DE102006006776A1

DE102006006776A1 - Positionssensor mit kompensierten Magnetpolen

Info

Publication number: DE102006006776A1
Application number: DE102006006776A
Authority: DE
Inventors: Bertrand Legrand
Original assignee: Electricfil Automotive SAS
Current assignee: EFI Automotive SA
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2006-02-11
Publication date: 2006-08-17
Also published as: BRPI0600345A; JP2006227007A; US20060186879A1; KR20060090933A; FR2882140A1; US7265685B2; FR2882140B1

Abstract

Bei einer Codiervorrichtung für einen Positionsdrehsensor, der einen mehrpoligen Magnetring aufweist, der um seine Achse in Drehung angetrieben wird und der auf seinem Umfang mit Magnetpolen eines bestimmten Zeichens versehen ist, die abwechselnd mit Magnetpolen eines entgegengesetzten Zeichens angeordnet sind, so daß wenigstens eine Reihe von Magnetpolpaaren mit einer bestimmten Periode gebildet wird, wobei jeder Magnetpol eines bestimmten Zeichens eine Breite I_i und einen Wert der magnetischen Polarisierung M_i aufweist, während jeder Magnetpol mit entgegengesetztem Zeichen eine Breite I_i+1 aufweist, die sich von der Breite I_i unterscheidet, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M_i+1, ist vorgesehen, daß die Polarisierung der magnetischen Pole derart ist, daß M_i x I_i = M_i+1 x I_i+1.

Description

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Magnetdrehsensoren des Typs, der ein Codierelement umfaßt, das sich in der Nähe einer Detektionszelle bewegt und das geeignet ist, wenigstens eine Winkelposition in allgemeiner Richtung zu orten.
Der Gegenstand der Erfindung ist besonders vorteilhaft auf dem Automobilsektor anzuwenden, wo ein solcher Sensor zum Beispiel im Rahmen der Zündfunktionen verwendet werden kann.

Es ist auf dem oben genannten Gebiet bekannt, einen magnetischen Sensor einzusetzen, der geeignet ist, die Änderung der Intensität eines Magnetfelds zu messen, wenn eine Codiervorrichtung, die mit einer Reihe von Elementen zur Erzeugung eines variablen Magnetfeldes versehen ist, vor einer oder mehreren Meß- oder Detektionszellen wandert. Jede Detektionszelle, wie zum Beispiel eine Hall-Sonde oder eine Magnetoresistenzsonde, liefert ein periodisches elektrisches Signal, das der Entwicklung der Intensität des durch die Elemente erzeugten Magnetfelds entspricht. Jede Detektionszelle ist mit einer Hysterese-Pegelvergleichsvorrichtung, zum Beispiel einem Schmitt-Trigger, verbunden, um satte Übergänge der Ausgangsspannung für unterschiedliche Werte des Magnetfeldes zu erhalten, je nach dessen steigender oder abnehmender Entwicklung.

Um einen Sensor zur Detektion einer Drehgeschwindigkeit zu bilden ist bekannt, eine Codiervorrichtung zu schaffen, die mit Elementen zur Erzeugung eines variablen Magnetfeldes versehen ist, welche entlang eines Umfangs in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.

Gemäß einer ersten Ausführungsform sind die magnetfelderzeugenden Elemente durch Störelemente eines Magnetfelds gebildet, das durch einen festen Magneten erzeugt wird, der in der Nähe dieser Störelemente angeordnet ist. Zum Beispiel werden solche Störelemente durch Zähne gebildet, die in einem ferromagnetischen Ring angeordnet sind.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform werden Elemente zur Erzeugung eines variablen Magnetfelds durch Magnetpole gebildet, die in regelmäßigen Abständen voneinander entlang einer vorgegebenen Spur angeordnet sind. Eine solche Codiervorrichtung weist somit die Form eines mehrpoligen Magnetrings auf.

Um das Bestimmen von wenigstens einer Position zu ermöglichen, die zum Beispiel dem oberen Zündungstotpunkt eines Zylinders entspricht, ist bekannt, eine Singularität auf der magnetischen Codiervorrichtung auszuführen, die im allgemeinen als singulärer oder irregulärer Pol bezeichnet wird. Es ist somit bekannt, zum Beispiel zwei Zähne auf dem ferromagnetischen Ring zu beseitigen. In der Ausführungsform, in der eine Codiervorrichtung verwendet wird, welche die Form eines mehrpoligen Magnetrings aufweist, kann vorgesehen werden, entweder mehrere Magnetpole wegzulassen, wobei ein freier Raum geschaffen wird, oder einen oder mehrere Pole mit einem bestimmten Zeichen durch einen oder mehrere Pole eines entgegengesetzten Zeichens zu ersetzen. Somit wird ein bestimmter Magnetisierungspol geschaffen, der zwischen seinen zwei Polen, die zu einem entgegengesetzten Zeichen benachbart sind, einen Abstandsschritt aufweist, der sich vom Abstandsschritt der anderen Pole unterscheidet.

Unter bestimmten Verwendungsbedingungen erscheint es auch notwendig, die regulären Magnetpole mit unterschiedlichen Abstandsschritten auszuführen, um ein Signal mit einem zyklischen Verhältnis zu erhalten, das nicht 0,5 ist. Allgemein ist festzuhalten, daß die Ausführung einer Codiervorrichtung mit Magnetpolen, die unterschiedliche Abstandsschritte aufweisen, das heißt Magnete mit unterschiedlichen Größen, zu einer magnetischen Instabilität führt, welche mangelnde Präzision bei der Detektion der Positionen zur Folge hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des bekannten Stands der Technik zu beseitigen, indem ein Magnetsensor vorgeschlagen wird, der – obwohl er Magnetpole mit unterschiedlichen Abstandsschritten umfaßt – ermöglicht, ein Meßsignal ohne magnetische Abweichung zu erhalten.

Um diese Aufgabe zu lösen, schlägt die Erfindung einen Sensor vor, der einen mehrpoligen Magnetring umfaßt, der um seine Achse in Drehung angetrieben wird und auf seinem Umfang mit Magnetpolen eines bestimmten Zeichens versehen ist, die abwechselnd mit Magnetpolen eines entgegengesetzten Zeichens derart angeordnet sind, daß sie wenigstens eine Reihe von wenigstens einem Paar von Magnetpolen mit einer bestimmten Periode bilden, wobei jeder Magnetpol eines bestimmten Zeichens eine Breite I_i und einen Wert der magnetischen Polarisierung M_i besitzt, während jeder Magnetpol mit einem entgegengesetzten Zeichen eine Breite I_i+1 aufweist, welche von der Breite I_i unterschiedlich ist, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M_i+1. Gemäß der Erfindung ist die Polarisierung der Magnetpole derart, daß M_i × I_i = M_i+1 × I_i+1.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt die Codiervorrichtung als Magnetpole reguläre Magnetpole mit einem bestimmten Zeichen und reguläre Magnetpole mit einem entgegengesetzten Zeichen, so daß eine Reihe von Paaren regulärer Magnetpole mit einer bestimmten Periode gebildet wird, wobei jeder reguläre Magnetpol eines bestimmten Zeichens eine Breite I_i und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₁ aufweist, während jeder reguläre Magnetpol mit einem entgegengesetzten Zeichen eine Breite I₂ aufweist, die von der Breite I₁ unterschiedlich ist, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₂, so daß M₁ × I₁ = M₂ × I₂.

Gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist festzuhalten, daß die Codiervorrichtung als Magnetpole auch wenigstens eine magnetische Singularität aufweisen kann, welche durch wenigstens einen irregulären Magnetpol eines bestimmten Zeichens mit einer Breite I₃ und einem Wert der magnetischen Polarisierung M₃ und durch einen irregulären Magnetpol mit entgegengesetztem Zeichen gebildet wird, der eine Breite I₄, die im Wesentlichen gleich der Breite I₃ ist, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₄ aufweist, so daß eine Reihe von wenigstens einem Paar irregulärer Magnetpole mit einer bestimmten Periode gebildet wird, wobei die Polarisierung der irregulären Magnetpole derart ist, daß M₃ × I₃ = M₄ × I₄.

Gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, das zusammen mit oder unabhängig von dem ersten Ausführungsbeispiel umgesetzt wird, umfaßt die Codiervorrichtung als Magnetpole wenigstens eine magnetische Singularität, die aus wenigstens einem irregulären Magnetpol mit einem bestimmten Zeichen, der eine Breite I₃ und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₃ aufweist, und einem irregulären Magnetpol mit entgegengesetztem Zeichen gebildet wird, der eine Breite I₄ aufweist, die sich von der Breite I₃ unterscheidet, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₄, so daß eine Reihe von wenigstens einem Paar irregulärer Magnetpole mit einer bestimmten Periode gebildet wird, wobei die Polarisierung der irregulären Magnetpole derart ist, daß M₃ × I₃ = M₄ × I₄.

Gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist festzuhalten, daß die Codiervorrichtung als Magnetpole auch reguläre Magnetpole mit einem bestimmten Zeichen und reguläre Magnetpole mit einem entgegengesetzten Zeichen aufweisen kann, so daß eine Reihe von Paaren regulärer Magnetpole mit einer bestimmten Periode gebildet wird, wobei jeder reguläre Magnetpol eines bestimmten Zeichens eine Breite I₁ und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₁ aufweist, während jeder reguläre magnetische Pol mit entgegengesetztem Zeichen eine Breite I₂ besitzt, die im Wesentlichen gleich der Breite I₁ ist, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₂, so daß M₁ × I₁ = M₂ × I₂.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die regulären und irregulären Magnetpole derart, daß: M₁ × I₁ = M₂ × I₂ = M₃ × I₃ = M₄ × I₄.

Vorteilhafter Weise weist der reguläre Magnetpol dasselbe Zeichen auf wie der irreguläre Magnetpol, während der reguläre Magnetpol und der irreguläre Magnetpol dasselbe Zeichen aufweisen, entgegengesetzt zum Zeichen der Pole.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die regulären und irregulären Magnetpole derart, daß I₁ + I₂ = I₃ + I₄, so daß die Periode der regulären Magnetpole gleich der Periode der irregulären Magnetpole ist.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Breite I₁ des regulären Magnetpols gleich der Breite I₄ des irregulären Magnetpols, während die Breite I₂ des Magnetpols gleich der Breite I₃ des irregulären Magnetpols ist, so daß die zyklischen Beziehungen für die regulären und die irregulären Magnetpole komplementär sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Positionsdrehsensor vorzuschlagen, der eine Codiervorrichtung gemäß der Erfindung aufweist, dessen mehrpoliger Magnetring vor wenigstens einer Detektionszelle wandert.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Anwendung ist die Codiervorrichtung in Drehung auf einer Welle eines Motors eines Fahrzeuges verkeilt.

Vorzugsweise ist die Detektionszelle eine Monoelement-Detektionszelle.

Zum Beispiel ist die Detektionszelle eine Zelle mit Hall-Wirkung, mit differentieller Nall-Wirkung, mit Hall-Wirkung mit Flußkonzentrator, Magnetoresistenz-Zelle oder riesige Magnetoresistenzzelle.

Verschiedene andere Eigenschaften werden aus der unten stehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende einzige Figur hervorgehen, welche beispielhaft – und nicht einschränkend – eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Magnetdrehsensors 1, welcher eine Drehmagnetcodiervorrichtung 2 umfaßt, die durch jegliches geeignete Mittel in Drehung um die Achse x angetrieben wird. Die Codiervorrichtung 2, die in Form eines mehrpoligen Magnetrings gebildet wird, ist dazu bestimmt, vor wenigstens einer festen Detektionszelle 3 zu wandern, die mit Mitteln zur logischen Bearbeitung verbunden ist, welche nicht dargestellt, aber an sich bekannt sind und die ein digitales Ausgangssignal S liefern.
Es ist anzumerken, daß eine Detektionszelle 3 wenigstens ein Element umfaßt, das gegenüber einem variablen Magnetfeld empfindlich ist. Vorzugsweise ist die Detektionszelle 3 eine Monoelement-Detektionszelle, das heißt eine Zelle, welche ein einziges Signal liefert, das eine direkte Abbildung des detektierten variablen Magnetfeldes ist.
Die Monoelement-Detektionszelle unterscheidet sich von einer so genannten differentiellen Zelle, welche ein einziges Signal liefert, das aus der Subtraktion von zwei Signalen resultiert, welche jeweils der Entwicklung des variablen Magnetfeldes an zwei unterschiedlichen Orten entspricht. Die Detektionszelle 3 ist eine Zelle mit Hall-Wirkung, mit differentieller Hall-Wirkung, mit Hall-Wirkung mit Flußkonzentrator, Magnetresistenzzelle, riesige Magnetresistenzzelle.
Vorteilhafterweise sind die Detektionszelle 3 und die Mittel zur logischen Bearbeitung integraler Bestandteil eines elektronischen Mikroschaltkreises.
Die Codiervorrichtung 2 ist auf ihrem Umfang mit einer Magnetspur 5 versehen, die dazu bestimmt ist, vor der Zelle 3 zu wandern. Die Magnetspur 5 umfaßt in dem dargestellten Beispiel reguläre Magnetpole P₁ eines bestimmten Zeichens, zum Beispiel Norden, die abwechselnd mit regulären Magnetpolen P₂ eines entgegengesetzten Zeichens, nämlich Süden, in dem dargestellten Beispiel angeordnet sind. Die regulären Magnetpole P₁, P₂ sind verteilt, um N₁ Paare von Polen (N₁ = zum Beispiel 58 Paare) zu bilden, die jeweils eine Periode T₁ und einen regulären Magnetpol Nord P₁ und einen regulären Magnetpol Süden P₂ aufweisen.
Die Detektionszelle 3 liefert ein elektrisches Signal, welches der Entwicklung des Magnetfeldes der Spur 5 entspricht, welche vor der Zelle bei der Drehung der Codiervorrichtung 5 wandert. Die durch die Zelle 3 gelieferten Signale werden durch die Bearbeitungsmittel bearbeitet, um ein digitales Signal S zu erhalten, das jedem Wechsel der Nord- und Südpole der Spur entspricht. Zum Beispiel werden die durch die Zelle 3 gelieferten Signale mit vorbestimmten elektrischen Schwellwerten verglichen, um das digitale Ausgangssignal S zu erhalten.
Jeder reguläre Magnetpol Norden P₁ weist einen Wert der magnetischen Polarisierung M₁ und eine Breite I₁ auf, die in Bezug auf die Richtung der Bewegung der Codiervorrichtung berücksichtigt werden, das heißt in der tangentiellen Richtung der Codiervorrichtung. Ebenso weist jeder reguläre Magnetpol Süd P₂ einen Wert der magnetischen Polarisierung M₂ und eine Breite I₂ auf, die von der Breite I₁ unterschiedlich ist.
Gemäß der Erfindung ist die Polarisierung der regulären magnetischen Pole P₁, P₂ derart, daß M₁ × I₁ = M₂ × I₂.
In dem Ausmaß, in dem die Breite I₁ von der Breite I₂ unterschiedlich ist, ist auch die Polarisierung der regulären Pole P₁, P₂ unterschiedlich. Mit anderen Worten, die regulären Magnetpole mit größerem Volumen weisen eine schwächere Polarisierung auf als die anderen. Wenn zum Beispiel die Breite I₁ 30 % der Gesamtbreite eines Paars von regulären Magnetpolen (I₂ = 70 % dieser Breite) aufweist, dann weist jeder Magnetpol Nord P₁ einen Wert der magnetischen Polarisierung M₁ und jeder Magnetpol Süd P₂ einen Wert M₂ auf, der gleich 3/7 von M₁ ist. Vorteilhafter Weise, aber nicht ausschließlich, ist der Wert der magnetischen Polarisierung M₁ gleich dem gesättigten Polarisierungswert B_Max, so daß M₂ = 3/7 B_Max.
Natürlich wird angenommen, daß die Dicke der Magnetpole P₁, P₂, die entlang des Radius genommen wurde, das heißt entlang der Richtung senkrecht zur Breite und der Achse x, wenigstens im Bereich des Abschnittes konstant ist, der vor der Zelle 3 wandert.
Diese magnetische Kompensation zwischen den regulären Magnetpolen P₁, P₂ ermöglicht es, eine magnetische Instabilität zu vermeiden, das heißt, sie ermöglicht die Stabilisierung des Signals im rechten Winkel zu jedem Übergang.
Es ist festzuhalten, daß die regulären Magnetpole P₁, P₂ mit unterschiedlichen Breiten bewirken, daß ein digitales Ausgangssignal S erhalten wird, welches einen regulären Abschnitt S₁ mit einem unausgeglichenen zyklischen Verhältnis R₁ umfaßt. Eine zyklische Beziehung gilt als unausgeglichen, wenn sie einen Wert aufweist, der sich von 0,5 unterscheidet, das heißt, wenn in einer Periode die Zeit des hohen Signals von der Zeit des niedrigen Signals unterschiedlich ist.
In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der mehrpolige Magnetring eine magnetische Singularität, die durch wenigstens einen irregulären Magnetpol P₃ gebildet ist, der ein bestimmtes Zeichen aufweist, zum Beispiel Norden, und durch wenigstens einen irregulären Magnetpol P₄ mit entgegengesetztem Zeichen, zum Beispiel Süd, im dargestellten Beispiel. Die irregulären Magnetpole P₃, P₄ sind verteilt, um N₂ Paare von Polen (N₂ – 2 im dargestellten Beispiel) zu bilden, wobei jedes eine gleiche Periode T₂ und einen irregulären Magnetpol Norden P₃ und einen irregulären Magnetpol Süden P₄ aufweist.
Jeder irreguläre Magnetpol Norden P₃ weist einen Wert der magnetischen Polarisierung M₃ und eine Breite I₃ auf. Ebenso weist jeder irreguläre Magnetpol Süden P₄ einen Wert der magnetischen Polarisierung M₄ und eine Breite I₄ auf, die sich in dem dargestellten Beispiel von der Breite I₃ unterscheidet. Diese irregulären Magnetpole P₃, P₄ bewirken, daß ein digitales Ausgangssignal S erhalten wird, mit einem irregulären Abschnitt S₂ des zyklischen Verhältnisses R₂.
Gemäß der Erfindung ist die Polarisierung der irregulären Magnetpole P₃, P₄ derart, daß M₃ × I₃ = M₄ × I₄.
Wie in dem Fall der regulären Magnetpole P₁, P₂ ist die Polarisierung der irregulären Magnetpole P₃, P₄ unterschiedlich. Selbstverständlich ist die Dicke der irregulären Magnetpole P₃, P₄, die entlang des Radius genommen wurde, konstant.
Vorteilhafter Weise – und um das magnetische Gleichgewicht auf dem gesamten Umfang der Codiervorrichtung zu bewahren – werden die Magnetpole P₁ bis P₄ wie folgt definiert: M1 × I1 = M2 × I2 = M3 × I3 = M4 × I4.
Vorzugsweise gilt I₁ + I₂ = I3 + I₄, so daß T₁ = T₂. Das Ausgangssignal S ist somit gleichzeitig auf seinem regulären Abschnitt S₁ als auch auf seinem irregulären Abschnitt S- periodisch.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungseigenschaft ist die Breite 1t des regulären Magnetpols Norden P₁ gleich der Breite I₄ des regulären Magnetpols Süden P₄, während die Breite I₂ des regulären Magnetpols Süden P₂ gleich der Breite I₄ des irregulären Magnetpols Norden P₃ ist.
In dem dargestellten Beispiel entspricht die Breite I₃ des irregulären Magnetpols Norden P₃ 70 % der Gesamtbreite eines Paars von irregulären Magnetpolen, so daß die Breite I₄ des irregulären Magnetpols Süden P₄ gleich 30 % der Gesamtbreite des Paars der irregulären Pole ist.
In dem dargestellten Beispiel ist das zyklische Verhältnis R₁ zum zyklischen Verhältnis R₂ komplementär, so daß R₁ = 1 – R₂ ist. Natürlich kann vorgesehen werden, zyklische Verhältnisse mit unterschiedlichen und nicht komplementären Werten zu wählen (R₁ ≠1 – R₂). Zum Beispiel kann gewählt werden, zyklische Verhältnisse zu erhalten, so daß R₁ = 0,7 und R₂ = 0,4.
In der vorangegangenen Beschreibung umfaßt die Codiervorrichtung 2 reguläre Magnetpole P₁, P₂ und irreguläre Magnetpole P₃, P₄. Ferner weisen die Breiten I₁, I₂ der regulären Magnetpole P₁, P₂ unterschiedliche Werte auf, ebenso wie die Breiten I₃, I₄ der irregulären Magnetpole P₃, P₄.
Es ist klar, daß die Erfindung auf eine Codiervorrichtung 2 angewendet werden kann, welche eine einzige Kategorie von Magnetpolpaaren P_i, P_i+1 aufweist, das heißt entweder vom regulären oder vom irregulären Typ. Es ist festzuhalten, daß in dem Fall, in dem die Codiervorrichtung 2 die zwei Kategorien von Magnetpolpaaren aufweist, eine der Kategorien Magnetpole mit unterschiedlichen Breiten aufweist, während die andere Kategorie Magnetpole mit unterschiedlichen Breiten aufweist, wie dies oben beschrieben wurde, oder gleichen Breiten, so daß der entsprechende Abschnitt des Ausgangssignals ein ausgeglichenes zyklisches Verhältnis aufweist, das heißt 0,5 entspricht.
Vorteilhafterweise ist die Codiervorrichtung 2, so wie oben beschrieben, dazu bestimmt, auf einem sich in allgemeiner Richtung drehenden Ziel befestigt zu werden, ausgehend von welchem wenigstens eine Position bestimmt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungseigenschaft ist die Codiervorrichtung 2 gemäß der Erfindung dazu bestimmt, auf einer Antriebsscheibe befestigt zu werden, die am Ausgang des Motors eines Fahrzeuges befestigt ist, das heißt auf einer Verteilerscheibe oder auf einer der Hilfsscheiben. Gemäß einer vorteilhaften Eigenschaft ist die Codiervorrichtung 2 auf der Antriebsscheibe befestigt, die sich in der Achse der Kurbelwelle befindet, um eine Detektion des hohen Zündtotpunktes eines Zylinders zu ermöglichen.
Es ist festzuhalten, daß die Erfindung auch auf die Ausführung eines Sensors angewendet werden kann, welcher einen Magnetring aufweist, der mit mehreren irregulären Polen versehen ist, was das Orten von mehreren Positionen ermöglicht. In vorteilhafter Weise weist der Magnetring zum Beispiel vier irreguläre Pole auf, welche es ermöglichen, die Position der Zylinder eines Motors zu orten. In diesem Fall ist die Codiervorrichtung fest mit der Nockenwelle eines Motors eines Fahrzeuges befestigt. Natürlich kann die Codiervorrichtung auf der Nockenwelle mit nur einem irregulären Pol befestigt werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungseigenschaft ist die Codiervorrichtung gemäß der Erfindung dazu bestimmt, im Inneren einer Stützplatte einer dynamischen Dichtung für eine Antriebswelle befestigt zu werden, befestigt zwischen der Kurbelwelle und dem Getriebe eines Motors eines Fahrzeuges. Die Codiervorrichtung wird durch die Antriebswelle in Drehung angetrieben und ist in naher Beziehung zu den Detektionszellen befestigt, die auf der Stützplatte der Dichtung befestigt sind, um einen Positionssensor zu bilden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungseigenschaft ist die Codiervorrichtung in Drehung auf einer Welle eines Motors eines Fahrzeuges verkeilt, oder wird in Drehung durch die Kurbelwelle oder die Nockenwelle eines Motors eines Fahrzeuges angetrieben, wobei sie im Inneren des Motorblocks eines solchen Fahrzeuges in naher Beziehung zu einer Detektionszelle befestigt ist, um einen Positions- oder Geschwindigkeitssensor zu bilden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele begrenzt, da unterschiedliche Modifizierungen an der Erfindung durchgeführt werden können, ohne daß dadurch ihr Schutzumfang verlassen wird.

Claims

Codiervorrichtung für einen Positionsdrehsensor, der einen mehrpoligen Magnetring aufweist, der in Drehung um seine Achse (x) angetrieben wird und auf seinem Umfang mit Magnetpolen eines bestimmten Zeichens (P_i) versehen ist, wobei die Magnetpole abwechselnd mit Magnetpolen eines entgegengesetzten Zeichens (P_i+1) angeordnet sind, so daß wenigstens eine Reihe von wenigstens einem Paar Magnetpolen mit einer bestimmten Periode (T_i) gebildet werden, wobei jeder Magnetpol (P_i) eines bestimmten Zeichens eine Breite I_i und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₁ aufweist, während jeder Magnetpol mit entgegengesetztem Zeichen (P_i+1) eine Breite I_i+1, die sich von der Breite I_i unterscheidet, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M_i+1 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisierung der magnetischen Pole (P_i, P_i+1) derart ist, daß Mi × Ii = Mi+1 × Ii+1
Codiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Magnetpole (P_i, P_i+1) reguläre Magnetpole eines bestimmten Zeichens (P₁) und reguläre Magnetpole eines entgegengesetzten Zeichens (P₂) aufweist, so daß eine Reihe von Paaren von regelmäßigen Magnetpolen mit einer bestimmten Periode (T₁ ) gebildet wird, wobei jeder reguläre Magnetpol (P₁) eines bestimmten Zeichens eine Breite I₁ und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₁ aufweist, während jeder reguläre Magnetpol mit entgegengesetztem Zeichen (P₂) eine Breite I₂ aufweist, die sich von der Breite I₁ unterscheidet, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₂, so daß M₁ × I₁ = M₂ × I₂.
Codiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Magnetpole (Pi, P_i+1 ) wenigstens eine magnetische Singularität aufweist, die gebildet wird durch wenigstens einen irregulären Magnetpol eines bestimmten Zeichens (P₃), welcher eine Breite I₃ und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₃ aufweist, und durch einen irregulären Magnetpol mit entgegengesetztem Zeichen (P₄), der eine Breite I₄, die sich von der Breite I₃ unterscheidet, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₄ aufweist, so daß eine Reihe von wenigstens einem Paar von irregulären Magnetpolen mit einer bestimmten Periode (T₂) gebildet wird, wobei die Polarisierung der irregulären Magnetpole (P₃, P₄) derart ist, daß M3 × I3 = M4 × I4.
Codiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Magnetpole (P_i, P_i+1) wenigstens eine magnetische Singularität aufweist, die gebildet wird durch wenigstens einen irregulären Magnetpol eines bestimmten Zeichens (P₃), welcher eine Breite I₃ und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₃ aufweist, und durch einen irregulären Magnetpol mit entgegengesetztem Zeichen (P₄), der eine Breite I₄, die im wesentlichen gleich der Breite I₃ ist, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₄ aufweist, so daß eine Reihe von wenigstens einem Paar irregulärer magnetischer Pole mit einer bestimmten Periode (T₂) gebildet wird, wobei die Polarisierung der irregulären Magnetpole (P₃, P₄) derart ist, daß M₃ × I₃ = M₄ × I₄.
Codiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Magnetpole (P_i, P_i+1) reguläre Magnetpole eines bestimmten Zeichens (P_i) und reguläre Magnetpole eines entgegengesetzten Zeichens (P₂) aufweist, so daß eine Reihe von Paaren von regulären Magnetpolen mit einer bestimmten Periode (T₁) gebildet wird, wobei jeder reguläre Magnetpol (P₁) eines bestimmten Zeichens eine Breite I₁ und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₁ aufweist, während jeder reguläre Magnetpole mit entgegengesetztem Zeichen (P₂) eine Breite I₂, die im Wesentlichen gleich der Breite I₁ ist, und einen Wert der magnetischen Polarisierung M₂ aufweist, so daß M₁ × I₁ = M₂ × I₂.
Codiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die regulären Magnetpole (P₁, P₂) und die irregulären Magnetpole (P₃, P₄) derart sind, daß M₁ × I₁ = M₂ × I₂ = M₃ × I₃ = M₄ × I₄.
Codiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der reguläre Magnetpol (P₁) dasselbe Zeichen aufweist wie der irreguläre Magnetpol (P₃), während der reguläre Magnetpol (P₂) und der irreguläre Magnetpol (P₄) dasselbe Zeichen aufweisen, das dem Zeichen der Pole (P₁, P₃) entgegengesetzt ist.
Codiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die regulären Magnetpole (P₁, P₂) und die irregulären Magnetpole (P₃, P₄) derart sind, daß I₁ + I₂ = I₃ + I₄, so daß die Periode (T₁) der regulären Magnetpole gleich der Periode (T₂) der irregulären Magnetpole ist.
Codiervorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite I₁ des regulären Magnetpols (P₁) gleich der Breite I₄ des irregulären Magnetpols (P₄) ist, während die Breite I₂ des Magnetpols (P₂) gleich der Breite I₃ des irregulären Magnetpols (P₃) ist, so daß die zyklischen Verhältnisse für die regulären und irregulären Magnetpole komplementär sind.
Positionsdrehsensor, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Codiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, deren mehrpoliger Magnetring vor wenigstens einer Detektionszelle (3) wandert.
Positionsdrehsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiervorrichtung in Drehung auf einer Welle eines Motors eines Fahrzeuges verkeilt ist.
Positionsdrehsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionszelle (3) eine Monoelement-Detektionszelle ist.
Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionszelle (3) eine Zelle mit Hall-Wirkung, differentieller Hall-Wirkung, Hall-Wirkung mit Flusskonzentrator, Magnetoresistenz-Zelle oder riesiger Magnetoresistenz-Zelle ist.