JP2008541116A - 確実な車輪回転数検出配列装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
フリッペンの発生に反対作用し、このフリッペンを阻止し、或いは一般に、意図していないフリッペンが阻止されるか、或いは中断されるか、或いは自動的に認識され、センサーモジュールがこの状態をＥＣＵにて信号化するように、センサーモジュールの固有信頼性を高める技術を提供すること。
【解決手段】
この発明は、センサー（１、６）、特に自動車分野のために回転物体と一緒に回転するエンコーダ（２３）と磁界を介して接続されている特に作動センサー（１）により車輪或いは他の回転物体の回転数を検出する配列装置に関する。公知の配列では、センサー装置（Ｓ１，Ｓ２）とエンコーダ（２３）の間の隙間が少な過ぎると、フリッペンとそれに伴って車輪の測定回転数の倍増とを生じる。これはその配列的作業態様に対して車輪回転数の正しい付与を必要とする自動車の安全装置において問題を生じる。公知の配列装置の据付けに関する公差を改良するために、異なった感度のセンサー装置（Ｓ１，Ｓ２）を備えている二つの別々の信号経路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の使用が提案されている。この場合には、信号経路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）は、最高感度を有する信号経路（Ｓ１，ｆ１）がいつも存在するように敷設されるので、障害のない通常の場合にはエンコーダ（１３）の最小模写欠陥が同時に最高空隙の際に達成され、それに対して、同時にいつも観察された経路（Ｓ２，ｆ２）が存在し、その感度はフリッペンがあらゆる磁気条件の下で確実に阻止されるように設定される。

Description

この発明は、請求項１の上位概念による回転数検出方法、請求項３の上位概念に対応する車輪或いは他の回転物体の回転数検出配列装置と請求項１５による障害になる磁界成分の測定を回避するか或いは抑圧するセンサーモジュールに関する。

自動車分野用の能動的センサーはたびたび知られている。センサーは２ワイア実施例や３ワイア実施例に存在する。この発明は、センサーがブレーキシステムでは普通であるような２ワイア実施例の例において説明される。けれども、この発明の意味では、例えばエンジン用途及び伝動装置用途又はそのいずれか一方において普及されている３ワイア実施例に基本思想を適用することである。

この先行技術は、図１に概略的に図示されている。図１ａでは、センサー１とＥＣＵ（ＡＢＳ制御器の電子制御装置、或いは一般に電子制御ユニット）２は２ワイア導線３、４を介して電気的に互いに接続されている。センサーを作動するために、ＥＣＵから端子Ｋ1 ，Ｋ2 に準備される作動電圧ＶB が必要である。センサーを介して信号電流ＩS がＥＣＵへ戻され、その強さがエンコーダ５から発生されてＥＣＵで解読される回転数情報の調子に合わせて変更する。図１ｂでは、センサー６とＥＣＵ７は３ワイア導線８，９，１０を介して互いに電気的に接続されている。センサーを作動するために、ここでも、ＥＣＵから端子Ｋ1 ’，Ｋ2 ’に準備される作動電圧ＶB が必要である。センサーは端子Ｋ3 を介してセンサー的情報を含有する信号電圧ＶｓをＥＣＵに戻される。

図２は、２ワイアインターフェースを備える能動的車輪回転数センサーの二つの代表的態様の内部システム構成を示す。追加的機能性なしに単方向回転数を検出するセンサーは図２ａによって図解される。車輪回転数センサー１は電子信号評価段ＳＣと接続されている磁気抵抗センサー要素から成るセンサーモジュールを含有する。センサー要素は磁界Ｈを介してエンコーダＥと連結されている。車輪回転数で回転するエンコーダは車輪回転数情報を含有する増加マスターをもつ空隙磁界Ｈを修正する。センサー要素Ｓと信号評価段ＳＣとはこの空隙磁界修正から電流源１１を制御する修正段Ｍを制御する信号電圧を発生するので、エンコーダの増加マスターが記憶された信号電流Ｉs1 として模写される。追加的（診断）ーパラメータの車輪回転数及び変速比又はそのいずれか一方の二方向検出するセンサーは図２ｂによって図解される。前者と相違して、ここでは、信号評価段が経路ＷＳとＺＩに二つに分割される。段ＷＳはエンコーダ信号から車輪回転数情報の評価に用いられるけれども、段ＺＩはセンサー／エンコーダインターフェースから追加情報の別々の評価に用いられる。そのような追加情報は例えば回転方向と空隙寸法である。信号段ＳＬでは、段ＷＳと段ＺＩによって評価された信号が電流源１１を制御する修正段Ｍの制御信号に組合せられるので、制御信号に含有されたプロトコールが車輪回転数機能と追加機能により記憶された信号電流Ｉs2として模写される。先行技術によると、現在では、３レベルプロトコール或いはＰＷＭープロトコール（プラス幅修正）が使用される。

一方では、エンコーダとして、永久磁石と組合せて不安定な磁気空隙を発生させる強磁性歯車或いは孔円板が用いられ、他方では、交互順序では例えば車輪軸受パッキングに取付けられる永久磁化された北極／南極地域がある。必要な補助磁石はセンサーモジュールの機械的構成部材としてセンサーに一体化される。この発明の説明は、更に本質的技術的使用に、即ち永久に磁化されたエンコーダと磁気抵抗センサーとの組合せに限定するけれども、専門家にはこの発明の原理を直接に強磁性エンコーダとの組合せに使用することができ、それは同様にこの発明の意味内である。

図３は、ここで使用された関連装置とこの発明の改良と関連した磁石抵抗特殊センサー要素の特殊な物理的状態を説明する特性曲線を示す。図３ａは、車輪回転数作動の際に永久磁化されたエンコーダトラック１３に対する幾何学的整合において図２ａによる磁石抵抗特殊センサーモジュール１２を示す。エンコーダトラックは平面的にＸＹ−平面に位置し、Ｙ−方向においてセンサー要素に対して移動される。センサーモジュールの一部１４は、図３ｂに図示されているように、四つの磁気抵抗ペルム合金（バーベルポール）抵抗体１７から成るブリッジ回路１６を包含する。抵抗体層の平面はＸＹ−平面に平行なエンコーダの平面のように延びている。図３ｃは磁気空隙磁界強さＨｙ, Ｈｘ1 とＨｙ, Ｈｘ2 の関数としての作業特性曲線、信号電圧Ｖｓｓを示す。この場合には、Ｈｙはエンコーダトラックの走行方向における磁界成分であり、Ｈｘはエンコーダの横方向における磁界成分である。この場合に、Ｈｘ1 とＨｘ2 はｘ方向における互いに反対にずれて配向された磁界成分である。図３ｃは、交換するＨｘ1 、Ｈｘ2 −エンコーダ磁化の成分が鏡像的特性曲線１８、１９を導き得る。Ｈｘ−成分の交換する符号と結合した特性曲線の交換が突然に生じ、「フリッピング（Flipping) 」或いは「フリッペン(Flippen) 」と呼ばれる。フリッペンはエンコーダ信号の望まれない歪曲（倍加）を導いて、車輪回転数の検出のために障害となる。現在のプラクテスでは、フリッペンは、Ｘ−方向における偏光を備える所謂、バイパス磁石１５が成分Ｈｘ1 、Ｈｘ2 より大きく、それ故に、両特性曲線の一方、例えば１８を特定する所謂、支持磁界を発生させることによって回避される。

図４はＸ−方向におけるエンコーダの磁気成分の発生の原因の説明に用いられる。図４ａは磁気トラック２１から薄板製強磁性逆接続部２２まで生じる磁界２０により観察されたＸＺ−平面から成るエンコーダを示す。エンコーダトラックの磁界線はＺ−方向における平行な幅中間領域に流出する。縁地域では流出方向はＸ−方向において追加的に傾斜する。このＨｘ成分は非均質特性を有し、回転数測定に関して望まれてはいない。中心線に対するセンサーモジュール１２のほんの僅かなずれの場合には、図４ａに具体的に示すように、重要なＨｘ成分が有効ではないので、バイアス磁石１５の磁界強さがいつも支配的であり、特性曲線１８が安定に形成される。

図４ｂによるエンコーダの場合には、センサーが中心位置に対する同じずれの際に既に著しいＨｘ成分を含有する磁界線領域に到達するので、特性曲線安定性が危うくされる。エンコーダが狭い磁気読取りトラックのみを有し、強力な磁化を有し、センサーモジュールが読取りトラックの中心外部に比較的幅広に位置決めされ、センサーモジュールがエンコーダ表面に非常に近くに位置決めされるときに、又はその少なくとも一つであるときに、危険さは臨界になる。それ故に、これらパラメータの一つの非常に強力な影響によって或いはこれらパラメータの複数の組合せによって上記説明されたフリッペンが生じる臨界的な場合が生じ得る。
特表２００３−５２４７７８号公報 特表２００５−５２３４３６号公報

この発明の課題は、上記フリッペンの発生に反対作用し、このフリッペンを阻止し、或いは一般に、意図していないフリッペンが阻止されるか、或いは中断されるか、或いは自動的に認識され、センサーモジュールがこの状態をＥＣＵにて信号化するように、センサーモジュールの固有信頼性を高める技術を提供することである。

この課題はこの発明によると、請求項１による回転数を検出する方法、請求項３に一致する車輪或いは他の回転体の回転数を検出する配列装置や請求項１５による障害とする界磁成分の測定を回避するか或いは抑圧するセンサーモジュールによって解決される。

この発明は、それぞれに少なくとも一つのセンサーを備える二つの信号経路を使用し、この信号経路が移動する磁石エンコーダによって修正された磁界の検出に関する測定技術的に異なる敷設を有する思想を基礎としている。

この発明による配列装置の原理は、規則的に（出力信号の同期の際に）一方の信号経路の出力信号が電子式制御ユニットによって評価されるのに対して、両信号経路の出力信号の不同期の際に他方の信号経路の出力信号が評価されることにある。例えば監視された車輪の回転数に関する供述させ得る両出力信号が同じである場合のために、この発明による配列装置によって検出された回転数の正確さに関する増加した安全性を得る。有意義に、出力信号の不同期の際に信号経路を制御ユニットと接続され、制御ユニットが大きな確率により正しい情報を供給する。

バイアス磁石とは、永久磁石と電磁石と理解され、電磁石は定義されたオフセット磁界強さを発生させるように使用される。

磁界センサー要素とは、磁界を検出でき、この磁界の定義された大きさを適した測定量に変換して与えるセンサー要素と理解され、センサー要素は、つまり特に例えばＧＭＲセンサー要素或いはホールブリッジにような磁気電気変換要素である。

この提案により実施例が包囲され、定義された公差にさらされ、この実施例に指示が実質的に該当する前提とは、この出願の範囲内に提案されて請求された方向指示と間隔指示と理解すべきである。

センサーモジュールの下では少なくとも一つのセンサー要素を有し、しかし必ずしも必要ない信号評価する電子式回路と必ずしも必要ないデジタルデータ処理する電子式回路を有するモジュールが理解される。しかし可能であり、センサーモジュールでは、信号評価する電子式回路並びに任意にデジタルデータ処理する電子式回路が一体化されることが企図される。センサーモジュールはこの発明により提案された配列の一部である。

とりわけ、第一信号経路が第二信号経路より著しく大きい高感度を有する。それで、信号経路が一方では確かにエンコーダの弱い信号を求められ、しかし他方では弱い障害信号が成果を歪曲させ得る。この場合には、僅かなに故障の起き易い第二信号経路に切換えられる。実際的にこれら組合せによって配列の公差がその据付け位置に関して著しく増加される。第一信号経路のセンサー要素とエンコーダの間の距離が非常に僅かであるならば、第一信号経路の欠陥のある情報を排除すべきではない。しかし、この僅かな距離の場合には、第二信号経路は大きな確率により正しい情報を与える。

第一信号経路でフリッペンによって誤った情報が車輪の回転数を介して第二信号経路への切換によって即座に訂正されることは、目的に適っている。

配列の据付け位置に関して特に大きい公差を得るために、請求項５による特徴事項の使用が推奨される。これにより、配列が余分に大きな安定性を伴って作動する据付け位置にあることが確認される。このとき、空隙が更に減少されるならば、両信号経路の感度が成長する。それは確かに最終的に第一信号経路上のフリッペンを導き得る、しかし同時に第二信号経路の高感度が改良されるので、これは大きな確率で正しい回転数を与える。

両信号経路のセンサー要素が共通ケース内に配置され、特に共通バイアス磁石を有することが好ましい。

磁石エンコーダの運動によって修正される障害となる磁界成分の測定を回避するか或いは中断するために、センサーモジュールが提案されている。このセンサーモジュールは少なくとも一つの第一と第二磁界センサー要素と少なくとも一つのバイアス磁石とから成り、デカルト座標システムに関して磁石エンコーダが半径により固定される符号化面に関して実際的にｘ−ｙ−平面と平行に配置されていて、バイアス磁石がその磁化方向に関して、磁界センサー要素がそのそれぞれのセンサー面に関して実際的に磁石エンコーダの符号化面と平行に且つそれでｘ−軸線と平行に整合され、第一磁界センサー要素と第二磁界センサー要素とは磁石エンコーダに対してｚ−方向における間隔に関して種々に配置されている。

好ましくは、センサーモジュールの特に両磁界センサーが異なる高感度を有する。

センサーモジュールの磁界センサー要素とバイアス磁石は互いに対して且つ磁石エンコーダに関して、第一磁界センサー要素が磁石エンコーダによって修正されるｚ−方向における磁界成分を少なくとも一つの他の磁界センサー要素より高いレベルを検出し、そして第二磁界センサー要素が少なくとも一つの定義されたレベルをもつバイアス磁石によって引き起こされたｘ−方向における磁界成分を磁石エンコーダによって修正されたｘ−方向における磁界成分より強力に検出するように、配置されていることが目的に適っている。

この発明による配列装置の使用分野は回転する車輪に限定されなく、むしろ直線運動でも有効にアナログに使用される。しかし、特別な利点によりこの発明は請求項６による特徴事項に一致して使用される。

特にこの配列装置によって、配列の状態を記載され、それで配列から放出された情報の評価ではこの配列の状態を考慮する可能性が創作される信号が放出される。

更に好ましい実施態様は従属請求項と概略的図に基づいた実施例の次の詳細な説明とから明らかになる。

提案された配列は、好ましくは、所謂能動的センサーによる確実な車輪回転数を検出するために、特に異方性磁気抵抗効果に基づくセンサー要素を使用される。この発明は装置構成と機械構成の全分野に使用されるけれども、自動車分野に、この場合に更に主として電子式制御されたブレーキシステムの分野に使用され得る。この場合には、それぞれに提案された方法、この発明による配列装置並びにこの発明によるセンサーモジュールは個々に或いは互いの組合せで使用され得る。

図５は、エンコーダ２３、ＥＣＵ２５と接続された確実なセンサー２４から成る模範的配列装置を示す。センサー２４は二つの磁気抵抗センサー要素Ｓ１とＳ２を含有し、これらセンサー要素は適した構造的措置によってエンコーダと、一般の場合に二つの空隙の異なる空隙磁界強さＨ１、Ｈ２を介して磁気的に接続され、特別な場合Ｈ１＝Ｈ２はこの発明により考慮されていて、実施例として利用されて紹介される。各センサー要素から付属信号再処理段２６、２７を介して車輪回転数信号が再処理される。図２ｂによるタイプの車輪回転数センサーの場合には、ここで重要な例として図示されているように、センサー要素Ｓ１から付加情報ＺＩ１が放出されて、この追加情報が図２ｂにＺＩに記載された機能性に一致する。段２６と２７の信号周波数は周波数比較器段２８で調和に比較される。比較器段２８は成果プロトコールとして信号周波数の一致或いは不一致に関する状態ビットを発生させる。同時に比較器段２８は電子式切換スイッチ２９を制御し、この切換スイッチは選択的にＳ１、２６から或いはＳ２、２７から来る信号経路を信号論理３０と接続するのに対し、付加情報ＺＩ１、ＺＩ２の信号経路がいつもこの信号論理３０と接続されている。信号論理は変調器Ｍと電流源１１を介して信号電流マスターとして模写されてＥＣＵ２５まで到達する信号プロトコールを発生させる。

つまり、いつも最高感度を有する信号経路が存在するので、障害のない通常の場合には、エンコーダトラックの最小模写欠陥が同時に最高空隙の際に達成され、その間に同時にいつも観察された信号経路が存在し、その感度はフリッペンがあらゆる磁気条件の下で確実に阻止される。この場合には、次の説明方針が提案されている：
感知経路のセンサー高感度を説明する例としての条件は、敏感でない経路の信号が（例えば６ｄＢ）確実にノイズ（Rauschen) によって認識される空隙長さが達成されるならば、感知経路が（例えば６ｄＢ）確実にもはや危険にさらされない。

後で記載された例としての実施態様とその組合せの技術的原理は幅広い説明態様を可能とする。

フリッペンに対して車輪回転数センサーの固有信頼性を高める信号評価の次の態様が提案されている：
１．場合：
周波数（感知経路）が同じ周波数（観察された経路）である。
・重複表出
・高い固有信頼性
・感知経路のみが利用される。
２．場合：
周波数（感知経路）が同じ周波数（観察された経路）ではない。
・信号プロトコールにおいてフリップ状態に関する診断表出が指定できる。
・観察された経路のみが利用される。
・車輪回転数情報の指令性は緊急回転のために得られたままである。

図６は現在慣用の信号プロトコールとＥＣＵにおけるフリッペンに関する診断情報を伝達する可能性とを示す。

図６ａは、単一方向車輪回転数検出の基準として設定された２レベルプロトコールを示す。ここでは、例としてフリッペンの状態がＥＣＵに対して一定静止レベルによって証明される。

図６ｂは、自動車産業により同様に使用される３レベルプロトコールを示す。回転数情報がレベルＩｈによって認識される間に、回転方向、空隙寸法のような種々の追加情報はビットの直列順にレベル範囲ＩｍとＩｌにおいて符号化される。フリップ状態の符号化を利用するためにこのビットの一つの好ましい可能性が存在する。既に現存の空隙診断と関連して本質的に改良された据付け安全性が制御される。

図６ｃは、自動車産業により同様に使用されるＰＷＭプロトコールを具体的に説明する。ここでは、フリッペンの状態がＥＣＵに対して一定パルス幅関係によって証明される。

感知信号経路と観察された信号経路との特性を実現するために、選択的に互いに並びに組合せで互いに利用され得る二つの技術概念が提案されている。第一選択的概念はエンコーダのＸＹ平面に対してＺ方向における二つの感受性感知構造（例えばブリッジ）の互いに立体的ずれの利用に基づいている。第二選択的概念は、エンコーダのＸＹ平面に対して平行な平面において二つの異なる感受性センサー構造の使用に基づいている。第三概念はエンコーダのＸＹ平面に対してＺ方向において互いに立体的ずれを備える二つの異なる感受性感知構造の組合せである。これらの概念からセンサーモジュールの異なった実施態様が生じる。

図７は、例としてのセンサーモジュールの概念を示し、二つのＺ方向において互いにずれたセンサー構造、主としてブリッジ構造であり、この構造はこの発明によると、同じ磁気参照磁界強さに比べて同じ並びに同じではないセンサー的高感度を有し得る。合成樹脂製のケース３１には、感知的ブリッジ構造を備えるシリコン担体３２、３３或いは磁界センサー要素３４、３５が収納されている。Ｚ方向における立体的ずれはこの両チップの「バック対バック配列」によって生じる。Ｘ方向における偏光を備える別のバイパス磁石３６が両感知層をＺ方向における立体的ずれに基づいてエンコーダ３７の磁界成分に比べて異なった磁界強さＨｘにより磁気層２１と鉄逆接続部２２により磁気的にバイアスを加える。センサーの読取りトラックはエンコーダの中心トラックに比べてＸ方向にずれているので、障害となるＨｘ成分３８はフリッペンを導き得るバイアス磁界に反作用する。例としてのセンサーモジュールは必要とされた最高感受性経路並びに同時にフリッペンに対して抵抗する観察経路を実現するために、次の技術的反転性を利用する：センサー構造３５を関連して、エンコーダの表面に対する距離Ｌ４が比較的小さいのに対して、バイパス磁石に対する距離Ｌ３が比較的大きい、即ち、比較的弱いバイアス成分Ｈｘの場合には、エンコーダの比較的強い磁気成分Ｈｙが作用する。それ故に、構造／磁界センサー要素３５は必要とされるように高感知である。逆部材はセンサー構造／磁界センサー要素３４の場合である。エンコーダの表面に対する距離Ｌ２が比較的大きいのに対して、バイパス磁石に対する距離Ｌ１は比較的僅かである、即ち、比較的強いバイアス成分Ｈｘの場合には、もはやフリッペンを惹起できないエンコーダの比較的弱い障害となる逆成分のみが作用する。所定のセンサー・エンコーダ・空隙・インターフェイスにさらに適用するために、次のパラメータ変動可能性の技術的に有利な組合せが利用され得る：
・Ｚ方向における磁界センサー要素３４、３５の現在の距離に適合するシリコン担体層の厚さの選択
・ケース内の挿入深さの選択によるエンコーダ表面に対するシリコン担体層パケットに対する距離の選択
・バイパス磁石により惹起された磁界の強さの適合
・間に位置するケース層厚さの選択によるシリコン担体層パケットに対するバイパス磁石の幾何学的距離の適合
・両磁界センサー要素或いは磁気抵抗構造３４、３５の各々の個別的感度の選択。

図８は、図７の概念によるセンサーモジュールの別の例としての実施態様の図解を示す。図８ａは図８ｂの断面スケッチに対する立体的表示である。バイパス磁石３９はここでは磁気層として（例えばＳｍＣｏとして形成される）リードフレーム４０に塗布されている。鉛フレーム末端部４１とリードフレーム逆部材４２は（必要なケース体４７が図示されていない）センサーモジュールの２線接続部を形成する。磁気層を介してＡＳＩＣ４４を備えるシリコンチップ４３が配置されていて、図２による信号電流発生するまで信号調整に用いられる。このＡＳＩＣ４４上には、横間隔で磁気抵抗ブリッジ４５、４６を備える互いに二つのシリコン担体４３３、４４４が存在し、フリップチップ技術のブリッジ４６と接着技術のブリッジ４５はＡＳＩＣと電気的に接続されている。エンコーダトラック４８に比べてブリッジ４５は感受性経路の磁界センサー要素として用いられ、ブリッジ４６は観察された経路のフリップ抵抗磁界センサー要素として用いられる。

図９はセンサーモジュールの二つの別の態様を示す。両態様は、図８から既に知られているように、リードフレーム４０、バイパス磁石３９とＡＳＩＣ４４を備えるシリコンチップ４３の層状体であることを共通し、ここで磁気層がリードフレーム４０ではなく、むしろシリコンチップ４３の裏面に塗布されていることが相違している。図９ａでは、裏面対裏面が互いに機械的に固定されている二枚のシリコンチップ４９、５１から成る堆積体は、磁界センサー要素５０が接着技術によってＡＳＩＣと接続されているのに対して、磁界センサー要素５２を介してフリップチップ技術によってＡＳＩＣと電気的に接触されている。図９ａによる全配列はセンサーモジュールの機能要素を有する。図９ｂによる態様では、個別のシリコンチップ５３が二つの磁気抵抗センサー要素５４、５５の担体として普段には同じ機能性の場合の図９ａによる堆積体４９、５１の代わりに用いられる。

図１０は、二つの同じＸＹ平面で互いにずれた感知構造、主として同じ磁気カバー磁界強さに比べて同じでない感知高感度を有するブリッジ構造の選択的概念の実施例を示す。合成樹脂製のケース５６には感知ブリッジ構造を備えるシリコン担体５７或いは磁界センサー要素５８、５９が収納されている。この両ブリッジ構造或いはセンサー要素の立体的ずれは、エンコーダ３７のＸＹ平面と平行なシリコン担体の平面に生じる。Ｘ方向における偏光を備える別のバイパス磁石３６が両感知層をＸ方向及びＹ方向又はそのいずれかの方向におけるその立体的ずれに基づいてエンコーダ３７の磁界成分に比べて異なった磁界強さＨｘにより磁気層２１と鉄逆接続部２２とより磁気的にバイアスをかけられている。センサーモジュールの読取りトラックは磁石エンコーダの中心トラックに比べてＸ方向にずれているので、障害となるＨｘ成分３８はフリッペンを導き得たバイアス磁界に反作用する。例としての実施態様は、必要とされた最高感受性経路並びにフリッペンに対して抵抗する観察経路を同時に実現するために、磁気抵抗構造の固有異方性を幅広範囲に変更させる図１１に具体的に説明された技術的可能性を利用する。ペルム合金製（重要な磁気抵抗材料として）の固有異方性Ｈ０の高さは実質的に帯幅対層厚の関係に依存してＨ０の公式に上げられて、それにより幅限度に変更できる。感知経路は低い固有異方性、即ち比較的薄い幅広帯を備えるセンサーを必要とし、それに対して、観察された経路はより高い固有異方性、即ち比較的厚く狭い帯を備えるセンサーを必要とする。フリップ抵抗センサー構造の固有異方性を十分に支援し、同時に感受性経路の感度を強力に制限しない適した寸法となったバイアス磁化に関連して、この発明の課題提起が簡単な方法で例として惹起される。

図１２は両信号経路の感知要素の電気回路を示す。図１２ａでは、感知経路が電位のない信号電圧Ｖｓ１を備える磁気抵抗完全ブリッジＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を有し、フリッ抵抗観察経路が（アース）電位に関連した電圧Ｖｓ２を備える半ブリッジＲ５、Ｒ６を得る。図１２ｂでは、両経路は付属の電位のない信号電圧Ｖｓ４，Ｖｓ３を備える完全ブリッジＡ，Ｂ，Ｃ，ＤとＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を包含する。磁気抵抗帯抵抗体には作用特性曲線を直線化するために、バーベルポール構造が重ねられるか、或いはしかし帯自体がバーベルポールマスターにおいて幾何学的に整合されて、追加的重なり構造を諦められ得る。

図１３は、シリコン担体のＸＹチップ平面に平行な整合に関して図１２ｂによる磁気抵抗ブリッジ抵抗体の幾何学的配列の種々の形態を示す。この下に図示された矢印は、ブリッジ抵抗体に対する移動されたエンコーダトラックのＹ回転方向を符号化する。図１３ａでは、観察された経路の両ブリッジ枝はエンコーダの回転方向における感知経路の中央に配置されたブリッジを包囲する。図１３ｂでは、感知経路の両ブリッジ枝は観察された経路の中央に配置されたブリッジを包囲する。図１３ｃでは、観察された経路の両ブリッジ枝はバイアス磁界の方向において感知経路の中央に配置されたブリッジを包囲する。図１３ｄでは、感知経路の両ブリッジ枝はバイアス磁界の方向におい観察された経路の中央に配置されたブリッジを包囲する。図１３ｅでは、観察された経路のブリッジ要素が中央に感知経路の中央に配置されたブリッジ要素を包囲し、それに対して、図１３ｆでは、正確に逆になっている。図１３ｇでは、感知経路と観察された経路とのブリッジ枝はＹ回転方向において互いに交代する。

先行技術、使用された関連装置と種々の実施態様を備えるこの発明を説明するために、次の図が用いられる。
二つの車輪回転数検出システムの原理的構成を示す。 典型的センサーモジュールの概略的構成を示す。 現明細書に基づいた関連装置と特性曲線を示す。 磁気ポール歯車における概略的磁界線経過を示す。 この発明による配列装置の原理的構成をブロック線図の形態で示す。 公知の車輪回転数検出システムに使用された信号プロトコールを示す。 センサー要素の立体的分離の原理を示す。 立体的分離した信号経路の第一実施例を示す。 立体的分離した信号経路の第二実施例を示す。 異なる固有異方性を通る分離の原理を示す。 固有異方性に影響を与えるパラメータを示す。 この発明に使用できる感知ブリッジ構造の概略を示す。 この発明に使用できるブリッジ構造の幾何学的態様を示す。

符号の説明

１、６．．．センサー
２、７．．．ＥＣＵ（ＡＢＳ制御器の電子制御装置、或いは一般に電子制御ユニット） ３、４、８、９、１０．．．ワイア導線 ５．．．．．エンコーダ
１１．．．．電流源
１２．．．．センサーモジュール
１３．．．．エンコーダトラック
２１．．．．磁気層
２３．．．．エンコーダ
２４．．．．センサー
２５．．．．ＥＣＵ
２６、２７．．．信号再処理段
２８．．．．比較器段
２９．．．．電子式切換スイッチ
３０．．．．信号論理
３４、３５．．．磁気抵抗構造
３６．．．．バイパス磁石
３７．．．．エンコーダ
３８．．．．Ｈｘ成分
３９．．．．バイパス磁石
４０．．．．リードフレーム
４１．．．．リードフレーム末端部
４３．．．．シリコンチップ
４９、５１、５３．．．シリコンチップ
５０、５２、５４、５５．．．磁気抵抗センサー要素
５６．．．．合成樹脂製のケース
５７．．．．シリコン担体
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４．．．完全ブリッジ
Ｒ５，Ｒ６．．．半ブリッジ

Claims (17)

1. 回転物体と共に回転するエンコーダ（５，１３，２３）とは磁界を介して接続されているセンサーによって車輪或いは他の回転物体の回転数を検出する方法において、少なくとも二つの別々の少なくとも一つの固有センサー要素（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２）を有する信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の信号が互いに比較されて、両信号路の一方の比較結果に依存して後方接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）（２５）と接続されることを特徴とする方法。
2. 第一信号路（Ｓ１，ｆ１）は第二信号路（Ｓ２，ｆ２）と相違する感度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 請求項１或いは２に記載の方法を実施するために、回転物体と共に回転するエンコーダ（２３）とは磁界（Ｈ１，Ｈ２）を介して接続されているセンサー（２４）によって車輪或いは他の回転物体の回転数を検出する配列装置において、センサー（２４）は少なくとも一つの固有センサー要素（Ｓ１，Ｓ２）と、好ましくは固有信号評価段（２６，２７）を有する二つの互いに別々の信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）を有し、その出力信号が比較器（２８）において互いに比較され、そして比較器（２８）の比較結果に依存して両信号路の第一信号路（Ｓ１，ｆ１）と第二信号路（Ｓ２，ｆ２）とが後方接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）（２５）と接続できることを特徴とする配列装置。
4. 第一信号路（Ｓ１，ｆ１）は第二信号路（Ｓ２，ｆ２）より大きな感度の定義された値を有し、第一信号路（Ｓ１，ｆ１）はフリッペンが排除されないように構成され且つ配置されるか、又は構成されるか或いは配置され、第二信号路（Ｓ２，ｆ２）はフリップが排除されるように構成され且つ配置されるか、又は構成されるか或いは配置されることを特徴とする請求項３に記載の配列装置。
5. 第二信号路（Ｓ２，ｆ２）の信号がノイズによって認識できる空隙長さが到達されるときに、第一と第二信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）は第一信号路（Ｓ１，ｆ１）がフリップによってもはや危険にさらされないように構成され且つ配置されるか、又は構成されるか或いは配置されることを特徴とする請求項３或いは４に記載の配列装置。
6. 両信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の出力信号はエンコーダと回転物体の回転数を記載し、両信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の出力信号が同一である際に比較器では第一信号路が後方接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）（２５）と接続されていて、両信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の出力信号が同一でない際に第二信号路（Ｓ２，ｆ２）が後方接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）（２５）と接続されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の配列装置。
7. 両信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の出力信号が同一である際にセンサーによって重複表出を行い且つセンサーの高い固有信頼性を記載するか、又は重複表出を行うか或いはセンサーの高い固有信頼性を記載する情報が出力でき、そして両信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の出力信号が不一致である際にセンサーによって第一信号路の欠陥状態を越える診断表出を行う情報が出力できることを特徴とする請求項６に記載の配列装置。
8. 第二信号路（Ｓ２，ｆ２）のこの信号路用の電子制御ユニット（２５）との接続の際には、必要回転用の車輪回転数情報が自由に使えることを特徴とする請求項６或いは７に記載の配列装置。
9. 両信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）のセンサー要素がほぼ同じ高感度を有し、エンコーダ（２３）のＸＹ−平面に対してＺ方向に互いに立体的にずれていることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の配列装置。
10. 第一信号路（Ｓ１，ｆ１）のセンサー要素（Ｓ１）が第二信号路（Ｓ２，ｆ２）のセンサー要素（Ｓ２）より大きい高感度を有し、両センサー要素（Ｓ１，Ｓ２）が実質的にエンコーダ（２３）のＸＹ−平面に対して平行な面に配置されていることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の配列装置。
11. 第一信号路（Ｓ１，ｆ１）のセンサー要素が第二信号路（Ｓ２，ｆ２）のセンサー要素より大きい高感度を有し、両センサー要素がエンコーダのＸＹ−平面に対してＺ方向に互いに立体的にずれていることを特徴とする請求項９或いは１０に記載の配列装置。
12. 第一信号路（Ｓ１，ｆ１）の一部であるセンサー要素（Ｓ１）が磁気抵抗完全ブリッジを備えており、第二信号路（Ｓ２，ｆ２）の一部であるセンサー要素が特に磁気抵抗半ブリッジを備えていることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか一項に記載の配列装置。
13. 両信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）のセンサー要素が共通シリコンチップ（４３）上に特に上下に積み重ねられるか、或いは並んで位置して配置されていて、そしてシリコンチップは信号路（Ｓ１，ｆ１；Ｓ２，ｆ２）の一部である電気回路の少なくとも本質的部分が一体化されるＡＳＩＣを備えていることを特徴とする請求項３乃至１２のいずれか一項に記載の配列装置。
14. バイアス磁石層、即ちＡＳＩＣを備えるシリコンチップ（４３）がリードフレーム（４０）と接続して上下に積み重ねられることを特徴とする請求項１２或いは１３に記載の配列装置。
15. 少なくとも一つの第一磁界センサー要素（３５，４５，５０，５４）と一つの第二磁界センサー要素（３４，４６，５２，５５）と少なくとも一つのバイアス磁石（３６，３９）から成り、磁石エンコーダ（５，１３，２３，３７）の運動によって修正される障害になる磁界成分の測定を回避するか、或いは抑圧するセンサーモジュールにおいて、デカルト座標システムに関して磁石エンコーダ（５，１３，２３，３７）が半径によって固定される符号化面に関して実質的にｘ−ｙ−平面と平行に配置され、バイアス磁石（３６，３９）がその磁化方向に関して、そして磁界センサー要素（３４，３５，４５，４６，５０，５２，５４，５５）がそのそれぞれのセンサー面に関して、実質的に磁石エンコーダ（５，１３，２３，３７）の符号化面と平行に且つそれでｘ−軸線と平行に整合されていて、第一磁界センサー要素（３５，４５，５０，５４）と第二磁界センサー要素（３４，４６，５２，５５）とがその間隔に関して磁石エンコーダ（５，１３，２３，３７）に対してｚ−方向において異なって配置されていることを特徴とするセンサーモジュール。
16. 少なくとも両磁界センサー要素（３４，３５，４５，４６，５０，５２，５４，５５，５８，５９）は一つの異なる高感度を有することを特徴とする請求項１５に記載のセンサーモジュール。
17. 磁界センサー要素（３４，３５，４５，４６，５０，５２，５４，５５，５８，５９）とバイアス磁石（３６，３９）は，互いに相対的に且つ磁石エンコーダ（５，１３，２３，３７）に対して、第一磁界センサー要素（３５，４５，５０，５４）が磁石エンコーダ（５，１３，２３，３７）によって修正されるｚ−方向における磁界成分を少なくとも一つの他の磁界センサー要素（３４，４６，５２，５５）より高いレベルを検出するように、そして第二磁界センサー要素（３４，４６，５２，５５）がバイアス磁石（３６，３９）によって引き起こされたｘ−方向における磁界成分を磁石エンコーダ（５，１３，２３，３７）によって修正されるｘ−方向における磁界成分より強い少なくとも一つの定義されたレベルを検出するように、配置されていることを特徴とする請求項１５或いは１６に記載のセンサーモジュール。

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