JP2002511589A - アクティブセンサの据え付け空隙のチェック方法および装置 - Google Patents

アクティブセンサの据え付け空隙のチェック方法および装置

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JP2002511589A JP2000543838A JP2000543838A JP2002511589A JP 2002511589 A JP2002511589 A JP 2002511589A JP 2000543838 A JP2000543838 A JP 2000543838A JP 2000543838 A JP2000543838 A JP 2000543838A JP 2002511589 A JP2002511589 A JP 2002511589A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アクティブセンサとエンコーダの間の据え付け空隙をチェックおよび決定するための方法に関する。この場合、センサの無故障動作をまだ保証する空隙の最大値(限界空隙)は少なくともセンサの供給電圧の範囲内で供給電圧のレベルに依存する。この方法は、その都度所望な検査寸法だけ限界空隙を縮小する少なくとも1つの値まで、センサの供給電圧を低下させ、供給電圧を低下させることによってセンサ出力信号の変化を検出することにより、少なくとも1つの検査寸法を、限界空隙と既存の空隙との間の所望な差と比較し、信号化およびまたは記憶によって比較結果を評価することを特徴とする。本発明は更に、対応する装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、センサの無故障動作をまだ保証する空隙の最大値(限界空隙)が少
なくともセンサの供給電圧の範囲内で供給電圧のレベルに依存する、アクティブ
センサとエンコーダの間の据え付け空隙をチェックおよび決定するための方法と
装置に関する。
【0002】 この種のセンサは特に、例えばスリップコントロール式ブレーキすなわちアン
チロックコントロールシステムにおいて車輪の回転状態を検出するために(車輪
回転速度センサ)、運動センサとして使用される。その際、回転運動はエンコー
ダ内に設けられた磁極ホイールによって形成されている。この磁極ホイールによ
って、回転する磁場が発生する。この磁場はセンサによって検出される。センサ
の測定値ピックアップは例えば、磁場変化を感知する磁気抵抗ブリッジ(AMR
ブリッジ)である。
【0003】 エンコーダからセンサへの運動を妨害されないように伝達するために、空隙が
限界空隙を決して超えないようにしなければならない。更に、構成要素誤差、温
度変化、動的変形またはセンサの供給電圧の或る程度の変動によって、一時的で
も限界空隙を上回らないようにするために、実際の空隙と限界空隙の間に或る程
度の最小差が存在するようにしなければならない。この変動によって生じる空隙
の変化を補償するために、センサはトリガーステージを備えている。このトリガ
ーステージは磁気抵抗ブリッジの後に接続配置され、このトリガーステージによ
ってセンサ出力信号が一定に保たれる。
【0004】 しかし、この構造の場合には、センサの取付け後、据え付け空隙が限界空隙よ
りも充分に小さいかどうか、すなわち据え付け空隙と限界空隙の間に安全−最小
差が存在するかどうかをチェックすることができないという問題がある。センサ
出力信号が存在すると、これは、空隙が現在のところ限界空隙を上回らないこと
だけを意味する。しかし、空隙は実際には、上記の誤差条件の不所望な組み合わ
せによって、限界空隙を例えば一時的に上回り、エンコーダとセンサの間の伝達
が少なくとも妨害されるような大きさであり得る。
【0005】 センサによって受信した信号を介して実際の間隔を測定することは、センサに
組み込まれたトリガーステージに基づいて不可能である。なぜなら、空隙が限界
空隙を上回らないかぎり、このトリガーステージが一定のセンサ出力信号を発生
するからである。
【0006】 そこで、本発明の根底をなす課題は、冒頭に述べた種類のセンサにおいて、実
際の据え付け空隙、特にこの据え付け空隙と限界空隙の差を、チェックまたは決
定することできる方法と装置を提供することである。
【0007】 この課題は冒頭の述べた種類の方法において、その都度所望な検査寸法だけ限
界空隙を縮小する少なくとも1つの値まで、センサの供給電圧を低下させ、供給
電圧を低下させることによってセンサ出力信号の変化を検出することにより、少
なくとも1つの検査寸法を、限界空隙と既存の空隙との間の所望な差と比較し、
信号化およびまたは記憶によって比較結果を評価することによって解決される。
【0008】 課題は更に、冒頭に述べた種類の装置において、その都度所望な検査寸法だけ
限界空隙を縮小する少なくとも1つの値まで、センサの供給電圧を低下させるこ
とができる第1の装置と、低下した供給電圧によってセンサ出力信号の変化を検
出することにより、少なくとも1つの検査寸法を、限界空隙と実際の空隙との間
の所望な差と比較し、信号化およびまたは記憶によって比較結果を評価するため
の第2の装置を備えていることによって解決される。
【0009】 従属請求項は方法または装置の有利な他の実施形を示している。
【0010】 本発明の他の詳細、特徴および効果は、図に基づく好ましい実施の形態の次の
説明から明らかになる。
【0011】 図1には、スリップコントロール式ブレーキ装置(ABS)のアクティブセン
サのための供給電圧Ubに依存して、測定された高いセンサ出力電圧Uahigh
低いセンサ出力電圧Ualow がグラフで示してある。このグラフから判るように
、供給電圧Ubが約5Vの公称値よりも低下すると、出力信号が低下する。
【0012】 図2には、その結果生じる、センサの供給電圧と磁場を発生するエンコーダの
パルスホイールに対する最大空隙との物理的な関係が示してある。この最大空隙
の場合、まだ無故障の伝送が可能である(限界空隙)。その際、曲線の分散帯域
1は、同じパルスホイールと組み合わせた多数のセンサ要素の測定値を示してい
る。分散帯域は、段部2として記入したほぼ6つの区別範囲に量子化することを
可能にする。空隙をチェックおよび監視するために、供給電圧を相応して低下さ
せることにより、この段部の1つまたは複数を使用することができる。
【0013】 図3aには、センサの供給電圧が3.8Vのときの空隙の大きさの関数として
のセンサ出力電圧Uaが記入してある。図に示すように、出力電圧は約2.9m
mの空隙までは一定であり、そして低下する。図3bは同じ供給電圧の場合のパ
ルス/ポーズ比の変化を示している。このパルス/ポーズ比は約2.7mmの空
隙から低下している。両図から判るように、この供給電圧の場合約2.7mmで
限界空隙に達する。なぜなら、それよりも大きな空隙の場合、トラブルのない動
作がもはや保証されないからである。
【0014】 図4a〜4eは、空隙の長さに対して記入したセンサ出力信号3の使用可能性
、ひいてはセンサの供給電圧低下時の限界空隙4a,4b,4c,4d,4eの
仮想的な減少を示している。更に、それと関連してそれぞれ空隙の公称誤差範囲
5が記入されている。この公称誤差範囲は据え付け誤差、動的変形、温度変化等
に基づいて生じる。この観点から推定される実際の最大空隙と限界空隙との間に
は、安全−最小差Dd(予備空隙)が存在すべきである。公称誤差範囲の大きさ
は更に、図2に従って少なくとも約5Vである、センサの公称動作電圧に一致し
ている。
【0015】 可能な量子化の範囲において、限界空隙ひいては最小差Ddは、図4eに示す
ごとく公称誤差範囲を下回るまで、センサの供給電圧を低下させることによって
徐々に減少させることが可能である。その際、図4a〜4eに記入した動作電圧
は図2の量子化ステップに対応している。この場合、図4はこのステップを縮尺
通りに描いていない。
【0016】 センサの供給電圧が図4eに示した3.4Vの値まで低下すると、実際の据え
付け空隙(設置空隙)が公称誤差範囲5の上端6にあるときに、センサ出力信号
を中断することができる。なぜなら、この場合空隙が限界空隙よりも大きいから
である。
【0017】 これにより、実際の据え付け空隙が公称誤差範囲5内にあるかどうかあるいは
実際の据え付け空隙が比較的に限界空隙の近くにあるような大きさであるかどう
かをチェックすることができる。これは例えば、間違った据え付けによって公称
誤差範囲5を上回る場合である。センサ信号はセンサの供給電圧が図4cまたは
4dの値まで低下するときに既に中断される。
【0018】 図2に示す、供給電圧と限界空隙の間の定量的な相関関係によって、実際の据
え付け空隙がどの位の大きさであるかあるいはセンサの公称供給電圧のときに据
え付け空隙の大きさが所望な最小寸法だけ限界空隙の大きさと異なっているかど
うかを決定することができる。この差はセンサの用途に依存して、例えば空隙の
動的変形の観点から決められる。
【0019】 図5は、エンコーダEによって動作するアクティブセンサSの据え付け空隙を
チェックおよび決定するための本発明による装置7の原理的な回路図である。こ
のような制御ユニットは特にスリップコントロール式ブレーキ装置において、車
輪速度用センサの据え付け位置を監視するために用いられる。
【0020】 エンコーダEは一般的に磁極ホイール(パルスホイール)を備えている。この
磁極ホイールの回転によって、変化する極性を有する磁場が発生する。磁場変化
を検出するために、センサSは例えば、増幅装置とトリガーステージを後続配置
した磁気抵抗ブリッジ(AMRブリッジ)を備えている。この磁気抵抗ブリッジ
の出力信号は磁極ホイールの回転に対応して変化する極性を有する制御された2
つの定電流に変換される。センサ内部のトリガーステージにより、センサの供給
電圧が公称電圧範囲内にあり、かつ空隙dが最大限界値(限界空隙)を上回って
いない間はセンサ出力信号は一定である。
【0021】 このようなセンサの場合、磁気抵抗ブリッジの磁気的な感度はブリッジ供給電
圧に依存する。公知のセンサ要素ファミリの場合、ブリッジは例えば1Vの動作
電圧あたり約2mVによって、1kA/mの磁場変化に反応する。センサの特定
の供給電圧範囲内で、ブリッジ電圧は内部で5Vの値に保たれるので、感度は同
様に一定のままである。
【0022】 回路7は出力Aと入力Bを有する。この出力にはセンサSの供給電圧が供給さ
れる。入力を経て、センサ出力信号が供給される。入力BにはRC要素と入力増
幅器8が接続している。この入力増幅器にはシーケンスコンパレータDが接続し
ている。このシーケンスコンパレータは状態ライン9を介して診断メモリ15を
有する演算ユニット10に接続されている。演算ユニット10の出力には、制御
ライン11を介して切換え器(コミュテータ、整流子)12の制御入力が接続さ
れている。切換え器12の第1の入力には第1の電圧源13が接続され、第2の
入力には第2の電圧源14が接続されている。切換え器12は回路7の出力Aに
接続されている。
【0023】 回路7の入力Bに供給される電流は、抵抗Rにおいて電圧降下を生じる。この
電圧降下は増幅器8の入力に供給される。例えばパルス占有率がカウントおよび
高いレベルおよび低いレベルを有する部分の比較によって評価されることにより
、増幅された入力信号がシーケンスコンパレータDによって信号の中断を監視さ
れる。パルス占有率がトラブルのない動作に対応しているときに、シーケンスコ
ンパレータDは第1の状態信号を発生し、パルス占有率が信号中断に基づいて変
化するときに、第2の状態信号を発生する。状態信号は診断のために演算ユニッ
ト10に供給され、場合によっては診断メモリ15に記憶される。
【0024】 保守整備の間にあるいはセンサを据え付けた後でセンサの据え付け位置をチェ
ックするときには、演算ユニット10に供給される外部の信号によって、監視ル
ーチンが開始される。その際、先ず最初に、制御ライン11を介してコミュテー
タ12を適当に制御することにより、公称電圧範囲内にある第1の電圧源13の
供給電圧V1がセンサに供給される。
【0025】 エンコーダEが回転し、センサ信号が生じると、シーケンスコンパレータDは
第1の状態信号を演算ユニット10に伝送する。制御ライン11に切換え信号を
発生することにより、切換え器12が操作されるので、第2の電圧源14によっ
て発生した第2の供給電圧V2がセンサSに供給される。第2の供給電圧V2は
どのような精度で据え付け位置をチェックすべきかに応じて、図4b〜4eに示
した1つまたは複数の値に調節可能である。特に、第2の供給電圧V2を段階的
に低下させることにより、既存の空隙と限界空隙との間の差Ddの大きさが決定
され、そしてこの差が所望な安全上の最小値を有するかどうかが決定される。
【0026】 例えばセンサ信号が既に、3.9Vの第2の供給電圧でもはや存在していない
と、これは図2の測定値に基づいて、差が0.5mmよりも小さいことを意味す
る。従って、動的変形または温度変化等の際の故障のリスクを低減するために、
エンコーダEに対するセンサSの間隔を小さくすべきである。
【0027】 3.4Vの第2の供給電圧V2が供給されるときにも、センサ信号がまだ存在
しているときには、これは、センサの据え付け位置が公称誤差範囲5内にあり、
据え付け位置の上端から或る最小間隔を有することを意味する。この場合、セン
サの据え付け位置は最適であると見なされる。
【0028】 第2の供給電圧V2は好ましくはD/Aコンバータによってプログラム制御し
て発生および調節可能である。
【0029】 測定結果は記録のために診断メモリ15に記憶される。特に、限界空隙の縮小
と、図2の図示による供給電圧の関係が、例えば車両の前車軸と後車軸上の多数
の特別なセンサ/パルスホイール組み合わせについて、いろいろな組み合わせの
代表的な数のために決定され、特性値として診断メモリ15に記憶される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 センサの供給電圧に対するセンサ出力信号の依存関係を示すグラフである。
【図2】 センサの供給電圧に対する限界空隙の依存関係を示すグラフである。
【図3】 aとbは空隙に大きさに依存してセンサ出力電圧またはパルス/ポーズ比を示
すグラフである。
【図4】 a〜eは、センサのいろいろな供給電圧の際の空隙の変化を示す図である。
【図5】 アクティブセンサの据え付け空隙をチェックおよび決定するための装置の概略
的なブロック回路図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),JP,US (72)発明者 ローベルク・ペーター ドイツ連邦共和国、61381 フリードリヒ スドルフ、アム・リンゲルスベルク、7 (72)発明者 ヒルデブラント・クラウス ドイツ連邦共和国、64291 ダルムシュタ ット、ハンス−ザックス−ヴェーク、1 Fターム(参考) 2F063 AA23 BA09 GA52 LA11 LA20 LA23 LA27 LA29 ZA01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサの無故障動作をまだ保証する空隙の最大値(限界空隙
    )が少なくともセンサの供給電圧の範囲内で供給電圧のレベルに依存する、アク
    ティブセンサとエンコーダの間の据え付け空隙をチェックおよび決定するための
    方法において、 その都度所望な検査寸法だけ限界空隙を縮小する少なくとも1つの値まで、セ
    ンサの供給電圧を低下させ、 供給電圧を低下させることによってセンサ出力信号の変化を検出することによ
    り、少なくとも1つの検査寸法を、限界空隙と既存の空隙との間の所望な差と比
    較し、信号化およびまたは記憶によって比較結果を評価することを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】 センサの無故障動作が少なくとも一時的に不可能になるまで
    、センサに供給される供給電圧が、それぞれ予め定めた検査寸法だけの限界空隙
    の縮小に対応する多数の値に、徐々に低下させられ、そして信号化が行われ、お
    よびまたは記憶されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 センサに供給される供給電圧が、設定可能な検査寸法に対応
    する値だけ低下させられ、そして更にセンサの無故障動作が保証されるかどうか
    が確かめられることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 スリップコントロール式車両ブレーキ装置のプログラム制御
    によって、所定の時間間隔で自動的に実施されることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれか一つに記載の方法。
  5. 【請求項5】 センサの無故障動作をまだ保証する空隙の最大値(限界空隙
    )が少なくともセンサの供給電圧の範囲内で供給電圧のレベルに依存する、アク
    ティブセンサとエンコーダの間の据え付け空隙をチェックおよび決定するための
    装置において、 その都度所望な検査寸法だけ限界空隙を縮小する少なくとも1つの値まで、セ
    ンサ(S)の供給電圧を低下させることができる第1の装置(10,12,14
    )と、 低下した供給電圧(V2)によってセンサ出力信号の変化を検出することによ
    り、少なくとも1つの検査寸法を、限界空隙と実際の空隙(d)との間の所望な
    差と比較し、信号化およびまたは記憶によって比較結果を評価するための第2の
    装置(D)を備えていることを特徴とする装置。
  6. 【請求項6】 センサ(S)が磁場変化を感知する測定値ピックアップと、
    後続配置の増幅回路とトリガー回路を有する磁気抵抗ブリッジとを備え、ブリッ
    ジの感度が低下し、増幅回路の動作がまだ維持されるような値(V2)まで、供
    給電圧が第1の装置によって低下させることが可能であることを特徴とする請求
    項5記載の装置。
  7. 【請求項7】 公称供給電圧(V1)を発生するための第1の電圧源(13
    )設けられ、第1の装置が、低下した供給電圧(V2)を発生するための第2の
    電圧源(V2)と、第1または第2の電圧源をセンサ(S)に択一的に作用させ
    るための、演算ユニット(10)によって制御される切換え器(12)を備えて
    いることを特徴とする請求項5または6記載の装置。
  8. 【請求項8】 第2の装置が故障と信号中断についてセンサ出力信号を監視
    するためのシーケンスコンパレータ(D)を備えていることを特徴とする請求項
    5〜7のいずれか一つに記載の装置。
  9. 【請求項9】 比較結果を記憶するために診断メモリ(15)が設けられて
    いることを特徴とする請求項5〜8のいずれか一つに記載の装置。
  10. 【請求項10】 装置が、スリップコントロール式車両ブレーキ装置のセン
    サの正しい据え付け位置を検査することができる検査機器として形成されている
    ことを特徴とする請求項5〜9のいずれか一つに記載の装置。
JP2000543838A 1998-04-14 1999-04-08 アクティブセンサとエンコーダとの間の据え付け空隙を評価する方法及び装置 Expired - Fee Related JP4703004B2 (ja)

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