JP6331853B2 - Sensor device - Google Patents
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Description
本発明は、磁気センサ、および、磁気センサから出力されるセンサ信号を処理する処理部を有するセンサ装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic sensor and a sensor device having a processing unit that processes a sensor signal output from the magnetic sensor.
特許文献1に示されるように、回転体の回転に追従して周期的に変化するセンサ電圧を処理する処理回路が知られている。この処理回路は、オフセット電圧と増幅率が調整可能な増幅回路と、増幅回路の出力電圧を保存する極値保存回路と、増幅回路に対してオフセット電圧と増幅率の調整信号を出力する調整回路と、を備えている。極値保存回路は増幅回路の出力電圧の極大値と極小値を保存し、調整回路は増幅回路の出力電圧と極値保存回路が保存している極大値または極小値に基づいて、増幅回路に対してオフセット電圧と増幅率の調整信号を出力する。また調整回路は、極値保存回路に対してその極値保存回路が保存している極値を補正する信号を出力する。 As shown in Patent Document 1, there is known a processing circuit that processes a sensor voltage that periodically changes following the rotation of a rotating body. This processing circuit includes an amplifier circuit capable of adjusting an offset voltage and an amplification factor, an extreme value storage circuit that stores an output voltage of the amplifier circuit, and an adjustment circuit that outputs an adjustment signal of the offset voltage and the amplification factor to the amplifier circuit. And. The extreme value storage circuit stores the maximum value and the minimum value of the output voltage of the amplification circuit, and the adjustment circuit stores the maximum value or the minimum value stored in the amplification circuit based on the output voltage of the amplification circuit and the extreme value storage circuit. In contrast, an offset voltage and gain adjustment signal is output. The adjustment circuit outputs a signal for correcting the extreme value stored in the extreme value storage circuit to the extreme value storage circuit.
上記したように特許文献1に示される処理回路では、極値保存回路に保存されている極値を補正することで、オフセット電圧と増幅率が調整される。この構成の場合、ノイズなどによって極値保存回路に記憶されている極値が消失すると、再びオフセット電圧と増幅率を調整するのに適した極値(データ)を算出しなくてはならなくなる。 As described above, in the processing circuit disclosed in Patent Document 1, the offset voltage and the amplification factor are adjusted by correcting the extreme value stored in the extreme value storage circuit. In the case of this configuration, if the extreme value stored in the extreme value storage circuit disappears due to noise or the like, the extreme value (data) suitable for adjusting the offset voltage and the amplification factor must be calculated again.
そこで本発明は上記問題点に鑑み、データの損失が抑制されたセンサ装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a sensor device in which data loss is suppressed.
上記した目的を達成するための第1発明は、回転体の回転によって透過方向が周期的に変動する磁束を検出して、磁束の周期に応じて三角波のように変化するセンサ信号を出力する磁気センサ(10)と、センサ信号を処理する処理部(30)と、処理部にて処理されたデータを記憶する記憶部(50)と、処理部に第1電圧を印加する第1電源部(71)と、記憶部に第2電圧を印加する第2電源部(72)と、を有し、記憶部は印加電圧の消失によって保持したデータが消失する揮発性メモリから成り、第1電源部と第2電源部それぞれには共通して共通電源(73)が接続され、共通電源から共通電圧が出力されており、第1電源部は、共通電圧に基づいて第1電圧を生成する第1生成回路(81)を有し、第2電源部は、共通電圧に基づいて第2電圧を生成する第2生成回路(82)、および、共通電源にノイズが印加され、第2生成回路の動作が不定となった際に、記憶部に第2電圧を印加する電圧保持部(83)を有し、処理部は、センサ信号を増幅する増幅部(31)と、増幅部の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する変換部(33)と、変換部から出力される増幅部の出力信号に基づいて、センサ信号のピーク値とボトム値に基づいてセンサ信号の振幅と中心値を算出する算出部(32)と、を有し、増幅部はアンプ(36)と、アンプのゲインを調整するためのゲイン調整部(37)と、アンプのオフセット電圧を調整するためのオフセット調整部(38)と、を有し、算出部は振幅と中心値とから増幅部から出力されるセンサ信号の振幅と中心値とが所定の値と成るようにゲイン調整部とオフセット調整部を調整するための調整値を算出し、算出した調整値に基づいてアンプのゲインとオフセット電圧とを定められており、調整値は記憶部に記憶されるデータに含まれ、処理部は巡回冗長検査を行うためのチェック部(35)を有し、チェック部はピーク値、ボトム値、および、調整値に基づいて巡回冗長検査を行うためのCRC値を算出し、データとして、ピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値の全てが揃った時点で、記憶部にピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値を同時に記憶させることを特徴とする。 The first invention for achieving the above-described object is to detect a magnetic flux whose transmission direction periodically changes due to rotation of a rotating body, and to output a sensor signal that changes like a triangular wave according to the period of the magnetic flux. a sensor (10), processing unit for processing the sensor signal (30), a storage unit for storing the processed data in the processing unit (50), the first power supply unit for applying a first voltage to the processing unit (71) and a second power supply unit (72) for applying a second voltage to the storage unit, and the storage unit is composed of a volatile memory in which data retained by the disappearance of the applied voltage is lost. The common power supply (73) is connected to each of the first power supply unit and the second power supply unit, and a common voltage is output from the common power supply. The first power supply unit generates a first voltage based on the common voltage. 1 generation circuit (81), the second power supply unit is connected to the common voltage Therefore, when the noise is applied to the second generation circuit (82) that generates the second voltage and the common power supply, and the operation of the second generation circuit becomes unstable, the voltage that applies the second voltage to the storage unit The processing unit includes a holding unit (83) , an amplification unit (31) that amplifies the sensor signal, a conversion unit (33) that converts an output signal of the amplification unit from an analog signal to a digital signal, and an output from the conversion unit A calculation unit (32) that calculates the amplitude and center value of the sensor signal based on the peak value and the bottom value of the sensor signal based on the output signal of the amplification unit, and the amplification unit is an amplifier (36) A gain adjusting unit (37) for adjusting the gain of the amplifier, and an offset adjusting unit (38) for adjusting the offset voltage of the amplifier, and the calculating unit calculates the amplification unit from the amplitude and the center value. Amplitude and center of sensor signal output from An adjustment value for adjusting the gain adjustment unit and the offset adjustment unit is calculated so that and become a predetermined value, and the gain and offset voltage of the amplifier are determined based on the calculated adjustment value. The processing unit includes a check unit (35) for performing a cyclic redundancy check included in the data stored in the storage unit, and the check unit performs a cyclic redundancy check based on the peak value, the bottom value, and the adjustment value. The CRC value to be calculated is calculated, and when the peak value, bottom value, adjustment value, and CRC value are all prepared as data, the peak value, bottom value, adjustment value, and CRC value are stored in the storage unit. It is memorized at the same time .
これによれば、共通電源(73)にノイズが印加され、それによって第1生成回路(81)および第2生成回路(82)それぞれの動作が不定になったとしても、電圧保持部(83)から記憶部(50)へと第2電圧が印加される。したがって記憶部(50)に記憶されたデータがノイズによって失われることが抑制され、データを再び算出し、それを記憶部(50)に記憶させるための時間が不要と成る。 According to this, even when noise is applied to the common power source (73), and the operations of the first generation circuit (81) and the second generation circuit (82) become unstable, the voltage holding unit (83) The second voltage is applied to the storage unit (50). Therefore, loss of data stored in the storage unit (50) due to noise is suppressed, and time for calculating the data again and storing it in the storage unit (50) becomes unnecessary.
第2発明では、電圧保持部はコンデンサであり、電圧保持部の一端が第2生成回路の出力端子(77b)に接続されている。これによれば第2生成回路(82)が正常に動作している場合、電圧保持部(83)に第2電圧が印加され、これによって電圧保持部(83)が蓄電される。したがって第2生成回路(83)の動作が不定となった場合においても、第2生成回路(83)の出力端子から電圧保持部(83)によって第2電圧が出力される。 In the second invention, the voltage holding unit is a capacitor, and one end of the voltage holding unit is connected to the output terminal (77b) of the second generation circuit. According to this, when the second generation circuit (82) is operating normally, the second voltage is applied to the voltage holding unit (83), and thereby the voltage holding unit (83) is charged. Therefore, even when the operation of the second generation circuit (83) becomes unstable, the second voltage is output from the output terminal of the second generation circuit (83) by the voltage holding unit (83).
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけているが、この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。 In addition, although the elements described in the claims and the means for solving the problems are attached with parentheses, the parentheses are attached to each component described in the embodiment. This is to simply show the correspondence with the elements, and does not necessarily indicate the elements themselves described in the embodiments. The description of the reference numerals with parentheses does not unnecessarily narrow the scope of the claims.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
センサ装置100は回転体(図示略)の回転状態を検出するものである。回転体としては、例えばトランスミッションのギヤがあり、その種類としては、オートマチックトランスミッション(AT)や無段変速機(CVT)がある。ATとCVTではスピードメータの制御、CVTではプーリの回転検出とベルト位置制御にセンサ装置100の出力信号が活用される。また回転体としてはトランスミッション以外にも例えばエンジンのカムシャフトやクランクがある。回転体の回転によって、周期的に透過方向が変動する磁束がセンサ装置100を透過するが、センサ装置100はこの磁束に基づいて回転体の回転状態を検出する。この磁束はセンサ装置100から回転体、若しくは、回転体からセンサ装置100へと出力される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The
図1に示すようにセンサ装置100は、磁気センサ10と、処理部30と、記憶部50と、電源部70と、を有する。処理部30の一部、磁気センサ10、および、電源部70がアナログ回路であり、処理部30の一部と記憶部50がデジタル回路である。磁気センサ10は上記した回転体の回転によって透過方向が周期的に変動する磁束を電気信号に変換し、処理部30が磁気センサ10から出力されるセンサ信号を二値化処理する。図3に示すようにセンサ信号は磁束の周期に応じて三角波のように変化しており、センサ信号の電圧レベルが破線で示す閾値よりも高い場合にHiレベル、低い場合にLoレベルになるようにセンサ信号は二値化処理される。
As shown in FIG. 1, the
上記したように回転体としては様々なものがあるので、センサ装置100を透過する磁束の強さも様々に変化する。そのために磁気センサ10から出力されるセンサ信号の電圧レベルも様々に変化する。しかしながら処理部30において電気信号を処理するためには、その処理に適した電圧レベルにセンサ信号の電圧レベルを調整する必要がある。後で詳説するが、処理部30はセンサ信号を増幅する増幅部31と、増幅部31の増幅率(ゲイン)とオフセット電圧を調整する算出部32を有する。算出部32は増幅部31のゲインとオフセット電圧を調整することでセンサ信号の電圧レベルを処理に適した電圧レベルに調整するが、そのゲインとオフセット電圧を調整するための調整値が上記した記憶部50に記憶される。この調整値はセンサ装置100の駆動時に算出部32にて算出され、記憶部50に記憶される。記憶部50は揮発性メモリから構成されており、印加電圧が無くなると、記憶していたデータが消失する。したがってセンサ装置100の駆動時に記憶部50のデータが消失することを避けるため、電源部70は、磁気センサ10と処理部30に第1電圧を印加する第1電源部71と、記憶部50に第2電圧を印加する第2電源部72と、を有する。後述するように第2電源部72は、第1電源部71と比べてノイズ耐性が高まっている。
As described above, since there are various types of rotating bodies, the strength of the magnetic flux that passes through the
磁気センサ10は磁束を電気信号に変換する磁電変換機能を備えるものである。図示しないが、本実施形態に係る磁気センサ10は複数の磁気抵抗効果素子を有し、これらによって組まれたブリッジ回路を有する。上記した磁束の周期的な変動に応じて磁気抵抗効果素子の抵抗値も周期的に変動し、それに伴ってブリッジ回路の出力電圧(センサ電圧)も周期的に変動する。そのためにセンサ信号は三角波のように振る舞い、最も電圧レベルの高いピーク値と最も電圧レベルの低いボトム値とが周期的にセンサ信号に表れる。なお、磁気センサ10は磁気抵抗効果素子の代わりに、例えばホール素子を有しても良い。そしてセンサ装置100から回転体へと磁束を透過させる場合、磁気センサ10は上記したブリッジ回路を介して回転体へと磁束を透過する磁石を有してもよい。
The
処理部30はセンサ信号を二値化処理するものである。処理部30は、上記した増幅部31と算出部32の他に、AD変換部33、出力回路34、および、チェック部35を有する。増幅部31はアナログ回路であり、算出部32、チェック部35、および、出力回路34はデジタル回路である。AD変換部33によって増幅部31の出力信号がアナログ信号からデジタル信号に変換され、このデジタル信号に変換された増幅部31の出力信号が算出部32に入力される。算出部32によって増幅部31の出力信号が二値化処理され、その二値化処理されたセンサ信号が出力回路34を介して外部装置に出力される。算出部32と記憶部50とはチェック部35を介して電気的に接続されており、算出部32にて算出されたデータはチェック部35によって記憶部50に記憶され、記憶部50に記憶されたデータの読み出しがチェック部35によって行われる。そしてチェック部35によって読みだされたデータが算出部32に出力される。チェック部35については後で詳説する。
The
増幅部31はアンプ36と、アンプ36のゲインを調整するためのゲイン調整部37と、アンプ36のオフセット電圧を調整するためのオフセット調整部38と、を有する。ゲイン調整部37はラダー抵抗などの可変抵抗であり、アンプ36の入力端子と出力端子とを接続する帰還配線に設けられている。この抵抗値が算出部32によって調整される。そしてオフセット調整部38は算出部32から出力された調整電圧をデジタル信号からアナログ信号に変換するDA変換回路である。このオフセット調整部38から出力された調整電圧によってアンプ36のオフセット調整が行われる。
The amplifying
上記したように算出部32はアンプ36のゲインとオフセット電圧を調整するが、それを成すための調整値は以下に示す処理に基づいて算出される。先ず算出部32は、増幅部31とAD変換部33を介して入力されるセンサ信号に基づいて、センサ信号のピーク値とボトム値を算出する。そして算出部32は算出したピーク値とボトム値とに基づいてセンサ信号の振幅と中心値を算出する。次いで算出部32は算出した振幅と中心値とから増幅部31によって増幅されたセンサ信号の振幅と中心値とが処理に適した値と成るようにゲイン調整部37の抵抗値とオフセット調整部38に入力する調整電圧それぞれを調整するための調整値を算出する。この調整値の算出はセンサ装置100の駆動時に行われ、算出した調整値は記憶部50に記憶される。算出部32は調整値を算出した後、その調整値に基づいてアンプ36のゲインとオフセット電圧を定める。また算出部32は増幅部31とAD変換部33を介して入力されるセンサ信号に基づいて、センサ信号のピーク値とボトム値を順次求め、それを順次チェック部35に送信して記憶部50に記憶する。そして算出部32は算出したピーク値とボトム値の中点を閾値として、この閾値に基づいてAD変換部33から出力されたセンサ信号を二値化処理する。なお、センサ装置100の駆動時におけるゲインとオフセット電圧は所定値に定められている。この所定値が上記した調整値に基づいて、センサ信号の電圧レベルが算出部32での処理に適した値となるように改められる。この算出部32での処理に適した値が特許請求の範囲に記載の所定の値に相当する。
As described above, the
次にチェック部35を説明する。チェック部35は巡回冗長検査を行うものである。チェック部35には算出部32からピーク値とボトム値、および、記憶部50に記憶された調整値が入力される。チェック部35は入力されるピーク値、ボトム値、および、調整値に基づいて巡回冗長検査を行うためのCRC値を算出する。図4にデータが算出されたタイミングを電圧レベルが上がったことによって示したタイミングチャートを示す。図4に示すデータ信号は、ピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値の全てのデータが揃ったことを示す信号であり、記憶信号はピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値を記憶部50に記憶させる信号である。チェック部35はピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値の全てのデータが揃った(データ信号が立ち上がった)時点で、記憶部50に記憶信号を入力することでピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値を同時に記憶させる。時間t1において1回目の書き込みが行われ、時間t2において2回目の書き込みが行われる。なお、図4では調整値が一度算出されてから再計算されないことを示すために、一度算出された後は調整値の電圧レベルが常時上がった状態となっている。
Next, the
チェック部35は、後述する共通電源73に印加されたノイズによって自身の駆動が瞬断されて復帰した際、以下に示す巡回冗長検査を行う。すなわちチェック部35は、算出部32から出力されるピーク値、ボトム値、および、記憶部50に記憶されている調整値に基づいて新たなCRC値を算出する。そしてチェック部35はこの算出した新たなCRC値と記憶部50に記憶されているCRC値とを比較する。両者が異なる場合、チェック部35は記憶部50に記憶されている調整値にエラーが発生していると判定し、記憶部50に記憶されている調整値を破棄する。そしてチェック部35は算出部32に新たな調整値の計算を要求し、算出された新たな調整値を記憶部50に記憶する。これとは異なり両者が同一の場合、チェック部35は記憶部50に記憶されている調整値にエラーが発生していないと判定し、記憶部50に記憶されている調整値を破棄しない。以上示したように、調整値はセンサ装置100の駆動時に算出されて記憶部50に記憶されるが、ノイズの印加によって調整値にエラーが発生していない限りは再度算出されて記憶部50に記憶されない。
The
記憶部50は処理部30にて処理されたデータを記憶するものである。処理部30にて処理されたデータとしては、上記したピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値がある。記憶部50は印加電圧の消失によって保持したデータが消失する揮発性メモリから成るが、この揮発性メモリとしてはDラッチを採用することができる。記憶部50を構成する複数のDラッチの少なくとも1つのD端子に上記したピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値のいずれかがチェック部35から入力される。そしてピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値が対応するDラッチに全て入力されている時点において、全てのDラッチのG端子にチェック部35から記憶信号が同時に入力される。こうすることで、記憶部50を構成する複数のDラッチにピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値が同時に記憶される。
The
電源部70は第1電源部71と第2電源部72を有する。図1に示すように第1電源部71と第2電源部72それぞれには共通して共通電源73が接続され、共通電源73の共通電圧が第1電源部71と第2電源部72それぞれに印加される。図2に示すように電源部71,72、および、共通電源73それぞれは共通配線77を介して互いに電気的に接続されている。共通電源73は、共通配線77に接続された電源74と、基準電圧を生成する基準電圧回路75と、基準電圧回路75と電源部71,72それぞれにノイズが印加されることを抑制するノイズ抑制部76と、を有する。電源74から遠ざかるようにノイズ抑制部76と基準電圧回路75とが順に共通配線77に接続されており、ノイズ抑制部76の抵抗78を介した電源74の電圧(共通電圧)が基準電圧回路75に印加される構成となっている。基準電圧回路75はいわゆるバンドギャップ回路である。
The
ノイズ抑制部76は共通配線77に設けられた抵抗78と、共通配線77とグランドとを接続する接地配線80に設けられた3つのショットキーバリアダイオード79と、を有する。接地配線80の一端が共通配線77における抵抗78と基準電圧回路75との間に接続され、他端がグランドに接続されている。そして3つのショットキーバリアダイオード79それぞれのアノード電極がグランド側に接続され、カソード電極が共通配線77(電源74)側に接続されている。これにより、抵抗78を介してショットキーバリアダイオード79のカソード電極に共通電圧が印加されたとしても、3つのショットキーバリアダイオード79を介してグランドに向かって電流が流れない構成となっている。しかしながら例えば共通配線77における電源74と抵抗78との間にノイズが印加された場合、3つのショットキーバリアダイオードそれぞれを介してグランドにノイズが流れ、基準電圧回路75や電源部71,72にノイズが入力されることが抑制されている。
The
図2に示すように、共通電源73から遠ざかるように第1電源部71と第2電源部72が順に共通配線77に接続されており、共通配線77を介して第1電源部71と第2電源部72それぞれに共通電圧が印加される構成となっている。第1電源部71は、共通電圧に基づいて第1電圧を生成する第1生成回路81を有する。第1生成回路81は、基準電圧と共通電圧の差分値を増幅する第1アンプ84と、共通配線77と第1出力端子77aとの間に設けられ、第1アンプ84から出力される信号によって駆動状態とされる第1スイッチ85と、を有する。第1スイッチ85はnpn型トランジスタであり、そのコレクタ電極が共通配線77に接続され、そのエミッタ電極が第1出力端子77aに接続されている。第1スイッチ85がオン状態になると、共通配線77と第1出力端子77aとが第1スイッチ85を介して電気的に接続される。これにより、第1スイッチ85の抵抗によって電圧降下された共通電圧が、第1電圧として第1出力端子77aから出力される。この第1出力端子77aが処理部30や磁気センサ10と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the first
これに対して第2電源部72は、共通電圧に基づいて第2電圧を生成する第2生成回路82と、共通電源73にノイズが印加され、第2生成回路82の動作が不定となった際に、記憶部50に第2電圧を印加する電圧保持部83と、を有する。第2生成回路82は、基準電圧と共通電圧の差分値を増幅する第2アンプ86と、共通配線77と第2出力端子77bとの間に設けられ、第2アンプ86から出力される信号によって駆動状態とされる第2スイッチ87と、を有する。第2スイッチ87はPチャネル型MOSFETであり、そのソース電極が共通配線77に接続され、そのドレイン電極が第2出力端子77bに接続されている。第2スイッチ87がオン状態になると、共通配線77と第2出力端子77bとが第2スイッチ87を介して電気的に接続される。これにより、第2スイッチ87の抵抗によって電圧降下された共通電圧が、第2電圧として第2出力端子77bから出力される。この第2出力端子77bが記憶部50と電気的に接続されている。
On the other hand, in the second
電圧保持部83はコンデンサである。図2に示すように電圧保持部83は第2スイッチ87のドレイン電極とグランドとを接続するグランド配線88に設けられており、その一端が第2スイッチ87のドレイン電極と接続され、その他端がグランドに接続されている。これにより第2スイッチ87がオン状態になると、第2スイッチ87から出力される第2電圧によって電圧保持部83が蓄電され、電圧保持部83の両端電圧差が第2電圧となる。したがって第2スイッチ87の動作が不定になったとしても、電圧保持部83のために、第2出力端子77bから第2電圧が出力される。第2スイッチ87のドレイン電極が特許請求の範囲に記載の第2生成回路の出力端子に相当する。
The
本実施形態に係る第2電源部72は、上記した第2生成回路82と電圧保持部83の他に、逆流防止素子89を有する。逆流防止素子89は電圧保持部83に蓄えられた電荷のために電流が共通電源73に流動することを抑制するものである。本実施形態に係る逆流防止素子89はダイオードであり、第2スイッチ87と共通配線77との間に設けられている。逆流防止素子89のアノード電極が共通配線77側に接続され、カソード電極が第2スイッチ87側に接続されている。
The second
次に、本実施形態に係るセンサ装置100の作用効果を説明する。上記したように第2スイッチ87の動作が不定になったとしても、電圧保持部83のために、第2出力端子77bから第2電圧が出力され、記憶部50に第2電圧が印加される。図5にノイズが共通配線77に印加された場合の共通電圧、第1電圧、および、第2電圧の振る舞いを示す。図5に示すように時間t3のタイミングに印加されたノイズによって共通電圧の電圧値が大幅に変動すると、それにともなって第1電圧も大幅に電圧値が変動する。しかしながら第2電圧の電圧値の変動は第1電圧よりも少なくなっており、ノイズの印加によって第2電圧の変動が抑制されることが分かる。このようにノイズの印加による第2電圧の変動が抑制されるので、記憶部50に記憶されたデータ(調整値)がノイズによって失われることが抑制される。したがって調整値を再び算出し、それを記憶部50に記憶させるための時間が不要と成る。なお、図5に示す破線はグランド電位を示している。
Next, functions and effects of the
電圧保持部83はコンデンサであり、電圧保持部83は第2スイッチ87のドレイン電極とグランドとを接続するグランド配線88に設けられている。これにより第2スイッチ87がオン状態になると、第2スイッチ87から出力される第2電圧によって電圧保持部83が蓄電される。したがってノイズの印加によって第2スイッチ87の動作が不定になったとしても、電圧保持部83のために、第2出力端子77bから第2電圧が出力される。
The
電圧保持部83に蓄えられた電荷のために電流が共通電源73に流動することを抑制する逆流防止素子89が、第2スイッチ87と共通配線77との間に設けられている。これによれば第2生成回路82の動作が不定となった場合においても、電圧保持部83のために電流が共通電源73に流れ込むことが抑制される。
A
磁気センサ10は回転体の回転によって周期的に透過方向が変動する磁束を電気信号に変換する。回転体は絶えず回っており、それによって磁気センサ10から出力されるセンサ信号も絶えず変化している。したがってアンプ36のゲインとオフセット電圧を調整する調整値がノイズのために記憶部50から失われた場合、回転体が回っているにもかかわらず、調整値を再度算出する間、回転体の回転状態を検出することができなくなる。しかしながら上記したように、記憶部50に記憶された調整値がノイズによって失われることが抑制されている。したがって調整値を再び算出し、それを再び記憶部50に記憶させるための時間が不要と成る。
The
チェック部35はピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値の全てのデータが揃った時点で、記憶部50にピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値を同時に記憶させる。これによればピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値が異なるタイミングにて記憶部に記憶される構成と比べて、消費電力が少なくなる。
The
チェック部35は、共通電源73に印加されたノイズによって自身の駆動が瞬断されて復帰した際、記憶部50に記憶されている調整値にエラーが発生しているか否かをチェックする。これにより調整値の信頼性が向上される。
The
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態ではオフセット調整部38がDA変換回路である例を示した。しかしながらオフセット調整部38としては上記例に限定されず、調整値に基づいて算出部32から出力された信号(調整信号)に応じてアンプ36のオフセット電圧を調整するものであれば適宜採用することができる。
In the present embodiment, an example in which the offset
本実施形態では処理部30が巡回冗長検査を行うためのチェック部35を有する例を示した。しかしながら処理部30はチェック部35を有していなくともよい。この場合、算出部32によって記憶部50へのデータの書き込みと読み込みが行われる。そしてCRC値の算出は行われなくなり、調整値のチェック(巡回冗長検査)も行われなくなる。
In this embodiment, the example which has the
本実施形態ではピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値の全てのデータが揃った時点で、これらが記憶部50に同時に記憶される例を示した。しかしながらピーク値、ボトム値、調整値、および、CRC値が異なるタイミングにて記憶部50に記憶されてもよい。
In the present embodiment, an example is shown in which the peak value, the bottom value, the adjustment value, and the CRC value are stored in the
本実施形態では記憶部50が複数のDラッチから成る例を示した。しかしながら記憶部50を構成する素子としては上記例に限定されず、例えばフリップフロップを採用することもできる。
In the present embodiment, an example in which the
本実施形態では共通電源73が基準電圧回路75を有する例を示した。しかしながら共通電源73は基準電圧回路75を有さなくともよい。この場合、第1アンプ84と第2アンプ86それぞれに入力される基準電圧はグランド電位となる。
In the present embodiment, an example in which the
本実施形態では共通電源73がノイズ抑制部76を有する例を示した。しかしながら共通電源73はノイズ抑制部76を有していなくともよい。この場合、電源74から出力される電圧そのものが共通電圧に相当する。なお、共通電源73がノイズ抑制部76の一部である抵抗78を有してもよい。
In this embodiment, the
本実施形態ではノイズ抑制部76が3つのショットキーバリアダイオード79を有する例を示した。しかしながらショットキーバリアダイオード79の数としては上記例に限定されず、1つでも、2つでも、4つ以上でもよい。またノイズ抑制部76はショットキーバリアダイオード79に代わって、単なるダイオードを有してもよい。
In the present embodiment, an example in which the
本実施形態では第1スイッチ85がnpn型トランジスタである例を示した。しかしながら第1スイッチ85としては上記例に限定されず、例えばpnp型トランジスタやMOSFETを採用することもできる。
In the present embodiment, an example in which the
本実施形態では第2スイッチ87がPチャネル型MOSFETである例を示した。しかしながら第2スイッチ87としては上記例に限定されず、例えばNチャネル型MOSFETやトランジスタを採用することもできる。
In the present embodiment, an example in which the
本実施形態では第2電源部72が逆流防止素子89を有する例を示した。しかしながら第2電源部72は逆流防止素子89を有さなくともよい。
In the present embodiment, an example in which the second
本実施形態では逆流防止素子89がダイオードである例を示した。しかしながら逆流防止素子89としては上記例に限定されない。例えば図6に示すように逆流防止素子89がpnp型トランジスタ90と、第2電圧保持部91と、ノイズ抑制部92と、を有する構成を採用することもできる。pnp型トランジスタ90のエミッタ電極とベース電極が共通配線77に接続され、コレクタ電極が第2スイッチ87のソース電極と接続されている。これにより、pnp型トランジスタ90におけるエミッタ電極とベース電極とを構成するPN接合によってダイオードが構成されている。第2電圧保持部91は共通配線77にノイズが印加された際においても、pnp型トランジスタ90のベース電極に共通電圧を安定して印加するものである。第2電圧保持部91はコンデンサであり、図6に示すように第2電圧保持部91の一端が共通配線77とpnp型トランジスタ90のベース電極それぞれに接続され、他端がグランドに接続されている。これにより共通電源73が正常な場合において第2電圧保持部91に共通電圧が印加され、第2電圧保持部91が蓄電される。そして共通電源73の動作が不定となった場合、第2電圧保持部91からpnp型トランジスタのベース電極に共通電圧が印加される。これによりpnp型トランジスタの駆動状態が変動することが抑制される。ノイズ抑制部92は共通配線77にノイズが印加された際に、pnp型トランジスタ90のベース電極にノイズが印加されることを抑制するものである。ノイズ抑制部92は、pnp型トランジスタ90のベース電極とグランドとを接続する接地配線94に設けられた抵抗93を有する。共通配線77にノイズが印加された際、そのノイズは抵抗93の設けられた接地配線94を介してグランドに流れ込む。
In the present embodiment, an example in which the
10…磁気センサ
30…処理部
50…記憶部
71…第1電源部
72…第2電源部
73…共通電源
81…第1生成回路
82…第2生成回路
83…電圧保持部
100…センサ装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記センサ信号を処理する処理部(30)と、
前記処理部にて処理されたデータを記憶する記憶部(50)と、
前記処理部に第1電圧を印加する第1電源部(71)と、
前記記憶部に第2電圧を印加する第2電源部(72)と、を有し、
前記記憶部は印加電圧の消失によって保持した前記データが消失する揮発性メモリから成り、
前記第1電源部と前記第2電源部それぞれには共通して共通電源(73)が接続され、前記共通電源から共通電圧が出力されており、
前記第1電源部は、前記共通電圧に基づいて前記第1電圧を生成する第1生成回路(81)を有し、
前記第2電源部は、前記共通電圧に基づいて前記第2電圧を生成する第2生成回路(82)、および、前記共通電源にノイズが印加され、前記第2生成回路の動作が不定となった際に、前記記憶部に前記第2電圧を印加する電圧保持部(83)を有し、
前記処理部は、前記センサ信号を増幅する増幅部(31)と、前記増幅部の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する変換部(33)と、前記変換部から出力される前記増幅部の出力信号に基づいて、前記センサ信号のピーク値とボトム値に基づいて前記センサ信号の振幅と中心値を算出する算出部(32)と、を有し、
前記増幅部はアンプ(36)と、前記アンプのゲインを調整するためのゲイン調整部(37)と、前記アンプのオフセット電圧を調整するためのオフセット調整部(38)と、を有し、
前記算出部は前記振幅と前記中心値とから前記増幅部から出力される前記センサ信号の前記振幅と前記中心値とが所定の値と成るように前記ゲイン調整部と前記オフセット調整部を調整するための調整値を算出し、算出した前記調整値に基づいて前記アンプのゲインとオフセット電圧とを定められており、
前記調整値は前記記憶部に記憶される前記データに含まれ、
前記処理部は巡回冗長検査を行うためのチェック部(35)を有し、
前記チェック部は前記ピーク値、前記ボトム値、および、前記調整値に基づいて前記巡回冗長検査を行うためのCRC値を算出し、前記データとして、前記ピーク値、前記ボトム値、前記調整値、および、前記CRC値の全てが揃った時点で、前記記憶部に前記ピーク値、前記ボトム値、前記調整値、および、前記CRC値を同時に記憶させることを特徴とするセンサ装置。 A magnetic sensor (10) for detecting a magnetic flux whose transmission direction is periodically changed by rotation of a rotating body, and outputting a sensor signal that changes like a triangular wave according to the period of the magnetic flux ;
Processing unit for processing the sensor signal (30),
A storage unit (50) for storing data processed by the processing unit;
A first power supply unit (71) for applying a first voltage to the processing unit;
A second power supply unit (72) for applying a second voltage to the storage unit,
The storage unit is composed of a volatile memory in which the data held by loss of applied voltage is lost,
A common power supply (73) is connected in common to each of the first power supply unit and the second power supply unit, and a common voltage is output from the common power supply,
The first power supply unit includes a first generation circuit (81) that generates the first voltage based on the common voltage,
In the second power supply unit, noise is applied to the second generation circuit (82) that generates the second voltage based on the common voltage, and the common power supply, and the operation of the second generation circuit becomes indefinite. A voltage holding unit (83) for applying the second voltage to the storage unit ,
The processing unit includes an amplification unit (31) that amplifies the sensor signal, a conversion unit (33) that converts an output signal of the amplification unit from an analog signal to a digital signal, and the amplification unit that is output from the conversion unit. A calculation unit (32) for calculating an amplitude and a center value of the sensor signal based on a peak value and a bottom value of the sensor signal based on the output signal of
The amplification unit includes an amplifier (36), a gain adjustment unit (37) for adjusting the gain of the amplifier, and an offset adjustment unit (38) for adjusting an offset voltage of the amplifier,
The calculation unit adjusts the gain adjustment unit and the offset adjustment unit so that the amplitude and the center value of the sensor signal output from the amplification unit have predetermined values from the amplitude and the center value. An adjustment value for the amplifier is calculated, and the gain and offset voltage of the amplifier are determined based on the calculated adjustment value.
The adjustment value is included in the data stored in the storage unit,
The processing unit includes a check unit (35) for performing a cyclic redundancy check,
The check unit calculates a CRC value for performing the cyclic redundancy check based on the peak value, the bottom value, and the adjustment value, and the data includes the peak value, the bottom value, the adjustment value, And when all the said CRC values are gathered, the said peak value, the said bottom value, the said adjustment value, and the said CRC value are memorize | stored simultaneously in the said memory | storage part, The sensor apparatus characterized by the above-mentioned .
前記電圧保持部の一端が前記第2生成回路の出力端子に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 The voltage holding unit is a capacitor,
The sensor device according to claim 1, wherein one end of the voltage holding unit is connected to an output terminal of the second generation circuit.
前記共通電源に印加されたノイズによって自身の駆動が瞬断されて復帰した際、前記算出部から出力される前記ピーク値、前記ボトム値、および、前記調整値に基づいて新たな前記CRC値を算出し、
この算出した新たな前記CRC値と前記記憶部に記憶されている前記CRC値とを比較し、
両者が異なる場合、前記記憶部に記憶されている前記調整値を破棄して、前記算出部に新たな前記調整値の計算を要求し、算出された新たな前記調整値を前記記憶部に記憶し、
両者が同一の場合、前記記憶部に記憶されている前記調整値を破棄しないことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載のセンサ装置。 The check unit
When the drive of itself is instantaneously interrupted by the noise applied to the common power supply and returns, the new CRC value is calculated based on the peak value, the bottom value, and the adjustment value output from the calculation unit. Calculate
The calculated new CRC value is compared with the CRC value stored in the storage unit,
When both are different, the adjustment value stored in the storage unit is discarded, the calculation unit is requested to calculate a new adjustment value, and the calculated new adjustment value is stored in the storage unit. And
The sensor device according to any one of claims 1 to 3 , wherein when both are the same, the adjustment value stored in the storage unit is not discarded.
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