JP2001174284A - Rotation sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のクランク角
及び内燃機関のカム角及び車両の回転体の制御装置おけ
る駆動部系の検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting a crank angle of an internal combustion engine, a cam angle of the internal combustion engine, and a drive system in a control device for a rotating body of a vehicle.
【0002】[0002]
【従来技術】従来からIC化したホール素子のパッケー
ジである差動型ホールICとマグネットの組み合わせに
よる上記産業上の利用分野でも検出装置は周知である。
また、本特許と同じ出願人である特開平10−2930
4(以下、特許1という)1においても述べるとおりで
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, a detection device is well known in the above-mentioned industrial application field by a combination of a differential Hall IC, which is a package of Hall elements integrated into an IC, and a magnet.
In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2930,
4 (hereinafter referred to as Patent 1) 1 as described.
【0003】この内、特許1においてマグネットはホー
ルIC内のホール素子1つに磁束を集中させる磁気回路
構成を特徴としており、回転体に備わる検出突起による
磁束変化を1つのホール素子にて当該磁束変化を検出し
ている。[0003] Among them, Patent Document 1 features a magnetic circuit configuration in which a magnet concentrates magnetic flux on one Hall element in a Hall IC. A change has been detected.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、差動型
ホールICと1つのマグネットの組み合わせでは当該ホ
ールIC内の1つのホール素子に分布する磁束は回転体
の進入と離脱では当該磁束はことなっているため、回転
体の回転方向によって当該磁束変化がおこりえない場合
がある。もしくはその変化が僅かであり、パルスに整形
することが出来なかったりする。このことから、上記従
来技術による装置では回転方向がことなる回転体を検出
することができなかった。As described above, in the combination of the differential Hall IC and one magnet, the magnetic flux distributed to one Hall element in the Hall IC is not increased when the rotating body enters and leaves. Therefore, the magnetic flux may not change depending on the rotation direction of the rotating body. Or the change is so small that it cannot be shaped into a pulse. For this reason, the apparatus according to the above-described prior art cannot detect a rotating body having a different rotating direction.
【0005】[0005]
【課題を解決しようとする手段】上記課題を解決するた
め、少なくとも2つのホール素子からなるホールICが
回転体の突起を検出する回転位置検出装置において、上
記2つのホール素子に位置する両端に、極性が相反する
面をセンサ検出面と同じにするマグネットを配置し、極
性の異なる磁束を当該ホール素子にそれぞれ分布させ
る。In order to solve the above-mentioned problems, in a rotation position detecting device in which a Hall IC composed of at least two Hall elements detects a projection of a rotating body, at both ends located at the two Hall elements, Magnets whose opposite polarities are the same as the sensor detecting surface are arranged, and magnetic fluxes having different polarities are distributed to the Hall elements.
【0006】また、ホール素子による出力差を出力差と
コンデンサの付加によるなまされた値を比較器にてパル
ス整形する機能においてコンデンサと並列に抵抗を設け
ることによって、比較器に入力される値の電位を100
mV以内の範囲で下げる。Further, in a function of performing pulse shaping by a comparator on the output difference due to the Hall element and the value obtained by adding the capacitor to the output difference, by providing a resistor in parallel with the capacitor, the value input to the comparator is obtained. Potential of 100
Lower within the range of mV.
【0007】さらに使用するマグネットの残留磁束密度
は1.5T以内のマグネットによって構成される。Further, the magnet used has a residual magnetic flux density of 1.5 T or less.
【0008】さらにコンデンサの容量値を0.047マ
イクロFから1マイクロF以内に設定されることでIC
内の比較器に入力される値を安定させることができる。Further, by setting the capacitance value of the capacitor within the range of 0.047 μF to 1 μF, the IC
The value input to the comparator inside can be stabilized.
【0009】さらにステンレス性のセンサの先端部を具
備することで先端強度が向上するとともに樹脂成形に比
べ先端部の肉厚を薄くさせることができるので、センサ
と回転体の突起との距離を縮めることができ、検出精度
を向上させることができる。Further, by providing the tip of the sensor made of stainless steel, the strength of the tip can be improved and the thickness of the tip can be made thinner than resin molding, so that the distance between the sensor and the projection of the rotating body can be shortened. And the detection accuracy can be improved.
【0010】[0010]
【実施例】本発明の構成を図1に示す。まず、ホールI
Cの両端にセンサの検出面と同面の極性が異なるマグネ
ットとマグネットが配置される。FIG. 1 shows the configuration of the present invention. First, Hall I
At both ends of C, magnets having different polarities on the same plane as the detection surface of the sensor are arranged.
【0011】また、図2は回転体の回転方向とセンサの
関係であり、センサに対して回転体が0度から360度
の全周方向から進入することを示している。FIG. 2 shows the relationship between the rotation direction of the rotator and the sensor, and shows that the rotator enters the sensor from all directions from 0 to 360 degrees.
【0012】回転体の回転方向が0度の時、ある一定回
転を例に説明する。回転体の突起がない場合、ホール素
子1とホール素子2にはその両端に配置されているマグ
ネットの磁束分布によって均衡され、差動アンプは一定
の出力によって保たれている。これによって、比較器は
図4に示すLOWを出力する。さらに回転体の進入にか
けて、ホール素子1はマグネット21の磁束が回転体の
突起に反応していく。これによってホール素子1が検出
する磁束も変化し、図3に示す回路において差動アンプ
の出力は減少し、比較器は図4に示すHIGHを出力す
る。さらに回転体の突起が通過中はホール素子2にも磁
束変化が検出され、差動アンプの出力は増減少し、比較
器は上記出力を維持する。さらに回転体の突起が通過終
了した場合、ホール素子1は磁束変化を検出せず、ホー
ル素子2のみが磁束変化を検出、差動アンプの出力は増
加し、比較器は図4にしめすLOWを出力する。A description will be given by taking a certain rotation as an example when the rotation direction of the rotating body is 0 degrees. When there is no protrusion of the rotating body, the Hall element 1 and the Hall element 2 are balanced by the magnetic flux distribution of the magnets disposed at both ends thereof, and the differential amplifier is kept at a constant output. As a result, the comparator outputs LOW shown in FIG. Further, as the rotating body enters, the magnetic flux of the magnet 21 of the Hall element 1 reacts with the protrusion of the rotating body. As a result, the magnetic flux detected by the Hall element 1 also changes, the output of the differential amplifier in the circuit shown in FIG. 3 decreases, and the comparator outputs HIGH shown in FIG. Further, while the projection of the rotating body is passing, a change in magnetic flux is also detected in the Hall element 2, the output of the differential amplifier is slightly increased or decreased, and the comparator maintains the above output. Further, when the protrusion of the rotating body has passed, the Hall element 1 does not detect a change in magnetic flux, only the Hall element 2 detects a change in magnetic flux, the output of the differential amplifier increases, and the comparator sets LOW shown in FIG. Output.
【0013】同様の動作は回転体の回転方向が90度近
辺もしくは270度近辺以外に説明され、回転体の回転
方向が180度にあるように0度と対峙する位置はホー
ル素子1からの動作開始がホール素子2からになるだけ
で、図4に示す出力の形態は何ら変化することはない。The same operation is explained except that the rotation direction of the rotating body is around 90 degrees or around 270 degrees, and the position facing the 0 degree so that the rotating direction of the rotating body is 180 degrees is the operation from the Hall element 1. The form of the output shown in FIG. 4 does not change at all, only starting from the Hall element 2.
【0014】一方、回転体の回転方向が90度もしくは
270度近辺、この内回転体の回転方向が90度を例に
した場合について説明する。回転体の突起がない場合、
ホール素子1とホール素子2にはその両端に配置されて
いるマグネットの磁束分布によって均衡され、差動アン
プは一定の出力によって保たれている。これによって、
比較器は図4に示すLOWを出力する。さらに回転体の
突起が進入する場合、ホールICの両端に配置されマグ
ネットに分布する磁束は突起に反応し、ホール素子1と
ホール素子2はその変化を検出する。これによって差動
アンプの出力は減少し、比較器は図4に示すHIGHを
出力する。さらに回転体の突起が通過中はホール素子2
にも磁束変化が検出され、差動アンプの出力は増減少
し、比較器は上記出力を維持する。さらに回転体の突起
が通過終了した場合、ホールICの両端に配置されマグ
ネットに分布する磁束は突起に反応しなくなり、ホール
素子1とホール素子2はその変化をしなくなる。これに
よって差動アンプの出力は増加し、比較器は図4に示す
LOWを出力する。On the other hand, a case will be described where the rotation direction of the rotating body is around 90 degrees or 270 degrees, and the rotation direction of the inner rotating body is 90 degrees. If there is no protrusion on the rotating body,
The Hall element 1 and the Hall element 2 are balanced by the magnetic flux distribution of the magnets arranged at both ends thereof, and the differential amplifier is maintained at a constant output. by this,
The comparator outputs LOW shown in FIG. When the projection of the rotating body further enters, the magnetic flux distributed to the magnets disposed at both ends of the Hall IC reacts with the projection, and the Hall element 1 and the Hall element 2 detect the change. As a result, the output of the differential amplifier decreases, and the comparator outputs HIGH shown in FIG. Further, while the projection of the rotating body is passing, the Hall element 2
The change in the magnetic flux is also detected, the output of the differential amplifier increases and decreases slightly, and the comparator maintains the above output. Further, when the protrusion of the rotating body has passed, the magnetic flux distributed to the magnets disposed at both ends of the Hall IC does not react to the protrusion, and the Hall element 1 and the Hall element 2 do not change. As a result, the output of the differential amplifier increases, and the comparator outputs LOW shown in FIG.
【0015】同様の動作は回転体の方向が270度にお
いても説明され、上記回転体の回転方向が90度の時の
説明の動作は通過終了からは始まり、さらに回転体の突
起通過、さらに回転体の突起進入といいう具合に展開さ
れる。The same operation is described when the direction of rotation of the rotator is 270 degrees. The operation described above when the direction of rotation of the rotator is 90 degrees starts from the end of the passage, further passes through the protrusion of the rotator, and further rotates. It is deployed in a manner called body protrusion entry.
【0016】これらの動作は図5に示す差動アンプの出
力(以下、デルタBという)である波形を示している。
この波形は回転体の回転方向が0度から360度どの方
向にかけてほぼ同一の波形によって示される。これは上
記にかけて説明される通りである。一定回転数で回転体
が回転しており周期的に突起を検出した場合、差動アン
プの出力は比較器の非反転側(図3中では「+」に相当
する)は差動アンプの出力そのままで、反転側(図3中
では「−」に相当する)は比較器に入力される前に0.
047マイクロFから1マイクロFの容量値を示すコン
デンサと差動アンプからの出力と並行する抵抗R1によ
って時定数CRを持つ。さらにコンデンサと並行する抵
抗R2によって100mV程度分圧される。これによっ
て、比較器の反転側には図5の「非反転側入力」という
値が入力される。これらの展開によって上記に記述する
回転体の突起検出が実行される。These operations show waveforms which are outputs (hereinafter, referred to as delta B) of the differential amplifier shown in FIG.
This waveform is substantially the same in any direction from 0 to 360 degrees of the rotation direction of the rotating body. This is as explained above. When the rotating body is rotating at a constant rotation speed and a protrusion is periodically detected, the output of the differential amplifier is the non-inverting side of the comparator (corresponding to “+” in FIG. 3). As it is, the inverting side (corresponding to "-" in FIG. 3) is set to 0.
A capacitor having a capacitance value of 047 micro F to 1 micro F and a resistor R1 in parallel with the output from the differential amplifier have a time constant CR. Further, the voltage is divided by about 100 mV by the resistor R2 in parallel with the capacitor. As a result, the value “non-inverting side input” in FIG. 5 is input to the inverting side of the comparator. With these developments, the above-described protrusion detection of the rotating body is executed.
【0017】以上、センサ動作について述べたが、セン
サの先端部にステンレス性のカバーを具備することで、
強度的が増加するとともに、樹脂成形によるカバーより
センサの先端部を肉薄にすることができるため、ホール
素子ならびにマグネットと回転体の突起との距離を縮め
ることができるので、センサの取り付け時における公差
に余裕がもてるとともに、磁束変化にも余裕がもてるた
め検出性が向上される。Although the sensor operation has been described above, by providing a stainless steel cover at the tip of the sensor,
As the strength is increased and the tip of the sensor can be made thinner than the resin molded cover, the distance between the Hall element and the magnet and the projection of the rotating body can be shortened. In addition to having a margin, a change in magnetic flux also has a margin, thereby improving the detectability.
【0018】[0018]
【発明の効果】上記構成によって、回転体の突起回転方
向によらず、当該回転センサは一定の出力を成すことが
できる。According to the above configuration, the rotation sensor can produce a constant output regardless of the rotation direction of the projection of the rotating body.
【図1】本発明の回転センサの構成図を示すFIG. 1 shows a configuration diagram of a rotation sensor of the present invention.
【図2】回転体の回転方向とセンサの関係とを示す構成
図であるFIG. 2 is a configuration diagram illustrating a relationship between a rotation direction of a rotating body and a sensor.
【図3】図1の回路構成図を示すFIG. 3 shows a circuit diagram of FIG. 1;
【図4】図3に示す比較記からの出力波形図を示すFIG. 4 shows an output waveform diagram from the comparison note shown in FIG.
【図5】図3に示す作動アンプの出力波形図を示す5 shows an output waveform diagram of the operation amplifier shown in FIG.
図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 1,2 ホール素子 10 センサ 21 マグネット In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. 1, 2 Hall element 10 Sensor 21 Magnet
Claims (6)
ルICが回転体の突起を検出する回転位置検出装置にお
いて、上記2つのホール素子に位置する両端に、極性が
相反する面をセンサ検出面と同じにするマグネットを配
置し、極性の異なる磁束を当該ホール素子にそれぞれ分
布させることを特徴とする回転センサ。1. A rotating position detecting device in which a Hall IC composed of at least two Hall elements detects a projection of a rotating body, opposite surfaces having opposite polarities at both ends located at the two Hall elements are the same as a sensor detecting surface. A rotation sensor, wherein a magnetic flux having different polarities is distributed to each of the Hall elements.
差を当該出力差とコンデンサの付加によるなまされた値
を比較器にてパルス整形する機能において当該コンデン
サと並列に抵抗を設けることによって、当該比較器に入
力される値の電位を100mV以内の範囲で下げること
を特徴とする回転センサ。2. A function in which a resistor is provided in parallel with the capacitor in the function of pulse-shaping the output difference due to the Hall element and the value obtained by adding the capacitor by using a comparator. A rotation sensor for lowering the potential of the value input to the comparator within a range of 100 mV or less.
れず出力が得られることを特徴とする回転センサ。3. A rotation sensor according to claim 2, wherein an output is obtained irrespective of the direction of rotation of the rotating body.
が1.5T以内のマグネットによって構成されているこ
とを特徴とする回転センサ。4. A rotation sensor according to claim 3, wherein the magnet has a residual magnetic flux density of 1.5 T or less.
0.047マイクロFから1マイクロF以内に設定され
ることを特徴とする回転センサ。5. The rotation sensor according to claim 4, wherein the capacitance value of the capacitor is set within a range from 0.047 μF to 1 μF.
端部を具備することを特徴とする回転センサ。6. A rotation sensor according to claim 5, further comprising a tip portion of a stainless steel sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36151199A JP2001174284A (en) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | Rotation sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36151199A JP2001174284A (en) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | Rotation sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001174284A true JP2001174284A (en) | 2001-06-29 |
Family
ID=18473886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36151199A Pending JP2001174284A (en) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | Rotation sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001174284A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105319518A (en) * | 2014-08-01 | 2016-02-10 | 迈克纳斯公司 | Magnetic field measuring device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0474929A (en) * | 1990-07-16 | 1992-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Moving amount detecting sensor and automobile using same |
JPH10293041A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Rotation position detection device for internal combustion engine |
-
1999
- 1999-12-20 JP JP36151199A patent/JP2001174284A/en active Pending
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JP2016035456A (en) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | マイクロナス ゲー・エム・ベー・ハー | Magnetic field measuring device |
US9645203B2 (en) | 2014-08-01 | 2017-05-09 | Micronas Gmbh | Magnetic field measuring device |
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