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DE102007018238A1 - Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierbaren Teils - Google Patents

Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierbaren Teils Download PDF

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DE102007018238A1
DE102007018238A1 DE200710018238 DE102007018238A DE102007018238A1 DE 102007018238 A1 DE102007018238 A1 DE 102007018238A1 DE 200710018238 DE200710018238 DE 200710018238 DE 102007018238 A DE102007018238 A DE 102007018238A DE 102007018238 A1 DE102007018238 A1 DE 102007018238A1
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sensor
pole wheel
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magnetic field
pole
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Withdrawn
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DE200710018238
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English (en)
Inventor
Steffen Haefelein
Patrick Calandrini
Martin Gerhaeusser
Kurt Beck
Claus Bischoff
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierbaren Teils, die ein mit dem rotierbaren Teil koppelbares drehbewegliches magnetisches Polrad mit über den Umfang alternierend angeordneten magnetischen Nordpolen und Südpolen und Sensormittel umfasst, die ein magnetfeldempfindliches Sensorelement aufweisen, das das von dem Polrad erzeugte Magnetfeld erfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Sensormittel zwei in einem Abstand angeordnete magnetfeldempfindliche Sensorelemente und einen ferromagnetischen Flussleiter aufweisen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierbaren Teils nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Vorrichtungen zur Erfassung der Drehzahl von rotierbaren Teilen kommen in der Kraftfahrzeugindustrie in vielfältiger Form beispielsweise als Raddrehzahlsensoren, Nockenwellensensoren oder Kurbelwellensensoren zum Einsatz. Die dabei verwandten Messprinzipien sind vielfältig, wobei sich berührungslos arbeitende Systeme als robust gegenüber hohen Temperaturen und Verschmutzungen und damit als besonders vorteilhaft erwiesen haben. In der Kraftfahrzeugtechnik werden hierzu auch Vorrichtungen eingesetzt, die magnetfeldempfindliche Sensorelemente wie beispielsweise Hallsensorelemente, Feldplattensensoren oder magnetoresistive Sensoren wie AMR- oder GMR-Sensoren verwenden. Das magnetfeldempfindliche Sensorelement wird in der Nähe eines Rotors angeordnet, der mit der Drehzahl desjenigen Teiles rotiert, dessen Drehzahl erfasst werden soll. Neben den überwiegend eingesetzten magnetisch passiven Rotoren, beispielsweise Zahnrädern, werden auch magnetisch aktive Polräder mit alternierend angeordneten Nordpolen und Südpolen als Rotoren verwandt, da aufgrund des eigenen Magnetismus der Polräder das Sensorelement in einem größeren Abstand zum Rotor angeordnet werden kann, was vielfältigere Anwendungen erlaubt. Die Sensoren erfassen die Änderung der magnetischen Flussdichte oder Feldrichtung und ermitteln hieraus eine Drehzahl.
  • Eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierbaren Teils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise bekannt aus der Fachzeitschrift „Bosch–Gelbe Reihe, Technische Unterrichtung, Elektrik und Elektronik für Kraftfahrzeuge, Sensoren im Kraftfahrzeug", 1. Ausgabe, Juni 2001, ISBN-3-7782-2031-4, Seite 47. Die bekannte Vorrichtung verwendet ein magnetisches Polrad mit alternierend angeordneten Nordpolen und Südpolen und Sensormittel, die ein Hallsensorelement umfassen, das bei einer Drehbewegung des Polrades mit wechselnder Polarität angesteuert wird und ein elektrisches Signal erzeugt, aus dem die Drehzahl des mit dem Polrad drehenden rotierbaren Teiles bestimmt wird. Bei diesen Vorrichtungen zur Erfassung der Drehzahl kann nur eine begrenzte Anzahl von Nord- und Südpolen auf dem Umfang des Polrades angeordnet werden. Da bei einer sehr großen Polzahl die einzelnen Pole immer kleiner werden, schwächt sich das Magnetfeld in Bezug auf die Drehachse des Polrades in radialer Richtung stark ab. Daher müssen die einzelnen Pole ausreichend groß bemessen werden, um in einem Abstand vom Polrad noch ein ausreichend großes Magnetfeld erfassen zu können. Weiterhin muss berücksichtigt werden, dass bei gleicher Drehzahl und einer größer werdenden Anzahl der über den Umfang angeordneten Pole die Frequenz der Magnetfeldänderung am Ort der Sensormittel stark ansteigt. Die üblicherweise verwandten Hallsensorelemente können jedoch sehr hohe Frequenzen nicht mehr ausreichend zuverlässig verarbeiten. Aus diesem Grund wird in der Praxis ein Mindestabstand zwischen der Mitte eines Nordpols und eine benachbarten Südpols des Polrades nicht unterschritten.
  • Aus der oben zitierten Veröffentlichung sind auch Differentialhallsensoren bekannt, die zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Hallsensorelemente aufweisen, die in Kombination mit einem magnetisch passiven Rotor, insbesondere einem Zahnrad als Drehzahlgeber verwandt werden. Der Abstand der Hallsensoren entspricht dabei dem halben Zahnabstand des Zahnrades. Die hier als Sensormittel eingesetzten Differentialhallsensoren, weisen einen Dauermagneten auf, der mit einem dünnen ferromagnetischen Plättchen homogenisiert wird, das einen Pol des Dauermagneten vollständig abdeckt und auf dessen Oberfläche zwei magnetfeldempfindliche Sensoren angeordnet sind.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 kombiniert die Vorteile von Sensormitteln, die zwei magnetfeldempfindlichen Sensorelemente aufweisen, die durch Erfassung des magnetischen Feldstärkenunterschiedes am Ort der beiden Sensorelemente eine zuverlässige Ermittlung der Drehzahl erlauben, mit den Vorteilen eines magnetisch aktiven Polrades, welches eine Magnetfelderfassung in größerem Abstand vom Polrad gestattet. Um das Drehzahlsignal zuverlässig erfassen zu können, ist es erforderlich, dass an am Ort der Sensorelemente eine ausreichend große Feldstärke vorhanden ist. Die Sensormittel werden daher in Bezug auf die Drehachse des Polrades in einem radialen Abstand vom Polrad angeordnet, der mindestens so groß bemessen ist, das eine Berührung des Polrades ausgeschlossen ist, und der höchstens so groß sein darf, dass die Sensorelemente noch eine ausreichend große Feldstärke erfassen. Der maximale Abstand der Sensormittel vom Polrad stellt eine Begrenzung der Gestaltungsfreiheit dar, die dem Entwickler aufgegeben ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Verlauf der Feldlinien eines magnetischen Polrades am Ort der beiden Sensorelemente eines Sensormittels, welches nach dem Differentialmessprinzip arbeitet, ohne weitere Maßnahmen nicht optimal ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass einerseits der Abstand einer magnetischen Nordpolmitte von einer benachbarten Südpolmitte auf dem Umfang des Polrades einen durch die Obergrenze der Polanzahl vorgegebenen Mindestabstand von typischerweise 10 mm nicht unterschreiten sollte und andererseits die beiden magnetfeldempfindlichen Sensorelemente nicht in einem beliebig großen Abstand voneinander angeordnet sei können. Letzteres ist darauf zurückzuführen, dass die Sensorelemente preisgünstig auf einem gemeinsamen Chip hergestellt werden, beziehungsweise am Markt erhältliche Sensormittel verwandt werden, die zwei auf einem gemeinsamen Chip, beispielsweise einem Hall-IC-Chip angeordnete Hallsensoren verwenden. Aufgrund der Beschränkung der Chipgröße auf ein wirtschaftlich herstellbares Maximalmaß ist auch der Abstand der beiden Sensorelemente beschränkt. Typische Abstände der magnetfeldempfindlichen Sensorelemente liegen daher in der Größenordung von 2,5 mm und sind deutlich kleiner als der Abstand einer Nordpolmitte von einer benachbarten Südpolmitte des Polrades.
  • Aus diesem Grund verlaufen die magnetischen Feldlinien in einer Drehstellung des Polrades, in welcher das erste Sensorelemente einem Nordpol gewandt ist und das zweite Sensorelement einen benachbarten Südpol zugewandt ist, relativ flach. Das heißt, die in radialer Richtung verlaufende, senkrecht zur Sensorfläche der Sensorelemente orientierte und daher für die Auswertung relevante Magnetfeldkomponente ist relativ klein, wohingegen die tangential zum Polrad verlaufende Magnetfeldkomponente, die parallel zur Sensorfläche orientiert ist und für die Auswertung weniger relevant ist, relativ groß ist. Da es aus den genannten Gründen nicht möglich ist, die Pole zu verkleinern oder aber die Sensorelement weiter beabstandet voneinander auf dem Chip anzuordnen, so dass die Sensorelemente den Polmitten eines benachbarten Nordpols und Südpols genau gegenüberliegen und die magnetischen Feldlinien senkrecht zu den Sensorflächen verlaufen, ist das von den Sensormitteln ausgewertete Signal nicht optimal, da der tangentiale Feldanteil am Ort der beiden Sensormittel gerade bei derjenigen Drehstellung am größten ist, die für die Signalauswertung eigentlich den größten Signalhub liefern sollte.
  • Es wurde gefunden, dass durch einen an den Sensormitteln angeordneten ferromagnetischen Flussleiter der Feldlinienverlauf vorteilhaft derart veränderbar ist, dass die senkrecht zur Sensorfläche der beiden Sensorelemente verlaufende Magnetfeldkomponente im Vergleich zu einem Sensorsmittel ohne ferromagnetischen Flussleiter deutlich vergrößert ist. Aus diesem Grund liefert ein Sensormittel, das zwei in einem Abstand angeordnete magnetfeldempfindliche Sensorelemente und einen ferromagnetischen Flussleiter aufweist, ein größeres Signal als ohne den ferromagnetischen Flussleiter. Die verbesserte Signalerfassung hat vielfältige vorteilhafte Auswirkungen auf Freiheitsgrade bei der anwendungsspezifischen Ausgestaltung der Vorrichtung.
  • Vorteilhafte Ausbildungen und Weiterentwicklungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen ermöglicht.
  • Vorzugsweise bilden die Sensormittel ein Differenzsignal, insbesondere ein Differenzspannungssignal, der von den beiden Sensorelementen erzeugten Ausgangssignale, wobei die Sensorelemente vorzugsweise Hallsensorelemente sind. Vorteilhaft wird durch die Differenzsignalbildung vermieden, dass Schwankungen des Abstands der Sensormittel vom Polrad zu einer Signalverfälschung führen.
  • Besonders vorteilhaft weisen die Sensorelemente jeweils eine dem Polrad zugewandte Sensorfläche auf, wobei das von dem Polrad erzeugte Magnetfeld wenigstens bei einer ersten Drehstellung des Polrades eine senkrecht zu der jeweiligen Sensorfläche verlaufende und eine parallel zu der Sensorfläche verlaufende Magnetfeldkomponente aufweist und wobei durch den ferromagnetischen Flussleiter die senkrecht zu der jeweiligen Sensorfläche verlaufende Magnetfeldkomponente zumindest in der ersten Drehstellung vergrößert wird. Hierdurch wird erreicht, dass der für die Signalauswertung relevante Signalhub vergrößert wird. In der ersten Drehstellung des Polrades ist das erste Sensorelement vorzugsweise einem magnetischen Nordpol und das zweite Sensorelement einem benachbarten magnetischen Südpol des Polrades zugewandt.
  • Die Sensormittel umfassen vorteilhaft einen Sensorkörper, beispielsweise einen Chip mit integriertem Schaltkreis, an dem die beiden Sensorelemente angeordnet sind.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Sensorelemente räumlich zwischen dem Polrad und dem Flussleiter angeordnet. Hierdurch werden die Feldlinien nahezu senkrecht durch die Sensorelemente geleitet und die Signalerfassung verbessert. Weiterhin kann der Abstand zwischen Polrad und Sensormitteln vergrößert werden, was eine größere Freiheit bei der konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl erlaubt.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das ferromagnetische Flussleitstück räumlich zwischen dem Polrad und den Sensorelementen angeordnet. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Richtung der Feldlinien relativ zu den Sensorelementen umgekehrt wird. Dadurch kann bei Sensorelementen mit Drehrichtungsausgabe eine Umstellung der Signalauswertung von Linkslauf auf Rechtslauf oder umgekehrt durch Anordnung des ferromagnetischen Flussleitstückes angepasst werden. Eine Drehung der Sensormittel in Bezug auf das Polrad ist hierzu nicht erforderlich.
  • Als besonders geeignet haben sich plattenförmige Flussleiter erwiesen, die in einer zu einer gemeinsamen Ebene der Sensorelemente parallelen Ebene angeordnet ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 einen schematisch Aufbau einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines nicht dargestellten rotierbaren Teils,
  • 2a zeigt eine Vorrichtung mit einem Polrad und zwei Sensorelementen und dient dem Verständnis der Erfindung,
  • 2b zeigt Komponenten des Magnetfeldes aus 2a am Ort eines Sensorelementes,
  • 3 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 4 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 5 zeigt den Verlauf des Ausgangssignals für die in 2a, 3 und 4 dargestellten Vorrichtungen.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierbaren Teiles, beispielsweise einer Getriebewelle, Nockenwelle, Radwelle oder Kurbelwelle. Die Vorrichtung umfasst ein magnetisches Polrad 2 mit über den Umfang alternierend angeordneten Nordpolen 4 und Südpolen 5. Das Polrad ist um eine Drehachse 3 drehbeweglich gelagert und mit demjenigen Teil, dessen Drehzahl bestimmt werden soll, gekoppelt. Insbesondere kann das Polrad in Bezug auf das rotierbare Teil fest an diesem angeordnet sein. Als Sensormittel 6 wird ein Hallsensorelement verwandt, das in einem Abstand vom Polrad angeordnet werden wird, der einen Mindestabstand Cmin nicht unterschreiten darf, um das Polrad nicht zu berühren, und einen Maximalabstand Cmax nicht überschreiten darf, damit der Hallsensor noch ein ausreichend großes Magnetfeld erfasst und die Drehzahl fehlerfrei erfasst werden kann. Das Magnetfeld ist in 1 durch Feldlinien 10 angedeutet. Maßgeblich für die Größe des Ausgangssignals des Hallsensorelementes ist derjenige Anteil des Magnetfeldes der senkrecht durch die magnetfeld empfindlichen Flächen des Hallsensorelementes durchtritt. Bei einem einzelnen Hallsensorelement ist dies näherungsweise dann der Fall, wenn das Hallsensorelement der Mitte eines Nordpols oder Südpols genau gegenüberliegt.
  • 2a dient dem Verständnis der Erfindung. Dargestellt ist ein Sensormittel 6, welches zwei magnetfeldempfindliche Sensorelemente 7 und 8 aufweist, die in einem Abstand a voneinander angeordnet sind. Die Darstellung ist nur schematisch, weshalb das Polrad der Einfachheit halber nicht gekrümmt dargestellt ist und die senkrecht zur Papierebene gerichtete Drehachse nicht dargestellt ist. Die Sensorelemente 7, 8 des Sensormittels 6 können insbesondere Hallsensorelemente sein. Es kann sich aber auch um andere magnetfeldempfindliche Elemente handeln, beispielsweise Feldplattensensoren. Die Sensorelemente 7, 8 liefern jeweils als Ausgangssignal ein Spannungssignal und weisen jeweils eine erste Sensorfläche 7a, 8a und eine von dieser abgewandte zweite Sensorfläche 7b, 8b auf. Die Sensorelemente 7, 8 sind an einem gemeinsamen Sensorkörper 9 angeordnet, so dass die ersten Sensorflächen 7a, 8a und die zweiten Sensorflächen 7b, 8b in jeweils einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die vorzugsweise parallel zu der Drehachse 3 des Polrades 2 orientiert ist. Die Ausgangssignale der beiden Sensorelemente sind Spannungssignale, aus denen ein Differenzspannungssignal gebildet wird. Die hierzu benötigte elektronische Schaltung kann in den Sensorkörper 9 beispielsweise in Form eines ICs integriert sein.
  • Es wird angenommen, dass das Polrad mit einer Drehzahl φ rotiert. In 2a ist diejenige Drehstellung φ0 des Polrades dargestellt, bei welcher die Sensormittel 6 gerade den Übergangsbereich von einem Nordpol zu einem Südpol erfassen. In dieser Drehstellung ist das erste Sensorelement 7 einem Nordpol und das zweite Sensorelement 8 einem Südpol zugewandt oder umgekehrt. Aufgrund der gegensätzlichen Ausrichtung der magnetischen Feldlinien am Ort des ersten Sensorelementes 7 und des zweiten Sensorelementes 8 wird gerade für diese Drehstellung das größte Differenzspannungssignal, also die Amplitude des Differenzspannungssignals erwartet. Wie in 2a erkennbar ist, verlaufen die Feldlinien 10 am Ort der beiden Sensorelemente 7 und 8 jedoch bei dieser Drehstellung relativ flach. Wie in 2b für das Sensorelement 7 dargestellt ist, weist das Magnetfeld eine Ausrichtung M am Ort des Sensorelementes 7 auf, die eine relativ große tangentiale Komponente Mt und eine relativ kleine senkrechte Komponente Ms besitzt. Für die Größe der Hallspannung ist jedoch die senkrechte Komponente Ms maßgeblich, da nur diese senkrecht durch die magnetfeldempfindlichen Sensorflächen 7a, 7b hindurchtritt.
  • In 5 ist der Verlauf des Differenzspannungssignals des Sensormittels 6 für die in 2a dargestellte Vorrichtung durch den Verlauf der Kurve 20 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate das Differenzspannungssignal ΔU aufgetragen. Der Zeitpunkt t2 entspricht dem Zeitpunkt, an dem das Polrad gerade die in 2 dargestellte Drehstellung 90 in Bezug auf die Sensorelemente 7 und 8 einnimmt. Der Zeitpunkt t1 entspricht einer früher durchlaufenen Drehstellung in der in 2 der dargestellte Nordpol 4 und Südpol 5 vertauscht werden müsste. In 5 ist zu erkennen, dass die Amplitude der Kurve 20 relativ klein ist.
  • Bei einer Vergrößerung des Abstandsmaßes a der beiden Sensorelemente 7, 8 oder bei einer Verkleinerung des Abstandes b der Mittelpunkte eines benachbarten Nordpols und Südpols in 2a würden die Feldlinien zwar weniger flach durch die Sensorelemente 7 und 8 hindurchtreten, jedoch kann aus den bereits verwähnten Gründen dieses Verhältnis nicht beliebig angepasst werden. In der Praxis beträgt der maximale Abstand der beiden Sensorelemente 7 und 8 etwa 2,5 mm, wohingegen der Abstand von Nordpolmitte zu Südpolmitte 10 mm kaum unterschreitet, und das Sensormittel 8,5 mm vom Polrad entfernt angeordnet werden kann. Bei einer Verkleinerung des Abstandes b der Pole müssten die Sensormittel 6 aufgrund des dann schwächeren Magnetfeldes näher am Polrad 2 angeordnet werden. Eine Vergrößerung des Abstandes a der Sensorelemente ist ebenfalls nicht geeignet, da die Sensormittel auf Halbleiterbasis herstellt werden und eine starke Vergrößerung des Abstandes a die Sensormittel erheblich verteuern würde.
  • Erfindungsgemäß wird das Sensormittel 6 mit einem ferromagnetischen Flussleiter 11 versehen. In dem in 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der ferromagnetische Flussleiter 11 plattenförmig auf den gemeinsamen Sensorkörper 9 der Sensormittel 6 und in Bezug auf das Polrad 2 hinter den Sensorelementen 7 und 8 aufgebracht, das heißt, die Sensorelemente 7 und 8 sind zwischen dem Polrad 2 und dem Flussleiter 11 angeordnet. Der plattenförmige ferromagnetische Flussleiter 11 aus weichmagnetischen Substrat bedeckt dabei nahezu die gesamte von dem Polrad abgewandte Seite des Sensorkörpers 9. Der Flussleiter 11 ist vorzugsweise in seiner lateralen Ausdehnung so groß ausgebildet, dass er die Sensorelemente 7 und 8 auf der von dem Polrad 2 abgewandte Rückseite des Sensorköpers 9 überdeckt. In 3 ist die gleiche Drehstellung φ0 des Polrads wie in 2a dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die magnetischen Feldlinien 10 durch den plattenförmigen Flussleiter verformt werden. Die aus dem Nordpol 4 austretenden Feldlinien 10 werden am Ort des ersten Sensorelementes 7 zu dem hinter dem Sensorelement 11 angeordneten Flussleiter 11 abgebogen, so dass sie die Sensorflächen 7a und 7b nahe senkrecht durchdringen. Im Flussleiter 11 werden die Feldlinien gebündelt und treten endseitig im Bereich des zweiten Sensorelementes 8 in Richtung Südpol 5 wieder aus, wobei die Sensorflächen 8a und 8b ebenfalls im wesentlichen senkrecht durchdrungen werden. Als Resultat wird die senkrechte Komponente Ms des Magnetfeldes am Ort der Sensorelemente 7 und 8 vergrößert und die tangentiale Komponente Mt verkleinert.
  • Das Ergebnis ist in 5 anhand der Kurve 21 erkennbar. Die Amplitude des Differenzspannungssignals ist um den Betrag d zum Zeitpunkt t2 oder t1, also in zu den für die Signalauswertung relevanten, periodisch wiederkehrenden Zeiten, signifikant vergrößert. Dadurch werden Signalfehler zuverlässiger vermieden. Weiterhin ist es aufgrund des stärkeren Signals möglich, den Maximalabstand Cmax zwischen dem Polrad und den Sensormitteln zu vergrößern, was mehr Freiheiten bei der konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung zur Drehzahlerfassung erlaubt.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 4 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der ferromagnetische Flussleiter auf der dem Polrad 2 zugewandten Seite des Sensorkörpers 9 der Sensormittel 6 angeordnet. In diesem Fall ist der Flussleiter 11 räumlich zwischen dem Polrad 2 und den Sensorelementen 7, 8 angeordnet. Wie in dem Ausführungsbeispiel aus 3 ist der ferromagnetische Flussleiter plattenförmig ausgebildet und überdeckt in seiner lateralen Ausdehnung die Sensorelemente 7 und 8. Wie in 4 zu erkennen ist, werden in diesem Fall die Feldlinien 10 so abgebogen, dass die aus dem Nordpol 4 austretenden Feldlinien auf der von dem Polrad 2 abgewandten Seite der Sensormittel in die Sensorfläche 7b des ersten Sensorelementes 7 eintreten und aus der Sensorfläche 7a wieder austreten. Anschließend treten sie durch die Sensorfläche 8a in das Sensorelement 8 ein und durch die Sensorfläche 8b wieder aus und werden schließlich in Richtung Südpol 5 umgebogen. In Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel aus 3 stellt sich daher eine Umkehrung der Richtung ein, in der die Feldlinien die beiden Sensorelemente 7 und 8 durchdringen. Das Ausgangssignal der Sensormittel 6 wird durch die Kurve 22 in 5 angegeben. Man erkennt die Umkehrung des Vorzeichens des Differenzspannungssignals. Dieser Effekt kann beispielsweise bei Drehzahlsensoren mit Drehrichtungsauswertung, die in einem ASIC integriert dargestellt sind, zum Umstellen der Drehrichtungsausgabe verwendet werden, ohne die Notwendigkeit, die gesamten Sensormittel um 180° zu drehen oder zwei Bauvarianten zu bevorraten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „Bosch–Gelbe Reihe, Technische Unterrichtung, Elektrik und Elektronik für Kraftfahrzeuge, Sensoren im Kraftfahrzeug", 1. Ausgabe, Juni 2001, ISBN-3-7782-2031-4, Seite 47 [0003]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierbaren Teils umfassend ein mit dem rotierbaren Teil koppelbares drehbewegliches magnetisches Polrad (2) mit über den Umfang alternierend angeordneten magnetischen Nordpolen (4) und Südpolen (5), und mit Sensormitteln (6), die ein magnetfeldempfindliches Sensorelement aufweisen, das das von dem Polrad (2) erzeugte Magnetfeld erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (6) zwei in einem Abstand (a) angeordnete magnetfeldempfindliche Sensorelemente (7, 8) und einen ferromagnetischen Flussleiter (11) aufweisen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (6) ein Differenzsignal, insbesondere ein Differenzspannungssignal, der von den beiden Sensorelementen (7, 8) erzeugten Ausgangssignale bilden, wobei die Sensorelemente (7, 8) vorzugsweise Hallsensorelemente sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (7, 8) jeweils eine dem Polrad (2) zugewandte Sensorfläche (7a, 8a) aufweisen und dass das von dem Polrad (2) erzeugte Magnetfeld wenigstens bei einer ersten Drehstellung (φ0) des Polrades eine senkrecht zu der jeweiligen Sensorfläche (7a, 8a) verlaufende Magnetfeldkomponente (Ms) und eine parallel zu der Sensorfläche verlaufende Magnetfeldkomponente (Mt) aufweist und dass durch den ferromagnetischen Flussleiter (11) die senkrecht zu der jeweiligen Sensorfläche verlaufende Magnetfeldkomponente (Ms) zumindest in der ersten Drehstellung (φ0) vergrößert wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Drehstellung (φ0) des Polrades (2) ein erstes Sensorelement (7) einem magnetischen Nordpol (4) zugewandt ist und ein zweites Sensorelement (8) dem magnetischen Südpol (5) des Polrades zugewandt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (6) einen Sensorkörper (9), insbesondere einen Hall-IC-Chip aufweisen, an dem die beiden Sensorelemente (7, 8) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (7, 8) räumlich zwischen dem Polrad (2) und dem Flussleiter (11) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ferromagnetische Flussleiter (11) räumlich zwischen dem Polrad (2) und den Sensorelementen (7, 8) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ferromagnetische Flussleiter (11) eine plattenförmige Struktur besitzt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (7, 8) mit ihren dem Polrad (2) zugewandten Flächen (7a, 8a) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Flussleiter (11) in einer zu der gemeinsamen Ebene der Sensorflächen (7a, 8a) parallelen Ebene angeordnet ist.
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