JPH11325858A - 回転軸線を中心として回転可能又は旋回可能なエレメントの角度位置を検出する方法 - Google Patents
回転軸線を中心として回転可能又は旋回可能なエレメントの角度位置を検出する方法Info
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- JPH11325858A JPH11325858A JP11084384A JP8438499A JPH11325858A JP H11325858 A JPH11325858 A JP H11325858A JP 11084384 A JP11084384 A JP 11084384A JP 8438499 A JP8438499 A JP 8438499A JP H11325858 A JPH11325858 A JP H11325858A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転可能又は旋回可能なエレメントに機械的
に結合すべきセンサを使用しないで角度位置を測定でき
るようにする。 【解決手段】 回転可能又は旋回可能なエレメント１０
に、回転軸線１２からの距離ｒが周方向で角度位置に関
連して変化する検出面１４を装着し、設定可能な基準点
Ｂと前記検出面１４との間の、前記回転軸線１２に関し
て半径方向の距離Ｄを測定し、前記の検出面１４と基準
点Ｂとの間で測定した距離Ｄに基づいて、かつ角度位置
に関連した前記の検出面１４と回転軸線１２との間の距
離ｒの従変性に基づいて、回転可能又は旋回可能なエレ
メント１０の角度位置φを検出する。
に結合すべきセンサを使用しないで角度位置を測定でき
るようにする。 【解決手段】 回転可能又は旋回可能なエレメント１０
に、回転軸線１２からの距離ｒが周方向で角度位置に関
連して変化する検出面１４を装着し、設定可能な基準点
Ｂと前記検出面１４との間の、前記回転軸線１２に関し
て半径方向の距離Ｄを測定し、前記の検出面１４と基準
点Ｂとの間で測定した距離Ｄに基づいて、かつ角度位置
に関連した前記の検出面１４と回転軸線１２との間の距
離ｒの従変性に基づいて、回転可能又は旋回可能なエレ
メント１０の角度位置φを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸線を中心と
して回転可能又は旋回可能なエレメント、特に絞り弁又
は絞り弁軸の角度位置を検出する方法に関する。
して回転可能又は旋回可能なエレメント、特に絞り弁又
は絞り弁軸の角度位置を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転軸線を中心として回動可能又は旋回
可能なエレメントの回転運動又は旋回運動を制御・調節
するため、並びにこのようなエレメントの機能を検査す
るためには、該エレメントの角度位置を正確に検知する
ことがしばしば必要である。このために通常、前記の回
転可能又は旋回可能なエレメントと機械的に結合される
角度センサが使用され、該角度センサは、その都度検知
された角度位置に相当する出力信号を供給し、該出力信
号は次いで適当な方式で更に処理される。
可能なエレメントの回転運動又は旋回運動を制御・調節
するため、並びにこのようなエレメントの機能を検査す
るためには、該エレメントの角度位置を正確に検知する
ことがしばしば必要である。このために通常、前記の回
転可能又は旋回可能なエレメントと機械的に結合される
角度センサが使用され、該角度センサは、その都度検知
された角度位置に相当する出力信号を供給し、該出力信
号は次いで適当な方式で更に処理される。
【０００３】通常の運転中に絞り弁の開度が、絞り弁軸
と結合されたポテンシオメータによって監視される絞り
弁構成群の申し分のない機能をチェックするためには、
前記ポテンシオメータから供給される電圧信号が所要精
度をもって規定のように各絞り弁位置に相当しているか
否かを検査することが必要である。このためには前記ポ
テンシオメータの出力信号は、絞り弁又は絞り弁軸の各
角度位置と比較されねばならない。絞り弁の角度位置を
慣用の角度センサで検知しようとする場合には、角度セ
ンサを絞り弁又は絞り弁軸と機械的に結合できるよう
に、絞り弁構成群を設計することが必要である。
と結合されたポテンシオメータによって監視される絞り
弁構成群の申し分のない機能をチェックするためには、
前記ポテンシオメータから供給される電圧信号が所要精
度をもって規定のように各絞り弁位置に相当しているか
否かを検査することが必要である。このためには前記ポ
テンシオメータの出力信号は、絞り弁又は絞り弁軸の各
角度位置と比較されねばならない。絞り弁の角度位置を
慣用の角度センサで検知しようとする場合には、角度セ
ンサを絞り弁又は絞り弁軸と機械的に結合できるよう
に、絞り弁構成群を設計することが必要である。
【０００４】しかしながら、絞り弁構成ユニットの構造
の場合も、回転可能又は旋回可能なエレメントを含むそ
の他の構成群の場合も、検査目的だけのために使用され
るこのような手段を考慮することが往々にして不可能な
場合がある。それ故に角度位置を検知するための従来慣
用の方法は使用できない場合がある。それというのは、
これを実施するために必要な角度センサを検体と機械的
に結合する必要があるからである。
の場合も、回転可能又は旋回可能なエレメントを含むそ
の他の構成群の場合も、検査目的だけのために使用され
るこのような手段を考慮することが往々にして不可能な
場合がある。それ故に角度位置を検知するための従来慣
用の方法は使用できない場合がある。それというのは、
これを実施するために必要な角度センサを検体と機械的
に結合する必要があるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回転
可能又は旋回可能なエレメントに機械的に結合すべきセ
ンサを使用しないで角度位置を測定できるようにするこ
とである。
可能又は旋回可能なエレメントに機械的に結合すべきセ
ンサを使用しないで角度位置を測定できるようにするこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、回転可能又は旋回可能なエレメ
ントに、回転軸線からの距離が周方向で角度位置に関連
して変化する検出面を装着し、設定可能な基準点と前記
検出面との間の、前記回転軸線に関して半径方向の距離
を測定し、前記の検出面と基準点との間で測定した距離
に基づいて、かつ角度位置に関連した前記の検出面と回
転軸線との間の距離の従変性に基づいて、回転可能又は
旋回可能なエレメントの角度位置を検出する点にある。
の本発明の構成手段は、回転可能又は旋回可能なエレメ
ントに、回転軸線からの距離が周方向で角度位置に関連
して変化する検出面を装着し、設定可能な基準点と前記
検出面との間の、前記回転軸線に関して半径方向の距離
を測定し、前記の検出面と基準点との間で測定した距離
に基づいて、かつ角度位置に関連した前記の検出面と回
転軸線との間の距離の従変性に基づいて、回転可能又は
旋回可能なエレメントの角度位置を検出する点にある。
【０００７】
【発明の効果】請求項１に記載した構成手段を有する本
発明の方法は、従来技術に対比して、角度位置を検出す
るために回転可能又は旋回可能なエレメントに装着され
た検出面を使用することによって、単に距離を測定すれ
ばよく、該距離から次いで回転可能又は旋回可能なエレ
メントの角度位置を検出できるという利点を有してい
る。それというのは回転軸線からの検出面の距離が、回
転可能又は旋回可能なエレメントの角度位置と対応関係
にあるからである。その場合、検出面と回転軸線との距
離は角度位置に伴って一次関数的に変化するのが、殊に
有利である。
発明の方法は、従来技術に対比して、角度位置を検出す
るために回転可能又は旋回可能なエレメントに装着され
た検出面を使用することによって、単に距離を測定すれ
ばよく、該距離から次いで回転可能又は旋回可能なエレ
メントの角度位置を検出できるという利点を有してい
る。それというのは回転軸線からの検出面の距離が、回
転可能又は旋回可能なエレメントの角度位置と対応関係
にあるからである。その場合、検出面と回転軸線との距
離は角度位置に伴って一次関数的に変化するのが、殊に
有利である。
【０００８】検出面を、有利には磁気的に回転可能又は
旋回可能なエレメントに装着可能な偏心部分に設けてお
くのが有利である。このように構成すれば、回転可能又
は旋回可能なエレメント、特に内燃機関の吸気管内に配
置される絞り弁は、その機能の検査を考慮してではな
く、単にその機能だけを考慮して構成されればよいこと
になる。その場合、検出面を磁気的に保持することによ
って、本発明の方法にとって必要な検出面を特に絞り弁
に迅速に配置することが可能になるので、それに続いて
距離測定を殊に無接触式に実施することができる一方、
通常の運転において絞り弁位置を表示するポテンシオメ
ータ及び、絞り弁を旋回させる調整駆動装置が検査され
る。
旋回可能なエレメントに装着可能な偏心部分に設けてお
くのが有利である。このように構成すれば、回転可能又
は旋回可能なエレメント、特に内燃機関の吸気管内に配
置される絞り弁は、その機能の検査を考慮してではな
く、単にその機能だけを考慮して構成されればよいこと
になる。その場合、検出面を磁気的に保持することによ
って、本発明の方法にとって必要な検出面を特に絞り弁
に迅速に配置することが可能になるので、それに続いて
距離測定を殊に無接触式に実施することができる一方、
通常の運転において絞り弁位置を表示するポテンシオメ
ータ及び、絞り弁を旋回させる調整駆動装置が検査され
る。
【０００９】無接触式の距離測定はその場合、光学的に
レーザを用いて、特にレーザ式三角測量センサによって
行なわれるのが有利であり、該レーザ式三角測量センサ
によれば、センサから検出面に至る距離が公知のように
三角測量法に従って測定される。
レーザを用いて、特にレーザ式三角測量センサによって
行なわれるのが有利であり、該レーザ式三角測量センサ
によれば、センサから検出面に至る距離が公知のように
三角測量法に従って測定される。
【００１０】回転可能又は旋回可能なエレメントを支持
する軸又は軸線の軸受遊び並びに、前記軸又は軸線上に
おける回転可能又は旋回可能なエレメントの偏心的配置
を、角度測定時に考慮できるようにするために、回転可
能又は旋回可能なエレメントの目標回転軸線からの距離
を周方向で一定にした別の検出面を前記の回転可能又は
旋回可能なエレメントに装着するのが有利である。回転
運動時又は旋回運動時に、前記の別の検出面と該検出面
に対応する基準点との間に距離変化が発生した場合、こ
れは取りも直さず、回転運動又は旋回運動が、回転可能
又は旋回可能なエレメントの軸受遊び或いはその偏心の
結果、真円運動を行なわないことを意味している。この
距離変化の検出によって、角度測定のために求められた
距離が補正されるので、偏心的な旋回運動又は回転運動
の場合でも、回転可能又は旋回可能なエレメントの角度
位置はきわめて正確に求めることができる。
する軸又は軸線の軸受遊び並びに、前記軸又は軸線上に
おける回転可能又は旋回可能なエレメントの偏心的配置
を、角度測定時に考慮できるようにするために、回転可
能又は旋回可能なエレメントの目標回転軸線からの距離
を周方向で一定にした別の検出面を前記の回転可能又は
旋回可能なエレメントに装着するのが有利である。回転
運動時又は旋回運動時に、前記の別の検出面と該検出面
に対応する基準点との間に距離変化が発生した場合、こ
れは取りも直さず、回転運動又は旋回運動が、回転可能
又は旋回可能なエレメントの軸受遊び或いはその偏心の
結果、真円運動を行なわないことを意味している。この
距離変化の検出によって、角度測定のために求められた
距離が補正されるので、偏心的な旋回運動又は回転運動
の場合でも、回転可能又は旋回可能なエレメントの角度
位置はきわめて正確に求めることができる。
【００１１】第１と第２の距離測定の相互妨害を排除す
るために、第２の距離測定のために別の測定原理を使用
すること、特にこの第２の距離測定を無接触式の誘導方
式で行なうのが特に有利である。
るために、第２の距離測定のために別の測定原理を使用
すること、特にこの第２の距離測定を無接触式の誘導方
式で行なうのが特に有利である。
【００１２】本発明の有利な構成及び実施形態は請求項
２以降に開示されている。
２以降に開示されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に図面に基づいて本発明の実施
例を詳説する。但し種々の図面中、互いに合致する構成
要素には、同一符号を付した。
例を詳説する。但し種々の図面中、互いに合致する構成
要素には、同一符号を付した。
【００１４】図１に示すように絞り弁１０は吸気管区分
１１内で、絞り弁軸１３によって回転軸線１２を中心と
して旋回可能に配置されている。絞り弁１０と絞り弁軸
１３とから成る絞り弁構成群（以下、略して単に絞り弁
１０と呼ぶ）には、検出面１４が装着されており、回転
軸線１２からの該検出面の半径方向距離ｒは角度位置φ
に伴って変化する。その場合例えば角度位置φ１に対応
する距離ｒ１は、角度位置φ２に対応する距離ｒ２より
も小である。
１１内で、絞り弁軸１３によって回転軸線１２を中心と
して旋回可能に配置されている。絞り弁１０と絞り弁軸
１３とから成る絞り弁構成群（以下、略して単に絞り弁
１０と呼ぶ）には、検出面１４が装着されており、回転
軸線１２からの該検出面の半径方向距離ｒは角度位置φ
に伴って変化する。その場合例えば角度位置φ１に対応
する距離ｒ１は、角度位置φ２に対応する距離ｒ２より
も小である。
【００１５】原則として回転軸線１２からの検出面１４
の半径方向距離ｒの変化は、或る特定の角度範囲の各角
度位置φに或る特定の半径方向距離ｒが対応している限
り、角度位置φに関して任意の従変性を有することがで
きる。しかし本発明では半径方向距離ｒは角度位置φに
伴って一次関数的に変化するのが有利である。要するに
該半径方向距離ｒは次の等式を満たしている。すなわ
ち： ｒ（φ）＝ａ・φ＋ｂ 検出面１４は偏心部分、特に偏心盤１５に設けられてお
り、該偏心盤は、図１では詳細な図示は省いたが、絞り
弁１０に磁気的に固着されている。回転軸線１２に対す
る検出面１４の確定的な配置を保証するために、偏心盤
１５は案内面１６，１７を有し、該案内面は、絞り弁１
０の扁平区分と、回転軸線１２に対して同心的な絞り弁
軸１３の区分とに設けられている。案内面１７に対する
案内面１６の角度勾配によって角柱状の案内が生じる。
の半径方向距離ｒの変化は、或る特定の角度範囲の各角
度位置φに或る特定の半径方向距離ｒが対応している限
り、角度位置φに関して任意の従変性を有することがで
きる。しかし本発明では半径方向距離ｒは角度位置φに
伴って一次関数的に変化するのが有利である。要するに
該半径方向距離ｒは次の等式を満たしている。すなわ
ち： ｒ（φ）＝ａ・φ＋ｂ 検出面１４は偏心部分、特に偏心盤１５に設けられてお
り、該偏心盤は、図１では詳細な図示は省いたが、絞り
弁１０に磁気的に固着されている。回転軸線１２に対す
る検出面１４の確定的な配置を保証するために、偏心盤
１５は案内面１６，１７を有し、該案内面は、絞り弁１
０の扁平区分と、回転軸線１２に対して同心的な絞り弁
軸１３の区分とに設けられている。案内面１７に対する
案内面１６の角度勾配によって角柱状の案内が生じる。
【００１６】絞り弁１０の旋回運動時に、検出面１４
と、該検出面に対応する基準点Ｂとの距離を、適当な機
械的検出子又はオプトメカニック検出子によって測定す
ることが原則的には可能であるにも拘わらず、無接触式
に動作する光学的な距離測定器、特にレーザ距離センサ
１８を使用して、回転軸線１２に関して半径方向に位置
する、検出面１４と前記レーザ距離センサ１８によって
確定された基準点Ｂとの間の距離Ｄを決定するのが有利
である。その場合、レーザ距離センサ１８として公知の
三角測量原理に基づいて動作するレーザ式三角測量セン
サを使用することが可能である。
と、該検出面に対応する基準点Ｂとの距離を、適当な機
械的検出子又はオプトメカニック検出子によって測定す
ることが原則的には可能であるにも拘わらず、無接触式
に動作する光学的な距離測定器、特にレーザ距離センサ
１８を使用して、回転軸線１２に関して半径方向に位置
する、検出面１４と前記レーザ距離センサ１８によって
確定された基準点Ｂとの間の距離Ｄを決定するのが有利
である。その場合、レーザ距離センサ１８として公知の
三角測量原理に基づいて動作するレーザ式三角測量セン
サを使用することが可能である。
【００１７】回転軸線１２からの検出面１４の半径方向
距離ｒが角度位置φに関して特に一次関数関係にあるこ
とが判っているので、基準点Ｂと検出面１４との距離Ｄ
から絞り弁１０の角度位置が求められる。
距離ｒが角度位置φに関して特に一次関数関係にあるこ
とが判っているので、基準点Ｂと検出面１４との距離Ｄ
から絞り弁１０の角度位置が求められる。
【００１８】その場合、絞り弁１０の角度位置は、図１
に示した絞り弁１０の全閉位置に対して表示されるのが
有利である。
に示した絞り弁１０の全閉位置に対して表示されるのが
有利である。
【００１９】従って本発明の方法を実施するためには、
先ず絞り弁１０が全閉した状態で検出面１４からの、要
するにレーザ距離センサ１８のレーザビーム１９の照射
点ａからの基準点Ｂの距離Ｄが測定され、かつ距離Ｄ０
として記憶される。次いで絞り弁１０が例えば図２に示
した位置まで旋回されると、絞り弁１０の全閉時と旋回
時とにおける回転軸線１２からの検出面１４の（夫々基
準点Ｂの方向に見た）半径方向距離ｒ，ｒ０の差から、
もしくは基準点Ｂからの検出面１４における相応のレー
ザビーム照射点ａ，ａ０の距離Ｄ，Ｄ０の差から旋回角
度φが生じる。特に回転軸線からの検出面１４の半径方
向距離ｒと角度φとの前記従変性を考慮すれば、旋回角
度φについて次の関係式が成立する。すなわち： φ＝（ｒ−ｒ０）／ａ＝（Ｄ０−Ｄ）／ａ 要するに前記関係式を考慮して、測定法又は検査法にお
いて使用するための前記レーザ距離センサの出力信号
は、簡単に角度信号として使用される。
先ず絞り弁１０が全閉した状態で検出面１４からの、要
するにレーザ距離センサ１８のレーザビーム１９の照射
点ａからの基準点Ｂの距離Ｄが測定され、かつ距離Ｄ０
として記憶される。次いで絞り弁１０が例えば図２に示
した位置まで旋回されると、絞り弁１０の全閉時と旋回
時とにおける回転軸線１２からの検出面１４の（夫々基
準点Ｂの方向に見た）半径方向距離ｒ，ｒ０の差から、
もしくは基準点Ｂからの検出面１４における相応のレー
ザビーム照射点ａ，ａ０の距離Ｄ，Ｄ０の差から旋回角
度φが生じる。特に回転軸線からの検出面１４の半径方
向距離ｒと角度φとの前記従変性を考慮すれば、旋回角
度φについて次の関係式が成立する。すなわち： φ＝（ｒ−ｒ０）／ａ＝（Ｄ０−Ｄ）／ａ 要するに前記関係式を考慮して、測定法又は検査法にお
いて使用するための前記レーザ距離センサの出力信号
は、簡単に角度信号として使用される。
【００２０】本発明の方法は、絞り弁１０のための調整
駆動装置及び／又は絞り弁に対応配置されたポテンシオ
メータを検査しようとする場合に適用されるのが特に有
利である。その場合、偏心盤１５を簡便に絞り弁１０に
磁気的に装着できることが格別有利であり、他面におい
てレーザ距離センサは、レーザビーム１９が回転軸線１
２へ方位付けられておりかつ絞り弁１０の全旋回中に絶
えず検出面１４を照射するように配備されればよい。そ
の場合、基準点Ｂと回転軸線１２及び／又は検出面１４
との絶対距離は既知である必要はない。それというのは
旋回角度は距離の変化Ｄ０−Ｄに対して比例しているか
らである。
駆動装置及び／又は絞り弁に対応配置されたポテンシオ
メータを検査しようとする場合に適用されるのが特に有
利である。その場合、偏心盤１５を簡便に絞り弁１０に
磁気的に装着できることが格別有利であり、他面におい
てレーザ距離センサは、レーザビーム１９が回転軸線１
２へ方位付けられておりかつ絞り弁１０の全旋回中に絶
えず検出面１４を照射するように配備されればよい。そ
の場合、基準点Ｂと回転軸線１２及び／又は検出面１４
との絶対距離は既知である必要はない。それというのは
旋回角度は距離の変化Ｄ０−Ｄに対して比例しているか
らである。
【００２１】従って本発明の方法は、回転可能又は旋回
可能なエレメント、つまり前記実施例では絞り弁１０を
簡単な距離測定から求め得るための、回転角度又は旋回
角度の単純な監視を可能にする。しかしながら旋回角度
を求める際に、回転可能又は旋回可能なエレメントが遊
びをもって支承されている場合、或いは該エレメントの
実際の回転軸線が目標回転軸線から偏位していて、その
目標位置に対して偏心支承されている場合には、系統的
な誤差が発生することがある。
可能なエレメント、つまり前記実施例では絞り弁１０を
簡単な距離測定から求め得るための、回転角度又は旋回
角度の単純な監視を可能にする。しかしながら旋回角度
を求める際に、回転可能又は旋回可能なエレメントが遊
びをもって支承されている場合、或いは該エレメントの
実際の回転軸線が目標回転軸線から偏位していて、その
目標位置に対して偏心支承されている場合には、系統的
な誤差が発生することがある。
【００２２】このような系統的誤差を角度位置検出時に
考慮できるようにするために、本発明の有利な構成で
は、回転可能又は旋回可能なエレメントに対する実際の
回転軸線１２の位置が監視される。このために、図３に
図示したように、絞り弁１０には、半円部分として半円
盤２０が装着されている。該半円盤２０はその場合、２
個の磁石２１，２１′によって絞り弁１０又は絞り弁軸
１３に保持される。前記磁石２１，２１′はその場合、
適当な溝状の切欠部２２，２３内に配置されている。
考慮できるようにするために、本発明の有利な構成で
は、回転可能又は旋回可能なエレメントに対する実際の
回転軸線１２の位置が監視される。このために、図３に
図示したように、絞り弁１０には、半円部分として半円
盤２０が装着されている。該半円盤２０はその場合、２
個の磁石２１，２１′によって絞り弁１０又は絞り弁軸
１３に保持される。前記磁石２１，２１′はその場合、
適当な溝状の切欠部２２，２３内に配置されている。
【００２３】検出面２４が、絞り弁１０の目標回転軸線
１２′に対して同心的に半円盤２０に保持されることを
保証するために、絞り弁軸１３上に載る案内面２６が設
けられている。同心的な検出面２４には、距離センサと
して誘導センサ２８が対応配置されており、該誘導セン
サ２８は、該誘導センサ２８によって規定された基準点
Ｂ′からの前記同心的な検出面２４の距離Ａを検出す
る。
１２′に対して同心的に半円盤２０に保持されることを
保証するために、絞り弁軸１３上に載る案内面２６が設
けられている。同心的な検出面２４には、距離センサと
して誘導センサ２８が対応配置されており、該誘導セン
サ２８は、該誘導センサ２８によって規定された基準点
Ｂ′からの前記同心的な検出面２４の距離Ａを検出す
る。
【００２４】原理的には前記距離Ａを測定するために
も、偏心的な検出面１４に対する距離を測定する場合と
同形式のセンサ、要するにレーザ距離センサを使用する
ことが可能であるにも拘わらず、無接触式センサとして
の誘導センサ２８が特に有利である。それというのはレ
ーザ距離センサと誘導センサとは、測定法が異なってい
ることに基づいて相互に妨害し合うことがないからであ
る。
も、偏心的な検出面１４に対する距離を測定する場合と
同形式のセンサ、要するにレーザ距離センサを使用する
ことが可能であるにも拘わらず、無接触式センサとして
の誘導センサ２８が特に有利である。それというのはレ
ーザ距離センサと誘導センサとは、測定法が異なってい
ることに基づいて相互に妨害し合うことがないからであ
る。
【００２５】図３から更に判るように、偏心的な検出面
１４を有する偏心盤１５が、回転軸線１２に関して軸方
向に偏心盤１５の両側面を超えて延びる保持兼案内エレ
メント１５′に装着されており、該保持兼案内エレメン
ト１５′は磁石２９によって絞り弁１０に保持される。
１４を有する偏心盤１５が、回転軸線１２に関して軸方
向に偏心盤１５の両側面を超えて延びる保持兼案内エレ
メント１５′に装着されており、該保持兼案内エレメン
ト１５′は磁石２９によって絞り弁１０に保持される。
【００２６】絞り弁１０の角度位置の検出もしくは旋回
角度φの測定は先ず差し当たっては、図１及び図２に基
づいて説明したのと同様の方式で行なわれる。しかしな
がら同時に誘導センサ２８と半円盤２０の同心的な検出
面２４とによって絞り弁１０の支承精度が監視され、そ
の場合、誘導センサ２８によって規定された基準点Ｂ′
と同心的な検出面２４との距離Ａが監視され、前記検出
面２４と絞り弁１０の目標回転軸線との半径方向距離
ｒ′は一定である。その場合前記距離Ａは、絞り弁１０
もしくは絞り弁軸１３が理想的に遊び無くかつトレラン
ス無く支承されている場合、要するに実際の回転軸線１
２が絞り弁１０の目標回転軸線１２′と遊び無くかつ製
作誤差無く合致している場合には、旋回角度φには無関
係に常に等しい値である。
角度φの測定は先ず差し当たっては、図１及び図２に基
づいて説明したのと同様の方式で行なわれる。しかしな
がら同時に誘導センサ２８と半円盤２０の同心的な検出
面２４とによって絞り弁１０の支承精度が監視され、そ
の場合、誘導センサ２８によって規定された基準点Ｂ′
と同心的な検出面２４との距離Ａが監視され、前記検出
面２４と絞り弁１０の目標回転軸線との半径方向距離
ｒ′は一定である。その場合前記距離Ａは、絞り弁１０
もしくは絞り弁軸１３が理想的に遊び無くかつトレラン
ス無く支承されている場合、要するに実際の回転軸線１
２が絞り弁１０の目標回転軸線１２′と遊び無くかつ製
作誤差無く合致している場合には、旋回角度φには無関
係に常に等しい値である。
【００２７】しかしながら実際には製作誤差に基づい
て、実際の回転軸線１２からの目標回転軸線１２′の偏
差が発生するので、絞り弁１０の目標軸線１２′に対し
て同心的な検出面２４と実際の回転軸線１２との距離は
絞り弁１０の旋回運動時に変化する。従って基準点Ｂ′
と同心的な検出面２４との距離Ａも変化する。この距離
の変化ΔＡから、目標回転軸線１２′に対する実際の回
転軸線１２のずれが検出され、該ずれは角度算定時に考
慮することができる。
て、実際の回転軸線１２からの目標回転軸線１２′の偏
差が発生するので、絞り弁１０の目標軸線１２′に対し
て同心的な検出面２４と実際の回転軸線１２との距離は
絞り弁１０の旋回運動時に変化する。従って基準点Ｂ′
と同心的な検出面２４との距離Ａも変化する。この距離
の変化ΔＡから、目標回転軸線１２′に対する実際の回
転軸線１２のずれが検出され、該ずれは角度算定時に考
慮することができる。
【００２８】最も単純な例において実際の回転軸線１２
が、レーザ距離センサ１８のレーザビーム１９の方向に
だけシフトするものと仮定し、かつ誘導センサ２８がレ
ーザ距離センサ１８のレーザビーム１９と正確に合致し
ている場合には、角度算定の場合、偏心的な検出面と基
準点Ｂとの間の距離Ｄは、測定された距離変化分ΔＡ＝
Ａ０−Ａだけ補正されればよい。但しＡ０は、出発角度
位置φ０において誘導センサ２８によって測定された基
準点Ｂ′と同心的な検出面２４との距離であり、Ａは、
その他任意の角度位置における相応の距離を意味してい
る。
が、レーザ距離センサ１８のレーザビーム１９の方向に
だけシフトするものと仮定し、かつ誘導センサ２８がレ
ーザ距離センサ１８のレーザビーム１９と正確に合致し
ている場合には、角度算定の場合、偏心的な検出面と基
準点Ｂとの間の距離Ｄは、測定された距離変化分ΔＡ＝
Ａ０−Ａだけ補正されればよい。但しＡ０は、出発角度
位置φ０において誘導センサ２８によって測定された基
準点Ｂ′と同心的な検出面２４との距離であり、Ａは、
その他任意の角度位置における相応の距離を意味してい
る。
【００２９】角度位置を検出する場合、各旋回角度φは
要するに等式φ＝（Ｄ０−Ｄ＋（Ａ ０−Ａ））／ａに相
応して距離測定から求められる。この場合ａは、絞り弁
１０の目標回転軸線１２′からの偏心的な検出面１４の
距離ｒと旋回角度φとの比例係数である。
要するに等式φ＝（Ｄ０−Ｄ＋（Ａ ０−Ａ））／ａに相
応して距離測定から求められる。この場合ａは、絞り弁
１０の目標回転軸線１２′からの偏心的な検出面１４の
距離ｒと旋回角度φとの比例係数である。
【００３０】図３及び図４に基づいて説明した絞り弁又
は別の回転可能又は旋回可能なエレメントの角度位置を
検出するための方法は、著しく高い測定精度を有してい
る。それというのは絞り弁の、製作誤差に起因した偏心
距離が、恐らく存在している軸受遊びと同様に考慮され
るからである。その場合、測定された距離の変化を、角
度測定時の測定精度を高めるためだけでなく、回転可能
又は旋回可能なエレメントの軸受装置、つまり図示の実
施例では絞り弁１０の軸受装置を検査するために併用す
ることも可能である。
は別の回転可能又は旋回可能なエレメントの角度位置を
検出するための方法は、著しく高い測定精度を有してい
る。それというのは絞り弁の、製作誤差に起因した偏心
距離が、恐らく存在している軸受遊びと同様に考慮され
るからである。その場合、測定された距離の変化を、角
度測定時の測定精度を高めるためだけでなく、回転可能
又は旋回可能なエレメントの軸受装置、つまり図示の実
施例では絞り弁１０の軸受装置を検査するために併用す
ることも可能である。
【００３１】レーザ距離センサ１８と誘導センサ２８と
が、誘導センサ２８によって検出された距離Ａをレーザ
ビーム１９と正確に整合させるように構成される場合に
は、角度補正は特に簡便になる。この場合、距離もしく
は距離の変化は、その他の補正無しに角度決定のために
使用される。さもなければ、要するに図示のように測定
される距離の方向がレーザビームと整合していない場合
には、この距離から先ず、レーザビーム１９の方向に位
置している成分が検出される。
が、誘導センサ２８によって検出された距離Ａをレーザ
ビーム１９と正確に整合させるように構成される場合に
は、角度補正は特に簡便になる。この場合、距離もしく
は距離の変化は、その他の補正無しに角度決定のために
使用される。さもなければ、要するに図示のように測定
される距離の方向がレーザビームと整合していない場合
には、この距離から先ず、レーザビーム１９の方向に位
置している成分が検出される。
【図１】本発明の方法を実施するために絞り弁に配設さ
れた検知手段を備えた絞り弁構成群の概略的な断面図で
ある。
れた検知手段を備えた絞り弁構成群の概略的な断面図で
ある。
【図２】旋回状態で図示された絞り弁の図１相当の断面
図である。
図である。
【図３】絞り弁の角度位置を確認するために絞り弁に配
設された検知手段の有利な実施形態を備えた絞り弁構成
群の概略的な断面図である。
設された検知手段の有利な実施形態を備えた絞り弁構成
群の概略的な断面図である。
【図４】旋回状態で図示した絞り弁の図３相当の断面図
である。
である。
φ 角度位置、 Ａ 同心的な検出面と基準点との
距離、 Ｂ，Ｂ′基準点、 Ｄ 偏心的な検出面と基
準点との半径方向の距離、 ｒ 回転軸線からの検出
面の距離、 １０ 絞り弁、 １１ 吸気管区分、
１２回転軸線、 １２′ 目標回転軸線、 １３
絞り弁軸、 １４ 偏心的な検出面、 １５ 偏
心盤、 １５′ 保持兼案内エレメント、 １６，１
７ 案内面、 １８ レーザ距離センサ、 １９
レーザビーム、 ２０半円盤、 ２１，２１′ 磁
石、 ２２，２３ 切欠部、 ２４ 同心的な検出
面、 ２６ 案内面、 ２８ 誘導センサ、 ２９
磁石
距離、 Ｂ，Ｂ′基準点、 Ｄ 偏心的な検出面と基
準点との半径方向の距離、 ｒ 回転軸線からの検出
面の距離、 １０ 絞り弁、 １１ 吸気管区分、
１２回転軸線、 １２′ 目標回転軸線、 １３
絞り弁軸、 １４ 偏心的な検出面、 １５ 偏
心盤、 １５′ 保持兼案内エレメント、 １６，１
７ 案内面、 １８ レーザ距離センサ、 １９
レーザビーム、 ２０半円盤、 ２１，２１′ 磁
石、 ２２，２３ 切欠部、 ２４ 同心的な検出
面、 ２６ 案内面、 ２８ 誘導センサ、 ２９
磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｄ 5/34 Ｇ０１Ｄ 5/34 Ｄ (72)発明者 ゲロルト グリム ドイツ連邦共和国 レオンベルク ウンテ レアー エツァハヴェーク 38 (72)発明者 マーティン エーラー ドイツ連邦共和国 ヴァインスベルク ア ウグスト−レムレ−シュトラーセ 14 (72)発明者 ヴォルフガング マリン ドイツ連邦共和国 アスペルク カールシ ュトラーセ 51
Claims (12)
- 【請求項１】 回転可能又は旋回可能なエレメント（１
０）に、回転軸線（１２）からの距離（ｒ）が周方向で
角度位置に関連して変化する検出面（１４）を装着し、
設定可能な基準点（Ｂ）と前記検出面（１４）との間
の、前記回転軸線（１２）に関して半径方向の距離
（Ｄ）を測定し、前記の検出面（１４）と基準点（Ｂ）
との間で測定した距離（Ｄ）に基づいて、かつ角度位置
に関連した前記の検出面（１４）と回転軸線（１２）と
の間の距離（ｒ）の従変性に基づいて、回転可能又は旋
回可能なエレメント（１０）の角度位置（φ）を検出す
ることを特徴とする、回転軸線を中心として回転可能又
は旋回可能なエレメントの角度位置を検出する方法。 - 【請求項２】 検出面（１４）と回転軸線（１２）との
距離（ｒ）が角度位置（φ）に伴って一次関数的に変化
する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 検出面（１４）が、回転可能又は旋回可
能なエレメント（１０）の回転域又は旋回域に相応して
周方向に回転軸線（１２）をめぐって延びており、ただ
１つの基準点（Ｂ）からの検出面（１４）への距離
（Ｄ）が、回転可能又は旋回可能なエレメント（１０）
の検出すべき各角度位置のために測定可能である、請求
項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 検出面（１４）を、回転可能又は旋回可
能なエレメント（１０）に装着可能な偏心部分（１５，
１５′）に設ける、請求項１から３までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項５】 偏心部分（１５）を、回転可能又は旋回
可能なエレメント（１０）に磁気的に保持する、請求項
４記載の方法。 - 【請求項６】 偏心部分（１５）の接触面（１６，１
７）を、回転可能又は旋回可能なエレメント（１０）に
角柱状の案内として形成する、請求項４又は５記載の方
法。 - 【請求項７】 設定可能な基準点（Ｂ）と検出面（１
４）との半径方向の距離（Ｄ）を無接触式に測定する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 距離（Ｄ）を光学的にレーザを用いて、
特にレーザ式三角測量センサ（１８）によって測定す
る、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 回転可能又は旋回可能なエレメント（１
０）に対する実際の回転軸線（１２）の位置を監視する
ために、回転可能又は旋回可能なエレメント（１０）の
目標回転軸線（１２′）からの距離（ｒ′）を周方向で
一定にした別の検出面（２４）を前記の回転可能又は旋
回可能なエレメントに装着し、前記別の検出面（２４）
と設定可能な基準点（Ｂ′）との距離（Ａ）を測定し
て、目標回転軸線（１２′）に対する実際の回転軸線
（１２）のずれを検出し、かつ第１の検出面（１４）
と、該検出面に対応する基準点（Ｂ）との間の半径方向
距離の方向での前記ずれを、角度位置（φ）の検出時に
考慮する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方
法。 - 【請求項１０】 別の検出面（２４）を、角度位置を検
出するための第１の検出面（１４）に対して、回転軸線
（１２）に関してほぼ直径方向で対置する、請求項９記
載の方法。 - 【請求項１１】 別の検出面（２４）を、回転可能又は
旋回可能なエレメント（１０）に磁気的に装着可能な半
円部分（２０）に設ける、請求項９又は１０記載の方
法。 - 【請求項１２】 別の検出面（２４）と、これに対応す
る基準点（Ｂ′）との距離（Ａ）を無接触式に、殊に誘
導的に測定する、請求項９から１１までのいずれか１項
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998113318 DE19813318A1 (de) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | Verfahren zum Erfassen der Winkelstellung eines um eine Drehachse dreh- oder schwenkbaren Elements, insbesondere einer Drosselklappe oder Drosselklappenwelle |
| DE19813318.9 | 1998-03-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325858A true JPH11325858A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=7862392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11084384A Pending JPH11325858A (ja) | 1998-03-26 | 1999-03-26 | 回転軸線を中心として回転可能又は旋回可能なエレメントの角度位置を検出する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11325858A (ja) |
| DE (1) | DE19813318A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004102115A1 (ja) * | 2003-05-16 | 2004-11-25 | Fujitsu Limited | 角度測定装置 |
| CN100334428C (zh) * | 2003-12-18 | 2007-08-29 | 天津鼎成高新技术产业有限公司 | 动态角度测量装置 |
| CN109489691A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-19 | 银河航天(北京)通信技术有限公司 | 光学标定系统及标定方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19958394B4 (de) * | 1999-12-03 | 2012-10-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Prüfung der Lage einer Drosselklappe für ein Kraftfahrzeug |
| DE102010056271B4 (de) | 2010-12-24 | 2018-09-20 | Paragon Ag | Sensoranordnung zur Erfassung sowohl der Axial- als auch der Drehstellung einer in Längsrichtung verschieblichen und drehbaren Welle |
| US11021991B2 (en) | 2019-05-31 | 2021-06-01 | Raytheon Technologies Corporation | Proximity vane angle measurement |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4304630A (en) * | 1980-02-19 | 1981-12-08 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Position indicator |
| DE3605820A1 (de) * | 1986-02-22 | 1987-08-27 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum regeln einer brennkraftmaschine |
| FR2615280B1 (fr) * | 1987-05-11 | 1996-07-19 | Canon Kk | Dispositif de mesure de la distance en mouvement relatif de deux objets mobiles l'un par rapport a l'autre |
| DE4011503A1 (de) * | 1990-04-10 | 1991-10-17 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur erfassung eines rotierenden teils einer brennkraftmaschine |
| DE4122922A1 (de) * | 1990-08-04 | 1992-02-06 | A B Elektronik Gmbh | Drehwinkelgeber |
| DE9115952U1 (de) * | 1991-12-21 | 1993-04-22 | Kuka Schweissanlagen + Roboter Gmbh, 8900 Augsburg | Vorrichtung zur zyklisch absoluten Positionsmessung an bewegten Achsen |
| DE4200835A1 (de) * | 1992-01-15 | 1993-07-22 | Mauser Werke Oberndorf | Drehgeber |
| DE4421912A1 (de) * | 1994-06-24 | 1996-01-11 | Inst Textil & Faserforschung | Verfahren und Vorrichtung zum Zentrieren von Spindeln |
| JPH0996544A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 光学式アブソリュートエンコーダ |
-
1998
- 1998-03-26 DE DE1998113318 patent/DE19813318A1/de not_active Ceased
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11084384A patent/JPH11325858A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004102115A1 (ja) * | 2003-05-16 | 2004-11-25 | Fujitsu Limited | 角度測定装置 |
| CN100334428C (zh) * | 2003-12-18 | 2007-08-29 | 天津鼎成高新技术产业有限公司 | 动态角度测量装置 |
| CN109489691A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-19 | 银河航天(北京)通信技术有限公司 | 光学标定系统及标定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19813318A1 (de) | 1999-09-30 |
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