JPH0298668A - 回転体の検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転体の検出装置に関し、特に、自動車の車
輪の如き回転体の回転数（速度）及び回転（走行）方向
を検出するための検出装置に関する。

（発明の技術的背景とその課題） 本出願人は、先に、走行案内装置を提案した（特願昭６
２−３０６４３１号）。即ち、この走行案内装置は自動
車の車輪の回転を検出する回転検出手段を備えている。

この回転検出手段としてはホール素子の如き磁気センサ
を用いることができる。

しかし、磁気センサを用いる場合には検出信号レベルが
非常に小さいので、外部ノイズ磁界にて電磁誘導作用を
受けてノイズ成分が検出信号に重量されると、検出信号
の判別が困難になってしまう虞れがあった。

（発明の目的） 本発明の目的は、回転体の回転数及び回転方向を正確に
検出することができる回転体の検出装置を提供すること
にある。

（発明の概要） 本発明の検出装置は、回転体の回転方向に沿って磁石の
Ｎ極及びＳ極が配されるように該磁石を回転体に取付け
、固定的に配した回転検出コイルにて磁石の磁極に対応
させて極性の相違する第１及び第２の検出信号を出力さ
せ、かつ振幅制御手段にて振幅レベルを制御した第１及
び第２の検出信号を、極性の相違する基準電圧を設定し
た第１及び第２の電圧比較器に供給し、各電圧比較器に
て各検出信号に対応する判定信号をそれぞれ得ることを
特徴とする。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明に係る検出装置のブロック図である。こ
の車輪１には図示しない取付具を介して磁石２が取付け
られている。この磁石２はＮ極及びＳ極が回転方向（矢
印方向）に沿うように取付けられている。車輪１の近傍
には磁石２に対向して回転検出コイル３が配されている
。この回転検出コイル３は自動車のシャーシ等に固定的
に取付けられ、一端側がシャーシ等を介して接地されて
いる。回転検出コイル３の他端側にはアンプ４゜５が直
列に接続され、後段側のアンプ５の出力側には電圧比較
器としてのオペアンプ６．７が接続されている。即ち、
一方のオペアンプ６の非反転入力端子にはアンプ５の出
力側が接続され、その反転入力端子には定電圧源８が接
続されている。

この定電圧源８は電圧Ｖ１を基準電圧として反転入力端
子に印加している。また、他方のオペアンプ７の反転入
力端子にはアンプ５の出力側が接続され、その非反転入
力端子には他の定電圧源９の負極側が接続されている。

この定電圧源９は電圧−Ｖ　ｈを基準電圧として非反転
入力端子に印加している。これらのオペアンプ６．７の
出力側は信号処理回路１ｏに接続されている。この信号
処理回路１０はオペアンプ６．７より出力される判定パ
ルスＰ＋、Ｐｉをそれぞれ置数するカウンタ及びタイマ
ー等を含んでいる。

上記アンプ４及び５の間には可変アッテネータ１１が配
されている。この可変アッテネータ１１はホトカブラ構
成を有するＦＥＴ等より成り、検波器１２にて制御され
る。即ち、検波器１２の出力が増大すると、それに略比
例して可変アッテネータ１１の抵抗値も増大する。

次に、本発明の検出装置の動作を説明する。

車輪ｌが矢印方向に回転し、自動車が前進を始めると、
最初に磁石２のＳ極が回転検出コイル３に接近し、その
後にＳ極が通過した時点でＮ極が接近する。従って、Ｓ
極からＮ極に変化して磁束が大きく変化するので、回転
検出コイル３に電圧が誘起されるので、この電圧が第２
図（Ａ）に示す正極の検出信号Ｓ、として出力される。

一方、車輪１の回転速度が上昇すると、Ｓ極からＮ極に
切り換わる際の磁束の変化が大きくなるので、回転検出
コイル３より出力される検出信号Ｓ１は、第２図（Ａ）
に示すように、立ち上がりが急峻になり、かつ電圧レベ
ルも大きくなる。

即ち、車輪１が０．１５回転／秒〜３０回転／秒に変化
すると、検出信号Ｓ、の電圧レベルは、例えば、２　［
、Ｖ］か６３００　［、Ｖ］まで変化する。しかるに、
検出信号Ｓ１の電圧レベルが上昇すると、検波器１２の
出力レベルも上昇するので、可変アッテネータ１１の抵
抗値が増大する。従って、車輪１の回転速度の上昇に伴
って回転検出コイル３より電圧レベルの大きな検出信号
ＳＩが出力されてもアンプ５には常に一定レベルの検出
信号Ｓ１が入力されることになる。

アンプ５にて増幅された検出信号Ｓ、はオペアンプ６．
７に供給される。この場合正極の検出信号ＳＩの電圧レ
ベルはオペアンプ６の基準電圧Ｖ１より大きいので、該
オペアンプ６より検出信号Ｓ１が判定パルスＰ１として
出力される。これに対して、オペアンプ７においてはそ
の反転入力端子に正極の検出信号Ｓｔが入力されるので
、該オペアンプ７より判定パルスが出力されることはな
い。従って、オペアンプ６より判定パルスＰ１が出力さ
れる場合には信号処理回路１０側でこれを検知すること
により、車輪１の回転方向を正方向と判定することがで
きる。よって、自動車が前進していることになる。また
、信号処理回路１０にて判定パルスＰｌの単位時間当た
りの出力数を演算することにより、車輪１の回転速度、
即ち、自動車の走行速度を知ることができる。

次に、車輪１が矢印とは逆方向に回転し、自動車が後退
を始めると、最初に磁石２のＮ極が回転検出コイル３に
接近し、その後Ｓ極が接近する。

従って、この磁束変化で回転検出コイル３からは、第２
図（Ｂ）に示すように、負極の検出信号Ｓ２が出力され
る。

この検出信号Ｓ２は同様に可変アッテネータ１１にて一
定レベルに設定され、アンプ５を介してオペアンプ６．
７に供給される。この場合検出信号Ｓ２は負極なので、
オペアンプ６より判定パルスが出力されることはない。

これに対して、オペアンプ７においてはその反転入力端
子に負極の検出信号Ｓ２が入力されるので、判定パルス
Ｐ２が出力される。従って、信号処理回路１０側で判定
パルスＰ２を検知することにより、車輪ｌの回転方向が
逆方向であると判定することができる。

よって、自動車が後退していることになる。また、信号
処理回路１０にて判定パルスＰ２の単位時間当たりの出
力数を演算することにより、自動車の後退時の速度を知
ることができる。

第３図には本発明の他の実施例が示されている。この実
施例ではオペアンプ６．７の反転入力端子及び非反転入
力端子に可変電源８’　、９’がそれぞれ接続されてい
る。また、検波器１２の出力側には他のオペアンプ１３
の非反転入力端子が接続されている。このオペアンプ１
３の反転入力端子には定電圧源１４が接続されて基準電
圧が印加されている。そして、オペアンプ１３の出力側
は可変電源８’　、９’の制御端子に接続されている。

尚、可変電源８’　、９’　としては可変容量ダイオー
ドやＦＥＴと定電圧源との組合わせ等が考えられる。

ところで、磁石２の一方の磁極の接近及び通過やホイー
ル等の着磁成分にて回転検出コイル３で電圧が誘起され
るので、該検出コイル３からは、第４図（ａ）に示すよ
うに、ノイズ成分Ｓ。の重畳された検出信号Ｓ１が出力
される。よって、オペアンプ６からは、第４図（ｂ）に
示すように、判定パルスＰ１に不要なノイズパルスＰ。

が付加されてしまう。

しかるに、第３図の実施例では検波器１２に他のオペア
ンプ１３が接続されているので、検波器１２の出力レベ
ルが定電圧源１４による基準電圧よりも大きくなると、
オペアンプ１３より制御電圧■、が出力される。この制
御電圧Ｖ、は可変電源８′に印加される。従って、オペ
アンプ６の反転入力端子に加わる基準電圧は、第５図に
示すように、ＶｌよりＶｌに変化（上昇）するので、オ
ペアンプ６からは第５図で示す判定パルスＰ　’　＋の
みが出力される。即ち、ノイズパルスＰ。が除去される
。

同様に、負極の検出信号Ｓ２にノイズ成分が重畳されて
いても可変電源９′に制御電圧Ｖ、が印加され、オペア
ンプ７の基準電圧は−ｖ１よりＶｌに変化（低下）する
ので、オペアンプ７からはノイズパルスＰｎを有しない
判定パルスＰ’２のみが出力される。

よって、信号処理回路１０側で誤処理を行なうのを未然
に防止できるので、正確に車輪１の回転数及び回転方向
を検出することができる。

第６図には本発明の更に他の実施例が示されている。こ
の実施例ではオペアンプ６．７の前段に不感帯付アンプ
１５が配され、このアンプｌ５の制御端子に他のオペア
ンプ１３の出力側が接続されている。不感帯付アンプ１
５は＋Ｖｓと−Ｖｓの二つのレベル電圧が設定されてお
り、Ｏ〜十Ｖ６の範囲の入力電圧及び０〜−■３の範囲
の入力電圧では出力がｒＯＪボルトとなり、＋Ｖｓ若し
くは−Ｖ８より絶対値の大きな入力電圧があると、Ａ倍
の増幅度で電圧を出力する。

この第６図の実施例において、検出信号Ｓ１の振幅増加
でオペアンプ１３より所定レベルの制御信号が出力され
ると、不感帯付アンプ１５の一方のレベル電圧−Ｖ５が
引き下げられる。従って、検出信号Ｓ、は他方のレベル
電圧＋Ｖｓより大きいため、Ａ倍に増幅されるが、負側
のノイズ成分Ｓｎはレベル電圧−Ｖｓが引き下げられる
ことから減少若しくは除去される。よって、判定パルス
Ｐ１とノイズパルスＰｎを明確に区別することができる
ので、信号処理回路１０側の誤動作を防止し得る。

第７図は本発明の他の実施例が示されている。

この実施例では回転検出コイル３に雑音相殺コイル１６
が直列に接続されている。これらのコイル３．１６は相
互に誘起電圧を発生する極性が逆になるように接続され
ている。また、雑音相殺コイル１６は磁石２より離間し
、かつ路面等に対しては回転検出コイル３と同一距離に
なるように配されている。

ところで、道路等の下方には変圧器等が埋設されている
ので、外部ノイズ磁界が生じている。

さて、車輪１の回転で磁石２が回転検出コイル３に接近
すると、上述したように、該コイル３より検出信号Ｓ１
゜Ｓ２が出力される。これに対して、雑音相殺コイル１
６は磁石２より離間しているので、電圧を出力すること
はない。

一方、変圧器等にて外部ノイズ磁界が生じている場合回
転検出コイル３でノイズ成分が誘起されているが、同様
に雑音操作コイル１６でもノイズ成分が誘起される。し
かるに、これら両コイル３．１６は逆極性となるように
接続されているので、回転検出コイル３で発生するノイ
ズ成分と、雑音相殺コイル１６で発生するノイズ成分と
は逆極性なので、相互に相殺される。よって、アンプ４
側にはノイズ成分が殆ど出力されることがない。この結
果、ノイズパルスＰ。を有しない判定パルスＰＩ、Ｐ２
を信号処理回路１０に送給することができる。

尚、上記各実施例では本発明を自動車の車輪の回転数及
び回転方向の検出に適用しているが、その他の回転体で
あっても適用できるのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、磁石の磁極に対
応させて回転検出コイルにて極性の相違する第１及び第
２の検出信号を出力させ、これら検出信号を振幅レベル
を制御して極性の相違する基準電圧の設定されている第
１及び第２の電圧比較器にて比較し、それぞれの検出信
号に対応する判定信号を得るようにしたので、回転体の
回転速度及び回転方向を確実に検出することができる。

また、第１及び第２の電圧比較器の基準電圧を波形整形
手段にて変動させたり、雑音相殺コイルにて回転検出コ
イル誘起された雑音成分を相殺するようにしたので、更
に確実に回転体の回転速度及び回転方向を検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る検出装置のブロック図、第２図（
Ａ＞、（Ｂ）は本発明に係る回転検出コイルより出力さ
れる極性の相違する検出信号をそれぞれ示す波形図、第
３図及び第６図は本発明の他の実施例に係る検出装置の
それぞれのブロック図、第４図（ａ）、（ｂ）はノイズ
成分を含む検出信号とノイズパルスを含む判定パルスを
それぞれ示す波形図、第５図は第３図及び第６図の検出
装置にて得られる判定パルスの波形図、第７図は本発明
の更に他の実施例を示す検出装置の一部を示す図である
。 １−−−−−−−−−−−一車輪、 ２−−−−−−−−−−−一磁石、 ３−−−−−−−一一−−−回転検出コイル、４．５−
−−−−−一−−−アンプ、 ６．７．１３−−−一−−−オベアンプ、８．９．１４
−一−−−一定電圧源、 ｉ　ｏ−−一−−−−−−−信号処理回路、１、１．−
−−一−−−−−−可変アツテネータ、１５−−一−−
−−−−−不感帯付アンブ、１６−−−−−−−−−−
雑音相殺コイル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．回転体の回転数及び回転方向を検出するための装置
   であって、 前記回転体に取付けられ、その回転方向に沿ってＮ極及
   びＳ極が配されている磁石と、 該磁石と対向して固定的に配され、前記磁石の磁極に対
   応して極性の相違する第１及び第２の検出信号を出力す
   る回転検出コイルと、 該出力された第１及び第２の検出信号の振幅レベルを制
   御する振幅制御手段と、 極性の相違する基準電圧がそれぞれ設定され、該基準電
   圧と前記振幅レベルの制御された第１及び第２の検出信
   号を比較し、対応する判定信号をそれぞれ出力する第１
   及び第２の電圧比較器とを備えることを特徴とする回転
   体の検出装置。
2. ２．前記第１及び第２の検出信号の振幅レベルが一定値
   を越えた時点で前記第１及び第２の電圧比較器の基準電
   圧を変動させる波形整形手段を含むことを特徴とする請
   求項１記載の回転体の検出装置。
3. ３．前記第１の検出信号を一方の設定レベルを越えた時
   点で増幅すると共に、他方の設定レベル逆極性側に変化
   させる不感帯付アンプを含むことを特徴とする請求項１
   記載の回転体の検出装置。
4. ４．前記回転検出コイルに直列に接続され、該回転検出
   コイルに誘導される雑音成分を相殺する雑音相殺コイル
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転体
   の検出装置。