JP6056653B2 - Rotation sensor - Google Patents

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

本発明は、回転体の回転に応じた回転信号を出力する回転センサに関する。   The present invention relates to a rotation sensor that outputs a rotation signal corresponding to the rotation of a rotating body.

従来より、回転体の回転を検出する２つの検出部を備えた回転検出装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、２つの検出部の出力に基づいて生成された回転信号と所定の閾値とを比較し、回転信号が回転体の回転による信号であるのか、または回転体のノイズの信号であるのかを判定する回転検出装置の構成が提案されている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 proposes a rotation detection device including two detection units that detect rotation of a rotating body. Specifically, in Patent Document 1, a rotation signal generated based on outputs of two detection units is compared with a predetermined threshold value, and whether the rotation signal is a signal due to rotation of the rotating body or noise of the rotating body. There has been proposed a configuration of a rotation detection device that determines whether the signal is a signal of the above.

特開２００８−２０４４３号公報JP 2008-20443 A

しかしながら、上記従来の技術では、回転検出装置は２つの検出部を備えた構成になっているので、回転体に対して２つの検出部を所定の位置に配置しなければならない。このため、回転体の周囲の機構等によっては回転体に対する各検出部の搭載方向に制限が生じてしまうという問題がある。したがって、回転体の周囲の機構等に影響されずにノイズ判定を行うことができる搭載フリーの回転センサが望まれている。   However, in the above-described conventional technique, the rotation detection device is configured to include two detection units, and therefore, the two detection units must be arranged at predetermined positions with respect to the rotating body. For this reason, there is a problem that the mounting direction of each detection unit with respect to the rotating body is limited depending on the mechanism around the rotating body. Therefore, a mounting-free rotation sensor that can perform noise determination without being affected by the mechanism around the rotating body is desired.

本発明は上記点に鑑み、回転を検出する検出部を１つとした構成において、当該検出部によって検出された回転信号からノイズ判定を行うことができる回転センサを提供することを目的とする。   In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a rotation sensor capable of performing noise determination from a rotation signal detected by the detection unit in a configuration having a single detection unit for detecting rotation.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転センサは、回転体に対向するように配置され、回転体の回転位置に応じた回転信号を出力する検出部（２０）を備えている。また、回転センサは、検出部（２０）から回転信号を入力すると共に、回転信号の振幅のピーク値及びボトム値を検出するピーク値・ボトム値検出部（５０）を備えている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the rotation sensor is provided so as to face the rotating body, and includes a detection unit (20) that outputs a rotation signal corresponding to the rotation position of the rotating body. ing. The rotation sensor also includes a peak value / bottom value detection unit (50) that receives a rotation signal from the detection unit (20) and detects the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal.

さらに、回転センサは、ピーク値・ボトム値検出部（５０）から回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれ入力し、ピーク値よりも小さいピーク値側閾値と、ピーク値側閾値よりも小さくボトム値よりも大きいボトム値側閾値と、をそれぞれ設定するノイズ判定部（６０）を備えている。   Further, the rotation sensor inputs the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal from the peak value / bottom value detection unit (50), and the peak value side threshold value smaller than the peak value and smaller than the peak value side threshold value. A noise determination unit (60) for setting a bottom value side threshold value larger than the bottom value is provided.

そして、ピーク値・ボトム値検出部（５０）は、回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれデジタル信号として保持すると共に、当該デジタル信号をノイズ判定部（６０）に出力する信号保持手段（５１、５２）を有し、ノイズ判定部（６０）は、検出部（２０）から回転信号を入力し、回転信号の振幅がピーク値側閾値及びボトム値側閾値のうちのいずれか一方または両方を超えない場合、回転信号はノイズであると判定し、当該回転信号の出力を停止することを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、回転センサは、回転体に対向するように配置され、回転体の回転速度に応じた回転信号を出力する検出部（２０）を備えている点で上記と異なる。 The peak value / bottom value detection unit (50) holds the peak value and bottom value of the amplitude of the rotation signal as digital signals, and outputs the digital signal to the noise determination unit (60). 51, 52), the noise determination unit (60) receives the rotation signal from the detection unit (20), and the amplitude of the rotation signal is one or both of the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value. If the rotation signal is not exceeded, it is determined that the rotation signal is noise, and output of the rotation signal is stopped.
The rotation sensor is different from the above in that the rotation sensor is disposed so as to face the rotating body and includes a detection unit (20) that outputs a rotation signal corresponding to the rotation speed of the rotating body. .

これによると、ノイズ判定部（６０）におけるノイズ判定のための閾値について、ピーク値側閾値とボトム値側閾値との差である閾値ヒステリシスを持たせているので、回転信号の不感帯を設けることが可能となる。したがって、１つの検出部（２０）によって検出された回転信号の振幅からノイズ判定を行うことができる。また、１つの検出部（２０）で検出可能であるので、搭載フリーの回転センサを提供することができる。   According to this, since the threshold for noise determination in the noise determination unit (60) has a threshold hysteresis that is a difference between the peak value side threshold and the bottom value side threshold, a dead band of the rotation signal may be provided. It becomes possible. Therefore, noise determination can be performed from the amplitude of the rotation signal detected by one detection unit (20). Moreover, since it can detect with one detection part (20), a mounting free rotation sensor can be provided.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の一実施形態に係る回転センサの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a rotation sensor according to an embodiment of the present invention. 図１に示された処理回路部の構成図である。It is a block diagram of the processing circuit part shown by FIG. 回転信号に対してピーク値側閾値及びボトム値側閾値が設定された模式図である。It is the schematic diagram by which the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value were set with respect to the rotation signal. 図２に示されたノイズ判定部の具体的な回路図である。FIG. 3 is a specific circuit diagram of a noise determination unit shown in FIG. 2. 回転センサの作動を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the action | operation of a rotation sensor. ノイズ判定部の作動を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the action | operation of a noise determination part.

以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る回転センサは、例えばトランスミッションのギヤ回転検出に利用される。トランスミッションの種類としては通常の自動変速機（ＡＴ）や無段変速機（ＣＶＴ）がある。各変速機ではスピードメーター等の制御に利用され、特に無段変速機ではプーリーの回転検出・ベルト位置制御等に利用される。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The rotation sensor according to the present embodiment is used, for example, for detecting gear rotation of a transmission. As a type of transmission, there are a normal automatic transmission (AT) and a continuously variable transmission (CVT). Each transmission is used for control of a speedometer and the like, and particularly in a continuously variable transmission, it is used for pulley rotation detection, belt position control, and the like.

回転センサは、金属等の磁性体で構成されたギヤやロータ等の図示しない回転体の外周部に対向するように所定のギャップを持って配置されている。また、回転センサは、エンジンの各種制御を行う図示しないＥＣＵに電気的に接続されている。   The rotation sensor is disposed with a predetermined gap so as to face an outer peripheral portion of a rotating body (not shown) such as a gear or a rotor made of a magnetic material such as metal. The rotation sensor is electrically connected to an ECU (not shown) that performs various controls of the engine.

図１に示されるように、回転センサ１０は、検出部２０及び処理回路部３０を有している。検出部２０は、例えば一対の磁気抵抗素子と磁石とを備えて構成されている。各磁気抵抗素子は直列接続されていると共に、電源が直列に接続されている。また、各磁気抵抗素子の接続点が処理回路部３０に接続されている。   As shown in FIG. 1, the rotation sensor 10 includes a detection unit 20 and a processing circuit unit 30. The detection unit 20 includes, for example, a pair of magnetoresistive elements and a magnet. Each magnetoresistive element is connected in series, and a power source is connected in series. The connection point of each magnetoresistive element is connected to the processing circuit unit 30.

このような構成によると、回転体の回転位置に応じて磁石で発生している磁界ベクトルが変化し、そのベクトル変化に応じて一対の磁気抵抗素子の抵抗値が変化する。その結果、各磁気抵抗素子の接続点の電圧が変化する。したがって、検出部２０は回転体の回転に伴って接続点の電圧の変化を回転信号として出力する。本実施形態では、回転信号は回転体の回転位置に応じて振幅が変化する波形信号となる。   According to such a configuration, the magnetic field vector generated in the magnet changes according to the rotational position of the rotating body, and the resistance value of the pair of magnetoresistive elements changes according to the vector change. As a result, the voltage at the connection point of each magnetoresistive element changes. Therefore, the detection unit 20 outputs a change in the voltage at the connection point as a rotation signal as the rotating body rotates. In the present embodiment, the rotation signal is a waveform signal whose amplitude changes according to the rotation position of the rotating body.

図２に示されるように、処理回路部３０は、増幅部４０、ピーク値・ボトム値検出部５０、ノイズ判定部６０、自己補正制御部７０、クロック７１（ＣＬＫ）、出力トランジスタ７２（Ｔｒ）、及び抵抗７３（Ｒ）を有している。また、処理回路部３０は、検出部２０から回転信号を入力する入力端子７４、電源が供給される電源端子７５、グランドに接続されるグランド端子７６、及びエンジンＥＣＵに接続される出力端子７７を有している。   As shown in FIG. 2, the processing circuit unit 30 includes an amplification unit 40, a peak / bottom value detection unit 50, a noise determination unit 60, a self-correction control unit 70, a clock 71 (CLK), and an output transistor 72 (Tr). And a resistor 73 (R). The processing circuit unit 30 includes an input terminal 74 for inputting a rotation signal from the detection unit 20, a power supply terminal 75 to which power is supplied, a ground terminal 76 connected to the ground, and an output terminal 77 connected to the engine ECU. Have.

増幅部４０は、回転信号の振幅のオフセット補正を行う回路部である。増幅部４０は、オペアンプ４１及びオフセット部４２を有している。オフセット部４２は、自己補正制御部７０から入力した回転信号の振幅の中点に基づいて回転信号の振幅のオフセット量を算出し、オペアンプ４１の反転入力端子に印加する電圧値を調整することにより、回転信号の振幅のオフセットをキャンセルする。   The amplification unit 40 is a circuit unit that performs offset correction of the amplitude of the rotation signal. The amplifying unit 40 includes an operational amplifier 41 and an offset unit 42. The offset unit 42 calculates an offset amount of the amplitude of the rotation signal based on the midpoint of the amplitude of the rotation signal input from the self-correction control unit 70, and adjusts the voltage value applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 41. Cancel the offset of the amplitude of the rotation signal.

ピーク値・ボトム値検出部５０は、増幅部４０から回転信号を入力すると共に、回転信号の振幅のピーク値（Ｖｐ）及びボトム値（Ｖｂ）を検出する回路部である。このようなピーク値・ボトム値検出部５０は、ピーク値検知保持部５１、ボトム値検知保持部５２、及び中点演算部５３を有している。   The peak / bottom value detection unit 50 is a circuit unit that receives the rotation signal from the amplification unit 40 and detects the peak value (Vp) and the bottom value (Vb) of the amplitude of the rotation signal. Such a peak value / bottom value detection unit 50 includes a peak value detection holding unit 51, a bottom value detection holding unit 52, and a midpoint calculation unit 53.

ピーク値検知保持部５１は、回転信号の振幅のピーク値を検知すると共にこの値を保持する回路部である。また、ボトム値検知保持部５２は、回転信号の振幅のボトム値を検知すると共にこの値を保持する回路部である。これらピーク値検知保持部５１及びボトム値検知保持部５２は、例えば図示しないカウンタ回路とＤ／Ａ変換回路によって構成されている。これによると、カウンタ回路が回転信号の振幅の上昇／下降をカウントアップ／カウントダウンし、振幅の最大値／最小値に対応したカウント値を保持する。また、Ｄ／Ａ変換回路はカウンタ回路のカウンタ値に対応する電圧を中点演算部５３に出力する。   The peak value detection holding unit 51 is a circuit unit that detects the peak value of the amplitude of the rotation signal and holds this value. The bottom value detection holding unit 52 is a circuit unit that detects the bottom value of the amplitude of the rotation signal and holds this value. The peak value detection holding unit 51 and the bottom value detection holding unit 52 are configured by, for example, a counter circuit and a D / A conversion circuit (not shown). According to this, the counter circuit counts up / down the increase / decrease of the amplitude of the rotation signal, and holds the count value corresponding to the maximum value / minimum value of the amplitude. Further, the D / A conversion circuit outputs a voltage corresponding to the counter value of the counter circuit to the midpoint calculation unit 53.

すなわち、ピーク値検知保持部５１及びボトム値検知保持部５２は、回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれデジタル信号として保持すると共に、当該デジタル信号を中点演算部５３及びノイズ判定部６０に出力する。これにより、回転信号の振幅のピーク値とボトム値の情報を保持する手段としてキャパシタが用いられた場合に対して高温時の電荷抜けを防止することができる。したがって、回転信号の振幅のピーク値とボトム値のより正確な値を保持及び出力することができる。   In other words, the peak value detection holding unit 51 and the bottom value detection holding unit 52 hold the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal as digital signals, respectively, and also the digital signal is used as the midpoint calculation unit 53 and the noise determination unit 60. Output to. As a result, it is possible to prevent charge leakage at a high temperature as compared with the case where a capacitor is used as means for holding information on the peak value and bottom value of the amplitude of the rotation signal. Therefore, it is possible to hold and output more accurate values of the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal.

中点演算部５３は、ピーク値検知保持部５１から入力した回転信号の振幅のピーク値と、ボトム値検知保持部５２から入力した回転信号の振幅のボトム値と、から回転信号の振幅の中点を演算する回路部である。中点演算部５３は演算により取得した回転信号の振幅の中点を自己補正制御部７０及びノイズ判定部６０に出力する。また、中点演算部５３は回転信号の振幅のピーク値及びボトム値をノイズ判定部６０に出力する。   The midpoint calculation unit 53 calculates the amplitude of the rotation signal from the peak value of the amplitude of the rotation signal input from the peak value detection holding unit 51 and the bottom value of the amplitude of the rotation signal input from the bottom value detection holding unit 52. A circuit unit for calculating points. The midpoint calculation unit 53 outputs the midpoint of the amplitude of the rotation signal acquired by the calculation to the self-correction control unit 70 and the noise determination unit 60. Further, the midpoint calculation unit 53 outputs the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal to the noise determination unit 60.

ノイズ判定部６０は、回転信号の振幅に対して閾値を設定する閾値設定機能、回転信号を２値化する２値化機能、及び、回転信号として入力された信号がノイズであるか否かを判定するノイズ判定機能を有する回路部である。ノイズ判定部６０は、増幅部４０から回転信号を入力すると共に、ピーク値・ボトム値検出部５０から回転信号の振幅のピーク値とボトム値、さらに回転信号の振幅の中点をそれぞれ入力し、上記各機能を実行する。   The noise determination unit 60 has a threshold setting function for setting a threshold for the amplitude of the rotation signal, a binarization function for binarizing the rotation signal, and whether or not the signal input as the rotation signal is noise. It is a circuit unit having a noise determination function for determination. The noise determination unit 60 inputs the rotation signal from the amplification unit 40, and also inputs the peak value and bottom value of the rotation signal amplitude from the peak value / bottom value detection unit 50, and further the midpoint of the rotation signal amplitude, Perform each of the above functions.

閾値設定機能は、回転信号の振幅のピーク値よりも小さいピーク値側閾値と、ピーク値側閾値よりも小さくボトム値よりも大きいボトム値側閾値と、をそれぞれ設定する機能である。これにより、例えば図３に示されるように、波形信号である回転信号の振幅に対してピーク値側閾値及びボトム値側閾値が設定される。回転信号の振幅のピーク値とボトム値との幅を１００％とすると、ピーク値側閾値とボトム値側閾値との振動判定閾値幅は例えば４０％程度である。振動判定閾値幅は回転体の振動振幅閾値以上に設定されている。   The threshold value setting function is a function for setting a peak value side threshold value smaller than the peak value of the amplitude of the rotation signal and a bottom value side threshold value smaller than the peak value side threshold value and larger than the bottom value. Thus, for example, as shown in FIG. 3, the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value are set with respect to the amplitude of the rotation signal that is a waveform signal. When the width between the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal is 100%, the vibration determination threshold width between the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value is about 40%, for example. The vibration determination threshold width is set to be equal to or larger than the vibration amplitude threshold of the rotating body.

２値化機能は、回転信号がピーク値側閾値と中点を超えたか否かを示すピーク値側信号と、回転信号がボトム値側閾値と中点を超えたか否かを示すボトム値側信号と、をそれぞれ生成する。そして、ピーク値側信号とボトム値側信号とを合成することで、回転信号を２値化する機能である。この２値化機能を実現するため、図４に示されるように、ノイズ判定部６０は、４つの抵抗６１ａ〜６１ｄ、４つのｎ型のＭＯＳトランジスタ６２ａ〜６２ｄ、２つのオペアンプ６３ａ、６３ｂ、２つのＮＯＴ回路６４ａ、６４ｂ、及びフリップフロップ６５を有して構成されている。   The binarization function includes a peak value side signal indicating whether or not the rotation signal exceeds the peak value side threshold value and the midpoint, and a bottom value side signal indicating whether or not the rotation signal exceeds the bottom value side threshold value and the midpoint. And generate respectively. The rotation signal is binarized by combining the peak value side signal and the bottom value side signal. In order to realize this binarization function, as shown in FIG. 4, the noise determination unit 60 includes four resistors 61a to 61d, four n-type MOS transistors 62a to 62d, two operational amplifiers 63a, 63b, The circuit includes two NOT circuits 64a and 64b and a flip-flop 65.

４つの抵抗６１ａ〜６１ｄはそれぞれ同じ抵抗値Ｒであり、直列接続されている。また、直列接続の一端すなわち抵抗６１ａに回転信号の振幅のピーク値に対応した電圧が印加され、直列接続の他端すなわち抵抗６１ｄに回転信号の振幅のボトム値に対応した電圧が印加される。   The four resistors 61a to 61d have the same resistance value R, and are connected in series. In addition, a voltage corresponding to the peak value of the amplitude of the rotation signal is applied to one end of the series connection, that is, the resistor 61a, and a voltage corresponding to the bottom value of the amplitude of the rotation signal is applied to the other end of the series connection, that is, the resistor 61d.

４つのｎ型のＭＯＳトランジスタ６２ａ〜６２ｄのうち、ＭＯＳトランジスタ６２ａのドレインが抵抗６１ａと抵抗６１ｂとの接続点に接続されている。当該接続点の電圧Ｖｕがピーク値側閾値に対応する。ＭＯＳトランジスタ６２ａのソースはオペアンプ６３ａの反転入力端子に接続されている。オペアンプ６３ａの出力端子にはＮＯＴ回路６４ａが接続され、このＮＯＴ回路６４ａ及びＭＯＳトランジスタ６２ａのゲートがフリップフロップ６５のリセット端子に接続されている。   Of the four n-type MOS transistors 62a to 62d, the drain of the MOS transistor 62a is connected to the connection point between the resistor 61a and the resistor 61b. The voltage Vu at the connection point corresponds to the peak value side threshold value. The source of the MOS transistor 62a is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 63a. The NOT circuit 64a is connected to the output terminal of the operational amplifier 63a, and the NOT circuit 64a and the gate of the MOS transistor 62a are connected to the reset terminal of the flip-flop 65.

また、ＭＯＳトランジスタ６２ｂ、６２ｃのドレインが抵抗６１ｂと抵抗６１ｃとの接続点に接続されている。当該接続点の電圧Ｖｒｅｆが中点の電圧に対応する。ＭＯＳトランジスタ６２ｂのソースはＭＯＳトランジスタ６２ａのソースに接続され、ＭＯＳトランジスタ６２ｂのゲートはオペアンプ６３ａの出力端子に接続されている。一方、ＭＯＳトランジスタ６２ｃのソースはＭＯＳトランジスタ６２ｄのソースに接続され、ＭＯＳトランジスタ６２ｃのゲートはＮＯＴ回路６４ｂを介してオペアンプ６３ｂの出力端子に接続されている。   The drains of the MOS transistors 62b and 62c are connected to the connection point between the resistor 61b and the resistor 61c. The voltage Vref at the connection point corresponds to the voltage at the middle point. The source of the MOS transistor 62b is connected to the source of the MOS transistor 62a, and the gate of the MOS transistor 62b is connected to the output terminal of the operational amplifier 63a. On the other hand, the source of the MOS transistor 62c is connected to the source of the MOS transistor 62d, and the gate of the MOS transistor 62c is connected to the output terminal of the operational amplifier 63b via the NOT circuit 64b.

さらに、ＭＯＳトランジスタ６２ｄのドレインが抵抗６１ｃと抵抗６１ｄとの接続点に接続されている。当該接続点の電圧Ｖｄがボトム値側閾値の電圧に対応する。ＭＯＳトランジスタ６２ｄのソースはオペアンプ６３ｂの反転入力端子に接続され、ゲートはオペアンプ６３ｂの出力端子及びフリップフロップ６５のセット端子に接続されている。そして、各オペアンプ６３ａ、６３ｂの非反転入力端子には回転信号（Ｖｉｎ）が入力される。   Further, the drain of the MOS transistor 62d is connected to a connection point between the resistor 61c and the resistor 61d. The voltage Vd at the connection point corresponds to the threshold value side threshold voltage. The source of the MOS transistor 62d is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 63b, and the gate is connected to the output terminal of the operational amplifier 63b and the set terminal of the flip-flop 65. A rotation signal (Vin) is input to the non-inverting input terminals of the operational amplifiers 63a and 63b.

ノイズ判定機能は、回転信号の振幅がピーク値側閾値及びボトム値側閾値のうちのいずれか一方または両方を超えない場合、回転信号はノイズであると判定し、当該回転信号の出力を停止する機能である。   The noise determination function determines that the rotation signal is noise when the amplitude of the rotation signal does not exceed one or both of the peak value side threshold and the bottom value side threshold, and stops outputting the rotation signal. It is a function.

自己補正制御部７０は、クロック７１（ＣＬＫ）から供給される一定の周波数信号に基づいて動作すると共に、増幅部４０、ピーク値・ボトム値検出部５０、及びノイズ判定部６０が所定のシーケンスで動作するように制御する回路部である。また、自己補正制御部７０は、中点演算部５３から入力した中点の情報を増幅部４０のオフセット部４２に出力する。これにより、オフセット部４２は回転信号の振幅のオフセット量を算出することが可能となる。   The self-correction control unit 70 operates based on a constant frequency signal supplied from the clock 71 (CLK), and the amplification unit 40, peak / bottom value detection unit 50, and noise determination unit 60 are in a predetermined sequence. It is a circuit part which controls to operate | move. In addition, the self-correction control unit 70 outputs the midpoint information input from the midpoint calculation unit 53 to the offset unit 42 of the amplification unit 40. Thereby, the offset unit 42 can calculate the offset amount of the amplitude of the rotation signal.

出力トランジスタ７２及び抵抗７３は、ノイズ判定部６０により２値化された回転信号をエンジンＥＣＵに出力するための出力回路を構成している。出力トランジスタ７２は例えばオープンコレクタの出力形式により信号を出力する。以上が、本実施形態に係る回転センサの全体構成である。   The output transistor 72 and the resistor 73 constitute an output circuit for outputting the rotation signal binarized by the noise determination unit 60 to the engine ECU. The output transistor 72 outputs a signal, for example, in an open collector output format. The above is the overall configuration of the rotation sensor according to the present embodiment.

次に、回転センサの作動について説明する。回転体が正常に回転している場合、図５に示されるように、時点１０までは回転信号の振幅はピーク値側閾値を上回ると共に、ボトム値側閾値を下回る。つまり、回転信号の振幅はピーク値側閾値及びボトム値側閾値の両方を超える。この場合、ノイズ判定部６０は取得した回転信号は回転体の回転によるものであると判定し、２値化した回転信号を出力端子７７を介してエンジンＥＣＵに出力する。   Next, the operation of the rotation sensor will be described. When the rotating body rotates normally, as shown in FIG. 5, the amplitude of the rotation signal exceeds the peak value side threshold and falls below the bottom value side threshold until time 10. That is, the amplitude of the rotation signal exceeds both the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value. In this case, the noise determination unit 60 determines that the acquired rotation signal is due to the rotation of the rotating body, and outputs the binarized rotation signal to the engine ECU via the output terminal 77.

具体的には、図６に示されるように、時点Ｔ２０では、回転信号の振幅が中点と同じになっている。また、この時点では、図４に示されるＭＯＳトランジスタ６２ａがオン、ＭＯＳトランジスタ６２ｂがオフしている。したがって、図６に示されるように、オペアンプ６３ａは回転信号の振幅がピーク値側閾値（Ｖｕ）を上回るとＨｉの信号を出力するが、時点Ｔ２０では回転信号の振幅がピーク値側閾値（Ｖｕ）よりも小さいのでオペアンプ６３ａの出力（ＶAO）はＬｏの信号である。 Specifically, as shown in FIG. 6, at the time point T20, the amplitude of the rotation signal is the same as the midpoint. At this time, the MOS transistor 62a shown in FIG. 4 is on and the MOS transistor 62b is off. Therefore, as shown in FIG. 6, the operational amplifier 63a outputs a Hi signal when the amplitude of the rotation signal exceeds the peak value side threshold value (Vu). However, at time T20, the amplitude of the rotation signal has a peak value side threshold value (Vu). The output (V AO ) of the operational amplifier 63a is a Lo signal.

一方、ＭＯＳトランジスタ６２ｃがオフし、ＭＯＳトランジスタ６２ｄがオンしているので、オペアンプ６３ｂは回転信号の振幅がボトム値側閾値（Ｖｄ）を上回ったらＨｉの信号を出力する。したがって、時点Ｔ２０では回転信号の振幅がボトム値側閾値（Ｖｄ）よりも大きいので、オペアンプ６３ｂはＨｉの信号を出力する。また、当該Ｈｉの信号がフリップフロップ６５のセット端子に入力されるので、フリップフロップ６５の出力（ＶOUT）はＨｉとなる。Ｈｉの信号は例えば電圧ＶCCである。すなわち、ノイズ判定部６０は２値化された回転信号としてＨｉの信号を出力する。フリップフロップ６５はリセット端子にＨｉの信号が入力されるまで、セット端子に入力されたＨｉの信号を出力し続ける。 On the other hand, since the MOS transistor 62c is turned off and the MOS transistor 62d is turned on, the operational amplifier 63b outputs a Hi signal when the amplitude of the rotation signal exceeds the bottom threshold (Vd). Therefore, since the amplitude of the rotation signal is larger than the bottom value side threshold value (Vd) at time T20, the operational amplifier 63b outputs a Hi signal. Further, since the Hi signal is input to the set terminal of the flip-flop 65, the output (V OUT ) of the flip-flop 65 becomes Hi. The Hi signal is, for example, the voltage V CC . That is, the noise determination unit 60 outputs a Hi signal as a binarized rotation signal. The flip-flop 65 continues to output the Hi signal input to the set terminal until the Hi signal is input to the reset terminal.

続いて、時点Ｔ２１で回転信号の振幅がピーク値側閾値（Ｖｕ）を上回るとオペアンプ６３ａの出力（ＶAO）がＨｉになるので、ＭＯＳトランジスタ６２ａがオフし、ＭＯＳトランジスタ６２ｂがオンする。これにより、オペアンプ６３ａの閾値が中点（Ｖｒｅｆ）となる。したがって、オペアンプ６３ａは回転信号の振幅が中点（Ｖｒｅｆ）よりも大きい場合はＨｉの信号を出力し続ける。 Subsequently, when the amplitude of the rotation signal exceeds the peak value side threshold value (Vu) at time T21, the output (V AO ) of the operational amplifier 63a becomes Hi, so that the MOS transistor 62a is turned off and the MOS transistor 62b is turned on. As a result, the threshold value of the operational amplifier 63a becomes the middle point (Vref). Therefore, the operational amplifier 63a continues to output the Hi signal when the amplitude of the rotation signal is larger than the midpoint (Vref).

そして、時点Ｔ２２において回転信号の振幅が中点（Ｖｒｅｆ）を下回ると、オペアンプ６３ａの出力（ＶAO）はＬｏになるので、ＮＯＴ回路６４ａの出力（ＶA）はＨｉになり、フリップフロップ６５のリセット端子にＨｉの信号が入力される。これにより、フリップフロップ６５の出力（ＶOUT）はＬｏの信号となる。 When the amplitude of the rotation signal falls below the midpoint (Vref) at time T22, the output (V AO ) of the operational amplifier 63a becomes Lo, so the output (V A ) of the NOT circuit 64a becomes Hi, and the flip-flop 65 A Hi signal is input to the reset terminal. As a result, the output (V OUT ) of the flip-flop 65 becomes a Lo signal.

また、ＭＯＳトランジスタ６２ａがオンし、ＭＯＳトランジスタ６２ｂがオフする。これにより、オペアンプ６３ａの閾値がピーク値側閾値（Ｖｕ）となる。このように、ＭＯＳトランジスタ６２ａ、６２ｂ、オペアンプ６３ａ、及びＮＯＴ回路６４ａによって閾値にピーク値側閾値（Ｖｕ）と中点（Ｖｒｅｆ）との間のヒステリシスすなわち不感帯を持たせることができる。   Further, the MOS transistor 62a is turned on and the MOS transistor 62b is turned off. Thereby, the threshold value of the operational amplifier 63a becomes the peak value side threshold value (Vu). Thus, the MOS transistors 62a and 62b, the operational amplifier 63a, and the NOT circuit 64a can provide the threshold with hysteresis, ie, a dead zone between the peak value side threshold value (Vu) and the midpoint (Vref).

この後、時点Ｔ２３では、回転信号の振幅がボトム値側閾値（Ｖｄ）を下回る。このため、オペアンプ６３ｂの出力（ＶBO）がＬｏとなり、ＭＯＳトランジスタ６２ｃがオンし、ＭＯＳトランジスタ６２ｄがオフする。これにより、オペアンプ６３ｂの閾値が中点（Ｖｒｅｆ）となる。また、フリップフロップ６５のセット端子にＬｏの信号が入力される。フリップフロップ６５の出力（ＶOUT）は、Ｌｏの信号が維持されている。 Thereafter, at time T23, the amplitude of the rotation signal falls below the bottom value side threshold value (Vd). Therefore, the output (V BO ) of the operational amplifier 63b becomes Lo, the MOS transistor 62c is turned on, and the MOS transistor 62d is turned off. As a result, the threshold value of the operational amplifier 63b becomes the midpoint (Vref). Further, the Lo signal is input to the set terminal of the flip-flop 65. The Lo signal is maintained at the output (V OUT ) of the flip-flop 65.

続いて、時点Ｔ２４では、時点Ｔ２０と同じ動作となる。具体的には、回転信号の振幅が中点（Ｖｒｅｆ）を上回るので、オペアンプ６３ｂの出力（ＶBO）がＨｉとなり、フリップフロップ６５の出力（ＶOUT）もＨｉの信号となる。 Subsequently, at time T24, the same operation as at time T20 is performed. Specifically, since the amplitude of the rotation signal exceeds the middle point (Vref), the output (V BO ) of the operational amplifier 63b becomes Hi, and the output (V OUT ) of the flip-flop 65 also becomes a Hi signal.

また、ＭＯＳトランジスタ６２ｃがオフとなり、ＭＯＳトランジスタ６２ｄがオンする。これにより、オペアンプ６３ｂの閾値がボトム値側閾値（Ｖｄ）になる。このように、ＭＯＳトランジスタ６２ｃ、６２ｄ、オペアンプ６３ｂ、及びＮＯＴ回路６４ｂによって閾値に中点（Ｖｒｅｆ）とボトム値側閾値（Ｖｄ）との間のヒステリシス（不感帯）を持たせることができる。   Further, the MOS transistor 62c is turned off and the MOS transistor 62d is turned on. As a result, the threshold value of the operational amplifier 63b becomes the bottom value side threshold value (Vd). As described above, the MOS transistors 62c and 62d, the operational amplifier 63b, and the NOT circuit 64b can provide the threshold with hysteresis (dead band) between the middle point (Vref) and the bottom value side threshold (Vd).

以上の動作により、フリップフロップ６５は回転信号の振幅が中点（Ｖｒｅｆ）を上回る期間にＨｉの信号を出力し、フリップフロップ６５は回転信号の振幅が中点（Ｖｒｅｆ）を下回る期間にＬｏの信号を出力する。したがって、ノイズ判定部６０から２値化された回転信号が出力される。   With the above operation, the flip-flop 65 outputs a Hi signal during a period when the amplitude of the rotation signal exceeds the middle point (Vref), and the flip-flop 65 outputs a Lo signal during a period when the amplitude of the rotation signal falls below the middle point (Vref). Output a signal. Therefore, the binarized rotation signal is output from the noise determination unit 60.

この後の時点Ｔ２５での動作は時点Ｔ２１での動作と同じであり、時点Ｔ２６での動作は時点Ｔ２２での動作と同じである。回転体が回転し続けることにより、ノイズ判定部６０では上記の動作が繰り返される。   The subsequent operation at time T25 is the same as the operation at time T21, and the operation at time T26 is the same as the operation at time T22. As the rotating body continues to rotate, the noise determination unit 60 repeats the above operation.

そして、回転体の回転が停止する。すなわち、図５において、時点１０を過ぎて回転体の回転が停止すると、通常、回転信号の振幅は無くなる。しかしながら、回転体に発生する振動等を検出部２０が検出することにより、時点１０を過ぎても検出部２０が回転信号を出力する場合もある。この回転信号は、回転体の回転位置を示すものではなく、回転体に発生する振動等を表している。   Then, the rotation of the rotating body stops. That is, in FIG. 5, when the rotation of the rotating body stops after the time point 10, the amplitude of the rotation signal usually disappears. However, the detection unit 20 may output a rotation signal even after the time point 10 because the detection unit 20 detects vibration or the like generated in the rotating body. This rotation signal does not indicate the rotation position of the rotating body, but represents vibrations generated in the rotating body.

このような場合、図５に示されるように、回転信号の振幅はピーク値側閾値を上回るが、ボトム値側閾値を下回らない。すなわち、回転信号の振幅は両方の閾値とクロスしない。したがって、ノイズ判定部６０は、時点Ｔ１０後に取得した回転信号は、回転体の回転によるものではなく、回転体の振動すなわちノイズであると判定する。また、ノイズ判定部６０は回転信号を２値化しないので、回転信号の出力を停止することになる。   In such a case, as shown in FIG. 5, the amplitude of the rotation signal exceeds the peak value side threshold but does not fall below the bottom value side threshold. That is, the amplitude of the rotation signal does not cross both threshold values. Therefore, the noise determination unit 60 determines that the rotation signal acquired after time T10 is not due to the rotation of the rotating body, but is vibration of the rotating body, that is, noise. Further, since the noise determination unit 60 does not binarize the rotation signal, the output of the rotation signal is stopped.

なお、上記では、時点Ｔ１０後の回転信号の振幅がボトム値側閾値を下回らない場合について説明した。もちろん、ボトム値側閾値を下回るがピーク値側閾値を上回らない場合や、ピーク値側閾値とボトム値側閾値の両方を超えない場合についても、ノイズ判定部６０はノイズであると判定する。   In the above description, the case where the amplitude of the rotation signal after time T10 does not fall below the bottom value side threshold has been described. Of course, the noise determination unit 60 also determines that the noise is lower than the bottom value side threshold value but does not exceed the peak value side threshold value, or when both the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value are not exceeded.

ここで、出力を停止するのは２値化信号であり、２値化信号ではない信号を出力端子７７から出力することとなる。例えば、図４に示されるノイズ判定部６０において、フリップフロップ６５の出力（ＶOUT）が例えばＨｉに固定されたり、あるいはＬｏに固定されたりする。 Here, the output is stopped for the binarized signal, and a signal that is not the binarized signal is output from the output terminal 77. For example, in the noise determination unit 60 shown in FIG. 4, the output (V OUT ) of the flip-flop 65 is fixed to Hi or fixed to Lo, for example.

以上説明したように、本実施形態では、ノイズ判定部６０におけるノイズ判定のための閾値について、ピーク値側閾値とボトム値側閾値との差である閾値ヒステリシスを持たせているので、回転信号の振幅に対する不感帯を設けることができる。このため、回転体が停止中に生ずる振動にて発生する磁気ノイズと正常の回転信号とを回転センサ１０自身が区別・判定することができる。したがって、１つの検出部２０によって検出された回転信号の振幅からノイズ判定を行うことができる。   As described above, in the present embodiment, the threshold for noise determination in the noise determination unit 60 is provided with threshold hysteresis that is the difference between the peak value side threshold and the bottom value side threshold. A dead band for amplitude can be provided. For this reason, the rotation sensor 10 itself can distinguish and determine the magnetic noise generated by the vibration generated while the rotating body is stopped and the normal rotation signal. Therefore, noise determination can be performed from the amplitude of the rotation signal detected by one detection unit 20.

特に、本実施形態では、回転体の回転位置を正確に知ることができる。また、回転体がギヤの場合はギヤの位置と速度の両方をエンジンＥＣＵに正確に把握させることができる。近年のトランスミッション用途の回転センサ１０には、多種多様のギヤ検出が可能であることが求められており、ギヤ適合性やギヤに対するセンサの搭載向きや方向が自由にできる搭載フリーの要望を満足することができる。   In particular, in the present embodiment, the rotational position of the rotating body can be accurately known. Further, when the rotating body is a gear, the engine ECU can accurately grasp both the position and speed of the gear. The recent rotation sensor 10 for use in transmissions is required to be able to detect a wide variety of gears, and satisfies the requirements for mounting free, which can freely adapt the gear and the mounting direction and direction of the sensor with respect to the gear. be able to.

さらに、本実施形態では検出部２０として磁気抵抗素子が用いられている。このように、信号の振幅が小さい磁気抵抗素子が用いられた構成においても、１つの検出部２０で検出された回転信号の振幅からノイズ判定を行うことができる。   Furthermore, in this embodiment, a magnetoresistive element is used as the detection unit 20. As described above, even in a configuration in which a magnetoresistive element having a small signal amplitude is used, noise determination can be performed from the amplitude of the rotation signal detected by one detection unit 20.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ピーク値検知保持部５１及びボトム値検知保持部５２が特許請求の範囲の「信号保持手段」に対応する。また、フリップフロップ６５が特許請求の範囲の「２値化手段」に対応する。   As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the peak value detection holding unit 51 and the bottom value detection holding unit 52 correspond to “signal holding means” of the claims. The flip-flop 65 corresponds to “binarization means” in the claims.

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された回転センサ１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、回転センサ１０において、検出部２０は回転体の回転速度に応じた回転信号を出力するように構成されていても良い。これによると、回転体がギヤの場合、高精度の制御が不要になり、回路ＩＣの小型化、低コスト化が可能になる。 (Other embodiments)
The configuration of the rotation sensor 10 shown in each of the above embodiments is an example, and is not limited to the configuration shown above, and may be another configuration that can realize the present invention. For example, in the rotation sensor 10, the detection unit 20 may be configured to output a rotation signal corresponding to the rotation speed of the rotating body. According to this, when the rotating body is a gear, high-precision control is unnecessary, and the circuit IC can be reduced in size and cost.

また、測定対象の回転体はギヤに限らず、もちろん車両用に限られない。また、検出部２０は、回転体の外周部ではなく、側面に対向するように配置されていても良い。この場合、側面に回転体の回転を示すマークが設けられていれば良い。   Moreover, the rotating body to be measured is not limited to gears and, of course, is not limited to vehicles. Moreover, the detection part 20 may be arrange | positioned so that it may oppose not the outer peripheral part of a rotary body but a side surface. In this case, the mark which shows rotation of a rotary body should just be provided in the side surface.

上記実施形態では増幅部４０が設けられているが、これは構成の一例であり、増幅部４０は設けられていなくても良い。したがって、ピーク値・ボトム値検出部５０が検出部２０から回転信号を入力すると共に、回転信号の振幅のピーク値及びボトム値を検出するように構成されていても良い。   Although the amplification unit 40 is provided in the above embodiment, this is an example of the configuration, and the amplification unit 40 may not be provided. Therefore, the peak value / bottom value detection unit 50 may be configured to receive the rotation signal from the detection unit 20 and to detect the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal.

また、処理回路部３０は、回転信号の振幅の最大値と最小値を検出するだけでなく、回転信号の振幅がピーク値やボトム値以外のときは、極低速でピークボトム保持値を中心値に向けて変化させていっても良い。この方式にすることで、回転信号の温特変化に対応することができ、幅広い温度でのノイズ判定をすることが可能となる。   Further, the processing circuit unit 30 not only detects the maximum and minimum values of the amplitude of the rotation signal, but also when the amplitude of the rotation signal is other than the peak value or the bottom value, the peak bottom holding value is the central value at a very low speed. It may be changed toward By adopting this method, it is possible to cope with changes in the temperature characteristics of the rotation signal, and it is possible to perform noise determination over a wide range of temperatures.

２０ 検出部
５０ ピーク値・ボトム値検出部
５１ ピーク値検知保持部（信号保持手段）
５２ ボトム値検知保持部（信号保持手段）
５３ 中点演算部
６０ ノイズ判定部
６５ フリップフロップ（２値化手段） 20 detection unit 50 peak value / bottom value detection unit 51 peak value detection holding unit (signal holding unit)
52 Bottom value detection holding unit (signal holding means)
53 Midpoint operation part 60 Noise judgment part 65 Flip-flop (binarization means)

Claims (4)

回転体に対向するように配置され、前記回転体の回転位置に応じた回転信号を出力する検出部（２０）と、
前記検出部（２０）から前記回転信号を入力すると共に、前記回転信号の振幅のピーク値及びボトム値を検出するピーク値・ボトム値検出部（５０）と、
前記ピーク値・ボトム値検出部（５０）から前記回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれ入力し、前記ピーク値よりも小さいピーク値側閾値と、前記ピーク値側閾値よりも小さく前記ボトム値よりも大きいボトム値側閾値と、をそれぞれ設定するノイズ判定部（６０）と、
を備え、
前記ピーク値・ボトム値検出部（５０）は、前記回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれデジタル信号として保持すると共に、当該デジタル信号を前記ノイズ判定部（６０）に出力する信号保持手段（５１、５２）を有し、
前記ノイズ判定部（６０）は、前記検出部（２０）から前記回転信号を入力し、前記回転信号の振幅が前記ピーク値側閾値及びボトム値側閾値のうちのいずれか一方または両方を超えない場合、前記回転信号はノイズであると判定し、当該回転信号の出力を停止することを特徴とする回転センサ。 A detector (20) arranged to face the rotating body and outputting a rotation signal corresponding to the rotational position of the rotating body;
While inputting the rotation signal from the detection unit (20), the peak value / bottom value detection unit (50) for detecting the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal,
The peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal are respectively input from the peak value / bottom value detection unit (50), and the peak value side threshold value smaller than the peak value and the bottom value smaller than the peak value side threshold value. A noise determination unit (60) for setting a bottom value side threshold value larger than the value,
With
The peak value / bottom value detection unit (50) holds the peak value and bottom value of the amplitude of the rotation signal as digital signals, and outputs the digital signal to the noise determination unit (60). (51, 52)
The noise determination unit (60) receives the rotation signal from the detection unit (20), and the amplitude of the rotation signal does not exceed one or both of the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value. The rotation signal is determined to be noise, and the output of the rotation signal is stopped. 回転体に対向するように配置され、前記回転体の回転速度に応じた回転信号を出力する検出部（２０）と、
前記検出部（２０）から前記回転信号を入力すると共に、前記回転信号の振幅のピーク値及びボトム値を検出するピーク値・ボトム値検出部（５０）と、
前記ピーク値・ボトム値検出部（５０）から前記回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれ入力し、前記ピーク値よりも小さいピーク値側閾値と、前記ピーク値側閾値よりも小さく前記ボトム値よりも大きいボトム値側閾値と、をそれぞれ設定するノイズ判定部（６０）と、
を備え、
前記ピーク値・ボトム値検出部（５０）は、前記回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれデジタル信号として保持すると共に、当該デジタル信号を前記ノイズ判定部（６０）に出力する信号保持手段（５１、５２）を有し、
前記ノイズ判定部（６０）は、前記検出部（２０）から前記回転信号を入力し、前記回転信号の振幅が前記ピーク値側閾値及びボトム値側閾値のうちのいずれか一方または両方を超えない場合、前記回転信号はノイズであると判定し、当該回転信号の出力を停止することを特徴とする回転センサ。 A detector (20) arranged to face the rotating body and outputting a rotation signal corresponding to the rotational speed of the rotating body;
While inputting the rotation signal from the detection unit (20), the peak value / bottom value detection unit (50) for detecting the peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal,
The peak value and the bottom value of the amplitude of the rotation signal are respectively input from the peak value / bottom value detection unit (50), and the peak value side threshold value smaller than the peak value and the bottom value smaller than the peak value side threshold value. A noise determination unit (60) for setting a bottom value side threshold value larger than the value,
With
The peak value / bottom value detection unit (50) holds the peak value and bottom value of the amplitude of the rotation signal as digital signals, and outputs the digital signal to the noise determination unit (60). (51, 52)
The noise determination unit (60) receives the rotation signal from the detection unit (20), and the amplitude of the rotation signal does not exceed one or both of the peak value side threshold value and the bottom value side threshold value. The rotation signal is determined to be noise, and the output of the rotation signal is stopped. 前記ピーク値・ボトム値検出部（５０）から前記回転信号の振幅のピーク値とボトム値をそれぞれ入力し、これらピーク値とボトム値との中点を演算する中点演算部（５３）を有しており、
前記ノイズ判定部（６０）は、前記中点演算部（５３）から前記中点を入力し、前記回転信号が前記ピーク値側閾値と前記中点を超えたか否かを示すピーク値側信号と、前記回転信号が前記ボトム値側閾値と前記中点を超えたか否かを示すボトム値側信号と、をそれぞれ生成し、前記ピーク値側信号と前記ボトム値側信号とを合成することで、前記回転信号を２値化する２値化手段（６５）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の回転センサ。 A midpoint calculation unit (53) for inputting the peak value and bottom value of the amplitude of the rotation signal from the peak value / bottom value detection unit (50) and calculating the midpoint between the peak value and the bottom value is provided. And
The noise determination unit (60) receives the midpoint from the midpoint calculation unit (53), and a peak value side signal indicating whether the rotation signal exceeds the peak value side threshold and the midpoint. Generating a bottom value side signal indicating whether or not the rotation signal exceeds the bottom value side threshold and the midpoint, and combining the peak value side signal and the bottom value side signal, The rotation sensor according to claim 1 or 2 , further comprising binarization means (65) for binarizing the rotation signal. 前記検出部（２０）は、磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転センサ。 The rotation sensor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the detection unit (20) is a magnetoresistive element.
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