特許 6429993 複数の回転数パルス間の回転数信号の分解能の向上

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6429993

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】複数の回転数パルス間の回転数信号の分解能の向上

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20181119BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/245 B

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-506393(P2017-506393)

(86)(22)【出願日】2015年7月30日

(65)【公表番号】特表2017-523429(P2017-523429A)

(43)【公表日】2017年8月17日

(86)【国際出願番号】EP2015067606

(87)【国際公開番号】WO2016023769

(87)【国際公開日】20160218

【審査請求日】2017年2月3日

(31)【優先権主張番号】102014216295.5

(32)【優先日】2014年8月15日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】399023800

【氏名又は名称】コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(74)【代理人】

【識別番号】100153419

【弁理士】

【氏名又は名称】清田 栄章

(72)【発明者】

【氏名】イェッケル・ヴォルフガング

(72)【発明者】

【氏名】ディーツ・ティーモ

(72)【発明者】

【氏名】シュミット・ベルンハルト

(72)【発明者】

【氏名】ヒルザー・ローラント

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−０６７４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５０５６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１２９１９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６５６６８６７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９−５／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転数センサ（１０）を用いて、回転数（１２）によって決まるセンサ情報（７１）を生成するための方法であって、前記回転数センサ（１０）が、前記回転数で回転する物理的なセンサ磁場（３０，３２）の既定の角度位置（５１）で回転数パルス（５０）を出力するように調整されている当該方法において、当該方法は、
・前記物理的なセンサ磁場（３０，３２）の角度位置によって決まるデジタル角度信号（６８）を生成することと、
・前記回転数パルス（５０）に基づいて測定された回転数（１２）が、既定の値を下回るときに、前記デジタル角度信号（６８）の既定の数の高位ビット（６９）をセンサ情報（７１）として出力することと、
・前記角度信号（６８）の実際のデジタル値（６７）の前記高位ビット（６９）が、前記センサ情報（７１）として、実際の複数の前記回転数パルス（５０）間の規則的な時間間隔（７０）で、状態情報（４２）の代わりに又は状態情報（４２）に加えて伝送されることとを有する当該方法。

【請求項2】

前記回転数センサ（１０）が、１つのセンサ（２８）を有し、このセンサ（２８）が、前記物理的なセンサ磁場（３０，３２）の角度位置によって決まるセンサ信号（３６）を生成するために調整されている結果、前記物理的なセンサ磁場（３０，３２）の回転時に、前記センサ信号（３６）が、正弦波状に生成され、当該方法は、
・前記デジタル角度信号（６８）を前記正弦波状のセンサ信号（３６）の偏角に基づいて生成することを有する請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記回転数センサ（１０）が、もう１つのセンサ（２９）を有し、このセンサ（２９）が、前記物理的なセンサ磁場（３０，３２）の角度位置によって決まり、前記センサ信号（３６）に対してコンプリメンタリな別のセンサ信号（３７）を生成するように調整されていて、当該方法は、
・当該２つのセンサ信号（３６，３７）の振幅（Ａ）を三平方の定理に基づいて算定することと、
・前記正弦波状のセンサ信号（３６）を当該算定された振幅（Ａ）に基づいて規格化することと、
・前記正弦波状のセンサ信号（３６）の偏角を当該規格化された正弦波状のセンサ信号（３６）に基づいて算定することとを有する請求項２に記載の方法。

【請求項4】

・逆余弦を前記正弦波状のセンサ信号（３６）に適用することによって前記偏角を算定することと、
・前記偏角が、１８０°よりも小さいときに、前記偏角をデジタル角度信号（６８）として出力することと、
・前記偏角が１８０°よりも大きいときに、１８０°だけ移相した偏角をデジタル角度信号（６８）として出力することとを有する請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記偏角が１８０°よりも小さいか又は大きいかが、コンプリメンタリな前記センサ信号（３７）の符号で識別される請求項４に記載の方法。

【請求項6】

・前記回転数（１２）で回転する前記物理的なセンサ磁場（３０，３２）の回転方向（３４）を前記角度信号（６８）の勾配に基づいて確認することを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

・前記回転数（１２）が、前記既定の値を上回るときに、前記回転数パルス（５０）を出力することを有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法を実行するために調整されている装置（３８）。

【請求項9】

回転数（１２）を取得するための回転数センサ（１０）又は車輪の回転数センサにおいて、当該回転数センサ（１０）は、
・前記回転数（１２）で回転する物理的なセンサ磁場（３０，３２）を出力するためのセンサ素子（２６）と、
・前記物理的なセンサ磁場（３０，３２）によって決まるセンサ信号（３６）を出力するために前記センサ素子（２６）に対向して固定配置されたセンサ（２８）と、
・請求項８に記載の制御装置（３８）とを有する当該回転数センサ（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転数センサを用いて、回転数によって決まるセンサ情報を生成するための方法と、当該方法を実行するための制御装置と、当該制御装置を有するセンサとに関する。

【背景技術】

【0002】

車輪回転数センサが個々の車輪の回転数を取得するために構成されている自動車が、独国特許出願公開第１０２０１１０８０７８９号明細書から公知である。これらの車輪回転数センサは、能動的な車輪回転数センサであり、それらの測定データを回転数パルスとして伝送区間としてのケーブルを通じて評価装置に伝送する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１１０８０７８９号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第１０１４６９４９号明細書

【特許文献3】国際公開第２００７０１４９４７号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、当該伝送を改良することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、独立請求項に記載の特徴によって解決される。好適なその他の構成は、従属請求項に記載されている。

【0006】

本発明の１つの観点によれば、方法が、当該回転数で回転する物理的なセンサ磁場の既定の角度位置で回転数パルスを出力する回転数センサを用いて、回転数によって決まるセンサ情報を生成するために：
・当該物理的なセンサ磁場の角度位置によって決まるデジタル角度信号を生成するステップと、
・当該デジタル角度信号の既定の数の高位ビットをセンサ情報として出力するステップとを有する。

【0007】

上記の方法は、冒頭で述べた回転数センサの範囲内で、回転数パルスが、物理的なセンサ磁場の極に基づいて生成されるという思想に基づく。このため、センサを通過する物理的なセンサ磁場が、既定の閾値に達したときに、このセンサが、当該物理的なセンサ磁場を検出し、複数の回転数パルスを生成する。しかしながら、当該物理的なセンサ磁場の複数の極の間隔が、場所的に変化しないので、回転数が、これらの回転数パルスの時間間隔だけによって検出され得る。しかしながら、例えば、自動車の駐車過程時に発生するような、非常に小さい回転数の場合、この時間間隔は、非常に大きくなり得る。しかし、このため、実際の回転数が、長い間にわたって提供されない。このことは、速度に適合し、当該回転数によって決まる制御システム及び調整システムに影響を及ぼし得る。このことは、例えば上記の駐車過程のような、特に道路交通において安全上重要になり得る。

【0008】

これらの回転数パルスの数を増やすためには、確かに、センサ磁場の極の数と、センサ磁場の複数の極間の場所的な間隔とが増大され得るものの、例えば、自動車産業の作業グループの既知のＡＫプロトコルのような、より新しいデータ伝送プロトコルの範囲内では、例えばエラー診断のために使用され得る別の情報も、当該個々の回転数パルス間で伝送されなければならない。当該センサ磁場の極の数が増大されると、すなわちこれらの極の場所的な間隔が互いに狭められると、回転数センサの実際の動作領域が、すなわち通常速度による運転時にも、上記の複数の回転数パルス間の別の情報を伝送することができる十分なスペースを提供し得ない。さらに、特により高い回転数の場合は、これに対応する高い帯域幅が、全ての回転数パルスを当該センサから伝送するために必要になる。

【0009】

この場合、当該方法は、回転数パルスではなくて、回転方向のセンサ磁場の角度位置をデジタル信号として物理的なセンサ磁場から検出するという思想に基づく。要求される精度に応じて、特定の数の高位ビット以降の残りのビットが、このデジタル角度信号から切り離され得る。こうして、任意の多数の回転数パルスが、２つの極間で生成され得る。例えば、当該１つの高位ビットだけが伝送される場合、冒頭で述べた回転数センサ内のように、当該物理的なセンサ磁場の２つの極間のセンサ情報が、回転数パルスに似ている複数の状態間の１つのセンサ情報として識別され得る。当該デジタル角度信号の最初の２つの高位ビットが伝送される場合、当該物理的なセンサ磁場の２つの極間のセンサ情報が、回転数パルスに似ている４つの状態間の複数のセンサ情報として識別され得る。したがって、当該識別可能な回転数パルスに似ている状態の数が、当該デジタル角度信号によって伝送される高位ビットの数と共に増大する。

【0010】

このとき、冒頭で述べた回転数センサのように、複数の回転数パルスが、当該センサ情報から再び生成され得る。したがって、例えば、当該センサ情報のデジタル状態が変化するときに、すなわち出力される複数の高位ビットのうちの少なくとも１つのビットが、その値を変化させるときは常に、１つの回転数パルスが生成され得る。このことには、回転数信号を評価するためのより大規模な技術的変更を、当該回転数センサから出力される回転数信号の受信機で実行しないで済むという利点がある。当該受信機は、物理的なセンサ磁場の２つの極間の回転数パルスの数が増大したことを知るだけで済み、当該受信機は、対応するより低い速度を当該回転数信号から導き出さなければならない。

【0011】

この代わりに、当該センサ情報のデジタル状態が、一定の時間間隔内に出力されてもよい。この場合、回転数情報を得るため、当該受信機が、センサ情報の変化を当該一定の時間間隔と対比させなければならない。このことには、実際に回転する物理的なセンサ磁場の停止中にも、一義的に評価可能な回転数情報、すなわち零の回転数が提供されるという利点がある。すなわち、冒頭で述べた場合には、回転数情報が、特定の長い期間にわたって提供されないときに、物理的なセンサ磁場が存在するか否か、又は、回転数センサが破損したか否かが不明である。

【0012】

この場合、角度信号が、任意に生成され得る。しかしながら、特に、回転数センサが、物理的なセンサ磁場の角度位置によって決まるセンサ信号を生成するように調整されている上記のセンサを有する。その結果、当該物理的なセンサ磁場の回転時に、正弦波状のセンサ信号が発生する。この場合、デジタル角度信号が、当該正弦波状のセンサ信号の偏角に基づいて生成され得る。正弦波状のセンサ信号の偏角は、正弦又は余弦が信号に適用されるときに、正弦波状のセンサ信号をもたらす信号を意味する。すなわち、逆に言うと、偏角が、正弦波状の信号から算定可能である、例えば逆正弦又は逆余弦を正弦波状の信号に適用することによって算定可能である。

【0013】

上記の方法のさらなる構成では、回転数センサが、物理的なセンサ磁場の角度位置によって決まり、センサ信号に対してコンプリメンタリな別のセンサ信号を生成するように調整されているもう１つのセンサを有する。この場合、当該２つのセンサ信号の振幅が、三平方の定理に基づいて算定され、正弦波状のセンサ信号が、当該算定された振幅に基づいて規格化され、当該正弦波状のセンサ信号の偏角が、当該規格化された正弦波状のセンサ信号に基づいて算定され得る。この構成の利点は、センサ信号の振幅が物理的なセンサ磁場の停止中でも存在し、したがって、逆三角関数をセンサ信号に適用できるように、当該センサ信号が即座に１に規格化され得ることである。

【0014】

追加のさらなる構成では、上記の方法は、逆余弦を正弦波状のセンサ信号に適用することによって偏角を算定するステップと、当該偏角が１８０°よりも小さいときに、当該偏角をデジタル角度信号として出力するステップと、当該偏角が１８０°よりも大きいときに、１８０°だけ移相した偏角をデジタル角度信号として出力するステップとを有する。確かに、当該偏角は、逆正弦によっても算定され得るものの、余弦は、最初の１８０°にわたって一義的に逆数変換可能であるので、３６０°の全周にわたる角度信号を測定するためには、１つのケース分析だけで済む。それ故に、当該逆余弦による偏角の算定は、技術的に最も簡単に実現可能である。

【0015】

偏角が１８０°よりも大きいか又は小さいかは、原理的には任意に、例えば正弦波状のセンサ信号の勾配で確認され得る。何故なら、余弦関数は、１８０°の下側では降下し、１８０°の上側では上昇するからである。しかしながら、符号は、コンプリメンタリな正弦波状のセンサ信号から最も速く読み取られ得る。何故なら、このことは、知られているように正弦波状のセンサ信号に対する微分を意味するからである。それ故に、当該センサ信号が上昇しているか又は下降しているかは、当該符号から直接に明らかである。専ら当該符号の判断時に、当該コンプリメンタリな正弦波状のセンサ信号が、実際のセンサ信号よりも進んでいるか又は遅れているかが考慮される。

【0016】

特に、角度信号が、上記の方法で検出されたときに、回転方向が、より早く且つより短い運転区間にわたって当該角度信号から確認され得る。何故なら、当該角度信号、すなわちセンサ情報が、一方の回転方向に上昇し、当該角度信号、すなわちセンサ情報が、他方の回転方向に下降するからである。

【0017】

上記の方法のさらなる構成では、センサ情報が、上記の方法で適合して出力されなければならない。何故なら、既に説明したように、より大きい回転数範囲内では、多数のセンサ情報が、例えばエラー状態に関するデータのような別の情報を妨害するからである。それ故に、回転数パルスに基づいて測定された回転数が、既定の値から区別されるときにだけ、当該センサ情報が出力されなければならない。この既定の値を上回ると、回転数パルスが、従来の方法で出力され得る。

【0018】

本発明の別の観点によれば、制御装置が、上記の複数の方法のうちの１つの方法を実行するように調整されている。

【0019】

上記の制御装置のさらなる構成では、当該上記の装置は、記憶装置及びプロセッサを有する。この場合、上記の複数の方法のうちの１つの方法が、コンピュータプログラムとしてこの記憶装置内に格納されていて、当該コンピュータプログラムが、この記憶装置からこのプロセッサ内に転送されているときに、このプロセッサが、当該方法を実行するために設けられている。

【0020】

本発明の別の観点によれば、コンピュータプログラムが、コンピュータ又は上記の複数の装置のうちの１つの装置上で実行されるときに、当該コンピュータプログラムが、上記の複数の方法のうちの１つの方法の全てのステップを実行するためにプログラムコード手段を有する。

【0021】

本発明の別の観点によれば、コンピュータプログラム製品が、コンピュータ読み取り可能なデータキャリア上に記憶されていて、このコンピュータプログラム製品がデータ処理装置上で実行されるときに、上記の複数の方法のうちの１つの方法を実行するプログラムコードを有する。

【0022】

本発明の別の観点によれば、回転数センサが、回転数を取得するために、この回転数で回転する物理的なセンサ磁場を出力するためのセンサ素子と、物理的なセンサ磁場によって決まるセンサ信号を出力するためにこのセンサ素子に対向して固定配置されたセンサと、上記の複数の装置のうちの１つの装置とを有する。

【0023】

さらなる特別な構成では、上記の回転数センサは、車輪回転数センサである。

【0024】

本発明の別の観点によれば、自動車が、上記の複数の車輪回転数センサのうちの１つの車輪回転数センサを有する。

【0025】

上記の本発明の特性、特徴、利点、種類及び方法、並びに、これらがどのようにして達成されるかは、以下の、図面に基づいて詳しく説明される実施の形態の記述に関連して明らかであり且つ十分に理解できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】運転動的制御装置を有する自動車の概略図である。

【図2】図１の自動車内の車輪回転数センサの概略図である。

【図3】図２の車輪回転数センサの２つのセンサからの出力信号によるグラフである。

【図4】図２の車輪回転数センサからの出力信号によるグラフである。

【図5】図２の車輪回転数センサの信号評価回路内で測定される角度信号によるグラフである。

【図6】図２の車輪回転数センサの信号評価回路内で測定される拡張された角度信号によるグラフである。

【図7】図２の車輪回転数センサからの別の出力信号によるグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

上記図面では、同じ技術要素は、同じ符号を有し、１回だけ説明する。

【0028】

図１は、既知の運転動的制御装置を有する自動車２を概略的に示す。この運転動的制御装置に関する詳細は、例えば独国特許出願公開第１０２０１１０８０７８９号明細書に記載されている。

【0029】

自動車２は、シャーシ４及び車輪６を有する。自動車２の移動を別途図示されていない道路上で減速させるため、それぞれの車輪６が、シャーシ４に不動に固定されたブレーキ８によってこのシャーシ４に対して減速される。

【0030】

この場合、当業者に既知であるように、自動車２の車輪６が、それらの路面接地性を悪化させ、さらに、自動車２が、アンダーステア又はオーバーステアに起因して、例えば、別途図示されていないハンドルによって予め設定されている軌道から外れて移動することが起こり得る。このことは、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）及びＥＰＳ（横滑り防止装置）のような既知のフィードバック制御システムによって回避される。

【0031】

それ故に、当該構成では、自動車２が、車輪６の回転数１２を取得する回転数センサ１０を当該車輪６に有する。さらに、自動車２は、当該自動車２の運転動的データを取得する慣性センサ１４を有する。当該運転動的データは、当業者に既知の方法で出力される、例えば縦揺れレート、横揺れレート、ヨーレート、横加速度、縦加速度及び／又は垂直加速度を含み得る。

【0032】

当該検出された回転数１２及び運転動的データ１６に基づいて、自動車２が、車道上でスリップしているか否か、又はこれに加えて上記の予め設定されている軌道から外れているか否かを、制御装置１８としての評価装置が確認し、これに応じて既知の制御出力信号２０によって当該検出された回転数１２及び運転動的データ１６に対して応答する。次いで、当該制御出力信号２０が、ブレーキ８のようなアクチュエータを調整信号２４によって制御するために調整装置２２によって使用され得る。当該ブレーキ８のようなアクチュエータは、当該スリップ及び当該予め設定されている軌道からの偏差に対して既知の方法で応答する。

【0033】

既に説明した運転動的制御装置内の個々の回転数センサ１０の回転数１２を使用することに加えて、当該回転数１２は、別の複数の用途のためにも使用される。これらの用途のうちの１つの用途は、例えば、自動車２の地上速度の測定である。このとき、当該測定が、運転者に表示され得るか、又は制御技術的な目的、例えば、駐車スペース内への自動車２の自動駐車の場合に使用され得る。

【0034】

図２は、図１の運転動的制御装置内の回転数センサ１０の概略図である。

【0035】

この構成では、この回転数センサ１０は、能動的な回転数センサとして構成されている。この回転数センサは、車輪６に不動に固定された１つのエンコーダディスク２６と、シャーシ４に不動に固定された、第１読み取りヘッド２８及びこれに対して位置をずらした第２読み取りヘッド２９としての２つのセンサとを有する。

【0036】

この構成では、エンコーダディスク２６は、並列された複数のＮ磁極３０とＳ磁極３２とから構成される。これらのＮ磁極３０及びＳ磁極３２は一緒に、別途図示されていないセンサ磁場を励磁する。車輪６に固定されたエンコーダディスク２６が、この車輪６と一緒に回転方向３４に回転すると、当該センサ磁場が一緒に回転する。

【0037】

バーバー極の技術の範囲内では、読み取りヘッド２８，２９は、配列された磁歪素子を有してもよい。これらの磁歪素子は、エンコーダディスク２６によって励磁されたセンサ磁場の角度位置に応じてそれらの電気抵抗を線形に変化させる。これに関する詳細は、例えば刊行物の国際公開第２００７０１４９４７号パンフレットから読み取られ得、それ故にさらに説明しない。

【0038】

回転数１２を取得するため、エンコーダディスク２６の角度位置の変化、すなわち読み取りヘッド２８，２９の電気抵抗の変化が取得される。このため、既知のように、読み取りヘッド２８，２９は、例えば既知のブリッジ回路のような、別途図示されていない抵抗測定回路を有してもよい。これに応じて、磁歪素子が、当該ブリッジ回路に接続されている。読み取りヘッド２８，２９が、当該磁歪素子の電気抵抗に応じて、それぞれの読み取りヘッド２８，２９ごとの抵抗測定回路内で、以下で回転数センサ磁場と記す、周期的な出力信号を生成する。さらに説明するように、当該読み取りヘッド２８，２９の後方に設置された信号評価回路３８内では、回転数１２によって決まり、図３に示されたパルス信号４０が、回転数センサ信号３６，３７に基づいて生成され、制御装置１８に出力され得る。これに関してと、能動的な車輪回転数センサに対するその他のバックグランド情報に関してとは、例えば独国特許出願公開第１０１４６９４９号明細書のような、関連する従来の技術を参照のこと。

【0039】

この構成では、回転数１２に関する情報に加えて、図４に示された状態情報４２も、データ伝送信号としてのパルス信号４０に挿入され得る。回転数１２により近い関係にある情報が、当該状態情報４２によって伝送され得る。この状態情報４２は、例えば、車輪６の回転方向でもよい。回転数１２が、この車輪６に対して取得され、信号評価回路３８内で測定される。

【0040】

図３には、回転数センサ信号３６，３７が、時間４８に対する信号値４６として示されている。通常は、これらの信号値は、電圧値である。

【0041】

上記の磁歪素子の電気抵抗の経時変化が、第１回転数センサ信号３６の例によって良好に認識可能である。エンコーダディスク２６のＮ磁極３０が、第１回転数センサ信号３６の最大値ごとに第１読み取りヘッド２８の軸方向下側に存在する一方で、エンコーダディスク２６のＳ磁極３２が、第１回転数センサ信号３６の最小値ごとに第１読み取りヘッド２８の軸方向下側に存在する。エンコーダディスク２６が回転すると、第１回転数センサ信号３６が、当該両極値間で振動する。

【0042】

第２回転数センサ信号３７が、第１回転数センサ信号３６と同様に構成されている。しかしながら、エンコーダディスク２６の回転方向３４に見ると、第２読み取りヘッド２９が、第１読み取りヘッド２８に対してずらして配置されているので、磁極３０，３２が、エンコーダディスク２６の回転方向３４に応じて、時間的に第１読み取りヘッド２８の前又は後に第２読み取りヘッド２９に到達する。このため、第２回転数センサ信号３７が、第１回転数センサ信号３６に対して進んでいるか又は遅れている。

【0043】

回転数１２を取得するため、両回転数センサ信号３６，３７のうちの少なくとも１つの回転数センサ信号の振動数が、既定の期間中に計数され得る。このとき、当該回転数１２が高い程、より多くの振動が、この既定の期間中に生成される。

【0044】

回転数センサ１０と例えば制御装置１８のような回転数を受信する装置との間のデータ伝送コストを軽減するため、データ量の多い回転数センサ信号３６，３７ではなくて、パルス信号４０だけが伝送される。当該パルス信号４０は、以下で速度パルス５０と記される図４及び５に示されたパルス５０を含む。それ故に、それぞれの速度パルス５０が、１つの振動又は場合によっては１つの半振動の発生を示す。速度パルス５０を生成するため、閾値５１が導入され得る。原理的には、信号値４６側で零によって設定され得るただ１つの閾値５１だけで十分である。例えば第１回転数センサ信号３６が、零の閾値５１を通過すると、１つの速度パルス５０が生成され得る。

【0045】

しかしながら、読み取りヘッド２８，２９が、バーバー極技術で構成されているので、国際公開第２００７０１４９４７号パンフレットに記載されている理由から、回転数センサ信号３６，３７が、小さい振幅の追加の振動と重畳されるという危険がある。このことは、技術用語のフリッピング（Ｆｌｉｐｐｅｎ）として知られている。このフリッピングは、回転数センサ信号３６，３７の周波数、すなわち測定すべき回転数１２を２倍にする。このことを排除するため、この構成の範囲内では、図４に示されたそれぞれ１つの閾値５１が、零の信号値４６の上方と下方とに導入される。この場合、第１回転数センサ信号３６が、上側閾値５１を上側から下側に向かって通過し、下側閾値５１を下側から上側に向かって通過するときに、１つの速度パルス５０が生成される。

【0046】

さらに、上記の理由から、エンコーダディスク２６、すなわち回転数１２の回転方向３４が、第１回転数センサ信号３６と第２回転数センサ信号３７との間の位相オフセット５２の符号から導き出され得る。

【0047】

図４には、パルス信号４０が、時間４８に対する信号値４６として再び示されている。通常は、これらの信号値は、電流値である。

【0048】

パルス信号４０は、以下で高パルスレベル５３と記される第１パルスレベル５３を有する複数の速度パルス５０を搬送する。これらの速度パルス５０は、制御装置１８のような上位に配置された装置に最優先で伝送される。待機中の速度パルス５０の伝送時に、その他の全ての情報の伝送が、遅らされるか又は中断されることを意味する。

【0049】

速度パルス５０に加えて、少なくとも１つの別の情報パルス５４〜６２を有する上記の追加情報４２も、パルス信号４０に挿入される。当該少なくとも１つの別の情報パルス５４〜６２は、伝送すべき情報に応じて、例えば、以下で中パルスレベル６３と記される第２パルスレベル６３又は以下で低パルスレベル６４と記される第３パルスレベル６４を有し得る。図３では、分かりやすさのために、全ての情報パルス５４〜６２が、中パルスレベル６３で示されている。この構成では、９つの情報パルス５４〜６２が、パルス信号４０の速度パルス５０の後方に挿入される。これらの情報パルス５４〜６２は、自動車産業の作業グループの既知のＡＫプロトコルに基づく情報を搬送する。この場合、それぞれの情報パルス５４〜６２は、１ビット＃０〜＃８を搬送する。１つの情報パルス５４〜６２が、中パルスレベル６３で伝送される場合、それに対応するビット＃０〜＃８が、１にセットされている。１つの情報パルス５４〜６２が、低パルスレベル６４で伝送される場合、それに対応するビット＃０〜＃８が、０にセットされている。当該ＡＫプロトコルは、図２に別途目視不可能な、エンコーダディスク２６と読み取りヘッド２８，２９との間の空隙を従来通りに監視するために使用される。この場合、個々の情報パルス５４〜６２が、以下のように設定される：

【0050】

【表1】

【0051】

この場合、どのようにして、例えば回転方向３４がビット＃４に対して規定されるかは、既に上述してある。

【0052】

したがって、回転数１２により近い情報と、例えば回転方向３４のような当該情報の確定事項とが、状態情報４２に基づいて、回転数センサ１０の後方に設置された、例えば制御装置１８のような装置に提供される。

【0053】

しかしながら、例えば、自動車の駐車時に起こるような、非常に低い回転数１２の場合に、不十分な速度パルス５０だけが、制御装置１８に伝送されることが、上記のパルス信号４０による回転数１２の伝送に関して問題となる。何故なら、比較的長い期間にわたるエンコーダディスク２６の遅い回転に起因して、速度パルス５０が生成されず、送信されないからである。この期間内では、実際の回転数１２も提供されない。このことは、駐車アシスト時に又は似たような使用時に、許容できない無駄時間を発生し得る。

【0054】

この理由から、特定の速度閾値未満で、回転数１２に対する情報の生成及び伝送を能動的に変更することが、この構成の範囲内で提唱される。どの方法が回転数１２を生成し伝送するために使用されるかの決定が、例えば、自動車２の速度に基づいて、信号評価回路３８に課され得る。当該変更された方法自体が、例えば信号評価回路３８によって実行されてもよい。以下に、当該変更された方法を図５〜７に基づいて詳しく説明する。

【0055】

当該変更された方法を非常に好適に実行するため、両回転数センサ信号３６，３７が、互いにコンプリメンタリであるように、すなわち両回転数センサ信号３６，３７が互いに、９０°の位相オフセットを有するように、両読み取りヘッド２８，２９が配置されている。

【0056】

このとき、振幅Ａが、三平方の定理の定理に基づいて両回転数センサ信号３６，３７から算定され得る。第１回転数センサ信号３６の信号値４６が、Ｘで示され、第２回転数センサ信号３７の信号値４６が、Ｙで示される場合、当該振幅は、三平方の定理の範囲内で以下のように計算され得る：

【0057】

【数1】

【0058】

振幅Ａが既知である場合、両回転数センサ信号３６，３７が、１に規格化され得る。以降の説明を分かりやすくするため、図３に示されたように第２回転数センサ信号３７に先行する第１回転数センサ信号３６が、余弦信号として処理され得、第２回転数センサ信号３７が、正弦信号として処理され得る。回転数１２に関する情報を生成し伝送するための当該変更された方法の範囲内では、逆余弦が、第１回転数センサ信号３６に適用される。逆正弦とは違って、当該逆余弦には、当該逆余弦が最初の１８０°にわたって一対一に対応し、したがって僅かなケース分析で済むという利点がある。その結果は、中間信号６６である。図５には、この中間信号６６の信号値４６が、時間４８に対して示されている。

【0059】

当該中間信号６６の信号値４６が、第１回転数センサ信号３６とは違って時間４８に対して線形に延在する。さらに、原理的には、エンコーダディスク２６の角度位置も、中間信号６６から検出され得る。しかしながら、このため、時間４８に対する中間信号６６の変化が観察されなければならない。何故なら、エンコーダディスク２６の位置が、０°と１８０°との間に存在するときに、中間信号６６が上昇し、エンコーダディスク２６の位置が、１８０°と３６０°との間に存在するときに、中間信号６６が降下するからである。しかしながら、回転数１２及び中間信号６６が、時間４８に対してほとんど変化しない自動車２の状態で、回転数１２に関する情報が確認されなければならないことが問題となる。したがって、中間信号６６が、当該時間に対して変化しないので、１つの信号値４６だけが、当該中間信号６６のために提供されるときでも、エンコーダディスク２６の位置が検出されなければならない。

【0060】

このため、特に好適な方法では、第１回転数センサ信号３６に対してコンプリメンタリな第２回転数センサ信号３７が使用され得る。何故なら、当該第２回転数センサ信号３７は、第１回転数センサ信号３６の信号値４６に対して、微分係数、すなわち時間４８に対する第１回転数センサ信号３６の変化を既知の方法で示すからである。両回転数センサ信号３６，３７が互いに、上記のように余弦波及び正弦波として観察される場合、第２回転数センサ信号３７が正であるときに、中間信号６６が上昇し、第２回転数センサ信号３７が負であるときに、中間信号６６が下降する。このことを明確にするため、図５では、第２回転数センサ信号３７が、分かりやすさのためにもう１回点線で示されている。

【0061】

第１回転数センサ信号３６が、当該時間に対して変化しないときでも、エンコーダディスク２６の位置が測定され得るので、角度信号６８が生成され得る。時間４８に対するエンコーダディスク２６の位置が、この角度信号６８から直接に検出可能である。さらに、第２回転数センサ信号３７が、正である場合、中間信号６６が、角度信号６８として直接に出力される。第２回転数センサ信号３７が、負である場合、中間信号６６の信号値４６の−３６０°の値が、角度信号として出力される。角度信号６８が、図６に示されたデジタル信号として存在しなければならない。当該デジタル信号は、時間４８に対してデジタル値６７によって記述される。この場合、図６には、デジタル値６７を有する軸が、３ビット値の中間値だけによって記述されている一方で、デジタル角度信号６６は、明らかに遥かにより高い分解能で分解され得る。

【0062】

上記の回転数１２に関する情報をこのデジタル角度信号６８から生成するため、図６に点線で囲まれていて、符号６９で示されている高位ビットが、回転数１２に関する情報として角度信号６８のデジタル値６７によってパルス信号４０中で抽出される。

【0063】

次いで、これらの高位ビット６９は、パルス信号４０で任意の方法で伝送され得る。これに対する例が、図７に示されている。

【0064】

この場合、角度信号６８の実際のデジタル値６７の高位ビット６９が、センサ情報７１として、実際の複数の回転数パルス５０間の規則的な時間間隔７０で、状態情報４２の代わりに又は状態情報４２に加えて伝送される。図７の範囲内では、センサ情報７１が、状態情報４２の代わりに伝送される。回転数１２に関するこれらの情報の受信機、すなわち制御装置１８が、角度信号６８の高位ビット６９の状態変化と回転数１２との間の総期間７２を既知の時間間隔７０から導き出し得る。

【0065】

しかしながら、速度パルス５０の伝送は、結局はオプションである。この代わりに、速度パルス５０が、高位ビット６９と置換されてもよい。この場合、回転数１２に関する情報の受信機、すなわち制御装置１８において対応する高いコストが、当該情報をデコードするために必要になる。

【0066】

上記の方法で生成され、パルス信号４０で伝送される回転数１２に関する情報は、パルス信号４０中の高位ビット６９の状態変化から、エンコーダディスク２６の方向３４を直接に認識することを、回転数１２に関する情報の受信機に可能にさせる。何故なら、エンコーダディスク３４の方向３４が、高位ビット６９によって記述されている角度信号６８のデジタル値６７の上昇又は降下によって一義的に識別され得るからである。

【符号の説明】

【0067】

２ 自動車
４ シャーシ
６ 車輪
８ ブレーキ
１０ 回転数センサ
１２ 回転数
１４ 慣性センサ
１６ 運転動的データ
１８ 制御装置
２０ 制御出力信号
２２ 調整装置
２４ 調整信号
２６ エンコーダディスク
２８ 第１読み取りヘッド
２９ 第２読み取りヘッド
３０ Ｎ磁極
３２ Ｓ磁極
３４ 回転方向
３６ 第１回転数センサ信号
３７ 第２回転数センサ信号
３８ 信号評価回路
４０ パルス信号
４２ 状態情報、追加情報
４６ 信号値
４８ 時間
５０ 速度パルス、回転数パルス
５１ 閾値
５２ 位相オフセット
５３ 第１パルスレベル、高パルスレベル
５４〜６２ 別の情報
６３ 第２パルスレベル、中パルスレベル
６４ 第３パルスレベル、低パルスレベル
６６ 中間信号
６７ デジタル値
６８ 角度信号
６９ 高位ビット
７０ 時間間隔
７１ センサ情報
７２ 総期間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】