(57)【要約】本発明は、運動、とりわけセンサ装置に対する相対的なエレメントの速度を検出するための方法に関し、センサを通過するパルス発生器に従ってスイッチング信号（１）が評価され、スイッチングヒステリシス（Ｈ）が評価の間にスイッチング信号（１）の値により適応される。信号周波数が予め設定された制限周波数（ｆＧｒｅｎｚ）より小さい場合には、比較的大きなヒステリシス（Ｈｙｓｔ０）が調整され、信号周波数が制限周波数（ｆＧｒｅｎｚ）を超える場合には、低減されたヒステリシス（Ｈ１）が調整される。これによって、停止及び低速の場合には、振動に対する高い不感受性を得ることができ、高速の場合には、突然大きくなるエアギャップを有するあらゆるパルス自体の信頼できる検出を得ることができる。
2005526248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ装置に対する相対的なエレメントの運動の検出のための方法であって、
スイッチング信号（１）はセンサの前を通過するパルス発生器に依存して評価され、
スイッチングヒステリシス（Ｈ）の適応は評価において前記スイッチング信号（１）の値に依存して行われる、センサ装置に対する相対的なエレメントの運動の検出のための方法において、
前記エレメントの運動が予め設定される制限値（ｆＧｒｅｎｚ）より下である場合に、比較的な大きなスイッチングヒステリシス（Ｈｙｓｔ０）が調整され、前記制限値（ｆＧｒｅｎｚ）を上回る場合には、低減されたスイッチングヒステリシス（Ｈ１）が調整されることを特徴とする、センサ装置に対する相対的なエレメントの運動の検出のための方法。
【請求項２】
予め設定される制限値は、測定されるスイッチング信号（１）に対する制限周波数（ｆＧｒｅｎｚ）であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
回転可能なエレメントの運動の検出のために、パルス発生器としてのセンサホイールのスイッチング信号（１）が評価されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
スタートヒステリシス（Ｈｙｓｔ０）として比較的大きなスイッチングヒステリシスを決定するために、スイッチング信号（１）の予め測定された振幅が使用されることを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の方法。
【請求項５】
スタートヒステリシス（Ｈｙｓｔ０）としての比較的大きなスイッチングヒステリシス及び／又は制限値（ｆＧｒｅｎｚ）を上回った後の低減されたスイッチングヒステリシス（Ｈ１）に対して、それぞれ一定の値が使用されることを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のうちの１項記載の方法を実施するためのセンサ装置において、
センサ装置はホール素子又は磁気抵抗素子を有する無接触センサを有することを特徴とする、請求項１〜５のうちの１項記載の方法を実施するためのセンサ装置。
【請求項７】
センサ装置は回転数センサとして自動車において使用されることを特徴とする、請求項６記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、主請求項の上位概念記載の、センサ装置に対して相対的なエレメントの運動の検出のための、とりわけ回転するエレメントの回転角度の検出のための方法及び装置に関する。
【０００２】
このようなセンサ装置は様々な実施形態において例えば車両において既に適用されている。例えばいわゆるホール素子によっていわゆるアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のためのホイールにおける回転数センサとして、エンジン制御のための回転数及びフェーズ発生器として又はいわゆる走行ダイナミック制御システム及び電気的パワーアシステッドステアリングのためのステアリング角度センサとして適用されている。これらの例えばＤＥ１９７５０３０４Ａ１から公知の複数のセンサ装置は、通常はデジタル信号、例えばスイッチングエッジ（Schaltflanken）をセンサの前で回転するセンサホイールに依存して出力する。
【０００３】
ＡＢＳならびにエンジン及びトランスミッション領域におけるこれらの回転数センサへの基本的な要求には、とりわけ機械的なトレランスに基づいて、できるだけ大きな実現可能なエアギャップならびに振動への高い不感受性が含まれる。これらのセンサ装置には、さらに一連の部分的には矛盾する要求が示されるもので、高感度センサはそれ自体で測定結果を妨害する振動による励振に対しても高感度である。この場合、フルファンクショナリティが一方では非常に大きなエアギャップに対して、すなわち非常に高感度なセンサにおいて実現されるべきであり、他方で小さなエアギャップに対してはこの場合大きなセンサ信号において振動による誤った信号が生じてはならないことが要求される。
【０００４】
このようなセンサ装置の感度を振動に対して最小化するために、従来の回転数センサではしばしば可変ヒステリシスが使用される。この場合、まず最初に信号振幅が測定されなければならない。その後でヒステリシスがフレキシブルに適応される。大きな入力信号に対しては大きなヒステリシスが選択され、小さな入力信号に対しては相応に低減されたヒステリシスが選択され、すなわち、小さいエアギャップにおいてはスイッチングのために必要な振幅が増大される。
【０００５】
同時に、とりわけセンサホイールの停止状態の際にも振動に対するセンサの不感受性が要求され、これはまず最初に高い感度と矛盾し、大きなスイッチングヒステリシスの実現を必要とする。
【０００６】
さらに、実現されるセンサは短時間の信号変化、とりわけ動作中の明らかな振幅低下に対して不感応であることが要求される。よって、フレキシブルなヒステリシスによるこの方法の重大な欠点は、とりわけ信号振幅のこのような大幅な低下を短時間に発生しうる動作中のエアギャップ衝撃（Luftspaltschlag）に対する不感受性の損失である。センサのスイッチング点における予め高められたヒステリシスによって、この場合このようなエアギャップ衝撃の際に、場合によっては信号損失乃至は信号断絶が生じうる。
【０００７】
さらに、適応可能なヒステリシスによる方法はセンサの較正が行われた後でしか適用できない。なぜなら、較正の後でようやく信号振幅がわかるからである。しかし、ヒステリシスの正確な調整のためには、センサはまず最初に信号振幅を測定しなくてならないだろう。調整の直後には測定値がまだ存在しないので、センサにおいてスタート値が、通常は最小値がヒステリシスに対して選択されなければならない。しかし、これは同時にセンサがこの状態では非常に振動に対して敏感であるということを意味する。
【０００８】
さらに、センサは高められたヒステリシスによって磁気的刺激（すなわちセンサホイールが回転している間の磁気的刺激）においても、信号振幅を僅かな期間にわたって激しく低下させうるエアギャップ衝撃に対するロバスト性を失う。
【０００９】
例えば、ＵＳ５４５１８９１Ａ１から、信号振幅に依存するアダプティブなヒステリシスが利用されることが公知である。この場合には結合係数が測定されたセンサ振幅と周波数との商として算定され、この結合係数に基づいてヒステリシスが結合係数と周波数との積に比例して調整される。この公知の方法によってはパッシブなセンサの特性だけが補償され、これらのパッシブなセンサは低い励振周波数に対して非常に小さい信号を供給し、高い周波数に対して非常に大きい振幅を出力する。しかし、信号周波数には無関係に一定の内部信号振幅を供給するセンサの特性は改善されない。
【００１０】
本発明の利点
本発明はセンサ装置に対して相対的なエレメントの運動の検出のための冒頭に挙げた方法の改良に関し、この方法はスイッチング信号はセンサの前を通過するパルス発生器に依存して評価され、スイッチングヒステリシスの適応は評価においてスイッチング信号の値に依存して行われる。
【００１１】
有利には、本発明によれば、エレメントの運動が予め設定される制限値の下である場合に、比較的な大きなスイッチングヒステリシスが調整され、制限値を上回る場合には、低減されたスイッチングヒステリシスが調整される。従って、本発明の核心は、周波数に依存するヒステリシスの導入にあり、この周波数に依存するヒステリシスは場合によっては振幅に依存するヒステリシスによって補足可能である。有利には、予め設定される制限値は測定されるスイッチング信号に対する制限周波数であり、この測定されるスイッチング信号は回転可能なエレメント、例えば自動車における回転数センサの運動の検出の際にパルス発生器としてのセンサホイールのスイッチング信号として評価される。
【００１２】
これによって簡単なやり方で、高い振動不感受性すなわち付加的な振動パルスが生じないことが制限周波数より下で実質的に停止状態において成立することが達成され、さらに、この場合エアギャップ衝撃に対する大きなロバスト性がこの制限周波数より上で保証され、すなわち、パルスが欠けることがないことが達成される。制限周波数を基準にして信号周波数を評価することのほかに、任意の種類の停止状態識別も利用でき、この結果、比較的大きなスタートヒステリシスの活性化が達成される。
【００１３】
有利な実施形態によれば、スタートヒステリシスとしての比較的大きなスイッチングヒステリシスの決定のために、スイッチング信号の予め測定された振幅を使用することができ、他の有利な実施形態によればスタートヒステリシスとしての比較的大きなスイッチングヒステリシス及び／又は制限値を上回った後の乃至は停止状態の終了後の低減されたスイッチングヒステリシスに対してそれぞれ一定の値が使用される。
【００１４】
有利には、本発明の方法を実施するためのセンサ装置はホール素子又は磁気抵抗素子を有する無接触センサを有する。
【００１５】
有利には、本発明のこのセンサ装置は、回転数センサとして自動車において使用されうる。
【００１６】
図面
センサ装置に対して相対的なエレメントの運動の検出のための本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１はセンサ装置のセンサ信号の曲線及びスイッチングヒステリシスの時間に関する線図であり、センサ信号がスイッチング信号からセンサホイールの停止状態及び回転運動の間に形成されており、
図２はセンサ信号の評価における周波数に依存するスイッチングヒステリシスの曲線の線図であり、
図３はセンサ信号の振幅に依存するスイッチングヒステリシスの曲線の線図であり、
図４はスイッチングヒステリシスの決定のためのフローチャートである。
【００１８】
実施例の記述
図１には時間ｔに関するセンサ装置のセンサ信号の曲線１の線図が示されており、このセンサ信号はこの場合例えば予め設定された回転角度に対するパルスの発生のための従来技術から原理的には周知のセンサホイールの回転運動の検出の際にもとめられる。図１の線図の左部分では領域２がここには図示されていないセンサホイールの停止状態として定義されている。この領域２は例えば予め設定される制限値ｆＧｒｅｎｚより下の領域として、図２にこれに対してパラレルに示されているように、定義される。
【００１９】
図２は図１のセンサ信号１の評価における周波数ｆに依存するスイッチングヒステリシスＨの曲線３を示す。領域２では比較的大きなスイッチングヒステリシス４がＨｙｓｔ０として選択されており、この結果、振動５は測定結果を歪曲するいくつかの信号の原因とはならない。
【００２０】
図１の停止状態領域２が終わった後で乃至は図２の制限値ｆＧｒｅｎｚを上回った後で、低減されたスイッチングヒステリシスＨ１が領域６において調整される。従って、図２は信号周波数ｆ＜ｆＧｒｅｎｚにおいて一定のヒステリシスＨ＝Ｈｙｓｔ０及びｆ＞ｆＧｒｅｎｚにおいて一定のヒステリシスＨ＝Ｈ１を示している。
【００２１】
図３には、図２による一定のヒステリシスＨと振幅依存型ヒステリシスＨとの結合が示されている。ヒステリシスＨの曲線７は信号振幅ＳＡとの関連において示されている。ここでは、予め測定された信号振幅ＳＡに基づく一定のヒステリシスＨ＝Ｈｙｓｔ０の適応が行われる。すなわち、一定のヒステリシスＨｙｓｔ０は振幅の関数である。信号振幅ＳＡの測定が以前にできなかった場合には、例えばセンサ装置のスイッチオンの直後にこれは予め調整された値（デフォルト値）の選択によって行われる。
【００２２】
図４には図１〜３に基づいて説明されたスイッチングヒステリシスＨの決定を含む本発明のセンサの作動方法のフローチャートが図示されている。停止状態ＳＴＳＴ、例えばｆ＜ｆＧｒｅｎｚの識別から開始して、まず最初に大きなスイッチングヒステリシスＨｙｓｔ０が調整される。次いで、測定された信号振幅ＳＡ（図１の位置１を参照）から、センサホイールの運動が識別され、そしてスイッチングヒステリシスＨが値Ｈ１に低減される。次いで測定される信号振幅ＳＡからＨｙｓｔ０に対する新しい値がもとめられ、この新しい値が新たな停止状態において使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】センサ装置のセンサ信号の曲線及びスイッチングヒステリシスの時間に関する線図であり、センサ信号がスイッチング信号からセンサホイールの停止状態及び回転運動の間に形成されている。
【００２４】
【図２】センサ信号の評価における周波数に依存するスイッチングヒステリシスの曲線の線図である。
【００２５】
【図３】センサ信号の振幅に依存するスイッチングヒステリシスの曲線の線図である。
【００２６】
【図４】スイッチングヒステリシスの決定のためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  センサ信号
２  停止状態の領域
３  スイッチングヒステリシスＨ
４  比較的大きなスイッチングヒステリシスＨｙｓｔ０
５  振動
６  低減されたスイッチングヒステリシスの領域
７  振幅依存型ヒステリシス
ＳＡ  信号振幅
ＳＴＳＴ  停止状態
ｆｇｒｅｎｚ  制限値
ｆ  周波数
Ｈ１  低減されたスイッチングヒステリシス
Ｈ  ヒステリシス
【図１】
2005526248.tif 000003
【図２】
2005526248.tif 000004
【図３】
2005526248.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2005526248.tif 000007
2005526248.tif 000008
2005526248.tif 000009
2005526248.tif 000010
2005526248.tif 000011
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