JP5638900B2 - Magnetic sensor device - Google Patents
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Description
本発明は、磁気センサデバイスに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor device.
従来の技術として、円筒状の磁石が固定された移動体と、磁石の周面に対向配置され、移動体の傾倒量を検知する第1及び第2のGMR(Giant Magneto Resistive effect)センサと、第1及び第2のGMRセンサのいずれの検知面とも平行でない位置に検知面が配置された第3のGMRセンサと、第1〜第3のGMRセンサによる検知値に基づいて少なくとも第1〜第3のGMRセンサのいずれか1つの故障を判定する判定回路とを備えた移動体位置検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional technique, a moving body to which a cylindrical magnet is fixed, first and second GMR (Giant Magneto Resistive effect) sensors that are arranged to face the peripheral surface of the magnet and detect the tilt amount of the moving body, A third GMR sensor having a detection surface arranged at a position not parallel to any of the detection surfaces of the first and second GMR sensors, and at least first to first based on detection values by the first to third GMR sensors. There is known a moving body position detection apparatus including a determination circuit that determines a failure of any one of the three GMR sensors (see, for example, Patent Document 1).
この第1〜第3のGMRセンサは、端子を基板に形成された穴に差し込んで半田付けされることにより、基板の表面から垂直方向に立てて設置される。 The first to third GMR sensors are installed in a vertical direction from the surface of the substrate by inserting terminals into holes formed in the substrate and soldering.
また、判定回路は、第1及び第2のGMRセンサによる検知値を加算する加算回路と、加算回路により加算された値に所定の係数を乗算した値と第3のGMRセンサによる検知値とを比較する比較回路とから構成される。 The determination circuit includes an addition circuit for adding the detection values obtained by the first and second GMR sensors, a value obtained by multiplying the value added by the addition circuit by a predetermined coefficient, and a detection value obtained by the third GMR sensor. And a comparison circuit for comparison.
移動体位置検出装置は、上記の乗算した値と第3のGMRセンサによる検知値が一致しない場合に少なくとも第1〜第3のGMRセンサのいずれか1つが故障していると判定する。 The moving body position detection device determines that at least one of the first to third GMR sensors has failed when the multiplied value does not match the detection value by the third GMR sensor.
しかし、従来の移動体位置検出装置は、第1〜第3のGMRセンサの正確な配置が難しく、検知値にばらつきが生じて上記の所定の係数を正確に設定することが困難となり、故障の検出精度に問題がある。 However, in the conventional mobile body position detection device, it is difficult to accurately arrange the first to third GMR sensors, the detection values vary, and it becomes difficult to accurately set the predetermined coefficient. There is a problem with detection accuracy.
本発明の目的は、故障を高い精度で検出する磁気センサデバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnetic sensor device that detects a failure with high accuracy.
本発明の一態様は、磁界の変化に応じて第1のリニア出力信号を出力する第1の磁気センサと、前記磁界の変化に応じて、前記第1のリニア出力信号と略同一の出力となる第2及び第3のリニア出力信号を出力する第2及び第3の磁気センサと、前記第2のリニア出力信号とゼロではない第1のオフセット値との差分を算出して第1のオフセット信号を生成し、前記第3のリニア出力信号とゼロではない第2のオフセット値との差分を算出して第2のオフセット信号を生成するオフセット部と、前記第1のオフセット信号と前記第1のリニア出力信号との第1の差分を算出し、前記第1のリニア出力信号と前記第2のオフセット信号との第2の差分を算出する算出部と、算出された前記第1の差分が前記第1のオフセット値より大きくなるとき、前記第1及び第2の磁気センサの少なくとも1つが故障したと判定し、算出された前記第2の差分が前記第2のオフセット値より大きくなるとき、前記第1及び第3の磁気センサの少なくとも1つが故障したと判定する故障判定部と、を備えた磁気センサデバイスを提供する。 One embodiment of the present invention includes a first magnetic sensor that outputs a first linear output signal in response to a change in a magnetic field, and an output that is substantially the same as the first linear output signal in response to a change in the magnetic field. Calculating the difference between the second and third magnetic sensors that output the second and third linear output signals and the first linear output signal and a first offset value that is not zero. An offset unit that generates a signal and calculates a difference between the third linear output signal and a second offset value that is not zero to generate a second offset signal; the first offset signal; and the first offset signal Calculating a first difference between the first linear output signal and a second difference between the first linear output signal and the second offset signal, and calculating the first difference When it becomes larger than the first offset value When it is determined that at least one of the first and second magnetic sensors has failed and the calculated second difference is greater than the second offset value, the first and third magnetic sensors Provided is a magnetic sensor device including a failure determination unit that determines that at least one has failed.
本発明の他の一態様は、磁界の変化に応じて第1のリニア出力信号を出力する第1の磁気センサと、前記磁界の変化に応じて、前記第1のリニア出力信号と略同一の出力となる第2のリニア出力信号を出力する第2の磁気センサと、前記第2のリニア出力信号とゼロではない第1のオフセット値との差分を算出して第1のオフセット信号を生成し、前記第2のリニア出力信号とゼロではない第2のオフセット値との差分を算出して第2のオフセット信号を生成するオフセット部と、前記第1のリニア出力信号が前記第1のオフセット信号より大きくなるとき、又は、前記第1のリニア出力信号が前記第2のオフセット信号より小さくなるとき、前記第1又は第2の磁気センサが故障したと判定する故障判定部と、を備えた磁気センサデバイスを提供する。 Another aspect of the present invention includes a first magnetic sensor that outputs a first linear output signal in response to a change in a magnetic field, and substantially the same as the first linear output signal in response to a change in the magnetic field. A difference between a second magnetic sensor that outputs a second linear output signal that is output and a first offset value that is not zero and the second linear output signal is calculated to generate a first offset signal the second linear output signal and the offset portion for generating a second offset signal by calculating a difference between the second offset value is not zero, the first linear output signal is the first offset signal A failure determination unit that determines that the first or second magnetic sensor has failed when the first linear output signal becomes smaller than the second offset signal, or when the first linear output signal becomes smaller than the second offset signal. Sensor device To provide.
本発明によれば、故障を高い精度で検出することができる。 According to the present invention, a failure can be detected with high accuracy.
[第1の実施の形態]
(第1の磁気センサICの構成)
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る第1の磁気センサIC(Integrated Circuit)のシフト信号とダイアグ信号に関する回路図であり、(b)は、第1の磁気センサICの入出力を示す概略図、(c)は、第2の磁気センサICの入出力を示す概略図、(d)は、シフト装置のシフトパターンを示す概略図である。
[First embodiment]
(Configuration of the first magnetic sensor IC)
FIG. 1A is a circuit diagram relating to a shift signal and a diagnosis signal of a first magnetic sensor IC (Integrated Circuit) according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a first magnetic sensor. Schematic diagram showing input / output of the IC, (c) is a schematic diagram showing input / output of the second magnetic sensor IC, and (d) is a schematic diagram showing a shift pattern of the shift device.
本実施の形態における磁気センサデバイスとしての第1の磁気センサIC1は、例えば、車両の後述するシフト装置に搭載されるものとする。第1の磁気センサIC1は、例えば、シフト装置の後述するシフトレバーに設けられた磁石50の移動による磁界の変化に基づいてシフトレバーの操作位置を検出するものである。なお、第1の磁気センサIC1が搭載される装置は、シフト装置に限定されず、操作部の操作位置に応じた出力信号を出力する装置に広く利用されるものである。
The first magnetic sensor IC1 as the magnetic sensor device in the present embodiment is mounted on, for example, a shift device described later of the vehicle. The first magnetic sensor IC1 detects the operation position of the shift lever based on, for example, a change in the magnetic field due to the movement of a
また、シフト装置は、第1の磁気センサIC1と同じ構成及び機能を有する第2の磁気センサIC3をさらに備えた2重系のデバイスである。 In addition, the shift device is a double device that further includes a second magnetic sensor IC3 having the same configuration and function as the first magnetic sensor IC1.
この第1及び第2の磁気センサIC1、3は、例えば、シフト装置内の後述する基板52(図2(b)参照。)を挟んで対向して配置される。第1及び第2の磁気センサIC1、3は、例えば、磁石50の移動による磁界の変化によって、第1の磁気センサIC1のセレクト信号1aと第2の磁気センサIC3のセレクト信号3a、第1の磁気センサIC1のシフト信号1bと第2の磁気センサIC3のシフト信号3bが同じ出力となるように構成されている。なお、第1及び第2の磁気センサIC1、3の配置は、上記に限定されず、各出力が同じ出力となる配置であれば、例えば、2つの磁気センサを重ねて配置しても良い。
The first and second
第2の磁気センサIC3は、第1の磁気センサIC1と同じ構成であるので、以下では、第1の磁気センサIC1の具体的な構成について説明する。 Since the second magnetic sensor IC3 has the same configuration as the first magnetic sensor IC1, a specific configuration of the first magnetic sensor IC1 will be described below.
第1の磁気センサIC1は、例えば、第1の磁気センサとしてのメイン磁気センサ10と、第2及び第3の磁気センサとしての第1及び第2のサブ磁気センサ11、12と、オフセット部としてのオペアンプ16、19と、算出部としてのオペアンプ22、23と、故障判定部24と、を備えて概略構成されている。
The first magnetic sensor IC1 includes, for example, a main
第1及び第2の磁気センサIC1、3は、図1(a)〜(c)に示すように、例えば、一方の端子に電圧Vccが印加され、他方の端子が接地されている。また、第1の磁気センサIC1は、メイン磁気センサ10、第1のサブ磁気センサ11及び第2のサブ磁気センサ12、オペアンプ13、16、19、22、23及び故障判定部24等が、一体となってパッケージされている。第2の磁気センサIC3は、第1の磁気センサIC1と同様にパッケージされている。
As shown in FIGS. 1A to 1C, for example, the first and second
図2(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るメイン磁気センサと第1及び第2のサブ磁気センサの出力電圧(V)と操作位置の関係を示すグラフであり、(b)は、シフト装置に関するブロック図である。図2(a)は、メイン磁気センサ10、第1及び第2のサブ磁気センサ11、12が正常であるときの出力電圧を示している。
FIG. 2A is a graph showing the relationship between the operation voltage and the output voltage (V) of the main magnetic sensor and the first and second sub magnetic sensors according to the first embodiment of the present invention. ) Is a block diagram relating to the shift device. FIG. 2A shows the output voltage when the main
第1の磁気センサIC1のメイン磁気センサ10は、例えば、周知の複数のMR(magnetic resistance)素子から構成され、図1(d)に示すシフトパターン4のセレクト方向及びシフト方向の操作位置を検出するように構成されている。ここでセレクト方向とは、例えば、図1(d)に示すように、操作位置41(M)と操作位置44(N)を結んだ方向である。また、シフト方向とは、例えば、セレクト方向と直交する方向である。なお、メイン磁気センサ10、第1及び第2のサブ磁気センサ11、12は、ホール素子やGMR素子等の磁気センサから構成されても良い。
The main
メイン磁気センサ10は、例えば、磁石50が操作位置40〜42のいずれかにあるとき、セレクト信号1aとしてLoを出力し、磁石50が操作位置43〜45のいずれかにあるときは、セレクト信号1aとしてHiを出力するデジタル出力を行うように構成されている。
For example, the main
メイン磁気センサ10は、例えば、図1(d)に示すシフトパターン4のシフト方向に応じた第1のリニア出力信号としてのシフト側リニア出力信号10aを出力するように構成されている。このシフト側リニア出力信号10aは、例えば、図2(a)に示すように、操作位置40(+)〜操作位置42(−)間、及び操作位置43(R)〜操作位置45(D)間がリニア出力となる。
The main
シフト側リニア出力信号10aは、例えば、図1(a)に示すように、オペアンプ13の非反転入力端子に入力する。シフト側リニア出力信号10aは、例えば、抵抗14と抵抗15の中点電位であり、オペアンプ13の反転入力端子に印加された電圧Vrefにより調整され、シフト信号1bとして第1の磁気センサIC1から出力される。なお、シフト側リニア出力信号10aは、例えば、電圧Vrefにより調整せずにシフト信号1bとして出力されても良い。
The shift-side linear output signal 10a is input to the non-inverting input terminal of the
第1及び第2のサブ磁気センサ11、12は、例えば、メイン磁気センサ10のシフト方向の操作位置を検出するMR素子と同じ構成を有する。
For example, the first and second sub
第1のサブ磁気センサ11は、例えば、図2(a)に示すように、シフト側リニア出力信号10aと同じ出力となる第2のリニア出力信号としてのシフト側リニア出力信号11aを出力するように構成されている。第1のサブ磁気センサ11は、例えば、メイン磁気センサ10と同一のリニア出力となるように、メイン磁気センサ10に近接して配置される。
For example, as shown in FIG. 2A, the first sub magnetic sensor 11 outputs a shift-side
このシフト側リニア出力信号11aは、例えば、オペアンプ16の非反転入力端子から入力する。シフト側リニア出力信号11aは、例えば、抵抗17と抵抗18の中点電位であり、オペアンプ16の反転入力端子側に印加された第1のオフセット値としてのオフセット値Voff1によりオフセットされ、第1のオフセット信号16aとなる。
The shift-side
この第1のオフセット信号16aは、例えば、図2(a)に示すように、シフト信号1bからオフセット値Voff1だけ電圧が高くなる。
For example, as shown in FIG. 2A, the voltage of the first offset
第2のサブ磁気センサ12は、例えば、図2(a)に示すように、シフト側リニア出力信号10aと同じ出力となる第3のリニア出力信号としてのシフト側リニア出力信号12aを出力するように構成されている。第2のサブ磁気センサ12は、例えば、メイン磁気センサ10と同一のリニア出力となるように、メイン磁気センサ10に近接して配置される。
For example, as shown in FIG. 2A, the second sub
このシフト側リニア出力信号12aは、例えば、オペアンプ19の非反転入力端子から入力する。シフト側リニア出力信号12aは、例えば、抵抗20と抵抗21の中点電位であり、オペアンプ19の反転入力端子側に印加された第2のオフセット値としてのオフセット値Voff2によりオフセットされ、第2のオフセット信号19aとなる。
The shift-side
この第2のオフセット信号19aは、例えば、図2(a)に示すように、シフト信号1bからオフセット値Voff2だけ電圧が低くなる。なお、オフセット値Voff1及びVoff2は、異なる値でも良いし、同じ値でも良い。本実施の形態では、オフセット値Voff1及びVoff2は、同じ値とする。また、オフセット値Voff1及びVoff2が、異なる値となるとき、しきい値Vthは、それぞれのオフセット値に合わせた2つの値となり、コンパレータ25の反転入力端子、コンパレータ26の非反転入力端子にそれぞれ入力する。
For example, as shown in FIG. 2A, the voltage of the second offset signal 19a is lowered from the shift signal 1b by the offset value V off2 . The offset value V off1 and V off2 may be a different value, may be the same value. In this embodiment, the offset value V off1 and V off2 are the same value. Further, the offset value V off1 and V off2 is, when a different value, the threshold V th becomes the two values according to each offset value, the inverting input terminal of the
第1のオフセット信号16aは、例えば、図1(a)に示すように、オペアンプ22の非反転入力端子に入力する。オペアンプ22は、例えば、第1のオフセット信号16aと反転入力端子に入力するシフト信号1bとの第1の差分としての差分ΔV1を算出し、第1の差分信号22aとして出力する。メイン磁気センサ10及び第1の磁気センサ11が正常であるとき、この差分ΔV1は、オフセット値Voff1と等しくなる。
The first offset
第2のオフセット信号19aは、例えば、図1(a)に示すように、オペアンプ23の反転入力端子に入力する。オペアンプ23は、例えば、非反転入力端子に入力するシフト信号1bと第2のオフセット信号19aとの第2の差分としての差分ΔV2を算出し、第2の差分信号23aとして出力する。メイン磁気センサ10及び第2の磁気センサ12が正常であるとき、この差分ΔV2は、オフセット値Voff2と等しくなる。
The second offset signal 19a is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 23, for example, as shown in FIG. The operational amplifier 23 calculates, for example, a difference ΔV 2 as a second difference between the shift signal 1b input to the non-inverting input terminal and the second offset signal 19a, and outputs the difference ΔV 2 as the second difference signal 23a. When the main
ここで、シフト信号1bは、シフト側リニア出力信号10aを電圧Vrefで調整した信号であり、各磁気センサが正常の場合、このシフト信号1bと第1及び第2のオフセット信号16a、19aの差分は、オフセット値Voff1及びVoff2とは異なる値となる。よって本実施の形態では、電圧Vrefは、オフセット値Voff1及びVoff2とは、故障の判定に影響がない値であるものとする。
Here, the shift signal 1b is a signal obtained by adjusting the shift-side linear output signal 10a with the voltage Vref . When each magnetic sensor is normal, the shift signal 1b and the first and second offset
第1の磁気センサIC1の故障判定部24は、第1のコンパレータとしてのコンパレータ25と、第2のコンパレータとしてのコンパレータ26と、OR回路27と、を含んで構成される。
The
第1の差分信号22aは、コンパレータ25の非反転入力端子から入力し、抵抗28と抵抗29の中点電位であり、コンパレータ25の反転入力端子に印加されたしきい値Vthと比較される。コンパレータ25は、比較結果を第1の出力信号25aとしてOR回路27に出力する。
The
コンパレータ25は、例えば、第1の差分信号22aに基づく差分ΔV1がしきい値Vthよりも小さいときは、Loを出力し、大きいときは、Hiを出力するように構成されている。
For example, the
また、第2の差分信号23aは、コンパレータ26の反転入力端子から入力し、抵抗28と抵抗29の中点電位であり、コンパレータ26の非反転入力端子に印加されたしきい値Vthと比較される。コンパレータ26は、比較結果を第2の出力信号26aとしてOR回路27に出力する。
The second difference signal 23 a is input from the inverting input terminal of the
コンパレータ26は、例えば、第2の差分信号23aに基づく差分ΔV2がしきい値Vthよりも小さいときは、Loを出力し、大きいときは、Hiを出力するように構成されている。
OR回路27は、一端にVccが印加され、他端が接地された論理和回路である。このOR回路27は、入力する第1及び第2の出力信号25a、26aが(Lo、Lo)の組み合わせ以外のとき、メイン磁気センサ10、第1のサブ磁気センサ11又は第2のサブ磁気センサ12の故障を示すダイアグ信号1cを出力するように構成されている。
The OR circuit 27 is a logical sum circuit in which Vcc is applied to one end and the other end is grounded. When the input first and
シフト装置5は、図2(b)に示すように、車両ECU(Electronic Control Unit)6に接続される。 The shift device 5 is connected to a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 6 as shown in FIG.
車両ECU6は、例えば、シフト装置5の第1及び第2の磁気センサIC1、3から出力されるセレクト信号1a、3a及びシフト信号1b、3bに基づいてシフトレバー51の操作位置を判定し、判定した操作位置に基づくシフト信号60を駆動部7に出力する。
The
また、車両ECU6は、例えば、第1の磁気センサIC1からのダイアグ信号1c又は、第2の磁気センサIC3からのダイアグ信号3cが入力するとき、シフト装置5の故障を車両の乗員に報知するため、報知部8に報知信号61を出力する。なお、車両ECU6は、例えば、ダイアグ信号1cとダイアグ信号3cのうちいずれかの信号が入力したとき、ダイアグ信号を出力した磁気センサICとは異なる磁気センサICの出力に基づいて駆動部7を切り替えるように構成されても良い。
For example, when the diagnosis signal 1c from the first magnetic sensor IC1 or the diagnosis signal 3c from the second magnetic sensor IC3 is input, the
駆動部7は、例えば、車両ECU6から出力されたシフト信号60に基づいてエンジンの回転を伝える複数のギアのギア比を変更する。
For example, the drive unit 7 changes the gear ratios of a plurality of gears that transmit the rotation of the engine based on the shift signal 60 output from the
報知部8は、例えば、ランプの点灯や音によって、乗員にシフト装置5の故障を報知する。なお、故障の報知の方法は、上記に限定されない。
The
(動作)
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る第1の磁気センサICの動作に関するフローチャートである。以下に、第1の磁気センサIC1の動作について、図3のフローチャートに従って説明する。なお、シフト装置5のシフトレバー51は、停車中は操作位置44(N)に操作されているものとする。
(Operation)
FIG. 3 is a flowchart relating to the operation of the first magnetic sensor IC according to the first embodiment of the invention. Below, operation | movement of 1st magnetic sensor IC1 is demonstrated according to the flowchart of FIG. Note that the shift lever 51 of the shift device 5 is operated to the operation position 44 (N) while the vehicle is stopped.
車両の電気系統をオン状態にすると、車両の電源から電圧Vccが第1及び第2の磁気センサIC1、3に印加される。第1の磁気センサIC1のメイン磁気センサ10は、オペアンプ13の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号10aを出力する。第1のサブ磁気センサ11は、オペアンプ16の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号11aを出力する。第2のサブ磁気センサ12は、オペアンプ19の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号12aを出力する。また、第1及び第2の磁気センサIC1、3は、車両ECU6にセレクト信号1a、3aを出力する。
When the electrical system of the vehicle in the on state, the voltage V cc is applied to the first and second magnetic sensors IC1,3 from the power supply of the vehicle. The main
オペアンプ13は、反転入力端子に印加される電圧Vrefに基づいてシフト側リニア出力信号10aを調整し、シフト信号1bとして出力する。
The
オペアンプ16は、反転入力端子に印加されるオフセット値Voff1に基づいてシフト側リニア出力信号11aをオフセットし、第1のオフセット信号16aを出力する。
The
オペアンプ19は、反転入力端子に印加されるオフセット値Voff2に基づいてシフト側リニア出力信号12aをオフセットし、第2のオフセット信号19aを出力する。
The
オペアンプ22は、反転入力端子に入力するオペアンプ13から出力されたシフト信号1bと、非反転入力端子に入力するオペアンプ16から出力された第1のオフセット信号16aとの差分ΔV1を算出し、第1の差分信号22aとして出力する。また、オペアンプ23は、非反転入力端子に入力するオペアンプ13から出力されたシフト信号1bと、反転入力端子に入力するオペアンプ19から出力された第2のオフセット信号19aとの差分ΔV2を算出し、第2の差分信号23aとして出力する(S1)。ここで、故障が発生していないとき、差分ΔV1はオフセット値Voff1と見なせ、差分ΔV2はオフセット値Voff2と見なせる。
The
次に、故障判定部24のコンパレータ25は、非反転入力端子に入力する第1の差分信号22aとしきい値Vthとを比較して第1の出力信号25aを出力し、コンパレータ26は、非反転入力端子に入力するしきい値Vthと反転入力端子に入力する第2の差分信号23aとを比較して第2の出力信号26aを出力する。ここで、しきい値Vthは、オフセット値Voff1及びオフセット値Voff2と同じ値となるので、故障が発生していないとき、コンパレータ25、26による比較結果は(Lo、Lo)となる。
Next, the
OR回路27は、第1及び第2の出力信号25a、26aに基づいてVoff1>ΔV1又はVoff2>ΔV2が成り立つとき(S2;Yes)、メイン磁気センサ10、第1及び第2のサブ磁気センサ11、12が正常であると判定する(S3)。正常であるとき、第1の磁気センサIC1は、車両の電源がオフされるまで、ステップ1から動作を続ける。
OR circuit 27, first and second output signals 25a, V off1 based on 26a> [Delta] V 1 or V off2> When [Delta] V 2 holds (S2; Yes), the main
また、OR回路27は、第1及び第2の出力信号25a、26aに基づいてVoff1>ΔV1又はVoff2>ΔV2が成り立たないとき(S2;No)、メイン磁気センサ10、第1及び第2のサブ磁気センサ11、12のいずれかに故障が発生したと判定し、ダイアグ信号1cを出力する(S4)。
Further, OR circuit 27, first and second output signals 25a, V off1 based on 26a> [Delta] V 1 or V off2> When [Delta] V 2 is not satisfied (S2; No), the main
車両ECU6は、出力されたダイアグ信号1cに基づいて報知信号61を報知部8に出力し、報知部8は、報知信号61に基づいてシフト装置5の故障を報知する。
The
(効果)
本実施の形態に係る第1の磁気センサIC1によれば、ECU等で構成される判定部を必要としないで、故障の有無を判定することができる。また、第1の磁気センサIC1によれば、ECU等で構成される判定部を必要としないので、低コストで故障の自己検出を行うことができる。
(effect)
According to the first magnetic sensor IC1 according to the present embodiment, it is possible to determine the presence or absence of a failure without requiring a determination unit configured by an ECU or the like. In addition, according to the first magnetic sensor IC1, since a determination unit configured by an ECU or the like is not required, a failure self-detection can be performed at a low cost.
本実施の形態に係る第1の磁気センサIC1によれば、メイン磁気センサ10、第1及び第2のサブ磁気センサ11、12が一体となってパッケージされているので、配置ずれによるメイン磁気センサ10と第1及び第2のサブ磁気センサ11、12の出力誤差を抑えることができ、故障の検出精度が高い。
According to the first
本実施の形態に係る第1の磁気センサIC1によれば、シフト信号1bと第1及び第2のオフセット信号16a、19aを比較することで故障の有無を判定するので、ある操作位置を示す出力信号を出力し続けるような故障が発生したときでも、正確に故障を検出することができる。
According to the first magnetic sensor IC1 according to the present embodiment, the presence or absence of a failure is determined by comparing the shift signal 1b with the first and second offset
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、1つのサブ磁気センサからオフセットした2つのオフセット信号を生成する点で第1の実施の形態と異なっている。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in that two offset signals offset from one sub magnetic sensor are generated.
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る磁気センサICの回路図である。なお、以下の実施の形態において、第1の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。 FIG. 4 is a circuit diagram of a magnetic sensor IC according to the second embodiment of the present invention. In the following embodiments, portions having the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施の形態に係る磁気センサIC9は、例えば、図4に示すように、メイン磁気センサ90と、サブ磁気センサ91と、オペアンプ92と、オペアンプ93と、第1のオフセット部94と、第2のオフセット部95と、故障判定部96と、を備えて概略構成されている。
As shown in FIG. 4, for example, the magnetic sensor IC 9 according to this embodiment includes a main
メイン磁気センサ90は、例えば、第1の実施の形態におけるメイン磁気センサ10と同じ構成及び機能を有する。メイン磁気センサ90は、例えば、磁石50の移動による磁界の変化に応じてシフト側リニア出力信号90aを出力する。
The main
シフト側リニア出力信号90aは、例えば、図4に示すように、オペアンプ92の非反転入力端子に入力する。シフト側リニア出力信号90aは、例えば、抵抗100と抵抗101の中点電位であり、オペアンプ92の反転入力端子に印加された電圧Vrefにより調整され、シフト信号1bとして磁気センサIC9から出力される。
The shift-side
サブ磁気センサ91は、例えば、第1の実施の形態における第1又は第2のサブ磁気センサ11、12と同じ構成及び機能を有する。サブ磁気センサ91は、例えば、磁石50の移動による磁界の変化に応じて、メイン磁気センサ90が出力するシフト側リニア出力信号90aと同じシフト側リニア出力信号91aを出力する。
The sub
シフト側リニア出力信号91aは、例えば、図4に示すように、オペアンプ93の非反転入力端子に入力する。シフト側リニア出力信号91aは、例えば、オペアンプ93の反転入力端子に印加された電圧Vrefにより調整され、シフト信号1bと同じ信号となる調整信号93aとして第1及び第2のオフセット部94、95に出力される。
The shift side
第1のオフセット部94は、例えば、オフセット値Voff1により調整信号93aより高い出力電圧となるように調整信号93aをオフセットし、第1のオフセット信号94aを故障判定部96に出力するよう構成されている。
For example, the first offset
第2のオフセット部95は、例えば、オフセット値Voff2により調整信号93aより低い出力電圧となるように調整信号93aをオフセットし、第2のオフセット信号95aを故障判定部96に出力するよう構成されている。
For example, the second offset
故障判定部96は、例えば、コンパレータ97と、コンパレータ98と、OR回路99と、を備えて概略構成されている。
The failure determination unit 96 is schematically configured to include, for example, a
コンパレータ97は、例えば、非反転入力端子にオペアンプ92から出力されたシフト信号1bが入力し、反転入力端子に第1のオフセット部94から出力された第1のオフセット信号94aが入力する。コンパレータ97は、例えば、シフト信号1bと第1のオフセット信号94aを比較し、第1の出力信号97aをOR回路99に出力する。コンパレータ97は、例えば、第1のオフセット信号94aがシフト信号1bより大きいときは、Loを出力し、小さいときは、Hiを出力するように構成されている。
In the
コンパレータ98は、例えば、非反転入力端子に第2のオフセット部95から出力された第2のオフセット信号95aが入力し、反転入力端子にオペアンプ92から出力されたシフト信号1bが入力する。コンパレータ98は、例えば、第2のオフセット信号95aとシフト信号1bを比較し、第2の出力信号98aをOR回路99に出力する。コンパレータ98は、例えば、シフト信号1bが第2のオフセット信号95aより大きいときは、Loを出力し、小さいときは、Hiを出力するように構成されている。
In the comparator 98, for example, the second offset
OR回路99は、一端にVccが印加され、他端が接地された論理和回路である。このOR回路99は、入力する第1及び第2の出力信号97a、98aが(Lo、Lo)の組み合わせ以外のとき、メイン磁気センサ90又はサブ磁気センサ91の故障を示すダイアグ信号1cを出力するように構成されている。
The OR
(動作)
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る磁気センサICの動作に関するフローチャートである。以下に、磁気センサIC9の動作について、図5のフローチャートに従って説明する。なお、シフト装置5のシフトレバー51は、停車中は操作位置44(N)に操作されているものとする。
(Operation)
FIG. 5 is a flowchart relating to the operation of the magnetic sensor IC according to the second embodiment of the present invention. Below, operation | movement of magnetic sensor IC9 is demonstrated according to the flowchart of FIG. Note that the shift lever 51 of the shift device 5 is operated to the operation position 44 (N) while the vehicle is stopped.
車両の電気系統をオン状態にすると、車両の電源から電圧Vccが磁気センサIC9に印加される。磁気センサIC9のメイン磁気センサ90は、オペアンプ92の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号90aを出力する。
When the electric system of the vehicle is turned on, the voltage Vcc is applied to the magnetic sensor IC9 from the power source of the vehicle. The main
サブ磁気センサ91は、オペアンプ93の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号91aを出力する。また、磁気センサIC9は、車両ECU6にセレクト信号1aを出力する。
The sub
オペアンプ92は、反転入力端子に印加される電圧Vrefに基づいてシフト側リニア出力信号90aを調整し、シフト信号1bとして出力する。
The
オペアンプ93は、反転入力端子に印加される電圧Vrefに基づいてシフト側リニア出力信号91aを調整し、シフト信号1bと同じ信号となる調整信号93aを出力する。
The
第1のオフセット部94は、入力した調整信号93aをオフセット値Voff1に基づいてオフセットして第1のオフセット信号94aを生成して出力する(S10)。
The first offset
第2のオフセット部95は、入力した調整信号93aをオフセット値Voff2に基づいてオフセットして第2のオフセット信号95aを生成して出力する(S10)。
The second offset
故障判定部24のコンパレータ97は、非反転入力端子に入力するシフト信号1bと第1のオフセット信号94aとを比較して第1の出力信号25aを出力し、コンパレータ98は、非反転入力端子に入力する第2のオフセット信号95aと反転入力端子に入力するシフト信号1bとを比較して第2の出力信号98aを出力する。
The
OR回路99は、第1及び第2の出力信号97a、98aに基づいて第2のオフセット信号95a<シフト信号1b<第1のオフセット信号94aが成り立つとき(S11;Yes)、メイン磁気センサ90及びサブ磁気センサ91が正常であると判定する(S12)。
When the second offset
また、OR回路99は、第1及び第2の出力信号97a、98aに基づいて第2のオフセット信号95a<シフト信号1b<第1のオフセット信号94aが成り立たないとき(S11;No)、メイン磁気センサ90又はサブ磁気センサ91に故障が発生したと判定し、ダイアグ信号1cを出力する(S13)。
When the second offset
車両ECU6は、出力されたダイアグ信号1cに基づいて報知信号61を報知部8に出力し、報知部8は、報知信号61に基づいてシフト装置5の故障を報知する。
The
なお、磁気センサIC9は、例えば、オフセットした第1及び第2のオフセット信号94a、95aとシフト信号1bとの差分を算出する算出部を備え、算出された差分とオフセット値Voff1及びVoff2を比較してメイン磁気センサ90及びサブ磁気センサ91の少なくとも1つの故障を判定するように構成しても良い。
The magnetic sensor IC9, for example, first and second offset
(効果)
本実施の形態に係る磁気センサIC9によれば、第1の実施の形態に係る第1及び第2の磁気センサIC1、3よりも少ない磁気センサを用いて、低コストで故障の自己検出を行うことができる。また、磁気センサIC9によれば、より少ない構成で故障の自己検出を行うことができる。
(effect)
According to the magnetic sensor IC 9 according to the present embodiment, the failure self-detection is performed at a low cost by using fewer magnetic sensors than the first and second
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形及び組み合わせが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and combinations can be made without departing from or changing the technical idea of the present invention.
例えば、上記の実施の形態において、オフセット部、算出部及び故障判定部は、電子回路によって構成されたが、これに限定されず、一部又は全体をソフトウエアによって置き換え、コンピュータによって実行する構成としても良い。 For example, in the above embodiment, the offset unit, the calculation unit, and the failure determination unit are configured by electronic circuits. However, the present invention is not limited to this, and a part or the whole is replaced by software and executed by a computer. Also good.
1…第1の磁気センサIC、1a…セレクト信号、1b…シフト信号、1c…ダイアグ信号、3…第2の磁気センサIC、3a…セレクト信号、3b…シフト信号、3c…ダイアグ信号、4…シフトパターン、5…シフト装置、6…車両ECU、7…駆動部、8…報知部、9…磁気センサIC、10…メイン磁気センサ、10a…シフト側リニア出力信号、11…第1のサブ磁気センサ、11a…シフト側リニア出力信号、12…第2のサブ磁気センサ、12a…シフト側リニア出力信号、14、15、17、18、20、21、28、29…抵抗、13、16、19、22、23…オペアンプ、16a…第1のオフセット信号、19a…第2のオフセット信号、22a…第1の差分信号、23a…第2の差分信号、24…故障判定部、25、26…コンパレータ、25a…第1の出力信号、26a…第2の出力信号、27…OR回路、40〜45…操作位置、50…磁石、51…シフトレバー、52…基板、60…シフト信号、61…報知信号、90…メイン磁気センサ、90a…シフト側リニア出力信号、91…サブ磁気センサ、91a…シフト側リニア出力信号、92、93…オペアンプ、93a…調整信号、94…第1のオフセット部、94a…第1のオフセット信号、95…第2のオフセット部、95a…第2のオフセット信号、96…故障判定部、97、98…コンパレータ、97a…第1の出力信号、98a…第2の出力信号、99…OR回路、100、101…抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記磁界の変化に応じて、前記第1のリニア出力信号と略同一の出力となる第2及び第3のリニア出力信号を出力する第2及び第3の磁気センサと、
前記第2のリニア出力信号とゼロではない第1のオフセット値との差分を算出して第1のオフセット信号を生成し、前記第3のリニア出力信号とゼロではない第2のオフセット値との差分を算出して第2のオフセット信号を生成するオフセット部と、
前記第1のオフセット信号と前記第1のリニア出力信号との第1の差分を算出し、前記第1のリニア出力信号と前記第2のオフセット信号との第2の差分を算出する算出部と、
算出された前記第1の差分が前記第1のオフセット値より大きくなるとき、前記第1及び第2の磁気センサの少なくとも1つが故障したと判定し、算出された前記第2の差分が前記第2のオフセット値より大きくなるとき、前記第1及び第3の磁気センサの少なくとも1つが故障したと判定する故障判定部と、
を備えた磁気センサデバイス。 A first magnetic sensor that outputs a first linear output signal in response to a change in the magnetic field;
Second and third magnetic sensors that output second and third linear output signals that are substantially the same output as the first linear output signal in response to a change in the magnetic field;
In said second linear output signal and zero by calculating the difference between the first offset value without generating the first offset signal, and the second offset value is not a third linear output signal with zero An offset unit for calculating a difference and generating a second offset signal;
A calculating unit that calculates a first difference between the first offset signal and the first linear output signal, and calculates a second difference between the first linear output signal and the second offset signal; ,
When the calculated first difference is greater than the first offset value, it is determined that at least one of the first and second magnetic sensors has failed, and the calculated second difference is the first difference. A failure determination unit that determines that at least one of the first and third magnetic sensors has failed when the offset value is greater than 2.
Magnetic sensor device with
前記故障判定部は、前記第1の差分を非反転入力端子、しきい値を反転入力端子に入力して比較し、第1の出力信号を出力する第1のコンパレータと、前記第2の差分を反転入力端子、前記しきい値を非反転入力端子に入力して比較し、第2の出力信号を出力する第2のコンパレータと、前記第1及び第2の出力信号に基づいて前記第1乃至第3の磁気センサのいずれかの故障を示すダイアグ信号を出力するOR回路を含んで構成され、前記第1のオフセット値、前記第2のオフセット値及び前記しきい値が等しい請求項1に記載の磁気センサデバイス。 The calculation unit includes a first operational amplifier that calculates the first difference and a second operational amplifier that calculates the second difference,
The failure determination unit inputs the first difference to a non-inverting input terminal, compares the threshold value to an inverting input terminal, compares the first difference, and outputs a first output signal; and the second difference Is input to the inverting input terminal, the threshold value is input to the non-inverting input terminal, the second comparator outputs the second output signal, and the first and second output signals are used for the first comparator. 2. An OR circuit that outputs a diagnostic signal indicating a failure of any one of the third to third magnetic sensors , wherein the first offset value, the second offset value, and the threshold value are equal. The described magnetic sensor device.
前記磁界の変化に応じて、前記第1のリニア出力信号と略同一の出力となる第2のリニア出力信号を出力する第2の磁気センサと、
前記第2のリニア出力信号とゼロではない第1のオフセット値との差分を算出して第1のオフセット信号を生成し、前記第2のリニア出力信号とゼロではない第2のオフセット値との差分を算出して第2のオフセット信号を生成するオフセット部と、
前記第1のリニア出力信号が前記第1のオフセット信号より大きくなるとき、又は、前記第1のリニア出力信号が前記第2のオフセット信号より小さくなるとき、前記第1又は第2の磁気センサが故障したと判定する故障判定部と、
を備えた磁気センサデバイス。 A first magnetic sensor that outputs a first linear output signal in response to a change in the magnetic field;
A second magnetic sensor that outputs a second linear output signal that is substantially the same output as the first linear output signal in response to a change in the magnetic field;
A difference between the second linear output signal and a non-zero first offset value is calculated to generate a first offset signal, and the second linear output signal and the non-zero second offset value are An offset unit for calculating a difference and generating a second offset signal;
When the first linear output signal is larger than the first offset signal, or when the first linear output signal is smaller than the second offset signal, the first or second magnetic sensor is A failure determination unit that determines that a failure has occurred;
Magnetic sensor device with
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