JPS5968601A - 回転角度検出装置 - 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】 本発明は内燃ＩＷ門の回転軸等に同！！１．１　シ’Ｃ
回１ト１８する回転体の回転角度を検出りる回転角度検
出）装置にＩｌ’、ｌ　！Ｊる。

従来、このηΦの回転装冒では回転イホの回転数（こ同
期した回転信号を検出し、この検出信号を積分して平均
（＋＋：ｊ雷ＦｉＥ信弓を１１１、この甲均舶信昼ど上
記検出信号とを比較し回転角世情９１１をｑ！１でいた
が、内１″！！（機関の様（こ超１１（回Φムから高１
す１％；Ｊ、Ｃ広いｆｌむ囲で辻転される場合、そのＩ
Ｃ１分定数の適合が困ガ１て゛あった。

本弁明は、このイ、ｈな問題１気に鑑Ｊ（−’、にされ
たしのであり、上限、下限クリップ電１−「を、検出索
了雷ΣＬを基片にしＣ設定したクリップ回路を設（Ｊる
ことにＪ、す、検出精１徒の優れた回転角ｊσ検出装置
ｉ’？の提供を目的どりる、。

第１図は、円周に多数の磁極を）＝’７１３１席関ど同
期して回申１４するｌｉ蔓気回１１１７；体（図示さ４
１Ｃいない。）に対向して配置されたボール水子の出力
信号を小Ｊ図−（ある。に（関の回転角Ｉ長（ご同１す
１シた父流分か、回転角度には依存し４１い直流１分△
０に重畳している。〈／＼Ｏ（よ、水子のバラツキ、周
囲温度の変化等にＪ、り能動−りる。、） 第２図（３１、本弁明の一実施例を示す電気回路図であ
る、１１（。Ｊ、電源端子１１．１３および信号出力端
子１２．１４を右するボール素子、２（Ｊ、入力抵抗２
１、帰ｊ７抵抗２２おＪ：び演ｔ′＞増幅：（：→２３
をイｉづる増幅回路、３（ユ抵抗３１　Ｊ′３よび」ン
デンリ３２を・右りる平）（′１回路、４は比較器４１
を右りる比較回路、５（よりリップ回路である。クリッ
プ回路５は、（１１１仲増幅器５１、抵抗５２〜５７、
Ｎ１−）Ｎのべｊ′１へランラスタ５Ｂ１，５８２Ｊメ
よび１’　Ｎ　ｌ）のベアトランジスタ５９１．５９２
をイｊ′りる。べ】′トランジスタ５　Ｂ　１　、５　
Ｂ　２　Ｊｊ　Ｊ：び５９１．５９２のベースはそれぞ
れ相！１（こ接続され、１−ノンシスタ５８１，５９１
の］レクタＬＪ共にぞのｌ＼−区に接続され、かつそれ
そ１′シ抵１ノ″１．５Ｂ。

５７を’）＋１！’＋　Ｌ／−’Ｃ定電圧電源ＶＳａ＞
よび低゛１′１て月゛１−１イ源ＶＳの接地側に接わ、
されている。１ヘランジスタ５８２．５９２の」−ミッ
クは共に端子■に１８続きれている。１〜ランジスタ５
９１の１ニミツクは、電源■Ｓと、■端子電圧の等電圧
を抵抗５２と５３で分圧りる点■に接続される。トラン
ジスタ５８１０エミッタは、■端子電ｊ丁を抵抗５４゜
５５で分圧づる点■に接続される。

第３図は、本発明のクリップ回路の他の電気回路図であ
る。クリップ回路６以外の７７４成は、リベＣ第１の実
施例と同じである。クリップ回路６は、）拉ｉ算増幅器
６１、抵抗６２〜６５ダイＡ−トロ６゜６７をイｊりる
１、タイＡ−ドロ６のカッ−１−は、定電圧電ｊｌｊｌ
ｊ　Ｖ　Ｓど、ｉζｉ７　！、１増幅器６１の出力端■
電圧を抵抗６２ど６３で分Ｌｌ二づる点■に接続されＣ
いる１、タイ／１−ドロＧのりアノード、Ｊｊ　Ｊ、ひ
クイＡ−ドロアの７Ｊソード）、１、共に■端−ｒに接
Ｎ、−されでいる。タ°イΔ−ドロアのアノ−１〜は、
■（’２１ｉ　？ｉｉ月−を１入坑６４ど６５　（ｊ）
圧づる■端子にＩｆ　Ｇ：されている。

第４図は、本発明のクリップ回）８のさらに他の電気回
路しＩで（（つる。クリップ回路７以外の（１【１成は
、ｉ４！　１の実施例と回しである。クリップ回）３７
は、イ’、、ｉｉ　！、”）増幅器７１．７６．７７と
、定電ｄ旨！！；ｊ　７２　。

７３ど抵抗７４，７５ど、タイ副−１〜７８．７９を右
りる。演篇増幅器７］の■入ノＪ（よ■０．′、□、：
に１）１．抗され、０人力は、出力Ω：２．：子■に接
続されＣいる。

定電？Ａ’Ｎ電源７２は、抵抗７４を介して■１）：□
１：１．二１８杖されていて■端から■端には一定の電
流　ｉｌか流れる。、定電流電源７３（ま、抵抗７５を
介して１（０１°、：（こ１）１続されＣいて、■９１
″１：から■端に（よ−）ｌニの゛ｉｉｉンＺこ１２か
流れる。演Ω増幅器７Ｇの■入力は■端に、０人力は■
端に、出力はタイＡ−ドアＢのカッ−Ｉ〜ｔ、ＬＩ）：
続されている。タイ７１−１〜７８のノ′ノーｌへど、
タイＡ−ドア９のカッ−（へＣよ、Ｊ（に■・）Ｍ、：
に接にされ−（いる。（すｉｎ増幅’Ａ：：　７７の■
入力は■（７５″１：に、０人力（３１■ｑ；１°１冒
こ出力はタイ７１−１−７９のアノ−１−（こ１とわ°
Ｃされている。

ダ］り１ヌ目Ｊ、本発明の回り１ム検出装勧の動作説明
図である。［３ｏは高回転１１．１の■端波形、１３１
、口２は−ぞれそれ、本発明のクリップ回路か無い揚台
、ａ３Ｊ、ひ（ｉる」５Ａ合の低回転＋１１’ｊの■端
波形、Ｃは０点波形、１．）　ｏ　、ｌ）　＋　、ｌ）
　２はそれぞ゛れ高回’１／；　Ｉｌ、’）　、にＪ、
ひ低回Ｑニア、１１“■のクリップ回路か無い場合、イ
ｊる場合の出力端■の各波形である。

本冗明′）４置の動作を・第１図に示されたクリップ回
路５の動作を中心に説明する。ｉｉ、’ｉ惇増幅器５１
にＪ、す■端子電性が■端子にて、１ｉＪ“ｌうれる３
、高）２１２回転時には、■端電圧は、平滑回路３にＪ
、す１３　Ｄの如く平均化され波形Ｃの中心碩をどり、
（，１１；、＋７の）（（（い場合の■点電位、従って
■山型ｆｊｌに（、Ｉぽ等しい。しかじな７）＜　ｌら
（Ｉ（外回’１／−１１１′Ｉに（ま、クリップ回路か
無い場合■Ω１′６：、Ｉ！ｌ形１６０３１の如く変動
し、出力１〕１ら高速１１′１の出力１）０から（、Ｉ
、人６さくスレｆ６Ｉσ１）ワ（差△θ１４牛しる。、
　（−こ−（、木光明のクリップ回路を用いれは、ホー
ル素ｆの中５．°１電位△Ｊ、す（れぞれ△■た（ノー
１・１・（こスしたクリップ電１Ｆを、抵抗５２・〜５
５にＪ、す１１Ｉる。、１−限りリッ／電１１−１■貞
電月−は、■ｆｊＪ電ｊ十より／＼Ｖ高く１．１、Ｉご
、Ｉ・限りリツゾ雷１１■貞宙ｊ１は■５．°、−電）
ＩＪ、す／＼Ｖ低く１没定じである。５Ｇ、５７は電流
ｉＺ　ｉＮ　Ｉｌｌ　−（Ｅ’　、　’：’：　ｆｌｌ
ｈ的（、ニタイΔ〜ｉ〜としｉｎ’　Ｉｆ＃　＜　＋−
ノンジメタ５８１゜５９１のＩＱ！’＋方向宙°流を制
限りろ１．この１１°＋　ｌ−ノンシスク５８１　（Ｊ
）　ｔ＼−ス・１−ミッタ間１１ｔ　ＩＩ　＜ｚ−Ｖ　
ｊＨ、’、　１’！’するど１−ランシスタ５８１のベ
ース電圧は、（△−△Ｖ＋Ｖ　　　）となる。また、１
−ランジスＩｎ己ｌ り５９１のベース・］−ミッタ間電圧を■　　どＪＦ２ るど、ｌ−ランジスク５９１のベース電圧は、（△十△
Ｖ−■　　）となる。トランジスタ＋３Ｅ２ ５８１ど５８２、トランジスタ５９１と５９２は、それ
ぞれ同じ特性を持っているので、１〜ランジスタ５８２
のベース・エミッタ間順方向型ＩＩＶＢｇ３は、■　　
に等しく、１〜ランジスタ５９２のぺ一＋（１号−１ ス・］−ミッタ間順方向電圧■　　は電圧Ｖ　　にＢＦ
２　　　　　　　　　　＋３Ｅ２ 等しい。今■点の雷１土が一トがって、電ｊ十（へ十△
Ｖ）（こなると、トランジスタ５８２のベース市川−（
ま、 （Ａ−ＡＶ　十ＶＢＥ］−）　−（Ａ−ＡＶ　−１−Ｖ
、、、４．１．、　）なの゛（゛ベース・エミッタ間電
圧は、 （Ａ　−△　Ｖ　±　Ｖ　　　　　　　　）　　−（八
　−ト　△　■　）Ｔ３Ｉす」 −（Ａ−△Ｖ＋Ｖ　　　）−（Ａ＋△Ｖ）３　Ｅ　３ −Ｖ、、−２△Ｖ＜ＶＢ１３３ ＩＮｌ：、＋ と４１って逆バイアスどなり、１−ランジスタ５８２（
よ遮Ｉ’ｄＩ状（１ｔどなる。一方１〜ランジスタ５９
１のベース電圧は （Ａ−＋−△Ｖ−Ｖ　　　）−（Δ」−ＡＶ−■　　）
なりＥ２　　　　　　　　　　ＢＥ／ｉ ので、ベース・エミッタ間電圧は （Ａ十△Ｖ）＝（Δ（ΔＶ−Ｖ　　　）Ｂｌ呂２ ＝（Ａ十△Ｖ）−（Ａ十△Ｖ−Ｖ　　　＞ＢＦ４ ″Ｖ　ＢＦ２ どなって、１〜ランジスタ５９２　Ｌｌ能動状態どなり
、０点の電圧が、上限設定値（Δ」−ＡＶ）より上がろ
うどりるのを抑える。逆に０点の電ＩＪ−が下がっＣ電
圧（八−ＡＶ）どなると、トランジスタ５９２のペース
・エミッタ間霜月−は、（△−△Ｖ）−（Δ−１ＡＶ−
Ｖ、、）１３１も／＋ ＝（△−△Ｖ）−（△十／＼Ｖ　−Ｖｌ、、、］／ｌ＞
−Ｖ　　−２△Ｖ＜ＶＢＥ４ ＢＩＥ／１ とな−、）　Ｔ　Ｉ−ランシスタ５９１　ｋｌ　ｉｌ＋
（，１，ＩＩＪｉ　＃人ｒｉ俵ト＜ｃ　ル。

一方１−ランジスタ５８２のへ〜ス・土ミッタ間電ｊに
　は　、 （△−△■−１Ｖ＋ｎｔ１　　）−（△−／＼Ｖ）＝（
Ａ−ＡＶ　−１−ＶＢ□＞、’ｂ　　＞　−’　（△−
△Ｖ）＝　　ｖ１３Ｅｒ４ と４ｆす、１ヘランシスタ５８２は能動状態どなつ−Ｃ
■貞の雷）１か、下限設定価（△−△Ｖ）Ｊ、り下かろ
うどするのを抑える。ここで上限、下限クリップ電圧す
なわｌ９、■および■魚雷ｙ１は、■Ｊｎ電圧、？、ｔ
−）て０点電圧４阜ｉ（すして設定され−（いる。これ
により、ホール素子１の出力端子１２の電ｊ土が、ハラ
ツ１、温度変動により変化して６、−Ｃれ（こ伴’ｃＫ
　’−）て■点、■点電几も移動し、」−限、−（・限
のクリップレベルが、波形の中心レベル１３　ｏにり・
１して、ＩＪ象になる様に補正できる。

第５５図の信局波形Ｃは、ホール素子１（・検出された
回φｉ、角度信号を増幅器２で増幅したしのであり、第
２図の■貞の信号である。信号Ｃは１幾関の同１ト！、
ｆｑ度に同１１１１　シた父流分が、回転角度に依存し
ない直流分Δ０に重畳した波形どなっていて、ホール素
子１の中点電位（Ｇｌｉ子１２の電圧）が変動りるど、
Ａｏ（Ｊ変動りる。比較回路４は、この信＞２０の平均
型Ｌ１（直流分）を平滑回路３より１己７て、ぞの市川
、ηなわら△０ど信号Ｃを比較して比較１ｒ＜　ｌｉｅ
　・Ｊる１、クリップ回路５は、第２図■点の信号ある
。０点の信号は、高回転１１゛ｊにＩ３上、平？１７回
路３の抵抗３１、コンデンリ３２（こｊ、り平滑されて
Ｃ信号の直流分Ｂｏとなる。

１幾開始動１１、ｒの４．丘に父流分の周波数が仲めτ
低い時の０点の信号は、第［５図のＢ２て示Ｊ様に、太
さなリップル波形Ｂ１を電圧△−（△Ｖ、△−△Ｖでク
リップした波形どなる。この電圧幅±△Ｖは、温度変化
簀にＪ、す、あらかじめβ１１定される雷Ｌ［Ｂｏの変
動幅よりＡゝ）や広く設定しくおく。この様にする事に
より、整形波形の立上り・立下がりの位置精度が強く要
求される高回転時は、信号Ｃの平均型ｆＪ’：　１３　
ｏ　Ｊなわち、交ＩＡ（２分の波形中心で比較整形リー
るので、温度変化で電ＩＪ［−３ｏか変動したりして−
ｂｆ１冒哀の良い整形波形が１１１られる。乏Ｉ、た整
形波形の立上がり立下がりの位１１′１°粕１島が高回
転１１、ＹはどＬＪ、　ｑ２求されない始動１１、ｌの
４．］１に、超低回ｉｌｊ、ｌ；　ｌｌ’ｉにｆ、Ｌ、
信′；、３　Ｇの平均重重１３　ｏ　Ｊ：り外れではい
るが、リップル波形１３１よりは電Ｊ１１３　ｏにｊｌ
ｔい電１１−（へ上△Ｖ）にて比較整形りるの（、第５
１７１の？Ｉ：！形１〕２の４．しに楯庶を向上ざＵる
ことができる。

本発明４買にＪ、れは、ボール素子の中点電圧によって
設定された上限クリップ電圧および干限りリップ雷Ｈを
右りるクリップ回路を段（）ることにより、回転体か超
低回転であっても品回１：ｚ、であっても回転角態検出
精度か向−「し、信頼性の高い回転角度検出装置をｆｆ
１ｉ　ｆＪ（りることができる。

以上、・ｊ・−ル蟲子で説明したが、他の感磁素子、例
えば、磁気抵抗素子で６全く同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図１３１、Ｉｌｌ気気回転体対向し−Ｃ配置された
ボール素子の出力信号を示１図、第２図は本発明の一実
ｆＩｉ！！例を小す電気回路図、第３図は第′１図にに
　ＣＪるクリップ回路の他の電気回路図、第４図（，１
、第１図に（（３りるクリップ回路のさらに他の７１７
気回路図、ＪｉＪ、ひ第１）図は本発明装置ｉの動作β
１明図である。 １・・・ホール素子 ２・・・増幅回路 ３・・・重重回路 ４・・比較回路 ５・・・クリップ回路 ６・・・クリップ回路 ７・・・クリップ回路 代理人　浅　　利　　　皓 外１名 第１図〜へへ Ｄｌｏ　　　■−■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　回転角度に同期した交流分が回転角度に依存し
   ない直流分に重畳した信号を発生する手段と、前記用層
   ・信号を積分して平均値電圧を出力する積分回路と、こ
   の積分回路の平均饋電Ｉｔ信号と前記小骨信号とを比較
   して整形する比較ツ（８形回路と、ｏｆｆ記積分回路の
   平均値電圧の変動府シ聞を限定り゛るクリップ回路とを
   備え、前記クリップ回路のクリップ電圧は、前記信号発
   生手段の出力端電圧を阜ＩＩ−にして設定されて成るこ
   とを特徴とりる回転角度検出装置。 （２、特許請求の範囲第（１）項に記載の検出装置にお
   いて、前記クリップ回路は、ペースを共通接続した第１
   および第２の一対のトランジスタを右し、前記第１の一
   対のトランジスタの一方はその］−ミッタが下限クリッ
   プ電圧設定点に接続され、ｉ’＋ｉｉ記第１の一対のｌ
   ・ランジスタの他方はそのエミッタがクリップされる信
   号が印加される端子に接ｖｃされ、前記第２の一ス・１
   の１〜ンンジスタの−”方はそのエミッタが上限クリッ
   プ電圧設定点に接続され、前記第２の一対の１〜ランジ
   スタの他方はそのコニミッタが前記信号端子に接続され
   、前記クリップ電圧設定点は、前記信シ４ブご生手段の
   出力端電位を基準にして成る回転角度検出装置ｔ９＋’
   　＋１（３）　特Ｒ’ｌ請求のイ・ｉ１間第（１）　Ｉ
   ｎに記載の検出装置において、前記クリップ回路は、一
   対のダイオードを右し、その一方のダイオードは、アノ
   ードがクリップされる信号が印加される端子に１＆続さ
   れ、カソードが、上限クリップ電圧設定点に接続さ机、
   他方のダイオード（ま、カソードが前記信号端子に接続
   され、アノードが下限クリップ電り１設定点に接続され
   、前記クリップ電圧設定点は、前５，１シ信弓発牛手段
   の出力端型（ｆｌを基１１ｔ−にして成る回転角度検出
   装置。 （／Ｉ　）　　’４’：ｉ許前求の範囲第（１）項にＲ
   Ｌ載の検出装置にｄ５いて、前記クリップ回路は、一対
   の演綿増幅器とダイオードを有し、一方の前記演惇増幅
   器の非反転入力０〃１：子か、上限クリップｒｌｉ月に
   接続され、反転入力端子が前記ダイΔ−ドの）′ノード
   Ｊ＞、Ｊ、ひ、前記クリップされる信号が印加される端
   −Ｊ’　ｌこ１＆わＣされ、前記タインードのカソード
   が、前記演（９増幅器の出力に接続され、他方の前記演
   障増幅七：）の非反転入力端子は下限クリップ電Ｌｆに
   接続され、反転入力端子は前記ダイオードのカソードＪ
   ３よぴ、前記クリップされる信号が印加される”ｔｔ＋
   ：　’Ｊ’に接続きれ、前記タイ刺−ドのアノードは、
   前記演篇増幅器の出力に接続され、クリップ電圧設定点
   は、前記イλ号梵牛手段の出力端電位を基準にして成る
   回転角度検出装置。 ＜　５　）　　！１．’ｒも′（請求の範囲第く１）項
   から第（４）Ｉ；Ｈ：、ｌ、てのいす、れかに記１成の
   装置にＪｊいて、上記イ３５ｊ光く１丁段（：１、ホー
   ル素子を含むことを特徴とづる回転角度検出装置心。 （６）　　！Ｉ：Ｉ　ｉ’ｌ　Ｉ＋ｉ’＋求（１）　Ｆ
   ｌｕ囲第く１）項からａ）（４ンＩｆｉ　Ｊ、てのいず
   れか（こ記載の装置において、上記信５３昆牛手段は、
   磁気抵抗水子を含むことを１４徴どりる回転角度検出Ｙ
   ｉ冒。