24的轴地被压缩。
[0059]首先要借助图5解释在不使用辅助磁体21的情况下磁阻式测量敏感元件19的电阻20的变化过程。
[0060]只要总磁场23的切向分量25恒定，对于总磁场23的负变化的径向分量24，电阻20的值52在保持恒定的曲线49、50上在径向分量24轴的相反方向上移动，这以箭头53表示。相应地，对于总磁场23的正变化的径向分量24，电阻20的值52在径向分量24轴的方向上移动，这通过箭头54表示。但是这种情形对于本应用情况不令人感兴趣，因为要检测编码器磁场17在总磁场23切向分量25方向上的变化而不检测在径向分量24方向上的变化。
[0061]在转速传感器5的理想应用情况下，在编码盘13和进而编码器磁场17转动时仅仅总磁场23的切向分量25变化，而径向分量24不变化。在这种恒定的径向分量24和变化的切向分量25的情况下，电阻20的值52在图5中的用虚线表示的直的曲线上运动，该直的曲线与径向分量24轴成直角地延伸。该曲线配有附图标记33，这是因为切向分量25由于编码盘13的转动而周期地变化，由此使电阻20的值52在曲线33上摆动，因此在时间34上实现在图3中示出的用于输出信号31的所期望的曲线33。
[0062]但是在编码盘13转动时编码器磁场17在总磁场23中不仅加入切向分量25的周期变化，而且加入径向分量24的周期变化，因此从不可能实现理想的曲线33。在这种情况下值52在图5中的用虚线表示的椭圆形曲线56上运动，因为除了切向分量25外径向分量24也以一定的振幅57变化。
[0063]示出电阻20变化过程的曲线33、56在径向本征预磁化点57上与径向分量24轴相交，这个点表示磁阻式测量敏感元件19在其难轴上的预磁化。
[0064]如图6所示，在难轴上的这个本征的预磁化点57可以通过辅助磁体21和其辅助磁场22在径向分量24轴上移动，由此产生实际的预磁化点58，该实际预磁化点相应地通过辅助磁场22与本征预磁化点57间隔开。
[0065]在图5的范围内在磁阻式测量敏感元件19的电阻20的值52变化时径向分量24和切向分量25总是方向相同地作用，而在图6的范围内存在反向点59，从该反向点开始径向分量24和切向分量25在磁阻式测量敏感元件19的电阻20的值52变化时完全相反地作用。由此图5的理想曲线33扭转并且产生一曲线，其中存在导致图3中的实际信号变化曲线37的两个椭圆形曲线。因此在图6中所产生的曲线同样配有附图标记37。在此两个椭圆形曲线中的较小的那个引起附加脉冲38(其在图6中以相应的附图标记表示)。
[0066]实际的预磁化点58通过辅助磁体22越过反向点59朝向总磁场22径向分量24的零点方向移动越远，附加脉冲38就越大。但也就是说，利用实际预磁化点58超过反向点59的超出距离60可以调节附加脉冲38的大小。
[0067]在图6中示出最大可能的超出距离60，从该最大可能的超出距离开始，附加脉冲38超出控制阈值39，并因此导致脉冲信号32的上述频率倍增。在本实施例的范围内可以通过磁场传感器27测量当前的实际预磁化点58 '。上述的实际预磁化点58可以利用计算机技术或实验来确定，并且存储在测试装置26里面，在该实际预磁化点的情况下附加脉冲38超过控制阈值39。如果当前测得的实际预磁化点58 '超过预先确定的实际预磁化点58，则可以判断出转速传感器5的翻转并且输出上述的出错信号40。
[0068]此外也可以通过磁场传感器27确定辅助磁体21的位置。
[0069]对此参照图7，图7示出总磁场23的径向分量24在时间34上的示例性的变化曲线61。
[0070]总磁场23的径向分量24由直流分量62和交流分量63组成，直流分量通过辅助磁场22形成，交流分量通过编码器磁场17的径向分量形成。依赖于辅助磁体21相对于编码盘13设置在哪个位置，图7的变化曲线61也随之改变。具体地说，辅助磁场22与总磁场23的径向分量24中的交流分量63相比总是更弱，因此交流分量63与直流分量62之间的比例64相应地总是较大。这个比例64示例性地在图8中根据辅助磁体22与磁编码环13之间的间距65绘出。
[0071]如果辅助磁体22位置正确66地定位在编码环13的下面，则交流分量63与直流分量62的比例64具有相应的位置正确的值67。辅助磁体21相对于磁编码环13的位置偏移68导致辅助磁场22和进而直流分量62的削弱，这继而又使交流分量63相对于直流分量62增强并且导致交流分量63与直流分量62的比例64提高69。
[0072]如在图6中看到的那样，辅助磁场22和进而直流分量62的削弱导致，实际的预磁化点58丨会在某个时候经过反向点59并且磁阻式测量敏感元件19开始翻转。从以附图标记58表示的实际预磁化开始，在转速传感器5的脉冲信号32中可以看到由翻转引起的附加脉冲38。因此这个以附图标记58表示的极限的实际预磁化在图8中可以对应一确定的用于直流分量62的极限值并进而对应一确定的用于比例64的极限值70，比例64不允许超过这个极限值70，由此在转速传感器5的脉冲信号32中不会感觉到磁阻式测量敏感元件19的翻转。
[0073]当已知所述用于比例64的确定的极限值70时，通过测试装置26也可以确定储备值/预留值(Reserve) 71，利用该储备值，辅助磁体22与磁编码器13的距离还可以加大，而不会在转速传感器的脉冲信号32中感觉到翻转。
[0074]如在图9的剖视图中所示的那样，转速传感器5可以包括芯片，在该芯片中安置有信号处理电路30和测试装置26。与它们一起也可以在芯片中安置有磁场传感器27，该磁场传感器特别优选是垂直测量的霍尔元件。在具有上述电路的芯片上可以形成有钝化层72，在该钝化层上可以设置磁阻式测量敏感元件19，其中这整个结构可以保持在电路载体73、例如电路板上。在电路载体73的与所述结构相对置的侧上可以保持有辅助磁体21。
【主权项】
1.一种转速传感器(5)，尤其是轮转速传感器，包括:一磁编码器(13)，用于激励出与待检测的转速(6)有关的编码器磁场(17);—具有磁阻式测量敏感元件(19)的读取头(14)，用于给出与编码器磁场(17)和磁阻式测量敏感元件(19)有关的输出信号(31); —激励出辅助磁场(22)的辅助磁体(21)，该辅助磁体影响磁阻式测量敏感元件(19)的灵敏度；和一磁场传感器(27)，该磁场传感器被设置用于，检测作用于磁阻式测量敏感元件(19)上的磁场(23)在辅助磁场(22)方向上的分量(24)。
2.根据权利要求1所述的转速传感器(5)，其特征在于，所述磁场传感器(27)包括另一磁阻式测量敏感元件。
3.根据权利要求1所述的转速传感器(5)，其特征在于，所述磁场传感器(27)包括一霍尔传感器。
4.一种用于在根据上述权利要求中任一项所述的转速传感器(5)中使用磁场传感器(27)的方法，该方法包括:检测作用于磁阻式测量敏感元件(19)上的磁场(23)在辅助磁场(22)方向上的分量(24);当所检测到的分量(24)满足给定条件(58，70)时，输出出错信号(40) ο
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述给定条件(58，70)包括一用于所检测到的分量(24)的给定值(58)，所检测到的分量(24)不允许超过该给定值。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述给定条件(58，70)包括一用于在所检测到的分量(24)中的交流分量￠3)与直流分量￠2)之间的比例￠4)的极限值(70)，该比例(64)不允许超过该极限值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，给定的储备值与用于在磁编码器与辅助磁体之间的位置偏移的容差有关。
8.一种控制装置(26)，该控制装置被设置用于执行根据权利要求4至7中任一项所述的方法。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的转速传感器(5)，包括根据权利要求8所述的控制装置(26) ο
【专利摘要】本发明涉及一种转速传感器(5)，尤其是轮转速传感器，其包括：一磁编码器(13)，用于根据待检测的转速(6)激励出编码器磁场(17)；一具有磁阻式测量敏感元件(19)的读取头(14)，用于根据编码器磁场(17)和磁阻式测量敏感元件(19)给出输出信号(31)；一激励出辅助磁场(22)的辅助磁体(21)，该辅助磁体影响磁阻式测量敏感元件(19)的灵敏度；和一磁场传感器(27)，该磁场传感器设置用于，检测作用于磁阻式测量敏感元件(19)上的磁场(23)的在辅助磁场(22)方向上的分量(24)。
【IPC分类】G01P21-02, G01P3-488
【公开号】CN104714047
【申请号】CN201410767993
【发明人】J·埃克里奇, S·布鲁格曼
【申请人】大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月12日
【公告号】DE102013225806A1, EP2884232A1