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JPS618670A - 軸の回転速度および／または回転角を検出する装置 - Google Patents

軸の回転速度および／または回転角を検出する装置

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Publication number
JPS618670A
JPS618670A JP60064015A JP6401585A JPS618670A JP S618670 A JPS618670 A JP S618670A JP 60064015 A JP60064015 A JP 60064015A JP 6401585 A JP6401585 A JP 6401585A JP S618670 A JPS618670 A JP S618670A
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JP
Japan
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sensor
permanent magnet
motion transducer
coil
magnetic
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JP60064015A
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ウエルナー　フオーケル
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Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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Publication date
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Publication of JPH0528347B2 publication Critical patent/JPH0528347B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/171—Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は町の回転速度および（または）回転角ン測定す
る装置、籍に−とともに回転する、その外縁部に磁気的
高作用領域と磁気的仮作用領域とを持つ運動変換器、特
に歯車または穴あき板またはスリット板として構成され
た強磁性運動変換器を持つ軸の回転速度および（または
）回転角を検出する、薄い、軟質磁性の、好ましくは高
透磁率、低ヒステリシス損、および低うす電流損の平ら
なバンドコア上にその長さの方向に対して横方向にコイ
ル？巻いて構成された、コイル接続を持つ、運動変換器
乞走査する、これと間隔乞とった。磁界に依存するセン
サと、同じく運動変換器とセンサとから間隔をとった永
久磁石と、評価回路とから構成され、センサと永久磁石
とは運動変換器に関して空間的に互いに前後に、永久磁
石の磁力線が平らなバンドコアをその平らな側面に垂直
に通過するように配置され、上記コイルは上記コイル接
続によって評価回路と統合されている、装置に関する。
従来の技術 回転部分の回転速度、標識、その他ケタとえば誘導変換
器（ドイツ公開公報第２９　３９　６４３号、同第２９
　２４　５９０号）、ホール変換器（ドイツ公開公報第
３２　３１　３９１号、同第２８　１４　６０６号）、
磁気抵抗センサ（ドイツ公開公報第３１　２２　３７６
号）、またはビーガント（Ｗｉｅｇａｎｄ）素子のよう
な変換器音用いて、磁気的に検出することは公知である
。この目的のために全装置は運動変換器として定いてい
歯車または穴あき板またはスリット板として構成される
強磁性変換単音必要とする。この際センサの必要な事前
磁化は少なくとも１つの永久磁石によって行なわれる。
または磁石は運動変換器に取り付けることもできる。
しかしながら信号の検出に用いられるのは常に回転運動
の結果としてのセンサによる磁束の変調である。
誘導変換器はがん丈で簡単に構成でき、大きな作業温度
範囲乞持つので、誘導変換器が今まで自動車の分野にお
いて最も成功してきた。しかしながらその利用は、その
出力信号は回転速度に依存するので、たとえばアンチブ
ロック（またはアンチロック）装置または推進制御にお
いて起こるようなきわめて低回転速度の検出のときには
問題がある。
２つのセンサコイル乞持つ誘導変換器を用い、これらの
コイルのインダクタンスの比を評価するドイツ公開公報
第３２・０５　６２５号の上記の型の装置も、センサと
運動変換器との間の、場合によっては起こる空気間隙の
変動を除去するだけなので、救済策とはならない。
発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、゛誘導変換器の有効な利点を維持して
、上記の型の装置を、特に装置と運動変換器との間の距
離を小さくすることなく低速の回転運動の検出も可能な
ように改善することである。
問題点を解決するための手段 この課題は、本発明によれば、永久磁石？運動変換器に
対向させ、そのポール乞センサの前で運動変換器の円周
方向に向けさせて永久磁石をセンサと同じ並びとすると
ともにセンサの平らなバンドコア乞永久磁石の磯舟と運
動変換器とて垂直な縦方回に向けさせ、センサのコイル
に評価回路によって印加高周波交流乞供給して平らなバ
ンドコアな飽、和させることによって解決される。
効　　　果 したがって本発明の装置においては、誘導変換器ががん
丈で温度範囲が大きいという利点と、低周波の限界がゼ
ロであるという利点とが結合される。さらに、装置と運
動変換器との間の距離を比較的大きくできる高感度も利
点である。
特許請求の範囲第２項以下に本発明の好ましい他の構成
を示す。
本装置は設置条件によってその利点を損なうことなく運
動変換器の放射方向にも軸方向にも配置することができ
、永久磁石と七ン虜−長さの方向に互いに前後に配置さ
れるのにもかかわらず構造がきわめて小さいことも他の
利点である。
実施例 第１ａ図および第１ｃ図に回転速度？決定子べき軸と結
合された歯車の形の運動変換器１乞示しである。運動変
換器１の磁気め高作用領域はここでは薗２によって、ま
た磁気的低作用領域は歯の間の空間３によって構成され
ている。運動変換器１の放射方向４に歯２から間隔をと
って直六面体形の永久磁石５□できるだけ小さい寸法の
ためにサマリウム／コバルト合金でつくるのが好ましい
−がポール５′、５１１、したがって磁軸５“１も運動
変換器１の円周方向または接線方向６に向（ように設げ
られる。永久磁石の寸法はここでは巾が歯２の巾（第１
ａ図）と、または歯２の高さく第１ｂ図）とだいたい等
しくなるように、また厚さが歯２の厚さとだいｋい等し
くなるように選ばれる。放射方向にはさらに永久磁石５
から小間隔でそれと同じ並びにセンサ７を設ける。セン
サ７は薄い、軟質磁性の、好ましくは高透磁率で低いヒ
ステリシス損およびうず電流損を持つ平らなバンドコア
８□薄い（２５ミクロン）バンドの形の輌定形（アモル
ファス）合金ビトロバック（Ｖｉ　ｔｒｏｖａｃ）６０
２５Ｘが特に好ましいことが判明している□とこの上に
この長さの方向に対して横に巻いた、コイル接続１０．
１１を持つコイル９とで構成さ−ている。センサ７はた
とえば２０Ｘ２．５Ｘ０．０２５龍の寸法の上記の合金
の平らなバンド乞 ２０　Ｘ　３　Ｘ　Ｏ，５ａｍの寸法の２枚の薄いセラ
ミック板の間に挾んで張り合わせることによってつくる
。
このようにして得られＬ巻わ（（ハンドコア）にたとえ
ば０．１　ｙｎｗｔの直径の耐熱絶縁銅線乞約２５０〜
５００回巻く。または、たとえば薄膜または厚膜技術に
よってコイルおよび（または）無定形合金を金属膜とし
て平らなバンドにａ、着させることもできる。永久磁石
５？特に製造上の理由から２部分で構成する場合には、
第１ｃ図のようにバンドコア８の両側に永久磁石５０部
部分面５．、５．２乞設げることができる。
センサ７は永久磁石５に対して、バンドコア８の縦方向
が放射方向４に延びるように、したがって磁軸５パ１お
よび運動変換器１またはｍ２に垂直に延びるように、お
よび平らな側面８１が接線方向６になるように設ける。
第１ｂ図の実施例はこれと、磁石５とセンサ７とが放射
方向４ではなくて運動変換器１の軸方向１２にその周縁
の近くに設けることだけが異なる。
第２ａ図に示すように、運動変換器１の歯２、永久磁石
５、およびセンサ７が放射方向４に１つの面上疋あると
、永久磁石５の磁力線は一方では平らなバンドコア８の
側面８１乞、他方では歯２を垂直に貫通する。装置のこ
の理想的な対称性の場合、したがって磁力線が乱されな
い場合には、放射方向４またはセンサの縦方向には磁界
成分は存在しない。軟質磁性合金、たとえばパーメノー
ム（Ｐｅｒｍｅｎｏｒｍ　）の付加的な磁気回路板（磁
束導通板）１３てよって、必要な場２合には、セ／すに
対して磁力線のよりよい集中が起こる。この場合、磁気
回路板の適当な設計によってより高い回転数のとぎ付加
的なうず電流の減衰が起こらないようにしなげればなら
ない。全装置自身は好ましくは磁気じゃへい材料の適当
な防護ハウジング１４でおおう。ハウジング１４は誘導
変換器の公知の取付手段？持つとともにコイル接続１０
．１１の応力を解放する。磁気回路板１３はハウジング
１４の一部で構成してよい。
前２通る歯２を経ての磁力線の強磁性的もどりによって
磁界分布の対称性が乱されると、永久磁石５の磁力線は
も鳴やセンサ７乞垂直に通らす（第２ｂおよび２０図？
見よ）、センサの縦方向（放射方向４に相当する）の磁
界成分１５が現われ、それは平らなバンドコア８にその
縦方向の事前磁化を起こ丁。このとぎそれぞれ磁界分布
の偏りによって、磁界成分１５は永久磁石５の方に向（
（第２ｂ図は歯２による上向きの磁界分布の偏りを示ｊ
）か永久磁石５と反対の方に向く（第２Ｃ図は歯２によ
る下向きの磁界分布の偏り乞示ｊ）ので、磁界成分１５
の事前磁化方向から歯２による磁界のひずみが上からが
慶勢か下からが曖勢が乞識別することもできる。第３図
および第４図から明らかなように、センサ７は評価回路
への構成要素であって、コイル９はコイル接続１０．１
１によって回路に統合されている。コイル９は評価回路
Ａによって高周波（たとえば１００キロヘルツ）の印加
交流を供給され、バンドコア８は飽和する。磁界分布が
乱され、したがってセンサ７の縦方向に磁界成分１５が
現われたとき、バンドコア８は事前磁化磁界成分１５が
整流される半波においで他方の半波におけるより早く飽
和する。これによりコイル９の誘導電圧が非対称になる
。この誘導電圧は以下のように評価回路において評価さ
れる（第３図を見よ）。方形波発生器１６が交流電圧を
発生し、その波形はコンデンサ１７、センサコイル９、
および抵抗１８によってコイル９を・ξルス形の電流が
流れるように変形される。２重のピーク整流回路１９に
よって抵抗１８のところの電流の正負のピーク値が検出
されて加算されるので、フィルタ２００Å力においては
センサ７の対称性が乱されていないときは電圧がゼロで
あるが、対称性が乱されているときには電圧はゼａより
大ぎ（なる。フィルタ２０の役目は高周波制両電圧を低
周波回転数信号からできるかぎりけわしい傾斜で分離す
ることである。次に、対称性が乱され１ことき存在する
回転数信号レエなおシュミットトリガ２１で方形信号に
処理されるので、出力２２には回転数に比例した信号が
現われる。付加的な積分調節回路２３は補償電流を発生
することにより、たとえば地磁気のような一定の外部磁
界によってセンサの対称性が乱されるとさでも、）イル
タ２０の出力における信号電圧の平均値をゼロに保つ。
このとき積分調節回路２３のＲＣ部の時定数は検出すべ
き最低速回転数信号がなお制御されないように定めなけ
ればならない。
しかし評価回路Ａはセンサ７のコイル９が磁気的に制御
されたインダクタンスとして発振回路２４に組み込まれ
定第４図に示すように構成することもできる。このとき
反転シュミットトリガとして働（発振回路はコイル９の
インダクタンスの変化に依存してその周波数を変えるの
で、周波数変化は出力信号として直接デジタル出力２５
’ａ’経て、またはまず周波数／電圧変換器２６、次に
アナログ出力２７を経てそれらに接続された次段の評価
回路において処理される。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図は運動変換器に対して本発明の装置の放射方向
に延びに配置の概略図である。 第１ｂ図は運動変換器に対して本発明の装置の軸方向に
延びた配置の概略図である。 第１Ｃ図は永久磁石が平らなバンドコア上に設けられた
２つの部分磁石で構成された。第１ａ図に類似の図であ
る。 第２ａ図（工磁力勝が乱され％Ｊ％−ないときの本発明
の原理の作用を示す図である。 第２ｂ図は磁力線が上向きに偏ったときの図である。 第２Ｃ図は磁力線が下向きに偏ったときの図である。 第３図は本装置の評価回路の第１実施例の図である。 第４図は本装置の評価回路の第２実施例の図である。 １・・・・・・・・・運動変換器、５．５′、５１１・
・・・・・・・・磁石、７・・・・・・・・・センサ、
８・・・・・・・・・バンドコア（巻ワ＜）、９・・・
・・・・・・コイル、１０．１１・・・・・・・・・コ
イル接ａ、１３・・・・・・・・・磁、気回路板、　１
４・・・・・・・・・ハウジング、Ａ・・・・・・・・
・評価回路

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）軸とともに回転する、その外縁部に磁気的高作用
    領域と磁気的低作用領域とを持つ運動変換器、特に歯車
    または穴あき板またはスリツト板として構成された強磁
    性運動変換器を持つ軸の回転速度および（または）回転
    角を検出する、薄い、軟質磁性の、好ましくは高透磁率
    、低ヒステリシス損、および低うず電流損の平らなバン
    ドコア上にその長さの方向に対して横方向にコイルを巻
    いて構成された、コイル接続を持つ、運動変換器を走査
    する、これと間隔をとつた、磁界に依存するセンサと、
    同じく運動変換器とセンサとから間隔をとつた永久磁石
    と、評価回路とから構成され、センサと永久磁石とは運
    動変換器に関して空間的に互いに前後に、永久磁石の磁
    力線が平らなバンドコアをその平らな側面に垂直に通過
    するように配置され、上記コイルは上記コイル接続によ
    つて評価回路と統合されている、装置であつて、永久磁
    石（５）は運動変換器（１）と対向し、そのポール（５
    ′、５″）がセンサ（７）の前で運動変換器の円周方向
    （６）に向いた状態でセンサ（７）と同じ並びになつて
    いて、センサの平らなバンドコア（８）は永久磁石（５
    ）の磁軸（５′″）と運動変換器（１）とに垂直な縦方
    向に向いており、センサ（７）のコイル（９）には評価
    回路（Ａ）によつて高周波の印加交流が供給されて平ら
    なバンドコア（８）が飽和させられることを特徴とする
    装置。
  2. （２）運動変換器（１）に関して一方では永久磁石（５
    ）とセンサ（７）とが放射方向（４）に互いに前後に配
    列され、他方では永久磁石（５）のポール（５′、５″
    ）が接線方向（６）に向くように配置されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置（第１ａ図
    ）。
  3. （３）永久磁石（５）とセンサ（７）とは運動変換器（
    １）の周縁の近くでその軸方向（１２）に互いに前後に
    配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の装置（第１ｂ図）。
  4. （４）永久磁石（５）の巾は運動変換器（１）の高磁気
    作用領域（２）の巾または高さにだいたい等しく、永久
    磁石（５）の厚さは運動変換器（１）の高磁気作用領域
    （２）の厚さにだいたい等しいことを特徴とする特許請
    求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の装置。
  5. （５）永久磁石（５）はサマリウム／コバルト合金でで
    きていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項の
    いずれかに記載の装置。
  6. （６）センサ（７）の平らなバンドコア（８）は巻わく
    をつくるために２枚の薄いセラミツク板の間に挾まれ、
    好ましくはそれらに張り合わされていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の装置。
  7. （７）センサ（７）のコイル（９）は耐熱絶縁銅線を巻
    いたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の装置。
  8. （８）センサ（７）のコイル（９）は薄膜または厚膜技
    術で製造されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の装置。
  9. （９）永久磁石（５）とセンサ（７）との長さの方向に
    延びた範囲に磁極面（５′、５″）と平らなバンドの側
    面（８′）とに平行にそれらから間隔をとつて軟質磁性
    合金の磁気回路板（１３）が設けてあることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の装置。
  10. （１０）永久磁石（５）、センサ（７）、および磁気回
    路板（１３）はそれらの長さにわたつて延びるハウジン
    グ（１４）内に設けられることを特徴とする特許請求の
    範囲第１〜３および９項のいずれかに記載の装置。
  11. （１１）磁気回路板（１３）はハウジング（１４）の一
    部であることを特徴とする特許請求の範囲第９または１
    ０項記載の装置。
  12. （１２）ハウジング（１４）は磁気しやへい材料でつく
    られることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の
    装置。
  13. （１３）センサ（７）は評価回路（Ａ）内においてコン
    デンサ（１７）と接地された抵抗器（１８）との間に直
    列に接続され、方形波発生回路（１６）の印加高周波電
    圧を供給されて飽和させられることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の装置。
  14. （１４）センサ（７）は磁気的に制御されたインダクタ
    ンスとして評価回路（Ａ）の発振回路（２４）に組み込
    まれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
    置。
  15. （１５）永久磁石（５）は平らなバンドコア（８）の平
    らな側面に取り付けられた２つの部分磁石（５．１、５
    ．２）で構成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の装置。
JP60064015A 1984-03-30 1985-03-29 軸の回転速度および／または回転角を検出する装置 Granted JPS618670A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3411773A DE3411773C2 (de) 1984-03-30 1984-03-30 Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl und/oder eines Drehwinkels einer Welle
DE3411773.3 1984-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS618670A true JPS618670A (ja) 1986-01-16
JPH0528347B2 JPH0528347B2 (ja) 1993-04-26

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ID=6232073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60064015A Granted JPS618670A (ja) 1984-03-30 1985-03-29 軸の回転速度および／または回転角を検出する装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4626781A (ja)
JP (1) JPS618670A (ja)
CH (1) CH669269A5 (ja)
DE (1) DE3411773C2 (ja)
FR (1) FR2562253B1 (ja)
GB (1) GB2157002B (ja)
IT (1) IT1181959B (ja)

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