JP5240888B2 - Motion detection device - Google Patents

Motion detection device Download PDF

Info

Publication number
JP5240888B2
JP5240888B2 JP2006015942A JP2006015942A JP5240888B2 JP 5240888 B2 JP5240888 B2 JP 5240888B2 JP 2006015942 A JP2006015942 A JP 2006015942A JP 2006015942 A JP2006015942 A JP 2006015942A JP 5240888 B2 JP5240888 B2 JP 5240888B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motion
detection
coil
detected
detection target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006015942A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007198821A (en
Inventor
修 下村
中村  勉
武田  憲司
彰利 水谷
隆央 伴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Nippon Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2006015942A priority Critical patent/JP5240888B2/en
Priority to US11/647,568 priority patent/US7696746B2/en
Publication of JP2007198821A publication Critical patent/JP2007198821A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5240888B2 publication Critical patent/JP5240888B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Description

本発明は運動検出装置に関し、特にターボチャージャの回転数、回転速度又は回転加速度を検出する運動検出装置に関する。   The present invention relates to a motion detection device, and more particularly to a motion detection device that detects the rotational speed, rotational speed, or rotational acceleration of a turbocharger.

従来、磁界を発生させるコイルと、検出対象に連動する導電性の被検出部とを備える運動検出装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。このような運動検出装置では、被検出部の運動に伴うコイルのインダクタンス変化を検出することにより、検出対象の運動を検出する。例えば、特許文献1、2に開示されている運動検出装置では、被検出部としてのロータを備え、ロータの凸部がコイル近傍を通過することによるコイルのインダクタンス変化を検出することにより、検出対象の運動を検出している。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a motion detection device including a coil that generates a magnetic field and a conductive detection target that is linked to a detection target (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In such a motion detection device, the motion of the detection target is detected by detecting a change in the inductance of the coil accompanying the motion of the detected portion. For example, in the motion detection devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, a detection target is provided by detecting a change in the inductance of a coil provided with a rotor as a detected part and a convex part of the rotor passing near the coil. Detecting movement.

しかしながら、特許文献1、2に開示されている運動検出装置において、凸部の回転方向の幅が狭くなると、凸部がコイル近傍を通過する通過期間が短くなる。すると、上述したコイルのインダクタンス変化による出力信号の変化と、ノイズによる出力信号の変化とが分離不能になることにより、ロータの運動を正確に検出することができなくなるため、検出対象の運動を正確に検出することができなくなる。したがって、検出対象がロータの凸部に相当する導電部を有していたとしても、導電部の検出対象の運動方向の幅が狭い場合、検出対象の導電部を被検出部とすることにより運動検出装置の構成を簡素化することはできない。   However, in the motion detection devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, when the width of the convex portion in the rotation direction is narrowed, the passage period in which the convex portion passes in the vicinity of the coil is shortened. Then, since the change of the output signal due to the inductance change of the coil and the change of the output signal due to the noise cannot be separated, the movement of the rotor cannot be accurately detected. Can no longer be detected. Therefore, even if the detection target has a conductive portion corresponding to the convex portion of the rotor, if the width of the movement direction of the detection target of the conductive portion is narrow, the detection target conductive portion is moved as the detected portion. The configuration of the detection device cannot be simplified.

特開2000−97958号公報JP 2000-97958 A 特開2000−121655号公報JP 2000-121655 A

本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、検出対象の運動を正確に検出することができる簡素な構成の運動検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a motion detection device having a simple configuration that can accurately detect the motion of a detection target.

請求項1からに記載の発明では、検出対象に設けられている被検出部によって検出対象の運動を検出するため、検出対象とは別に運動検出用ロータを備える運動検出装置と比較して、運動検出装置の構成を簡素化することができる。この結果、例えば運動検出装置の製造コストを低減したり、運動検出装置を小型化することができる。具体的には例えば、ターボチャージャの回転運動を検出する運動検出装置では、タービンブレードを被検出部としてターボチャージャの回転運動を検出することにより、その構成を簡素化することができる。
また、請求項1からに記載の発明では、被検出部は検出対象の運動方向に対して傾斜しているため、被検出部がコイル近傍を通過する通過期間は延長される。この結果、被検出部を正確に検出することができるため、検出対象の運動を正確に検出することができる。尚、本発明による運動検出装置が検出する検出対象の運動とは、検出対象の運動速度に相関する物理量であって、例えば検出対象が回転体の場合は回転数、回転速度、回転加速度などである。
In the invention according to claims 1 to 5 , in order to detect the motion of the detection target by the detected portion provided in the detection target, compared to a motion detection device including a motion detection rotor separately from the detection target, The configuration of the motion detection device can be simplified. As a result, for example, the manufacturing cost of the motion detection device can be reduced, or the motion detection device can be downsized. Specifically, for example, in the motion detection device that detects the rotational motion of the turbocharger, the configuration can be simplified by detecting the rotational motion of the turbocharger using the turbine blade as the detected portion.
In the inventions according to claims 1 to 5 , since the detected part is inclined with respect to the movement direction of the detection target, the passing period during which the detected part passes in the vicinity of the coil is extended. As a result, the detected portion can be accurately detected, and the motion of the detection target can be accurately detected. The motion of the detection target detected by the motion detection device according to the present invention is a physical quantity that correlates with the motion speed of the detection target. For example, when the detection target is a rotating body, the rotation speed, the rotation speed, the rotation acceleration, etc. is there.

検出対象の運動速度が高くなると、被検出部がコイル近傍を通過する通過期間が短くなることで、検出対象の運動を正確に検出することが困難になる。しかしながら、請求項1から5に記載の発明では、被検出部のうち、コイルの近傍を通過し、その「運動が検出される部位」に関して、検出対象の運動方向に対する「運動が検出される部位」の傾斜角をθ、互いに隣接する「運動が検出される部位」同士の運動方向の間隔をYとし、コイルの直径をDとすると、sinθ=(2D/Y)となるようにコイルが設定されている。
これにより、被検出部がコイル近傍を通過する通過期間と非通過期間とが略同一になっている。この結果、検出対象の運動速度が高くなったとしても被検出部を正確に検出することができるため、検出対象の運動を正確に検出することができる。
When the motion speed of the detection target is increased, it becomes difficult to accurately detect the motion of the detection target because the passing period in which the detected portion passes near the coil is shortened. However, according to the first to fifth aspects of the present invention , the “part where the motion is detected” with respect to the motion direction of the detection target with respect to the part where the motion is detected” among the detected parts. the inclination angle of the "theta, an interval direction of movement between the" site motion is detected, "adjacent the Y together, when the diameter of the coil is D, the coil is set such that sinθ = (2D / Y) Has been.
As a result, the passage period in which the detected part passes through the vicinity of the coil and the non-passing period are substantially the same. As a result, even if the motion speed of the detection target increases, the detected portion can be detected accurately, so that the motion of the detection target can be detected accurately.

請求項に記載の発明では検出対象が回転体である。したがって、検出対象の回転運動を正確に検出することができる簡素な構成の運動検出装置を実現することができる。 In the invention described in claim 2 , the detection target is a rotating body. Therefore, it is possible to realize a motion detection device easy disjoint configuration capable of accurately detecting the rotational movement of the detection target.

請求項からに記載の発明では、検出対象はターボチャージャであり、被検出部はターボチャージャのタービンブレード又はコンプレッサブレードの一部である。したがって、ターボチャージャの回転運動を正確に検出することができる簡素な構成の運動検出装置を実現することができる。 According to the third to fourth aspects of the present invention, the detection target is a turbocharger, and the detected portion is a part of a turbine blade or a compressor blade of the turbocharger. Therefore, it is possible to realize a motion detection device easy disjoint configuration capable of accurately detecting the rotational movement of the turbocharger.

請求項に記載の発明では、被検出部はタービンブレード又はコンプレッサブレードのターボチャージャの径方向の端部である。すなわち、コイルはターボチャージャの径方向の外側に配置されるため、コイルがターボチャージャの吸排気を妨げることはない。 In the invention according to claim 4 , the detected portion is a radial end portion of a turbocharger of a turbine blade or a compressor blade. That is, since the coil is disposed outside the turbocharger in the radial direction, the coil does not hinder the intake and exhaust of the turbocharger.

請求項5に記載の発明では、被検出部が所定の単位時間にコイル近傍を通過する回数に基づいて、検出対象の回転数、回転速度又は回転加速度を検出することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to detect the rotational speed, rotational speed, or rotational acceleration of the detection target based on the number of times that the detected portion passes the vicinity of the coil in a predetermined unit time.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態による運動検出装置を説明するための模式図である。本発明の一実施形態による運動検出装置1は、検出対象としてのターボチャージャ2の回転速度を検出する装置である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a motion detection device according to an embodiment of the present invention. A motion detection device 1 according to an embodiment of the present invention is a device that detects the rotational speed of a turbocharger 2 as a detection target.

ターボチャージャ2は、エンジンの排気ガス流によって回転駆動されるタービンホイール10、タービンホイール10ともに回転して吸入空気を加圧する図示しないコンプレッサホイール、タービンホイール10とコンプレッサホイールを連結する回転軸11、図示しないハウジング、制御装置等で構成されている。
タービンホイール10及びコンプレッサホイールには、それぞれフィン状のタービンブレード12とコンプレッサブレードが設けられている。以下、運動検出装置1の構成及び作動をこの順に説明する。
The turbocharger 2 is a turbine wheel 10 that is rotationally driven by the exhaust gas flow of the engine, a compressor wheel (not shown) that rotates together with the turbine wheel 10 and pressurizes intake air, a rotary shaft 11 that connects the turbine wheel 10 and the compressor wheel, It consists of a housing, a control device, etc. that do not.
The turbine wheel 10 and the compressor wheel are provided with fin-like turbine blades 12 and compressor blades, respectively. Hereinafter, the configuration and operation of the motion detection device 1 will be described in this order.

(運動検出装置の構成)
運動検出装置1は、タービンブレード12、コイル20、検出部30、ターボチャージャ2の制御装置等から構成されている。
タービンブレード12はアルミニウム等の導体である。タービンブレード12は、ターボチャージャ2の回転方向の幅が狭いフィン状であって、タービンホイール10の基部14から突出している。タービンブレード12は、基部14の先端14a近傍でねじられ、ターボチャージャ2の回転方向に対して傾斜している。以下、タービンブレード12のターボチャージャ2の回転方向に対して傾斜している部分を傾斜部12aという。
(Configuration of motion detection device)
The motion detection device 1 includes a turbine blade 12, a coil 20, a detection unit 30, a control device for the turbocharger 2, and the like.
The turbine blade 12 is a conductor such as aluminum. The turbine blade 12 has a fin shape with a narrow width in the rotational direction of the turbocharger 2 and protrudes from the base portion 14 of the turbine wheel 10. The turbine blade 12 is twisted in the vicinity of the tip 14 a of the base portion 14 and is inclined with respect to the rotation direction of the turbocharger 2. Hereinafter, a portion of the turbine blade 12 that is inclined with respect to the rotation direction of the turbocharger 2 is referred to as an inclined portion 12a.

コイル20は、中心軸方向の端部20aをターボチャージャ2に向けた姿勢で、ターボチャージャ2の回転運動に伴って傾斜部12aのターボチャージャ2の径方向の端部が近傍を通過するように配置されている。この場合、傾斜部12aのターボチャージャ2の径方向の端部が請求項に記載の「被検出部」に相当する。具体的には例えば、コイル20は樹脂22にインサートされ、ターボチャージャ2のハウジングに取り付けられている。尚、樹脂22はコイル20を保護するものであり、必ずしも必要なものではない。   The coil 20 has a posture in which the end 20a in the central axis direction faces the turbocharger 2, and the radial end of the turbocharger 2 of the inclined portion 12a passes through the vicinity as the turbocharger 2 rotates. Has been placed. In this case, the end of the inclined portion 12a in the radial direction of the turbocharger 2 corresponds to the “detected portion” described in the claims. Specifically, for example, the coil 20 is inserted into the resin 22 and attached to the housing of the turbocharger 2. The resin 22 protects the coil 20 and is not always necessary.

図2はコイル20及び検出部30を示す回路図である。
検出手段としての検出部30は、コイル20を駆動することでコイル20により磁界を発生させるとともに、傾斜部12aがコイル20近傍を通過することに伴うコイル20のインダクタンス変化を検出する。検出部30は、ターボチャージャ2の上述した制御装置に接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the coil 20 and the detection unit 30.
The detection unit 30 as detection means generates a magnetic field by driving the coil 20, and detects an inductance change of the coil 20 when the inclined portion 12 a passes near the coil 20. The detection unit 30 is connected to the above-described control device of the turbocharger 2.

具体的には例えば、検出部30は、発振器32、コンデンサ34、抵抗36、図示しない包絡線検波回路、コンパレータ等から構成されている。コイル20とコンデンサ34は並列共振回路を形成し、抵抗36は共振回路に直列に接続されている。発振器32は、交流電流で共振回路と抵抗36とにより構成された回路を駆動する。包絡線検波回路の入力端は、共振回路のコイル20とコンデンサ34と抵抗36との接点38と接続されている。そしてコンパレータの入力端は包絡線検波回路の出力端と接続されている。   Specifically, for example, the detection unit 30 includes an oscillator 32, a capacitor 34, a resistor 36, an envelope detection circuit (not shown), a comparator, and the like. The coil 20 and the capacitor 34 form a parallel resonance circuit, and the resistor 36 is connected in series to the resonance circuit. The oscillator 32 drives a circuit constituted by a resonance circuit and a resistor 36 with an alternating current. The input end of the envelope detection circuit is connected to a contact 38 of the coil 20, capacitor 34, and resistor 36 of the resonance circuit. The input terminal of the comparator is connected to the output terminal of the envelope detection circuit.

(運動検出装置の作動)
検出部30の発振器32がコイル20を駆動すると、コイル20により磁界が発生する。そして、ターボチャージャ2が回転運動すると、タービンブレード12がコイル20近傍を通過する。コイル20近傍の磁束密度は高いため、タービンブレード12がコイル20近傍を通過している通過期間には、タービンブレード12をコイル20による磁束が貫通することにより、タービンブレード12に大きな渦電流が生じる。一方、タービンブレード12の非通過期間には、タービンブレード12に殆ど渦電流が生じない。
(Activation of motion detection device)
When the oscillator 32 of the detection unit 30 drives the coil 20, a magnetic field is generated by the coil 20. When the turbocharger 2 rotates, the turbine blade 12 passes near the coil 20. Since the magnetic flux density in the vicinity of the coil 20 is high, a large eddy current is generated in the turbine blade 12 when the turbine blade 12 passes through the vicinity of the coil 20 and the magnetic flux generated by the coil 20 passes through the turbine blade 12. . On the other hand, almost no eddy current is generated in the turbine blade 12 during the non-passing period of the turbine blade 12.

この渦電流はコイル20による磁界の変化を打ち消す方向に流れるため、コイル20のインダクタンスに影響を与える。この結果、コイル20のインピーダンスはタービンブレード12の通過期間と非通過期間とで大きく変化し、上述した共振回路の共振周波数は両期間で大きく変化する。このように共振回路の共振周波数が変化することで、接点38の電位振幅が変化する。   Since this eddy current flows in a direction that cancels the change in the magnetic field caused by the coil 20, the inductance of the coil 20 is affected. As a result, the impedance of the coil 20 changes greatly between the passing period and the non-passing period of the turbine blade 12, and the resonance frequency of the resonance circuit described above changes greatly between both periods. As the resonance frequency of the resonance circuit changes in this way, the potential amplitude of the contact 38 changes.

具体的には例えば、共振回路の非通過期間における共振周波数近傍で発振器32を発信させた場合、図3(A)に示すように、タービンブレード12の通過期間は共振回路が共振周波数からずれた交流電流で駆動されて共振回路のインピーダンスが小さくなることにより、通過期間における接点38の電位振幅は大きくなる。一方、タービンブレード12の非通過期間は共振回路が共振周波数の交流電流で駆動されて共振回路のインピーダンスが大きくなることにより、非通過期間における接点38の電位振幅は小さくなる。   Specifically, for example, when the oscillator 32 is transmitted in the vicinity of the resonance frequency in the non-passage period of the resonance circuit, the resonance circuit is shifted from the resonance frequency during the passage period of the turbine blade 12 as shown in FIG. When the impedance of the resonance circuit is reduced by being driven by the alternating current, the potential amplitude of the contact 38 during the passage period is increased. On the other hand, during the non-passing period of the turbine blade 12, the resonance circuit is driven by an alternating current having a resonance frequency and the impedance of the resonance circuit is increased, so that the potential amplitude of the contact 38 in the non-passing period is reduced.

包絡線検波回路は、図3(B)に示すように、接点38の電位振動の包絡線を検波する。そしてコンパレータは、図3(C)に示すように、接点38の電位振動の包絡線を示すアナログ信号を所定の閾値によりディジタル信号(以下、検出信号という。)に変換し、検出信号をターボチャージャ2の制御装置に出力する。ターボチャージャ2の制御装置は、コンパレータが出力するディジタル信号に基づいてタービンブレード12の運動を検出することにより、ターボチャージャ2の回転速度を検出する。具体的には制御装置は、タービンブレード12が所定の単位時間にコイル20を通過する回数と、タービンホイール10に設けられているタービンブレード12の数とから、ターボチャージャ2の回転速度を検出する。このときの制御装置は検出手段として機能している。   As shown in FIG. 3B, the envelope detection circuit detects an envelope of potential oscillation of the contact 38. Then, as shown in FIG. 3C, the comparator converts an analog signal indicating an envelope of potential oscillation of the contact 38 into a digital signal (hereinafter referred to as a detection signal) with a predetermined threshold, and the detection signal is converted into a turbocharger. 2 to the control device. The control device of the turbocharger 2 detects the rotation speed of the turbocharger 2 by detecting the motion of the turbine blade 12 based on the digital signal output from the comparator. Specifically, the control device detects the rotational speed of the turbocharger 2 from the number of times the turbine blade 12 passes through the coil 20 in a predetermined unit time and the number of turbine blades 12 provided in the turbine wheel 10. . The control device at this time functions as detection means.

このように運動検出装置1では、タービンブレード12を用いてターボチャージャ2の回転速度を検出することにより、ターボチャージャ2に連動する運動検出用ロータを備える運動検出装置と比較して、その構成が簡素化されている。すなわち、本発明によると、運動検出装置の構成を簡素化できるため、運動検出装置の製造コストを低減したり、運動検出装置を小型化することができる。   As described above, the motion detection device 1 has a configuration compared to a motion detection device including a motion detection rotor that is linked to the turbocharger 2 by detecting the rotational speed of the turbocharger 2 using the turbine blade 12. It has been simplified. That is, according to the present invention, since the configuration of the motion detection device can be simplified, the manufacturing cost of the motion detection device can be reduced or the motion detection device can be downsized.

図4はタービンブレード12の通過期間を説明するための模式図である。図5は比較例としての運動検出装置100を示す模式図である。図4(A)は運動検出装置1における通過期間(t1〜t4)を示し、図4(B)は比較例の運動検出装置100における通過期間(t2〜t3)を示している。図4に点線で示す領域50は、コイル20による磁束密度が高い領域を示している。図5に示す比較例としての運動検出装置100は、タービンブレード12の直交部12bがコイル20近傍を通過するように、コイル20が配置されている。ここで直交部12bとは、タービンブレード12のターボチャージャ2の回転方向に対して直交している部分である。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the passage period of the turbine blade 12. FIG. 5 is a schematic diagram showing a motion detection device 100 as a comparative example. 4A shows a passage period (t1 to t4) in the motion detection apparatus 1, and FIG. 4B shows a passage period (t2 to t3) in the movement detection apparatus 100 of the comparative example. A region 50 indicated by a dotted line in FIG. 4 indicates a region where the magnetic flux density by the coil 20 is high. In the motion detection apparatus 100 as a comparative example shown in FIG. 5, the coil 20 is arranged so that the orthogonal part 12 b of the turbine blade 12 passes in the vicinity of the coil 20. Here, the orthogonal part 12 b is a part orthogonal to the rotational direction of the turbocharger 2 of the turbine blade 12.

図4から明らかのように、コイル20をタービンホイール10の回転運動に伴い傾斜部12aがコイル20近傍を通過するように配置することにより、直交部12bがコイル20近傍を通過する運動検出装置と比較して、タービンブレード12の通過期間を延長することができる。   As is clear from FIG. 4, by arranging the coil 20 so that the inclined portion 12 a passes through the vicinity of the coil 20 in accordance with the rotational motion of the turbine wheel 10, In comparison, the passage period of the turbine blade 12 can be extended.

ここで一般に、ターボチャージャ2のタービンブレード12を用いてターボチャージャ2の回転速度を検出する場合、タービンブレード12の通過期間は非通過期間と比較して短い。そこで、上述したようにタービンブレード12の通過期間を延長することで検出信号の通過期間を示す信号幅が広げることにより、運動検出装置1はタービンブレード12の運動を正確に検出することができる。具体的には、検出信号の通過期間を示す信号幅を広げることにより、検出信号にパルス幅の狭いノイズが重畳したとしても検出信号からノイズを容易に分離することができる。   Here, generally, when the rotational speed of the turbocharger 2 is detected using the turbine blade 12 of the turbocharger 2, the passage period of the turbine blade 12 is shorter than the non-passage period. Therefore, as described above, the motion detection apparatus 1 can accurately detect the motion of the turbine blade 12 by extending the passage time of the turbine blade 12 to increase the signal width indicating the passage time of the detection signal. Specifically, by widening the signal width indicating the passage period of the detection signal, the noise can be easily separated from the detection signal even when noise with a narrow pulse width is superimposed on the detection signal.

図6は、運動検出装置1の検出信号を示す模式図であり、ターボチャージャ2が一定速度で回転しているときの検出信号を示している。
図6に示す検出信号は、タービンブレード12の通過期間を示す信号幅とタービンブレード12の非通過期間を示す信号幅とが略同一である。このような検出信号によれば、検出信号の周期が短くなっても、すなわちターボチャージャ2の回転速度が高くなっても、タービンブレード12の通過期間を示す信号幅とタービンブレード12の非通過期間を示す信号幅のいずれか一方が他方に対して狭くなることを防止できる。この結果、タービンブレード12の回転速度が高くなっても、運動検出装置1はタービンブレード12の運動を正確に検出することができる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a detection signal of the motion detection device 1, and shows a detection signal when the turbocharger 2 is rotating at a constant speed.
In the detection signal shown in FIG. 6, the signal width indicating the passage period of the turbine blade 12 and the signal width indicating the non-passage period of the turbine blade 12 are substantially the same. According to such a detection signal, even if the cycle of the detection signal is shortened, that is, the rotational speed of the turbocharger 2 is increased, the signal width indicating the passage period of the turbine blade 12 and the non-passage period of the turbine blade 12 It is possible to prevent any one of the signal widths indicating N from narrowing with respect to the other. As a result, even if the rotational speed of the turbine blade 12 increases, the motion detection device 1 can accurately detect the motion of the turbine blade 12.

図7は、運動検出装置1において図6に示すような検出信号を得るための設計方法を示す模式図である。
検出信号の周期は、複数のタービンブレード12の互いに隣接する傾斜部12a同士の運動方向の間隔Yに相関する。したがって、図6に示すような検出信号を得るためには、「検出信号の通過期間を示す信号幅」が検出信号の半周期になるようにする必要がある。すなわち、「検出信号の通過期間を示す信号幅に傾斜部12aが移動する距離Zと傾斜部12aの間隔Yとの間に次式(1)に示す関係が成立するように運動検出装置1を設計する必要がある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a design method for obtaining a detection signal as shown in FIG. 6 in the motion detection device 1.
The cycle of the detection signal correlates with the movement direction interval Y between the inclined portions 12 a adjacent to each other of the plurality of turbine blades 12. Therefore, in order to obtain a detection signal as shown in FIG. 6, it is necessary to make the “signal width indicating the passage period of the detection signal” a half cycle of the detection signal. That is, the motion detection device 1 so that the relationship represented by the following expression (1) is established between the distance Z 2 at which the inclined portion 12a moves to the signal width indicating the passage period of the detection signal and the interval Y between the inclined portions 12a. Need to design.

Figure 0005240888
Figure 0005240888

ここで、図7に示すように、傾斜部12aがコイル20のインピーダンスが変化する期間に移動する距離Xは、コイルの直径D、傾斜部12aのターボチャージャ2の回転方向に対してなす角度θにより、次式(2)で表される。   Here, as shown in FIG. 7, the distance X that the inclined portion 12a moves during the period in which the impedance of the coil 20 changes is the angle D formed by the coil diameter D and the rotational direction of the turbocharger 2 of the inclined portion 12a. Is represented by the following formula (2).

Figure 0005240888
Figure 0005240888

一方距離Xと距離Zとの間には次式(3)が成り立つ
X=Z ・・・(3)
On the other hand, the following equation (3) between the distance X and the distance Z is established.
X = Z (3)

したがって、傾斜部12aのターボチャージャ2の回転方向に対してなす角度θは、次式(4)で表される。
sinθ=(2D/Y) ・・・(4)
Therefore, the angle θ formed with respect to the rotation direction of the turbocharger 2 of the inclined portion 12a is expressed by the following equation (4).
sin θ = (2D / Y) (4)

すなわち、ターボチャージャ2の回転方向に対して、(4)の角度をなす傾斜部12aの近傍にコイル20を配置することにより、タービンブレード12の通過期間を示す信号幅とタービンブレード12の非通過期間を示す信号幅とが同一の検出信号を得ることができる。
That is, by arranging the coil 20 in the vicinity of the inclined portion 12a that forms an angle of the expression (4) with respect to the rotation direction of the turbocharger 2, the signal width indicating the passage period of the turbine blade 12 and the non-rotation of the turbine blade 12 are determined. A detection signal having the same signal width indicating the passage period can be obtained.

以上説明した本発明の一実施例では、タービンブレード12を用いてターボチャージャ2の回転速度を検出することにより、ターボチャージャ2に連動する運動検出用のロータを備える運動検出装置と比較して、運動検出装置1の構成を簡素化することができる。
また、運動検出装置1は、上述したように被検出対象であるタービンブレード12を正確に検出することができる。
In one embodiment of the present invention described above, by detecting the rotational speed of the turbocharger 2 using the turbine blade 12, as compared with a motion detection device including a motion detection rotor linked to the turbocharger 2, The configuration of the motion detection device 1 can be simplified.
Further, the motion detection device 1 can accurately detect the turbine blade 12 that is the detection target as described above.

(他の実施形態)
尚、本発明による一実施形態では、運動検出装置1は、ターボチャージャ2の回転速度を検出するものとして説明したが、検出対象はターボチャージャ2に限定されない。例えば、検出対象はターボチャージャ2と異なる構成のターボチャージャでもよいし、ターボチャージャ2とは異なる他のタービンでもよいし、回転運動以外の並進運動をするものでもよい。また運動検出装置1が検出する物理量は、回転数でもよいし回転加速度でもよい。
(Other embodiments)
In the embodiment according to the present invention, the motion detection device 1 is described as detecting the rotational speed of the turbocharger 2, but the detection target is not limited to the turbocharger 2. For example, the detection target may be a turbocharger having a different configuration from the turbocharger 2, another turbine different from the turbocharger 2, or a translational motion other than the rotational motion. The physical quantity detected by the motion detection device 1 may be a rotational speed or a rotational acceleration.

また、運動検出装置1は、傾斜部12aのターボチャージャ2の径方向の端部を被検出部として、ターボチャージャ2の回転速度を検出するものとして説明した。しかし運動検出装置1は、タービンブレード12のターボチャージャ2の回転方向に対して傾斜している、傾斜部12aの上述した端部と異なる部分を被検出部としてもよいし、コンプレッサブレードの傾斜部を被検出部としてもよい。   Further, the motion detection device 1 has been described as detecting the rotational speed of the turbocharger 2 using the end portion of the inclined portion 12a in the radial direction of the turbocharger 2 as a detected portion. However, in the motion detection device 1, a portion that is inclined with respect to the rotation direction of the turbocharger 2 of the turbine blade 12 and that is different from the above-described end portion of the inclined portion 12 a may be the detected portion, or the inclined portion of the compressor blade. May be the detected part.

た、検出回路とターボチャージャ2の制御装置とが検出手段として機能すると説明したが、検出手段は1つのユニットで構成してもよいし、3つ以上のユニットで構成してもよい。 Also, although the control unit of the detection circuit and the turbocharger 2 has been described to function as a detecting means, the detection means may be constituted by a single unit or may be constituted by three or more units.

また、タービンブレード12が正確に検出可能な範囲で、検出信号の通過期間を示す信号幅と非通過期間を示す信号幅とは異なってもよい。
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
Further, the signal width indicating the passage period of the detection signal and the signal width indicating the non-passing period may be different as long as the turbine blade 12 can detect accurately.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

本発明の一実施形態による運動検出装置を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the motion detection apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るコイル及び検出部を示す模式図。The schematic diagram which shows the coil and detection part which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る検出部を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the detection part which concerns on one Embodiment of this invention. タービンブレードの通過期間を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the passage period of a turbine blade. 本発明の比較例を示す模式図。The schematic diagram which shows the comparative example of this invention. 本発明の一実施形態に係る検出部の出力信号を示す模式図。The schematic diagram which shows the output signal of the detection part which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による運動検出装置の設計法を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the design method of the motion detection apparatus by one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:運動検出装置、2:ターボチャージャ(検出対象)、12:タービンブレード、12a:傾斜部(被検出部)、20:コイル、30:検出部(検出手段) 1: motion detector, 2: turbocharger (detection target), 12: turbine blade, 12a: inclined part (detected part), 20: coil, 30: detection part (detection means)

Claims (5)

検出対象の運動を検出する運動検出装置であって、
前記検出対象の運動方向に複数配列されている導電性の被検出部と、
磁界を発生させ、前記検出対象の運動に伴って前記被検出部が近傍を通過するように中心軸方向の端部を前記検出対象に向けて配置されているコイルと、
前記被検出部が前記コイル近傍を通過することに伴う前記コイルのインダクタンス変化を検出することにより前記検出対象の運動を検出する検出手段と、を備え、
前記被検出部は、前記コイル側の端部における前記検出対象の運動方向の幅が狭いフィン状であり、前記検出対象の運動方向に対して傾斜して設けられており、
前記被検出部のうち、前記コイルの近傍を通過し、その運動が検出される部位に関して、前記検出対象の運動方向に対する前記運動が検出される部位の傾斜角をθ、互いに隣接する前記運動が検出される部位同士の運動方向の間隔をYとし、前記コイルの直径をDとすると、
sinθ=(2D/Y)
となるように前記コイルが設定されている運動検出装置。
A motion detection device for detecting a motion of a detection target,
A plurality of conductive to-be-detected parts arranged in the movement direction of the detection target;
A coil that generates a magnetic field and is arranged with its end in the central axis direction facing the detection target so that the detection target passes through the vicinity with the movement of the detection target;
Detecting means for detecting movement of the detection object by detecting a change in inductance of the coil accompanying the detected portion passing through the vicinity of the coil;
The detected portion has a fin shape with a narrow width in the movement direction of the detection target at the end on the coil side, and is provided to be inclined with respect to the movement direction of the detection target.
Among the detected parts, with respect to a portion that passes in the vicinity of the coil and the motion is detected, an inclination angle of the portion where the motion is detected with respect to the motion direction of the detection target is θ, and the motions adjacent to each other are When the interval in the direction of motion between the detected parts is Y and the diameter of the coil is D,
sin θ = (2D / Y)
A motion detection device in which the coil is set to be
前記検出対象は回転運動し、
前記被検出部は前記検出対象の回転方向に対して傾斜している、請求項1に記載の運動検出装置。
The detection object rotates,
The motion detection apparatus according to claim 1, wherein the detected part is inclined with respect to a rotation direction of the detection target.
前記検出対象はターボチャージャであり、
前記被検出部は、前記ターボチャージャのタービンブレード又はコンプレッサブレードの一部である、請求項2に記載の運動検出装置。
The detection target is a turbocharger,
The motion detection device according to claim 2, wherein the detected part is a part of a turbine blade or a compressor blade of the turbocharger.
前記被検出部は、前記タービンブレード又は前記コンプレッサブレードの前記ターボチャージャの径方向の端部である、請求項3に記載の運動検出装置。   The motion detection device according to claim 3, wherein the detected portion is an end portion in a radial direction of the turbocharger of the turbine blade or the compressor blade. 前記検出対象は回転運動し、
前記検出手段は、前記被検出部が所定の単位時間に前記コイル近傍を通過する回数に基づいて、前記検出対象の回転数、回転速度又は回転加速度を検出する、請求項1から4のいずれか一項に記載の運動検出装置。
The detection object rotates,
5. The detection unit according to claim 1, wherein the detection unit detects a rotation speed, a rotation speed, or a rotation acceleration of the detection target based on the number of times that the detected portion passes through the vicinity of the coil in a predetermined unit time. The motion detection device according to one item.
JP2006015942A 2006-01-25 2006-01-25 Motion detection device Expired - Fee Related JP5240888B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006015942A JP5240888B2 (en) 2006-01-25 2006-01-25 Motion detection device
US11/647,568 US7696746B2 (en) 2006-01-25 2006-12-29 Motion detecting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006015942A JP5240888B2 (en) 2006-01-25 2006-01-25 Motion detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007198821A JP2007198821A (en) 2007-08-09
JP5240888B2 true JP5240888B2 (en) 2013-07-17

Family

ID=38453577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006015942A Expired - Fee Related JP5240888B2 (en) 2006-01-25 2006-01-25 Motion detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5240888B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013114564A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-08 株式会社電子応用 Eddy current sensor and turbo charger rotation detecting device using same
JP5765855B2 (en) * 2012-08-02 2015-08-19 ヤンマー株式会社 Rotation speed detector
JP5915510B2 (en) * 2012-12-07 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of turbocharger
EP3757354B1 (en) * 2019-06-26 2022-01-05 Jaquet Technology Group AG Ferrite core coil device, sensor device for determining rotational speed of a rotatable object with such a ferrite core coil device and turbocharger with such a sensor device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55129710A (en) * 1980-03-01 1980-10-07 Tokico Ltd Turbine type flowmeter
JP2002181525A (en) * 2000-12-15 2002-06-26 Idemitsu Eng Co Ltd Device for measuring interval of impeller for pump and anomaly determining method
JP2003240788A (en) * 2002-02-15 2003-08-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Apparatus and method for detection of number-of- rotations per unit time of turbodevice

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007198821A (en) 2007-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7696746B2 (en) Motion detecting apparatus
JP5189510B2 (en) Position sensor
JP5240888B2 (en) Motion detection device
JP4640708B2 (en) Rotation angle detector
JP2010531954A (en) Eddy current sensor and signal processing
JP2012018084A (en) Rotational position sensor
JP2011180137A (en) Sectional magnetic encoding method and system for measuring rotating shaft parameters
US10761106B2 (en) Rotary speed sensors
EP3221678B1 (en) Temperature and angular speed sensing apparatus
US8248064B2 (en) Inductive speed detector
JP6337842B2 (en) Rotation detector
JP5249279B2 (en) Position sensor
JP2015034780A (en) Revolution speed sensor
JP2015001375A (en) Rotation angle detection device
JP6452060B1 (en) Turbocharger
CN106093457B (en) Rotating speed sensor
JP4650016B2 (en) Wheel speed sensor
JP2006126096A (en) Rotation sensor, rotation detecting method, proximity sensor and object sensing method
JP7031418B2 (en) Signal processing equipment and sensor equipment
JP7163670B2 (en) Signal processor and sensor device
JP2007240404A (en) Motion detector
JP4175570B2 (en) Proximity sensor and proximity detection method
CN114599937A (en) Linear motion sensor
JP4665077B2 (en) Absolute position detector
RU2006129075A (en) SPEED SENSOR

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080408

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110314

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110502

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110530

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110719

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110909

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111121

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20111129

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20111222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130329

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5240888

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees