JPH11507126A - 運動検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、２つまたはそれ以上のフィールド感知部品のいずれかが、パルスジェネレータ（１）の電磁的フィールド強度と等しいか異なっている周面ゾーンに設けられているような場合のみ、通常の操作で情報を発生するセンサー要素（２）に関する。低（Ｌ）または高（Ｈ）フィールド強度のゾーンに対応する両方の要素の等しい電磁的フィールド強度か否か、供給電圧の付与を直ちに決定するこの型のセンサー要素を可能にするために、本発明によれば、供給電圧の付与において、センサー要素は、絶対的フィールド強度が、与えられた時間のために測定されるように最初操作される。もし、２つのフィールド感知部品（３、４）の間に差動回路があると、測定は、要素の１つが一時的に切断されることによってもたらされ、両方の要素が平行に、または両方の要素が直列に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】 運動検出装置 本発明は、請求項１の前段に記載した運動検出装置に関する。 この型の配置は、協働するセンサー要素がそれら自身のための電圧を必要とす るので、一般に能動的運動センサーと呼ばれる。用語「運動」は、位置、配置、 回転数および運動速度の変更を含む。運動センサーは、機械的技術、特に自動車 産業の分野で使用され、なかんずく、制御されたブレーキ、位置センサー、角度 位置センサー、モータ駆動調整装置の応用、または車輪の回転数検出用の分野で 使用される。 運動センサーは、通常、動かされ得る部品に機械的に接続されたパルスジェネ レータと、非接触の状態でパルスジェネレータを走査するセンサー要素とを有し ている。そのような走査操作は、光、高周波数、電気的または磁気的フィールド 、特に永久磁気フィールドによって達成される。これらの全てのフィールドは電 気的磁気的フィールドとして請求項に引用されている。 ホールディスク、歯車および磁化された構造物がパルスジェネレータとして使 用し得る。規定された空気スロット（ａｉｒ ｓｌｏｔ）が、パルスジェネレー タとセンサー要素との間に配置されている。 能動的運動センサーは、例えば、ホール効果または薄いパーマロイ層の磁気抵 抗効果によって操作される。一体にされたセンサー要素は、シリコンのチップま たは薄膜技術によって供給される。検出面ゾーンを有する少なくとも２つの磁気 フィールド感知部品に加えて、しばしば、信号増幅電子部品、シュミットトリガ ーおよび保護ワイヤが一体にチップに設けられる。３線式給電線および２線式給 電線の実施例がこの分野で知られている。本発明は、能動センサーの全ての変化 に対応して使用し得る。その目的は、この型のセンサーの応用の可能性を拡大し 改良することである。センサー回路において、例えば、２つのフィールド感知部 品が差動回路で操作され、４つのフィールド感知部品がブリッジ回路で操作され る。２進化出力信号は、空気スロットの大きさに無関係に、わずかな空気スロッ トのゾーンにおいて増幅／トリガー回路で発生する。パルスジェネレータの運動 に関する情報は、２進化出力信号のエッジ変化から得られる。 幾つかのフィールド感知部品の差動回路またはブリッジ回路が使用され、それ はなかんずく、製造許容誤差、干渉フィールドおよび温度効果による出力信号の 妨害効果を最小にするためである。絶対的フィールド強度に代わるフィールドの 差の分析は、差動およびブリッジ回路と共通である。この方法の副作用は、供給 電圧が付与された時、最初、パルスジェネレータの位置が表示されないことであ る。 両方のフィールド感知部品が高フィールド強度のゾーンにある時、両方のフィ ールド感知部品が低フィールド強度のゾーンにあるような位置なので、差は丁度 ゼロである。センサー要素の１つが、フィールド強度での変化を受けた後（そし て他の要素が最初のフィールド強度のゾーンにまだある）にのみ、フィールド強 度の差によって最初の位置を正確に規定することが可能である。しかしながら技 術的応用の沢山のケースにおいて、供給電圧が付与されたとき、フィールド感知 部品がゾーンにあるかどうかまたは、低か高フィールド強度にあるかどうかに関 する情報を備えていることが望まれる。 例えば、２進化出力信号は、パルスジェネレータとセンサー要素との間の空気 スロットの大きさの連携を許容しない。しかしながら、限定した空気スロットが 越えたとき、出力信号は、センサー内の感度しきい値が下方にあるので突然停止 する。能動センサーが、不適切な装置により最大限許容しうる空気スロットの限 界に不注意により操作された時、センサー要素とパルスジェネレータとの間の運 動のダイナミックな変形の十分な量は、空気スロットを増加することが可能であ るので、限定した空気スロットが増加され信号が中断する。 従って、本発明の目的は、請求項１の前段に示した配置を提供することであっ て、それによって、パルスジェネレータとセンサー要素との間隔に関するデータ の供給を、供給電圧の付与と同時に許容することである。 この目的は請求項１の特徴部分との関連で達成される。センサー要素を絶対的 フィールド強度測定用に切り換えることにより、パルスジェネレータの動きなし でパルスジェネレータとセンサー要素との位置関係を決定することが可能になる 。 センサー要素の切り換えは、制限された時間間隔用に適切に達成される。切り 換え作動は、例えば、時間計の引き金となるであろう。自動的な切り換え作動を 提供するために、例えば、引き金は、センサー要素に必要な供給電圧の付与であ る。従って、試験運転がセンサー要素の操作の各開始の際自動的に開始される。 この型の試験運転は、適切な設置位置を試験するように、同様にセンサー要素 の操作の間すなわちダイナミックな変形が起きたとき、規定された時間間隔で達 成される。 アナログ信号を達成するために種々の設備が可能である： 一方において、フィールド感知部品の差動回路では、１つの信号要素の信号の みが、２つの要素の一つのセンサー効果を抑制することにより分析されるが、そ れは例えば、この要素を短絡することによるかまたはその信号線を差動増幅器に 中断することにより成される。他方において、差動回路だけでなく直列または並 列回路の両方の要素を操作することが同様に可能であって、それによって整流信 号を生成する。 もちろん、このことはブリッジ回路の場合においても同様に処理される。この ようにして、ブリッジ効果は、付加的な電気部品と同様、全部または個別のセン サー部品の表面の回路の組み合わせのために省略し得るので、絶対的フィールド 強度のために標準を規定できる回路が達成される。 目的は、センサー要素がパルスジェネレータとの関係で正しい位置に挿入され ているかどうかチェックするためにこの装置を絶対的フィールド強度測定用に使 用することであって、装着が正しくないとき、電子回路にフィードバックを生ず るために、センサー要素は適切に装備される。 本発明の考え方は図面の記載によってより詳述されるであろう。 唯一の図面は、差動回路とパルスジェネレータのセンサー要素の概略図を示す 。 ２つのフィールド感知部品３と４とを有するセンサー要素２が、パルスジェネ レータディスク１の中心から規定の距離Ｍ離れて設けられている。パルスジェネ レータディスク１は、中心Ｍの周りを回転する。ディスク１は、２つの半径Ｈと Ｌ（高と低）とによって２進法の形式の角度情報を有する。 半径ＨとＬとのゾーンは、パルスジェネレータディスクの回転方向をも決定す るために、パルスジェネレータディスク１の周面に非対称に分配される。しかし ながら、このことは、本発明には重要ではない。 フィールド感知部品３と４とは、検出面を有していて、パルスジェネレータデ ィスクと共に、両方が同じ半径ＨまたはＬのゾーンにある時、各等価信号Ｓ１と Ｓ２とを生ずる。一方のフィールド感知部品が他方のそれと異なった半径ゾーン に位置した時、信号Ｓ１とＳ２とは異なる。そして信号の差ｄＳが分析される。 分かり易くするために示していないが、センサー要素は、よく知られた方法で、 永久磁石を有している。配置を対称にするために、ｄＳは、半径Ｈの周面ゾーン と、半径Ｌの周面ゾーンとにおいて等しいゾーンである。それ故、供給電圧が与 えられた時、信号の差「ｄＳがゼロに等しい」ことが、大きいかまたは小さい半 径のゾーンによるか否かは分からない。規定された初期条件は、第一のエッジの 遷移が、ＨからＬまたはその逆へ乗り越されたときにのみ効果があるであろう。 しかしながら上述したように、技術的応用の多くのケースにおいて、操作電圧が 与えられた時、センサー要素がＨゾーンにあるかＬゾーンにあるか否かを直ぐに 認識することが望まれる。 たとえば信号Ｓ２が供給電圧の付与を抑制されたとき、信号Ｓ１がパルスジェ ネレータディスクの端部からの実際の間隔に関する情報を提供する。同じような ものが、信号電圧または信号電流が加えられる直列または並列回路に適用される 。 供給電圧の付与を開始する絶対的フィールド強度の測定用時間間隔を調整する ために、例えば、供給電圧の付与によって開始される計数操作のコースが使用し 得る。この時間管理および感知装置の連携もまた、近代的なマイクロエレクトロ ニクス工程を応用することによってチップ内に付加的に容易に一体化し得る。 本発明は、パルスジェネレータディスク１とセンサー要素２との適正な位置関 係をチェックするのにもまた使用し得る。センサー要素２とパルスジェネレータ ディスク１との間隔は、この点で重大である。この空気スロットをチェックする ために、パルスジェネレータディスクの空気スロットの絶対的フィールド強度用 の基準は、操作電圧の付与（上述した）によって作り出される。この基準は、最 初ＡＤＣ（アナログーディジタル変換器）の機能によって分類される。最も簡単 には、このことは、最小限許容し得、次いで最大の許容された設備空気スロット に相当する電界フィールド限界を記録する可変不能な比較値を有する比較器によ って成し得る。認容し得ない大きな空気スロットが、操作電圧の付与後に確認さ れた時、エラーのフィードバックが、それによってセンサーが操作される制御装 置に送られる。異なった特徴がフィードバック用に使用され、それは例えば、規 定された周波数、規定された周波数パターンまたは特徴的な電流レベルである。 空気スロットを検査することが、自動車の運転中にもまた繰り返し得る。 センサー要素がパルスジェネレータディスクのＨゾーンにあるかＬゾーンにあ るかを確認するために、絶対的フィールド強度のための基準が、上述したように 、供給電圧の付与によって生成される。続いて、検出面の２進化信号出力レベル が、現在の周面ゾーンに対応して、ＨまたはＬに設定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローベルク、ペーター ドイツ連邦共和国、デー−61381 フリー ドリヒスドルフ、アム・リンゲルスベルク ７ (72)発明者 ローレック、ハインツ ドイツ連邦共和国、デー−65510 イドシ ュタイン、ローゼンベーク 16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． パルスジェネレータ（１）と協働する能動的センサー要素（２）を有し、 前記パルスジェネレータは、その運動によって少なくとも２つのフィールド感知 部品（３、４）を介して検出される電磁気的フィールドに影響を与え、前記セン サー要素（２）は、前記フィールド感知部品（３、４）が検出するフィールド強 度が等しいか異なっているかに関するデータを有する２進化信号（ｄＳ）を生成 し、 前記センサー要素（２）が絶対的フィールド強度を測定するために切り換え可 能なことを特徴とする運動検出装置。 ２． 前記切り換えは、限定された時間間隔のために成されることを特徴とする 請求項１記載の運動検出装置。 ３． 前記時間間隔は、供給電圧が与えられているとき常に開始することを特徴 とする請求項２記載の運動検出装置。 ４． 前記時間間隔は、規定された時間周期で生ずることを特徴とする請求項２ または３記載の運動検出装置。 ５． 前記フィールド感知部品（３、４）の一部分のみが絶対的フィールド強度 を測定するために使用されることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記 載の運動検出装置。 ６． 前記絶対的フィールド強度の測定に使用される前記部品（３、４）が、直 列に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の運動 検出装置。 ７． 前記絶対的フィールド強度の測定に使用される前記部品（３、４）が、並 列に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の運動 検出装置。 ８． 測定された絶対的フィールド強度がセンサー要素（２）の位置の許容し得 ない差を示した場合、フィードバックが制御装置に送られることを特徴とする請 求項１ないし７いずれか１項記載の運動検出装置。