeispiel kann geeignet modifiziert werden mit Bezugnahme auf Techniken, die auf diesem technischen Gebiet bekannt sind. Daher sollten die Ausführungsbeispiele nicht so gesehen werden, dass sie den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung begrenzen.
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1 bis 8 zeigen ein Bewegtfahrzeugsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel. In den Zeichnungen bezeichnet ein Bezugszeichen 2 eine lineare Skale mit einem Spulenarray 4, das entlang einer Bewegungsrichtung eines sich bewegenden Fahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Bezugszeichen 6 bezeichnen einen Magnetkern des Spulenarrays 4. An sowohl dem linken als auch dem rechten Ende des Spulenarrays 4 ist beispielsweise ein Paar von Blindspulen 8, 9 vorgesehen. Alternativ können zwei oder mehr Blindspulen an sowohl dem linken als auch dem rechten Ende des Spulenarrays 4 vorgesehen sein. Bezugszeichen 10 bezeichnen Spulen des Spulenarrays 4. Beispielsweise entspricht ein Abstand 12 der Größe von vier Spulen 10. Beispielsweise sind zehn Abstände 12 in einer longitudinalen Richtung des Spulenarrays 4 vorgesehen, das heißt, der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Fahrzeugs, und Spulen, die den zehn Abständen entsprechen, sind angeordnet, um das Spulenarray 4 zu bilden.
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Bezugszeichen 14 bezeichnen Hall-Elemente. Die Hall-Elemente 14 sind beispielsweise an beiden Enden des Spulenarrays 4 vorgesehen und zwischen jedem von benachbarten Abständen 12 zum Erfassen von magnetischen Markierungen 22 oder dergleichen. Das Spulenarray 4, die Blindspulen 8, 9 und die Hall-Elemente 14 bilden einen Erfassungskopf 15 der linearen Skale 2. Ein Signal, das von dem Erfassungskopf 15 ausgegeben wird, wird durch eine Verarbeitungsschaltung 16 verarbeitet, um die aktuelle Position des sich bewegenden Fahrzeugs zu bestimmen. Ferner wird eine Sinuswellenleistungsversorgung 18 verwendet, um elektrischen Sinuswellenstrom an jede der Spulen 10 des Spulenarrays 4 und die Blindspulen 8, 9 anzulegen, um ein Phasensignal ωt mit einer Sinuswelle zu erzeugen, und das Phasensignal ωt wird an die Verarbeitungsschaltung 16 und die Sinuswellenleistungsversorgung 18 geliefert.
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Die magnetischen Markierungen 22 oder dergleichen sind entlang einer Bewegungsstrecke des sich bewegenden Fahrzeugs vorgesehen. Jede der magnetischen Markierungen 22 oder dergleichen umfasst ein Joch 24 und einen Permanentmagneten 25. Die Blindspulen 8, 9, die Hall-Elemente 14 und die Spulen 10 erfassen Magnetfelder von den magnetischen Markierungen 22 oder dergleichen. In kontinuierlichen Segmenten sind die magnetischen Markierungen 22 oder dergleichen in einem Abstand gleich der Gesamtlänge des Spulenarrays 4 vorgesehen. In diskreten Segmenten sind die magnetischen Markierungen 22 oder dergleichen an einem Abstand angeordnet, der breiter ist als der Abstand der magnetischen Markierungen 22 in den kontinuierlichen Segmenten. Das diskrete Segment ist beispielsweise ein Kurvensegment oder ein Segment vor oder nach dem Kurvensegment. In dem diskreten Segment ist es nicht notwendig, die magnetischen Markierungen 22 an dem gleichen Abstand anzuordnen. In dem kontinuierlichen Segment wird der Abstand des Anordnens der magnetischen Markierungen 22, 23 bestimmt, um gleich zu sein zu der Gesamtlänge des Spulenarrays 4.
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Bezugszeichen 22, 23 in 1 bezeichnet die magnetischen Markierungen in dem kontinuierlichen Segment. In 1 sind die magnetischen Markierungen 22, 23 an beiden Enden des Spulenarrays 4 gezeigt. Es wird angenommen, dass eine magnetische Markierung 26 in 1 erfasst wurde. Die Struktur der magnetischen Markierungen 26 ist gleich wie diejenige der magnetischen Markierungen 22, 23. In dem Fall, wo eine magnetische Markierung 26 erfasst wurde, ist es nicht möglich, zu identifizieren, ob die magnetische Markierung 26 zu dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment gehört. In diesem Fall liegt in dem kontinuierlichen Segment auf der linken Seite der Blindspule 9 eine weitere magnetische Markierung vor, und in dem diskreten Segment liegt auf der linken Seite der Blindspule 9 keine magnetische Markierung vor. Es ist schwierig, die magnetische Markierung auf der linken Seite der Blindspule 9 zu erfassen unter Verwendung eines Hall-Elements 14-1 an dem linken Ende des Spulenarrays 4. Falls daher Hall-Elemente in beiden Enden der linearen Skale 2 für Identifikation verwendet werden, können selbst wenn das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment ist, die Hall-Elemente versehentlich identifizieren, dass das sich bewegende Fahrzeug in dem diskreten Segment ist. Da der Magnetkern 6, der durch die Blindspulen 8, 9 verläuft, Magnete erfassen kann, die außerhalb der Blindspulen 8, 9 angeordnet sind, wird diesbezüglich bei der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Magnetkerns 6 auf jeder von beiden Seiten außerhalb des Spulenarrays 4 erfasst, ob eine weitere magnetische Markierung vorliegt.
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2 zeigt Positionen der magnetischen Markierungen 32 bis 34 in einem kontinuierlichen Segment 30, und eine Position einer magnetischen Markierung 35 in einem diskreten Segment 31. Die magnetischen Markierungen 32 bis 35 haben die gleiche Struktur wie diejenige der magnetischen Markierungen 32 oder dergleichen. In dem kontinuierlichen Segment 30 sind die magnetischen Markierungen 32 bis 34 oder dergleichen auf der Bodenseite einer Bewegungsstrecke angeordnet an dem Abstand gleich der Gesamtlänge des Spulenarrays 4. In dem diskreten Segment 31 ist die magnetische Markierung 35 oder dergleichen diskret auf der Bodenseite der Bewegungsstrecke vorgesehen. Die lineare Skale 2 kann Positionserfassung implementieren mit einer konstanten Präzision über das gesamte kontinuierliche Segment 30. In dem diskreten Segment 31 kann Positionserfassung jedoch nur in der Nähe der magnetischen Markierungen 35 oder dergleichen durchgeführt werden. Ferner ist die Länge des Bereichs wo Erfassung durch eine magnetische Markierung 35 durchgeführt werden kann, kurzer als die Länge des Spulenarrays 4.
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3 zeigt Messbereiche in dem diskreten Segment und dem kontinuierlichen Segment in dem Ausführungsbeispiel.
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In dem kontinuierlichen Segment werden die magnetischen Markierungen in dem gesamten Segment von dem Abstand 12-1 an dem linken Ende zu dem Abstand 12-10 an dem rechten Ende erfasst. In dem diskreten Segment werden die magnetischen Markierungen nicht erfasst in den Abständen 12-1, 12-10 an beiden Enden, und die magnetischen Markierungen werden in einem Bereich zwischen den Abständen 12-2 und 12-9 erfasst. Zum Zeitpunkt des Identifizieren kann ein Problem auftreten, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment ist, wenn eine magnetische Markierung in dem Abstand 12-2 oder dem Abstand 12-9 erfasst wird. Genauer gesagt, in dem Fall, wo die magnetische Markierung 26 erfasst wird, falls die magnetische Markierung 27 auf der linken Seite in 3 vorliegt, ist die magnetische Markierung 26 in dem kontinuierlichen Segment, und falls die magnetische Markierung 27 nicht vorliegt, ist die magnetische Markierung 26 in dem diskreten Segment. Es ist schwierig, die magnetische Markierung 27 zu erfassen unter Verwendung des Hall-Elements 14-1. Um das Problem zu lösen, werden bei der vorliegenden Erfindung Blindspulen 8, 9 verwendet, und die magnetischen Markierungen 27 auf beiden Seiten des Spulenarrays 4 zu erfassen. Es sollte angemerkt werden, dass, falls die magnetische Markierung 22 an dem rechten Ende des Spulenarrays 4 in dem kontinuierlichen Segment vorliegt, die magnetische Markierung 23 an dem linken Ende des Spulenarrays 4 vorliegt, und diese magnetischen Markierungen 22, 23 können ohne weiteres durch die Hall-Elemente 14-11, 14-1 erfasst werden.
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4 zeigt eine Position der Blindspule 9. Die Blindspule 8 ist auf gleiche Weise vorgesehen, wie die Blindspule 9. Spulen 10 sind um den Magnetkern 6 aus Siliziumstahl oder dergleichen gewickelt, und die Blindspule 9 ist um den gleichen Magnetkern 6 gewickelt. Die Spulen 10 und die Blindspule 9 haben den gleichen Durchmesser, die gleiche Abstandszahl und sind aus dem gleichen Material hergestellt. Daher können die Blindspulen 8, 9 vorgesehen werden durch Wickeln von zwei Spulen, die gleich sind wie die Spule 10, um das Spulenarray 4 auf beiden Seiten ohne irgendwelche Zwischenräume.
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5 ist ein Blockdiagramm, das die lineare Skale 2 zeigt. Ein Phasensignal ωt von einem Zähler wird an die Sinuswellenleistungswelle 18 geliefert und eine Sinuswelle wird durch einen Digital/Analog-(D/A)-Wandler (nicht gezeigt) erzeugt. Die Sinuswelle wird an jedem Abstand 12 des Spulenarrays und serielle Stücke der linken und rechten Blindspulen 8, 9 geliefert. Ein Potential an den Mittelpunkt zwischen den Blindspulen, die in Reihe geschaltet sind, wird durch „D” bezeichnet. Vier Spulen 10-1 bis 10-4 in den jeweiligen Abständen sind in einer Brückenstruktur angeordnet, und ein Brückensignal wird verstärkt durch Verstärkerschaltungen 40, 41. Ein Signal von sinθ × sinωt wird von der Verstärkerschaltung 40 gesammelt, und ein Signal von cosθ × sinωt wird von der Verstärkerschaltung 41 gesammelt. Hier bezeichnet θ eine Funktion der magnetischen Markierung relativ zu dem Abstand. Wenn sich die magnetischen Markierungen um eine Entfernung von einem Abstand bewegt, hat θ eine Änderung von 2π. Die Verstärkerschaltungen 40, 41 können für jeden der Abstände vorgesehen sein. Bei dem Ausführungsbeispiel werden jedoch Ausgaben von den Abständen in die gleiche Verstärkerschaltung 40, 41 eingegeben. Eine Phasenerfassungsschaltung 42 sammelt die θ-Komponente von den Signalen von den Verstärkerschaltungen 40, 41 und bestimmt, an welchem Abstand die magnetische Markierung erfasst wird, durch das Signal des Hall-Elements 14. Ein Versatzkorrektor 44 addiert oder subtrahiert einen Versatz entsprechend der Zahl des Abstands.
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Da jede lineare Skale 2 Schwankungen unterworfen ist, können Korrekturen durchgeführt werden durch Schalten von zwei Typen von Korrekturtabellen, das heißt, eine Korrekturtabelle 46 für das kontinuierliche Segment und eine Korrekturtabelle 48 für das diskrete Segment. In der Korrekturtabelle 46 werden Korrekturen durchgeführt über den Bereich von Abständen 12-1 bis 12-10 in 3 in dem kontinuierlichen Segment. In der Korrekturtabelle 48 werden Korrekturen durchgeführt über den Bereich von Abständen 12-2 bis 12-9 in 3 in dem diskreten Segment. Ein Signal D von dem Mittelpunkt zwischen den Blindspulen 8, 9 wird verstärkt durch die Verstärkerschaltung 54, verstärkt durch einen Digitaltransistor 56, ausgestattet mit einem Widerstand oder dergleichen, und in eine Bestimmungseinrichtung 58 eingegeben. Bezugszeichen 51 bis 53 bezeichnen feste Widerstände. Ein Bezugszeichen Vcc bezeichnet eine Schaltungsleistungsversorgung. Der Digitaltransistor 56 wird als ein Komparator betrieben, der einen in 7 gezeigten Schwellenwert verwendet. Die Bestimmungseinrichtung 58 prüft die Ausgabe des Digitaltransistors 56 zu einer vorbestimmten Zeitgebung, basierend auf dem Phasensignal ωt, identifiziert, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment ist und betreibt den Schalter 50. Auf diese Weise wird bestimmt, ob das Positionssignal nach der Korrektur des Versatzes durch die Korrekturtabelle 46 oder die Korrekturtabelle 48 korrigiert werden sollte.
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6 bis 8 zeigen den Betrieb bei dem Ausführungsbeispiel. 6 zeigt eine Differenz zwischen Indikatorwerten an Positionen in dem diskreten Segment und dem kontinuierlichen Segment für das Signal vor der Korrektur durch die Korrekturtabellen 46, 48. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Gesamtlänge des Spulenarrays 300 mm und der Messbereich ist –150 mm bis +150 mm in dem kontinuierlichen Segment, und –115 mm bis +115 mm in dem diskreten Segment. In dem Bereich von –97,5 mm bis +97,5 mm ist die Differenz in dem Signal klein, unabhängig von dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment. Daher werden beispielsweise für dieses Segment gemeinsame Daten verwendet für die Korrekturtabelle 46 und die Korrekturtabelle 48. In dem Bereich von +97,5 mm bis +115 mm und in dem Bereich von –97,5 mm bis –115 mm, da die Ausgabe abhängig von dem diskreten Segment oder dem kontinuierlichen Segment variiert. Daher werden die Korrekturtabellen 46, 48 abhängig von dem kontinuierlichem Segment oder dem diskreten Segment geschaltet.
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7 zeigt Signalverläufe des Signals D (Potentialsignal) von dem Mittelpunkt zwischen den Blindspulen relativ zu der Erregungsspannung sinωt, die an das Spulenarray 4 angelegt ist. Die linke Seite von 7 zeigt einen Zustand, wo der Einfluss der magnetischen Markierung auf der – Anschlussseite im Vergleich zu der + Anschlussseite stark ist. Die Phase des Signals von der Blindspule ist entgegengesetzt zu der Phase des Erregungssignals. Die rechte Seite von 7 zeigt einen Zustand, wo der Einfluss der magnetischen Markierung auf der + Anschlussseite im Vergleich zu der – Anschlussseite stark ist. Die Phase des Signals von den Blindspulen ist gleich wie der Spannungssignalverlauf des Erregungssignals. Zu einer geeigneten Zeitgebung, wo ωt 90°, 270° oder dergleichen ist, wird das Signal D abgetastet, um zu prüfen, ob der abgetastete Wert einen Betriebsschwellenwert des Digitaltransistors 56 überschreitet. Auf diese Weise kann identifiziert werden, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist.
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8 zeigt Ergebnisse des Verarbeiten des Signals von den Blindspulen durch die Bestimmungseinrichtung 58. Die laterale Achse zeigt eine Position einer magnetischen Markierung relativ zu der linearen Skale. Der Signalverlauf in der fetten Linie zeigt einen Signalverlauf in dem diskreten Segment und der Signalverlauf in der schmalen Linie zeigt einen Signalverlauf in dem kontinuierlichen Segment. In dem Fall, wo die magnetische Markierung an der Mitte der linearen Skale positioniert ist, variiert das Signal von den Blindspulen nicht, unabhängig von dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment. Ferner, wie es in 6 gezeigt ist, ist es in diesem Bereich nicht notwendig, zu identifizieren, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist. In dem Fall, wo die magnetische Markierung auf der + Anschlussseite der linearen Skale vorliegt, in dem kontinuierlichen Segment, ändert sich das Signal in der Nähe von 95 mm und dann bleibt das Signal auf der – Anschlussseite. Ferner, in dem Fall, wo die magnetische Markierung auf der + Anschlussseite der linearen Skale vorliegt, in dem diskreten Segment, wird das Signal neutral gehalten, bis zu einer Position in der Nähe von 105 mm, und das Signal geht kurz vor 105 mm zu der + Anschlussseite. Daher ist es möglich, zu identifizieren, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment ist oder in dem diskreten Segment von 95 mm. Außerdem ist es auf der – Anschlussseite möglich, zu identifizieren, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist. In dem kontinuierlichen Segment wird das Signal zu der + Anschlussseite geändert, in der Nähe von –95 mm. In dem diskreten Segment ändert sich das Signal jedoch nicht in der Nähe von –95 mm und wird kurz vor –105 mm zu der – Anschlussseite geändert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel werden die folgenden Vorteile erreicht.
- (1) Wenn eine magnetische Markierung leicht innerhalb beider Enden des Spulenarrays 4 vorliegt, ist es möglich, zu identifizieren, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist und eine Verbesserung bei der Erfassungsgenauigkeit wird erhalten.
- (2) Durch Hinzufügen eines Paars von Blindspulen 8, 9, aus sowohl der linken als auch der rechten Seite des Spulenarrays 4 kann identifiziert werden, ob das sich bewegende Fahrzeug in dem kontinuierlichen Segment oder dem diskreten Segment ist, ohne die Länge der linearen Skale 2 wesentlich zu erhöhen.
- (3) Die Blindspulen 8, 9 können auf dem gleichen Magnetkern 6 des Spulenarrays 4 vorgesehen sein. Spulen, die die gleiche Form haben wie die Spulen 10 des Spulenarrays 4 können als Blindspulen 8, 9 verwendet werden.
- (4) Die Blindspulen 8, 9 und das Spülenarray 4 können durch die gleiche Sinuswellenleistungsversorgung 18 getrieben werden.
- (5) Da das Paar von Blindspulen 8, 9 auf dem gleichen Magnetkern 6 vorgesehen ist, und beide die gleiche Form haben, kann das Gleichgewicht zwischen Impedanzen dieser Blindspulen 8, 9 ohne Weiteres beibehalten werden.
- (6) Die Blindspulen 8, 9 stellen die Umgebung der Spulen an den äußersten Abständen 12-1, 12-10 ein, um näher zu sein zu der Umgebung der Spulen an den anderen Abständen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Blindspulen 8, 9 in Reihe geschaltet mit der Sinuswellenleistungsversorgung 18 und ein Potential an dem Mittelpunkt zwischen den Blindspulen 8, 9 wird extrahiert. Jede der Blinspulen 8, 9 kann jedoch einzeln mit der Sinuswellenleistungsquelle oder dergleichen verbunden sein und eine Änderung der Impedanz kann gemessen werden, basierend auf dem Vorliegen der magnetischen Markierung.
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Obwohl oben bevorzugte Ausßführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist klar, dass Variationen und Modifikationen für Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich sind, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist daher lediglich durch die folgenden Ansprüche bestimmt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- lineare Skale
- 4
- Spulenarray
- 6
- Magnetkern
- 8, 9
- Blindspule
- 10
- Spule
- 12
- Abstand
- 14
- Hall-Element
- 15
- Erfassungskopf
- 16
- Verarbeitungsschaltung
- 18
- Sinuswellenleistungsversorgung
- 20
- Zähler
- 22, 23, 26
- magnetische Markierung
- 24
- Joch
- 25
- Permanentmagnet
- 27
- magnetische Markierung
- 30
- kontinuierliches Segment
- 31
- diskretes Segment
- 32 bis 35
- magnetische Markierung
- 40, 41, 54
- Verstärkerschaltung
- 42
- Phasendetektor
- 44
- Versatzkorrektor
- 46, 48
- Korrekturtabelle
- 50
- Schalter
- 51 bis 53
- Wiederstand
- 56
- Digitaltransistor
- 58
- Bestimmungseinrichtung
