CZ2008679A3 - Measuring device for contactless determination of steering angle or linear trajectory and pedal module - Google Patents

Abstract

Mericí zarízení (26) je urceno pro bezdotykové zjištování úhlu natocení nebo lineární dráhy na základe relativního pohybu mezi alespon dvema telesy (2, 4). Tato telesa (2, 4) jsou pružnými prostredky (12, 14) obsahujícími závity (28, 30) sestávající z elektricky vodivého materiálu, predepnuty vuci sobe do své výchozí polohy. Alespon cást závitu (28, 30) pružných prostredku (12, 14) tvorí primární cívku (32, 34) transformátoru (36, 38) spojenou se zdrojem (44) napetí, jehož sekundární cívka (40, 42) je spojena s vyhodnocovacím zarízením (50) pro vytvorení signálu závislého na relativním pohybu teles (2, 4). Pedálový modul (1) obsahuje toto mericí zarízení (26).The measuring device (26) is intended for contactless detection of the angle of rotation or linear path based on the relative motion between at least two bodies (2, 4). These bodies (2, 4) are resilient means (12, 14) comprising threads (28, 30) consisting of an electrically conductive material, biased towards each other to its initial position. At least a portion of the thread (28, 30) of the resilient means (12, 14) forms the primary coil (32, 34) of the transformer (36, 38) connected to the voltage source (44) whose secondary coil (40, 42) is connected to the evaluation device (50) to produce a signal dependent on the relative motion of the bodies (2, 4). The pedal module (1) includes this measuring device (26).

Description

Vynález se týká měřicího zařízení pro bezdotykové zjišťování úhlu natočení nebo lineární dráhy na základě relativního pohybu mezi alespoň dvěma tělesy, přičemž tato tělesa jsou pružnými prostředky, obsahujícími závity sestávající z elektricky vodivého materiálu, předepnuty vůči sobě do své výchozí polohy, podle předvýznakové části nároku 1, jakož i pedálového modulu obsahujícího alespoň jednu páku pedálu, otočnou relativně vůči ložiskovému stojanu, jakož i měřicí zařízení pro vybuzení signálu závislého na poloze natočení páky pedálu relativně vůči ložiskovému stojanu, podle předvýznakové části nároku 8.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring device for contactless detection of an angle of rotation or a linear path based on relative movement between at least two bodies, the bodies being biased by means comprising threads consisting of an electrically conductive material. as well as a pedal module comprising at least one pedal lever pivotable relative to the bearing rack, and a measuring device for generating a signal dependent on the position of the pedal lever pivot relative to the bearing rack, according to the preamble of claim 8.

Takové měřicí zařízeni je použitelné např. v různých systémech oblasti vozidla, v nichž se musí měřit lineární dráhy nebo úhly natočení, jako např. ve snímači škrticí klapky, ve snímači plynového pedálu v pedálovém modulu, ve snímači pružení karosérie nebo ve snímači úhlu pohonu stěračů skel.Such a measuring device is useful, for example, in various vehicle area systems in which linear paths or angles must be measured, such as a throttle sensor, a throttle sensor in a pedal module, a body suspension sensor or a wiper drive angle sensor skel.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Měřicí zařízení uvedeného druhu a pedálový modul uvedeného druhu jsou známé např. ze spisu DE 10A measuring device of this kind and a pedal module of this kind are known, for example, from DE 10

2005 013 442 Al.2005 013 442 A1.

Měřicí zařízení je integrováno do plynového pedálového modulu ,'U osy otáčeni relativně vůči ložiskovému stojanu, přičemž páka plynového pedálu je prostřednictvím vinutých pružin předepnuta vůči ložiskovému stojanu a tím do své výchozí polohy. Otočné pohyby páky plynového pedálu relativně vůči ložiskovému stojanu se snímačem úhlu natočení mění na elektrický signál, který představuje úhel natočení páky plynového pedálu relativně vůči ložiskovému stojanu. Jako snímač úhlu natočení slouží alespoň jeden integrovaný Hallův snímač HallIC, který může detekovat změnu směru magnetického pole. Magnetické pole se vytváří dvěma bipolárními magnety, mezi nimiž je symetricky uspořádán Hallův snímač Hall-IC.The metering device is integrated into the throttle pedal module, at an axis of rotation relative to the bearing rack, wherein the throttle lever is biased by the coil springs relative to the bearing rack and thereby to its starting position. The rotary movements of the accelerator lever relative to the bearing rack with the rotation angle sensor change to an electrical signal that represents the angle of rotation of the accelerator lever relative to the bearing rack. At least one integrated HallIC sensor, which can detect a change in the direction of the magnetic field, serves as a rotation angle sensor. The magnetic field is generated by two bipolar magnets, between which a Hall-IC sensor is arranged symmetrically.

Hallův jev patří ke galvanomagnetickým jevům a vyhodnocuje se především prostřednictvím tenkých polovodičových destiček. Je-li taková proudem protékaná polovodičová destička prostoupena kolmo magnetickým polem, může se napříč ke směru proudu odebírat napětí přímo úměrné k magnetickému poli. V případě křemíku jako základního materiálu může být současně do polovodičové destičky integrována elektronika pro zpracování signálů, takže takové snímače jsou velmi levné. Takové integrované Hallovy snímače Hall-IC jsou převážně vhodné pro měření úhlů a drah tím, že zjišťují kolísající intenzitu pole magnetu spojeného s pohyblivým rotorem.Hall effect belongs to galvanomagnetic effects and is evaluated mainly by thin semiconductor wafers. If such a current flowing semiconductor plate is permeated perpendicular to the magnetic field, a voltage proportional to the magnetic field may be drawn across the current direction. In the case of silicon as the base material, signal processing electronics can be integrated into the semiconductor wafers simultaneously, so that such sensors are very cheap. Such integrated Hall-IC sensors are predominantly suitable for measuring angles and orbits by detecting fluctuating field strengths of a magnet associated with a moving rotor.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené řešení vylepšuje měřicí zařízení pro bezdotykové zjišťování úhlu natočení nebo lineární dráhy na základě relativního pohybu mezi alespoň dvěma tělesy, přičemž tato tělesa jsou pružnými prostředky, obsahujícími závity sestávající z elektricky vodivého materiálu, předepnuty vůči sobě do své výchozí polohy, podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň část závitů pružných prostředků tvoří primární cívku transformátoru spojenou se zdrojem s vyhodnocovacíin zařízením pro vytvoření signálu závislého na relativním pohybu těles.The above solution improves the measuring device for contactlessly detecting the angle of rotation or linear path by virtue of the relative movement between at least two bodies, which bodies are resilient means comprising threads consisting of an electrically conductive material, biased towards their initial position according to the invention. in essence, at least a portion of the coils of the resilient means form a primary coil of the transformer coupled to the source with the evaluation device by means of a signal dependent on the relative movement of the bodies.

Vynález je založen na základní myšlence, že alespoň část závitů pružných prostředků tvoří primární cívku transformátoru spojenou se zdrojem napětí, jehož sekundární cívka je spojena s vyhodnocovacím zařízením pro vytvoření signálu závislého na relativním pohybu těles. Funkce takového transformátoru neboli přenašeče spočívá jak známo v tom, že elektrický výkon se přenáší magnetickou vazbou dvou galvanicky oddělených proudových obvodů.The invention is based on the basic idea that at least a portion of the coils of the resilient means form a primary coil of the transformer connected to a voltage source, the secondary coil of which is connected to an evaluation device to produce a signal dependent on the relative movement of the bodies. The function of such a transformer is, as is known, that the electrical power is transmitted by the magnetic coupling of two galvanically isolated current circuits.

Princip měření, který je základem tohoto měřicího zařízení, využívá převodového poměru transformátorů neboli přenašečů, který se v daném případě mění relativním pohybem těles. Relativním pohybem těles se pružné prostředky a tudíž závity primární cívky stlačují, čímž se mění počet závitů, které se geometricky překrývají se sekundární cívkou, respektive s jejími magnetickými siločarami, což opět znamená změnu převodového poměru transformátoru, popřípadě přenašeče. Tato změna převodového poměru může být vyhodnocovacím zařízením přeměněna na signál závislý na rozsahu relativního pohybu, a tudíž může být vyhodnocena.The principle of measurement, which is the basis of this measuring device, uses the transmission ratio of transformers or carriers, which in this case varies by relative movement of bodies. By the relative movement of the bodies, the resilient means and hence the coils of the primary coil are compressed, thereby changing the number of coils that overlap geometrically with the secondary coil or its magnetic field lines, which again means changing the transmission ratio of the transformer or carrier. This change in the transmission ratio can be converted by the evaluation device into a signal dependent on the relative motion range and thus can be evaluated.

Tím provádějí pružné prostředky výhodnou dvojí funkci tak, že za prvé zajišťují, že obě tělesa jsou předepnuta do své výchozí polohy, a že za druhé současně tvoří i součást měřicího zařízení, které měří relativní polohu těles. Oproti měřicím zařízením podle dosavadního stavu techniky tedy vznikne velmi jednoduché provedení s malým počtem součástí.Thereby, the resilient means performs an advantageous dual function by firstly ensuring that the two bodies are biased to their initial position and, secondly, that they also form part of a measuring device which measures the relative position of the bodies. Thus, compared to the prior art measuring devices, a very simple design with a small number of parts is produced.

Pomocí opatření uvedených ve vedlejších nárocích jsou umožněna další provedení a vylepšení vynálezu uvedeného v patentovém nároku 1.By means of the measures set forth in the subclaims, further embodiments and improvements of the invention mentioned in claim 1 are possible.

Podle jedné výhodné formy provedení závity primární cívky alespoň částečně obklopují sekundární cívku a zasahují, uvažováno • Φ φ φ φ · φ φ • ·φ · ··· ··· ·· ·· ve směru relativního pohybu, za sekundární cívku. Potom se pro dosažení co nejsilnějšího výchozího signálu detekuje primární cívkou co nejvíce siločar sekundární cívky. Přitom primární cívka a sekundární cívka mají s výhodou jedno společné jádro transformátoru, které sekundární cívka alespoň částečně obklopuje.According to one preferred embodiment, the turns of the primary coil at least partially surround the secondary coil and extend, considered, relative to the secondary coil, in the direction of relative motion. Then, as much as possible of the secondary coil is detected by the primary coil as much as possible of the primary coil to achieve the strongest initial signal. The primary coil and the secondary coil preferably have one common core of the transformer, which at least partially surrounds the secondary coil.

Podle jednoho zvlášť výhodného použití předepínají pružné prostředky rotor uložený otočně vůči statoru do jeho výchozí polohy, přičemž rotorem je například plynový pedál modulu plynového pedálu, otočně uložený v ložiskovém stojanu, pro ovládání výkonu hnacího motoru vozidla.According to a particularly preferred use, the resilient means biases the rotor mounted rotatably relative to the stator to its starting position, the rotor being, for example, the accelerator pedal of the accelerator pedal module rotatably mounted in the bearing rack to control the power of the vehicle drive motor.

Podle dalšího provedení je páka plynového pedálu vůči ložiskovému stojanu předepnuta do své výchozí polohy alespoň dvěma paralelně a lineárně se rozkládajícími pružnými elementy, které tvoří vždy primární cívku transformátoru, jehož sekundární cívka je spojena s vyhodnocovacím zařízením. V tomto případě existují dva redundantní výchozí signály, protože každá z obou pružin tvoři jednu primární cívku jednoho separátního transformátoru neboli přenašeče. Protože u modulů plynových pedálů jsou z bezpečnostních důvodů beztak upraveny neustále dvě vratné pružiny pro páku plynového pedálu, protože při selhání jedné jediné pružiny, například zlomením, by nebylo možné navrácení páky plynového pedálu do výchozí polohy, není zapotřebí dalších součástí pro vytváření redundantních signálů z měření. Oba signály z měření dále umožňují přezkoušení na věrohodnost při měření úhlu natočení tím, že například se vydá hlášení o poruše nebo signál o poruše, když se oba signály z měření liší o více než předem stanovený rozdíl.According to a further embodiment, the accelerator pedal lever is biased towards its starting position by at least two resilient spring elements which extend in parallel and linearly, each forming a primary coil of the transformer, the secondary coil of which is connected to the evaluation device. In this case, there are two redundant starting signals, because each of the two springs forms one primary coil of one separate transformer or transmitter. Because for safety reasons, the two pedal springs for the accelerator lever are constantly provided for the accelerator pedal modules, because if a single spring fails, for example by breaking, the pedal lever could not be returned to the starting position, no additional components are needed to generate redundant signals. measurement. Furthermore, both measurement signals allow for a plausibility check when measuring the angle of rotation by, for example, issuing a failure report or a failure signal when the two measurement signals differ by more than a predetermined difference.

Aby bylo možno otočný pohyb páky plynového pedálu vůči ložiskovému stojanu měnit na lineární pohyb jednodušší z hlediska principu měření, mohou se pružné elementy svým jedním koncem opírat o opěrnou plochu vytvořenou na ložiskovém stojanu a svým druhým koncem o opěrné rameno páky plynového pedálu tvořící vzhledem k ose otáčení mezi pákou plynového pedálu a ložiskovým stojanem rameno páky.In order to make the rotational movement of the accelerator lever relative to the bearing stand easier to measure in terms of measurement principle, the elastic elements may be supported at one end on the bearing surface formed on the bearing stand and at the other end on the accelerator lever support arm rotation between the accelerator lever and the bearing stand lever arm.

Vynález se tudíž týká i pedálového modulu, zejména modulu plynového pedálu, pro ovládání výkonu hnacího motoru vozidla, obsahujícího alespoň jednu páku pedálu otočnou relativně vůči ložiskovému stojanu, jakož i měřicí zařízení pro vydávání signálu závislého na poloze natočení páky pedálu relativně vůči ložiskovému stojanu, přičemž měřicí zařízení je vytvořeno tak, jak je výše popsáno.The invention therefore also relates to a pedal module, in particular a gas pedal module, for controlling the power of a vehicle drive motor comprising at least one pedal lever pivotable relative to a bearing rack, and a measuring device for outputting a signal dependent on the pivot position of the pedal lever relative to the bearing rack. the measuring device is constructed as described above.

Přesné vytvoření měřicího zařízení a pedálového modulu bude zřejmé z následujícího popisu jednoho příkladu provedení.The precise design of the metering device and the pedal module will be apparent from the following description of one exemplary embodiment.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na výkresech a je v následujícím popisu blíže objasněno. Na výkresech znázorňují obr. 1 příčný řez modulem plynového pedálu vozidla $ měřicím zařízením podle jedné výhodné formy provedení vynálezu, obr. 2 schematické vyobrazení podstatných součástí měřicího zařízení z obr. 1.An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawings and is explained in more detail in the following description. In the drawings, Fig. 1 shows a cross-section of a vehicle's accelerator pedal module with a metering device according to one preferred embodiment of the invention; Fig. 2 shows a schematic illustration of the essential components of the metering device of Fig. 1.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Modul 1_ plynového pedálu, znázorněný na obr. 1, se jako příklad pedálového modulu používá pro ovládání hnacího motoru, s výhodou spalovacího motoru motorového vozidla, jehož škrticí klapka je přestavitelná servomotorem. V tomto případě slouží modul plynového pedálu pro vytváření elektrických signálů pro •The accelerator pedal module 7 shown in FIG. 1 is used as an example of a pedal module to control a drive motor, preferably an internal combustion engine of a motor vehicle, whose throttle is adjustable by a servomotor. In this case, the accelerator pedal module is used to generate electrical signals for

servomotor, aby mohl být v závislosti na poloze páky 2 plynového pedálu modulu £ plynového pedálu ovládán výkon spalovacího motoru. Hnacím motorem však může být například i elektromotor ovládaný elektrickými signály.a servomotor so that the output of the internal combustion engine can be controlled depending on the position of the accelerator lever 2 of the accelerator pedal module. However, the driving motor may, for example, also be an electric motor controlled by electrical signals.

Modul £ plynového pedálu je řidičem motorového vozidla ovládán nohou a obsahuje například zavěšenou páku 2 plynového pedálu, z níž je z důvodu měřítka znázorněna na obr. 1 pouze jedna část, a která představuje s výhodou plynový pedál přímo ovládaný nohou řidiče. Dále obsahuje modul £ plynového pedálu ložiskový stojan 4 jako upevňovací konstrukci pro páku 2 plynového pedálu, která je s výhodo upevnitelná přímo v oblasti nohou řidiče prostřednictvím šroubových ok, na obr. 1 neviditelných, vyčnívajících bočně z dnové desky 6 ložiskového stojanu 4. Dále může být modul £ plynového pedálu opatřen mechanickým spínačem 8. kick-down, neboli spínačem pro energické sešlápnuti plynového pedálu, pro automatickou převodovku motorového vozidla.The accelerator pedal module 6 is foot operated by the driver of the motor vehicle and comprises, for example, a suspended accelerator pedal 2, of which only one part is shown in FIG. 1, and which is preferably a pedal directly actuated by the driver's foot. Furthermore, the accelerator pedal module 4 comprises a bearing pedestal 4 as a mounting structure for the accelerator pedal lever 2, which is preferably mountable directly in the driver's leg area by means of screw eyes, invisible in Fig. 1 protruding laterally from the bottom plate 6 of the bearing pedestal. the accelerator pedal module 6 may be provided with a mechanical kick-down switch 8, or switch for vigorously depressing the accelerator pedal, for the automatic transmission of a motor vehicle.

Páka 2 plynového pedálu je otočná kolem osy 10 otáčeni vůči ložiskovému stojanu 4, přičemž tato páka 2 plynového pedálu je například dvěma vinutými pružinami 12, 14, uspořádanými na obr. 1 v paralelních rovinách, podepřena vůči ložiskovému stojanu 4, a tím předepnuta do své výchozí polohy. Na bokorysu modulu £ plynového pedálu na obr. 1 je možno vidět pouze jednu z vinutých pružin 12, která zastupuje i druhou vinutou pružinu 14. Aby se otočný pohyb páky 2 plynového pedálu vůči ložiskovému stojanu 4 měnil na lineární pohyb, jsou vinuté pružiny 12, 14 svým jedním koncem opřeny o opěrnou plochu 16 vytvořenou na ložiskovém stojanu 4 a svým druhým koncem o opěrné rameno 18 páky £ plynového pedálu tvořící vzhledem k ose 10 otáčení rameno páky. Přitom je mezi opěrným ramenem 18 páky 2 plynového pedálu a druhými konci • * vinutých pružin 12, 14 zařazen tlačný element 20 vedený lineárně v ložiskovém stojanu 4 ve směru působení vinutých pružin 12, 14.The accelerator pedal 2 is pivotable about a pivot axis 10 relative to the bearing pedestal 4, the latter being supported, for example, by two coil springs 12, 14 arranged in parallel in FIG. starting position. Only one of the coil springs 12, which also represents the second coil spring 14, can be seen in the side view of the accelerator pedal module 6. In order to convert the rotary movement of the accelerator lever 2 towards the bearing rack 4 into a linear movement, the coil springs 12, 14 with its one end supported on the abutment surface 16 formed on the bearing stand 4 and with its other end against the support arm 18 of the accelerator lever 6 forming a lever arm with respect to the pivot axis 10. A pressure element 20 is provided between the support arm 18 of the accelerator lever 2 and the other ends of the coil springs 12, 14, guided linearly in the bearing frame 4 in the direction of action of the coil springs 12, 14.

Kontaktní plocha opěrného ramena 18 páky 2 plynového pedálu s tlačným elementem 20 je s výhodou vytvořena jako vypouklé konvexní odvalovací plocha 22, takže tlačný element 20 se po této odvalovací ploše 22 může odvalovat, když se páka 2 plynového pedálu otáčí kolem osy 10 otáčení, a tím dochází k nepatrnému radiálnímu relativnímu pohybu mezi opěrným ramenem 18 a tlačným elementem 20. Tím se může zabránit vychýlení vinutých pružin 12, 14 při předpínání v průběhu pohybu plynového pedálu. Je tomu tak proto, že lineární nucené vedení tlačného elementu 20 v ložiskovém stojanu 4 je předem stanoveným lineárním směrem x předpětí probíhajícím paralelně se středovými osami vinutých pružin 12, 14 (viz obr. 2). Příčné síly vznikající při odvalování opěrného ramena 8. po tlačném elementu 20 jsou potom prostřednictvím vedení, na nichž je tlačný element 20 veden, přenášeny do ložiskového stojanu 4 a nikoli do pružných elementů 12, 1 4, které jsou potom prosty příčných sil.The contact surface of the pedal arm 18 of the accelerator pedal lever 2 with the pushing element 20 is preferably formed as a convex convex rolling surface 22, so that the pushing element 20 can roll along this rolling surface 22 when the accelerator pedal lever 2 rotates about the pivot axis 10, and this causes a slight radial relative movement between the support arm 18 and the thrust element 20. This can prevent the deflection of the coil springs 12, 14 from biasing during movement of the accelerator pedal. This is because the linear forced guidance of the thrust element 20 in the bearing rack 4 is a predetermined linear direction x bias extending parallel to the center axes of the coil springs 12, 14 (see FIG. 2). The transverse forces occurring when the support arm 8 is rolled over the push element 20 are then transmitted via the guides on which the push element 20 is guided to the bearing stand 4 and not to the resilient elements 12, 14, which are then free of transverse forces.

Tlačný element 20 může být působením tlačných sil vyvozovaných vinutými pružinami 12, 14 ve výchozí poloze páky 2 plynového pedálu, to znamená v poloze volnoběhu, přitlačován k dorazu 24 na ložiskovém stojanu 4 tak, že na páku 2 plynového pedálu nepůsobí žádné síly pružin. Ve výchozí poloze páky 2 plynového pedálu jsou síly pružin v důsledku toho zachycovány dorazem 24 v ložiskovém stojanu 4. Proto je opěrné rameno 18 ve výchozí poloze uspořádáno mezi tlačným elementem 20 a dorazem 24; téměř bez působení sil. Při ovládání páky 2 plynového pedálu se elementu 20 předepne vinuté pružiny 12, 14. které potom působí na páku 2 plynového pedálu svou silou orientovanou proti ovládací síle.The thrust element 20 can be pressed against the stop 24 on the bearing pedestal 4 by the action of the thrust forces exerted by the coil springs 12, 14 in the starting position of the accelerator lever 2, i.e. in the idle position, so that no spring forces are applied to the accelerator pedal. In the initial position of the accelerator lever 2, the spring forces are consequently absorbed by the stop 24 in the bearing frame 4. Therefore, the support arm 18 is arranged in the initial position between the thrust element 20 and the stop 24; almost without force. When actuating the accelerator lever 2, the coil springs 12, 14 are biased to the element 20, which then acts on the accelerator pedal 2 with its force directed against the actuating force.

Otočné pohyby pedálů 2 plynové páky relativně vůči ložiskovému stojanu 4 jsou měřicím zařízením 26, znázorněným v podstatě na obr. 2, přeměňovány na elektrický signál, který představuje úhle natočení páky 2 plynového pedálu relativně vůči ložiskovému stojanu 4.The rotational movements of the accelerator pedals 2 relative to the bearing rack 4 are converted by the measuring device 26 shown essentially in FIG. 2 to an electrical signal which represents the angle of rotation of the accelerator lever 2 relative to the bearing rack 4.

Alespoň část závitů 28, 30 vinutých pružin 12, 14 přitom tvoří vždy jednu primární cívku 32, 34 transformátorů neboli přenašečů 36, 38 jako část měřicího zařízení 26, jehož sekundární cívky 40, 42 jsou spojeny s vyhodnocovacím zařízením 50 pro vytvoření signálu závislého na natočení páky 2 plynového pedálu relativně vůči ložiskovému stojanu 4, jak vyplývá z obr. 2. Vinuté pružiny 12, 14 jsou přitom jako primární cívky 32, 34 připojeny ke zdroji 44 napětí.At least a portion of the coils 28, 30 of the coil springs 12, 14 each form a primary coil 32, 34 of the transformers 36, 38 as part of the measuring device 26, the secondary coils 40, 42 of which are connected to the evaluation device 50 to produce a rotation-dependent signal. 2. The coil springs 12, 14, as primary coils 32, 34, are connected to a voltage source 44 as shown in FIG.

Závity 28. 30 primárních cívek 32. 34 přitom obklopují alespoň částečně sekundární cívky 40, 42 a ve směru relativního pohybu neboli směru x předpětí přesahují přes sekundární cívky 42, 44. Dále obsahují primární cívky 32, 34 a sekundární cívky 40, 42 každého transformátoru 36, 38 vždy s výhodou jedno společné jádro 46, 48 transformátoru, které alespoň Částečně obklopují sekundární cívky 42, 44. Přesněji řečeno, vinuté pružiny 12, 14 tvořící primární cívky 32, 34 jsou prostřednictvím svých volných konců připojeny ke zdroji 44 napětí. Přivede-li se na primární cívky 32, 34 napětí, například sinusové napětí o velikosti 2 volty a frekvenci například 30 MHz, indukují se v sekundárních cívkách 42. 44 sekundární napětí, která jsou přímo úměrná počtu závitů 28, 30 primárních cívek 32, 34. Sekundární cívky 40, 42 vydávající sekundární napětí jsou opět spojeny s vyhodnocovacím zařízením.The threads 28, 30 of the primary coils 32, 34 at least partially surround the secondary coils 40, 42 and in the relative motion or x-bias direction extend beyond the secondary coils 42, 44. They further comprise the primary coils 32, 34 and the secondary coils 40, 42 of each transformer. 36, 38, preferably one common transformer core 46, 48 which at least partially surrounds the secondary coils 42, 44. More specifically, the coil springs 12, 14 forming the primary coils 32, 34 are connected to their voltage source 44 via their free ends. When voltage is applied to the primary coils 32, 34, for example a 2 volt sinusoidal voltage and a frequency of, for example, 30 MHz, secondary coils are induced in the secondary coils 42. 44 Secondary voltages are proportional to the number of turns of the primary coils 32, 34. The secondary coils 40, 42 providing the secondary voltage are again connected to the evaluation device.

Pro převodový poměr n transformátoru všeobecně platí:Generally, the following applies to the transformer ratio n:

* *· · ·* »4·* ·«·· ·· · · · ·· · ·«« · · ·· ·· • · ♦ ♦ · *««·«« • · · · · · · · · »»* 4* ♦♦· «·*« ·*·· ’ι/, ’ υ, přičemž:* * · 4 * 4 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 · »» * 4 * ♦♦ · · · «, / přičemž, where:

Ni je počet závitů primární cívky, N₂ počet závitů sekundární cívky, Ui napětí na primární cívce a U₂ napětí na sekundární cívce 1_.Ni is the number of turns of the primary coil, N _{2 is the} number of turns of the secondary coil, Ui the voltage on the primary coil and U _{2 the} voltage on the secondary coil 7.

V důsledku relativního pohybu páky 2. plynového pedálu vůči ložiskovému stojanu 4 se vinuté pružiny 12, 14, a tudíž závity 28, 30 primárních cívek 32, 34, stlačí ve směru x předpětí, čímž se změní počet závitů 28, 30, které se geometricky překrývají se sekundárními cívkami 40, 42, popřípadě s jejich magnetickými siločarami, což zase způsobí změnu převodového poměru transformátoru popřípadě přenašeče 36, 38. Příslušná změna převodového poměru může být detekována vyhodnocovacím zařízením 50 a přeměňována na signál závislý na rozsahu relativního pohybu, který může být přiveden například prostřednictvím datové sběrnice do řídicí jednotky motoru.Due to the relative movement of the accelerator lever 2 relative to the bearing stand 4, the coil springs 12, 14 and hence the coil threads 28, 30 of the primary coils 32, 34 are compressed in the x-bias direction, thereby changing the number of coils 28, 30 they overlap with the secondary coils 40, 42 or their magnetic field lines, which in turn cause a change in the transmission ratio of the transformer or transmitter 36, 38. The respective change in the transmission ratio can be detected by the evaluation device 50 and converted into a signal dependent on the relative motion range for example via a data bus to the motor control unit.

Prostřednictvím dvou vinutých pružin 12, 14 jako příslušné součásti transformátoru nebo přenašeče 36, 38 jsou k dispozici dva redundantní výstupní signály, protože každá z obou vinutých pružinTwo redundant output signals are provided by two coil springs 12, 14 as an appropriate part of the transformer or transmitter 36, 38, because each of the two coil springs

12, 14 tvoří primární cívku 32, 34 jednoho separátního transformátoru nebo přenašeče 36. 38. Tím jsou ve vyhodnocovacím zařízení 50 k dispozici redundantní signály z měření, které umožňují přezkoušení na věrohodnost při měřené úhlu natočení mezi pákou 2 plynového pedálu a ložiskovým stojanem 4 tím, že vyhodnocovacím zařízením 50 může být vydáno například hlášení o poruše nebo signál stanovený rozdíl. Při výpadku jednoho transformátoru 36, 38 může kromě toho sloužit jako náhrada signál z měření druhého.12, 14 form the primary coil 32, 34 of one separate transformer or transmitter 36. 38. Thus, redundant measurement signals are available in the evaluation device 50 which allow for a check for plausibility at the measured angle of rotation between the accelerator lever 2 and the bearing stand 4 thereby. This means that a fault report or a difference-determined signal can be output by the evaluation device 50, for example. Furthermore, in the event of failure of one transformer 36, 38, the measurement signal of the other can be used as a substitute.

• φ» Φ· · ·· · · · φ · * • · 4 Φ ·· • Φ Φ · Φ Φ ·• φ Φ 4 4 4 4 4 4 4 Φ · · ·

Φ Φ Φ Φ · ΦΦ Φ Φ Φ · Φ

ΦΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ Φ*Φ ΦΦΦΦ ΦΦ Φ

Místo popsaných vinutých pružin 12, 14 jsou myslitelné libovolné pružné elementy, které mají závity z elektricky vodivého materiálu, které při stlačení na jedné straně vytvoří sílu pružiny a na druhé straně mohou současně tvořit cívku transformátoru nebo přenašeče, která vytváří magnetické pole.Instead of the described coil springs 12, 14, any elastic element having threads of electrically conductive material is conceivable, which on compression on the one hand creates a spring force and on the other can simultaneously form a coil of a transformer or transmitter which generates a magnetic field.

Popsané měřicí zařízení 26 je kromě modulů 1_plynových pedálů použitelné ve všech systémech, v nichž musí být měřen úhel natočení nebo lineární dráhy, v oblasti motorových vozidel například ve snímači polohy škrticí klapky, ve snímači odpružení karoserie, nebo ve snímači úhlů pohonu stěračů.In addition to the gas pedal modules 1, the described measuring device 26 can be used in all systems in which the angle of rotation or linear path must be measured, in the field of motor vehicles, for example in the throttle position sensor, body suspension sensor or wiper drive angle sensor.

Ί’ν' loof-cwΊ’ν 'loof-cw

Claims (9)

1. Měřicí zařízení (26) pro bezdotykové zjišťování úhlu natočení nebo lineární dráhy na základě relativního pohybu mezi alespoň dvěma tělesy (2, 4), přičemž tato tělesa (2, 4) jsou pružnými prostředky (12, 14), obsahujícími závity (28, 30) sestávající z elektricky vodivého materiálu, předepnuty vůči sobě do své výchozí polohy, vyznačující se tím, že alespoň část závitů (28, 30) pružných prostředků (12, 14) tvoří primární cívku (32, 34) transformátoru (36, 38) spojenou se zdrojem (44) napětí, jehož sekundární cívka (40, 42) je spojena s vyhodnocovacím zařízením (50) pro vytvoření signálu závislého na relativním pohybu těles (2, 4).A measuring device (26) for contactlessly detecting an angle of rotation or a linear path based on relative movement between at least two bodies (2, 4), said bodies (2, 4) being resilient means (12, 14) comprising threads (28) (30) consisting of an electrically conductive material biased towards each other to its initial position, characterized in that at least a portion of the threads (28, 30) of the resilient means (12, 14) form the primary coil (32, 34) of the transformer (36, 38) ) connected to a voltage source (44), the secondary coil (40, 42) of which is connected to an evaluation device (50) to produce a signal dependent on the relative movement of the bodies (2, 4). 2. Měřicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že závity (28, 30) primární cívky (32, 34) alespoň částečně obklopují sekundární cívku (40, 42) a, uvažováno z hlediska směru (x) relativního pohybu, přesahují sekundární cívku (40, 42).A measuring device according to claim 1, characterized in that the threads (28, 30) of the primary coil (32, 34) at least partially surround the secondary coil (40, 42) and, in terms of the relative motion direction (x), extend beyond the secondary the coil (40, 42). 3. Měřicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že primární cívka (32, 34) a sekundární cívka (40, 42) mají společné jádro (46, 48) transformátoru, které alespoň částečně obklopuje sekundární cívka (40, 42).A measuring device according to claim 1, characterized in that the primary coil (32, 34) and the secondary coil (40, 42) have a common transformer core (46, 48) that at least partially surrounds the secondary coil (40, 42). 4. Měřicí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pružné prostředky (12, 14) předpínají rotor (2) uložený otočně vůči statoru (4) do jeho výchozí polohy,Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the resilient means (12, 14) bias the rotor (2) rotatably mounted relative to the stator (4) to its initial position, 5. Měřicí zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že rotorem (2) je páka (2) plynového pedálu modulu (1) plynového na ložiskovém stojanu (4) jako statoru.The measuring device according to claim 4, characterized in that the rotor (2) is the accelerator lever (2) of the gas module (1) on the bearing stand (4) as a stator. * • · • · · ·· ·* · · · · · · · 6. Měřicí zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že páka (2) plynového pedálu je vůči ložiskovému stojanu (4) předepnuta do své výchozí polohy alespoň dvěma paralelně a lineárně se rozkládajícími pružnými elementy (12, 14), které tvoří vždy jednu primární cívku (32, 34) jednoho separátního transformátoru (36, 38), jehož sekundární cívka (40, 42) je vždy spojena s vyhodnocovacím zařízením (50).The measuring device according to claim 5, characterized in that the accelerator pedal lever (2) is biased towards its starting position by at least two elastic elements (12, 14) extending in parallel and linearly extending, each constituting a single pedestal (4). a primary coil (32, 34) of one separate transformer (36, 38), the secondary coil (40, 42) of which is always connected to the evaluation device (50). 7. Měřicí zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že pružné elementy (12, 14) se svým jedním koncem opírají o opěrnou plochu (16) vytvořenou na ložiskovém stojanu (4) a svým druhým koncem o opěrné rameno (18) páky (2) plynového pedálu tvořící mezi pákou (2) plynového pedálu a ložiskovým stojanem (4) vzhledem k ose (10) otáčení rameno páky.A measuring device according to claim 5 or 6, characterized in that the elastic elements (12, 14) with their one end abut the abutment surface (16) formed on the bearing stand (4) and with the other end against the abutment arm (18). a throttle lever (2) forming a lever arm between the throttle lever (2) and the bearing stand (4) relative to the pivot axis (10). 8. Pedálový modul (1), obsahující alespoň jednu páku (2) pedálu otočnou relativně vůči ložiskovému stojanu (4), jakož i měřicí zařízení (26) pro vydávání signálu závislého na poloze natočení páky (2) pedálu relativně vůči ložiskovému stojanu (4), vyznačující se tím, že měřicí zařízení (26) je vytvořeno podle jednoho z předcházejících nároků.Pedal module (1), comprising at least one pedal lever (2) pivotable relative to the bearing pedestal (4), as well as a measuring device (26) for giving a signal dependent on the pivot position of the pedal lever (2) relative to the bearing pedestal (4) ), characterized in that the measuring device (26) is designed according to one of the preceding claims. 9. Pedálový modul podle nároku 8, vyznačující se tím, že je modulem (1) plynového pedálu pro ovládání výkonu hnacího motoru vozidla.Pedal module according to claim 8, characterized in that it is a throttle pedal module (1) for controlling the power of a vehicle drive motor.