JP2018531392A - 回転角度センサ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばシャフトと他の構成要素との間の回転角度を特定することができる回転角度センサに関する。
回転角度を測定するために、例えば、対応する磁場センサによって磁石が回転させられる回転角度センサが公知である。この場合、磁場ベクトルを測定することによって回転角度を帰納的に推定することが可能となる。このようなセンサはまた、例えば、隣り合って配置された電流ケーブルの電流の流れによって引き起こされる外部磁場にも反応し、非常に敏感であり得る。
発明の利点
本発明の実施形態は、有利には、外部干渉及び/又は構成要素の誤差が測定に対してわずかにしか影響を与えなくなるように、シャフトと他の構成要素との間の回転角度を特定することを可能にする。
N=3の場合には、導通されたコイルが1つ(M=1)であれば6つの測定であり、導通されたコイルが2つ(M=2)であれば3つの測定である。これにより、常に同一のコイルのみが導通される場合よりも、回転角度の特定を格段により正確にすることが可能となる。
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、図面も説明も本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
図1は、ステータエレメント12及びロータエレメント14からなる回転角度センサ10を示す。ロータエレメント14は、例えば、スロットルバルブ、モータ、カムシャフト、アクセルペダル等のような構成要素のシャフト16に固定することができ、又は、このシャフト16によって提供することができる。シャフト16は、軸線Aを中心にして回転可能であり、ステータエレメント12は、対応する軸線方向においてロータエレメント14に対向している。例えば、ステータエレメント12は、構成要素のハウジングに固定されている。
図5乃至図7には、回転角度センサ10が示されており、この回転角度センサ10の第1のコイル20a、第2のコイル20b及び第3のコイル20cは、センサエレメント12を完全に取り囲んでいる。コイル20a,20b,20cは、同等に構成されている。図2と同様に、コイル20a,20b,20cは、ステータエレメント12上で互いにずらされて配置されている。コイル20a,20b,20cのそれぞれ6つの巻線34a,34bは全て、外部干渉場を補償するためにそれぞれ同等の面積を取り囲んでいる。巻線の個数は、6つに限定されているわけではないが、干渉場を補償するために偶数にすべきである。巻線の個数及び開口角度から、センサの周期性が得られる。
Claims (11)
- 回転角度センサ(10)であって、
少なくとも3つのコイル(20)を有するステータエレメント(12)と、
前記ステータエレメント(12)に対して回転可能に支持されたロータエレメント(14)であって、回転角度に依存して異なる強さで前記少なくとも3つのコイル(20)の各々と誘導結合されるように構成されているロータエレメント(14)と、
前記ロータエレメント(14)と前記ステータエレメント(12)との間の回転角度を特定するための評価ユニット(22)と、
を含む、回転角度センサ(10)において、
前記評価ユニット(22)は、前記コイル(20)のうちのそれぞれ第1の部分に交番電圧が供給されるように、かつ、当該評価ユニットによって残余の部分が非導通となるように、前記コイル(20)に周期的に順次に交番電圧を供給するように構成されており、
前記評価ユニットは、周期的に順次に1つ又は複数の非導通のコイル(20)において、それぞれ誘導された交番電圧の位相及び/又は大きさを特定し、ここから回転角度を特定するように構成されている、
ことを特徴とする回転角度センサ(10)。 - 前記コイルのうちの前記第1の部分からの少なくとも2つのコイル(20)に、それぞれ異なる交番電圧を同時に供給する、
請求項1に記載の回転角度センサ(10)。 - 前記コイルのうちの前記第1の部分からの前記コイル(20)に供給される交番電圧は、それぞれ異なる周波数、それぞれ異なる位相、及び/又は、それぞれ異なる大きさを有する、
請求項1又は2に記載の回転角度センサ(10)。 - 単一のコイルのみに交番電圧を供給し、残余のコイル(20)において、それぞれ誘導された交番電圧の大きさ及び/又は位相を特定する、又は、
単一のコイル(20)において、誘導された交番電圧を特定し、残余のコイルには交番電圧を供給する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。 - 前記評価ユニット(22)は、前記誘導された交番電圧の前記大きさ及び/又は前記位相から、前記ステータエレメント(12)と前記ロータエレメント(14)との間の軸線方向の距離を特定するように構成されている、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。 - 前記コイル(20)は、平面コイルであり、及び/又は、
前記コイル(20)は、プリント基板(18)の上及び/又は内部に配置されている、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。 - 前記コイル(20)同士は、軸線方向において互いに少なくとも部分的に重なり合っている、及び/又は、
前記コイル(20)の各々は、周方向において順次連続した少なくとも2つの巻線(34)を有する、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。 - 前記コイル(20)の各々は、少なくとも1つの第1の巻線(34a)及び少なくとも1つの第2の巻線(34b)を有し、
前記少なくとも1つの第1の巻線(34a)と前記少なくとも1つの第2の巻線(34b)とは、それぞれ逆向きに方向付けられており、及び/又は、
1つのコイル(20)の第1の巻線(34a)と第2の巻線(34b)とは、前記ステータエレメント(12)の周方向において交互に配置されており、及び/又は、
前記第1の巻線(34a)によって取り囲まれた面積は、前記第2の巻線(34b)によって取り囲まれた面積と同等である、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。 - 1つのコイル(20)の複数の巻線(34a,34b)は、それぞれ異なる面積を取り囲んでおり、及び/又は、
複数のコイル(20)の複数の巻線(34a,34b)は、互いにずらされて配置されている、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。 - 前記コイル(20)は、前記ステータエレメント(12)の単一の角度範囲に配置されている、又は、
前記コイル(20)の各々は、前記ステータエレメント(14)を完全に取り囲んでいる、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。 - 前記ロータエレメント(14)は、当該ロータエレメントの角度範囲に配置されている少なくとも1つの誘導エレメント(24)を有し、及び/又は、
前記誘導エレメント(24)は、軸線方向において1つのコイル(20)の単一の巻線(34a,34b)を覆っている、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の回転角度センサ(10)。
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