JPH074987A - Reference position detector - Google Patents
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- JPH074987A JPH074987A JP16687493A JP16687493A JPH074987A JP H074987 A JPH074987 A JP H074987A JP 16687493 A JP16687493 A JP 16687493A JP 16687493 A JP16687493 A JP 16687493A JP H074987 A JPH074987 A JP H074987A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、磁気抵抗素
子(以下、MR素子という)やホール素子といった感磁
素子を用いて位置センサを構成した基準位置検出装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference position detecting device in which a position sensor is constructed by using a magnetic sensitive element such as a magnetoresistive element (hereinafter referred to as an MR element) or a Hall element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、この種の基準位置検出装置で
は、着磁体に異なる磁極(S,N極)を交互に着磁した
着磁面を設けるとともに、同着磁面の所定箇所に着磁ピ
ッチを他の部位よりも大きくした基準位置を設けてい
た。そして、着磁体の着磁面と位置センサとの相対的な
移動に伴い、位置センサが着磁パターンに応じた磁界強
度の変化を検出し、その検出信号に基づいて基準位置信
号やそれ以外の位置信号が得られるようになっていた
(例えば、特開昭54−156656号公報,特開昭5
7−3048号公報,実公昭59−24970号公
報)。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of reference position detecting device, a magnetized body is provided with a magnetized surface in which different magnetic poles (S and N poles) are alternately magnetized, and the magnetized surface is magnetized at a predetermined position. A reference position was provided in which the magnetic pitch was made larger than in other parts. Then, with the relative movement of the magnetized surface of the magnetized body and the position sensor, the position sensor detects a change in the magnetic field strength according to the magnetized pattern, and based on the detected signal, the reference position signal and other A position signal can be obtained (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 54-156656 and 5).
No. 7-3048, and No. 59-24970.
【0003】図6は、従来の基準位置検出装置の構成を
示す図である。図6に示すように、着磁体としての回転
体21の外周面には、リング状の磁石22が固着されて
いる。磁石22には異なる磁極を交互に着磁した着磁面
23が設けられ、着磁面23の一部には着磁ピッチを他
の部位よりも大きくした基準位置24が設けられてい
る。着磁面23から所定の距離だけ離れた位置(センシ
ングギャップLG')には、MR素子からなる位置センサ
25が配置されている。そして、回転体21の回転に伴
い、位置センサ25が磁界強度に応じた電圧信号Vout'
を出力する。FIG. 6 is a diagram showing the structure of a conventional reference position detecting device. As shown in FIG. 6, a ring-shaped magnet 22 is fixed to the outer peripheral surface of the rotating body 21 as a magnetized body. The magnet 22 is provided with a magnetized surface 23 in which different magnetic poles are alternately magnetized, and a part of the magnetized surface 23 is provided with a reference position 24 in which the magnetizing pitch is larger than that of other portions. A position sensor 25 composed of an MR element is arranged at a position (sensing gap LG ′) apart from the magnetized surface 23 by a predetermined distance. Then, as the rotating body 21 rotates, the position sensor 25 causes the voltage signal Vout ′ corresponding to the magnetic field strength.
Is output.
【0004】ところが、上記従来の基準位置検出装置で
は、基準位置24における位置センサ25の電圧信号V
out'にうねりや歪みが生じるという問題があった。即
ち、図7に示すように、着磁面23には、着磁パターン
に応じた磁力線P’(図に矢印で示す)が存在してい
る。基準位置24では、その磁極の幅が広いために着磁
の際に両端部が強く磁化されて磁力線P’が両端側に偏
り、基準位置24の両端部付近の磁力線P’が密な状態
になっている。そのため、位置センサ25のセンシング
位置(図7に破線で示す)における磁力線P’(磁界強
度)の円周方向成分を抽出すると、基準位置24の中心
線LC 付近で磁界の向きが反転するという現象(SN反
転現象)が生じている。つまり、基準位置24がN極で
あれば、本来、その中心線LC に対して外向きの磁界が
発生するのであるが、内向きの磁界が発生している。However, in the above-mentioned conventional reference position detecting device, the voltage signal V of the position sensor 25 at the reference position 24 is detected.
There was a problem that swells and distortions occurred in'out '. That is, as shown in FIG. 7, magnetic field lines P ′ (indicated by arrows in the figure) corresponding to the magnetization pattern are present on the magnetized surface 23. At the reference position 24, since the width of the magnetic pole is wide, both ends are strongly magnetized at the time of magnetization, and the magnetic force lines P ′ are biased toward both ends, and the magnetic force lines P ′ near both ends of the reference position 24 become dense. Has become. Therefore, when the circumferential direction component of the magnetic force line P ′ (magnetic field strength) at the sensing position of the position sensor 25 (shown by the broken line in FIG. 7) is extracted, the direction of the magnetic field is reversed near the center line LC of the reference position 24. (SN inversion phenomenon) has occurred. That is, if the reference position 24 is the N pole, an outward magnetic field is originally generated with respect to the center line LC, but an inward magnetic field is generated.
【0005】従って、基準位置24の中心線LC 付近で
は、位置センサ25の電圧信号Vout'にうねりや歪みを
生じてしまう。又、そのうねりや歪みによって電圧信号
Vout'を波形整形するためのスレッショルドレベルの設
定可能範囲Vth' が狭い領域に制約され、電圧信号Vou
t'のバラツキに対する余裕度が小さくなってしまう。そ
して、電圧信号Vout'のバラツキが大きい場合には、電
圧信号Vout'の波形整形処理が困難になり、基準位置信
号の検出精度が悪化するというおそれを生じる。Therefore, in the vicinity of the center line LC of the reference position 24, the voltage signal Vout 'of the position sensor 25 has undulations or distortion. Further, due to the waviness and distortion, the threshold level settable range Vth 'for shaping the waveform of the voltage signal Vout' is restricted to a narrow region, and the voltage signal Vou 'is limited.
The margin for variations in t'is reduced. If the voltage signal Vout ′ has a large variation, the waveform shaping process of the voltage signal Vout ′ becomes difficult, and the detection accuracy of the reference position signal may deteriorate.
【0006】そこで、上記問題を解決するために、図8
に示す回転体(着磁体)26を用いた基準位置検出装置
が提案されている。この回転体26において、磁石27
の外周には着磁面28が設けられ、その着磁面28の一
部には矩形状の切欠溝からなる基準位置29が設けられ
ている。つまり、基準位置29の溝底面29aと、その
基準位置29に隣接する磁極の着磁面28とが、その両
面29a,28に対して垂直な垂直面30にて連結され
ている。Therefore, in order to solve the above problem, FIG.
There is proposed a reference position detecting device using a rotating body (magnetized body) 26 shown in FIG. In this rotating body 26, the magnet 27
A magnetized surface 28 is provided on the outer periphery of the magnet, and a reference position 29 formed of a rectangular cutout groove is provided on a part of the magnetized surface 28. That is, the groove bottom surface 29a at the reference position 29 and the magnetized surface 28 of the magnetic pole adjacent to the reference position 29 are connected by the vertical surface 30 perpendicular to the both surfaces 29a, 28.
【0007】従って、この基準位置検出装置では、図9
に示すように、基準位置29のセンシングギャップLG
2' が他の部位のセンシングギャップLG1' よりも大き
くなるため、SN反転が生じない領域にて位置センサ2
5による検知が行われる。その結果、電圧信号Vout の
うねりが回避される。Therefore, in this reference position detecting device, as shown in FIG.
As shown in, the sensing gap LG at the reference position 29
Since 2'becomes larger than the sensing gap LG1 'at other parts, the position sensor
The detection by 5 is performed. As a result, the swell of the voltage signal Vout is avoided.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図8の回転
体26を備えた基準位置検出装置では、電圧信号Vout
のうねりが回避されるものの、位置センサ25の出力レ
ベルが低下してスレッショルドレベルの設定可能範囲V
th' が狭くなるという問題が生じる。即ち、基準位置2
9に隣接する磁極(図では、S極)の垂直面30には、
対向する磁極が設けられていないため、基準位置29付
近の磁界強度が弱くなってしまう。その結果、位置セン
サ25の電圧信号Vout'の電圧レベルが低下し、上記の
ような問題を生じる。However, in the reference position detecting device having the rotating body 26 of FIG. 8, the voltage signal Vout
Although the swell is avoided, the output level of the position sensor 25 decreases and the threshold level settable range V
The problem that th 'becomes narrow arises. That is, the reference position 2
On the vertical surface 30 of the magnetic pole (S pole in the figure) adjacent to 9,
Since the opposing magnetic poles are not provided, the magnetic field strength near the reference position 29 becomes weak. As a result, the voltage level of the voltage signal Vout 'of the position sensor 25 is lowered, and the above problem occurs.
【0009】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、位置センサの
出力を所定レベルに保持し、さらに、基準位置における
出力信号のうねりや歪みを解消することにより、常に安
定した基準位置信号を得ることができる基準位置検出装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to keep the output of the position sensor at a predetermined level and further to prevent the swell and distortion of the output signal at the reference position. The object of the present invention is to provide a reference position detecting device that can always obtain a stable reference position signal by eliminating the problem.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、異なる磁極を交互に着磁した着磁面を
有するとともに、該着磁面に磁極の着磁ピッチが他の部
位よりも大きく且つ所定の溝深さを有する溝状の基準位
置を形成した着磁体と、前記着磁体の着磁面に対向する
感磁素子を有し、当該着磁体に対して相対的に移動し、
着磁面の磁界強度に応じた電気信号を出力する位置セン
サと、前記位置センサの出力信号を所定のスレッショル
ドレベルに基づいて波形整形し、基準位置信号を生成す
る基準位置信号生成回路とを備えた基準位置検出装置に
おいて、前記着磁体の基準位置の溝底面と、その基準位
置に隣接する磁極の着磁面とを、所定の勾配を有する勾
配部にて連結したことを要旨とするものである。In order to achieve the above object, the present invention has a magnetized surface in which different magnetic poles are magnetized alternately, and the magnetized surface has another magnetized pitch. A magnetized body having a groove-shaped reference position larger than the magnetized surface and having a predetermined groove depth, and a magnetic sensing element facing the magnetized surface of the magnetized body, and moved relative to the magnetized body. Then
A position sensor that outputs an electric signal according to the magnetic field strength of the magnetized surface, and a reference position signal generation circuit that waveform-shapes the output signal of the position sensor based on a predetermined threshold level and generates a reference position signal. In the reference position detecting device described above, the bottom of the groove at the reference position of the magnetized body and the magnetized surface of the magnetic pole adjacent to the reference position are connected by a gradient portion having a predetermined gradient. is there.
【0011】又、前記勾配部は、所定の曲率を有する曲
面であってもよい。さらに、前記勾配部は、所定の傾斜
角を有する平面であってもよい。The sloped portion may be a curved surface having a predetermined curvature. Further, the sloped portion may be a flat surface having a predetermined inclination angle.
【0012】[0012]
【作用】上記構成によれば、位置センサは、着磁体との
相対的な移動による着磁面の磁界強度に応じて電気信号
を出力する。このとき、基準位置を所定の溝深さを有す
る溝状に形成したため、基準位置でのセンシングギャッ
プ(位置センサと着磁面との距離)が他の部位のセンシ
ングギャップよりも大きくなる。その結果、基準位置の
両端部で磁界の偏りが生じても基準位置の中央部におけ
る磁界の反転現象が回避され、位置センサの出力信号の
うねりや歪みが防止される。又、基準位置の溝底面と、
その基準位置に隣接する磁極の着磁面とを、所定の勾配
を有する勾配部にて連結したため、基準位置の磁極の着
磁面とその基準位置に隣接する磁極の着磁面との距離が
近くなり、両磁極間の磁界強度が高いレベルにて保持さ
れ、位置センサの出力信号レベルの低下が防止される。According to the above structure, the position sensor outputs an electric signal according to the magnetic field strength of the magnetized surface due to the relative movement with the magnetized body. At this time, since the reference position is formed in a groove shape having a predetermined groove depth, the sensing gap at the reference position (the distance between the position sensor and the magnetized surface) becomes larger than the sensing gaps at other parts. As a result, even if the magnetic field is biased at both ends of the reference position, the reversal phenomenon of the magnetic field at the central part of the reference position is avoided, and the swell and distortion of the output signal of the position sensor are prevented. Also, with the bottom surface of the groove at the reference position,
Since the magnetized surface of the magnetic pole adjacent to the reference position is connected by the gradient portion having a predetermined inclination, the distance between the magnetized surface of the magnetic pole at the reference position and the magnetized surface of the magnetic pole adjacent to the reference position is As a result, the magnetic field strength between both magnetic poles is maintained at a high level, and a decrease in the output signal level of the position sensor is prevented.
【0013】又、基準位置信号生成回路は、位置センサ
の出力信号を所定のスレッショルドレベルに基づいて波
形整形し、基準位置信号を生成する。このとき、位置セ
ンサの出力信号は、うねりや歪みがなく、且つ、高い出
力レベルに保持されているため、スレッショルドレベル
が広い範囲で設定可能となる。その結果、常に安定した
基準位置信号の生成が可能となる。The reference position signal generating circuit waveform-shapes the output signal of the position sensor based on a predetermined threshold level to generate a reference position signal. At this time, the output signal of the position sensor has no undulations or distortion and is held at a high output level, so that the threshold level can be set in a wide range. As a result, it is possible to always generate a stable reference position signal.
【0014】[0014]
【実施例】以下、この発明の基準位置検出装置を4気筒
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に具体化した一実施
例について、図面に従って説明する。図1に示すよう
に、ディーゼルエンジン40の回転に伴い、1/2の回
転速度で回転するシャフト1には、着磁体としての円盤
状の回転体2が固定されている。このシャフト1は、燃
料噴射ポンプ50の入力軸であり、燃料噴射ポンプ50
はシャフト1の回転力により燃料を加圧し、ディーゼル
エンジン40の各噴射弁に燃料を分配供給する。そし
て、この燃料噴射ポンプ50内に回転体2を有する基準
位置検出装置が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the reference position detecting device of the present invention is embodied in a fuel injection device for a 4-cylinder diesel engine will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a disc-shaped rotating body 2 as a magnetized body is fixed to a shaft 1 that rotates at a rotation speed of 1/2 as the diesel engine 40 rotates. The shaft 1 is an input shaft of the fuel injection pump 50,
Pressurizes the fuel by the rotational force of the shaft 1 and distributes the fuel to each injection valve of the diesel engine 40. A reference position detecting device having the rotating body 2 is provided in the fuel injection pump 50.
【0015】回転体2はその外周面にリング状の磁石3
を有している。同磁石3の外周には、異なる磁極を交互
に着磁した着磁面4が設けられており、同着磁面4に
は、切欠溝状をなすとともに、N極を着磁した基準位置
5が4ヶ所に均等配設されている。着磁面4には、24
0極の磁極が着磁されており、基準位置5の溝幅は、基
準位置5以外の磁極の7極分の幅となっている。即ち、
基準位置5以外の着磁ピッチλと、基準位置5の着磁ピ
ッチλ0 との関係は、λ0 =7・λとなっている。具体
的には、磁石3の外径を70mmとした場合、λ≒0.
92mm,λ0 ≒6.4mmとなっている。The rotating body 2 has a ring-shaped magnet 3 on its outer peripheral surface.
have. A magnetized surface 4 in which different magnetic poles are alternately magnetized is provided on the outer periphery of the magnet 3, and the magnetized surface 4 has a cutout groove shape and a reference position 5 magnetized with an N pole. Are evenly distributed in four places. 24 on the magnetized surface 4
The 0-pole magnetic pole is magnetized, and the groove width at the reference position 5 is the width of 7 poles of the magnetic poles other than the reference position 5. That is,
The relationship between the magnetization pitch λ other than the reference position 5 and the magnetization pitch λ0 at the reference position 5 is λ0 = 7 · λ. Specifically, when the outer diameter of the magnet 3 is 70 mm, λ≈0.
92 mm and λ0 ≈ 6.4 mm.
【0016】又、基準位置5は所定の溝深さDを有し、
基準位置5の溝底面5aと、その基準位置5に隣接する
磁極の着磁面4とは、所定の曲率(半径R)を有する勾
配部としての曲面5bにて連結されている。具体的に
は、基準位置5の溝深さDは1mm程度であり、半径R
は6mm程度となっている。なお、この基準位置5の形
状は、磁石3の外径や磁極数に応じて決定されるもので
あり、基準位置5の溝深さDは、基準位置5以外の磁極
の着磁ピッチλと略同等にするとよい。又、曲面5bの
半径Rは、本実施例の相似形にするのが好ましく、例え
ば、磁石3の外径を35mmに変更した場合であれば、
R=3mm程度にするとよい。The reference position 5 has a predetermined groove depth D,
The groove bottom surface 5a at the reference position 5 and the magnetized surface 4 of the magnetic pole adjacent to the reference position 5 are connected by a curved surface 5b as a gradient portion having a predetermined curvature (radius R). Specifically, the groove depth D at the reference position 5 is about 1 mm, and the radius R
Is about 6 mm. The shape of the reference position 5 is determined according to the outer diameter of the magnet 3 and the number of magnetic poles, and the groove depth D of the reference position 5 is equal to the magnetizing pitch λ of the magnetic poles other than the reference position 5. It is good to make them approximately equal. Further, the radius R of the curved surface 5b is preferably similar to that of this embodiment. For example, when the outer diameter of the magnet 3 is changed to 35 mm,
R = 3 mm is preferable.
【0017】又、本実施例では、磁性体のプラスチック
マグネットにて磁石3を構成しており、磁石3は基準位
置5の溝部をも含めて一体成形されている。この成形方
法によれば、低コストにて磁石3を製造することができ
る。しかし、その他に、リング状の磁石を回転体2に固
着した後、機械加工により削り取る方法や、フェライト
粉末等の焼結による成形方法を用いることも可能であ
る。Further, in this embodiment, the magnet 3 is made of a magnetic plastic magnet, and the magnet 3 is integrally molded including the groove portion at the reference position 5. According to this molding method, the magnet 3 can be manufactured at low cost. However, in addition, it is also possible to use a method in which a ring-shaped magnet is fixed to the rotating body 2 and then scraped off by machining, or a molding method by sintering ferrite powder or the like.
【0018】位置センサとしての回転角センサ6は、着
磁面4に対向する感磁素子としての一対のMR素子7
A,7Bを有している。MR素子7A,7Bは、磁石3
の磁界強度の円周方向成分に応じて抵抗値を変化させる
ように配置されており、MR素子7A,7Bの取付ピッ
チλ1 は着磁ピッチλの1/2になっている(λ1 =λ
/2)。又、基準位置5以外の着磁面4では、MR素子
7A,7Bと着磁面4との間のセンシングギャップLG1
が0.8mmに設定されている。従って、基準位置5で
は、そのセンシングギャップLG2が基準位置5の溝深さ
Dの分だけ他の部位のセンシングギャップLG1よりも大
きくなっている(LG2=LG1+D)。The rotation angle sensor 6 as a position sensor includes a pair of MR elements 7 as magnetic sensitive elements facing the magnetized surface 4.
It has A and 7B. The MR elements 7A and 7B are the magnet 3
Of the MR elements 7A and 7B, the mounting pitch λ1 of the MR elements 7A and 7B is 1/2 of the magnetizing pitch λ (λ1 = λ).
/ 2). On the magnetized surface 4 other than the reference position 5, the sensing gap LG1 between the MR elements 7A and 7B and the magnetized surface 4 is
Is set to 0.8 mm. Therefore, at the reference position 5, the sensing gap LG2 is larger than the sensing gap LG1 at other portions by the groove depth D at the reference position 5 (LG2 = LG1 + D).
【0019】MR素子7A,7Bには、駆動電源Vcc
(5ボルト)が直列に接続され、両MR素子7A,7B
の中点は回転角センサ6の出力端子8となっている。そ
して、回転角センサ6は、MR素子7Aの抵抗値と、M
R素子7Bの抵抗値との差分に対応した電圧信号Vout
を出力する。又、回転角センサ6には波形整形回路9が
接続されている。同波形整形回路9は、抵抗10〜12
と、調整抵抗13と、比較器14とを備えている。そし
て、波形整形回路9では、調整抵抗13の抵抗値に応じ
てスレッショルドレベルVthが設定されるとともに、当
該スレッショルドレベルVthにて回転角センサ6の電圧
信号Vout が波形整形され、回転角信号Neが生成され
る。又、波形整形回路9には信号処理回路15が接続さ
れている。そして、信号処理回路15では、波形整形回
路9から出力された回転角信号Neに基づいて基準位置
信号Gが生成される。なお、本実施例では、波形整形回
路9及び信号処理回路15により基準位置信号生成回路
が構成されている。A driving power source Vcc is applied to the MR elements 7A and 7B.
(5 volts) are connected in series and both MR elements 7A, 7B
The middle point is the output terminal 8 of the rotation angle sensor 6. The rotation angle sensor 6 has a resistance value of the MR element 7A and M
Voltage signal Vout corresponding to the difference from the resistance value of the R element 7B
Is output. A waveform shaping circuit 9 is connected to the rotation angle sensor 6. The waveform shaping circuit 9 includes resistors 10 to 12
The adjusting resistor 13 and the comparator 14 are provided. Then, in the waveform shaping circuit 9, the threshold level Vth is set according to the resistance value of the adjusting resistor 13, and the voltage signal Vout of the rotation angle sensor 6 is waveform-shaped at the threshold level Vth, and the rotation angle signal Ne is obtained. Is generated. A signal processing circuit 15 is connected to the waveform shaping circuit 9. Then, in the signal processing circuit 15, the reference position signal G is generated based on the rotation angle signal Ne output from the waveform shaping circuit 9. In the present embodiment, the waveform shaping circuit 9 and the signal processing circuit 15 constitute a reference position signal generation circuit.
【0020】波形整形回路9及び信号処理回路15から
の信号は、燃料噴射制御装置60に入力される。この燃
料噴射制御装置60は、エンジンの負荷状態等に応じて
設定される目標噴射量と噴射時期とを実現するように燃
料噴射ポンプ50を制御する。特に、この実施例では、
回転角信号Neと基準位置信号Gとに応じて電磁スピル
弁70の通電断続タイミングを決定し、電磁スピル弁7
0の開弁時間を調節して燃料噴射量を制御する。The signals from the waveform shaping circuit 9 and the signal processing circuit 15 are input to the fuel injection control device 60. The fuel injection control device 60 controls the fuel injection pump 50 so as to realize the target injection amount and the injection timing set according to the load condition of the engine and the like. In particular, in this example,
The energization / interruption timing of the electromagnetic spill valve 70 is determined according to the rotation angle signal Ne and the reference position signal G, and the electromagnetic spill valve 7 is operated.
The valve opening time of 0 is adjusted to control the fuel injection amount.
【0021】次に、本実施例の基準位置検出装置の作用
を図2を用いて説明する。図2に示すように、回転体2
の着磁面4には、着磁パターンに対応した磁力線P(図
中、矢印で示す)が存在している。詳しくは、着磁面4
のN極からS極に向けて磁力線Pが存在しており、基準
位置5では、その幅が広いため着磁の際に両端部が強く
磁化されて磁力線Pが両端側に偏っている。そのため、
基準位置5の両端部付近の磁力線Pが密な状態になり、
基準位置5の着磁面4に近い領域(例えば、溝底面5a
から距離がセンシングギャップLG1の領域)では、基準
位置5の中心線LC 付近で、磁界の向きが反転する現象
(SN反転現象)が生じている。つまり、基準位置5が
N極であれば、本来、その中心線LC に対して外向きの
磁界が発生するのであるが、内向きの磁界が発生してい
る。Next, the operation of the reference position detecting device of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
Magnetic field lines P (indicated by arrows in the figure) corresponding to the magnetization pattern are present on the magnetized surface 4. For details, the magnetized surface 4
The magnetic field lines P exist from the N pole to the S pole, and at the reference position 5, both ends are strongly magnetized at the reference position 5 due to the wide width, and the magnetic field lines P are biased toward both ends. for that reason,
The magnetic force lines P near both ends of the reference position 5 become dense,
A region near the magnetized surface 4 at the reference position 5 (for example, the groove bottom surface 5a
In a region where the distance is from the sensing gap LG1), a phenomenon in which the direction of the magnetic field is inverted (SN inversion phenomenon) occurs near the center line LC of the reference position 5. That is, if the reference position 5 is the N pole, an outward magnetic field is originally generated with respect to the center line LC, but an inward magnetic field is generated.
【0022】しかし、回転角センサ6のセンシング位置
(図2に破線で示す)では、そのセンシングギャップL
G2が他の部位のセンシングギャップLG1よりも大きいた
め、SN反転現象が解消され、中心線LC 付近における
磁力線P(磁界強度)の円周方向成分のうねりが回避さ
れている。又、基準位置5の溝底面5aと、その基準位
置5に隣接する磁極の着磁面4とが曲面5bにて連結さ
れているため、基準位置5に隣接する磁極において、セ
ンシング位置での磁界強度が高いレベルにて保持されて
いる。However, at the sensing position of the rotation angle sensor 6 (shown by the broken line in FIG. 2), the sensing gap L thereof is
Since G2 is larger than the sensing gap LG1 of the other part, the SN inversion phenomenon is eliminated, and the waviness of the circumferential component of the magnetic force line P (magnetic field strength) near the center line LC is avoided. Further, since the groove bottom surface 5a at the reference position 5 and the magnetized surface 4 of the magnetic pole adjacent to the reference position 5 are connected by the curved surface 5b, the magnetic field at the sensing position in the magnetic pole adjacent to the reference position 5 The strength is maintained at a high level.
【0023】そして、回転体2の回転に伴い、回転角セ
ンサ6のMR素子7A,7Bの抵抗値が変化し、回転角
センサ6は、磁界強度の変化1サイクルにつき、2サイ
クル分の電圧信号Vout を出力する。又、回転角センサ
6のセンシング位置では、回転角センサ6がSN反転現
象の影響を受けずに動作し、常に安定した電圧信号Vou
t を出力する。As the rotating body 2 rotates, the resistance values of the MR elements 7A and 7B of the rotation angle sensor 6 change, and the rotation angle sensor 6 outputs a voltage signal for two cycles per cycle of change in magnetic field strength. Output Vout. Also, at the sensing position of the rotation angle sensor 6, the rotation angle sensor 6 operates without being affected by the SN inversion phenomenon, and the voltage signal Vou is always stable.
Output t.
【0024】波形整形回路9では、回転角センサ6から
出力された電圧信号Vout がスレッショルドレベルVth
で波形整形され、矩形パルス状の回転角信号Neが出力
される。このとき、回転角センサ6の電圧信号Vout が
安定しているため、スレッショルドレベルVthが広い範
囲の領域にて可能となっている。又、信号処理回路15
では、回転角信号Neの信号発生周期Taをソフトウェ
ア処理することによって基準位置信号Gが生成される。
つまり、信号処理回路15では、回転角信号Neが入力
される度に、信号発生周期Taに定数kを乗じて基準位
置信号出力時間Tx(=k・Ta)が演算される。そし
て、基準位置信号出力時間Tx内に、次の回転角信号N
eが入力されれば、その基準位置信号出力時間Txがク
リアされる。又、その時間Tx内に回転角信号Neが入
力されなければ、その基準位置信号出力時間Txのタイ
ミングにて基準位置信号Gが出力される。このようにし
て、基準位置信号Gは、基準位置5に対応してディーゼ
ルエンジン40の気筒毎に出力される。In the waveform shaping circuit 9, the voltage signal Vout output from the rotation angle sensor 6 is applied to the threshold level Vth.
The waveform is shaped by and the rectangular pulse-shaped rotation angle signal Ne is output. At this time, since the voltage signal Vout of the rotation angle sensor 6 is stable, the threshold level Vth is possible in a wide range. In addition, the signal processing circuit 15
Then, the reference position signal G is generated by software processing the signal generation cycle Ta of the rotation angle signal Ne.
That is, in the signal processing circuit 15, every time the rotation angle signal Ne is input, the reference position signal output time Tx (= k · Ta) is calculated by multiplying the signal generation cycle Ta by the constant k. Then, within the reference position signal output time Tx, the next rotation angle signal N
When e is input, the reference position signal output time Tx is cleared. If the rotation angle signal Ne is not input within the time Tx, the reference position signal G is output at the timing of the reference position signal output time Tx. In this way, the reference position signal G is output for each cylinder of the diesel engine 40 corresponding to the reference position 5.
【0025】なお、定数kの値は、エンジンの回転数の
変動や加減速により回転角信号Neの発生周期Taに変
動があった場合でも、基準位置5の誤検出が生じないよ
うに基準位置5の長さに合わせて設定されている。その
後、回転角信号Ne及び基準位置信号Gは、燃料噴射制
御装置60に入力され、燃料噴射制御等が実施される。The value of the constant k is set so that the reference position 5 will not be erroneously detected even when the generation cycle Ta of the rotation angle signal Ne changes due to the change of the engine speed or the acceleration / deceleration. It is set according to the length of 5. After that, the rotation angle signal Ne and the reference position signal G are input to the fuel injection control device 60, and fuel injection control and the like are performed.
【0026】以上詳述したように、本実施例の基準位置
検出装置では、回転体2の外周面に異なる磁極を交互に
着磁した着磁面4を設けたとともに、該着磁面4に磁極
の着磁ピッチが他の部位よりも大きく且つ所定の溝深さ
Dを有する溝状の基準位置5を形成した。そして、基準
位置5の溝底面5aと、その基準位置5に隣接する磁極
の着磁面4とを、所定の曲率(半径R)を有する曲面5
bにて連結した。As described in detail above, in the reference position detecting apparatus of this embodiment, the outer peripheral surface of the rotating body 2 is provided with the magnetized surface 4 in which different magnetic poles are alternately magnetized, and the magnetized surface 4 is formed. A groove-shaped reference position 5 was formed in which the magnetic pitch of the magnetic poles was larger than that of the other portions and had a predetermined groove depth D. The groove bottom surface 5a at the reference position 5 and the magnetized surface 4 of the magnetic pole adjacent to the reference position 5 have a curved surface 5 having a predetermined curvature (radius R).
It was connected at b.
【0027】上記構成によれば、基準位置5でのセンシ
ングギャップLG2が他の部位のセンシングギャップLG1
よりも大きくなる。その結果、基準位置5の両端部では
磁界の偏りが生じても基準位置5の中央部における磁界
の反転現象が回避され、回転角センサ6の電圧信号Vou
t のうねりや歪みが防止される。又、基準位置5に隣接
する磁極の磁界強度が高いレベルにて保持され、回転角
センサ6の出力信号レベルの低下が防止される。さら
に、回転角センサ6の出力信号のうねりや歪みが防止さ
れ、且つ、同信号が高い出力レベルに保持されているた
め、スレッショルドレベルVthが広い範囲で設定可能と
なる。その結果、常に安定した基準位置信号Gの生成が
可能となる。According to the above structure, the sensing gap LG2 at the reference position 5 is the sensing gap LG1 at another portion.
Will be larger than. As a result, even if the magnetic field is biased at both ends of the reference position 5, the reversal phenomenon of the magnetic field at the center of the reference position 5 is avoided, and the voltage signal Vou of the rotation angle sensor 6 is avoided.
Waviness and distortion of t are prevented. Further, the magnetic field strength of the magnetic poles adjacent to the reference position 5 is maintained at a high level, and the output signal level of the rotation angle sensor 6 is prevented from lowering. Further, since the swell and distortion of the output signal of the rotation angle sensor 6 are prevented and the output signal is held at a high output level, the threshold level Vth can be set in a wide range. As a result, it is possible to always generate the stable reference position signal G.
【0028】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、次の様態にて具体化することもできる。
例えば、図3に示すように、基準位置5の溝底面5a
と、その基準位置5に隣接する磁極の着磁面4とを所定
の傾斜角RA を有する平面16にて連結してもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be embodied in the following modes.
For example, as shown in FIG. 3, the groove bottom surface 5a at the reference position 5
And the magnetized surface 4 of the magnetic pole adjacent to the reference position 5 may be connected by a plane 16 having a predetermined inclination angle RA.
【0029】又、図4に示すように、基準位置5の両端
部に、所定長さLA の壁面17を設けるとともに、基準
位置5の溝底面5aと、壁面17とを所定の傾斜角RA
を有する平面16にて連結してもよい。このとき、壁面
17の所定長さLA は、基準位置5の両端部の磁界強度
が所定レベル以上に保持できる範囲内にて設定される。Further, as shown in FIG. 4, a wall surface 17 having a predetermined length LA is provided at both ends of the reference position 5, and the groove bottom surface 5a at the reference position 5 and the wall surface 17 are provided with a predetermined inclination angle RA.
You may connect by the plane 16 which has. At this time, the predetermined length LA of the wall surface 17 is set within a range in which the magnetic field strength at both ends of the reference position 5 can be maintained at a predetermined level or higher.
【0030】又、図5に示すように、回転体2の代わり
にリニアタイプの着磁体18を用いてもよい。この場
合、着磁体18を移動させるか、或いは位置センサを移
動させるかして着磁体18と位置センサとを相対的に移
動させ、位置検出を行う。さらに、基準位置信号生成回
路を前記実施例の波形整形回路9とは異なる構成にして
もよい。例えば、位置センサの出力信号のピーク値、或
いはボトム値を基準にしてスレッショルドレベルとして
設定し、そのスレッショルドレベルにて波形整形処理す
るように構成してもよい。Further, as shown in FIG. 5, a linear type magnetizing body 18 may be used instead of the rotating body 2. In this case, the magnetized body 18 or the position sensor is moved by moving the magnetized body 18 or the position sensor to detect the position. Further, the reference position signal generation circuit may be configured differently from the waveform shaping circuit 9 of the above embodiment. For example, the peak value or the bottom value of the output signal of the position sensor may be set as a threshold level, and the waveform shaping process may be performed at the threshold level.
【0031】さらに、第1実施例では、磁石の外径を7
0mmとしたが、この外径を大きくしてさらに多くの磁
極を着磁させてもよい。例えば外径を105mmとする
ことで、第1実施例と同じピッチ幅λ≒0.92mmで
360極の着磁が可能であり、分解能を1°とすること
ができる。また、センシングギャップLG1を小さくす
ることは、加工、組付け作業の上で不利であるので、ピ
ッチ幅λを大きくし、磁界強度を高めてセンシングギャ
ップLG1を大きくしてもよい。例えば、磁石を、外径
70mm、ピッチ幅λ≒1.84mmとすれば、センシ
ングギャップLG1をLG1=1.5mmとしても十分
な出力電圧Voutが得られる。Further, in the first embodiment, the outer diameter of the magnet is 7
Although the outer diameter is set to 0 mm, more magnetic poles may be magnetized by increasing the outer diameter. For example, by setting the outer diameter to 105 mm, it is possible to magnetize 360 poles with the same pitch width λ≈0.92 mm as in the first embodiment, and the resolution can be 1 °. Further, since it is disadvantageous in processing and assembling work to make the sensing gap LG1 small, the pitch width λ may be made large and the magnetic field strength may be increased to make the sensing gap LG1 large. For example, if the magnet has an outer diameter of 70 mm and a pitch width λ≈1.84 mm, a sufficient output voltage Vout can be obtained even if the sensing gap LG1 is LG1 = 1.5 mm.
【0032】さらに加えて、感磁素子として、MR素子
の代わりにホール素子を用いて位置センサを構成しても
よい。この場合、位置センサの出力信号は、磁界強度に
応じたホール素子の起電力の変化に対応して変化する。In addition, as the magnetic sensing element, a hall element may be used instead of the MR element to form the position sensor. In this case, the output signal of the position sensor changes corresponding to the change in the electromotive force of the Hall element according to the magnetic field strength.
【0033】[0033]
【発明の効果】この発明によれば、位置センサの出力を
所定レベルに保持し、さらに、基準位置における出力信
号のうねりや歪みを解消することにより、常に安定した
基準位置信号を得ることができるという優れた効果を発
揮する。According to the present invention, the output of the position sensor is maintained at a predetermined level, and the swell and distortion of the output signal at the reference position are eliminated, so that a stable reference position signal can be obtained at all times. Exerts an excellent effect.
【図1】本発明の一実施例における基準位置検出装置を
示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a reference position detection device in an embodiment of the present invention.
【図2】実施例における基準位置検出装置の動作図であ
る。FIG. 2 is an operation diagram of the reference position detection device according to the embodiment.
【図3】着磁体の変形例を示した平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a modified example of a magnetized body.
【図4】着磁体の変形例を示した平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a modified example of a magnetized body.
【図5】着磁体の変形例を示した斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a modified example of a magnetized body.
【図6】従来の基準位置検出装置を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a conventional reference position detecting device.
【図7】従来の基準位置検出装置の動作図である。FIG. 7 is an operation diagram of a conventional reference position detection device.
【図8】従来の基準位置検出装置を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a conventional reference position detecting device.
【図9】従来の基準位置検出装置の動作図である。FIG. 9 is an operation diagram of a conventional reference position detection device.
2 着磁体としての回転体 4 着磁面 5 基準位置 5a 溝底面 5b 勾配部としての曲面 6 位置センサとしての回転角センサ 7A,7B 感磁素子としてのMR素子 9 基準位置信号生成回路としての波形整形回路 15 基準位置信号生成回路としての信号処理回路 16 勾配部としての平面 18 着磁体 2 Rotating body as magnetized body 4 Magnetized surface 5 Reference position 5a Groove bottom 5b Curved surface as gradient part 6 Rotation angle sensor as position sensor 7A, 7B MR element as magnetic sensitive element 9 Waveform as reference position signal generation circuit Shaping circuit 15 Signal processing circuit as reference position signal generation circuit 16 Plane as gradient part 18 Magnetized body
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 正人 愛知県名古屋市緑区乗鞍1丁目1303−2 (72)発明者 木村 宏志 愛知県名古屋市緑区鳴海町字赤塚148番地 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masato Hoshino, 1130 Norikura, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi 1303-2 (72) Hiroshi Kimura 148 Akatsuka, Narumi-cho, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi
Claims (3)
するとともに、該着磁面に磁極の着磁ピッチが他の部位
よりも大きく且つ所定の溝深さを有する溝状の基準位置
を形成した着磁体と、 前記着磁体の着磁面に対向する感磁素子を有し、当該着
磁体に対して相対的に移動し、着磁面の磁界強度に応じ
た電気信号を出力する位置センサと、 前記位置センサの出力信号を所定のスレッショルドレベ
ルに基づいて波形整形し、基準位置信号を生成する基準
位置信号生成回路とを備えた基準位置検出装置におい
て、 前記着磁体の基準位置の溝底面と、その基準位置に隣接
する磁極の着磁面とを、所定の勾配を有する勾配部にて
連結したことを特徴とする基準位置検出装置。1. A groove-shaped reference position having a magnetized surface in which different magnetic poles are alternately magnetized, and the magnetized pitch of the magnetic poles is larger than other portions on the magnetized surface and has a predetermined groove depth. And a magnetizing element facing the magnetized surface of the magnetized body, which moves relative to the magnetized body and outputs an electric signal according to the magnetic field strength of the magnetized surface. In a reference position detection device including a position sensor and a reference position signal generating circuit that shapes the output signal of the position sensor based on a predetermined threshold level, and generates a reference position signal, the reference position of the magnetized body A reference position detecting device characterized in that a groove bottom surface and a magnetized surface of a magnetic pole adjacent to the reference position are connected by a gradient portion having a predetermined gradient.
である請求項1に記載の基準位置検出装置。2. The reference position detecting device according to claim 1, wherein the gradient portion is a curved surface having a predetermined curvature.
面である請求項1に記載の基準位置検出装置。3. The reference position detecting device according to claim 1, wherein the sloped portion is a flat surface having a predetermined inclination angle.
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- 1993-07-06 JP JP16687493A patent/JP3311429B2/en not_active Expired - Fee Related
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