JPH04213002A - 位置信号発生器 - Google Patents

位置信号発生器

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JPH04213002A
JPH04213002A JP1335391A JP1335391A JPH04213002A JP H04213002 A JPH04213002 A JP H04213002A JP 1335391 A JP1335391 A JP 1335391A JP 1335391 A JP1335391 A JP 1335391A JP H04213002 A JPH04213002 A JP H04213002A
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JP
Japan
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coil
signal generator
position signal
primary
secondary coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP1335391A
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English (en)
Inventor
Hans Hecht
ヘヒト ハンス
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2073Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of a single coil with respect to two or more coils

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項1の上位概念に
記載の多数の順次に配置されている信号発生器素子と、
この信号発生器素子と共働する位置センサとを具備する
位置信号発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ特許出願公開第3442212号
公報から、ポテンショメータとして形成されている位置
信号発生器が公知である。ポテンショメータは少なくと
も2つの順次に配置されている抵抗路を有し、抵抗路に
は、位置センサを形成している摺動子が、その時にとっ
ている位置に依存して接触接続する。個々の抵抗路の設
計は、位置検出における所望の分解能に依存して行われ
る。従って、異なる特性曲線を有する領域を組合せるこ
とができる。これは特に、特定の位置領域が、隣接の領
域に比して高く、ひいては正確に分解しければならない
検出を行う場合に有利である。
【0003】この形式の位置信号発生器は自動車技術に
おいて例えば絞り弁の位置を検出するために用いられる
。最適の燃料調量のためには、比較的小さい絞り弁開放
角度の領域において、すなわち下方の負荷領域において
絞り弁位置を非常に正確に検出することが必要である。 従ってこの場合により高い分解能が必要となる。
【0004】基本的に、ポテンショメータとして形成さ
れている公知の位置信号発生器は、測定結果の精度が可
動部分の遊びに依存し、摺動子及び/又は抵抗路が汚れ
ている場合に測定結果に誤りが生ずるおそれがある欠点
を有する。非常に高い運動サイクル数による摩耗により
ポテンショメータが故障することもある。
【0005】
【発明の構成】従来の技術の問題点は、請求項1の特徴
部分に記載の構成とすることにより解決される。本発明
の位置信号発生器の信号発生器素子は、位置センサを形
成している1つの2次コイルと共働する、異なる位相値
で給電される1次コイルとして構成されている。2次コ
イルは、個々の1次コイルに対する自身の位置を、検出
する位置とともに変化させ、従って、この2次コイルに
誘起された電圧は、その都度の位置に依存する位相値を
とる。従って基準位相値との比較により、その時にとら
れている位置を求めることができる。有利にはこのため
に、評価回路を設ける。
【0006】本発明の1つの実施例においては、2次コ
イルとともに、この2次コイルに接続されており定置の
受信コイルと共働する伝送コイルを移動させるようにし
、このようにして検出された位置を受信コイルで電気的
位相値として検出する。基本的には、2次コイルにより
検出された値の伝送は可撓性導体を介して行うことがで
き、このようにして評価回路にこの値を供給することが
できる。しかし前述のように選択的に、この値を誘導原
理で伝送コイル及び受信コイルにより伝送し、従ってこ
の値が受信コイルにおける定置の端子から取出されるよ
うにすることもできる。従ってこれは非接触形伝送であ
る。
【0007】1次コイルがそれぞれ同一の長さを有する
場合、測定領域にわたり均一の分解能が得られる。しか
し選択的に、1次コイルのうちの少なくとも1つを、そ
の他の1次コイルに比してより短く又はより長く形成す
ることも可能である。これにより、位置調整領域にわた
り異なる大きさの特性曲線勾配が得られる、すなわち異
なる分解能が得られる。
【0008】回転角検出のために1次コイル及び/又は
受信コイルをそれぞれ1つの円の上、例えば部分円の上
に配置し、2次コイル及び/又は伝送コイルをそれぞれ
1つの円軌道に沿って移動することができると有利であ
る。
【0009】1次コイル及び/又は2次コイル及び/又
は伝送コイル及び/又は受信コイルの形状をそれぞれの
円に整合すると特に良好な伝送状態が得られる。
【0010】2次コイルを1次コイルの上方に配置する
と有利な構成が得られる。伝送コイルを受信コイルの上
方に配置することもできる。1次コイルと受信コイルと
を同一の平面内に配置することもできる。2次コイルと
伝送コイルとを同一の平面内に配置することもできる。
【0011】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳し
く説明する。
【0012】図1は回転角度位置信号発生器として構成
されている位置信号発生器1を示している。位置信号発
生器1は、1次コイル6,7,8及び9として形成され
ている多数の順次に配置されている信号発生器素子2,
3,4及び5を有する。1次コイル6から9は部分円の
上に配置されている。
【0013】更に位置センサ10が設けられており、位
置センサ10は自身の位置を、検出する位置とともに変
化する。位置センサ10は2次コイル11として形成さ
れている。2次コイル11は円軌道に沿って、回転角を
検出する図示されていない軸により移動させることがで
きる。
【0014】導体12を介して2次コイル11は伝送コ
イル13に接続されており、伝送コイル13は2次コイ
ル11と一緒に移動する。伝送コイル13は定置の受信
コイル14に対応して配置され、受信コイル14は出力
側15を有する。伝送コイル13も同様に部分円の上に
ある。これは受信コイル14の場合も同様である。
【0015】有利には装置は、2次コイル11が1次コ
イル6から9の上方に位置し、伝送コイル13が受信コ
イル14の上方に位置するように構成されている。この
場合、有利には1次コイル6から9と受信コイル14と
は同一の平面内に形成されている。更に2次コイル11
と伝送コイル13とは同一の平面内に位置する。1次コ
イル6から9、2次コイル11、伝送コイル13及び受
信コイル14は、それぞれの円又は部分円の形状に整合
されている。
【0016】1次コイル6は導体16を介して電子回路
17と接続されている。導体18は1次コイル7と電子
回路17との間を走行している。1次コイル8及び9は
導体19及び20を介して電子回路17と接続されてい
る。出力側15は電子回路17の端子21に接続されて
いる。
【0017】電子回路17は1次コイル6から9を、異
なる位相値を有する電流により給電する。従って例えば
、1次コイル6を位相値0°で、1次コイル7を位相値
90°で、1次コイル8を位相値180°で、1次コイ
ル9を位相値270°で給電する。
【0018】これから、位置センサ10の位置に依存し
て2次コイル11に、対応する位相値を有する電圧が誘
起される。この位相値は、位置センサ10がとっている
位置の尺度である。2次コイル11で誘起された電圧導
体12を介して伝送コイル13に供給され、伝送コイル
13は、対応する信号を受信コイル14に誘導的に伝送
する。従って出力側15からは、位相値が位置信号発生
器1の回転角度位置に依存する測定電圧が取出される。 この電圧は端子21に供給され、電子回路17により評
価される。
【0019】図2は詳細な構成を示す。分周器23に接
続されている発振器22が設けられている。分周器23
は、位相値0°を有する信号を形成し、この信号は第1
の励振器24に供給される。位相値90°を有する別の
信号が第2の励振器25に供給される。第1の励振器2
4は0°−位相信号により1次コイル6を制御し、18
0°−位相信号により1次コイル8を制御する。第2の
励振器25は1次コイル7に90°−位相信号を、1次
コイル9に270°−位相信号を供給する。270°−
位相信号は評価回路26に伝送される。270°−位相
信号は基準信号Refを形成する。受信コイル14の出
力側は前置増幅器27に供給され、前置増幅器27の出
力側は評価回路26に接続されている。出力側28から
は、位相値が位置信号発生器1の位置の尺度を形成する
信号が取出される。
【0020】図1の実施例とは異なり、図2の位置信号
発生器1は線形信号発生器として形成されている、すな
わち位置センサ10は直線軌道に沿って移動する。矢印
29は、1次コイル6から9が2次コイル11と、伝送
コイル13が受信コイル14と誘導作用することを示し
ている。
【0021】例えば発振器22、分周器23、励振器2
4及び25、前置増幅器27及び評価回路26は集積回
路の中に電子回路17として集積することができる。
【0022】図3は、図1とは1次コイル6及び7が1
次コイル8及び9に比して短い点が異なる別の1つの実
施例を示す。図1の実施例においては1次コイル6から
9はそれぞれ同一の長さを有する。図1の実施例では1
次コイル6から9も同一の長さを有する。従って分解能
は位置調整領域全体にわたり同一の大きさである。これ
は図3の実施例の場合にも同様である。図3の実施例で
は、1次コイル6及び7に関する回転角度領域の中で大
きい分解能が、1次コイル6及び7を1次コイル8及び
9に比してより短く形成することにより実現される。2
次コイル11は、1次コイル8及び9に相応する長さを
有する。従って回転角度領域を観察すると、先ず初めに
非常に高い分解能が実現され、次いで1次コイル8及び
9の領域内で分解能は小さくなる。異なるコイル長は幾
何学的形状のみの問題である。すなわち、巻線数と励磁
度はすべての1次コイル6から9において大きさが等し
い。測定領域にわたって異なる分解能は付加的に又は選
択的に、異なる巻線数及び/又は励磁度を実現すること
により達成することができる。
【0023】発明の詳細な説明の冒頭に記載のように本
発明は、内燃機関の絞り弁角度位置の検出のためだけに
制限されず、位置を検出するすべての用途に使用するこ
とができる。装置は誘導原理により機能するので、装置
は非接触形であり、従って障害が発生しにくい。固定子
平面に対する回転子平面の半径方向の遊び及び軸方向の
遊びは測定値に影響を与えない。装置の動作周波数は比
較的低くてもよく、従って特別の遮蔽手段を講じること
なく自動車に用いることができる。従って電磁的特性が
良好である。
【0024】本発明は、種々の製造方法により製造する
ことができる。多層厚膜回路技術、多層印刷回路基盤技
術、グリーンテープテクニック又は多層膜回路技術での
実現が可能である。コイルのデータへ電子装置を対応し
て整合した場合には単層製造方法も使用することができ
る。図1及び図3から、装置の中央が回転軸のために空
いていることがわかる。電子装置は特別の周波数安定性
を必要としない。
【0025】
【発明の効果】本発明の位置信号発生器は、位置検出を
誘導原理により、すなわち非接触形で行うことができる
利点を有する。機械的な摩耗又は公差により発生する遊
びによって、問題となる程の誤りが測定結果に生ずるこ
とはない。特に、実際の信号発生器素子には摩耗が生じ
ない。従って、回転角装置として構成されている位置信
号発生器においては半径方向遊び及び/又は軸方向遊び
は何ら影響しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】位置信号発生器の略示図。
【図2】位置信号発生器の別の1つの実施例のブロック
回路図。
【図3】図1の実施例に対して異なる分解能を有する測
定領域を有する位置信号発生器の1つの最後の実施例の
略図。
【符号の説明】
1    位置信号発生器 2,3,4,5    信号発生器素子6,7,8,9
    1次コイル 10  位置センサ 11    2次コイル 12    導体 13    伝送コイル 14    受信コイル 15    出力側 16    導体 17    電子回路 18,19,20    導体 21    端子 22    発振器 23    分周器 24    励振器 25    励振器 26    評価回路 27    前置増幅器 28    出力側

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  多数の順次に配置されている信号発生
    器素子と、該信号発生器素子と共働する位置センサとを
    具備する位置信号発生器において、信号発生器素子(2
    −5)を異なる位相値で給電される1次コイル(6−9
    )として構成し、検出する位置とともに1次コイル(6
    −9)に対する自身の位置を変化させる2次コイル(1
    1)を位置センサ(10)が有し、2次コイル(11)
    に誘起された電圧の位相値が、その時にとっている位置
    の尺度であることを特徴とする位置信号発生器。
  2. 【請求項2】  2次コイル(11)とともに、該2次
    コイル(11)に接続されており定置の受信コイル(1
    4)と共働する伝送コイル(13)が移動するようにし
    、このようにして検出された位置を受信コイル(14)
    で電気位相値として検出することを特徴とする請求項1
    に記載の位置信号発生器。
  3. 【請求項3】  1次コイル(6−9)がそれぞれ、2
    次コイル(11)と同一の長さを有することを特徴とす
    る請求項1又は2のいずれかに記載の位置信号発生器。
  4. 【請求項4】  1次コイル(6−9)のうちの少なく
    とも1つがその他の1次コイル(6−9)に比して短い
    か長いことを特徴とする請求項1から3までのいずれか
    1項に記載の位置信号発生器。
  5. 【請求項5】  回転角検出のために1次コイル(6−
    9)及び/又は受信コイル(14)をそれぞれ1つの円
    の上、例えば部分円(14)の上に位置し、2次コイル
    (11)及び/又は伝送コイル(13)をそれぞれ1つ
    の円軌道に沿って移動することができることを特徴とす
    る請求項1から4までのいずれか1項に記載の位置信号
    発生器。
  6. 【請求項6】  1次コイル(6−9)及び/又は2次
    コイル(11)及び/又は伝送コイル(13)及び/又
    は受信コイル(14)の形状をそれぞれの円に整合する
    ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に
    記載の位置信号発生器。
  7. 【請求項7】  2次コイル(11)を1次コイル(6
    −9)の上方に配置することを特徴とする請求項1から
    6までのいずれか1項に記載の位置信号発生器。
  8. 【請求項8】  伝送コイル(13)を受信コイル(1
    4)の上方に配置することを特徴とする請求項1から7
    までのいずれか1項に記載の位置信号発生器。
  9. 【請求項9】  1次コイル(6−9)と受信コイル(
    14)とを同一の平面内に配置することを特徴とする請
    求項1から8までのいずれか1項に記載の位置信号発生
    器。
  10. 【請求項10】  2次コイル(11)と伝送コイル(
    13)とを同一の平面内に配置することを特徴とする請
    求項1から9までのいずれか1項に記載の位置信号発生
    器。
JP1335391A 1990-02-09 1991-02-04 位置信号発生器 Pending JPH04213002A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4003902.1 1990-02-09
DE19904003902 DE4003902A1 (de) 1990-02-09 1990-02-09 Stellungsgeber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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ID=6399762

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1335391A Pending JPH04213002A (ja) 1990-02-09 1991-02-04 位置信号発生器

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EP (1) EP0443148A1 (ja)
JP (1) JPH04213002A (ja)
DE (1) DE4003902A1 (ja)

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EP0443148A1 (de) 1991-08-28
DE4003902A1 (de) 1991-08-14

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