Sensoren dieser Art finden insbesondere als Bewegungssenso- ren wie zum Beispiel zur Erfassung des Drehverhaltens eines Fahrzeugrades (Raddrehzahlsensoren) bei schlupfgeregelten Bremsen bzw. Antiblockiersystemen Anwendung. Die Drehbewe- gung wird dabei von einem in einem Encoder vorhandenen Pol- rad ausgeführt, durch das ein sich drehendes Magnetfeld er- zeugt wird. Dieses Magnetfeld wird von dem Sensor erfaßt, dessen Meßwertaufnehmer z. B. eine magnetoresistive Brücke (AMR-Brücke) ist, die auf die Magnetfeldänderungen an- spricht.

Um eine störungsfreie Übertragung der Bewegungen von dem Encoder zu dem Sensor zu gewährleisten, muß sichergestellt sein, daß der Luftspalt niemals den Grenzluftspalt über- steigt. Darüber hinaus muß eine gewisse Mindestdifferenz zwischen dem tatsächlichen Luftspalt und dem Grenzluftspalt vorhanden sein, um zu gewährleisten, daß durch Bauelement- Toleranzen, Temperaturschwankungen und dynamische Verfor- mungen oder eine gewisse Schwankung der Versorgungsspannung des Sensors der Grenzluftspalt auch vorübergehend nicht überschritten wird. Zur Kompensation der durch diese Schwankungen bewirkten Veränderungen des Luftspaltes weist der Sensor eine Triggerstufe auf, die der magnetoresistiven Brücke nachgeschaltet ist und mit der das Sensor- Ausgangssignal konstant gehalten wird.

Bei dieser Anordnung besteht jedoch das Problem, daß nach einer Montage des Sensors nicht überprüft werden kann, ob der Einbauluftspalt in ausreichendem Maße kleiner ist als der Grenzluftspalt, d. h. ob zwischen beiden eine Sicher- heits-Mindestdifferenz besteht. Wenn das Sensor- Ausgangssignal vorhanden ist, bedeutet dies nur, daß der Luftspalt gegenwärtig den Grenzluftspalt nicht übersteigt.

Der Luftspalt kann tatsächlich aber bereits so groß sein, daß durch eine ungünstige Kombination der oben genannten Toleranzbedingungen der Grenzluftspalt z. B. vorübergehend doch überschritten wird, so daß die Übertragung zwischen Encoder und Sensor zumindest gestört sein kann.

Eine Messung des tatsächlichen Abstandes über die von dem Sensor empfangenen Signale ist aufgrund der in den Sensor eingebauten Triggerstufe nicht möglich, da diese ein kon- stantes Sensor-Ausgangssignal erzeugt, solange der Luftspalt den Grenzluftspalt nicht übersteigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, nach ei- ner Möglichkeit zu suchen, mit der bei einem Sensor der eingangs genannten Art der tatsächliche Einbauluftspalt und insbesondere die Differenz zwischen diesem und dem Grenz- luftspalt kontrolliert oder festgestellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, das sich auszeichnet durch folgende Verfah- rensschritte : -Reduzieren der Versorgungsspannung des Sensors auf minde- stens einen Wert, durch den der Grenzluftspalt um jeweils ein gewünschtes Prüfmaß verkleinert wird und -Vergleichen des mindestens einen Prüfmaßes mit einer ge- wünschten Differenz zwischen dem Grenzluftspalt und dem vorhandenen Luftspalt durch Erfassen einer Veränderung des Sensor-Ausgangssignals durch das Reduzieren der Versor- gungsspannung, sowie Auswerten des Vergleichsergebnisses durch Signalisierung und/oder Abspeicherung.

Die Aufgabe wird ferner mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die sich auszeichnet durch -eine erste Einrichtung, mit der die Versorgungsspannung des Sensors auf mindestens einen Wert reduzierbar ist, durch den der Grenzluftspalt um jeweils ein gewünschtes Prüfmaß verkleinert wird und -eine zweite Einrichtung zum Vergleichen des mindestens einen Prüfmaßes mit einer gewünschten Differenz zwischen dem Grenzluftspalt und dem tatsächlichen Luftspalt durch Erfassen einer Veränderung des Sensor-Ausgangssignals durch die reduzierte Versorgungsspannung sowie zum Auswerten des Vergleichsergebnisses durch Signalisierung und/oder Ab- speicherung.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzug- ten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt : Fig. 1 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit eines Sensor-Ausgangssignals von der Versorgungsspannung des Sen- sors ; Fig. 2 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Grenzluftspaltes von der Versorgungsspannung des Sensors ; Fig. 3a, 3b graphische Darstellungen der Sensor- Ausgangsspannung bzw. des Impuls/Pausenverhältnisses in Ab- hängigkeit von der Größe eines Luftspaltes ; Fig. 4a bis 4e Darstellungen der Veränderung des Grenz- luftspaltes bei verschiedenen Versorgungsspannungen des Sensors und Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Kontrolle und zum Feststellen des Einbauluftspaltes ei- nes aktiven Sensors.

In Figur 1 sind die gemessenen hohen und niedrigen Sensor- Ausgangsspannungen Uahigh Ualow in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung Ub für einen aktiven Sensor einer schlupfgeregelten Bremsanlage (ABS) graphisch aufgetragen.

Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß bei einem Redu- zieren der Versorgungsspanung Ub unter einen Nennwert von etwa 5 V das Ausgangssignal abfällt.

In Figur 2 ist der sich daraus ergebende physikalische Zu- sammenhang zwischen der Versorgungsspannung eines Sensors und dem maximalen Luftspalt zu einem ein Magnetfeld erzeu- genden Impulsrad eines Encoders dargestellt, bei dem gerade noch eine störungsfreie Übertragung möglich ist (Grenzluftspalt). Das Streuband 1 der Kurve repräsentiert dabei die Meßwerte für eine Vielzahl von Sensorelementen in Kombination mit dem gleichen Impulsrad. Das Streuband er- möglicht eine Quantisierung in etwa sechs Unterscheidungs- bereiche, die als Stufen 2 eingezeichnet sind. Zur Prüfung und Überwachung des Luftspaltes können eine oder mehrere dieser Stufen verwendet werden, indem die Versorgungsspan- nung entsprechend herabgesetzt wird.

In Figur 3a ist die Sensor-Ausgangsspannung Ua als Funktion der Größe des Luftspaltes bei einer Versorgungsspannung des Sensors von 3,8 V aufgetragen. Die Darstellung zeigt, daß die Ausgangsspannung bis zu einem Luftspalt von etwa 2,9 mm konstant bleibt und dann abfällt. Figur 3b zeigt für die gleiche Versorgungsspannung den Verlauf des Im- puls/Pausenverhältnisses, das ab einem Luftspalt von etwa 2,7 mm abfällt. Aus beiden Darstellungen ergibt sich, daß der Grenzluftspalt bei dieser Versorgungsspannung bei etwa 2,7 mm erreicht ist, da bei größeren Luftspalten ein stö- rungsfreier Betrieb nicht mehr gewährleistet ist.

Die Figuren 4a bis 4e zeigen die sich ergebenden Verfügbar- keiten des Sensor-Ausgangssignals 3, aufgetragen über der Länge des Luftspaltes, und damit die virtuelle Verringerung des Grenzluftspaltes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e bei abnehmender Versorgungsspannung des Sensors. Außerdem ist in Relation dazu jeweils der Nenntoleranzbereich 5 des Luftspaltes ein- gezeichnet, der auf Grund von Einbautoleranzen, dynamischen Verformungen, Temperaturschwankungen usw. vorhanden sein muß. Zwischen dem größten, unter diesen Gesichtspunkten an- zunehmenden tatsächlichen Luftspalt und dem Grenzluftspalt sollte eine Sicherheits-Mindestdifferenz Dd (Luftspaltreserve) bestehen. Die Größe des Nenntoleranzbe- reiches korrespondiert im übrigen mit der Nennbetriebsspan- nung des Sensors, die gemäß Figur 2 mindestens etwa 5 V be- trägt.

Im Rahmen der möglichen Quantisierung kann der Grenz- luftspalt und damit die Mindestdifferenz Dd schrittweise durch Absenken der Versorgungsspannung des Sensors vermin- dert werden, bis er gemäß Figur 4e den Nenntoleranzbereich unterschreitet. Die in den Figuren 4a bis 4e eingetragenen Betriebsspannungen entsprechend dabei den Quantisierungs- schritten gemäß Figur 2, wobei Figur 4 diese Schritte je- doch nicht maßstäblich wiedergibt.

Senkt man die Versorgungsspannung des Sensors bis auf den in Figur 4e gezeigten Wert von 3,4 V ab, so ist es möglich, daß das Sensor-Ausgangssignal aussetzt, wenn der tatsächli- che Einbauluftspalt gerade am oberen Ende 6 des Nenntole- ranzbereiches 5 liegt, da in diesem Fall der Luftspalt grö- ßer ist, als der Grenzluftspalt.

Auf diese Weise kann also überprüft werden, ob sich der tatsächliche Einbauluftspalt im Bereich des Nenntoleranzbe- reiches 5 bewegt oder schon so groß ist, daß er relativ na- he am Grenzluftspalt liegt. Dies kann zum Beispiel dann der Fall sein, wenn durch einen fehlerhaften Einbau der Nennto- leranzbereich 5 überschritten wurde. Das Sensorsignal würde dann bereits bei einer Absenkung der Versorgungsspannung des Sensors auf einen Wert gemäß Figur 4c oder 4d ausset- zen.

Durch die quantitative Zuordnung zwischen der Versorgungs- spannung und dem Grenzluftspalt, die in Figur 2 dargestellt ist, kann auch ermittelt werden, wie groß der Einbau- luftspalt tatsächlich ist, bzw. ob sich die Größe des Ein- bauluftspaltes um ein gewünschtes Mindestmaß von der Größe des Grenzluftspaltes bei der Nenn-Versorgungsspannung des Sensors unterscheidet. Diese Differenz würde in Abhängig- keit von der vorgesehenen Anwendung des Sensors zum Bei- spiel im Hinblick auf dynamische Verformungen des Luftspal- tes festgelegt werden.

Figur 5 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 7 zur Kontrolle und zum Feststellen des Einbau- luftspaltes eines aktiven Sensors S, der von einem Encoder E beaufschlagt wird. Eine solche Steuereinheit findet ins- besondere in einer schlupfgeregelten Bremsanlage zur Über- wachung der Einbaulage des Sensors für die Raddrehzahl An- wendung.

Der Encoder E beinhaltet im allgemeinen ein Polrad (Impulsrad), durch dessen Drehung ein Magnetfeld mit wech- selnder Polarität erzeugt wird. Zur Erfassung der Magnet- feldänderungen weist der Sensor S zum Beispiel eine magne- toresistive Brücke (AMR-Brücke) mit nachgeschalteter Ver- stärkeranordnung und Triggerstufe auf, deren Ausgangssigna- le in zwei geregelte Konstantströme mit entsprechend der Drehung des Polrades wechselnder Polarität umgesetzt wer- den. Die sensorsinterne Triggerstufe bewirkt, daß das Sen- sor-Ausgangssignal zumindest so lange luftspaltunabhängig konstant bleibt, wie die Versorgungsspannung des Sensors innerhalb des Nennspannungsbereiches liegt und der Luftspalt d den maximalen Grenzwert (Grenzluftspalt) nicht überschreitet.

Die magnetische Empfindlichkeit der magnetoresistiven Bruk- ke ist bei einem solchen Sensor von der Brücken- Versorgungsspannung abhängig. Bei einer bekannten Sensore- lementfamilie reagiert die Brücke zum Beispiel mit etwa 2 mV pro 1 V Betriebsspannung auf Magnetfeldänderungen von lkA/m. Innerhalb des spezifizierten Versorgungsspannungsbe- reiches des Sensors wird die Brückenspannung intern auf ei- nem Wert von 5 V konstant gehalten, so daß die Empfindlich- keit ebenfalls konstant bleibt.

Die Schaltung 7 umfaßt im einzelnen einen Ausgang A, an dem die Versorgungsspannung für den Sensor S anliegt, sowie ei- nen Eingang B, über den die Sensor-Ausgangssignale zuge- führt werden. Mit dem Eingang B ist ein RC-Glied sowie ein Eingangsverstärker 8 verbunden. Daran schließt sich ein Se- quenzkomparator D an, der über eine Statusleitung 9 mit ei- ner Rechnereinheit 10 mit Diagnosespeicher 15 verbunden ist. Mit einem Ausgang der Rechnereinheit 10 ist über eine Steuerleitung 11 ein Steuereingang eines Umschalters 12 verbunden. An einem ersten Eingang des Umschalters 12 liegt eine erste Spannungsquelle 13, an einem zweiten Eingang ei- ne zweite Spannungsquelle 14 an. Der Ausgang des Umschal- ters 12 ist mit dem Ausgang A der Schaltung 7 verbunden.

Der am Eingang B der Schaltung 7 anliegende Strom erzeugt an dem Widerstand R einen Spannungsabfall, der dem Eingang des Verstärkers 8 zugeführt wird. Mit dem Sequenzkomparator D wird das verstärkte Eingangssignal auf Signalaussetzer überwacht, indem zum Beispiel das Tastverhältnis durch Aus- zählen und Vergleichen der Anteile mit hohem und niedrigen Pegel ausgewertet wird. Der Sequenzkomparator D erzeugt ein erstes Statussignal, wenn das Tastverhältnis einem stö- rungsfreien Betrieb entspricht läßt und ein zweites Sta- tussignal, wenn sich das Tastverhältnis aufgrund von Signalaussetzern ändert. Die Statussignale werden der Rech- nereinheit 10 zu Diagnosezwecken zugeführt und gegebenen- falls in dem Diagnosespeicher 15 abgespeichert.

Wenn im Zuge einer Wartung oder nach einem Einbau des Sen- sors dessen Einbaulage kontrolliert werden soll, kann durch eine externes Signal, das der Rechnereinheit 10 zugeführt wird, eine Überwachungsroutine gestartet werden. Dabei wird dem Sensor zunächst die im Nennspannungsbereich liegende Versorgungsspannung V1 der ersten Spannungsquelle 13 zuge- führt, indem der Umschalter 12 über die Steuerleitung 11 entsprechend angesteuert wird.

Wenn sich der Encoder E dreht und ein Sensorsignal vorhan- den ist, übermittelt der Sequenzkomparator D das erstes Statussignal an die Rechnereinheit 10. Durch Erzeugung des Schaltsignals auf der Steuerleitung 11 wird dann der Um- schalter 12 betätigt, so daß die von der zweiten Spannungs- quelle 14 erzeugte zweite Versorgungsspannung V2 an den Sensor S angelegt wird. Die zweite Versorgungsspannung V2 kann in Abhängigkeit davon, mit welcher Genauigkeit die Einbaulage überprüft werden soll, auf einen oder mehrere der in den Figuren 4b bis 4e gezeigten Werte eingestellt werden. Insbesondere kann durch stufenweises Absenken der zweiten Versorgungsspannung V2 festgestellt werden, wie groß die Differenz Dd zwischen dem vorhandenen Luftspalt und dem Grenzluftspalt bei der Nenn-Versorgungsspannung ist und ob diese Differenz einen gewünschten Sicherheits- Mindestwert aufweist.

Wenn zum Beispiel das Sensorssignal bereits bei einer zwei- ten Versorgungsspannung V2 von 3,9 V nicht mehr vorhanden ist, so bedeutet dies unter Zugrundelegung der Meßwerte ge- mäß Figur 2, daß die Differenz weniger als 0,5 mm beträgt.

Der Abstand des Sensors S von Encoder E sollte somit ver- ringert werden, um das Risiko von Ausfällen bei dynamischen Verformungen oder Temperaturschwankungen o. a. zu vermin- dern.

Wenn andererseits das Sensorsignal auch bei Anliegen einer zweiten Versorgungsspannung V2 von 3,4 V (Figur 4e) noch vorhanden ist, bedeutet dies, daß sich die Einbaulage des Sensors innerhalb des Nenntoleranzbereiches 5 befindet und darüberhinaus auch einen gewissen Mindestabstand von dessen oberem Ende aufweist. Die Einbaulage des Sensors dürfte in diesem Fall optimal sein.

Die zweite Versorgungsspannung V2 kann vorzugsweise pro- grammgesteuert mit einem D/A-Wandler erzeugt bzw. einge- stellt werden.

Die Meßergebnisse können zur Protokollierung in dem Diagno- sespeicher 15 abgelegt werden. Insbesondere können auch die Zusammenhänge zwischen der Verkleinerung des Grenzluftspal- tes und der Versorgungsspannung gemäß der Darstellung in Figur 2 für eine Mehrzahl von spezifischen Sen- sor/Impulsrad-Kombinationen zum Beispiel an der Vorder-und Hinterachse eines Fahrzeugs für eine repräsentative Anzahl von verschiedenen Kombinationen ermittelt und als Kenngrö- ßen in dem Diagnosespeicher 15 abgespeichert werden.