[发明专利]用于确定第一物体和第二物体之间相互位置的方法和位置传感器组件

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于确定第一物体和第二物体之间相互位置的方法和位置传感器组件。特别地，本发明涉及用于确定内燃机中阀和阀座之间的相互位置的方法和位置传感器组件。该位置传感器组件包括第一主体、线圈、控制单元以及传感器电路，所述第一主体关于所述线圈在轴向上可往返移动。传感器电路又包括连接到第一支路的比较器，第一支路包括相互串联连接的所述线圈、电源开关以及测量电阻。

在此，本发明将会关于阀和阀座之间相互位置的确定进行描述，但不限于此；例如，本发明可用于确定车辆等中动力系的自动离合器的不同部件之间的相互位置，其中，必须采用高精度来对高速物体进行定位。

背景技术

很久以来已知，位置传感器组件布置为确定/跟踪内燃机气缸中阀的位置。然而，位置传感器组件的早期变型，关于超高移动的物体，例如汽车内燃机中的阀，是不足够快速和精确来使用。在汽车工业中，有额外的需求，即，使用的系统应该是稳健的并且以最小成本具有很强的可靠性。在最近几年中，系统呈现出包括固定线圈/电感，固定线圈/电感与由导电材料制造的可运动体相互作用，所述可运动体与阀连接，并且随其一起运动。

例如，参见美国专利US7032549，其公开了位置传感器组件，包括振荡器、第一主体、线圈、控制单元以及传感器电路，所述第一主体关于所述线圈在轴向上可往返移动并且在所述线圈外部。传感器电路又包括连接到第一支路的比较器，第一支路包括相互串联连接的所述线圈、振荡器以及测量电阻。当线圈被激励时，其配置为产生振荡磁场，该振荡磁场又在可移动主体中感应出涡流，这会引起线圈被短路。线圈短路的改变程度与线圈和主体之间的相互重叠的改变成比例。随后，比较器基于振荡器的供电电压和测量电阻两端的电压之间的相移，确定阀的位置，该相移随着线圈和主体之间的重叠增加而增加。

然而，所述位置传感器组件被如下缺点损害，即同样包括振荡器或提供交流电压信号的类似信号产生器，相对而言，由于振荡器持续在运行，因此不断需要能量。此外，所述方法包括部分模拟信号，其使得相互位置仅仅能够相对来说，以较低的时间和定位分辨率而确定。

发明内容

本发明目的在于消除上述已知位置传感器组件的不利和缺点并且目的在于提供一种改善的方法和位置传感器组件用于确定第一物体和第二物体之间的相互位置。本发明的主要目的是提供通过引入方式限定的类型的改善的方法和位置传感器组件，其中，相互位置的确定能以高精度同时低能耗被完成。

本发明的另一个目的是提供一种方法，使得在相互位置的相互孤立确定之间的可选择距离成为可能。

本发明的另一个目的是提供一种被完全数字化的位置传感器组件，其给出了简单和廉价的方案，仍然能够以高精度确定相互位置。

本发明的另一个目的是提供一种稳健和非接触的位置传感器组件。

本发明的另一个目的是提供一种包括很少并且廉价组件的位置传感器组件。

根据本发明，至少主要目的是通过由引入的方式限定并且具有独立权利要求中限定的特征的方法和位置传感器组件实现的。本发明的优选实施例在从属权利要求中进一步限定。

根据本发明的第一方面，提供了一种通过引入的方式限定的类型的方法，该方法包括如下步骤：

-将数字输入信号脉冲的上升沿(upflank)从控制单元发送到电源开关，以产生电源开关从打开到闭合的状态变化，

-在控制单元中，检测来自比较器的输出信号的第一状态变化，和

-基于输入信号脉冲的上升沿和输出信号的第一状态变化之间的延迟确定所述第一主体和所述线圈之间相互位置，

或包括如下步骤：

-将数字输入信号脉冲的上升沿从控制单元发送到电源开关，以产生电源开关从打开到闭合的状态变化，

-在控制单元中，检测来自比较器的输出信号的第一状态变化，

-在控制单元中，检测所述输出信号的第二状态变化，和

-基于输出信号的第一状态变化和输出信号的第二状态变化之间的延迟确定所述第一主体和所述线圈之间的相互位置。

根据本发明的第二方面，提供了一种位置传感器组件，该位置传感器组件的传感器电路包括：

-第一支路，包括所述线圈，测量电阻以及电源开关，该电源开关具有可操作连接到所述控制单元用于接收单独数字输入信号脉冲的输入端，以及