[发明专利]用霍尔试探电极识别轮子回转方向的方法

说明书

本发明涉及到用安装在轮子圆周方向的霍尔试探电极，通过相互有相位移的计算信号，识别轮子回转方向的一种方法。

在很多情况下都期望，不仅要知道一个回转着的轮子，例如一个齿轮的位置和速度，而且还要知道轮子的回转方向。一般来说希望得到一种试探电极，而这种试探电极有能力确定一个轮子的位置、速度和回转方向。

为了测定一个齿轮的位置和速度，已经有了一种动态差分霍尔试探电极。这种霍尔试探电极测量两个空间错位的霍尔试探电极之间的差分场，和，如果两个霍尔试探电极之间的相位位置，由两个霍尔试探电极产生的信号为180°时，则得到特别好的结果。在这种情况下，即一个霍尔试探电极位于齿轮的一个齿上，而另外的霍尔试探电极则位于齿轮的两个齿的齿间。但是，用这样一种动态差分霍尔试探电极来识别齿轮的回转方向是不可能的。

为了附加地识别一个齿轮的回转方向，也就是说还需要一个另外的相位信息。这个相位信息可以由两个相互错位为90°的霍尔试探电极来提供，如下面在附图5和附图6中叙述的。

按照现有技术，例如安排了两个动态差分霍尔试探电极1、2，各自具有两个霍尔试探电极3、4以及5、6，以一个齿轮8的齿7为基准，相互错开四分之一个齿间距，如附图5所示。则从霍尔试探电极1和2得到输出信号9、10。这两个信号相互错位四分之一个周期：如附图6所示，然后霍尔试探电极的输出信号9的下降边沿可以被使用，扫描霍尔试探电极2的输出信号10。在附图6上齿轮8自左向右回转得到的信号9、10，然后输出信号9的下降边沿始终与霍尔试探电极2的输出信号10的一个正值重叠在一起，如通过箭头11表示的。

如果现在齿轮8反方向回转，则相位的从属关系也随之改变：可以这样想象，“时间”现在倒转，则在附图6上的输出信号9、10自右向左产生。现在霍尔试探电极2的输出信号10又用霍尔试探电极1的输出信号9的下降边沿扫描，则得到一个信号，这个信号始终是负的，因为下降边沿始终与输出信号10的一个负值重叠在一起，如在附图6上用箭头12表示的。

通过输出信号10与输出信号9的扫描，从而得出的信号的符号中可以归结出齿轮8的回转方向。也可以看出，将霍尔试探电极1、2相互错位为90°的安排是最佳的，因为随后得到干扰距离为最大。

由DE 89 09 677 U1中已知一种回转识别装置，在其中，至少三个霍尔试探电极用至少三个差分-霍尔-芯片，各自推导出数字的信号序列。为了准确的转数识别，可以用一个比较高的分辨率，使输出信号的频率比只用一个唯一的差分-霍尔-芯片的频率大一倍。原则上通过相位比较也可以识别回转方向。

由DE 41 04 902 A1已知一种方法和一种识别运动方向的装置。为此，用两个在信号源运动方向错位安排的接收器，当输出信号相加和相减时，推导出相位差为90°的两个信号。从和信号和差分信号之间的90°相位差的符号中，可以明确地确定回转方向。然而这种方法对于直流磁场是很敏感的。对于和信号的一个偏移量相对于差分信号的，比直流磁场大两倍，从而这个信号的可靠的进一步处理将遇到很大的困难。

本发明的任务是，给出用霍尔试探电极识别一个轮子回转方向的方法。这种方法可以可靠地识别回转方向，不需要指定齿间距与霍尔试探电极距离之间的准确协调。特别是这种方法应该对直流磁场不敏感。

此任务的解决是通过具有权利要求1特征的一种方法完成的。优异的根据是从属权利要求的内容。

为实施本方法，第一个、第二个和第三个霍尔试探电极是这样安排的，第二个霍尔试探电极位于第一个和第三个霍尔试探电极之间。从第一个至第三个霍尔试探电极中得到两个相互错位为90°的计算信号，此时当回转方向改变时，第二个计算信号在第一个计算信号基础上最好发生一个符号改变。

优异的是第二个霍尔试探电极准确地位于第一个和第三个霍尔试探电极之间，因为这样计算信号的振动幅值是最大。

因而用这种方法只需要三个霍尔试探电极，这三个霍尔试探电极可以放在一个霍尔-传感器上。用这个传感器可以可靠地从两个计算信号的符号改变中测定，例如一个齿轮的回转方向。下面用附图进一步叙述本发明。附图表示：

附图1  依照现有技术的已知传感器的一个简图；

附图2  已知传感器的霍尔试探电极的输出信号；

附图3和4按照在这里叙述的方法，为了获取计算信号的电子计算装置的电路图；

附图5  依照现有技术的具有两个霍尔-传感器的一个装置；

附图6  已知的霍尔-传感器的霍尔试探电极的输出信号；