DE4109658A1 - Stellungsgeber - Google Patents
StellungsgeberInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Stellungsgeber für ein
Stellelement, insbesondere für ein Gaspedal in einem
Kraftfahrzeug, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten
Gattung.
Solche Stellungsgeber dienen zur genauen Erfassung der
Iststellung eines Stellelements, wie z. B. der des Gaspedals in
einem Kraftfahrzeug. In letzterem Fall wird der Stellungsgeber
von dem Gaspedal betätigt, und das von dem Stellungsgeber
erzeugte Stellsignal wird als Sollwert einer elektronischen
Stell- oder Regeleinrichtung zur Steuerung des Luft- bzw.
Kraftstoffzumeßsystems der Brennkraftmaschine zugeführt. Die
Stell- oder Regeleinrichtung wirkt dabei beispielsweise auf
die Drosselklappe im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine oder
auf die Kraftstoffeinspritzpumpe.
Bei einem bekannten Stellungsgeber dieser Art
(DE 34 11 456 A1) sitzt auf der an dem Gaspedal angekoppelten
Geberwelle der Schleifer eines Potentiometers. Die am
Potentiometer abgenommene Spannung ist ein Maß für die
Gaspedalstellung und wird in ein entsprechendes Stellsignal
umgesetzt. Die Kopplung von Gaspedal und Geberwelle erfolgt im
allgemeinen über ein Hebelgestänge, das die Schwenkbewegung
des Gaspedals in eine Drehbewegung der Geberwelle umsetzt.
Der erfindungsgemäße Stellungsgeber mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil der
Berührungslosigkeit zwischen den relativ zueinander drehbaren
Elementen des Stellungsgebers. Dieser ist damit verschleißfrei
und weist eine große Lebensdauer auf. Der Stellungsgeber ist
wartungsfrei und absolut zuverlässig. Die Montage ist einfach
und kostensparend. Durch die kreisabschnittförmige Ausbildung
des Permanentmagneten wird in der Feldplatte eine aus der
Drehung des drehenden Elements resultierende
Widerstandsänderung erzielt, die proportional dem Drehwinkel
der Geberwelle ist. Damit ist vorteilhaft die Kennlinie des
Stellungsgebers linear. Wird der Kreisabschnitt des
Permanentmagneten wenig größer als ein Halbkreis gewählt, so
kann der Stellungsgeber für eine Drehwinkelabfrage der
Geberwelle von ungefähr 100° eingesetzt werden.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Stellungsgebers möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
Permanentmagnet und Feldplatte von einem Gebergehäuse umgeben,
welches magnetische Störfelder abschirmt. Dadurch wird die
Meßgenauigkeit des Stellungsgebers wesentlich verbessert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der
Permanentmagnet mit der Geberwelle verbunden und die
Feldplatte im Gebergehäuse zur Nullpunktjustierung um eine zur
Geberwelle koaxiale Achse schwenkbar und fixierbar gehalten.
Hierdurch ergibt sich neben dem Vorzug einer sehr einfachen
Montage und elektrischen Herausführung des Stellsignals
zusätzlich der Vorteil einer einfachen mechanischen
Justiermöglichkeit des Stellungsgebers.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die
Feldplatte zugleich Träger für eine Schaltungselektronik zur
Temperaturkompensation und/oder Verstärkung des elektrischen
Stellsignals. Damit läßt sich problemlos eine
Temperaturkompensation und eine Signalverstärkung in dem
Stellungsgeber integrieren.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist am Umfang
des Permanentmagneten mindestens ein an der Feldplatte
gehaltener Reedschalter derart angeordnet, daß er bei einer
vorgegebenen Drehstellung des Permanentmagneten betätigt wird.
Der mindestens eine Reedschalter dient dabei für die
zusätzliche Sensierung mindestens einer bestimmten
Drehstellung der Geberwelle und zu einer zusätzlichen
einfachen Signalgewinnung für diese Drehstellung. Zugleich
werden Feldplatte, Schaltungselektronik und Reedschalter zu
einer einfach zu montierenden Baueinheit zusammengefaßt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als
Stellungsgeber für ein Gaspedal ist das Gaspedal des
Kraftfahrzeugs unmittelbar an der Geberwelle radial wegstehend
drehfest gehalten. Dadurch ist keine mechanische Umlenkung der
Linearbewegung des Gaspedals in eine Drehbewegung der
Geberwelle erforderlich.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Stellungsgebers für
ein Gaspedal, schematisch dargestellt,
Fig. 2 eine Draufsicht auf Permanentmagnet und Feldplatte
des Stellungsgebers in Fig. 1.
Der in Fig. 1 schematisch im Längsschnitt dargestellte
Stellungsgeber für ein Gaspedal 10 als Beispiel für ein
allgemeines Stellelement weist eine Geberwelle 11 auf, an
deren einem Ende das Gaspedal 10 radial wegstehend undrehbar
befestigt ist. Am anderen Ende der Geberwelle 10 ist ein etwa
halbkreisförmiger, scheibenartiger Permanentmagnet 12 drehfest
mit der Geberwelle 11 verbunden. Die Geberwelle 11 durchdringt
eine zwischen Gaspedal 10 einerseits und Permanentmagnet 12
andererseits angeordnete Federtrommel 13 und ist in dieser
drehbar gelagert. Die Federtrommel 13 ist ihrerseits in einem
Durchbruch einer Grundplatte 14 gehalten. Die Grundplatte 14
wird in geeigneter Weise am Karosserieboden 15 des
Kraftfahrzeugs befestigt, so daß das Gaspedal 10 in
fußgerechter Stellung zur Anordnung kommt. In der Federtrommel
13 ist eine als Schraubendrehfeder ausgebildete Rückstellfeder
16 aufgenommen, die mit ihrem einen Ende an der Federtrommel
13 und mit ihrem anderen Ende an der Geberwelle 11 festgelegt
ist und die Geberwelle 11 an einen hier nicht dargestellten
Grundanschlag anlegt.
In Zuordnung zu dem Permanentmagneten 12 ist koaxial zur
Geberwelle 11 eine Feldplatte 17, auch Fluxistor genannt,
angeordnet. Die Feldplatte 17 besteht in bekannter Weise aus
einem Kunststoff- oder Keramikträger, der mit einem Werkstoff
beschichtet ist, der einen von dem ihn durchsetzenden
Magnetfeld abhängigen elektrischen Widerstand besitzt. Ein
Beispiel für einen solchen Werkstoff ist Indiumantimonit
(In5b3). Mit der Feldplatte 17 ist eine Leiterplatte 18 fest
verbunden, auf welche eine Schaltungselektronik 11 zur
Temperaturkompensation und Verstärkung des von deren
Feldplatte 17 abgenommenen, von der Widerstandsänderung
abhängigen Stellsignals. Die Feldplatte 17 ist in einem
kappenförmigen Gebergehäuse 19 koaxial zur Geberwelle 11 in
der Weise gehalten, daß die Feldplatte 17 zur
Nullpunktjustierung um ihre Achse geschwenkt und anschließend
im Gebergehäuse 19 fixiert werden kann. Das Gebergehäuse 19
ist an der Grundplatte 14 befestigt und besitzt die
Eigenschaft, äußere magnetische Störfelder abzuschirmen. Am
Umfang des Permamentmagneten 12 sind drei Reedschalter 20
angeordnet, die an der mit der Feldplatte 17 verbundenen
Leiterplatte 18 gehalten werden. Die Reedschalter 20 haben
dabei eine feste räumliche Drehwinkelstellung, bezogen auf den
Grundanschlag der Geberwelle 11, und dienen als Sensoren für
die Grund-, Zwischen- und Vollgasstellung des Gaspedals 10.
In Fig. 2 ist eine Draufsicht von Permanentmagnet 12 und
Feldplatte 17 dargestellt. Deutlich ist die Form des
scheibenartigen Permanentmagneten 12 als Kreisabschnitt, der
wenig größer als ein Halbkreis ist, zu sehen. Die in
Blickrichtung axial hinter dem Permanentmagneten 12 liegende
Feldplatte 17 ist kreisförmig. Sie weist drei elektrische
Anschlüsse 22, 23, 24 auf, über welche das von der Drehstellung
des Permanentmagneten 12 abhängige elektrische Stellsignal
abgenommen wird. Als Stellsignal wird dabei die resultierende
Widerstandsänderung der zwischen den elektrischen Anschlüssen
24 und 22 einerseits und 24 und 23 andererseits liegenden
Widerstände erfaßt. Diese resultierende Widerstandsänderung
ist proportional dem Drehwinkel des Permanentmagneten 12 und
damit dem Drehwinkel der Geberwelle 11.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der Stellungsgeber
außer zur Sensierung der Stellung eines Gaspedals
grundsätzlich zur Sensierung der Drehwinkelstellung eines
beliebigen Stellelements, z. B. auch der Drosselklappe im
Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, verwendet werden.
Claims (9)
1. Stellungsgeber für ein Stellelement, insbesondere für ein
Gaspedal in einem Kraftfahrzeug, der ein elektrisches
Stellsignal erzeugt, dessen Größe von der Drehstellung
einer mit dem Stellelement gekoppelten Geberwelle
bestimmt ist, gekennzeichnet durch einen
kreisabschnittförmigen, scheibenartigen Permanentmagneten
(12) und eine von dessen Magnetfeld durchsetzte
Feldplatte (17), von denen das eine Element (12) drehfest
mit der Geberwelle (11) verbunden und das andere Element
(17) räumlich feststehend angeordnet ist.
2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kreisabschnitt des Permanentmagneten (12) wenig größer
als ein Halbkreis ist.
3. Geber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Permanentmagnet (12) und die Feldplatte (17) von
einem magnetische Störfelder abschirmenden Gebergehäuse
(19) umgeben sind.
4. Geber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Permanentmagnet (12) mit der Geberwelle (11) verbunden
und die Feldplatte (17) im Gebergehäuse (19) zur
Nullpunktjustierung um eine zur Geberwelle (11) koaxiale
Achse schwenkbar und fixierbar gehalten ist.
5. Geber nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Geberwelle (11) von einer
Rückstellfeder (16) beaufschlagt ist und in ihrer
Grundstellung unter deren Federkraft an einem räumlich
festen Anschlag anliegt.
6. Geber nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feldplatte (17) zugleich als
Träger für eine Schaltungsanordnung (21) zur
Temperaturkompensation und/oder Verstärkung des
elektrischen Stellsignals dient.
7. Geber nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch
gekennzeichnet, daß am Umfang des Permanentmagneten (12)
mindestens ein an der Feldplatte (17) gehaltener
Reedschalter (20) so angeordnet ist, daß er bei einer
vorgegebenen Drehstellung des Permanentmagneten (12)
betätigt wird.
8. Geber nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gaspedal (10) des Kraftfahrzeugs
an der Geberwelle (11) radial wegstehend drehfest
gehalten ist.
9. Geber nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß
am Umfang des Permanentmagneten (12) drei in
Umfangsabstand voneinander angeordnete Reedschalter (20)
zur Sensierung der Grund-, Zwischen- und Vollgasstellung
des Gaspedals (10) vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914109658 DE4109658A1 (de) | 1991-03-23 | 1991-03-23 | Stellungsgeber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914109658 DE4109658A1 (de) | 1991-03-23 | 1991-03-23 | Stellungsgeber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4109658A1 true DE4109658A1 (de) | 1992-09-24 |
Family
ID=6428089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914109658 Withdrawn DE4109658A1 (de) | 1991-03-23 | 1991-03-23 | Stellungsgeber |
Country Status (1)
Country | Link |
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