JPH04240519A - 回転検出装置 - Google Patents

回転検出装置

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JPH04240519A
JPH04240519A JP2570691A JP2570691A JPH04240519A JP H04240519 A JPH04240519 A JP H04240519A JP 2570691 A JP2570691 A JP 2570691A JP 2570691 A JP2570691 A JP 2570691A JP H04240519 A JPH04240519 A JP H04240519A
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rotation
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rotation detection
signal
magnetic sensors
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JP2570691A
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Hajime Inuzuka
肇 犬塚
Mamoru Takusagawa
守 田草川
Naomi Awano
直実 粟野
Kunihiko Hara
邦彦 原
Toshihiko Kawamura
寿彦 川村
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転検出装置に関し、歯
形を形成した回転円板の外周近傍に磁気センサを設けて
円板回転速度や円板回転位置を検出する回転検出装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の回転検出装置は車両のエンジン
回転角を検出する等の用途に多用されているが、回転円
板製作時の公差や回転軸受けの摩耗等により円板中心が
偏心し、円板の回転位置によって円板外周と磁気センサ
の間隔が変動することがある。この場合、磁気センサに
は歯形の通過に伴う磁界変動に、偏心による磁界変動が
重畳して検出誤差を生じる。
【0003】この問題を解決するために、例えば特開平
1−224669号公報には、偏心に起因する低周波の
センサ信号を除去するコンデンサを設けたホイ−ル速度
センサが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載のセンサでは、外付けのコンデンサを設ける必要
があるとともに、低周波信号を無条件に除去しているた
めに0回転検出ができないという不具合を生じる。
【0005】本発明はかかる課題を解決するもので、外
付けのコンデンサを設けることなく、偏心に起因する信
号のみを良好に除去して誤差のない回転検出が可能な回
転検出装置を提供することとを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、回転検出装置は、外周に一定間隔で歯形11を形成
した回転円板1と、該回転円板1の外周近傍に磁界を形
成する磁石2と、上記外周近傍に、回転円板1の径方向
延長線Lに対して対称位置に設けた複数対の磁気センサ
3A,3Bと、回転円板1の歯形11の通過に応じて、
対となる磁気センサ3A,3Bよりそれぞれ出力される
正弦波信号の差を算出して回転信号として出力する手段
4とを具備し、上記対となる磁気センサ3A,3Bの、
回転円板1の回転中心となす角度をφとし、nを歯形1
1の数として、 0<φ<2π/(n+1)ないし 2π/(n−1)<φ<4π/(n+1)に設定したも
のである。
【0007】かかる構成の回転検出装置において、対と
なる磁気センサ3A,3Bより出力される正弦波信号の
差をとった回転信号は、角度φを上記範囲に設定すると
、回転円板1の偏心による磁界振幅の影響が小さくなり
、これにより、誤差の無い回転検出が可能となる。
【0008】
【実施例】図1において、回転円板1は強磁性体よりな
り、外周に一定間隔で所定数nの歯形11が形成され、
Oを回転中心として図示矢印方向へ回転する。回転円板
1の外周に近い直上には、外周接線方向へ向けて長方形
の磁石2が配設してあり、その磁化方向軸は上記回転円
板1の回転軸に直交している。そして、上記磁石2と回
転円板1との間には左右位置に、ホ−ル素子あるいは磁
気抵抗素子等よりなる磁気センサ3A,3Bが設けてあ
る。両磁気センサ3A,3Bは磁束に対して同一の感度
特性を有し、回転円板1の回転中心Oより上記磁石2の
中心へ径方向へ延びる延長線Lに対して対称位置に置か
れている。
【0009】上記各磁気センサ3A,3Bは信号処理回
路4内の演算増幅器41,42に入力して増幅され、増
幅された各信号は差動増幅器43に入力して差信号が出
力される。差信号は比較器44に入力し、比較器44は
差信号の正負に応じて「1」レベル、「0」レベルの回
転信号を出力する。
【0010】かかる構造の回転検出装置において、回転
円板1の回転に伴い歯形11が磁石2の近傍を通過する
と、磁石2と回転円板1間の空間磁界分布が変化し、磁
気センサ3A,3Bを通過する磁束が変化して正弦波状
のセンサ信号が出力される。
【0011】ところで、加工公差や回転軸受けの摩耗等
により回転円板1の回転中心が偏心することがあり、こ
の場合には上記センサ信号には、歯形11の通過に伴う
本来の信号成分に、偏心に起因する低周波の信号成分が
重畳する。しかして、磁気センサ3A,3Bが回転中心
Oに対してなす角度をφとし、回転円板1が角速度ωで
回転する場合、各磁気センサ3A,3Bの出力信号V1
 、V2 は以下の式で表される。     V1 =A・sin(nωt+nφ/2)+B
sin(ωt+φ/2)+C1    V2 =A・s
in(nωt−nφ/2)+Bsin(ωt−φ/2)
+C2ここでA,B,C1,C2は定数で、Aは歯形通
過による信号成分の振幅、Bは回転円板の偏心による信
号成分の振幅である。また、C1、C2はバイアス磁界
および不平衡電圧による直流成分である。
【0012】上記差動増幅器43で得られるこれら信号
V1 、V2 の差信号Vは以下のようになる。       V=A{sin(nωt+nφ/2)−s
in(nωt−nφ/2)}+B{sin(ωt+φ/
2)−sin(ωt−φ/2)}+Cここで、C=C1
−C2である。
【0013】上式第1項の最大値は2Asin(nφ/
2)であり、第2項の最大値は2Bsin(φ/2)で
あるから、両信号成分の比RはR=Bsin(φ/2)
/Asin(nφ/2)となる。一個の磁気センサのみ
を使用した場合には両信号成分の比はB/Aであるから
、|sin(φ/2)|/|sin(nφ/2)|<1
であればR<B/Aとなり、回転円板1の偏心による信
号成分の影響は従来に比して低減せしめられる。しかし
て、これを満足する角度φの値は、 0<φ<2π/(n+1) 2π/(n−1)<φ<4π/(n+1)となり、角度
φの値を上式の範囲に設定すれば、回転円板の偏心によ
る信号成分の影響が小さくなって、歯形11の通過によ
る真の信号成分のみを良好に得ることができる。
【0014】その効果を図2に示し、図中線xが本発明
、線yが従来を示す。図より知られる如く、磁気センサ
を一個だけ使用した従来の装置では、高周波の真の信号
成分に低周波の偏心信号成分が大きく重畳するため、簡
単な比較器で回転信号を取り出すことはできない。これ
に対して本発明によれば、角度φを上記範囲で適当に設
定する(図はφ=3.75°としたものである)ことに
より図に示す如く低周波の偏心信号成分は十分に小さく
なり、比較器44(図1)により容易かつ確実に回転信
号を得ることができる。
【0015】本発明ではコンデンサを使用しないから、
その設置スペ−スを確保する必要がないとともに、0回
転検出も可能である。
【0016】回転円板1の歯形11のピッチが変更され
た場合にも対応できる構造を本発明の他の実施例として
図3に示す。図において、延長線Lに対して対称位置に
対向間隔の異なる三対の磁気センサ31A,31B,3
2A,32B,33A,33Bが設けてあり、これらは
それぞれ差動増幅器41A,42A,41B,42B,
41C,42Cを経て差動増幅器43A,43B,43
Cに入力接続されている。各差信号は、対となる磁気セ
ンサの出力信号が位相差180度の時にその振幅が最大
となるが、この条件を満たす磁気センサの間隔は歯形の
ピッチにより異なる。信号処理回路4は上記差動増幅器
43A,43B,43Cから入力する信号のうち、最も
振幅の大きいものを選択して回転信号を作成出力する。 これにより、各種の回転円板に対応することができる。
【0017】図4は本発明の更に他の実施例を示すもの
で、磁気センサ3A,3Bと信号処理回路4とをモノリ
シックICに一体化したものである。すなわち、単結晶
シリコンやGaAs等の基板5上にエピタキシャル成長
や不純物拡散等により、上記磁気センサ3A,3B等を
一体に形成してコンパクト化を図ることができる。
【0018】
【発明の効果】以上の如く、本発明の回転検出装置によ
れば、従来の如き外付けのコンデンサを使用することな
く回転円板の偏心による信号成分の影響を小さくなし、
誤差のない回転検出が可能である。本発明はコンデンサ
を使用しないから、コンデンサ取付けのための手間やス
ペ−スが不要であるとともに、0回転の検出も可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す装置の全体構成図であ
る。
【図2】本発明の効果を示すグラフである。
【図3】本発明の他の実施例を示す装置の全体構成図で
ある。
【図4】本発明の更に他の実施例を示す磁気センサ部の
斜視図である。
【符号の説明】
1  回転円板 11  歯形 2  磁石 3A,3B,31A,31B,32A,32B,33A
,33B  磁気センサ 4  信号処理回路

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  外周に一定間隔で歯形を形成した回転
    円板と、該回転円板の外周近傍に磁界を形成する磁石と
    、上記外周近傍に、回転円板の径方向延長線に対して対
    称位置に設けた複数対の磁気センサと、回転円板の歯形
    の通過に応じて、対となる磁気センサよりそれぞれ出力
    される正弦波信号の差を算出して回転信号として出力す
    る手段とを具備し、上記対となる磁気センサの、回転円
    板の回転中心となす角度をφとし、nを歯形の数として
    、0<φ<2π/(n+1)ないし 2π/(n−1)<φ<4π/(n+1)に設定したこ
    とを特徴とする回転検出装置。
  2. 【請求項2】  2個の磁気センサの出力差を信号とし
    て出力することを特徴とする請求項1記載の回転検出装
    置。
  3. 【請求項3】  半導体単結晶基板上に不純物拡散やイ
    オン注入、エピタキシャル成長等の方法により基板と電
    気的に分離された少なくとも2つの領域を形成し、これ
    を磁気センサとして用いることを特徴とする請求項2記
    載の回転検出装置。
  4. 【請求項4】  単結晶シリコンを基板として用いるこ
    とを特徴とする請求項3記載の回転検出装置。
  5. 【請求項5】  エピタキシャル成長によって単結晶シ
    リコンとは異なる第2の半導体層を形成し、これを磁気
    センサとして用いることを特徴とする請求項4記載の回
    転検出装置。
  6. 【請求項6】  第2の半導体層がGaAsであること
    を特徴とする請求項5記載の回転検出装置。
  7. 【請求項7】  単結晶シリコン基板内に集積回路が形
    成されており、GaAs磁気センサからの出力信号がこ
    のシリコン集積回路の入力信号として処理されることを
    特徴とする請求項6記載の回転検出装置。
  8. 【請求項8】  半導体単結晶基板内に集積回路が形成
    されており、磁気センサからの出力信号がこの集積回路
    の入力信号として処理されることを特徴とする請求項3
    記載の回転検出装置。
  9. 【請求項9】  半導体単結晶基板がGaAsであるこ
    とを特徴とする請求項8記載の回転検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002095220A (ja) * 2000-09-08 2002-03-29 Nidec Shibaura Corp モータ
WO2018150833A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 角度検出装置

Cited By (3)

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WO2018150833A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 角度検出装置
JPWO2018150833A1 (ja) * 2017-02-20 2019-08-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 角度検出装置

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