DE2924590A1 - Vorrichtung und verfahren zum erfassen der drehzahl und winkellage einer rotierenden welle - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum erfassen der drehzahl und winkellage einer rotierenden welle

Info

Publication number
DE2924590A1
DE2924590A1 DE19792924590 DE2924590A DE2924590A1 DE 2924590 A1 DE2924590 A1 DE 2924590A1 DE 19792924590 DE19792924590 DE 19792924590 DE 2924590 A DE2924590 A DE 2924590A DE 2924590 A1 DE2924590 A1 DE 2924590A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tooth
groove
receiver
magnetic flux
pole piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792924590
Other languages
English (en)
Other versions
DE2924590C2 (de
Inventor
Ii James C Cook
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Werke GmbH
Original Assignee
Ford Werke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Werke GmbH filed Critical Ford Werke GmbH
Publication of DE2924590A1 publication Critical patent/DE2924590A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2924590C2 publication Critical patent/DE2924590C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

(0221)825585 Z/DRR-21 Sp uk P atentanmeldung
Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage
einer rotierenden Welle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle mit einem an der Welle befestigten Geber und einem feststehenden Empfänger, wobei der Geber Impulse erzeugt, die vom Empfänger in elektrische Signale umgesetzt und in einer mit diesem verbundenen elektronischen Schaltung verarbeitet werden.
Bei Kraftfahrzeugen ist es bereits bekannt, ein rotierendes Rad vorzusehen, das Impulse zum Erfassen der Drehzahl der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors liefert. Ein solches rotierendes Rad weist hierbei eine Vielzahl von radial vorspringenden Zähnen auf, deren Impuls beim Vorbeilauf an einem Empfänger in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Bestimmt man nun die Anzahl der Zähne, die während einer vorgegebenen Zeit an dem Empfänger vorbeigelaufen sind, so kann man die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehung en/min erfassen. Darüber hinaus ermöglichen die bei einem Vorbeilauf am Empfänger erzeugten Impul se der Zähne ein Erfassen der momentanen Winkellage der Kurbelwelle des Ver-
Sitz der Gesellschaft: Köln - FtegisterflrßitSb! W& W /ftQit3fen*rßs Aufsichtsrates: Robert A. Lutz Vorstand: Peter Weiher, Vorsitzender · Waldemar Ebers · Wilhelm Inden Alfred Langer · Hans-Joachim Lehmann ■ Donald M. Shultz Stellvertretend: Hermann Dederichs - Hans Wilhelm Gab - Paul A. Gucket - Dieter Ullsperger
Ford / US-976 / 12. Juni 1979
brennungsmotors.
Ebenso können Signale erzeugt werden, die charakteristisch für eine bestimmte Winkellage der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors sind. Solche Signale sind notwendig, um zum Beispiel die Zündung eines Ver-
aus brennungsmotors zu steuern. Obwohl jeder einzelne der Anzahl von Zähnen auf dem rotierenden Rad eine Zündung auslösen könnte , ist es notwendig, eine bestimmte Winkellage oder Bezugs stellung der Kurbelwelle festzulegen, von der aus die Zündfolge eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors gesteuert wird. Um nun ein solches einer bestimmten Winkellage hi Uszugsstellung der Kurbelwelle entsprechendes Bezugssignal zu erzeugen, ist es bekannt, ein zusätzliches rotierendes Rad mit nur einem einzigen vorspringenden Zahn und einem entsprechenden zusätzlichen Empfänger am Verbrennungsmotor anzuordnen.
Eine solche Anordnung weist en Nachteil auf, daß sie durch den für das zusätzliche Rad und den zusätzlichen Empfänger erforderlichen Bau- und Montageaufwand teuer ist und darüber hinaus die Ausrichtung der beiden rotierenden Räder mit den Zähnen äußerst genau erfolgen muß, um eine zusätzliche Fehlerquelle auszuschalten.
Um diese Nachteile dieser bekannten Anordnung zu vermeiden, wurde eine weitere Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen. Bei dieser Anordnung ist an dem rotierenden Rad mit einer Anzahl von Zähnen ein* - dieser Zähne *nit einem Einschnitt versehen, der innerhalb dieses Zahnes eine zusätzliche Zahnlücke schafft. Da der Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen ohne einen Einschnitt einer normalen Zahnlücke entspricht, kann durch Vergleichen des Abstandes zweier aufeinanderfolgender Zähne die Lage des mit einem Einschnitt versehenen Zahnes festgestellt werden.
Diese bekannte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Zähne
9 09881/0776
Ford / US-976 / 12. Juni 1979
eine verhältnismäßig große Dicke aufweisen müssen, um im Falle eines mit einem Einschnitt versehenen Zahnes am Empfänger noch ein deutliches Signal zu erzeugen. Die minimale Dicke der Zähne an dem rotierenden Rad ist somit auf ein Maß begrenzt, bei dem in einem Zahn noch ein Einschnitt angebracht werden kann, der von einem Empfänger noch deutlich als Lücke zwischen zwei benachbarten Zahnteilen erfaßbar ist. Eine solche Anordnung ist daher dann nicht mehr geeignet, wenn eine verhältnismäßig enge Impuls- oder Signalfolge gewünscht wird. Darüber hinaus ist ein verhältnismäßig hoher Schaltungsaufwand nötig, um den Vorbeilauf des mit einem Einschnitt versehenen Zahnes am Empfänger deutlich festzustellen.
Darüber hinaus wäre es wünschenswert, die gewünschte Bezugslage der Kurbelwelle feststellen zu können, ohne daß hierfür die übrigen, jeweils eine bestimmte Winkellage bezeichnenden Zähne vom Empfänger registriert werden müßten.
Ein weiteres Problem, das durch die bekannten Anordnungen noch nicht zufriedenstellend gelöst ist, besteht darin, eine zufriedenstellend genaue Erfassung der Drehzahl eines Verbrennungsmotors in Umdrehungen / min zu erzielen, wenn an dem rotierenden Rad eines Verbrennungsmotors nur zwei Winkellagen zum Bestimmen der Zündung der Zylinder des Verbrennungsmotors erforderlich sind. Zum Beispiel werden bei einem Vierzylinder-Viertakt-Verbrennungsmotor jeweils zwei Zylinder während einer Umdrehung des rotierenden Rades gezündet. Obwohl auf diese Weise nur zwei bestimmte Bezugs Stellungen an dem rotierenden Rad erforderlich sind, führen diese beiden Signale beim Erfassen der Drehzahl in Umdrehungen / min zu Ungenauigkeiten, die es wünschenswert erscheinen lassen, eine bestimmte Bezugs stellung am rotierenden Rad zur Verfügung zu haben, über die eine genauere Erfassung der Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen / min möglich ist. Obwohl die verschiedenen Bezugs stellung en entsprechenden Signale
909881/0776
Ford/ US-976/ 12. Juni 1979
- 4-
unterschiedlich sein sollen, sollen sie andererseits einander so hinreichend ähnlich sein, daß sie von ein und demselben Empfänger erfaßt und unterschieden werden können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die vorhergehend erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten bekannter Vorrichtungen und Verfahren zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle zu beseitigen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Vorrichtung der eingangs genannten Art die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Merkmale aufweist. In den Unteransprüchen 2 bis 8 sind zweckmäßige Ausführungen dieser Vorrichtung erläutert.
Das Verfahren zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle mit der Vorrichtung der Ansprüche 1 bis 8 wird in den Ansprüchen 9 bis 11 erläutert.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle aufgezeigt, bei der von einer rotierenden Scheibe zwei unterschiedlichen Bezug s stellung en entsprechende Impulse erzeugt werden, deren Impulsbzw Signal-form unterschiedlich und klar voneinander unterscheidbar sind. Durch ihre klar unterscheidbare Signalform ist es nicht mehr erforderlich, die die Impulse auslösenden Elemente in einer bestimmten Abhängigkeit zueinander anzuordnen, sie können vielmehr in beliebigen Winkellage zueinander angeordnet werden und können,ohne die Notwendigkeit andere Signale zu erfassen, erfaßt und voneinander unterschieden werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst insbesondere das vorhergehend erwähnte Problem bei einem Vierzylinder-Viertakt-Verbrennungsmotor, indem nun mit nur einer rotierenden Scheibe sowohl ein genaues Erfassen der Drehzahl der Kurbelwelle als auch ein genaues Steuern
909881/0776
Ford / US-97 6 / 12. Juni 1979
-if -
der Zündung des Verbrennungsmotors möglich ist.
Die Erfindung wird anhand eines in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Vorrichtung;
Fig. 2 ein Wellendiagramm der von einer Vorrichtung nach Fig. 1
erzeugten Signalfolge;
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich des Empfängers
mit einer Ausführungsform des Empfängers;
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich des Empfängers
mit einer weiteren Ausführungsform des Empfängers.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem Geber 20 in Form einer rotierenden Scheibe und einem Empfänger 30. Der Empfänger 30 ist elektrisch mit einer Meßschaltung 11 und einer Steuerschaltung 12 verbunden. Eine Drehung des Gebers 20 erzeugt eine Änderung des magnetischen Kraftflusses, die vom Empfänger 30 festgestellt und ala elektrische Spannung an die Meßschaltung 11 weitergegeben wird. Die Steuerschaltung 12 übernimmt hierbei die Verarbeitung der von der Meßschaltung 11 kommenden elektrischen Signale. Die Steuerschaltung 12 verarbeitet zum Beispiel diese elektrischen Signale, um die Zündung des Verbrennungsmotors zu steuern oder um die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erfassen und anzuzeigen.
Der Geber 20 besteht im wesentlichen aus einer elliptischen Scheibe
909881/0776
Ford / US-976 / 12. Juni 1979
-Sf-
mit zwei Zähnen 21, die am Umfang der Scheibe mit dem geringeren Durchmesser 23 radial vorspringen und mit zwei Nuten, die am Umfang der Scheibe mit größerem Durchmesser 24 radial zurückspringen. Der Geber 20 rotiert um die Achse 25, so daß die Zähne 21 und die Nuten 22 am Empfänger 30 vorbeilaufen. Der Geber 20 bzw die elliptische Scheibe bestehen aus magnetischem Material, so daß sie das vom Empfänger erzeugte magnetische Kraftfeld beeinflussen.
Insbesondere ist es wünschenswert, daß die Beeinflussung des Magnetfeldes durch einen Zahn 21,der am Empfänger 30 vorbeiläuft, die gleiche ist, wie die einer Nut 22, die am Empfänger 30 vorbeiläuft. Die vorliegende Erfindung hat beachtet, daß bei einem Geber mit kreisförmigem Umfang eine Nut und ein Zahn in unterschiedlicher Entfernung am Empfänger 30 vorbeilaufen würden und dementsprechend der Einfluß eines Zahnes auf das Magnetfeld größer sein würde als der Einfluß einer Nut. Dementsprechend wurde gemäß der Erfindung der Geber 20 bzw die rotierende Scheibe 20 so gestaltet, daß die Nuten 22 und die Zähne 21 in etwa dem gleichen Abstand am Empfänger 30 vorbeilaufen und einen Einfluß von im wesentlichen gleicher Stärke auf das Magnetfeld ausüben, obwohl dieser Einfluß von entgegengesetzter Polarität ist. Auf diese Weise ergibt sich das besondere Verhältnis zwischen der Breite des Zahnes und der Breite der Nut zum Teil aus den magnetischen Eigenschaften des Materials, das den Zahn bildet, im Verhältnis zu den magnetischen Eigenschaften des Materials, das die Nut bildet.
Die Zähne 21weisen eine .im wesentlichen rechteckige Form auf und liegen auf dem kürzeren Durchmesser 23 der rotierenden Scheibe 20. Die Nuten 22 weisen gleichfalls eine im wesentlichen rechteckige Form auf und liegen auf dem längeren Durchmesser 24 der rotierenden Scheibe 20.
909881/0776
Ford / US-976 / 12. -Jf-
Um die bei einem Vorbeilaufen eines Zahnes 21 am Empfänger 30 bewirkte Verstärkung des magnetischen Kraftflusses einer Verringerung des magnetischen Kraftflusses beim Vorbeilaufen einer Nut 22 am Empfänger 30 der Stärke nach anzugleichen, hat es sich herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, daß die Nut 22 etwa zwei bis zweieinhalb mal so breit wie ein Zahn 21 und die radiale Tiefe einer Nut 22 größer als die radiale Höhe eines Zahnes 21 ist.
Der Umfang der rotierenden Scheibe 20 zwischen einem Zahn 21 und einer benachbarten Nut 22 verläuft nach einer kontinuierlichen Kurve, derart, daß eine Änderung des magnetischen Kraftflusses im Bereich des Empfängers 30 im wesentlichen gleich bleibt und dementsprechend ein im wesentliches konstantes elektrisches Ausgangssignal erzeugt wird. Da der Umfang der rotierenden Scheibe 20 benachbart dem "L&hxi 21 einen größeren Abstand zum Empfänger 30 aufweist als der Umfang der rotierenden Scheibe 20 benachbart einer Nut 22, ist das Maß einer Veränderung der Krümmung benachbart einem "Lahn. 21 größer als das Maß der Veränderung der Krümmung benachbart einer Nut 22. Die Krümmung zwischen einem Zahn 21 und einer Nut 22 soll darüber hinaus glatt und kontinuierlich verlaufen, um keine abrupten Veränderungen im elektrischen Ausgangs signal des Empfängers 30 zu bewirken.
Der Empfänger 30 erfaßt Veränderungen im magnetischen Kraftfluß und erzeugt ein elektrisches Ausgangs signal, dessen Spannung ein Maß für die Veränderung des magnetischen Kraftflusses ist.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, kann ein solcher Empfänger 30 aus einem Permanentmagneten 31, einem Polstück 32 und einer Wicklung 33 am Polstück 32 bestehen. Eine Veränderung des magnetischen Kraftflusses am Polstück 32 induziert in der Wicklung 33 eine Spannung und erzeugt auf diese Weise ein elektrisches Aus gangs signal für die Meßschaltung
909881/0776
Ford / US-976 / 12. JuniA19JJ? !»
-Ji-
. 1979
Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, kann ein solcher Empfänger 30 a aus einem Permanentmagneten 31 a und einem Halbleiter 36 bestehen, die derart zueinander angeordnet sind, daß ein magnetischer Kraftfluß im Bereich des Halbleiters 36 einen sogenannten Hall-Effekt bewirkt und eine Verschiebung von Ladungsträgern innerhalb des Halbleiters 36 dazu verwendet werden kann, um eine Spannung proportional dem Magnetfluß zu erzeugen.
Bei einer Vorrichtung nach Fig. 4 ist das erzeugte elektrische Ausgangssignal proportional der Stärke des magnetischen Kraftflusses, während bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 das elektrische Ausgangssignal proportional der Veränderung des magnetischen Kraftflusses ist.
Unabhängig von der gewählten Form des Empfängers 30 kann in beiden Fällen die Form der rotierenden Scheibe 20 bzw des Gebers die gleiche sein.
In Fig. 2 ist eine Signalfolge aufgezeigt, wie sie von einem Empfänger gemäß Fig. 3 erzeugt wird. Wie aus der Wellenform der Signalfolge zu ersehen ist, ist die Größe des elektrischen Signals in Abhängigkeit vom Vorbeilauf eines Zahnes 21 und einer Nut 22 am Empfänger 30 abwechselnd in der Aufeinanderfolge und in der Größe annähernd gleich. Die Polarität der beiden Signale ist jedoch umgekehrt. Während ein Zahn 21 ein Signal mit einem positiven Antieg gefolgt von einem negativen Abfall erzeugt, liefert eine Nut 22 ein Signal mit einem negativen Abfall gefolgt von einem positiven Anstieg. Während des Überganges von einem Zahn 21 zur Nut 22 wird ein Signal von geringer positiver Größe erzeugt, da der magnetische Kraftfluß am Empfänger 30 durch die zunehmende Masse der rotierenden Scheibe 20 zunimmt während eines Überganges von einer Nut 22 zu einem Zahn 21, wird ein Signal geringer negativer Größe erzeugt, da der abnehmende Durchmesser der rotierenden Scheibe 20 eine Verringerung des magnetischen Kraftflusses bewirkt.
909881/0776
Ford / US-976 / 12. Juni 1979
2Ö24590
- JT-
Die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 12 verarbeitet die in Fig. 2 gezeigte Signalfolge, um zum Beispiel damit die Zündung der Zündkerze eines Zylinders eines Verbrennungsmotors zu steuern, wenn das elektrische Signal eines Zahnes 21 einen Nulldurchgang aufweist. Ein solcher Nulldurchgang würde normalerweise auf etwa 10 vor dem oberen Totpunkt des Kolbens festgesetzt. Die Steuerschaltung 12 kann andererseits auch die Drehzahl des Verbrennungsmotors in Umdrehungen /min angeben, in dem die Anzahl von Nulldurchgängen der Signalfolge während einer bestimmten Zeitspanne gezählt wird.
Das Vorhandensein eines Unterschieds zwischen der Signalform des von einer Nut 22 und eines Zahnes 21 erzeugten elektrischen Signals ermöglicht der Steuerschaltung 12 eine einfache Verarbeitung der Signalfolge· Andererseits ermöglicht das Vorhandensein der elektrischen Signale von den Nuten 22 in Zusammenwirken mit den elektrischen Signalen von den Zähnen 21 eine genauere Erfassung der Drehzahl des Verbrennungsmotors. Durch die Tatsache, daß die Größe der elektrischen Signale von den Zähnen 21 und den Nuten 22 im wesentlichen gleich sind, ist ein einfacherer Aufbau der Steuerschaltung 12 möglich und ebenso eine einfachere Verarbeitung der Signale, da sich hierbei Stör signale geringerer Größe nicht störend einschleichen können. Das ist insbesondere für die Anwendung in Kraftfahrzeugen wesentlich, wo infolge der vielen elektrischen Verbraucher und Einrichtungen im Kraftfahrzeug eine Unzahl von Stör Signalen entstehen können.
Bei experimentellen Versucbsausführungen wurde festgestellt, daß bei einer rotierenden Scheibe 20 aus einem magnetischen Material von einer Dicke von etwa 5 mm und einem Durchmesser von etwa 100 mm ein Zahn 21 eine Dicke von etwa 3 mm und eine radiale Höhe von etwa 3, 2 mm aufweisen kann, während eine Nut 22 eine Breite von 7. 5 mm und eine radiale Tiefe von 9 mm aufweisen kann.
909381/0776
Ford / US-976/ 12. Juni 1979
/15
In der nachstehenden Tabelle ist der wirksame Radius einer rotierenden Scheibe 20 in Abhängigkeit von ihrer Winkellage angegeben, wobei ein Zahn 21 um 90 gegenüber einer Nut 22 versetzt angeordnet ist. Eine Nut 22 bildet hierbei eine Bezugs stellung für einen Winkel von 0 . Bei der Angabe des Radius für eine Winkellage von 0 ist der Einschnitt der Nut berücksichtigt. Ebenso ist bei einer Winkellage von 90 der Vorsprung des Zahnes 21 berücksichtigt.
Winkellage ( ) Radius (mm)
0 53, 59
10 53,46
20 53, 31
30 53,13
40 52, 90
50 52, 62
60 52,29
70 51,84
80 51, 23
90 50,4 + 3, 2 = 53,
Ein typischer Empfänger 30 kann zum Beispiel aus einem Permanentmagneten aus Alnico V mit im wesentlichen zylindrischer Form, einer Länge von 25, 4 mm und einem Durchmesser von ungefähr 8 mm bestehen. Ein zylindrisches Polstück aus Weicheisen liegt mit seinem einen Ende gegen den Alnico Dauermagneten an. Das Polstück wird von einer Wicklung umfaßt, die bei einem Durchmesser von 3, 9 mm und einer Länge von etwa 6, 3 mm etwa 3 100 Windungen umfaßt.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung und in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele begrenzt, es sind vielmehr innerhalb des Erfindungsgedankens noch verschiedenste zweckmäßige Ausführungsformen möglich.
909881/0776
Leerseite

Claims (12)

Ford / US-976 / 12. Juni 1979 Patentansprüche
1. j Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer
rotierenden Welle mit einem an der Welle befestigten Geber und einem feststehenden Empfänger, wobei der Geber Impulse erzeugt, die vom Empfänger in elektrische Signale umgesetzt und in einer mit diesem verbundenen elektronischen Schaltung verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß an der rotierenden Welle (25) ein Geber (20) befestigt ist, an dem ein vorspringendes Zahnelement
(21) zum Erzeugen eines ersten Impulses mit einer ersten Impulsform und ein zurückspringendes Nutelement (22) zum Erzeugen eines zweiten Impulses mit einer unterschiedlichen, zweiten Impulsform angeordnet sind und das Zahnelement (21) und das Nutelement
(22) eine ausreichende Größe aufweisen, um von einem Empfänger (30) feststellbar zu sein.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnelement (21) aus einem von der Achse der Welle (25) weg gerichteten Vorsprung und das Nutelement (22) durch zwei benachbarte, im Abstand angeordnete, von der Achse der Welle (25) weg gerichtete Vorsprünge gebildet sind, deren Abstände von der Achse der Welle (25) derart gewählt sind, daß bei einem Vorbeilauf des Zahnelementes (21) oder des Nutelementes (22) am Empfänger (30) ein elektrisches Signal etwa gleicher Stärke feststellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (20) aus einer rotierenden Scheibe aus magnetischem Material mit einer im wesentlichen ovalen bzw elliptischen Form besteht, wobei der Zahn (21) gegenüber deren kleinerem Durchmesser (23) vorspringt und die Nut (22) gegenüber denen größerem Durchmesser (24) zurückspringt, beide, der Zahn (21) und die Nut (22), eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen und der Umfang der Scheibe (20) zwischen einem Zahn (21) und einer benachbarten Nut (22) eine kontinuierliche Kurve ist.
909881/0776
Ford / US-976 / 12. Juni 1979
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zähne (21) einander gegenüberliegen und zwei Nuten (22) einander gegenüberliegend und um 90 gegenüber den beiden Zähnen (21) versetzt angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (30) aus einem Permanentmagnet (31), einem Polstück (32) und einer Wicklung (33) besteht und das Polstück (32) so nahe der Umlaufbahn der rotierenden Scheibe (20) angeordnet ist, daß ein Vorbeilauf der Zähne (21) und der Nuten (22) eine Änderung des magnetischen Kraftflusses im Polstück (32) bewirkt, die über eine Meßschaltung (11) an der Wicklung (33) feststellbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (30 a) aus einem Permanentmagneten (31 a) in Verbindung mit einem Halbleiter (36) besteht, der einen Hall-Effekt bzw eine Ladungsverschiebung in Abhängigkeit vom Magnetfeld bewirkt, die über eine Meßeinrichtung am Halbleiter (36) feststellbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Magnetflusses bei Vorbeilauf eines Zahnes (21) ein erstes elektrisches Signal induziert und die Änderung des Magnetflusses bei /or: tiltiuf einer Nut (22) ein zweites elektrisches Signal induziert, das j;um ersten Signal invertiert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der rotierenden S< hoibe (20) aus magnetischem Material am Umfang zwischen einem Zahn (21) und einer benachbarten Nut (22) in einer kontinuierlichen Kurve verläuft, bei der der Empfänger (30) ein im we;,seitlichen gleichbleibendes elektrisches Signal abgibt.
909881/0776
Ford / US-976 / 12. Juni 1979
9. Verfahren zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle mit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende, zum Teil an sich bekannte Verfahr en s schritte:
a) Rotieren eines Gebers in Form einer ovalen bzw elliptischen Scheibe (20) aus magnetischem Material;
b) Anordnen eines Empfängers (30) in Form eines Permanentmagneten (31) mit einem Polstück (32) in der Nähe des Gebers (20);
c) Verändern der magnetischen Reluktanz eines magnetischen Kraftflusses in einer ersten Richtung durch Vorbeibewegen eines vom kleineren Durchmesser (23) der Scheibe.(20) vorspringenden Zahnes (21) und Verändern der magnetischen Reluktanz des magnetischen Kraftflusses in einer zweiten Richtung durch Vorbeibewegen einer vom größeren Durchmesser (24) der Scheibe (20) zurückspringenden Nut (22);
d) Feststellen der Änderungen des magnetischen Kraftflusses am Polstück (32) durch Messen des Stromflusses in der Wicklung (33) am Polstück (32);
e) Einstellen der Größp und Anordnung von Geber (20) und Empfänger (30) in der Weise, daß bei einem Vorbeilauf eines Zahnes (21) und einer Nut (22) ein Stromfluss von etwa gleicher Stärke in der Wicklung (33) am Polstück (32) induziert wird;
f) Unterscheiden zwischen dem Vorbeilauf eines Zahnes (21) und einer Nut (22) durch Analysieren der Stromrichtung in der Wicklung (33) am Polstück (32).
909881/0776
Ford / UP-976 / 12. Juni 1979
10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Verfahrensschritt c) der beinhaltet:
Aufeinanderfolgendes Vorbeibewegais des Umfanges des Gebers (20) mit abnehmenden Durchmesser, des vorspringenden Zahnes (21) und des Umfanges des Gebers (20) mit zunehmendem Durchmesser am Polstück (32) zum Erzeugen einer Änderung des magnetischen Kraftflusses in einer Richtung und
Aufeinanderfolgen des Vorbeibeweg ens des Umfanges des Gebers (20) mit zunehmendem Durchmesser, der zurückspringenden Nut (22) und des Umfanges des Gebers (20) mit abnehmendem Durchmesser am Polstück (32) zum Erzeugen einer Änderung des magnetischen Kraftflusses in der anderen Richtung.
11. Verfahren zum Erzeugen einer Signalfolge mit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden V erfahr en s schritte:
A. Erzeugen einer Signalfolge in einer ersten Richtung durch abruptes Erhöhen des Magnetflusses in der Nähe eines Empfängers;
B. Erzeugen einer Signalfolge in einer zweiten Richtung dux*ch abruptes Verringern des Magnetflusses in der Nähe eines Empfängers;
C. allmähliches Erhöhen des Magnetflusses beim Übergang von einem Signal in zweiter Richtung zu einem Signal in erster Richtung und allmähliches Verringern des Magnetflusses bei einem Übergang von einem Signal in erster Richtung zu einem
909881/0776
Ford / US-976 /
12. Juni 1979
Signal in zweiter Richtung, derart, daß die Signale in erster Richtung im wesentlichen die gleiche Stärke wie die Signale in zweiter Richtung aufweisen und ihre algebraische Summe gleich Null ist.
909881/0776 a
DE2924590A 1978-06-30 1979-06-19 Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle Expired DE2924590C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/920,762 US4180753A (en) 1978-06-30 1978-06-30 Apparatus for generating electrically distinguishable bipolar signals using a magnetic sensor and an oval wheel with teeth and notches in its minor and major axis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2924590A1 true DE2924590A1 (de) 1980-01-03
DE2924590C2 DE2924590C2 (de) 1984-05-17

Family

ID=25444350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2924590A Expired DE2924590C2 (de) 1978-06-30 1979-06-19 Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4180753A (de)
JP (1) JPS559190A (de)
CA (1) CA1119691A (de)
DE (1) DE2924590C2 (de)
GB (1) GB2024433B (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5924970Y2 (ja) * 1979-07-10 1984-07-23 株式会社デンソー 回転位置検出装置
US4627275A (en) * 1984-05-07 1986-12-09 Wayne State University Engine deficiency indicator
IT8467667A0 (it) * 1984-06-29 1984-06-29 Marelli Autronica Sensore per rilevare il passaggio di uno stantuffo o di un gruppo di stantuffi di un motore a combustione interna nella posizione di punto morto superiore
FR2577666B1 (fr) * 1985-02-20 1987-03-20 Matra Transport Dispositif de mesure de deplacement a roue codee
DE3520998A1 (de) * 1985-06-12 1986-12-18 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum regeln einer brennkraftmaschine
US4859941A (en) * 1987-03-18 1989-08-22 Sprague Electric Company Proximity selectro with integral magnet, pole-piece plate and pair of magnetic transducers
IT1221909B (it) * 1987-04-28 1990-07-12 Fiat Auto Spa Procedimento e dispositivo di rilevazione magnetica particolarmente per rilevare i parametri di movimento angolare di elementi rotanti
US5159268A (en) * 1991-02-21 1992-10-27 Honeywell Inc. Rotational position sensor with a Hall effect device and shaped magnet
US5444369A (en) * 1993-02-18 1995-08-22 Kearney-National, Inc. Magnetic rotational position sensor with improved output linearity
US5898301A (en) * 1997-04-10 1999-04-27 The Torrington Company Magnetic encoder for producing an index signal
US6566867B1 (en) * 1999-06-24 2003-05-20 Delphi Technologies, Inc. Binary encoded crankshaft target wheel with single VR sensor
US6541959B2 (en) * 2001-02-27 2003-04-01 S & S Cycle, Inc. Angular position sensing system with magnet and rotor arrangement
JP2010197238A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Sumitomo Rubber Ind Ltd 回転速度情報検出装置、方法及びプログラム、並びに、タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム
JP5193110B2 (ja) * 2009-03-31 2013-05-08 日立電線株式会社 トルク・インデックスセンサ
US9817078B2 (en) 2012-05-10 2017-11-14 Allegro Microsystems Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil
US10145908B2 (en) 2013-07-19 2018-12-04 Allegro Microsystems, Llc Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field
US10495699B2 (en) * 2013-07-19 2019-12-03 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having an integrated coil or magnet to detect a non-ferromagnetic target
US10712403B2 (en) 2014-10-31 2020-07-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element
US9823092B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor providing a movement detector
US10641842B2 (en) 2017-05-26 2020-05-05 Allegro Microsystems, Llc Targets for coil actuated position sensors
US11428755B2 (en) 2017-05-26 2022-08-30 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated sensor with sensitivity detection
US10996289B2 (en) 2017-05-26 2021-05-04 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated position sensor with reflected magnetic field
US10837943B2 (en) 2017-05-26 2020-11-17 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with error calculation
US10823586B2 (en) 2018-12-26 2020-11-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having unequally spaced magnetic field sensing elements
US11237020B2 (en) 2019-11-14 2022-02-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having two rows of magnetic field sensing elements for measuring an angle of rotation of a magnet
US11280637B2 (en) 2019-11-14 2022-03-22 Allegro Microsystems, Llc High performance magnetic angle sensor
US11262422B2 (en) 2020-05-08 2022-03-01 Allegro Microsystems, Llc Stray-field-immune coil-activated position sensor
US11493361B2 (en) 2021-02-26 2022-11-08 Allegro Microsystems, Llc Stray field immune coil-activated sensor
US11578997B1 (en) 2021-08-24 2023-02-14 Allegro Microsystems, Llc Angle sensor using eddy currents

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1382626A (en) * 1971-07-30 1975-02-05 Delmoran Ag Control devices
DE2357061A1 (de) * 1973-11-15 1975-05-22 Bosch Gmbh Robert Impulsgeber

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2070623A (en) * 1934-04-19 1937-02-16 Submarine Signal Co Apparatus for the measurement of rotational velocities
US2325927A (en) * 1940-10-03 1943-08-03 W & L E Gurley Speed indicator
US3156115A (en) * 1961-05-10 1964-11-10 Charles B Adelmann Rate of flow indicating device
US3501664A (en) * 1967-07-28 1970-03-17 Nasa Angular position and velocity sensing apparatus
US3597687A (en) * 1969-06-20 1971-08-03 Gulf & Western Industries Apparatus and method for measuring variations in the absorption of energy
US3721968A (en) * 1972-02-02 1973-03-20 Electro Corp America Magnetic pickup
US4001678A (en) * 1974-05-16 1977-01-04 Berg Robert H Displacement metering with independent ancillary flow
GB1513912A (en) * 1974-08-29 1978-06-14 Bosch Gmbh Robert Detecting rotation of a shaft
IT1043269B (it) * 1975-10-10 1980-02-20 Magneti Marelli Spa Sistema di inviduazione di una pluralita di posizioni angolaridi un organo rotante

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1382626A (en) * 1971-07-30 1975-02-05 Delmoran Ag Control devices
DE2357061A1 (de) * 1973-11-15 1975-05-22 Bosch Gmbh Robert Impulsgeber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: messen + prüfen Sept. 1970, S. 737,738 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS559190A (en) 1980-01-23
US4180753A (en) 1979-12-25
CA1119691A (en) 1982-03-09
DE2924590C2 (de) 1984-05-17
GB2024433B (en) 1983-03-23
GB2024433A (en) 1980-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2924590A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum erfassen der drehzahl und winkellage einer rotierenden welle
DE19614165B4 (de) Magnetdetektor zum Erfassen von Bezugsstellungen und Drehrichtungen
DE19533964B4 (de) Magnetismuserfassungsvorrichtung, die zur Unterdrückung von Schwankungen von Impulssignal-Intervallen in der Lage ist
DE2532226B2 (de) Impulsgeber
DE19650670B4 (de) Magnetischer Rotationsdetektor
DE2933516A1 (de) Einrichtung zur drehzahlerfassung und winkelsegmenterkennung einer welle, insbesondere der kurbelwelle einer brennkraftmaschine
DE3343310A1 (de) Ultraschall-wegmesser
DE7432461U (de) Winkelgeschwindigkeitssensor
DE2305384C2 (de) Anordnung zur Bestimmung der Windelstellung und Drehzahl
DE3301459C2 (de) Vorrichtung zur Erkennung einer vorbestimmten Winkelstellung an rotierenden Einrichtungen
DE2515977C2 (de) Meßwertgeber zum Erzeugen von Signalen in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden Körpers
DE3208721C2 (de)
DE2450885B2 (de) Drehzahlgeber fur einen Gleichstrommotor
DE19507304A1 (de) Magnetfelddetektor
DD257178A3 (de) Anordnung zur erzeugung von steuersignalen
DE2643286A1 (de) Einrichtung zur lageerkennung einer rotierenden welle
DE2446193B2 (de) Einrichtung zur lageerkennung eines beweglichen koerpers
DE3017202C2 (de) Einrichtung zur Ermittlung der Drehzahl eines drehbaren oder der Frequenz eines linear schwingenden Bauteils aus magnetisch permeablem Material
DE112018000654T5 (de) Magnetkodierer und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2911420C2 (de)
DE2558984A1 (de) Drehbewegungs-detektor fuer brennkraftmaschinen-kurbelwellen
DE3119414A1 (de) Signalgeber zum abtasten von an einem sich relativ zum signalgeber bewegenden bauteil angebrachten bahnmarken
EP0566923A1 (de) Vorrichtung zum berührungslosen Messen der axialen Lage eines rotierenden Körpers
DE2058834C3 (de) Einrichtung zur Ermittlung der oberen Totpunktlage des Kolbens einer zu einem Kraftfahrzeug gehörenden Brennkraftmaschine
EP0090821B1 (de) Magnetischer polarisationssprunggeber

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8330 Complete renunciation