KR20120073149A - Sensor device to detect the axial as well as rotational position of a shaft which is displaceable in longitudinal direction and rotatable - Google Patents

Sensor device to detect the axial as well as rotational position of a shaft which is displaceable in longitudinal direction and rotatable Download PDF

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KR20120073149A
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랄프 묀케묄러
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파라곤 아게
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Abstract

PURPOSE: A sensor device for detecting a position in an axial direction of a shaft moving and rotating in a longitudinal direction and rotating is provided to easily perform a translational motion and a rotational motion of a rotatable shaft and to simply detect an axial direction and position of the rotatable shaft. CONSTITUTION: A sensor device(1) for detecting a position in an axial direction of a shaft(2) moving and rotating in a longitudinal direction and rotating comprises a linear sensor(3) and a transmitter element(4). The linear sensor is arranged to be parallel to the shaft in a longitudinal direction of the shaft. The linear sensor comprises two or more sensor elements(5). The transmitter element is constituted so that a clear measurement signal change is generated in at least a single sensor element among sensor elements capable of individually measuring.

Description

종방향으로 변위하고 그리고 회전하는 샤프트의 축 방향 위치 및 회전 위치를 검출하기 위한 센서 장치{SENSOR DEVICE TO DETECT THE AXIAL AS WELL AS ROTATIONAL POSITION OF A SHAFT WHICH IS DISPLACEABLE IN LONGITUDINAL DIRECTION AND ROTATABLE}Sensor device for detecting the axial position and the rotational position of the longitudinally displaced and rotating shaft.

본 발명은 예컨대 수동 변속기의 시프트 샤프트(shift shaft)와 같은 종방향으로 변위하고 회전하는 샤프트의 축방향 위치 및 회전 위치를 파악하기 위한 센서 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a sensor arrangement for grasping the axial position and the rotational position of a longitudinally displaced and rotating shaft, such as a shift shaft of a manual transmission.

이러한 시프트 샤프트의 종방향 운동 혹은 병진 운동에 의해 예컨대 수동 변속기의 선택 가능한 시프트 게이트들 가운데 하나가 선택된다. 이어서 시프트 샤프트의 회전 운동 혹은 선회 운동에 의해서 시프트 게이트 내에서 변속 조작이 일어난다. 전형적인 수동 변속기에서는 하나의 시프트 게이트에 선택 가능한 2개까지의 기어단들, 예컨대 "1"단과 "2"단 쌍, "3"단과 "4"단 쌍이 배치된다. This longitudinal or translational movement of the shift shaft selects one of the selectable shift gates of the manual transmission, for example. Subsequently, the shift operation occurs in the shift gate by the rotational movement or the rotational movement of the shift shaft. In a typical manual transmission, up to two selectable gear stages, such as "1" and "2" stage pairs, "3" and "4" stage pairs are arranged in one shift gate.

만일 처음에 1단 기어가 들어가면, 그로 인한 속도와 엔진 회전수로부터 간단하게 기어비가 산출되고 1단이 할당된다. If the first gear is first entered, the gear ratio is simply calculated from the resulting speed and engine speed and assigned to the first gear.

다양한 제어 메커니즘 및 모니터링 메커니즘에 있어서, 곧 변속 조작이 실행된다는 것을 조기에 아는 것은 흥미로운 점이다. 또한 엔진 제어 어플리케이션에 있어서, 조기에, 즉 마찰 결합이 아직 발생하기 전에 어느 기어단으로 변속될 지 혹은 변속되어야 하는지를 아는 것도 흥미로운 점일 수 있다. In the various control mechanisms and monitoring mechanisms, it is interesting to know early that shifting operations are performed soon. In engine control applications, it may also be interesting to know which gear stages are shifted or shifted early, ie before friction engagement has yet to occur.

시프트 샤프트 혹은 시프트 게이트의 병진 운동을 파악하기 위한 선형 위치 센서와 추가로 시프트 샤프트의 회전 운동을 파악하기 위한 로터리 인코더(rotary encoder)를 제공하는 것이 공지되어 있다. 선형 위치 센서와 로터리 인코더의 신호들은 제어 장치에 접속된다. 이렇게 접속됨으로써 원하는 어플리케이션에 명확한 위치를 알릴 수 있다.It is known to provide a linear position sensor for grasping the translational motion of the shift shaft or shift gate and further to a rotary encoder for grasping the rotational motion of the shift shaft. The signals of the linear position sensor and the rotary encoder are connected to the control device. This connection allows you to tell a specific location where you want the application.

그러나 이러한 종래 기술은 두 개의 센서, 즉 선형 위치 센서와 로터리 인코더를 설치해야 하는 단점이 있다. 이에 따라 센서 조립 및 센서 배선을 위해 두 배의 비용이 소요된다. 또한, 수동 변속기에는 두 개의 센서를 위해 필요한 구성 공간이 충분하지 않은 경우가 종종 있다.However, this prior art has the disadvantage of installing two sensors, a linear position sensor and a rotary encoder. This costs twice as much for sensor assembly and sensor wiring. In addition, manual transmissions often do not have enough configuration space for two sensors.

독일 특허 공보 DE 4415668호에는 축방향으로 변위하고 소정 각도로 회전하는 샤프트의 소정 위치를 비접촉식으로 검출하기 위한 센서가 개시되어 있다. 위 특허 공보에서 설명된 해법에서는 정보의 모호성이 단점이다. 센서의 순간 값으로부터 샤프트가 예컨대 "2"단 위치에 있는지 혹은 시프트 게이트들 사이에서 병진 운동이 수행되는지 알아낼 수가 없다. German patent publication DE 4415668 discloses a sensor for contactless detection of a predetermined position of a shaft that is displaced axially and rotated at an angle. In the solution described in the above patent publication, information ambiguity is a disadvantage. From the instantaneous value of the sensor it is not possible to find out whether the shaft is at eg "2" end position or whether the translational motion is performed between the shift gates.

독일 특허 공개 공보 DE 10 2007 032 972 A에서는 샤프트의 축방향 변위를 검출하기 위한 측정 장치 및 방법을 개시하고 있다. 상기 특허 공개 공보에 개시된 방법에서는 샤프트의 축방향 변위에 대해 수직 방향 변위를 상호 관련짓는 신호를 전달하는 추가의 센서 장치를 이용한다. DE 10 2007 032 972 A discloses a measuring device and method for detecting axial displacement of a shaft. The method disclosed in this patent publication uses an additional sensor device that transmits a signal that correlates the vertical displacement with respect to the axial displacement of the shaft.

독일 특허 공개 공보 DE 19813318 A호에는 회전하는 샤프트와 연결된 편심 디스크에 대한 각도에 따른 이격 간격을 측정하여 샤프트의 회전각을 결정하는 방법이 개시된다. 추가로 위의 특허 공개 공보에서는 샤프트의 반경 방향 위치와 관련하여 기준면을 이용함으로써 기계적 오류를 보상하는 것도 개시하고 있다.DE 19813318 A discloses a method for determining the angle of rotation of a shaft by measuring the spacing according to the angle with respect to the eccentric disk connected to the rotating shaft. In addition, the above patent publication also discloses compensating for mechanical error by using a reference plane with respect to the radial position of the shaft.

독일 특허 공개 공보 DE 3244891 A호에서는 코일을 포함하는 길이 센서를 개시하고 있다. 코일들은 측정 경로를 따라 배치되고 아날로그 멀티플렉서를 이용하여 개별적으로 선택될 수 있다. DE 3244891 A discloses a length sensor comprising a coil. The coils are placed along the measurement path and can be individually selected using an analog multiplexer.

앞서 설명한 종래 기술에서 출발한 본 발명의 목적은, 예컨대 수동 변속기의 시프트 샤프트와 같은, 종방향으로 변위하고 그리고 회전하는 샤프트의 축 방향 위치 및 회전 위치를 검출하기 위한 센서 장치를 창안하되, 이러한 센서 장치에서 하나의 센서를 이용하여 종방향으로 변위 가능하고 그리고 회전 가능한 샤프트의 병진 운동 및 회전 운동도 용이하고 복잡하지 않게 확실하게 검출하는 센서 장치를 창안하는 데 있다.It is an object of the present invention, starting from the prior art described above, to create a sensor device for detecting the axial position and the rotational position of a longitudinally displaced and rotating shaft, such as a shift shaft of a manual transmission. The invention is intended to create a sensor device that reliably and easily detects translational and rotational movements of a longitudinally displaceable and rotatable shaft using a single sensor.

이러한 목적은, 본 발명에 따라 샤프트의 종방향으로, 바람직하게는 일렬로, 샤프트에 대해 평행하게 배치되고 샤프트와 관련하여 위치 고정되게 배치되는 두 개 이상의 센서 요소를 포함하는 선형 센서와, 트랜스미터 요소를 포함하고, 트랜스미터 요소는 샤프트의 회전 운동 시 회전각에 좌우되는 분명한 측정 신호 변화가 개별적으로 평가 가능한 센서 요소들 중 적어도 하나에서 발생되도록 구성된 센서 장치에 의해 달성된다. This object comprises a linear sensor comprising at least two sensor elements arranged in the longitudinal direction of the shaft, preferably in a row, parallel to the shaft and positioned relative to the shaft in accordance with the invention, and a transmitter element. Wherein the transmitter element is achieved by a sensor device configured such that a clear measurement signal change dependent on the angle of rotation in the rotational movement of the shaft occurs in at least one of the individually evaluable sensor elements.

본 발명에 따른 센서 장치의 바람직한 실시예에 의하면, 이러한 센서 장치는 두 개 이상의 센서 요소에 배치되는 전자 측정 장치를 포함하고, 이 전자 측정 장치를 이용하여 두 개 이상의 센서 요소들 각각이 별도로 평가될 수 있다. 트랜스미터 요소는 샤프트에 배치되고 이 샤프트와 함께 변위하고 그리고 회전할 수 있으며, 트랜스미터 요소에 의해 두 개 이상의 센서 요소 각각에서 신호가 생성되고, 이 신호는 샤프트의 종방향 변위와 샤프트의 회전 위치를 특징짓는 명확한 신호 패턴을 갖는다.According to a preferred embodiment of the sensor device according to the invention, such a sensor device comprises an electronic measuring device arranged on two or more sensor elements, wherein each of the two or more sensor elements can be evaluated separately using the electronic measuring device. Can be. The transmitter element is disposed on the shaft and can be displaced and rotated with the shaft, whereby a signal is generated at each of the two or more sensor elements by the transmitter element, the signal characterized by the longitudinal displacement of the shaft and the rotational position of the shaft. Has a clear signal pattern.

본 발명에 따른 센서 장치의 센서 요소는 다음과 같이 형성된다.The sensor element of the sensor device according to the invention is formed as follows.

바람직하게, 센서의 센서 요소들은 기계식, 자기식 또는 정전 용량식으로 구성되고, 프로브, 코일, 유도성 센서 요소, 와상 전류 센서 요소, 바람직하게는 자기적으로 예압된 홀 센서 요소, 정전 용량식 센서 요소 등으로 형성된다.Preferably, the sensor elements of the sensor are mechanical, magnetic or capacitive and comprise a probe, coil, inductive sensor element, eddy current sensor element, preferably magnetically preloaded hall sensor element, capacitive sensor Element and the like.

본 발명에 따른 해결 방안은, 어떤 경우라도 센서 요소에서 재생 가능한 측정 신호 변화를 생성할 수 있는 트랜스미터 요소가 존재한다는 점에 근거하고 있다. The solution according to the invention is based on the existence of a transmitter element which can in any case produce a reproducible measurement signal change in the sensor element.

트랜스미터 요소는, 다른 대상과 관련하여 위치를 결정해야 하는 대상에 고정되게 연결된다. 센서도 재차 다른 대상에 고정되게 연결된다.The transmitter element is fixedly connected to an object whose position must be determined in relation to another object. The sensor is again fixedly connected to another object.

수동 변속기의 경우 트랜스미터 요소는 시프트 샤프트에 고정되게 결합된다. 센서는 변속기 하우징에 고정되게 결합된다. 따라서 이러한 배치 구조로 인해 시프트 샤프트의 위치는 변속기 하우징과 관련하여 산출된다. In the case of a manual transmission, the transmitter element is fixedly coupled to the shift shaft. The sensor is fixedly coupled to the transmission housing. Due to this arrangement the position of the shift shaft is thus calculated relative to the transmission housing.

센서 요소에 대한, 그리고 그에 따른 측정 신호를 변화시키기 위한 측정 신호에 대한 트랜스미터 요소의 재현 가능한 작용은 당업자에게 공지된 다양한 방식으로 실현될 수 있다. The reproducible action of the transmitter element on the sensor element and thus on the measurement signal to change the measurement signal can be realized in various ways known to those skilled in the art.

기계적으로 만질 수 있는 센서 요소를 이용할 시에 측정 신호를 변화시키는 트랜스미터 요소의 특징은 샘플링 위치에서 샘플링하는 센서 요소로부터 트랜스미터 요소의 윤곽이 이격되어 있다는 점이다.A feature of the transmitter element that changes the measurement signal when using a mechanically touchable sensor element is that the contour of the transmitter element is spaced apart from the sensor element sampling at the sampling position.

강자성의 트랜스미터 요소와 유도성 센서 요소의 조합을 이용할 시에는 강자성 트랜스미터 요소의 형상과 특성이 측정 신호에 영향을 끼치는 다양한 방법들이 있다. When using a combination of ferromagnetic transmitter elements and inductive sensor elements, there are various ways in which the shape and characteristics of the ferromagnetic transmitter elements affect the measurement signal.

트랜스미터 요소의 간격 및/또는 작용하는 물질량은 위치에 따라 변할 수 있다. 또한 물질과 다양한 도자율(permeability)의 의도된 조합에 의해 센서 요소에서 검출되는 측정 신호가 위치에 따라 바람직하게 변경될 수 있다.The spacing of the transmitter elements and / or the amount of material acting may vary with location. In addition, by means of the intended combination of material and various permeability, the measurement signal detected at the sensor element can be changed preferably with position.

일 실시예에서는, 센서 요소와의 간격이 회전각에 따라 변한다. 간격이 커질수록 유도성 센서 요소에 미치는 트랜스미터 요소의 강자성 영향이 감소되고 그와 더불어 센서 요소에서 검출되는 측정 신호가 작아진다. In one embodiment, the spacing with the sensor element changes with the angle of rotation. As the spacing increases, the ferromagnetic influence of the transmitter element on the inductive sensor element is reduced and, in addition, the measuring signal detected at the sensor element is smaller.

또 다른 실시예로서, 트랜스미터 기하 형태가, 예컨대 트랜스미터 요소의 너비가 일정하지 않음으로써, 유도성 센서 요소 혹은 코일의 영역에서 회전각에 따른 강자성 물질의 양이 변화한다. In another embodiment, the transmitter geometry changes the amount of ferromagnetic material with respect to the angle of rotation in the region of the inductive sensor element or coil, for example, because the width of the transmitter element is not constant.

또한 위에서 언급한 두 가지 실시예의 방법들을 조합할 수도 있다. It is also possible to combine the methods of the two embodiments mentioned above.

강자성 트랜스미터 요소를 센서 요소의 인덕턴스의 변화 또는 강자성 흐름의 변화를 측정하는 유도성 센서와 조합하는 대신, 전기 전도성 트랜스미터 요소와 유도 작용하는 와상 전류 센서의 조합도 적용할 수 있다. 이러한 와상 전류 센서에서는 대체로 떨림 회로의 다양한 감쇠가 측정된다. 트랜스미터 물질의 전도성도 측정 신호에 영향을 미치게 된다. 본 발명에 따른 센서 장치를 위해, 위의 경우에서 전도성 트랜스미터 요소는 위치에 따라 측정 신호에 작용하도록 형성될 수 있다. 이러한 위치에 따른 작용은 트랜스미터 요소와 와상 전류 센서 요소 간의 간격 및/또는 트랜스미터 요소의 작용 면적이 와상 전류 센서 요소의 검출 영역에서 위치에 따라 바뀌면서 실현될 수 있다.Instead of combining a ferromagnetic transmitter element with an inductive sensor that measures a change in inductance or a change in ferromagnetic flow of the sensor element, a combination of an electrically conductive transmitter element and a eddy current sensor inductively acting may be applied. In these eddy current sensors, various attenuations of the tremor circuit are usually measured. The conductivity of the transmitter material will also affect the measurement signal. For the sensor device according to the invention, in the above case the conductive transmitter element can be formed to act on the measurement signal depending on the position. This positional action can be realized as the distance between the transmitter element and the eddy current sensor element and / or the working area of the transmitter element changes with position in the detection area of the eddy current sensor element.

본 발명에 따른 센서 장치의 기본 기능은 측정 경로를 따라 배치되는 개별적으로 평가 가능한 센서 요소로 구성되는 선형 센서와 트랜스미터 요소를 이용하여 실현되는데, 트랜스미터 요소는 회전 운동 시 회전각에 좌우되는 명확한 측정 신호 변화가 별도로 평가되는 센서 요소들 가운데 적어도 하나에서 일어나도록 형성된다.The basic function of the sensor device according to the invention is realized using a linear sensor and a transmitter element consisting of individually evaluable sensor elements arranged along the measuring path, the transmitter element being a clear measurement signal which depends on the angle of rotation during the rotational movement. The change is shaped to occur in at least one of the sensor elements that is evaluated separately.

본 발명에 따른 장치는 별도로 평가 가능한 두 개 이상의 센서 요소들이 샤프트에 고정되는 하나 이상의 트랜스미터 요소를 통해 샤프트의 축 방향 변위를 검출하도록 형성된다.The device according to the invention is configured to detect the axial displacement of the shaft through one or more transmitter elements on which two or more separately assessable sensor elements are fixed to the shaft.

축방향 변위를 검출할 수 있도록, 트랜스미터 요소는 별도로 평가 가능한 센서 요소들에서 축 방향 변위에 상응하는 다양한 측정 신호들이 생성되도록 형성된다.In order to be able to detect the axial displacement, the transmitter element is configured to produce various measurement signals corresponding to the axial displacement in the separately evaluable sensor elements.

트랜스미터 요소는 예컨대 샤프트에서 돌출부가 될 수 있다. 센서 요소들이 다수인 경우 트랜스미터 요소는 개별적인 센서 요소들을 지나서 이동한다. 별도의 측정값들 모두를 처리하여 샤프트의 축방향 위치가 연산될 수 있다. The transmitter element may for example be a protrusion on the shaft. If there are multiple sensor elements, the transmitter element moves past the individual sensor elements. By processing all of the separate measurements, the axial position of the shaft can be calculated.

샤프트의 회전 운동도 파악하기 위하여 본 발명에 따른 기본 기능을 실현하는 선형 센서 장치는, 트랜스미터 요소가 회전 대칭되지 않고, 원주각에 걸쳐서, 적어도 측정에 의해 파악되어야 하는 각도 범위로 수정됨으로써 확장된다.The linear sensor device which realizes the basic function according to the invention in order to grasp the rotational movement of the shaft is also extended by modifying the transmitter element to an angle range which should be grasped at least by measurement, over the circumference, without rotationally symmetry.

예컨대 파악되어야 하는 각도 범위에서 각에 좌우되는 트랜스미터 요소의 높이가 수정될 수 있다. 따라서 각각의 높이는 명확하게 하나의 각에 할당될 수 있다.For example, the height of the transmitter element depending on the angle in the angle range to be grasped can be modified. Thus, each height can be explicitly assigned to one angle.

자동차 분야에서 경우에 따라서는, 주변 조건이 까다로운 경우 신뢰할 만한 측정을 보장하기 위해서는, 트랜스미터 요소가 센서 요소에서 파악되는 두 개 이상의 개별적인 측정 신호들을 조합하되 절대 측정값들을 평가하지 않고 조합하여 샤프트의 축 방향 위치 및 회전각도 결정될 수 있도록 형성될 때에 바람직하다. In the automotive field, in some cases, in order to ensure reliable measurements under difficult ambient conditions, the transmitter element combines two or more individual measurement signals identified by the sensor element but combines them without evaluating the absolute measurements and the shaft axis of the shaft. It is preferable when formed so that the directional position and rotation angle can be determined.

예컨대 강ST 37로 제조되는 강자성 트랜스미터 요소의 도자율은 -40℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 약 23% 변한다. 이러한 거동은 온도 측정을 통해 센서에서 보상될 수 있으나, 센서 하우징 내 온도가 수동 변속기 내 트랜스미터 요소의 온도와 일치한다고는 결코 보장할 수 없다. 오히려 센서 하우징 내 온도와 트랜스미터 요소의 온도가 일치하는 것은 있을 수 없는 일이다. 또한 센서 요소와 평가 전자 장치의 온도 의존성에 의해 추가적인 측정 오류가 발생된다.For example, the magnetic flux of a ferromagnetic transmitter element made of steel ST 37 varies about 23% in the temperature range of -40 ° C to 150 ° C. This behavior can be compensated at the sensor through temperature measurement, but it can never be guaranteed that the temperature in the sensor housing matches the temperature of the transmitter element in the manual transmission. Rather, it is impossible for the temperature in the sensor housing to match the temperature of the transmitter element. In addition, additional measurement errors are caused by the temperature dependence of the sensor elements and the evaluation electronics.

전술한 문제점들은, 본 발명에 따른 센서 장치의 경우에서는, 센서 장치가 각도 위치의 산출을 위해 온도의 영향을 파악하고 보상하도록 하나 또는 다수의 기준면을 이용함으로써 해결된다. The above-mentioned problems are solved in the case of the sensor device according to the present invention by using one or more reference planes so that the sensor device grasps and compensates for the influence of temperature for the calculation of the angular position.

이를 위해 하나 이상의 기준면들이 센서 장치의 별도로 평가 가능한 센서 요소들 가운데 적어도 하나를 이용하여 기준값의 파악이 이루어질 수 있도록 배치 및 형성된다. 특별히 센서 장치를 추가로 이용할 필요가 없다. To this end, one or more reference planes are arranged and formed such that the reference value can be determined using at least one of the separately evaluable sensor elements of the sensor device. There is no need to use additional sensor devices in particular.

이를 위해 하나 이상의 기준면은 트랜스미터 요소에 대해 고정된, 공지된 축방향 간격을 두고 샤프트에 단단히 고정된다.For this purpose one or more reference planes are secured to the shaft at known axial spacings which are fixed relative to the transmitter element.

트랜스미터 요소의 축방향 위치가 결정된 후 자동으로 기준면의 위치가 함께 결정되는데, 트랜스미터 요소의 위치와 기준면의 위치 간의 간격이 기계적으로 변경될 수 없게 설정되어 공지되기 때문이다. The position of the reference plane is automatically determined together after the axial position of the transmitter element is determined, since the spacing between the position of the transmitter element and the position of the reference plane is set so that it cannot be changed mechanically.

기준면의 축방향 위치를 산출하고 여기서부터 트랜스미터의 위치를 도출할 수 있게 하는 것도 물론 가능하다.It is of course also possible to calculate the axial position of the reference plane and to derive the position of the transmitter from it.

바람직하게는, 기준면들 가운데 적어도 하나가, 샤프트의 다양한 회전 위치가 파악되어야 하는 그러한 샤프트 회전각 범위에 걸쳐서, 센서와 대체로 일정한 간격을 유지한다. Preferably, at least one of the reference planes maintains a substantially constant distance from the sensor over such a range of shaft rotation angles at which various rotational positions of the shaft should be known.

바람직한 일실시예로 센서에 대한 간격이 본질적으로 일정한 기준면은 항상 별도로 샘플링되어야 하는 추가의 윤곽들 보다 센서에 대한 간격이 더 작다. 이러한 기준면의 위치 결정은 비교적 간단한 최대값 혹은 최소값 탐색 알고리즘을 통해 이루어진다.In a preferred embodiment, a reference plane that is essentially constant in distance to the sensor is smaller in distance to the sensor than additional contours that must always be sampled separately. The positioning of these reference planes is accomplished through a relatively simple maximum or minimum search algorithm.

이러한 배치 구조를 통해 이제 분산된 센서 요소들의 측정 신호로부터 기준면에 할당되어야 하는 신호를 산출하는 것이 비교적 복잡하지 않다. With this arrangement, it is now relatively complicated to calculate a signal that should be assigned to the reference plane from the measurement signals of the distributed sensor elements.

기준면에 할당되는 측정 신호와, 각도에 좌우되는 가변적인 간격을 지닌 하나 이상의 트랜스미터 요소 윤곽에 할당되는 측정 신호의 관계로부터, 전자 측정 장치는 예컨대 사전 연산된 룩업 테이블(look-up table)을 통해서 샤프트의 회전각을 결정할 수 있다.From the relationship between the measurement signal assigned to the reference plane and the measurement signal assigned to the contour of one or more transmitter elements with variable spacing depending on the angle, the electronic measuring device is for example a shaft through a pre-calculated look-up table. The rotation angle of can be determined.

기준면에서 파악되는 센서 요소의 온도 패턴과, 각에 좌우되는 가변적인 간격을 지닌 하나 이상의 트랜스미터 요소 윤곽의 신호를 파악하는 센서 요소의 온도 패턴이 같으므로, 센서값들의 관계는 강자성 트랜스미터 물질의 온도 및 도자율에 좌우되지 않는다.Since the temperature pattern of the sensor element as seen from the reference plane and the temperature pattern of the sensor element to grasp the signal of one or more transmitter element contours with variable spacing depending on the angle are the same, the relationship between the sensor values is related to the temperature of the ferromagnetic transmitter material and It does not depend on the ceramic rate.

추가의 실시예로서, 트랜스미터 요소가 두 개의 측정면을 구비하고, 센서에 대한 이 두 측정면의 간격이 각기 다른 샤프트의 회전 위치들이 파악되어야 하는 샤프트의 회전각 범위에서 서로 반대 방향으로 변하면, 두 개의 반대 방향 측정 신호가 생성되고 이에 따라 샤프트의 회전각을 더 잘 분석할 수 있게 되거나 혹은 안전과 관련된 어플리케이션에서 여분의 신호를 파악하고 그로 인해 더욱 확실한 평가를 할 수 있다. As a further embodiment, if the transmitter element has two measuring planes and the spacing of these two measuring planes relative to the sensor changes in opposite directions in the rotational angle range of the shafts where the rotational positions of the different shafts should be known, The two opposite measuring signals are generated which can be used to better analyze the angle of rotation of the shaft, or to identify redundant signals in safety-related applications and thereby make a more reliable assessment.

트랜스미터 요소는 두 개의 측정면을 구비할 수 있고, 이 두 개의 측정면 중 제 1 측정면 혹은 제 2 측정면은 샤프트의 각기 다른 회전 위치들이 파악되어야 하는 샤프트 회전각 영역의 제 1 부분 영역 혹은 제 2 부분 영역에서 센서에 대한 간격이 대체로 일정하다. 그럼으로써 각각 기준 신호를 보유하는 것이 가능하며, 이때, 측정면의 신호는 다른 측정면의 신호가 동일하게 유지되거나 또는 반대 방향인 그러한 범위에서 센서에 대한 간격과 함께 변한다. 추가의 기준면은 생략될 수 있다.The transmitter element may have two measuring planes, the first measuring plane or the second measuring plane of which either the first or the second partial area of the shaft angle of rotation region in which the different rotational positions of the shaft are to be known. The spacing for the sensors is generally constant in the two-part area. It is thereby possible to hold each reference signal, where the signal of the measuring plane changes with the distance to the sensor in such a range that the signal of the other measuring plane remains the same or is in the opposite direction. Additional reference planes may be omitted.

트랜스미터 요소의 측정면(들)이 수동 변속기의 아이들링 위치에서 센서에 대한 간격이 가장 짧을 때, 신호 해상도는 정확하게 수동 변속기의 아이들링 위치의 영역에서 가장 크며, 이 영역에서 신호 해상도 및 센서 장치의 정확도가 가장 까다롭게 요구된다.When the measuring plane (s) of the transmitter elements have the shortest spacing to the sensor at the idling position of the manual transmission, the signal resolution is exactly the largest in the region of the idling position of the manual transmission, in which the signal resolution and the accuracy of the sensor device The most demanding.

또한 트랜스미터 요소의 수정이 회전각에 걸쳐서 일정하게 실현되는 것이 아니라, 더욱 큰 해상도가 요구되는 영역에서는 경미한 해상도만 요구되는 영역에서보다 더욱 강하게 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.It may also be desirable for the modification of the transmitter element not to be realized consistently over the angle of rotation, but to be stronger in areas where a higher resolution is required than in areas where only a slight resolution is required.

수동 변속기의 경우 중립 위치 영역에서 높은 해상도가 요구된다. 기어단 최종 위치 영역에서는 매우 근소한 해상도만 요구된다. 따라서 트랜스미터 요소의 수정은 회전각에 걸쳐 기어단 최종 위치 영역에서보다 중립 위치의 영역에서 더욱 강하게 실현되는 것이 바람직하다. For manual transmissions, high resolution is required in the neutral position region. Only very small resolutions are required in the gear stage final position area. Thus, the modification of the transmitter element is preferably realized more strongly in the region of the neutral position than in the gear stage final position region over the rotation angle.

추가의 바람직한 일실시예에 의하면, 수동 변속기의 시프트 샤프트의 각각의 주요 축방향 위치 혹은 시프트 게이트에는 센서의 하나 이상의 센서 요소가 배치된다. According to a further preferred embodiment, at least one sensor element of the sensor is arranged at each major axial position or shift gate of the shift shaft of the manual transmission.

바람직한 일실시예로, 센서 장치 혹은 센서의 신호 처리 장치에서는, 센서 혹은 센서 장치에 배치되는 예컨대 하나의 프로세서를 이용하여, 일측의 트랜스미터 요소와 타측의 센서 간의 간격의 특징적인 신호 패턴의 비선형 의존성이 프로그램에 의해 선형화된다.In a preferred embodiment, in the sensor device or the signal processing device of the sensor, the nonlinear dependence of the characteristic signal pattern of the distance between the transmitter element on one side and the sensor on the other side, for example, using one processor disposed in the sensor or sensor device Linearized by program.

목적에 부합하게는, 센서가 유도성 센서 요소로 형성될 때, 측정이 이루어지는 동안 각각 두 개의 유도성 센서 요소가 반대 방향으로 직렬로 연결되고, 이에 따라 외부 자기장을 통해 유도되는 잡음 전압이 제거된다.For the purpose, when the sensor is formed of an inductive sensor element, each of the two inductive sensor elements are connected in series in opposite directions during the measurement, thus eliminating the noise voltage induced through the external magnetic field. .

더욱 큰 잡음 내성 및 더욱 높은 신호 해상도는, 자기장이 강자성 코일체 및 전도체를 거쳐 트랜스미터 기하 형태의 측정을 위해 본질적이지 않은 자기장의 적어도 일부 자기장으로 안내될 때에 달성된다. Greater noise immunity and higher signal resolution are achieved when the magnetic field is guided through ferromagnetic coil bodies and conductors to at least some of the magnetic fields that are not essential for measurement of transmitter geometry.

바람직하게는 신호 처리 시의 알고리즘이 예컨대 준비된 룩업 테이블의 형태로 설치되며, 이 룩업 테이블을 이용하여 측정값이 샤프트의 회전 위치로 환산될 수 있다. Preferably, an algorithm in signal processing is installed, for example, in the form of a prepared lookup table, and the measured value can be converted to the rotational position of the shaft using this lookup table.

개별적인 센서 요소들 간의 위치들에 대해서도 회전각을 결정할 수 있기 위해서는, 신호 처리시 설치된 알고리즘, 바람직하게는 삼차원 룩업 테이블 형태의 알고리즘이 확장되는 것이 목적에 부합한다. 이러한 실시예에서 메모리 용량이 감소되어야 하는 경우, 룩업 테이블의 개수를 제한하거나 중간 위치에 대해 룩업 테이블들 사이에서 보간이 실행될 수 있다. In order to be able to determine the angle of rotation even for positions between individual sensor elements, it is suitable for the purpose to expand the installed algorithm in signal processing, preferably in the form of a three-dimensional lookup table. In such an embodiment, if the memory capacity is to be reduced, interpolation may be performed between the lookup tables for a limited number of lookup tables or for an intermediate position.

본 발명에 따른 센서 장치는 임의의 프로토콜을 통해 축방향 위치 및 회전각을 추가의 제어 장치로 전송할 수 있다.The sensor device according to the invention can transmit the axial position and rotation angle to the further control device via any protocol.

바람직하게는, 이미 센서 내에서 순간 위치가 구분된다. 이러한 분산된 정보들은 비교적 비용 면에서 경제적이고 내구성 있는 펄스폭 변조(PWM) 인터페이스를 통해 추가의 제어 장치로 전송될 수 있다.Preferably, the instantaneous position is already distinguished within the sensor. Such distributed information can be transmitted to additional control devices via a relatively cost effective and durable pulse width modulation (PWM) interface.

예컨대 6단 기어의 경우에는, 다음과 같이 즉,For example, in the case of the sixth gear,

후진 최종 위치, 중립, 1단 최종 위치, 2단 최종 위치, 3단 최종 위치, 4단 최종 위치, 5단 최종 위치, 6단 최종 위치, 중립과 1단 최종 위치 사이의 중간 위치, 중립과 2단 최종 위치 사이의 중간 위치, 중립과 3단 최종 위치 사이의 중간 위치, 중립과 4단 최종 위치 사이의 중간 위치, 중립과 5단 최종 위치 사이의 중간 위치, 중립과 6단 최종 위치 사이의 중간 위치, 중립과 후진 최종 위치 사이의 중간 위치로 구분된다.Reverse final position, neutral, 1st final position, 2nd final position, 3rd final position, 4th final position, 5th final position, 6th final position, intermediate position between neutral and 1st final position, neutral and 2 Intermediate position between final end positions, intermediate position between neutral and third stage final positions, intermediate position between neutral and fourth stage final positions, intermediate position between neutral and fifth stage final positions, intermediate between neutral and sixth stage final positions Position, the intermediate position between neutral and reverse final position.

바람직하게는 신호의 출력 전에 센서 신호들의 보전성이 검사된다. 이러한 검사는 하나의 센서가 별도로 파악 가능한 다수의 아날로그 센서 요소를 지니고 있을 시에 비교적 용이하게 실현된다. 트랜스미터 요소의 설계에 따라 센서 요소의 순차적 탐지에 의해 위치에 좌우되는 전형적인 신호 패턴이 생겨난다. 이러한 신호 패턴은 허용 오차 범위와 함께 센서에 제공될 수 있다. 만일 프로그램에 의한 검사를 통해 순차적으로 산출된 센서값들이 이러한 지정된 허용 범위 이내에 있지 않다는 점이 확인되면, 센서는 오류 메시지를 내보낸다.Preferably the integrity of the sensor signals is checked before the output of the signal. This inspection is relatively easy to realize when one sensor has multiple analog sensor elements that can be seen separately. Depending on the design of the transmitter element, a sequential detection of the sensor element results in a typical signal pattern that is position dependent. This signal pattern can be provided to the sensor with a tolerance range. If the inspection by the program confirms that sequentially calculated sensor values are not within this specified tolerance, the sensor sends an error message.

본 발명에 따른, 예컨대 수동 변속기의 시프트 샤프트와 같은, 종방향으로 변위하고 그리고 회전하는 샤프트의 축 방향 위치 및 회전 위치를 검출하기 위한 센서 장치는, 하나의 센서를 이용하여 종방향으로 변위 가능하고 그리고 회전 가능한 샤프트의 병진 운동 및 회전 운동도 용이하고 복잡하지 않게 확실하게 검출할 수 있다. According to the invention, a sensor arrangement for detecting the axial position and the rotational position of a longitudinally displaced and rotating shaft, such as, for example, a shift shaft of a manual transmission, is longitudinally displaceable using one sensor and In addition, the translational and rotational movements of the rotatable shaft can be reliably and easily detected without being complicated.

이하, 도면을 참조한 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종방향으로 변위하고 회전하는 샤프트의 축방향 위치 및 회전 위치를 파악하기 위한 본 발명에 따른 센서 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 센서 장치의 센서를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 센서를 하부에서부터 도시하는 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 센서 장치의 트랜스미터 요소를 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 센서 장치를 도시하는 추가의 개략도이다.
도 6은 센서 장치의 트랜스미터 요소와 센서의 센서 요소의 상호작용을 도시한 개략도이다.
도 7은 각에 따라 높이가 변하는 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.
도 8은 회전각에 따라 너비가 변하는 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.
도 9는 각에 따라 리세스의 너비가 변하는 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.
도 10은 강자성 필름이 비강자성 요소에 부착된 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.
도 11은 파악되어야 할 회전각 영역에서 일정한 높이로 기준면을 둘러싸고 확장되는, 도 7에 상응하는 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.
도 12는 도11에 도시된 트랜스미터 요소를 다른 관점에서 도시한 개략도이다.
도 13은 도 11에 도시된 트랜스미터 요소를 또 다른 관점에서 도시한 개략도이다.
도 14는 파악되어야 할 회전각 영역에서 너비가 일정한 기준면을 둘러싸고 확장되는, 도 8에 상응하는 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.
도 15는 도 9에 일치하는, 리세스의 우측 및 좌측에 높이가 일정한 기준면으로 이용될 수 있는 면을 구비한 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.
도 16은 파악되어야 할 회전각 영역에서 너비가 일정한 필름을 둘러싸고 확장되는, 도 10에 상응하는 트랜스미터 요소를 도시하는 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a sensor device according to the invention for grasping the axial position and the rotational position of a shaft which is displaced and rotated in the longitudinal direction.
FIG. 2 is a perspective view showing a sensor of the sensor device shown in FIG. 1. FIG.
3 is a schematic view showing the sensor shown in FIG. 2 from below;
4 is a perspective view showing the transmitter element of the sensor device shown in FIG. 1.
5 is a further schematic diagram illustrating a sensor device according to the invention.
6 is a schematic diagram illustrating the interaction of a transmitter element of a sensor device with a sensor element of a sensor.
7 is a schematic diagram illustrating a transmitter element whose height varies with angle.
8 is a schematic diagram illustrating a transmitter element whose width varies with the angle of rotation.
9 is a schematic diagram illustrating a transmitter element in which the width of the recess varies with angle.
10 is a schematic diagram illustrating a transmitter element with a ferromagnetic film attached to a non-ferromagnetic element.
FIG. 11 is a schematic diagram showing the transmitter element corresponding to FIG. 7 extending around the reference plane at a constant height in the rotation angle region to be grasped. FIG.
FIG. 12 is a schematic diagram showing the transmitter element shown in FIG. 11 from another perspective.
FIG. 13 is a schematic diagram showing another view of the transmitter element shown in FIG. 11.
FIG. 14 is a schematic diagram showing the transmitter element corresponding to FIG. 8, extending around a reference plane of constant width in the region of rotation angle to be grasped. FIG.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a transmitter element with a face that can be used as a reference plane with a constant height on the right and left sides of the recess, in accordance with FIG. 9.
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating the transmitter element corresponding to FIG. 10 extending around a film of constant width in the rotation angle region to be grasped. FIG.

이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하는 본 발명에 따른 센서 장치(1)의 실시예는 종방향으로 변위하고 그리고 회전하는 샤프트(2)의 축방향 위치 및 회전 위치를 파악하는 데에 이용된다. 샤프트(2)는 특히 도면들에는 도시되지 않은 자동차의 수동 변속기의 시프트 샤프트(2)가 될 수 있다. Embodiments of the sensor device 1 according to the invention, which will be explained in detail below with reference to FIGS. Is used. The shaft 2 may in particular be a shift shaft 2 of a manual transmission of a motor vehicle, not shown in the figures.

이러한 시프트 샤프트(2)의 종방향 운동 혹은 병진 운동에 의해 수동 변속기의 선택 가능한 시프트 게이트가 선택된다. 일반적인 구조의 전형적인 수동 변속기에서 이러한 시프트 게이트에는 선택 가능한 2개까지의 기어단들이 배치되는데, 예컨대 "1"단과 "2"단 쌍, "3"단과 "4"단 쌍, 그리고 "5"단과 "후진"쌍이 배치된다. 시프트 게이트의 선택 후에 샤프트가 자신의 종방향 축 혹은 회전 축을 중심으로 회전함으로써 선택된 시프트 게이트 내부에서 원하는 기어단이 선택된다. The selectable shift gate of the manual transmission is selected by the longitudinal or translational movement of the shift shaft 2. In a typical manual transmission of the general construction, up to two selectable gear stages are arranged in this shift gate, such as "1" and "2" gear pairs, "3" gear and "4" gear pairs, and "5" gear and " Reverse pairs are arranged. After selection of the shift gate, the desired gear stage is selected within the selected shift gate by rotating the shaft about its longitudinal or rotational axis.

다른 기어단으로 전환할 시에 어느 단으로 삽입되어야 할지 최대한 조기에 감지하기 위하여 센서 장치(1)는 센서(3)와 트랜스미터 요소(4)를 구비한다. The sensor device 1 has a sensor 3 and a transmitter element 4 in order to detect as early as possible which stage should be inserted when switching to another gear stage.

센서(3)는 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 시프트 샤프트(2)와 관련하여 위치 고정되게 배치된다. 트랜스미터 요소(4)는 적절한 방식으로 시프트 샤프트(2)에 고정되고, 이에 따라 시프트 샤프트가 종방향으로 변위할 시 뿐만 아니라 시프트 샤프트의 회전축을 중심으로 시프트 샤프트(2)가 회전할 시에도 시프트 샤프트(2)와 함께 시프트 샤프트의 이러한 회전축을 중심으로 회전 혹은 회동할 수 있다.The sensor 3 is arranged in position with respect to the shift shaft 2, as best shown in FIG. 5. The transmitter element 4 is fixed to the shift shaft 2 in a suitable manner so that the shift shaft is not only when the shift shaft is displaced in the longitudinal direction, but also when the shift shaft 2 is rotated about the axis of rotation of the shift shaft. In conjunction with (2), it is possible to rotate or rotate around this axis of rotation of the shift shaft.

도 3 및 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 센서(3)에는 여섯 개의 센서 요소들(5)이 속하고, 이 센서 요소들은 시프트 샤프트(2)의 종방향으로 일렬로 연달아 배치된다. 따라서 샤프트(2)의 병진 변위 혹은 종방향 변위 시에 트랜스미터 요소(4)는 센서(3)의 일렬로 배치된 센서 요소(5)를 따라 이동하게 된다. 센서 장치(1)의 센서(3) 내부에는 도면에는 상세하게 도시되지 않는 신호 처리 장치가 마련되며, 이 신호 처리 장치는 본 실시예에서 여섯 개의 센서 요소들(5)에 배치된다. 이 신호 처리 장치를 이용하여 센서 요소들(5) 각각이 별도로 평가될 수 있다.As best shown in FIGS. 3 and 6, in this embodiment six sensor elements 5 belong to the sensor 3, which are arranged in series in the longitudinal direction of the shift shaft 2. Is placed. Thus, in the translational or longitudinal displacement of the shaft 2, the transmitter element 4 moves along the sensor element 5 arranged in line with the sensor 3. Inside the sensor 3 of the sensor device 1 is provided a signal processing device, which is not shown in detail in the drawing, which is arranged in the six sensor elements 5 in this embodiment. Using this signal processing device, each of the sensor elements 5 can be evaluated separately.

센서(3)의 센서 요소들(5)은, 본 실시예의 센서 장치(1)에서는, 유도성 센서 요소들(5)로서 전류가 공급되는 코일 형태로 형성된다. 이러한 유도성 센서 요소들(5)은 센서(3)의 측정 영역에 발생하는 자기장을 갖는다. 이 자기장에 강자성 재료가 유입되면, 센서(3)의 신호 처리 장치에 구비된 평가 회로에 의해 각각의 센서 요소들(5)에 대한 코일 인덕턴스의 변화가 측정될 수 있다. 각각의 센서 요소(5)의 코일 인덕턴스의 이러한 변화는, 트랜스미터 요소(4)의 경우, 본질적으로 일측의 트랜스미터 요소와 타측의 센서(3)의 센서 요소들(5) 간의 간격에 좌우된다.The sensor elements 5 of the sensor 3 are formed in the form of a coil in which the current is supplied as the inductive sensor elements 5 in the sensor device 1 of the present embodiment. These inductive sensor elements 5 have a magnetic field occurring in the measuring region of the sensor 3. When a ferromagnetic material enters this magnetic field, the change in coil inductance for each sensor element 5 can be measured by the evaluation circuit provided in the signal processing device of the sensor 3. This change in the coil inductance of each sensor element 5 depends essentially on the distance between the transmitter element on one side and the sensor elements 5 of the sensor 3 on the other side.

따라서 트랜스미터 요소(4)에 의해서 센서(3)의 센서 요소(5) 각각에서 신호가 생성되고, 이때 이러한 신호들의 신호 패턴은 샤프트(2)의 종방향 변위 및 샤프트(2)의 회전 위치의 특징을 나타낸다. 센서(3)의 신호 처리 장치에는 트랜스미터 요소(4)와 센서(3)의 센서 요소들(5) 간의 간격의 비선형 의존성을 프로그램에 의해 선형화할 수 있는 프로세서가 포함된다. Thus a signal is generated at each of the sensor elements 5 of the sensor 3 by the transmitter element 4, where the signal pattern of these signals is characterized by the longitudinal displacement of the shaft 2 and the rotational position of the shaft 2. Indicates. The signal processing device of the sensor 3 comprises a processor capable of programmatically linearizing the nonlinear dependence of the distance between the transmitter element 4 and the sensor elements 5 of the sensor 3.

전류가 공급되는 코일로 형성되는 센서(3)의 유도성 센서 요소들(5)은 인덕턴스를 상승시키기 위해 강자성 재료로 이루어진 코어 포머(core former) 혹은 코어 롤(core roll)에 권취된다. 이렇게 함으로써 신호 처리 장치에 공급되는 평가 회로의 감도가 매우 적게 소실될 수 있다.The inductive sensor elements 5 of the sensor 3, which are formed of coils supplied with current, are wound in a core former or core roll made of ferromagnetic material to raise the inductance. By doing so, the sensitivity of the evaluation circuit supplied to the signal processing device can be lost very little.

개별적인 센서 요소들(5)의 신호들은 신호 처리 장치에 통합된 평가 회로에서 목적에 따른 알고리즘에 의해 평가된다. The signals of the individual sensor elements 5 are evaluated by an algorithm according to the purpose in the evaluation circuit integrated in the signal processing device.

우선 트랜스미터 요소(4)의 위치가 센서(3)의 센서 요소들(5)의 배치에 따라 결정된다. 샤프트(2)와 그와 더불어 트랜스미터 요소(4)의 각각의 가능한 분산 위치에 분명한 센서 요소(5) 하나가 배치되는 경우에, 앞서 언급한 알고리즘은 오로지 최소 간격을 보여주는 신호들을 가진 두 개의 센서 요소들(5)을 발견하는 역할을 한다. 그런 다음 이 신호들은 분명하게 하나의 게이트에 할당될 수 있다. 이런 경우 선형화는 생략될 수 있다. The position of the transmitter element 4 is first determined according to the arrangement of the sensor elements 5 of the sensor 3. In the case where an obvious sensor element 5 is arranged in the shaft 2 and in each possible distributed position of the transmitter element 4, the aforementioned algorithm is based on two sensor elements with signals showing only minimum spacing. To discover the field (5). These signals can then be explicitly assigned to one gate. In this case linearization can be omitted.

개별 센서 요소들(5) 간의 중간 위치들도 보간 알고리즘을 통해 간단하게 결정될 수 있다. Intermediate positions between the individual sensor elements 5 can also be simply determined through an interpolation algorithm.

이와 같이 형성된 선형 센서는 보간 결과가 넓은 영역에서 센서(3)와 트랜스미터 요소(4) 간의 간격에 좌우되지 않는다는 점이 장점이다.The linear sensor thus formed has the advantage that the interpolation result is not dependent on the distance between the sensor 3 and the transmitter element 4 in a wide area.

도시된 실시예에서 트랜스미터 요소(4)는 센서(3) 혹은 센서의 센서 요소들(5)과 트랜스미터 요소(4) 사이의 간격이 샤프트(2)의 회전각에 따라 변경되도록 형성된다. 따라서 센서(3)의 센서 요소들(5)의 인덕턴스는 시프트 샤프트(2)의 각각의 회전각에 좌우된다.In the embodiment shown, the transmitter element 4 is configured such that the distance between the sensor 3 or the sensor elements 5 of the sensor and the transmitter element 4 changes with the rotation angle of the shaft 2. The inductance of the sensor elements 5 of the sensor 3 thus depends on the respective rotation angle of the shift shaft 2.

만일, 예컨대 수동 변속기에서와 같이 시프트 샤프트(2)의 병진 방향으로 소량의 분산된 위치들만이 시프트 게이트의 형태로 존재하고 시프트 샤프트(2)의 이러한 분산된 위치들 각각이 명확하게 두 개의 센서 요소들(5)에 할당되면, 센서 요소들(5)은 선택되는 시프트 게이트의 가장 높은 인덕턴스와 상응하고, 인덕턴스의 크기는 시프트 샤프트(2)의 회전각과 상응한다. 적합한 알고리즘, 예컨대 미리 연산된 룩업 테이블을 통해 센서 요소(5)의 인덕턴스 크기가 시프트 샤프트(2)의 회전각으로 환산될 수 있다.If, for example, in a manual transmission, only a small amount of distributed positions in the translational direction of the shift shaft 2 are present in the form of a shift gate and each of these distributed positions of the shift shaft 2 is clearly two sensor elements. Assigned to the poles 5, the sensor elements 5 correspond to the highest inductance of the shift gate to be selected, and the magnitude of the inductance corresponds to the rotation angle of the shift shaft 2. The suitable inductance magnitude of the sensor element 5 can be converted into the rotation angle of the shift shaft 2 via a suitable algorithm, for example a pre-calculated lookup table.

개별적인 센서 요소들(5) 사이의 위치들에 대해서도 시프트 샤프트(2)의 회전각을 결정할 수 있도록 확장된 알고리즘을 형성하는 것이 가능하다. 이런 경우 삼차원 룩업 테이블이 형성된다. 메모리 용량을 줄이기 위해서 룩업 테이블의 개수를 제한하거나 중간 위치들에 대해 룩업 테이블들 사이에 보간을 실행하는 것이 가능하다. It is possible to form an extended algorithm to be able to determine the angle of rotation of the shift shaft 2 even for the positions between the individual sensor elements 5. In this case, a three-dimensional lookup table is formed. In order to reduce the memory capacity, it is possible to limit the number of lookup tables or to perform interpolation between lookup tables for intermediate locations.

앞서 설명된 바와 같이, 일측에 있는 센서(3)의 센서 요소들(5)과 타측에 있는 트랜스미터 요소(4) 간의 간격의 절대 측정은 원칙적으로 충분히 이루어진다. As explained above, the absolute measurement of the distance between the sensor elements 5 of the sensor 3 on one side and the transmitter element 4 on the other side is sufficient in principle.

이를 위해 트랜스미터 요소(4)는 강자성 재료로 이루어지는 측정면을 구비한다. 일측의 이러한 측정면과 타측의 센서(3) 혹은 센서의 센서 요소들(5) 사이의 간격은 시프트 샤프트(2)의 각기 다른 회전 위치들이 파악되어야 하는 시프트 샤프트(2)의 회전각 영역에 걸쳐 변한다. 당연히 시프트 샤프트(2)의 병진 위치의 변화는 그에 상응하는 간격 변화도 초래한다. For this purpose the transmitter element 4 has a measuring surface made of ferromagnetic material. The spacing between this measuring surface on one side and the sensor elements 5 on the other side or on the sensor elements 5 of the sensor spans the rotation angle region of the shift shaft 2 where the different rotational positions of the shift shaft 2 should be known. Change. Naturally, the change in the translational position of the shift shaft 2 also results in a corresponding change in spacing.

일측의 센서 요소들(5)과 타측의 트랜스미터 요소(4) 간의 간격의 절대 측정 대신 훨씬 근소한 범위로 오류가 발생하는 상대 측정을 실시하기 위해, 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 트랜스미터 요소(4)에 강자성 재료로 구성되는 기준면이 구비되며, 이 기준면은 시프트 샤프트(2)의 각기 다른 회전 위치들이 파악되어야 하는 그러한 시프트 샤프트(2)의 회전각 영역에 걸쳐서 센서(3) 혹은 센서의 센서 요소들(5)에 대한 간격이 대체로 일정하다. 강자성 재료로 구성되는 이러한 기준면은 도 4의 우측에 도시된 트랜스미터 요소 구간(7)에 배치되는데, 시프트 샤프트(2)가 사전 설정된 회전 영역에서 혹은 자신의 회전축을 중심으로 사전 설정된 회전각으로 회전할 때에 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 이러한 트랜스미터 요소 구간(7)에 배치되는 센서 요소(5)와 자신의 간격이 일정하게 유지되도록 배치된다. 도 4의 좌측 트랜스미터 요소 구간(6)에는 앞서 이미 언급된 강자성 재료로 구성되는 측정면이 구비되고, 이 측정면에 할당되는 센서(3)의 센서 요소(5)에 대한 측정면의 간격은 시프트 샤프트(2)의 회전각에 따라 바뀐다. In order to perform a relative measurement where the error occurs in a much narrower range instead of an absolute measurement of the distance between the sensor elements 5 on one side and the transmitter element 4 on the other side, as shown best in FIG. 4) is provided with a reference plane consisting of a ferromagnetic material, the reference plane being the sensor 3 or the sensor of the sensor over the region of rotational angle of the shift shaft 2 in which the different rotational positions of the shift shaft 2 are to be known. The spacing for the elements 5 is generally constant. This reference plane, which is made of ferromagnetic material, is arranged in the transmitter element section 7 shown on the right side of FIG. 4, in which the shift shaft 2 can rotate at a preset rotational angle or about its own axis of rotation. At this time, for example, as shown in FIG. 6, the distance between the sensor element 5 disposed in the transmitter element section 7 and its distance is kept constant. The left transmitter element section 6 of FIG. 4 is provided with a measuring surface consisting of the ferromagnetic material already mentioned above, and the interval of the measuring surface with respect to the sensor element 5 of the sensor 3 assigned to this measuring surface is shifted. It changes according to the rotation angle of the shaft 2.

도 4에서 우측의 트랜스미터 요소 구간(7)에 구비되는 기준면은, 시프트 샤프트(2)에 대해 제공되는 회전각 영역에 걸쳐 센서(3)의 센서 요소(5)와의 간격이 일정하고, 그에 반해 도 4에서 좌측의 트랜스미터 요소 구간(6)에 제공되는 측정면은 각각의 센서 요소(5)에 대한 간격이 시프트 샤프트(2)의 회전각에 좌우된다. In FIG. 4, the reference plane provided in the transmitter element section 7 on the right side has a constant distance from the sensor element 5 of the sensor 3 over the rotation angle region provided with respect to the shift shaft 2, and vice versa. The measuring surface provided in the transmitter element section 6 on the left at 4 depends on the rotation angle of the shift shaft 2 with respect to the respective sensor element 5.

신호 처리 장치의 평가 회로에서 분산된 신호 요소들(5)의 수신된 신호들로부터 문제없이 도 4에서 트랜스미터 요소(4)의 좌측 트랜스미터 요소 구간(6)의 측정면에 할당되는 신호가 산출될 수 있다. 이러한 측정 신호와 기준면을 거쳐 도 4의 우측 트랜스미터 요소 구간(7)에서 생성되는 기준 신호 간의 관계가 시프트 샤프트(2)의 회전각에 대한 크기이다. From the received signals of the distributed signal elements 5 in the evaluation circuit of the signal processing apparatus, a signal allocated to the measurement surface of the left transmitter element section 6 of the transmitter element 4 in Fig. 4 can be calculated without problems. have. The relationship between this measurement signal and the reference signal generated in the right transmitter element section 7 of FIG. 4 via the reference plane is the magnitude of the rotation angle of the shift shaft 2.

또한 트랜스미터 요소(4)가 제 2 측정면을 중심으로 확장되는 것이 가능하다. 이때 2개의 측정면과 센서 요소들(5) 간의 간격 변화는 적어도 시프트 샤프트(2)의 회전각의 부분 영역에서 반대 방향으로 이루어진다. 그럼으로써 두 개의 독립적인 신호값과 그와 함께 시프트 샤프트(2)의 회전각이 더 잘 분석될 수 있게 된다. 두 개의 측정면이 서로 참조되는 경우, 앞서 설명된 별도의 기준면이 생략될 수 있다. It is also possible for the transmitter element 4 to extend about the second measuring plane. The change in the spacing between the two measuring surfaces and the sensor elements 5 then takes place in the opposite direction at least in the partial region of the rotation angle of the shift shaft 2. This makes it possible to analyze two independent signal values together with the angle of rotation of the shift shaft 2 better. When the two measurement planes are referenced to each other, the separate reference plane described above may be omitted.

예컨대 제 1 측정면은 본질적으로 회전각에 걸쳐 센서 요소(5)에 대한 간격이 일정하다. 단지 0 내지 +25°의 각도 범위에서만 제 1 측정면과 센서 요소(5) 사이의 간격이 더욱 커진다. 또한 제 2 측정면도 본질적으로 회전각에 걸쳐 센서 요소(5)에 대한 간격이 일정하다. 오로지 0 내지 -25° 영역에서만 제 2 측정면과 센서 요소(5) 사이의 간격이 더욱 커진다. For example, the first measuring surface is essentially constant in distance to the sensor element 5 over the angle of rotation. Only in the angular range of 0 to + 25 ° the distance between the first measuring surface and the sensor element 5 becomes larger. The second measuring surface is also essentially constant with respect to the sensor element 5 over the rotation angle. Only in the 0 to -25 ° region the distance between the second measuring surface and the sensor element 5 becomes larger.

앞서 설명된 본 실시예에서, -25° 내지 +25° 범위를 벗어나는 회전각은 기계적 한계로 인해 가능하지 않다. In this embodiment described above, rotation angles outside the range of -25 ° to + 25 ° are not possible due to mechanical limitations.

두 개의 측정면에 할당되는 센서 요소들(5)의 신호들이 동일한 경우, 회전각은 정확하게 0°이다. If the signals of the sensor elements 5 assigned to the two measuring planes are the same, the rotation angle is exactly 0 °.

제 1 측정면에 할당되는 신호가 제 2 측정면에 할당되는 신호보다 작으면, 시프트 샤프트(2)의 회전 방향은 +25° 방향이다. 시프트 샤프트(2)의 회전각을 정확하게 결정하기 위해 0 내지 25°의 범위에서는 변하지 않는 제 2 측정면에 할당되는 신호가 참조될 수 있다. If the signal assigned to the first measurement plane is smaller than the signal assigned to the second measurement plane, the direction of rotation of the shift shaft 2 is in the + 25 ° direction. In order to accurately determine the rotation angle of the shift shaft 2, a signal assigned to the second measuring surface which does not change in the range of 0 to 25 ° may be referred to.

만일 제 2 측정면에 할당되는 신호가 제 1 측정면에 할당되는 신호보다 작으면, 시프트 샤프트의 회전 방향은 -25° 방향이다. 회전각을 정확하게 결정하기 위해서는 0°와 25° 사이에서 변하지 않는 제 1 측정면에 할당되는 신호가 참조될 수 있다. If the signal assigned to the second measurement surface is smaller than the signal assigned to the first measurement surface, the direction of rotation of the shift shaft is in the -25 ° direction. In order to accurately determine the rotation angle, a signal assigned to the first measurement surface which does not vary between 0 ° and 25 ° may be referenced.

도면들에 도시된 트랜스미터 요소(4)는 +25° 내지 -25°의 회전각 측정 영역에 대해 제공된다. 이 값은 수동 변속기에 대해 전형적인 값이다.The transmitter element 4 shown in the figures is provided for a rotation angle measuring region of + 25 ° to -25 °. This value is typical for manual transmissions.

유도성 센서 요소들(5)을 포함하는 센서들(3)의 경우 신호 해상도는 측정 간격이 증가할수록 감소되므로, 측정 정확도에 대한 요구 사항이 가장 까다로운 영역들에 트랜스미터 요소(4)를 배열할 시에는 최대한 센서(3)에 인접하여야 한다. 변속기에 적용 시에는 0°에서 아이들링 위치에 대한 신호에 가장 까다로운 요구 사항이 제기된다. 따라서 측정면들은 아이들링 위치를 확실하고도 가장 높은 해상도로 결정할 수 있도록 이러한 아이들링 위치에서 센서(3)에 대해 가장 작은 간격을 갖도록 형성되어야 한다. In the case of sensors 3 comprising inductive sensor elements 5, the signal resolution decreases with increasing measurement interval, so that when arranging the transmitter element 4 in areas where the requirements for measurement accuracy are most difficult, Should be as close to the sensor (3) as possible. In transmissions, the most demanding requirements are placed on signals for idling positions at 0 °. The measuring surfaces should therefore be formed with the smallest distance to the sensor 3 at these idling positions so that the idling position can be determined with the highest resolution.

도 7에 도시된 시프트 샤프트(2)에 배치되는 트랜스미터 요소(4)의 실시예에서, 측정면들은 시프트 샤프트(2)의 종방향 축에 대해 자신의 간격이 시프트 샤프트(2)의 원주와 함께 변하도록 형성된다. 센서 요소(5)에 대한 측정면의 간격은 따라서 시프트 샤프트(2)의 회전각과 함께 변한다. In the embodiment of the transmitter element 4, which is arranged in the shift shaft 2 shown in FIG. 7, the measuring surfaces have their spacing relative to the longitudinal axis of the shift shaft 2 together with the circumference of the shift shaft 2. It is formed to change. The spacing of the measuring surface relative to the sensor element 5 thus varies with the angle of rotation of the shift shaft 2.

도 8에 부분적으로만 도시된 시프트 샤프트(2)에 배치되는 도 8의 트랜스미터 요소(4)의 실시예에서는, 트랜스미터 요소(4)와 그와 함께 측정면의 너비는 시프트 샤프트(2)의 원주에 걸쳐 변한다. 이에 부합하여 할당된 센서 요소(5)에서 파악되는 측정 신호는 시프트 샤프트(2)의 회전각에 좌우된다.In the embodiment of the transmitter element 4 of FIG. 8, which is arranged in the shift shaft 2, which is only partially shown in FIG. 8, the width of the transmitter element 4 and the measuring surface with it is the circumference of the shift shaft 2. Varies across. Correspondingly, the measurement signal captured by the assigned sensor element 5 depends on the angle of rotation of the shift shaft 2.

도 9에 도시된 트랜스미터 요소(4)의 실시예의 경우, 트랜스미터 요소(4)에 혹은 트랜스미터 요소의 측정면에 리세스부가 제공되고, 이 리세스부는 그 너비가 시프트 샤프트(2)의 원주 방향으로 변한다. 이에 부합하여 각각의 센서 요소(5)에서 파악되는 측정 신호가 바뀐다. In the embodiment of the transmitter element 4 shown in FIG. 9, a recess is provided in the transmitter element 4 or in the measuring surface of the transmitter element, the recess having a width in the circumferential direction of the shift shaft 2. Change. Correspondingly, the measuring signal which is identified at each sensor element 5 is changed.

도 10에 도시된 트랜스미터 요소(4)의 실시예에서는, 트랜스미터 요소 자체는 강자성이 아니다. 이 트랜스미터 요소(4)에는 강자성 필름(8)이 부착되며, 이 필름은 트랜스미터 요소(4)의 측정면을 형성한다. 필름의 너비는 시프트 샤프트(2)의 원주에 걸쳐 변하며, 그럼으로써 각각의 센서 요소(5)에서 시프트 샤프트의 회전각에 좌우되는 측정 신호가 파악된다. In the embodiment of the transmitter element 4 shown in FIG. 10, the transmitter element itself is not ferromagnetic. The transmitter element 4 is attached with a ferromagnetic film 8, which forms the measuring surface of the transmitter element 4. The width of the film varies over the circumference of the shift shaft 2, so that at each sensor element 5 a measurement signal is determined which depends on the angle of rotation of the shift shaft.

도 11 내지 도 13에 도시된 트랜스미터 요소의 경우, 제 1 트랜스미터 요소 구간(9)과 제 2 트랜스미터 요소 구간(10)을 구비한다. 제 1 요소 구간(9)은 측정면을 형성하며, 시프트 샤프트(2)의 종방향 축에 대한 이 측정면의 간격은 원주 방향으로 변한다. 제 2 트랜스미터 요소 구간(10)에는 기준면이 형성되며, 시프트 샤프트(2)의 축에 대한 이 기준면의 간격은 일정하다.In the case of the transmitter element shown in FIGS. 11 to 13, it has a first transmitter element section 9 and a second transmitter element section 10. The first element section 9 forms a measuring surface, the spacing of this measuring surface with respect to the longitudinal axis of the shift shaft 2 changing in the circumferential direction. A reference plane is formed in the second transmitter element section 10 and the spacing of this reference plane with respect to the axis of the shift shaft 2 is constant.

도 14에 도시된 트랜스미터 요소의 경우도 역시 제 1 트랜스미터 요소 구간(9)과 제 2 트랜스미터 요소 구간(10)을 구비한다. 제 1 트랜스미터 요소의 경우 측정면의 너비는 시프트 샤프트(2)의 원주 방향으로 변한다. 제 2 트랜스미터 요소 구간(10)에 의해 형성되는 기준면은 시프트 샤프트(2)의 원주에 걸쳐 그 너비가 일정하다.The transmitter element shown in FIG. 14 also has a first transmitter element section 9 and a second transmitter element section 10. In the case of the first transmitter element the width of the measuring surface changes in the circumferential direction of the shift shaft 2. The reference plane formed by the second transmitter element section 10 is of constant width over the circumference of the shift shaft 2.

도 15에 도시된 트랜스미터 요소(4)의 경우, 시프트 샤프트(2)의 원주에 걸쳐 너비가 변하는 리세스부의 우측 및 좌측에 기준면이 마련되고, 이 기준면은 시프트 샤프트(2)의 축에 대해 일정한 간격을 지니며 이에 따라 참조면으로 이용될 수 있다. In the case of the transmitter element 4 shown in FIG. 15, reference planes are provided on the right and left sides of the recess, the width of which varies over the circumference of the shift shaft 2, which reference plane is constant relative to the axis of the shift shaft 2. Spaced apart and can be used as a reference plane accordingly.

도 16에 도시된 그 자체가 비강자성인 트랜스미터 요소(4)에서는, 이 트랜스미터 요소 상에 시프트 샤프트(2)의 원주 방향으로 너비가 변하는 강자성 필름(8)과 시프트 샤프트(2)의 원주 방향으로 너비가 일정한 적절한 강자성 필름(11)이 부착된다. 필름(8)과 같이 트랜스미터 요소(4) 상에 부착된 너비가 일정한 필름(11)에 의해 트랜스미터 요소(4)의 기준면이 형성될 수 있다.In the transmitter element 4 itself, which is shown in FIG. 16, is non-ferromagnetic, in the circumferential direction of the ferromagnetic film 8 and the shift shaft 2 varying in width in the circumferential direction of the shift shaft 2 on the transmitter element. An appropriate ferromagnetic film 11 of constant width is attached. The reference plane of the transmitter element 4 may be formed by a constant width film 11 attached on the transmitter element 4, such as the film 8.

Claims (19)

예컨대 수동 변속기의 시프트 샤프트(2)와 같은, 종방향으로 변위하고 그리고 회전하는 샤프트(2)의 축방향 위치 및 회전 위치를 파악하기 위한 센서 장치로서,
상기 샤프트(2)의 종방향으로, 바람직하게는 일렬로, 상기 샤프트(2)에 대해 평행하게 배치되고 상기 샤프트(2)와 관련하여 위치 고정되게 배치되는 두 개 이상의 센서 요소들(5)을 포함하는 선형 센서(3)와, 트랜스미터 요소(4)를 포함하고,
상기 트랜스미터 요소(4)는, 상기 샤프트(2)의 회전 운동 시 회전각에 좌우되는 명확한 측정 신호 변화가 개별적으로 측정 가능한 센서 요소들(5) 중 적어도 하나의 센서 요소에서 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 센서 장치.As a sensor device for grasping the axial position and the rotational position of the longitudinally displaced and rotating shaft 2, such as, for example, the shift shaft 2 of the manual transmission,
Two or more sensor elements 5 arranged in the longitudinal direction of the shaft 2, preferably in a line, arranged parallel to the shaft 2 and fixed in position with respect to the shaft 2. Including a linear sensor 3 and a transmitter element 4,
The transmitter element 4 is characterized in that a clear measurement signal change, which depends on the angle of rotation in the rotational movement of the shaft 2, occurs in at least one sensor element of the individually measurable sensor elements 5. Sensor device. 제1항에 있어서,
상기 두 개 이상의 센서 요소(5)에 배치되는 전자 측정 장치를 포함하고, 이 전자 측정 장치에 의해 상기 두 개 이상의 센서 요소들(5) 각각이 평가되며,
상기 트랜스미터 요소(4)는 상기 샤프트(2)에 배치되고 이 샤프트(2)와 함께 변위하고 그리고 회전할 수 있으며, 상기 트랜스미터 요소(4)에 의해 두 개 이상의 센서 요소(5) 각각에서 신호가 생성되고, 이 신호는 상기 샤프트(2)의 종방향 변위와 상기 샤프트(2)의 회전 위치를 특징짓는 명확한 신호 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 센서 장치. The method of claim 1,
An electronic measuring device disposed on the at least two sensor elements 5, by which each of the at least two sensor elements 5 is evaluated,
The transmitter element 4 is arranged on the shaft 2 and can be displaced and rotated with the shaft 2, by means of which the signal at each of two or more sensor elements 5 is transmitted. A sensor device, characterized in that it has a clear signal pattern which characterizes the longitudinal displacement of the shaft and the rotational position of the shaft. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 센서(3)의 상기 센서 요소들(5)은 기계식, 자기식 또는 정전 용량식으로 구성되고, 프로브, 코일, 유도성 센서 요소, 와상 전류 센서 요소, 바람직하게는 자기적으로 예압된 홀 센서 요소, 정전 용량식 센서 요소 등으로 형성된 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to claim 1 or 2,
The sensor elements 5 of the sensor 3 are configured mechanically, magnetically or capacitively, and comprise probes, coils, inductive sensor elements, eddy current sensor elements, preferably magnetically preloaded hall sensors. Element, a capacitive sensor element, or the like. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트랜스미터 요소(4)는 예컨대, 강자성 재료로 형성된 측정면을 구비하고,
상기 센서(3)에 대한 상기 측정면의 간격은, 상기 샤프트(2)의 각기 다른 회전 위치들이 파악되어야 하는 상기 샤프트(2)의 회전각 영역에 걸쳐 상기 샤프트(2)의 회전 위치 변화에 상응하여 변하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The transmitter element 4 has a measuring surface formed, for example, of ferromagnetic material,
The spacing of the measuring surface relative to the sensor 3 corresponds to a change in the rotational position of the shaft 2 over the rotational angle region of the shaft 2 in which different rotational positions of the shaft 2 should be known. Sensor device, characterized in that by changing. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트랜스미터 요소(4)는 상기 샤프트(2)의 각기 다른 회전 위치들이 파악되어야 하는 상기 샤프트(2)의 회전각 영역에 걸쳐 상기 센서(3)에 대한 간격이 대체로 일정한 기준면을 구비한 것을 특징으로 하는 센서 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The transmitter element 4 is characterized in that it has a reference plane with a generally constant spacing to the sensor 3 over the rotation angle region of the shaft 2 in which different rotational positions of the shaft 2 are to be known. Sensor device. 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 트랜스미터 요소(4)는 두 개의 측정면을 구비하고,
상기 센서(3)에 대한 상기 측정면들의 간격은, 상기 샤프트(2)의 각기 다른 회전 위치들이 파악되어야 하는 회전각 영역에서, 반대 방향으로 변하는 것을 특징으로 하는 센서 장치. The method according to claim 4 or 5,
The transmitter element 4 has two measuring surfaces,
The spacing of the measuring surfaces relative to the sensor (3) is characterized in that it changes in the opposite direction in the region of rotation angle at which different rotation positions of the shaft (2) are to be known. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트랜스미터 요소(4)는 두 개의 측정면을 구비하고, 상기 두 개의 측정면들 중 제 1 측정면 혹은 제 2 측정면은, 상기 샤프트(2)의 각기 다른 회전 위치들이 파악되어야 하는 상기 샤프트(2)의 회전각 영역의 제 1 혹은 제 2 부분 영역에서 상기 센서(3)에 대한 간격이 대체로 일정한 것을 특징으로 하는 센서 장치.7. The method according to any one of claims 4 to 6,
The transmitter element 4 has two measuring surfaces, the first measuring surface or the second measuring surface of the two measuring surfaces, the shaft of which different rotational positions of the shaft 2 are to be known. Sensor device, characterized in that the spacing to said sensor (3) is substantially constant in the first or second partial region of the rotation angle region of 2). 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트랜스미터 요소(4)의 측정면은 수동 변속기의 아이들링 위치에서 센서(3)에 대한 간격이 가장 작은 것을 특징으로 하는 센서 장치.8. The method according to any one of claims 4 to 7,
The measuring device of the transmitter element (4) is characterized in that the distance to the sensor (3) is smallest in the idling position of the manual transmission. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
수동 변속기의 시프트 샤프트(2)의 분리된 각각의 축방향 위치 혹은 시프트 게이트에 상기 센서(3)의 센서 요소(5)가 할당된 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to any one of claims 1 to 8,
Sensor element (5), characterized in that the sensor element (5) of the sensor (3) is assigned to each separate axial position or shift gate of the shift shaft (2) of the manual transmission. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 장치(1) 또는 상기 센서(3)의 신호 처리 장치는, 예컨대 자신에게 배치된 프로세서를 이용하여 일측으로는 상기 트랜스미터 요소(4)와 상기 센서(3) 간의 간격의 비선형 의존성이 선형화될 수 있고, 타측으로는 특징적인 신호 패턴이 프로그램에 의해 선형화될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to any one of claims 2 to 9,
The sensor device 1 or the signal processing device of the sensor 3 may linearize the nonlinear dependence of the distance between the transmitter element 4 and the sensor 3 on one side, for example using a processor arranged thereon. And on the other side the characteristic signal pattern is arranged to be linearized by a program. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서(3)는 유도성 센서 요소들(5)로 구성되고, 이들 유도성 센서 요소들 중 각각 두 개가 반대 방향으로 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to any one of claims 1 to 10,
The sensor device (3) consists of inductive sensor elements (5), each of which two of these inductive sensor elements are connected in series in opposite directions. 제11항에 있어서,
상기 유도성 센서 요소들의 코일 포머는 강자성 재료로 이루어진 코어 상에 권취된 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method of claim 11,
And the coil former of the inductive sensor elements is wound on a core made of ferromagnetic material. 제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 신호 처리 장치에는 알고리즘이 예컨대 준비된 룩업 테이블 형태로 설치되고, 이 알고리즘에 의해 유도성 센서 요소의 인덕턴스의 크기가 상기 샤프트(2)의 회전 위치로 환산될 수 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.13. The method according to claim 11 or 12,
The signal processing device is characterized in that an algorithm is provided, for example, in the form of a prepared lookup table, by which the magnitude of the inductance of the inductive sensor element can be converted into the rotational position of the shaft (2). 제13항에 있어서,
상기 신호 처리 장치에 설치되는 알고리즘, 바람직하게는 3차원 룩업 테이블 형태의 알고리즘이 확장되는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method of claim 13,
And an algorithm installed in the signal processing device, preferably an algorithm in the form of a three-dimensional lookup table. 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 장치(1) 혹은 상기 센서(3)의 전자 측정 장치 혹은 신호 처리 장치는 예컨대 자신에게 배치된 프로세서를 이용하여 신호들의 분류를 실행할 수 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to any one of claims 2 to 14,
The sensor device (1) or the electronic measuring device or signal processing device of the sensor (3) is characterized in that it is possible to perform the classification of the signals, for example, using a processor disposed thereon. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
임의의 직렬 인터페이스를 통해 축방향 위치 및 회전각이 출력되는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to any one of claims 1 to 15,
A sensor device, characterized in that the axial position and rotation angle are output via any serial interface. 제15항 또는 제16항에 있어서,
펄스폭 변조(PWM) 인터페이스 또는 임의의 직렬 인터페이스를 통해 분류 결과가 출력되는 것을 특징으로 하는 센서 장치.17. The method according to claim 15 or 16,
And the classification result is output via a pulse width modulation (PWM) interface or any serial interface. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서(3) 내부에서는 파악된 센서 신호와 하나 또는 다수의 저장된 목표값 곡선이 프로그램에 의해 비교되고 목표값으로부터 벗어나는 경우 오류 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to any one of claims 1 to 17,
In the sensor (3) the sensor device, characterized in that the sensor signal and the one or more stored target value curves are compared by a program and an error signal is output when the target signal deviates from the target value. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트랜스미터 요소(4)의 윤곽 변화는 회전각에 걸쳐 일정하지 않은 것을 특징으로 하는 센서 장치.19. The method according to any one of claims 1 to 18,
The change in contour of the transmitter element (4) is characterized in that it is not constant over the angle of rotation.
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