直接測量轉(zhuǎn)速傳感器中的輔助磁場的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢查安裝在轉(zhuǎn)速傳感器中的輔助磁體的方法、一種用于執(zhí)行該方法的控制裝置和一種具有該控制裝置的傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]由WO 2007 014 947 Al已知一種轉(zhuǎn)速傳感器，用于基于以一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的編碼器磁場通過磁阻式測量敏感元件/磁阻式感測元件檢測轉(zhuǎn)速。在這個轉(zhuǎn)速傳感器中，磁阻式測量敏感元件的電阻與編碼器磁場的依賴關(guān)系(下面稱為讀取特征曲線)在編碼器磁場的值域上被線性化。所述線性化之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因為一個電流密度矢量被強加在通過磁阻式測量敏感元件的電流上，該電流密度矢量與該磁致伸縮式測量敏感元件的優(yōu)選方向/從優(yōu)磁化方向并因此與該磁致伸縮式測量敏感元件的易軸成45°角。在此，在轉(zhuǎn)速傳感器中這樣設(shè)置測量敏感元件，使得優(yōu)選方向位于編碼器磁場的運動方向上。在這個文獻中還建議在轉(zhuǎn)速傳感器中使用一輔助磁體，該輔助磁體應(yīng)僅僅不重要地影響轉(zhuǎn)速傳感器的傳感特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，改進已知的轉(zhuǎn)速傳感器。
[0004]這個目的通過獨立權(quán)利要求的特征得以實現(xiàn)。優(yōu)選的改進方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0005]按照本發(fā)明的一個方面，轉(zhuǎn)速傳感器包括:一磁編碼器，用于根據(jù)待檢測的轉(zhuǎn)速激勵出編碼器磁場；一具有磁阻式測量敏感元件的讀取頭，用于根據(jù)編碼器磁場和磁阻式測量敏感元件給出輸出信號；一激勵出輔助磁場的輔助磁體，該輔助磁體影響磁阻式測量敏感元件的靈敏度；和一磁場傳感器，該磁場傳感器設(shè)置用于檢測作用于磁阻式測量敏感元件上的磁場的在輔助磁場方向上的分量。
[0006]所述轉(zhuǎn)速傳感器基于這種思考，即:所述輔助磁體可以在開頭所述的轉(zhuǎn)速傳感器中使用，以提高其讀取特征曲線的斜率和進而提高磁阻式測量敏感元件的靈敏度。這一點可以由下述方式實現(xiàn)，即:其輔助磁場設(shè)置成，使得它反作用于磁阻式測量敏感元件在其難軸上的本征預(yù)磁化。但是，例如由有缺陷地調(diào)整的或者過于老化的輔助磁體所引起的有缺陷的輔助磁場也可能導(dǎo)致磁阻式測量敏感元件的不期望的表現(xiàn)。這可能導(dǎo)致對轉(zhuǎn)速的錯誤的檢測，這例如當在車輛中作為輪轉(zhuǎn)速傳感器使用時可能是威脅安全的。在這里尤其可能傷害ISO 26262標準的ASIL安全性要求等級，在其范圍內(nèi)要保證具有電的和/或電子的部件的系統(tǒng)在機動車中的功能安全性。
[0007]在這里本發(fā)明考慮到，在所述轉(zhuǎn)速傳感器里面設(shè)置另一磁場傳感器，該另一磁場傳感器允許檢查輔助磁場的錯誤。通過該附加的磁場傳感器可以通過不同的方式檢查轉(zhuǎn)速傳感器的輔助磁體，例如這個輔助磁體是否位置正確地設(shè)置、轉(zhuǎn)速傳感器是否還允許輔助磁體略微地位置偏移、輔助磁場是否還足夠高，等等。通過這種方式可以總是測試轉(zhuǎn)速傳感器中的輔助磁體的無錯誤的使用并且提高轉(zhuǎn)速傳感器的失效可靠性。
[0008]在所述轉(zhuǎn)速傳感器的一改進方案中，所述磁場傳感器包括另一磁阻式測量敏感元件。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，磁阻式測量敏感元件應(yīng)理解為所有在施加磁場的情況下改變其電阻的電子元件。在這里例如是AMR磁場感測元件，也稱為基于各向異性磁電阻效應(yīng)的感測元件。
[0009]另選地，所述磁場傳感器優(yōu)選包括霍爾傳感器或者霍爾感測元件，或者說所述磁場傳感器是霍爾傳感器或者霍爾感測元件。
[0010]作為磁阻式測量敏感元件的、具有磁性材料的磁場傳感器可以作為純電阻直接集成到用于轉(zhuǎn)速傳感器的評價電路里面，由此以節(jié)省空間的方式僅還存在基底。
[0011]與之相比，其中另一磁阻式測量敏感元件被設(shè)計成霍爾傳感器的磁場傳感器的優(yōu)點是，所述磁場傳感器可以在一測量范圍中最佳地運行，該測量范圍明顯比以待檢測的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的編碼器磁場更好地適用于檢測輔助磁場，因為輔助磁場通常是編碼器磁場的10至20倍。
[0012]按照本發(fā)明的另一方面，一種用于在所述轉(zhuǎn)速傳感器中使用磁場傳感器的方法包括下述步驟:檢測作用于磁阻式測量敏感元件上的磁場的在輔助磁場方向上的分量，當所檢測到的分量滿足給定條件時，輸出出錯信號。
[0013]通過在所述方法的范圍內(nèi)使用磁場傳感器和輸出出錯信號，可以向車輛中的、轉(zhuǎn)速傳感器的上級單元例如馬達控制器發(fā)出通知:在轉(zhuǎn)速測量中出現(xiàn)錯誤且因此所檢測到的轉(zhuǎn)速是無效的。這一點尤其在下述車輛中是有利的，其中對于每個車輪分開地檢測轉(zhuǎn)速，以由此推導(dǎo)出其它測量值、例如汽車的側(cè)滑。例如在錯誤地檢測一個車輪上的轉(zhuǎn)速的情況下，于是錯誤地推導(dǎo)出車輛側(cè)滑并且相應(yīng)地在行駛動態(tài)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)錯誤地對這個不存在的側(cè)滑通過制動干預(yù)作出反應(yīng)。這繼而在道路交通中又可能是威脅安全的。通過在所述方法范圍內(nèi)建議的出錯信號，可以在這種出錯情況下中斷行駛動態(tài)調(diào)節(jié)并且避免對行駛動態(tài)調(diào)節(jié)的威脅安全的干預(yù)。
[0014]在所述方法的一改進方案中，所述給定條件包括一用于所檢測到的分量的給定值，所檢測的分量不允許超過該給定值。這個改進方案基于這種考慮，即:上述有缺陷的輔助磁場的結(jié)果可能是，它這樣強地削弱磁阻式測量敏感元件在難軸上的預(yù)磁化，使得預(yù)磁化可能已經(jīng)由于非常弱的作用于難軸上的交變磁場而傾翻，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)速傳感器的翻轉(zhuǎn)(Flippen)、即突變式的轉(zhuǎn)速倍增。這種弱的交變磁場由技術(shù)層面所決定不能排除。因此要保證，磁阻式測量敏感元件在難軸上的預(yù)磁化盡管有輔助磁場存在也足夠遠地離開等于零的磁化。在此，利用所述轉(zhuǎn)速傳感器中的磁場傳感器通過作用于磁阻式測量敏感元件上的磁場的在輔助磁場方向上的分量可以檢測所述預(yù)磁化與等于零的磁化的距離。如果所檢測到的分量足夠大，則可以排除上述的預(yù)磁化傾翻。
[0015]在所述方法的另一改進方案中，所述給定條件包括一用于在所檢測到的分量中交流分量與直流分量的比例的極限值，該比例不允許超過該極限值。所述改進方案基于這種考慮，即:上述弱的交變磁場與作用于磁阻式測量敏感元件上的輔助磁場的分量相比越強，輔助磁體離磁阻式測量敏感元件就越遠。因此由上述的在所檢測到的分量中交流分量與直流分量的比例可以直接推斷輔助磁體的位置并且評價它。輔助磁體與磁阻式測量敏感元件失位地越遠，比例就越大。輔助磁體不應(yīng)超過一確定的失位，對于該比例可以定義極限值，該極限值描述最大允許的失位并且可以在所述方法范圍內(nèi)監(jiān)測輔助磁體。
[0016]按照本發(fā)明的另一方面，一種裝置設(shè)置用于執(zhí)行所述方法。
[0017]在所述裝置的一改進方案中，所述裝置具有存儲器和處理器。在此所述方法以計算機程序的形式儲存在存儲器里面，當計算機程序由存儲器裝載到處理器中時，處理器用于執(zhí)行本方法。
[0018]在此，所述裝置可以被設(shè)計成轉(zhuǎn)速傳感器制造過程范圍內(nèi)的測試站或者被設(shè)計成完成的轉(zhuǎn)速傳感器、例如所述轉(zhuǎn)速傳感器之一中的附加部件。
[0019]按照本發(fā)明的另一方面，計算機程序包括程序編碼模塊，用于當計算機程序在計算機上或者所述裝置之一上實施時執(zhí)行所述方法之一的所有步驟。
[0020]按照本發(fā)明的另一方面，計算機程序產(chǎn)品包括程序編碼，該程序編碼存儲在可計算機讀取的數(shù)據(jù)載體上，并且該程序編碼當在數(shù)據(jù)處理裝置上運行時執(zhí)行所述方法之一。
[0021]按照本發(fā)明的另一方面，一種車輛包括所述轉(zhuǎn)速傳感器。
【附圖說明】
[0022]結(jié)合下面對結(jié)合附圖詳細解釋的實施例的描述，將能更清楚且更明確地理解本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點以及如何實現(xiàn)它們的方式方法，其中:
[0023]圖1示出具有行駛動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的車輛的示意圖，
[0024]圖2示出圖1的行駛動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速傳感器的示意圖，
[0025]圖3示出轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號的變化曲線圖，
[0026]圖4示出圖2的轉(zhuǎn)速傳感器中的磁阻式測量敏感元件的讀取特征曲線的變化過程，所述變化過程根據(jù)難軸上的磁場而繪出，其中每個讀取特征曲線描述了磁阻式測量敏感元件的電阻與作用在易軸上的磁場之間的依賴關(guān)系，
[0027]圖5示出磁阻式測量敏感元件的電阻隨在磁阻式測量敏感元件的易軸和難軸上變化的磁場而變化的過程，
[0028]圖6示出當施加有在第一高度上的輔助磁場時磁阻式測量敏感元件的電阻隨在磁阻式測量敏感元件的易軸和難軸上變化的磁場而變化的過程，
[0029]圖7示出施加在磁阻式測量敏感元件上的磁場的徑向分量隨時間的變化曲線，
[0030]圖8示出圖7的徑向分量的交流分量與直流分量的比例隨在圖2的轉(zhuǎn)速傳感器中的輔助磁體與磁編碼器之間的距離的變化，
[0031]圖9示出圖2的轉(zhuǎn)速傳感器的剖視圖。
[0032]在附圖中相同的技術(shù)部件配有相同的附圖標記并且只描述一次。
【具體實施方式】
[0033]下面要以不局限的方式利用在車輛2中使用的輪轉(zhuǎn)速傳感器10詳細描述本發(fā)明。
[0034]參照圖1，圖1示出具有本身已知的行駛動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的車輛I的示意圖。行駛動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的細節(jié)例如可以由DE 10 2011 080 789 Al得知。
[0035]車輛I包括車身2和四個車輪3。每個車輪3可以通過一位置固定地固定在車身2上的制動器4相對于車身2減速，以使車輛I在未示出的道路上的運