DE10258846A1 - Rotation angle measurement arrangement has a magnetic encoder wheel and sensor that detects a tangential field component whenever a tooth passes by it or is below it - Google Patents

Rotation angle measurement arrangement has a magnetic encoder wheel and sensor that detects a tangential field component whenever a tooth passes by it or is below it Download PDF

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DE10258846A1 DE2002158846 DE10258846A DE10258846A1 DE 10258846 A1 DE10258846 A1 DE 10258846A1 DE 2002158846 DE2002158846 DE 2002158846 DE 10258846 A DE10258846 A DE 10258846A DE 10258846 A1 DE10258846 A1 DE 10258846A1
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Abstract

Arrangement (10) for angle of rotation measurement has a rotating impulse wheel (11), whose rotation is detected using a sensor (12). The sensor is aligned so that when a tooth hole (11.2) passes by it the magnetic flux detected by it is essentially unaltered, while when a tooth (11.1) passes by it the flux is deflected towards the tooth, which results in the formation of a tangential field component.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Drehwinkelerfassung eines drehbaren Elements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Einrichtungen dienen der möglichst genauen Erfassung der Winkellage eines drehbaren Elements, beispielsweise einer Welle, eines Geber- oder Impulsrads oder dergleichen. Eine genaue Erfassung der Winlellage ist beispielsweise dann erforderlich, wenn Steuerungseingriffe winkelabhängig durchgeführt werden müssen. Typische Anwendungen im Automotivbereich sind Zündung, Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoffförderung und Kurbelwellenstartergeneratoren.The invention relates to a Device for detecting the angle of rotation of a rotatable element according to the preamble of claim 1. Such devices serve the most possible accurate detection of the angular position of a rotatable element, for example a shaft, an encoder or pulse wheel or the like. A exact recording of the winch position is required, for example, if Control interventions depending on the angle carried out Need to become. Typical applications in the automotive sector are ignition, fuel injection, Fuel delivery and crankshaft starter generators.

Für die Drehwinkelerfassung von sich drehenden Elementen, insbesondere bei Fahrzeugen, werden häufig magnetoresistive Sensoren eingesetzt. Dabei werden ein passives Zahnrad und ein Sensor mit einem aufgesetzten Permanentmagnet verwendet. Die Sensoren sind so ausgestattet, dass nur ein Tangentialfeld zu einer Änderung des magnetischen Widerstandswertes führt und damit zu einer gut erkennbaren Schaltflanke im Ausgangssignal des Sensors. Mit einem derartigen Sensor ist eine Lageerkennung in der Regel erst dann möglich, nachdem sich ein von dem Sensor abgetastetes Impulsrad um mindestens eine Zahnteilung gedreht hat. Der Indeximpuls liefert erst dann die absolute Lage (das heißt es ist keine true power-on-Erkennung möglich). Für eine Lageerlennung ab Drehzahl 0 ist ein derartiges System somit nicht geeignet. Soll eine Lageerkennung in einem Drehzahlbereich von 0 bis 7000 U/min, also bereits ab Drehzahl 0, möglich sein, dann werden üblicherweise Sensoren eingesetzt, die mit einem aktiven Impulsrad arbeiten. Ein solches aktives Im pulsrad trägt Permanentmagneten, deren Felder von magnetoresistiven Sensoren oder Hallsensoren ausgewertet werden. Aus Kostengründen ist jedoch der Durchmesser eines solchen Impulsrades begrenzt.Magnetoresistive sensors are often used for the rotation angle detection of rotating elements, particularly in vehicles. A passive gear and a sensor with an attached permanent magnet are used. The sensors are equipped in such a way that only a tangential field leads to a change in the magnetic resistance value and thus to a clearly recognizable switching edge in the sensor output signal. With such a sensor, position detection is generally only possible after a pulse wheel sensed by the sensor has rotated through at least one tooth pitch. Only then does the index pulse provide the absolute position (i.e. true power-on detection is not possible). For position detection from speed 0 such a system is therefore not suitable. Should a position detection in a speed range from 0 to 7000 U / min, so already from speed 0 , possible, then sensors are usually used that work with an active pulse wheel. Such an active pulse wheel carries permanent magnets, the fields of which are evaluated by magnetoresistive sensors or Hall sensors. However, the diameter of such a pulse wheel is limited for cost reasons.

Die Erfindung beschreibt eine Einrichtung, die eine Drehwinkelerfassung bereits ab Drehzahl Null ermöglicht. Die Einrichtung gestattet nämlich schon bei Drehzahl Null zu erkennen, ob ein Zahn oder eine Lücke eines Impulsrades sich gerade unter dem Sensor befindet.The invention describes a device that an angle of rotation detection is possible from zero speed. The facility already allows at zero speed to recognize whether a tooth or a gap of a Pulse wheel is just under the sensor.

Als besonders bevorzugter Anwendungsbereich der Einrichtung bietet sich die Drehwinkelerfassung bei einer durch Permanentmagnete erregten Synchronmaschine an, die als Kurbelwellenstartergenerator eingesetzt wird. Um einen derartigen Kurbelwellenstartergenerator mit vollem Drehmoment starten zu können, ist es notwendig, die Drehlage der Kurbelwelle bereits im Stillstand zu erkennen, um die Bestromung des Kurbelwellenstartergenerators mit dem geeigneten Stromraumzeiger zu ermöglichen. Die Lageerkennung muss dabei nicht allzu genau sein. Für die Praxis ist es völlig ausreichend, zu wissen, ob ein magnetischer Nordpol oder ein magnetischer Südpol unter der Sensorachse liegt. Man verwendet zweckmäßig ein passives, weichmagnetisches Impulsrad mit p Zähnen und p Lücken. Die Zahl p entspricht dabei der Polpaarzahl der als Kurbelwellenstartergenerator verwendeten permanentmagneterregten Synchronmaschine. So ist es möglich, bereits mit einem einzigen Sensor zu erkennen, ob ein magnetischer Nordpol oder ein magnetischer Südpol unter der Sensorachse liegt. Wird zusätzlich noch ein zweiter Sensor eingesetzt, der um einen Winkelabstand von 90°/p am Umfang versetzt ist, so kann man damit bereits im Stillstand die Lage des Impulsrades bis auf einen maximalen Fehler von 90° genau elektrisch ermitteln. Diese Genauigkeit ist für den erfolgreichen Start eines Kurbelwellenstartergenerators ausreichend.As a particularly preferred area of application the device offers the rotation angle detection at a through Permanent magnets excited the synchronous machine, which acts as a crankshaft starter generator is used. To such a crankshaft starter generator To be able to start with full torque, it is necessary to Rotational position of the crankshaft can already be recognized at a standstill in order to energize it the crankshaft starter generator with the appropriate current space pointer to enable. The Position detection does not have to be too precise. For the practice it is complete sufficient to know whether a magnetic north pole or a magnetic one South Pole is below the sensor axis. One expediently uses one passive, soft magnetic impulse wheel with p teeth and p gaps. The number p corresponds to the number of pole pairs as a crankshaft starter generator used permanent magnet synchronous machine. That's the way it is possible, using a single sensor to detect whether a magnetic North pole or a magnetic south pole is below the sensor axis. Will also be a second sensor used, which is offset by an angular distance of 90 ° / p on the circumference, so the position of the impulse wheel up to is already at a standstill a maximum error of 90 ° exactly determine electrically. This accuracy is essential for a successful start Crankshaft starter generator sufficient.

Das passive Impulsrad lässt sich einfach und kostengünstig herstellen.The passive impulse wheel can be simple and inexpensive produce.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nahestehend näher erläutert.Based on the drawing, the invention is related explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Erfassung der Drehlage mit einem Impulsrad und einem Sensor, 1 1 shows a schematic representation of a device for detecting the rotational position with a pulse wheel and a sensor,

2 in einer vergrößerten Darstellung den Ausschnitt eines Impulsrades, dessen Zähne eine unterschiedliche Position zu einem Sensor einnehmen, bei einer bekannten Einrichtung, 2 in an enlarged view the detail of a pulse wheel, the teeth of which assume a different position with respect to a sensor, in a known device,

3 in einer vergrößerten Darstellung den Ausschnitt eines Impulsrades dessen Zähne eine unterschiedliche Position zu einem Sensor einnehmen, bei einer erfindungsgemäß ausgestalteten Einrichtung, 3 in an enlarged view the section of a pulse wheel, the teeth of which assume a different position with respect to a sensor, in the case of a device designed according to the invention,

4 ein Impulsrad mit zwei um 90° zueinander versetzten Sensoren. 4 an impulse wheel with two sensors offset by 90 ° to each other.

Ausführungsvariantenvariants

1 zeigt zunächst, in einer schematischen Darstellung, eine Einrichtung 10 zur Erfassung des Drehwinkels eines drehbaren Elements 11. Bei diesem drehbaren Element kann es sich beispielsweise um die Welle einer elektrischen Maschine oder einer Brennkraftmaschine handeln. Insbesondere handelt es sich um ein mit einer drehbaren Welle drehfest verbundenes Impulsrad 11. Das Impulsrad 11 verfügt über auf seinem Außenumfang angeordnete Zähne 11.1, die durch Zahnlücken 11.2 voneinander getrennt sind. Beispielsweise verfügt das Impulsrad 11 über eine Anzahl p Zähne und eine Anzahl p Zahnlücken. Die Anzahl p wird üblicherweise als Polpaarzahl bezeichnet. In Nachbarschaft des Impulsrades 11 ist ein Sensor 12 ortsfest angeordnet, der bei einer Drehbewegung des Impulsrads 11, die sich an ihm vorbei bewegenden Zähne 11.1 und Zahnlücken 11.2 abtastet. Es ist bekannt, dafür sogenannte AMR-Sensoren einzusetzen, also Sensoren, die sich den anisotropen magnetoresistiven Effekt zunutze machen. Jedoch kann ein solches Impulsrad auch mit anderen Sensoren abgetastet werden, die Beispielsweise den Hall-Effekt ausnutzen. 1 first shows a device in a schematic representation 10 for detecting the angle of rotation of a rotatable element 11 , This rotatable element can be, for example, the shaft of an electrical machine or an internal combustion engine. In particular, it is a pulse wheel connected in a rotationally fixed manner to a rotatable shaft 11 , The impulse wheel 11 has teeth arranged on its outer circumference 11.1 by tooth gaps 11.2 are separated from each other. For example, the impulse wheel 11 over a number p teeth and a number p tooth gaps. The number p is usually called Designated number of pole pairs. In the vicinity of the impulse wheel 11 is a sensor 12 arranged in a fixed position when the pulse wheel rotates 11 , the teeth moving past him 11.1 and tooth gaps 11.2 scans. It is known to use so-called AMR sensors for this purpose, i.e. sensors that take advantage of the anisotropic magnetoresistive effect. However, such a pulse wheel can also be scanned with other sensors that use the Hall effect, for example.

Aus Kostengründen werden bevorzugt passive Impulsräder eingesetzt, bei denen wenigstens die Zähne aus einem weichmagnetischen Material bestehen, die jedoch keine aktiven magnetischen Komponenten, wie beispielsweise einen Permanentmagneten, tragen. Als Sensor werden bevorzugt AMR-Sensoren eingesetzt, die selbst einen Permanentmagnet tragen. Derartige Sensoren sind so ausgestattet, dass nur ein Tangentialfeld zu einer messtechnisch erfassbaren Änderung des magnetischen Widerstands führt, die sich beispielsweise in einer leicht auswertbaren Flanke des Sensorausgangssignals äußert. Dies wird an einer bekannten Einrichtung der gattungsgemäßen Art erläutert, die in 2 dargestellt ist.For cost reasons, passive impulse wheels are preferably used, in which at least the teeth are made of a soft magnetic material, but which do not carry any active magnetic components, such as a permanent magnet. AMR sensors which themselves carry a permanent magnet are preferably used as sensors. Such sensors are equipped in such a way that only one tangential field leads to a change in the magnetic resistance that can be measured, which is expressed, for example, in an edge of the sensor output signal that can be easily evaluated. This is explained on a known device of the generic type, which in 2 is shown.

2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Ausschnitt eines Impulsrades 11, dessen Zähne eine unterschiedliche Position zu einem Sensor 100 einnehmen. Der Sensor 100 umfasst einen Sensorkopf 110, welcher in einem geringen Abstand zur Oberseite einzelner Zähne 11.1 des Impulsrades 11 aufgenommen ist. In Stellung A des Impulsrades 11 befindet sich unterhalb des Sensors 100 gerade eine Zahnlücke 112. In Stellung B des Impulsrads befindet sich unter dem Sensor 100 gerade ein Zahn 11.1 des Impulsrads 11. Aus dem Verlauf der durch Pfeile 111 dargestellten Feldlinien ist erkennbar, dass in beiden Positionen A und B des Impulsrads 11 keine Tangentialkomponente des Feldes vorliegt und demzufolge in beiden Positionen A und B des Impulsrads kein auswertbares Sensorausgangssignal des Sensors 100 zu erwarten ist. Erst in Position C des Impulsrads 11 dagegen ist, wie die Darstellung in 2 zeigt, eine merkliche Tangentialkomponente des Feldes gegeben, die zu einem verwertbaren Ausgangssignal des Sensors 100 führt. Diese Art der Lageerkennung funktioniert also erst dann, nachdem das Impulsrad 11 sich erst um mindestens eine Zahnteilung gedreht hat. Der dann auswertbare Indeximpuls liefert erst dann eine Information über die absolute Drehlage des Impulsrads 11. Für eine Lagerkennung des Impulsrads ab Drehzahl Null, also schon bei Stillstand, ist diese bekannte Einrichtung also nicht anwendbar. Unter Bezug auf 3 wird nun eine erfindungsgemäße Einrichtung beschrieben, mit der eine Erkennung der Drehlage eines drehbaren Elements bereits in Ruhelage des drehbaren Elements ermöglicht wird. 3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Ausschnitt eines Impulsrades 11, dessen Zähne 11.1 eine unterschiedliche Position zu einem Sensor 12 einnehmen, bei einer erfindungsgemäß ausgestalteten Einrichtung 10. Bei dem Sensor 12 handelt es sich bevorzugt um einen magnetoresistiven Sensor. Der Sensor 12 ist in aus einem weichmagnetischen Material bestehendes Joch 12.1 eingespannt. Das Joch 12.1 ist derart ortsfest in Bezug auf das Impulsrad 11 befestigt, dass sich die Feldlinien 12.2 des Sensors 12 im Wesentlichen senkrecht zu einem Radius des Impulsrads 11 erstrecken. In 3 der Zeichnung sind zwei unterschiedliche Positionen oder Drehlagen des Impulsrads 11 in Bezug auf den Sensor 12 dargestellt. Nämlich die Positionen A und B. In Position B befindet sich gerade eine Zahnlücke 11.2 des Impulsrads 11 unter dem Sensor 12. Wie die schematisch durch Pfeile angedeuteten Feldlinien 12.2 zeigen, wird der magnetische Fluss ausschließlich über das Joch 12.1 und den Luftspalt des Jochs geführt. Der Sensor 12 „sieht" also keine Tangentialkomponente des Felds. In Position A des Impulsrads 11 befindet sich gerade ein Zahn 11.1 des Impulsrads 11 unter dem Sensor 12. Wie 3 zeigt, wird der durch die Feldlinien 12.2, 12.3 repräsentierte magnetische Fluss wenigstens zum Teil (Feldlinien 12.3) in Tangentialrichtung des Sensors 12 abgelenkt. Der Sensor 12 erkennt diese Tangentialkomponente des magnetischen Flusses und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal ab. Sowohl in Position A als auch in Position B des Impulsrads 11 sind somit eindeutige Signalzustände gegeben, die eine eindeutige Erkennung der Drehlage des Impulsrads 11 bereits in Ruhelage, also bei Drehzahl Null, ermöglichen. 2 shows in an enlarged view the section of a pulse wheel 11 whose teeth have a different position to a sensor 100 take in. The sensor 100 includes a sensor head 110 which is a short distance from the top of individual teeth 11.1 the impulse wheel 11 is included. In position A of the pulse wheel 11 is located below the sensor 100 just a tooth gap 112 , In position B of the pulse wheel is under the sensor 100 just a tooth 11.1 the impulse wheel 11 , From the course of the arrows 111 Field lines shown can be seen that in both positions A and B of the pulse wheel 11 there is no tangential component of the field and consequently no evaluable sensor output signal from the sensor in both positions A and B of the pulse wheel 100 is to be expected. Only in position C of the pulse wheel 11 is against how the representation in 2 shows a noticeable tangential component of the field, which leads to a usable output signal of the sensor 100 leads. This type of position detection only works after the pulse wheel 11 has only rotated at least one tooth pitch. The index pulse that can then be evaluated only then provides information about the absolute rotational position of the pulse wheel 11 , This known device cannot therefore be used for position detection of the pulse wheel from zero speed, that is to say even when it is at a standstill. With reference to 3 A device according to the invention will now be described, with which a detection of the rotational position of a rotatable element is already possible in the rest position of the rotatable element. 3 shows in an enlarged view the section of a pulse wheel 11 whose teeth 11.1 a different position to a sensor 12 take in a device designed according to the invention 10 , With the sensor 12 it is preferably a magnetoresistive sensor. The sensor 12 is in a yoke made of a soft magnetic material 12.1 clamped. The yoke 12.1 is so stationary in relation to the impulse wheel 11 attached that the field lines 12.2 of the sensor 12 essentially perpendicular to a radius of the pulse wheel 11 extend. In 3 The drawing shows two different positions or rotational positions of the pulse wheel 11 in terms of the sensor 12 shown. Namely positions A and B. In position B there is a tooth gap 11.2 the impulse wheel 11 under the sensor 12 , Like the field lines schematically indicated by arrows 12.2 show, the magnetic flux is exclusively through the yoke 12.1 and the air gap of the yoke. The sensor 12 So "sees" no tangential component of the field. In position A of the impulse wheel 11 there is currently a tooth 11.1 the impulse wheel 11 under the sensor 12 , How 3 shows, that is through the field lines 12.2 . 12.3 represented magnetic flux at least in part (field lines 12.3 ) in the tangential direction of the sensor 12 distracted. The sensor 12 recognizes this tangential component of the magnetic flux and emits a corresponding output signal. Both in position A and in position B of the pulse wheel 11 are thus given clear signal states that clearly identify the rotational position of the pulse wheel 11 enable at rest, i.e. at zero speed.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist besonders geeignet für die Erkennung der Drehwinkellage bei einem Kurbelwellenstartergenerator. Um nämlich einen Kurbelwellenstartergenerator mit vollem Drehmoment starten zu können, ist es notwendig, die Lage der Kurbelwelle bereits im Stillstand, also bei Drehzahl Null, erkennen zu können, um die Bestromung des Kurbelwellenstartergenerators mit dem passenden Stromraumzeiger zu ermöglichen. Die Lageerkennung muss dabei nicht einmal extrem genau sein. Es ist hinreichend zu wissen, ob in der Maschine ein magnetischer Nordpol oder ein magnetischer Südpol unter der Sensorachse liegt. In dem schon beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß 3 werde ein passives Impulsrad 11 mit einer Polpaarzahl p, also mit p Zähnen und P Zahnlücken, eingesetzt. Mit einem einzigen erfindungsgemäß ausgestatteten Sensor 12 ist es jetzt ohne weiteres möglich zu erkennen, ob sich ein Zahn 11.1 oder eine Zahnlücke 11.2 des Impulsrads 11 unter dem Sensor 12 befindet. Diese Informa tion ist ausreichend, um den geeigneten Stromraumzeiger für die Ansteuerung des Kurbelwellenstartergenerators auszuwählen.The device according to the invention is particularly suitable for the detection of the angular position in a crankshaft starter generator. In order to be able to start a crankshaft starter generator with full torque, it is necessary to be able to recognize the position of the crankshaft already at a standstill, i.e. at zero speed, in order to enable the crankshaft starter generator to be energized with the appropriate current space pointer. The position detection does not even have to be extremely precise. It is sufficient to know whether there is a magnetic north pole or a magnetic south pole in the machine under the sensor axis. In the already described embodiment of a device according to 3 become a passive impulse wheel 11 with a number of pole pairs p, i.e. with p teeth and P tooth gaps. With a single sensor equipped according to the invention 12 it is now easily possible to recognize whether there is a tooth 11.1 or a tooth gap 11.2 the impulse wheel 11 under the sensor 12 located. This information is sufficient to select the appropriate current space pointer for the control of the crankshaft starter generator.

Anhand von 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In 4 ist ein Impulsrad 11 mit zwei um 90° zueinander versetzten Sensoren. 12, 14 dargestellt. Mit einer derartigen Einrichtung kann bereits im Stillstand die absolute Drehwinkellage des Impulsrads 11 durch Auswertung der Ausgangssignale der Sensoren 12, 14 auf elektrischem Wege mit einem maximalen Fehler von 90° ermittelt werden. Das ist aber für einen erfolgreichen Start eines Kurbelwellenstartergenerators völlig ausreichend. Der Einsatz eines zweiten Sensors bietet darüber hinaus die Möglichkeit, die Drehrichtung des sich in Bewegung setzenden Impulsrads schnellstmöglich zu erkennen.Based on 4 Another embodiment of the invention is explained. In 4 is an impulse wheel 11 with two sensors offset by 90 ° to each other. 12 . 14 shown. With such a device, the absolute rotation can already be at a standstill angular position of the impulse wheel 11 by evaluating the output signals of the sensors 12 . 14 can be determined electrically with a maximum error of 90 °. However, this is completely sufficient for a successful start of a crankshaft starter generator. The use of a second sensor also offers the possibility of recognizing the direction of rotation of the pulse wheel that is set in motion as quickly as possible.

Da das Impulsrad 11 aus einfachem weichmagnetischem Material bestehen kann und keinerlei magnetische Komponenten aufweist, ist es vergleichsweise einfach und preiswert herzustellen. Als Sensoren 12, 14 werden vorzugsweise magnetoresistive Sensoren eingesetzt, die sich bei den rauhen Umgebungsbedingungen im Automotivbereich bereits gut bewährt haben.Because the impulse wheel 11 can consist of simple soft magnetic material and has no magnetic components, it is comparatively simple and inexpensive to manufacture. As sensors 12 . 14 magnetoresistive sensors are preferably used, which have already proven themselves in the harsh environmental conditions in the automotive sector.

10.110.1
EinrichtungFacility
1111
Impulsradpulse wheel
11.111.1
Zahntooth
11.211.2
Zahnlückegap
1212
Sensorsensor
12.112.1
Jochyoke
12.212.2
Flusslinieflow line
12.312.3
Flusslinie (Tangentialkomponente)flow line (Tangential)
1313
Pfeil (Drehrichtung Sensor)arrow (Direction of rotation sensor)
1414
weiterer SensorAnother sensor
100100
Sensorsensor
110110
Sensorkopfsensor head
111111
Verlauf der Feldliniencourse the field lines

Claims (7)

Einrchtung (10) zur Drehwinkelerfassung eines drehbaren Elements (Impulsrad 11) unter Verwendung eines Sensors (12, 14) , der ein oder mehrere von der Stellung des drehbaren Elements (Impulsrad 11) abhängende Signale erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) derart in Bezug auf das drehbare Element (Impulsrad 11) ausgerichtet ist, dass bei Passieren eines ersten Teilbereichs (Zahnlücke 11.2) des drehbaren Elements (Impulsrad 11) der magnetische Fluss des Sensors (12) im wesentlichen ungestört verläuft, und dass bei Passieren eines zweiten Teilbereichs (Zahn 11.1) des drehbaren Elements (Impulsrad 11) der magnetische Fluss des Sensors (12) derart in Richtung auf den zweiten Teilbereich (Zahn 11.1) des drehbaren Elements (Impulsrad 11) abgelenkt wird, dass sich eine Tangentialkomponente (Feldlinie 12.3) des magnetischen Flusses ergibt.Device ( 10 ) for detecting the angle of rotation of a rotatable element (impulse wheel 11 ) using a sensor ( 12 . 14 ), one or more of the position of the rotatable element (impulse wheel 11 ) generates dependent signals, characterized in that the sensor ( 12 ) with respect to the rotatable element (impulse wheel 11 ) is aligned that when passing a first section (tooth gap 11.2 ) of the rotatable element (impulse wheel 11 ) the magnetic flux of the sensor ( 12 ) runs essentially undisturbed, and that when passing a second section (tooth 11.1 ) of the rotatable element (impulse wheel 11 ) the magnetic flux of the sensor ( 12 ) in the direction of the second section (tooth 11.1 ) of the rotatable element (impulse wheel 11 ) that a tangential component (field line 12.3 ) of the magnetic flux. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) in ein weichmagnetisches Joch (12.1) eingespannt ist und derart ortsfest in Bezug auf das drehbare Element (Impulsrad 11) ausgerichtet ist, dass der magnetische Fluss (Feldlinien 12.2) im Wesentlichen senkrecht zu einem Radius des drehbaren Elements (Impulsrad 11) ausgerichtet ist.Device according to claim 1, characterized in that the sensor ( 12 ) in a soft magnetic yoke ( 12.1 ) is clamped and so stationary in relation to the rotatable element (impulse wheel 11 ) is aligned that the magnetic flux (field lines 12.2 ) substantially perpendicular to a radius of the rotatable element (impulse wheel 11 ) is aligned. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Element ein auf dem Außenumfang eine Anzahl (p) Zähne (11.1) und eine Anzahl (p) Zahnlücken (11.2) tragendes Impulsrad (11) ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotatable element on the outer circumference a number (p) teeth ( 11.1 ) and a number (p) tooth gaps ( 11.2 ) carrying impulse wheel ( 11 ) is. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsrad (112) ein passives Impulsrad ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse wheel ( 112 ) is a passive impulse wheel. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsrad (11) aus einem weichmagnetischen Material besteht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse wheel ( 11 ) consists of a soft magnetic material. Einrichtung nach einem der vorlergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil eines Kurbelwellenstartergenerators ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that they are part of a crankshaft starter generator is. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Sensoren (12, 14) umfasst, die um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it has two sensors ( 12 . 14 ), which are arranged offset by an angle of 90 ° to each other.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008041307A1 (en) 2008-08-18 2010-02-25 Robert Bosch Gmbh Method for dynamically adjusting an angular velocity with a digital angle sensor
WO2014086525A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Sensor apparatus for determining at least one rotation property of a rotating element
DE102018101343A1 (en) * 2018-01-22 2019-07-25 Hochschule Für Technik Und Wirtschaft Berlin Measuring arrangement for detecting repetitive partial movements of a total movement of a second body relative to a first body
WO2020104957A3 (en) * 2018-11-20 2020-07-30 Genesis Robotics And Motion Technologies, LP Integrated encoder and resolver
DE102012201348B4 (en) 2011-02-01 2022-01-27 Infineon Technologies Ag SENSOR
CN114867993A (en) * 2019-12-17 2022-08-05 美蓓亚三美株式会社 Absolute encoder

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010066025A (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Denso Corp Rotation detector
FR3027388B1 (en) * 2014-10-16 2016-12-09 Continental Automotive France METHOD FOR COMMUNICATING A DYSFUNCTION OF A SYSTEM FOR MEASURING SPEED AND ROTATION SENSES OF A ROTATING SHAFT
JP7268664B2 (en) * 2020-03-10 2023-05-08 株式会社デンソー Position detector
CN115053079B (en) * 2020-03-10 2024-04-09 株式会社电装 Position detecting device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2742551B2 (en) * 1989-06-08 1998-04-22 矢崎総業株式会社 Rotation sensor
JPH095016A (en) * 1995-06-21 1997-01-10 Nissan Motor Co Ltd Magnetic sensor
JPH10255236A (en) * 1997-03-12 1998-09-25 Yazaki Corp Magnetism detecting apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008041307A1 (en) 2008-08-18 2010-02-25 Robert Bosch Gmbh Method for dynamically adjusting an angular velocity with a digital angle sensor
WO2010020554A1 (en) 2008-08-18 2010-02-25 Robert Bosch Gmbh Method for dynamically detecting an angular velocity using a digital angular position transducer
DE102012201348B4 (en) 2011-02-01 2022-01-27 Infineon Technologies Ag SENSOR
WO2014086525A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Sensor apparatus for determining at least one rotation property of a rotating element
CN104969036B (en) * 2012-12-05 2018-07-17 罗伯特·博世有限公司 Sensor device for at least one revolving property for determining rotating element
DE102018101343A1 (en) * 2018-01-22 2019-07-25 Hochschule Für Technik Und Wirtschaft Berlin Measuring arrangement for detecting repetitive partial movements of a total movement of a second body relative to a first body
WO2020104957A3 (en) * 2018-11-20 2020-07-30 Genesis Robotics And Motion Technologies, LP Integrated encoder and resolver
CN114867993A (en) * 2019-12-17 2022-08-05 美蓓亚三美株式会社 Absolute encoder

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Publication number Publication date
JP2004198425A (en) 2004-07-15

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