JP2000337922A - 回転検出装置 - Google Patents
回転検出装置Info
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- JP2000337922A JP2000337922A JP11145336A JP14533699A JP2000337922A JP 2000337922 A JP2000337922 A JP 2000337922A JP 11145336 A JP11145336 A JP 11145336A JP 14533699 A JP14533699 A JP 14533699A JP 2000337922 A JP2000337922 A JP 2000337922A
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- Japan
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- mre
- magnetoresistive element
- gear
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- bridge
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路構成を簡略化でき、コスト低減が図れる
回転検出装置を提供する。 【解決手段】 第1、第2のMREブリッジ3、4を、
ギア1の回転方向に配列させると共に、バイアス磁石2
の磁気的中心軸を対称軸として対称位置に配置する。こ
のように、このようにMREブリッジ3、4をギア1の
回転方向に配列させることにより、第1、第2のMRE
ブリッジ3、4のそれぞれの出力に位相差をつけること
ができる。このため、第1、第2のMREブリッジ3、
4の出力に基づいて、ギア1の回転検出を行うことがで
きる。これにより、回転検出装置の回路構成を簡略化で
き、コスト低減を図ることができる。
回転検出装置を提供する。 【解決手段】 第1、第2のMREブリッジ3、4を、
ギア1の回転方向に配列させると共に、バイアス磁石2
の磁気的中心軸を対称軸として対称位置に配置する。こ
のように、このようにMREブリッジ3、4をギア1の
回転方向に配列させることにより、第1、第2のMRE
ブリッジ3、4のそれぞれの出力に位相差をつけること
ができる。このため、第1、第2のMREブリッジ3、
4の出力に基づいて、ギア1の回転検出を行うことがで
きる。これにより、回転検出装置の回路構成を簡略化で
き、コスト低減を図ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイアス磁界の方
向の変化によって抵抗値を変化させる磁気抵抗素子(以
下、MREという)を用いて、回転情報の検出を行う回
転検出装置に関し、特に車両におけるエンジン制御や車
両ブレーキにおけるABS制御に使用する回転検出装置
に適用すると好適である。
向の変化によって抵抗値を変化させる磁気抵抗素子(以
下、MREという)を用いて、回転情報の検出を行う回
転検出装置に関し、特に車両におけるエンジン制御や車
両ブレーキにおけるABS制御に使用する回転検出装置
に適用すると好適である。
【0002】
【従来の技術】従来より、ギアの回転位置検出を行う回
転検出装置の検出素子として、MREブリッジが用いら
れている。
転検出装置の検出素子として、MREブリッジが用いら
れている。
【0003】このMREブリッジは、一般的にSi基板
に形成された薄膜抵抗によって構成されるため、その製
造要因(膜厚の不均一性、エッチング精度等)から出力
オフセットのバラツキが大きく、MREブリッジの出力
信号を増幅した場合に増幅器の動作範囲を逸脱し、正確
に増幅できなくなるという問題を有していた。
に形成された薄膜抵抗によって構成されるため、その製
造要因(膜厚の不均一性、エッチング精度等)から出力
オフセットのバラツキが大きく、MREブリッジの出力
信号を増幅した場合に増幅器の動作範囲を逸脱し、正確
に増幅できなくなるという問題を有していた。
【0004】この問題を解決するべく、特開平9−32
6654号公報では、MREブリッジからの出力信号に
対して、D/A変換器を用いてオフセットを自動調整し
たり、MREブリッジとは別に設けた種類の異なる薄膜
抵抗をレーザーでトリミングしたりしてオフセット調整
を行うことが示されている。
6654号公報では、MREブリッジからの出力信号に
対して、D/A変換器を用いてオフセットを自動調整し
たり、MREブリッジとは別に設けた種類の異なる薄膜
抵抗をレーザーでトリミングしたりしてオフセット調整
を行うことが示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法によると、センサチップが増加したり、種類の異なる
薄膜抵抗を形成するための工程が必要となり、コストア
ップの原因となる。
法によると、センサチップが増加したり、種類の異なる
薄膜抵抗を形成するための工程が必要となり、コストア
ップの原因となる。
【0006】また、従来の磁気近接型回転センサは、エ
ンジン制御などを目的に高精度が必要とされる。このた
め、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路(2値
化回路)として、アナログ信号のピーク値・ボトム値
(或はその一方)からしきい値を生成する回路を用いて
おり、チップサイズが増加し、コストアップの原因にな
っていた。
ンジン制御などを目的に高精度が必要とされる。このた
め、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路(2値
化回路)として、アナログ信号のピーク値・ボトム値
(或はその一方)からしきい値を生成する回路を用いて
おり、チップサイズが増加し、コストアップの原因にな
っていた。
【0007】本発明は上記点に鑑みてなされ、回路構成
を簡略化でき、コスト低減が図れる回転検出装置を提供
することを目的とする。
を簡略化でき、コスト低減が図れる回転検出装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、以下の技術的手段を採用する。
め、以下の技術的手段を採用する。
【0009】請求項1に記載の発明においては、第1、
第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)を、ギア(1)
の回転方向に配列させると共に、バイアス磁石(2)の
磁気的中心軸を対称軸として対称位置に配置することを
特徴としている。
第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)を、ギア(1)
の回転方向に配列させると共に、バイアス磁石(2)の
磁気的中心軸を対称軸として対称位置に配置することを
特徴としている。
【0010】このように、このように第1、第2の磁気
抵抗素子パターン(3、4)をギア(1)の回転方向に
配列させることにより、第1、第2の磁気抵抗素子パタ
ーン(3、4)のそれぞれの出力に位相差をつけること
ができる。
抵抗素子パターン(3、4)をギア(1)の回転方向に
配列させることにより、第1、第2の磁気抵抗素子パタ
ーン(3、4)のそれぞれの出力に位相差をつけること
ができる。
【0011】このため、第1、第2の磁気抵抗素子パタ
ーン(3、4)の出力に基づいて、ギア(1)の回転検
出を行うことができる。これにより、回転検出装置の回
路構成を簡略化でき、コスト低減を図ることができる。
ーン(3、4)の出力に基づいて、ギア(1)の回転検
出を行うことができる。これにより、回転検出装置の回
路構成を簡略化でき、コスト低減を図ることができる。
【0012】請求項2に示すように、1つのICチップ
上に第1、第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)を形
成することができる。
上に第1、第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)を形
成することができる。
【0013】このようにすれば、製造工程に起因する第
1、第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)のオフセッ
トの変化が、第1、第2の磁気抵抗素子(3、4)共通
して発生するようにできるため、オフセット調整を行う
必要性をなくすことができる。
1、第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)のオフセッ
トの変化が、第1、第2の磁気抵抗素子(3、4)共通
して発生するようにできるため、オフセット調整を行う
必要性をなくすことができる。
【0014】なお、第1の磁気抵抗素子パターン(3)
が発生する第1出力、及び第2の磁気抵抗素子パターン
(4)が発生する第2出力をコンパレータ(5)で比較
すれば、2値化された出力に基づいてギア(1)の回転
検出を行うことが可能である。
が発生する第1出力、及び第2の磁気抵抗素子パターン
(4)が発生する第2出力をコンパレータ(5)で比較
すれば、2値化された出力に基づいてギア(1)の回転
検出を行うことが可能である。
【0015】なお、上記括弧内の符号は、後述する実施
形態で説明する図中の符号との対応関係を示している。
形態で説明する図中の符号との対応関係を示している。
【0016】
【発明の実施の形態】図1に、本実施形態における回転
検出装置の模式図を示す。図1に示すように、回転検出
装置は、ギア1に向かってバイアス磁界を発生するバイ
アス磁石2と、ギア1の回転に伴うバイアス磁界の方向
の変化を検出する2つのMREブリッジ3、4と、2つ
のMREブリッジ3、4それぞれからの出力を比較する
コンパレータ5とを備えている。バイアス磁石2は、ギ
ア1の外周面に対向するように配置されており、ギア1
の外周面に向けてバイアス磁界を発生するようになって
いる。
検出装置の模式図を示す。図1に示すように、回転検出
装置は、ギア1に向かってバイアス磁界を発生するバイ
アス磁石2と、ギア1の回転に伴うバイアス磁界の方向
の変化を検出する2つのMREブリッジ3、4と、2つ
のMREブリッジ3、4それぞれからの出力を比較する
コンパレータ5とを備えている。バイアス磁石2は、ギ
ア1の外周面に対向するように配置されており、ギア1
の外周面に向けてバイアス磁界を発生するようになって
いる。
【0017】バイアス磁石2は、中空形状で構成されて
おり、バイアス磁石2の中心軸(図中の2点鎖線)がバ
イアス磁界の磁気的中心を成している。そして、中空形
状を成すバイアス磁石2の端面の一方がN極、他方がS
極になるように着磁されており、バイアス磁石2のうち
ギア1に近い端面がN極、遠い端面がS極となるよう
に、かつ中空形状の中心軸上に概ねギア1の回転軸が位
置するように配置されている。
おり、バイアス磁石2の中心軸(図中の2点鎖線)がバ
イアス磁界の磁気的中心を成している。そして、中空形
状を成すバイアス磁石2の端面の一方がN極、他方がS
極になるように着磁されており、バイアス磁石2のうち
ギア1に近い端面がN極、遠い端面がS極となるよう
に、かつ中空形状の中心軸上に概ねギア1の回転軸が位
置するように配置されている。
【0018】2つのMREブリッジ3、4は、1つのI
Cチップ(図示せず)の表面に形成されている。そし
て、これら2つのMREブリッジ3、4は、ギア1の回
転方向に配列されていると共に、バイアス磁石2の中心
軸を対称軸とした対称位置に配置されている。このよう
な配置とすることにより、各MREブリッジ3、4がギ
ア1の回転方向において所定距離離れるようにしてい
る。
Cチップ(図示せず)の表面に形成されている。そし
て、これら2つのMREブリッジ3、4は、ギア1の回
転方向に配列されていると共に、バイアス磁石2の中心
軸を対称軸とした対称位置に配置されている。このよう
な配置とすることにより、各MREブリッジ3、4がギ
ア1の回転方向において所定距離離れるようにしてい
る。
【0019】一方のMREブリッジ3は、全長が略同等
な2つのMRE3a、3bによって構成されている。こ
れら2つのMRE3a、3bが直列接続されて、それぞ
れに電流が流れるようになっている。具体的には、MR
Eブリッジ3に対して所定の電圧を印加することによっ
て、MRE3aからMRE3bに向けて電流が流れるよ
うになっている。そして、直列接続されたMRE3aと
MRE3bとの間の中点電位をMREブリッジ3の出力
としている。このため、バイアス磁界の変化がない場合
においては、MREブリッジ3の中点電位は、MREブ
リッジ3に印加する電圧の1/2となる。
な2つのMRE3a、3bによって構成されている。こ
れら2つのMRE3a、3bが直列接続されて、それぞ
れに電流が流れるようになっている。具体的には、MR
Eブリッジ3に対して所定の電圧を印加することによっ
て、MRE3aからMRE3bに向けて電流が流れるよ
うになっている。そして、直列接続されたMRE3aと
MRE3bとの間の中点電位をMREブリッジ3の出力
としている。このため、バイアス磁界の変化がない場合
においては、MREブリッジ3の中点電位は、MREブ
リッジ3に印加する電圧の1/2となる。
【0020】また、MREブリッジ3を構成する2つの
MRE3a、3bは、それぞれ異なった方向性を有して
おり、それぞれの長手方向がバイアス磁界の磁気的中心
に対して、ギア1の回転方向に45度と−45度の角度
を成すように、すなわち互いに直交するハの字状になる
ようにICチップ上に形成されている。これにより、バ
イアス磁界の変化(振れ角)が大きい場合でも、MRE
ブリッジ3の出力に波形割れが発生しないようにしてい
る。
MRE3a、3bは、それぞれ異なった方向性を有して
おり、それぞれの長手方向がバイアス磁界の磁気的中心
に対して、ギア1の回転方向に45度と−45度の角度
を成すように、すなわち互いに直交するハの字状になる
ようにICチップ上に形成されている。これにより、バ
イアス磁界の変化(振れ角)が大きい場合でも、MRE
ブリッジ3の出力に波形割れが発生しないようにしてい
る。
【0021】他方のMREブリッジ4も、全長が略同等
な2つのMRE4a、4bによって構成されている。こ
れら2つのMRE4a、4bは、ギア側MREブリッジ
3を構成するMRE3a、3bと同様に直列接続されて
いて、かつMRE3a、3bと概ね同様の方向性を有し
ている。つまり、MRE4aはMRE3aと同様の方向
性を有し、MRE4bはMRE3bと同様の方向性を有
している。そして、MREブリッジ4に対してMREブ
リッジ3と同等の電圧を印加することによって、MRE
4aからMRE4bに向けて電流が流れるようになって
おり、図1の矢印に示すように、MREブリッジ1と同
相(同様の向き)で電流が流れるようになっている。そ
して、直列接続されたMRE4aとMRE4bとの間の
中点電位をMREブリッジ4の出力としている。このた
め、MREブリッジ4の中点電位は、MREブリッジ4
に印加する電圧の1/2となる。
な2つのMRE4a、4bによって構成されている。こ
れら2つのMRE4a、4bは、ギア側MREブリッジ
3を構成するMRE3a、3bと同様に直列接続されて
いて、かつMRE3a、3bと概ね同様の方向性を有し
ている。つまり、MRE4aはMRE3aと同様の方向
性を有し、MRE4bはMRE3bと同様の方向性を有
している。そして、MREブリッジ4に対してMREブ
リッジ3と同等の電圧を印加することによって、MRE
4aからMRE4bに向けて電流が流れるようになって
おり、図1の矢印に示すように、MREブリッジ1と同
相(同様の向き)で電流が流れるようになっている。そ
して、直列接続されたMRE4aとMRE4bとの間の
中点電位をMREブリッジ4の出力としている。このた
め、MREブリッジ4の中点電位は、MREブリッジ4
に印加する電圧の1/2となる。
【0022】従って、回転検出装置は、図1(b)に示
すような回路構成を成している。この図に示されるよう
に、コンパレータ5の非反転入力端子と反転入力端子
に、それぞれMREブリッジ3の中点電位とMREブリ
ッジ4の中点電位が入力されて大小比較されるようにな
っている。すなわち、MREブリッジ3の中点電位をし
きい値電圧となるMREブリッジ4の中点電位と大小比
較することによって、MREブリッジ3の出力を2値化
処理している。そして、このコンパレータ5の出力を回
転検出装置の出力として、ギア1の回転状態を検出でき
るようになっている。
すような回路構成を成している。この図に示されるよう
に、コンパレータ5の非反転入力端子と反転入力端子
に、それぞれMREブリッジ3の中点電位とMREブリ
ッジ4の中点電位が入力されて大小比較されるようにな
っている。すなわち、MREブリッジ3の中点電位をし
きい値電圧となるMREブリッジ4の中点電位と大小比
較することによって、MREブリッジ3の出力を2値化
処理している。そして、このコンパレータ5の出力を回
転検出装置の出力として、ギア1の回転状態を検出でき
るようになっている。
【0023】次に、回転検出装置の作動について説明す
る。
る。
【0024】まず、ギア1が紙面左回りに回転すると、
このギア1の回転に伴ってバイアス磁石2が発生するバ
イアス磁界が変化する。これによりバイアス磁界の磁力
線がギア1の回転方向左右に振れる。この回転方向左右
に振れた磁力線がMREブリッジ3、4を通過するた
め、各MREブリッジ3、4は磁力線の振れに応じて出
力を変化させる。
このギア1の回転に伴ってバイアス磁石2が発生するバ
イアス磁界が変化する。これによりバイアス磁界の磁力
線がギア1の回転方向左右に振れる。この回転方向左右
に振れた磁力線がMREブリッジ3、4を通過するた
め、各MREブリッジ3、4は磁力線の振れに応じて出
力を変化させる。
【0025】この時、磁力線の振れはギア1の回転に伴
って変化するため、MREブリッジ3を通過する磁力線
が振れた後、所定の位相差をもってMREブリッジ4を
通過する磁力線が振れることとなる。
って変化するため、MREブリッジ3を通過する磁力線
が振れた後、所定の位相差をもってMREブリッジ4を
通過する磁力線が振れることとなる。
【0026】従って、ギア1の回転方向にずらされた
分、MREブリッジ3とMREブリッジ4の出力の変化
に位相差が発生する。このときの様子を図2に示す。
分、MREブリッジ3とMREブリッジ4の出力の変化
に位相差が発生する。このときの様子を図2に示す。
【0027】このように、MREブリッジ3、4間の距
離による出力変化の位相差が生じるため、MREブリッ
ジ3、4の出力に差が発生し、この出力差によってコン
パレータ5の出力が変化する。このときのコンパレータ
5の出力を図2中に示す。
離による出力変化の位相差が生じるため、MREブリッ
ジ3、4の出力に差が発生し、この出力差によってコン
パレータ5の出力が変化する。このときのコンパレータ
5の出力を図2中に示す。
【0028】この図に示されるように、MREブリッジ
3、4の出力のだ大小が交互に入れ替わり、その度にコ
ンパレータ5の出力が変化していることが判る。これに
より、コンパレータ5の出力に基づいてギア1の位置検
出を行うことができる。
3、4の出力のだ大小が交互に入れ替わり、その度にコ
ンパレータ5の出力が変化していることが判る。これに
より、コンパレータ5の出力に基づいてギア1の位置検
出を行うことができる。
【0029】このように、本実施形態に示される回転検
出装置では、2つのMREブリッジ3、4をギア1の回
転方向に配列させた構成とし、MREブリッジ3、4の
出力を比較することによって回転検出を行っている。
出装置では、2つのMREブリッジ3、4をギア1の回
転方向に配列させた構成とし、MREブリッジ3、4の
出力を比較することによって回転検出を行っている。
【0030】従って、2つのMREブリッジ3、4の出
力によって回転検出を行うことができると共に、MRE
ブリッジ3、4とギア1間の距離変化や周囲温度変化に
よってMREブリッジ3、4のオフセットが変化したと
しても、その変化はMREブリッジ3、4共通して発生
するため、そのオフセットの変化が打ち消され、正確に
回転検出を行うことができる。
力によって回転検出を行うことができると共に、MRE
ブリッジ3、4とギア1間の距離変化や周囲温度変化に
よってMREブリッジ3、4のオフセットが変化したと
しても、その変化はMREブリッジ3、4共通して発生
するため、そのオフセットの変化が打ち消され、正確に
回転検出を行うことができる。
【0031】これにより、製造上発生するオフセット調
整を行う必要がなく、また、温度特性、ギャップ特性な
どを考慮する必要もないため、センサ回路を簡略化する
ことができる。(他の実施形態)なお、上記実施形態で
は、MREブリッジ3、4の出力を直接コンパレータ5
によって比較するようにしているが、MREブリッジ
3、4の出力の差が小さい場合には2つの出力の比較が
困難な場合があり得る。このような場合には、2つの出
力を増幅器で増幅した後、コンパレータ5で比較するよ
うにすればよい。
整を行う必要がなく、また、温度特性、ギャップ特性な
どを考慮する必要もないため、センサ回路を簡略化する
ことができる。(他の実施形態)なお、上記実施形態で
は、MREブリッジ3、4の出力を直接コンパレータ5
によって比較するようにしているが、MREブリッジ
3、4の出力の差が小さい場合には2つの出力の比較が
困難な場合があり得る。このような場合には、2つの出
力を増幅器で増幅した後、コンパレータ5で比較するよ
うにすればよい。
【0032】また、バイアス磁石2の着磁方向は本実施
形態と逆にギア側がS極、その反対側がN極となるよう
にしてもよい。
形態と逆にギア側がS極、その反対側がN極となるよう
にしてもよい。
【図1】(a)は回転検出装置の模式図であり、(b)
は回転検出装置の回路構成図である。
は回転検出装置の回路構成図である。
【図2】MREブリッジ3、4の出力及びコンパレータ
5の出力を示すタイミングチャートである。
5の出力を示すタイミングチャートである。
1…ギア、2…バイアス磁石、3…MREブリッジ、3
a、3b…MRE、4…MREブリッジ、4a、4b…
MRE、5…コンパレータ。
a、3b…MRE、4…MREブリッジ、4a、4b…
MRE、5…コンパレータ。
Claims (3)
- 【請求項1】 回転する歯車状のギア(1)の歯に向け
てバイアス磁界を発生するバイアス磁石(2)と、 前記バイアス磁界の変化に伴い抵抗値が変化する第1、
第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)と、を備え、前
記第1の磁気抵抗素子パターン(3)の出力電位と、前
記第2の磁気抵抗素子パターン(4)の出力電位とを比
較することによって前記ギア(1)の回転状態を検出す
る回転検出装置であって、 前記第1、第2の磁気抵抗素子パターン(3、4)は、
前記ギア(1)の回転方向に配列されていると共に、前
記バイアス磁石(2)の磁気的中心軸を対称軸として対
称位置に配置されていることを特徴とする回転検出装
置。 - 【請求項2】 前記第1、第2の磁気抵抗素子パターン
は1つのICチップ上に形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の回転検出装置。 - 【請求項3】 前記第1の磁気抵抗素子パターン(3)
を2つの磁気抵抗素子(3a、3b)が直列接続された
ブリッジで構成すると共に、この第1の磁気抵抗素子パ
ターン(3)を構成する2つの磁気抵抗素子ブリッジ
(3a、3b)の接続点における電位を第1出力とし、 前記第2の磁気抵抗素子パターン(4)を2つの磁気抵
抗素子(4a、4b)が直列接続されたブリッジで構成
すると共に、この第2の磁気抵抗素子パターン(3)を
構成する2つの磁気抵抗素子ブリッジ(3a、3b)の
接続点における電位を第2出力とし、 前記第1出力及び前記第2出力を大小比較し、2値化信
号として出力するコンパレータ(5)を備えることを特
徴とする請求項1又は2に記載の回転検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11145336A JP2000337922A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 回転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11145336A JP2000337922A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 回転検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000337922A true JP2000337922A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15382825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11145336A Pending JP2000337922A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 回転検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000337922A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005345384A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 回転状態検出装置および回転状態検出方法 |
KR100538472B1 (ko) * | 2003-03-31 | 2005-12-22 | 가부시키가이샤 덴소 | 자기 센서 조정 방법, 자기 센서 조정 장치 및 자기 센서 |
US7205761B2 (en) | 2004-03-17 | 2007-04-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Rotation state detecting device and rotation state detecting method |
WO2013005410A1 (ja) | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 株式会社デンソー | 移動体検出装置 |
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