JP2009198316A - Rotation detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の回転を検出可能な回転検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation detection device capable of detecting rotation of a rotating body.
回転体の回転を検出可能な回転検出装置として、例えば、下記特許文献1に開示される「回転検出装置」がある。この種の回転検出装置では、バイアス磁石を用いて回転体のギヤ歯に向けてバイアス磁界を発生させ、ギヤの「山」(ギヤ歯の凸部)、とギヤの「谷」(ギヤ歯の凹部)による「山」→「谷」、「谷」→「山」の変化に基づいて変化する磁界の方向を出力信号の位相が異なる2つの磁気抵抗素子(MRE)を有するセンサで検出することにより、このようなギヤ歯の位置、つまり回転体の回転位置を検出可能にしている。
図12は、オペアンプから出力される差動出力信号とこの差動出力信号に応じてコンパレータから出力されるコンパレータ出力信号との関係を示すグラフであり、図12(A)は、正常時の差動出力信号とコンパレータ出力信号との関係を示し、図12(B)は、パルス抜け発生時の差動出力信号とコンパレータ出力信号との関係を示し、図12(C)は、誤パルス発生時の差動出力信号とコンパレータ出力信号との関係を示す。
ところで、回転体の回転に応じてセンサの両MREから出力される両信号がオペアンプに入力されると、当該オペアンプから両信号の差分に応じた差動出力信号がコンパレータに出力される。コンパレータでは、オペアンプから入力される差動出力信号と所定の閾値電圧Vthとを比較してパルス状の出力信号が生成される(図12(A)参照)。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the differential output signal output from the operational amplifier and the comparator output signal output from the comparator in response to the differential output signal. FIG. 12B shows the relationship between the dynamic output signal and the comparator output signal, FIG. 12B shows the relationship between the differential output signal and the comparator output signal when a missing pulse occurs, and FIG. 12C shows the case where an erroneous pulse occurs. The relationship between the differential output signal and the comparator output signal is shown.
By the way, when both signals output from both MREs of the sensor according to the rotation of the rotating body are input to the operational amplifier, a differential output signal corresponding to the difference between the two signals is output from the operational amplifier to the comparator. In the comparator, a differential output signal input from the operational amplifier is compared with a predetermined threshold voltage Vth to generate a pulsed output signal (see FIG. 12A).
しかしながら、例えば、経年変化等によりセンサと回転体とのギャップ(距離)が大きくなると、上述した磁界の方向の変化が小さくなり、オペアンプから出力される差動出力信号の振幅値が小さくなる場合がある。また、例えば、センサやオペアンプ等の耐久変動によりオペアンプから出力される差動出力信号が振幅方向に移動(オフセット)する場合がある。 However, for example, when the gap (distance) between the sensor and the rotating body increases due to secular change or the like, the change in the magnetic field direction described above decreases, and the amplitude value of the differential output signal output from the operational amplifier may decrease. is there. Further, for example, a differential output signal output from the operational amplifier may move (offset) in the amplitude direction due to endurance fluctuations such as a sensor or an operational amplifier.
図12(B)に示すように、例えば、差動出力信号の振幅値が小さくなると、本来、Hレベルの出力信号が出力されるべき回転角のときにLレベルの出力パルス信号が出力されてしまうパルス抜けが生じてしまう可能性がある。また、図12(C)に示すように、例えば、差動出力信号が振幅方向にオフセットすると、本来、Lレベルの出力パルス信号が出力されるべき回転角のときにHレベルの出力信号が出力されてしまう誤パルスが生じてしまう可能性がある。特に、エンジンのクランク軸の回転を検出するクランクセンサにおいてこのようなパルス抜けや誤パルス等の回転誤検出が生じてしまうと、エンジン挙動が不安定になる可能性がある。 As shown in FIG. 12B, for example, when the amplitude value of the differential output signal becomes small, an L-level output pulse signal is output at the rotation angle at which the H-level output signal should be output. This may cause missing pulses. Also, as shown in FIG. 12C, for example, when the differential output signal is offset in the amplitude direction, an H level output signal is output at the rotation angle at which an L level output pulse signal should be output. There is a possibility that an erroneous pulse is generated. In particular, if such erroneous rotation detection such as missing pulses or erroneous pulses occurs in a crank sensor that detects the rotation of the crankshaft of the engine, the engine behavior may become unstable.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、回転体の回転を検出する際の回転誤検出を防止し得る回転検出装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotation detection device capable of preventing erroneous rotation detection when detecting the rotation of a rotating body. .
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1の回転検出装置では、歯車状のギヤ(G)を備えた回転体(R)のギヤ歯(T)に向けて磁界を発生する磁石(30)と、前記ギヤと前記磁石との間で前記磁石の磁気的中心軸に対して垂直な仮想直線(K2)に沿って並んで配置され、前記回転体の回転に伴う前記ギヤ歯の移動によって変化する前記磁界に基づいて電圧が変動するセンサ信号をそれぞれ出力する2つの磁気センサ(20、21、22)と、前記2つの磁気センサから異なる位相で出力される2つのセンサ信号の差分に応じた差動出力信号(Vm)を増幅して出力する差動増幅器(41)と、前記差動出力信号の振幅中心近傍に設定される第1の閾値電圧(Vth2)と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号(Cm2)のうち一方を出力する第1の比較器(43)と、前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第1の閾値電圧に対して異なるように設定される第2の閾値電圧(Vth1,Vth3)と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号(Cm1,Cm3)のうち一方を出力する第2の比較器(42,44)と、前記第1の比較器から出力される信号に基づいて前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段(48)と、前記第1の比較器から出力される信号と前記第2の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する異常発生判定手段(48)と、を備えることを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, in the rotation detection device according to
特許請求の範囲に記載の請求項2の回転検出装置では、請求項1に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第1の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第1の累積値(N2)と前記第2の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第2の累積値(N1,N3)との差が2以上であるとき、前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to
特許請求の範囲に記載の請求項3の回転検出装置では、請求項1に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第1の比較器から出力される信号と前記第2の比較器から出力される信号のどちらか一方が変化していない間に他方が3回以上変化したとき、前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to
特許請求の範囲に記載の請求項4の回転検出装置では、請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段により前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記第2の閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットさせる差動出力信号補正手段を備えることを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to
特許請求の範囲に記載の請求項5の回転検出装置では、請求項1に記載の回転検出装置において、前記第2の比較器に代えて、前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第1の閾値電圧に対して大きくなるように設定される上側閾値電圧(Vth1)と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号(Cm1)のうち一方を出力する第3の比較器(42)と、前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第1の閾値電圧に対して小さくなるように設定される下側閾値電圧(Vth3)と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号(Cm3)のうち一方を出力する第4の比較器(44)と、を備え、前記異常発生判定手段は、前記第1の比較器から出力される信号と前記第3の比較器から出力される信号と前記第4の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定することを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to
特許請求の範囲に記載の請求項6の回転検出装置では、請求項5に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第1の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第1の累積値(N2)と前記第3の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第3の累積値(N1)との差が2以上であるとき、または、前記第1の累積値と前記第4の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第4の累積値(N3)との差が2以上であるとき、前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。 In the rotation detection device according to claim 6, the abnormality occurrence determination unit changes each time a signal output from the first comparator changes. The difference between the first accumulated value (N 2 ) in which the number of times has been accumulated and the third accumulated value (N 1 ) in which the number of times of change has been accumulated for each change in the signal output from the third comparator is 2 The difference between the first accumulated value and the fourth accumulated value (N 3 ) in which the number of changes is accumulated for each change in the signal output from the fourth comparator is 2 or more. In this case, it is a technical feature to determine that the signal output from the first comparator is likely to contain an abnormal signal.
特許請求の範囲に記載の請求項7の回転検出装置では、請求項5に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第3の比較器から出力される信号が変化していない間に前記第1の比較器から出力される信号が3回以上変化したか、前記第1の比較器から出力される信号が変化していない間に前記第4の比較器から出力される信号が3回以上変化したとき、前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to claim 7, in the rotation detection device according to
特許請求の範囲に記載の請求項8の回転検出装置では、請求項5〜7のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記第1の比較器から出力される信号と前記第3の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記上側閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットし、前記第1の比較器から出力される信号と前記第4の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記下側閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットする差動出力信号補正手段を備えることを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to claim 8, the signal output from the first comparator and the third detection device are the rotation detection devices according to any one of
特許請求の範囲に記載の請求項9の回転検出装置では、請求項5〜7のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記第1の比較器から出力される信号と前記第3の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、かつ、前記第1の比較器から出力される信号と前記第4の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動増幅器の増幅率(α)を増加させる差動出力信号補正手段を備えることを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to claim 9, the signal output from the first comparator and the third detection device are the rotation detection devices according to any one of
特許請求の範囲に記載の請求項10の回転検出装置では、請求項1〜9のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段により前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたときその旨を告知する告知手段(50)を備えることを技術的特徴とする。
In the rotation detection device according to
請求項1の発明では、回転検出装置は、差動増幅器から出力される差動出力信号の振幅中心近傍に設定される第1の閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて2つの信号(例えば、差動出力信号が第1の閾値電圧以上の場合に出力されるHレベルの信号と、差動出力信号が第1の閾値電圧未満の場合に出力されるLレベルの信号)のうち一方を出力する第1の比較器と、差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ第1の閾値電圧に対して異なるように設定される第2の閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて2つの信号(例えば、差動出力信号が第2の閾値電圧以上の場合に出力されるHレベルの信号と、差動出力信号が第2の閾値電圧未満の場合に出力されるLレベルの信号)のうち一方を出力する第2の比較器とを備えている。そして、回転検出装置は、回転位置検出手段により第1の比較器から出力される信号に基づいて回転体の回転位置を検出するとともに、異常発生判定手段により第1の比較器から出力される信号と第2の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する。 According to the first aspect of the present invention, the rotation detector includes two signals according to the difference between the first threshold voltage set near the amplitude center of the differential output signal output from the differential amplifier and the differential output signal. (For example, an H level signal output when the differential output signal is equal to or higher than the first threshold voltage and an L level signal output when the differential output signal is lower than the first threshold voltage) The difference between the first comparator that outputs one and the second threshold voltage that is set to be different from the first threshold voltage by a voltage value that is smaller than the voltage value corresponding to the amplitude value of the differential output signal. Two signals (for example, an H level signal that is output when the differential output signal is equal to or higher than the second threshold voltage and a differential output signal that is less than the second threshold voltage depending on the difference from the dynamic output signal) A second comparator that outputs one of the L level signals) It is provided. The rotation detection device detects the rotation position of the rotating body based on the signal output from the first comparator by the rotation position detection means, and the signal output from the first comparator by the abnormality occurrence determination means. And a signal output from the second comparator, it is determined whether or not there is a high possibility that the signal output from the first comparator includes an abnormal signal.
このように第1の比較器から出力される信号と第2の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて、例えば、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも高く設定されるときに第1の比較器から出力される信号のみが変化していることから、回転体の回転位置を検出するための信号である第1の比較器から出力される信号には現実に異常信号が含まれないものの、上述したパルス抜けが生じる可能性がある状態(以下、パルス抜け警告状態ともいう)であることを認識することができる。また、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも低く設定されるときに第2の比較器から出力される信号のみが変化していることから、第1の比較器から出力される信号には現実に異常信号が含まれないものの、上述した誤パルスが生じる可能性がある状態(以下、誤パルス警告状態ともいう)であることを認識することができる。 As described above, for example, the second threshold voltage is set higher than the first threshold voltage based on the output progress of the signal output from the first comparator and the signal output from the second comparator. Since only the signal output from the first comparator changes when the signal is output, the signal output from the first comparator, which is a signal for detecting the rotational position of the rotating body, is actually abnormal. Although no signal is included, it can be recognized that the above-described pulse missing may occur (hereinafter also referred to as a pulse missing warning state). Further, since only the signal output from the second comparator is changed when the second threshold voltage is set lower than the first threshold voltage, the signal output from the first comparator is changed. Although it does not actually include an abnormal signal, it can be recognized that the above-described erroneous pulse may occur (hereinafter also referred to as an erroneous pulse warning state).
この認識のもと、例えば、第1の比較器から出力される信号に異常信号が現実に含まれる前に、この異常を防止するように差動増幅器から出力される差動出力信号を制御することにより、第1の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
したがって、回転体の回転を検出する際の回転誤検出を防止することができる。
Based on this recognition, for example, before the abnormal signal is actually included in the signal output from the first comparator, the differential output signal output from the differential amplifier is controlled so as to prevent this abnormality. Thus, it is possible to prevent the abnormal signal as described above from being included in the signal output from the first comparator.
Therefore, erroneous rotation detection when detecting the rotation of the rotating body can be prevented.
請求項2の発明では、異常発生判定手段は、第1の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第1の累積値と第2の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第2の累積値との差が2以上であるとき、第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。
In the invention according to
このようにしても、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも高く設定されるときには第1の比較器から出力される信号および第2の比較器から出力される信号に基づいてパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも低く設定されるときには第1の比較器から出力される信号および第2の比較器から出力される信号に基づいて誤パルス警告状態であることを認識することができる。 Even in this case, when the second threshold voltage is set to be higher than the first threshold voltage, the pulse missing is based on the signal output from the first comparator and the signal output from the second comparator. A warning state can be recognized, and when the second threshold voltage is set lower than the first threshold voltage, the signal output from the first comparator and the second comparator are output. Based on the signal, it can be recognized that an erroneous pulse warning state is present.
請求項3の発明では、上記異常発生判定手段は、第1の比較器から出力される信号と第2の比較器から出力される信号のどちらか一方が変化していない間に他方が3回以上変化したとき、第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。 According to a third aspect of the present invention, the abnormality occurrence determination means is configured so that the other three times while one of the signal output from the first comparator and the signal output from the second comparator has not changed. When the above changes, it is determined that the signal output from the first comparator is highly likely to contain an abnormal signal.
このようにしても、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも高く設定されるときには第1の比較器から出力される信号および第2の比較器から出力される信号に基づいてパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも低く設定されるときには第1の比較器から出力される信号および第2の比較器から出力される信号に基づいて誤パルス警告状態であることを認識することができる。 Even in this case, when the second threshold voltage is set to be higher than the first threshold voltage, the pulse missing is based on the signal output from the first comparator and the signal output from the second comparator. A warning state can be recognized, and when the second threshold voltage is set lower than the first threshold voltage, the signal output from the first comparator and the second comparator are output. Based on the signal, it can be recognized that an erroneous pulse warning state is present.
請求項4の発明では、差動出力信号補正手段は、上記異常発生判定手段により第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、差動出力信号の振幅中心を第2の閾値電圧に近づけるように差動出力信号をオフセットさせる。
In the invention according to
これにより、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも高く設定されている場合には、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が低くなるように変化していることからパルス抜け警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を第2の閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を上げる方向にオフセットさせることにより、第1の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。 As a result, when the second threshold voltage is set higher than the first threshold voltage, for example, the pulse changes because the amplitude center of the differential output signal changes due to endurance fluctuation or the like. It can be recognized that it is a missing warning state. Therefore, by offsetting the amplitude center of the differential output signal closer to the second threshold voltage, that is, increasing the amplitude center of the differential output signal, the signal output from the first comparator is added to the above-described signal. It is possible to prevent such an abnormal signal from being included.
また、第2の閾値電圧が第1の閾値電圧よりも低く設定されている場合には、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が高くなるように変化していることから誤パルス警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を第2の閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を上げる方向にオフセットさせることにより、第1の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。 Further, when the second threshold voltage is set lower than the first threshold voltage, for example, an error pulse is generated because the amplitude center of the differential output signal is changed due to endurance fluctuation or the like. It can be recognized that there is a warning condition. Therefore, by offsetting the amplitude center of the differential output signal closer to the second threshold voltage, that is, increasing the amplitude center of the differential output signal, the signal output from the first comparator is added to the above-described signal. It is possible to prevent such an abnormal signal from being included.
請求項5の発明では、第2の比較器に代えて、差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ第1の閾値電圧に対して大きくなるように設定される上側閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて2つの信号のうち一方を出力する第3の比較器と、
差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ第1の閾値電圧に対して小さくなるように設定される下側閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて2つの信号のうち一方を出力する第4の比較器とを備えている。そして、上記異常発生判定手段は、第1の比較器から出力される信号と第3の比較器から出力される信号と第4の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する。
In the fifth aspect of the present invention, instead of the second comparator, the upper side set so as to be larger than the first threshold voltage by a voltage value smaller than the voltage value corresponding to the amplitude value of the differential output signal. A third comparator that outputs one of the two signals according to a difference between the threshold voltage and the differential output signal;
Depending on the difference between the lower threshold voltage set to be smaller than the first threshold voltage by a voltage value smaller than the voltage value corresponding to the amplitude value of the differential output signal and the differential output signal, And a fourth comparator that outputs one of the signals. The abnormality occurrence determining means is configured to output the first based on the output progress of the signal output from the first comparator, the signal output from the third comparator, and the signal output from the fourth comparator. It is determined whether or not there is a high possibility that an abnormal signal is included in the signal output from the comparator.
請求項1に記載の発明のように2つの比較器から出力される信号に基づいて第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する場合には、例えば、パルス抜け警告状態と誤パルス警告状態とどちらか一方しか判定することができない。そこで、本発明のように3つの比較器から出力される信号の出力経過に基づいて第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定することにより、パルス抜け警告状態と誤パルス警告状態との双方をともに判定することができる。 When determining whether or not there is a high possibility that an abnormal signal is included in the signal output from the first comparator based on the signals output from the two comparators as in the first aspect of the invention For example, only one of a missing pulse warning state and an erroneous pulse warning state can be determined. Therefore, by determining whether or not there is a high possibility that the signal output from the first comparator includes an abnormal signal based on the output progress of the signals output from the three comparators as in the present invention. Both the missing pulse warning state and the erroneous pulse warning state can be determined.
請求項6の発明では、上記異常発生判定手段は、第1の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第1の累積値と第3の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第3の累積値との差が2以上であるとき、または、第1の累積値と第4の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第4の累積値との差が2以上であるとき、第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。 According to a sixth aspect of the present invention, the abnormality occurrence determination means includes a first cumulative value obtained by accumulating the number of changes for each change of the signal output from the first comparator and a signal output from the third comparator. When the difference from the third cumulative value in which the number of changes for each change is 2 or more, or for each change in the signal output from the first cumulative value and the fourth comparator, When the difference from the accumulated fourth accumulated value is 2 or more, it is determined that there is a high possibility that an abnormal signal is included in the signal output from the first comparator.
このようにしても、第1の累積値と第3の累積値との差が2以上である場合にはパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第1の累積値と第4の累積値との差が2以上である場合には誤パルス警告状態であることを認識することができる。 Even in this case, when the difference between the first cumulative value and the third cumulative value is 2 or more, it is possible to recognize that the pulse missing warning state is present. When the difference from the accumulated value of 2 is 2 or more, it can be recognized that an erroneous pulse warning state is present.
請求項7の発明では、上記異常発生判定手段は、第3の比較器から出力される信号が変化していない間に第1の比較器から出力される信号が3回以上変化したか、第1の比較器から出力される信号が変化していない間に第4の比較器から出力される信号が3回以上変化したとき、第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。 In the invention of claim 7, the abnormality occurrence determination means determines whether the signal output from the first comparator has changed three or more times while the signal output from the third comparator has not changed. When the signal output from the fourth comparator changes three or more times while the signal output from the first comparator has not changed, the signal output from the first comparator includes an abnormal signal. Determine that the possibility is high.
このようにしても、第3の比較器から出力される信号が変化していない間に第1の比較器から出力される信号が3回以上変化した場合にはパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第1の比較器から出力される信号が変化していない間に第4の比較器から出力される信号が3回以上変化した場合には誤パルス警告状態であることを認識することができる。 Even in this case, if the signal output from the first comparator has changed three or more times while the signal output from the third comparator has not changed, it indicates that a pulse missing warning state has occurred. If the signal output from the fourth comparator changes three times or more while the signal output from the first comparator has not changed, it indicates that there is a false pulse warning state. Can be recognized.
請求項8の発明では、第1の比較器から出力される信号と第3の比較器から出力される信号とに基づいて、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が低くなるように変化していることからパルス抜け警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を上側閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を上げる方向にオフセットさせることにより、第1の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。 In the invention of claim 8, based on the signal output from the first comparator and the signal output from the third comparator, for example, the amplitude center of the differential output signal is lowered due to endurance fluctuation or the like. It can be recognized that this is a pulse missing warning state. Therefore, by offsetting the amplitude center of the differential output signal closer to the upper threshold voltage, that is, in the direction of increasing the amplitude center of the differential output signal, the signal output from the first comparator is changed as described above. Inclusion of an abnormal signal can be prevented.
また、請求項8の発明では、第1の比較器から出力される信号と第4の比較器から出力される信号とに基づいて、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が高くなるように変化していることから誤パルス警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を下側閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を下げる方向にオフセットさせることにより、第1の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。 In the invention of claim 8, based on the signal output from the first comparator and the signal output from the fourth comparator, for example, the amplitude center of the differential output signal is increased due to endurance fluctuation or the like. Therefore, it can be recognized that there is an erroneous pulse warning state. Therefore, the signal output from the first comparator is offset as described above by offsetting the amplitude center of the differential output signal closer to the lower threshold voltage, ie, lowering the amplitude center of the differential output signal. It is possible to prevent an abnormal signal from being included.
請求項9の発明では、第1の比較器から出力される信号と第3の比較器から出力される信号とに基づき当該第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性、例えば、パルス抜け警告状態であることが認識されとともに、第1の比較器から出力される信号と第4の比較器から出力される信号とに基づき当該第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性、例えば、誤パルス警告状態であることが認識される場合を想定する。このようにパルス抜け警告状態と誤パルス警告状態とがともに認識される場合では、例えば、経年変化等でセンサと回転体とのギャップ(距離)が大きくなったことにより差動増幅器から出力される差動出力信号の振幅値が小さくなるように変化していることから上記異常が判定されることとなる。そこで、差動増幅器の増幅率を増加させることにより、第1の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。 In the ninth aspect of the present invention, there is a possibility that an abnormal signal is included in the signal output from the first comparator based on the signal output from the first comparator and the signal output from the third comparator. For example, a signal that is recognized as a pulse missing warning state and that is output from the first comparator based on a signal output from the first comparator and a signal output from the fourth comparator Is assumed to be an error signal, for example, a false pulse warning state is recognized. When both the pulse missing warning state and the erroneous pulse warning state are recognized as described above, for example, the gap (distance) between the sensor and the rotating body is increased due to secular change or the like, and is output from the differential amplifier. The abnormality is determined because the amplitude value of the differential output signal changes so as to be small. Therefore, by increasing the amplification factor of the differential amplifier, it is possible to prevent the abnormal signal as described above from being included in the signal output from the first comparator.
請求項10の発明では、異常発生判定手段により第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたときその旨を告知手段により使用者に告知する。これにより、第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを使用者に告知し得る効果がある。 According to the tenth aspect of the present invention, when it is determined by the abnormality occurrence determination means that the signal output from the first comparator is likely to contain an abnormality signal, the notification means notifies the user of that fact. Accordingly, there is an effect that it is possible to notify the user that there is a high possibility that an abnormal signal is included in the signal output from the first comparator.
以下、本発明の回転検出装置の各実施形態について図を参照して説明する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図1〜図8を参照して説明する。まず、本第1実施形態に係る回転検出装置10の構成を図1〜図4に基づいて説明する。なお、図1は、回転検出装置10の概略構成を示す説明図、図2は、センサチップ20の構成等を示す説明図、図3は、回転検出装置10の構成例を示す回路図である。図4は、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmと各コンパレータ42,43,44から出力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3との関係を例示するグラフである。
Embodiments of the rotation detection device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the
図1に示すように、回転検出装置10は、ロータRの回転位置および回転方向を検出可能なもので、例えば、内燃機関におけるクランク角の検出に適用されるものである。回転検出装置10は、主に、センサチップ20、バイアス磁石30、信号処理部40および警告装置50等から構成されている。
As shown in FIG. 1, the
ロータRは、例えば、図略のクランクシャフトを軸として回転する回転体で、その外周には歯車状のギヤGを備えている。このギヤGは、山T1と谷T2とからなるギヤ歯Tを有しており、例えば、磁性体材料からなる。なお、図1では、ロータRの回転中心に符号Cを付している。 The rotor R is, for example, a rotating body that rotates around an unillustrated crankshaft, and has a gear-shaped gear G on the outer periphery thereof. The gear G has gear teeth T composed of peaks T1 and valleys T2, and is made of, for example, a magnetic material. In FIG. 1, the rotation center of the rotor R is denoted by reference symbol C.
バイアス磁石30は、ロータRのギヤ歯Tに向けて磁界を発生する磁石で、中空の筒形状に形成されている。このバイアス磁石30は、上面(ロータRに近い面)にN極(またはS極)、下面(信号処理部40に近い面)にS極(またはN極)、となるように着磁されており、例えば、このバイアス磁石30の中心軸J0がロータRの回転中心Cと交差し得るように位置決めされている。これにより、当該バイアス磁石30の磁気的中心がギヤGに対してほぼ垂直をなして位置している。
The
センサチップ20は、短冊形状に成形された共通の基板上に2個のMREブリッジ(以下、MREブリッジ21,22ともいう)を形成したもので、例えば、銅等のリードフレーム上に搭載されてエポキシ等の熱硬化性樹脂によってモールド成形されている。
The
具体的には、図2(A)に示すように、センサチップ20に実装されるMREブリッジ21,22は、ギヤGとバイアス磁石30との間でバイアス磁石30の中心軸J0(仮想中心線K1)に対して垂直な仮想直線K2に沿って並んで配置されている。また、このセンサチップ20は、その長手方向ほぼ中心である仮想中心線K1がバイアス磁石30の中心軸J0とほぼ一致する位置において、センサチップ20の一部が中空状のバイアス磁石30の内部空間に入り込むように、バイアス磁石30に対して配置されている。
Specifically, as shown in FIG. 2A, the MRE bridges 21 and 22 mounted on the
また、これらのMREブリッジ21,22は、MREブリッジ21と仮想中心線K1との離隔距離L1と、MREブリッジ22と仮想中心線K1との離隔距離L2とが等しくなるように配置されており(L1=L2)、またMREブリッジ21,22には、それぞれアース(基準電位)Gndに対して電源電圧E(電源電位)が供給されている。
These MRE bridges 21 and 22 are arranged so that the separation distance L1 between the
図2(B)に示すように、これらのMREブリッジ21,22は、いずれも4個の磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdから構成されており、磁気抵抗の異方性効果を有する強磁性材料(Ni-Co合金、Ni-Fe合金等)を、複数の長辺および短辺を接続して櫛歯状に形成したものである。 As shown in FIG. 2B, each of these MRE bridges 21 and 22 is composed of four magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd, and has a strong magnetic resistance anisotropy effect. A magnetic material (Ni—Co alloy, Ni—Fe alloy, etc.) is formed in a comb shape by connecting a plurality of long sides and short sides.
このため、各磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdにおいては、長辺における抵抗値変化が支配的となり、長辺が設けられた向きに沿って、各磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdの検知軸が設定される。なお、各磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdは、検知軸の向きが異なるが、その長辺、短辺の長さ、本数等は同様に構成されている。 Therefore, in each of the magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd, the resistance value change on the long side becomes dominant, and the magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd are arranged along the direction in which the long side is provided. The detection axis is set. The magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd have the same configuration in terms of their long sides, short sides, number, etc., although the directions of the detection axes are different.
また、これら4個の磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdは、センサチップ20において2行2列のマトリクス状に配列されており、その各列の磁気抵抗素子MRE(MREaとMREbは第1列、MREcとMREdが第2列)はバイアス磁石30の磁界の磁気的中心と平行な向きに並べられ、かつ各行の磁気抵抗素子MRE(MREaとMREcは第1行、MREbとMREdは第2行)はロータRの回転方向に沿って並べられている。また、磁気抵抗素子MREaと磁気抵抗素子MREdとは、バイアス磁石30の磁界の磁気的中心に対して略45°の角度に検知軸を持ち、磁気抵抗素子MREbと磁気抵抗素子MREcとは、その磁気的中心に対して略−45°の角度に検知軸を持つように、それぞれ配置されている。
These four magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd are arranged in a matrix of 2 rows and 2 columns in the
したがって、磁気抵抗素子MREa,MREdの検知軸と磁気抵抗素子MREb,MREcの検知軸とは、互いに直交するため、MREブリッジ21,22に作用する磁界の方向の変化に対して、磁気抵抗素子MREa,MREdと磁気抵抗素子MREb,MREcとは、抵抗値の増減方向が異なることとなる。 Accordingly, since the detection axes of the magnetoresistive elements MREa and MREd and the detection axes of the magnetoresistive elements MREb and MREc are orthogonal to each other, the magnetoresistive element MREa is affected by changes in the direction of the magnetic field acting on the MRE bridges 21 and 22. , MREd and magnetoresistive elements MREb, MREc have different resistance increasing / decreasing directions.
図2(C)に示すように、これら4個の磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdは、MREa→MREd→MREb→MREcの順番で、電源電圧EとアースGnd間において直列接続されていることから、例えば、MREブリッジ21の出力は、MREdとMREbとの間の中間電位V1として取り出される。同様に、MREブリッジ22の出力は、MREdとMREbとの間の中間電位V2として取り出される。なお、4個の磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdの接続に関して、MREc→MREb→MREd→MREaの順番で電源電圧EとアースGnd間に接続しても良い。
As shown in FIG. 2C, these four magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd are connected in series between the power supply voltage E and the ground Gnd in the order of MREa → MREd → MREb → MREc. Therefore, for example, the output of the
したがって、磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdの抵抗値をそれぞれRa,Rb,Rc,Rdとし、MREブリッジ21に印加される電源電圧をEとすると、MREブリッジ21の中点電位V1は下記の数式1によって表すことができる。
Therefore, if the resistance values of the magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd are Ra, Rb, Rc, and Rd, respectively, and the power supply voltage applied to the
[数1]
V1 = (Rb+Rσ1+Rc+Rσ2)×E/(Ra+Rσ1+Rb+Rσ2+Rc+Rσ1+Rd+Rσ2)
[Equation 1]
V1 = (Rb + Rσ1 + Rc + Rσ2) × E / (Ra + Rσ1 + Rb + Rσ2 + Rc + Rσ1 + Rd + Rσ2)
ここで、Rσ1,Rσ2は、外部応力σ1,σ2による磁歪効果により発生する抵抗値の変化量で、外部応力σ1と外部応力σ2とは異なるが、上記数式1に示すように、この2つの外部応力σ1,σ2の合計が分子、分母ともに含まれており、少なくとも各磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdの各抵抗値Ra,Rb,Rc,Rdが等しくなった場合、外部応力σ1,σ2が中点電位V1に影響を与えることはない。 Here, Rσ1 and Rσ2 are the amount of change in resistance value caused by the magnetostriction effect caused by the external stresses σ1 and σ2, and the external stress σ1 and the external stress σ2 are different. When the sum of the stresses σ1 and σ2 is included in both the numerator and the denominator and at least the resistance values Ra, Rb, Rc, and Rd of the magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd are equal, the external stresses σ1, σ2 Does not affect the midpoint potential V1.
つまり、図2(B)に示すMREブリッジ21は、磁気抵抗素子MREaとMREdおよび磁気抵抗素子MREbとMREcとは、マトリクス状配列においてそれぞれ異なる列に配置されるので、それぞれの列に異なる外部応力σ1,σ2が印加されても、磁気抵抗素子MREaとMREdへの磁歪効果の影響の合計と、磁気抵抗素子MREbとMREcへの磁歪効果の影響の合計とを等しくすることができる。
That is, in the
このため、MREブリッジ21の中点電位V1に対する各磁気抵抗素子MREa,MREb,MREc,MREdにおける磁歪効果の影響が、MREa,MREdからなる素子部とMREb,MREcからなる素子部とでほぼ相殺できることから、磁歪効果の影響を低減でき、そこに作用するバイアス磁界の方向に対応した出力信号を高精度に出力可能にしている。MREブリッジ22についても同様である。
For this reason, the influence of the magnetostriction effect in each of the magnetoresistive elements MREa, MREb, MREc, and MREd on the midpoint potential V1 of the
信号処理部40は、センサチップ20に実装された2個のMREブリッジ21,22から異なる位相で出力される複数のセンサ信号V1,V2を差動演算してロータRの回転位置を検出可能な差動出力信号Vmに基づいて回転データDpを出力する機能を有するものである。また、信号処理部40は、回転誤検出を防止するための回転誤検出防止処理を行う機能を有するものである。
The
具体的には、図3に示すように、信号処理部40は、オペアンプ41、コンパレータ42,43,44、信号処理回路48等から構成されている。MREブリッジ21から出力されるセンサ信号V1をオペアンプ41の非反転入力(+)、MREブリッジ22から出力されるセンサ信号V2を当該オペアンプ41の反転入力(−)、にそれぞれ入力可能に、MREブリッジ21,22とオペアンプ41とが接続されている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
コンパレータ42は、回転誤検出を防止するためのものであって、コンパレータ42は、この基準電圧Vref1に応じて設定される第1閾値電圧Vth1を反転入力(−)に入力するとともに、オペアンプ41の出力を非反転入力(+)に入力し得るように構成されている。
また、コンパレータ43は、ロータRの回転を検出するためのものであって、コンパレータ43は、電圧Vref2に応じて設定される第2閾値電圧Vth2を反転入力(−)に入力するとともに、オペアンプ41の出力を非反転入力(+)に入力し得るように構成されている。
The
また、コンパレータ44は、回転誤検出を防止するためのものであって、コンパレータ44は、電圧Vref3に応じて設定される第3閾値電圧Vth3を反転入力(−)に入力するとともに、オペアンプ41の出力を非反転入力(+)に入力し得るように構成されている。
The
なお、図4に例示するように、第2閾値電圧Vth2(=Vref2)は、例えば、オペアンプ41から入力される差動出力信号Vmの振幅中心に位置するように設定されている。また、第1閾値電圧Vth1は、例えば、差動出力信号Vmの振幅値の20%だけ第2閾値電圧Vth2よりも高くなるように設定されており、第3閾値電圧Vth3は、例えば、差動出力信号Vmの振幅値の20%だけ第2閾値電圧Vth2よりも低くなるように設定されている。
As illustrated in FIG. 4, the second threshold voltage Vth 2 (= Vref 2 ) is set to be positioned at the amplitude center of the differential output signal Vm input from the
このように信号処理部40を構成することにより、図4に示すように、オペアンプ41に入力された両入力の差動電圧(V1−V2)が所定の増幅率α(例えば2倍、3倍)で増幅されて波状の差動出力信号Vm(=α(V1−V2))としてオペアンプ41から出力される。オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmがコンパレータ42に入力されると、差動出力信号Vmが第1閾値電圧Vth1(=Vref1)以上の場合にHレベル、差動出力信号Vmが第1閾値電圧Vth1未満の場合にLレベル、の出力信号Cm1が当該コンパレータ42から出力される(図4に示す波線の波形参照)。また、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmがコンパレータ43に入力されると、差動出力信号Vmが第2閾値電圧Vth2(=Vref2)以上の場合にHレベル、差動出力信号Vmが第2閾値電圧Vth2未満の場合にLレベル、の出力信号Cm2が当該コンパレータ43から出力される(図4に示す実線の波形参照)。また、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmがコンパレータ44に入力されると、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3(=Vref3)以上の場合にHレベル、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3未満の場合にLレベル、の出力信号Cm3が当該コンパレータ44から出力される(図4に示す一点鎖線の波形参照)。なお、図4の横軸はロータ回転角であることから、ロータRが回転している場合には、図4の横軸は時間軸に相当することにもなる。
By configuring the
信号処理回路48は、回転位置検出手段として機能する場合には、コンパレータ43からの出力信号Cm2に基づいて、ロータRのギヤ歯Tの位置が所定角度範囲内にある場合には「H」(Hレベル)、当該範囲内にない場合には「L」(Lレベル)の回転データDpを生成して出力する。また、信号処理回路48は、異常発生判定手段として機能する場合には、コンパレータ42からの出力信号Cm1、コンパレータ43からの出力信号Cm2、コンパレータ44からの出力信号Cm3、に基づいて、後述する回転誤検出を防止するための回転誤検出防止処理を行う。
When the
信号処理部40の信号処理回路48には、警告装置50が電気的に接続されており、この警告装置50は、例えば、使用者が認知できるように適宜な位置に設けられた警告灯や音声出力装置等であって、信号処理回路48から出力される警告信号に応じて作動する。
A
以下、本第1実施形態に係る回転検出装置10の信号処理回路48により実行される回転誤検出防止処理の流れを、図4〜図8を用いて詳細に説明する。なお、回転誤検出防止処理開始時には、各コンパレータ42,43,44から入力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3は全てLレベルであるものとする。ここで、図5および図6は、図4に示す信号処理回路48により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートである。図7は、誤パルス警告状態における差動出力信号Vmと各コンパレータ42,43,44の出力信号Cm1,Cm2,Cm3との関係を示すグラフである。図8は、パルス抜け警告状態における差動出力信号Vmと各コンパレータ42,43,44の出力信号Cm1,Cm2,Cm3との関係を示すグラフである。
Hereinafter, the flow of the rotation erroneous detection prevention process executed by the
まず、図5のステップS101において、各コンパレータ42,43,44から入力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3を取得すると、ステップS103にてフラグF=1か否か、ステップS105にてフラグF=2か否か、ステップS107にてフラグF=3か否か、について判定される。回転誤検出防止処理開始時には、フラグFは0に設定されていることから、ステップS103,S105,S107においてNoと判定される。
First, when the output signals Cm 1 , Cm 2 , and Cm 3 input from the
ここで、フラグF=1とは、差動出力信号Vmが第1閾値電圧Vth1以上である状態、すなわち、出力信号Cm1がHレベルである状態を示す。また、フラグF=2とは、差動出力信号Vmが第2閾値電圧Vth2以上かつ第1閾値電圧Vth1未満である状態、すなわち、出力信号Cm2がHレベルかつ出力信号Cm1がLレベルである状態を示す。また、フラグF=3とは、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3以上かつ第2閾値電圧Vth2未満である状態、すなわち、出力信号Cm3がHレベルかつ出力信号Cm2がLレベルである状態を示す。また、フラグF=0とは、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3未満である状態、すなわち、出力信号Cm3がLレベルである状態を示す。 Here, the flag F = 1 indicates a state in which the differential output signal Vm is equal to or higher than the first threshold voltage Vth 1 , that is, a state in which the output signal Cm 1 is at the H level. The flag F = 2 means that the differential output signal Vm is equal to or higher than the second threshold voltage Vth 2 and lower than the first threshold voltage Vth 1 , that is, the output signal Cm 2 is at the H level and the output signal Cm 1 is at the L level. Indicates a state that is a level. Also, the flag F = 3, the state differential output signal Vm is the third threshold voltage Vth 3 or more and less than the second threshold voltage Vth 2, i.e., the output signal Cm 3 is H level and the output signal Cm 2 L Indicates a state that is a level. The flag F = 0 indicates a state where the differential output signal Vm is less than the third threshold voltage Vth 3 , that is, a state where the output signal Cm 3 is at the L level.
そして、ステップS109において、出力信号Cm3がHレベルか否かについて判定される。ここで、図4の検出点Pa1に示すように、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3未満であることから出力信号Cm3がLレベルである場合には、ステップS109にてNoと判定され、ステップS101からの処理が繰り返される。
Then, in step S109, the output signal Cm 3 is determined whether H level. Here, as indicated by the detection point Pa 1 in FIG. 4, since the differential output signal Vm is less than the third threshold voltage Vth 3 , if the output signal Cm 3 is at the L level, No in
この繰り返し処理中に、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3以上となり(図4の検出点Pa2参照)、出力信号Cm3がHレベルになると(S109でYes)、ステップS111において、フラグF=3に設定される。 During this iterative process, when the differential output signal Vm becomes equal to or higher than the third threshold voltage Vth 3 (see the detection point Pa 2 in FIG. 4) and the output signal Cm 3 becomes H level (Yes in S109), in step S111, The flag F = 3 is set.
そして、ステップS101からの処理がなされてステップS107にてYesと判定されると、ステップS113において、出力信号Cm2がHレベルか否かについて判定される。ここで、図4の検出点Pa2に示すように、差動出力信号Vmが第2閾値電圧Vth2未満であることから出力信号Cm2がLレベルである場合には、ステップS113にてNoと判定される。 When the processing from step S101 is determined as Yes at which to step S107 performed, in step S113, the output signal Cm 2 is determined whether H level. Here, as indicated by the detection point Pa 2 in FIG. 4, when the output signal Cm 2 is at the L level because the differential output signal Vm is less than the second threshold voltage Vth 2 , No in step S113. It is determined.
次に、ステップS115において、出力信号Cm3がLレベルか否かについて判定される。ここで、図4の検出点Pa2に示すように、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3以上であることから出力信号Cm3がHレベルである場合には、ステップS115にてNoと判定され、ステップS101からの処理が繰り返される。 Next, in step S115, the output signal Cm 3 is determined whether L level. Here, in the case as shown in the detection point Pa 2 in FIG. 4, the output signal Cm 3 is at the H level since the differential output signal Vm is the third threshold voltage Vth 3 or more, No at step S115 And the process from step S101 is repeated.
ステップS107でのYesとの判定を含めた繰り返し処理中に、差動出力信号Vmが第2閾値電圧Vth2以上となり(図4の検出点Pa3参照)、出力信号Cm2がHレベルになると(S113でYes)、ステップS117において、フラグF=2に設定される。 If the differential output signal Vm becomes equal to or higher than the second threshold voltage Vth 2 (see the detection point Pa 3 in FIG. 4) and the output signal Cm 2 becomes H level during the iterative process including the determination of Yes in step S107. (Yes in S113), in step S117, the flag F = 2 is set.
そして、ステップS101からの処理がなされてステップS105にてYesと判定されると、図6のステップS119において、出力信号Cm1がHレベルか否かについて判定される。ここで、図4の検出点Pa3に示すように、差動出力信号Vmが第1閾値電圧Vth1未満であることから出力信号Cm1がLレベルである場合には、ステップS119にてNoと判定される。 When the processing from step S101 is determined as Yes at which to step S105 performed in step S119 of FIG. 6, the output signal Cm 1 is determined whether H level. Here, as shown in the detection point Pa 3 in FIG. 4, when the output signal Cm 1 since the differential output signal Vm is first less than the threshold voltage Vth 1 is at the L level, No at step S119 It is determined.
次に、ステップS121において、出力信号Cm2がLレベルか否かについて判定される。ここで、図4の検出点Pa3に示すように、差動出力信号Vmが第2閾値電圧Vth2以上であることから出力信号Cm2がHレベルである場合には、ステップS121にてNoと判定され、ステップS101からの処理が繰り返される。 Next, in step S121, the output signal Cm 2 is determined whether L level. Here, in the case as shown in the detection point Pa 3 in FIG. 4, the output signal Cm 2 is at the H level since the differential output signal Vm is the second threshold voltage Vth 2 or more, No at step S121 And the process from step S101 is repeated.
ステップS105でのYesとの判定を含めた繰り返し処理中に、差動出力信号Vmが第1閾値電圧Vth1以上となり(図4の検出点Pa4参照)、出力信号Cm1がHレベルになると(S119でYes)、図6のステップS123において、フラグF=1に設定される。 Yes and the determination in the repeating process, including in at step S105, (see detection point Pa 4 in FIG. 4) the differential output signal Vm is the first threshold voltage Vth 1 or more, the output signal Cm 1 becomes H level (Yes in S119), the flag F = 1 is set in step S123 of FIG.
そして、ステップS101からの処理がなされてステップS103にてYesと判定されると、ステップS125において、出力信号Cm3がLレベルか否かについて判定される。ここで、図4の検出点Pa4に示すように、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3以上であることから出力信号Cm3がHレベルである場合には、ステップS125にてNoと判定され、ステップS101からの処理が繰り返される。 When the processing from step S101 is determined as Yes at which to step S103 performed in step S125, the output signal Cm 3 is determined whether L level. Here, as indicated by the detection point Pa 4 in FIG. 4, when the output signal Cm 3 is at the H level because the differential output signal Vm is equal to or higher than the third threshold voltage Vth 3 , No is determined in step S125. And the process from step S101 is repeated.
ステップS103でのYesとの判定を含めた繰り返し処理中に、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3未満となり(図4の検出点Pa5参照)、出力信号Cm3がLレベルになると(S125でYes)、ステップS127において、フラグF=0に設定される。 During iterative process including determination of Yes in step S103, (see detection point Pa 5 in FIG. 4) the differential output signal Vm becomes lower than the third threshold voltage Vth 3, when the output signal Cm 3 becomes L level (Yes in S125), in step S127, the flag F = 0 is set.
上述した図5のステップS115において、フラグF=3である状態(図7の検出点Pb1参照)から、差動出力信号Vmが第3閾値電圧Vth3未満(図7の検出点Pb2参照)となり、出力信号Cm3がLレベルとなると(S115でYes)、ステップS131において下側オフセット処理がなされる。 In step S115 of FIG. 5 described above, from the state a flag F = 3 (see detection point Pb 1 in FIG. 7), the differential output signal Vm is less than the third threshold voltage Vth 3 (see detection point Pb 2 in FIG. 7 ), and when the output signal Cm 3 becomes L level (Yes in S115), the lower the offset process is performed in step S131.
この状況では、図7の検出点Pb1から検出点Pb2への変化により判るように、出力信号Cm3のみがHレベルからLレベルに変化し、出力信号Cm2はLレベルを維持した状態であることから、コンパレータ43から出力される出力信号Cm2には現実に異常信号が含まれないものの、上述した誤パルスが生じる可能性が高い誤パルス警告状態であることが認識され得る。
In this situation, as can be seen from the change from the detection point Pb 1 to the detection point Pb 2 in FIG. 7, only the output signal Cm 3 changes from the H level to the L level, and the output signal Cm 2 maintains the L level. Therefore, although the output signal Cm 2 output from the
そこで、ステップS115におけるYesとの判定により、ステップS131にて下側オフセット処理がなされる。この処理では、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmの振動中心を第3閾値電圧Vth3に近づけるように、当該差動出力信号Vmを下側にオフセットさせる。
Therefore, the lower offset process is performed in step S131 based on the determination of Yes in step S115. In this process, so as to approach the vibration center of the differential output signal Vm outputted from the
また、上述した図6のステップS121において、フラグF=2である状態(図8の検出点Pc1参照)から、差動出力信号Vmが第2閾値電圧Vth1未満(図8の検出点Pc2参照)となり、出力信号Cm2がLレベルとなると(S121でYes)、ステップS133において上側オフセット処理がなされる。 Further, in step S121 of FIG. 6 described above, the flag F = 2 in which state (see detection point Pc 1 in FIG. 8), the detection point of the differential output signal Vm is the second threshold voltage Vth less than 1 (Fig. 8 Pc 2 reference), and the output signal Cm 2 becomes the L level (Yes in S121), the upper offset process is performed in step S133.
この状況では、図8の検出点Pc1から検出点Pc2への変化により判るように、出力信号Cm2のみがHレベルからLレベルに変化し、出力信号Cm1はLレベルを維持した状態であることから、コンパレータ43から出力される出力信号Cm2には現実に異常信号が含まれないものの、上述したパルス抜けが生じる可能性が高いパルス抜け警告状態であることが認識され得る。
In this situation, as can be seen from the change from the detection point Pc 1 to the detection point Pc 2 in FIG. 8, only the output signal Cm 2 changes from the H level to the L level, and the output signal Cm 1 maintains the L level. Therefore, although the output signal Cm 2 output from the
そこで、図6のステップS121におけるYesとの判定により、ステップS133にて上側オフセット処理がなされる。この処理では、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmの振動中心を第1閾値電圧Vth1に近づけるように、当該差動出力信号Vmを上側にオフセットさせる。
Therefore, an upper offset process is performed in step S133 based on a determination of Yes in step S121 of FIG. In this process, so as to approach the vibration center of the differential output signal Vm outputted from the
図5のステップS131または図6のステップS133における処理がなされると、図5のステップS135において、警告処理がなされる。この警告処理では、警告装置50に警告信号が出力される。この警告信号に応じて、警告装置50は、誤パルス警告状態やパルス抜け警告状態等、コンパレータ43から出力される出力信号Cm2に異常信号が含まれる可能性が高いことを、使用者に警告灯や音声出力装置等により告知する。
When the processing in step S131 in FIG. 5 or step S133 in FIG. 6 is performed, warning processing is performed in step S135 in FIG. In this warning process, a warning signal is output to the
以上説明したように、本第1実施形態に係る回転検出装置10は、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmの振幅中心近傍に設定される第2閾値電圧Vth2と差動出力信号Vmとの差分に応じて出力信号Cm2を出力するコンパレータ43と、第2閾値電圧Vth2よりも高くなるように設定される第1閾値電圧Vth1と差動出力信号Vmとの差分に応じて出力信号Cm1を出力するコンパレータ42と、第2閾値電圧Vth2よりも低くなるように設定される第3閾値電圧Vth3と差動出力信号Vmとの差分に応じて出力信号Cm3を出力するコンパレータ44と、を備えている。そして、回転検出装置10は、回転位置検出手段として機能する信号処理回路48によりコンパレータ43から出力される出力信号Cm2に基づいてロータRの回転位置を検出するとともに、異常発生判定手段として機能する信号処理回路48によりコンパレータ43から出力される出力信号Cm2とコンパレータ42およびコンパレータ44から出力される出力信号Cm1および出力信号Cm3との出力経過に基づいてコンパレータ43から出力される出力信号Cm2に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する。
As described above, the
このようにコンパレータ42から出力される出力信号Cm1とコンパレータ43およびコンパレータ44から出力される出力信号Cm2および出力信号Cm3との出力経過に基づいて、図7に示すように、出力信号Cm2が変化せず出力信号Cm3のみが変化していることから、出力信号Cm2には現実に異常信号が含まれないものの、上述した誤パルス警告状態であることを認識することができる。また、図8に示すように、出力信号Cm1が変化せず出力信号Cm2のみが変化していることから、ロータRの回転位置を検出するための信号である出力信号Cm2には現実に異常信号が含まれないものの、上述したパルス抜け警告状態であることを認識することができる。
Based on the output progress of the output signal Cm 1 output from the
この認識のもと、コンパレータ43から出力される信号に異常信号が現実に含まれる前に、この異常を防止するようにオペアンプ41から出力される差動出力信号Vmを制御することにより、コンパレータ43から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
したがって、ロータRの回転を検出する際の回転誤検出を防止することができる。
Based on this recognition, before the abnormal signal is actually included in the signal output from the
Therefore, erroneous rotation detection when detecting the rotation of the rotor R can be prevented.
また、本第1実施形態に係る回転検出装置10では、ロータRの回転を検出するためのコンパレータ43と、第2閾値電圧Vth2に対して高くなるように設定される第1閾値電圧Vth1と差動出力信号Vmとの差分に応じた出力信号Cm1を出力するコンパレータ42と、第2閾値電圧Vth2に対して小さくなるように設定される第3閾値電圧Vth3と差動出力信号Vmとの差分に応じた出力信号Cm3を出力するコンパレータ44とを備えている。
Further, in the
これにより、出力信号Cm2と出力信号Cm3とに基づく誤パルス警告状態であるか否かの判定と、出力信号Cm2と出力信号Cm1とに基づくパルス抜け警告状態であるか否かの判定との双方をともに判定することができる。 Thereby, it is determined whether or not the erroneous pulse warning state is based on the output signal Cm 2 and the output signal Cm 3, and whether or not the pulse missing warning state is based on the output signal Cm 2 and the output signal Cm 1 . Both the determination and the determination can be made together.
また、本第1実施形態に係る回転検出装置10では、出力信号Cm2と出力信号Cm3とに基づいて、耐久変動等により差動出力信号Vmの振幅中心が高くなるように変化していることから誤パルス警告状態であることが判定される。この判定に応じて、差動出力信号Vmの振幅中心を第3閾値電圧Vth3に近づける方向、すなわち、差動出力信号Vmの振幅中心を下げる方向にオフセットさせることで、出力信号Cm2に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
Further, in the
また、本第1実施形態に係る回転検出装置10では、出力信号Cm2と出力信号Cm1とに基づいて、耐久変動等により差動出力信号Vmの振幅中心が低くなるように変化していることからパルス抜け警告状態であることが判定される。この判定に応じて、差動出力信号Vmの振幅中心を第1閾値電圧Vth1に近づける方向、すなわち、差動出力信号Vmの振幅中心を上げる方向にオフセットさせることで、出力信号Cm2に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
Further, in the
また、本第1実施形態に係る回転検出装置10では、コンパレータ43から出力される出力信号Cm2に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたときその旨を告知手段である警告装置50により使用者に告知する。これにより、コンパレータ43から出力される出力信号Cm2に異常信号が含まれる可能性が高いことを使用者に告知し得る効果がある。
Further, in the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る回転検出装置について図9および図10を参照して説明する。図9および図10は、第2実施形態に係る回転検出装置10の信号処理回路48により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートである。なお、第2実施形態の回転検出装置10の機械的構成については、図1〜図3を参照して上述した第1実施形態と同様であるため、同図を参照すると共に説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a rotation detection device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 and FIG. 10 are flowcharts showing a flow of erroneous rotation detection preventing processing executed by the
上述した第1実施形態では、各コンパレータ42,43,44から出力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3のレベルの変化状態に基づいて誤パルス警告状態であるかまたはパルス抜け警告状態であるかを検出し、この検出された警告状態に応じてオペアンプ41から出力される差動出力信号Vmをオフセットさせて補正する。これに対して、本第2実施形態では、各コンパレータ42,43,44から出力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3の変化毎にそれぞれ変化回数が累積された累積値N1,N2,N3に基づいて誤パルス警告状態であるかまたはパルス抜け警告状態であるかを検出し、この検出された警告状態に応じてオペアンプ41から出力される差動出力信号Vmをオフセットさせて補正する。
In the first embodiment described above, either an erroneous pulse warning state or a missing pulse warning state based on the level change state of the output signals Cm 1 , Cm 2 , Cm 3 output from the
以下、本第2実施形態に係る回転検出装置10の信号処理回路48により実行される回転誤検出防止処理の流れを、図9および図10に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、回転誤検出防止処理開始時には、各コンパレータ42,43,44から入力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3は全てLレベルであるものとする。
Hereinafter, the flow of the rotation erroneous detection prevention process executed by the
まず、図9のステップS201にて各コンパレータ42,43,44から入力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3を取得すると、ステップS203において、出力信号Cm1のレベルが変化したか否かについて判定される。ここで、出力信号Cm1のレベルがLレベルまたはHレベルを維持した状態であれば(S203でNo)、ステップS207の判定処理がなされる。一方、出力信号Cm1のレベルがLレベルからHレベルに変化するか、HレベルからLレベルに変化した場合には(S203でYes)、ステップS205にて第1累積値N1に1が加算される。
First, when the output signals Cm 1 , Cm 2 , and Cm 3 input from the
そして、ステップS207において、出力信号Cm2のレベルが変化したか否かについて判定される。ここで、出力信号Cm2のレベルがLレベルまたはHレベルを維持した状態であれば(S207でNo)、ステップS211の判定処理がなされる。一方、出力信号Cm2のレベルがLレベルからHレベルに変化するか、HレベルからLレベルに変化した場合には(S207でYes)、ステップS209にて第2累積値N2に1が加算される。 Then, in step S207, the level of the output signal Cm 2 is determined whether or not to have changed. If the level of the output signal Cm 2 is maintained at the L level or the H level (No in S207), the determination process in step S211 is performed. On the other hand, if the level of the output signal Cm 2 changes from L level to H level, (Yes in S207) in the case of changes from H level to L level, 1 is added at step S209 to the second cumulative value N 2 Is done.
そして、ステップS211において、出力信号Cm3のレベルが変化したか否かについて判定される。ここで、出力信号Cm3のレベルがLレベルまたはHレベルを維持した状態であれば(S211でNo)、ステップS215の判定処理がなされる。一方、出力信号Cm3のレベルがLレベルからHレベルに変化するか、HレベルからLレベルに変化した場合には(S211でYes)、ステップS213にて第3累積値N3に1が加算される。 Then, in step S211, it is determined whether or not the level of the output signal Cm 3 has changed. Here, if the level of the output signal Cm 3 is maintained at the L level or the H level (No in S211), the determination process in step S215 is performed. On the other hand, if the level of the output signal Cm 3 changes from L level to H level, (Yes in S211) in the case of changes from H level to L level, 1 is added at step S213 to the third cumulative value N 3 Is done.
次に、ステップS215において、第2累積値N2と第3累積値N3との差の絶対値が2以上であるか否かについて判定される。ここで、図7に示すように、誤パルス警告状態では、検出点Pb1および検出点Pb2の様に、出力信号Cm3のレベルがLレベルからHレベルに変化した後再びLレベルに変化する一方で、出力信号Cm2のレベルはLレベルを維持する。そこで、第2累積値N2と第3累積値N3との差の絶対値が2以上である場合に、誤パルス警告状態であることが判定される。 Next, in step S215, the absolute value of the difference between the second cumulative value N 2 and the third cumulative value N 3 is determined whether it is 2 or more. Here, as shown in FIG. 7, in the erroneous pulse warning state, the level of the output signal Cm 3 changes from the L level to the H level and then changes again to the L level as in the detection points Pb 1 and Pb 2 . On the other hand, the level of the output signal Cm 2 is maintained at the L level. Therefore, when the absolute value of the difference between the second cumulative value N 2 and the third cumulative value N 3 is 2 or more, it is erroneous pulse alarm condition is determined.
誤パルス警告状態でなく、第2累積値N2と第3累積値N3との差の絶対値が2以上でなければ(S215でNo)、ステップS217において、第2累積値N2と第1累積値N1との差の絶対値が2以上であるか否かについて判定される。ここで、図8に示すように、パルス抜け警告状態では、検出点Pc1および検出点Pc2の様に、出力信号Cm2のレベルがLレベルからHレベルに変化した後再びLレベルに変化する一方で、出力信号Cm1のレベルはLレベルを維持する。そこで、第2累積値N2と第1累積値N1との差の絶対値が2以上である場合に、パルス抜け警告状態であることが判定される。 Not error pulse alarm condition, unless the absolute value of the difference between the second cumulative value N 2 and the third cumulative value N 3 is 2 or more (No in S215), in step S217, the second cumulative value N 2 second 1 the absolute value of the difference between the accumulated value N 1 is determined whether it is 2 or more. Here, as shown in FIG. 8, in the pulse missing warning state, the level of the output signal Cm 2 changes from the L level to the H level and then changes to the L level again as in the detection point Pc 1 and the detection point Pc 2 . On the other hand, the level of the output signal Cm 1 is maintained at the L level. Therefore, the absolute value of the difference between the second cumulative value N 2 and the first cumulative value N 1 is the case where 2 or more, it is determined that a missing pulse alarm condition.
パルス抜け警告状態でなく、第2累積値N2と第1累積値N1との差の絶対値が2以上でなければ(S217でNo)、誤パルス警告状態またはパルス抜け警告状態のいずれの状態でもないので、ステップS201からの処理が繰り返される。 Not missing pulses alarm condition, unless the absolute value of the difference between the second cumulative value N 2 and the first cumulative value N 1 is 2 or more (No in S217), the error pulse warning or missing pulse alarm condition either Since it is not a state, the process from step S201 is repeated.
上述したステップS215において、誤パルス警告状態であり第2累積値N2と第3累積値N3との差の絶対値が2以上になると(S215でYes)、図10のステップS221において、上記第1実施形態と同様に、下側オフセット処理がなされる。 In step S215 described above, an erroneous pulse is a warning state second cumulative value N 2 when the absolute value of the difference between the third cumulative value N 3 is 2 or more (Yes in S215), in step S221 of FIG. 10, the Similar to the first embodiment, the lower offset process is performed.
また、上述したステップS217において、パルス抜け警告状態であり第2累積値N2と第1累積値N1との差の絶対値が2以上になると(S217でYes)、図10のステップS223において、上記第1実施形態と同様に、上側オフセット処理がなされる。 Further, in step S217 described above, pulse missing is a warning state and the second cumulative value N 2 when the absolute value of the difference between the first cumulative value N 1 is 2 or more (at S217 Yes), in step S223 of FIG. 10 Similarly to the first embodiment, the upper offset process is performed.
図10のステップS221またはステップS223における処理がなされると、ステップS225において、上記第1実施形態と同様に、警告処理がなされる。 When the process in step S221 or step S223 in FIG. 10 is performed, a warning process is performed in step S225 as in the first embodiment.
以上説明したように、本第2実施形態に係る回転検出装置10では、出力信号Cm2の変化毎に変化回数が累積された累積値N2と出力信号Cm3の変化毎に変化回数が累積された累積値N3との差が2以上であるとき、出力信号Cm2に誤パルス等の異常信号が含まれる可能性が高いことが判定される。また、累積値N2と出力信号Cm1の変化毎に変化回数が累積された累積値N1との差が2以上であるとき、出力信号Cm2にパルス抜け等の異常信号が含まれる可能性が高いことが判定される。
As described above, in the
このようにしても、累積値N2と累積値N3との差が2以上である場合には誤パルス警告状態であることを認識することができ、累積値N2と累積値N1との差が2以上である場合にはパルス抜け警告状態であることを認識することができる。 Even in this case, when the difference between the accumulated value N 2 and the accumulated value N 3 is 2 or more, it can be recognized that the erroneous pulse warning state is present, and the accumulated value N 2 and the accumulated value N 1 If the difference is 2 or more, it can be recognized that the pulse missing warning state is present.
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る回転検出装置について図9および図11を参照して説明する。図11は、第3実施形態に係る回転検出装置10の信号処理回路48により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートの一部である。なお、第3実施形態の回転検出装置10の機械的構成については、図1〜図3を参照して上述した第1実施形態と同様であるため、同図を参照すると共に説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a rotation detection device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a part of a flowchart showing a flow of erroneous rotation detection preventing processing executed by the
上述した第2実施形態では、各コンパレータ42,43,44から出力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3の変化毎にそれぞれ変化回数が累積された累積値N1,N2,N3に基づいて検出された警告状態に応じて、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmをオフセットさせて補正する。これに対して、本第3実施形態では、上記累積値N1,N2,N3に基づいて検出された警告状態に応じて、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmを、オフセットさせることにより補正するか、オペアンプ41の増幅率αを変化させることにより補正する。
In the second embodiment described above, accumulated values N 1 , N 2 , N 3 in which the number of changes is accumulated for each change of the output signals Cm 1 , Cm 2 , Cm 3 output from the
以下、本第3実施形態に係る回転検出装置10の信号処理回路48により実行される回転誤検出防止処理の流れを、図9および図11に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、回転誤検出防止処理開始時には、各コンパレータ42,43,44から入力される出力信号Cm1,Cm2,Cm3は全てLレベルであるものとする。
Hereinafter, the flow of the rotation erroneous detection prevention process executed by the
上記第2実施形態と同様に、図9のステップS215にて第2累積値N2と第3累積値N3との差の絶対値が2以上になると(S215でYes)、図11のステップS301において、フラグFa=1に設定される。ここで、フラグFa=1である状態とは、第2累積値N2と第3累積値N3との差の絶対値が2以上であり誤パルス警告状態であることから図9のステップS215にてYesとの判定が1度でもある状態である。また、後述するフラグFb=1である状態とは、第2累積値N2と第1累積値N1との差の絶対値が2以上でありパルス抜け警告状態であることから図9のステップS217にてYesとの判定が1度でもある状態である。 As in the second embodiment, (Yes in S215) step S215 in the absolute value of the difference between the second cumulative value N 2 and the third cumulative value N 3 is 2 or more in FIG. 9, the steps of FIG. 11 In S301, the flag Fa = 1 is set. Here, the state in which the flag Fa = 1 is that the absolute value of the difference between the second cumulative value N 2 and the third cumulative value N 3 is 2 or more and is an erroneous pulse warning state, so that step S215 in FIG. 9 is performed. In this state, the determination of Yes is even once. Also, the state is a flag Fb = 1 to be described later, the step of FIG. 9 that the second accumulated value N 2 as the absolute value is 2 or more and a missing pulse alarm condition of the difference between the first cumulative value N 1 In S217, the determination of Yes is even once.
そして、ステップS303において、フラグFb=1であるか否かについて判定される。ここで、ステップS217におけるYesとの判定が1度なされておらず、フラグFb=1でなければ(S303でNo)、ステップS305において、上記第2実施形態と同様に、下側オフセット処理がなされる。 In step S303, it is determined whether or not the flag Fb = 1. If the determination of Yes in step S217 has not been made once and the flag Fb is not 1 (No in S303), the lower offset process is performed in step S305 as in the second embodiment. The
また、上記第2実施形態と同様に、図9のステップS217にて第2累積値N2と第1累積値N1との差の絶対値が2以上になると(S217でYes)、図11のステップS307において、フラグFb=1に設定される。 Further, the as in the second embodiment, the second cumulative value N 2 at step S217 in FIG. 9 when the absolute value of the difference between the first cumulative value N 1 is 2 or more (Yes in S217), FIG. 11 In step S307, the flag Fb = 1 is set.
そして、ステップS309において、フラグFa=1であるか否かについて判定される。ここで、ステップS215におけるYesとの判定が1度なされておらず、フラグFa=1でなければ(S309でNo)、ステップS311において、上記第2実施形態と同様に、上側オフセット処理がなされる。 In step S309, it is determined whether or not the flag Fa = 1. If the determination of Yes in step S215 has not been made once and the flag Fa is not 1 (No in S309), the upper offset processing is performed in step S311 as in the second embodiment. .
上述したステップS303においてステップS217にてYesとの判定が1度でもありフラグFb=1である場合(S303でYes)、または、ステップS309においてステップS215にてYesとの判定が1度でもありフラグFa=1である場合(S309でYes)には、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmがオフセットするように変化しているだけでなく、例えば、経年変化等でセンサと回転体とのギャップ(距離)が大きくなったことにより、差動出力信号Vmの振幅が小さくなるように変化している場合が想定される。
In the above-described step S303, if the determination of Yes is once in step S217 and the flag Fb = 1 (Yes in S303), or if the determination of Yes is once in step S215 in step S309, the flag When Fa = 1 (Yes in S309), not only the differential output signal Vm output from the
そこで、ステップS313における増幅率増加処理により、オペアンプ41の増幅率αを適切に増加させて、オペアンプ41から出力される差動出力信号Vmの振幅を大きくするように補正する。
Therefore, the amplification factor α of the
ステップS305、ステップS311およびステップS313のいずれかの処理がなされると、ステップS315において、上記第1実施形態と同様に、警告処理がなされる。 When any one of step S305, step S311, and step S313 is performed, a warning process is performed in step S315, as in the first embodiment.
以上説明したように、本第3実施形態に係る回転検出装置10は、出力信号Cm2と出力信号Cm3とに基づき誤パルス警告状態であることが1度でも認識され、かつ、出力信号Cm2と出力信号Cm1とに基づきパルス抜け警告状態であることが1度でも認識される場合、すなわち、差動出力信号Vmの振幅が小さくなるように変化している場合には、オペアンプ41の増幅率αを適切に増加させる。これにより、上記第2実施形態における効果に加えて、差動出力信号Vmの振幅が小さくなることに起因して出力信号Cm2に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
As described above, the
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
(1)上記第1実施形態において、フラグF=3である状態から出力信号Cm3がLレベルとなることにより誤パルス警告状態であることを判定することに限らず(図5のステップS115)、図7の検出点Pb1および検出点Pb2付近の差動出力信号Vmの変化から判るように、出力信号Cm2のレベルが変化していない間に出力信号Cm3のレベルが3回以上変化したことにより誤パルス警告状態であることを判定してもよい。
また、フラグF=2である状態から出力信号Cm2がLレベルとなることによりパルス抜け警告状態であることを判定することに限らず(図5のステップS125)、図8の検出点Pc1および検出点Pc2付近の差動出力信号Vmの変化から判るように、出力信号Cm1のレベルが変化していない間に出力信号Cm2のレベルが3回以上変化したことによりパルス抜け警告状態であることを判定してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and may be embodied as follows. Even in this case, the same operations and effects as those of the above embodiments can be obtained.
(1) In the first embodiment, the present invention is not limited to determining that there is an erroneous pulse warning state when the output signal Cm 3 becomes L level from the state where the flag F = 3 (step S115 in FIG. 5). As can be seen from the change in the differential output signal Vm near the detection point Pb 1 and the detection point Pb 2 in FIG. 7, the level of the output signal Cm 3 is three times or more while the level of the output signal Cm 2 is not changing. It may be determined that there is an erroneous pulse warning state due to the change.
Further, it is not limited to determining that the pulse missing warning state is obtained when the output signal Cm 2 becomes L level from the state where the flag F = 2 (step S125 in FIG. 5), but the detection point Pc 1 in FIG. and as can be seen from the change of the differential output signal Vm of the near detection point Pc 2, pulse missing alarm condition by the level of the output signal Cm 2 is changed three times or more while the level of the output signal Cm 1 is not changed It may be determined.
(2)パルス抜けが生じる可能性に比べて誤パルスが生じる可能性が非常に高い回転検出装置10では、コンパレータ42を廃止して、コンパレータ43の出力信号Cm2とコンパレータ44の出力信号Cm3とに基づいて誤パルス警告状態と判定される場合に、下側オフセット処理(S131,S221,S305)を行うようにしてもよい。
また、誤パルスが生じる可能性に比べてパルス抜けが生じる可能性が非常に高い回転検出装置10では、コンパレータ44を廃止して、コンパレータ43の出力信号Cm2とコンパレータ41の出力信号Cm1とに基づいてパルス抜け警告状態と判定される場合に、上側オフセット処理(S133,S223,S311)を行うようにしてもよい。
(2) In the
Further, in the
(3)上記第3実施形態におけるフラグFa,Fbは、回転誤検出防止処理が開始されてから一定時間経過場合、または、出力信号Cm1,Cm2,Cm3を一定数取得した場合にクリアされてもよい。 (3) The flags Fa and Fb in the third embodiment are cleared when a certain period of time has elapsed since the start of the rotation error detection preventing process or when a certain number of output signals Cm 1 , Cm 2 , and Cm 3 are acquired. May be.
(4)上記第1実施形態において、上記第3実施形態と同様に、誤パルス警告状態であることが1度でも判定されたか否かの状態を示すフラグFaと,パルス抜け警告状態であることが1度でも判定されたか否かの状態を示すフラグFbとを設けて、フラグFa=1かつフラグFb=1の場合に、オペアンプ41の増幅率αを変化させてもよい。
(4) In the first embodiment, as in the third embodiment, the flag Fa indicating whether or not it has been determined that the erroneous pulse warning state has been detected, and the missing pulse warning state. May be provided, and a flag Fb indicating whether or not has been determined even once may be provided, and when the flag Fa = 1 and the flag Fb = 1, the amplification factor α of the
10…回転検出装置
20…センサチップ
21,22…MREブリッジ(磁気センサ)
30…バイアス磁石(磁石)
40…信号処理部
41…オペアンプ(差動増幅器)
42…コンパレータ(第2の比較器,第3の比較器)
43…コンパレータ(第1の比較器)
44…コンパレータ(第2の比較器,第4の比較器)
48…信号処理回路(回転位置検出手段,異常発生判定手段,差動出力信号補正手段)
50…警告装置(告知手段)
Cm1,Cm2,Cm3…出力信号
G…ギヤ
N1…累積値(第2の累積値,第3の累積値)
N2…累積値(第1の累積値)
N3…累積値(第2の累積値,第4の累積値)
R…ロータ(回転体)
T…ギヤ歯
Vm…差動出力信号
Vth1…第1閾値電圧(第2の閾値電圧,上側閾値電圧)
Vth2…第2閾値電圧(第1の閾値電圧)
Vth3…第3閾値電圧(第2の閾値電圧,下側閾値電圧)
α…増幅率
DESCRIPTION OF
30 ... Bias magnet (magnet)
40: Signal processing unit 41: Operational amplifier (differential amplifier)
42 ... Comparator (second comparator, third comparator)
43 ... Comparator (first comparator)
44: Comparator (second comparator, fourth comparator)
48. Signal processing circuit (rotational position detection means, abnormality occurrence determination means, differential output signal correction means)
50. Warning device (notification means)
Cm 1 , Cm 2 , Cm 3 ... Output signal G... Gear N 1 ... Cumulative value (second cumulative value, third cumulative value)
N 2 ... Cumulative value (first cumulative value)
N 3 ... Cumulative value (second cumulative value, fourth cumulative value)
R ... Rotor (rotating body)
T: Gear tooth Vm: Differential output signal Vth 1 : First threshold voltage (second threshold voltage, upper threshold voltage)
Vth 2 ... second threshold voltage (first threshold voltage)
Vth 3 ... third threshold voltage (second threshold voltage, lower threshold voltage)
α: amplification factor
Claims (10)
前記ギヤと前記磁石との間で前記磁石の磁気的中心軸に対して垂直な仮想直線に沿って並んで配置され、前記回転体の回転に伴う前記ギヤ歯の移動によって変化する前記磁界に基づいて電圧が変動するセンサ信号をそれぞれ出力する2つの磁気センサと、
前記2つの磁気センサから異なる位相で出力される2つのセンサ信号の差分に応じた差動出力信号を増幅して出力する差動増幅器と、
前記差動出力信号の振幅中心近傍に設定される第1の閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号のうち一方を出力する第1の比較器と、
前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第1の閾値電圧に対して異なるように設定される第2の閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号のうち一方を出力する第2の比較器と、
前記第1の比較器から出力される信号に基づいて前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記第1の比較器から出力される信号と前記第2の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する異常発生判定手段と、
を備えることを特徴とする回転検出装置。 A magnet that generates a magnetic field toward a gear tooth of a rotating body having a gear-like gear;
Based on the magnetic field that is arranged along a virtual straight line perpendicular to the magnetic central axis of the magnet between the gear and the magnet, and that changes due to the movement of the gear teeth as the rotating body rotates. Two magnetic sensors that each output a sensor signal whose voltage varies,
A differential amplifier that amplifies and outputs a differential output signal corresponding to a difference between two sensor signals output at different phases from the two magnetic sensors;
A first comparator that outputs one of two signals according to a difference between a first threshold voltage set near the amplitude center of the differential output signal and the differential output signal;
According to the difference between the second threshold voltage set to be different from the first threshold voltage by a voltage value smaller than the voltage value corresponding to the amplitude value of the differential output signal and the differential output signal. A second comparator that outputs one of the two signals;
Rotational position detecting means for detecting a rotational position of the rotating body based on a signal output from the first comparator;
There is a possibility that an abnormal signal is included in the signal output from the first comparator based on the output progress of the signal output from the first comparator and the signal output from the second comparator. An abnormality occurrence determination means for determining that the height is high;
A rotation detection device comprising:
前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第1の閾値電圧に対して大きくなるように設定される上側閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号のうち一方を出力する第3の比較器と、
前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第1の閾値電圧に対して小さくなるように設定される下側閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて2つの信号のうち一方を出力する第4の比較器と、を備え、
前記異常発生判定手段は、前記第1の比較器から出力される信号と前記第3の比較器から出力される信号と前記第4の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第1の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを特徴とする請求項1に記載の回転検出装置。 Instead of the second comparator,
Depending on the difference between the upper threshold voltage set to be higher than the first threshold voltage by a voltage value smaller than the voltage value corresponding to the amplitude value of the differential output signal and the differential output signal A third comparator that outputs one of the two signals;
According to the difference between the lower threshold voltage set to be smaller than the first threshold voltage by a voltage value smaller than the voltage value corresponding to the amplitude value of the differential output signal and the differential output signal And a fourth comparator that outputs one of the two signals.
The abnormality occurrence determination means is based on the output progress of the signal output from the first comparator, the signal output from the third comparator, and the signal output from the fourth comparator. The rotation detection device according to claim 1, wherein it is determined that the signal output from the first comparator is likely to include an abnormal signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008040310A JP2009198316A (en) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | Rotation detection device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008040310A JP2009198316A (en) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | Rotation detection device |
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JP2009198316A true JP2009198316A (en) | 2009-09-03 |
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ID=41141969
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JP2008040310A Pending JP2009198316A (en) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | Rotation detection device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009198316A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9310448B2 (en) | 2013-03-22 | 2016-04-12 | Seiko Epson Corporation | Detection circuit, semiconductor integrated circuit device, magnetic field rotation angle detection device, and electronic device |
-
2008
- 2008-02-21 JP JP2008040310A patent/JP2009198316A/en active Pending
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