JP2002521669A - 運動を検出するためのセンサ素子を有する電気センサ - Google Patents

運動を検出するためのセンサ素子を有する電気センサ

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JP2002521669A JP2000561503A JP2000561503A JP2002521669A JP 2002521669 A JP2002521669 A JP 2002521669A JP 2000561503 A JP2000561503 A JP 2000561503A JP 2000561503 A JP2000561503 A JP 2000561503A JP 2002521669 A JP2002521669 A JP 2002521669A
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グリル トーマス
ハンケ クラウス−デイーター
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、センサ素子（２）の前に設けられた対象物の運動を検出するための前記センサ素子（２）を有する電気センサ（１）に関し、前記センサ素子（２）は第１の出力信号（Ａ１）を供給し、該第１の出力信号（Ａ１）は２つの論理状態（Ｌ及びＨ）を有し、第１の状態（Ｌ又はＨ）は前記対象物の第１の運動方向の場合に、第２の状態（Ｈ又はＬ）は前記第１の運動方向とは正反対の前記対象物の運動方向の場合に発生される、センサ素子（２）の前に設けられた対象物の運動を検出するための前記センサ素子（２）を有する電気センサ（１）において、次のことが提案される。すなわち、センサ（１）は該センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための少なくとも１つの線路（３１）によって及びデータ線路（Ｄ）を介してデータ検出装置（２９）に接続されており、前記センサ（１）には論理回路が設けられており、該論理回路には、前記センサ素子（２）の前に設けられた対象物のどの運動方向に対して前記センサ素子（２）の第１の出力信号（Ａ１）の論理状態（Ｌ及びＨ）が割り当てられているかが格納されており、前記センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための前記線路（３１）には、前記センサ（１）におけるセンサ素子（２）の第１の出力信号（Ａ１）の両方の論理状態のうちの一方（Ｌ又はＨ）の間に、電気的負荷（Ｒ）が投入接続され、該電気的負荷（Ｒ）は前記センサ（１）によって受信される電流（ＩＧ）を他方の状態（Ｈ又はＬ）に比べて跳躍的に付加的な電流（ＩＤ）だけ上昇させ、論理回路は前記データ検出装置（２９）に前記データ線路（Ｄ）を介して、前記センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための前記線路（３１）におけるこの上昇された電流（ＩＧ＋ＩＤ）がどんな意味を有するか、を伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、第１請求項の上位概念記載の、運動を検出するためのセンサ素子を
有する電気センサに関する。とりわけ本発明は刊行物ＤＥ１９６１０１６１Ａ１
に開示された構成形態によるパルス発信器に関連し、この構成形態は車両に設け
られる制御機器と共働して車両速度の検出に使用される。そこには、メモリ、符
号回路及び有利にはマイクロコントローラシステムを備えたパルス発信器が記述
されており、結果的に、このパルス発信器に配置されたセンサ素子によって発生
される、車両速度に比例する信号を従来の信号線路を介してだけでなく付加的に
符号化してデータ線路を介してこのパルス発信器に接続された制御機器に伝送す
る。
【０００２】 この構成形態のパルス発信器は通常は車両の駆動軸に配置されているトランス
ミッションにネジ止めされる。しかし、ネジ止め固定の代わりに、このパルス発
信器はトランスミッション内壁に挿入され、次いで支持金具部材及びネジ止め手
段によって固定することができる。パルス発信器のセンサ素子はこのトランスミ
ッションにあるセンサホイールに向けられており、センサホイールとしては通常
はトランスミッションの歯車ホイールが使用される。センサホイール及びセンサ
素子はこの場合狭い間隔をおいて互いに向かい合って配置されている。この歯車
ホイールの回転中にこのパルス発信器に設けられたセンサ素子が歯及び歯の隙間
の交替によってこの歯車ホイールの回転速度に比例して変調された電気信号を発
生する。センサ素子として頻繁にホール素子が選択される。
【０００３】 実際には、しばしばセンサホイールの回転速度だけを検出するだけでなく、こ
のセンサホイールの回転方向に関する情報も供給することが要求される。これは
例えば車両の走行方向に関して表示したい場合にそうである。これまでは、この
問題はしばしば同一の構成形態の第２のセンサホイールをトランスミッションに
収容することによって解決された。しかし、この解決法は高価で付加的な構成空
間を必要とし、この付加的な構成空間は車両においてはいずれにせよわずかしか
ない。
【０００４】 最近はホールＩＣセンサ素子が周知となった。このホールＩＣセンサ素子は速
度パルス信号に加えてさらに別の出力信号を供給する。このさらに別の出力信号
は２つの論理状態を有し、第１の論理状態は対象物の第１の運動方向の場合に、
第２の状態はこの第１の運動方向とは正反対のこの対象物の運動方向の場合に発
生される。しかし、問題となっている構成形態のセンサとの関連において、この
新たなホールＩＣセンサ素子を使用する際には次のことに注意すべきである。す
なわち、上記の測定装置において、このセンサに設けられたセンサ素子をセンサ
ホイールに向かって配向することは、どのくらいの回転角度でこのセンサがトラ
ンスミッションに収容されたかに依存する、とういうことに注意すべきである。
従って、センサホイールに対するこのセンサ素子の配向は最初は未定である。と
いうのも、通常はセンサのケーシングには位置決め手段は取り付けられておらず
、センサ製造者から見ればケーシング変形を回避するためにも位置決め手段は取
り付けるべきではないからである。これに伴って、実際に所与の測定装置におい
て設けられる割り当てがこのトランスミッションに固定的に収容されるセンサに
おいて検査されない限りは、このセンサ素子の前述の出力信号のどの論理状態が
このセンサホイールのどの運動方向に結びつけられるのかということは一意的に
決定されない。
【０００５】 さらに問題となっている構成形態のセンサは４つの接続線路しか持たないとい
う問題がある。詳しく言えば、これらの線路のうちの２つの線路は電流給電用で
あり、これら２つの線路は電気的なアース及び動作電圧に割り当てられており、
さらにセンサホイールの回転速度に比例して変調された電気信号の伝送のための
１つの信号線路ならびにこの信号をさらに符号化してこのセンサに接続されたデ
ータ検出装置に伝送するための１つのデータ線路である。周知のセンサ及び車両
技術において既に使用されている線路及び差し込みプラグシステムとの互換性の
理由から、センサ素子のさらに別の出力信号に対してセンサからデータ検出装置
へのさらに別の接続線路を設け、このさらに別の接続線路を介してセンサホイー
ルの回転方向に関する情報を伝送することはあり得ない。
【０００６】 さらに、刊行物ＤＥ１９６３４７１５Ａ１からホイール又は他の回転体の回転
特性を検出するための装置が周知である。この装置はセンサ素子及び制御可能な
電流源及び評価回路を有する。この制御可能な電流源はこの回転特性を表す特徴
的な電流（バイナリ電流信号）を供給する。この場合、センサモジュールが設け
られており、このセンサモジュールはセンサ素子、電流源及び変調器を含む。こ
の変調器は、センサ素子の信号に依存して及び外部の信号源が供給する外部の信
号乃至は付加的な端子を介して給電される外部の信号に依存して電流源を制御し
、さらに、この変調器は、制御モジュールの出力信号として、重畳されたステー
タス信号又は付加信号を有する回転特性を表す電流信号を喚起する。この装置は
ホイールの回転特性に対応する測定信号を交流信号として供給する。この測定信
号には、センサモジュールに設けられた変調器によってステータス信号又は付加
信号が重畳される。これは回転情報を含む周波数信号への電流パルスの挿入によ
って又は重み付けされた電流振幅によって行われる。これらの手段はすべてセン
サモジュールとこのセンサモジュールに接続された評価回路との間で定義される
電流レベル又は電流パルスに基づいている。評価回路がこのセンサモジュールか
ら送信される測定信号を解釈することができるように、この評価回路には各電流
パルスの意味及び電流レベルが格納されている。よって、測定信号の評価は予め
特定の信号に対して行われる意味割り当てに基づいて評価回路で行われる。環境
影響に起因する測定信号のこれらの定義からの逸脱は、必然的に間違った解釈を
引き起こす。従って、この装置は温度及び/又は経年変化に起因する電流レベル
のドリフトに対してあまりエラー耐性がない。しかし、このことは自動車の粗野
な環境において非常に不利である。さらにこのＤＥ１９６３４７１５Ａ１による
装置はエンコーダの読み取りトラックに対して相対的なセンサ体の正確な配向を
必要とする。このことはこのようなセンサを車両のトランスミッションに組み込
む際の冒頭で挙げたような欠点をもたらす。
【０００７】 従って、本発明の課題は、周知の４本の接続線路を介してこのセンサに接続さ
れているデータ検出装置にセンサホイールの回転速度に関する信号に加えてこの
センサホイールの回転方向に関する信号を供給することができる、センサホイー
ルの運動を検出するためのセンサ素子を有する電気センサを示すことである。と
りわけ、車両用のセンサが示されべきであり、このセンサではセンサホイールの
回転方向に関する情報は両方の回転方向に対するこのセンサの機械的な組み込み
状態には依存せずに一意的にこの車両の走行方向に割り当てられる。
【０００８】 上記課題は、請求項１の特徴部分記載の構成によって解決される。有利には実
施形態に対する構成は従属請求項に示されている。
【０００９】 センサ素子の前に配置された対象物の運動を検出するためのセンサ素子を有す
る電気センサであって、センサ素子は第１の出力信号Ａ１を供給し、この第１の
出力信号Ａ１は２つの論理状態Ｌ及びＨを有し、第１の状態Ｌ又はＨはこの対象
物の第１の運動方向の場合に、第２の状態Ｈ又はＬはこの第１の運動方向とは正
反対のこの対象物の運動方向の場合に発生される、上記の電気センサにおいて、
本発明の解決法は、次のことによって卓越している。すなわち、 ・このセンサはこのセンサの動作電圧ＵＢのための少なくとも１つの線路によっ
て及びデータ線路Ｄを介してデータ検出装置に接続されており、 ・このセンサには論理回路が設けられており、この論理回路には、センサ素子の
前に設けられた対象物のどの運動方向に対してこのセンサ素子の第１の出力信号
Ａ１の論理状態Ｌ及びＨが割り当てられているかが格納されており、 ・このセンサの動作電圧ＵＢのための線路には、このセンサにおけるセンサ素子
の第１の出力信号Ａ１の両方の論理状態のうちの一方Ｌ又はＨの間に、電気的負
荷Ｒが投入接続され、この電気的負荷Ｒはこのセンサによって受信される電流Ｉ
Ｇを他方の状態Ｈ又はＬに比べて跳躍的に付加的な電流ＩＤだけ上昇させ、 ・論理回路はデータ検出装置にデータ線路Ｄを介して、このセンサ１の動作電圧
ＵＢのための線路におけるこの上昇された電流がどんな意味を有するか、を伝達
する。
【００１０】 この解決法は、ＤＥ１９６１０１６１Ａ１によるパルス発信器によって予め与
えられた線路構成を、センサに接続されたデータ検出装置への情報の伝達のため
に考慮する。この解決法によって、センサの動作電圧のための線路に出力される
信号の簡単な情報技術的な評価が可能になる。しかし、このようなセンサによっ
てまず最初はセンサの前に配置された対象物の運動における方向転換だけしか検
出されない。さらに別の構成を付け加えることによって実際に非常に有利な本発
明の解決法の改良実施形態が得られる。
【００１１】 よって、センサ素子の前に設けられた対象物は有利にはセンサホイールであり
、このセンサホイールはその形態のためにその回転の間にセンサ素子において一
連の電気パルスを発生し、これらの電気パルスはセンサ素子から回転速度に比例
する第２の出力信号として出力される。特別な適用例においては、このセンサ素
子の前に設けられる対象物は往復運動する歯車のラックであってもよい。
【００１２】 刊行物ＤＥ１９６１０１６１Ａ１に開示された構成形態によるセンサにおいて
は、このセンサはデータ線路を介してデータ検出装置に接続されている。そこで
センサに論理回路を設けることを提案する。この論理回路は有利にはマイクロコ
ントローラの形式で実現され、この論理回路はこのデータ線路を介してデータ検
出装置に接続されている。これによりデータ検出装置は次のことに関する情報に
アクセスできる、すなわち、 ・センサ素子の第１の出力信号は存在するかどうかということ 及び ・第１の出力信号が存在する場合、第２の出力信号も存在するかどうかというこ
とに関する情報にアクセスできる。
【００１３】 上記の試問に結びついたこのセンサの検査は、このセンサをデータ検出装置に
対してその構成形態に関して識別する。つまり、上記の第１の出力信号の特性を
自由に処理できるセンサ素子がこのセンサにおいて使用されたかどうか、という
ことに関して識別する。これらの試問に対する検査結果がデータ検出装置に伝達
された後で、このデータ検出装置はこのセンサの動作電圧用の線路における電流
レベルの変化を一意的に解釈し、必要ならばこの電流レベルを妥当性検査におい
て検査する。これら両方の試問は、方向信号は当然既存の速度信号との関連にお
いてのみ有意味であるということを考慮した上で理解されるべきである。速度信
号なしでは、発生する方向信号の意味は不定である。
【００１４】 本発明のこの実施形態では、センサに設けられる論理回路は、センサ素子の第
１の出力信号の所定の状態が存在する時点を記録する。特別な利点は、センサに
設けられる論理回路には、このセンサ素子の前に配置された対象物のどの運動方
向にこのセンサ素子の第１の出力信号の論理状態が割り当てられているかが格納
される。このセンサに設けられる論理回路から得られる又はそこに格納されてい
る全ての情報は有利にはこの論理回路によって中間記憶され、これによりこれら
全ての情報をこのセンサに接続されたデータのために呼び出し可能な状態で保持
する。
【００１５】 本発明の有利な適用実施形態では、このセンサに接続されたデータ検出装置は
有用車両のための制御機器、とりわけタコグラフである。この具体的な実施形態
では、このセンサは車両内に存在し、動作電圧用の少なくとも１つの線路によっ
て及びデータ線路によって同様にこの車両内に配置されたデータ検出装置に接続
されている。このセンサはセンサ素子の前に配置されたセンサホイールの回転数
及び回転方向を検出するためのセンサ素子を装備している。このセンサ素子の第
１の出力信号はその両方の状態のうちの一方の状態において有利にはオーム抵抗
式負荷によってこのセンサの動作電圧用の線路に負荷をかける。これによってこ
の線路においてセンサ素子のこの出力信号の他方の状態に比べて上昇された電流
が引き出され、これによってセンサによって受信された電流のレベルをセンサホ
イールの回転方向に関する情報と結合する。このセンサにはマイクロコントロー
ラが設けられ、 ・このマイクロコントローラはセンサ素子の第１の出力信号を検出し、 ・このマイクロコントローラは第１の出力信号からの情報をデータメモリに格納
し、すなわち、両方の論理状態のうちのどちらが今ちょうど印加されているのか
ということを格納し、 ・このマイクロコントローラはこの情報をセンサに接続されたデータ検出装置に
よる要求に応じてデータ線路を介してデータ検出装置に送信する。
【００１６】 マイクロコントローラに所属する不揮発性メモリ、例えばＲＯＭにおいて、有
利にはプログラム技術的に、センサホイールのどの運動方向に乃至は車両のどの
走行方向にセンサ素子の第１の出力信号の論理状態が乃至はこのセンサの動作電
圧用の線路に流れる上昇された電流が車両におけるセンサの装置のために割り当
てられているのか、ということに関する情報が格納されている。この情報は、セ
ンサに接続されたデータ検出装置のためにデータ線路を介して読み出すことがで
きる。必要な場合には、マイクロコントローラはタイムマークのセットによって
又は時計との関連において次のことを記録することができる。すなわち、センサ
素子の第１の出力信号がどの時点にその論理状態を変化するのかをも記録するこ
とができる。
【００１７】 このセンサは次のように拡張することができる。すなわち、マイクロコントロ
ーラは、センサ素子の第２の出力信号も検出し、さらにこのセンサ素子の第２の
出力信号において時間単位あたりどのくらいのパルスが含まれているかを求め、
このセンサ素子の第２の出力信号から得られるこの情報をデータメモリに格納し
、さらに必要に応じて通常はこの情報をセンサに接続されたデータ検出装置によ
る要求に応じてデータ線路を介してデータ検出装置に送信する。センサ素子の第
１の出力信号の有効性を検査するために、第２の出力信号も存在する場合にのみ
マイクロコントローラは第１の出力信号からの情報をデータメモリに格納する。
多くの場合、信号線路も設けられ、この信号線路はセンサ素子の第２の出力信号
を直接連続的にリアルタイムで、すなわち常にこの出力信号がセンサ素子におい
て発生した時にダイレクトにこのセンサに接続されたデータ検出装置に伝送する
。
【００１８】 本発明の解決法は次のような利点を有する。すなわち、センサホイールの回転
方向に関するこの情報がセンサホイールの回転速度に関する信号に加えてデータ
検出装置に伝達されなければならない場合に、この本発明の解決法はセンサホイ
ールの回転方向に関する情報を伝送するためにセンサとデータ検出装置との間に
付加的な線路を必要とせず、４本の既存の接続線路で間に合う。
【００１９】 有利には、センサ素子の第１の出力信号の両方の論理状態をセンサホイールの
運動方向に割り当てることは、センサが車両のトランスミッションに収容された
後でようやく行われる必要がある。トランスミッションへのこのセンサの収容の
際には、センサホイールに対するセンサ素子の厳密な配向は必要ではない。一般
的にこのセンサのセンサ素子がセンサホイールの運動を検出できる限りは、この
センサから供給される情報の一意的な解釈は例えば評価ソフトウェアの簡単な適
応によって行われる。これによって、このセンサがセンサホイールに対するセン
サ素子の不利な配向のゆえに機能しないような少数の幾つかの角度位置が存在す
ることを度外視すれば、このセンサは車両のトランスミッションにおけるそのネ
ジ止め角度には依存しなくなる。このようなケースが識別される場合には、再現
可能な結果を有する一意的な機能を保障するために、大抵の場合はこのセンサケ
ーシングのネジ止め角度をほんのわずかだけ変化させればよい。
【００２０】 実際には、これは次のことを意味する。すなわち、常にこのセンサが機能して
いるならば、センサ素子の第１の出力信号の２つの論理状態は、車両にこのセン
サを組み込んだ後で初めてこの車両の走行方向に簡単なプログラム調整によって
割り当てられることを意味する。このプログラム調整はデータ検出装置の初期化
の際に行われる。というのも、車両の前進走行又は後進走行の際には、このセン
サの動作電圧用の線路に流れる電流が他方の走行方向に比べて上昇されるかどう
かを容易に検出することができるからである。車両運動中の電流特性の知識によ
って、当該車両に対して、センサ素子の第１の出力信号の意味に関する一意的な
設定が行われる。この一意的な設定は、このセンサが交換されるか又はこのセン
サのネジ止め角度が変化された場合に初めて再び検査を必要とする。
【００２１】 本発明を次に図面に基づいて詳しく説明する。ここで図１はトランスミッショ
ンのケーシング内壁におけるセンサの通常の装置を示す。図２は本発明を実現す
るための回路装置の基本的な構成を示す。図３から５は図２の回路装置の有利な
変形実施形態を示す。
【００２２】 図１では電気センサ１がそのネジ２０によってトランスミッション２３のケー
シング内壁２１にネジ止めされている。センサ軸２５の端面２４はこのトランス
ミッション２３内にあるセンサホイール２６の円周に向かって配向されている。
このセンサホイール２６は歯車ホイールとして構成されており、この歯車ホイー
ルの歯２７は狭い間隔ｄでセンサ軸２５の端面２４のそばを通過し、この歯車ホ
イールには両方の回転方向（前進/後進）が許可されるべきである。センサ１の
内側にはこのセンサ軸２５の端面２４においてセンサ素子２が配置されている。
このセンサ素子２はセンサホイール２６の回転中に歯２７と歯の隙間２８との交
替によってこの歯車ホイールの回転速度に比例して変調された電気信号Ａ２を発
生する。この信号Ａ２をこのセンサ１は適当な電気的な処理の後で図１には図示
されていないデータ検出装置２９に転送する。センサ１とデータ検出装置２９と
は４つの線路３１，３２，３３及び３４から成るケーブル３０によって相互に接
続されている。線路３１及び３２はこの場合センサ１の電流給電に使用され、線
路３１はセンサ１にその動作電圧ＵＢを供給し、線路３２は電気的アースＧＮＤ
に割り当てられている。線路３３はセンサホイール２６の回転速度に比例して変
調される電気信号Ａ２の伝送のための信号線路Ｓとして使用される。さらに、信
号Ａ２と他の情報とを符号化されたデータストリームの形式でセンサ１に接続さ
れたデータ検出装置２９に伝送するために、線路３４にはデータ線路Ｄの機能が
設けられている。
【００２３】 図２はセンサ１のいくつかの電子的機能ユニットを示す。２つの線路３１及び
３２を介してセンサ１は給電される。この図には図示されていないデータ検出装
置２９からセンサ１に線路３１によって供給される動作電圧ＵＢはまず最初に過
電圧及び短絡から保護する保護回路３を介して供給され、その後で電圧調整器４
に供給される。電圧調整器４の出力側に現れる調整された動作電圧ＶＣＣはセン
サ素子２ならびにセンサ１の他の電子的機能ユニットに必要な電気エネルギを給
電する。
【００２４】 図示されたケースでは、センサ素子２は４つの端子、すなわち調整された動作
電圧ＶＣＣのための端子、電気的アースＧＮＤのための端子、第１の出力信号Ａ
１のための端子及び第２の出力信号Ａ２のための端子を有する。第１の出力信号
Ａ１は２つの論理状態Ｌ及びＨを有し、第１の状態Ｌ又はＨはセンサホイール２
６の第１の運動方向（例えば右方向への走行）に結合されており、第２の状態Ｈ
又はＬはセンサホイール２６のこの第１の運動方向とは正反対の運動方向（左方
向への走行）に結合されている。第２の出力信号Ａ２は一連のパルスから成り、
時間単位あたりのこれらのパルスの個数はセンサホイール２６の回転速度に比例
する。
【００２５】 一連のパルスから成る第２の出力信号Ａ２は適当な出力回路８に供給され、こ
の出力信号Ａ２が信号線路Ｓとして使用される線路３４を介してこのセンサ１に
接続されたデータ検出装置２９に伝送されうるように処理する。センサ１にはマ
イクロコントローラ５も設けられており、このマイクロコントローラ５には第１
の出力信号Ａ１も第２の出力信号Ａ２も供給される。両方の出力信号Ａ１及びＡ
２からの情報はマイクロコントローラ５によってこのマイクロコントローラ５に
接続されたデータメモリ６に格納され、必要に応じて、例えばセンサ１に接続さ
れたデータ検出装置２９による要求によって符号化されたデータストリームとし
てこのデータメモリ６からデータ線路Ｄとして構成された線路３３を介してデー
タ検出装置２９に伝送されうる。これは、このデータストリームが、先に連続的
に信号線路Ｓを介して伝送される第２の出力信号Ａ２のように、適当な出力回路
７において転送可能に処理された後で行われる。上記の出力回路７及び８は適当
なドライバによって実現される。これらの適当なドライバはセンサ１が使用され
る粗雑な環境においてデータ検出装置２９への確実な信号伝送が保障されるよう
に、センサ素子２の信号乃至はマイクロコントローラ５の信号を増幅する。マイ
クロコントローラ５に所属するデータメモリ６に保持される情報はデータ検出装
置２９によって呼び出し可能であるべきなので、データ線路Ｄは双方向に構成さ
れる。これに対して、信号線路Ｓを介してセンサホイール２６の回転速度に比例
するパルスはセンサ１の側からのみ連続的にデータ検出装置２９に伝送される。
信号線路Ｓを介して伝送される信号はそれゆえリアルタイム信号と呼ばれる。と
いうのも、常にちょうど今の瞬時の測定値に関する情報が提供されるからである
。
【００２６】 ２つの論理状態Ｌ及びＨを有する、センサ素子２から送出される第１の出力信
号Ａ１は、本発明では次のことに利用される。センサ１に設けられた電気的負荷
を介してこれら２つの状態のうちの一方の状態の際に動作電圧ＵＢのために設け
られた線路３１において他方の状態に比べて上昇された電流を流すことに利用さ
れる。センサ動作に必要な基本電流ＩＧには、これらの２つの論理状態のうちの
一方の状態Ｌ又はＨの間に電流フローによって投入接続された負荷のために付加
的な電流ＩＤが加算される。この付加的な電流ＩＤはセンサ１に接続されたデー
タ検出装置２９によって跳躍的な変化として容易に検出される。最も簡単なケー
スでは、この負荷は、図２に図示されているように、オーム抵抗Ｒとして実現さ
れる。従って、動作電圧ＵＢのために設けられた線路３１における電流レベルＩ
Ｇ乃至はＩＧ＋ＩＤもリアルタイム信号である。というのも、これによってどん
な時点においても回転方向情報が供給されるからである。
【００２７】 図３から図５の回路装置は、図２の回路装置とは付加的な負荷の投入接続のや
り方においてのみ異なっている。というのも、これらの実施形態では動作電圧Ｕ
Ｂに投入接続される負荷はセンサ１に設けられたマイクロコントローラ５によっ
て制御されるからである。図３の提案によれば、抵抗Ｒの投入接続はマイクロコ
ントローラ５に接続されたスイッチング素子Ｖ１によって行われる。このスイッ
チング素子Ｖ１はバイポーラトランジスタでよい。このやり方は、センサ素子２
の出力信号Ａ１による直接的な投入接続に比べて次のような利点を有する。すな
わち、付加的な電流ＩＤが遮断切り換え可能であり、これによりエネルギが節約
されるという利点を有する。それゆえ、付加的な電流ＩＤの遮断切り換え可能性
は有利である。というのも、この電流ＩＤは車両静止状態の間は情報取得を意味
しないからである。上位概念記載のセンサは車両において１５０℃までの動作温
度に曝されうるので、センサの不必要な電力消費を回避するあらゆる手段は有利
である。というのも、この電力消費は常にセンサ電子装置によって発生されるジ
ュール熱との関連において検討されるべきだからである。よって、車両静止状態
の間の電流ＩＤの節約は有意義にジュール熱の低減に寄与する。とりわけ、機能
的な理由からセンサの基本的な電流給電が決してこの車両の点火の遮断によって
も遮断切り換えされてはならないような適用事例においてはそうである。
【００２８】 図４は図２の場合のように直接センサ素子２の出力信号Ａ１によって投入接続
される抵抗Ｒ１を示している。この抵抗Ｒ１に対して並列に、抵抗Ｒ２が設けら
れた、マイクロコントローラ５により制御可能なノーマリーオン電界効果トラン
ジスタＶ２が設けられ、このノーマリーオン電界効果トランジスタＶ２はマイク
ロコントローラ５の障害の場合にはブレークコンタクトされる。Ｒ１及びＲ２の
適当な設計仕様によって、この変形実施形態は次のような利点を有する。すなわ
ち、通常動作の場合には比較的大きな電流成分が抵抗Ｒ２の設けられた分岐路を
流れるが、しかし、マイクロコントローラ５の故障の場合には出力信号Ａ１によ
り導出可能な回転方向情報が抵抗Ｒ１の電流フローによって線路３１において供
給される。
【００２９】 図５の回路装置では、さらに図２の実現提案に対する付加であるが、センサ素
子２の出力信号Ａ１はもっぱらマイクロコントローラ５に供給される。このマイ
クロコントローラ５はセンサ素子２の出力信号Ａ１を評価し、次いで所定のプロ
グラム技術的に格納された設定に従ってスイッチング素子Ｖ１を制御し、線路３
１に付加的な電流ＩＤを重畳する。この変形実施形態によれば、マイクロコント
ローラ５がこのマイクロコントローラ５により制御可能な抵抗Ｒ、又は図４に関
連して、抵抗Ｒ２を線路３１に投入接続する前に、実際にこのマイクロコントロ
ーラ５に印可されるセンサ素子２の出力信号Ａ１の論理状態Ｌ又はＨを場合によ
ってはまず最初に反転するか又は所定の設定に従って検査しさらに適合させる。
このやり方で次のことが実現される。すなわち、センサホイール２６の回転方向
乃至は車両の走行方向との結合に基づいて比較的短い動作持続時間に亘って有効
である論理状態Ｌ又はＨが常に上昇された電流フローを惹起することが実現され
る。このことはセンサによって全体として受領される電流によって発生されるジ
ュール熱を顧慮すると非常に有利である。
【００３０】 従って、ここで例として示した本発明の解決法の変形実施形態は次の点で異な
る。すなわち、 ・図２の回路装置ではマイクロコントローラ５は線路３１への電流信号の直接的
な重畳に対して付加的にのみ方向情報を評価する点。
【００３１】 ・図３の回路装置ではマイクロコントローラ５は方向情報を不活性化する方法を
有する点。
【００３２】 ・図４の回路装置では、マイクロコントローラ５の障害の場合でも方向情報は保
持される方法が示されている点。
【００３３】 ・図５の回路装置ではマイクロコントローラ５はセンサ素子２から供給される出
力信号Ａ１の信号路にアクティブに介入し、独力で確実に回転情報の重畳を制御
する点。
【００３４】 図２から図５に示された回路装置は、センサ１に接続されたデータ検出装置２
９に、センサホイール２６の回転方向に結合された情報をリアルタイムで及び呼
び出し可能なデータストリーム内部において供給する。この情報はリアルタイム
に電流ＩＤの有無によって示される。マイクロコントローラ５の使用によって、
この情報は付加的にデジタル形式で保持される。これにより、線路３１における
電流レベルの解釈可能性が明らかに改善される。というのも、車両における上位
概念記載のセンサ１の通常の使用条件下では、線路３１における電流レベルの大
きな熱的な及び経年変化に起因するドリフトを考慮しなくてはならず、この結果
、この電流レベルの意味をその情報内容に関して他のやり方で検査する方法がな
い場合には、この電流レベルの確実な解釈のためには電流ＩＤに対する大きな絶
対値が必要であろう。しかし、前述した通り、センサにおいて高い電力消費はこ
の電力消費と関連するジュール熱のために禁止され、この結果、本発明の解決法
は、一方でセンサホイール２６の回転方向に結合された情報を常にリアルタイム
で供給可能な電流レベル信号の形式で供給することと他方で存在する電流レベル
を同時に高い確実性で解釈できるためにこの電流レベルの供給において電流上昇
をあまりにも大きくなくしないこととの間で、妥協点を見いだした。たとえ大き
な熱的な又は経年変化に起因するドリフトが線路３１における電流レベルＩＧ乃
至はＩＧ＋ＩＤに重畳されても、電流レベルの瞬時の意味は一意的にデータメモ
リ６に格納された情報から取り出される。他方で、データメモリ６に格納された
情報は、リアルタイムに線路３１において供給される回転方向情報を解釈するた
めに絶えずデータ検出装置２９によって呼び出される必要はない。というのも、
熱的な又は経年変化に起因するドリフトは時間的にゆっりとだが変化するからで
ある。
【００３５】 提案された本発明の解決法は次のような利点を有する。すなわち、センサ１に
接続されたデータ検出装置２９は必ずしもセンサ１に対する動作電圧ＩＧの基本
レベルを測定して求める必要はなく、負荷Ｒの投入接続及びこの負荷Ｒに関連す
る電流ＩＤによって発生する測定要求によって線路３１における電流レベルの跳
躍的な変化が行われるかどうかを識別しさえすればよい、という利点を有する。
【００３６】 マイクロコントローラ５に接続された不揮発性メモリ９、例えばＥＥＰＲＯＭ
に、センサホイールのどの回転方向に乃至は車両のどの走行方向にセンサ素子２
の第１の出力信号Ａ１の２つの論理状態が結合されるかが格納されている場合、
データ検出装置２９の装置によるさらに別の解釈を必要とすることなしに、デー
タメモリ６からセンサホイール２６の瞬時の回転方向乃至は車両の走行方向につ
いての完全な情報が呼び出される。車両にセンサ１を組み込んだ後で、このよう
な割り当ては、センサ１及びデータ検出装置２９から構成されるシステムの初期
化の際にこの不揮発性メモリ９の相応のプログラミングによって設定される。こ
のオプションによって、使用者はセンサ１から供給される情報を比較的簡単なや
り方でこのセンサ１に適用される測定装置に適合させることができる。このセン
サの製造者にとってもこのことから得られる柔軟性は、多数の様々なセンサタイ
プを製造プログラムにおいて設ける必要がないという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 トランスミッションのケーシング内壁におけるセンサの通常の装置を示す。
【図２】 本発明を実現するための回路装置の基本的な構成を示す。
【図３】 図２の回路装置の有利な変形実施形態を示す。
【図４】 図２の回路装置の有利な変形実施形態を示す。
【図５】 図２の回路装置の有利な変形実施形態を示す。
【符号の説明】
１ 電気センサ ２ センサ素子 ３ 保護回路 ４ 電圧調整器 ５ マイクロコントローラ ６ データメモリ ７ 出力回路 ８ 出力回路 ９ 不揮発性メモリ ２０ ネジ ２１ ケーシング内壁 ２３ トランスミッション ２４ 端面 ２５ センサ軸 ２６ センサホイール ２７ 歯 ２８ 歯の隙間 ３０ ケーブル ３１ 線路 ３２ 線路 ３３ 信号線路 ３４ データ線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Ｋｒｕｐｐｓｔｒａｂｅ 105，Ｆｒａｎ ｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ，ＢＲＤ (72)発明者 ヨーゼフ ヴァングラー ドイツ連邦共和国 フイリンゲン−シユヴ エニンゲン ヴォルターディンガー−シュ トラーセ 19 Ｆターム(参考） 2F070 AA01 CC03 CC11 DD14 FF12 GG07 2F077 AA37 CC02 NN21 PP12 QQ17 TT51 3E038 BA12 EA02 EA04 【要約の続き】 圧（ＵＢ）のための前記線路（３１）には、前記センサ （１）におけるセンサ素子（２）の第１の出力信号（Ａ １）の両方の論理状態のうちの一方（Ｌ又はＨ）の間 に、電気的負荷（Ｒ）が投入接続され、該電気的負荷 （Ｒ）は前記センサ（１）によって受信される電流（Ｉ Ｇ）を他方の状態（Ｈ又はＬ）に比べて跳躍的に付加的 な電流（ＩＤ）だけ上昇させ、論理回路は前記データ検 出装置（２９）に前記データ線路（Ｄ）を介して、前記 センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための前記線路（３ １）におけるこの上昇された電流（ＩＧ＋ＩＤ）がどん な意味を有するか、を伝達する。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサ素子（２）の前に設けられた対象物の運動を検出する
    ための前記センサ素子（２）を有する電気センサ（１）であって、 前記センサ素子（２）は第１の出力信号（Ａ１）を供給し、該第１の出力信号
    （Ａ１）は２つの論理状態（Ｌ及びＨ）を有し、 第１の状態（Ｌ又はＨ）は前記対象物の第１の運動方向の場合に発生され、第
    ２の状態（Ｈ又はＬ）は前記第１の運動方向とは正反対の前記対象物の運動方向
    の場合に発生される、センサ素子（２）の前に設けられた対象物の運動を検出す
    るための前記センサ素子（２）を有する電気センサ（１）において、 ａ）該センサ（１）は該センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための少なくとも１
    つの線路（３１）によって及びデータ線路（Ｄ）を介してデータ検出装置（２９
    ）に接続されており、 ｂ）前記センサ（１）には論理回路が設けられており、該論理回路には、前記セ
    ンサ素子（２）の前に設けられた対象物のどの運動方向に対して前記センサ素子
    （２）の第１の出力信号（Ａ１）の論理状態（Ｌ及びＨ）が割り当てられている
    かが格納されており、 ｃ）前記センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための前記線路（３１）には、前記
    センサ（１）におけるセンサ素子（２）の第１の出力信号（Ａ１）の両方の論理
    状態のうちの一方（Ｌ又はＨ）の間に、電気的負荷（Ｒ）が投入接続され、該電
    気的負荷（Ｒ）は前記センサ（１）によって受信される電流（ＩＧ）を他方の状
    態（Ｈ又はＬ）に比べて付加的な電流（ＩＤ）だけ跳躍的に上昇させ、 ｄ）前記論理回路は前記データ検出装置（２９）に前記データ線路（Ｄ）を介し
    て、前記センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための前記線路（３１）におけるこ
    の上昇された電流（ＩＧ＋ＩＤ）がどんな意味を有するか、を伝達することを特
    徴とする、センサ素子（２）の前に設けられた対象物の運動を検出するための前
    記センサ素子（２）を有する電気センサ（１）。
  2. 【請求項２】 センサ素子（２）の前に設けられた対象物はセンサホイール
    （２６）であり、該センサホイール（２６）はその形態のためにその回転の間に
    前記センサ素子（２）において一連の電気パルスを発生し、該電気パルスは前記
    センサ素子（２）から回転速度に比例する第２の出力信号（Ａ２）として出力さ
    れることを特徴とする請求項１記載の電気センサ（１）。
  3. 【請求項３】 センサ（１）に設けられる論理回路によってデータ検出装置
    （２９）はデータ線路（Ｄ）を介して次のことに関する情報にアクセスできる、
    すなわち、 ・センサ素子（２）の第１の出力信号（Ａ１）は存在するかどうかということに
    関する情報、 及び ・前記第１の出力信号（Ａ１）が存在する場合、第２の出力信号（Ａ２）も存在
    するかどうかということに関する情報にアクセスできることを特徴とする請求項
    １又は２記載の電気センサ（１）。
  4. 【請求項４】 センサ（１）に設けられる論理回路は、センサ素子（２）の
    第１の出力信号（Ａ１）の所定の状態（Ｌ又はＨ）が存在する時点を記録するこ
    とを特徴とする請求項１から３のうちの１項記載の電気センサ（１）。
  5. 【請求項５】 センサ（１）に設けられる論理回路はマイクロコントローラ
    （５）であり、 ・該マイクロコントローラ（５）はセンサ素子（２）の第１の出力信号（Ａ１）
    を検出し、 ・前記マイクロコントローラ（５）は前記第１の出力信号（Ａ１）からの情報を
    データメモリ（６）に格納し、 ・前記マイクロコントローラ（５）は上昇された電流（ＩＧ＋ＩＤ）をセンサホ
    イール（２６）の回転方向に関する情報と結合し、前記上昇された電流（ＩＧ＋
    ＩＤ）は、前記センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための線路（３１）において
    センサ素子（２）の前記第１の出力信号（Ａ１）の両方の状態のうちの一方（Ｌ
    又はＨ）の場合に負荷（Ｒ）によって発生され、 ・前記マイクロコントローラ（５）はこの情報を前記センサ（１）に接続された
    データ検出装置（２９）による要求に応じてデータ線路（Ｄ）を介して前記デー
    タ検出装置（２９）に送信することを特徴とする請求項１から４のうちの１項記
    載の電気センサ（１）。
  6. 【請求項６】 マイクロコントローラ（５）は、 ・センサ素子（２）の第２の出力信号（Ａ２）も検出し、 ・さらに前記センサ素子（２）の前記第２の出力信号（Ａ２）において時間単位
    あたりどのくらいのパルスが含まれているかを求め、 ・前記センサ素子（２）の前記第２の出力信号（Ａ２）から得られるこの情報を
    データメモリ（６）に格納し、 ・この情報を前記センサ（１）に接続されたデータ検出装置（２９）による要求
    に応じてデータ線路（Ｄ）を介して前記データ検出装置（２９）に送信すること
    を特徴とする請求項５のうちの１項記載の電気センサ（１）。
  7. 【請求項７】 第２の出力信号（Ａ２）も存在する場合にのみマイクロコン
    トローラ（５）は第１の出力信号（Ａ１）からの情報をデータメモリ（６）に格
    納することを特徴とする請求項５又は６記載の電気センサ（１）。
  8. 【請求項８】 負荷（Ｒ）の投入接続は、マイクロコントローラ（５）に接
    続されかつ該マイクロコントローラ（５）によって制御されるスイッチング素子
    （Ｖ１）によって行われることを特徴とする請求項５又は以下の請求項のうちの
    １項記載の電気センサ（１）。
  9. 【請求項９】 センサ素子（２）の前に設けられる対象物の運動方向に関す
    る情報が、センサ（１）の動作電圧（ＵＢ）のための線路（３１）において、前
    記電界効果トランジスタ（Ｖ２）に印加される前記マイクロコントローラ（５）
    の制御信号が消失した場合でも存続しつづけるように、第１の抵抗（Ｒ１）に対
    して並列に、第２の抵抗（Ｒ２）に接続されかつマイクロコントローラ（５）に
    よって制御可能なノーマリーオン電界効果トランジスタ（Ｖ２）がブレークコン
    タクト機能において設けられていることを特徴とする請求項５又は以下の請求項
    のうちの１項記載の電気センサ（１）。
  10. 【請求項１０】 マイクロコントローラ（５）は、場合によっては該マイク
    ロコントローラ（５）に実際に印加される、センサ素子（２）の第１の出力信号
    （Ａ１）の論理状態（Ｌ又はＨ）の反転の後で、前記マイクロコントローラ（５
    ）により制御可能な負荷（Ｒ、Ｒ２）を、前記センサ素子（２）の前に設けられ
    る対象物の運動方向との結合に基づいて比較的短い動作持続時間に亘って印加さ
    れる論理状態（Ｌ又はＨ）によって投入接続することを特徴とする請求項８又は
    ９記載の電気センサ（１）。
  11. 【請求項１１】 センサ（１）に接続されたデータ検出装置（２９）は有用
    車両のための制御機器、とりわけタコグラフであることを特徴とする請求項１か
    ら１０のうちの１項記載の電気センサ（１）。
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