KR101377383B1 - 각 센서 장치 - Google Patents

각 센서 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101377383B1
KR101377383B1 KR1020117005240A KR20117005240A KR101377383B1 KR 101377383 B1 KR101377383 B1 KR 101377383B1 KR 1020117005240 A KR1020117005240 A KR 1020117005240A KR 20117005240 A KR20117005240 A KR 20117005240A KR 101377383 B1 KR101377383 B1 KR 101377383B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
band
housing member
drum
capacitive element
sensor device
Prior art date
Application number
KR1020117005240A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110049859A (ko
Inventor
만프레트 골
힐마르 뮐러
우도 힐겐베르크
Original Assignee
콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 filed Critical 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Publication of KR20110049859A publication Critical patent/KR20110049859A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101377383B1 publication Critical patent/KR101377383B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/14—Mechanical 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
    • G01D5/24—Mechanical 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 capacitance
    • G01D5/241—Mechanical 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 capacitance by relative movement of capacitor electrodes
    • G01D5/2412—Mechanical 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 capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying overlap
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0215—Determination of steering angle by measuring on the steering column
    • B62D15/022—Determination of steering angle by measuring on the steering column on or near the connection between the steering wheel and steering column
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/14—Mechanical 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
    • G01D5/24—Mechanical 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 capacitance
    • G01D5/241—Mechanical 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 capacitance by relative movement of capacitor electrodes
    • G01D5/2417—Mechanical 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 capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying separation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

서로에 대하여 회전될 수 있도록 구성되고 배열되는 적어도 하나의 제 1 부재 (1) 및 하나의 제 2 부재 (2) 와, 회전각에 기초하여 용량이 변하는 적어도 하나의 용량 소자를 포함하는 각 센서 장치의 회전각을 검출하는 방법에 관한 것으로, 상기 회전각은 용량 소자의 상기 용량에 기초하여 직접적으로 또는 간접적으로 검출되거나 결정되고, 상기 용량 소자는 적어도 하나의 제 1 밴드 (3) 를 구비하고, 상기 회전각은 제 1 밴드 (3) 의 위치에 기초하여 적어도 검출되거나 결정된다.

Description

각 센서 장치 {ANGLE SENSOR ARRANGEMENT}
본원은 청구항 1 의 전제부에 따른 회전각을 검출하는 방법, 청구항 5 의 전제부에 따른 각 센서 장치, 및 이러한 각 센서 장치를 모터 차량, 특히 스티어링 각 센서 장치로서 사용하는 용도에 관한 것이다.
용량식 측정 원리에 기초한 각 센서는, 예를 들어 DE 10 2005 010 909 A1, DE 198 16 810 A1, DE 196 37 967 A1 및 DE 43 13 886 A1 에 개시된 바와 같이 공지되어 있다. 이들 각각은, 전극 부재로서, 서로에 대하여 회전될 수 있는 2 개의 플레이트를 구비한 용량 소자 (capacitor element) 를 포함한다.
본 발명의 목적은, 회전각이 비교적 정확하게 측정될 수 있는, 각 센서 장치 및 회전각을 결정하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본원에 따라서, 청구항 1 에 따른 방법 및 청구항 5 에 따른 각 센서 장치에 의해 달성된다.
본원은, 회전각에 기초하여 위치가 변하는 적어도 하나의 제 1 밴드를 포함하는 용량 소자의 용량을 직접적으로 또는 간접적으로 결정함으로써 회전각을 측정하는 원리에 기초하는 것이 바람직하다. 특히, 제 1 밴드는, 서로에 대하여 회전될 수 있고 또한 상대 회전각이 검출되거나 측정되는 드럼 부재 및 하우징 부재에 연결된다. 드럼 부재 및/또는 하우징 부재 및/또는 추가의 제 2 밴드에 대한 제 1 밴드의 상대 배향은, 드럼 부재 및 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시 변하고, 그럼으로써 용량 소자의 용량이 변하는 것이 특히 바람직하다.
제 1 밴드는 용량 소자의 제 1 전극 부재인 것이 바람직하다. 드럼 부재 또는 하우징 부재 또는 제 2 밴드는, 특히 용량 부재의 제 2 전극 부재의 형태이다. 용량 소자의 용량은, 제 1 및 제 2 전극 부재의 서로에 대한 상대 배향에 적어도 따르는 것이 특히 바람직하다.
각 센서 장치는, 360°보다 큰 회전각을 비교적 간단하게 검출할 수 있는 장점을 가진다. 이러한 경우에, 각 센서 장치의 전기적으로 비활성인 작동 상태에서 발생하는 회전각의 변경을 고려할 수 있다. 이는, 또한 모터 차량의 비활성 점화시 발생하는 스티어링 각의 변경을 검출하거나 고려하기 위한 모터 차량의 스티어링 시스템의 분야에서 그 기능이 특히 바람직한 "트루 파워 온 (true-power-on)" 으로 알려졌다. 또한, 각 센서 장치의 작동은 소음 및 마찰이 본질적으로 없고 또는 적은 소음이나 마찰을 가진다. 예를 들어, 각 센서 장치에는 어떠한 기어 부재에 대한 필요가 없다.
상기 제 1 부재는 로터 형태인 것이 바람직하고, 상기 제 2 부재는 정익 형태이다.
상기 제 1 부재는 드럼 부재의 형태이고, 상기 제 2 부재는 하우징 부재의 형태이며, 상기 제 1 밴드는, 상기 드럼 부재 및 상기 하우징 부재에 연결되고, 또한 드럼 부재와 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시, 드럼 부재에 권취되거나 또는 드럼 부재로부터 비권취되도록 배열되며, 상기 하우징 부재 및/또는 상기 드럼 부재 및/또는 추가의 제 2 밴드와 제 1 밴드는, 용량 소자를 적어도 부분적으로 형성하고 또한 전기 전도 방식으로 전자 평가 회로에 연결되며, 상기 전자 평가 회로에서, 상기 용량 소자의 용량 및/또는 이러한 용량에 따르는 적어도 하나의 변수는 직접적으로 또는 간접적으로 검출되고, 그 후에 드럼 부재와 하우징 부재 사이의 회전각이 그로부터 산출되거나 결정되는 것이 바람직하다.
상기 드럼 부재는 로터 형태인 것이 바람직하고, 상기 하우징 부재는 정익 형태이다.
대안으로, 상기 하우징 부재는 로터인 것이 바람직하고, 상기 드럼 부재는 정익이다.
상기 전자 평가 회로는 각 센서 장치에 통합되는 것이 바람직하거나 또는 대안으로 전자 제어 유닛의 형태, 특히 별개의 전자 제어 유닛인 것이 바람직하다.
상기 드럼 부재 및 상기 하우징 부재는 각각 유리하게 회전가능하게 장착되고 또한 서로에 대하여 회전될 수 있다.
상기 용량 소자의 용량은, 감기거나 또는 풀려진 제 1 밴드의 길이에 실질적으로 선형으로 변하는 것이 바람직하다.
상기 용량 소자의 적어도 하나의 전기 변수로부터 상대 회전각이 직접적으로 산출되는 것이 바람직하다.
용량 소자는 유리하게는 적어도 하나의 유전체를 추가로 포함하고, 이 유전체는, 예를 들어, 적어도 제 1 밴드의 코팅에 의해 및/또는 공기 틈에 의해 및/또는 추가의 별도의 층 또는 추가의 전기 절연성 밴드에 의해 형성된다.
상기 각 센서 장치는 드럼 부재와 하우징 부재에 연결되는 제 2 밴드를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 밴드 각각은 적어도 부분적으로 전기 전도성이고 서로 전기 절연되도록 구성되고 배열되며, 상기 용량 소자의 용량은, 드럼 부재와 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시, 드럼 부재에 제 1 및 제 2 밴드를 각각 권취시키거나 또는 드럼 부재로부터 밴드를 비권취시킴으로써 또한 이러한 과정에서 하우징 부재로부터 밴드를 풀거나/제거하거나 또는 하우징 부재에 밴드를 감거나/밈으로써 변경되고, 상기 제 1 및 제 2 밴드는 위아래로 적어도 부분적으로 서로 겹치게 놓이고 또한 함께 용량 소자를 형성하는 사실에 의해, 상기 방법이 보완되는 것이 바람직하다.
전기 코딩된 정보는 전기 전도성인 제 1 밴드를 통하여 적어도 전송되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 부재는 드럼 부재의 형태이고, 상기 제 2 부재는 하우징 부재의 형태이며, 상기 제 1 밴드는, 상기 드럼 부재 및 상기 하우징 부재에 연결되고, 또한 드럼 부재와 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시, 드럼 부재에 권취되거나 또는 드럼 부재로부터 비권취되도록 배열되며, 상기 하우징 부재 및/또는 상기 드럼 부재 및/또는 추가의 제 2 밴드와 제 1 밴드는, 용량 소자를 적어도 부분적으로 형성하고 또한 전기 전도 방식으로 전자 평가 회로에 연결되며, 상기 전자 평가 회로에서, 상기 용량 소자의 용량 및/또는 이러한 용량에 따르는 적어도 하나의 변수는 검출되거나 결정되고, 드럼 부재와 하우징 부재 사이의 회전각은 상기로부터 직접적으로 또는 간접적으로 산출되거나 결정되도록, 상기 각 센서 장치를 구성하는 것이 바람직하다.
적어도 상기 제 1 밴드는 전기 전도성이고 또한 제 1 부재 또는 드럼 부재에 고정되는 추가의 모듈 및/또는 특히 전자 구성품을 가진 스티어링 휠 형태 및/또는 스트어링 휠과의 접촉을 형성하는 접촉 형성 모듈의 형태인 접촉 형성 모듈을 전기 전도식으로 전자 평가 회로 및/또는 추가의 전자 제어 유닛, 특히 모터 차량 제어 시스템, 특히 바람직하게는 모터 차량 제동 시스템의 전자 제어 유닛에 연결시키도록, 상기 각 센서 장치가 개선되는 것이 바람직하다. 이러한 연결은 적어도 제 1 밴드 및 제 2 밴드를 사용하여 유리하게 형성된다.
스티어링 샤프트 및 스티어링 휠에 연결되는 드럼 부재와, 고정식으로 배열되는 하우징 부재를 포함하는, 스티어링 휠과의 접촉을 형성하는 접촉 형성 모듈은 공지되어 있다. 드럼 부재 및 하우징 부재는 스티어링 휠과의 전기 접촉을 형성하도록 다수의 리본형 케이블을 사용하여 서로 연결되고, 이러한 리본형 케이블은, 드럼 부재와 하우징 부재 사이의 상대 회전시, 드럼 부재에 권취되거나 또는 드럼 부재로부터 비권취된다. 상기 각 센서 장치를 상기 접촉 형성 모듈과 조합하고 또한 상기 2 개의 모듈을 통합하는 것이 유리하다. 이러한 경우에, 적어도 제 1 밴드 및 제 2 밴드는 리본형 케이블을 대신하고 또한 추가로 전기 전도성 구성으로 인해 리본형 케이블의 기능을 수반하며, 그럼으로써, 적어도 제 1 밴드는 회전각을 검출하고 또한 전자 평가 회로 또는 전자 제어 유닛 및 스티어링 휠사이에서 신호를 전송하는 듀얼 기능을 실행할 수 있다. 대안으로, 상기 조합된 각 센서 장치는, 접촉 형성 모듈 또는 스티어링 휠과의 전기 접촉만을 형성하는 2 개의 추가의 밴드 또는 리본형 케이블을 구비하는 것이 바람직하다.
추가의 모듈은 스티어링 휠을 위한 접촉 형성 장치를 포함하는 것이 유리하다.
적어도 상기 제 1 밴드 및 특히 제 2 밴드 및/또는 선택적으로 다른 밴드는, 평탄한 밴드 및/또는 필름 전도체 및/또는 스트립 전도체 및/또는 가요성 필름 및/또는 평탄한 나선형 스프링 및/또는 스프링 밴드 형태인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 플라스틱에 매설되거나 성형된 금속 밴드, 예를 들어 구리 밴드 형태이다.
상기 드럼 부재는 하우징 부재에 배열되고/배열되거나 상기 하우징 부재에 의해 적어도 부분적으로 둘러쌓이는 것이 바람직하다.
대안으로, 하우징 부재는 드럼 부재 내측에 적어도 부분적으로 배열되는 것이 바람직하고, 이러한 드럼 부재는 적어도 제 1 밴드를 드럼 부재의 내부 커버 또는 내부 측면에 감거나 또는 그로부터 밴드를 푼다. 외부 또는 내부 커버는 외부 또는 내부 측면으로 이해되는 것이 바람직하다.
드럼 부재 및 하우징 부재 각각은 적어도 제 1 밴드를 안내하는 적어도 하나의 안내 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 안내 수단은 원주방향 홈 또는 채널 및/또는 적어도 하나의 레일 형태이다. 하우징 부재의 내부 측면 및 드럼 부재의 외부 측면 각각은 적어도 하나의 안내 수단을 구비하는 것이 특히 바람직하고, 서로 이격되어 있는 2 개의 안내 수단이 상기 측면 중 적어도 하나에 형성되는 것이 매우 특히 바람직하다. 상기 홈 또는 채널은 유리하게는 나선형이고/나선형이거나, 적어도 제 1 밴드 또는 제 1 및 제 2 밴드는 드럼 부재 또는 하우징 부재의 베이스 영역, 예를 들어 하우징 베이스에 대하여 경사지게 고정되어, 특히 상기 베이스 영역에 대하여 경사지게 풀리거나/권취된다.
상기 각 센서 장치는 드럼 부재와 하우징 부재에 연결되는 제 2 밴드를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 밴드 각각은 적어도 부분적으로 전기 전도성이고 또한 서로 전기 절연되어 용량 소자를 형성하도록 구성되고 배열되며, 상기 각 센서 장치는, 드럼 부재와 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시, 드럼 부재에 제 1 및 제 2 밴드를 각각 권취시키거나 또는 드럼 부재로부터 밴드를 비권취시킴으로써 또한 이러한 과정에서 하우징 부재로부터 밴드를 풀거나/제거하거나 또는 하우징 부재에 밴드를 감거나/밈으로써 상기 용량 소자의 용량이 변경되도록 구성되고, 상기 제 1 밴드 및 제 2 밴드는 위아래로 적어도 부분적으로 서로 겹치게 놓이는 것이 바람직하다. 상기 각 센서 장치는, 용량 소자의 유전체로서 작용하고 또한 제 1 및 제 2 밴드 사이에 배열되는 전기 절연성 제 3 밴드를 구비하는 것이 특히 바람직하다.
드럼 부재 및/또는 하우징 부재는 용량 소자의 일부로서 적어도 하나의 전도체 트랙 및/또는 전극 트랙을 구비하고, 이러한 트랙상에 제 1 밴드가 적어도 부분적으로 놓인다.
밴드 중 하나는 다른 밴드보다 더 넓은 것이 유리하고/유리하거나 드럼 부재 및/또는 하우징 부재의 추가의 전극 부재는 적어도 제 1 밴드보다 넓다. 이렇게 함으로써, 밴드들 사이 및/또는 제 1 밴드와 하우징 부재 또는 드럼 부재 사이의 겹침 영역이 제조의 부정확성이나 적어도 하나의 밴드의 부정확한 배열에 따르지 않고 풀린 길이 및 그로 인한 상대 회전각에만 본질적으로 따름을 충분히 신뢰가능하게 보장할 수 있다.
용량 소자의 용량은 제 1 및 제 2 밴드가 위아래로 적어도 부분적으로 서로 겹치게 놓이는 적어도 제 1 및 제 2 밴드의 영역에 의해 본질적으로 결정되는 것이 유리하다.
제 1 밴드 및 제 2 밴드는 드럼 부재의 외부 커버에 각각 적어도 부분적으로 권취되는 것이 바람직하다.
상기 드럼 부재는 본질적으로 원통형이고 또한 회전각이 검출되는 회전가능하게 장착된 샤프트에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되고, 상기 하우징 부재는 샤프트에 대하여 본질적으로 접촉하지 않고 또한 정익 형태 또는 고정되도록 배열되는 것이 바람직하다.
상기 각 센서 장치는, 특히 바람직하게는 공통의 하우징을 구비한 공통의 시스템에서, 추가의 모듈 및/또는 접촉 형성 모듈, 특히 스티어링 휠 접촉 형성 모듈과 함께 통합된다. 이러한 경우에, 상기 하우징은 하우징 부재, 예를 들어 박스 형태의 하우징 부재에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 것이 매우 특히 바람직하다. 이러한 통합은 비교적 비용 효과적이고 공간 절약된다.
회전각은 상대 회전각, 특히 360°보다 큰 각 범위에 기초한 회전각으로 이해되는 것이 바람직하고, 그리하여 드럼 부재와 하우징 부재 간의 상대 회전에 기초하여 한번의 회전 및 다수의 회전내에 각 정보를 포함한다.
본 원은 또한 모터 차량에서의 상기 각 센서 장치, 특히 스티어링 각 센서 장치의 사용에 관한 것이다.
본원에 따른 방법 및 본원에 따른 각 센서 장치는 통합형 스티어링 휠 접촉 형성 모듈을 가진 스티어링 각 센서 장치로서 사용되는 것이 바람직한데, 그 이유는 절대 측정값을 가진 스티어링 휠의 "다중 회전 (multi-turn)" 검출 및 "트루 파워 온" 기능 둘 다가 가능하고 또한 전체 장치가 비교적 비용 효과적이고 공간 절약되도록 접촉 형성 모듈과 함께 통합될 수 있기 때문이다.
다른 바람직한 실시형태는 개략 도시된 도면을 사용하여 대표적인 실시형태에 대한 이하의 설명 및 종속항으로부터 알 수 있다.
도 1 은 제 1 밴드를 가진 대표적인 실시형태의 도면,
도 2 는 하우징 부재의 내부 커버상의 전극 부재로서 전도체 트랙을 가진 대표적인 각 센서 장치의 도면,
도 3 은 제 1 밴드 및 제 2 밴드를 가진 대표적인 실시형태의 도면, 및
도 4 는 2 개의 밴드가 삽입되거나 또는 2 개의 밴드가 인출되는 2 개의 채널을 구비한 하우징 부재의 대표적인 도면.
도 1 에서는, 영구적으로 위치되는 하우징 부재 (2), 및 도시되지 않은 방법으로, 회전각이 검출되는 샤프트에 연결되고 또한 상기 하우징 부재 (2) 에 대하여 회전될 수 있도록 배열되는 드럼 부재 (1) 를 포함하는 대표적인 각 센서 장치를 도시한다. 제 1 밴드 (3), 예를 들어 스프링 밴드 또는 스프링 강 밴드 형태인 밴드는, 드럼 부재 (1) 및 하우징 부재 (2) 에 연결되고, 또한 안내 수단으로서의 홈 (6) 에서 드럼 부재 (1) 의 외부 커버 (10) 에 부분적으로 권취되거나 감긴다. 드럼 부재 (1) 와 하우징 부재 (2) 사이의 상대 회전 운동시, 제 1 밴드 (3) 는, 드럼 부재 (1) 로부터 풀리거나 또는 이에 감기고, 또한 이러한 과정에 하우징 부재 (2) 의 내부 커버 (11) 에 권취되거나 이로부터 비권취된다. 이러한 경우에, 제 1 밴드 (3) 의 한정된 길이는 하우징 부재 (2) 에 놓이고, 그럼으로써 제 1 밴드 (3), 하우징 부재 (2) 및 유전체로서의 절연층 (비도시) 으로 구성되는 용량 소자의 용량은 상기 길이에 비례하여 변경된다. 하우징 부재 (2) 및 제 1 밴드 (3) 는 접촉 형성 부재 (13, 15) 를 통하여 전기 전도식으로 전자 평가 유닛을 포함하거나 전자 평가 회로 (5) 로서의 별도의 전자 제어 유닛 (ECU) 에 연결된다. 드럼 부재 (1) 와 하우징 부재 (2) 간의 상대 회전각은 용량 소자의 용량에 기초하여 ECU 에서 산출된다. 드럼 부재 (1) 는 추가의 모듈에 연결되거나 또는 스티어링 휠과의 접촉을 형성하는 커넥터를 가진 접촉 형성 장치 (12) 를 포함하는 추가의 모듈을 구비한다. ECU 에는 전력이 공급되고, ECU 와 스티어링 휠 사이에서는, 예를 들어 제 1 밴드 (3) 및 제 2 접촉 형성 수단 (비도시) 을 통하여 데이터가 전송된다.
도 2 에 도시된 각 센서 장치의 대표적인 실시형태에 있어서, 하우징 부재 (2) 의 내부 커버 (11) 는 용량 소자의 전극 부재로서의 전도체 트랙 (14) 을 구비하고, 이러한 트랙에 제 1 밴드 (3) 가 감기거나 또는 그로부터 제 1 밴드 (3) 가 풀린다. 전도체 트랙 (14), 예를 들어 나선형으로 둘러싸는 금속화 (metallization) 형태의 전도체 트랙, 및 제 1 밴드는 ECU (5) 에 전기적으로 연결되고, 이러한 연결은 접촉 형성 부재 (13, 15) 를 포함한다. 드럼 부재 (1) 와 하우징 부재 (2) 사이의 상대 회전각은 용량 소자의 용량에 기초하여 ECU (5) 에서 산출되고, 상기 용량 소자는, 제 1 밴드 (3), 전도체 트랙 (14) 및 도시하지 않고 예를 들어 제 1 밴드 (3) 의 코팅인 전기 절연성 중간층으로 구성된다. 상기 용량은 전도체 트랙 (14) 으로부터 풀리거나 또는 그에 놓여 있는 제 1 밴드 (3) 의 상기 부분의 길이에 비례한다.
도시하지 않은 대표적인 실시형태에 있어서, 전도체 트랙 (14) 은 나선형 홈에 배열되고, 이러한 나선형 홈을 통하여 제 1 밴드 (3) 가 강제로 안내된다. 대안으로, 하우징의 내부 벽은 경사질 수 있고/경사질 수 있거나, 상기 밴드는 하우징 부재의 하우징 베이스에 평행하게 고정되지 않는다.
도시하지 않은 다른 대표적인 실시형태에 있어서, 제 1 밴드 및 제 2 밴드는 전술한 나선형 홈을 통하여 함께 안내되고 또한 베이스 영역 또는 하우징 부재의 하우징 베이스에 대하여 경사지게 각각 고정된다.
도 3 에서는 제 1 밴드 (3) 및 제 2 밴드 (4) 를 구비한 대표적인 각 센서 장치를 도시하고, 상기 제 1 밴드 및 제 2 밴드는, 드럼 부재의 인접한 홈 (6a, 6b) 에서 드럼 부재 (1) 에 부분적으로 감기고, 또한 상대 회전 운동시 또는 드럼 부재 (1) 와 하우징 부재 (2) 사이의 상대 회전각에 기초하여 감기거나 풀린다. 이러한 경우에, 제 2 밴드 (4) 는 하우징 부재 (2) 의 홈 (7) 에서 제 1 밴드 (3) 에 배치되거나 감기거나 또는 회전 반대 방향으로 제거되거나 풀린다. 제 1 및 제 2 밴드 (3, 4) 및 이러한 밴드 사이의 전기 절연체는 용량 소자를 형성한다. 제 1 및 제 2 밴드 (3, 4) 는 접촉 형성 부재 (13, 15) 를 통하여 전자 평가 회로 (5) 를 포함하는 별도의 전자 제어 유닛 (ECU) 에 전기 연결된다. 드럼 부재 (1) 는 제 1 및 제 2 밴드 (3, 4) 를 사용하여 ECU 에 전기 연결되는 스티어링 휠과의 접촉을 형성하는 커넥터를 가진 추가의 모듈 (12) 을 구비한다. 상기 ECU 는, 용량 소자의 용량에 기초하여 드럼 부재 (1) 및 하우징 부재 (2) 사이의 상대 회전각을 산출한다.
도 4 에서는, 하우징 부재 (2) 가 채널 (8a, 8b) 을 구비한 각 센서 장치의 대표적인 실시형태를 도시하고, 상기 밴드 (3, 4) 는 상기 채널안으로 별도로 삽입되거나 또는 회전 운동시 그로부터 밴드가 인출된다. 이러한 경우에, 제 1 및 제 2 밴드 (3, 4) 는, 특정 겹침 영역 또는 길이를 가지고서 위아래로 서로 겹치게 놓이고, 서로 전기 절연되며, 또한 드럼 부재 (1) 의 홈 (6) 에서 권취된다. 드럼 부재 (1) 와 하우징 부재 (2) 사이의 각각의 상대 회전각에 따르는 상기 겹침 영역 또는 길이는, 상기 밴드 (3, 4) 에 의해 형성되는 용량 소자의 용량에 기초하여 상기 회전각을 산출하는데 사용되고, 상기 용량은 겹침 길이에 비례한다.

Claims (15)

  1. 서로에 대하여 회전될 수 있도록 구성되고 배열되는 적어도 하나의 제 1 부재 (1) 및 하나의 제 2 부재 (2) 와,
    회전각에 기초하여 용량이 변하는 적어도 하나의 용량 소자를 포함하며,
    상기 회전각은 상기 용량 소자의 용량에 기초하여 직접적으로 또는 간접적으로 검출되거나 결정되는, 각 센서 장치의 회전각 검출 방법에 있어서,
    상기 용량 소자는 적어도 하나의 제 1 밴드 (3) 를 구비하고, 상기 회전각은 적어도 제 1 밴드 (3) 의 위치에 기초하여 검출되거나 결정되고,
    전기적으로 코딩된 정보는 전기 전도성인 상기 제 1 밴드 (3) 를 통하여 적어도 전송되는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치의 회전각 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 드럼 부재 (1) 의 형태이고, 상기 제 2 부재는 하우징 부재 (2) 의 형태이며, 상기 제 1 밴드 (3) 는, 상기 드럼 부재 (1) 및 상기 하우징 부재 (2) 에 연결되고, 또한 상기 드럼 부재와 상기 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시, 상기 드럼 부재에 권취되거나 또는 상기 드럼 부재로부터 비권취되도록 배열되며, 상기 하우징 부재 (2), 상기 드럼 부재 (1), 및 추가의 제 2 밴드 (4) 와 상기 제 1 밴드 (3) 중 하나 이상은, 상기 용량 소자를 적어도 부분적으로 형성하고 또한 전기 전도 방식으로 전자 평가 회로 (5, ECU) 에 연결되며, 상기 전자 평가 회로에서, 상기 용량 소자의 용량, 상기 용량에 따르는 적어도 하나의 변수, 또는 이들 모두가 직접적으로 또는 간접적으로 검출되고, 그 후에 그로부터 상기 드럼 부재 (1) 와 상기 하우징 부재 (2) 사이의 회전각이 산출되거나 결정되는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치의 회전각 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 센서 장치는 상기 드럼 부재 (1) 와 상기 하우징 부재 (2) 에 또한 연결되는 상기 제 2 밴드 (4) 를 구비하고, 상기 제 1 밴드 (3) 및 상기 제 2 밴드 (4) 각각은 적어도 부분적으로 전기 전도성이고 서로 전기 절연되도록 구성되고 배열되며, 상기 용량 소자의 용량은, 상기 드럼 부재와 상기 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시, 상기 드럼 부재 (1) 에 상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드를 각각 권취시키거나 또는 상기 드럼 부재로부터 상기 밴드들을 비권취시킴으로써 또한 이러한 과정에서 상기 하우징 부재 (2) 로부터 상기 밴드들을 풀거나/제거하거나 또는 상기 하우징 부재에 상기 밴드들을 감거나/밈으로써 변경되고, 상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드는 위아래로 적어도 부분적으로 서로 겹치게 놓이고 또한 함께 상기 용량 소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치의 회전각 검출 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법를 실시하는 각 센서 장치로서,
    서로에 대하여 회전될 수 있도록 구성되고 배열되는 적어도 하나의 제 1 부재 (1) 및 하나의 제 2 부재 (2) 와,
    회전각에 기초하여 용량이 변하는 적어도 하나의 용량 소자를 포함하고,
    상기 회전각은 상기 용량에 기초하여 직접적으로 또는 간접적으로 검출되거나 결정되는, 상기 각 센서 장치에 있어서,
    상기 용량 소자는 적어도 하나의 제 1 밴드 (3) 를 가지고, 상기 용량 소자의 용량은 상기 제 1 밴드 (3) 의 위치에 기초하여 변경되는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 드럼 부재 (1) 의 형태이고, 상기 제 2 부재는 하우징 부재 (2) 의 형태이며, 상기 제 1 밴드 (3) 는, 상기 드럼 부재 (1) 및 상기 하우징 부재 (2) 에 연결되고, 또한 상기 드럼 부재와 상기 하우징 부재 사이의 상대 회전 운동시, 상기 드럼 부재에 권취되거나 또는 상기 드럼 부재로부터 비권취되도록 배열되며, 상기 하우징 부재 (2), 상기 드럼 부재 (1), 및 추가의 제 2 밴드 (4) 와 상기 제 1 밴드 (3) 중 하나 이상은, 상기 용량 소자를 적어도 부분적으로 형성하고 또한 전기 전도 방식으로 전자 평가 회로 (5, ECU) 에 연결되며, 상기 전자 평가 회로에서, 상기 용량 소자의 용량, 상기 용량에 따르는 적어도 하나의 변수, 또는 이들 모두가 검출되거나 결정되고, 이로부터 상기 드럼 부재 (1) 와 상기 하우징 부재 (2) 사이의 회전각이 직접적으로 또는 간접적으로 산출되거나 결정되는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 밴드 (3) 는 전기 전도성이고 또한 상기 제 1 부재 (1) 에 고정되는 추가의 모듈 (12), 접촉 형성 모듈, 또는 이들 모두를 전기 전도식으로 상기 전자 평가 회로 (5), 추가의 전자 제어 유닛 (ECU), 또는 상기 전자 평가 회로 (5) 와 상기 추가의 전자 제어 유닛 (ECU) 모두에 연결시키는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 밴드 (3) 는 평탄한 밴드, 필름 전도체, 스트립 전도체 및 가요성 필름 중 하나 이상의 형태인 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 드럼 부재 (1) 는 상기 하우징 부재 (2) 에 배열되거나, 상기 드럼 부재 (1) 는 상기 하우징 부재에 의해 적어도 부분적으로 둘러쌓이거나, 또는 상기 드럼 부재 (1) 는 상기 하우징 부재 (2) 에 배열되고 상기 하우징 부재에 의해 적어도 부분적으로 둘러쌓이는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 드럼 부재 (1) 및 상기 하우징 부재 (2) 각각은 적어도 상기 제 1 밴드를 안내하는 적어도 하나의 안내 수단 (6, 7, 8) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 센서 장치는 상기 드럼 부재 (1) 와 상기 하우징 부재 (2) 에 또한 연결되는 상기 제 2 밴드 (4) 를 구비하고, 상기 제 1 밴드 (3) 및 상기 제 2 밴드 (4) 각각은 적어도 부분적으로 전기 전도성이고 또한 서로 전기 절연되어 상기 용량 소자를 형성하도록 구성되고 배열되며, 상기 각 센서 장치는, 상기 드럼 부재 (1) 와 상기 하우징 부재 (2) 사이의 상대 회전 운동시, 상기 드럼 부재에 상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드를 각각 권취시키거나 또는 상기 드럼 부재로부터 상기 밴드들을 비권취시킴으로써 또한 이러한 과정에서 상기 하우징 부재로부터 상기 밴드들을 풀거나/제거하거나 또는 상기 하우징 부재에 상기 밴드들을 감거나/밈으로써 상기 용량 소자의 용량이 변경되도록 구성되고, 상기 제 1 밴드 (3) 및 상기 제 2 밴드 (4) 는 위아래로 적어도 부분적으로 서로 겹치게 놓이는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 용량 소자의 용량은, 상기 제 1 밴드 및 상기 제 2 밴드가 위아래로 적어도 부분적으로 서로 겹치게 놓이는 적어도 상기 제 1 밴드 (3) 및 상기 제 2 밴드 (4) 의 영역에 의해 본질적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 밴드 (3) 및 상기 제 2 밴드 (4) 는 상기 드럼 부재 (1) 의 외부 커버 (10) 에 적어도 부분적으로 각각 권취되는 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 드럼 부재 (1) 는 본질적으로 원통형이고 또한 회전각이 검출되는 회전가능하게 장착된 샤프트에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되고, 상기 하우징 부재 (2) 는 상기 샤프트에 대하여 본질적으로 접촉하지 않고 또한 정익 형태인 것을 특징으로 하는 각 센서 장치.
  15. 모터 차량에서의 제 5 항에 따른 각 센서 장치의 사용 방법.
KR1020117005240A 2008-08-05 2009-07-08 각 센서 장치 KR101377383B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008036377.4 2008-08-05
DE102008036377A DE102008036377A1 (de) 2008-08-05 2008-08-05 Winkelsensoranordnung
PCT/EP2009/058693 WO2010015482A1 (de) 2008-08-05 2009-07-08 Winkelsensoranordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110049859A KR20110049859A (ko) 2011-05-12
KR101377383B1 true KR101377383B1 (ko) 2014-03-24

Family

ID=41055155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117005240A KR101377383B1 (ko) 2008-08-05 2009-07-08 각 센서 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8499464B2 (ko)
EP (1) EP2313745A1 (ko)
KR (1) KR101377383B1 (ko)
CN (1) CN102112849A (ko)
DE (1) DE102008036377A1 (ko)
WO (1) WO2010015482A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008032419A1 (de) * 2008-07-10 2010-01-14 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Drehgeber und Baureihe von Drehgebern
CN101376405B (zh) * 2008-09-05 2010-06-02 卢灿光 一种旋转角度传感器
DE102011085730A1 (de) * 2011-11-03 2013-05-08 Continental Teves Ag & Co. Ohg Induktiver Weg- und Winkelsensor
US8726529B2 (en) * 2012-03-27 2014-05-20 Cnh Industrial America Llc Rotary sensor assembly
EP3204717A4 (en) * 2014-10-08 2018-05-23 Candy House Inc. Angle of rotation sensor, a linear displacement sensor, a door mount mechanism, and an electrical brush
DE102019110888B4 (de) 2019-04-26 2022-11-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung zur Bestimmung der Absolutumdrehungen eines sich drehenden Bauteiles und eine Aktoranordnung
EP4382366A1 (en) * 2022-12-08 2024-06-12 Nexans Clock spring assembly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4123781A1 (de) * 1991-07-18 1993-01-21 Teldix Gmbh Winkelsensor
DE19805106C1 (de) * 1998-02-09 1999-03-25 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Vorrichtung zum Erfassen einer vordefinierten absoluten Nullstellung zwischen einem um seine Längsachse in beiden Richtungen drehbaren zylindrischen Körper und einem feststehenden zylindrischen Körper

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2246928A (en) * 1939-03-22 1941-06-24 Rca Corp Tuned circuit
NL7317645A (nl) * 1973-12-22 1975-06-24 Philips Nv Variabele condensator.
US4434391A (en) * 1982-01-15 1984-02-28 Sperry Corporation Capacitive feedback transducer and closed loop instrument meter mechanism
DE4016434A1 (de) * 1990-05-22 1991-11-28 Bosch Gmbh Robert Kapazitiver stellungsgeber
DE4313886A1 (de) 1993-04-28 1994-11-03 Vdo Schindling Kapazitiver Positions- bzw. Winkelsensor
US5687080A (en) * 1995-06-20 1997-11-11 Ziba Design, Inc. Multiple axis data input apparatus and method
DE19637967A1 (de) 1996-09-18 1997-10-30 Contelec Ag Winkelsensor
NL1006240C2 (nl) * 1997-06-05 1998-12-08 Univ Erasmus Elektronische hoekmeetinrichting.
DE19816810C2 (de) 1998-04-16 2000-06-08 Preh Elektro Feinmechanik Kapazitiver Winkelsensor
GB0102324D0 (en) * 2001-01-30 2001-03-14 Renishaw Plc Capacitance type displacement responsive device and a suspension system for a displacement responsive device
US6957496B2 (en) * 2002-02-14 2005-10-25 Faro Technologies, Inc. Method for improving measurement accuracy of a portable coordinate measurement machine
RU2292997C2 (ru) * 2003-10-08 2007-02-10 Хитачи Коки Ко. Лтд. Станок для резки под углом с индикацией угла установки режущего элемента (варианты)
CN101218512A (zh) * 2004-06-23 2008-07-09 Fe技术服务公司 电容传感技术
DE102005010909B4 (de) 2005-03-09 2009-06-04 Methode Electronics International Gmbh Kapazitiver Kraft- und Winkelsensor
US7023684B1 (en) * 2005-06-01 2006-04-04 Jack Chen Variable position sensor employing capacitance
RU2346380C1 (ru) * 2007-07-17 2009-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Мармирус" Емкостной генератор тока

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4123781A1 (de) * 1991-07-18 1993-01-21 Teldix Gmbh Winkelsensor
DE19805106C1 (de) * 1998-02-09 1999-03-25 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Vorrichtung zum Erfassen einer vordefinierten absoluten Nullstellung zwischen einem um seine Längsachse in beiden Richtungen drehbaren zylindrischen Körper und einem feststehenden zylindrischen Körper

Also Published As

Publication number Publication date
US8499464B2 (en) 2013-08-06
WO2010015482A1 (de) 2010-02-11
KR20110049859A (ko) 2011-05-12
DE102008036377A1 (de) 2010-02-11
CN102112849A (zh) 2011-06-29
EP2313745A1 (de) 2011-04-27
US20110131821A1 (en) 2011-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101377383B1 (ko) 각 센서 장치
EP0556779B1 (en) Transmission device used between two relatively rotatable components
EP2554437A1 (en) Rotary connector device
JP4085078B2 (ja) 回転検出センサ
KR102023174B1 (ko) 모니터링 시스템, 그러한 시스템에 대한 안전 케이블 및 튜브, 및 모니터링 시스템을 동작시키기 위한 방법
US5865634A (en) Clockspring connector with carrier member
TW201510539A (zh) 封閉件
US8726530B2 (en) Relative angle sensing device and electric power steering apparatus
EP1275948B1 (en) Differential capacitive torque sensor
US10249413B2 (en) Shielded electrical cable
KR20130054365A (ko) 용량성 거리 센서
DE19805106C1 (de) Vorrichtung zum Erfassen einer vordefinierten absoluten Nullstellung zwischen einem um seine Längsachse in beiden Richtungen drehbaren zylindrischen Körper und einem feststehenden zylindrischen Körper
US7157903B2 (en) Inductive sensor and rotary encoder provided with an inductive sensor
US9385709B2 (en) Capacitive distance sensor
KR0152593B1 (ko) 회전 커넥터
EP1357646B1 (en) Spiral cable device
JP6059028B2 (ja) 異物検知センサ
CN111886484A (zh) 传感器线缆以及测量装置
KR101998983B1 (ko) 진동, 압력 측정을 위한 피에조 센서 및 그 피에조센서의 제조방법
JP3348624B2 (ja) 回転角検出装置
JP7028380B1 (ja) フェーダ装置
US6767216B2 (en) Cable reel
JP2022160063A (ja) 回転コネクタの回転量検出装置、回転量検出方法および回転量検出プログラム
JP6059033B2 (ja) 異物検知センサ
JP4542419B2 (ja) 回転検出器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee