DE19533964A1

DE19533964A1 - Magnetismuserfassungsvorrichtung, die zur Unterdrückung von Schwankungen von Impulssignal-Intervallen in der Lage ist

Info

Publication number: DE19533964A1
Application number: DE19533964A
Authority: DE
Inventors: Tasuo Tamura; Kenji Yagi; Yasuaki Makino; Ichiro Izawa
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: US5729127A; JP3368681B2; JPH0882634A; DE19533964B4

Description

Diese Anmeldung basiert auf der prioritätsbegründenden Japanischen Patentanmeldung Nr. 6-218929, die am 13. Sep tember 1994 angemeldet wurde, deren Offenbarungsgehalt hiermit in vollem Umfang in den Offenbarungsgehalt vorlie gender Anmeldung übernommen wird.

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Magnetismuserfas sungsvorrichtung, die die Bewegung eines Objektes, das der Erfassung ausgesetzt ist, erfaßt, indem eine Änderung der Widerstandswerte eines Magnetowiderstandselements (MRE) verwendet wird, und die ein Erfassungssignal verarbeitet, um ein Impulssignal zu erhalten, das die erfaßte Bewegung des zu erfassenden Objektes anzeigt.

Magnetismuserfassungsvorrichtungen, wie diese z. B. in der USP 5,359,287 offenbart sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt. In Fig. 12 ist eine Anordnung dieser Art einer Magnet- oder Magnetismuserfassungsvorrichtung ge zeigt. In dieser Figur erzeugt ein Vormagnetisierungsmagnet 43 ein Vormagnetisierungsfeld zu einem Zahnrad 40 hin, das die Funktion eines Objektes hat, das der Erfassung ausge setzt ist; eine Sensoreinheit 42, die mit einem MRE (Magnetowiderstandselement) versehen ist, gibt im Anspre chen auf eine Widerstandsänderung des MRE, die durch die Rotation dieses Zahnrads 40 oder Magnetismus verursacht wird, ein Signal aus (d. h. ein Signal, das in Fig. 13A an gezeigt ist). Im allgemeinen ist eine große Anzahl an rechteckigen Zähnen 41 am Zahnrad 40 ausgebildet; das Ver hältnis der Teilung zwischen den aufeinanderfolgenden Zäh nen zur Zahnbreite ist mit 1 : 1 gewählt. Dann wird eine Si gnalwellenform von der Sensoreinheit 42 auf einem vorbe stimmten Schwellwert VTH basierend in einer Vergleichs schaltung 44 in ein Binärsignal umgewandelt (ein Signal, das in Fig. 13B gezeigt ist). Im Anschluß wird durch eine monostabile Schaltung (einen monostabilen Multivibrator) 45, durch die Übereinstimmung mit einer abfallenden Flanke des Binärsignals erzielt wird, ein Impulssignal, das in Fig. 13C gezeigt ist, erzeugt.

In dem Fall, in dem das Erfassungssignal von dem MRE digitalisiert wird, um das Binärsignal zu erzeugen, und dann nur eine Signalflanke (abfallende Flanke) dieses Bi närsignals als Rotationserfassungssignal verwendet wird, werden bei konstanter Drehung die Impulsintervalle T1′, T2′ und T3′ einander gleich, wie es in den Fig. 13A bis 13C gezeigt ist. Als Ergebnis kann ein Impulssignal mit kon stantem Intervall erhalten werden.

Bei der Verwendung der Magnetismuserfassungsvorrichtung in z. B. einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpe bestand in der letzten Zeit andererseits eine starke Forderung dahin gehend, die Rotationserfassungssignale in der Mehrimpulssi gnalform zu erzeugen. Somit wurde ein solches Signalverar beitungsverfahren vorgeschlagen, bei dem das Erfassungssi gnal vom MRE auf zwei Schwellwerten des VTH1′ und VTH2′, die den hohen und niedrigen Pegel haben, basierend digita lisiert wird; die Impulssignale wurden an beiden Flanken der Binärsignale erzeugt, wie es in den Fig. 14A bis 14C gezeigt ist. Bei diesen Binärverarbeitungsverfahren sind die Schwellwerte VTH1′ und VTH2′, die vom Maximalwert und Minimalwert des MRE-Erfassungssignals mit einer vorgewähl ten Verhältniszahl verschoben sind, so eingestellt, daß bei konstanter Rotation die Signalflanke mit konstantem Inter vall erhalten werden kann. In diesem Fall wird, wie in den Fig. 14A bis 14C gezeigt ist, die Gesamtanzahl der sich ergebenden Impulssignale doppelt so groß wie die Impulssi gnale, die in den Fig. 13A bis 13C dargestellt sind.

Wenn jedoch der Signalverarbeitungsvorgang, wie es in den Fig. 14A bis 14C gezeigt ist, an beiden Flanken aus geführt wird, treten die folgenden Probleme auf. Das heißt, daß die Impulsintervalle T1′′ bis T4′′ wiederholt alternativ "schmal" und "breit" werden, so daß selbst bei konstanter Rotation das Impulssignal mit konstantem Intervall nicht erhalten werden kann. Dadurch kann verursacht werden, daß das MRE-Erfassungssignal (das durch die Vollinie in Fig. 14A angezeigt ist) bezüglich der Sinuswelle (die durch die Strichlinie in 14A angezeigt ist) verzerrt ist. Von den Er findern der vorliegenden Erfindung wurde durch Analyse her ausgestellt, daß diese Verzerrung durch die Korrelation zwischen der Zahnradzahnform und der Magnetvektorkennlinie und in erster Linie durch die höheren sekundären harmoni schen Komponenten negativ beeinflußt werden würde. Da die Intervalle zwischen den Zahnradzähnen und der Sensoreinheit schwanken, würden sich ebenfalls die Wellenformen der MRE-Erfassungssignale verzerren, so daß die Impulsintervalle nicht konstant sind, während die Impulsintervalle T1′ bis T4′, die der Sinuswelle entsprechen, konstant werden.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen die vorstehend beschriebenen Probleme gelöst werden; ihre Aufgabe besteht darin, eine Magnetismuserfassungsvorrichtung vorzusehen, die dazu in der Lage ist, die Verzerrung zu beseitigen, die in einer Signalwellenform eines Magnetowiderstandselements (MRE) enthalten ist und verursacht wird, wenn ein Objekt, das der Erfassung ausgesetzt wird und Zähne eines Zahnrades hat, hindurchgeht, selbst wenn die Intervalle zwischen Zahnradzähnen und einer Sensoreinheit schwanken, und fer ner dazu in der Lage ist, die Schwankungen, die bei den In tervallen eines Impulssignals vorhanden sind, das mittels eines Wellenformformungsvorgangs erhalten wird, zu verrin gern, selbst wenn die Gesamtanzahl der Rotationserfassungs signale erhöht wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung bewirkt ein Ma gnetowiderstandselement (MRE), daß ein Widerstandswert von diesem im Ansprechen auf eine Zustandsänderung eines Vorma gnetisierungsfeldes geändert wird. Eine Wellenformformungs einrichtung digitalisiert eine Ausgangswellenform des Ma gnetowiderstandselements auf zwei Gruppen von hohen und niedrigen Schwellwerten basierend und erzeugt im Ansprechen auf eine steigende Flanke des digitalisierten Ausgangssi gnals und eine abfallende Flanke von diesem ein Impulssi gnal. Zu diesem Zeitpunkt können, selbst wenn ein Intervall zwischen diesem Magnetowiderstandselement und den Zähnen des Objekts, das der Erfassung ausgesetzt wird, schwankt, die Ausgangswellenformen, die symmetrische Formen haben, aufrechterhalten werden. Als Ergebnis kann die Schwankung der Signalintervalle des Impulssignals, das durch den Wel lenformformungsvorgang erhalten wird, verringert werden; somit kann das Impulssignal, das Intervalle hat, die zur Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes, das der Erfassung ausgesetzt ist, proportional sind, mit höherer Genauigkeit erhalten werden.

Vorzugsweise ist die Form des Zahnes, der im Objekt, das der Erfassung ausgesetzt wird, ausgebildet ist, aus ei nem gleichschenkligen Dreieck gebildet, so daß die Wellen form mit niedriger Verzerrung schnell ausgebildet werden kann, selbst wenn sich die Intervalle zwischen dem Magneto widerstandselement und den Zähnen des Objekts, das der Er fassung ausgesetzt ist, ändern.

Vorzugsweise können die sekundären höheren harmonischen Komponenten (zweiten Oberschwingungen) weiter verringert werden; eine höhere Starrheit des Zahnkopfabschnitts kann aufrechterhalten werden, so daß der Sinter-Herstellungspro zeß einfach ausgeführt werden kann.

Da die Zähne des Objekts, das der Erfassung ausgesetzt ist, vorzugsweise in einer solchen Weise hergestellt wer den, daß die mittlere Zahnbreite nahezu gleich 1/6 der Tei lung zwischen den benachbarten Zähnen ist, treten die Ver schiebungen der Magnetvektorkennlinie, die verursacht wer den, wenn die Zähne durch die Sensoreinheit gehen, nicht einfach auf. Auch werden die verzerrten Wellenformen, die sich aus höheren harmonischen Komponenten zusammensetzen, nicht schnell erzeugt. Als Folge können die Intervalle des Impulssignales, das mittels des Wellenformformungsvorgangs erhalten wird, verringert werden. Es gibt andere Vorteile bei der Herstellung der Zähne mit einer höheren Starrheit.

In den beiliegenden Zeichnungen:

ist Fig. 1 eine schematische Strukturdarstellung, die eine Magnetismusrotationserfassungsvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
ist Fig. 2 eine Schnittansicht, die eine Zahnform eines Zahnrades zeigt,
sind die Fig. 3A bis 3C Zeitdiagramme, die einen Si gnalverarbeitungsvorgang zeigen, wobei Fig. 3A einen MRE-Erfassungsausgang zeigt, Fig. 3B einen Ausgang von einer Vergleichsschaltung zeigt und Fig. 3C einen Ausgang von einer monostabilen Schaltung zeigt,
ist Fig. 4 eine Draufsicht, die eine Richtung eines MRE zeigt,
ist Fig. 5 eine Draufsicht, die eine Richtung eines Ma gnetvektors zeigt, der an den MRE angelegt ist,
sind die Fig. 6A1 bis 6B3 Zeitdiagramme, die die Än derung der magnetischen Vektoren erläutert, die durch die Drehung eines Zahnrades verursacht wird, wobei die Fig. 6A1 bis 6A3 Zeitdiagramme sind, die die Änderungen des Ma gnetvektors zeigen, die durch das Zahnrad entsprechend die sem Ausführungsbeispiel erzeugt werden, und die Fig. 6B1 bis 6B3 Zeitdiagramme sind, die die Änderungen des Magnet vektors zeigen, die durch das Zahnrad nach dem Stand der Technik verursacht werden,
sind die Fig. 7A und 7B Diagramme, die die Beziehung zwischen einer Zahnradzahnform und einer höheren sekundären harmonischen Komponente zeigen, wobei die Fig. 7A eine Schnittansicht von Zahnradzähnen ist und Fig. 7B eine Dar stellung ist, die die Beziehung zeigt,
sind die Fig. 8A und 8B Diagramme, die die Beziehung zwischen der Zahnradzahnform und einem Sensorausgangsver hältnis zeigen, wobei Fig. 8A eine Schnittansicht der Zahn radzähne und Fig. 8B ein Diagramm ist, das die Beziehung zeigt,
ist Fig. 9A ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Zahnradzahnform und einem Betrag der Wellenformverzer rung (höheren sekundären harmonischen Komponente) zeigt, und zeigen

Fig. 9B und die Fig. 9C(a) bis Fig. 9C(e) solche Beziehungen, bei denen die mittleren Zahnbreiten geändert sind und ein Zahnlückenfaktor bezüglich der Teilungen zwi schen den benachbarten Zähnen geändert ist,
ist Fig. 10 ein Schaltbild, das die Schwellwertsetz schaltung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
ist Fig. 11 ein Schaltbild, das eine weitere Schwell wertsetzschaltung entsprechend einem weiteren Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
ist Fig. 12 eine schematische Strukturansicht, die eine herkömmliche Magnetismuserfassungsvorrichtung zeigt,
sind die Fig. 13A bis 13C Zeitdiagramme, die den herkömmlichen Signalverarbeitungsvorgang zeigen, wobei Fig. 13A einen MRE-Erfassungsausgang zeigt, Fig. 13B einen Aus gang von einer Vergleichsschaltung zeigt und Fig. 13C einen Ausgang von einer monostabilen Schaltung zeigt,
sind die Fig. 14A bis 14C Zeitdiagramme, die einen herkömmlichen Signalverarbeitungsvorgang zeigen, wobei Fig. 14A den MRE-Erfassungsausgang zeigt, Fig. 14B den Ausgang von der Vergleichsschaltung zeigt und Fig. 14C den Ausgang von der monostabilen Schaltung zeigt,
sind die Fig. 15A bis 15E Zeitdiagramme, die die Än derungen der Impulsintervalle erläutern, wenn ein Spalt beim Stand der Technik geändert wird,
sind die Fig. 16A bis 16E Zeitdiagramme, die Ände rungen der Impulsintervalle erläutern, wenn im Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung ein Spalt geändert wird,
sind die Fig. 17A bis 17E Zeitdiagramme, die Ände rungen der Impulsintervalle erläutern, wenn ein Spalt in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung geändert wird, und
ist Fig. 18 eine graphische Darstellung, die Schwankun gen der Winkelgenauigkeit bezüglich den Spalten zeigt.

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird eine Magnetismusrotationserfassungsvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, beschrieben. Die Ma gnetismusrotationserfassungsvorrichtung entsprechend diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt ein Signal, das zum Beispiel der Rotation einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors entspricht. Die Magne tismusrotationserfassungsvorrichtung besteht aus einer Sen soreinheit, die durch ein Magnetowiderstandselement (MRE) die Drehung eines zu erfassenden Objektes (Zahnrads), die durch den Antrieb des Verbrennungsmotors bewirkt wird, er faßt, und einer Signalverarbeitungseinheit, die den Sensor ausgang von der Sensoreinheit als Wellenform ausbildet.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung der Magnetis musrotationserfassungsvorrichtung. In Fig. 1 ist eine Flä che eines Vormagnetisierungsmagneten 3, der aus einem Dau ermagnet aufgebaut ist, als ein N-Pol magnetisiert; seine andere Fläche ist als ein S-Pol magnetisiert. Der Vormagne tisierungsmagnet 3 erzeugt das Vormagnetisierungsfeld in einer Richtung, die zur magnetisierten Fläche 3a im wesent lichen senkrecht verläuft. MREs (Magnetowiderstandselemente) 1 und 2 sind auf eine Platte oder ein Substrat (nicht gezeigt) aufgedampft. Ein Paar von diesen MREs 1 und 2 ist in einer Ebene, die die Vormagneti sierungsfeldrichtung einschließt, die durch den Vormagneti sierungsmagneten 3 erzeugt wird, und in einer Richtung, in die sich die Zähne fortsetzen, in einer solchen Weise ange ordnet, daß sich diese MREs in Winkeln von +45 Grad und -45 Grad bezüglich dieser Magnetfeldrichtung befinden. Zwischen die beiden Enden der MREs 1 und 2 ist eine Konstantspannung Vcc angelegt. Eine Spannung, die am mittleren Punkt dieser MREs 1 und 2 auftritt, wird als Sensorausgang abgeleitet (auf diesen wird sich nachfolgend als "MRE-Ausgang" bezo gen). Es ist festzuhalten, daß obwohl der Vormagnetisie rungsmagnet 3 hohl gestaltet ist und die Platte durch die sen Vormagnetisierungsmagneten 3 geht, in diesem Fall der Vormagnetisierungsmagnet nicht hohl gestaltet sein kann, sondern entweder an einer vorderen Fläche der Platte oder an einer hinteren Fläche von dieser angeordnet sein kann.

Andererseits ist ein Zahnrad 4, das dem zu erfassenden Objekt entspricht, aus einem magnetischen Material herge stellt. Eine große Anzahl an Zähnen 5, deren Querschnitts form bei Betrachtung in Axialrichtung des Zahnrads 4 lini ensymmetrisch ist, ist am Zahnrad 4 kontinuierlich ausge bildet. Zwischen einer Vielzahl von Zähnen 5 sind Zahnkerb abschnitte ausgebildet. Außerdem sind die vorstehend be schriebenen MREs 1 und 2 in einem vorgewählten Intervall in einer solchen Weise angeordnet, daß sich diese MREs den Zähnen 5 gegenüber befinden. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Zähne 5 als gleichschenkliges Dreieck ausge bildet, das zwei Seiten hat, die sich mit gleichen Winkeln erstrecken. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Teilung zwischen den benachbarten Zähnen mit 4,6 mm gewählt, die Höhe eines Zahnes mit 2,3 mm gewählt und Winkel, die durch die jeweiligen Seiten bezüglich der Zahnradrotationsrich tung definiert sind, werden 45 Grad; ein Scheitelwinkel ist mit 90 Grad gewählt. Als Folge tritt die Magnetkraftlinie, die vom N-Pol dieses Vormagnetisierungsmagneten 3 stammt, durch die MREs 1 und 2 und das Zahnrad 4 aus dem Magnetma terial durch und wird umgekehrt, um erneut zum S-Pol dieses Vormagnetisierungsmagneten 3 zurückgeführt zu werden.

In Fig. 1 wird das Erfassungssignal, das von den MREs 1 und 2 ausgegeben wird, (und zwar das MRE-Ausgangssignal) über einen Verstärker 6 einem invertierenden Ausgangsan schluß einer Vergleichsschaltung 7 zugeführt und dann auf vorbestimmten Schwellwerten VTH1 und VTH2 basierend, die durch eine Schwellwertsetzschaltung 9 eingestellt sind, di gitalisiert, um Binärsignale zu erzeugen. In der Schwell wertsetzschaltung 9 werden sowohl ein Maximalwert (Spitzenwert) als auch ein Minimalwert (unterer Wert) des MRE-Ausgangssignals als erster Schwellwert VTH1 und zweiter Schwellwert VTH2 verwendet, indem diese Maximal- und Mini malwerte um ein vorgewähltes Verhältnis entsprechend einer Spannungsdifferenz zwischen den beiden Maximal/Minimal-Wer ten verschoben werden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Si gnalflanke, die zur Bewegungsgeschwindigkeit des Zahnrads 4 proportional ist, erhalten, indem das MRE-Ausgangssignal in der Vergleichsschaltung 7 digitalisiert wird. Ein Ausgangs signal von der Vergleichsschaltung 7 wird in eine monosta bile Schaltung (monostabilen Multivibrator) 8 eingegeben, so daß kurze Impulssignale erzeugt werden, die der steigen den Flanke des Binärsignals und der abfallenden Flanke von diesem entsprechen, das von der Vergleichsschaltung 7 aus gegeben wird.

Nun wird eine detaillierte Beschreibung der vorstehend beschriebenen Schwellwertsetzschaltung 9 vorgenommen. Das MRE-Ausgangssignal, das durch den Verstärker 6 gegangen ist, wird in eine Maximalwerthalteschaltung 10 und eine Mi nimalwerthalteschaltung 11 in der Schwellwertsetzschaltung 9 eingegeben. Widerstände 12 bis 15 sind in Reihe miteinan der verbunden; Ausgangsspannungen von der Maximalwerthalte schaltung 10 und der Minimalwerthalteschaltung 11 werden beiden Enden der Reihenschaltung der Widerstände 12 bis 15 zugeführt. Der Widerstand 12 und der Widerstand 15 haben den gleichen Widerstandswert; der Widerstand 13 und der Wi derstand 14 haben den gleichen Widerstandswert. Zwischen die beiden Enden des Widerstands 13 und ebenfalls zwischen die beiden Enden des Widerstands 14 sind Digitalschalter 16 bzw. 17 geschaltet. Diese Digitalschaltung 16 und 17 sind im Ansprechen auf die Ausgangssignalpegel von der Ver gleichsschaltung 7 alternativ leitend oder unterbrechend. Außerdem ist ein mittlerer Punkt zwischen dem Widerstand 13 und dem Widerstand 14 mit einem nicht invertierenden Ein gangsanschluß der Vergleichsschaltung 7 verbunden. Der Aus gangsanschluß der Vergleichsschaltung 7 ist über einen In verter 18 mit dem Digitalschalter 16 verbunden und ist mit dem Digitalschalter 17 direkt verbunden. Als Ergebnis wird entweder der Digitalschalter 16 oder der Digitalschalter 17 im Ansprechen auf das Ausgangssignal von der Vergleichs schaltung 7 eingeschaltet.

Entsprechend dieser Schwellwertsetzschaltung 9 wird der erste Schwellwert VTH1 erhalten, der um ein konstantes Ver hältnis eines Änderungswertes "A(VP-VB)" kleiner als der Maximalwert VP ist, und ebenfalls der zweite Schwellwert VTH2 erhalten, der um dieses konstante Verhältnis des Ände rungswertes "A(VP-VB)" größer als der Minimalwert VB ist; wobei der Koeffizient "A" als 0<A<1 definiert ist. Und zwar sind VTH1 = VP-A(VP-VB) und VTH2 = VB+A(VP-VB). Dieser Ände rungswert "A(VP-VB)" wird auf einer Differenz zwischen dem Maximalwert VP und dem Minimalwert VB des MRE-Ausgangssi gnals basierend bestimmt.

Außerdem wird in der Magnetismusrotationserfassungs vorrichtung in der vorstehend beschriebenen Schaltungsan ordnung, wenn das Zahnrad 4 gedreht wird, der Magnetvektor B zu den Zähnen 5 des Zahnrads 4 ausgerichtet, um dadurch in Verbindung mit dieser Rotation zu vibrieren. Somit er zeugen die MREs 1 und 2 Widerstandsänderungen im Ansprechen auf eine Änderung der Richtungen des Magnetvektors B, so daß ein Paar von MREs 1 und 2 Magnetkräfte mit zueinander entgegengesetzten Phasen ausüben. Zu diesem Zeitpunkt stellt das MRE-Ausgangssignal eine im wesentlichen sinus förmige Welle dar, wie diese in Fig. 3A angezeigt ist. Da die MREs 1 und 2 mit Winkeln von +45 Grad und -45 Grad be züglich der Vormagnetisierungsfeldrichtung angeordnet sind, hat dieses MRE-Ausgangssignal ferner eine stärker ausge prägte im wesentlichen sinusförmige Welle.

Im Anschluß wird dieses MRE-Ausgangssignal mit den zwei Schwellwerten VTH1 und VTH2 verglichen, die durch die Schwellwertsetzschaltung 9 eingestellt wurden, so daß von der Vergleichsschaltung 7 ein in Fig. 3B gezeigtes Binärsi gnal ausgegeben wird. Ferner wird in der monostabilen Schaltung 8 ein Impulssignal erzeugt und ausgegeben, das der steigenden Flanke des Binärsignals und der abfallenden Flanke von diesem entspricht, das von der Vergleichsschal tung 7 ausgegeben wurde, wie es in Fig. 3C gezeigt ist. Der Kurbelwinkel oder der Rotationswinkel des Verbrennungsmo tors kann auf dem Intervall dieses Impulssignals basierend bestimmt werden, so daß die Motorumdrehungsinformation er halten werden kann. Entsprechend der Magnetismusrotations erfassungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels kann die Verzerrung, die im MRE-Ausgangssignal enthalten ist, wie es in Fig. 3A gezeigt ist, verhindert werden; während das Zahnrad 4 mit konstanter Rotationsgeschwindigkeit gedreht wird, können die Signalintervalle des Impulssignals auf konstanten Werten aufrechterhalten werden, wie es in Fig. 3C gezeigt ist, (T1 = T2 = T3 = T4).

Nun wird das Erfassungsprinzip der Magnetismuserfas sungsvorrichtung erläutert.

Das MRE-Ausgangssignal wird im Verhältnis zu einem Vi brationswinkel "Θ" des Magnetvektors B geändert. Anders ausgedrückt sind, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, in dem Fall, in dem der Magnetvektor B, der zur Richtung des durch die MREs 1 und 2 fließenden Stromes parallel verläuft, auf Bx eingestellt ist und der Magnetvektor B, der zur Strom richtung senkrecht verläuft, auf By eingestellt ist, unter der Annahme, daß die Widerstandswerte im Sättigungsbereich mit Rx und Ry ausgewählt sind, die Widerstandswerte R1 und R2 der MREs 1 und 2, die in Fig. 5 gezeigt sind, aus der Viogt-Thomson-Formel wie folgt definiert:

R1 = Rx · cos² (45° + Θ) + Ry · sin² (45° +
R2 = Rx · cos² (45° - Θ) + Ry · sin² (45° - Θ)

Außerdem ist das MRE-Ausgangssignal wie folgt gegeben:

MRE-Ausgangssignal (Gleichstromkomponente) = (Rx-Ry)· Vcc·Θ/(Rx+Ry) = K·Θ.

Gemäß Vorbeschreibung hängt, wenn das Zahnrad 4 gedreht wird, das MRE-Ausgangssignal von der Kennlinie des Ablen kungs(Vibrations)-Winkels Θ ab. Um eine gewünschte MRE-Wel lenform zu erhalten, ist es sehr wichtig, mit diesem Ablen kungswinkel Θ des Magnetvektors B zurechtzukommen.

Die Fig. 6A1 bis 6B3 zeigen das Verhältnis zwischen den Ablenkungen des Magnetvektors B bezüglich der Zahnfor men des Zahnrades 4 und den Signal formen, die diesen ent sprechen. Fig. 6A1 zeigt eine Zahnform (Dreieckszähne) ent sprechend diesem Ausführungsbeispiel; Fig. 6B1 zeigt die herkömmliche Zahnform (Rechteckzähne). In diesen Figuren zeigen die Positionen P1, P3 und P5 solche Positionen an, in denen der Ablenkungswinkel Θ des Magnetvektors "0" wird, wohingegen die Positionen P2 und P4 solche Positionen an zeigen, in denen der Ablenkungswinkel Θ in jede der Plus- und Minus-Richtungen maximal wird.

In dem in den Fig. 6A1 bis 6A3 gezeigten Fall sind die Positionen P1 bis P5 im wesentlichen mit gleichem Ab stand angeordnet. Da die Maximalposition des MRE-Ausgangs signals, das der Position P2 entspricht, und die Minimalpo sition des MRE-Ausgangssignals, das der Position P4 ent spricht, nicht zu einer der Position P1, P3 und P5 abge lenkt sind, kann als Folge die Sinuswelle von Fig. 6A3 er halten werden, die eine geringere Verzerrung enthält. Im Gegensatz dazu wird im herkömmlichen Fall, der in den Fig. 6B1 bis 6B3 gezeigt ist, die Position P2 des maximalen Ausgangspegels zur P1-Positionsseite abgelenkt; die Posi tion P4 des minimalen Ausgangspegels wird zu P5-Positions seite abgelenkt. Als Folge werden sowohl die Maximalposi tion des MRE-Ausgangssignals als auch die Minimalposition von diesem abgelenkt, so daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, das die Verzerrung enthält. Anders ausgedrückt kann die Sinuswelle als MRE-Ausgangssignal bezüglich der Magnet vektorkennlinie, die in den Fig. 6A1 bis 6A3 gezeigt ist, erhalten werden, wohingegen die verzerrte Signalwelle bei der herkömmlichen Magnetvektorkennlinie, die in den Fig. 6B1 bis 6B3 gezeigt ist, erhalten wird.

Als Ursachen für die Verzerrung, die im MRE-Ausgangssi gnal enthalten ist, werden die nachteiligen Einflüsse der höheren sekundären harmonischen Komponenten angesehen. Das heißt, daß das MRE-Ausgangssignal einer synthetisierten Welle entspricht, die aus einer Basiswelle und einer höhe ren harmonischen Welle erzeugt ist, so daß mit wachsender höherer harmonischer Welle der Verzerrungsgrad größer wird. Als experimentelles Ergebnis, das bei der vorliegenden Er findung erhalten wurde, konnte jedoch, da die Zahnform des Zahnrads dreieckig gestaltet ist, festgestellt werden, daß die höhere sekundäre harmonische Komponente beträchtlich verringert werden kann.

Andererseits zeigen die Fig. 7A und 7B ein Verhält nis zwischen der Zahnform des Zahnrads und der höheren se kundären harmonischen Komponente (zweiten Oberschwingun gen); die Fig. 8A und 8B zeigen ein Verhältnis zwischen der Zahnform des Zahnrads und dem Sensorausgangsverhältnis. Den Fig. 7A und 7B kann entnommen werden, daß mit abneh mender Zahnbreite W der Betrag (%) der höheren harmonischen Komponente niedriger wird. In den Fig. 7A und 7B wird, wenn W = 2,3 mm (und zwar in diesem Ausführungsbeispiel) ist, die höhere sekundäre harmonische Komponente im wesentlichen 1%, wohingegen bei W<2,3 mm die höhere sekundäre harmonische Komponente kleiner als 1% wird. Im Fall der Fig. 8A und 8B wird, wenn die Zahnhöhe H geändert wird, während der In tervall zwischen den MREs und den Zahnradzähnen konstant gehalten wird, das Sensorausgangsverhältnis mit abnehmender Zahnhöhe H kleiner. Das heißt, daß entsprechend dem Zahnrad dieses Ausführungsbeispiels die höhere sekundäre harmoni sche Komponente verringert werden kann und das MRE-Aus gangssignal auf einem höheren Pegel aufrechterhalten werden kann. Es ist verständlich, daß die vorstehend beschriebene Abmessung des Dreieckszahns in diesem Ausführungsbeispiel unter Berücksichtigung zahlreicher Faktoren willkürlich ge ändert werden kann. Ein Vorzug besteht z. B. im einfachen Sinterprozeß, wenn die Dreieckzahnform aus einem rechtwink ligen gleichschenkligen Dreieck gefertigt wird.

Obwohl sich dieses Ausführungsbeispiel auf die Zahnrad zahnform bezieht, die Dreiecksform hat, kann die Zahnrad zahnform auf viele andere Weisen abgewandelt werden. Fig. 9A ist eine experimentelle graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der Zahnradzahnform und dem Wellenform verzerrungsbetrag (der höheren sekundären harmonischen Kom ponente) im Zusammenhang mit dem Zahnlückenfaktor des Kopf abschnitts des Zahnrads von Zahn zu Zahn zeigt.

Der Zahnlückenfaktor "SA/(SA+SB)(%)" des Zahnes, der auf der Abszisse von Fig. 9A aufgetragen ist, bezeichnet ein Verhältnis von SA zu (SA+SB) unter der Annahme, daß, wie es in Fig. 9B gezeigt ist, ein Querschnittsbereich eines Kopfabschnitts des Zahnes, der von einem Kopf von diesem beim 10%-Höhen-Abschnitt eingenommen wird, als "SA" definiert ist (und zwar bezeichnet der Querschnittsbereich einen Bereich, der bei Betrachtung in Axialrichtung durch Legen einer Achse senkrecht zur Vormagnetisierungsfeldrich tung durch die Zahnradbewegungsrichtung definiert ist), und ein anderer Querschnittsbereich eines Abschnitts innerhalb eines Zahnkerbabschnitts, der dem Kopfabschnitt entspricht, als SB definiert ist.

Andrerseits zeigt der Wellenformverzerrungsbetrag (%) der Ordinate in Fig. 9A die Größe der höheren sekundären harmonischen Komponente. Es ist festzuhalten, daß die Werte Lp/2, Lp/3, Lp/4 in (a) bis (e) von Fig. 9A mittlere Zahn breiten diese Zähne anzeigen und die gemittelte Zahnbreite einen Mittelwert zwischen der Zahnbreite W1 des Kopfab schnitts und der Zahnbreite W2 des Fußabschnitts anzeigt.

Die Symbole (a) bis (e), die in Fig. 9A gezeigt sind, stellen dar, daß die Zahnform geändert wird, während die Teilung Lp zwischen den benachbarten Zähnen auf einem kon stanten Wert gehalten wird. Genauer gesagt zeigt das Bei spiel (a) eine Teilung zu (:) einer gemittelten Zahnbreite bei einem Rechteckzahn von 2 : 1 [Zahnlückenfaktor ist 50%].

Das Beispiel (b) zeigt eine Teilung zu einer gemittelten Zahnbreite bei einem trapezförmigen Zahn von 2 : 1 [Zahn lückenfaktor ist 35%]. Das Beispiel (c) zeigt eine Teilung zu einer gemittelten Zahnbreite bei einem trapezförmigen Zahn von 3 : 1 [Zahnlückenfaktor ist 18%]. Das Beispiel (d) zeigt eine Teilung zu einer gemittelten Zahnbreite bei ei nem trapezförmigen Zahn von 6 : 1 [Zahnlückenfaktor 11%]. Beispiel (e) zeigt eine Teilung zu einer gemittelten Zahn breite bei einem Dreieckzahn von 2 : 1 [Zahnlückenfaktor ist 5%]. In den Fig. 9C(a) bis 9 C(e) sind detaillierte Ab messungen der jeweiligen Zähne in den Beispielen (a) bis (e) in Fig. 9A gezeigt. Die Bezeichnung "W1" bezeichnet die Zahnbreite eines Kopfabschnitts und die Bezeichnung "W2" bezeichnet die Zahnbreite eines Fußabschnitts.

In Fig. 9A können die Zahnformen, die in den Beispielen (a) bis (c) gezeigt sind, verursachen, daß die MRE-Aus gangssignale verzerrt werden, da die höhere sekundäre har monische Komponente erhöht wird. Im Gegensatz dazu können die Zahnformen, die in den Beispielen (b) und (e) gezeigt sind, die Verzerrung, die im MRE-Ausgangssignal erzeugt wird, deutlich unterdrücken, da die höhere sekundäre harmo nische Komponente verringert wird. Es ist festzuhalten, daß das Beispiel (e) das gleiche wie die vorstehend beschriebe nen Dreieckszähne ist. Ferner wurde erkannt, daß, wenn die Zahnbreite kleiner als die des Beispiels (d) gestaltet wird, die höhere sekundäre harmonische Komponente weiter verringert werden kann. Wenn jedoch die gemittelte Breite des Zahnradzahnes geringer als 1/6 gestaltet wird, d. h. die Teilung zwischen den benachbarten Zähnen, wird die Starr heit (Steifigkeit) des Zahnrads verringert, so daß sich die Bearbeitung dieses Zahnrads schwierig gestaltet. Ferner konnte festgestellt werden, daß bei einer Verwendung des Zahnlückenverhältnisses, das im Beispiel (d) gezeigt ist, selbst wenn der Zahnradzahn Rechteckform hat, die höhere sekundäre harmonische Komponente ausreichend verringert werden konnte.

Anders ausgedrückt kann, wie es aus der graphischen Darstellung in Fig. 9A ersichtlich ist, wenn die gemittelte Breite des Zahnrades 1/6 der Zahnteilung beträgt, die Ver zerrung, die im MRE-Ausgangssignal enthalten ist, beseitigt werden und Schwankungen bei den Intervallen des Imulssi gnals verringert werden.

Der Wellenformverzerrungsbetrag oder der Wellenformver zerrungskoeffizient ist kleiner oder gleich 2%; für die praktische Verwendung von diesem bei der Magnetismusrota tionserfassungsvorrichtung besteht jedoch Eignung. Die Ur sache dafür liegt darin, daß bei großem Wellenformverzer rungsbetrag, und zwar der höheren sekundären harmonischen Komponente, wenn die MREs tatsächlich gegenüber den Zahn radzähnen montiert ist, die Intervalle zwischen den MREs und den Zahnradzähnen schwanken. Als Ergebnis wird die Wel lenform des MRE-Ausgangssignals verzerrt und somit die In tervalle des Impulssignals verschoben. Dementsprechend kön nen die Drehungen der Zahnradzähne nicht mit hoher Genauig keit erfaßt werden.

Unter solchem Umstand ist, wie es in Fig. 9A gezeigt ist, eine solche Zahnform vorzuziehen, bei der der Wert des Zahnlückenfaktors SA/(SA+SB) die folgende Bedingung er füllt: SA/(SA+SB)<12,5%. Es ist festzuhalten, daß entspre chend der vorliegenden Erfindung die Zahnform als rechtek kiger Zahn und dreieckiger Zahn, wie es in (d) und (e) ge zeigt ist, ausgestaltet sein kann. Eine elliptische Zahn form ist möglich. Außerdem kann eine andere Zahnform, bei der nur der Kopfabschnitt scharf gestaltet ist, verwendet werden und eine weitere Zahnform verwendet werden, deren mittlerer Abschnitt konkav ist.

Andererseits wird, bei kleiner werdendem Wellenformver zerrungsbetrag, wenn die Intervalle zwischen den MREs und den Zahnradzähnen schwanken, die Schwankung bei den Impuls intervallen klein. Die Ursache dafür besteht in folgendem.

Das heißt, daß in einem solchen Fall dieses Ausfüh rungsbeispiels, bei dem die höhere sekundäre harmonische Komponente verringert ist und die Wellenform des MRE-Aus gangssignals in rechte und linke Richtung symmetrisch ge staltet ist, wenn die Intervalle (auf die sich im folgenden als "Spalte" bezogen wird) zwischen dem Zahnradzahn und dem MRE kleiner als ein vorbestimmter Wert (und zwar ein großer Spalt) werden, die Wellenformverzerrung und Impulssignalin tervalle bei Verzerrung der Wellenform in den Fig. 15A bis 17E dargestellt sind.

In den Fig. 15B, 16B und 17B sind die Wellenform, deren Spalte vorgewählte Werte haben, durch eine Vollinie angezeigt, wohingegen die Wellenform, deren Spalte klein werden, durch eine gestrichelte Linie angezeigt sind.

Die Fig. 15A bis 15E entsprechen der Zahnform des Beispiels (a), die Fig. 16A bis 16E entsprechen der Zahnform des Beispiels (e) und die Fig. 17A bis 17E ent sprechen der Zahnform des Beispiels (d).

Wenn der Spalt im rechteckigen Zahn, der in den Fig. 15A bis 15E gezeigt ist, klein wird, werden die Positionen P1, P3 und P4 nicht verändert, sondern die Spitzenwert- oder Maximalwertposition P2 und die untere oder Minimal wertposition P4 des Ablenkungswinkels des Magnetvektors B wird an die mittleren Position der Zahnbreite angenähert. Als Folge wird die Wellenform in Richtung nahe an die mitt lere Position P3 der Zahnbreite verschoben. Zwischen dem Signalverschiebebetrag zwischen dem steigenden Signal und dem abfallenden Signal, die jeweils auf dem Schwellwert VTH(+) nahe der mittleren Position P3 der Zahnbreite und dem Schwellwert VTH(-) von der mittleren Position P3 ent fernt basierend erzeugt werden, wird ein Vergleich vorge nommen. Als Ergebnis dieses Vergleiches ist das letztge nannte größer als das erstgenannte. Als Folge wird Θ_B<Θ_A; der Impulsintervall schwankt. Im Gegensatz dazu werden beim Dreieckszahn, der in den Fig. 16A bis 16E gezeigt ist, und beim Rechteckzahn, der in Fig. 17A bis 17E gezeigt ist und ein Verhältnis von Teilung zu Zahnbreite von 6 : 1 hat, selbst wenn der Spalt klein wird, die Wellenformen nicht verzerrt. Als Folge tritt keine Verschiebung des steigenden Signals und des abfallenden Signals des Binärsi gnals auf. Daher schwankt bei Θ_B = Θ der Impulsintervall nicht. Es ist festzuhalten, daß bei klein werdendem Spalt die Amplitude der Ist-Wellenform groß wird. In Verbindung damit sind die Schwellwerte VTH(+) und VTH(-) voneinander verschieden. In diesem Fall sind jedoch aus Gründen der Einfachheit die Wellenform, die die gleichen Amplituden und die gleichen Schwellwerte haben, dargestellt.

Damit der erste Schwellwert VTH1 und der zweite Schwellwert VHT2 bezüglich des Rechteckzahnes, der in Bei spiel (a) gezeigt ist, an den mittleren Werten auf Θ_B = Θ_A eingestellt werden kann, werden die Differenzen zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert nicht konstant gestal tet.

Fig. 18 ist eine graphische Darstellung von Experimen ten, die die Schwankungen oder Änderungen der Genauigkeit der Rotationswinkelerfassung bezüglich den Spaltschwankun gen zeigt, während die entsprechenden Zahnformen z. B. (a) bis (e) als Parameter verwendet werden.

In dieser graphischen Darstellung wird 1/4 einer Diffe renz zwischen dem Maximalwert Vp des MRE-Ausgangssignals und dem Minimalwert VB, und zwar (Vp-VB)/4, vom Maximalwert Vp abgezogen, um den ersten Schwellwert VTH1 zu erhalten; die Differenz wird zum Minimalwert VB addiert, um den zwei ten Schwellwert VTH2 zu erhalten.

Das heißt

VTH1 = Vp - (Vp-VB)/4
= 3Vp/4 - VB/4
VTH2 = VB + (Vp-VB)/4
= Vp/4 + 3VB/4

Wie es aus Fig. 18 deutlich wird, ist bezüglich des Rechteckzahns des Beispiels (a) bei größer werdendem Spalt die Winkelerfassungsgenauigkeit hoch und wird eine Schwan kung ausgeführt. Bezüglich des Dreieckzahns von Beispiel (e) und des trapezförmigen Zahns des Beispiels (d), das das Verhältnis von Teilung zu Zahnbreite von 6 : 1 hat, ist die Schwankung der Winkelgenauigkeit gering. Da der Spalt in einem Bereich zwischen 0 und 1,6 mm schwankt, wird die Schwankung bei der Winkelerfassungsgenauigkeit der Bei spiele (d) und (e), die kleine Wellenformverzerrungsbeträge enthalten, im Vergleich mit der der anderen Formen der Bei spiele (a), (b) und (c) klein. Daher können, wie es aus Fig. 18 ersichtlich ist, die Rotationswinkel mit hoher Ge nauigkeit erfaßt werden.

Dann kann ein Kraftstoffeinspritzbetrag mit höherer Ge nauigkeit gesteuert werden, indem diese Struktur auf eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung entweder von einem Dieselmotor oder einem Direkteinspritz-Verbrennungsmotor angewendet wird.

Alternativ dazu kann die vorliegende Erfindung ausge führt werden, indem die folgenden alternativen Formen ange wendet werden, die sich von denen des vorstehend erläuter ten Ausführungsbeispiels unterscheiden.

(1) Die Schwellwertsetzschaltung 9 kann in solchen Schaltungsanordnungen angeordnet sein, wie diese in z. B. den Fig. 10 und 11 gezeigt sind; die Schwellwerte dieser Schwellwertsetzschaltung 9 können auf von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterschiedliche Werte gesetzt sein. Das heißt, daß in der Schwellwertsetzschal tung 9, die in Fig. 10 gezeigt ist, eine Konstantstrom schaltung 21 über einen Widerstand 20 mit der Maximalwert halteschaltung 10 verbunden ist. Eine weitere Konstant stromschaltung 23 ist über einen Widerstand 22 mit der Mi nimalwerthalteschaltung 11 verbunden. Entsprechend dieser Schaltung wird, wenn der Digitalschalter 16 leitfähig wird, ein Wert, der durch die Subtraktion eines vorgewählten Spannungswertes VO vom Maximalwert VP des MRE-Ausgangssi gnals erzeugt wird, als erster Schwellwert VTH1 eingestellt (VTH1 = VP-VO). Wenn der Digitalschalter 17 leitfähig wird, wird ein Wert, der durch die Addition eines vorbestimmten Spannungswertes VO zum Minimalwert VB des MRE-Ausgangssi gnals erhalten wird, als der zweite Schwellwert VTH2 einge stellt (VTH2 = VB+VO).

Andererseits wird in der Schwellwertsetzschaltung 9, die in Fig. 11 gezeigt ist, eine mittlere Spannung aus der Maximalspannung der Maximalwerthalteschaltung 10 und der Minimalspannung der Minimalwerthalteschaltung 11 mittels den Widerständen 30 und 31 erfaßt. Dann wird diese mittlere Spannung über einen Verstärker 32 an dem mittleren Punkt zwischen den Widerständen 33 und 34 angelegt. Eine Kon stantstromschaltung 35 ist zwischen einen Widerstand 33 und den Digitalschalter 16 geschaltet, wohingegen eine andere Konstantstromschaltung 36 zwischen den anderen Widerstand 34 und dem Digitalschalter 17 geschaltet ist. Entsprechend dieser Schaltung wird, wenn der Digitalschalter 16 leitfä hig ist, ein Wert, der durch die Addition eines vorgewähl ten Spannungswertes V1 zur mittleren Spannung des MRE-Aus gangssignals erhalten wird, als der erste Schwellwert VTH1 eingestellt (VTH1 = (VP+VB)/2-V1). Wenn der Digitalschalter 17 leitfähig ist, wird ein Wert, der durch die Subtraktion eines vorbestimmten Wertes V1 von der mittleren Spannung des MRE-Ausgangssignals erhalten wird, als der zweite Schwellwert VTH2 eingestellt (VTH2 = (VP+VB)/2-V1).

(2) Ein "R (Rundabschnitt)" kann im Kopfabschnitt des Dreieckzahns ausgebildet sein. Zum Beispiel ist im Fall von Fig. 2 die Ausbildung des "R" mit Abmessung von kleiner als 0,4 bis 0,6 mm gestattet.
(3) Obwohl die vorliegende Erfindung als Rotationsbewe gungs-Magnetismuserfassungsvorrichtung ausgeführt ist, kann die vorliegende Erfindung alternativ als Linearbewegungs- Magnetismuserfassungsvorrichtung ausgeführt sein.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung liegen zahlrei che Vorteile vor. Das heißt, das die Verzerrung, die in den Signalwellenformen enthalten ist, die aus dem Magnetowider standselement abgeleitet sind, und die verursacht wird, wenn beim Objekt, daß der Erfassung ausgesetzt ist, über die Zähne des Zahnrads gegangen wird, verhindert werden kann. Darüber hinaus können Schwankungen bei den Interval len des Impulssignales, das durch das Ausführen des Wellen formformungsvorgangs erhalten wird, verringert werden, selbst wenn die Intervalle zwischen den Zahnradzähnen und dem Sensor schwanken.

Somit befindet sich in einer Magnetismuserfassungsvor richtung ein Magnetowiderstandselement nahe einem Zahnrad mit Zähnen, um auf ein Magnetfeld, das an dieses angelegt wird, anzusprechen. Durch die Ausbildung von jedem der Zähne als gleichschenkliges Dreieck (Fig. 9C(d)) oder als Trapez (Fig. 9C(d)), kann die Verzerrung, die im Ausgangs signal vom Magnetowiderstandselement enthalten ist, besei tigt werden. Darüber hinaus können Änderungen bei den In tervallen eines Impulssignals, das durch die Ausführung eines Wellenformformungsvorgangs erhalten wird, verringert werden, selbst wenn ein Abstand zwischen den Zahnradzähnen und dem Magnetowiderstandselement verändert wird.

Claims

1. Magnetismuserfassungsvorrichtung, die aufweist:

ein Objekt (4), das der Erfassung ausgesetzt ist und eine Vielzahl von Zähnen (5), die aus magnetischem Material gefertigt sind und deren Querschnittsform liniensymmetrisch gestaltet ist, und ebenfalls eine Vielzahl von Zahnkerbab schnitten hat, die zwischen benachbarten Zähnen ausgebildet sind,
einen Vormagnetisierungsmagnet (3), deren Magnetisie rungsfläche sich gegenüber den Zähnen des Objekts befindet, um zum Objekt hin ein Vormagnetisierungsfeld zu erzeugen,
ein Magnetowiderstandselement (1, 2), das sich im Vor magnetisierungsfeld befindet und vom Objekt mit einem vor bestimmten Intervall getrennt ist, um im Ansprechen auf ei ne Zustandsänderung des Vormagnetierungsfeldes, das vom Vormagnetisierungsmagnet auf das Objekt ausgeübt wird, eine Widerstandsänderung zu erzeugen, und
eine Wellenformformungseinrichtung (6 bis 9), die eine Ausgangswellenform des Magnetowiderstandselements auf einem hohen und einem niedrigen Schwellwert basierend digitali siert und ein Impulssignal erzeugt, das einer steigenden Flanke der digitalisierten Ausgangswellenform und einer ab fallenden Flanke von dieser entspricht,
wobei jeder der Zähne SA/(SA+SB)<0,125 genügt, wobei SA einem Querschnittsbereich eines Kopfabschnitts von jedem der Zähne bei einer Höhe von 10% von einem Kopf von jedem der Zähne aus bezeichnet und SB einen Querschnittsbereich vom jeweiligen Zahnkerbabschnitt bezeichnet, der dem Kopf abschnitt entspricht.

2. Magnetismuserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder der Zähne, der im Objekt ausgebildet ist, im Querschnitt als gleichschenkliges Dreieck (Fig. 9C(e)) aus gebildet ist.

3. Magnetismuserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das gleichschenklige Dreieck an seinem Kopfabschnitt einen Scheitelwinkel von 90 Grad hat.

4. Magnetismuserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder der Zähne, die im Objekt ausgebildet sind, im Querschnitt Trapezform hat (Fig. 9C(d)), deren gemittelte Zahnbreite ungefähr 1/6 einer Teilung zwischen den benach barten Zähnen beträgt.

5. Magnetismuserfassungsvorrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 4, bei der das Magnetowiderstandselement durch zumindest ein Paar von Strukturen ausgebildet ist, das eine solche Winkelbe ziehung hat, daß das eine Paar von Strukturen sich im glei chen Magnetfeld schneidet und in einer Ebene, die die Vor magnetisierungsfeldrichtung abdeckt, und einer Richtung, entlang der die Zähne ausgerichtet sind, angeordnet ist.

6. Magnetismuserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Objekt ein drehbares Zahnrad ist, das die Zähne an seinem Außenumfang aufweist.