DE102008026604A1 - Position or speed sensor arrangement, particularly revolution speed sensor arrangement for use in motor vehicles, has sensor with sensitive principal plane and encoder with encoder groove surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Positions- und/oder Geschwindigkeitssensoranordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Positions- und/oder Geschwindigkeitsmessung gemäß Oberbegriff von Anspruch 11 sowie die Verwendung der Sensoranordnung in Kraftfahrzeugen.The The invention relates to a position and / or speed sensor arrangement according to the preamble of claim 1, a method for position and / or speed measurement according to the preamble of claim 11 and the use of the sensor assembly in motor vehicles.
Druckschrift
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Positions- und/oder Geschwindigkeitssensoranordnung und ein Verfahren zur Positions- und/oder Geschwindigkeitsmessung vorzuschlagen, welche/s lediglich eine relativ einfache Signalverarbeitung zur Gewinnung von Positions- und/oder Geschwindigkeitsinformationen und insbesondere Zusatzinformationen benötigt.The Invention has set itself the task of a position and / or Speed sensor arrangement and a method for position and / or to suggest speed measurement, which only a relatively simple signal processing for obtaining position and / or speed information and in particular additional information needed.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Sensoran ordnung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 11.The The object is achieved by the Sensoran Regulation according to claim 1 and the method according to claim 11.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, wenigstens zwei Magnetfeldsensorelemente mit zueinander unterschiedlicher Haupterfassungsrichtung so anzuordnen, dass die Elementausgangssignale dieser Magnetfeldsensorelemente einen Phasenverschiebungsbetrag zwischen 75° und 105° zueinander aufweisen.Of the The invention is based on the idea, at least two magnetic field sensor elements to arrange with mutually different main detection direction, that the element output signals of these magnetic field sensor elements have a phase shift amount between 75 ° and 105 ° to each other.
Unter einer ersten sensitiven Hauptebene wird vorzugsweise eine Ebene verstanden, bezüglich welcher der Sensor sensitiv ist und Feldkomponenten des Magnetfelds erfassen kann, welche diese Ebene durchdringen. Die Durchdringungswinkel der Feldkomponenten, die erfasst werden können sind dabei insbesondere von der Art und der Anordnung der Magnetfeldsensorelemente abhängig.Under a first sensitive main plane is preferably a plane understood, with respect to which the sensor is sensitive and Field components of the magnetic field can detect which this plane penetrate. The penetration angle of the field components, the can be detected in particular of the type and the arrangement of the magnetic field sensor elements dependent.
Die Encoderspurfläche weist bevorzugt einen Maßstab zur Codierung bzw. Erfassung rotatorischer oder alternativ translatorischer Relativbewegungen auf.The Encoder track surface preferably has a scale for encoding or detecting rotary or alternatively translational Relative movements on.
Das Magnetfeld wird vorzugsweise im Zuge einer Relativbewegung zwischen Encoder und Sensor durch den Encoder moduliert. Dabei ist insbesondere der Sensor oder der Encoder ortsfest angeordnet.The Magnetic field is preferably in the course of a relative movement between Encoder and sensor modulated by the encoder. It is in particular the sensor or encoder is stationary.
Die Sensoranordnung ist bevorzugt über zumindest zwei Leitungen mit einer elektronischen Kontrolleinheit verbunden und wird insbesondere über diese beiden Leitungen mit Ener gie versorgt. Der Sensor ist dem entsprechend zweckmäßigerweise als aktiver Sensor ausgebildet.The Sensor arrangement is preferred over at least two lines connected to an electronic control unit and is in particular over these two lines supplied with energy. The sensor is the appropriately as an active sensor educated.
Die erste Haupterfassungsrichtung des ersten Magnetfeldsensorelements liegt vorzugsweise in der ersten sensitiven Hauptebene des Sensors.The first main detection direction of the first magnetic field sensor element is preferably in the first sensitive main plane of the sensor.
Die erste sensitive Hauptebene des Sensors ist bevorzugt eine Basisfläche eines Sensorgehäuses bzw. zu dieser Basisfläche im Wesentlichen parallel.The The first sensitive main plane of the sensor is preferably a base surface a sensor housing or to this base area essentially parallel.
Der Phasenverschiebungsbetrag zwischen dem mindestens einen Elementausgangssignal des ersten Magnetfeldsensorelements und dem wenigstens einen Elementausgangssignal des zweiten Magnetfeldsensorelements beträgt zweckmäßigerweise im Wesentlichen 90°.Of the Phase shift amount between the at least one element output signal the first magnetic field sensor element and the at least one element output signal of the second magnetic field sensor element is expediently in Essentially 90 °.
Es ist bevorzugt, dass das erste und das zweite Magnetfeldsensorelement so ausgebildet sind, dass das erste Magnetfeldsensorelement im Wesentlichen Magnetfeldkomponenten in anderer Richtung erfasst als das zweite Magnetfeldsensorelement. Dies resultiert insbesondere aus der ersten und zweiten Haupterfassungsrichtung, welche dem jeweiligen Magnetfeldsensorelementtyp zugeordnet ist.It it is preferred that the first and the second magnetic field sensor element are formed so that the first magnetic field sensor element substantially Magnetic field components detected in the other direction than the second Magnetic field sensor element. This results in particular from the first and second main detection direction corresponding to the respective magnetic field sensor element type assigned.
Der Sensor ist vorzugsweise bezüglich seiner ersten sensitiven Hauptebene im Wesentlichen parallel zur Encoderspurfläche des Encoders ausgerichtet. Alternativ vorzugsweise sind Sensor und Encoder relativ so zueinander ausgerichtet angeordnet, dass der Winkel zwischen der ersten sensitiven Hauptebene des Sensors und der Encoderspurfläche weniger als 15° beträgt. Durch diese Anordnung kann die Sensoranordnung relativ flach bzw. platzsparend und dadurch relativ kostengünstig ausgebildet werden.Of the Sensor is preferably sensitive to its first Main plane substantially parallel to the encoder track surface aligned with the encoder. Alternatively, preferably, sensor and Encoder arranged relative to each other so that the Angle between the first sensitive main plane of the sensor and the encoder track area is less than 15 °. By this arrangement, the sensor arrangement can be relatively flat or saves space and thus relatively inexpensive become.
Das erste und das zweite Magnetfeldsensorelement weisen jeweils bevorzugt eine oder mehrere sensitive Strukturen auf, die jeweils im Wesentlichen in einer Strukturebene angeordnet sind, wobei das erste und das zweite Magnetfeldsensorelement bezüglich ihrer jeweiligen Strukturebene im Wesentlichen zueinander parallel oder in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Alternativ vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen den Strukturebenen des ersten und des zweiten Magnetfeldsensorelements weniger als 15°. Unter einer sensitiven Struktur wird dabei besonders bevorzugt ein Leitersegment eines magnetoresistiven Sensorelements und/oder eine Hallzelle bzw. ein Segment eines Hall-Elements verstanden.The first and the second magnetic field sensor element preferably each have one or more sensitive structures which are each arranged substantially in a structural plane, wherein the first and the second magnetic field sensor element are arranged substantially parallel to each other or in a common plane with respect to their respective structural plane. Alternatively, preferably, the angle between the structural planes of the first and the second magnetic field sensor element is less than 15 °. Under a sensitive structure is particularly preferred a conductor segment of a magnetoresistive sensor element and / or a Hall cell or a segment of a Hall element understood.
Die erste Haupterfassungsrichtung ist zweckmäßigerweise gegenüber der zweiten Haupterfassungsrichtung um im Wesentlichen 90° gedreht ausgeprägt.The first main detection direction is expediently to the second main detection direction substantially 90 ° turned pronounced.
Das erste Magnetfeldsensorelement mit der ersten Haupterfassungsrichtung ist bevorzugt als magnetoresistives Sensorelement ausgebildet und das zweite Magnetfeldsensorelement mit der zweiten Haupterfassungsrichtung als Hall-Element. Das wenigstens eine magnetoresistive Sensorelement ist insbesondere als AMR-(anisotrop magnetoresistive) oder GMR-(giant magnetoresistive)Sensorelement oder als ein anderes magnetoresistives Sensorelement ausgebildet.The first magnetic field sensor element with the first main detection direction is preferably designed as a magnetoresistive sensor element and the second magnetic field sensor element with the second main detection direction as a hall element. The at least one magnetoresistive sensor element is particularly known as AMR (anisotropic magnetoresistive) or GMR (giant magnetoresistive) sensor element or as another magnetoresistive Sensor element formed.
Die Encoderspurfläche des Encoders ist vorzugsweise alternierend codiert und weist insbesondere mehrere Nord-Südpolpaare und/oder Zahn-Lückenpaare auf.The Encoder track surface of the encoder is preferably alternating coded and in particular has several north-south pole pairs and / or tooth-gap pairs.
Zumindest das erste und das zweite Magnetfeldsensorelement sind zweckmäßigerweise so angeordnet, dass sie das Magnetfeld bezüglich der ersten sensitiven Hauptebene des Sensors in einem definierten, gemeinsamen Erfassungspunkt im Wesentlichen gemeinsam erfassen. Dabei sind insbesondere ein oder mehrere Magnetfeldsensorelemente mit der ersten Haupterfassungsrichtung gemeinsam relativ gegenüber einem oder mehreren Magnetfeldsensorelementen mit der zweiten Haupterfassungsrichtung bezüglich der sensitiven Hauptebene und des definierten Erfassungspunktes im Wesentlichen konzentrisch angeordnet. Unter dem gemeinsamen Erfassungspunkt wird besonders bevorzugt ein gemeinsamer Lesepunkt des Sensors verstanden.At least the first and the second magnetic field sensor elements are expediently arranged so that they have the magnetic field with respect to the first sensitive main plane of the sensor in a defined, common Essentially capture detection point together. Here are in particular one or more magnetic field sensor elements having the first main detection direction together relative to one or more magnetic field sensor elements with the second main detection direction with respect to the sensitive one Main level and the defined detection point substantially arranged concentrically. Under the common detection point is particularly preferably understood a common reading point of the sensor.
Der
Sensor weist bevorzugt eine Signalverarbeitungsschaltung auf, die
so ausgelegt ist, dass sie zumindest aus den Elementausgangssignalen des
ersten und des zweiten Magnetfeldsensorelements ein, insbesondere
digitales, Sensorausgangssignal erzeugt, welches zumindest eine
der folgenden Informationen beinhaltet:
Die Relativ- und/oder
Absolutposition zwischen Encoder und Sensor und/oder die Relativgeschwindigkeit
zwischen Encoder und Sensor und/oder die relative Bewegungsrichtung
zwischen Encoder und Sensor und/oder die magnetische Feldstärke
des vom Sensor erfassten Magnetfeldes und/oder der Abstand zwi schen
Encoder und Sensor und/oder mindestens eine Information über
die Plausibilität des Sensorausgangssignals.The sensor preferably has a signal processing circuit which is designed such that it generates at least one of the element output signals of the first and the second magnetic field sensor element, in particular a digital sensor output signal which contains at least one of the following information:
The relative and / or absolute position between encoder and sensor and / or the relative speed between the encoder and sensor and / or the relative direction of movement between the encoder and sensor and / or the magnetic field strength of the magnetic field detected by the sensor and / or the distance between the encoder and Sensor and / or at least one information about the plausibility of the sensor output signal.
Der Sensor umfasst zweckmäßigerweise einen Chip, welcher zumindest das erste und das zweite Magnetfeldsensorelement sowie insbesondere die Signalverarbeitungsschaltung aufweist. Der Chip ist besonders bevorzugt als ASIC ausgebildet, und umfasst ganz besonders bevorzugt wenigstens ein integriertes Hallelement sowie ein magnetoresistives Sensorelement, welches beispielsweise auf einer Außenfläche des Chips auf einer zusätzlichen Isolierschicht in Dünnschichttechnik aufgebracht ist.Of the Sensor expediently comprises a chip, which at least the first and the second magnetic field sensor element as well In particular, the signal processing circuit has. The chip is particularly preferably designed as an ASIC, and includes in particular preferably at least one integrated Hall element and a magnetoresistive sensor element, which, for example, on an outer surface of the Chips on an additional insulating layer in thin-film technology is applied.
Das erste und das zweite Magnetfeldsensorelement sind alternativ vorzugsweise mittels Drahtbond oder Flipchip direkt oder indirekt miteinander verbunden.The the first and second magnetic field sensor elements are alternatively preferable connected by wire bond or flip chip directly or indirectly.
Es ist bevorzugt, dass der Sensor wenigstens ein magnetisches Mittel, insbesondere einen Permanentmagneten aufweist. Dieser ist besonders bevorzugt so magnetisiert, dass er ein magnetisches Stützfeld für mindestens ein als anisotrop magnetoresistives Sensorelement ausgebildetes Magnetfeldsensorelement bereitstellt und/oder ein Magnetfeld erzeugt welches durch einen Encoder, der im Wesentlichen kein eigenes Magnetfeld erzeugt, moduliert wird, wobei der Encoder hierfür zumindest teilweise aus weichmagnetischem Material ausgebildet ist.It it is preferred that the sensor comprises at least one magnetic means, in particular has a permanent magnet. This is particularly preferred magnetized so that it is a magnetic support field for at least one designed as an anisotropic magnetoresistive sensor element Magnetic field sensor element provides and / or generates a magnetic field which is due to an encoder, which essentially does not have its own magnetic field is generated, modulated, the encoder for this at least partially formed of soft magnetic material.
Es ist zweckmäßig, dass das erste Magnetfeldsensorelement als AMR-Sensorelement (anisotrop magnetoresistiv) und das zweite Magnetfeldsensorelement als Hall-Element ausgebildet ist. Mittels des AMR-Elements wird aufgrund seiner relativ hohen Messempfindlichkeit eine relativ präzise Erfassung wenigstens einer Maßstabsteilung des Encoders und/oder eines definierten Maßstabsteilungssegments durchgeführt. Mittels des zusätzlichen Hall-Elements werden besonders bevorzugt Zusatzinformationen ermittelt bzw. berechnet.It is expedient that the first magnetic field sensor element as AMR sensor element (anisotropic magnetoresistive) and the second Magnetic field sensor element is designed as a Hall element. By means of the AMR element is due to its relatively high sensitivity a relatively precise detection of at least one scale graduation the encoder and / or a defined scale division segment carried out. By means of the additional Hall element Additional information is particularly preferably determined or calculated.
Das
Verfahren wird bevorzugt weitergebildet, indem in einer Signalverarbeitungsschaltung
aus den Elementausgangssignalen zumindest eine der folgenden Informationen
direkt oder indirekt gewonnen wird:
Die Relativ- und/oder Absolutposition
zwischen Encoder und Sensor und/oder die Relativgeschwindigkeit
zwischen Encoder und Sensor und/oder die relative Bewegungsrichtung
zwischen Encoder und Sensor und/oder die magnetische Feldstärke
des vom Sensor erfassten Magnetfeldes und/oder der Abstand zwischen
Encoder und Sensor und/oder mindestens eine Information über
die Plausibilität des Sensorausgangssignals.The method is preferably developed by at least one of the following information items being obtained directly or indirectly from the element output signals in a signal processing circuit:
The relative and / or absolute position between encoder and sensor and / or the relative speed between encoder and sensor and / or the relative direction of movement between encoder and sensor and / or the magnetic field strength of the magnetic field detected by the sensor and / or the distance between the encoder and sensor and / or at least one information about the plausibility of the sensor output signal.
Insbesondere ist dabei das erste Magnetfeldsensorelement als magnetoresistives Sensorelement ausgebildet und das zweite Magnetfeldsensorelement als Hall-Element und die beiden Elementausgangssignale werden so erzeugt, dass diese relativ zueinander einen Phasenverschiebungsbetrag von im Wesentlichen 90° aufweisen.Especially is the first magnetic field sensor element as a magnetoresistive Sensor element formed and the second magnetic field sensor element as a Hall element and the two element output signals are so generates that relative to each other a phase shift amount of have substantially 90 °.
Es ist bevorzugt, dass eine Information über die relative Bewegungsrichtung zwischen Encoder und Sensor ermittelt wird, indem bezüglich der Elementausgangssignale des mindes tens ersten und zweiten Magnetfeldsensorelements die Steigung, insbesondere das Vorzeichen der Steigung, des ersten Elementausgangssignals in einem ersten Nulldurchgang mit einer Steigung, insbesondere dem Vorzeichen der Steigung, des zweiten Elementausgangssignals in einem dem ersten Nulldurchgang vorlaufenden oder nachfolgenden Nulldurchgang verglichen bzw. berücksichtigt wird. Alternativ vorzugsweise wird eine Information über die relative Bewegungsrichtung zwischen Encoder und Sensor ermittelt, indem bei einem Nulldurchgang eines Elementausgangssignals, das Vorzeichen des Werts eines Elementausgangssignals eines anderen Magnetfeldsensorelements bestimmt wird. Hierbei wird insbesondere mittels eines Komparators der Wert des Elementausgangssignals des anderen Magnetfeldsensorelements mit einer Mittelwertspannung der Elementausgangssignale verglichen. Alternativ vorzugsweise wird eine Information über die relative Bewegungsrichtung zwischen Sensor und Encoder durch Ermittlung einer relativen Positionsänderung und/oder einer Winkeländerung zwischen dem ersten Elementausgangssignal und dem zweiten Elementausgangssignal bestimmt, indem insbesondere der Winkel des ersten Elementausgangssignals zu einem ersten Zeitpunkt und der Winkel des zweiten Elementausgangssignals zu einem zweiten Zeitpunkt ermittelt und berücksichtigt werden, wobei dieser erste und zweite Zeitpunkt einen Zeitabstand zueinander aufweisen, der geringer ist als die halbe Periodendauer der Elementausgangssignale. Hierdurch muss zur Bestimmung der relativen Bewegungsrichtung kein Nulldurchgang eines der Elementausgangssignale berücksichtigt werden.It is preferred that information about the relative Movement direction between encoder and sensor is determined by with respect to the element output signals of the least one first and second magnetic field sensor element the slope, in particular the sign of the slope, the first element output in a first zero crossing with a slope, in particular the sign the slope, of the second element output signal in one of the first Zero crossing leading or trailing zero crossing compared or taken into account. Alternatively, preferably an information about the relative direction of movement between Encoder and sensor determined by a zero crossing of a Element output signal, the sign of the value of an element output signal another magnetic field sensor element is determined. This is in particular by means of a comparator, the value of the element output signal of another magnetic field sensor element having an average voltage of the element output signals compared. Alternatively, preferably, information about the relative direction of movement between sensor and encoder Determining a relative change in position and / or a Angle change between the first element output signal and the second element output signal, in particular by the Angle of the first element output at a first time and the angle of the second element output signal to a second one Date determined and taken into account, this being first and second time have a time interval from one another, which is less than half the period of the element output signals. As a result, to determine the relative direction of motion no Zero crossing of one of the element output signals considered become.
Die magnetische Feldstärke bzw. eine Information über die magnetische Feldstärke des vom Sensor erfassten Magnetfeldes wird vorzugsweise ermittelt, indem im Wesentlichen zum Zeitpunkt eines Nulldurchgangs eines Elementausgangssignals der Wert des Elementausgangssignals eines anderen Magnetfeldsensorelements berücksichtig wird. Insbesondere wird bei einem Nulldurchgang des Elementausgangssignals eines magnetoresistiven Sensorelements der Wert eines Elementausgangssignals eines Hallelements berücksichtigt, besonders bevorzugt direkt aus diesem Wert die Feldstärke und/oder die magnetische Flussdichte bestimmt. Durch die Phasenverschiebung der Elementausgangssignale zueinander können die Nulldurchgänge eines Elementausgangssignals im Wesentlichen als Indikator für das Vorliegen des maximalen Betrages des Elementausgangssignals des anderen Magnetfeldsensorelements verwendet bzw. als „Triggerpunkte” zur Ermittlung der Magnetfeldstärke verwendet werden. Aus der zumindest einen Information über die magnetische Feldstärke und/oder Flussdichte wird anschließend ganz besonders bevorzugt der Abstand bzw. die Luftspaltlänge zwischen Encoder und Sensor ermittelt. Alternativ vorzugsweise wird die magnetische Feldstärke des vom Sensor erfassten Magnetfelds berechnet, indem der Kreisradius der beiden, insbesondere als sinus- und cosinusförmig ausgebildeten, Elementausgangssignale bestimmt wird und besonders bevorzugt die Wurzel aus der Summe, des Sinusquadrats des Werts des ersten Elementausgangsignals und des Cosinusquadrats des Werts des zweiten Elementausgangssignals, jeweils zu einem definierten Zeitpunkt, berechnet wird.The magnetic field strength or information about the magnetic field strength of the magnetic field detected by the sensor is preferably determined by, essentially at the time a zero crossing of an element output signal, the value of the element output signal a different magnetic field sensor element is taken into account. In particular, at a zero crossing of the element output signal a magnetoresistive sensor element, the value of an element output signal a Hall element, particularly preferred directly from this value the field strength and / or the magnetic Flux density determined. By the phase shift of the element output signals to each other, the zero crossings of an element output signal essentially as an indicator of the existence of the maximum Amount of the element output signal of the other magnetic field sensor element used or as "trigger points" to determine the magnetic field strength can be used. At least an information about the magnetic field strength and / or flux density is then most preferred the distance or the air gap length between encoder and Sensor detected. Alternatively, preferably, the magnetic field strength of the magnetic field detected by the sensor calculated by the circle radius of both, in particular as sinusoidal and cosinusoidal, Element output signals is determined and more preferably the Root from the sum, the sine square of the value of the first element output signal and the cosine square of the value of the second element output signal, each at a defined time, is calculated.
Unter einem Nulldurchgang wird zweckmäßigerweise ein Unter- oder Überschreiten eines definierten Werts, insbesondere ei nes Mittelwerts, durch ein Elementausgangssignal verstanden.Under a zero crossing is expediently one Under or exceeding a defined value, in particular an average, understood by an element output.
Die relative Bewegungsrichtung zwischen Encoder und Sensor, die magnetische Feldstärke des vom Sensor erfassten Magnetfeldes, der Abstand zwischen Encoder und Sensor, und die mindestens eine Information über die Plausibilität des Sensorausgangssignals sind vorzugsweise Zusatzinformationen.The relative direction of movement between encoder and sensor, the magnetic Field strength of the magnetic field detected by the sensor, the distance between encoder and sensor, and the at least one information about the plausibility of the sensor output signal are preferred Further information.
Es ist zweckmäßig, dass in einer Signalverarbeitungsschaltung des Sensors und/oder in einer mit dem Sensor verbundenen elektronischen Kontrolleinheit eine Positionsinformation und/oder Geschwindigkeitsinformation durch Interpolation ermittelt wird. Dabei wird insbesondere das Elementausgangssignal eines Hall-Elements zur Korrektur bzw. Interpolation eines Elementausgangssignals eines AMR-Sensorelements verwendet.It is appropriate that in a signal processing circuit the sensor and / or in an electronic connected to the sensor Control unit position information and / or speed information is determined by interpolation. In particular, the Element output signal of a Hall element for correction or interpolation used an element output signal of an AMR sensor element.
Bevorzugt wird die magnetische Feldstärke aus dem Elementausgangssignal eines Hall-Elements bestimmt und bei der Auswertung des Elementausgangssignals eines AMR-Sensorelements zur Korrektur berücksichtigt, insbesondere hinsichtlich der Signalform des AMR-Elementausgangssignals, welches besonders bevorzugt in Abhängigkeit der magnetischen Feldstärke Oberwellen aufweist.Prefers the magnetic field strength becomes out of the element output signal a Hall element and in the evaluation of the element output signal an AMR sensor element for correction, particularly with regard to the waveform of the AMR element output signal, which is particularly preferably dependent on the magnetic Field strength has harmonics.
Zu Ermittlung bzw. Berechnung der relativen Position und/oder Geschwindigkeit zwischen Sensor und Encoder wird bevorzugt eine Arcustangesfunktion auf den Quotienten der Werte der Elementausgangssignale des ersten und des zweiten Magnetfeldsensorelements, zweckmäßigerweise zu einem gemein samen Zeitpunkt, angewendet, wobei diese Elementausgangssignale insbesondere als im Wesentlichen sinus- bzw. cosinusförmige Signale ausgebildet sind, welche um, im Wesentlichen, 90° zueinander phasenverschoben sind. Dieser Quotient, auf welchen die Arcustangensfunktion zur Bestimmung einer Positions- und/oder Geschwindigkeitsinformation angewendet wird, ist besonders bevorzugt für die jeweiligen Wertepaare der Elementausgangssignale des ersten und zweiten Magnetfeldsensorelements in einer Speichereinheit, ganz besonders bevorzugt als experimentell und/oder per Simulation ermittelte Wertetabelle bzw. als „look-up-table”, hinterlegt. Auf diese Speichereinheit wird zweckmäßigerweise bei der Anwendung der Arcustangensfunktion zugegriffen. Durch die Speicherung von Werten in einer Wertetabelle und deren Verwendung bei Anwendung der Arcustangensfunktion können systematische Fehler, insbesondere betreffend die Signalform der Elementausgangssignale relativ leicht und präzise korrigiert werden bzw. daraus resultierende Fehler vermieden werden.For determining or calculating the relative position and / or speed between the sensor and the encoder, an arctangent function is preferably applied to the quotient of the values of the element output signals of the first and the second magnetic field sensor element, expediently at a common time, wherein these element output signals are in particular substantially sinusoidal or cosinusoidal signals are formed, which are phase-shifted at, substantially, 90 ° to each other. This quotient, to which the arctangent function is applied for determining position and / or velocity information, is particularly preferred for the respective pairs of values of the element output signals of the first and second magnetic field sensor element in a memory unit, very particularly preferably as a table of experimentally determined and / or by simulation or as a "look-up table" deposited. This storage unit is conveniently accessed in the application of the arctangent function. By storing values in a look-up table and using them when using the arctangent function, systematic errors, in particular with regard to the signal shape of the element output signals, can be corrected relatively easily and precisely, or errors resulting therefrom can be avoided.
Das Elementausgangssignal eines Hall-Elements wird vorzugsweise zur „Flipp-Erkennung” des Elementausgangssignals eines AMR-Sensorelements verwendet. Unter „Flippen” wird dabei eine Signalstörung verstanden, welche sich in einer unerwünschten Verdopplung der Signalfrequenz des Elementausgangssignals des AMR-Sensorelements äußert und beispielsweise aus einer fehlerhaften Relativpositionierung zwischen Sensor und Encoder resultiert.The Element output signal of a Hall element is preferably for "flip-detection" of the element output signal an AMR sensor element used. Under "flipping" is understood a signal disturbance, which is in a undesirable doubling of the signal frequency of the element output signal the AMR sensor element expresses and example from a faulty relative positioning between sensor and Encoder results.
Der Sensor umfasst zweckmäßigerweise zumindest ein AMR-Sensorelement und ist relativ zum Encoder so angeordnet, dass das AMR-Sensorelement im Schwachfeldbetrieb bzw. als Feldsonde betrieben wird.Of the Sensor expediently comprises at least one AMR sensor element and is arranged relative to the encoder so that the AMR sensor element operated in low-field operation or as a field probe becomes.
Unter der magnetischen Feldstärke des Magnetfeldes, die gemessen und/oder ermittelt wird, wird ebenso oder alternativ die magnetische Flussdichte oder eine andere Feldgröße verstanden.Under the magnetic field strength of the magnetic field measured and / or is determined, is also or alternatively the magnetic Flow density or other field size understood.
Der Sensor ist bevorzugt als Drehzahlsensor, insbesondere als Raddrehzahlsensor, ausgebildet.Of the Sensor is preferred as a speed sensor, in particular as a wheel speed sensor, educated.
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung und das erfindungsgemäße Verfahren sind zur Verwendung in allen technischen Bereichen vorgesehen, in denen eine rotatorische oder translatorische Relativbewegung und/oder eine relative Position zwischen Encoder und Sensor erfasst werden soll. Bevorzugt sind die erfindungsgemäße Sensoranordnung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwendung in Kraftfahrzeugen oder in der Automatisierungstechnik vorgesehen. Insbesondere ist die Verwendung in sicherheitskritischen Applikationen vorgesehen, besonders bevorzugt in Kraftfahrzeugbrems- und/oder regelungssystemen.The Sensor arrangement according to the invention and the inventive Methods are provided for use in all technical fields in which a rotational or translational relative movement and / or a relative position between encoder and sensor detected shall be. The inventive compounds are preferred Sensor arrangement and the inventive method for use in motor vehicles or in automation technology intended. In particular, its use is safety-critical Applications provided, particularly preferably in motor vehicle brake and / or control systems.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.Further preferred embodiments will be apparent from the dependent claims and the following descriptions of embodiments on the hand of figures.
Es zeigen in schematischer DarstellungIt show in a schematic representation
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102005039280 A1 [0002] DE 102005039280 A1 [0002]
Claims (14)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE102008026604A DE102008026604A1 (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Position or speed sensor arrangement, particularly revolution speed sensor arrangement for use in motor vehicles, has sensor with sensitive principal plane and encoder with encoder groove surface |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| DE102008026604A Withdrawn DE102008026604A1 (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Position or speed sensor arrangement, particularly revolution speed sensor arrangement for use in motor vehicles, has sensor with sensitive principal plane and encoder with encoder groove surface |
Country Status (1)
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