CN115769083A

CN115769083A - 旋转传感器

Info

Publication number: CN115769083A
Application number: CN202180047597.3A
Authority: CN
Inventors: 饭沼祥平; 加藤武司; 赤沼正俊; 松岛涉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Priority date: 2020-07-06
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2023-03-07
Also published as: US20230221146A1; WO2022009520A1; JPWO2022009520A1

Abstract

本发明的旋转传感器具备电源线、探测线、传感部、以及开关，其中，传感部被经由电源线施加电源电压，开关被经由电源线施加接通电压，且与探测线连接。

Description

旋转传感器

技术领域

本发明涉及旋转传感器。

背景技术

WO2015/076040A1中公开有在旋转传感器检测到的旋转速度的变化量为规定值以上的情况下判定旋转传感器的断路故障的结构。

发明内容

但是，WO2015/076040A1的旋转传感器是根据旋转速度的变化量间接地判定断路故障的，而不是通过电路结构直接地探测断路。

本发明的目的在于，提供具有可以探测断路的电路结构的传感器。

根据本发明的某方式，提供一种旋转传感器，其具备电源线、探测线、传感部、以及开关，其中，所述传感部被经由所述电源线施加电源电压，所述开关被经由所述电源线施加接通电压，且与所述探测线连接。

在上述方式中，当电源线断路时，开关从接通切换为断开。因此，通过经由探测线探测开关从接通切换为断开，能够探测断路。因此，提供具有可以探测断路的电路结构的传感器。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的旋转传感器具有的电路的一个例子的结构图。

图2是对基于旋转传感器探测的信号的异常判定进行说明的图。

图3是表示本发明第二实施方式的旋转传感器具有的电路的一个例子的结构图。

图4是表示本发明第三实施方式的旋转传感器具有的电路的一个例子的结构图。

图5是表示本发明第四实施方式的旋转传感器具有的电路的一个例子的结构图。

图6是表示本发明第五实施方式的旋转传感器具有的电路的一个例子的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

下面，参照图1及图2对本发明第一实施方式的旋转传感器100进行说明。

首先，参照图1对旋转传感器100及应用旋转传感器100的旋转速度检测装置1的整体结构进行说明。图1是表示旋转传感器100具有的电路的一个例子的结构图。

如图1所示，旋转速度检测装置1具备旋转传感器100和作为控制装置的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)2。

旋转速度检测装置1将来自旋转传感器100的输出信号作为脉冲信号输入到ECU2，ECU2基于该脉冲信号的周期运算作为被检测物的脉冲转子PR的旋转速度。

脉冲转子PR例如是与动力传递装置(变速器、减速器等)的旋转要素中的一个一体旋转的部件。但是，脉冲转子PR不限定于这些部件。

脉冲转子PR可以与动力传递装置的动力传递机构(齿轮、带轮等)分体形成，也可以与动力传递机构一体形成。

旋转传感器100具有传感部S、开关SW、作为第一电阻元件的电阻元件R1、作为第二电阻元件的电阻元件R2、作为第三电阻元件的电阻元件R3、以及作为第四电阻元件的电阻元件R4。

旋转传感器100具备配线L1、配线L2、以及配线L3。旋转传感器100通过配线L1、配线L2、以及配线L3与ECU2连接。

配线L1与电源Vcc连接。配线L1构成正极电源线。配线L1与传感部S的端子T1连接。配线L1经由电阻元件R2与后述的开关SW的端子Ta连接。

配线L2经由作为上拉电阻元件的电阻元件Rpu与电源Vcc连接。配线L2构成探测线。配线L2经由电阻元件R4与传感部S的端子T2连接。配线L2经由电阻元件R1与后述的开关SW的端子Tb连接。配线L2与后述的探测电路DC的脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin连接。

配线L3与公共的主体地线(负极)GND连接。配线L3构成负极的电源线。配线L3与传感部S的端子T3连接。配线L3与后述的开关SW的端子Tc连接。配线L3经由电阻元件R3与后述的开关SW的端子Ta连接。

在本实施方式中，将配线L3设为接地电位，将配线L1设为比接地电位高的电位，但不限定于此，只要设定为在配线L1和配线L3之间产生电位差即可。

在本实施方式中，将对配线L1设定的电位设定得比对配线L3设定的电位高，但也可以将对配线L1设定的电位设定得比对配线L3设定的电位低。即，只要设定为施加于配线L1的电压的电位和施加于配线L3的电压的电位不同即可。

传感部S具有作为正极端子的端子T1、作为信号输出端子的端子T2、以及作为负极端子的端子T3。端子T1在传感部S的内部与端子T3连接。

传感部S具有将脉冲转子PR的旋转运动转换为脉冲信号并输出的功能。经由配线L1对传感部S施加电源电压。传感部S经由电阻元件R4及配线L2与探测电路DC连接。

作为传感部S，例如应用使用了霍尔元件的霍尔IC等。此外，传感部S的结构不限定于此。

传感部S接受来自电源Vcc的电力供给而动作。传感部S在铁等磁性体接近时，检测其磁力，根据检测到的磁力，切换导通。即，传感部S在磁性体接近时变为导通(接通)，否则变为非导通(断开)。在此，传感部S接近脉冲转子PR设置。该情况下，传感部S每当脉冲转子PR旋转而该脉冲转子PR的齿接近其时，切换接通、断开。由此，ECU2能够从传感部S取得与脉冲转子PR的旋转对应的脉冲状的接通、断开信号。

开关SW具有作为控制端子的端子Ta、作为第一端子的端子Tb、作为第二端子的端子Tc、以及作为接地端子的端子Td。从配线L1经由电阻元件R2对开关SW施加接通电压。

端子Ta经由电阻元件R2与配线L1连接。从端子Ta供给用于使作为断开状态的开关SW进行接通动作的电压。端子Ta在开关SW的内部与端子Td连接。

端子Tb经由电阻元件R1与配线L2连接。

端子Tc与配线L3连接。

端子Td经由电阻元件R3与配线L3连接。

在开关SW接通时，在端子Tb和端子Tc之间流过电流。在开关SW断开时，端子Tb的端子Tc之间的电流被切断。

开关SW例如是晶体管等。此外，开关SW的结构不限定于此。

在开关SW为双极晶体管的情况下，端子Ta为基极，端子Tb及端子Tc中的一方为发射极，端子Tb及端子Tc中的另一方为集电极。

在开关SW例如为场效应晶体管(单极晶体管)的情况下，端子Ta为栅极，端子Tb及端子Tc中的一方源极，端子Tb及端子Tc中的另一方为漏极。

经由电源线即配线L1及配线L3对开关SW施加接通电压。

使开关SW进行接通动作的接通电压根据开关SW的极性而正负颠倒。因此，只要以对开关SW施加接通电压的方式选择性地连接电源线即可。

这样，因为经由电源线(配线L1及配线L3)对传感部S施加电源电压，且经由电源线(配线L1及配线L3)对开关SW的控制端子施加接通电压，所以能够进行电源线(配线L1及配线L3)的断路探测。后面一并参照图2对电源线(配线L1及配线L3)的断路探测进行详细说明。

ECU2控制旋转速度检测装置1的各种动作。ECU2由具备中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)及输入输出接口(I/O接口)的计算机构成。ECU2通过由CPU读出存储于ROM的程序，控制旋转速度检测装置1的各种动作。

ECU2也可以由多个微机构成。此外，后述的探测电路DC也可以是将ECU2执行的功能作为虚拟单元的探测电路。

ECU2具有探测电路DC和作为上拉电阻元件的电阻元件Rpu。

探测电路DC具有脉冲信号输入部Tin和模拟信号输入部ADin。探测电路DC具有探测从传感部S输出并输入到脉冲信号输入部Tin的脉冲信号的功能。探测电路DC具有探测从传感部S输出并输入到模拟信号输入部ADin的脉冲信号的电压大小的功能。

探测电路DC探测旋转传感器100是否为异常状态。具体而言，探测电路DC能够探测配线L1、配线L2及配线L3的断路。另外，探测电路DC能够探测配线L1和配线L2的短路、配线L1和配线L3的短路、及配线L2和配线L3的短路。

探测电路DC作为动力传递装置的ECU2内的一功能而设置。即，探测电路DC设置于旋转传感器100的外部。但是，不限定于该结构，例如，也可以将探测电路DC设置在旋转传感器100内。

下面，一并参照图2对旋转传感器100的作用进行说明。图2是对基于旋转传感器100探测的信号的异常判定进行说明的图。

首先，对旋转传感器100为正常的状态的情况进行说明。

开关SW的端子Ta经由电阻元件R2与电源Vcc连接。另外，开关SW的端子Td经由电阻元件R3与主体地线GND连接。因此，始终对开关SW的端子Ta施加由电阻元件R2和电阻元件R3分压的电压。因此，由晶体管构成的开关SW始终接通。由此，探测线即配线L2经由电阻元件R1与主体地线GND连接。

在传感部S接通的情况下，因为端子T2与主体地线GND连接，所以向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin输入由电阻元件Rpu和并联连接的电阻元件R4及电阻元件R1分压的电压即电压Vlow。

这时，探测电路DC探测向模拟信号输入部Adin输入的电压的大小。向模拟信号输入部Adin输入的电压Vlow是比主体地线GND的电压Vmin稍高的值。由此，探测电路DC探测传感部S接通时的信号为正常。

另一方面，在传感部S断开的情况下，不经由电阻元件R4流过电流。但是，因为经由电阻元件Rpu和电阻元件R1流过电流，所以向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin输入由电阻元件Rpu和电阻元件R1分压的电压即电压Vhigh。

这时，探测电路DC检测向模拟信号输入部Adin输入的电压的大小。向模拟信号输入部Adin输入的电压Vhigh是比电源Vcc的电压Vmax稍低的值。由此，探测电路DC探测传感部S断开时的信号为正常。

接着，对旋转传感器100发生了异常的情况进行说明。

在电源线即配线L1和配线L3中的至少一方断路或者配线L1和配线L3短路的情况下，开关SW始终断开。因此，与没有电阻元件R1的情况是同等的。

此时，因为也没有向传感部S供给电源，所以传感部S不接通，而是断开或不稳定。

在传感部S断开的情况下，在电阻元件R4中未流过电流。因此，向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin输入电源Vcc的电压Vmax。

也与传感部S不稳定的情况同样，因为没有向传感部S供给电源，所以在电阻元件R4中实质上没有电流流过。因此，向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin输入电源Vcc的电压Vmax。

当探测线即配线L2断路时，经由电阻元件Rpu对脉冲信号输入部Tin施加电源Vcc的电压Vmax。因此，向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin输入电压Vmax。

当电源线即配线L1和探测线即配线L2短路时，电源Vcc的电压Vmax被直接施加到脉冲信号输入部Tin。因此，向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin输入电压Vmax。

当探测线即配线L2和电源线即配线L3短路时，脉冲信号输入部Tin与主体地线GND直接连接。因此，向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部ADin输入电压Vmin。

如上，在配线L1、配线L2及配线L3为正常的状态的情况下，向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部Adin输入的电压是电压Vhigh或电压Vlow。但是，在配线L1、配线L2及配线L3中的至少一个为异常的状态的情况下，向脉冲信号输入部Tin及模拟信号输入部Adin输入的电压是电压Vmax或电压Vmin。

在此，探测电路DC将向脉冲信号输入部Tin输入的电压Vmax及电压Vhigh都识别为“H(High)”信号。另外，探测电路DC将向脉冲信号输入部Tin输入的电压Vmin及电压Vlow都识别为“L(Low)”信号。

此时，在探测电路DC中，通过基于向模拟信号输入部ADin输入的电压的大小检测识别为“H”信号的信号的电压是电压Vmax或电压Vhigh、或者识别为“L”信号的信号的电压是电压Vmin或电压Vlow，能够判定有无异常。因此，探测电路DC能够探测旋转传感器100是正常的状态还是异常的状态。

根据以上第一实施方式，实现以下所示的效果。

在旋转传感器100中，例如，当电源线即配线L1或配线L3断路时，开关SW从接通切换为断开。因此，通过经由探测线即配线L2探测开关SW从接通切换为断开，能够探测配线L1或配线L3的断路。因此，提供具有能够检测断路的电路结构的旋转传感器100。

另外，在本实施方式中，使用旋转传感器100的动作所需要的配线L1、L2及L3，探测旋转传感器100是异常的状态。因此，能够不增加配线根数而探测旋转传感器100的异常。

(第二实施方式)

接着，参照图3对本发明第二实施方式的旋转传感器200进行说明。图3是表示旋转传感器200具有的电路的一个例子的结构图。在以下所示的各实施方式中，以不同于第一实施方式的点为中心进行说明，对具有同样功能的结构标注相同的符号，省略说明。

旋转传感器200在将电阻元件R3与其它配线L4连接而不是与配线L3连接这一点上与第一实施方式的旋转传感器100不同。

配线L4构成电源线。配线L4与配线L3同样，只要是与配线L1具有电位差的配线即可。

根据第二实施方式，至少能够探测作为电源线发挥功能的配线L1的断路。

此外，在图3中，以配线L1能够施加开关SW的接通电压的方式设定配线L1的电位及开关SW的极性。

(第三实施方式)

接着，参照图4对本发明第三实施方式的旋转传感器300进行说明。图4是表示旋转传感器300具有的电路的一个例子的结构图。

旋转传感器300在将电阻元件R2与其它配线L5连接而不是与配线L1连接这一点上与第一实施方式的旋转传感器100不同。

配线L5构成电源线。配线L5与配线L1同样，只要是与配线L3具有电位差的配线即可。

根据第三实施方式，至少能够探测作为电源线发挥功能的配线L3的断路。

此外，在图4中，以配线L2能够施加开关SW的接通电压的方式设定配线L2的电位及开关SW的极性。

(第四实施方式)

接着，参照图5对本发明第四实施方式的旋转传感器400进行说明。图5是表示旋转传感器400具有的电路的一个例子的结构图。

旋转传感器400在将开关SW的端子Tc与其它配线L6连接而不是与配线L3连接这一点上与第一实施方式不同。

配线L6构成电源线。配线L6只要是与配线L2具有电位差的配线即可。

(第五实施方式)

接着，参照图6对本发明第五实施方式的旋转传感器500进行说明。图6是表示旋转传感器500具有的电路的一个例子的结构图。

旋转传感器500在将开关SW的端子Tb与其它配线L7连接而不是与配线L2连接这一点上与第一实施方式不同。

配线L7构成探测线。配线L7与其它探测电路ODC连接。

对以上本实施方式的结构及作用效果进行汇总说明。

(1)在具备电源线即配线L1(或L3)、探测线即配线L2(或L7)、传感部S、以及开关SW的旋转传感器100、200、300、400、500中，传感部S被经由配线L1(或L3)施加电源电压，开关SW被经由配线L1(或L3)施加接通电压，且与配线L2(或L7)连接。

在上述方式中，当电源线即配线L1(或L3)断路时，开关SW从接通切换为断开。因此，通过经由探测线即配线L2(或L7)探测开关SW从接通切换为断开，能够探测配线L1(或L3)的断路。因此，提供具有能够探测断路的电路结构的旋转传感器100、200、300、400、500。

此外，开关SW即使接通，也当然具有规定的电阻值。因此，本电路结构也可以说是通过开关SW的接通和断开的切换，来模拟有无电阻元件的电路结构。

(2)配线L2与传感部S的信号输出端子即端子T2连接。

根据该结构，也可以分别设置断路探测用的探测线及探测电路和传感用的探测线及探测电路，但通过使配线L2具有传感部S的输出探测和断路探测双方的功能，能够抑制探测线或探测电路的增加。

(3)配线L2(或L7)经由作为第一电阻元件的电阻元件R1与开关SW连接。

为了提高探测精度，优选与作为探测线的配线L2(或L7)连接的电阻元件的电阻值较高。因此，根据该结构，通过与开关SW分开设置电阻元件R1，能够提高探测精度。

(4)开关SW被从配线L1经由作为第二电阻元件的电阻元件R2施加接通电压。

根据该结构，通过利用电阻元件R2使施加于开关SW的电压下降，能够抑制开关SW的耐久性降低。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过示出了本发明的应用例之一，其宗旨并不是要将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

例如，可以设为将图1及图3至图6的概念相互组合的电路结构。具体而言，也可组合图3和图4，或者组合图4至图6，不限定于这里例示的组合。

此外，由于配线及开关当然具有规定的电阻值，因此，在图1及图3至图6中，可以省略电阻元件R1、R2、R3及R4，但从提高电路的精度等观点出发，优选设置电阻元件R1、R2、R3及R4。

在上述实施方式中，对探测旋转传感器100、200、300、400、500的异常的结构进行了说明，但也可以是探测被检测物不是旋转体的位移传感器等的异常的结构。

另外，上述实施方式中使用的配线L1～L7例如可以是电线，也可以是设置于电子基板的电路图案。即，配线L1～L7只要可以将各构成零件电连接即可。

本申请主张基于2020年7月6日在日本国专利局申请的特愿2020－116299的优先权，该申请的全部内容通过参考编入本说明书中。

Claims

1.一种旋转传感器，其具备电源线、探测线、传感部、以及开关，其中，

所述传感部被经由所述电源线施加电源电压，

所述开关被经由所述电源线施加接通电压，且与所述探测线连接。

2.根据权利要求1所述的旋转传感器，其中，

所述探测线与所述传感部的信号输出端子连接。

3.根据权利要求1或2所述的旋转传感器，其中，

所述探测线经由第一电阻元件与所述开关连接。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转传感器，其中，

所述开关被从所述电源线经由第二电阻元件施加接通电压。