(57)【要約】  本発明は、カムシャフトの回転位置を検出するためのエンコーダホイールであって、エンコーダホイールの周囲に沿って凸部および凹部が形成されており、これらの凸部および凹部は、エンコーダホイールの移動時に磁界感受性のセンサによって検出することができるそれぞれ１つの区分を形成している。エンコーダホイールは、長い凸部、中位の長さの凸部、および短い凸部、ならびに長い凹部、中位の長さの凹部、および短い凹部を含み、長い凸部は長い凹部と同じ長さであり、中位の長さの凸部は中位の長さの凹部と同じ長さであり、短い凸部は短い凹部と同じ長さであるエンコーダホイールに関する。長い凸部の長さと中位の長さの凸部の長さとの比は中位の長さの凸部の長さと短い凸部の長さとの比に等しい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトの回転位置を検出するためのエンコーダホイールであって、エンコーダホイールの周囲に沿って凸部および凹部が形成されており、該凸部および凹部が、エンコーダホイールの移動時に磁界感受性のセンサによって検出することができるそれぞれ１つの区分を形成しており、エンコーダホイールは、長い凸部、中位の長さの凸部、および短い凸部、ならびに長い凹部、中位の長さの凹部、および短い凹部を含み、長い凸部は長い凹部と同じ長さであり、中位の長さの凸部は中位の長さの凹部と同じ長さであり、短い凸部は短い凹部と同じ長さであるエンコーダホイールにおいて、
長い凸部の長さと中位の長さの凸部の長さとの比が、中位の長さの凸部の長さと短い凸部の長さとの比に等しいことを特徴とするエンコーダホイール。
【請求項２】
請求項１に記載のエンコーダホイールにおいて、
長い凸部の長さは一周の約９０度であり、中位の長さの凸部の長さは一周の５６度であり、短い凸部の長さは一周の３４度であるエンコーダホイール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンコーダホイールにおいて、
長い凸部と長い凹部との間に少なくとも１つの別の区分が設けられているエンコーダホイール。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
「エンコーダホイール」と呼ばれるディスクを回動可能なシャフトに回動不能に結合することができる。この場合、エンコーダホイールは周囲に沿って複数の異なる範囲を備え、これらの範囲は、定置のセンサを通過する場合に、異なる物理的特性に基づいて異なるセンサ信号を生成する。エンコーダホイールの一般的な実施形態では、周囲に沿って複数の異なる区分を備える歯車が設けられ、個々の区分は、仮想平均半径に対して凸部または凹部として形成されていることを特徴とする。このようなエンコーダホイールが、ホールセンサまたは誘導センサの近傍に設けられた磁石を通過した場合には、センサは上記凸部もしくは凹部によって誘起された磁界変化を記録し、これにより、エンコーダホイールもしくはエンコーダホイールに結合されたシャフトの回転位置に関する情報を提供する。このようなエンコーダホイールは、例えば内燃機関におけるカムシャフトの回転位置を示すために使用される。この用途で使用されるエンコーダホイールは、「カムシャフトエンコーダホイール」と呼ばれる。
【０００２】
主要な２つのデザインのカムシャフトエンコーダホイールが現在市販されている。第１のデザインはクランクシャフトに関して１４０‐４０度の区分を有する。すなわち、エンコーダホイールの周囲は交互に４つの凸部および４つの凹部によって形成され、クランクシャフトに関して凸部は１４０度および凹部は４０度を占める。凸部および凹部の長さは交換してもよい。
【０００３】
市販の第２のデザインは、１８０‐１２８‐５２度の区分を有する。すなわち、このデザインは、１８０度の長さの凸部を含み、この凸部には１２８度の長さの凹部が続き、この凹部には５２度の長さの凸部が続き、この凸部には１８０度の長さの凹部が続き、この凹部には１２８度の長さの凸部が続き、この凸部には５２度の長さの凹部が接続する。５２度の長さの凹部には１８０度の長さの最初に挙げた凸部が直接に接続する。
【０００４】
この場合、全ての長さ表示はクランクシャフトに関し、したがってカムシャフトエンコーダホイールの区分長さの合計は７２０度に相当する。
【０００５】
１４０‐４０度の区分を備えるカムシャフトエンコーダホイールは、カムシャフト調整部を備えるシステムで使用する場合に最適化されており、信号比は長い区分および短い区分を検出するために最大になっている。したがって、カムシャフトの最大調整範囲はクランクシャフトの１００度であるが、しかしながら、最大調整範囲は実際には許容差に基づいて約８０度に制限されている。
【０００６】
１８０‐１２８‐５２度の区分を備えるカムシャフトエンコーダホイールは、フェーズ検出を素早く行うために最適化されているが、しかしながら、カムシャフト調整部を備えるシステムで使用することは想定されていない。理論的には、クランクシャフトの１８０度の調整範囲がカムシャフトのために得られるが、このデザインはエラーに対して敏感であり、したがってカムシャフトがゆっくり調整される場合にしか確実に使用することができない。
【発明の概要】
【０００７】
これに対して、請求項１に記載のエンコーダホイールは、エンコーダホイールの移動時に磁界感受性のセンサによって検出することができるそれぞれ１つの区分を形成する凸部および凹部が周囲に沿って形成されているという利点を有する。本発明によるエンコーダホイールは、長い凸部、中位の長さの凸部、および短い凸部、ならびに長い凹部、中位の長さの凹部、および短い凹部を含み、長い凸部は長い凹部と同じ長さであり、中位の長さの凸部は中位の長さの凹部と同じ長さであり、短い凸部は短い凹部と同じ長さである。長い凸部の長さと中位の長さの凸部の長さとの比は、中位の長さの凸部の長さと短い凸部の長さとの比に等しい。
【０００８】
長い凸部の長さおよび長い凹部の長さはそれぞれクランクシャフトの１８０度であり、これは一周に関して９０度に相当する。一般の製造許容差の範囲では一周に関して約９０度の長さが得られる。
【０００９】
したがって、中位の長さの凸部の長さおよび中位の長さの凹部の長さはそれぞれクランクシャフトの１１１．２４６度であり、これは一周に関して５５．６２５度に相当する。一般的な製造許容差の範囲では、一周に関して約５６度の長さが得られる。
【００１０】
したがって、短い凸部の長さおよび短い凹部の長さはそれぞれクランクシャフトの６８．７５４度であり、これは一周に関して３４．３７７度に相当する。一般的な製造許容差の範囲では、一周に関して約３４度の長さが得られる。
【００１１】
好ましい実施形態では、エンコーダホイールの周囲に沿った凸部および凹部は、長い凸部および長い凹部が、互いに直接に隣接する２つの区分を形成しないように配置されている。同様に中位の長さの凸部および中位の長さの凹部は、互いに直接に隣接する２つの区分を形成しない。同様に短い凸部および短い凹部は、互いに直接に隣接する２つの区分を形成しない。直接に隣接する区分とは、この場合、第３の区分によって互いに離間されていない２つの区分として理解される。
【００１２】
本発明によるエンコーダホイールは、それぞれ２つの隣接する区分の間に一定の信号比がもたらされ、個々の区分を信頼性良く確実に検出できるという利点を有する。
【００１３】
次に本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるエンコーダホイールを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、カムシャフト２に回動不能に結合されるエンコーダホイール１の概略図を示す。この場合、エンコーダホイール１の周囲は短い凸部３ａを備え、凸部３ａには、図示の実施例では時計回りで長い凹部４ｃが接続する。この長い凹部４ｃには中位の長さの凸部３ｂが接続し、凸部３ｂには短い凹部４ａが接続する。短い凹部４ａには長い凸部３ｃが接続し、凸部３ｃには中位の長さの凹部４ｂが接続する。中位の長さの凹部４ｂには再び短い凸部３ａが接続する。凸部３ａ，３ｂ，３ｃおよび凹部４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ１つの区分を形成しており、それぞれの区分は、カムシャフトセンサ（図示しない）の前方で回転した場合に、この区分に特徴的なセンサ信号を生成する。
【００１６】
長い凸部３ｃの長さは長い凹部３ｃの長さに相当する。中位の長さの凸部３ｂの長さは中位の長さの凹部４ｂの長さに相当する。短い凸部３ａの長さは短い凹部４ａの長さに相当する。
【００１７】
長い凸部３ｃの長さと中位の長さの凸部３ｂの長さとの比は、中位の長さの凸部３ｂの長さと短い凸部３ａの長さとの比に対応する。したがって、本発明によるエンコーダホイールを内燃機関のカムシャフトエンコーダホイールとして使用した場合には、それぞれ２つの隣接する区分３ａ，４ｃ，３ｂ，４ａ，３ｃ，４ｂの間の信号比が得られる。
【００１８】
長い凸部３ｃの長さは、好ましくは、例えばクランクシャフトの約１８０度であり、これは一周の９０度に相当する。中位の長さの凸部３ｂの長さは、好ましくは、例えばクランクシャフトの１１１度であり、これは一周の５６度に相当する。短い凸部３ａの長さは、好ましくはクランクシャフトの約６９度であり、これは一周の３４度に相当する。
【００１９】
特に好ましい実施形態では、長い凸部３ｃの長さはクランクシャフトのちょうど１８０度であり、中位の長さの凸部の長さはクランクシャフトの１１１，２４６度であり、短い凸部３ａの長さはクランクシャフトの６８．７５４度である。
【図１】
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【国際調査報告】
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