FR2801415A1 - Linear electromagnetic actuator e.g. for i.c. engine valve has position sensor made from rod portion with different electromagnetic properties - Google Patents

Abstract

The linear actuator, comprising a rod (24) which is moved by an electromagnetic system between two end positions in a housing, has a position sensor made from a portion (54) of the rod with different electromagnetic properties from the remainder, and at least one magnetic flux detector (56) situated radially in between two magnets (60) with opposite directions of magnetisation. The housing has a sleeve of a ferro magnetic material covering the detector and magnets to return the magnetic flux.

Description

ACTIONNEUR LINEAIRE A CAPTEUR DE POSITION L'invention concerne les actionneurs électromagnétiques destinés à déplacer en translation linéaire une tige d'entraînement, suivant l'axe de la tige. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans les actionneurs permettant d'amener une soupape alternativement dans une position d'ouverture et une position de fermeture et notamment dans ceux destinés aux soupapes d'un moteur à combustion interne, à allumage par étincelles ou par compression.

The invention relates to electromagnetic actuators intended to move in linear translation a drive rod, along the axis of the rod. It finds a particularly important application, although not exclusive, in the actuators for bringing a valve alternately in an open position and a closed position and in particular in those for the valves of an internal combustion engine, ignition by sparks or compression.

On <SEP> connaît <SEP> (demande <SEP> FR <SEP> 98 <SEP> 12489) <SEP> un <SEP> actionneur
<tb> électromagnétique, <SEP> ayant, <SEP> dans <SEP> un <SEP> boîtier, <SEP> un <SEP> circuit
<tb> ferromagnétique <SEP> définissant <SEP> un <SEP> intervalle <SEP> de <SEP> débattement <SEP> axial
<tb> d'une <SEP> palette <SEP> en <SEP> matériau <SEP> ferromagnétique <SEP> d'entraînement <SEP> d'une
<tb> tige <SEP> entre <SEP> deux <SEP> positions <SEP> extrêmes <SEP> d'appui <SEP> de <SEP> la <SEP> palette <SEP> sur <SEP> des
<tb> pôles <SEP> du <SEP> circuit <SEP> ferromagnétique, <SEP> des <SEP> moyens <SEP> de <SEP> rappel <SEP> élastiques
<tb> prévus <SEP> pour <SEP> maintenir <SEP> au <SEP> repos <SEP> la <SEP> soupape <SEP> dans <SEP> une <SEP> position
<tb> médiane <SEP> entre <SEP> les <SEP> positions <SEP> extrêmes, <SEP> et <SEP> des <SEP> moyens
<tb> électromagnétiques <SEP> ayant <SEP> au <SEP> moins <SEP> une <SEP> bobine <SEP> portée <SEP> par <SEP> le
<tb> circuit <SEP> et <SEP> permettant <SEP> d'amener <SEP> alternativement <SEP> la <SEP> palette <SEP> et <SEP> la
<tb> tige <SEP> dans <SEP> les <SEP> deux <SEP> positions <SEP> extrêmes.
<tb> Les <SEP> moyens <SEP> électromagnétiques <SEP> peuvent <SEP> comporter <SEP> deux <SEP> bobines
<tb> placées <SEP> de <SEP> part <SEP> et <SEP> d'autre <SEP> d'une <SEP> palette <SEP> fixée <SEP> à <SEP> la <SEP> tige <SEP> et <SEP> dont
<tb> l'excitation <SEP> attire <SEP> respectivement <SEP> la <SEP> palette <SEP> dans <SEP> un <SEP> sens <SEP> tendant
<tb> à <SEP> fermer <SEP> une <SEP> soupape <SEP> et <SEP> un <SEP> second <SEP> électro-aimant, <SEP> placé <SEP> de <SEP> l'autre
<tb> côté <SEP> de <SEP> la <SEP> palette, <SEP> dont <SEP> l'excitation <SEP> tend <SEP> par <SEP> exemple <SEP> à <SEP> amener
<tb> une <SEP> soupape <SEP> dans <SEP> la <SEP> position <SEP> de <SEP> pleine <SEP> ouverture. <SEP> Le <SEP> mode <SEP> de
<tb> réalisation <SEP> décrit <SEP> dans <SEP> 1a <SEP> demande <SEP> de <SEP> brevet <SEP> n <SEP> 98 <SEP> 12489, <SEP> auquel
<tb> on <SEP> pourra <SEP> se <SEP> reporter, <SEP> a <SEP> au <SEP> contraire <SEP> une <SEP> bobine <SEP> unique <SEP> montée <SEP> sur
<tb> un <SEP> circuit <SEP> ferromagnétique <SEP> de <SEP> construction <SEP> telle <SEP> qu'il <SEP> présente,
<tb> en <SEP> combinaison <SEP> avec <SEP> la <SEP> palette, <SEP> deux <SEP> cheminements <SEP> stables <SEP> de <SEP> flux magnétique correspondant l'un et l'autre à une valeur nulle d'entrefer entre-la palette et un pôle du circuit ferromagnétique. On <SEP> knows <SEP> (request <SEP> FR <SEP> 98 <SEP> 12489) <SEP> a <SEP> actuator
<tb> electromagnetic, <SEP> having, <SEP> in <SEP> a <SEP> enclosure, <SEP> a <SEP> circuit
<tb> ferromagnetic <SEP> defining <SEP> a <SEP> interval <SEP> of <SEP> deflection <SEP> axial
<tb> of a <SEP> palette <SEP> in <SEP> material <SEP> ferromagnetic <SEP> drive <SEP> of a
<tb> stem <SEP> between <SEP> two <SEP> positions <SEP> extreme <SEP> of <SEP><SEP><SEP><SEP><SEP><SEP>
<tb> poles <SEP> of the <SEP> ferromagnetic <SEP> circuit, <SEP> of <SEP> means <SEP> of elastic <SEP> reminder <SEP>
<tb> expected <SEP> for <SEP> maintain <SEP> at <SEP> rest <SEP><SEP> valve <SEP> in <SEP> a <SEP> position
<tb> median <SEP> between <SEP><SEP> extreme <SEP> positions, <SEP> and <SEP> of medium <SEP>
<tb> electromagnetic <SEP> having <SEP> at <SEP> less <SEP> a <SEP> coil <SEP> range <SEP> by <SEP>
<tb> circuit <SEP> and <SEP> allowing <SEP> to bring <SEP> alternately <SEP> the <SEP> palette <SEP> and <SEP> the
<tb> stem <SEP> in <SEP> the <SEP> two <SEP> positions <SEP> extreme.
<tb><SEP> means <SEP> electromagnetic <SEP> can <SEP> have <SEP> two <SEP> coils
<tb> placed <SEP> of <SEP> part <SEP> and <SEP> of other <SEP> of <SEP> fixed <SEP> pallet <SEP> at <SEP><SEP> stem <SEP > and <SEP> of which
<tb> the excitation <SEP> attracts <SEP> respectively <SEP> the <SEP> palette <SEP> in <SEP> a <SEP> meaning <SEP> tending
<tb> to <SEP> close <SEP> one <SEP> valve <SEP> and <SEP> one <SEP> second <SEP> solenoid, <SEP> placed <SEP> from <SEP> the other
<tb> side <SEP> of <SEP> the <SEP> palette, <SEP> whose <SEP> excitation <SEP> tends <SEP> by <SEP> example <SEP> to <SEP> bring
<tb> a <SEP> valve <SEP> in <SEP> the <SEP> position <SEP> of <SEP> full <SEP> opening. <SEP> The <SEP> mode <SEP> of
<tb> realization <SEP> describes <SEP> in <SEP> 1a <SEP><SEP> request of <SEP> patent <SEP> n <SEP> 98 <SEP> 12489, <SEP> at which
<tb> on <SEP> could <SEP> se <SEP> report, <SEP> a <SEP> on <SEP> opposite <SEP> a <SEP> coil <SEP> single <SEP> mount <SEP> on
<tb> a <SEP> circuit <SEP> ferromagnetic <SEP> of <SEP> construction <SEP> such <SEP> that it <SEP> presents,
<tb> in <SEP> combination <SEP> with <SEP> the <SEP> pallet, <SEP> two <SEP> stable <SEP> paths <SEP> of <SEP> corresponding magnetic fluxes at a zero gap between the pallet and a pole of the ferromagnetic circuit.

Un fonctionnement satisfaisant d'un tel actionneur implique un réglage initial tel que la palette soit au repos dans une position médiane entre ses positions extrêmes. Pour cela on peut prévoir des organes de réglage de la compression initiale d'un des ressorts, tels que ceux décrits dans la demande FR 99 05 206 . Mais encore faut-il disposer d'un capteur de position de la palette permettant de déterminer la position de cette palette dans l'intervalle ou entrefer définis par les pôles. Un bon fonctionnement exige de plus que l' énergie fournis à la bobine ou aux bobines soit suffisante pour garantir une course complète de la palette, mais non excessive afin d'éviter un choc terminal qui provoquerait du bruit et de l'usure. Satisfactory operation of such an actuator involves an initial adjustment such that the pallet is at rest in a median position between its extreme positions. For this purpose, it is possible to provide adjustment members for the initial compression of one of the springs, such as those described in application FR 99 05 206. But still it is necessary to have a position sensor of the pallet for determining the position of the pallet in the gap or gap defined by the poles. Proper operation also requires that the energy supplied to the coil or coils be sufficient to ensure complete pallet travel, but not excessive in order to avoid a terminal shock that would cause noise and wear.

La demande FR 99 05203 fournit des moyens permettant de déterminer la position de repos de la palette de façon précise et donc de doser l'énergie appliquée pendant la phase finale du déplacement de la palette, mais exige des aimants portés par la tige. Or les aimants présentant des caractéristiques favorables à la mesure tolèrent mal des accélérations alternées violentes. The application FR 99 05203 provides means for determining the rest position of the pallet accurately and therefore to measure the energy applied during the final phase of the movement of the pallet, but requires magnets carried by the rod. But magnets with favorable characteristics to the measure tolerate violent alternate accelerations badly.

L'invention vise notamment à fournir un actionneur du type ci-dessus défini muni de moyens de mesure précise de position de la tige, de constitution robuste, peu sensibles aux accélérations alternées et, dans des modes particulièrement avantageux de réalisation, peu sensibles au champ susceptible d'être créé par les moyens de commande de l'actionneur. The invention aims in particular to provide an actuator of the above-defined type provided with means for accurately measuring the position of the rod, of robust constitution, insensitive to alternating accelerations and, in particularly advantageous embodiments, insensitive to the field. which can be created by the control means of the actuator.

Dans ce but elle propose notamment un actionneur dont la tige présente une zone de longueur axiale au moins égale au débattement de la tige, ayant des propriétés ferromagnétiques différentes de celles du reste de la tige et dont le boîtier porte au moins un capteur de flux magnétique d'axe sensible radial placé axialement entre deux aimants ayant des aimantation de sens opposés, avantageusement radiales. Le capteur est avantageusement un capteur de Hall qui a une réponse sensiblement linéaire en fonction du champ, ce qui permet de suivre le déplacement de l'aimant par mesure du signal de sortie. Par ailleurs la dérive de ce capteur, thermique ou par vieillissement, est lente et donc compensable par des recalibrages périodiques pour repérer le signal correspondant à la position médiane de la palette. For this purpose it proposes in particular an actuator whose rod has an axial length zone at least equal to the displacement of the rod, having ferromagnetic properties different from those of the rest of the rod and whose housing carries at least one magnetic flux sensor. of radial sensitive axis placed axially between two magnets having magnetizations in opposite directions, advantageously radial. The sensor is advantageously a Hall sensor which has a substantially linear response as a function of the field, which makes it possible to follow the displacement of the magnet by measuring the output signal. Moreover the drift of this sensor, thermal or aging, is slow and therefore compensated by periodic recalibrations to identify the signal corresponding to the middle position of the pallet.

L'utilisation d'aimants à aimantation radiale et d'un capteur à axe sensible radial permet d'utiliser le détecteur non seulement dans un actionneur à une seule bobine où l'intensité du champ magnétique dans le plan de symétrie du circuit magnétique est faible mais aussi dans un montage à deux bobines. The use of magnets with radial magnetization and a sensor with a radial sensitive axis makes it possible to use the detector not only in a single-coil actuator where the intensity of the magnetic field in the plane of symmetry of the magnetic circuit is low. but also in a two-coil arrangement.

La détection du mouvement se fait face à l'existence d'une zone spécifiquement aménagée dans 1a tige. La zone est allongée dans le sens axial ou en forme d'anneau autour de 1a tige. La tige peut être ferromagnétique et la zone est alors non ferromagnétique. Elle peut être constituée par une encoche longitudinale, une gorge annulaire, un insert en matériau non ferromagnétique ou un anneau en matériau non ferromagnétique. Dans un autre mode de réalisation, la tige est en matériau amagnétique et la zone est en matériau ferromagnétique et constituée par un anneau ou insert en matériau ferromagnétique. Divers modes de montage des anneaux sont utilisables, par exemple en constituant la tige en deux parties. Le montage d'un insert ou d'un barreau dans une fente ménagée dans 1a tige est particulièrement simple, mais moins robuste. Dans un mode avantageux de réalisation, permettant de réduire très sensiblement les effets de composantes perturbatrices externes éventuelles tout en augmentant le signal utile, ie détecteur comporte deux capteurs dont les directions sensibles sont opposées, placés de part et d'autre de la tige, et un soustracteur recevant les sorties des deux capteurs. Ainsi des effets extérieurs équivalents sur les deux capteurs s'annulent. The detection of the movement is confronted with the existence of a zone specifically arranged in the rod. The zone is elongate axially or ring-shaped around the shaft. The rod may be ferromagnetic and the zone is then non-ferromagnetic. It may be constituted by a longitudinal notch, an annular groove, an insert of non-ferromagnetic material or a ring of non-ferromagnetic material. In another embodiment, the rod is made of non-magnetic material and the zone is made of ferromagnetic material and consists of a ring or insert made of ferromagnetic material. Various ways of mounting the rings are usable, for example by forming the rod in two parts. Mounting an insert or bar in a slot in the stem is particularly simple, but less robust. In an advantageous embodiment, making it possible to very substantially reduce the effects of possible external disturbing components while increasing the useful signal, the detector comprises two sensors whose opposite directions are opposite, placed on either side of the rod, and a subtractor receiving the outputs of the two sensors. Thus equivalent external effects on the two sensors cancel each other out.

Dans une variante, le détecteur comporte deux capteurs placés côte-à-côte sur un même substrat en silicium, des circuits ferro magnétiques ramenant les flux prélevés de part et d'autre de la tige chacun à un capteur respectif et un soustracteur recevant les sorties des deux capteurs. In one variant, the detector comprises two sensors placed side by side on the same silicon substrate, ferro-magnetic circuits bringing the flows taken from either side of the rod each to a respective sensor and a subtractor receiving the outputs. two sensors.

Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres, avantageusement utilisables en liaison avec les précédentes mais pouvant l'être indépendamment, apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. The above characteristics as well as others, advantageously usable in connection with the preceding ones but being able to be independently, will appear better on reading the following description of a particular embodiment given by way of non-specific example. limiting.

La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 montre un actionneur de soupape auquel est applicable l'invention, en coupe suivant un plan passant par l'axe de la soupape ; - la figure 2 est une vue de détail destinée à montrer la constitution de moyens de mesure de position selon un mode de réalisation; - les figures 3 et 4 montrent une fraction de variantes de la figure 2; et - la figure 5 est un schéma d'un montage à deux capteurs. L'actionneur 10 montré en figure 1 est du type décrit dans les demandes FR 98 12940 et 99 05203 auxquelles on pourra se reporter. I1 est destiné à commander une soupape de moteur. Il comporte un boîtier destiné à être monté sur la culasse 12 d'un moteur , en matériau non ferromagnétique, par exemple en alliage léger. Le boîtier peut être fixé sur la culasse 12 par l'intermédiaire d'une cale 20 également en matériau non ferromagnétique. L'actionneur comporte une palette mobile 22 en matériau ferromagnétique, avantageusement feuilleté pour réduire les pertes. Elle est fixée sur une tige 24 d'entraînement de la soupape 25. La palette a une forme rectangulaire et ne peut pas tourner dans le boîtier. La tige 24 peut être guidée par une bague 26 fixée à un prolongement annulaire ou cheminée du boîtier. The description refers to the accompanying drawings, in which - Figure 1 shows a valve actuator to which the invention is applicable, in section along a plane passing through the axis of the valve; FIG. 2 is a detail view intended to show the constitution of position measuring means according to one embodiment; FIGS. 3 and 4 show a fraction of variants of FIG. 2; and - Figure 5 is a diagram of a two-sensor arrangement. The actuator 10 shown in FIG. 1 is of the type described in applications FR 98 12940 and 99 05203 to which reference may be made. I1 is intended to control a motor valve. It comprises a housing intended to be mounted on the cylinder head 12 of an engine, of non-ferromagnetic material, for example of light alloy. The housing can be fixed on the yoke 12 by means of a shim 20 also of non-ferromagnetic material. The actuator comprises a movable pallet 22 of ferromagnetic material, advantageously laminated to reduce losses. It is fixed on a rod 24 driving the valve 25. The pallet has a rectangular shape and can not rotate in the housing. The rod 24 may be guided by a ring 26 fixed to an annular extension or chimney of the housing.

Deux ressorts de rappel 28a et 28b sont prévus pour maintenir la soupape au repos dans une position sensiblement médiane entre la position de fermeture et la position de pleine ouverture de la soupape. Le ressort 28a est comprimé entre un plateau 30 fixé à la tige 24 et des moyens, non représentés sur la fig. 1, de réglage de la compression du ressort. L'autre ressort 28b est comprimé entre un plateau 31 fixé à la queue de soupape et 1e fond du puits de soupape ménagé dans la culasse. L'actionneur peut également être du type décrit dans le brevet français No. 98 11 670, ce qui permet de constituer la tige et 1a queue de soupape d'une seule pièce. Le boîtier contient @ un circuit en matériau ferromagnétique 36, avantageusement feuilleté, délimitant un circuit ferromagnétique avec la palette, et une bobine 38. Le circuit représenté peut être en deux parties complémentaires, en appui l'une contre l'autre ou d'un seul tenant. Les tôles constitutives de chaque moitié du noyau sont en forme de E. Les branches supérieures 42 du E s'engagent dans la bobine 36 qu'elles supportent par l'intermédiaire d'un mandrin 44. Two return springs 28a and 28b are provided to maintain the valve at rest in a substantially median position between the closed position and the full open position of the valve. The spring 28a is compressed between a plate 30 fixed to the rod 24 and means, not shown in FIG. 1, adjusting the compression of the spring. The other spring 28b is compressed between a plate 31 fixed to the valve stem and the bottom of the valve well formed in the cylinder head. The actuator may also be of the type described in French Patent No. 98 11 670, which makes it possible to constitute the stem and the valve stem in one piece. The housing contains a circuit made of ferromagnetic material 36, advantageously laminated, delimiting a ferromagnetic circuit with the pallet, and a coil 38. The circuit shown can be in two complementary parts, supported one against the other or one alone. The constituent plates of each half of the core are E-shaped. The upper branches 42 of the E engage in the coil 36 which they support via a mandrel 44.

Les deux autres branches de chaque moitié délimitent un volume de débattement de la palette. L'appui de la palette contre le fond 46 du volume définit la position de pleine ouverture de la soupape. Le plafond 48 du volume est à un emplacement par rapport au siège de soupape tel que l'appui de l'armature n'empêche pas la soupape de se fermer. L'ensemble constitué par la palette, la soupape et le ressort constitue un système oscillant ayant une fréquence propre. En régime permanent, on alimente la bobine pour amener l'équipage mobile dans une position extrême puis sous un courant de maintien plus faible ; puis on provoque le déplacement de l'équipage mobile dans l'autre sens, jusqu'à appui, par suppression du courant, puis rétablissement lorsque la palette a atteint un position telle qu'elle est attirée vers l'autre pôle. The other two branches of each half delimit a volume of movement of the pallet. The support of the pallet against the bottom 46 of the volume defines the fully open position of the valve. The ceiling 48 of the volume is at a location relative to the valve seat such that the support of the frame does not prevent the valve from closing. The assembly constituted by the pallet, the valve and the spring constitutes an oscillating system having a natural frequency. In steady state, the coil is fed to bring the moving equipment in an extreme position and then under a lower holding current; then it causes the displacement of the moving equipment in the other direction, until supported, by removing the current, then recovery when the pallet has reached a position such that it is attracted to the other pole.

Le dispositif montré en figure 2 de réglage de la position de repos de la palette est constitué d'une roue dentée 50 en appui contre le boîtier et d'une bague taraudée 52 retenue en rotation par un clavetage coulissant sur le boîtier et recevant la force de compression du ressort 28a. Par rotation de la roue depuis l'extérieur, il est possible d'ajuster la position. de repos de la palette par rapport au boîtier. The device shown in FIG. 2 for adjusting the rest position of the pallet consists of a toothed wheel 50 bearing against the housing and a threaded ring 52 retained in rotation by a sliding keyway on the housing and receiving the force compression of the spring 28a. By rotating the wheel from the outside, it is possible to adjust the position. rest of the pallet relative to the housing.

Le détecteur montré en fig. 2 de mesure de la position de la tige, et donc de la palette, par rapport au boîtier, comprend des éléments appartenant à la tige et des éléments fixés au boîtier. The detector shown in fig. 2 of measuring the position of the rod, and therefore of the pallet, relative to the housing, comprises elements belonging to the rod and elements fixed to the housing.

Les éléments fixés au boîtier comprennent un capteur de flux magnétique 56, qui sera généralement un capteur à effet Hall, fixé à la cheminée du boîtier. Ce capteur a un axe sensible radial , comme indiqué par une flèche. Il est encadré dans le sens axial par deux aimants 60 ayant des aimantations radiales de sens contraires, indiquées par des flèches. Les fils 62 de sortie du capteur 56 peuvent être placés dans une rainure de 1a cheminée. The elements attached to the housing include a magnetic flux sensor 56, which will generally be a Hall effect sensor, attached to the housing chimney. This sensor has a radial sensitive axis, as indicated by an arrow. It is framed in the axial direction by two magnets 60 having radial magnetizations of opposite directions, indicated by arrows. The output wires 62 of the sensor 56 may be placed in a groove in the chimney.

Les éléments portés par la tige peuvent avoir diverses constitutions. Ils occupent une zone 54 de la tige à laquelle ils donnent des propriétés différentes de celles du reste de 1a tige et se placent en regards du capteur, symétriquement par rapport à lui lorsque l'actionneur est au repos. La zone 54 a une longueur axiale L1 au moins égale au débattement de la palette. Dans le cas illustré sur la fig. 2, la tige est ferromagnétique et guide les lignes de force. La zone 54 est constituée par une rainure ou occupée par une pièce en matériau non ferromagnétique. Cette pièce peut être constituée par un barreau ou insert placé dans une rainure de la tige. Elle peut être en forme d'anneau ce qui rend le détecteur insensible à des rotations éventuelles de la tige. La longueur axiale de chaque aimant, de part et d'autre du capteur, est du même ordre que la longueur L1. The elements carried by the stem can have various constitutions. They occupy an area 54 of the rod to which they give properties different from those of the rest of the rod and are placed in view of the sensor, symmetrically with respect to him when the actuator is at rest. The zone 54 has an axial length L1 at least equal to the movement of the pallet. In the case illustrated in FIG. 2, the rod is ferromagnetic and guides the lines of force. Zone 54 is constituted by a groove or occupied by a piece of non-ferromagnetic material. This piece may be constituted by a bar or insert placed in a groove of the rod. It can be ring-shaped which makes the detector insensitive to possible rotation of the rod. The axial length of each magnet, on either side of the sensor, is of the same order as the length L1.

Dans le cas d'un actionneur de soupape ayant un diamètre de tige de l'ordre de 6mm, en un matériau magnétique tel que certains aciers magnétiques utilisés pour les roulements, une zone annulaire de 10 mm de longueur et de imm de profondeur environ donne généralement de bons résultats. Les aimants peuvent avoir une épaisseur de l'ordre de 2 mm. In the case of a valve actuator having a rod diameter of the order of 6 mm, of a magnetic material such as some magnetic steels used for bearings, an annular zone of 10 mm in length and about 1 m deep gives generally good results. The magnets can have a thickness of the order of 2 mm.

Le plan azimutal dans lequel est placé le détecteur est choisi pour que le flux qu'y induit la bobine soit faible. La symétrie du circuit magnétique fait que ce champ est pratiquement nul dans le plan de la figure 1 pour un actionneur à une seule bobine. Mais surtout l'orientation de l'axe sensible du capteur est tel qu'un flux magnétique dont les lignes de force le traversent dans la direction axiale ne le perturbe pas, ce qui autorise une utilisation dans un actionneur à deux bobines sans qu'il soit nécessaire de blinder les chignons des bobines. The azimuthal plane in which the detector is placed is chosen so that the flux induced by the coil is small. The symmetry of the magnetic circuit makes this field virtually zero in the plane of FIG. 1 for a single-coil actuator. But especially the orientation of the sensitive axis of the sensor is such that a magnetic flux whose lines of force pass through it in the axial direction does not disturb it, which allows use in a two-coil actuator without it it is necessary to shield the buns of the coils.

L'utilisation d'aimants dont le champ rémanent reste fort (supérieur à 1 Tesla) même à température élevée (tels que ceux du type samarium-cobalt ou néodyme-fer-bore) permet d'augmenter encore le flux dans la sonde et le rapport signal utile/perturbations provenant des bobines. The use of magnets whose residual field remains strong (greater than 1 Tesla) even at high temperature (such as those of the samarium-cobalt or neodymium-iron-boron type) makes it possible to further increase the flux in the probe and the useful signal / disturbance ratio from the coils.

Dans la variante de réalisation montrée en figure 3, la tige 24 est en matériau amagnétique et l'anneau occupant la zone 54 est en matériau ferromagnétique. Pour ajuster la caractéristique déplacement - réponse du capteur, il est possible d'y pratiquer un évidemment annulaire central 62 éventuellement occupé par du matériau amagnétique. L'anneau peut notamment être en acier inoxydable. In the variant embodiment shown in FIG. 3, the rod 24 is made of non-magnetic material and the ring occupying the zone 54 is made of ferromagnetic material. To adjust the displacement-response characteristic of the sensor, it is possible to practice a central annular recess 62 possibly occupied by non-magnetic material. The ring may in particular be made of stainless steel.

Dans la variante montrée en fig. 4 la tige est en matériau amagnétique. Un fourreau 64 en matériau ferromagnétique de fermeture du flux , dont l'épaisseur peut être inférieure au mm, couvre l'ensemble constitué par les aimants et 1e capteur. La figure montre 1a déformation des lignes de force du champ et l'apparition d'une composante radiale dans 1e capteur lorsque la tige s'écarte de sa position de repos où le système est symétrique.In the variant shown in FIG. 4 the rod is made of non-magnetic material. A sleeve 64 made of ferromagnetic material for closing the flow, the thickness of which may be less than 1 mm, covers the assembly constituted by the magnets and the sensor. The figure shows the deformation of the force lines of the field and the appearance of a radial component in the sensor when the rod deviates from its rest position where the system is symmetrical.

Dans certains cas, et notamment lorsque plusieurs actionneurs sont montés côte à côte avec des fractions de circuit magnétique communes (demande FR 99 05206), chaque actionneur est susceptible de perturber le capteur d'un actionneur adjacent qui est dans une orientation autour de l'axe de 1a tige favorable du point de vue des perturbations internes, mais" défavorables du point de vue des perturbations provoquées par un actionneur adjacent. L'effet d'un tel actionneur peut être pratiquement éliminé avec un montage différentiel tel que celui montré en fig. 5, comportant des détecteurs placés symétriquement par rapport à la tige, recevant sensiblement le même flux d'un actionneur adjacent et polarisés de façon à fournir des signaux utiles de polarités opposées. Les deux capteurs 56a et 56b ont des polarités opposées. Leurs signaux de sortie sont appliquées aux deux entrées d'un soustracteur analogique 66 dont la sortie S fournit un signal utile doublé, alors que l'erreur résiduelle due aux perturbations externes est uniquement l'erreur de mode commun lorsque les deux capteurs reçoivent le même champ perturbateur. In some cases, and especially when several actuators are mounted side by side with common magnetic circuit fractions (FR 99 05206 request), each actuator is likely to disturb the sensor of an adjacent actuator which is in an orientation around the The axis of the stem is favorable from the point of view of internal disturbances, but "unfavorable from the point of view of disturbances caused by an adjacent actuator." The effect of such an actuator can be practically eliminated with a differential mounting such as that shown in FIG. 5, having detectors placed symmetrically with respect to the rod, receiving substantially the same flow of an adjacent actuator and biased so as to provide useful signals of opposite polarities.The two sensors 56a and 56b have opposite polarities. are applied to the two inputs of an analog subtractor 66 whose output S provides a useful signal lé, while the residual error due to external disturbances is only the common mode error when both sensors receive the same disturbing field.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Actionneur électromagnétique comprenant une tige (24) déplaçable axialement entre deux positions extrêmes dans un boîtier par des moyens électromagnétiques, ayant des moyens de mesure de la position axiale de la tige, caractérisé en ce que les dits moyens de mesure comprennent une zone de la tige ayant des propriétés ferromagnétiques différentes de celles du reste de la tige et de longueur au moins égale au débattement de la tige et comprennent, sur le boîtier, au moins un capteur de flux magnétique (56) d'axe sensible radial, placé axialement entre deux aimants (60) ayant des aimantations de sens opposés.1. An electromagnetic actuator comprising a rod (24) movable axially between two extreme positions in a housing by electromagnetic means, having means for measuring the axial position of the rod, characterized in that said measuring means comprise a zone of the rod having ferromagnetic properties different from those of the rest of the rod and of length at least equal to the displacement of the rod and comprising, on the housing, at least one magnetic flux sensor (56) of radial sensitive axis, placed axially between two magnets (60) having magnetizations of opposite directions. 2. Actionneur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier porte un fourreau (64) en matériau ferromagnétique de retour de flux couvrant le capteur et les aimants.2. Actuator according to claim 1, characterized in that the housing carries a sleeve (64) of ferromagnetic flux return material covering the sensor and the magnets. 3. Actionneur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur (56) est un capteur de Hall.Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor (56) is a Hall sensor. 4. Actionneur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les aimants sont à aimantation radiale.4. An actuator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the magnets are radially magnetized. 5. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la dite zone est allongée dans le sens axial ou en forme d'anneau autour de la tige.5. An actuator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said zone is elongated in the axial direction or ring-shaped around the rod. 6. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tige (24) est ferromagnétique et la zone est non ferromagnétique et est constituée par une encoche longitudinale, une gorge annulaire, un insert en matériau non ferromagnétique ou un anneau en matériau non ferromagnétique.6. Actuator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the rod (24) is ferromagnetic and the zone is non-ferromagnetic and is constituted by a longitudinal slot, an annular groove, an insert of non-ferromagnetic material or a ring of non-ferromagnetic material. 7. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tige est en matériau amagnétique et la dite zone est en matériau ferromagnétique et constituée par un anneau ou insert en matériau ferromagnétique 7. Actuator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the rod is of non-magnetic material and said zone is made of ferromagnetic material and constituted by a ring or insert of ferromagnetic material

8. <SEP> Actionneur <SEP> selon <SEP> l'une <SEP> quelconque <SEP> des <SEP> revendications <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 7,    8. <SEP> Actuator <SEP> according to <SEP> any <SEP> any <SEP> of <SEP> claims <SEP> 1 <SEP> to <SEP> 7, <tb> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> les <SEP> aimants <SEP> ont <SEP> un <SEP> champ <SEP> rémanent <SEP> supérieur<tb> characterized <SEP> in <SEP> this <SEP> that <SEP> <SEP> magnets <SEP> have <SEP> a <SEP> <SEP> remanent <SEP> superior <tb> à <SEP> 1 <SEP> Tesla <SEP> à <SEP> température <SEP> élevée.<tb> to <SEP> 1 <SEP> Tesla <SEP> to <SEP> high <SEP> temperature. <tb> 9. <SEP> Actionneur <SEP> suivant <SEP> l'une <SEP> quelconque <SEP> des <SEP> revendications <SEP> 1 <SEP> à<tb> 9. <SEP> Actuator <SEP> next <SEP> any <SEP> any <SEP> of <SEP> claims <SEP> 1 <SEP> to <tb> 9, <SEP> dont <SEP> le <SEP> boîtier <SEP> contient <SEP> un <SEP> circuit <SEP> ferromagnétique <SEP> définissant<tb> 9, <SEP> where <SEP> the <SEP> box <SEP> contains <SEP> a <SEP> <SEP> ferromagnetic <SEP> circuit defining <tb> un <SEP> intervalle <SEP> de <SEP> débattement <SEP> axial <SEP> d'une <SEP> palette <SEP> (22) <SEP> en <SEP> matériau<tb> a <SEP> <SEP> Interval of <SEP> <SEP> Axial Displacement <SEP> of a <SEP> <SEP> (22) <SEP> Palette <SEP> Material <tb> ferromagnétique <SEP> d'entraînement <SEP> axial <SEP> de <SEP> la <SEP> tige <SEP> entre <SEP> les <SEP> deux<tb> ferromagnetic <SEP> drive <SEP> axial <SEP> of <SEP> the <SEP> rod <SEP> between <SEP> <SEP> two <tb> positions <SEP> extrêmes <SEP> définies <SEP> par <SEP> l'appui <SEP> de <SEP> la <SEP> palette <SEP> sur <SEP> des<tb> <SEP> extreme <SEP> positions set <SEP> with <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> support <tb> pôles <SEP> du <SEP> circuit <SEP> ferromagnétique <SEP> et <SEP> au <SEP> moins <SEP> une <SEP> bobine <SEP> portée <SEP> par<tb> poles <SEP> of the <SEP> ferromagnetic <SEP> circuit <SEP> and <SEP> at <SEP> minus <SEP> a <SEP> coil <SEP> span <SEP> by <tb> le <SEP> circuit <SEP> et <SEP> permettant <SEP> d'amener <SEP> alternativement <SEP> la <SEP> palette <SEP> dans<tb> the <SEP> circuit <SEP> and <SEP> allowing <SEP> to bring <SEP> alternately <SEP> the <SEP> <SEP> palette into <tb> les <SEP> deux <SEP> positions <SEP> extrêmes.<tb> the <SEP> two <SEP> extreme <SEP> positions. <tb> 10. <SEP> Actionneur <SEP> selon <SEP> l'une <SEP> quelconque <SEP> des <SEP> revendications <SEP> 1 <SEP> à<tb> 10. <SEP> Actuator <SEP> according to <SEP> any <SEP> any <SEP> of <SEP> claims <SEP> 1 <SEP> to <tb> 9, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> le <SEP> détecteur <SEP> comporte <SEP> deux <SEP> capteurs<tb> 9, <SEP> characterized <SEP> in <SEP> this <SEP> that <SEP> the <SEP> detector <SEP> has <SEP> two <SEP> sensors <tb> (56a,56b) <SEP> dont <SEP> les <SEP> directions <SEP> sensibles <SEP> sont <SEP> radialement <SEP> opposées,<tb> (56a, 56b) <SEP> where <SEP> the <SEP> responsive <SEP> directions <SEP> are <SEP> radially <SEP> opposite, <tb> placés <SEP> de <SEP> part <SEP> et <SEP> d'autre <SEP> de <SEP> la <SEP> tige, <SEP> et <SEP> un <SEP> soustracteur <SEP> recevant<tb> placed <SEP> of <SEP> part <SEP> and <SEP> of other <SEP> of <SEP> the <SEP> stem, <SEP> and <SEP> a <SEP> subtractor <SEP> receiving <tb> les <SEP> sorties <SEP> des <SEP> deux <SEP> capteurs.<tb> the <SEP> outputs <SEP> of the <SEP> two <SEP> sensors. <tb> 11. <SEP> Actionneur <SEP> selon <SEP> la <SEP> revendication <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 9, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce<tb> 11. <SEP> Actuator <SEP> according to <SEP> the <SEP> claim <SEP> 1 <SEP> to <SEP> 9, <SEP> characterized <SEP> in <SEP> ce <tb> que <SEP> 1e <SEP> détecteur <SEP> comporte <SEP> deux <SEP> capteurs <SEP> placés <SEP> côte-à-côte <SEP> sur <SEP> un<tb> that <SEP> 1e <SEP> detector <SEP> has <SEP> two <SEP> sensors <SEP> placed <SEP> side-by-side <SEP> on <SEP> one <tb> même <SEP> substrat <SEP> en <SEP> silicium, <SEP> des <SEP> circuits <SEP> ferromagnétiques <SEP> ramenant<tb> same <SEP> substrate <SEP> in <SEP> silicon, <SEP> of <SEP> <SEP> ferromagnetic circuits <SEP> reducing <tb> les <SEP> flux <SEP> prélevés <SEP> de <SEP> part <SEP> et <SEP> d'autre <SEP> de <SEP> la <SEP> tige <SEP> chacun <SEP> à <SEP> un<tb> the <SEP> SEP> flows taken <SEP> from <SEP> part <SEP> and <SEP> from other <SEP> from <SEP> the <SEP> stem <SEP> each <SEP> from <SEP> a <tb> capteur <SEP> respectif <SEP> et <SEP> un <SEP> soustracteur <SEP> recevant <SEP> les <SEP> sorties <SEP> des <SEP> deux<tb> respective <SEP> sensor <SEP> and <SEP> a <SEP> subtracter <SEP> receiving <SEP> <SEP> <SEP> outputs <SEP> two <tb> capteurs.<tb> sensors.