FR3144657A1 - Inductive position sensor with processing unit inside the transmitting element - Google Patents

Inductive position sensor with processing unit inside the transmitting element Download PDF

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FR3144657A1
FR3144657A1 FR2214742A FR2214742A FR3144657A1 FR 3144657 A1 FR3144657 A1 FR 3144657A1 FR 2214742 A FR2214742 A FR 2214742A FR 2214742 A FR2214742 A FR 2214742A FR 3144657 A1 FR3144657 A1 FR 3144657A1
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substrate
processing unit
position sensor
signal processing
receiving device
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FR2214742A
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Albin LE SERGENT
Theo PARDO
Julien Moulin
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SC2N SAS
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SC2N SAS
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Abstract

L’invention concerne un capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) pour machine électrique tournante comportant un substrat (2) sur lequel sont disposés au moins un élément d’émission (3a, 3b, 3c) destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers une cible en rotation pour générer un champ magnétique oscillant modifié, le substrat (2) comprenant un dispositif de réception (5) destiné à détecter le champ magnétique oscillant et à le transmettre à une unité de traitement du signal (6) pour déterminer la position angulaire de la cible, l’élément d’émission présentant une forme générale circulaire et délimitant une première zone interne (10), le dispositif de réception délimitant une deuxième zone interne (11). L’unité de traitement du signal est positionnée sur le substrat à l’intérieur de la première zone interne de l’élément d’émission et/ou de la deuxième zone interne du dispositif de réception ou en regard des première et deuxième zones internes. Figure de l’abrégé : Fig. 1The invention relates to an inductive position sensor (1a, 1b, 1c) for a rotating electrical machine comprising a substrate (2) on which are arranged at least one emission element (3a, 3b, 3c) intended to emit a magnetic field oscillating towards a rotating target to generate a modified oscillating magnetic field, the substrate (2) comprising a receiving device (5) for detecting the oscillating magnetic field and transmitting it to a signal processing unit (6) to determine the angular position of the target, the transmitting element having a generally circular shape and delimiting a first internal zone (10), the reception device delimiting a second internal zone (11). The signal processing unit is positioned on the substrate inside the first internal zone of the transmitting element and/or the second internal zone of the receiving device or opposite the first and second internal zones. Abstract Figure: Fig. 1

Description

Capteur de position inductif avec unité de traitement à l’intérieur de l’élément d’émissionInductive position sensor with processing unit inside the transmitting element

L'invention concerne le domaine des capteurs de position. Elle concerne plus particulièrement le domaine des capteurs de position qui sont configurés pour détecter la position angulaire d'une cible tournante de manière inductive.The invention relates to the field of position sensors. It concerns more particularly the field of position sensors which are configured to detect the angular position of a rotating target inductively.

Les capteurs de position inductifs, dits à courants de Foucault, utilisent un champ magnétique pour déterminer la position angulaire de la cible tournante qui forme un élément de couplage.Inductive position sensors, called eddy current sensors, use a magnetic field to determine the angular position of the rotating target which forms a coupling element.

Ces capteurs de position sont notamment utilisés dans les moteurs électriques de véhicules électriques ou hybrides comprenant un rotor tournant par rapport à un stator.These position sensors are particularly used in electric motors of electric or hybrid vehicles comprising a rotor rotating relative to a stator.

La position angulaire du rotor est déterminée par rapport au stator. La cible est montée à l’extrémité d’un arbre du rotor pour modifier un champ magnétique transmis par un émetteur. La cible est centrée par rapport à un axe de rotation du rotor. La cible comprend plusieurs pales qui fournissent un motif de champ magnétique répétitif et périodique par rapport à l'axe de rotation du rotor.The angular position of the rotor is determined relative to the stator. The target is mounted at the end of a rotor shaft to modify a magnetic field transmitted by a transmitter. The target is centered relative to an axis of rotation of the rotor. The target includes multiple blades that provide a repeating and periodic magnetic field pattern relative to the axis of rotation of the rotor.

Le capteur de position est monté fixe par rapport au rotor, en regard de la cible et de l’extrémité de l’arbre du rotor. Le capteur de position comprend un substrat (ou circuit imprimé) comportant au moins un élément d’émission destiné à émette un champ magnétique oscillant vers la cible, générant un champ magnétique oscillant modifié à une fréquence donnée.The position sensor is mounted fixed relative to the rotor, facing the target and the end of the rotor shaft. The position sensor comprises a substrate (or printed circuit) comprising at least one emission element intended to emit an oscillating magnetic field towards the target, generating a modified oscillating magnetic field at a given frequency.

Le substrat comprend un dispositif de réception destiné à détecter le champ magnétique oscillant modifié et à le transmettre à une unité de traitement du signal prévue sur le substrat pour en déduire la position angulaire de la cible.The substrate includes a receiving device for detecting the modified oscillating magnetic field and transmitting it to a signal processing unit provided on the substrate to deduce the angular position of the target.

L’élément d’émission présente une forme circulaire et est centré autour d’un axe d’émission. Le dispositif de réception présente également une forme circulaire et est centré autour d’un axe de réception. Le dispositif de réception est concentrique à l’élément d’émission. Le dispositif de réception présente donc un diamètre plus petit que celui de l’élément d’émission.The emission element has a circular shape and is centered around an emission axis. The receiving device also has a circular shape and is centered around a receiving axis. The receiving device is concentric with the transmitting element. The receiving device therefore has a smaller diameter than that of the transmitting element.

L’axe d’émission de l’élément d’émission et l’axe de réception du dispositif de réception sont alignés avec l’axe de rotation de la cible qui est lui-même aligné avec l’axe de rotation du rotor.The emission axis of the emission element and the reception axis of the reception device are aligned with the axis of rotation of the target which is itself aligned with the axis of rotation of the rotor.

Classiquement, l’unité de traitement du signal est intégrée sur le substrat et positionnée à l’extérieur du dispositif d’émission et de l’élément de réception, en périphérie de ces derniers.Conventionally, the signal processing unit is integrated on the substrate and positioned outside the transmitting device and the receiving element, on the periphery of the latter.

Cependant, ces capteurs de position inductifs sont encombrants et donc plus difficiles à intégrer dans les machines électriques tournantes.However, these inductive position sensors are bulky and therefore more difficult to integrate into rotating electrical machines.

Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un capteur de position inductif plus compact et plus facile à intégrer dans une machine électrique tournante.The aim of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the prior art by proposing an inductive position sensor that is more compact and easier to integrate into a rotating electrical machine.

Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un capteur de position inductif pour machine électrique tournante comportant un substrat sur lequel sont disposés au moins un élément d’émission destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers une cible en rotation pour générer un champ magnétique oscillant modifié. Le substrat comprend un dispositif de réception destiné à détecter le champ magnétique oscillant modifié et à le transmettre à une unité de traitement du signal pour déterminer la position angulaire de la cible. L’élément d’émission présente une forme générale circulaire et délimite une première zone interne. Le dispositif de réception présente une forme générale circulaire et délimite une deuxième zone interne.To do this, the invention thus relates, in its broadest acceptance, to an inductive position sensor for a rotating electrical machine comprising a substrate on which are arranged at least one emission element intended to emit a magnetic field oscillating towards a rotating target to generate a modified oscillating magnetic field. The substrate includes a receiving device for detecting the changed oscillating magnetic field and transmitting it to a signal processing unit to determine the angular position of the target. The emission element has a generally circular shape and delimits a first internal zone. The receiving device has a generally circular shape and delimits a second internal zone.

Selon l’invention, l’unité de traitement du signal est positionnée sur le substrat, à l’intérieur de la première zone interne de l’élément d’émission et/ou à l’intérieur de la deuxième zone interne du dispositif de réception ou en regard des première et deuxième zones internes.According to the invention, the signal processing unit is positioned on the substrate, inside the first internal zone of the transmitting element and/or inside the second internal zone of the reception device or opposite the first and second internal zones.

L’invention fournit ainsi un capteur de position inductif plus compact, plus facile à intégrer dans une machine électrique tournante et plus léger.The invention thus provides a more compact inductive position sensor, easier to integrate into a rotating electrical machine and lighter.

Selon une variante, le dispositif de réception est positionné à l’intérieur ou en regard de la première zone interne de l’élément d’émission.According to one variant, the reception device is positioned inside or opposite the first internal zone of the transmitting element.

Selon une autre variante, l’élément d’émission est positionné à l’intérieur ou en regard de la deuxième zone interne du dispositif de réception.According to another variant, the transmitting element is positioned inside or opposite the second internal zone of the reception device.

Selon une autre variante, le substrat comprend une couche de substrat sur laquelle sont intégrés l’élément d’émission, le dispositif de réception et l’unité de traitement du signal. L’élément d’émission, le dispositif de réception et l’unité de traitement du signal sont positionnés dans un même plan.According to another variant, the substrate comprises a substrate layer on which the transmitting element, the receiving device and the signal processing unit are integrated. The transmitting element, the receiving device and the signal processing unit are positioned in the same plane.

Selon une autre variante, le substrat comprend une première couche de substrat sur laquelle sont intégrés l’élément d’émission et le dispositif de réception. Le substrat comprend une deuxième couche de substrat sur laquelle est intégrée l’unité de traitement du signal. Les première et deuxième couches de substrat sont superposées.According to another variant, the substrate comprises a first substrate layer on which the transmitting element and the reception device are integrated. The substrate comprises a second substrate layer on which the signal processing unit is integrated. The first and second substrate layers are superimposed.

Selon une autre variante, le substrat comprend une troisième couche de substrat sur laquelle est intégré le dispositif de réception. L’élément d’émission est intégré sur la première couche de substrat. L’unité de traitement du signal est intégrée sur la deuxième couche de substrat. Les première, deuxième et troisième couches de substrat sont superposées.According to another variant, the substrate comprises a third substrate layer on which the reception device is integrated. The transmitting element is integrated on the first substrate layer. The signal processing unit is integrated on the second substrate layer. The first, second and third substrate layers are superimposed.

Selon une autre variante, l’élément d’émission est relié électriquement à l’unité de traitement du signal par un élément de liaison formé sur la deuxième couche de substrat.According to another variant, the transmitting element is electrically connected to the signal processing unit by a connecting element formed on the second substrate layer.

Lorsque l’élément d’émission est positionné à l’intérieur du dispositif de réception, cette configuration évite à l’élément de liaison de traverser ou de passer au-dessus du dispositif de réception, évitant un couplage électrique avec ce dernier.When the transmitting element is positioned inside the receiving device, this configuration prevents the connecting element from crossing or passing above the receiving device, avoiding electrical coupling with the latter.

Selon une autre variante, le substrat comprend plusieurs orifices traversant la première zone interne de l’élément d’émission et la deuxième zone interne du dispositif de réception. L’unité de traitement du signal est reliée à des éléments de connexion prévus sur un connecteur positionné à l’extérieur de l’élément d’émission par des liaisons électriques traversant chacune l’un des orifices.According to another variant, the substrate comprises several orifices passing through the first internal zone of the transmitting element and the second internal zone of the reception device. The signal processing unit is connected to connection elements provided on a connector positioned outside the transmitting element by electrical connections each passing through one of the orifices.

Dans ce cas, les liaisons électriques relient directement l’unité de traitement du signal aux éléments de connexion, sans croiser le dispositif de réception, ni l’élément d’émission, évitant un couplage avec ces derniers.In this case, the electrical connections directly connect the signal processing unit to the connection elements, without crossing the receiving device or the transmitting element, avoiding coupling with the latter.

Selon une autre variante, le substrat comprend plusieurs orifices positionnés à l’extérieur de la première zone interne de l’élément d’émission et de la deuxième zone interne du dispositif de réception. L’unité de traitement du signal est reliée à des éléments de connexion prévus sur un connecteur positionné à l’extérieur de l’élément d’émission par des liaisons électriques traversant chacune l’un des orifices.According to another variant, the substrate comprises several orifices positioned outside the first internal zone of the transmitting element and the second internal zone of the reception device. The signal processing unit is connected to connection elements provided on a connector positioned outside the transmitting element by electrical connections each passing through one of the orifices.

L’invention concerne également une machine électrique tournante de véhicule comprenant un stator et un rotor monté en rotation par rapport au stator.The invention also relates to a rotating electric vehicle machine comprising a stator and a rotor mounted to rotate relative to the stator.

La machine électrique tournante comprend un capteur de position inductif tel que défini précédemment et une cible positionnée sur le rotor, en regard du capteur de position inductif.The rotating electric machine comprises an inductive position sensor as defined previously and a target positioned on the rotor, facing the inductive position sensor.

On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles :We will describe below, by way of non-limiting examples, embodiments of the present invention, with reference to the appended figures in which:

illustre schématiquement un capteur de position inductif, selon un mode de réalisation de l’invention ; schematically illustrates an inductive position sensor, according to one embodiment of the invention;

illustre schématiquement un capteur de position inductif, selon un autre mode de réalisation de l’invention; schematically illustrates an inductive position sensor, according to another embodiment of the invention;

illustre schématiquement un capteur de position inductif, selon un autre mode de réalisation de l’invention. schematically illustrates an inductive position sensor, according to another embodiment of the invention.

L’invention concerne un capteur de position inductif 1a, 1b, 1c, tel qu’illustré sur les figures 1 à 3.The invention relates to an inductive position sensor 1a, 1b, 1c, as illustrated in Figures 1 to 3.

Le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c utilise un champ magnétique pour déterminer la position angulaire d’une cible tournante qui est utilisée comme élément de couplage.The inductive position sensor 1a, 1b, 1c uses a magnetic field to determine the angular position of a rotating target which is used as a coupling element.

Le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c et la cible sont destinés à être montés dans une machine électrique tournante tel un moteur électrique de véhicule électrique ou hybride comprenant un rotor tournant par rapport à un stator.The inductive position sensor 1a, 1b, 1c and the target are intended to be mounted in a rotating electric machine such as an electric motor of an electric or hybrid vehicle comprising a rotor rotating relative to a stator.

La position angulaire du rotor est déterminée par rapport au stator. La cible est montée sur une extrémité d’un arbre du rotor pour modifier un champ magnétique émit par un émetteur. La cible comprend un axe de rotation qui est aligné avec un axe de rotation du rotor. La cible comprend plusieurs pâles qui fournissent un motif de champ magnétique répétitif et périodique par rapport à l'axe de rotation du rotor.The angular position of the rotor is determined relative to the stator. The target is mounted on one end of a rotor shaft to modify a magnetic field emitted by a transmitter. The target includes an axis of rotation that is aligned with an axis of rotation of the rotor. The target includes several blades that provide a repeating and periodic magnetic field pattern relative to the axis of rotation of the rotor.

Le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c comprend un substrat 2 (ou circuit imprimé) sur lequel sont disposés trois éléments d’émission 3a, 3b, 3c destinés à émettre chacun un champ magnétique oscillant vers la cible, générant un champ magnétique oscillant modifié à une fréquence donnée.The inductive position sensor 1a, 1b, 1c comprises a substrate 2 (or printed circuit) on which are arranged three emission elements 3a, 3b, 3c intended to each emit an oscillating magnetic field towards the target, generating an oscillating magnetic field changed at a given frequency.

Le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c comprend un dispositif de réception 5 destiné à détecter le champ magnétique oscillant modifié et à le transmettre à une unité de traitement du signal 6 prévue sur le substrat 2 pour mesurer la position angulaire de la cible. Le champ magnétique oscillant modifié génère une force électromotrice à une fréquence donnée dans le dispositif de réception 5. Cette force électromotrice est traitée par l’unité de traitement de signal 6 de sorte à fournir des signaux de sortie permettant la mesure de la position de la cible.The inductive position sensor 1a, 1b, 1c comprises a receiving device 5 intended to detect the modified oscillating magnetic field and to transmit it to a signal processing unit 6 provided on the substrate 2 to measure the angular position of the target. The modified oscillating magnetic field generates an electromotive force at a given frequency in the receiving device 5. This electromotive force is processed by the signal processing unit 6 so as to provide output signals allowing the measurement of the position of the target.

Le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c est monté fixe par rapport au rotor. Les éléments d’émission 3a, 3b, 3c et le dispositif de réception 5 du capteur de position inductif 1a, 1b, 1c sont positionnés en regard de la cible et donc en regard de l’extrémité de l’arbre du rotor. Autrement dit, le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c est donc positionné axialement par rapport à l’axe de rotation du rotor.The inductive position sensor 1a, 1b, 1c is mounted fixed relative to the rotor. The transmitting elements 3a, 3b, 3c and the reception device 5 of the inductive position sensor 1a, 1b, 1c are positioned facing the target and therefore facing the end of the rotor shaft. In other words, the inductive position sensor 1a, 1b, 1c is therefore positioned axially relative to the axis of rotation of the rotor.

Le dispositif de réception 5 comprend plusieurs enroulements et présente une section de forme générale circulaire et plus précisément une forme annulaire.The receiving device 5 comprises several windings and has a section of generally circular shape and more precisely an annular shape.

Traditionnellement, le nombre d’enroulements du dispositif de réception 5 est proportionnel au nombre de pales (ou secteurs angulaires) de la cible. La cible comprend au moins trois secteurs angulaires. Elle peut en comporter six, par exemple.Traditionally, the number of windings of the receiving device 5 is proportional to the number of blades (or angular sectors) of the target. The target includes at least three angular sectors. It can have six, for example.

Les trois éléments d’émission 3a, 3b, 3c présentent une symétrie de révolution. De préférence, les trois éléments d’émission 3a, 3b, 3c présentent une forme circulaire, et sont centrés autour d’un axe d’émission commun.The three emission elements 3a, 3b, 3c have a symmetry of revolution. Preferably, the three emission elements 3a, 3b, 3c have a circular shape, and are centered around a common emission axis.

Les trois éléments d’émission 3a, 3b, 3c sont positionnés de façon concentrique les uns par rapport aux autres. Un premier élément d’émission 3a est positionné à l’intérieur d’un deuxième élément d’émission 3b présentant un diamètre plus grand que celui du premier élément d’émission 3a. Un troisième élément d’émission 3c, présentant un diamètre plus grand que celui du deuxième élément d’émission 3b, entoure le deuxième élément d’émission 3b.The three emission elements 3a, 3b, 3c are positioned concentrically relative to each other. A first emission element 3a is positioned inside a second emission element 3b having a diameter larger than that of the first emission element 3a. A third emission element 3c, having a diameter larger than that of the second emission element 3b, surrounds the second emission element 3b.

Les éléments d’émission 3a, 3b, 3c émettent des champs magnétiques oscillants à des fréquences distinctes les unes des autres. Trois fréquences différentes sont donc émises vers la cible.The emitting elements 3a, 3b, 3c emit oscillating magnetic fields at frequencies distinct from each other. Three different frequencies are therefore transmitted towards the target.

En variante, le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c peut comprendre un seul élément d’émission 3a, 3b, 3c ou deux éléments d’émission 3a, 3b, 3c ou plus de trois éléments d’émission 3a, 3b, 3c.Alternatively, the inductive position sensor 1a, 1b, 1c may comprise a single emission element 3a, 3b, 3c or two emission elements 3a, 3b, 3c or more than three emission elements 3a, 3b, 3c .

Le substrat 2 et le capteur de position inductif 1a, 1b, 1c forment une carte électronique qui est supportée par un support et qui peut être protégée par un couvercle.The substrate 2 and the inductive position sensor 1a, 1b, 1c form an electronic card which is supported by a support and which can be protected by a cover.

Selon l’invention, l’unité de traitement du signal 6 est positionnée sur le substrat 2, à l’intérieur des éléments d’émission 3a, 3b, 3c et du dispositif de réception 5, de façon à ne pas être superposé aux éléments d’émission 3a, 3b, 3c, ni au dispositif de réception 5 suivant la direction de l’axe central A. L’unité de traitement du signal 6 n’est pas en regard des éléments d’émission 3a, 3b, 3c, ni du dispositif de réception 5.According to the invention, the signal processing unit 6 is positioned on the substrate 2, inside the transmitting elements 3a, 3b, 3c and the reception device 5, so as not to be superimposed on the elements. transmission elements 3a, 3b, 3c, nor to the reception device 5 in the direction of the central axis A. The signal processing unit 6 does not face the transmission elements 3a, 3b, 3c, nor the receiving device 5.

Le ou les éléments d’émission 3a, 3b, 3c délimitent une première zone interne 10 circulaire. Le dispositif de réception 5 délimite une deuxième zone interne 11 circulaire.The emission element(s) 3a, 3b, 3c delimit a first circular internal zone 10. The receiving device 5 delimits a second internal circular zone 11.

On entend par « à l’intérieur de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c et du dispositif de réception 5 » le fait que l’unité de traitement du signal 6 peut être dans la première zone interne 10 de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c et/ou dans la deuxième zone interne 11 du dispositif de réception 5 ou bien décalé par rapport à ces zones internes 10, 11 mais en restant en regard de ces première et deuxième zones internes 10, 11, c’est-à-dire au-dessus ou en dessous de celles-ci.By “inside the transmitting element 3a, 3b, 3c and the receiving device 5” is meant the fact that the signal processing unit 6 can be in the first internal zone 10 of the element. transmission 3a, 3b, 3c and/or in the second internal zone 11 of the reception device 5 or offset relative to these internal zones 10, 11 but remaining opposite these first and second internal zones 10, 11, that is to say above or below these.

Une zone interne commune 4 s’étendant axialement le long d’un axe central A de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c est définie. La zone interne commune 4 est de forme tubulaire et passe par la première et/ou la deuxième zone interne 10, 11 en s’étendant axialement de chaque côté des première et deuxième zones internes 10, 11 mais en restant à proximité de ces dernières.A common internal zone 4 extending axially along a central axis A of the emission element 3a, 3b, 3c is defined. The common internal zone 4 is tubular in shape and passes through the first and/or second internal zone 10, 11 extending axially on each side of the first and second internal zones 10, 11 but remaining close to the latter.

Autrement dit, l’unité de traitement du signal 6 est positionnée dans la zone interne commune 4.In other words, the signal processing unit 6 is positioned in the common internal zone 4.

Selon un mode de réalisation représenté sur la , le capteur de position inductif 1a comprend un dispositif de réception 5 qui est positionné à l’intérieur des éléments d’émission 3a, 3b, 3c.According to an embodiment shown on the , the inductive position sensor 1a comprises a receiving device 5 which is positioned inside the transmitting elements 3a, 3b, 3c.

La zone interne commune 4 est délimitée par la bordure interne 12 du dispositif de réception 5.The common internal zone 4 is delimited by the internal border 12 of the receiving device 5.

Le dispositif de réception 5 est positionné à l’intérieur ou en regard de la première zone interne 10 de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c.The receiving device 5 is positioned inside or opposite the first internal zone 10 of the transmitting element 3a, 3b, 3c.

L’unité de traitement du signal 6 est positionnée dans la zone interne commune 4, à l’intérieur ou en regard de la deuxième zone interne 11 du dispositif de réception 5.The signal processing unit 6 is positioned in the common internal zone 4, inside or opposite the second internal zone 11 of the reception device 5.

Selon une variante, le substrat 2 comprend une couche de substrat sur laquelle sont intégrés les éléments d’émission 3a, 3b, 3c, le dispositif de réception 5 et l’unité de traitement du signal 6. Les éléments d’émission 3a, 3b, 3c, le dispositif de réception 5 et l’unité de traitement du signal 6 sont positionnés dans un même plan.According to a variant, the substrate 2 comprises a substrate layer on which the transmission elements 3a, 3b, 3c, the reception device 5 and the signal processing unit 6 are integrated. The transmission elements 3a, 3b , 3c, the receiving device 5 and the signal processing unit 6 are positioned in the same plane.

Les première et deuxième zones internes 10, 11 sont alors confondues. L’unité de traitement du signal 6 est positionnée à la fois dans les première et deuxième zones internes 10, 11.The first and second internal zones 10, 11 are then combined. The signal processing unit 6 is positioned in both the first and second internal zones 10, 11.

Selon une autre variante, le substrat 2 comprend une première couche de substrat sur laquelle sont intégrés l’élément d’émission 3a, 3b, 3c et le dispositif de réception 5. Le substrat 2 comprend une deuxième couche de substrat sur laquelle est intégrée l’unité de traitement du signal 6, les première et deuxième couches de substrat sont superposées.According to another variant, the substrate 2 comprises a first substrate layer on which the transmitting element 3a, 3b, 3c and the reception device 5 are integrated. The substrate 2 comprises a second substrate layer on which the signal processing unit 6, the first and second substrate layers are superimposed.

L’unité de traitement du signal 6 est positionné dans la zone interne commune 4 mais est décalé par rapport aux éléments d’émission 3a, 3b, 3c, et au dispositif de réception 5 suivant l’axe central A.The signal processing unit 6 is positioned in the common internal zone 4 but is offset relative to the transmitting elements 3a, 3b, 3c, and the receiving device 5 along the central axis A.

L’unité de traitement du signal 6 est positionné en regard des première et deuxième zones internes 10, 11 qui sont confondues.The signal processing unit 6 is positioned opposite the first and second internal zones 10, 11 which are combined.

Selon une autre variante représentée sur la , le substrat 2 comprend une troisième couche de substrat sur laquelle est intégré le dispositif de réception 5. L’élément d’émission 3a, 3b, 3c est intégré sur la première couche de substrat et l’unité de traitement du signal 6 est intégré sur la deuxième couche de substrat. Les première, deuxième et troisième couches de substrat sont superposées.According to another variant shown on the , the substrate 2 comprises a third substrate layer on which the reception device 5 is integrated. The transmitting element 3a, 3b, 3c is integrated on the first substrate layer and the signal processing unit 6 is integrated on the second substrate layer. The first, second and third substrate layers are superimposed.

L’unité de traitement du signal 6 est positionné dans la zone interne commune 4 mais est décalé par rapport aux éléments d’émission 3a, 3b, 3c, et au dispositif de réception 5 suivant l’axe central A.The signal processing unit 6 is positioned in the common internal zone 4 but is offset relative to the transmitting elements 3a, 3b, 3c, and the receiving device 5 along the central axis A.

L’unité de traitement du signal 6 est positionné en regard des première et deuxième zones internes 10, 11 qui sont également décalées l’une par rapport à l’autre suivant l’axe central A.The signal processing unit 6 is positioned opposite the first and second internal zones 10, 11 which are also offset relative to each other along the central axis A.

La deuxième couche de substrat peut être contiguë à la première couche de substrat ou contiguë à la troisième couche de substrat.The second substrate layer may be contiguous with the first substrate layer or contiguous with the third substrate layer.

Les éléments d’émission 3a, 3b, 3c sont reliés électriquement à l’unité de traitement du signal 6 par un élément de liaison 8 formé sur la deuxième couche de substrat.The transmission elements 3a, 3b, 3c are electrically connected to the signal processing unit 6 by a connecting element 8 formed on the second substrate layer.

Ainsi, l’élément de liaison 8 passe au-dessus ou en-dessous du dispositif de réception 5 sans être en contact avec ce dernier.Thus, the connecting element 8 passes above or below the receiving device 5 without being in contact with the latter.

Selon un mode de réalisation représenté sur la , le capteur de position inductif 1c comprend trois éléments d’émission 3a, 3b, 3c qui sont positionnés à l’intérieur du dispositif de réception 5.According to an embodiment shown on the , the inductive position sensor 1c comprises three transmitting elements 3a, 3b, 3c which are positioned inside the receiving device 5.

La zone interne commune 4 est délimitée par le premier élément d’émission 3c.The common internal zone 4 is delimited by the first emission element 3c.

Quel que soit la position du dispositif de réception 5 par rapport aux éléments d’émission 3a, 3b, 3c, l’unité de traitement du signal 6 est toujours positionnée à l’intérieur des éléments d’émission 3a, 3b, 3c et du dispositif de réception 5, c’est-à-dire dans la zone interne commune 4, comme décrit précédemment.Whatever the position of the receiving device 5 relative to the transmitting elements 3a, 3b, 3c, the signal processing unit 6 is always positioned inside the transmitting elements 3a, 3b, 3c and the receiving device 5, that is to say in the common internal zone 4, as described previously.

L’unité de traitement du signal 6 est positionné à l’intérieur ou en regard des première et deuxième zones internes 10, 11.The signal processing unit 6 is positioned inside or opposite the first and second internal zones 10, 11.

Dans ce cas, l’élément de liaison 8 relie directement l’unité de traitement du signal 6 aux éléments d’émission 3a, 3b, 3c, sans croiser le dispositif de réception 5, évitant un couplage avec ce dernier.In this case, the connecting element 8 directly connects the signal processing unit 6 to the transmitting elements 3a, 3b, 3c, without crossing the receiving device 5, avoiding coupling with the latter.

Comme illustré dans les modes de réalisation des figures 1 et 3, le substrat 2 comprend plusieurs orifices 7 traversant l’intérieur des éléments d’émission 3a, 3b, 3c et du dispositif de réception 5. Autrement dit, les orifices 7 traversent la première zone interne 10 des éléments d’émission 3a, 3b, 3c et la deuxième zone interne 11 du dispositif de réception 5. L’unité de traitement du signal 6 est reliée à des éléments de connexion prévus sur un connecteur positionné à l’extérieur de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c par des liaisons électriques 9 traversant chacune l’un des orifices 7.As illustrated in the embodiments of Figures 1 and 3, the substrate 2 comprises several orifices 7 passing through the interior of the emission elements 3a, 3b, 3c and the reception device 5. In other words, the orifices 7 pass through the first internal zone 10 of the transmission elements 3a, 3b, 3c and the second internal zone 11 of the reception device 5. The signal processing unit 6 is connected to connection elements provided on a connector positioned outside of the emission element 3a, 3b, 3c by electrical connections 9 each passing through one of the orifices 7.

Dans l’exemple des figures 1 et 3, le substrat 2 comprend six orifices 7.In the example of Figures 1 and 3, the substrate 2 comprises six orifices 7.

Les liaisons électriques 9 peuvent être des fils électriques ou des pistes métalliques gravées sur la deuxième couche de substrat, par exemple.The electrical connections 9 can be electrical wires or metal tracks etched on the second substrate layer, for example.

Dans le mode de réalisation de la , le capteur de position inductif 1b comprend un dispositif de réception 5 qui est positionné à l’intérieur des éléments d’émission 3a, 3b, 3c, comme dans le mode de réalisation de la . L’unité de traitement du signal 6 est positionnée sur le substrat 2 à l’intérieur de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c et du dispositif de réception 5, comme décrit précédemment.In the embodiment of the , the inductive position sensor 1b comprises a receiving device 5 which is positioned inside the transmitting elements 3a, 3b, 3c, as in the embodiment of the . The signal processing unit 6 is positioned on the substrate 2 inside the transmitting element 3a, 3b, 3c and the receiving device 5, as described previously.

La différence avec le mode de réalisation de la est que le substrat 2 comprend plusieurs orifices 7 positionnés à l’extérieur de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c et du dispositif de réception 5, en périphérie de ces derniers. Les orifices 7 sont positionnés à l’extérieur de la première zone interne 10 des éléments d’émission 3a, 3b, 3c et de la deuxième zone interne 11 du dispositif de réception 5.The difference with the embodiment of the is that the substrate 2 comprises several orifices 7 positioned outside the transmitting element 3a, 3b, 3c and the reception device 5, on the periphery of the latter. The orifices 7 are positioned outside the first internal zone 10 of the transmitting elements 3a, 3b, 3c and the second internal zone 11 of the reception device 5.

L’unité de traitement du signal 6 est reliée à des éléments de connexion prévus sur un connecteur à l’extérieur de l’élément d’émission 3a, 3b, 3c par des liaisons électriques (non représenté) traversant chacune l’un des orifices 7.The signal processing unit 6 is connected to connection elements provided on a connector outside the transmitting element 3a, 3b, 3c by electrical connections (not shown) each passing through one of the orifices 7.

Le substrat 2 comprend au moins trois orifices 7. Il peut comprendre douze orifices 7, par exemple.The substrate 2 comprises at least three orifices 7. It can comprise twelve orifices 7, for example.

Dans l’exemple de la , le substrat 2 comprend six orifices 7.In the example of the , the substrate 2 comprises six orifices 7.

En variante, le substrat 2 peut comprendre deux unités de traitement de signal 6 positionnées l’une à côté de l’autre.Alternatively, the substrate 2 may comprise two signal processing units 6 positioned next to each other.

La deuxième couche de substrat comprenant l’unité de traitement du signal 6 peut être positionnée en regard de la cible et donc au plus près de celle-ci ou bien être la couche la plus éloignée de la cible. Dans ce cas, au moins la première couche de substrat étant positionnée entre la deuxième couche de substrat et la cible.The second substrate layer comprising the signal processing unit 6 can be positioned facing the target and therefore as close as possible to it or be the layer furthest from the target. In this case, at least the first substrate layer being positioned between the second substrate layer and the target.

Claims (10)

Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) pour machine électrique tournante comportant un substrat (2) sur lequel sont disposés au moins un élément d’émission (3a, 3b, 3c) destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers une cible en rotation pour générer un champ magnétique oscillant modifié, le substrat (2) comprenant un dispositif de réception (5) destiné à détecter le champ magnétique oscillant modifié et à le transmettre à une unité de traitement du signal (6) pour déterminer la position angulaire de la cible, l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) présentant une forme générale circulaire et délimitant une première zone interne (10), le dispositif de réception (5) présentant une forme générale circulaire et délimitant une deuxième zone interne (11), caractérisé en ce que l’unité de traitement du signal (6) est positionnée sur le substrat (2) à l’intérieur de la première zone interne (10) de l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) et/ou à l’intérieur de la deuxième zone interne (11) du dispositif de réception (5) ou en regard desdites première et deuxième zones internes (10, 11).Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) for a rotating electrical machine comprising a substrate (2) on which are arranged at least one emission element (3a, 3b, 3c) intended to emit an oscillating magnetic field towards a target in rotation to generate a modified oscillating magnetic field, the substrate (2) comprising a receiving device (5) for detecting the modified oscillating magnetic field and transmitting it to a signal processing unit (6) to determine the angular position of the target, the transmitting element (3a, 3b, 3c) having a generally circular shape and delimiting a first internal zone (10), the reception device (5) having a generally circular shape and delimiting a second internal zone ( 11), characterized in that the signal processing unit (6) is positioned on the substrate (2) inside the first internal zone (10) of the transmitting element (3a, 3b, 3c ) and/or inside the second internal zone (11) of the receiving device (5) or opposite said first and second internal zones (10, 11). Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réception (5) est positionné à l’intérieur ou en regard de la première zone interne (10) de l’élément d’émission (3a, 3b, 3c).Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to claim 1, characterized in that the receiving device (5) is positioned inside or facing the first internal zone (10) of the element of emission (3a, 3b, 3c). Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) est positionné à l’intérieur ou en regard de la deuxième zone interne (11) du dispositif de réception (5).Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to claim 1, characterized in that the emission element (3a, 3b, 3c) is positioned inside or opposite the second internal zone (11) of the receiving device (5). Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le substrat (2) comprend une couche de substrat sur laquelle sont intégrés l’élément d’émission (3a, 3b, 3c), le dispositif de réception (5) et l’unité de traitement du signal (6), l’élément d’émission (3a, 3b, 3c), le dispositif de réception (5) et l’unité de traitement du signal (6) étant positionnés dans un même plan.Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the substrate (2) comprises a substrate layer on which the emission element (3a, 3b) is integrated , 3c), the receiving device (5) and the signal processing unit (6), the transmitting element (3a, 3b, 3c), the receiving device (5) and the processing unit of the signal (6) being positioned in the same plane. Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le substrat (2) comprend une première couche de substrat sur laquelle sont intégrés l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) et le dispositif de réception (5), le substrat (2) comprenant une deuxième couche de substrat sur laquelle est intégrée l’unité de traitement du signal (6), les première et deuxième couches de substrat étant superposées.Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the substrate (2) comprises a first substrate layer on which the emission element (3a, 3b, 3c) and the receiving device (5), the substrate (2) comprising a second substrate layer on which the signal processing unit (6) is integrated, the first and second substrate layers being superposed. Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le substrat (2) comprend une troisième couche de substrat sur laquelle est intégré le dispositif de réception (5), l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) étant intégré sur une première couche de substrat, l’unité de traitement du signal (6) étant intégrée sur une deuxième couche de substrat, les première, deuxième et troisième couches de substrat étant superposées.Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the substrate (2) comprises a third substrate layer on which the receiving device (5) is integrated, the element d the transmission (3a, 3b, 3c) being integrated on a first substrate layer, the signal processing unit (6) being integrated on a second substrate layer, the first, second and third substrate layers being superimposed. Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) est relié électriquement à l’unité de traitement du signal (6) par un élément de liaison (8) formé sur la deuxième couche de substrat.Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to any one of Claims 5 or 6, characterized in that the transmitting element (3a, 3b, 3c) is electrically connected to the signal processing unit (6) by a connecting element (8) formed on the second substrate layer. Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le substrat (2) comprend plusieurs orifices (7) traversant la première zone interne (10) de l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) et la deuxième zone interne (11) du dispositif de réception (5), l’unité de traitement du signal (6) étant reliée à des éléments de connexion prévus sur un connecteur positionné à l’extérieur de l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) par des liaisons électriques (9) traversant chacune l’un des orifices (7).Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the substrate (2) comprises several orifices (7) passing through the first internal zone (10) of the element d transmission (3a, 3b, 3c) and the second internal zone (11) of the reception device (5), the signal processing unit (6) being connected to connection elements provided on a connector positioned at the exterior of the transmitting element (3a, 3b, 3c) by electrical connections (9) each passing through one of the orifices (7). Capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le substrat (2) comprend plusieurs orifices (7) positionnés à l’extérieur de la première zone interne (10) de l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) et de la deuxième zone interne (11) du dispositif de réception (5), l’unité de traitement du signal (6) étant reliée à des éléments de connexion prévus sur un connecteur positionné à l’extérieur de l’élément d’émission (3a, 3b, 3c) par des liaisons électriques (9) traversant chacune l’un des orifices (7).Inductive position sensor (1a, 1b, 1c) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the substrate (2) comprises several orifices (7) positioned outside the first internal zone (10) of the transmitting element (3a, 3b, 3c) and of the second internal zone (11) of the receiving device (5), the signal processing unit (6) being connected to connection elements provided on a connector positioned outside the transmitting element (3a, 3b, 3c) by electrical connections (9) each passing through one of the orifices (7). Machine électrique tournante de véhicule comprenant un stator et un rotor monté en rotation par rapport au stator, caractérisée en ce qu’elle comprend un capteur de position inductif (1a, 1b, 1c) tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, et une cible positionnée sur le rotor, en regard du capteur de position inductif (1a, 1b, 1c).Rotating electric vehicle machine comprising a stator and a rotor mounted to rotate relative to the stator, characterized in that it comprises an inductive position sensor (1a, 1b, 1c) as defined according to any one of claims 1 to 9, and a target positioned on the rotor, facing the inductive position sensor (1a, 1b, 1c).
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US20190056244A1 (en) * 2017-08-21 2019-02-21 KSR IP Holdings, LLC Inductive sensor module assembly with a center signal processor
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DE102020214235A1 (en) * 2020-11-12 2022-05-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Inductive position sensor device, drive device

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