Brevet FR2112298A1 — publié le 19720616

Cette intention concerne us dispositif capteur magnétique destiné è sesursr la vitesse angulaire ou la position angulaire, particulièrement bien adapté pour être utilisé pour mesurer la vitesse angulaire d'une roue de véhicule automobile, dispositif 5 fcnc t ionr.ent en association avec, par enemple, les systèmes de freinage anti--patinant, tout en étant, cependant, apte à être utilise dans d ' autres applications= Plus spécialement, l'invention concerne un dispositif capteur magnétique du type eompren&nt une roue dentée coopérant avec 10 un élément magnétique adjacent à la denture de la roue afin d'être en mesure de dériver un signal électriqxie de sortie, signal qui est fonction de la vitesse angulaire de ladite roue dentée. Une technique connue pour la mesure de la vitesse angulaire d'un élément tournant autour de s en axe consiste à faire 15 usage d'un sigoal électrique en? endré par le mouvement des dents d'une roue dentée convenable constituée rai"- un matériau ferromagnétique, roue dentée solidaire en rotation de l'élément tournant, défilant devant un-capteur magnétique disvesé de façon adjacente. Ce capteur consiste habituellement en une petite bobine enroulée au-20 tour d'un noyau ferromagnétique et disposée de manière que le champ magnétique engendré par l'aimant permanent convenablement • positionné varie en..fonction du déplacement des dents de la roue défilant devant le capteur, produisant ainsi, une tension induite dans la bobine. Cette tension induite est pratiquement proportion-25 nelle à la vitesse angulaire de la roue dentée dans la mesure où l'on néglige les courants de Foucault = Il faut nouer que si les dimensions du capteur doivent être suffisamnent petites cour se oc-nfcrmer à certaines exigences prescrites, comme c'est habituellement le cas, la tension induite, 30 spécialement aux faibles vitesses 5e rotation de la roue, est également très faible. Se plus, une amplification satisfaisante de cette tension peut présenter des difficultés en raison du niveau de bruit inévitablement existent à la sortie du capteur. C'est pourquoi, l'objet principal de cette invention est " de prévoir un capteur magnétique qui soit ce.cable de délivrer une xension ce sortie notablement plus grande eue celle obtenue avec le? capteurs conventionnels, 71 28592 o 2112298 Un autre objet de la présente invention est de prévoir un capteur qui soit moins sensible à l'influence du bruit que ne le sont les capteurs conventionnels. Encore un objet de l'invention est de prévoir un capteur 5 magnétique qui soit capable de fonctionner d'une manière" satisfaisante malgré les tolérances de fabrication de la roue et de son montage, qui sont plus larges que celles des dispositifs capteurs connus. La présente invention fait face à tous ces objets en pré-10 voyant un capteur magnétique du type différentiel qui assure la possibilité d'augmenter considérablement l'amplitude du signal électrique de sortie du dispositif, réduisant, de ce fait, l'influence sur ledit signal de sortie, des erreurs, du bruit et des tolérances de fabrication et de montage. 15 La présente invention consiste donc en un dispositif capteur magnétique destiné à produire un signal électrique représentatif d'une vitesse angulaire ou d'une position angulaire, dispositif du type comprenant un élément magnétique couplé in-ductivement à une bobine et coopérant avec une roue dentée en ma-2D tériau ferromagnétique adaptée pour être solidaire en rotation de l'élément tournant, caractérisé en ce que ce capteur comprend deux circuits magnétiques couplés avec une bobiné commune, chaque circuit comportant une paire d'épanouissements polaires coopérant avec la denture de la roue et écartés l'un de l'autre dans le sens 25 circonférentiel de cette denture, la distance entre ces épanouissements polaires dans chaque paire étant égale à un nombre pair de demi-pas de dents de la roue et la distance entre les centres de deux paires d'épanouissements polaires étant égale à un nombre impair de demi-pas de dents de ladite roue. 30 Une réalisation préférée de l'invention va être mainte nant décrite à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence au dessin ci-annexé qui montre schématjquement un capteur magnétique selon l'invention. En se référant au dessin, on voit que ce capteur magné-35 tique comprend deux aimants permanents et Mg entre lesquels est -le;' un myN. Les deux aimants permanents K., et Î-L. sont pour- -L d. "vi"'e £>? pô? r-:e faisant; vis-à-vis, chacun d'eux étant 71 28592 3 2112298 pourvu sur deux faces polaires parallèles, d1 épanouissements polaires respectifs S^, S2 et S^, S^. les épanouissements polaires et constituent une première paire d'épanouissement formant avec le noyau N et l'aimant permanent un premier circuit 5 magnétique qui se ferme par l'intermédiaire de'quelques dents de la périphérie d'une roue dentée adjacente désignée par R« Les épanouissements et constituent une seconde paire d'épanouissements polaires formant avec le noyau N et l'aimant permanent M^, un second circuit magnétique qui se ferme également par la denture 10 de la roue R. Comme on peut le voir dans le dessin, les pièces polaires respectives portant les épanouissements faisant face à la périphérie de la roue dentée R sont espacées de manière que les paires successives d'épanouissements dans le sens tangentiel, c'est-15 à-dire, S£, et sont séparées par une distance éga le à un nombre entier impair de pas des dents de la roue dentée R. Ainsi, la première et la seconde paires d'épanouissements S-^, et S£, sont décalées par un nombre impair de pas des dents, assurant que les quatre pièces polaires ne sont jamais simultanément 20 en correspondance avec les dents de la rcue R. Ainsi, dans le dessin la première paire d'épanouissements S-^, est en correspondance avec deux dents de la roue R de sorte qu'elle complète ou ferme le premier circuit magnétique par la roue R, alors que la seconde paire S2, correspond à deux creux de dents de ladite 25 roue R, de sorte que le second circuit magnétique par la rcue R est ouvert. Lorsque la roue R tourne d'un demi-pas de dents à partir de la position montrée dans le dessin, le premier circuit magnétique va s'ouvrir et le second va-se fermer. En d'autres termes, les deux circuits magnétiques se fer-30 ment alternativement lorsque la roue R tourne avec une période égale au temps mis par ladite roue R pour tourner d'un demi-pas de dent. Puisque les deux aimants permanents et ont des pôles semblables se faisant vis-à vis comme le montre le dessin, le mouvement de rotation de la roue R sur un demi-pas de dent amène 35 une inversion du champ magnétique dans le noyau M. Une bobine B est enroulée sur le noyc.u H. Un courant est induit dans cette bobine B par suite du changement de champ ma 71 28592 4 2112298 gnétique dans le noyau S dû à la rotation de la roue R, le courant changeant de sens pour chaque demi-pas de dent du mouvement de rotation de cette roue R. En conséquence, si n est la vitesse de rotation de la roue R en tours par seconde et d est le nombre de dents de la roue R, la fréquence de la tension induite, qui est plus ou moins sinusoïdale aux bornes de la bobine B,est donnée par : f =.n.d . ce qui revient à dire que la fréquence f est proportionnelle à la vitesse angulaire de la roue dentée R. Comme le montre le schéma du dessin, ladite tension induite est appliquée à un écrêteur qui, d'une manière conventionnelle, engendre un signal de sortie carré ou rectangulaire de la même fréquence que le signal sinusoïdal induit provenant de la bobine B. La fréquence du signal carré est mesurée par les techniques connues pour obtenir la vitesse de rotation de la roue. En outre, le comptage des cycles du signal carré donne la position angulaire de la roue par rapport à une position de référence. L'inversion du champ magnétique dans le noyau Net, par 20 conséquent, l'inversion du sens de la force électromotrice induite dans la bobine B au cours du mouvement de la roue R sur une distance égale à un pas de dent complet, donne un signal de sortie alternatif ayant une amplitude crête-à-crête qui est le-double de celle qu'un capteur magnétique conventionnel peut donner. De plus, 25 l'action différentielle du circuit rend le dispositif pratiquement insensible aux variations de l'entrefer entre la denture de la roue R et les épanouissements polaires le capteur selon l'inven tion autorisant ainsi des tolérances de fabrication et de montage moins serrées que dans le cas d'utilisation de capteurs convention-30 nels. Bien que la réalisation décrite en faisant référence au dessin ci-annexé utilise des aimants permanents pour établir les deux circuits magnétiques, ces aimants permanents pourraient être remplacés par des électro-aimants. De plus, le capteur peut pren-35 dre différentes formes pratiques, et le positionnement des épanouissements polaires peut également être différent par rapport à la roue dentée. En particulier, cette roue dentée peut£.voir une denture intérieure sur jante ou sur flasque, auquel cas, le capteur 71 28592 2112298 serait monté à l'intérieur de la roue. Dans la réalisation typiqus décrite ci-dêssus illustrée par le dessin, les 4r.-anouisseiaents polaires S.,-SA sont séparés par des intervalles égaux. Cependant, différentes sortes d'inter- 5 valles peuvent être utilisées pourri crue les épanouissements polaires S- ,S^ et S.. ,S. de chaque paire soient séparés par une dis--L ' j -r tante éga le à " ""r ; iultiple entier pair d .o detii-pas de dent de la roue R et pour VU 0 te la distance OiVv 7>5 les axes de deux paires d'épanoui steite: ut s (c'est—à—dire, le d'-ri •Xaeenent cireonférentiel re 10 latif de deux ; pair ■es d'épanouisse L-S il U 3 } soit un multiple entier impair de deai' -pas ; de dent. 71 28S92 6 2112298 - REVENDICATIONS' - 1.- Dispositif capteur magnétique pour fournir un signal électrique représentatif de la vitesse angulaire ou de la position angulaire d'un organe tournant, du type comprenant un élément magnétique couplé inductivement à une bobine et coope- 5 rant avec une roue dentée ou crénelée en matériau ferromagnétique solidaire en rotation de l'organe tournant, caractérisé en ce que le capteur comprend deux circuits magnétiques S^, ML^, N, S^; , M^, à couplage inductif avec une bobine commune de sortie B, chaque circuit magnétique comportant une paire d'épanouissements 10 polaires S-j_, coopérant avec la denture de la roue R et séparés dans le sens tangentiel, par une distance telle qu'entre les épanouissements de chaque paire S^, S^; S2,S^, elle soit égale à un nombre pair de demi-pas de dent de la roue R, alors que la distance entre les axes de deux paires d'épanouissements polaires 15 doit être égale à un nombre impair de demi-pas de dent de ladite roue R. 2.- Dispositif capteur magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des deux circuits magnétiques comprend un aimant permanent M-^;M2» 20 3.- Dispositif capteur magnétique selon la revendica tion 1, caractérisé en ce que chacun des deux circuits magnétiques comprend un électro-aimant. 4.- Dispositif capteur magnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les 25 deux""paires d'épanouissements polaires S^S^; S2,S^'sont agencées sur des pôles semblables. 5.- Dispositif capteur magnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal électrique délivré par ladite bobine de sortie B passe au cours du 30 fonctionnement du capteur dans un écrêteur Q qui engendre un signal carré correspondant.