FR3083617A1

FR3083617A1 - Rotation sensor

Info

Publication number: FR3083617A1
Application number: FR1907282A
Authority: FR
Inventors: Dietmar Spitzer; Peter Slama; Harald Witschnig; Leo Aichriedler; Friedrich RASBORNIG
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2039-07-01
Also published as: FR3083617B1

Abstract

Capteur de rotation Système, comportant : un arbre tournant autour d'un axe de rotation, l'arbre étant l'un d'un arbre d'une transmission d'un véhicule, d'un arbre d'un moteur à courant continu sans balai ou d'un arbre d'un essieu de roue d'un véhicule ; un aimant (220) ; un élément (210) formant capteur sensible au champ magnétique disposé dans le champ magnétique de l'aimant et configuré pour détecter un angle d'orientation du champ magnétique ; une mémoire (260) mémorisant une application de front d'impulsion aux angles d'orientation ; un circuit (230) de sortie électronique comportant un générateur (250) de configuration d'impulsion qui est configuré pour produire un signal (PP) qui comprend une configuration d'impulsion en fonction de l'angle d'orientation et de l'application mémorisée et un générateur (270) de signal d'angle absolu configuré pour produire un signal (AAS) représentant l'angle d'orientation en valeur absolue de l'arbre (100), à partir de l'angle d'orientation détecté ; et un sélecteur (280) de mode pour sélectionner un premier mode de fonctionnement dans lequel le circuit (230) de sortie sort le signal (PP) comme signal OUT de sortie ou un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le circuit de sortie (230) sort le signal (AAS) comme signal OUT de sortie. Figure pour l’abrégé : Fig. 2Rotation sensor System, comprising: a shaft rotating around an axis of rotation, the shaft being one of a shaft of a vehicle transmission, of a shaft of a DC motor without broom or a shaft of a wheel axle of a vehicle; a magnet (220); a magnetic field sensitive sensor element (210) disposed in the magnetic field of the magnet and configured to detect an orientation angle of the magnetic field; a memory (260) storing a pulse edge application at the angles of orientation; an electronic output circuit (230) having a pulse pattern generator (250) that is configured to produce a signal (PP) that includes a pulse pattern depending on the angle of orientation and the application stored and an absolute angle signal generator (270) configured to produce a signal (AAS) representing the orientation angle in absolute value of the shaft (100), from the detected orientation angle; and a mode selector (280) for selecting a first mode of operation in which the output circuit (230) outputs the signal (PP) as the output signal OUT or a second mode of operation in which the output circuit (230) outputs the signal (AAS) as an output signal OUT. Figure for the abstract: Fig. 2

Description

DescriptionDescription

Titre de l'invention : Capteur de rotationTitle of invention: Rotation sensor

Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un dispositif formant capteur et à un système comprenant un dispositif formant capteur.Technical Field [0001] The present invention relates to a sensor device and to a system comprising a sensor device.

Technique antérieure [0002] Dans divers domaines technologiques, on détecte la rotation d’un arbre. Diverses fonctionnalités de commande peuvent s’en remettre à la détection de la rotation de l’arbre. Par exemple, une vitesse de rotation ou une vitesse angulaire d’un arbre d’une transmission peut être utilisée pour commander le fonctionnement de la transmission. Par exemple, une vitesse angulaire d’un arbre d’un essieu de roue peut être utilisée pour contrôler le frottement de la roue correspondante ; cela peut être utile dans des systèmes anti-enrayeurs ou dans des systèmes électroniques de stabilité de véhicules.PRIOR ART In various technological fields, the rotation of a tree is detected. Various control features can rely on the detection of shaft rotation. For example, a rotational speed or an angular speed of a transmission shaft can be used to control the operation of the transmission. For example, an angular speed of a shaft of a wheel axle can be used to control the friction of the corresponding wheel; this can be useful in anti-jamming systems or in electronic vehicle stability systems.

[0003] Une façon connue de détecter la rotation de l’arbre consiste à mettre une roue dentée ferromagnétique sur l’arbre et à utiliser un détecteur pour détecter le passage de la roue dentée. Habituellement, on met le détecteur à distance de l’axe de rotation de l’arbre ; souvent, le détecteur est mis décalé radialement de la roue dentée ferromagnétique. Le signal de sortie d’un détecteur de ce genre correspond normalement à une configuration d’impulsions, dans laquelle la fréquence des impulsions varie en fonction de la vitesse de rotation. En donnant aux différentes dents une dimension qui est différente de celles d’autres dents de la roue dentée, il devient possible aussi de distinguer entre des positions angulaires différentes au cours d’une rotation unique de l’arbre. Il est, par exemple, concevable de faire que juste l’une des dents diffère des autres, de sorte qu’une position angulaire de la roue dentée puisse être identifiée. Sans limitation, plus qu’une des dents peut être rendue identifiable de sorte que plus qu’une des positions angulaires soit rendue identifiable.One known way of detecting the rotation of the shaft is to put a ferromagnetic gear wheel on the shaft and to use a detector to detect the passage of the gear wheel. Usually, the detector is placed at a distance from the axis of rotation of the shaft; often the detector is offset radially from the ferromagnetic gear wheel. The output of such a detector normally corresponds to a pulse configuration, in which the pulse frequency varies according to the speed of rotation. By giving the different teeth a dimension which is different from those of other teeth of the toothed wheel, it also becomes possible to distinguish between different angular positions during a single rotation of the shaft. It is, for example, conceivable to make just one of the teeth different from the others, so that an angular position of the gear can be identified. Without limitation, more than one of the teeth can be made identifiable so that more than one of the angular positions is made identifiable.

[0004] Toutefois, l’évaluation de l’angle de rotation en utilisant des roues dentées de ce genre exige que l’arbre tourne vraiment. Parfois, au moins une rotation complète est nécessaire pour déterminer l’orientation absolue. En outre, des algorithmes complexes peuvent être nécessaires pour estimer avec précision l’angle de rotation à partir de la configuration détectée d’impulsions. La précision que l’on peut obtenir peut dépendre aussi significativement de la précision de fabrication de la roue dentée ainsi que de la précision de montage du capteur par rapport à la roue dentée. En outre, les roues dentées, désignées parfois comme étant des roues de codeur magnétique, peuvent prendre beaucoup de place et peuvent être relativement coûteuses.[0004] However, the evaluation of the angle of rotation using such gears requires that the shaft really rotate. Sometimes at least one full rotation is necessary to determine the absolute orientation. In addition, complex algorithms may be required to accurately estimate the angle of rotation from the detected pattern of pulses. The precision that can be obtained can also depend significantly on the manufacturing precision of the gear wheel as well as the mounting accuracy of the sensor relative to the gear wheel. In addition, cogwheels, sometimes referred to as magnetic encoder wheels, can take up a lot of space and can be relatively expensive.

[0005] C’est pourquoi on ressent un besoin de techniques qui permettent de détecter la rotation d’un arbre d’une manière efficace et précise.This is why there is a need for techniques which allow the rotation of a tree to be detected in an efficient and precise manner.

[0006] RÉSUMÉ [0007] L’invention a donc pour objet un dispositif formant capteur, caractérisé en ce qu’il comprend un élément sensible à un champ magnétique destiné à être mis dans un champ magnétique d’un aimant mis sur une face de bout d’un arbre, l’élément sensible à un champ magnétique étant configuré pour détecter un angle d’orientation du champ magnétique dans la plage comprise entre 0° et 360°, l’arbre étant l’un d’un arbre d’une transmission d’un véhicule, d’un arbre d’un moteur à courant continu sans balai ou d’un arbre d’un essieu de roue d’un véhicule.SUMMARY The invention therefore relates to a sensor device, characterized in that it comprises an element sensitive to a magnetic field intended to be placed in a magnetic field of a magnet placed on a face of end of a tree, the element sensitive to a magnetic field being configured to detect an angle of orientation of the magnetic field in the range between 0 ° and 360 °, the tree being one of a tree a transmission of a vehicle, a shaft of a brushless DC motor or a shaft of a wheel axle of a vehicle.

[0008] De préférence :Preferably:

- il comprend, en outre, une mémoire mémorisant une application de fronts d’impulsion à des angles d’orientation et un circuit électronique configuré pour produire, en fonction de l’angle d’orientation détecté et de l’application mémorisée de fronts d’impulsion aux angles d’orientation, un signal comprenant une configuration d’impulsions ayant des fronts d’impulsion montants et descendants,- It further comprises a memory storing an application of pulse edges at orientation angles and an electronic circuit configured to produce, as a function of the detected angle of orientation and the stored application of edges d pulse at the angles of orientation, a signal comprising a configuration of pulses having rising and falling pulse edges,

- le circuit électronique est configuré en outre pour produire, en fonction de l’angle d’orientation détecté, un autre signal qui représente un angle d’orientation de l’arbre dans la plage comprise entre 0° et 360° et/ou une vitesse angulaire de l’arbre,the electronic circuit is further configured to produce, as a function of the detected angle of orientation, another signal which represents an angle of orientation of the shaft in the range between 0 ° and 360 ° and / or a angular speed of the shaft,

- l’autre signal a un nombre défini à l’avance de périodes par tour de l’arbre.- the other signal has a defined number in advance of periods per revolution of the tree.

[0009] L’invention a aussi pour objet un système caractérisé en ce qu'il comprend un arbre d’une transmission d’un véhicule, un aimant mis sur une face de bout de l’arbre, un élément sensible à un champ magnétique mis dans un champ magnétique de l’aimant, l’élément sensible à un champ magnétique étant configuré pour détecter un angle d’orientation du champ magnétique dans la plage comprise entre 0° et 360°.The invention also relates to a system characterized in that it comprises a shaft of a vehicle transmission, a magnet placed on an end face of the shaft, an element sensitive to a magnetic field placed in a magnetic field of the magnet, the element sensitive to a magnetic field being configured to detect an orientation angle of the magnetic field in the range between 0 ° and 360 °.

[0010] De préférence :Preferably:

- l’aimant est choisi dans le groupe comprenant une pastille magnétique aimantée diamétralement, un élément plat s’étendant radialement par rapport à un axe de l’arbre et un élément conformé en disque et formant un dipôle magnétique, une moitié du disque formant un pôle magnétique nord et l’autre moitié du disque formant un pôle magnétique sud,- the magnet is chosen from the group comprising a diametrically magnetized magnetic pad, a flat element extending radially with respect to an axis of the shaft and an element shaped as a disc and forming a magnetic dipole, one half of the disc forming a north magnetic pole and the other half of the disc forming a south magnetic pole,

- l’élément sensible à un champ magnétique est mis sur un prolongement axial de l’arbre et décalé d’un intervalle par rapport à l’aimant et dans lequel l’aimant est mis sur un axe de l’arbre,the element sensitive to a magnetic field is placed on an axial extension of the shaft and offset by an interval relative to the magnet and in which the magnet is placed on an axis of the shaft,

- le système comprend, en outre, une mémoire mémorisant une application de fronts d’impulsion à des angles d’orientation et un circuit électronique configuré pour produire, en fonction de l’angle d’orientation détecté et de l’application mémorisée de fronts d’impulsion aux angles d’orientation, un signal comprenant une configuration d’impulsion ayant des fronts d’impulsion montants et descendants,the system further comprises a memory memorizing an application of pulse fronts at orientation angles and an electronic circuit configured to produce, as a function of the detected orientation angle and the stored application of fronts of pulse at orientation angles, a signal comprising a pulse configuration having rising and falling pulse edges,

- l’autre signal a un angle défini à l’avance de période par tour de l’arbre,- the other signal has an angle defined in advance of period per revolution of the tree,

- une enveloppe au moins des parties de l’arbre tournant avec l’enveloppe, l’élément sensible à un champ magnétique étant fixé à l’enveloppe.- an envelope at least parts of the shaft rotating with the envelope, the element sensitive to a magnetic field being fixed to the envelope.

[0011] L’invention a aussi pour objet un système caractérisé en ce qu’il comprend un arbre d’un moteur à courant continu sans balai, un aimant mis sur une face de bout de l’arbre, un élément sensible à un champ magnétique mis dans un champ magnétique de l’aimant, l’élément sensible à un champ magnétique étant configuré pour détecter un angle d’orientation du champ magnétique dans la plage comprise entre 0° et 360°.The invention also relates to a system characterized in that it comprises a shaft of a brushless DC motor, a magnet placed on an end face of the shaft, an element sensitive to a field. magnetic field placed in a magnetic field of the magnet, the element sensitive to a magnetic field being configured to detect an orientation angle of the magnetic field in the range between 0 ° and 360 °.

[0012] De préférence :Preferably:

- l’aimant est choisi dans le groupe comprenant une pastille magnétique aimantée diamétralement, un élément plat s’étendant radialement par rapport à un axe de l’arbre et, un élément conformé en disque et formant un dipôle magnétique, une moitié du disque formant un pôle magnétique nord et l’autre moitié du disque formant un pôle magnétique sud,- the magnet is chosen from the group comprising a diametrically magnetized magnetic pad, a flat element extending radially with respect to an axis of the shaft and, an element shaped as a disc and forming a magnetic dipole, one half of the disc forming a north magnetic pole and the other half of the disc forming a south magnetic pole,

- l’élément sensible à un champ magnétique est mis sur un prolongement axial de l’arbre et est décalé d’un intervalle par rapport à l’aimant et, dans lequel l’aimant est mis sur un axe de l’arbre.- the element sensitive to a magnetic field is placed on an axial extension of the shaft and is offset by an interval relative to the magnet and, in which the magnet is placed on an axis of the shaft.

[0013] L’invention vise enfin un arbre d’un essieu de roue d’un véhicule, un aimant mis sur une face de bout de l’arbre un élément sensible à un champ magnétique mis dans un champ magnétique de l’aimant, l’élément sensible à un champ magnétique étant configuré pour détecter un angle d’orientation du champ magnétique dans la plage comprise entre 0° et 360.The invention finally relates to a shaft of a wheel axle of a vehicle, a magnet placed on an end face of the shaft, an element sensitive to a magnetic field placed in a magnetic field of the magnet, the magnetic field sensitive element being configured to detect an orientation angle of the magnetic field in the range between 0 ° and 360.

[0014] De préférence :Preferably:

- l’élément sensible à un champ magnétique est mis sur un prolongement axial de l’arbre et est décalé d’un intervalle par rapport à l’aimant et dans lequel l’aimant est mis sur un axe de l’arbre,- the element sensitive to a magnetic field is placed on an axial extension of the shaft and is offset by an interval relative to the magnet and in which the magnet is placed on an axis of the shaft,

- le système comprend une mémoire mémorisant une application de fronts d’impulsion à des angles d’orientation et un circuit électronique configuré pour produire, en fonction de l’angle d’orientation détecté et de l’application mémorisée des fronts d’impulsion aux angles d’orientation, un signal comprenant une configuration d’impulsions ayant des fronts d’impulsion montants et descendants,the system includes a memory memorizing an application of pulse edges at orientation angles and an electronic circuit configured to produce, as a function of the detected angle of orientation and the memorized application of pulse edges to orientation angles, a signal comprising a pulse configuration having rising and falling pulse edges,

- la face de bout de l’arbre est opposée à un palier de roue de l’essieu de roue, l’arbre étant relié à rotation à un support d’essieu entre la face de bout et le palier de roue.- the end face of the shaft is opposite to a wheel bearing of the wheel axle, the shaft being rotatably connected to an axle support between the end face and the wheel bearing.

[0015] Suivant d’autres modes de réalisation de l’invention, il peut être prévu d’autres dispositifs, systèmes ou procédés. Ces modes de réalisation apparaîtront à l’homme du métier à partir de la description détaillée qui va suivre en liaison avec les dessins annexés.According to other embodiments of the invention, other devices, systems or methods can be provided. These embodiments will appear to a person skilled in the art from the detailed description which follows, in conjunction with the accompanying drawings.

[0016] DESCRIPTION SUCCINCTE DES DESSINS [0017] La figure 1 illustre schématiquement un dispositif formant capteur suivant un mode de réalisation de l’invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 schematically illustrates a sensor device according to an embodiment of the invention.

[0018] La figure 2 représente un organigramme pour illustrer schématiquement des fonctionnalités du dispositif formant capteur.Figure 2 shows a flowchart to schematically illustrate the functionality of the sensor device.

[0019] La figure 3A montre un exemple d’une configuration d’impulsions dans un signal produit par un dispositif formant capteur suivant un mode de réalisation.FIG. 3A shows an example of a configuration of pulses in a signal produced by a sensor device according to one embodiment.

[0020] La figure 3B illustre schématiquement une roue dentée ferromagnétique en combinaison avec un capteur, la roue dentée ferromagnétique ayant un profil correspondant sensiblement à la configuration d’impulsions de la figure 3A.Figure 3B schematically illustrates a ferromagnetic gear wheel in combination with a sensor, the ferromagnetic gear wheel having a profile corresponding substantially to the pulse configuration of Figure 3A.

[0021] La figure 4 illustre schématiquement un système suivant un mode de réalisation, comprenant un dispositif formant capteur et un arbre d’une transmission d’un véhicule.Figure 4 schematically illustrates a system according to one embodiment, comprising a sensor device and a shaft of a transmission of a vehicle.

[0022] La figure 5 illustre schématiquement un système suivant un mode de réalisation, dans lequel un dispositif formant capteur et un arbre d’un essieu de roue d’un véhicule sont prévus.FIG. 5 schematically illustrates a system according to one embodiment, in which a sensor device and a shaft of a wheel axle of a vehicle are provided.

[0023] La figure 6 illustre schématiquement un système suivant un mode de réalisation, dans lequel un dispositif formant capteur et un arbre d’un moteur à courant continu sans balai sont prévus.Figure 6 schematically illustrates a system according to one embodiment, in which a sensor device and a shaft of a brushless DC motor are provided.

Description des modes de réalisation [0024] Dans ce qui suit, on décrira divers modes de réalisation en détail en se reportant aux dessins annexés. On notera que ces modes de réalisation servent seulement d’exemples et ne doivent pas être compris comme limitatifs. C’est ainsi, par exemple, que bien que des modes de réalisation aient plusieurs caractéristiques, d’autres modes de réalisation peuvent comprendre moins de caractéristiques et/ou des variantes de caractéristiques. En outre, des caractéristiques de modes de réalisation différents peuvent être combinées les unes aux autres, sauf mention expresse contraire.Description of the embodiments In the following, various embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be noted that these embodiments serve only as examples and should not be understood as limiting. Thus, for example, although embodiments have multiple features, other embodiments may include fewer features and / or variant features. In addition, features of different embodiments can be combined with each other, unless expressly stated otherwise.

[0025] Des modes de réalisation tels qu’illustrés dans ce qui suit se rapportent à la technique de détection de la rotation d’un arbre, en particulier d’un arbre d’une transmission d’un véhicule, d’un arbre d’un moteur à courant continu sans balai et d’un arbre d’un essieu de roue d’un véhicule. Les modes de réalisation correspondants couvrent des dispositifs formant capteurs, des systèmes et des procédés.Embodiments as illustrated in the following relate to the technique of detecting the rotation of a shaft, in particular of a shaft of a vehicle transmission, of a shaft d '' a brushless DC motor and a shaft of a vehicle wheel axle. The corresponding embodiments cover sensor devices, systems and methods.

[0026] Dans les modes de réalisation illustrés, un élément sensible à un champ magnétique est utilisé et est mis dans un champ magnétique d'un aimant. L'aimant est mis sur une face de bout de l'arbre. L'élément sensible à un champ magnétique est configuré pour détecter un angle d'orientation du champ magnétique dans la plage comprise entre 0° et 360°. A partir de cet angle, il peut être possible de déterminer sans ambiguïté l'orientation du champ magnétique.In the illustrated embodiments, an element sensitive to a magnetic field is used and is placed in a magnetic field of a magnet. The magnet is placed on one end face of the tree. The magnetic field sensitive element is configured to detect an orientation angle of the magnetic field in the range of 0 ° to 360 °. From this angle, it may be possible to unambiguously determine the orientation of the magnetic field.

[0027] L’élément sensible à un champ magnétique peut sans limitation reposer sur un effet magnétorésistif, tel que l’effet de magnétorésistance géante (GMR), l’effet de magnétorésistance anisotrope (AMR), l’effet de magnétorésistance tunnel (TMR) ou l’effet Hall. Un exemple de mode de réalisation de l’élément sensible à un champ magnétique pourrait reposer sur deux dispositifs GMR ayant deux directions différentes de sensibilité maximum dans un plan qui est parallèle à la phase de bout de l’arbre et perpendiculaire à une direction longitudinale et à l’axe de rotation de l’arbre. Un élément sensible à un champ magnétique de ce genre peut permettre une détection précise de l’angle d’orientation du champ magnétique d’un aimant ayant une aimantation qui est orientée perpendiculairement à l’axe de rotation de l’arbre. En particulier, un élément sensible à un champ magnétique de ce genre peut être utilisé à la manière d’un compas pour détecter l’orientation du champ magnétique de l’aimant tournant ensemble avec l’arbre.The element sensitive to a magnetic field can without limitation rely on a magnetoresistive effect, such as the giant magnetoresistance effect (GMR), the anisotropic magnetoresistance effect (AMR), the tunnel magnetoresistance effect (TMR). ) or the Hall effect. An exemplary embodiment of the element sensitive to a magnetic field could be based on two GMR devices having two different directions of maximum sensitivity in a plane which is parallel to the end phase of the tree and perpendicular to a longitudinal direction and to the axis of rotation of the shaft. An element sensitive to a magnetic field of this kind can allow precise detection of the orientation angle of the magnetic field of a magnet having a magnetization which is oriented perpendicular to the axis of rotation of the shaft. In particular, a magnetic field sensitive element of this kind can be used like a compass to detect the orientation of the magnetic field of the magnet rotating together with the shaft.

[0028] En outre, les modes de réalisation illustrés peuvent utiliser une application mémorisée de fronts d’impulsion aux angles d’orientation. Dans certains modes de réalisation, l’application peut être configurable, c’est-à-dire en programmant la mémoire. En fonction de cette application et de l’angle d’orientation du champ magnétique tel que détecté par l’élément sensible à un champ magnétique, il est produit un premier signal qui comprend une configuration d’impulsions ayant des fronts d’impulsion montants et descendants. Dans le premier signal, les fronts montants et/ou descendants peuvent être appliqués à des angles d’orientation définis à l’avance, tels que détectés par l’élément sensible à un champ magnétique. On peut utiliser le premier signal pour émuler une configuration d’impulsions telle que produite par un ensemble formant capteur, qui repose sur une roue dentée dissymétrique comme expliquée ci-dessus. Une telle forme permet d’obtenir une compatibilité à des dispositifs formant capteur reposant sur des roues dentées dissymétriques.In addition, the illustrated embodiments can use a stored application of pulse edges at the angles of orientation. In certain embodiments, the application can be configurable, that is to say by programming the memory. Depending on this application and the orientation angle of the magnetic field as detected by the element sensitive to a magnetic field, a first signal is produced which comprises a configuration of pulses having rising pulse edges and descendants. In the first signal, the rising and / or falling edges can be applied at pre-defined angles of orientation, as detected by the element sensitive to a magnetic field. The first signal can be used to emulate a pattern of pulses as produced by a sensor assembly, which rests on an asymmetrical gear as explained above. Such a shape makes it possible to obtain compatibility with sensor-forming devices resting on asymmetrical toothed wheels.

[0029] En outre, la détection de l’orientation angulaire peut être utilisée pour produire un deuxième signal, qui représente un angle de rotation de l’arbre dans la plage entre 0° etIn addition, the detection of the angular orientation can be used to produce a second signal, which represents an angle of rotation of the shaft in the range between 0 ° and

360°. Dans ce dernier cas, l’angle de rotation peut être représenté par une valeur numérique, une valeur analogique ou un signal modulé en largeur d’impulsion. Le signal modulé en largeur d’impulsion peut, en d’autres termes, correspondre à une valeur modulée en largeur d’impulsion. Différents modes de fonctionnement peuvent être prévus pour sortir soit le premier signal, soit le deuxième signal. C’est ainsi, par exemple, qu’un dispositif formant capteur peut être pourvu d’un premier mode de fonctionnement, dans lequel le dispositif formant capteur sort le premier signal et d’un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif formant capteur sort le deuxième signal au lieu du premier signal. De même, le capteur peut sortir à la fois le premier signal et le deuxième signal dans encore un autre mode de réalisation de fonctionnement.360 °. In the latter case, the angle of rotation can be represented by a digital value, an analog value or a pulse width modulated signal. In other words, the pulse width modulated signal can correspond to a pulse width modulated value. Different operating modes can be provided to output either the first signal or the second signal. Thus, for example, a sensor device can be provided with a first operating mode, in which the sensor device outputs the first signal and with a second operating mode in which the sensor device outputs the second signal instead of the first signal. Likewise, the sensor can output both the first signal and the second signal in yet another embodiment.

[0030] Dans certains modes de réalisation, l’orientation du champ magnétique, telle que détectée par l’élément sensible à un champ magnétique, peut être utilisée aussi comme base pour produire d’autres signaux. C’est ainsi, par exemple, qu’en fonction de l’angle d’orientation détectée on peut produire un autre signal représentant une vitesse angulaire de l’arbre. La vitesse angulaire peut être, sans limitation, représentée par une valeur numérique, par une valeur analogique ou par un signal modulé en largeur d’impulsion. L’autre signal peut avoir une périodicité par tour de l’arbre définie à l’avance. En d’autres termes, une répétition de blocs de formation de base -telle que des impulsions ou des demi ondes ou des pleines ondes- du signal peuvent se monter à un certain nombre défini à l’avance. Comme exemple non limitatif, il peut y avoir un nombre de dix rapports cycliques par tour. La périodicité définie à l’avance peut permettre d’émuler la sortie d’un dispositif formant capteur classique, dont le fonctionnement repose sur une roue dentée. La périodicité définie à l’avance peut correspondre à un nombre de dents de la roue dentée simulée.In some embodiments, the orientation of the magnetic field, as detected by the element sensitive to a magnetic field, can also be used as a basis for producing other signals. Thus, for example, depending on the angle of orientation detected, another signal can be produced representing an angular speed of the shaft. The angular velocity can be, without limitation, represented by a numerical value, by an analogical value or by a signal modulated in pulse width. The other signal can have a periodicity per revolution of the tree defined in advance. In other words, a repetition of basic training blocks - such as pulses or half waves or full waves - of the signal can amount to a pre-defined number. As a nonlimiting example, there may be a number of ten cyclic reports per revolution. The periodicity defined in advance can emulate the output of a conventional sensor device, the operation of which is based on a toothed wheel. The periodicity defined in advance can correspond to a number of teeth of the simulated toothed wheel.

[0031] Les modes de réalisation ci-dessus seront maintenant expliqués davantage en se reportant aux dessins.The above embodiments will now be explained further with reference to the drawings.

[0032] La figure 1 illustre schématiquement un dispositif 200 formant capteur suivant un mode de réalisation. Le dispositif 200 formant capteur est configuré pour détecter la rotation d’un arbre 100, c’est-à-dire l’orientation et/ou la vitesse angulaire. En conséquence, le dispositif 200 formant capteur sera désigné dans ce qui suit comme étant un capteur de rotation.Figure 1 schematically illustrates a device 200 forming a sensor according to one embodiment. The device 200 forming a sensor is configured to detect the rotation of a shaft 100, that is to say the orientation and / or the angular speed. Consequently, the sensor device 200 will be designated in the following as being a rotation sensor.

[0033] L’arbre peut être l’un d’un arbre d’une transmission d’un véhicule ou d’un arbre d’un moteur à courant continu sans balai ou d’un arbre d’un essieu de roue d’un véhicule.The shaft can be one of a shaft of a vehicle transmission or a shaft of a brushless DC motor or a shaft of a wheel axle. a vehicle.

[0034] Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif 200 formant capteur comprend un élément 210 sensible à un champ magnétique, désigné aussi dans ce qui suit comme élément formant capteur et un aimant 220. En outre, un circuit 230 de sortie est prévu dans le mode de réalisation illustré. Comme illustré, l’aimant 220 peut être un aimant bipolaire en forme de disque monté sur une face de bout de l’arbre 100. L’aimantation de l’aimant 220 (du pôle sud « S » au pôle nord « N ») est orientée perpendiculairement à l’axe 110 de rotation longitudinale de l’arbre 100. L’aimantation peut correspondre au champ magnétique agissant de manière interne. Une bordure entre le pôle nord et le pôle sud de l’aimant 220 peut être orientée perpendiculairement à l’aimantation. En conséquence, lorsque l’arbre tourne comme indiqué par la flèche, l’orientation du champ magnétique de l’aimant 220 change dans le sens inverse des aiguilles d’une montre autour de l’axe 110 de rotation longitudinale de l’arbre 100 (tel que vu à la figure 1 de l’extrémité distale de l’arbre en direction de l’aimant).In the illustrated embodiment, the device 200 forming a sensor comprises an element 210 sensitive to a magnetic field, also designated in the following as a sensor element and a magnet 220. In addition, an output circuit 230 is provided. in the illustrated embodiment. As illustrated, the magnet 220 can be a bipolar magnet in the shape of a disc mounted on an end face of the shaft 100. The magnetization of the magnet 220 (from the south pole "S" to the north pole "N") is oriented perpendicular to the axis 110 of longitudinal rotation of the shaft 100. The magnetization may correspond to the magnetic field acting internally. A border between the north pole and the south pole of the magnet 220 can be oriented perpendicular to the magnetization. Consequently, when the shaft rotates as indicated by the arrow, the orientation of the magnetic field of the magnet 220 changes in an anticlockwise direction around the axis 110 of longitudinal rotation of the shaft 100 (as seen in Figure 1 from the distal end of the shaft towards the magnet).

[0035] Comme mentionné ci-dessus, l’élément 210 formant capteur peut reposer, par exemple, sur deux dispositifs GMR ayant chacun une direction différente de sensibilité maximum dans un plan qui est perpendiculaire à l’axe 110 de rotation longitudinale de l’arbre 100, en permettant ainsi de détecter la valeur absolue de l’angle de l’orientation du champ magnétique dans une plage allant de 0° à 360°.As mentioned above, the element 210 forming a sensor can rest, for example, on two GMR devices each having a different direction of maximum sensitivity in a plane which is perpendicular to the axis 110 of longitudinal rotation of the shaft 100, thus making it possible to detect the absolute value of the angle of the orientation of the magnetic field in a range from 0 ° to 360 °.

[0036] La forme géométrique et la configuration magnétique de l’aimant 220 ne sont pas limitées de manière particulière. Comme mentionné ci-dessus, dans le scénario de la figure 1, un élément en forme de disque formant un dipôle magnétique est représenté. Une moitié du disque forme le pôle N nord magnétique et l’autre moitié du disque forme le pôle S sud magnétique. L’axe magnétique, c’est-à-dire la liaison géométrique entre le pôle N nord et le pôle S sud, est orienté perpendiculairement à l’axe de l’arbre. Il est aussi possible d’utiliser des éléments magnétiques multipolaires qui comprennent une pluralité de pôles nord et de pôles sud correspondants. Cela peut augmenter la sensibilité et la précision de la détection de l’angle d’orientation du champ magnétique. Dans un scénario de ce genre, le capteur de rotation est préfiguré normalement par de l’information sur une forme spatiale du champ magnétique produit par l’aimant 220. Dans un mode de réalisation, il peut être souhaitable d’utiliser un élément plat qui s’étend radialement par rapport à l’axe 100. Cela peut permettre de détecter l’orientation, même dans des situations où on ne dispose pas de beaucoup de place. Mais il est possible d’utiliser aussi un élément ayant une épaisseur considérable par rapport à sa dimension radiale. Comme représenté dans le scénario de la figure 1, une dimension radiale de l’aimant peut être de l’ordre de la dimension radiale de l’arbre 100. Toutefois, il est aussi en général possible que la dimension radiale de l’aimant 200 soit bien plus grande ou bien plus petite que la dimension radiale de l’arbre 100. C’est ainsi, par exemple, que dans un scénario, on peut utiliser une pastille magnétique comme aimant 200. La pastille magnétique peut avoir un élément sensiblement oblong où les pôles magnétiques sont situés sur des extrémités opposées. Oblong peut désigner un élément s’étendant sensiblement suivant une direction. C’est ainsi, par exemple, que la pastille magnétique peut être aimantée diamétralement.The geometric shape and the magnetic configuration of the magnet 220 are not particularly limited. As mentioned above, in the scenario of Figure 1, a disc-shaped element forming a magnetic dipole is shown. One half of the disc forms the magnetic north N pole and the other half of the disc forms the magnetic south S pole. The magnetic axis, that is to say the geometric connection between the north N pole and the south S pole, is oriented perpendicular to the axis of the tree. It is also possible to use multipolar magnetic elements which include a plurality of north poles and corresponding south poles. This can increase the sensitivity and accuracy of detecting the orientation angle of the magnetic field. In a scenario of this kind, the rotation sensor is normally prefigured by information on a spatial form of the magnetic field produced by the magnet 220. In one embodiment, it may be desirable to use a flat element which extends radially with respect to the axis 100. This can make it possible to detect the orientation, even in situations where there is not much space. But it is also possible to use an element having a considerable thickness compared to its radial dimension. As shown in the scenario of FIG. 1, a radial dimension of the magnet can be of the order of the radial dimension of the shaft 100. However, it is also in general possible that the radial dimension of the magnet 200 is much larger or much smaller than the radial dimension of the shaft 100. This is, for example, that in a scenario, one can use a magnetic pad as magnet 200. The magnetic pad can have a substantially oblong element where the magnetic poles are located on opposite ends. Oblong can designate an element extending substantially in one direction. This is how, for example, the magnetic pad can be magnetized diametrically.

[0037] Comme on peut le voir à la figure 1, l’élément 210 formant capteur est mis sur un prolongement axialement de l’arbre (tel qu’indiqué par la ligne en tirets à la figure 1 et est décalé d’un intervalle par rapport à l’aimant 220. En particulier, l’élément 210 formant capteur peut être fixe, alors que l’arbre 100 tourne comme illustré à la figureAs can be seen in Figure 1, the element 210 forming the sensor is placed on an axial extension of the shaft (as indicated by the dashed line in Figure 1 and is offset by an interval relative to the magnet 220. In particular, the element 210 forming the sensor can be fixed, while the shaft 100 rotates as illustrated in the figure

1.1.

[0038] En outre, l’élément 200 formant capteur peut comprendre le circuit 230 électronique de sortie, qui est configuré pour produire divers types de signaux de sortie à partir de l’angle d’orientation du champ magnétique tel que détecté par l’élément 210 formant capteur. L’élément 210 formant capteur et le circuit 230 de sortie peuvent être disposés sur la puce à semi-conducteur ou dans le même boîtier de puce. Des fonctionnalités du circuit 230 de sortie sont illustrées davantage par le schéma fonctionnel de la figure 2.In addition, the sensor element 200 may include the electronic output circuit 230, which is configured to produce various types of output signals from the orientation angle of the magnetic field as detected by the element 210 forming a sensor. The sensor element 210 and the output circuit 230 can be arranged on the semiconductor chip or in the same chip housing. Functionalities of the output circuit 230 are further illustrated by the functional diagram in FIG. 2.

[0039] Comme illustré à la figure 2, le circuit 230 de sortie peut comprendre un générateur 250 de configuration d’impulsions et une mémoire 260. Le générateur 250 de configuration d’impulsions est configuré pour produire un signal PP qui comprend une configuration d’impulsions. Cela s’effectue, en fonction de l’angle d’orientation du champ magnétique qui est détecté, représenté à la figure 2 par le signal SENSE, et d’une application d’angle de fronts (PE) d’impulsion, telle que mémorisée dans la mémoire 260. La mémoire 260 peut être mise en oeuvre par exemple par un type approprié de mémoire à semi conducteur tel qu’une mémoire morte (ROM), une mémoire ROM programmable (ROM), une mémoire (ROM) programmable et effaçable (EPROM) ou une mémoire flash. Un mode de réalisation de la mémoire 260 utilisant une mémoire PROM, EPROM ou flash peut être utilisé pour permettre d’obtenir une configuration ou même une reconfiguration de l’application d’angle PE mémorisée dans la mémoire 260.As illustrated in Figure 2, the output circuit 230 may include a generator 250 of pulse configuration and a memory 260. The generator 250 of pulse configuration is configured to produce a PP signal which includes a configuration d pulses. This is done, as a function of the orientation angle of the magnetic field which is detected, represented in FIG. 2 by the signal SENSE, and of an application of pulse edge angle (PE), such as stored in memory 260. Memory 260 can be implemented for example by an appropriate type of semiconductor memory such as a read only memory (ROM), a programmable ROM memory (ROM), a programmable memory (ROM) and erasable (EPROM) or flash memory. An embodiment of the memory 260 using a PROM, EPROM or flash memory can be used to make it possible to obtain a configuration or even a reconfiguration of the angle application PE stored in the memory 260.

[0040] Dans le mode de réalisation illustrée, l’application d’angle PE mémorisée dans la mémoire 260 définit pour chaque impulsion de la configuration d’impulsions, un angle d’orientation associé à un front montant de l’impulsion et un angle d’orientation associé à un front descendant de l’impulsion. En conséquence, le générateur 250 de configuration d’impulsions peut fonctionner en comparant l’orientation détectée des angles d’orientation de l’application et, si l’angle d’orientation détecté passe devant un angle d’orientation correspondant à un front montant, commuter la valeur du signal PP à une valeur haute ou, si l’angle d’orientation détectée passe devant un angle d’orientation correspondant à un front descendant, commuter la valeur du signal PP à une valeur basse. On peut ainsi produire divers types de configuration d’impulsions, y compris des configurations d’impulsions très dissymétriques, dans lesquelles, au cours d’un tour complet de l’arbre 100, chaque impulsion diffère des autres impulsions en ce qui concerne son rapport cyclique.In the illustrated embodiment, the angle application PE stored in the memory 260 defines for each pulse of the pulse configuration, an orientation angle associated with a rising edge of the pulse and an angle of orientation associated with a falling edge of the impulse. Consequently, the pulse configuration generator 250 can operate by comparing the detected orientation of the application orientation angles and, if the detected orientation angle passes in front of an orientation angle corresponding to a rising edge. , switch the value of the PP signal to a high value or, if the detected orientation angle passes in front of an orientation angle corresponding to a falling edge, switch the value of the PP signal to a low value. It is thus possible to produce various types of pulse configuration, including very asymmetrical pulse configurations, in which, during a complete revolution of the shaft 100, each pulse differs from the other pulses as regards its ratio. cyclic.

[0041] Comme illustré encore, le circuit 230 de sortie peut comprendre aussi un générateurAs further illustrated, the output circuit 230 may also include a generator

270 de signal d’angle absolu, qui est configuré pour produire un signal AAS représentant l’angle d’orientation en valeur absolue de l’arbre 100 dans la plage de 0° à 360°. Le signal AAS peut représenter, par exemple, l’angle d’orientation en valeur absolue de l’arbre 100 sous la forme d’une valeur analogique. En outre, le signal AAS peut coder l’angle d’orientation en valeur absolue de l’arbre 100 sous la forme d’une valeur numérique ou d’un signal modulé en largeur d’impulsion. Le générateur 270 de signal d’angle en valeur absolue peut déduire l’angle d’orientation en valeur absolue de l’arbre 100, de l’angle d’orientation du champ magnétique tel que détecté par l’élément formant capteur, par exemple, en ajoutant un décalage qui tient compte de l’orientation de montage de l’aimant 220 sur l’arbre 100 et/ou de tout autre décalage de référence. Le générateur 270 de signal d’angle en valeur absolue peut effectuer aussi une transformation du signal, par exemple, d’une représentation analogique du signal SENSE à une représentation numérique ou modulée en largeur d’impulsion du signal AAS, comme exemples non limitatifs. En variante ou en plus, le générateur 250 de configuration d’impulsions peut effectuer la transformation du signal.270 of absolute angle signal, which is configured to produce an AAS signal representing the orientation angle in absolute value of the shaft 100 in the range of 0 ° to 360 °. The AAS signal can represent, for example, the orientation angle in absolute value of the shaft 100 in the form of an analog value. In addition, the AAS signal can encode the orientation angle in absolute value of the shaft 100 as a digital value or as a pulse width modulated signal. The absolute value angle signal generator 270 can deduce the orientation angle in absolute value of the shaft 100, from the orientation angle of the magnetic field as detected by the sensor element, for example , by adding an offset which takes account of the mounting orientation of the magnet 220 on the shaft 100 and / or any other reference offset. The absolute value angle signal generator 270 can also transform the signal, for example, from an analog representation of the SENSE signal to a digital or pulse width modulated representation of the AAS signal, as non-limiting examples. As a variant or in addition, the pulse configuration generator 250 can perform the signal transformation.

[0042] Dans certains modes de réalisation, le générateur 270 de signal d’angle en valeur absolue peut être configuré aussi pour produire un ou plusieurs autres signaux à partir de l’angle d’orientation détecté par l’élément 210 formant capteur. C’est ainsi, par exemple, que le générateur 270 de signal d’angle en valeur absolue peut produire un signal représentant la vitesse angulaire de l’arbre 100, par exemple, en calculant la dérivée en fonction du temps de l’angle d’orientation en valeur absolue de l’arbre 100. Eventuellement, un sens de rotation peut être codé. Afin d’émuler le signal de sortie obtenu par l’élément formant capteur classique, interagissant avec une roue dentée, il est, par exemple, possible que le générateur 270 de signal d’angle en valeur absolue sorte le signal représentant la vitesse angulaire de l’arbre 100 de manière à ce qu’il ait un nombre défini à l’avance de périodes par tour de l’arbre, A titre d’exemple non limitatif, 12 ou 20 périodes. Un signal de ce genre peut être approprié pour simuler le signal obtenu par un générateur de signal d’angle en valeur absolue classique interagissant avec une roue dentée ayant un nombre correspondant de dents.In some embodiments, the absolute value angle signal generator 270 can also be configured to produce one or more other signals from the orientation angle detected by the sensor element 210. Thus, for example, that the angle signal generator 270 in absolute value can produce a signal representing the angular speed of the shaft 100, for example, by calculating the derivative as a function of time of the angle d orientation in absolute value of the shaft 100. Optionally, a direction of rotation can be coded. In order to emulate the output signal obtained by the conventional sensor element, interacting with a toothed wheel, it is, for example, possible for the absolute angle signal generator 270 to output the signal representing the angular speed of the tree 100 so that it has a predetermined number of periods per revolution of the tree, By way of nonlimiting example, 12 or 20 periods. Such a signal may be appropriate to simulate the signal obtained by a conventional absolute value angle signal generator interacting with a gear having a corresponding number of teeth.

[0043] Comme illustré encore, le circuit 230 de sortie de la figure 2 peut comprendre un sélecteur 280 de mode. On peut utiliser le sélecteur 280 de mode pour sélectionner des modes de fonctionnement différents du circuit 230 de sortie. En particulier, on peut utiliser le sélecteur 280 de mode pour sélectionner un premier mode de fonctionnement dans lequel le circuit 230 de sortie sort le signal PP comme signal OUT de sortie. On peut utiliser en outre le sélecteur 280 de mode pour sélectionner un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le circuit de sortie peut sortir le signal AAS comme signal OUT de sortie. Eventuellement, on peut utiliser le sélecteur 280 de mode pour sélectionner un troisième mode de fonctionnement dans lequel le circuit 230 de sortie sort l’autre signal qui indique la vitesse de rotation.As further illustrated, the output circuit 230 of Figure 2 may include a mode selector 280. The mode selector 280 can be used to select different operating modes of the output circuit 230. In particular, the mode selector 280 can be used to select a first operating mode in which the output circuit 230 outputs the signal PP as the output signal OUT. The mode selector 280 may further be used to select a second mode of operation in which the output circuit can output the AAS signal as the output signal OUT. Optionally, the mode selector 280 can be used to select a third operating mode in which the output circuit 230 outputs the other signal which indicates the speed of rotation.

[0044] Divers critères de décision utilisés par le sélecteur 280 de mode afin de sélectionner un mode de fonctionnement particulier sont concevables. C’est ainsi, par exemple, que dans une phase de démarrage de la rotation de l’arbre, le sélecteur 280 de mode peut sélectionner un deuxième mode de fonctionnement, en fournissant ainsi une information utile sur l’angle de rotation de l’arbre 100, même lorsque l’arbre est sensiblement statique, ce qui signifie que le signal PP peut ne pas avoir encore un nombre suffisant d’impulsions pour une relation de l’angle de rotation. Après un certain nombre de rotations de l’arbre 100, par exemple, après un tour complet ou lorsqu’une vitesse angulaire de l’arbre 100 dépasse une valeur de seuil, le sélecteur 280 de mode peut sélectionner le premier mode de fonctionnement dans lequel le signal OUT de sortie peut être produit pour simuler un signal de sortie, tel que fourni typiquement par des capteurs de rotation reposant sur une roue dentée.Various decision criteria used by the mode selector 280 in order to select a particular operating mode are conceivable. Thus, for example, in a phase of starting the rotation of the shaft, the mode selector 280 can select a second operating mode, thereby providing useful information on the angle of rotation of the shaft 100, even when the shaft is substantially static, which means that the signal PP may not yet have a sufficient number of pulses for a relation of the angle of rotation. After a certain number of rotations of the shaft 100, for example, after a complete revolution or when an angular speed of the shaft 100 exceeds a threshold value, the mode selector 280 can select the first operating mode in which the output signal OUT can be produced to simulate an output signal, as typically supplied by rotation sensors resting on a toothed wheel.

[0045] Il est aussi possible que le circuit 230 de sortie sorte une pluralité de signaux. C’est ainsi, par exemple, que le signal AAS peut être sorti et que l’autre signal peut être sorti dans un seul et même mode de fonctionnement. Il devient ainsi possible de déduire à la fois l’orientation ainsi que la vitesse de rotation.It is also possible that the output circuit 230 outputs a plurality of signals. Thus, for example, the AAS signal can be output and the other signal can be output in one and the same operating mode. It thus becomes possible to deduce both the orientation and the speed of rotation.

[0046] Un exemple de configuration d’impulsions, telle qu’inclut dans le signal PP, est illustré à la figure 3A. On fait l’hypothèse que cette configuration d’impulsions simule un signal de sortie d’un capteur 25 de rotation disposé dans le champ magnétique d’une roue 20 dentée, tel qu’illustré schématiquement à la figure 3B. Dans l’exemple illustré, la configuration d’impulsions consiste en trois impulsions 11, 12, 13 ayant chacune un rapport cyclique différent. Chaque impulsion 11, 12, 13 correspond à une dent 21, 22, 23 particulière de la roue 20 dentée utilisée avec le capteur 25 de rotation. Dans l’exemple donné, l’impulsion 11 correspond à la dent 21 de la roue 20 dentée, l’impulsion 12 correspond à la dent 22 de la roue 20 dentée, l’impulsion 12 correspond à la dent 22 de la roue 20 dentée, l’impulsion 13 correspond à la dent 23 de la roue 20 dentée.An example of pulse configuration, as included in the PP signal, is illustrated in Figure 3A. It is assumed that this pulse configuration simulates an output signal from a rotation sensor 25 disposed in the magnetic field of a toothed wheel 20, as shown diagrammatically in FIG. 3B. In the example illustrated, the pulse configuration consists of three pulses 11, 12, 13 each having a different duty cycle. Each pulse 11, 12, 13 corresponds to a particular tooth 21, 22, 23 of the toothed wheel 20 used with the rotation sensor 25. In the example given, pulse 11 corresponds to tooth 21 of toothed wheel 20, pulse 12 corresponds to tooth 22 of toothed wheel 20, pulse 12 corresponds to tooth 22 of toothed wheel 20 , the pulse 13 corresponds to the tooth 23 of the toothed wheel 20.

[0047] Sur la roue 20 dentée représentée à la figure 3B, les dents 21, 22, 23 ont chacune deux bords 21 A, 21B, 22A, 22B et 23A, 23B s’étendant dans une direction sensiblement radiale par rapport à l’axe. Chaque paire de bords 21A, 21B, 22A, 22B et 23A, 23B définit une position angulaire et une étendue circonférentielle de la dent 21, 22, 23 respective. Si, pendant la rotation de la roue 20 dentée, l’angle a de rotation augmente, les dents 21 22, 23 passent successivement devant un capteur 25. Par exemple, le capteur 25 peut être un capteur de Hall, un capteur GMR, un capteur TMR ou un capteur AMR et au moins les dents 21, 22, 23 de la roue 20 dentée sont en un matériau ferromagnétique. La configuration d’impulsions du signal de sortie typique d’un système de ce genre est simulée par le signal PP, comme illustré à la figure 3A.On the toothed wheel 20 shown in Figure 3B, the teeth 21, 22, 23 each have two edges 21 A, 21B, 22A, 22B and 23A, 23B extending in a substantially radial direction relative to the axis. Each pair of edges 21A, 21B, 22A, 22B and 23A, 23B defines an angular position and a circumferential extent of the respective tooth 21, 22, 23. If, during the rotation of the toothed wheel 20, the angle of rotation increases, the teeth 21 22, 23 pass successively in front of a sensor 25. For example, the sensor 25 can be a Hall sensor, a GMR sensor, a TMR sensor or an AMR sensor and at least the teeth 21, 22, 23 of the toothed wheel 20 are made of a ferromagnetic material. The pulse configuration of the output signal typical of such a system is simulated by the PP signal, as shown in Figure 3A.

Dans l’exemple donné à titre illustratif, la configuration d’impulsions de la figure 3A a un front 1 IA d’impulsion montant de l’impulsion 11 à l’instant où le bord 21A de la roue 21 passe devant le capteur 25 et a un front 1 IB d’impulsion descendant à l’instant où le bord 21B de l’impulsion 21 passe devant le capteur 25. De même, la configuration d’impulsions de la figure 3A a un bord 12A d’impulsion montant de l’impulsion 12 à l’instant où le bord 22A de la dent 22 passe devant le capteur 25, et a un front 12B d’impulsion descendant à l’instant où le bord 22b de la dent 22 passe devant le capteur 25. De même, la configuration d’impulsions de la figure 3A a un bord 13A de l’impulsion montant de l’impulsion 13 à l’instant où le bord 23A de la dent 23 passe devant le capteur 25, et a un front 13B d’impulsion descendant à l’instant où le bord 23B de la dent 23 passe devant le capteur 25.In the example given by way of illustration, the pulse configuration of FIG. 3A has an edge 1 IA of pulse rising from pulse 11 at the moment when the edge 21A of the wheel 21 passes in front of the sensor 25 and has an edge 1 IB of falling pulse at the moment when the edge 21B of the pulse 21 passes in front of the sensor 25. Similarly, the configuration of pulses of FIG. 3A has an edge 12A of rising pulse of l pulse 12 at the moment when the edge 22A of the tooth 22 passes in front of the sensor 25, and has a pulse edge 12B descending at the moment when the edge 22b of the tooth 22 passes in front of the sensor 25. Similarly , the pulse configuration of FIG. 3A has an edge 13A of the rising pulse of the pulse 13 at the moment when the edge 23A of the tooth 23 passes in front of the sensor 25, and has a pulse edge 13B descending at the time when the edge 23B of the tooth 23 passes in front of the sensor 25.

[0048] Le circuit 230 de sortie du mode de réalisation illustré peut obtenir une simulation en configurant d’une manière appropriée l’application de l’angle PE mémorisée dans la mémoire 260. C’est ainsi, par exemple, qu’en faisant l’hypothèse que le bord 21A de la dent 21 est placé en une position angulaire de 0°, l’application de l’angle PE peut affecter un front 1 IA d’impulsion montant à l’angle d’orientation de 0°. De même, si le bord 21B de la dent 21 est en une position angulaire de 90°, l’application de l’angle PE peut affecter un front 1 IB d’impulsion descendant à l’angle d’orientation de 90°. Pour les autres dents 22, 23, les affectations correspondantes peuvent être faites en fonction de la position angulaire et de l’étendue circonférentielle des dents 22, 23. Dans une affectation de ce genre de fronts d’impulsion montants et descendants, on peut prendre en compte aussi un décalage entre l’angle d’orientation du champ magnétique et l’angle de rotation de l’arbre 100. Le décalage peut se rapporter à une différence entre l’angle d’orientation et l’angle de rotation. Le décalage peut être pris en compte par un angle de référence défini à l’avance utilisé pour l’étalonnage de l’application de l’angle PE.The output circuit 230 of the illustrated embodiment can obtain a simulation by appropriately configuring the application of the angle PE stored in the memory 260. This is, for example, that by doing assuming that the edge 21A of the tooth 21 is placed in an angular position of 0 °, the application of the angle PE can affect a front 1 IA of pulse rising to the orientation angle of 0 °. Similarly, if the edge 21B of the tooth 21 is in an angular position of 90 °, the application of the angle PE can affect a front 1 IB of impulse descending at the orientation angle of 90 °. For the other teeth 22, 23, the corresponding assignments can be made according to the angular position and the circumferential extent of the teeth 22, 23. In an assignment of this kind of rising and falling pulse fronts, one can take there is also an offset between the orientation angle of the magnetic field and the angle of rotation of the shaft 100. The offset may relate to a difference between the orientation angle and the rotation angle. The offset can be taken into account by a predefined reference angle used for the calibration of the application of the PE angle.

[0049] Il va de soi que la configuration d’impulsions de la figure 3 se répéterait à chaque tour de l’arbre 100. En outre, les largeurs d’impulsion et les intervalles entre les impulsions dans la configuration d’impulsions varieraient suivant la vitesse de rotation de l’arbre 100. C’est ainsi, par exemple, que le rapport des impulsions aux intervalles entre les impulsions par tour peut rester constant.It goes without saying that the pulse configuration of Figure 3 would be repeated at each revolution of the shaft 100. In addition, the pulse widths and the intervals between the pulses in the pulse configuration would vary according to the speed of rotation of the shaft 100. Thus, for example, the ratio of the pulses to the intervals between the pulses per revolution can remain constant.

[0050] La figure 4 représente une transmission 400 sous la forme d’une boîte de vitesse. Un arbre 401 d’entrée est entraîné par un moteur d’un véhicule (qui n’est pas représenté à la figure 4. Une roue 420 de sortie de la transmission est représentée. Il y a trois arbres 100-1, 100-2, 100-3 de la transmission 400. Chacun des trois arbres 100-1, 100-2, 100-3 est équipé d’un aimant 220 sur une face de bout. Une enveloppe 410 loge à rotation les arbres 100-1, 100-2, 100-3. Au moins une des parties de l’arbre tourne dans l’enveloppe. En d’autres termes, l’enveloppe 410 ne tourne pas ensemble avec les arbres 100-1, 100-2, 100-3, mais bien plutôt, entoure une partie de bout des arbres 100-1, 100-2, 100-3. Un palier respectif peut être prévu. Les éléments 210 formant capteurs magnétiques associés aux trois aimants 220 respectifs sont fixés à l’enveloppe 410. Bien que la figure 4 représente l’aimant 220 sur une face de bout de chacun des arbres 100-1, 100-2, 100-3, l’aimant peut sans limitation être prévu sur seulement certains des arbres. En particulier, les éléments 210 formant capteurs sont mis sur un prolongement axial des arbres 100-1, 100-2, 100-3 respectifs (illustré à la figure 4 par les lignes en tiret) en étant décalés d’un intervalle par rapport à l’aimant 220. Il est possible que les éléments 210 formant capteurs soient déplacés par rapport à l’étendue axiale de l’arbre 100-1, 100-2, 100-3 respectif. Par des techniques telles que mentionnées ci-dessus, il est possible de déterminer l’orientation et/ou la vitesse de rotation des arbres 100-1, 100-2, 100-3.Figure 4 shows a transmission 400 in the form of a gearbox. An input shaft 401 is driven by a vehicle engine (which is not shown in FIG. 4. A transmission output wheel 420 is shown. There are three shafts 100-1, 100-2 , 100-3 of transmission 400. Each of the three shafts 100-1, 100-2, 100-3 is equipped with a magnet 220 on one end face. A casing 410 rotatably houses the shafts 100-1, 100 -2, 100-3 At least one part of the shaft rotates in the envelope, in other words, the envelope 410 does not rotate together with the shafts 100-1, 100-2, 100-3 , but rather rather, surrounds an end portion of the shafts 100-1, 100-2, 100-3. A respective bearing may be provided. The elements 210 forming magnetic sensors associated with the three respective magnets 220 are fixed to the envelope 410. Although Figure 4 shows the magnet 220 on an end face of each of the shafts 100-1, 100-2, 100-3, the magnet can without limitation be provided on only some of the arb In particular, the elements 210 forming sensors are placed on an axial extension of the shafts 100-1, 100-2, 100-3 respectively (illustrated in FIG. 4 by the dashed lines) while being offset by an interval by relative to the magnet 220. It is possible that the elements 210 forming the sensors are displaced relative to the axial extent of the shaft 100-1, 100-2, 100-3 respectively. By techniques as mentioned above, it is possible to determine the orientation and / or the speed of rotation of the shafts 100-1, 100-2, 100-3.

[0051] La figure 5 représente un système 500 comprenant un arbre 100 d’un essieu de roue. Une face de bout de l’arbre 100 est pourvue de l’aimant 220. La face de bout de l’arbre 100 est opposée à un palier 502 de roue de l’essieu de roue. L’arbre 100 est monté à rotation sur un support 501 d’essieu entre la face de bout et le palier 502 de roue. La figure 5 illustre en outre l’élément 210 formant capteur qui est mis sur un prolongement axial 100 et est décalé d’un intervalle par rapport à l’aimant 200. L’élément 210 formant capteur ne tourne pas avec l’arbre 100. Par les techniques telles que mentionnées ci-dessus, il est possible de déterminer l’orientation et/ou la vitesse de rotation de l’arbre 100.Figure 5 shows a system 500 comprising a shaft 100 of a wheel axle. An end face of the shaft 100 is provided with magnet 220. The end face of the shaft 100 is opposite to a wheel bearing 502 of the wheel axle. The shaft 100 is rotatably mounted on an axle support 501 between the end face and the wheel bearing 502. FIG. 5 also illustrates the element 210 forming a sensor which is placed on an axial extension 100 and is offset by an interval relative to the magnet 200. The element 210 forming a sensor does not rotate with the shaft 100. By the techniques as mentioned above, it is possible to determine the orientation and / or the speed of rotation of the shaft 100.

[0052] En se reportant maintenant à la figure 6, elle représente une unité ou ensemble 600 de moteur à courant continu sans balai. Un moteur 601 de l’ensemble peut être fixé à l’arbre 100. L’aimant 220 est mis à la face de bout de l’arbre. L’élément 210 formant capteur est mis sur un prolongement axial de l’arbre 100 et est décalé d’un intervalle. Par des techniques telles que mentionnées ci-dessus, il est possible de déterminer l’orientation et/ou la vitesse de rotation de l’arbre 100.Referring now to Figure 6, it shows a unit or assembly 600 of a brushless DC motor. A motor 601 of the assembly can be fixed to the shaft 100. The magnet 220 is placed at the end face of the shaft. The sensor element 210 is placed on an axial extension of the shaft 100 and is offset by an interval. By techniques such as mentioned above, it is possible to determine the orientation and / or the speed of rotation of the shaft 100.

[0053] Une unité de commande (qui n’est pas représentée à la figure 6) de l’ensemble 600 de moteur à courant continu sans balai peut commuter continuellement une phase d’enroulements électriques pour maintenir le moteur 601 en rotation. La commutation peut se produire en réaction à l’orientation de l’arbre 100. En déterminant l’angle d’orientation du champ magnétique dans la plage comprise entre 0° et 360° en employant l’élément 210 formant capteur, il devient possible de déterminer l’angle d’orientation de l’arbre 100. Cela permet un contrôle précis du moteur 601 à courant continu sans balai.A control unit (which is not shown in FIG. 6) of the brushless DC motor assembly 600 can continuously switch an electric winding phase to keep the motor 601 in rotation. Switching can occur in response to the orientation of the shaft 100. By determining the orientation angle of the magnetic field in the range of 0 ° to 360 ° using the sensor element 210, it becomes possible to determine the orientation angle of the shaft 100. This allows precise control of the brushless DC motor 601.

[0054] Comme le montre ce qui précède, ces techniques peuvent réduire la complexité, la place exigée et les coûts lorsque l’on détecte les orientations des arbres 100, 100-1, 100-2, 100-3. Significativement moins de place que dans des transmissions classiques peut être nécessaire dans le scénario de la figure 4, en mettant les aimants 220 sur une ou plusieurs faces de bout des arbres 100-1 à 100-3 de la transmission 400. En particulier, lorsque l’on utilise des roues dentées, il peut être nécessaire d’occuper de la place supplémentaire sur les arbres 100-1 à 100-3 pour les monter. Habituellement, les roues dentées (telles que présentées à la figure 3) sont limitées à un diamètre minimum d’environ 7 cm. Souvent, lorsque l’on emploie des capteurs classiques de champ magnétique à proximité de roues dentées de ce genre, de grandes tours de capteurs sont nécessaires afin de mettre les capteurs de champ magnétique plus près de la roue dentée. Il s’ensuit des coûts supplémentaires et la complexité du système augmente normalement. En outre, il y a une exigence constante de diminution de la dimension des transmissions 400. Lorsque l’on emploie un système, tel que mentionné ci-dessus, on peut réduire à la fois la complexité et la place dont on a besoin.As the above shows, these techniques can reduce the complexity, the space required and the costs when the orientations of the trees 100, 100-1, 100-2, 100-3 are detected. Significantly less space than in conventional transmissions may be necessary in the scenario of Figure 4, by putting the magnets 220 on one or more end faces of the shafts 100-1 to 100-3 of the transmission 400. In particular, when using cogwheels, it may be necessary to occupy additional space on shafts 100-1 to 100-3 to mount them. Usually, the gears (as shown in Figure 3) are limited to a minimum diameter of about 7 cm. Often, when conventional magnetic field sensors are used near such cogwheels, large turns of sensors are required in order to place the magnetic field sensors closer to the cog. This results in additional costs and the complexity of the system normally increases. In addition, there is a constant requirement to decrease the size of the 400 transmissions. When using a system, as mentioned above, one can reduce both the complexity and the space required.

[0055] En outre, dans le scénario de la figure 5, alors que l’aimant 220 est fixé à une face de bout de l’arbre 100 de l’essieu de roue, on obtient une diminution significative de la place dont on a besoin et des coûts par rapport aux solutions classiques. En particulier, dans des systèmes classiques, une roue dentée est mise souvent à proximité du palier 502 de la roue. Normalement, cela affecte les dimensions globales du système en nécessitant un espace de construction accru. Il s’ensuit que la complexité et les coûts s’accroissent encore. Le capteur respectif dans des systèmes classiques est placé en outre près du système de freinage comprenant le disque de frein, la mâchoire de frein et les sabots de frein ; il s’ensuit souvent une ambiance à haute température. La précision de la détection de l’orientation peut se dégrader et une usure accrue de l’électronique peut s’ensuivre.In addition, in the scenario of Figure 5, while the magnet 220 is fixed to an end face of the shaft 100 of the wheel axle, we obtain a significant reduction in the space which we have need and costs compared to conventional solutions. In particular, in conventional systems, a toothed wheel is often placed near the bearing 502 of the wheel. Normally this affects the overall dimensions of the system by requiring more building space. As a result, the complexity and costs are further increased. The respective sensor in conventional systems is further placed near the braking system comprising the brake disc, the brake shoe and the brake shoes; it often follows a high temperature atmosphere. The accuracy of orientation detection may deteriorate and increased wear of the electronics may result.

[0056] Il va de soi que les concepts et modes de réalisation décrits ci-dessus sont susceptibles de diverses modifications. C’est ainsi, par exemple, que l’on pourrait simuler diverses configurations d’impulsions correspondant à divers types de profil de roues dentées. Une simulation de ce genre pourrait également s’étendre pour non seulement simuler la position angulaire et l’étendue des dents, mais pourrait simuler aussi d’autres caractéristiques du profil de dent, telles qu’une dimension radiale de la dent ou une pente des bords de dent. En outre, le capteur de rotation pourrait utiliser d’autres types de dispositifs de détection ou d’autres types d’aimants, tels que des aimants multipolaires complexes.It goes without saying that the concepts and embodiments described above are subject to various modifications. This is how, for example, we could simulate different pulse configurations corresponding to different types of gear wheel profiles. Such a simulation could also be extended to not only simulate the angular position and extent of the teeth, but could also simulate other characteristics of the tooth profile, such as a radial dimension of the tooth or a slope of the teeth. tooth edges. In addition, the rotation sensor could use other types of detection devices or other types of magnets, such as complex multipole magnets.

Claims

[Claim 1] [Claim 2] [Claim 3] [Claim 4]

claims

System, comprising:

a shaft rotating around an axis of rotation, the shaft being one of a shaft of a vehicle transmission, a shaft of a brushless DC motor or a shaft of 'a wheel axle of a vehicle;

a magnet (220);

a magnetic field sensitive sensor element (210) disposed in the magnetic field of the magnet and configured to detect an orientation angle of the magnetic field;

a memory (260) storing a pulse edge application at the angles of orientation;

an electronic output circuit (230) including a pulse pattern generator (250) which is configured to produce a signal (PP) which includes a pulse pattern depending on the orientation angle and the application stored and an absolute angle signal generator (270) configured to produce a signal (AAS) representing the orientation angle in absolute value of the shaft (100), from the detected orientation angle; and a mode selector (280) for selecting a first mode of operation in which the output circuit (230) outputs the signal (PP) as the output signal OUT or a second mode of operation in which the output circuit (230) outputs the signal (AAS) as an output signal OUT.

System according to claim 1, characterized in that the absolute angle signal generator (270) is configured to produce a signal representing the angular speed of the shaft (100) from the detected angle of orientation; and the mode selector is configured to select a third mode of operation in which the output circuit (230) outputs the signal which indicates the speed of rotation.

System according to claim 1 or 2, characterized in that the element sensitive to a magnetic field is configured to detect the angle of orientation of the magnetic field in the range between 0 and 360 ° unambiguously.

System according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the electronic output circuit is configured to produce, as a function of the detected angle of orientation, an additional signal which represents a

shaft rotation angle between 0 and 360 °. [Claim 5] System according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the electronic output circuit is configured to produce, as a function of the detected angle of orientation, an additional signal which represents an angular speed of the shaft. [Claim 6] System according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the magnet is selected from the group comprising: a magnetic pad diametrically magnetized, a flat element extending radially with respect to an axis of the shaft, and a element shaped as a disc and forming a magnetic dipole, one half of the disc forming a north magnetic pole and the other half of the disc forming a south magnetic pole. [Claim 7] System according to one of the preceding claims, characterized in that the element (200) sensitive to a magnetic field is placed on an axial extension of the shaft and is offset by an interval relative to the magnet, and the magnet is placed on an axis of the tree. [Claim 8] System according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet is placed on an end face of the shaft. [Claim 9] System according to one of Claims 4 to 8, characterized in that the other signal (AAS) has a number defined in advance of the period per revolution of the shaft. [Claim 10] System according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the shaft is a shaft (401) of a transmission of a vehicle and the system comprises a casing, at least parts of the shaft (401) rotating with the envelope, the element sensitive to a magnetic field being fixed to the envelope.

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