DE3836508A1

DE3836508A1 - Vorrichtung zum erfassen der geschwindigkeit eines sich bewegenden koerpers

Info

Publication number: DE3836508A1
Application number: DE3836508A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Yamanoue; Shigeyuki Akita; Hiroaki Tanaka; Tatsuo Sugitani; Hideo Inoue
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1988-10-26
Publication date: 1989-05-18
Also published as: DE3836508C2; JPH01114759A; US4931727A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers, der linear oder in einer Drehrichtung übertragen oder versetzt wird, wobei diese Vorrichtung wirkungsvoll, beispielsweise als Drehwinkelsensor zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit eines Rades oder eines ähnlichen Bauteiles eines Fahrzeuges, eingesetzt werden kann.

Es sind mehrere Vorrichtungen zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers, beispielsweise eines Rades eines Kraftfahrzeuges, bekannt. Beispielsweise ist ein Drehcodierer, der ein Magnetabnehmersystem verwendet und bei dem die Drehgeschwindigkeit dadurch erfaßt wird, daß mehrere vorstehende Teile an einer Außenfläche eines Rotors vorgesehen sind, der aus einem magnetischen Material besteht, und ein Permanentmagneten- und Spulenpaar so angeordnet ist, daß es den vorstehenden Teilen gegenüberliegt, aus der JP-OS 59 31 406 bekannt. Ein Codierer, der ein optisches System verwendet und bei dem die Drehgeschwindigkeit dadurch erfaßt wird, daß statt der oben beschriebenen vorstehenden Teile mehrere Schlitze vorgesehen sind und der Durchgang des Lichtes durch diese Schlitze erfaßt und gezählt wird, ist aus der JP-OS 61-1 67 815 bekannt.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen muß jedoch eine bestimmte Form, beispielsweise eine Konkav/Konvex-Form an der Außenfläche des Rotors vorgesehen sein oder müssen Schlitze in der Außenfläche des Rotors ausgebildet sein, wobei die bekannten Vorrichtungen den weiteren Nachteil haben, daß es unmöglich ist, die Drehgeschwindigkeit eines Rotors genau zu berechnen, da der Drehwinkel eines Rotors während eines bestimmten Zeitintervalls dann nicht bestimmt werden kann, wenn sich der Rotor mit einer extrem niedrigen Drehgeschwindigkeit dreht, da der Drehwinkel nicht aus Positionen in einem Zwischenraum bestimmt werden kann, der zwischen benachbarten vorstehenden oder konkaven Teilen oder Schlitzen liegt, so daß eine höhere Welligkeit und eine Phasenverzögerung auftreten.

Durch die Erfindung sollen die oben erwähnten Mängel beseitigt werden und soll eine Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers geschaffen werden, mit der eine möglichst genaue Information erhalten werden kann, ohne daß es notwendig ist, einem Teil des sich bewegenden Körpers eine bestimmte Form zu geben, wobei das selbst dann der Fall sein soll, wenn das Maß an Versetzung des Körpers pro Zeiteinheit extrem klein ist.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers eine Magnetisierungseinrichtung, die einen Magnetpol an einer Außenfläche des sich bewegenden Körpers bildet, der aus einem magnetischen Material besteht, und die in der Nähe des sich bewegenden Körpers angeordnet ist, eine Magnetfelddetektoreinrichtung, die neben dem sich bewegenden Körper vorgesehen ist und eine Änderung im Magnetfeld des Magnetpols erfaßt, der durch die Magnetisierungseinrichtung ausgebildet ist, was dadurch erfolgt, daß das Magnetfeld durch die Detektoreinrichtung hindurchgeht, und die eine elektrische Spannung nach Maßgabe einer Änderung im Magnetfeld ausgibt, die durch die Bewegung des sich bewegenden Körpers hervorgerufen wird, und eine Ausgangssignalverarbeitungseinrichtung, die das Ausgangssignal der Magnetfelddetektoreinrichtung verarbeitet, um die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers zu bestimmen.

Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzte Magnetisierungseinrichtung kann wenigstens einen Kernteil aus einem magnetischen Material und eine elektromagnetische Spule umfassen, die um den Kernteil gewickelt ist. Die Magnetisierungseinrichtung kann weiterhin mit einer Entmagnetisierungseinrichtung, um zwangsweise den Magnetpol, der an der Oberfläche des sich bewegenden Körpers an einem Ende der Magnetisierungseinrichtung in Bewegungsrichtung des sich bewegenden Körpers ausgebildet ist, beispielsweise eines Rotors, eines Rades oder ähnlichem, und einem Blech oder einem plattenartigen Material, beispielsweise einem Walzstahlblech oder einer Metallfolie, zu beseitigen.

Die Magnetfelddetektoreinrichtung gemäß der Erfindung umfaßt wenigstens ein Hall-Element, um eine Verknüpfung mit hoher Dichte des Magnetfeldes des Magnetpoles, der durch die Magnetisierungseinrichtung ausgebildet wird, mit dem Hall-Element zu bewirken, wobei die Magnetfelddetektoreinrichtung, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwandt wird, aus einem Hall-Element und einem Magnetflußteil aus einem magnetischen Material bestehen kann. Das Hall-Element ist nahe an der Mitte des Magnetflußteils angeordnet und beispielsweise auf seinen gegenüberliegenden Seiten von zwei Magnetflußteilen umschlossen, die die gleiche Form haben.

Die Ausgangssignalverarbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung kann weiterhin so ausgebildet sein, daß sie den Zeitpunkt ermittelt, an dem der Magnetpol durch die Magnetisierungseinrichtung gebildet wird, und die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers dadurch bestimmt, daß sie die Zeit berechnet, die zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Magnetpol gebildet wird, und einem Zeitpunkt vergangen ist, an dem die durch die Magnetfelddetektoreinrichtung erzeugte elektrische Spannung einen bestimmten Wert erreicht.

Die Ausgangssignalverarbeitungseinrichtung nach der Erfindung kann weiterhin so ausgebildet sein, daß sie die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers dadurch ermittelt, daß sie die Ausgangsdaten der Magnetfelddetektoreinrichtung zu dem Zeitpunkt, an dem der Magnetpol durch die Magnetisierungseinrichtung gebildet wird, mit den laufenden Ausgangsdaten der Magnetfelddetektoreinrichtung vergleicht.

Wie es oben beschrieben wurde, kann der sich bewegende Körper gemäß der Erfindung ein sich drehender Körper, wie beispielsweise ein Rotor, ein Rad oder ähnliches, ein flacher oder plattenartiger Körper, der sich entlang seiner Längsachse bewegt, wie beispielsweise Walzstahl, ein Stahlband oder eine Metallfolie sein.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung längs der Linie II-II,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 das Blockschaltbild der in Fig. 1 dargestellten Signalverarbeitungsschaltung,

Fig. 5 das Blockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Schaltungsträgers,

Fig. 6 bis 8 die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 9 das Blockschaltbild der Signalverarbeitungsschaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 11 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung entlang der Linie I-I in Fig. 10.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers, die als Drehwinkelsensor eingesetzt wird, um die Geschwindigkeit des Rades eines Kraftfahrzeuges zu bestimmen.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht längs der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht längs der Linie III-III in Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Differentialträger 50 dargestellt, der mit einem Differential versehen ist und bei einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb verwandt wird, das mit einer unabhängigen Aufhängung für alle vier Räder versehen ist.

Eine Antriebswelle 52 ist mit einem Rad verbunden und eine Ausgangswelle 53 mit einem Flanschteil 53 a, die aus dem Differentialträger 50 vorsteht, ist mit einem Flanschteil 52 a der Antriebswelle 52 verbunden.

Die Ausgangswelle 53 und die Antriebswelle 52 sind miteinander an ihren jeweiligen Flanschteilen 53 a und 52 a über mehrere Schraubbolzen 54 verbunden, so daß sie sich in Form eines einteiligen Körpers drehen.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, verbinden die Schraubenbolzen 54 gleichfalls einen sich drehenden Körper 1 mit der Ausgangswelle 53 und der Antriebswelle 52, der einen sich bewegenden Teil gemäß der Erfindung darstellt.

Der sich drehende Körper 1 besteht aus einem ferromagnetischen Material und ist mit einem zylindrischen Teil 1 a mit glatter zylindrischer Oberfläche über seinen gesamten Außenumfang in Drehrichtung versehen, wobei der Bodenteil 1 b des zylindrischen Teils 1 a über die Schraubenbolzen 54 mit dem Flanschteil 53 derAusgangswlle verbunden ist. Ein Detektorteil 2 ermittelt die Geschwindigkeit des Rades dadurch, daß er die Drehgeschwindigkeit dieses sich drehenden Teils 1 erfaßt. Dieser Detektorteil 2, der im folgenden als Magnetfelddetektoreinrichtung bezeichnet wird, ist fest am Differentialträger 50 über mehrere Schraubenbolzen 55 befestigt.

Der Aufbau der Detektoreinrichtung 2 wird im folgenden im einzelnen anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Ein Gehäuse der Detektoreinrichtung 2 aus einem nicht magnetischen Material umfaßt einen Gehäuseteil 3, mit einem zylindrischen Raum, der vertikal im Inneren ausgebildet ist, und einen Sensor 4, der fest am Gehäuseteil 3 dem zylindrischen Teil 1 a des sich drehenden Körpers 1 gegenüber angeordnet ist, wobei dazwischen ein bestimmter Spalt oder Zwischenraum von gewöhnlich etwa 1 mm besteht.

Der Gehäuseteil 3 und der Sensor 4 sind in einem Stück aus dem gleichen Material gebildet, so daß der Sensor 4 die Bodenwand des Gehäuseteils 3 bildet.

Im Inneren des Gehäuseteils 3 sind ein Kernteil 5, der als Magnetisierungseinrichtung dient und aus einem ferromagnetischen Material mit einer stabartigen Form und einem kreisförmigen Querschnitt besteht, eine Spule 7, die auf einen Spulenkörper 6 gewickelt ist, der um den Kernteil 5 herum vorgesehen ist, und ein Schaltungsträger 8 vorgesehen ist, der eine flache Form hat und parallel zur Spule 7 angeordnet ist.

Ein Bodenteil des Kernteils 5 ist in Form eines halbkugelförmigen Teils 5 a ausgebildet, der sich in den Sensor 4 erstreckt und in diesen eingesetzt ist.

Eine Nut 14 a ist in der unteren Außenfläche des Sensors 4 parallel zum zylindrischen Teil 1 a des sich drehenden Körpers 1 und diesem Teil gegenüber ausgebildet, und zwei Magnetflußteile 9 und 10 aus einem ferromagnetischen Material mit einem kreisförmigen Querschnitt und einer Form, die mit der Form der Außenfläche des zylindrischen Teils 1 a des sich drehenden Körpers 1 identisch ist, sind in die Nut 4 a eingesetzt.

Diese Magnetflußteile 9, 10 umgreifen ein Hall-Element 11 mit zylindrischer Form, das eine Magnetfelddetektoreinrichtung darstellt, auf beiden Seiten in der Nut 4 a. Die Magnetflußteile 9, 10 haben die gleiche Form und sind linear in der Drehrichtung des sich drehenden Körpers angeordnet. Das Hall-Element 11 ist weiterhin in der Nähe des Kernteils 5 vorgesehen.

Eine Leitungsbuchse 12 ist auf den oberen Öffnungsteil des Gehäuseteils 3 gepreßt und ein Leitungsdraht 13, der die Spule und die Schaltungsplatte 8 verbindet, ist aus dem Inneren des Gehäuseteils 3 durch die Leitungsbuchse 12 herausgeführt.

Ein Ende des Sensorteils 4 erstreckt sich entlang der Außenfläche des zylindrischen Teils 1 a des sich drehenden Körpers 1, d. h. in Drehrichtung des sich drehenden Körpers 1, und am Endabschnitt 4 a dieses Teils ist ein Permanentmagnet 14 mit einem Magnetpol quer zur Außenfläche des zylindrischen Teils 1 a vorgesehen.

Ein Deckel 16 dient zum Festlegen des Permanentmagneten 14.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Stärke der magnetischen Kraft des Permanentmagneten 14 und der Abstand des Magneten 14 vom Magnetflußteil 9 und 10 so festgelegt, daß das magnetische Feld des Permanentmagneten 14 die Magnetflußteile 9 und 10 nicht direkt beeinflußt.

Eine Vielzahl von Leitungsdrähten 13, die von der Detektoreinrichtung 2 ausgehen, ist mit einer Signalverarbeitungsschaltung 15 verbunden, um die Signale bezüglich der Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers zu verarbeiten, die von der Detektoreinrichtung 2 erfaßt wird.

Im folgenden wird anhand von Fig. 4 der Aufbau der Signalverarbeitungsschaltung 15 beschrieben.

In Fig. 4 sind ein elektrischer Versorgungsanschluß T 101, der mit elektrischer Energie von einer Batterie 16 versorgt wird, und ein Masseanschluß T 102 dargestellt.

Die Batterie 16 liefert elektrische Energie gleichfalls der Schaltung auf dem Schaltungsträger 8, wie es später im einzelnen beschrieben wird. Spulenanschlüsse T 103 und T 104 sind mit einer Spule 7 über den Leitungsdraht 13 verbunden und ein Triggersignaleingang T 105 ist beispielsweise mit einem Antiblockierbremssystem ABS verbunden, das ein Signal bezüglich der Drehgeschwindigkeit des Rades oder ein ähnliches Signal benötigt, wobei die Triggersignale zu bestimmten Zeitpunkten eingegeben werden, um die Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers zu messen.

Es sind weiterhin ein Signaleingang T 106, an dem das verstärkte Ausgangsspannungssignal des Hall-Elementes 11 liegt, und Ausgänge T 108 und T 109 vorgesehen, an denen die Geschwindigkeitssignale in einer positiven oder umgekehrten Richtung dieses sich drehenden Körpers 1 ausgegeben werden.

Es sind weiterhin eine Schaltung 110 mit Schaltfunktion, die mit dem elektrischen Versorgungsanschluß T 101 verbunden ist, eine Konstantspannungsschaltung 120, ein Univibrator 130, eine Tastspeicherschaltung 140, ein Verstärker 150, Komparatoren 160 und 170 und eine Konstantstromschaltung 180 zum Steuern des elektrischen Stromes, der über den Spulenanschluß T 103 durch die damit verbundene Spule 7 fließt, vorgesehen.

Weiterhin sind ein UND-Glied 101, eine Flip-Flop-Schaltung 112 und Regelwiderstände R _a und R _b vorgesehen, die eine positive Spannung V _A und eine negative Spannung V _B der Konstantspannungsschaltung 120 in einem bestimmten Verhältnis teilen und die in dieser Weise erhaltenen Teilspannungen den Komparatoren 160 und 170 liefern.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist auf dem Schaltungsträger 8 der Detektoreinrichtung 2 eine Schaltung vorgesehen, die aus einer Pufferschaltung zur Impedanzumwandlung der elektrischen Spannung des Hall-Elementes 11 besteht.

In Fig. 5 sind elektrische Versorgungsanschlüsse T 201, T 202, die mit dem Hall-Element 11 verbunden sind und das Hall-Element 11 mit elektrischer Energie versorgen, und Eingänge für die Ausgangsspannungen T 203 und T 204 dargestellt, um die Ausgangsspannung des Hall-Elementes 11 einzugeben.

Weiterhin sind ein elektrischer Versorgungsanschluß T 205, der in der oben beschriebenen Weise mit der Batterie 16 verbunden ist, ein Masseanschluß T 206, eine Konstantstromschaltung 210, die einen konstanten Strom dem Hall-Element 11 über die Stromversorgungsanschlüsse T 201 und T 202 liefert, und ein Differentialverstärker 220 vorgesehen, der ein Ausgangssignal vom Signalausgang T 207 ausgibt, indem er das Ausgangsspannungssignal des Hall-Elementes 11, das am Eingang T 203 und T 204 für das Spannungssignal empfangen wird, in ein Signal mit niedriger Impedanz umwandelt.

Die Arbeitsweise des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit der Drehung eines sich drehenden Körpers wird im folgenden anhand des Zeitdiagramms von Fig. 6 näher beschrieben.

In Fig. 6 ist ein Signal 130 a dargestellt, das das Triggersignal zum Beginn der Messung der Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 ist und am Triggersignaleingang T 105 der Signalverarbeitungsschaltung 15 vom ABS oder ähnlichem liegt. Dieses Signals wird üblicherweise mit einer Frequenz von annähernd 5 m/s an den Triggersignaleingang gelegt.

Die Steuervorrichtung, beispielsweise das ABS, besteht nämlich aus einem Mikroprozessor, der üblicherweise die Verarbeitungsvorgänge und die Steuervorgänge mit einer konstanten Frequenz durchführt, so daß die Signalverarbeitungsschaltung einen derartigen Aufbau hat, daß das Triggersignal 130 a zum Beginn der Messung der Drehgeschwindigkeit von einem bestimmten Anschluß der Steuervorrichtung, beispielsweise des ABS eingegeben wird, und das Signal für die Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 vom Drehgeschwindigkeitssignalausgang T 108, T 109 nur dann ausgegeben wird, wenn das Signal für die Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 benötigt wird.

Wenn das Triggersignal 130 a anliegt, erzeugt der Univibrator 130 der Signalverarbeitungsschaltung 15 ein aus einem Impuls bestehendes Signal 130 b, das mit der vorderen Flanke des Triggersignals 130 a synchronisiert ist, so daß die Schaltung 110 mit Schaltfunktion durchgeschaltet wird, da die Flip-Flop-Schaltung 112 durch den Impuls des Signales 130 b gesetzt wird und somit das UND-Glied 111 durchschaltet.

Wenn die Schaltung 110 mit Schaltfunktion durchgeschaltet ist, liegt die Spannung der elektrischen Energiequelle am Spulenanschluß T 103 über die Konstantstromschaltung 180 und wird ein elektrischer Strom I _L der Spule 7 der Detektoreinrichtung 2 geliefert, die mit dem Anschluß T 103 verbunden ist.

Die Arbeitsweise der Konstantstromschaltung 180 wird im folgenden anhand von Fig. 7 beschrieben.

Der Strom I _L, der der Spule 7 durch das Impulssignal 130 b geliefert wird, der durch den Univibrator 130 erzeugt wird, wie es oben beschrieben wurde, nimmt mit der Zeit infolge der Induktivität der Spule 7 zu, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, wobei dann, wenn der Strom I _L einen bestimmten Stromwert I _a erreicht hat, der durch die Konstantstromschaltung 180 festgelegt ist, das Signal 180 a von der Konstantstromschaltung 180 ausgegeben wird, um die Flip-Flop-Schaltung 112 rückzusetzen und die Schaltung 110 mit Schaltfunktion auszuschalten oder zu sperren.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zeit t ₁, über die der Impuls 130 b des Univibrators 130 vorliegt, etwas länger als die Zeit t ₂, über die der Strom I _L der Spule 7 den bestimmten Wert I _a vom Anfangszustand, d. h. von 0 Volt aus, erreicht.

Dieser Unterschied Δ t liegt beispielsweise bei µs.

Selbst wenn somit Änderungen in der Spannung der Energiequelle auftreten, bleibt der endgültige Wert des Stromes I _L der Spule auf dem konstanten Wert I _a.

Wenn in der oben beschriebenen Weise ein elektrischer Strom I _L der Spule 7 für ein kurzes Zeitintervall geliefert wird, das durch den Impuls des Signals 130 b infolge des Triggersignals 130 a und des Rücksetzsignals 180 a der Konstantstromschaltung 180 bestimmt ist, kreuzt der Magnetfluß, der durch den Kern 5 erzeugt wird, den unter einem bestimmten Abstand von etwa 1 mm angeordneten, sich drehenden Körper 1 unter einem rechten Winkel zu seiner Drehrichtung, so daß der sich drehende Körper 1 magnetisiert wird und ein punktförmiger Magnetpol auf der Oberfläche 1 a des sich drehenden Körpers 1 ausgebildet wird.

Da das Hall-Element 11 und die Magnetflußteile 9 und 10 in Drehrichtung des sich drehenden Körpers 1 an der Unterfläche des Sensorteils 4 der Detektoreinrichtung 2 angeordnet sind, erfaßt das Hall-Element 11 den Magnetfluß auf der Kugelfläche des zylindrischen Teils 1 a des sich drehenden Körpers 1.

Wenn der Körper 1 sich daher dreht, erzeugt das Hall-Element eine Ausgangsspannung aufgrund des punktförmigen Magnetpoles, der in der oben beschriebenen Weise am sich drehenden Körper 1 ausgebildet ist, wenn dieser vor dem Hall-Element 11 vorbeigeht, wobei die Augangsspannung des Hall-Elementes 11 am Eingang T 203 und T 204 des Schaltungsträgers 8 eingegeben wird, damit vom Anschluß T 207 des Trägers 8 über den Differentialverstärker 220 eine Ausgangsspannung V _s ausgegeben wird.

Wenn der punktförmige Magnetpol, der an der Oberfläche des sich drehenden Körpers 1 ausgebildet wird, direkt vor dem Hall-Element 11 liegt (dabei wird der Drehwinkel als P ₀ bezeichnet), ist der Wert der Ausgangsspannung V _s des Hall-Elementes 11 gleich 0 V, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, da das vom punktförmigen Magnetpol gebildete Magnetfeld mit beiden Magnetflußteilen 9 und 10 in gleichem Maße verknüpft ist, und die jeweiligen Magnetfelder in entgegengesetzte Richtungen hindurchgehen.

Wenn der oben erwähnte punktförmige Magnetpol aufgrund der Drehung des Körpers 1 weiterwandert, wird die Stärke des Magnetfeldes, das durch den punktförmigen Magnetpol gebildet wird und mit den Magnetflußteilen 9 und 10 in der gleichen Richtung gekoppelt ist, allmählich zunehmen, so daß die Ausgangsspannung V _s in der oben beschriebenen Weise als positive oder negative Spannung allmählich zunimmt, was von der Drehrichtung des Körpers 1 abhängt.

Wenn der punktförmige Magnetpol mit der Drehung des Körpers 1 weiterwandert und das äußere Ende der Magnetflußteile 9 und 10 erreicht, wird die Spannung V _s einen Spitzenwert, entweder als negative oder als positive Spannung, erreichen, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.

Anschließend wird die Spannung V _s mit weiterer Verschiebung des punktförmigen Magnetpoles infolge einer weiteren Drehung des Körpers 1 wieder gleich 0 V.

Obwohl die Ausgangsspannung V _s des Hall-Elementes 11 die relative Lage zwischen dem punktförmigen Magnetpol am sich drehenden Körper 1 und der Detektoreinrichtung 2 wiedergibt, kann sie auch den Drehwinkel des sich drehenden Körpers 1 wiedergeben, da der Durchmesser des Körpers 1 konstant ist.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Hall-Element 11 und der oben erwähnte Kern 5 nebeneinander so angeordnet sind, daß ihre beiden Mittelpunkte auf einer Linie im rechten Winkel zur identischen Längsmittelachse der Magnetflußteile 9 und 10 liegen, kann das vom Kern 5 gebildete Magnetfeld mit den Magnetflußteilen 9 und 10 in entgegengesetzte Richtungen jeweils gekoppelt werden, so daß aufgrund der Tatsache, daß jeder direkte Magnetfluß, der durch den Kern 5 gebildet wird und das Hall-Element 11 kreuzt, vom jeweils anderen versetzt und vernachlässigbar ist, das vom Kern 5 gebildete Magnetfeld die Ausgangsspannung V _s nicht beeinflußt.

Die Ausgangsspannung V _s des Hall-Elementes 11 liegt am Eingang T 106 über einen Leitungsdraht 13, der von der Detektoreinrichtung 2 nach außen führt und die Ausgangsspannung V _s des Hall-Elementes 11 wird von der Tastspeicherschaltung 140 an der nachlaufenden Flanke des Ausgangssignals 130 b, d. h. des Einzelimpulses des Univibrators 130 gehalten.

Die Ausgangsspannung V _s ist zu diesem Zeitpunkt die Spannung, die vorliegt, direkt nachdem der punktförmige Magnetpol in der oben beschriebenen Weise an einem Teil des sich drehende Körpers 1 durch Zuführen eines elektrischen Stromes zur Spule 7, die um den Kern 5 gewickelt ist, über ein kurzes Zeitintervall ausgebildet ist, wobei der punktförmige Magnetpol vor dem Kern 5, d. h. vor dem Hall-Element 11 liegt, wie es oben beschrieben wurde, und dementsprechend die Spannung V _s, die nahezu gleich 0 ist, in der Tastspeicherschaltung 140 gehalten wird.

Danach ist die Ausgangsspannung V _sp vom Differentialverstärker 150 gleich dem Unterschied zwischen dem Wert der Ausgangsspannung in der Tastspeicherschaltung 140 und der laufenden Ausgangsspannung V _s, die beide am Differentialverstärker 150 liegen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich kein Einfluß der Versetzung der Spannung, die durch das Hall-Element 11 verursacht wird, so da der Differentialverstärker 220 und der Verstärker 150 fehlen können, und können darüber hinaus Meßfehler nicht auftreten, da das Hall-Element durch die verschiedenen Magnetfelder nicht beeinflußt wird, die von einem Gleichstrom hervorgerufen werden, der durch das Hall-Element 11 von der Außenseite der Detektoreinrichtung 2 geht und dieses Element 11 beeinflußt.

Die Ausgangsspannung V _sp des Verstärkers 150 beträgt 0 V direkt nachdem ein Teil des sich drehenden Körpers 1 durch den Kern 5 magnetisiert, d. h. an der nachlaufenden Flanke des Einzelimpulses 130 b, wie es oben beschrieben wurde, wobei danach der Wert entsprechend der Drehung des sich drehenden Körpers 1 zu- oder abnimmt.

Wenn sich der Körper 1 in eine bestimmte Richtung dreht, nimmt die Ausgangsspannung V _sp in Form der Spannung V _sp ₁ in Fig. 6 allmählich zu, wenn die Drehgeschwindigkeit niedrig ist, während die Ausgangsspannung etwas stärker als die vorhergehende Spannung zunimmt, wenn sich der Körper 1 mit mittlerer Drehgeschwindigkeit dreht, wie es durch die Spannung V _sp ₂ in Fig. 6 dargestellt ist.

Wenn sich der Körper 1 mit einer hohen Drehgeschwindigkeit dreht, nimmt die Ausgangsspannung V _sp in Form der Spannung V _sp ₃ in Fig. 6 scharf zu.

Eine bestimmte Schwellenspannung V _a liegt am Bezugsanschluß des Komparators 160, so daß das Ausgangssignal 160 a des Komparators 160 gleich dem Signal 160 a ₁, 160 a ₂ und 160 a ₃ bei einer niedrigen, mittleren und hohen Drehgeschwindigkeit jeweils ist. Damit in der oben beschriebenen Weise die Ausgangsspannung V _sp des Verstärkers 150 den Drehwinkel des Körpers 1 wiedergibt, ist die Zeit, während der die Spannung V _sp die Spannung V _a erreicht, nämlich, die Zeit dt ₁, dt ₂ und dt ₃ von dem Zeitpunkt an, an dem die nachlaufende Flanke des Einzelimpulses 130 b auftritt, wie oben beschrieben wurde, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Spannungen 160 a ₁, 160 a ₂ und 160 a ₃ des Komparators 60 auftreten, umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1.

Der Regelwiderstand Ra setzt die Schwellenspannung Va in der oben beschriebenen Weise dadurch fest, daß er die positive Ausgangsspannung V _A der Konstantspannungsschaltung 130 in einem bestimmten Verhältnis teilt, wie es oben beschrieben wurde, wobei das zur Drehzahl des sich drehenden Körpers 1 in der vorbestimmten Richtung in Beziehung stehende Signal am Anschluß T 108 erhalten werden kann.

Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, ist die Ausgangsspannung V _sp des Verstärkers 150 negativ, wenn sich der Körper 1 in die entgegengesetzte Richtung dreht.

Zu diesem Zeitpunkt kann das Signal 170 für die Drehgeschwindigkeit des Körpers 1, der sich in die entgegengesetzte Richtung dreht, am Anschluß T 109 dadurch erhalten werden, daß sowohl die Schwellenspannung V _B, die dadurch festgelegt ist, daß die negative Ausgangsspannung V _B der Konstantspannungsschaltung 120 durch den Regelwiderstand Rb geteilt wird, um ein Potential und die Ausgangsspannung V _sp zu bilden, an den Eingang des Komparators 170 gelegt werden.

Der punktförmige Magnetpol, der durch Magnetisieren eines Teils des sich drehenden Körpers 1 durch den Kern 5 gebildet wird, wird entmagnetisiert und beseitigt, wenn er durch den Teil hindurchgeht, der sich vor dem Permanentmagneten 14 befindet, der der Außenfläche des sich drehenden Körpers 1 gegenüberliegt und eine zu dem Magnetfeld entgegengesetzte Polarität hat, das vom Kern 5 der Drehung entsprechend gebildet wird.

Wie es oben beschrieben wurde, kann die Detektoreinrichtung 2 bei diesem Ausführungsbeispiel dazu benutzt werden, das ABS-System so zu steuern, daß dann, wenn die Detektoreinrichtung 2 ein Triggersignal für den Beginn der Messung, beispielsweise von dem ABS empfängt, der punktförmige Magnetpol an einem Teil des sich drehenden Körpers 1 ausgebildet wird, und anschließend dessen Verschiebung oder Wanderung von dieser Einrichtung erfaßt wird, um den Drehwinkel des sich drehenden Körpers 1 und gleichzeitig die Zeit zu messen, die der sich drehende Körper 1 benötigt, um sich um einen bestimmten Winkel von beispielsweise 0,2° bei der Verwendung eines sich drehenden Körpers mit einem Radius von 30 mm zu drehen, die daraus gebildet wird und als Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 in Abhängigkeit von seiner Drehrichtung ausgegeben wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt das Triggersignal 130 a der Signalverarbeitungsschaltung 15 von der ABS-Steuerschaltung an, das Triggersignal 130 a kann jedoch auch von einem nicht dargestellten Schwingkreis erhalten werden, der ein Triggersignal mit einer bestimmten konstanten Frequenz erzeugt und in der Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist.

Ein Tastsignal, das umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit des Körpers 1 in Abhängigkeit von der Drehrichtung ist, kann dementsprechend von den Ausgängen T 108 und T 109 der Signalverarbeitungsschaltung 15 ausgegeben werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der sich drehende Körper 1 aus einem ferromagnetischen Material, wobei der Körper 1 eine zylindrische Form hat, der sich drehende Körper 1 kann jedoch eine zylindrische Form und einen festen Kern aufweisen und beispielsweise aus einem nichtferromagnetischen Material bestehen, wobei ein ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Nickel, auf die Oberfläche des nichtmagnetischen sich drehenden Körpers, beispielsweise durch Galvanisieren oder Niederschlagen, aufgebracht ist.

Als Hall-Element 11 gemäß der Erfindung kann eine andere Magnetfelddetektoreinrichtung, beispielsweise ein Magnetwiderstandselement, gleichfalls verwandt werden, wobei dann, wenn die Detektorspule um die Magnetflußteile gewickelt ist, von dieser Spule die Winkelgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 erhalten werden kann.

Die Detektoreinrichtung 1 gemäß der Erfindung wurde im obigen als Detektor zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit und des Drehwinkels eines sich drehenden Körpers 1 beschrieben, die Einrichtung 2 kann jedoch auch als Detektor zum Erfassen der linearen Laufgeschwindigkeit eines Gegenstandes aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise einer gewalzten Platte oder eines ähnlichen Gegenstandes, verwandt werden, ohne daß außer zum Erfassen des Drehwinkels des sich drehenden Körpers 1 dazwischen ein Kontakt besteht. In diesem Fall sind der Permanentmagnet 14 und die Magnetflußteile 9 und 10 in einer Ebene entlang der Oberfläche der gewalzten Platte angeordnet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat die Signalverarbeitungsschaltung 15 eine solche Ausbildung, daß die Ausgangssignale 160 a und 170 a umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 sind, indem die Ausgangsspannung V _sp des Verstärkers 150 mit einer bestimmten Schwellenspannung Va oder Vb verglichen wird, da der Wert der Ausgangsspannung Vs des Hall-Elementes 11 jedoch einen Spitzenwert haben wird, wenn sich der Körper 1 um einen bestimmten Winkel gedreht hat, und danach abnimmt, kann die Signalverarbeitungsschaltung 15 auch einen derartigen Aufbau haben, daß das zur Drehgeschwindigkeit des Körpers 1 umgekehrt porportionale Signal dadurch ausgegeben werden kann, daß die Zeit gemessen wird, an der die Ausgangsspannung Vs des Hall-Elementes 11 den Spitzenwert erreicht, da der punktförmige Magnetpol an einem Teil des sich drehenden Körpers 1 unter Ausnutzung der obengenannten Charakteristik ausgebildet wird.

Gemäß der Erfindung ist die Schwellenspannung Va oder Vb weiterhin dadurch auf einen bestimmten Wert gesetzt, daß der Regelwiderstand Ra oder Rb entsprechend eingestellt ist, diese Schwellenspannung kann jedoch erforderlichenfalls auch einen konstanten Wert haben.

Wenn weiterhin die Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 erfaßt wird, der sich um einen kleinen Drehwinkel dreht, muß die Schwellenspannung Va oder Vb näher an 0 V gesetzt werden. Wenn jedoch die Schwellenspannung in der oben beschriebenen Weise festgelegt wird, tritt ein Meßfehler auf, da aufgrund der Tatsache, daß in der Ausgangsspannung V _sp des Verstärkers 150 feine hochfrequente Rauschsignale enthalten sind, die Ausgangsspannung V _sp und die Schwellenspannung Va oder Vb einander selbst dann kreuzen, wenn die Drehung des sich drehenden Körpers 1 angehalten ist, d. h. die Ausgangsspannung V _sp gleich 0 V ist. Die Schwellenspannung Va kann daher auf einen bestimmten Wert gesetzt werden, wenn die vordere Flanke des Triggersignals 130 a auftritt, und danach allmählich auf 0 V herabgesetzt werden. Die Schwellenspannung Vb kann in der gleichen Weise festgelegt werden, wie es oben beschrieben wurde.

Bei einem derartigen Aufbau hat die Detektoreinrichtung 2 nicht nur eine hohe Flexibilität bezüglich des oben beschriebenen hochfrequenten Rauschens, sondern auch die Fähigkeit, die Drehgeschwindigkeit problemlos dann zu erfassen, wenn sich der Körper 1 über einen schmalen Drehwinkel, d. h. mit einer extrem niedrigen Drehgeschwindigkeit, dreht. Das Hall-Element 11 kann fehlen und die durch die Drehung des Körpers 1 hervorgerufene Änderung des vom punktförmigen Magnetpol gebildeten Magnetfeldes kann dadurch erfaßt werden, daß ein Magnetwiderstandselement, beispielsweise ein Widerstandselement aus einer ferromagnetischen Folie oder eine elektromagnetische Spule in der Nähe des sich drehenden Körpers 1 angeordnet wird.

Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Signalverarbeitungsschaltung 15 der Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers bei dem ersten Ausführungsbeispiel durch eine andere Schaltung ersetzt wird.

In Fig. 9 sind gleiche Bauteile wie in Fig. 4 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Signalverarbeitungsschaltung 15 weist somit Anschlüsse T 101, T 102, T 103, T 104, T 105, T 106, T 107, T 108 und T 109 auf, wobei die Anschlüsse T 101 und T 102, die Anschlüsse T 103 und T 104 sowie der Anschluß T 106 mit der Energiequelle 16 der Spule der Detektoreinrichtung 2 und dem Signalausgang T 207 des Schaltungsträgers 8 verbunden sind, der aus einer Pufferschaltung zum Umwandeln der Impedanz der Ausgangsspannung des Hall-Elementes besteht, und das Signal für die Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 in Abhängigkeit von der Drehrichtung entweder vom Ausgang T 108 oder T 109 ausgegeben wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Signalverarbeitungsschaltung 15 keinen Triggersignaleingang zum Beginn des Meßvorganges, wie beispielsweise den Anschluß T 105 in Fig. 4 auf, das Triggersignal zum Triggern des Univibrators 130 wird jedoch dadurch erhalten, daß die Ausgangssignale 360 a und 370 a der Komparatoren 160 und 170 an das ODER-Glied 391 gelegt werden.

Das Triggersignal kann daher dem Univibrator 130 dann wieder zugeführt werden, wenn der punktförmige Magnetpol des sich drehenden Körpers 1 aufgrund der Drehung des Körpers 1 um einen bestimmten Winkel verschoben ist, nachdem der punktförmige Magnetpol an einem Teil des Körpers 1 ausgebildet worden ist.

Jedes Ausgangssignal 360 a oder 370 a des Komparators 160 oder 170 entspricht der Drehrichtung des sich drehenden Körpers 1 und bildet eine Rechteckimpulswelle mit einem Zyklus, der umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 ist.

Ein Signal, das proportional zu Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 ist, kann somit dadurch erhalten werden, daß die Frequenz der ausgegebenen Rechteckimpulse gezählt wird.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel hat in der oben beschriebenen Weise die Detektoreinrichtung einen derartigen Aufbau, daß ein neuer punktförmiger Magnetpol dadurch gebildet wird, daß eine Verschiebung des vorher an einem Teil des sich drehenden Körpers 1 gebildeten punktförmigen Magnetpoles wahrgenommen wird.

In der Anfangsphase des sich drehenden Körpers 1, in der kein Magnetpol am Körper 1 vorhanden ist, kann daher eine Rechteckimpulswelle mit einer Frequenz proportional zur Drehgeschwindigkeit des Körpers 1 selbst dann nicht erhalten werden, wenn sich der Körper 1 dreht, da kein punktförmiger Magnetpol durch die Drehung des Körpers 1 versetzt wird und daher ein neuer punktförmiger Magnetpol nicht erzeugt werden kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist daher ein Schwingkreis 380 vorgesehen, der einen Impuls 380 a mit einem bestimmten Zyklus einer extrem kurzen Periode (beispielsweise 0,1 Hz) abgibt, wobei das Triggersignal zum Triggern des Univibrators dadurch erhalten wird, daß der Impuls 380 a und entweder das Ausgangssignal 360 a oder 370 a des Komparators 160 oder 170 an dem ODER-Glied 392 liegen.

Selbst wenn bei diesem Ausführungsbeispiel in der Anfangsphase kein Magnetpol an irgendeinem Teil des sich drehenden Körpers vorhanden ist, kann das den Körper magnetisierende Triggersignal zwangsweise erzeugt werden, wobei dann, wenn bei diesem Ausführungsbeispiel der Schwingkreis 380 durch den Ausgangsimpuls des Univibrators 130 rückgesetzt wird, eine unnötige Magnetisierung des sich drehenden Körpers 1 aufgrund der Ausgangsfrequenz des Schwingkreises 380 vermieden werden kann und daher das Ausgangssignal 360 a oder 370 a des Komparators 160 oder 170 durch den Schwingkreis 380 nicht beeinflußt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel liefert der Schwingkreis 380 ein Triggersignal dem Univibrator 130, um zwangsweise einen Magnetpol an einem Teil des sich drehenden Körpers 1 nur in der Anfangsphase auszubilden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann anstelle des Schwingkreises 380 somit ein Univibrator verwandt werden, der einen Einzelimpuls liefern kann, wenn die Spannung am elektrischen Versorgungsanschluß T 301 angelegt wird, d. h. wenn der Anschluß gerade von der elektrischen Energiequelle versorgt wird.

Im folgenden wird anhand der Fig. 10 und 11 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, wobei Fig. 11 eine Querschnittsansicht längs der Linie I-I in Fig. 10 zeigt.

In den Fig. 10 und 11 sind gleiche Bauteile mit gleicher Funktion wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit gleichen Bezugszeichen versehen. In den Fig. 10 und 11 besteht der Unterschied zwischen dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel darin, daß bei dem dritten Ausführungsbeispiel der sich drehende Körper 1 aus einem ferromagnetischen Material eine kreisförmige Platte mit einer Drehachse 1 C ist. Die Detektoreinrichtung 2 hat daher eine derartige Ausbildung, daß wenigstens beide Außenflächen eines Teils der kreisförmigen Platte des sich drehenden Körpers 1 überdeckt sind.

Bei dieser Detektoreinrichtung 2 des dritten Ausführungsbeispiels sind nämlich ein Gehäuseteil 3, der eine Spule 7 und einen Kern 5 enthält, und ein Sensorteil 4, der mit den Magnetfußteilen 9, 10, dem Hall-Element 11 und dem Schaltungsträger 8 versehen ist, einander gegenüber so angeordnet, daß dazwischen der sich drehende Körper 1 liegt.

Bei dieser Detektoreinrichtung 2 ist der Kern 5 aus einem ferromagnetischen Material unter einem rechten Winkel zum sich drehenden Körper 1 angeordnet und ist auch der Permanentmagnet 14 zum Entmagnetisieren des Magnetpoles, der am sich drehenden Körper 1 ausgebildet wird, gleichfalls an einem Endabschnitt 4 b vorgesehen, der parallel zum sich drehenden Körper 1 verläuft.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist ein Leitungsdraht 13 vorgesehen, der von der Spule 7 durch die Leitungsbuchse 12 nach außen geht, so daß dann, wenn ein elektrischer Strom der Spule 7 von der Signalverarbeitungsschaltung 15 geliefert wird, ein punktförmiger Magnetpol an einem Teil der Oberfläche des sich drehenden Körpers 1 gebildet wird, der der Spule 7 zugewandt ist.

Das Hall-Element 11 ist dem Kern 5 gegenüber und auf einer verlängerten Axiallinie des Kernes 5 angeordnet, wobei dazwischen der sich drehende Körper 1 liegt, und das Hall-Element 11 ist fest in der Nut 4 a angebracht, die im Sensorteil 4 ausgebildet ist. Das Hall-Element 11 wird von den Magnetflußteilen 9, 10 umgriffen, die in einer bestimmten Richtung angeordnet sind, um ein Magnetfeld zu erfassen, dessen Richtung parallel zur Oberfläche des sich drehenden Körpers 1 verläuft.

Das Hall-Element 11 wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem kostanten elektrischen Strom vom Schaltungsträger 8 versorgt, der im Inneren des Sensorteils 4 vorgesehen ist, und sein Ausgangssignal wird über den Leitungsdraht 13 mit einer Impedanz-Umwandlung an die Signalverarbeitungsschal tung 15 ausgegeben.

Wenn ein punktförmiger Magnetpol an einem Teil des sich dre henden Körpers 1 ausgebildet ist, beträgt die Augangsspan nung des Hall-Elementes 11 0 V direkt nach der Ausbildung des punktförmigen Magnetpols, wenn sich jedoch der Körper 1 fortlaufend dreht, können die Drehrichtung und die Drehge schwindigkeit des Körpers 1 über die Änderung in der Aus gangsspannung des Hall-Elements 11 in Abhängigkeit von der Drehrichtung erfaßt werden und kann die Drehgeschwindigkeit des Körpers 1 durch die Signalverarbeitungsschaltung 15 ver arbeitet werden.

Das Erfassungsverfahren ist das gleiche wie beim ersten Aus führungsbeispiel. Wenn beim ersten Auführungsbeispiel je doch der Zwischenraum zwischen der Detektoreinrichtung 2 und dem sich drehenden Körper 1 variiert und nicht konstant ist, was aufgrund eines Fehlers mit Ablauf der Zeit oder aufgrund des Herstellungsverfahrens der Fall sein kann, ändert sich auch die Stärke der Magnetisierung des punktförmigen Magnet pols der Änderung im Zwischenraum entsprechend und wird die Häufigkeit, in der der Magnetfluß des punktförmigen Ma gnetpols das Hall-Element 11 kreuzt, variieren, was zu einem Fehler in der erfaßten Geschwindigkeit des sich drehenden Körpers 1 führt.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel hat jedoch die Vorrich tung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers eine derartige Ausbildung, daß beispielsweise dann, wenn der Zwischenraum zwischen dem sich drehenden Körper 1 und dem Kern 5 schmaler wird, so daß die Stärke der Magneti sierung des punktförmigen Magnetpoles am sich drehenden Körper 1 zunimmt, der Zwischenraum zwischen dem sich drehenden Körper 1 und dem Hall-Element 11 gleichzeitig vergrößert wird, um die Stärke des Magnetflusses herabzusetzen, der vom punktförmigen Magnetpol erzeugt wird und durch das Hall-Element 11 hindurch geht.

Da somit die Ausgangsspannung des Hall-Elementes 11 auf einem konstanten Wert gehalten wird, erfolgt eine stabile Erfassung der Drehgeschwindigkeit, unabhängig von einer relativen Verände rung der Lage des sich drehenden Körpers 1 und der Detektor einrichtung 2.

Wie es oben beschrieben wurde, hat die erfindungsgemäße Vor richtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich drehenden Körpers einen Aufbau derart, daß das Magnetfeld von einem Ma gnetpol, der einmal über eine Magnetisierungseinrichtung an der Oberfläche des sich bewegenden Körpers während dessen Bewegung gebildet wird, vor der Magnetfelddetektoreinrichtung vorbei geht, während sich der Körper bewegt. Die Magnetfelddetektor einrichtung gibt dann eine Spannung aus, die die Änderung in dem in dieser Weise erfaßten Magnetfeld wiedergibt, und die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers kann fortlaufend dadurch erhalten werden, daß das Ausgangssignal der Magnet felddetektoreinrichtung in der Ausgangssignalverarbeitungs einrichtung verarbeitet wird.

Gemäß der Erfindung ist es somit möglich, fortlaufend ein Si gnal zu erhalten, das der Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers entspricht, so daß der sich bewegende Körper nicht genau mit einem speziellen Aufbau hergestellt werden muß, bei spielsweise konkave und konvexe Teile an der Oberfläche des sich bewegenden Körpers ausgebildet werden müssen, wobei darüber hinaus fortlaufend eine genaue Information über die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers selbst dann erhal ten werden kann, wenn sich der Körper mit einer extrem niedri gen Geschwindigkeit bewegt, so daß eine Zunahme an Welligkeit und Phasenverschiebung nicht auftreten kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers, gekennzeichnet durch eine Magnetisierungseinrichtung, die einen Magnetpol an einer Außenfläche des sich bewegenden Körpers aus einem magnetischen Material bildet und in der Nähe des sich be wegenden Körpers angeordnet ist, eine Magnetfelddetektor einrichtung, die neben dem sich bewegenden Körper vorge sehen ist, um damit das Magnetfeld des Magnetpols zu kop peln, der durch die Magnetisierungseinrichtung ausgebildet wird, und eine elektrische Spannung nach Maßgabe der Ände rung des Magnetfelds auszugeben, die durch die Bewegung des sich bewegenden Körpers hervorgerufen wird, und durch eine Ausgangssignalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des Ausgangssignals der Magnetfelddetektor einrichtung und zum Bestimmen der Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers.

2. Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers, gekennzeichnet durch eine Magnetisierungseinrichtung, die einen Magnetpol an einer Außenfläche des sich bewegenden Körpers aus einem magnetischen Material ausbildet und in der Nähe des sich bewegenden Körpers angeordnet ist, eine Magnetfelddetek toreinrichtung, die neben dem sich bewegenden Körper vor gesehen ist und damit das Magnetfeld des Magnetpols kop pelt, der durch die Magnetisierungseinrichtung ausgebil det ist, und die eine elektrische Spannung nach Maßgabe einer Änderung des Magnetfeldes ausgibt, die durch die Bewegung des sich bewegenden Körpers verursacht wird, und eine Ausgangssignalverarbeitungseinrichtung, die das Ausgangssignal der Magnetfelddetektoreinrichtung verar beitet und die Geschwindigkeit des sich bewegenden Kör pers bestimmt, wobei die Ausgangssignalsverarbeitungsein richtung weiterhin den Zeitpunkt erfaßt, an dem der Ma gnetpol durch die Magnetisierungseinrichtung gebildet wird, und die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers nach Maßgabe einr Zeit vom erfaßten Zeitpunkt, an dem der Magnetpol gebildet wurde, bis zu einem Zeitpunkt bestimmt, an dem die von der Magnetfelddetektoreinrichtung erzeugte elektrische Spannung einen bestimmten Wert erreicht.

3. Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers, gekennzeichnet durch eine Magnetisierungseinrichtung, die einen Magnetpol an einer Außenfläche des sich bewegenden Körpers aus einem magnetischen Material erzeugt und in der Nähe des sich bewegenden Körpers angeordnet ist, eine Magnetfelddetek toreinrichtung, die neben dem sich bewegenden Körper an geordnet ist und damit das Magnetfeld des Magnetpoles koppelt, der durch die Magnetisierungseinrichtung ausge bildet wird, und die eine elektrische Spannung nach Maß gabe der Änderung des Magnetfeldes ausgibt, die durch die Bewegung des sich bewegenden Körpers bewirkt wird, und eine Ausgangssignalverarbeitungseinrichtung, die das Aus gangssignal der Magnetfelddetektoreinrichtung verarbeitet und die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers bestimmt, wobei die Magnetisierungseinrichtung weiterhin eine Entmagnetisierungseinrichtung umfaßt, um zwangsweise den Magnetpol zu beseitigen, der an der Oberfläche des sich bewegenden Körpers ausgebildet worden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungseinrichtung einen Kernteil aus einem magnetischen Material und eine elektromagnetische Spule umfaßt, die um den Kernteil gewickelt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignalverarbeitungseinrichtung die Ge schwindigkeit des sich bewegenden Körpers aus den Daten, die von der Magnetfelddetektoreinrichtung ausgegeben wer den, wenn der Magnetpol durch die Magnetisierungsein richtung gebildet wird, und aus den laufenden Ausgangsda ten der Magnetfelddetektoreinrichtung bestimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelddetektoreinrichtung weiterhin ein Hall- Element umfaßt, das eine hochdichte Kopplung mit dem Ma gnetfeld des Magnetpoles liefert, der durch die Magneti sierungseinrichtung ausgebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hall-Element am mittleren Teil des magnetischen Flußweges angeordnet ist, um eine hochdichte Kopplung mit dem Magnetfeld des Magnetpols zu liefern, der durch die Magnetisierungseinrichtung ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungseinrichtung und die Magnetfeldde tektoreinrichtung nebeneinander an der gleichen Außenflä che des sich bewegenden Körpers angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine plattenartige Form hat und die Magnetisierungseinrichtung und die Magnetfelddetektorein richtung einander gegenüber so angeordnet sind, daß da zwischen der sich bewegende Körper liegt.