DE8206731U1

DE8206731U1 - SENSOR

Info

Publication number: DE8206731U1
Application number: DE19828206731
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1982-07-15

Description

^Ε· 17693 ^Ε 17693

2.3.1982 Wt/Hm2.3.1982 Wt / Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Sensorsensor

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des Hauptanspruches.The invention is based on a sensor according to the preamble of the main claim.

Es ist "bekannt, zur Erfassung von Winkeln, Bezugsmarken, Drehzahlen und dgl. Sensoren zu verwenden, die aus einem hotor mit einem Magneten und einem Stator mit einem magnetfeldempfindlichen Element bestehen. Es ist dabei weiter bekannt den Rotor so auszubilden, daß zwischen zwei Polblechen ein Permanentmagnet eingeschlossen ist und die Polbleche an ihren Umfang Klauen aufweisen, wobei der magnetische Kreis über den Luftraum zwischen den Klauen geschlossen wird. Das in dieser Heise erzeugte magnetische Feld beeinflußt ein niagnetfeldempfindliches Element eines Stators, der in der Nähe des Umfanges des Rotors angeordnet ist.It is "known to detect angles, reference marks, Rotational speeds and the like. To use sensors that consist of a hotor with a magnet and a stator with a magnetic field sensitive element exist. It is there It is also known to design the rotor so that a permanent magnet is enclosed between two pole plates and the pole plates have claws on their circumference, the magnetic circuit over the air space between the Claws is closed. The magnetic field generated in this way affects a niagnetfeldsensitive Element of a stator, which is arranged in the vicinity of the circumference of the rotor.

_ ρ _β _ ρ _β

Ein derartiger Sensor ist beispielsweise in der DE-OS 26 U9 321 beschrieben.Such a sensor is described in DE-OS 26 U9 321, for example.

Bei den bekannten Sensoren stehen üblicherweise mehrere über den Umfang verteilte Klauenpaare beider Polbleche miteinander in Wechselwirkung. Hierdurch ist es nur schwer möglich, bipolare Signale mit kleinem Jitter zu erzeugen, da nur eine ausgeprägte Feldrichtung zwischen den Klauenpaaren vorliegt.In the known sensors there are usually several pairs of claws distributed over the circumference of both pole plates interacting with each other. This makes it difficult to generate bipolar signals with little jitter because there is only one pronounced field direction between the claw pairs.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß unmittelbar aufeinanderfolgende Felder ausgeprägter Richtung mit steilem Nulldurchgang der Induktion erzeugt werden, bo daß definierte bipolare Signale mit kleinem Jitter erzeugt werden können, die zudem ein besonders großes Tastverhältnis aufweisen. Dieses hohe Tastverhältnis ist von besonderem Vorteil bei der Anwendung eines derartigen Sensors für Zündanlagen in Brennkraftmaschinen .The sensor according to the invention with the characterizing features The main claim has the advantage that immediately successive fields are more pronounced Direction can be generated with a steep zero crossing of the induction, bo that defined bipolar signals with small Jitter can be generated, which also have a particularly large pulse duty factor. This high duty cycle is of particular advantage when using such a sensor for ignition systems in internal combustion engines .

Weitere Vorteile ergeben isich aus den Unteransprüchen, derFurther advantages result from the subclaims isich

v. Beschreibung sowie der beigefügten Zeichnung. Zeichnungv. Description and the attached drawing. drawing

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in vier nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1a und b eine Draufsicht bzw. einen Querschnitt durch eine Aasführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors; Figur 2 ein Zeitdiagramm der vom Sensor gemäß Figur 1 erzeugten Impulse.The invention is illustrated in the drawing and is illustrated in four explained in more detail below. It shows Figure 1a and b a plan view or a cross section through an embodiment of a sensor according to the invention; Figure 2 a Time diagram of the pulses generated by the sensor according to FIG.

- 3 Beschreibung des Ausführungsbeispiels- 3 Description of the embodiment

In Figur 1a und b bezeichnet 1 die Achse eines Rotors. Der Totor besteht aus zwei Polblechen 10, 11, die sich in radialer Richtung erstrecken und mittels einer Nabe an der Achse 1 befestigt sind. Zwischen den Polblechen 10, 11 ist ein Dauermagnet 13 angeordnet. An die Polbleche 10, 11 sind am Umfang Klauen in Achsrichtung angeformt, wobei die Klauen des Polbleches 10 mit 15a, 1 5t>» und die Klauen des Polbleches 11 mit 16 bezeichnet sind. Die Anzahl der Klauen 16 entspricht bei der Verwendung des Sensors in der Zündanlage einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine und die Klauen 16 sind über dem Umfang äquidistant verteilt. Die Anzahl der Klauen 15a, 15b, ist doppelt so groß wie die Anzahl der Klauen 16 und es ist jeweils ein Paar Klauen 15a» 15b auf beiden Seiten einer Klaue 16 des Polbleches 11 angeordnet.In FIGS. 1a and b, 1 denotes the axis of a rotor. The rotor consists of two pole plates 10, 11, which extend in the radial direction and are attached to the axle 1 by means of a hub. A permanent magnet 13 is arranged between the pole plates 10, 11. On the circumference of the pole sheets 10, 11 claws are formed in the axial direction, the claws of the pole sheet 10 being denoted by 15a, 15t> »and the claws of the pole sheet 11 being denoted by 16. When the sensor is used in the ignition system of an internal combustion engine of a motor vehicle, the number of claws 16 corresponds to the number of cylinders of the internal combustion engine and the claws 16 are distributed equidistantly over the circumference. The number of claws 15a, 15b is twice as large as the number of claws 16 and a pair of claws 15a »15b is arranged on both sides of a claw 16 of the pole plate 11.

Bei dieser Anordnung schließt sich der Magnetkreis vom Magneten 13 über das Polblech 11, die Klauen 16, den Luftspalt zu den Klauen 15a, 15b und über das Polblech 10 zurück zum Magneten 13. Die dabei entstehenden Feldlinien sind in Figur 1a mit 20, 20a bezeichnet.In this arrangement, the magnetic circuit closes from the magnet 13 via the pole plate 11, the claws 16, the Air gap to the claws 15a, 15b and over the pole plate 10 back to the magnet 13. The resulting field lines are denoted by 20, 20a in FIG. 1a.

In der Nähe des Umfanges des Rotors befindet sich ein Stator mit einem magnetfeldempfindlichen Element 1k, beispielsweise einem Hall-, einem Wiegand- oder einem Feldplatten-Element. Wie man ,aus Figur 1a sieht, gelangt das magnetfeldempfindliche Element 1k bei Rotation des Rotors nacheinander in den Einfluß der Feldlinien 20 bzw. 20a.In the vicinity of the circumference of the rotor there is a stator with a magnetic field sensitive element 1 k , for example a Hall element, a Wiegand element or a field plate element. As can be seen from FIG. 1 a, the magnetic field sensitive element 1 k comes into the influence of the field lines 20 and 20 a one after the other when the rotor rotates.

1(1 Il · ·1 (1 Il · ·

-U--U-

Bei herkömmlichen Sensoren der hier vorliegenden Art standen sich jeweils nur ein Paar Klauen unmittelbar einander gegenüber, beispielsweise die Klauen i6/15a. Damit lag auch nur ein Magnetfeld 20a mit ausgeprägter Richtung vor, da das in anderer Richtung weisende Magnetfeld 20a' sich über einen verhältnismäßig weiten Winkelbereich bis zur nächsten Klaue 16 schließen mußte, wie dies strichpunktiert in Figur 1a angedeutet ist. Demzufolge wurde im magnetfeldempfindlichen Element 1U nur im Bereich des Feldes 20a ein Signal mit kleinem Jitter, d.h. kleiner zeitlicher Konstanz einer Polarität erzeugt, während aufgrund der Streuverluste und des flachen Nulldurchganges der magnetischen Induktion im Bereich 20a¹ ein Signal der entgegengesetzten Polarität mit großem Jitter erzeugt wurde.In conventional sensors of the type presented here, only one pair of claws were directly opposite one another, for example claws i6 / 15a. Thus there was only one magnetic field 20a with a pronounced direction, since the magnetic field 20a 'pointing in the other direction had to close over a relatively wide angular range to the next claw 16, as indicated by dash-dotted lines in FIG. 1a. As a result, in the magnetic field sensitive element 1U only in the area of the field 20a a signal with low jitter, i.e. small temporal constancy of one polarity, was generated, while due to the leakage losses and the flat zero crossing of the magnetic induction in the area 20a ¹ a signal of the opposite polarity with high jitter was generated became.

Demgegenüber ist bei dem erfindungsgemäßen Sensor jede Klaue 16 des Polbleches 11 von zwei Klauen 15a, 15"b des Polbleches 10 eingeschlossen, so daß sich in beide Richtungen ein ausgeprägtes Feld 20, 20a ergibt. Der Winkel Ot zwischen den Klauen 16 und 15a bzw. 15"b ist dabei so bemessen, daß sich im Element 1U gerade eine optimale Signalausbeute ergibt. Außerdem ist der Winkel Ot klein gegenüber lern Winkel, den die Klauen 16 zueinander bilden. Bei der Anwendung für eine Zündanlage wird in der Mitte des Winkels OC der Zündvorgang ausgelöst, wie bei 17 angedeutet.In contrast, in the sensor according to the invention, each claw 16 of the pole plate 11 is enclosed by two claws 15a, 15 "b of the pole plate 10, so that a pronounced field 20, 20a results in both directions. The angle Ot between the claws 16 and 15a or 15 "b is dimensioned in such a way that an optimal signal yield just results in element 1U. In addition, the angle Ot is small compared to learning the angle that the claws 16 form to one another. When used for an ignition system, the ignition process is triggered in the middle of the angle OC, as indicated at 17.

Diese letztgenannte Bedingung drückt sich insbesondere bei dem in Figur 2 dargestellten Zeitdiagramm der erzeugten Impulse 17, 18 bzw. 17', 18' aus. Die Impulse 17, 17^: werden dabei jeweils durch das Feld 20 und die Impulse 18, 18' jeweils durch die Felder 20a erzeugt, wobei bei einem Geber entsprechend dem Stand der TechnikThis last-mentioned condition is expressed in particular in the time diagram of the generated pulses 17, 18 and 17 ', 18' shown in FIG. The pulses 17, 17 ^: are each generated by the field 20 and the pulses 18, 18 'are each generated by the fields 20a, with an encoder corresponding to the prior art

und einem Feld 20a¹ die Impulse 17, 17' mit großem Jitter behaftet sind.and a field 20a ^1, the pulses 17, 17 'are subject to great jitter.

Die Zeit zwischen den unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulsen 17s 18, entsprechend dem Winkel/* , ist dabeiThe time between immediately consecutive Impulse 17s 18, corresponding to the angle / *, is included

mit t bezeichnet. Die Zeit zwischen den auseinandera denoted by t. The time between the aparta

liegenden Impulsen 16, 17' ist mit t, entsprechend einem Winkel^ bezeichnet. Wie man aus Figur 2 erkennt, ergibtlying pulses 16, 17 'is with t, corresponding to a Angle ^ denotes. As can be seen from Figure 2, results

6
sich dabei durch den relativ kleinen Winkel & ein relativ6th
due to the relatively small angle & a relative

großes Tastverhältnis t, /t .large duty cycle t, / t.

D S.D S.

Dieses relativ große Tastverhältnis ist bei der Anwendung in Zündanlagen von Brennkraftmaschinen aus zwei Gründen besonders vorteilhaft. Zum einen kann bei bekannter Geometrie aus der Länge eines der beiden Zeitintervalle tThis relatively large pulse duty factor is for two reasons when used in ignition systems of internal combustion engines particularly advantageous. On the one hand, if the geometry is known, one of the two time intervals t

oder t, die Drehzahl des Rotors bzw. der Brennkraftmaschine bor t, the speed of the rotor or the internal combustion engine b

bestimmt werden. Dann ist es jedoch erforderlich, daß sich die Zeiten t , t, erheblieh voneinander unterscheiden,to be determined. However, then it is necessary that the times t, t, differ considerably from one another,

Q. DQ. D

so daß keine Fehlmessungen durch Verwechslungen möglich sind, wie sie dann beispielsweise möglich wären, wenn sich t und t, nur geringfügig voneinander unterschieden.so that no incorrect measurements due to mix-ups are possible, as would be possible, for example, if t and t, only slightly different from each other.

Zum anderen werden die bipolare Signale 17, 18 in Zündanlagen von Brennkraftmaschinen auch zur sogenannten Schließzeitregelung verwendet, wobei bei bekannten Regelungen von einer Grundzeit ausgegangen wird, die durch an sich bekannte regelungstechnische Mittel je nach gerade vorliegenden Betriebsparametern vermindert wird. Dann ist es jedoch erforderlich, einen möglichst hohen Grundwert der Schließzeit zugrundezulegen, um einen weiten Regelbereich zu realisieren. Durch 'die relativ große Zeit t, sind diese Voraussetzung beim erfindungsgemäßen Sensor gegeben.On the other hand, the bipolar signals 17, 18 in ignition systems of internal combustion engines are also known as Closing time regulation used, with known regulations being based on a base time which reduced by means of control engineering known per se, depending on the operating parameters that are currently present will. But then it is necessary to do one as possible based on a high basic value of the closing time in order to achieve a wide control range. Through 'the relatively long time t, these prerequisites are given in the sensor according to the invention.

"· ■ i 1-7 6_;9-3 "· ■ i 1-7 6 _; 9-3

Insgesamt ergibt sich damit durch die erfindungsgemäße Anordnung der Klauen ein zeitlich "besonders scharf definiertes bipolares Nutzsignal groSer Amplitude, das für die verschiedensten Steuer- und Regelungsvorgänge verwendet verden kann.Overall, the inventive The arrangement of the claws creates a particularly sharply defined bipolar useful signal with a large amplitude, which is used for the most diverse control and regulation processes can be used.

Claims

ε. 17693ε. 17693

2.3.1982 Wt / Hm

ROBERT BOSCH GM3H, TOOO STUTTGART 1

Expectations

1. Sensor with a rotor, consisting of a first (10) and a second (11) pole plate with an intermediate magnet (13), with claws (15 »16) attached to the circumference of the following plates (10, 11) in the direction of the axis of rotation ( 19) are integrally formed on one pole sheet (10) opposite the other pole sheet (11) by a coil (OC) offset from one another, and with a magnetic field-sensitive element (1 ¹ O having stator, which is located near the circumference of the Rotor is arranged, characterized in that in each case a claw (16) of one pole plate (11) is arranged between two closely adjacent claws (15a, 15t) of the other pole plate (10).

2. Sensor according to claim 1 for an internal combustion engine of a motor vehicle, characterized in that the number of one claws (16) is the number of cylinders of the Internal combustion engine corresponds.

3. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the element (1 k ) is a Wiegand element.

k. Sensor according to Claim 1 or 2, characterized in that the element (1 h ) is a Hall or field plate element.