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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Drehzustandserfassungsvorrichtung
und ein Drehzustandserfassungsverfahren zum Erfassen des Drehzustands
eines gezahnten bzw. gezackten magnetischen Drehkörpers.
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Allgemein
ist beispielsweise im Motor eines Kraftfahrzeugs zur Erfassung der
Drehzahl des Motors und der Zündzeiteinstellung
für mehrere
Zylinder ein Drehzahlsensor vorgesehen. Bei einem Drehzahlsensor wie
er beispielsweise in der JP-A-2000-337922, „Rotation
Detecting Device",
aufgezeigt ist, sind ein Magnet, um ein Vormagnetisierungsfeld auf
die Zähne
eines drehenden Zahnrads zu lenken, und zwei Magnetwiderstandswirkungselementstrukturen
vorgesehen, deren Widerstandswerte sich zusammen mit Änderungen
im Vormagnetisierungsfeld verändern,
wobei die beiden Magnetwiderstandswirkungselementstrukturen symmetrisch
um die magnetische Mittelachse des Vormagnetisierungsmagneten angeordnet
sind und Veränderungen im Magnetfeld,
die durch die Drehung des Zahnrads hervorgerufen werden, als Spannungen
ausgegeben werden. Durch den Unterschied zwischen den Ausgängen der
beiden übernommenen
Magnetwiderstandswirkungselementstrukturen soll eine durch Herstellungsfaktoren,
Leistungsquellenschwankungen, Rauschen und dergleichen verursachte
Abweichung aufgehoben werden, und die Drehung wird genau erfasst.
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Und
in der JP-A-2001-108700, „Rotating
Body Reverse Rotation Detecting Device and Reverse Rotation Detecting
Method", ist ein
Paar Magnetwiderstandswirkungselementstrukturen vorgesehen, und
die Rückwärtsdrehung
wird dadurch erfasst, dass eine analoge Schwellenwerthöhe eingestellt
wird.
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Bei
einer Dreherfassungsvorrichtung der in der JP-A-2000-337922 aufgezeigten
Art wird eine Drehgeschwindigkeit erfasst, indem der Unterschied
zwischen den Ausgängen
zweier Magnetwiderstandswirkungselementstrukturen ermittelt wird,
und es besteht das Problem, dass, auch wenn sich das Zahnrad rückwärts dreht,
der Ausgangswellenverlauf derselbe ist (2 der
JP-A-2000-337922) und in der Folge die Drehrichtung des Zahnrads
nicht erfasst werden kann. Bei gegenwärtigen Motoren bringt die Reaktion
der Druckluft, wenn der Motor im Kraftstoffkompressionshub anhält, manchmal
die Kurbelwelle dazu, sich rückwärts zu drehen.
Mit Dreherfassungsvorrichtungen aus dem verwandten Stand der Technik
kann sich aufgrund dessen, dass die Drehrichtung, auch wenn diese
Art von Gegendrehung auftritt, nicht erfasst werden kann, das Problem
stellen, dass diese als Vorwärtsdrehung
erfasst wird und folglich der Zündzeitpunkt
der Zylinder der falsche ist, wenn der Motor das nächste Mal
angelassen wird.
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Und
bei einer Rückwärtsdreherfassungsvorrichtung
nach der JP-A-2001-108700, „Rotating
Body Reverse Rotation Detecting Device and Reverse Rotation Detecting
Method", ist es
notwendig, zwei Schwellenwerthöhen
von außen
einzustellen, und es bestand das Problem, dass aufgrund der Streuung
zwischen den Vorrichtungen und den Montagegenauigkeitsauflagen es
notwendig war, jede Vorrichtung einzeln einzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme
zu lösen,
und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Drehzustandserfassungsvorrichtung
und ein Drehzustandserfassungsverfahren bereitzustellen, womit es
möglich
ist, die Drehrichtung eines Drehkörpers zu erfassen, und womit
ein Ausgleich der Streuung und Abweichung der Vorrichtung und dergleichen
beinahe unnötig
ist.
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Um
diese Aufgabe und andere Aufgabe zu erfüllen, stellt die Erfindung
eine Drehzustandserfassungsvorrichtung bereit, die umfasst: einen
Magneten, der ein Vormagnetisierungsfeld erzeugt; eine erste und
eine zweite Brückenschaltung,
die im Feld des Magneten angeordnet und einem gezackten magnetischen
Drehkörper
zugewandt sind, der ein Erfassungsobjekt Seite an Seite in dessen
Drehrichtung darstellt, und die aus Magnetwiderstandswirkungselementen
bestehen, die Widerstandsveränderungen
erfahren, die durch Zustandsveränderungen
des Vormagnetisierungsfelds verursacht werden, die der Drehung des
Erfassungsobjekts entsprechen; eine erste Vergleichsschaltung zum
Erfassen einer Zunahme-/Abnahmerichtung der Mittelpunktspannung
der ersten Brückenschaltung
und zum Ausgeben eines entsprechenden logischen Werts; eine zweite
Vergleichsschaltung zum Erfassen einer Zunahme-/Abnahmerichtung
der Mittelpunktspannung der zweiten Brückenschaltung und zum Ausgeben
eines entsprechenden logischen Werts; eine dritte Vergleichsschaltung
zum Erfassen eines Unterschieds zwischen der Mittelpunktspannung
der ersten Brückenschaltung und
der Mittelpunktspannung der zweiten Brückenschaltung und zum Ausgeben
eines entsprechenden logischen Werts; und eine Logikwertinformationsableitungseinrichtung
zum Ausgeben einer „1", wenn die logischen
Werte der Ausgänge
der ersten Vergleichsschaltung und der zweiten Vergleichsschaltung
beide „1" lauten, zum Ausgeben
einer „0", wenn beide „0" lauten, und zum
weiteren Ausgeben des vorherigen Werts zu anderen Zeiten, wobei
die Drehrichtung des Erfassungsobjekts auf der Basis einer Kombination
der Ausgänge der
ersten, zweiten und dritten Vergleichsschaltungen und der Logikwertinformationsableitungseinrichtung
bestimmt wird.
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Die
Erfindung stellt auch ein Drehzustandserfassungsverfahren bereit,
wobei die Drehrichtung eines Erfassungsobjekts unter Verwendung
einer erfindungsgemäßen Drehzustandserfassungsvorrichtung
bestimmt wird.
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Mit
einer Drehzustandserfassungsvorrichtung und einem Drehzustandserfassungsverfahren
nach der Erfindung ist es möglich,
die Drehrichtung eines Drehkörpers
zu erfassen, und ein Ausgleich der Streuung und Abweichung der Vorrichtung
und dergleichen ist beinahe unnötig.
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Vorstehende
und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden
Erfindung deutlicher, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen
betrachtet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die 1A und 1B sind
Blockdiagramme, die die Hauptteile einer ersten bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Drehzustandserfassungsvorrichtung
zeigen;
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die 2A bis 2C sind
Ansichten, die den Aufbau eines Magnetkreises darstellen, der in
der Drehzustandserfassungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird;
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die 3A und 3b sind
Ansichten, die Veränderungen
bei den Widerstandswerten der Magnetwiderstandswirkungselemente
und Veränderungen
bei den Mittelpunktspannungen der Brückenschaltungen darstellen,
die in der Drehzustandserfassungsvorrichtung der ersten bevorzugten
Ausführungsform
verwendet werden;
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4 ist
ein Wellenverlaufsdiagramm, das die Ausgänge von Ausgangsanschlüssen zeigt,
wenn sich ein magnetischer Drehkörper
in der ersten bevorzugten Ausführungsform
in der Vorwärtsrichtung
dreht;
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5 ist
ein Wellenverlaufsdiagramm, das die Ausgänge der Ausgangsanschlüsse zeigt,
wenn sich der magnetische Drehkörper
in der Rückwärtsrichtung
dreht;
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6 ist
ein Wellenverlaufsdiagramm, das die Ausgänge der Ausgangsanschlüsse zeigt,
wenn der magnetische Drehkörper
in der ersten bevorzugten Ausführungsform
von der Vorwärtsdrehung
zur Rückwärtsdrehung übergegangen
ist;
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7 ist
ein Wellenverlaufsdiagramm, das die Ausgänge der Ausgangsanschlüsse zeigt,
wenn der magnetische Drehkörper
in der ersten bevorzugten Ausführungsform
zu einem anderen Zeitpunkt als bei 6 von der
Vorwärts-
zur Rückwärtsdrehung übergegangen
ist;
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8 ist
eine Wahrheitswerttabelle, die Betriebszustände in der ersten bevorzugten
Ausführungsform klassifiziert;
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9 ist
ein Blockdiagramm, das einen Hauptteil einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
einer Drehzustandserfassungsvorrichtung zeigt; und
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10 ist
ein Blockdiagramm, das einen Hauptteil einer dritten bevorzugten
Ausführungsform
einer Drehzustandserfassungsvorrichtung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste bevorzugte Ausführungsform
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Die 1A und 1B sind
Blockdiagramme, die Hauptteile einer ersten bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Drehzustandserfassungsvorrichtung
zeigen. Die 2A bis 2C sind
Ansichten, die den Aufbau eines Magnetkreises darstellen, der in
der Drehzustandserfassungsvorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird, wobei 2A eine perspektivische Ansicht, 2B eine
Draufsicht und 2C eine Ansicht einer Struktur
von Magnetwiderstandswirkungselementen ist. In den 2A bis 2C besteht
eine Magnetwiderstandswirkungselementeinheit 1 aus Magnetwiderstandswirkungselementen 11a, 11b, 12a und 12b.
Mit Bezug auf 1 sind die Magnetwiderstandswirkungselemente 11a, 11b angeschlossen
und bilden eine erste Brückenschaltung 11 mit
einem Masseanschluss 11e, einem Anschluss 11d,
an den eine Konstantspannung angelegt wird, und einem Anschluss 11c,
der eine Mittelpunktspannung ausgibt. Entsprechend sind die Magnetwiderstandswirkungselemente 12a, 12b angeschlossen
und bilden eine zweite Brückenschaltung 12 mit
einem Masseanschluss 12e, einem Anschluss 12d,
an den eine Konstantspannung angelegt wird, und einem Anschluss 12c,
der eine Mittelpunktspannung ausgibt.
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Ein
magnetischer Drehkörper 8,
der ein Erfassungsobjekt darstellt, ist von einer gezackten bzw.
gezahnten Form (wovon beide als gezackt bezeichnet werden), so dass
er ein Magnetfeld dazu bringt, sich zu verändern. Ein Magnet 9 ist
in der Richtung der Drehachse 81 des gezackten magnetischen
Drehkörpers 8 magnetisiert
und dem gezackten magnetischen Drehkörper 8 über einen
Zwischenraum zugewandt angeordnet, um ein Vormagnetisierungsfeld
zu erzeugen. Die Magnetwiderstandswirkungselementeinheit 1 ist
mit einem vorbestimmten Zwischenraum zwischen sich und dem Magneten 9 und
dem gezackten magnetischen Drehkörper 8 mit
einem in der radialen Richtung vorbestimmten Zwischenraum dazwischen
zugewandt angeordnet. Wie in 2C gezeigt
ist, sind die erste Brückenschaltung 11 und
die zweite Brückenschaltung 1,
die die Magnetwiderstandswirkungselementeinheit 1 darstellen,
Seite an Seite in der Drehrichtung 82 des gezackten magnetischen
Drehkörpers 8 angeordnet.
In dieser ersten bevorzugten Ausführungsform sind die Magnetwiderstandswirkungselemente
Seite an Seite in der Reihenfolge 11a, 11b, 12a, 12b in
der Drehrichtung 82 des gezackten magnetischen Drehkörpers 8 angeordnet. 2B zeigt
den Umfang des gezackten magnetischen Drehkörpers 8, der entlang
einer geraden Linie abgewickelt ist.
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In 1A ändern sich
bei der ersten und zweiten Brücke 11, 12 je
nach der Stärke
des Magnetfeldes, mit dem jede von diesen beaufschlagt wird, die
Widerstandswerte der sie ausmachenden Magnetwiderstandswirkungselemente 11a, 11b, 12a und 12b.
Und als Ergebnis der Veränderung
der Widerstandswerte verändern sich
auch die Mittelpunktspannungen der ersten und zweiten Brücke 11, 12 (die
Spannungen der Anschlüsse 11c, 12c;
im Folgenden werden diese Spannungen mit denselben Bezugszahlen
bezeichnet wie die Anschlüsse).
Verzögerungsschaltungen 21, 22 verzögern die
Mittelpunktspannungen 11c, 12c eine vorbestimmte
Zeit lang. Vergleichsschaltungen 31, 32 erfassen
die Zunahme-/Abnahmerichtungen der Mittelpunktspannungen 11c, 12c,
indem sie die Mittelpunktspannungen 11c, 12c mit
den Ausgängen
der jeweiligen Verzögerungsschaltungen 21, 22 vergleichen
und entsprechende logische Werte an Ausgangsanschlüsse 41, 42 ausgeben.
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Eine
Vergleichsschaltung 33 ermittelt die Differenz zwischen
den Mittelpunktspannungen 11c, 12c der ersten
und der zweiten Brücke 11, 12 und
gibt einen auf dem Vorzeichen dieser Differenz beruhenden logischen
Wert an einen Ausgangsanschluss 43 aus. Die Geschwindigkeit
des magnetischen Drehkörpers 8 lässt sich
aus der Anzahl der Ausgänge
aus dem Ausgangsanschluss 43 pro Einheitszeit erfassen.
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In 1B sind
eingangsseitige Anschlüsse 41, 42 und 43 an
die Ausgangsanschlüsse 41, 42 und 43 von 1A angeschlossen.
Eine Logikschaltung 5 ist die Logikinformationsableitungseinrichtung
und besteht aus einem UND-Glied 51, einem NOR-Glied 52 und
einem RS-Flipflop 53 und gibt einen logischen Wert an einen
Ausgangsanschluss 54 aus. Die Kreise des Symbols des NOR-Glieds 52 sind
Inverter (NICHT-Glieder). Eine Verknüpfungsschaltung 6 besteht
aus Gliedern 61, 62, 63 und 64 und
einem ODER-Glied 65 und gibt einen logischen Wert an einen
Ausgangsanschluss 72 aus. Die Kreise der Symbole der Glieder 61, 62 und 63 sind
Inverter (NICHT-Glieder).
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Ein
logischer Wert, der die Drehrichtung des gezackten magnetischen
Drehkörpers 8 zeigt,
der das Erfassungsobjekt darstellt, wird vom Ausgangsanschluss 72 ausgegeben,
und seine Geschwindigkeit wird durch einen Ausgangsanschluss 71 erfasst.
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Der
Betrieb der Vorrichtung wird nun mit Bezug auf die 1A bis 5 beschrieben.
Wenn sich der gezackte magnetische Drehkörper 8 dreht, verändert sich
das Magnetfeld, mit dem die Magnetwiderstandswirkungselementeinheit 1 beaufschlagt
wird, und die Widerstandswerte der Magnetwiderstandswirkungselemente 11a, 11b, 12a und
12b verändern
sich. Die Veränderungen
bei den Widerstandswerten der Magnetwiderstandswirkungselemente 11a, 11b, 12a und 12b sind
am größten, wenn
sie der Mitte eines Zahns des ihnen zugewandten gezackten magnetischen
Drehkörpers 8 am
nächsten
sind. Weil die Magnetwiderstandswirkungselemente 11a, 11b und
die Magnetwiderstandswirkungselemente 12a und 12b mit
vorbestimmten Zwischenräumen
zwischen diesen in der Drehrichtung angeordnet sind, unterscheiden
sich, wie in 3A gezeigt ist, die Zeitpunkte,
zu denen die Veränderung
ihrer Widerstandswerte am größten ist.
In der Folge sind die Spannungswellenverläufe der Mittelpunktspannungen 11c, 12c Spannungswellenverläufe der
in 3B gezeigten Art. (In 3A sind
die Widerstandswerte der Magnetwiderstandswirkungselemente 11a, 11b, 12a und 12b mit
denselben Bezugszahlen angegeben wie die Vorrichtungen selbst).
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Während in 3 ein Fall erläutert wird, bei dem ein Zahn
des gezackten magnetischen Drehkörpers 8 vorbeiläuft, ist
im Fall von aufeinanderfolgenden Zähnen, der in 2A dargestellt
ist, der entsprechende Spannungswellenverlauf ein kontinuierlicher
Wellenverlauf von der in 4 oder 5 gezeigten
Art. Hier zeigt 4 einen Fall, bei dem sich der
gezackte magnetische Drehkörper 8 vorwärts dreht
(in der Richtung des in 2A gezeigten
Pfeils 82), und 5 zeigt einen Fall, bei dem
sich der gezackte magnetische Drehkörper 8 rückwärts dreht.
Wenn sich der gezackte magnetische Drehkörper 8, wie in 4 gezeigt,
vorwärts dreht,
hinkt die Mittelpunktspannung 12c der zweiten Brückenschaltung 12 in
der Phase hinter der Mittelpunktspannung 11c der ersten
Brückenschaltung 11 hinterher.
In der Folge nehmen die Logikwertausgänge für die Zunahme-/Abnahmerichtungen
der Mittelpunktspannungen 11c, 12c der ersten
und zweiten Brückenschaltung 11, 12 (die
Logikwertausgänge
der Vergleichsschaltungen 31, 32, welche die Logikwertausgänge der Ausgangsanschlüsse 41, 42 sind)
die in 4 gezeigte Wellenverlaufsart an. Der Logikwertausgang
für den Unterschied
zwischen den Mittelpunktspannungen 11c, 12c der
ersten und zweiten Brückenschaltung 11, 12 (der Logikwertausgang
der Vergleichsschaltung 33, welcher der Logikwertausgang
des Ausgangsanschlusses 43 ist) ist wie in 4 gezeigt.
(Die Logikwertausgänge
der Ausgangsanschlüsse 41, 42 und 43 sind
auch mit denselben Bezugszahlen angegeben wie die Anschlüsse selbst.)
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Und
im Falle des wie in 5 gezeigten, sich rückwärts drehenden
gezackten magnetischen Drehkörpers 8 hinkt
die Mittelpunktspannung 11c der ersten Brückenschaltung 11 in
der Phase hinter der Mittelpunktspannung 12c der zweiten
Brückenschaltung 12 hinterher.
In der Folge nehmen die Logikwertausgänge 41, 42 für die Zunahme-/Abnahmerichtungen
der Mittelpunktspannungen 11c, 12c der ersten
und zweiten Brückenschaltung 11, 12 die
in 5 gezeigte Wellenverlaufsart an. Der Logikwertausgang 43 des
Unterschieds zwischen den Mittelpunktspannungen 11c, 12c der
ersten und zweiten Brückenschaltung 11, 12 ist
wie in 5 gezeigt.
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Der Logikwertausgang der
Logikschaltung
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(Logikinformationsableitungseinrichtung) 5 (der
Ausgang des Ausgangsanschlusses 54) beträgt „1", wenn die Logikwertausgänge (die
Ausgänge
der Vergleichsschaltungen 31, 32) 41, 42 für die Zunahme-/Abnahmerichtung
der Mittelpunktspannungen 11c, 12c beide „1" betragen, lautet „0", wenn beide „0" betragen und behält zu anderen
Zeiten den vorherigen Wert bei. Der Wellenverlauf des Logikwertausgangs
der Logikschaltung (Logikinformationsableitungseinrichtung) 5 während der
Vorwärtsdrehung
ist in 4 und während der
Rückwärtsdrehung
in 5 gezeigt. (Der Logikwertausgang des Ausgangsanschlusses 54 ist
auch mit derselben Bezugszahl angegeben wie der Anschluss selbst.)
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Wenn
aus den Logikwertausgängen
für die
Zunahme-/Abnahmerichtung (die Ausgänge der Vergleichsschaltungen 31, 32) 41, 42,
dem Logikwertausgang für
den Unterschied (den Ausgang der Vergleichsschaltung 33) 43,
und dem Logikwertausgang 54 der Logikschaltung 5 (dem
Ausgang des Ausgangsanschlusses 54) die verschiedenen Betriebszustände klassifiziert
werden, wird eine in 5 gezeigte Wahrheitswerttabelle
erhalten.
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Diese
Wahrheitswerttabelle wird nun mit Bezug auf 4 und 5 erläutert. Wenn
die Mittelpunktspannung 11c zugenommen (der Ausgang des
Ausgangsanschlusses 41 „1" beträgt) und die Mittelpunktspannung 12c abgenommen
hat (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 42 „0" beträgt), wird
Bezug auf den Ausgang des Ausgangsanschlusses 54 genommen,
und wenn dieser „0" beträgt, ist
auf eine Vorwärtsdrehung (Betriebsart „A") zu schließen, und
wenn er „1" beträgt, ist
auf eine Rückwärtsdrehung
(Betriebsart „B") zu schließen.
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Wenn
die Mittelpunktspannung 11c zugenommen hat (der Ausgang
des Ausgangsanschlusses 41 „1" beträgt) und die Mittelpunktspannung 12c zugenommen
hat (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 42 „1" beträgt), wird
Bezug auf den Ausgang des Ausgangsanschlusses 43 genommen,
und wenn dieser „1" beträgt, ist
auf eine Vorwärtsdrehung
(Betriebsart „B") zu schließen, und
wenn er „0" beträgt, ist
auf eine Rückwärtsdrehung
(Betriebsart „E") zu schließen.
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Entsprechend
wird, wenn die Mittelpunktspannung 11c abgenommen hat (der
Ausgang des Ausgangsanschlusses 41 „0" beträgt) und die Mittelpunktspannung 12c zugenommen
hat (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 42 „1" beträgt), Bezug
auf den Ausgang des Ausgangsanschlusses 54 genommen, und wenn
dieser „1" beträgt, ist
auf eine Vorwärtsdrehung
(Betriebsart „C") zu schließen, und
wenn er „0" beträgt, ist
auf eine Rückwärtsdrehung
(Betriebsart „H") zu schließen.
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Wenn
die Mittelpunktspannung 11c abgenommen hat (der Ausgang
des Ausgangsanschlusses 41 „0" beträgt) und die Mittelpunktspannung 12c abgenommen
hat (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 42 „0" beträgt), wird
Bezug auf den Ausgang des Ausgangsanschlusses 43 genommen,
und wenn dieser „0" beträgt, ist
auf eine Vorwärtsdrehung
(Betriebsart „D") zu schließen, und
wenn er „1" beträgt, ist
auf eine Rückwärtsdrehung
(Betriebsart „G") zu schließen.
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Auf
diese Weise ist es in jedem der Fälle der Zunahme/Abnahme der
Mittelpunktspannungen 11c, 12c (den Ausgängen der
Ausgangsanschlüsse 41, 42)
durch Bezugnahme auf den Ausgang des Ausgangsanschlusses 43 oder
den Ausgang des Ausgangsanschlusses 54 möglich, eine
Vorwärts-
oder Rückwärtsdrehung
zu spezifizieren. Die in 1B gezeigte
Verknüpfungsschaltung 6 ist
ein Beispiel für
eine Schaltung zum Herstellen dieser Wahrheitswerttabelle. Im Falle
einer Vorwärtsdrehung
wird „1" an den Ausgangsanschluss 72 ausgegeben,
und im Falle einer Rückwärtsdrehung
wird „0" an den Ausgangsanschluss 72 ausgegeben.
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Als
Nächstes
wird mit Bezug auf 6 und 7 der Betrieb
in einem Fall beschrieben, bei dem der gezackte magnetische Drehkörper 8 von
einer Vorwärts-
zu einer Rückwärtsdrehung übergegangen
ist. Weil sich im Falle eines Übergangs
von einer Vorwärts-
zu einer Rückwärtsdrehung
der Betrieb je nach der Stelle der Umkehr unterscheidet, werden
die Fälle
des Übergangs
zur Rückwärtsdrehung
in Betriebsart „A" und Betriebsart „B" von 4 als
repräsentative
Beispiele erläutert.
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6 zeigt
den Betrieb im Falle eines Übergangs
zur Rückwärtsdrehung
in Betriebsart „A". Dabei ändert sich
die Mittelpunktspannung 11c von Zunahme auf Abnahme (der
Ausgang des Ausgangsanschlusses 41 ändert sich von „1" auf „0"), die Mittelpunktspannung 12c ändert sich
von Abnahme auf Zunahme (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 42 ändert sich
von „0" auf „1"), und weil unmittelbar
nach der Veränderung die
Mittelpunktspannung 11c abnimmt (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 41 „0" beträgt) und
dann die Mittelpunktspannung 12c zunimmt (der Ausgang des
Ausgangsanschlusses 42 „1" beträgt), wird Bezug auf den Ausgangsanschluss 54 genommen,
und da er „0" beträgt, ist
auf eine Rückwärtsdrehung
(Betriebsart „H") zu schließen, und
der Ausgang des Ausgangsanschlusses 72 der Verknüpfungsschaltung 6 geht
von „1" auf „0" über, und danach kann erfasst
werden, dass es sich um eine Rückwärtsdrehung
handelt.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb im Falle eines Übergangs
zur Rückwärtsdrehung
in Betriebsart „B" mit Bezug auf 7 beschrieben.
Wenn ein Übergang
zur Rückwärtsdrehung
in Betriebsart „B" stattgefunden hat, ändert sich
die Mittelpunktspannung 11c von Zunahme auf Abnahme (der
Ausgang des Ausgangsanschlusses 41 ändert sich von „1" auf „0"), die Mittelpunktspannung 12c ändert sich
von Zunahme auf Abnahme (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 42 ändert sich
von „1" auf „0"), und weil sofort
nach der Veränderung
die Mittelpunktspannung 11c abnimmt (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 41 „0" beträgt) und
die Mittelpunktspannung 12c abnimmt (der Ausgang des Ausgangsanschlusses 42 „0" beträgt), wird
Bezug auf den Ausgang des Ausgangsanschlusses 43 genommen,
und da er „1" beträgt, ist
auf eine Rückwärtsdrehung
(Betriebsart „G)
zu schließen,
der Ausgangsanschluss 72 der Verknüpfungsschaltung 6 geht
von „1" auf „0" über, und danach kann erfasst
werden, dass es sich um eine Rückwärtsdrehung
handelt. In den Fällen,
in denen eine Umkehr in Betriebsart „C" oder auch Betriebsart „D" stattfindet, und
auch bei einem Übergang
von einer Rückwärts- zu
einer Vorwärtsdrehung,
ist der Betrieb derselbe und wird deshalb hier nicht noch einmal
beschrieben.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird in dieser ersten bevorzugten Ausführungsform,
weil gleichzeitig mit dem Übergang
von Vorwärts-
zu Rückwärtsdrehung
bzw. Rückwärts- zu Vorwärtsdrehung
die Umkehr erfasst werden kann, und die Zunahme-/Abnahme information
der Mittelpunktspannungen verwendet wird, ein Ausgleich für Streuung
und Abweichung der Vorrichtung unnötig.
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Obwohl
in dieser ersten bevorzugten Ausführungsform die Drehrichtung
von der Logikschaltung 5 und der Verknüpfungsschaltung 6 erfasst
wird, kann dies alternativ durch ein Programm eines Mikrocomputers oder
dergleichen auf Grundlage der Ausgänge der Ausgangsanschlüsse 41, 42 und
dem Ausgang des Ausgangsanschlusses 43 erfolgen. Und auch
die Vergleichsschaltungen 31, 32 und 33 können mittels
eines Programms eines Mikrocomputers oder dergleichen ausgeführt werden.
Indem ein Programm eines Mikrocomputers oder dergleichen verwendet
wird, ist es möglich,
die Größe der Schaltungsanordnung
zu reduzieren.
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Zweite bevorzugte Ausführungsform
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9 ist
ein Blockdiagramm, das einen Hauptteil einer Drehzustandserfassungsvorrichtung
nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Vergleichsschaltungen 31, 32 vergleichen
Mittelpunktspannungen 11c, 12c mit den Ausgängen von
Verzögerungsschaltungen 21, 22,
aber um einen Fehlbetrieb zu verhindern, sind jeweils Tiefpassfilter 23, 24 eingesetzt,
um eine Rauschkomponente aus den zu vergleichenden Signalen zu entfernen.
In 9 wird eine Hochfrequenzrauschkomponente der Ausgänge der
Mittelpunktspannung 11c, 12c mit Tiefpassfiltern 23, 24 entfernt,
und die Ausgänge
der Tiefpassfilter 23, 24 werden mit den Ausgängen der
Verzögerungsschaltungen 21, 22 verglichen,
um diese Ausgänge
durch die Vergleichsschaltungen 31, 32 zu verzögern. Entsprechend
werden die Ausgänge
der Tiefpassfilter 23, 24 durch eine Vergleichsschaltung 33 miteinander
verglichen. Im Ergebnis kann ein durch Rauschen hervorgerufener
Fehlbetrieb unterdrückt
werden, weil Signale verglichen werden, aus denen durch externe
Störungen
verursachtes Rauschen entfernt wurde.
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Obwohl
in dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform die Ausgänge der
Tiefpassfilter 23, 24 und die Ausgänge, die
durch Verzögern
dieser Ausgänge
mit den Verzögerungsschaltungen 21, 22 erhalten
wurden, von den Vergleichsschaltungen 31, 32 verglichen
werden, können
alternativ Ausgänge,
die erhalten wurden, indem die Mittelpunktspannungen 11c, 12c zwei
Tiefpassfilter mit unterschiedlichen Zeitkonstanten durchlaufen
haben, von den Vergleichsschaltungen 31, 32 verglichen
werden.
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Dritte bevorzugte Ausführungsform
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10 ist
ein Blockdiagramm, das einen Hauptteil einer Drehzustandserfassungsvorrichtung
nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Während in
der ersten bevorzugten Ausführungsform
die Zunahme-/Abnahmerichtungen
der Mittelpunktspannungen 11c, 12c unter Verwendung
der Verzögerungsschaltungen 21, 22 und
Vergleichsschaltungen 31, 32 erfasst wurden, können alternativ
die analogen Werte der Mittelpunktspannungen 11c, 12c mit
A/D-Wandlern 25, 26 in
digitale Werte umgewandelt werden, und diese digitalen Werte (Signale)
können
unter Verwendung von Flipflop-Schaltungen oder bistabilen Kippschaltungen 27, 28 verzögert werden,
um die Zunahme-/Abnahmerichtung zu erfassen. In 10 wandeln
die A/D-Wandler 25, 26 die analogen Werte (Signale)
der Mittelpunktspannungen 11c, 12c in digitale
Werte (Signale) um. Die Flipflop-Schaltungen 27, 28 verzögern die
zu digitalen Werten umgewandelten Mittelpunktspannungen 11c, 12c um
1 Taktperiode.
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Logikschaltungen 34, 35 vergleichen
die digitalen Werte der Mittelpunktspannungen 11c, 12c (die Ausgänge der
A/D-Wandler 25, 26) mit den digitalen Werten der
um 1 Taktperiode verzögerten
Mittelpunktspannungen 11c, 12c (die Ausgänge der
Flipflop-Schaltungen 27, 28) und geben entsprechende
logische Werte aus, und haben somit die Funktion von Vergleichsschaltungen.
Eine Logikschaltung 36 vergleicht die Größen der
digitalen Werte der Mittelpunktspannungen 11c, 12c (die
Ausgänge
der A/D-Wandler 25, 26) und gibt einen entsprechenden
logischen Wert aus, und hat somit die Funktion einer Vergleichsschaltung.
Durch diese Digitalisierung ist es möglich, einen durch Rauschen
und dergleichen verursachten Fehlbetrieb zu unterdrücken.
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Die
Ausgänge
der A/D-Wandler 25, 26 können aber auch direkt in einen
Mikrocomputer oder dergleichen eingegeben und sowohl die Verzögerung um
1 Taktperiode als auch die Vergleichsoperationen dann durch ein
Programm des Mikrocomputers ausgeführt werden.
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Während die
gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung vorstehend aufgezeigt und beschrieben
wurden, sollte klar sein, dass diese Offenbarungen zum Zwecke der
Darstellung dienen und verschiedene Veränderungen und Modifizierungen
vorgenommen werden können,
ohne dass dabei vom Rahmen der Erfindung abgewichen würde, wie
er in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt ist.
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