JP2002541470A - 位置及び運動センサ - Google Patents
位置及び運動センサInfo
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Abstract
Description
向、及び/または位置を検出するための磁気センサの技術分野に関する。
度、回転方向及び/または位置センサの技術分野に関するがこれに限定されるわ
けではない。
ダ及びセンサを備えた軸受の構成が多く知られている。 その例としては以下の文献を参照されたい。 ・フランス特許出願第2667947号、同第2669432号、26697
28号、同第2671633号、同第2678691号、同第2678692号
、同第2690989号、同第2693272号、同第2694082号、同第
2702567号、同第2710985号、同第2718499号; ・欧州特許出願第375019号、同第420040号、同第420041号
、同第438624号、同第487405号、同第488853号、同第498
298号、同第518157号、同第521789号、同第522933号、同
第531924号、同第557931号、同第557932号、同第64785
1号、同第693689号、同第701132,同第701133号、同第71
4029号、同第745857号、同第751311号、同第753679号、
同第767385号。
5924号、同第2730283号、同第2732458号、同第271726
6号、同第2701298号; ・欧州特許出願第371836号、同第376711号、同第394083号
、同第484195号、同第607719号、同第612219号、同第619
438号、同第631140号、同第652438号、同第671628号、同
第725281号、同第735348号。
の双方を知りたい場合、回転方向を定義するために位相が90°ずれた2つの電
気信号に依存することが公知である。
−2660028号および欧州特許出願公開第EP−A−395783号の文献
を参照されたい。 従来技術において、円周上に間隔を空けて配置されたいくつかのセンサに関し
て回転の角度及び/又は与えられた部分の回転の方向を決定するための他の類似
する装置が知られている。
イールの周方向に直列に配置されたホールセンサによりホイールの回転の方向を
検出する方法を記載している。 フランス特許出願公開FR−A−2750493号は、互いに約120°ずら
された少なくとも3つのホール効果セルを含むステアリングホイールの角運動の
ためのセンサを記載している。
のセンサから発生する信号間において90°の位相差を維持するよう配置された
永久磁石とからなる回転表示システムを記載している。
く国際特許出願公開第WO−A−9209138号も参照されたい。 また、素子は磁場源の運動を探知することができ、できるかぎり直線の所定線
に配置された数セットのホールセンサからなることも知られている。
第WO−A−9405975号は、所定線の上において互いに所定の距離を置い
て配置される複数のホール効果素子を含む装置を記載している。
点でそれ自体を相殺する界成分を有する磁気素子の位置を検出することができる
磁気位置センサを記載している。このセンサは前記界成分及び電流の流れに対し
て直交する方向に配列される複数のホールセンサの配列からなる。
ール効果スイッチの直線列に対して磁石の位置を示す積算信号を生成する装置を
記載している。 ホール効果センサまたは同様のものを用い、かつ前記センサに対して移動し得
る部材の速度、回転の方向及び/または位置の磁気検出のための従来技術より公
知である素子は、嵩が大きく、モジュールでない。したがって、与えられた用途
から別の用途に転置することが困難である。
又は速度のためのセンサに関し、該センサは従来技術の公知であるセンサの欠陥
を有さない。
部の位置及び/又は運動のためのセンサである。前記センサは、少なくとも2つ
の部分集合に分割される複数、例えば偶数個の配列された感知要素を有する。こ
れらの部分集合から出力される信号は、ほぼ完璧な直角位相にある2つのアナロ
グ信号を出力することができる電子回路よって処理される。 感知要素は、例えば、ホール効果センサ、磁気抵抗器および大型磁気抵抗器と
のうちから選択され、互いに等間隔に置かれる。
信号を処理する以下の工程からなる方法である: ・N個の感知要素を有する少なくとも2つの部分集合を形成すること; ・第1の和S1 を形成するよう第1部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算すること; ・第2の和S2 を形成するよう第2部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算すること; ・2つの和S1 及びS2 を加算すること;及び ・信号S1 及び−S2 を加算すること。
素はEEPROM、ツェナーザッピングまたは相当する型のプログラミングによ
り作成される。 また、本方法は、これらの2つの信号において同一の振幅を得るように信号S 1 +S2 及び/又はS1 −S2 を増幅することを含み得る。
る4つの部分集合を形成するために用いられ、本方法は以下の工程を含む: ・信号S1 を生成するために、第1部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算すること; ・信号S2 を生成するために、第2部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算すること; ・信号S'1を生成するために、第3部分集合から出力される信号を加算するこ
と; ・信号S'2を生成するために、第4部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算すること; ・磁気オフセットのない信号S1 −S2 −(S'1−S'2)及びS1 +S2 −(
S'1+S'2)を確立すること。
み得る。 第3の態様によると、本発明の目的は、上記に示された方法を行うためのAS
IC型の専用集積回路を含む素子である。
回路に含まれる上述した素子と関連する上記に示される位置及び/又は運動セン
サアセンブリである。
の検出において上述されたアセンブリを適用することにある。前記磁気パルスを
生成する部分は輪形状であり、かつ隣接する2つの領域に関して与えられた領域
とは反対の磁性方向を有する複数の連続した領域から形成される。
るであろう。説明は図面を参照して述べられる。 検出素子1は、等間隔dを置いて配置された偶数2N個の磁気抵抗器またはホ
ール効果センサ型の感知要素2からなる。これらの要素2はほぼ直線Dに沿って
配置され、例えば、感知要素2は直線に近似し得る円弧上に配置され得る。
運動のような情報を得るために、検出素子は異なる感知要素2が生成するアナロ
グ信号を処理する電子回路4も含む。
たは同等物、例えばガリウム砒素(AsGa)上に集積され得る。必要条件に部
分的または完全に従って設計された集積回路を示す回路は時としてASICと呼
ばれる。
合5,6に分割される。 第1部分集合5の各感知要素2は、N個の第1感知要素2から出力される信号
の加算を行う増幅器のような第1加算器7に接続される。
る信号を加算する第2加算器8に接続される。 第1加算手段7及び第2加算手段8から発する和S1 及び和S2 は、第3加算
手段9に入力される。
S2 は第4加算手段11に入力される。 第3加算手段9及び第4加算手段11の出力部において、2つの信号S1 +S 2 及び信号S1 −S2 が現れる。
の磁性を有する複数の隣接する領域により形成された輪状部材であり、極長Lp
、すなわち磁極の長さは、2Ndによって定義される基準長Lp0と等しい場合
に、検出素子は同一の振幅を有する2つの信号S1 +S2 及び信号S1 ±−S2
を出力する。センサによって検知される極長Lpがどうであろうと、これら2つ
の信号の直角位相は常に90°に等しい。
の位置決め公差を有さないことを可能にする。 そのうえ、多極磁気部材の極長Lpがセンサに適切でない場合には、信号のS 1 +S2 とS1 −S2 の振幅だけが変更され、これらの信号の位相は一定に保た
れる。
ジタル信号が磁気コーダの分解能と同じ分解能を有する場合、極長Lpの広い範
囲にわたって、信号のS1 +S2 及びS1 −S2 の直角位相は保持される。
グ信号は良質の補間されたデジタル信号を提供するために以下の条件を満たさな
ければならない: ・完璧な直角位相であること; ・同じ振幅を有すること; ・いかなる磁気的及び電子的オフセットがないこと。
3つの条件を満たすアナログ信号を出力する検出素子を提案する。前述した検出
素子は完璧な直角位相にある信号を出力する。
S1 −S2 の振幅より小さい。 Lp0がLpに等しいとき、信号S1 +S2 及び信号S1 −S2 の振幅は等し
い。
りも大きい。 第1の別例においては、Lp0がLpよりも大きい時、極長の数値を増加する
手段及び、2N個から使用される2M個の素子に対して配列3の長さを減少させ
る手段が用いられ得る(MはNよりも小さい。例えばEEPROMまたはツェナ
ーザッピング型のプログラミングによる)。
の片方は、これらの2つの信号が同じ振幅を有するために、他方に関して電気的
に増幅され得る。
加算される連続する成分に対応する(磁気的オフセットはすべての感知要素上に
おいて一定であると仮定される)。しかしながら、原理上、減算S1 −S2 は磁
気オフセットに関連するいかなる連続した成分も含まない。
の感知要素を有する4分割に分解することができる。加算増幅器及びインバータ
に基づく電子回路は、4P個の感知要素を有する配列において、P個の感知要素
を有する第1部分集合、第2部分集合、第3部分集合、及び第4部分集合がそれ
ぞれ出力する信号S1 、信号S2 、信号S'1および信号S'2を得ることを可能に
する。
れる極長に増加するために、この4分割への分解による磁気オフセットに関する
連続した成分の相殺は、得られた2つの信号の増幅と両立することが可能である
。
させることが可能である。 本発明による素子は、可動多極磁気部材によって生成される磁場を測定するこ
と、及び常に位相差が電気的に90°である2つのアナログ信号を出力すること
を可能にし、これはセンサの極長の如何にかかわらない。
材の低速度の運動における場合を含む運動方向を導き出すことを可能にする。
Claims (12)
- 【請求項1】 複数の配列された感知要素を有するセンサであって、感知要
素は少なくとも2つの部分集合に分割され、これらの部分集合から生成される信
号は、ほぼ完璧な直角位相にある2つのアナログ信号を出力することができる電
子回路よって処理されることを特徴とする磁気パルスを発生させる可動部材の位
置及び/又は運動のためのセンサ。 - 【請求項2】 感知要素が、ホール効果センサ、磁気抵抗器および大型磁気
抵抗器のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。 - 【請求項3】 感知要素が互いに等間隔に配置されることを特徴とする請求
項1または2に記載のセンサ。 - 【請求項4】 感知要素が偶数個設けられていることを特徴とする請求項1
乃至3のいずれか1項に記載のセンサ。 - 【請求項5】 ・N個の感知要素を有する少なくとも2つの部分集合(5,
6)を形成する工程; ・第1の和S1 を形成するよう第1部分集合の各感知要素が生成する信号を加
算する工程; ・第2の和S2 を形成するよう第2部分集合の各感知要素が生成する信号を加
算する工程; ・2つの和S1 及びS2 を加算する工程;及び ・信号S1 及び−S2 を加算する工程 を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のセンサが生成す
る信号を処理する方法。 - 【請求項6】 感知要素の部分集合を創成するために選択される偶数個の感
知要素が、EEPROM、ツェナーザッピングまたは相当する型のプログラミン
グにより構成されることを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 2つの信号において同一の振幅を得るために信号S1 +S2
及び/又はS1 −S2 を増幅することも含むことを特徴とする請求項5または6
に記載の方法。 - 【請求項8】 4の倍数である数の感知要素がP個の感知要素を有する4つ
の部分集合を形成するために用いられ、 ・信号S1 を生成するために、第1部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算する工程; ・信号S2 を生成するために、第2部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算する工程; ・信号S'1を生成するために、第3部分集合から出力される信号を加算する工
程; ・信号S'2を生成するために、第4部分集合の各感知要素から出力される信号
を加算する工程; ・磁気オフセットのない信号S1 −S2 −(S'1−S'2)及びS1 +S2 −(
S'1+S'2)を確立する工程 を含むことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 センサから出力される信号の分解能を増加させる補間工程を
含むことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 ASIC型の専用集積回路を含むことを特徴とする請求項
5乃至9に記載の方法を行うための素子。 - 【請求項11】 センサの感知要素が専用ASIC集積回路に含まれること
を特徴とする請求項10に記載の素子と連携する請求項1乃至4に記載の位置及
び/または運動センサアセンブリ。 - 【請求項12】 輪形状であり、かつ隣接する2つの領域に関して与えられ
た領域とは反対の磁性方向を有する複数の連続した領域から形成される磁気パル
ス発生部材の回転方向の検出における請求項11に記載のアセンブリの適用方法
。
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FR99/04657 | 1999-04-14 | ||
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