JP2021501310A - 静電容量測定によるモータの位置決め - Google Patents
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Abstract
Description
− コンデンサ素子をそれぞれ形成する少なくとも1つの第1電極及び少なくとも1つの第2電極であって、電極が電場を生成するように電極に電圧を印加することができ、
− 回転可能シャフト、特にモータシャフトであって、真円からずれている測定部を有し、測定部は、シャフトの回転が電場を変化させるように電極に対して配置され、
− 電極に導電接続され、特に電極に印加される電圧の変化の形で、電界の変化を容量的に捕捉するように設計された評価ユニット。
a)それぞれがコンデンサ素子を形成する少なくとも1つの第1の電極及び少なくとも1つの第2の電極を提供する;
b)電場を生成するために電極に電圧を印加する;
c)真円からのずれを有するシャフト、特にモータシャフトを回転させる、
ここで、測定部は、シャフトの回転が電場を変化させるように電極に対して配置される;
d)電極に導電的に接続された評価ユニットを使用する容量測定により、特に電極に印加される電圧の変化を捕捉することにより、電界の変化を捕捉する;
e)捕捉された電場の変化に基づいて、評価ユニットによってシャフトの回転位置、速度、及び/または回転方向を決定する。
11 測定部
12 シャフト軸
13 シャフト形状
14 半径方向の測定高度
20 第1電極
21 導体トラック
30 第2電極
31 導体トラック
40 評価ユニット
50 プリント基板
51 測定凹み
60 電圧源
70 マイクロコントローラ
80 フィルタユニット
91 第1電極対
92 第2電極対
100 測定装置
EF 電場
PM 中心平面
PE 電極面
Claims (15)
- シャフト(10)、特に車両の電動で調整可能な装置の電気モータの回転位置、速度及び/または回転方向を決定するための測定装置(100)であって、
− それぞれがコンデンサ要素を形成する少なくとも1つの第1電極(20)と少なくとも1つの第2電極(30)であって、前記電極(20、30)が電場(EF)を生成するように前記電圧が電極(20、30)に印加され得る電極と、
− 回転シャフト(10)、特にモータシャフトであって、真円からのずれを有する測定部(11)を持ち、前記測定部(11)が、前記シャフト(10)の回転が前記電場(EF)を変化させるように前記電極(20、30)に対して配置されるシャフトと、
− 電極(20、30)に導電接続され、前記電場(EF)の変化を容量的に、特に電極に印加される電圧の変化の形で捕捉するように設計されている評価ユニット(40)と、
を備える測定装置。 - それぞれが第1及び第2電極(20、30)を含む少なくとも2つの電極対(91、92)が提供され、
特に、第1電極対(91)は、前記シャフト(10)の回転位置及び/または速度を決定するように設計され、第2電極対(92)は、特に、前記シャフト(10)の回転方向を決定するように設計される、
ことを特徴とする請求項1に記載の測定装置(100)。 - 前記シャフト(10)の前記測定部(11)は、回転対称ではないシャフト形状(13)、特にシャフト軸(12)に関して点対称であるシャフト形状、好ましくは少なくとも1つの放射状の測定高度(14)を有することを特徴とする請求項1または2に記載の測定装置(100)。
- 前記シャフト形状(13)は、円周上に分布された、好ましくは均一に分布された半径方向の測定高度(14)を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 少なくとも2つの測定高度(14)が半径方向に異なる度合いで伸びていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 前記シャフト形状(13)は、歯付き形状または多角形形状であり、前記シャフト形状(13)は、好ましくは2〜16、より好ましくは2〜12、より好ましくは2〜8、より好ましくは2〜6、例えば2、3、または4の放射状の測定高度を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 前記シャフト軸(12)は、前記電極(20、30)の中心平面(PM)に平行に、好ましくは前記電極(20、30)が配置される電極面(PE)に垂直に配置されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 前記測定装置(100)は、前記電極(20、30)、好ましくは評価ユニット(40)が配置されるプリント回路基板(50)を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 前記プリント回路基板(50)は、測定凹部(51)、好ましくは円形の測定凹部を有し、前記シャフト(10)の前記測定部(11)は、特に、前記測定凹部(51)内に延び、好ましくは貫通していることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の、特に請求項8に記載の測定装置(100)。
- 前記測定装置(100)は、特に、電極(20、30)にDC電圧、好ましくはパルスDC電圧を供給するように設計されたマイクロコントローラ(70)を備えることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 前記評価ユニット(40)は、特に、捕捉された測定信号の周波数帯域を通過させるように設計された、好ましくはバンドパスフィルタであるフィルタユニット(80)を備えることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 前記測定部(11)、特に前記シャフト(10)は導電性であり、特に金属材料から作られることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 前記シャフト(10)は、特に、電気モータ、好ましくは、スライディングルーフ、ウィンドウリフター、外部ミラー、シート、コンバーチブルルーフ、ロック機構などの、車両の電動で調整可能な装置のモータ出力シャフトであることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の測定装置(100)。
- 特に請求項1から13のいずれか1つに記載の測定装置を用いて、シャフト(10)、特に車両の電動で調整可能な装置の電気モータの回転位置、速度及び/または回転方向を決定する方法であって、
a)それぞれがコンデンサ要素を形成する少なくとも1つの第1電極(20)と少なくとも1つの第2電極(30)を用意することと、
b)電場(EF)を生成するために前記電極(20、30)に電圧を印加することと、
c)シャフト(10)、特にモータシャフトを回転させ、前記測定部(11)は、前記シャフト(10)の回転が前記電場(EF)を変化させるように前記電極(20、30)に対して配置されることと、
d)電極(20、30)に導電的に接続された評価ユニット(40)を使用した静電容量測定により、特に電極(20、30)に印加される電圧の変化をキャプチャすることにより、前記電場(EF)の変化をキャプチャすることと、
e)前記捕捉された前記電場(EF)の変化に基づいて、前記評価ユニット(40)によって前記シャフト(10)の前記回転位置、速度及び/または回転方向を決定することと、
を備える方法。 - 例えばスライディングルーフ、ウィンドウリフター、エクステリアミラー、シート、コンバーチブルルーフまたはロック機構などの、車両の電動で調整可能な装置の、電気モータのシャフトの前記回転位置、速度及び/または回転方向を決定するための、請求項1から13のいずれかに記載の測定装置の使用。
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