JPH05502139A - ホールセンサ - Google Patents

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】 ホールセンサ装置を検査するための方法及び装置従来の技術 本発明は、デジタル信号出力側を有するホールセンサと該ホールセンサに対して 相対的に可動な制御マグネットからなるセンサ装置を検査するための方法並びに 該方法を実施するための装置としてのホールセンサに関する。

位置、角度位置及び間隔を検出するためのホールセンサは、現在の技術領域にお いて広く普及している。

制御マグネットをホールセンサに近づけると、該ホールセンサ内部で、磁界の増 加によって上昇する制御信号が発生する。後置接続される例えばシュミットトリ ガ等の閾値段を用いることによって、制御マグネットの接近をデジタル検出する ことができる。それゆえに、例えば１つ又は複数のデジタル出力側を有するホー ルセンサが、位置検出のためのホール−スイッチ回路として使用される。

この種のセンサ装置は、例えば電気サーボモータ等の回転装置の回転計数の測定 のためにも用いられる。

この装置では、例えば回転軸等の回転可能部分に制御マグネットが配置される。

この制御マグネツトは各回転毎にホールセンサを通過し、該ホールセンサ内でデ ジタル計数信号が発生する。とりわけ小型の装置では、組み付けの終わった後で センサ装置を操作調整することは実際には不可能である。そのため制御マグネッ トとホールセンサの間の間隔が正確にｉ！１節されているか否かの検査はもはや できなくなる。高温では磁束密度（制御マグネットの磁気誘導度）が変化するた め、許容温度範囲内の所定の温度を過ぎると、信頼できるセンサ信号がもはや発 生されなくなるという危険性が生じる。また一方では、この種の装置において各 装置を一つずつ温度テストすることは特に小型装置の場合不経済である。この種 の問題は、例えば自動車のパワーウィンドモータにおいて生じる。

発明の利点 請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明による方法は、次のような利点を有 する。すなわち本発明によれば、同一のホールセンサによって、位置信号を検出 してデジタル信号で供給することも、あるいはセンサ装置の状態とその調整具合 を、磁束密度のアナログ的検出によって検査することもできるようになることで ある。これにより、ホールセンサと制御マグネット間の間隔を検出するのみなら ず、許容温度範囲内においても、センサ信号の確実なトリガをさせ得るのに十分 な高さの磁束密度があるかどうかの検査を行うことも可能になる。

従って装置の個別の構成素子（ホールセンサないしホールＩＣ及び制御マグネッ ト等）の検査や構成群の検査は省略することができる。

ホールＩＣの対称特性（出力側閾値に対する投入接続閾値）も検出され得る。

従属請求項に記載された手段により、請求の範囲第１項に記載された本発明の方 法の別の有利な実施例が可能である。

別の請求項には例えば本発明の方法を実施するためのホールセンサの有利な構成 が記載されている。

ホールセンサと制御マグネット間の間隔が、最大磁束密度を測定することによっ て直接検出され得る。また、生じ得る高温時においてもセンサ信号が確実にトリ ガされるかどうかを検査するために、最大磁束密度並びにホールセンサのデジタ ル出力のトリガ時点での磁束密度が検出され、相互に関連付けられる。最大磁束 密度が、制御マグネットの磁気誘導度の温度係数に相応して所定の許容値だけ、 トリガ時点の磁束密度を上回る場合は、センサ装置は正常な状態である。その他 の場合は、高温時に制御信号が発生しない危険性がある。この簡単な方法によれ ばセンサ装置の迅速でしかもコストのかからない検査が可能になる。

前記方法を実施するのには、次のようなホールセンサが適している。このホール センサは、デジタル信号出力側を有するデジタル信号処理段の他に、第２のアナ ログ信号出力側を有している。デジタル信号出力側を介して、例えば検出された 位置信号が出力され得る。

これに対してアナログ信号出力側は、検査目的かあるいは間隔の測定のために使 用できる。この種のホールセンサは前記方法を実施するためにだけ適しているの ではなく、デジタル信号の他に、例えば検査あるいは測定の目的でアナログ信号 も必要な場合に常に使用され得る。

ホール素子には有利には増幅段が後置接続される。

この増幅段の出力側は、一方でアナログ信号出力側に接続され、他方で、閾値段 として構成された信号処理段を介してデジタル信号出力側と接続される。これに より、大がかりな付加的構成ユニットを用いずに、簡単な方法でデジタル信号出 力の他にアナログ信号出力を得ることができる。

このホールセンサの構成素子は、有利には唯一つの集積回路（ＩＣ）に収めるこ とができる。

図面の説明 本発明の実施例は図面に示されており、さらに以下の明細書で詳細に説明される 。図面は実施例のブロック回路図を示している。

実施例の説明 電圧制御器１０は２つの接続端子１１．１２と接続されており、この２つの接続 端子１１．１２を介して供給直流電圧Ｕが給電され得る。それによって電圧レギ ュレータ１０の出力側１３と、アースに接続された接続端子１２との間に、制御 された直流電圧が発生する。この直流電圧は、ホール素子１４、増幅器１５、及 びシュミットトリガ１６として構成された閾値段に給電される。

ホール素子１４の２つのセンサ出力側は、増幅器１５の２つの入力側に接続され る。増幅器１５の出力側は、一方で第１の出力トランジスタ１７のベースに接続 され、他方でシュミットトリガ１６のトリガ入力側に接続される。シュミットト リガ１６の出力側は、第２の出力トランジスタ１８のベースに接続される。２つ の出力トランジスタ１７．１８のエミッタは接続端子１２に接続されており、こ れに対して第１の出力トランジスタ１７のコレクタは、第１のアナログ出力端子 １９に接続され、第２の出力トランジスタ１８のコレクタは、第２のデジタル出 力端子２０に接続される。

もちろん基本的にはｐｎｐ型トランジスタも、ｎｐｎ型トランジスタも使用する ことができる。さらに別の形式のデジタル信号処理段も考えられ得る。このこと は、どんな種類の出力信号を必要とするのかに依存する。

前記構成素子及び構成群は１つの集積回路に収納され得る。

前記ホールセンサは次のように機能する。すなわち制御マグネットがホール素子 １４に擾近する際に、センサ電圧がホール素子１４の出力側に発生し、このセ特 表千５−５０２１３９　（３） ンサ電圧は増幅器１５で信号増幅される。増幅されたセンサ電圧は、一方で第１ の出力トランジスタ１７によって再度増幅されてアナログ電圧としてアナログ出 力端子１９に供給され、また他方でシュミットトリガ１６をトリガする。このシ ュミットトリガ１６のデジタル出力信号は、スイッチングトランジスタとして構 成された出力トランジスタ１８によって増幅されたスイッチング電圧として、第 ２のデジタル出力端子２０に供給される。

出力端子１９のアナログ出力信号は、ホール素子のさらされている磁界に比例す るので、このようにして例えば制御マグネットとホール素子１４ないしホールセ ンサ間の間隔が検出され得る。磁界を測定する手段によって、本来のセンサ信号 （例えば位置信号又は角度位置信号等）の検出の他に、唯一つのホールセンサを 用いるだけで、本来のセンサ信号を検出することもでき、また磁界強度ないし磁 束密度及び／又は制御マグネットまでの間隔等が正常な状態かどうか、該ホール センサ自身を検査することもできる。このために、例えば検出された最大アナロ グ測定信号が、１つのサイクル（例えば回転サイクル等）の中で、シュミットト リガ１６のトリガされる時点、すなわちデジタル位置信号の時点に存在するよう な測定信号と比較される。

制御マグネットの磁束密度（磁気誘導度）は高温の際に減少するので、この制御 信号が、前記の極端な温度の際にホールセンサ（ないしホールＩＣ）を確実にト リガさせるのに十分かどうかが推定され得る。例えばホールセンサは、自動車の パワーウィンドモータ中に、該モータ軸の回転回数を検出するために設けられる 。

この種のパワーウィンドモータは、−４０℃〜÷１２０℃の温度範囲に対して設 計されており、この広い温度範囲において制御マグネットの磁束密度は大きく変 化する。本発明によれば、ホールセンサのアナログ出力側を介して、所定の温度 における前記２つの測定値のみを検出するだけで十分である。それによりセンサ 装置が、要求される温度範囲に対して構成されて（Ａるかどうか、すなわち各温 度において必要なデジタル制御信号が生成されるかどうかが推定され得る。

増幅器１５とシュミットトリガ１６の構成と種類に応じて、出力トランジスタ１ ７．１８も個々のケースで省略され得る。これは例えば出力トランジスタ１７に 対してあてはまる。

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Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．デジタル信号出力側を有するホールセンサと、該ホールセンサに対して相対 的に可動な制御マグネットからなるホールセンサ装置を検査するための方法にお いて、 前記ホールセンサの、付加的なアナログ信号出力側（１９）を介して磁束密度を 検出し、評価することを特徴とする、ホールセンサ装置を検査するための方法。
2. ２．前記ホールセンサと制御マグネット間の間隔を、最大磁束密度から求める、 請求項１記載の方法。
3. ３．最大磁束密度並びに前記ホールセンサのデジタル出力画信号のトリガ時点で の磁束密度を検出し、相互間の関係性を形成する、請求項１又は２記載の方法。
4. ４．ホール素子と、デジタル信号出力側を有する信号処理段とを有するホールセ ンサであって、例えば請求項１から３いずれか１記載の方法を実施するためのホ ールセンサにおいて、 第２のアナログ信号出力側（１９）が設けられていることを特徴とする、ホール センサ。
5. ５．前記ホール素子（１４）に、増幅段（１５）が後置接続されており、該増幅 段（１５）の出力側は、−方でアナログ信号出力側（１９）と接続され、他方で 閾値段（１６）として構成された信号処理段を介してデジタル信号出力側（２０ ）と接続されている、請求項４記載のホールセンサ。
6. ６．前記信号出力側（１９，２０）には、そのつどの出力信号を定める、制御可 能な半導体素子（１７，１８）が設けられている、請求項５記載のホールセンサ 。
7. ７．前記ホールセンサの構成素子は、１つの集積回路（ＩＣ）に収容されている 、請求項４から６のうちのいずれか１記載のホールセンサ。