RU182128U1 - MAGNETO ELECTRIC CRANKSHAFT POSITION SENSOR - Google Patents
MAGNETO ELECTRIC CRANKSHAFT POSITION SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU182128U1 RU182128U1 RU2018119388U RU2018119388U RU182128U1 RU 182128 U1 RU182128 U1 RU 182128U1 RU 2018119388 U RU2018119388 U RU 2018119388U RU 2018119388 U RU2018119388 U RU 2018119388U RU 182128 U1 RU182128 U1 RU 182128U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetoelectric
- position sensor
- sensor
- crankshaft position
- crankshaft
- Prior art date
Links
- 229910000697 metglas Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электроизмерительного оборудования. Датчик положения коленчатого вала магнитоэлектрический содержит расположенный в корпусе магнитоэлектрический элемент, внешними поверхностями которого являются проводящие электроды, при этом дополнительно содержит схему для начальной обработки сигнала, микроконтроллер, CAN контроллер, CAN трансивер и CAN шину. Технический результат – возможность интегрировать магнитоэлектрический датчик в автомобильную систему. 2 ил.The utility model relates to the field of electrical equipment. The crankshaft magnetoelectric position sensor contains a magnetoelectric element located in the housing, the external surfaces of which are conductive electrodes, and further comprises a circuit for initial signal processing, a microcontroller, a CAN controller, a CAN transceiver, and a CAN bus. The technical result is the ability to integrate a magnetoelectric sensor in an automotive system. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области электроизмерительного оборудования и позволяет улучшить характеристики датчика положения коленвала (ДПКВ). Предлагается использование в системах управления режимом работы двигателя внутреннего сгорания, а также в других системах управления.The utility model relates to the field of electrical equipment and can improve the characteristics of the crankshaft position sensor (DPKV). The use in control systems of the operating mode of an internal combustion engine, as well as in other control systems is proposed.
Основное применение датчиков положения коленвала заключается в определении углового положения коленчатого вала.The main application of crankshaft position sensors is to determine the angular position of the crankshaft.
Недостатком известных ДПКВ является относительно большие габариты и масса, высокая стоимость.A disadvantage of the known WPC is the relatively large size and weight, high cost.
Известен способ определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (см. RU №2506442, F02D 41/34, 26.11.2015).A known method for determining the angular position of the crankshaft of an internal combustion engine (see RU No. 2506442, F02D 41/34, 11.26.2015).
Известен датчик положения коленчатого вала двигателя, содержащий постоянный магнит с примыкающим к нему магнитомягким полюсным штифтом, на котором размещена катушка (см. RU №2142641, G01P 3/48, 26.11.2015).A known sensor for the position of the crankshaft of the engine, containing a permanent magnet adjacent to it with a soft magnetic pole pin on which the coil is placed (see RU No. 2142641,
Наиболее близким по техническому решению является магнитоэлектрический (МЭ) датчик для автомобиля, содержащий корпус, постоянный магнит и магнитоэлектрический элемент, внешние поверхности которого являются электродами (см. Н.А. Колесников, Р.В. Петров, Магнитоэлектрический датчик для автомобиля, вестник Новгородского государственного университета, №6(89), с. 74-77) - прототип.The closest to the technical solution is a magnetoelectric (ME) sensor for a car, comprising a housing, a permanent magnet and a magnetoelectric element, the external surfaces of which are electrodes (see N.A. Kolesnikov, R.V. Petrov, Magnetoelectric sensor for a car, Bulletin of Novgorodsky State University, No. 6 (89), pp. 74-77) - prototype.
Недостатком такого датчика является отсутствие возможности интеграции в автомобильную систему.The disadvantage of this sensor is the lack of integration into the automotive system.
Задачей полезной модели является возможность интеграции МЭ ДПКВ в автомобильную систему.The objective of the utility model is the ability to integrate ME DPKV into the automotive system.
Для решения данной задачи предложен датчик положения коленчатого вала магнитоэлектрический, включающий расположенный в корпусе магнитоэлектрический элемент, внешними поверхностями которого являются проводящие электроды, который дополнительно содержит схему для начальной обработки сигнала, микроконтроллер, CAN контроллер, CAN трансивер и CAN шину.To solve this problem, a magnetoelectric crankshaft position sensor is proposed, including a magnetoelectric element located in the housing, the external surfaces of which are conductive electrodes, which additionally contains a circuit for initial signal processing, a microcontroller, a CAN controller, a CAN transceiver, and a CAN bus.
Предлагаемый ДПКВ состоит из магнитоэлектрической структуры, например, магнитострикционно-пьезоэлектрической (фиг. 1), внешними поверхностями которой являются пластины из магнитострикционного материала, например, Метгласа, которые одновременно служат электродами. Внутренним элементом структуры является пьезоэлектрик, например, ЦТС-19, соединяющийся с пластинами Метгласа, например, клеем, для обеспечения жесткой связи. МЭ ДПКВ включает в себя также начальную схему первоначальной обработки сигнала с магнитоэлектрического элемента, микроконтроллер для дальнейшей обработки сигнала. CAN контроллер, CAN трансивер и CAN шину для возможности интеграции в автомобильную систему.The proposed DPKV consists of a magnetoelectric structure, for example, a magnetostrictive piezoelectric (Fig. 1), the outer surfaces of which are plates of magnetostrictive material, for example, Metglass, which simultaneously serve as electrodes. An internal element of the structure is a piezoelectric, for example, TsTS-19, which connects to Metglass plates, for example, with glue, to provide a rigid connection. ME DPKV also includes an initial circuit for the initial processing of a signal from a magnetoelectric element, a microcontroller for further signal processing. CAN controller, CAN transceiver and CAN bus for integration into the car system.
Техническим результатом является возможность интеграции датчика в автомобильную систему.The technical result is the ability to integrate the sensor into the automotive system.
Для пояснения предполагаемой полезной модели предложены чертежи:To clarify the proposed utility model proposed drawings:
Фиг. 1 Конструкция магнитоэлектрического элемента и ориентация полей.FIG. 1 Design of the magnetoelectric element and field orientation.
Фиг. 2 Структурная блок-схема МЭ ДПКВ.FIG. 2 Structural block diagram of the ME DPKV.
Датчик положения коленчатого вала магнитоэлектрический состоит из магнитоэлектрического элемента, выполненного в форме пластины из пьезоэлектрика 1, на боковые поверхности которого с помощью клея нанесены пластины Метгласа 2 (фиг. 1). В состав устройства также входит схема обработки 3, микроконтроллер 4, CAN контроллер 5, CAN трансивер 6 и CAN шину 7 (фиг. 2). Магаитоэлектрический элемент выполнен из композиционного слоистого материала, например, состава Метглас - пьезокерамика ЦТС - Метглас, подробно описанного в [Бичурин М.И., Петров Р.В., Соловьев И.Н., Соловьев А.Н. Исследование магнитоэлектрических сенсоров на основе пьезокерамики ЦТС и Метгласа // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - №1].The magnetoelectric crankshaft position sensor consists of a magnetoelectric element made in the form of a plate of piezoelectric 1, on the side surfaces of which
Датчик положения коленчатого вала МЭ работает следующим образом. В непосредственной близости от стального зубчатого диска - шкива, располагают МЭ датчик. Стальной зубчатый диск в качестве однотипных меток имеет следующие друг за другом идентичные комбинации "зуб/промежуток между зубьями", а в качестве отличимой метки имеет промежуток между зубьями увеличенной протяженности по сравнению с промежутком между зубьями на участке с однотипными метками. Высота зуба регулирует величину магнитодвижущей силы (МДС) проходящего через колесо магнитного потока. При наличии зуба МДС F1 больше, а в промежутке между зубьями МДС F2 меньше, так как расстояние меньше, чем расстояние МЭ датчик испытывает воздействие переменного магнитного поля H~, вызванного вращением зубчатого диска, из-за чередования при вращении участков с высокой магнитной проницаемостью - «зуб» и с низкой магнитной проницаемостью - «промежуток между зубьями». При вращении зубчатого колеса возникает дополнительное модулированное переменное магнитное поле H~. Соответственно, меняется коэффициент α и выходной сигнал датчика. При этом датчиком, для каждой проходящей мимо комбинации "зуб/промежуток между зубьями" формируется электрический импульс, а для метки формируется явно отличимый сигнал. Например, в зависимости от настройки датчика выходной сигнал может иметь низкий уровень в местах расположения зубьев и высокий уровень в местах расположения промежутков между зубьями, а в месте расположения метки выходной сигнал с датчика будет иметь максимальную амплитуду. В результате МЭ эффекта в датчике возникает переменный электрический сигнал, несущий информацию о частоте вращения коленвала и угле его поворота, который снимается с электродов МЭ элемента и который проходит через начальную схему обработки сигнала, микроконтроллер, CAN контроллер, CAN трансивер и CAN шину, полученный обработанный сигнал готов к использованию в автомобильной системе.The position sensor of the crankshaft ME works as follows. In the immediate vicinity of the steel gear disc - pulley, an ME sensor is located. The steel toothed disk as identical marks has successive identical tooth-to-tooth gap combinations, and as a distinguishable mark has an extended tooth gap between teeth compared to the tooth gap in the same-marked portion. The height of the tooth controls the magnitude of the magnetomotive force (MDS) passing through the wheel of the magnetic flux. In the presence of a tooth, MDS F 1 is larger, and in the interval between the teeth MDS F 2 is smaller, since the distance less than distance The ME sensor is exposed to an alternating magnetic field H ~ , caused by the rotation of the toothed disk, due to the rotation during rotation of areas with high magnetic permeability - “tooth” and with low magnetic permeability - “gap between teeth”. When the gear rotates, an additional modulated alternating magnetic field H ~ arises. Accordingly, the coefficient α and the output signal of the sensor change. At the same time, a sensor generates an electrical impulse for each passing tooth / gap between teeth combination, and a clearly distinguishable signal is generated for the mark. For example, depending on the setting of the sensor, the output signal may have a low level at the locations of the teeth and a high level at the locations of the gaps between the teeth, and at the location of the mark, the output signal from the sensor will have a maximum amplitude. As a result of the ME effect, an alternating electrical signal arises in the sensor, carrying information about the crankshaft speed and angle of rotation, which is removed from the electrodes of the ME element and which passes through the initial signal processing circuit, a microcontroller, a CAN controller, a CAN transceiver and a CAN bus received The signal is ready for use in the car system.
Структурная блок-схема предлагаемого датчика положения коленчатого вала приведена на фиг. 2.The structural block diagram of the proposed crankshaft position sensor is shown in FIG. 2.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет интегрировать МЭ ДПКВ в автомобильные системы.Thus, the proposed utility model allows you to integrate ME DPKV in automotive systems.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119388U RU182128U1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | MAGNETO ELECTRIC CRANKSHAFT POSITION SENSOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119388U RU182128U1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | MAGNETO ELECTRIC CRANKSHAFT POSITION SENSOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU182128U1 true RU182128U1 (en) | 2018-08-03 |
Family
ID=63142115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018119388U RU182128U1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | MAGNETO ELECTRIC CRANKSHAFT POSITION SENSOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU182128U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1040339A1 (en) * | 1982-05-04 | 1983-09-07 | Специализированный Проектный Конструкторско-Технологический Институт По Разработке И Внедрению Автоматизированных Систем Для Оборудования С Программным Управлением | Device for measuring internal combustion engine crank-shaft rotation frequency deviations |
US6020737A (en) * | 1992-05-19 | 2000-02-01 | Wyss; Walter | Shaft position detectors with stray magnetic field compensation |
US20180094951A1 (en) * | 2016-02-12 | 2018-04-05 | Allegro Microsystems, Llc | Angle Sensing Using Differential Magnetic Measurement And A Back Bias Magnet |
-
2018
- 2018-05-25 RU RU2018119388U patent/RU182128U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1040339A1 (en) * | 1982-05-04 | 1983-09-07 | Специализированный Проектный Конструкторско-Технологический Институт По Разработке И Внедрению Автоматизированных Систем Для Оборудования С Программным Управлением | Device for measuring internal combustion engine crank-shaft rotation frequency deviations |
US6020737A (en) * | 1992-05-19 | 2000-02-01 | Wyss; Walter | Shaft position detectors with stray magnetic field compensation |
US20180094951A1 (en) * | 2016-02-12 | 2018-04-05 | Allegro Microsystems, Llc | Angle Sensing Using Differential Magnetic Measurement And A Back Bias Magnet |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Н.А. Колесников, Р.В. Петров. Магнитоэлектрический датчик для автомобиля. Вестник Новгородского государственного университета, N6(89) 2015, стр. 74-77. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7021127B2 (en) | Self-powered wireless sensor assembly for sensing angular position of the engine crankshaft in a vehicle | |
JP5044187B2 (en) | Method for meshing starter pinion of starter with ring gear of internal combustion engine during inertial rotation of internal combustion engine and starter control device for internal combustion engine | |
CN106525306A (en) | Engine torque detection apparatus and method | |
US4166977A (en) | Rotary speed and angular position determination system, particularly for the crankshaft of an internal combustion engine | |
CN106796117B (en) | Sensor for determining at least one rotation characteristic of a rotating element | |
RU182128U1 (en) | MAGNETO ELECTRIC CRANKSHAFT POSITION SENSOR | |
KR102205769B1 (en) | Torque sensor | |
US7323865B2 (en) | Device for determining the angular position and rotation speed of a rotary member | |
US6172500B1 (en) | Target design for geartooth sensor with minimal number of unique segments combined in nonrepeating fashion | |
CN102155313A (en) | Device for distinguishing position of crank shaft in stop of engine | |
CN1975435A (en) | Method for measuring rotating speed of rotating shaft by sliding time window method | |
US4339713A (en) | Apparatus for detecting rotations | |
CN202837318U (en) | Engine rotating speed measuring device based on magnetic encoder | |
CN105888842A (en) | Hydraulic VVT angle dynamic measuring method of vehicle engine | |
CN109444454A (en) | It is a kind of for measuring the magnetic power rotation speed sensor of vehicle wheel rotational speed | |
US6837100B1 (en) | Detection of combustion misfiring | |
CN110277879B (en) | Measuring system for engine crankshaft position | |
RU2589973C2 (en) | Determination of ice output at acceleration | |
WO2008101785A3 (en) | Method for operating a piezoelectric transducer and transducer device | |
US4922198A (en) | Displacement sensor including a piezoelectric element and a magnetic member | |
CN210889694U (en) | Crankshaft with speed measuring function of engine | |
EP1275953A2 (en) | Phase recognition system for an internal combustion engine | |
CN103344261B (en) | The inertia resetting method of automobile meter pointer | |
CN209182347U (en) | For measuring the magnetic power rotation speed sensor of vehicle wheel rotational speed | |
Petrov et al. | Modeling and Development of Position Sensors Based on Multiferroic Layered Structures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190526 |