[發明專利]用于固有安全的車輪轉速檢測的系統

有效

• 申請號: 200680017085.8
• 申請日: 2006-05-17
• 公開（公告）號: CN101176002A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: P·洛貝格;W·弗利茨;K·林克
• 申請（專利權）人: 大陸－特韋斯貿易合伙股份公司及兩合公司
• 主分類號: G01P3/487
• 分類號: G01P3/487;G01P3/489
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的轉速檢測方法、一種根據權利要求3的前序部分所述的用于車輪或其它旋轉體的轉速檢測的系統、以及一種按照權利要求15所述的用于避免或抑制對磁場干擾分量的測量的傳感器模塊。

背景技術

用于汽車領域的主動傳感器已多次為人所知。主動傳感器有2線設計和3線設計。本發明的說明書以通常用于制動系統中的2線設計為例。然而，在本發明的意義上，該基本思想也可使用于例如在發動機和/或變速器應用中很普及的3線設計。

這些現有技術在圖1中示意示出。在圖1a中，傳感器1和ECU(ABS控制器的電控單元，或通用的電控單元)2通過2線回路3、4彼此導電相連。為了傳感器的運行，運行電壓V_B是必要的，該電壓由ECU提供給接線柱K1、K2。信號電流Is通過傳感器流回到ECU，其電流強度隨著由編碼器5產生并在ECU中解碼的轉速信息的節拍而變化。在圖1b中，傳感器6和ECU7通過3線回路8、9、10彼此導電相連。這里，為了傳感器的運行，運行電壓V_B也是必要的，該電壓由ECU提供給接線柱K1’、K2’。傳感器通過接線柱K3提供給ECU一包含傳感器信息的信號電壓Vs。

圖2示出具有2線接口的主動輪速傳感器的兩個典型變型的內部系統結構。圖2a示意示出不帶附加功能的用于單向轉速檢測的傳感器。輪速傳感器1包括一傳感器模塊，該傳感器模塊包括與一電子信號處理級SC連接的磁阻傳感器元件S。該傳感器元件通過磁場H與編碼器E耦合。以車輪轉速旋轉的編碼器以增量模式調制包含車輪轉速信息的氣隙磁場H。傳感器元件S和信號處理級SC從該氣隙磁場的調制中產生一用于控制調節器級M的信號電壓，該調節器級M又控制電源11，使得編碼器的增量模式被示為外加的(eingepraegt)信號電流Is1。圖2b示意示出用于雙向檢測車輪轉速和/或傳遞附加的(診斷)參數的傳感器。與前面不同，這里信號處理級分在兩個電路WS和ZI中。WS級用于處理來自編碼器信號的車輪轉速信息，而ZI用于單獨處理來自傳感器/編碼器接口的附加信息。這樣的信息可以是例如旋轉方向和氣隙尺寸。在信號級SL中，由WS和ZI處理過的信號被合成為一用于控制調節器級M的信號，該調節器級M又控制電源11，使得控制信號中所包含的車輪轉速信息和附加信息的協議被示為外加的信號電流Is2。按照現有技術，現在使用3電平協議(3-Pegel-Protokoll)或PWM(脈寬調制)協議。

一方面，鐵磁體齒輪或者多孔板可以用作編碼器，它們與永久磁鐵聯合產生可變的磁場氣隙；另一方面，也可以使用永久磁化的南北極區域，該區域以交替的順序嵌入例如輪軸軸承密封內。必要的輔助磁鐵作為傳感器模塊的機械組成部分內置在傳感器中。本發明的說明在下文限制于實質性的技術應用，即磁阻傳感器與永久磁化的編碼器的組合；然而，對于專家/專業人員來說，可以將本發明的原理直接應用在與鐵磁體編碼器的組合中，這同樣在本發明的范圍內。

圖3示出文中使用的用于解釋與本發明所追求的改進相關的磁阻傳感器元件的具體物理環境的參考方向和特征曲線。圖3a示出圖2a中的在車輪轉動運行時幾何上對齊于永久磁化的編碼器磁道13的特殊的磁阻傳感器模塊12。編碼器磁道平坦地位于XY平面內并且相對于傳感器元件在Y方向上運動。傳感器模塊的部件14包括由四個磁阻式坡莫合金-(巴伯電極(Barberpole))-阻抗17構成的電橋電路16，如圖3b所示。阻抗層平面與編碼器的平面一樣平行于XY平面延伸。圖3c示出信號電壓Vss與氣隙磁場強度Hy，Hx1和Hy，Hx2的關系的工作特征曲線。這里，Hy是在編碼器磁道運行方向上的磁場分量，而Hx是在橫向于Hy方向上的編碼器的磁場分量。這里，Hx1和Hx2表示在x方向上指向相反的磁場分量。圖3c表明，變換編碼器磁化分量Hx1、Hx2會導致特征曲線18、19鏡像對稱。與變換的Hx磁場分量的下綴相聯系的特征曲線的變換跳躍式發生，并被稱作“觸發/翻轉”。觸發會導致非期望的編碼信號失真(加倍)并干擾車輪轉速檢測。在現在的實踐中，這樣避免觸發，即，一沿x方向極化的所謂的偏置磁體15產生一所謂的輔助磁場(Stützfeld)，該輔助磁場大于磁場分量Hx1、Hx2并因此固定兩個特征曲線中的一個，例如18。