JP2021148447A - Position detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検出体の位置を検出する位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detection device that detects the position of the object to be detected.
従来、この種の位置検出装置として、4つの磁気抵抗素子をブリッジ状に組み合わせた磁気センサを用いた回転検出装置が周知である(特許文献1等参照)。この磁気センサでは、磁気抵抗素子に付与された磁界に応じて抵抗値が変化し、その検出磁界に基づく検出信号を出力する。このような磁気センサは、例えば被検出体の2位置(オン位置、オフ位置)の切り替わりや、被検出体の位置をリニアに検出する場合に使用される。
Conventionally, as this type of position detection device, a rotation detection device using a magnetic sensor in which four magnetoresistive elements are combined in a bridge shape is well known (see
ここで、磁気センサから出力される検出信号をパルス状に変換し、パルス信号から被検出体の低速又は停止等の回転状態を検出する場合がある。具体的には、例えばパルス信号の立ち上がり/立ち下がりを監視することで、被検出体の低速や停止等の回転状態を判定する。しかし、この検出方法の場合、より低速な状態を検出したり、直ぐに停止を判定したりするなど、被検出体の作動状態を迅速に判定するには、磁石の回転に対してパルス信号の幅を小さくする高分解能化が必要となってしまう。この場合、例えば磁石の磁極数を増やす必要が生じ、製品の体格やコスト増に繋がる問題があった。 Here, the detection signal output from the magnetic sensor may be converted into a pulse shape, and a rotational state such as low speed or stop of the detected object may be detected from the pulse signal. Specifically, for example, by monitoring the rise / fall of the pulse signal, the rotational state such as low speed or stop of the detected object is determined. However, in the case of this detection method, in order to quickly determine the operating state of the object to be detected, such as detecting a slower state or immediately determining a stop, the width of the pulse signal with respect to the rotation of the magnet It is necessary to increase the resolution to reduce the size. In this case, for example, it becomes necessary to increase the number of magnetic poles of the magnet, which leads to a problem of increasing the physique and cost of the product.
本発明の目的は、磁石の磁極数を変えなくとも被検出体の作動状態を迅速に判定可能にした位置検出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a position detecting device capable of quickly determining an operating state of a detected body without changing the number of magnetic poles of a magnet.
前記問題点を解決する位置検出装置は、磁気抵抗素子がブリッジ状に組まれたブリッジ回路を2つ有するブリッジ対が設けられ、前記ブリッジ回路から正余弦の関係を有する波形で出力される検出信号を基に、前記磁気抵抗素子に磁界を付与する磁石と一体に動く被検出体の位置検出を行う構成であって、前記ブリッジ対又はそれと組をなす他ブリッジ対から、正余弦の関係を有する第1検出信号及び第2検出信号を入力し、これらをそれぞれ微分する微分処理部と、前記第1検出信号を微分して得られる第1微分信号と、前記第2検出信号を微分して得られる第2微分信号とを基に、前記被検出体の低速又は停止の作動状態を判定可能な制御信号を生成して出力する信号処理部と、前記信号処理部によって生成された前記制御信号を基に、前記被検出体が低速又は停止の作動状態か否かを判定する判定部とを備えた。 The position detection device that solves the above problem is provided with a bridge pair having two bridge circuits in which magnetic resistance elements are assembled in a bridge shape, and a detection signal output from the bridge circuit as a waveform having a positive cosine relationship. Based on the above, the position of the object to be detected that moves integrally with the magnet that applies a magnetic field to the magnetic resistance element is detected, and the bridge pair or another bridge pair that is paired with the bridge pair has a positive cosine relationship. A differentiation processing unit that inputs the first detection signal and the second detection signal and differentiates them, a first differential signal obtained by differentiating the first detection signal, and a second detection signal obtained by differentiating the second detection signal. A signal processing unit that generates and outputs a control signal capable of determining the low speed or stop operating state of the detected object based on the second differential signal, and the control signal generated by the signal processing unit. Based on this, a determination unit for determining whether or not the detected object is in a low-speed or stopped operating state is provided.
本発明によれば、磁石の磁極数を変えなくとも被検出体の作動状態を迅速に判定できる。 According to the present invention, the operating state of the detected object can be quickly determined without changing the number of magnetic poles of the magnet.
以下、位置検出装置の一実施形態を図1〜図6に従って説明する。
図1に示すように、位置検出装置1は、回転する被検出体2の位置(回転位置)を検出する回転検出装置3である。この回転検出装置3は、被検出体2と一体回転するように設けられた磁石4と、基板5に設けられたセンサIC6とを備える。センサIC6は、磁石4から付与される磁界を検出する磁気センサ7を備える。磁石4は、例えば円板形状をなし、被検出体2と同一軸心上に配置されている。磁石4は、周方向に沿ってN極及びS極が交互に入れ替わるように磁極が配列されている。被検出体2は、円環状の磁石4の孔8に一体回転可能に挿通固定されている。
Hereinafter, an embodiment of the position detection device will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
As shown in FIG. 1, the
磁気センサ7は、被検出体2の径方向の外側に配置されている。このように、磁気センサ7は、磁石4(磁石4の外周面)の横、すなわち磁石4に対して横置き配置されている。被検出体2及び磁石4が軸L1回りに回転すると、磁石4から磁気センサ7に付与される磁界方向(磁界の向き)が変化する。磁気センサ7は、磁石4から付与される磁界に対し、磁界方向の変化を検出し、検出した磁界方向に応じた検出信号Saを出力する。
The
図2に示すように、磁気センサ7は、磁気抵抗素子Rmをフルブリッジ状に組んだブリッジ回路11を複数有するブリッジ対10を備える。本例の場合、ブリッジ対10は、第1ブリッジ回路11a及び第2ブリッジ回路11bの計2組のブリッジ回路11を備える。第1ブリッジ回路11aの出力と第2ブリッジ回路11bは、出力が正余弦の関係を有する検出信号Saを各々出力する。
As shown in FIG. 2, the
第1ブリッジ回路11a及び第2ブリッジ回路11bの各磁気抵抗素子Rmは、センサエレメント12を交互に折り返した形状に形成されるとともに、エレメント中心P回りに沿って周方向に等間隔で並ぶように配列されている。センサエレメント12の折り返し形状とは、例えばセンサパターンを交互に何度も折り返したつづら折りの形状である。
The reluctance elements Rm of the
図3に示すように、第1ブリッジ回路11aは、第1磁気抵抗素子R1、第2磁気抵抗素子R2、第3磁気抵抗素子R3及び第4磁気抵抗素子R4の4素子がフルブリッジ状に組まれている。第2ブリッジ回路11bは、第5磁気抵抗素子R5、第6磁気抵抗素子R6、第7磁気抵抗素子R7及び第8磁気抵抗素子R8の4素子がフルブリッジ状に組まれている。第1ブリッジ回路11a及び第2ブリッジ回路11bは、位相が45度ずれるように配置されている。
As shown in FIG. 3, in the
第1ブリッジ回路11aは、第1磁気抵抗素子R1及び第3磁気抵抗素子R3の中点14が電源Vccの端子15に接続され、第2磁気抵抗素子R2及び第4磁気抵抗素子R4の中点16が接地の端子17に接続されている。第1磁気抵抗素子R1及び第2磁気抵抗素子R2の中点18は、第1ブリッジ回路11aにおける磁界検出の+側出力を取り出す第1プラス側出力端子19に接続されている。第3磁気抵抗素子R3及び第4磁気抵抗素子R4の中点20は、第1ブリッジ回路11aにおける磁界検出の−側出力を取り出す第1マイナス側出力端子21に接続されている。第1ブリッジ回路11aは、第1プラス側出力端子19及び第1マイナス側出力端子21の間の電位差を、検出磁界に応じた検出信号Sa(本例は、第1検出信号Sa1)として出力する。
In the
第2ブリッジ回路11bは、第5磁気抵抗素子R5及び第7磁気抵抗素子R7の中点24が電源Vccの端子15に接続され、第6磁気抵抗素子R6及び第8磁気抵抗素子R8の中点25が接地の端子17に接続されている。第5磁気抵抗素子R5及び第6磁気抵抗素子R6の中点26は、第2ブリッジ回路11bにおける磁界検出の+側出力を取り出す第2プラス側出力端子27に接続されている。第6磁気抵抗素子R6及び第7磁気抵抗素子R7の中点28は、第2ブリッジ回路11bにおける磁界検出の−側出力を取り出す第2マイナス側出力端子29に接続されている。第2ブリッジ回路11bは、第2プラス側出力端子27及び第2マイナス側出力端子29の間の電位差を、検出磁界に応じた検出信号Sa(本例は、第2検出信号Sa2)として出力する。
In the
図5に示すように、回転検出装置3は、増幅器35、比較部36及び演算部37を備える。増幅器35は、第1ブリッジ回路11aから出力される第1検出信号Sa1を増幅する第1増幅器35aと、第2ブリッジ回路11bから出力される第2検出信号Sa2を増幅する第2増幅器35bとを備える。比較部36は、増幅器35から出力される増幅信号Stをコンパレートする。本例の比較部36は、第1増幅器35aから出力される交流波状の第1増幅信号St1をコンパレートする第1比較部36aと、第2増幅器35bから出力される交流波状の第2増幅信号St2をコンパレートする第2比較部36bとを備える。
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、第1増幅器35aは、例えば正弦波の第1検出信号Sa1を増幅した第1増幅信号St1を生成する。第2増幅器35bは、例えば余弦波の第2検出信号Sa2を増幅した第2増幅信号St2を生成する。これら第1増幅信号St1及び第2増幅信号St2は、正余弦の関係を有する波形の信号として生成される。第1比較部36a及び第2比較部36bは、コンパレート後の信号として矩形波のパルス信号Spを出力する。第1比較部36aの第1パルス信号Sp1と第2比較部36bの第2パルス信号Sp2とは、位相が所定量(例えば1/4周期)ずれた信号となっている。
As shown in FIG. 4, the
図5に示す通り、演算部37は、比較部36から出力された矩形波のパルス信号Spを基に、被検出体2の回転(角度、回転量、回転方向など)を検出する。演算部37は、第1比較部36aから入力する第1パルス信号Sp1と、第2比較部36bから入力する第2パルス信号Sp2とを基に、被検出体2の回転検出を実行する。一例としては、例えば第1パルス信号Sp1及び第2パルス信号Sp2の矩形波のパルスをカウントすることにより、被検出体2の角度を演算したり、矩形波のパルスの立ち上がり及び立ち下がりの組み合わせにより、被検出体2の回転方向を演算したりする。
As shown in FIG. 5, the
回転検出装置3は、被検出体2が正常作動ではなく低速又は停止の作動状態か否かを検出する機能(正常作動監視機能)を備える。本例のように、被検出体2が回転する動きをとる場合、正常作動監視機能は、被検出体2の回転状態が低速又は停止となっているか否かを検出する。本例の場合、被検出体2の回転状態を即座に判定することにより、被検出体2の回転演算に係る制御の応答性をよくする。
The
この場合、回転検出装置3は、微分処理部41、絶対値変換部42、信号処理部43及び判定部44を備える。微分処理部41は、第1ブリッジ回路11a側の第1微分処理部41aと、第2ブリッジ回路11b側の第2微分処理部41bとを備える。絶対値変換部42は、第1ブリッジ回路11a側の第1絶対値変換部42aと、第2ブリッジ回路11b側の第2絶対値変換部42bとを備える。
In this case, the
微分処理部41は、正余弦の関係を有する第1検出信号Sa1及び第2検出信号Sa2をブリッジ対10から入力し、これらをそれぞれ微分する。本例の場合、微分処理部41は、増幅器35を経て入力する第1検出信号Sa1及び第2検出信号Sa2、すなわち増幅信号St(第1増幅信号St1、第2増幅信号St2)を微分する。具体的には、第1増幅信号St1が第1微分処理部41aで微分されて第1微分信号Sr1が生成され、第2増幅信号St2が第2微分処理部41bで微分されて第2微分信号Sr2が生成される。
The
絶対値変換部42は、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2をそれぞれ絶対値変換する。本例の場合、絶対値変換部42は、絶対値変換として、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2を全波整流する。また、本例においては、第1微分信号Sr1が第1絶対値変換部42aで絶対値変換されて第1変換信号Sv1が生成され、第2微分信号Sr2が第2絶対値変換部42bで絶対値変換されて第2変換信号Sv2が生成される。
The absolute
信号処理部43は、第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2を基に、被検出体2の低速又は停止の作動状態を判定可能な制御信号Srotを生成して出力する。本例の場合、信号処理部43は、比較部46及び信号生成部47を備える。比較部46は、第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2を各々コンパレートする。本例の比較部46は、第1変換信号Sv1をコンパレートする第1比較部46aと、第2変換信号Sv2をコンパレートする第2比較部46bとを備える。
Based on the first conversion signal Sv1 and the second conversion signal Sv2, the
信号生成部47は、第1変換信号Sv1を比較部46(第1比較部46a)でコンパレートして得られる第1矩形波Sw1と、第2変換信号Sv2を比較部46(第2比較部46b)でコンパレートして得られる第2矩形波Sw2とを基に、制御信号Srotを生成する。制御信号Srotは、例えば第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2がともに閾値Sk未満となった場合に、それまでとはHi/Loが反転する信号波形をとることが好ましい。
The
判定部44は、信号処理部43によって生成された制御信号Srotを基に、被検出体2の低速又は停止の作動状態か否かを判定する。判定部44は、制御信号SrotのHi/Loの切り換わりを基に、被検出体2が低速又は停止の作動状態か否かを判定する。例えば、正常作動時、制御信号SrotがHiレベルをとる場合、判定部44は、制御信号SrotがLoレベルになったことを検出すると、被検出体2が低速又は停止の作動状態となったと判定する。
The
次に、図6を用いて、本実施形態の位置検出装置1の作用について説明する。
図6に示すように、第1微分信号Sr1や第2微分信号Sr2は、増幅信号Stを微分した信号であるので、増幅信号Stの瞬間的な変化量に応じた信号波形で出力される。第1変換信号Sv1は、第1微分信号Sr1を全波整流した信号で出力される。また、第2変換信号Sv2は、第2微分信号Sr2を全波整流した信号で出力される。第1矩形波Sw1は、第1変換信号Sv1において閾値Sk以上のときにHiレベルをとり、閾値Sk未満のときにLoレベルをとる信号で出力される。また、第2矩形波Sw2は、第2変換信号Sv2において閾値Sk以上のときにHiレベルをとり、閾値Sk未満のときにLoレベルをとる信号で出力される。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 6, since the first differential signal Sr1 and the second differential signal Sr2 are signals obtained by differentiating the amplified signal St, they are output as signal waveforms corresponding to the momentary change amount of the amplified signal St. The first conversion signal Sv1 is output as a signal obtained by full-wave rectifying the first differential signal Sr1. Further, the second conversion signal Sv2 is output as a signal obtained by full-wave rectifying the second differential signal Sr2. The first square wave Sw1 is output as a signal that takes the Hi level when the threshold value Sk or more and takes the Lo level when the threshold value Sk is less than the threshold value Sk in the first conversion signal Sv1. Further, the second square wave Sw2 is output as a signal that takes the Hi level when the threshold value Sk or more and takes the Lo level when the threshold value Sk is less than the threshold value Sk in the second conversion signal Sv2.
信号生成部47は、例えば第1矩形波Sw1及び第2矩形波Sw2の論理和をとることにより、制御信号Srotを生成する。この場合、信号生成部47は、OR回路から構成される。このように、本例の制御信号Srotは、第1矩形波Sw1のHi/Loと、第2矩形波Sw2のHi/Loの論理和をとった信号で出力される。よって、第1矩形波Sw1及び第2矩形波Sw2がともにLoレベルの場合に、Loレベルの制御信号Srotが出力され、第1矩形波Sw1及び第2矩形波Sw2の少なくとも一方がHiレベルの場合、Hiレベルの制御信号Srotが出力される。
The
ここで、図6に示す時刻t1のとき、例えば被検出体2の回転が低速又は停止の状態をとったとする。被検出体2の回転が低速又は停止となる原因としては、例えば被検出体2の回転に外部から負荷がかかることや、被検出体2又はその周囲部品の作動不良などがある。
Here, at the time t1 shown in FIG. 6, for example, it is assumed that the rotation of the detected
被検出体2の回転が低速又は停止となった際、第1増幅信号St1及び第2増幅信号St2(第1検出信号Sa1及び第2検出信号Sa2)の波形変化は、正常時のような変化をとらない。例えば、被検出体2が停止してしまった場合には、第1増幅信号St1及び第2増幅信号St2は変化せず、一定値のまま維持される。また、被検出体2が低速となってしまった場合には、第1増幅信号St1及び第2増幅信号St2は、変化の傾きが小さくなる。
When the rotation of the object to be detected 2 is slow or stopped, the waveform changes of the first amplification signal St1 and the second amplification signal St2 (first detection signal Sa1 and second detection signal Sa2) are the same as in the normal state. Do not take. For example, when the detected
このため、被検出体2の回転が低速又は停止となった場合、第1微分信号Sr1(第1変換信号Sa1)や第2微分信号Sr2(第2変換信号Sa2)は、一定のまま値が変化しない信号波形をとる。これにより、第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2が、ともに閾値Sk未満となり、結果、第1矩形波Sw1及び第2矩形波Sw2がともにLoレベルに切り換わる。このとき、制御信号Srotは、それまでのHiレベルからLoレベルに切り換わり、被検出体2が低速又は停止の間、Loレベルの状態で出力される。
Therefore, when the rotation of the object to be detected 2 is slow or stopped, the values of the first differential signal Sr1 (first conversion signal Sa1) and the second differential signal Sr2 (second conversion signal Sa2) remain constant. Take a signal waveform that does not change. As a result, both the first conversion signal Sv1 and the second conversion signal Sv2 become less than the threshold value Sk, and as a result, both the first square wave Sw1 and the second square wave Sw2 are switched to the Lo level. At this time, the control signal Srot switches from the Hi level up to that point to the Lo level, and the detected
判定部44は、制御信号Srotの信号レベルを常時監視し、制御信号SrotがLoレベルとなったことを検出すると、被検出体2が低速又は停止の状態をとったと判断する。そして、判定部44は、被検出体2の回転状態が正常でない旨の非正常状態通知を、例えば演算部37や他のECUなどに出力する。よって、演算部37や他のECUは、判定部44から非正常状態通知を入力すると、例えば演算を停止したり、被検出体2の回転を止めたりするなどして、種々の対処を実行する。
The
ところで、被検出体2が正常な回転状態をとる場合、第1矩形波Sw1や第2矩形波Sw2は、Loレベルの信号状態をとる。しかし、被検出体2が正常回転のときは、仮に第1矩形波Sw1がLoレベルとなっても、そのタイミングでは、第2矩形波Sw2がHiレベルをとるので、制御信号SrotがHiレベルで出力される。これは、第1矩形波Sw1及び第2矩形波Sw2のHi/Loが逆のときも同様である。よって、被検出体2が正常回転する場合、判定部44は、Hiレベルの制御信号Srotを入力して、被検出体2が正常回転していることを認識できる。
By the way, when the detected
上記実施形態の位置検出装置1によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)位置検出装置1は、磁気抵抗素子Rmがブリッジ状に組まれたブリッジ回路11を2つ有するブリッジ対10が設けられ、ブリッジ回路11から正余弦の関係を有する波形で出力される検出信号Saを基に、磁気抵抗素子Rmに磁界を付与する磁石4と一体に動く被検出体2の位置検出を行う。位置検出装置1は、微分処理部41、信号処理部43及び判定部44を備える。微分処理部41は、ブリッジ対10から、正余弦の関係を有する第1検出信号Sa1及び第2検出信号Sa2を入力し、これらをそれぞれ微分する。信号処理部43は、第1検出信号Sa1を微分して得られる第1微分信号Sr1と、第2検出信号Sa2を微分して得られる第2微分信号Sr2とを基に、被検出体2の低速又は停止の作動状態を判定可能な制御信号Srotを生成して出力する。判定部44は、信号処理部43によって生成された制御信号Srotを基に、被検出体2が低速又は停止の作動状態か否かを判定する。
According to the
(1) The
本例の構成によれば、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2は、ブリッジ対10(ブリッジ回路11)の出力を微分して得られる信号である。このため、被検出体2が低速又は停止の作動状態となった場合、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2には、その作動状態の変化が直ちに表れる。従って、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2から生成される制御信号Srotを基に被検出体2の作動状態を判定するようにすれば、被検出体2が低速又は停止となった場合には、これら状態が制御信号Srotから直ぐに判定することが可能となる。よって、磁石4の磁極数を変えなくとも被検出体2の作動状態を迅速に判定することができる。ひいては、制御の応答性も向上することができる。
According to the configuration of this example, the first differential signal Sr1 and the second differential signal Sr2 are signals obtained by differentiating the output of the bridge pair 10 (bridge circuit 11). Therefore, when the detected
(2)絶対値変換部42は、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2を、それぞれ絶対値変換する。信号処理部43は、第1微分信号Sr1を絶対値変換して得られる第1変換信号Sv1と、第2微分信号Sr2を絶対値変換して得られる第2変換信号Sv2とを基に、制御信号Srotを生成して出力する。この場合、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2をそのまま用いて回転状態を判定するのではなく、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2を絶対値変換した値から状態判定を行うので、簡便な信号処理によって、回転状態を判定することができる。
(2) The absolute
(3)絶対値変換部42は、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2をそれぞれ全波整流することにより、第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2を生成する。この場合、第1微分信号Sr1及び第2微分信号Sr2をそれぞれ全波整流することにより生成した第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2から、被検出体2の低速又は停止の作動状態を判定することができる。
(3) The absolute
(4)信号処理部43は、比較部46及び信号生成部47を備える。比較部46は、前記第1変換信号及び前記第2変換信号を各々コンパレートする。信号生成部47は、第1変換信号Sv1をコンパレートして得られる第1矩形波Sw1と、第2変換信号Sv2をコンパレートして得られる第2矩形波Sw2とを基に、制御信号Srotを生成する。この構成によれば、被検出体2が低速又は停止となった場合、例えば第1矩形波Sw1及び第2矩形波Sw2がとともにLoレベルとなるので、このレベル状態の検出を以て、被検出体2が低速又は停止の作動状態になったと判定することができる。一方、被検出体2の作動状態が正常のとき、例えば第1矩形波Sw1がLoレベルになっても、第2矩形波Sw2がHiレベルをとり、また第2矩形波Sw2がLoレベルになっても、第1矩形波Sw1がHiレベルをとるので、制御信号Srotは異常を示す状態とならない。よって、このときの作動状態が低速又は停止と判定されてしまうこともない。
(4) The
(5)信号処理部43は、第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2がともに閾値Sk未満となる場合、それまでとはHi/Loが反転した制御信号Srotを出力する。判定部44は、制御信号SrotのHi/Loの切り換わりを基に、被検出体2が低速又は停止の作動状態か否かを判定する。よって、制御信号SrotのHi/Loレベルを確認するという簡素な方法により、被検出体2の作動状態を迅速に判定することができる。
(5) When both the first conversion signal Sv1 and the second conversion signal Sv2 are less than the threshold value Sk, the
(6)磁石4は、被検出体2と同一軸心上で回転するように環状に形成されるとともに、周方向にN極及びS極の磁極が交互に並び配置されている。ブリッジ対10を備える磁気センサ7は、磁石4の径方向に沿って磁石4に横配置されている。よって、磁石4からの磁界を好適な向きで磁気センサ7に付与することが可能となるので、位置検出の精度確保に寄与する。
(6) The
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図7に示すように、位置演算に用いるブリッジ対10とは別に、他ブリッジ対51を設け、この他ブリッジ対51から入力する信号(正弦波信号、余弦波信号)を基に、被検出体2の低速又は停止の作動状態の判定を実施してもよい。同図の例の場合、他ブリッジ対51は、検出磁界の向きに応じて正弦波を出力する第3ブリッジ回路52aと、検出磁界の向きに応じて余弦波を出力する第4ブリッジ回路52bとを備える。第3ブリッジ回路52aの信号は、増幅器53aを介して第1微分処理部41aに入力される。第4ブリッジ回路52bの信号は、増幅器53bを介して第2微分処理部41bに入力される。以降の動作は、実施形態に記載の動作例を同じであるので、説明を省略する。
In addition, this embodiment can be implemented by changing as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-As shown in FIG. 7, another
・ブリッジ回路11は、フルブリッジに限定されず、ハーフブリッジでもよい。
・検出信号Saの周期は、180度に限定されず、例えば360度としてもよい。
・第1検出信号Sa1と第2検出信号Sa2との位相差は、45度以外の他の値に変更してもよい。
-The
The period of the detection signal Sa is not limited to 180 degrees, and may be, for example, 360 degrees.
The phase difference between the first detection signal Sa1 and the second detection signal Sa2 may be changed to a value other than 45 degrees.
・第1検出信号Sa1を余弦波信号とし、第2検出信号Sa2を正弦波信号としてもよい。
・第1検出信号Sa1は、正弦波信号に限定されず、これ以外の波形の信号としてもよい。また、第2検出信号Sa2は、余弦波信号に限定されず、これ以外の波形の信号としてもよい。
The first detection signal Sa1 may be a cosine wave signal, and the second detection signal Sa2 may be a sine wave signal.
-The first detection signal Sa1 is not limited to the sine wave signal, and may be a signal having a waveform other than this. Further, the second detection signal Sa2 is not limited to the cosine wave signal, and may be a signal having a waveform other than this.
・絶対値変換部42は、全波整流部(全波整流回路)に限定されず、他の回路を用いてもよい。
・絶対値変換部42は、位置検出装置1の構成要素から省略してもよい。
The absolute
The absolute
・信号処理部43は、比較部46及び信号生成部47から構築されることに限定されず、第1変換信号Sv1及び第2変換信号Sv2を、所定波形の制御信号Srotに変換できる回路であればよい。
The
・信号生成部47は、OR回路に限定されず、種々の論理回路が適用できる。
・図8〜図10に示すように、センサIC6(磁気センサ7)は、磁石4に対して横配置されることに限らず、例えば被検出体2の軸方向に並んで配置された縦配置としてもよい。この場合、磁石4は、厚み方向に着磁された構造であることが好ましい。また、センサIC6(磁気センサ7)は、磁石4の極よりも、磁石4の径方向外側にオフセットして配置されてもよい。
The
As shown in FIGS. 8 to 10, the sensor IC 6 (magnetic sensor 7) is not limited to being arranged horizontally with respect to the
・位置検出装置1は、回転検出する装置(回転検出装置3)に限定されず、例えば被検出体2が直線方向に動くリニア検出の装置としてもよい。
The
1…位置検出装置、2…被検出体、3…回転検出装置、4…磁石、7…磁気センサ、10…ブリッジ対、11…ブリッジ回路、11a…第1ブリッジ回路、11b…第2ブリッジ回路、41…微分処理部、42…絶対値変換部、43…信号処理部、44…判定部、46…比較部、47…信号生成部、51…他ブリッジ対、52a…第3ブリッジ回路、52b…第4ブリッジ回路、Rm…磁気抵抗素子、Sa…検出信号、Sa1…第1検出信号、Sa2…第2検出信号、Sa3…第3検出信号、Sa4…第4検出信号、Sr1…第1微分信号、Sr2…第2微分信号、Sv1…第1変換信号、Sv2…第2変換信号、Sw1…第1矩形波、Sw2…第2矩形波、Srot…制御信号、Sk…閾値、L1…軸。 1 ... position detection device, 2 ... detected object, 3 ... rotation detection device, 4 ... magnet, 7 ... magnetic sensor, 10 ... bridge pair, 11 ... bridge circuit, 11a ... first bridge circuit, 11b ... second bridge circuit , 41 ... Differential processing unit, 42 ... Absolute value conversion unit, 43 ... Signal processing unit, 44 ... Judgment unit, 46 ... Comparison unit, 47 ... Signal generation unit, 51 ... Other bridge pair, 52a ... Third bridge circuit, 52b ... 4th bridge circuit, Rm ... Magnetic resistance element, Sa ... Detection signal, Sa1 ... 1st detection signal, Sa2 ... 2nd detection signal, Sa3 ... 3rd detection signal, Sa4 ... 4th detection signal, Sr1 ... 1st differentiation Signal, Sr2 ... 2nd differential signal, Sv1 ... 1st conversion signal, Sv2 ... 2nd conversion signal, Sw1 ... 1st rectangular wave, Sw2 ... 2nd rectangular wave, Srot ... control signal, Sk ... threshold, L1 ... axis.
Claims (6)
前記ブリッジ対又はそれと組をなす他ブリッジ対から、正余弦の関係を有する第1検出信号及び第2検出信号を入力し、これらをそれぞれ微分する微分処理部と、
前記第1検出信号を微分して得られる第1微分信号と、前記第2検出信号を微分して得られる第2微分信号とを基に、前記被検出体の低速又は停止の作動状態を判定可能な制御信号を生成して出力する信号処理部と、
前記信号処理部によって生成された前記制御信号を基に、前記被検出体が低速又は停止の作動状態か否かを判定する判定部と
を備えた位置検出装置。 A bridge pair having two bridge circuits in which the reluctance elements are assembled in a bridge shape is provided, and a magnetic field is applied to the reluctance element based on a detection signal output from the bridge circuit in a waveform having a positive cosine relationship. It is a rotation detection device that detects the position of the object to be detected that moves integrally with the magnet to be applied.
A differentiation processing unit that inputs a first detection signal and a second detection signal having a positive cosine relationship from the bridge pair or another bridge pair that forms a pair with the bridge pair and differentiates them, respectively.
Based on the first differential signal obtained by differentiating the first detection signal and the second differential signal obtained by differentiating the second detection signal, the low speed or stop operating state of the detected object is determined. A signal processing unit that generates and outputs possible control signals,
A position detection device including a determination unit for determining whether or not the object to be detected is in a low speed or stop operating state based on the control signal generated by the signal processing unit.
前記信号処理部は、前記第1微分信号を絶対値変換して得られる第1変換信号と、前記第2微分信号を絶対値変換して得られる第2変換信号とを基に、前記制御信号を生成して出力する
請求項1に記載の位置検出装置。 An absolute value conversion unit that converts the first differential signal and the second differential signal into absolute values is provided.
The signal processing unit uses the control signal based on the first conversion signal obtained by converting the first differential signal into an absolute value and the second conversion signal obtained by converting the second differential signal into an absolute value. The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device is generated and output.
請求項2に記載の位置検出装置。 The position detection device according to claim 2, wherein the absolute value conversion unit generates the first conversion signal and the second conversion signal by full-wave rectifying the first differential signal and the second differential signal, respectively. ..
前記第1変換信号及び第2変換信号を各々コンパレートする比較部と、
前記第1変換信号をコンパレートして得られる第1矩形波と、前記第2変換信号をコンパレートして得られる第2矩形波とを基に、前記制御信号を生成する信号生成部と
を備えた請求項2又は3に記載の位置検出装置。 The signal processing unit
A comparison unit that compares the first conversion signal and the second conversion signal, respectively.
A signal generation unit that generates the control signal based on the first square wave obtained by comparing the first conversion signal and the second square wave obtained by comparing the second conversion signal. The position detecting device according to claim 2 or 3.
前記判定部は、前記制御信号のHi/Loの切り換わりを基に、前記被検出体が低速又は停止の作動状態か否かを判定する
請求項4に記載の位置検出装置。 When both the first conversion signal and the second conversion signal are less than the threshold value, the signal processing unit outputs the control signal in which Hi / Lo is inverted.
The position detection device according to claim 4, wherein the determination unit determines whether or not the object to be detected is in an operating state of low speed or stop based on the switching of Hi / Lo of the control signal.
前記ブリッジ対を備える磁気センサは、前記磁石の径方向に沿って前記磁石に横配置されている
請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の位置検出装置。 The magnet is formed in an annular shape so as to rotate on the same axis as the object to be detected, and the magnetic poles of the north and south poles are alternately arranged and arranged in the circumferential direction.
The position detecting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic sensor including the bridge pair is laterally arranged on the magnet along the radial direction of the magnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020045266A JP2021148447A (en) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | Position detection device |
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WO2023038050A1 (en) | 2021-09-13 | 2023-03-16 | 株式会社エネコートテクノロジーズ | Photoelectric conversion element and compound |
-
2020
- 2020-03-16 JP JP2020045266A patent/JP2021148447A/en active Pending
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