(57)【要約】【課題】自動的な増幅制御無しで、またセンサ出力信号のピークを検知せずに正確な角度検知を可能にし、そのようにして上記のアプローチの欠点を回避する、回転する対象の角度位置を検知するための装置と方法を提供する。【解決手段】装置に関しては、スイッチング閾値はセンサ出力信号のレベルが対象の角度位置の関数として急速に変化する値領域内に位置することによって解決される。方法に関しては、スイッチング閾値には、センサ出力信号のレベルが対象の角度位置の関数として急速に変化する値領域を選択することにより解決される。【選択図】図２
2004157116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも対象（１、２）の角度位置（φ）に依存するセンサ出力信号（Ｂ）を供給するセンサ（３、４）と、該センサ出力信号（Ｂ）及びスイッチング閾値（Ｃ、Ｊ）を受信し、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが該スイッチング閾値と交差する場合には検知信号（Ｄ）を供給する評価回路（５、６）とを備えた、回転する対象の角度位置を検知する装置において、
前記スイッチング閾値（Ｃ、Ｊ）は、前記センサ出力信号のレベルが前記対象の角度位置の関数として急速に変化する値領域内に位置することを特徴とする、回転する対象の角度位置を検知する装置。
【請求項２】
前記センサ出力信号は正弦波状に前記対象の角度位置と共に変化する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記スイッチング閾値は前記センサ出力信号（Ｂ）の平均値（Ｏ）である、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
入力側が前記センサ出力信号（Ｂ）を受信し、出力側（９）が前記スイッチング閾値を表す信号（Ｏ）を供給する平均値形成回路（７、８、９）が設けられている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記スイッチング閾値は第１の基準レベル（Ｅ；Ｇ）によって規定されており、前記評価回路（５、６）は前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが上方から来て前記第１の基準レベル（Ｅ、Ｇ）と交差するときには前記検知信号を供給し、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが下方から来て前記第１の基準レベルと交差するときには検知信号を供給しない、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記スイッチング閾値は第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）によって規定されており、前記評価回路（５、６）は、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが下方から来て前記第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）と交差するときには前記検知信号を供給し、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが上方から来て前記第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）と交差するときには検知信号を供給しない、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）は前記第１の基準レベル（Ｅ；Ｇ）よりも高い、請求項５及び請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記評価回路は、第１の受信側において前記センサ出力信号（Ｂ）を受信し、２つの入力側における前記信号（Ｂ；Ｃ）のレベルが相互に交差するときには前記検知信号（Ｄ）を出力側に供給する、２つの入力側を備えた比較器（５）と、前記第１の基準レベル（Ｅ；Ｇ）または第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）を前記比較器（５）の第２の入力側に選択的に供給する選択回路（６）とを包含する、請求項５から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記２つの基準レベル（Ｅ、Ｆ）は前記センサ出力信号（Ｂ）の平均値（Ｏ）の両側に位置する、請求項５から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記２つの基準レベル（Ｊ；Ｇ、Ｈ）は中央レベル（Ｏ）と、該中央レベル（Ｏ）から上方ないし下方に向かって距離をおく２つのレベル（Ｆ；Ｅ）のうちのそれぞれ１つのレベルとの間において可変であり、前記第１の基準レベル（Ｊ；Ｇ）は前記センサ出力信号（Ｂ）が上方から来て第１の基準レベル（Ｊ；Ｇ）と交差するときには中央レベル（Ｏ）にあり、前記第２の基準レベル（Ｊ；Ｈ）は前記センサ出力信号（Ｂ）が下方から来て第２の基準レベル（Ｊ；Ｈ）と交差するときには中央レベル（Ｏ）にある、請求項５から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
センサ出力信号から基準レベルの変化を導出する位相シフト回路または微分回路（２６）を有する、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記評価回路は第２の比較器（２４；２５）及び該比較器によって制御されるスイッチ（１９、２０）を包含し、該第２の比較器（２４；２５）の一方の入力側には前記センサ出力信号（Ｂ）が印加され、該第２の比較器（２４；２５）の他方の入力側には前記第１の比較器（５）には同時には印加されない前記２つの基準レベル（Ｊ；Ｇ、Ｈ）が印加され、前記第２の比較器（２４、２５）は該第２の比較器（２４、２５）の２つの入力信号（Ｅ、Ｆ；Ｂ）のレベルが相互に交差するときには前記スイッチ（１９、２０）を切り替える、請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記センサ出力信号（Ｂ）の振幅を検知する振幅検知回路（１１、１５、１６；１２、１７、１８）が設けられている、請求項５から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記振幅検知回路から送出される振幅から２つの基準レベル（Ｅ、Ｆ；Ｇ、Ｈ）を導出する手段（１５、１６；１７、１８）が設けられている、請求項９及び請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記振幅検知回路から送出される振幅から、距離をおく２つのレベル（Ｅ、Ｆ）を導出する手段が設けられている、請求項１０及び請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも対象（１、２）の角度位置に依存するセンサ出力信号（Ｂ）を供給し、該センサ出力信号（Ｂ）のレベルがスイッチング閾値と交差するときには前記対象（１、２）が所定の角度位置に達したことを確認するセンサ（３）を用いて該回転する対象（１、２）の角度位置を検知する方法において、
前記スイッチング閾値には、前記センサ出力信号のレベルが前記対象（１、２）の角度位置の関数として急速に変化する値領域を選択することを特徴とする、回転する対象の角度位置を検知する方法。
【請求項１７】
前記センサ出力信号（Ａ）を正弦波状に前記対象（１、２）の角度位置（φ）と共に変化させる、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記スイッチング閾値を前記センサ出力信号（Ｂ）の平均値（Ｏ）の近傍に選択する、請求項１６または１７記載の方法。
【請求項１９】
前記スイッチング閾値を第１の基準レベル（Ｅ；Ｇ）及び第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）によって規定し、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが上方から来て前記第１の基準レベル（Ｅ；Ｇ）と交差するときには前記対象が第１の所定の角度位置（φ２）に達したことを確認し、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが下方から来て前記第１の基準レベル（Ｅ；Ｇ）と交差するときには前記対象が前記第１の所定の角度位置（φ２）に達したことは確認しない、請求項１６から１８までのうちのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
前記スイッチング閾値を第１の基準レベル（Ｅ；Ｇ）及び第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）によって規定し、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが下方から来て前記第２の基準レベル（Ｆ；Ｈ）と交差する場合には前記対象（１、２）が第２の所定の角度位置（φ５）に達したことを確認し、前記センサ出力信号（Ｂ）のレベルが上方から来て前記第２の基準レベル（Ｅ；Ｇ）と交差するときには前記対象が前記第２の所定の角度位置（φ５）に達したことは確認しない、請求項１６から１９までのうちのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の基準レベルを前記第１の基準レベルよりも高く選択する、請求項１９または２０記載の方法。
【請求項２２】
前記２つの基準レベル（Ｅ、Ｆ）を前記センサ出力信号の平均値（Ｏ）の両側に選択する、請求項１９、２０または２１記載の方法。
【請求項２３】
前記センサ出力信号（Ｂ）の振幅を測定し、前記２つの基準レベル（Ｅ、Ｆ）の差分を該振幅に基づき設定する、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記２つの基準レベル（Ｇ、Ｈ）を、中央レベル（Ｏ）と、該中央レベル（Ｏ）から上方ないし下方に向かって距離をおくレベル（Ｆ；Ｅ）との間で変化させ、前記センサ出力信号（Ｂ）が上方から来て第２の基準レベル（Ｈ）と交差した後（φ１）に前記第１の基準レベル（Ｇ）を中央レベル（Ｏ）にし、前記センサ出力信号（Ｂ）が下方から来て前記第１の基準レベル（Ｇ）と交差した後（φ４）に前記第２の基準レベル（Ｈ）を中央レベル（Ｏ）にする、請求項１９、２０または２１記載の方法。
【請求項２５】
前記センサ出力信号（Ｂ）の振幅を測定し、距離をおいた前記２つのレベル（Ｆ；Ｅ）の差分を該振幅に基づき設定する、請求項２４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも対象の角度位置に依存するセンサ出力信号を供給するセンサと、センサ出力信号及びスイッチング閾値を受信し、センサ出力信号のレベルがスイッチング閾値と交差する場合には検知信号を供給する評価回路とを備えた、回転する対象の角度位置を検知する装置に関する。さらに本発明は、少なくとも対象の角度位置に依存するセンサ出力信号を供給し、センサ出力信号のレベルがスイッチング閾値と交差する場合には対象が所定の角度位置に達したことを確認するセンサを用いて回転する対象の角度位置を検知する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置及び方法は、たとえば自動車エンジンに使用され、クランクシャフトまたはバルブ位置の正確な角度位置を検知し、この検知された位置に基づきたとえば自動車エンジンのシリンダにおける燃焼を制御する。そのような燃焼の排ガスにおける有害物質含有量は、点火時点したがって点火が制御されるべき制御位置を検知できる精度に決定的に依存する。
【０００３】
そのような環境に適用することができる、角度位置を検知するための装置が多数公知である。実質的に、そのような装置において生じる可能性のある検知誤りには２つのグループが存在する。これらの検知誤りは、１つはそのような装置の角度位置を検知すべき対象への取り付けの際、または装置のコンポーネントの位置決めの際の不正確性と相互に関連する一定の角度誤りであり、もう１つは推計学的に、回転数に依存するまたは熱的に制限されている可能性のある時間的に変化する誤りである。これらの誤りは種々の原因を有しているものである。現行の角度位置検地装置においては大部分はセンサとして、検知すべき対象に取り付けられている磁石と相互的に作用する、誘導性磁気センサまたはホールセンサが使用されている。これらのセンサは検知すべき磁石の位置と共に常に変化するセンサ出力信号を供給し、このセンサ出力信号の振幅は検知すべき対象とセンサとの間の間隔に大きく依存する。対象の回転数の変化は、周波数もセンサ出力信号の形状も変化させるので、一般的にセンサ出力信号のレベルからは所定の角度位置を一義的には推量することができない。この問題を克服するために、実質的に２つの技術が公知である。第１の技術は自動的に制御される増幅器を使用することであり、この増幅器にはセンサ出力信号が供給されて、増幅器はこのセンサ出力信号から所定の振幅を有する信号を形成し、この信号から増幅制御された信号の所定の値は検知すべき対象の同一の角度位置に常に相当するということが推量される。この方法は制御がセンサ車輪の障害または偏心距離に反応し、そのような状況では付加的な測定誤りが生じるという欠点を有する。
【０００４】
第２の公知の技術は、センサ出力信号の信号ピークをそれぞれ検知し、この信号ピークに基づき検知すべき対象の角度位置を検出するものである。ここではセンサ出力信号が、その値が変動する場合であっても、検知すべき対象の常に同一の角度位置においてその最大値に達するということを基礎としている。この技術では以下のような問題が生じる。すなわち、通常の誘導性磁気センサまたはホールセンサの出力信号は多少なれとも正弦波状であり、その結果非常に平坦な信号ピークを有し、これらの平坦な信号ピークはノイズ及び外乱に対して非常に敏感であるという問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、自動的な増幅制御を行わず、またセンサ出力信号のピークを検知せずに正確な角度検知を可能にし、そのようにして上記のアプローチの欠点を回避する、回転する対象の角度位置を検知するための装置と方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、装置に関しては、スイッチング閾値はセンサ出力信号のレベルが対象の角度位置の関数として急速に変化する値領域内に位置することによって解決される。方法に関しては、スイッチング閾値には、センサ出力信号のレベルが対象の角度位置の関数として急速に変化する値領域を選択することにより解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上記の第２のアプローチではセンサ出力信号の評価のために算出された、センサ出力信号と検知すべき対象の角度位置との関数が最小値に達するセンサ信号の値領域が参照点として選択される一方で、本発明によれば、対象が検知すべき角度位置を有するということが超過時に確認されるスイッチング閾値については、センサ出力信号が角度位置と共に急速に変化するこのセンサ出力信号の値領域が選択される。何が角度位置に依存する急速な変化であるかは、検知信号レベルと検知すべき対象の角度位置との関数的な関係に関連させるだけで必然的に規定することができる。つまり、例えばレベルの急速な変化を有する値領域として、センサ出力信号の導関数の値が角度位置に応じてこの導関数の最大値の少なくとも１０、２０、３０または５０％である角度位置に相当する値領域を規定することができる。複数の適用状況に該当するが、例えばセンサ出力信号が正弦波状に対象の角度位置と共に変化するとした場合、センサ出力信号のレベルが急速に角度位置と共に変化する領域はそれぞれ、センサ出力信号がこのセンサ出力信号の固有の平均値と交差する角度位置の周辺に存在する。
【０００８】
したがって好適には、この平均値の近傍においてスイッチング閾値が選択される。
【０００９】
センサ出力信号の平均値は所定のタイプのセンサについては、このセンサが使用される環境に応じて変化する可能性があるので、好適には本発明による装置には平均値形成回路が設けられており、この平均値形成回路においては入力側がセンサ出力信号を受信し、出力側がスイッチング閾値を表す信号を供給する。そのような平均値形成回路は本発明による装置を、取り付け状況またはドリフトに起因するセンサ出力信号の平均値のずれに依存させない。
【００１０】
センサ出力信号は対象の角度位置と共に常に変化するので、極限値ではないセンサ出力信号の各レベルは、対象の２つの異なる角度位置に相当する。これらの２つの位置を相互に異ならせ、選択的にそれらのうちの１つだけを検知するために、スイッチング閾値は有利には第１の基準レベルによって規定され、評価回路はセンサ出力信号のレベルが上方から来てこの第１の基準レベルと交差するときのみ検知信号を供給し、センサ出力信号のレベルが下方から来てこの第１の基準レベルと交差するときには検知信号を供給しない。同様に勿論第２の基準レベルも規定することができ、この第２の基準レベルでは評価回路はセンサ出力信号のレベルが下方から来て第２の基準レベルと交差するときに検知信号を供給し、センサ出力信号のレベルが上方から来て第２の基準レベルと交差するときには検知信号を供給しない。
【００１１】
２つの基準レベルが同時に本発明による装置において規定され、これらの２つの基準レベルが異なるものであることは殊に有利であり、何故ならばこのことは、対象が一回転する間の信号ノイズに基づいて対象の所定の角度位置が誤って何度も検知されることを抑制するヒステリシスを簡単に生じさせることを可能にするからである。
【００１２】
検知信号を供給する評価回路は有利には２つの入力側を有する比較器を包含し、この比較器は第１の入力側においてセンサ出力信号を受信し、２つの入力側における信号のレベルが相互に交差する場合には出力側に検知信号を供給し、またこの評価回路は第１または第２の基準レベルを比較器の第２の入力側に選択的に供給する選択回路を包含する。
【００１３】
第１の簡単な出力によれば、２つの基準レベルはそれぞれセンサ出力信号の平均値の両側に選択されている。対象の角度位置とセンサ出力信号との間の関数的な関係の知識において、平均値からの２つの基準レベルの距離をそれぞれ以下のように選択することができる。すなわちこれらの２つの基準レベルは、センサ出力信号が平均値と交差する角度位置からそれぞれ同一の距離をおく対象の２つの角度位置に相当するように選択することができる。これに関して角度位置とセンサ出力信号の関係が正弦波状である場合には、２つの基準レベルはそれぞれ同一の距離をおいて平均値の上方ないし下方に位置していなければならない。
【００１４】
本発明のさらに発展した出力によれば、２つの基準レベルは中央レベルと、この中央レベルから上方ないし下方に向かって距離をおく２つのレベルの内のそれぞれ１つのレベルとの間において可変であり、第１の基準レベルはセンサ出力信号が上方から来て第１の基準レベルと交差するときには中央レベルにあり、第２の基準レベルはセンサ出力信号が下方から来て第２の基準レベルと交差するときには中央レベルにある。前者の場合にも後者の場合にもセンサ出力信号の中央レベルの通過が正確に検知され、それにもかかわらずヒステリシスは実現される。
【００１５】
２つの基準レベルがそれぞれ適切な時点に中央レベルにあることを保証する種々の可能性が存在する。その１つとしてはセンサ出力信号から基準レベルの変化を導出するための、位相シフト回路または微分回路である（ここで、角度位置とセンサ出力信号との間の関係が正弦波状である場合にはこれら２つの回路の間に差は無い）。そのような回路を用いて得られる微分されたセンサ出力信号を、その符号に応じて第１の基準レベルもしくは第２の基準レベルを中央レベルにするために使用することができる。
【００１６】
択一的には、評価回路が少なくとも１つの第２の比較器及び比較器によって制御される少なくとも１つのスイッチを包含し、比較器の一方の入力側にはセンサ出力信号を印加し、比較器の他方の入力側には同時には第１の比較器に印加されない２つの基準レベルを印加し、第２の比較器はこの第２の比較器の２つの入力信号のレベルが相互に交差するときにはスイッチを切り替える。
【００１７】
さらに装置にはセンサ出力信号の振幅を検地する振幅検知回路が設けられていることは有利である。例えばそのような振幅検知回路を、この振幅検知回路によって２つの基準レベル、またはこの基準レベルが可変である場合には中央レベルと距離をおくレベルを導出するために使用することができる。
【００１８】
本発明のさらなる特徴及び利点は図面と関連させた以下の説明及び実施例から生じる。
【実施例】
【００１９】
図１には参照記号１でもって、例えば内燃機関のクランクシャフトにおけるセンサ車輪のような回転する対象が示されている。センサ車輪１は磁石２を有する。検知装置は、例えば誘導性センサまたはホールセンサである磁界センサ３を包含し、この磁界センサ３はセンサ出力信号Ａを供給する。
【００２０】
センサ出力信号Ａは図２においてはセンサ車輪の回転角度φの関数として示されており、正弦関数に似た経過を有し、正弦関数の各周期は対象の一回転に相当する。
【００２１】
磁界センサ３の出力側には増幅器４が接続されており、この増幅器４は増幅されたセンサ出力信号Ｂを供給する。図２に示されているように、増幅器４はセンサ出力信号Ａの振幅が大きくなると飽和状態になる。このことは本発明の適用にとって有用であり、何故ならばこのようにして、良好に検知すべき急峻な零通過を有するさらに処理すべき信号を得られるからである。しかしながらこのことは本発明の適用には必ずしも必要ではない。
【００２２】
増幅されたセンサ出力信号Ｂは比較器５の第１の入力側に供給される。比較器５の第２の入力側には基準レベルが印加され、この基準レベルはスイッチ６によってこのスイッチ６の入力側に存在する２つの基準レベルＥ、Ｆの間で選択されている。基準レベルＥ、Ｆはそれぞれ以下のようにして選択されている。すなわち、これらの基準レベルＥ、Ｆが同一の角度間隔をおいて、零通過φ２の手前に位置する角度位置φ１ないし後方に位置する角度位置φ３において、増幅されたセンサ出力信号Ｂの曲線と交差するように選択されている。信号Ｂが値０を有するように恣意的に選択されている図２における時間原点では、基準レベルＣは高い値Ｆを有する。比較器５は出力信号Ｄ＝０を供給する。回転角度φ０において信号Ｂの値が下方からレベルＦと交差すると、比較器５の出力信号Ｄは０から１に反転し、センサ車輪は回転位置φ０にあるという事実が示される。それと同時に出力信号Ｄが変化することによりスイッチ６が切り替えられ、その結果低い基準レベルＥが比較器５の第２の入力側に印加される。比較器５の出力信号Ｄについてはこのことは差し当たり変化を生じさせない。回転位置φ３において信号Ｂが低い基準レベルＥより下に降下したときに初めて、比較器５の出力信号Ｄは０に戻り、スイッチ６は新たに切り替えられ、基準レベルＦが再び比較器５の第２の入力側に印加される。信号Ｂが再びレベルＦより上に上昇すると、装置の１つの動作サイクルが経過したことになる。本発明による装置はセンサ出力信号Ａの急速な変化に反応するので、センサ車輪が位置φ０（またはφ３）にある時点を正確に検出することができる。
【００２３】
図３は、図１の装置の第１の発展形態を示す。この発展形態では増幅器４の出力側に、ここでは抵抗７及びコンデンサ８からなるＲＣ素子である平均値形成回路が接続されており、この平均値形成回路は増幅器の出力側を直列にアースと接続する。回路が動作している間に抵抗と比較器との間の中間点９において生じる電位は、ＲＣ素子の時定数を適切に選択すれば増幅されたセンサ出力信号Ｂの平均電圧に相当する。この中間点９は加算素子１０の第１の入力側と接続されており、この加算素子１０の第２の入力側はスイッチ６の出力側と接続されており、また加算素子１０の出力側は比較器５の第２の入力側と接続されている。加算素子１０はスイッチ６によって切り替えられるそれぞれの基準電位に、増幅されたセンサ出力信号Ｂの平均電圧を重畳し、センサ３のドリフト、増幅器４のドリフト及びセンサ出力信号Ａの平均値を０から偏差させてしまう場合によっては生じるセンサ車輪１の不平衡に対して回路を鈍感にする。つまり、場合によってはこのようなドリフトが生じたとしても、比較器５の出力信号Ｄはセンサ車輪の常に同一の角度位置において変化することが保証されている。
【００２４】
新たな発展形態が図４に示されている。この構成はここでは基準電位Ｅ、Ｆがセンサ出力信号Ａから導出されるという点で前述した２つの構成と異なる。このために装置には、（飽和したまたは飽和していない）増幅されたセンサ出力信号Ｂに関する振幅検知回路が装備されている。振幅検知回路はここではそれぞれがダイオード１１、１２及びコンデンサ１３、１４からなる２つの直列回路として実現されており、これらの直列回路は一方では増幅器４の出力側と接続されており、他方ではＲＣ素子７、８の中間点９と接続されている。ダイオード１１、１２はそれぞれ逆並列に接続されており、その結果、信号Ｂが中間点９における平均電位Ｏを下回る電位を有する場合にはダイオード１１を介してコンデンサ１３が充電され、信号Ｂのレベルが中間点９における電位Ｏを上回っている場合にはコンデンサ１４はダイオード１２を介して充電される。抵抗１５、１６ないし１７、１８からなる２つの分圧器は、それぞれコンデンサ１３ないし１４に並列に接続されている。２つの分圧器はコンデンサ１３、１４を介して印加されている電圧を同一の割合で分配し、これらの電圧を基準レベルＥないしＦとしてスイッチ６に供給する。この回路によって基準レベルＥ、Ｆはそれぞれ、分圧器１５から１８の分配比により設定された、増幅されたセンサ出力信号Ｂの振幅に対して一定の割合にあることが保証されているので、その結果信号の振幅が変化する場合でもこの装置はセンサ車輪１の同一の角度位置φ０（ないしφ３）において反応することが保証されている。
【００２５】
今まで考察した構成では、出力信号Ｄを０ないし１に切り替えるための異なる基準レベルを選択するためにヒステリシスを実現することが必要とされる。これらの基準レベルを可能な限りＢの平均値Ｏに近い値に選択することが望ましく、何故ならばこれらの基準電位が平均値Ｏに近付けば近付くほど、センサ車輪１の回転速度が変化する際にＡの振幅とこの回転速度との関係から生じる可能性のある検知誤りは少なくなるからである。しかしながら２つの基準レベル間の差を小さくすればするほど、センサ出力信号Ａにおける雑音成分によって、装置が過度に早くまたは過度に遅く反応するという検知誤りがもたらされる危険は大きくなる。
【００２６】
図５は、一見すると矛盾する要求を相互に調和し、センサ出力信号Ａがこのセンサ出力信号Ａの平均値と交差する角度位置を正確に検知し、それにもかかわらずヒステリシスを実現することができる、本発明による検知装置の発展形態を示す。この構成では、ここではＨ、Ｇと表すスイッチ６に供給される基準レベルは、一定であるのではなく、ないし前述のドリフトも含めて一定であるのではなく、これらの基準電位はセンサ車輪１の各回転の経過時に、ＲＣ素子７、８によって得られる増幅されたセンサ出力信号Ｂの平均電位Ｏと、振幅検知回路１１から１８から供給される、この平均電位Ｏと同一の値だけ上方ないし下方に向かってそれぞれ距離をおく電位Ｅ、Ｆとの間で切り替えられる。切り替えは２つのスイッチ１９、２０を用いて行われ、これらのスイッチ１９、２０はやはりＲＳフリップフロップ２２の出力信号Ｋによって制御されている。ＲＳフリップフロップ２２のセット及びリセット入力側はそれぞれ１つのコンデンサ２３を介して比較器２４、２５の出力側と接続されている。比較器２４の入力側は増幅されたセンサ出力信号Ｂないし基準レベルＥと接続されており、比較器２５の入力側は増幅されたセンサ出力信号Ｂないし基準レベルＦと接続されている。
【００２７】
この構成の動作形式を図６のグラフに基づき詳細に説明する。信号Ｂは図２と同一のものとする。磁界センサ３の直接的な出力信号Ａは図６には示されていない。２つの比較器２４、２５はＢからそれぞれ１つの論理信号ＬないしＭを導出する。信号ＬはＢがレベルＦよりも低い場合には値１を有し、それ以外の場合には値は０である。信号ＭはＢがレベルＥより上にある場合には値１を有し、それ以外の場合には値は０である。コンデンサ２３はそれぞれ１つのパルスを信号Ｌ、Ｍの上昇するエッジにおいてＲＳフリップフロップに伝送し、このフリップフロップ２２をセットまたはリセットする。これらのパルスは図６における信号Ｌ、Ｍのグラフにおいて破線で示されている。それぞれ信号Ｌ、Ｍの降下するエッジに相当する負のパルスはＲＳフリップフロップ２２に影響を及ぼさないので、図には示していない。これらの負のパルスを（図示していない）ダイオードを通してアースに流すこともできる。
【００２８】
フリップフロップ２２の出力信号Ｋの経過から分かるように、この出力信号Ｋはそれぞれ、角度位置φ１における信号Ｌの上昇するエッジによってセットされ、角度位置φ４における信号Ｍの下降するエッジによってリセットされる。したがってフリップフロップ２２はスイッチ１９、２２をそれぞれ信号Ｂが零通過（φ２またはφ５）する直前に切り替える。詳細に述べると、フリップフロップ２２は信号Ｂの降下時の零通過（φ２）の直前にスイッチ２０の出力信号ＧをレベルＥから０に切り替え、スイッチ１９の出力信号Ｈをレベル０からＦに切り替える。
【００２９】
φ＝０におけるグラフの出発点では、スイッチ６は信号Ｇを信号Ｊとして比較器５に伝送する。つまり角度φ１までは信号ＪはレベルＥを有し、したがって信号Ｂよりも低く、また比較器５の出力信号Ｄは常に論理的に１である。角度φ１において信号Ｇが０になると、信号Ｊも同様に０になるが、比較器５の入力信号の量の割合はこのことによっては変化しないので、比較器５の出力信号Ｄはレベル１を維持する。信号Ｂがφ２において零通過したときに初めて量の割合は変化し、出力信号Ｄは０になる。このことはスイッチ６の切り替えを生じさせ、スイッチ６は比較器５への信号をＨに切り替える。これに伴う信号ＪのＦへのレベル上昇は出力信号Ｄを変化させず、出力信号Ｄは０のままである。しかしながら信号Ｂに乱れがあっても少なくとも振幅Ｆを有しているので、ヒステリシスは達成され、出力信号Ｄは新たに切り替えられる。
【００３０】
角度φ４において信号Ｂが再びレベルＥを上回り上昇すると、フリップフロップ２２はリセットされ、信号Ｇは０からＥになり、信号Ｈ、ＪはＦから０になる。したがって比較器のスイッチング閾値は適時に、φ５における信号Ｂの零通過の手前で再び０にあり、位置φ５は正確に検知され、出力信号Ｄの上昇するエッジとして示される。
【００３１】
図７には、信号Ｂの零通過に相当するセンサ車輪１の角度位置が正確に検知されている別の回路変形形態が示されている。ここでは比較器２４、２５及びフリップフロップ２２が、信号Ｂの時間的な導関数ｄＢ／ｄｔを形成する微分素子２６及びトリガ回路２７に置換されている。
【００３２】
図７の回路における信号の経過が図８に示されている。ここでの説明においては例である一時的に飽和する信号Ｂの経過では、ｄＢ／ｄｔに関しては、導関数が現れない区間によって分けられており、正と負の区間が交互に現れる、図面に示されている経過が生じる。トリガ回路２７はそこからスイッチ１９、２０を制御する信号Ｋを形成し、この信号Ｋはそれぞれ増幅器４が飽和していない角度区間においてＢの導関数の符号に応じて値０または１を取り、その間の区間では原則として任意の値を取ることができる。何故ならば、この区間は回路の機能にとっては重要ではないからである。
【００３３】
スイッチング信号Ｋの形状から、スイッチ１９、２０の出力信号Ｈ、Ｇに関しては、増幅器４が飽和していないときに図８に実線で示されているレベルＥまたは０ないし０またはＦが生じる。図５の構成と同様に、角度区間〔φ１、φ３〕において信号Ｂのエッジが降下している間は先ず、０レベルを有する信号Ｇが信号Ｊとして比較器５の入力側に印加され、φ２における零通過時にレベルＦを有する信号Ｈに切り替えられる。信号Ｂの負の半波の経過においては信号Ｈ、それとともに信号Ｊが０になると、信号Ｂの上昇するエッジが角度位置φ５において０を通過したときに、０レベルが再び比較レベルとして比較器５に印加される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】角度位置を検知するための本発明による装置の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】図１の回路の種々の時点における信号経過である。
【図３】本発明による装置の第２の実施形態である。
【図４】本発明による装置の第３の実施形態である。
【図５】本発明による装置の第４の実施形態である。
【図６】図５の回路の種々の時点における信号経過である。
【図７】本発明による装置の第５の実施形態である。
【図８】図７の回路の種々の時点における信号経過である。
【符号の説明】
【００３５】
１  センサ車輪、  ２  磁石、  ３  磁界センサ、  ４  増幅器、  ５、２４、２５  比較器、  ６、１９、２０  スイッチ、  ７、１５、１６、１７、１８  抵抗、  ８、１３、１４、２３  コンデンサ、  ９  中間点、  １０  加算素子、  １１、１２  ダイオード、  ２２  フリップフロップ、  ２６  微分素子、  ２７  トリガ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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