直接测量转速传感器中的辅助磁场的方法和装置的制造方法_2

文档序号:8395079阅读:来源:国知局
动减速。
[0036]在此可能以本领域技术人员已知的方式发生,车辆I的车轮3失去其地面附着并且车辆I甚至由于转向不足或转向过量而偏离例如通过未示出的方向盘给定的轨迹。这一点通过本身已知的调节回路如ABS(防抱死系统)和ESP(电子稳定程序)来避免。
[0037]在本实施例中,车辆I为此在车轮3上具有转速传感器5,所述转速传感器检测车轮3的转速6。此外,车辆I具有惯性传感器7,该惯性传感器检测车辆I的行驶动态数据8,由这些行驶动态数据能以本领域技术人员已知的方式输出例如俯仰率、侧倾率、横摆率、横向加速度、纵向加速度和/或垂直加速度。
[0038]基于所检测到的转速6和行驶动态数据8,调节器9能以本领域技术人员已知的方式确定,车辆I是否在车道上滑移或者甚至偏离上述给定的轨迹,并且相应地用本身已知的调节器输出信号10对此作出反应。调节器输出信号10然后可以由调整装置11使用,以利用调整信号12控制执行机构、例如制动器4,所述执行机构以已知的方式对于滑移和从给定轨迹的偏离作出反应。
[0039]调节器9例如可以集成到车辆I的已知的马达控制器里面。调节器9和调整装置11也可以设计成一公共的调节装置并且可选地集成到之前所述的马达控制器里面。
[0040]参照图2,图2示出图1的行驶动态调节系统中的转速传感器5的示意图。
[0041]转速传感器5在本实施例中实施成有源的转速传感器,该转速传感器包括以不能相对转动的方式固定在车轮3上的编码盘13和位置固定地相对于车身2固定的读取头14。
[0042]编码盘13在本实施例中由围圈排列的磁北极15和磁南极16组成,它们共同激励出一通过示例性的箭头表示的编码器磁场17。如果固定在车轮3上的编码盘13随着车轮在转动方向18上转动,则编码器磁场17随着一起转动。
[0043]读取头14在本实施例中包括磁阻式测量敏感元件19,该磁阻式测量敏感元件的在图4中通过附图标记20表示的电阻应根据编码器磁场17进行改变。因为编码器磁场17随着编码盘13转动,因此电阻20可以作为与转速6有关的测量参数被调用。在本实施例中,编码器磁场17还与通过辅助磁体21激励出的辅助磁场22叠加,由此在磁阻式测量敏感元件19上作用有一总磁场23,该总磁场在转动方向18的平面上看去具有径向分量24和切向分量25。
[0044]此外在转速传感器5中设置有测试装置26,该测试装置通过测量线路与磁场传感器27相连。磁场传感器27检测总磁场23的径向分量24,由此可以检查辅助磁场22在转速传感器5中的作用。关于测试装置26的其他背景在后文描述。
[0045]在磁阻式测量敏感元件19上连接有信号处理电路30,该信号处理电路在磁阻式测量敏感元件19上施加一给定大小的检验电流。检验电流在磁阻式测量敏感元件19上引起与电阻20有关的电压降。这个电压降可以被信号处理电路30量取作为与磁阻式测量敏感元件19的电阻20有关的输出信号31。因为与编码器磁场17有关的电阻20由原理决定必须周期性地改变,所以信号处理电路30可以在脉冲信号32中为每个出现的周期输出一个脉冲,其中由每单位时间的脉冲数量可以直接推导出转速6。按照这个原理产生的脉冲信号32可以例如为了继续处理而给出到调节器9上。
[0046]以已知的方式,磁阻式测量敏感元件19具有易轴,在该易轴上,所施加的总磁场23的变化引起电阻20的最大变化。相应地磁阻式测量敏感元件19具有与易轴成直角的难轴,在该难轴上,所施加的总磁场23的变化引起电阻20的最小变化。能够直接理解,磁阻式测量敏感元件19的易轴应对准总磁场23的切向分量25的方向,因为这个方向示出为沿编码盘13的转动方向18。
[0047]值得期望的是,输出信号31根据编码器磁场17而线性变化,由此例如由输出信号31可以得出,位于读取头14下方的是北极15还是南极16。但是在前面所述的读取头的构型中磁阻式测量敏感元件19的电阻20随作用在磁阻式测量敏感元件19上的总磁场23的切向分量25而如在WO 2007 014 947 Al中描述的那样平方地变化。
[0048]如由WO 2007 014 947 Al已知的那样,为了部分地对磁阻式测量敏感元件19的电阻20与总磁场23的切向分量25之间的非线性依赖关系进行线性化,磁阻式测量敏感元件19例如可通过Barber极技术这样构造,使得通过磁阻式测量敏感元件19的上述检验电流的电流密度矢量与磁阻式测量敏感元件19的优选方向、即其易轴成45°的角度。在此利用辅助磁体21可以调节磁阻式测量敏感元件19的灵敏度,即其电阻20随总磁场切向分量25的变化而变化的大小,对此后面还要详细解释。
[0049]在图3中以虚线绘出所期望的、输出信号31在时间34上的信号变化曲线33。可清楚地看出正的最大值35和负的最小值36,由它们可以相应地识别出,位于磁阻式测量敏感元件19下面的是磁编码盘13的北极15还是南极16。
[0050]但是可能出现,实际的信号变化曲线37与所期望的信号变化曲线33明显具有偏差。已经证实,所述偏差是由辅助磁体21和/或其辅助磁场20引起的。在此,在输出信号31中引入附加脉冲38,视控制阈值39的大小而定所述附加脉冲也可以作为转速脉冲出现在脉冲信号中以产生脉冲信号32。检测到这种脉冲信号32的调节器9然后由脉冲信号32推导出两倍于实际转速的转速6。转速传感器5也可以用于确定车辆I的侧滑运动。当转速传感器5中的一个输出一导致双倍转速6的脉冲信号32时,这意味着,调节器9对于车辆I推导出不存在的车辆I侧滑运动并且相应地通过调整干预12例如通过制动器4对此作出反应。
[0051 ] 由于这个原因设有测试装置26。这个测试装置在本实施例的范围内通过磁场传感器27测量磁阻式测量敏感元件19上的总磁场23的径向分量24,该径向分量与辅助磁场22有关。在用于总磁场23径向分量24的确定的出错条件(在所述出错条件下面临着在通过转速传感器5检测到的转速6中出现之前所述的突变的危险)下,测试装置26输出出错信号40,以通知调节器9:在脉冲信号32中传递的转速6无效。
[0052]在详细描述上述出错条件之前,首先要解释,如何产生附加脉冲38。为此首先参照图4,图4示出图2的转速传感器5中的磁阻式测量敏感元件19的读取特征曲线41、42、43、44和45随切向分量25而变化的曲线。
[0053]首先观察读取特征曲线41、42、43、44和45中的作为基本读取特征曲线的读取特征曲线41,其对应于磁阻式测量敏感元件19的电阻20随在没有辅助磁体21和其辅助磁场22时的总磁场23的切向分量25而变化的过程。这个基本读取特征曲线在图4中是读取特征曲线41,其最强地在总磁场23的切向分量25轴的方向上延伸。在线性区域46内部这个基本读取特征曲线41可以视为随总磁场23切向分量25以斜率47线性变化。
[0054]在此磁阻式测量敏感元件19的基本读取特征曲线41可以通过辅助磁体21的辅助磁场22朝向电阻20轴的方向被压缩。这可以利用WO 2007 014 947 Al的图6的公式来理解。通过由于压缩基本读取特征曲线41而改变的斜率47,相应地提高上述的转速传感器5灵敏度46。
[0055]如上所述,基本读取特征曲线41的斜率47可以通过辅助磁场22提高。但是这一点仅在辅助磁场达到确定值50时才能实现。从磁阻式测量敏感元件19的本征预磁化完全取消和磁阻式测量敏感元件19的实际预磁化变换其符号的时刻开始,基本读取特征曲线41在电阻20轴上成轴镜像并且斜率47变负。这个过程可以称为磁阻式测量敏感元件19和进而转速传感器5的翻转,并且负责用于改变输出信号31的信号变化曲线。
[0056]但是在改变基本读取特征曲线41的斜率47和调节特征曲线42、43或44中的一个时,不能忽视编码器磁场17的径向分量,该径向分量同样作用在辅助磁场22的方向上。所调节的读取特征曲线42、43或44必须与电阻20轴具有足够的距离,因为磁阻式测量敏感元件19否则会通过翻转引入在图3中所示的附加脉冲38。
[0057]下面要利用图5和6详细解释在使用辅助磁体21时磁阻式测量敏感元件19的翻转,图5和6相应于总磁场23没有和具有辅助磁体21的情况借助第一曲线49和第二曲线50定性地示出了磁阻式测量敏感元件19的电阻20随总磁场23的径向分量24和切向分量25而变化的过程。所述变化过程和进而两个曲线49、50可利用WO 2007 014 947 Al的图6的公式导出,为了简明起见对此没有进一步解释。
[0058]在图5和6中在所示的笛卡尔坐标系的横坐标上绘出总磁场23的径向分量24,而总磁场23的切向分量25 (它在图3中用作控制变量)示出为形式变量。为清楚起见,径向分量24的轴(X轴)在点51上与电阻20的轴相交,该点对应于所有曲线49、50的对称点。在此,对于以附图标记49表示的第一曲线所需的总磁场23切向分量25要比对于以附图标记50表示的第二曲线所需的总磁场23切向分量25更大。因此曲线49、50随着总磁场23的切向分量25的增大总是更加远离总磁场23径向分量
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