DE102010045560A1

DE102010045560A1 - Magnet-Detektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010045560A1
Application number: DE102010045560A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Tatenuma; Hideki SHIMAUCHI; Masahiro Yokotani; Yuji Kawano; Hiroshi Kobayashi; Kazuyasu Nishikawa; Manabu Tsukamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2011-10-27
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: JP2011226984A; US8497674B2; US20110260724A1; DE102010045560B4; JP5192512B2

Abstract

Eine Magnet-Detektionsvorrichtung beinhaltet eine erste Vergleichsschaltung (31), welche die Amplitude eines Detektionssignals aus magneto-elektrischen Wandlern (21, 21b) durch Gleichstromkopplung Wellenform-bildet, eine dritte Vergleichsschaltung (33), die das Detektionssignal durch Wechselstromkopplung Wellenform-bildet, eine Oszillationsschaltung (51) mit einer natürlichen Frequenz, einer Steuerschaltung (52), welche die Ausgabe der ersten Vergleichsschaltung (31) unter Verwendung des Oszillationsmittels (51) zählt, und eine Auswahlschaltung (53), welche die Ausgabe des ersten Vergleichsmittels (31) und die Ausgabe des dritten Vergleichsmittels (33) auswählt. Die Steuerschaltung (52) zählt das Ansteigen vom nächsten Anstieg oder das Abfallen vom nächsten Abfallen einer Ausgangsrechteckwelle der ersten Vergleichsschaltung (31) und stellt eine Ausgabe an die Auswahlschaltung (53) zu dem Zeitpunkt bereit, bei dem der Zählwert einen gewünschten Wert erreicht. Die Auswahlschaltung (53) wählt die Ausgangsrechteckwelle der ersten Vergleichsschaltung (31) oder der dritten Vergleichsschaltung (33) aus und gibt sie aus.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Magnet-Detektionsvorrichtung, welche die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Elementes unter Verwendung einer Magnetsensor-Elementgruppe detektiert.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Es gibt beispielsweise ein Schema, bei dem eine Brückenschaltung durch Ausbilden von Elektroden an jedem Anschluss eines Magnetwiderstandselements (magneto-elektrischer Wandler) konfiguriert wird, eine Stromquelle einer konstanten Spannung und konstanten Stroms zwischen zwei Elektroden verbunden ist, die in der Brückenschaltung zueinander weisen, die Variation bei einem Widerstandswert eines Magnetwiderstandselementes in Spannungsvariation gewandelt wird und die Variation in einem an das Magnetwiderstandselement angelegten Magnetfeld detektiert wird (vergleiche beispielsweise JP-A-2007-192733 ).
Nachfolgend wird die in JP-A-2007-192733 offenbarte konventionelle Magnet-Detektionsvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
14A und 14B sind schematische Diagramme, welche die Konfiguration einer Magnetschaltung der konventionellen Magnet-Detektionsvorrichtung illustrieren, wobei 14A eine Perspektivansicht der Magnetschaltung ist und 14B eine Aufsicht der Magnetschaltung ist.
In den 14A und 14B beinhaltet die konventionelle Magnet-Detektionsvorrichtung einen Magneten 1, der ein Vor- bzw. Gund-Magnetfeld erzeugt, und eine Verarbeitungsschaltungseinheit 2, die auf dem Magneten 1 vorgesehen ist und auf einer Platine ausgebildete Schaltungen aufweist. Die Verarbeitungsschaltungseinheit 2 beinhaltet einen IC-Chip, bei dem Magnetwiderstandselemente 21a und 21b, die als ein Magnetsensor dienen, integral zueinander als Segmente ausgebildet sind. Die Magnetwiderstandselemente 21a und 21b sind beispielsweise angeordnet, zu ein sich bewegendes Magnetisches Element 3 hin zu weisen, das an der peripheren Kante einer Scheibe Vorsprünge ausgebildet aufweist, um das Magnetfeld zu ändern, und sind parallel zur Bewegungsrichtung des sich bewegenden magnetischen Elementes 3 angeordnet. Bezugszeichen 4 zeigt eine Rotationsachse des sich bewegenden magnetischen Elementes 3 an, das sich bewegende magnetische Element 3 rotiert synchron zur Rotation der sich drehenden Achse 4 und die Widerstandswerte der Magnetwiderstandselemente 21a und 21b ändern sich entsprechend der Verschiebung der sich bewegenden magnetischen Elemente 3.
Zusätzlich sind in den 14A und 14B die Magnetwiderstandselemente 21a und 21b jeweils durch einen schwarzen Block gezeigt. Jedoch können die Magnetwiderstandselemente auch angeordnet sein, eine vorbestimmte Variation in einem Magnetfeld zu detektieren.
15 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, welches die Konfiguration einer Verarbeitungsschaltungseinheit der konventionellen Magnet-Detektionsvorrichtung unter Verwendung von Magnetwiderstandselementen illustriert. 16 und 17 sind Timing-Diagramme, welche Betriebswellenformen entsprechend der Verarbeitungsschaltungen von 15 illustrieren, wobei 16 Arbeitssignalformen jedes Signals illustriert, wenn die Umdrehungszahl eines sich bewegenden Magnetelementes 3 niedrig ist und 17 illustriert Betriebssignalformen jedes Signals, wenn die Umdrehungszahl des sich bewegenden Magnetelementes 3 hoch ist.
In 15 beinhaltet die konventionelle Magnet-Detektionsvorrichtung eine Brückenschaltung 10, eine erste Vergleichsschaltung 31, eine zweite Vergleichsschaltung 32, eine dritte Vergleichsschaltung 33, eine Logikverarbeitungsschaltung 34, Transistoren 12 und 13 zur Ausgabe und einen Ausgabeanschluss Vout. Die Brückenschaltung 10 konfiguriert einen Sensor, welcher Magnetfeldstärke detektiert und beinhaltet zwei Magnetwiderstandselemente 21a und 21b, die als ein magneto-elektrischer Wandler dienen. Wie oben beschrieben, ändern sich in der Brückenschaltung 10 die Widerstandswerte der Magnetwiderstandselemente 21a und 21b gemäß der Verschiebung des sich bewegenden Magnetelements 3, was zur Variation der Spannung eines Detektionssignals C der Brückenschaltung 10 führt.
Das Detektionssignal C der Brückenschaltung 10 wird an der ersten Vergleichsschaltung 31 und der zweiten Vergleichsschaltung 32 eingegeben und wird über einen Hochpassfilter, der einen Kondensator 22 und einen Widerstand 23 beinhaltet, auch an der dritten Vergleichsschaltung 33 eingegeben.
Die erste Vergleichsschaltung 31 weist einen ersten Vergleichspegel VR1 auf, Wellenform-bildet die Amplitude des Detektionssignals C durch Gleichstromkopplung und gibt ein Rechteckwellensignal E aus.
Die zweite Vergleichsschaltung 32 weist einen zweiten Vergleichspegel VR2 auf, der sich vom ersten Vergleichspegel VR1 unterscheidet, Wellenform-bildet die Amplitude des Detektionssignals C durch die Gleichstromkopplung und gibt ein Rechteckwellensignal F aus.
Die dritte Vergleichsschaltung 33 weist einen dritten Vergleichspegel VR3 zwischen dem ersten Vergleichspegel VR1 und dem zweiten Vergleichspegel VR2 auf, Wellenform-bildet die Amplitude des Detektionssignals 10 nach Wechselstromkopplung und gibt ein Rechteckwellensignal G aus.
Nachfolgend werden die ersten bis dritten Vergleichspegel VR1 bis VR3 jeweils einfach als ”Vergleichspegel” bezeichnet.
Das Detektionssignal C wird durch einen Vergleich mit dem Vergleichspegel VR1 in der ersten Vergleichsschaltung 31 in das Rechteckwellensignal E umgewandelt, und wird durch Vergleich mit dem Vergleichspegel VR2 in der zweiten Vergleichsschaltung 32 in das Rechteckwellensignal F umgewandelt. Weiterhin wird das Detektionssignal C, nach einer Wechselstromverarbeitung durch das, den Kondensator 32 und den Widerstand 23 beinhaltenden Hochpassfilter in ein Spannungssignal D umgewandelt und wird dann durch einen Vergleich mit dem Vergleichspegel VR3 in der dritten Vergleichsschaltung 33 in das Rechteckwellensignal G umgewandelt.
Die Ausgangssignale E bis G der ersten bis dritten Vergleichsschaltungen 31 bis 33 werden durch die Logik-Verarbeitungsschaltung 34 logisch verarbeitet und werden dann als das Endausgabesignal K über die Transistoren 12 und 13 ausgegeben.
Die Logikverarbeitungsschaltung 34 beinhaltet einen ersten Transistor 41 und einen dritten Transistor 43, die in Reihe zwischen einer Versorgungsspannung VCC und Erdung eingefügt sind, einen zweiten Transistor 42 und einen vierten Transistor 44, die in Reihe zwischen der Versorgungsspannung VCC und Erdung eingefügt sind, und einen zwischen der Versorgungsspannung VCC und der Erdung eingefügten fünften Transistor 45. Die Logikverarbeitungsschaltung 34 gibt das Ausgabesignal des zweiten Transistors 42 am Transistor 12 zur Ausgabe als das Endausgabesignal ein.
Nachfolgend werden die ersten bis fünften Transistoren 41 bis 45 jeweils einfach als ”Transistoren” bezeichnet.
Der Transistor 41 wird durch das Ausgabesignal E der ersten Vergleichsschaltung 31 ein- und ausgeschaltet und der Transistor 42 wird durch das Ausgabesignal des Transistors 41 ein- und ausgeschaltet. Der Transistor 43 ist in Reihe mit dem Transistor 41 verbunden und wird durch das Ausgabesignal G der dritten Vergleichsschaltung 33 ein- und ausgeschaltet.
Der Transistor 45 wird durch das Ausgabesignal F der zweiten Vergleichsschaltung 32 ein- und ausgeschaltet. Der Transistor 44 ist in Reihe mit dem Transistor 42 verbunden und wird durch das Ausgabesignal des Transistors 45 ein- und ausgeschaltet.
Das heißt, der Transistor 41 hat einen mit einem Kollektoranschluss des Transistors 43 verbundenen Emitteranschluss, einen mit einem Basisanschluss des Transistors 42 verbundenen Kollektoranschluss (Ausgabeanschluss), während er mit der Versorgungsspannung VCC über einen Widerstand verbunden ist, und einen Basisanschluss, der das Rechteckwellensignal E empfängt. Weiterhin weist der Transistor 42 einen mit dem Ausgabeanschluss des Transistors 41 verbundenen Basisanschluss auf, einen mit dem Kollektoranschluss des Transistors 44 verbundenen Emitteranschluss und einen mit der Versorgungsspannung VCC über einen Widerstand verbundenen Kollektoranschluss (Ausgabeanschluss), der als Endausgabeanschluss dient, auf.
Zusätzlich weist der Transistor 45 einen mit Erde verbundenen Emitteranschluss, einen mit einem Basisanschluss des Transistors 44 verbundenen Kollektoranschluss (Ausgabeanschluss), während er mit der Versorgungsspannung VCC über einen Widerstand verbunden ist, und einen Basisanschluss auf, der das Rechteckwellensignal F empfängt. Darüber hinaus weist der Transistor 44 einen mit Erde verbundenen Emitteranschluss und einen mit dem Emitteranschluss des Transistors 42 verbundenen Kollektoranschluss auf.
In der Logikverarbeitungsschaltung 34 mit der obigen Konfiguration konfigurieren die Transistoren 41 und 43 ein UND-Gatter vom Inversionseingabetyp, konfigurieren die Transistoren 42 und 44 ein UND-Gatter vom Inversionseingabetyp und konfiguriert der Transistor 45 einen Inverter. Zusätzlich konfigurieren die Transistoren 12 und 13 zur Ausgabe einen Verstärker zum Amplifizieren des Endausgabesignals K.
Entsprechend weist das Endausgabesignal K einen Logikpegel auf, der abhängig von der Kombination der Logikpegel der Ausgabesignale E bis G der ersten bis dritten Vergleichsschaltungen 31 bis 33 variiert, wie in (1) bis (8) unten gezeigt. Hier zeigt ”H” einen hohen Pegel des Rechteckwellensignals an und zeig ”L” einen niedrigen Pegel des Rechteckwellensignals an.

(1) wenn E, G und F ”H, H und H” sind, K = ”H”
(2) wenn E, G und F ”H, H und L” sind, K = ”H”
(3) wenn E, G und F ”H, L und H” sind, K = ”H”
(4) wenn E, G und F ”H, L und L” sind, K = ”L”
(5) wenn E, G und F ”L, H und H” sind, K = ”H”
(6) wenn E, G und F ”L, H und L” sind, K = ”L”
(7) wenn E, G und F ”L, L und H” sind, K = ”H”
(8) wenn E, G und F ”L, L und L” sind, K = ”L”

16 illustriert Betriebswellenformen von Signalen C' bis G' und K', wenn das sich bewegende Magnetelement 3 im Niedrig-Rotationszustand ist und 17 illustriert Betriebssignalformen von Signalen C bis G und K, wenn das sich bewegende Magnetelement 3 in einem Hoch-Rotationszustand ist.
Im Falle der niedrigen Rotation werden jedem Signal einzelne Apostrophe angehängt. Das bedeutet, aus Detektionssignal C wird C', aus Spannungssignal D nach der Wechselstromverarbeitung Wird D', aus Rechteckwellensignal E wird E', aus Rechteckwellensignal G wird G', aus Rechteckwellensignal F wird F' und aus Endausgabesignal K wird K'.
In 16, wie aus der ersten Kombination des Spannungspegels ”H und L” der Signale E', F', G' und K' ersichtlich, ist die Anstiegszeit ”L → H” des Endausgabesignals K' zur Zeit der niedrigen Rotation die gleiche wie die Anstiegszeit des Rechteckwellensignals E' aus der ersten Vergleichsschaltung 31.
Weiterhin ist die Abfallzeit ”H → L” des Endausgabesignals K' gleich der Abfallzeit des Rechteckwellensignals F' aus der zweiten Vergleichsschaltung 32.
Derweil sind in 17 die Anstiegszeit und Abfallzeit des Endausgabesignals K zum Zeitpunkt der Hochrotation gleich der Anstiegszeit bzw. der Abfallzeit des Rechteckwellensignals G aus der dritten Vergleichsschaltung 33. Das heißt, wenn das sich bewegende Magnetelement 3 im Niedrig-Rotationszustand ist, werden die Ausgabesignale E und F nach der Gleichstromverarbeitung aus der ersten Vergleichsschaltung 31 und der zweiten Vergleichsschaltung 32 verwendet. Wenn das sich bewegende Magnetelement 3 im Hoch-Rotationszustand ist, wird das Ausgabesignal G nach der Wechselstromverarbeitung aus der dritten Vergleichsschaltung 33 verwendet.
Zu dieser Zeit, da die Phasendifferenz zwischen den Rechtecksignale E und F nach der Gleichstromverarbeitung aus der ersten Vergleichsschaltung 31 und der zweiten Vergleichsschaltung 32 und dem Rechtecksignal G nach der Wechselstromverarbeitung aus der dritten Vergleichsschaltung 33 immer gleich oder kleiner einer 1/4-Periode ist, kann das Endausgabesignal K ohne jegliche Schwierigkeit unabhängig von dem Rotationszuständen des sich bewegenden Magnetelementes 3 erhalten werden. Weiterhin kann die Umschaltzeit des Falls des Anwendens der Gleichstromverarbeitung der ersten Vergleichsschaltung 31 und der zweiten Vergleichsschaltung 32 und der Fall des Anwendens der Wechselstromverarbeitung der dritten Vergleichsschaltung 33 beliebig durch Justieren der Schaltungskonstanten des Kondensators 32 und des Widerstands 33, die den Hochpassfilter bilden, eingestellt werden.
Jedoch ist bei der in JP-A-2007-192733 wie oben beschrieben offenbarten konventionellen Vorrichtung, wie in 18 gezeigt, wenn das Detektionssignal C aufwärts verschoben ist und den Vergleichpegel VR2 übersteigt, die Anstiegszeit des Endausgabesignals K die gleiche wie die Anstiegszeit des Rechteckwellensignals E aus der ersten Vergleichsschaltung 31. Weiterhin ist die Abfallzeit des Endausgabesignals K die gleiche wie die Abfallzeit des Rechteckwellensignals G aus der dritten Vergleichsschaltung 33.
Daher kann es bei der wie in 18 gezeigten konventionellen Magnetdetektionsvorrichtung, wenn der Verschiebebetrag des Detektionssignals C groß ist, schwierig sein, einen Einstellwert der Vergleichspegel VR1 bis VR3 festzulegen und die genaue Position eines zu detektierenden Objektes zu detektieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf das Obige ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetdetektionsvorrichtung bereitzustellen, die zur Detektion der genauen Position eines zu detektierenden Objektes in der Lage ist, selbst wenn der Verschiebebetrag eines Detektionssignals groß ist, weil ein Temperaturversatz bei der Variation in der Spannung von magneto-elektrischen Wandlern aufgrund von Variation bei dem Temperaturkoeffizienten der magneto-elektrischen Wandler, Variation bei der Stärke des an die magneto-elektrischer Wandler angelegten Magnetfeldes, und dergleichen auftritt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Magnet-Detektionsvorrichtung vorgesehen, die mit einem Sensor versehen ist, der magneto-elektrische Wandler zum Detektieren eines Magnetfeldes beinhaltet, wobei die Magnet-Detektionsvorrichtung beinhaltet: ein erstes Vergleichsmittel, das ein Detektionssignal aus den magnetoelektrischen Wandlern durch Gleichstromkopplung Wellenformbildet; ein zweites Vergleichsmittel, das das Detektionssignal aus den magneto-elektrischer Wandlern durch Wechselstromkopplung Wellenform-bildet; ein Oszillationsmittel, das eine natürliche Frequenz aufweist, ein Steuermittel, das eine Ausgabe des ersten Vergleichsmittels oder Ausgabe des zweiten Vergleichsmittels unter Verwendung des Oszillationsmittels zählt; und ein Auswahlmittel, welches die Ausgabe des ersten Vergleichsmittels und die Ausgabe des zweiten Vergleichsmittels in Reaktion auf einen Zählwert des Steuermittels auswählt.
Gemäß der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn eine große Variation bei der Ausgabe von magneto-elektrischen Wandlern aufgrund von Variationen bei einem Temperaturkoeffizienten der Magnetwiderstandselemente auftritt, Variationen bei der Stärke eines an die Magnetwiderstandselemente angelegten Magnetfeldes und dergleichen auftritt, kann die Position eines zu detektierenden Objektes unabhängig vom Verschiebebetrag des Detektionssignals genau detektiert werden.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das Verarbeitungsschaltungen einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 ist ein Timing-Diagramm, das Betriebswellenformen zu einem Zeitpunkt niedriger Rotation eines sich bewegenden Magnetelements in einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 ist ein Timing-Diagramm, das Betriebswellenformen zur Zeit einer hohen Rotation des sich bewegenden Magnetelementes in einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
4 ist ein Timing-Diagramm, das Betriebswellenformen illustriert, wenn der Temperaturversatz einer Variation in einer Spannung eines Detektionssignals einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftritt;
5 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das Verarbeitungsschaltungen einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
6 ist ein Wellenformdiagramm, das das Umschalten eines Rechteckwellensignals einer ersten Vergleichsschaltung und eines Rechteckwellensignals einer dritten Vergleichsschaltung in einer Logikschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
7 ist ein Wellenformdiagramm, das Umschalten eines Rechteckwellensignals einer ersten Vergleichsschaltung und eines Rechteckwellensignals einer dritten Vergleichsschaltung in einer Logikschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
8 ist eine Aufsicht eines sich bewegenden Magnetelementes in einer Magnet- Detektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Betriebswellenformdiagramm, wenn ein sich bewegendes Magnetelement von 8 in einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Ausgabeauswahlzustand einer ersten Vergleichsschaltung und einer dritten Vergleichsschaltung in einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
11 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das Verarbeitungsschaltungen einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
12 ist ein Betriebswellenformdiagramm in einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ist ein Betriebswellenformdiagrarnm in einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14A und 14B sind schematische Diagramme, welche die Konfiguration einer Magnet-Schaltung der konventionellen Magnet-Detektionsvorrichtung illustrieren;
15 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, welches die Konfiguration von Verarbeitungsschaltungen der konventionellen Magnet-Detektionsvorrichtung illustriert;
16 ist ein Timing-Diagramm, welches Betriebswellenformen der konventionellen Magnet-Detektionsvorrichtung illustriert;
17 ist ein Timing-Diagramm, das Betriebswellenformen der konventionellen Magnet-Detektionsvorrichtung illustriert; und
18 ist ein Timing-Diagramm, das Betriebswellenformen bei der konventionellen Magnet-Detektionsvorrichtung illustriert, wenn der Verschiebebetrag eines Detektionssignals groß ist.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, welches die Konfiguration einer Verarbeitungsschaltungseinheit der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert, und es werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um zu jenen des konventionellen Diagramms (vgl. 15) gleiche oder ähnliche Elemente zu bezeichnen. 2 und 3 sind Timing-Diagramme, welche Betriebswellenformen gemäß den Verarbeitungsschaltungen von 1 illustrieren, wobei 2 Betriebswellenformen jedes Signals illustriert, wenn die Drehzahl eines sich bewegenden Magnetelementes 3 niedrig ist und 3 Betriebswellenformen jedes Signals illustriert, wenn die Drehzahl des sich bewegenden Magnetelementes 3 hoch ist.
Weiterhin ist die Konfiguration einer Sensoreinheit, welche Magnetwiderstandselemente 21a und 21b beinhaltet, die gleiche wie die in 14 gezeigte.
In 1 beinhaltet eine Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Brückenschaltung 10, eine erste Vergleichsschaltung 31, eine dritte Vergleichsschaltung 33, eine Logikverarbeitungsschaltung 50, Transistoren 12 und 13 zur Ausgabe und eine Ausgabeanschluss Vout. Die Brückenschaltung 10 konfiguriert einen Sensor, der Magnetfeldstärke detektiert und beinhaltet die zwei Magnetwiderstandselemente 21a und 21b, die als ein magneto-elektrischer Wandler dienen. In der Brückenschaltung 10 ändern sich die Widerstandswerte der Magnetwiderstandselemente 21a und 21b gemäß dem Versatz des sich bewegenden Magnetelementes 3, was zu Variationen bei der Spannung des Detektionssignals C der Brückenschaltung 10 führt. Das Detektionssignal C der Brückenschaltung 10 wird an der ersten Vergleichsschaltung 31 angegeben und wird auch in der dritten Vergleichsschaltung 33 über einen Hochpassfilter, der einen Kondensator 22 und einen Widerstand 23 beinhaltet, eingegeben.
Die erste Vergleichsschaltung 31 weist einen ersten Vergleichspegel VR1 auf, Wellenform-bildet die Amplitude des Detektionssignals C durch die Gleichstromkopplung und gibt ein Rechteckwellensignal E aus.
Die dritte Vergleichsschaltung 33 weist einen dritten Vergleichpegel VR3 auf, Wellenform-bildet die Amplitude des Detektionssignals C nach der Wechselstromkopplung und gibt ein Rechteckwellensignal G aus.
Das Detektionssignal C wird durch einen Vergleich mit dem ersten Vergleichspegel VR1 in der ersten Vergleichsschaltung 31 in das Rechteckwellensignal E umgewandelt, wird nach Wechselstromverarbeitung über den Hochpassfilter, der den Kondensator 22 und den Widerstand 23 enthält, in ein Spannungssignal D umgewandelt und wird dann durch einen Vergleich mit dem dritten Vergleichspegel VR3 in der dritten Vergleichsschaltung 33 in das Rechteckwellensignal G umgewandelt.
Die Ausgabesignale E und G der ersten und dritten Vergleichsschaltungen 31 und 33 werden logisch durch die Logikverarbeitungsschaltung 50 verarbeitet und werden dann als Endausgabesignal K über die Transistoren 12 und 13 ausgegeben.
Die Logikverarbeitungsschaltung 50 beinhaltet einen Oszillator 51 mit einer natürlichen Oszillationsfrequenz, einer Steuerschaltung 52 und einer Auswahlschaltung 53.
Ein Ausgabesignal L des Oszillators 51 wird an der Steuerschaltung 52 eingegeben. Die Steuerschaltung 52 zählt ab dem Anstieg bis zum nächsten Anstieg oder ab dem Abfall bis zum nächsten Abfall des Rechteckwellensignals E der ersten Vergleichsschaltung 31 unter Verwendung eines Oszillatorssignals L. Wenn der Zählwert einen gewünschten Zählwert übersteigt, gibt die Steuerschaltung 52 ein Steuersignal M auf niedrigem Pegel aus. Weiterhin, wenn der Zählwert gleich oder kleiner dem gewünschten Zählwert ist, gibt die Steuerschaltung 52 ein Steuersignal M auf einem hohen Pegel aus.
2 und 3 illustrierten die Betriebswellenformen, wenn das Steuersignal M auf niedrigem Pegel und hohem Pegel ist.
Wenn das Steuersignal M auf dem niedrigen Pegel aus der Steuerschaltung 52 ausgegeben wird, wählt die Auswahlschaltung 53 die Ausgabe des Rechteckwellensignals E der ersten Vergleichsschaltung 31. Wenn weiterhin das Steuersignal M auf hohem Pegel aus der Steuerschaltung 52 ausgegeben wird, wählt die Auswahlschaltung 53 die Ausgabe des Rechteckwellensignals G der dritten Vergleichsschaltung 33.
4 illustriert die Betriebswellenformen, wenn ein Temperaturversatz bei der Variation der Spannung des Detektionssignals C aufgrund von Variation bei einem Temperaturkoeffizienten der Magnetwiderstandselemente 21a und 21b, Variation bei der Stärke des an die Magnetwiderstandselemente 21a und 21b angelegten Magnetfeldes und dergleichen auftritt.
In 4 sind der erste Vergleichpegel VR1 der ersten Vergleichsschaltung 31 und der dritte Vergleichspegel VR3 der dritten Vergleichsschaltung 33 darauf eingestellt, denselben Wert aufzuweisen. Selbst falls der Spannungsversatz des Detektionssignals C groß ist, kann das Rechteckwellensignal E ausgegeben werden, solange der Spannungsversatz durch einen Vergleichspegel detektiert wird (d. h. den Vergleichspegel VR1).
Das sich bewegende Magnetelement 3 kann eine Zahnform aufweisen oder kann ebenfalls ein Magnetisierungsmuster aufweisen. Weiterhin kann das sich bewegende Magnetelement 3 ein rotierendes Element oder ein lineares Element sein. Das heißt, das sich bewegende Magnetelement 3 kann ein sich bewegendes Element mit einer beliebig festgelegten Bewegungsrichtung sein.
Weiterhin kann das Sensorelement ein magneto-elektrischer Wandler wie ein Hall-Element, ein Magnetwiderstands-(MR)-Element, ein Gigantmagnetwiderstands-(GMR)-Element und ein Magnetwiderstandselement vom Tunneltyp (TMR) sein.
Weiterhin wird für die Wechselstromverarbeitung der Hochpassfilter verwendet. Jedoch kann auch ein Tiefpassfilter verwendet werden.
Die Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein erstes Vergleichsmittel, das ein Detektionssignal aus den magneto-elektrischen Wandlern durch Gleichstromkopplung Wellenform-bildet, ein zweites Vergleichsmittel, das das Detektionssignal aus den magneto-elektrischen Wandlern durch Wechselstrom-Kopplung Wellenform-bildet, ein Oszillationsmittel mit einer natürlichen Frequenz, ein Steuermittel, das Ausgabe des ersten Vergleichsmittels oder Ausgabe des zweiten Vergleichsmittels unter Verwendung des Oszillationsmittels zählt, und ein Auswahlmittel, welches die Ausgabe des ersten Vergleichsmittels oder die Ausgabe des zweiten Vergleichsmittels in Reaktion auf den Zählwert des Steuermittels auswählt, wobei das Steuermittel eine Zeitbreite einer Ausgaberechteckwelle des ersten Vergleichsmittels oder eine Zeitdauer (Zeitbreite) einer Ausgaberechteckwelle des zweiten Vergleichsmittels unter Verwendung des Oszillationsmittels zählt und ein Bestimmungsergebnis an das Auswahlmittel ausgibt, wenn festgestellt wird, dass die gezählte Zeitbreite eine gewünschte Zeitbreite ist.
Folglich, selbst wenn eine Variation bei einem Temperaturkoeffizienten der Magnetwiderstandselemente groß ist oder Variation bei der Stärke eines an die Magnetwiderstandselemente angelegten Magnetfelds groß ist, falls die Variation durch einen Vergleichspegel detektiert wird, kann eines der Rechteckwellensignale nach Wechselstromkopplung oder Gleichstromkopplung ausgewählt und ausgegeben werden und die Position eines zu detektierenden Objektes kann akkurat detektiert werden, unabhängig vom Verschiebungsbetrag des Detektionssignals.
Zweite Ausführungsform
5 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration bei einer Verarbeitungsschaltungseinheit einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert und es werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Elemente wie in 1 zu bezeichnen.
In 5 beinhaltet die Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Brückenschaltung 10, die erste Vergleichsschaltung 31, die dritte Vergleichsschaltung 33, eine Logikverarbeitungsschaltung 50A, die Transistoren 12 und 13 zur Ausgabe und den Ausgabeanschluss Vout. Die Magnet-Detektionsvorrichtung weist eine Schaltungskonfiguration gleich derjenigen der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform auf, außer bezüglich der Logikverarbeitungsschaltung 50A, und führt die gleiche Schaltungsoperation durch wie diejenige der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
In 5 werden die Ausgabesignale E und G der ersten und dritten Vergleichsschaltungen 31 und 33 logisch durch die Logikverarbeitungsschaltung 50A verarbeitet und werden dann als Endausgabesignal K über die Transistoren 12 und 13 ausgegeben. Die Logikverarbeitungsschaltung 50A beinhaltet einen Oszillator 51 mit einer natürlichen Oszillationsfrequenz, eine Steuerschaltung a54, eine Steuerschaltung b55 und eine Auswahlschaltung 53.
Ein Ausgabesignal L des Oszillators 51 wird an der Steuerschaltung a54 und der Steuerschaltung b55 eingegeben.
Die Steuerschaltung a54 zählt ab dem Abfall bis zum nächsten Abfall oder vom Anstieg bis zum nächsten Anstieg des Rechteckwellensignals E der ersten Vergleichsschaltung 31 unter Verwendung des Oszillationssignals L. Wenn der Steuerwert einen gewünschten Zählwert übersteigt, gibt die Steuerschaltung a54 ein Steuersignal P auf niedrigem Pegel aus. Weiterhin, wenn der Zählwert gleich oder kleiner dem gewünschten Zählwert ist, gibt die Steuerschaltung a54 ein Steuersignal P auf einem hohen Pegel aus.
Ein Ausgabesignal P der Steuerschaltung a54 wird an der Steuerschaltung b55 eingegeben.
Die Steuerschaltung b55 zählt vom Abfall bis zum nächsten Abfall oder vom Anstieg bis zum nächsten Anstieg des Rechteckwellensignals E der ersten Vergleichsschaltung 31. Wenn der Zählwert den gewünschten Zählwert übersteigt und das Ausgabesignal P der Steuerschaltung a54 auf niedrigem Pegel ist, gibt die Steuerschaltung b55 ein Steuersignal M auf einem niedrigen Pegel aus.
Weiter, wenn der Zählwert gleich oder kleiner dem gewünschten Zählwert ist und das Ausgabesignal P der Steuerschaltung a54 auf hohem Pegel ist, gibt die Steuerschaltung a54 das Steuersignal M auf einem hohen Pegel auf.
Wenn jedoch der Zählwert den gewünschten Zählwert übersteigt und das Ausgabesignal P der Steuerschaltung 54 auf hohem Pegel ist, gibt die Steuerschaltung b55 das Steuersignal M auf dem hohen Pegel aus. Weiter, wenn der Zählwert gleich oder kleiner dem gewünschten Zählwert ist und das Ausgabesignal P der Steuerschaltung a54 auf dem niedrigen Pegel ist, gibt die Steuerschaltung a54 das Steuersignal M auf niedrigem Pegel aus.
6 und 7 sind Diagramme, welche das Umschalten der Logikverarbeitungsschaltung 50A in Bezug auf das Rechteckwellensignal E der ersten Vergleichsschaltung 31 und das Rechteckwellensignal G der dritten Vergleichsschaltung 33 erläutern.
Aus Zwecken der Bequemlichkeit wird ein Teil des Rechteckwellensignals, das den gewünschten Zählwert durch das Oszillationssignal L übersteigt, als ”DC” bezeichnet und ein Teil des Rechteckwellensignals, das kleiner als der gewünschte Zählwert ist, wird als ”AC” bezeichnet.
In 6 und 7 sind DC und AC an den Rechteckwellensignalen angebracht. Weiterhin sind aus Zwecken der Bequemlichkeit ”a1”, ”b1” und dergleichen an jeder Wellenform der Rechteckwellensignale E, G und K angebracht.
6 illustriert die Umschaltoperation vom AC zum DC.
Da das Rechteckwellensignal E bei a4 in den DC umgeschaltet wird, wird das Steuersignal P zum Zeitpunkt gerade vor a5 nach a4 des Rechteckwellensignals E vom hohen Pegel zum niedrigen Pegel verändert.
Weiterhin, da das Rechteckwellensignal E bei a5 mit dem DC fortgesetzt wird, wird das Steuersignal M vom hohen Pegel zum niedrigen Pegel zum Zeitpunkt gerade vor a6 nach a5 des Rechteckwellensignals E verändert. Folglich wird beim Ausgabesignal K das Signal von a6 zum Zeitpunkt gerade vor b6 nach b5 ausgegeben. Das heißt, das Ausgabesignal K wird auf solche Weise ausgegeben, dass das Signal von a6 ausgegeben wird, nachdem der durch b4 und b5 angezeigte DC zweimal fortgesetzt ist.
7 illustriert die Umschaltoperation vom DC zum AC.
Da das Rechteckwellensignal E bei a4 in den AC umgeschaltet wird, wird das Steuersignal P zum Zeitpunkt gerade vor a5 nach a4 des Rechteckwellensignals E vom niedrigen Pegel zum hohen Pegel verändert.
Weiterhin, da das Rechteckwellensignal E bei a5 mit dem AC fortgesetzt wird, wird das Steuersignal M vom niedrigen Pegel zum hohen Pegel zum Zeitpunkt gerade vor a6 nach a5 des Rechteckwellensignals E verändert. Folglich wird beim Ausgabesignal K das Signal von b6 zum Zeitpunkt gerade vor a6 nach a6 ausgegeben. Das heißt, das Ausgabesignal K wird auf solche Weise ausgegeben, dass das Signal von b6 ausgegeben wird, nachdem der durch a4 und a5 angezeigte AC zweimal fortgesetzt ist.
8 ist eine Aufsicht des sich bewegenden Magnetelementes 5. Das sich bewegende Magnetelement 5 ist ein allgemeines, sich bewegendes Magnetelement, das auf einem Fahrzeug montiert ist, um die Drehzahl zu detektieren. In 8 sind ”T1” bis ”T8” an Vorsprüngen angebracht, die an der Umfangskante einer Scheibe ausgebildet sind.
Im in 8 gezeigten sich bewegenden Magnetelement 5 ist der Zahn zwischen T3 und T4 gezogen worden. Die Extraktion des Zahns gestattet, dass der Winkel jeder einen Umdrehung des sich bewegenden Magnetelementes 5 detektiert wird.
9 ist ein Betriebswellenformdiagramm der zweiten Ausführungsform, welche das sich bewegende Magnetelement 5 von 8 verwendet. Das sich bewegende Magnetelement 5 rotiert um die Nummerndrehzahl, bei der das Umschalten von AC und DC durchgeführt wird. Da der Zahn zwischen T3 und T4 des sich bewegenden Magnetelementes 5 extrahiert worden ist, ist das Rechteckwellensignal E bei a3 in einem AC-Zustand. Jedoch wird das Rechteckwellensignal E bei a4 zum DC umgeschaltet und wird dann bei a5 zum AC umgeschaltet. Wie in den 5 bis 7 beschrieben, wird bei der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform das Ausgabesignal K beispielsweise synchron zur Ausgabe des Rechteckwellensignals G in der Abfolge von b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7 und b8 ausgegeben. Selbst im Falle einer Drehzahl um die Drehzahl zur Bestimmung des Umschaltens von AC und DC gibt es keine Ausgabe des Rechteckwellensignals E, in der der Zahnextraktionsteil (zwischen T3 und T4) in einem DC-Zustand ist.
Die Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie oben erwähnt konfiguriert. Daher gibt es in Bezug auf die Drehzahl um die für das Umschalten von AC und DC eingestellte Drehzahl herum, wenn das sich bewegende Magnetelement den Zahnextraktionsteil aufweist, keinen Austausch (chattering) des Rechteckwellensignals E und des Rechteckwellensignals G.
Dritte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Verarbeitungsschaltungseinheit der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Konfiguration auf, welche gleich zu der von 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist. Das heißt, die Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Brückenschaltung 10, eine erste Vergleichsschaltung 31, eine dritte Vergleichsschaltung 33, eine Logikverarbeitungsschaltung 34, Transistoren 12 und 13 zur Ausgabe und einen Ausgabeanschluss Vout. Die Magnet-Detektionsvorrichtung führt eine Schaltungsoperation durch, die gleich derjenigen der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist, außer bezüglich einer Steuerschaltung 52.
In 1 wird das Ausgabesignal L des Oszillators 51 an der Steuerschaltung 52 eingegeben.
Die Steuerschaltung 52 zählt vom Abfall bis zum nächsten Abfall oder vom Anstieg bis zum nächsten Anstieg des Rechteckwellensignals E der ersten Vergleichsschaltung 31 unter Verwendung des Oszillationssignals L. Die Steuerschaltung 52 weist die zwei Werte A und B auf, die durch Frequenzumwandlung des gewünschten Zählwerts erhalten werden.
Die Frequenzumwandlung zeigt einen Umkehrwert der gezählten Zeitbreite an.
In dem Fall, bei dem die Auswahlschaltung 53 das Rechteckwellensignal E der ersten Vergleichsschaltung 31 auswählt, gestattet die Steuerschaltung 52, wenn der Zählwert den Frequenzwert A erreicht, dem Steuersignal M, vom niedrigen Pegel zum hohen Pegel geändert zu werden. Weiterhin gestattet die Steuerschaltung 52 in dem Fall, in dem die Auswahlschaltung 53 das Rechteckwellensignal G der dritten Vergleichsschaltung 33 auswählt, wenn der Zählwert den Frequenzwert B erreicht, dem Steuersignal M, vom hohen Pegel zum niedrigen Pegel verändert zu werden.
10 ist ein Flussdiagramm, welches den Zustand illustriert, in dem die Auswahlschaltung 53 der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform die Ausgabe der ersten Vergleichsschaltung 31 und die Ausgabe der dritten Vergleichsschaltung 33 auswählt.
In 10 wird der Frequenzwert A auf größer als der Frequenzwert B eingestellt. Folglich kann der Umschaltfrequenz der ersten Vergleichsschaltung 31 und der dritten Vergleichsschaltung 33 durch die Auswahlschaltung 53 eine Hysterese hinzugefügt werden.
Wie oben beschrieben, gibt es gemäß der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Drehzahl um die für das Umschalten von AC und DC eingestellten Drehzahl herum keinen Austausch (chattering) des Rechteckwellensignals E und des Rechteckwellensignals G aufgrund von kleinem Ansteigen und Abfallen bei der Drehzahl des sich bewegenden Magnetelementes.
Vierte Ausführungsform
11 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration einer Verarbeitungsschaltungseinheit einer Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert und sind 13 und 13 Diagramme, welche die Betriebswellenformen einer Scheitelsohlenschaltung und einer Versatzschaltung in der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform illustrieren.
In 11 beinhaltet die Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Brückenschaltung 10, die erste Vergleichsschaltung 31, die dritte Vergleichsschaltung 33, die Logikverarbeitungsschaltung 50A, die Transistoren 12 und 13 zur Ausgabe, den Ausgabeanschluss Vout, die Scheitelsohlenschaltung 61 und die Versatzschaltung 62. Die Magnet-Detektionsvorrichtung weist eine Schaltungskonfiguration gleich derjenigen der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform auf, außer bezüglich der Scheitelsohlenschaltung 61 und der Versatzschaltung 62 und führt einen Betrieb durch, der gleich demjenigen der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist.
Die Scheitelsohlenschaltung 61 gibt einen Wert (P + B)/m, der durch Teilen der Summe (P + B) des Scheitelwertes P und des Sohlenwerts B eines eingegebenen Brückensignals C durch m erhalten wird, an die Versatzschaltung 62 aus. Hierbei ist m ein willkürlicher numerischer Wert.
Weiterhin führt die Versatzschaltung 62 einen gewünschten digitalen Versatz an Brückensignal C derart aus, dass der Wert (P + B)/m und der Spannungswert VR1 sich einander annähern, wodurch ein Signal Q ausgegeben wird.
Zusätzlich können die Scheitelsohlenschaltung 61 und die Versatzschaltung 62 unter Verwendung des Rechteckwellensignals E, des Oszillators 51 oder diesen beiden rückgesetzt werden.
12 illustriert den Übergangs-Konvergenzzustand des Signals Q gemäß diesem Betrieb der Scheitelsohlenschaltung 61 und der Versatzschaltung 62. In 12 weist m einen Wert von 2 auf (m = 2).
Die Scheitelsohlenschaltung 61 führt eine Rücksetzoperation zu einem gewünschten Zeitpunkt durch, um einen Wert zu erzielen, der durch Mitteln eines Scheitelwertes 21 und eines Sohlenwertes B1 des nächsten Signals C erhalten wird, d. h. eines Wertes C1 (= (P1 + B1)/2).
Der Wert C1 wird an die Versatzschaltung 62 ausgegeben. Die Versatzschaltung 62 addiert einen gewünschten digitalen Versatzwert CC2 zum Signal C hinzu, so dass der Wert C1 sich dem Spannungswert VR1 annähert.
Auf dieselbe Weise führt die Scheitelsohlenschaltung 61 eine Rücksetzoperation zu einem gewünschten Zeitpunkt durch, um einen Wert zu erzielen, der durch Mitteln eines Scheitelwertes P2 und eines Sohlenwertes B2 des nächsten Signals C erhalten wird, d. h. einen Wert C2 (= (P2 + B2)/2). Der Wert C2 wird an die Versatzschaltung 62 ausgegeben. Die Versatzschaltung 62 addiert einen gewünschten digitalen Versatzwert CC3 zum Signal C hinzu, so dass der Wert C2 sich dem Spannungswert VR1 annähert.
Auf diese Weise stoppt zu dem Zeitpunkt, bei dem das Signal mit dem dazu addierten Versatzwert schließlich sich dem Wert des ersten Vergleichspegels VR1 der ersten Vergleichsschaltung 31 in einer digitalen Weise soweit als möglich annähert, die Versatzschaltung 62 die digitale Versatzaddition zum Signal C und hält der Versatzwert der vorherigen Zeit.
13 illustriert den Zustand, bei dem die digitale Versatzaddition durch die Operationen der Scheitelsohlenschaltung 61 und der Versatzschaltung 62 gehalten werden, d. h. einen konvergenten Zustand. Der erste Vergleichspegel VR1 der ersten Vergleichsschaltung 31 und der dritten Vergleichsschaltung VR3 der dritten Vergleichsschaltung 33 weisen denselben Wert auf.
In 13 zeigt tr1 die Zeitdifferenz zwischen der steigenden Flanke des Rechteckwellensignals E und der steigenden Flanke des Rechteckwellensignals G an, und zeigt tf1 die Zeitdifferenz zwischen der fallenden Flanke des Rechteckwellensignals E und der fallenden Flanke des Rechteckwellensignals G an. Weiterhin zeigen tr2 und tf2 die Zeitdifferenz von dem Zeitpunkt, bei dem das Brückenschaltung C den Vergleichspegel des Vergleichspegels VR1 schneidet, bis zum Steigen und Abfallen des Rechteckwellensignals G an. In 13 ist tr1 kleiner als tr2 und ist tf1 kleiner als tf2. Folglich sind sowohl die Zeitdifferenz zwischen dem Ansteigen und Abfallen des Rechteckwellensignals E als auch die Zeitdifferenz zwischen dem Ansteigen und Abfallen des Rechteckwellensignals G kleiner als die Zeitdifferenz zwischen dem Ansteigen und Abfallen eines Rechteckwellensignals, die aus der ersten Vergleichsschaltung durch Gleichstromkoppeln des Brückensignals C im Falle des Nichtenthaltens der Scheitelsohlenschaltung und der Versatzschaltung ausgegeben werden, und der Zeitdifferenz zwischen dem Ansteigen und Abfallen des Rechteckwellensignals G.
Gemäß der Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da die Zeitdifferenz zwischen dem Ansteigen des Rechteckwellensignals der ersten Vergleichsschaltung 31 und dem Ansteigen des Rechteckwellensignals der dritten Vergleichsschaltung 33 klein ist und die Zeitdifferenz zwischen dem Abfallen des Rechteckwellensignals der ersten Vergleichsschaltung 31 und dem Abfallen des Rechteckwellensignals der dritten Vergleichsschaltung 33 klein ist, selbst falls das Rechteckwellensignal der ersten Vergleichsschaltung 31 in das Rechteckwellensignal der dritten Vergleichsschaltung 33 durch die Auswahlschaltung 53 umgeschaltet wird oder das Rechteckwellensignal der dritten Vergleichsschaltung 33 durch die Auswahlschaltung 53 zum Rechteckwellensignal der ersten Vergleichsschaltung 31 umgeschaltet wird, kann die Zeitdifferenz zwischen den ansteigenden Positionen der Rechteckwellensignale und die Zeitdifferenz zwischen den abfallenden Positionen der Rechteckwellensignale reduziert werden und Variation bei der Detektionsgenauigkeit der Magnet-Detektionsvorrichtung aufgrund des Umschaltens kann soweit als möglich unterdrückt werden.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden Fachleuten ersichtlich sein, ohne vom Umfang und Geist dieser Erfindung abzuweichen, und es versteht sich, dass diese nicht auf die hierin dargestellten illustrativen Ausführungsformen beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007-192733 A [0002, 0003, 0030]

Claims

Magnet-Detektionsvorrichtung, die mit einem Sensor (10) versehen ist, der magneto-elektrische Wandler (21a, 21b) zum Detektieren eines Magnetfeldes beinhaltet, wobei die Magnet-Detektionsvorrichtung umfasst: ein erstes Vergleichsmittel (31), das ein Detektionssignal aus den magneto-elektrischen Wandlern (21a, 21b) durch Gleichstromkopplung Wellenform-bildet; ein zweites Vergleichsmittel (33), das das Detektionssignal aus den magneto-elektrischer Wandlern (21a, 21b) durch Wechselstromkopplung Wellenform-bildet; ein Oszillationsmittel (51), das eine natürliche Frequenz aufweist, ein Steuermittel (52), das eine Ausgabe des ersten Vergleichsmittels (31) oder eine Ausgabe des zweiten Vergleichsmittels (33) unter Verwendung des Oszillationsmittels (51) zählt; und ein Auswahlmittel (53), welches die Ausgabe des ersten Vergleichsmittels (31) und die Ausgabe des zweiten Vergleichsmittels (33) in Reaktion auf einen Zählwert des Steuermittels (52) auswählt.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermittel (52) eine Zeitbreite einer Ausgaberechteckwelle des ersten Vergleichsmittels (31) oder eine Zeitbreite einer Ausgaberechteckwelle des zweiten Vergleichsmittels (33) unter Verwendung des Oszillatorsmittels (51) zählt und ein Bestimmungsergebnis an das Auswahlmittel (53) ausgibt, wenn festgestellt wird, dass die gezählte Zeitbreite eine gewünschte Zeitbreite ist.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, nachdem die gezählte Zeitbreite als gewünschte Zeitbreite festgestellt wird, wenn vom Ansteigen zum nächsten Abfallen oder nächsten Ansteigen der Ausgaberechteckwelle des ersten Vergleichsmittels (31) oder des zweiten Vergleichsmittels (33) als eine Zeit angesehen wird, oder von einem Abfallen zum nächsten Ansteigen oder nächsten Abfallen der Rechteckwelle des ersten Vergleichsmittels (31) oder zweiten Vergleichsmittels (33) einmal zählt, das Steuermittel (52) das Bestimmungsergebnis an das Auswahlmittel (53) durch eine Ausgaberechteckwelle des ersten Vergleichsmittels (31) oder des zweiten Vergleichsmittels (33) nach einer Zeit oder mehr und N Zeiten ausgibt.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 und 3, wobei, wenn das Steuermittel (52) einen ersten Wert auf eine Frequenz A und einen zweiten Wert auf eine Frequenz B einstellt, die Frequenz A und die Frequenz B zueinander unterschiedliche Werte aufweisen, wobei der erste Wert durch Umwandeln der Zeitbreite der Ausgaberechteckwelle, bei der das Auswahlmittel (53) die Auswahl vom ersten Vergleichsmittel (31) zum zweiten Vergleichsmittel (33) umschaltet, in eine Frequenz erhalten wird, und der zweite Wert durch Umwandeln der Zeitbreite der Ausgaberechteckwelle, bei der das Auswahlmittel (53) die Auswahl vom zweiten Vergleichsmittel (33) zum ersten Vergleichsmittel (31) umschaltet, in eine Frequenz erhalten wird.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Frequenz A größer als die Frequenz B ist.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: ein Scheitelsohlenmittel (61), das zwischen den magnetoelektrischen Wandlern (21a, 21b) und der ersten Vergleichsschaltung (31) vorgesehen ist, aufweisend ein Scheitelhaltemittel zum Halten eines Scheitelwertes des Detektionssignals aus dem magneto-elektrischen Wandlern, und ein Sohlenhaltemittel zum Halten eines Sohlenwertes des Detektionssignals aus den magneto-elektrischen Wandlern, das einen gewünschten Wert durch den Scheitelwert und den Sohlenwert ausgibt; und ein Versatzerzeugungsmittel (62), das einen Versatzwert durch den aus dem Scheitelsohlenmittel (61) ausgegebenen Wert an das Detektionssignal anlegt.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der aus dem Scheitelsohlenmittel (61) ausgegebene Wert ein Durchschnittswert des Scheitelwerts und des Sohlenwerts ist.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die magneto-elektrischen Wandler (21a, 21b) Magnetwiderstandselemente beinhalten.
Magnet-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die magneto-elektrischen Wandler (21a, 21b) gigantische Magnetwiderstandselemente (GMR-Elemente) beinhalten.