JPH10197546A - 磁気変量検出用センサ - Google Patents

磁気変量検出用センサ

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JPH10197546A
JPH10197546A JP310197A JP310197A JPH10197546A JP H10197546 A JPH10197546 A JP H10197546A JP 310197 A JP310197 A JP 310197A JP 310197 A JP310197 A JP 310197A JP H10197546 A JPH10197546 A JP H10197546A
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JP
Japan
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sensor
housing
circuit
detection
output voltage
Prior art date
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Application number
JP310197A
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English (en)
Inventor
Hideo Tawara
秀男 俵
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10197546A publication Critical patent/JPH10197546A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出信号を経済的な2線配線方式で複数のE
CU等に分配入力してもON時の出力電圧低下とOFF
時の出力電圧上昇が抑えられる磁電変換素子使用のアク
ティブ・センサを提供することである。 【解決手段】 センサ21のハウジング内に検出抵抗6
を内蔵させ、この検出抵抗6を導電性材料から成るハウ
ジングに導通させて接地回路を構成し、センサ回路の接
地をハウジングを介して検出部においてとれるようにし
たのである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ホール素子やM
R素子(磁気抵抗素子)などの磁電変換素子を用いて磁
気の変量を検出するセンサに関する。このセンサは、車
輪を初めとする各種回転体の回転速度、回転数、回転角
などの検出、回転以外の速度や相対変位の検出、磁場の
磁気変量そのものの検出などに広く利用できるが、以下
の説明は、便宜上、車輪速度の検出を例に挙げて行う。
【0002】
【従来の技術】車輪速センサには、アクティブ・センサ
(磁電変換素子使用のセンサ)と、パッシブ・センサ
(電磁誘導型センサ)の2種類がある。両センサとも、
車輪と一体となって回転するセンシングロータと組み合
わせて使用され、センシングロータの回転速度に応じた
出力(検出信号)が生じる。
【0003】この検出信号を用いて行う車両の挙動制御
は年々高度化しており、最近ではひとつの検出信号が複
数のシステム、例えばABS(アンチロックブレーキシ
ステム)、TCS(トラクションコントロールシステ
ム)、4WS(四輪操舵システム)などのそれぞれのE
CU(電子制御ユニット)に入力されることが多くなっ
てきている。
【0004】このように、複数のECUに検出信号を入
力するときには、パッシブ・センサよりもアクティブ・
センサが有利である。パッシブ・センサはアナログ信号
を出力するので例えばABSのECUにA/D変換用の
二値化回路を設けても、さらに、A/D変換後の信号を
他のシステムのECUに分配する出力端子やスイッチを
設ける必要がある。これに対し、アクティブ・センサは
センシングロータが回転して起こる磁界変動を検出し、
磁気の変量に応じたデジタル信号を出力するので、各シ
ステムのECUに直に検出信号を分配入力でき、ECU
のコスト低減が図れる。
【0005】図4、図5に、アクティブ・センサを用い
た従来の車輪速センサの配線方式を示す。
【0006】センサ1とECU2との間を電源線3、信
号線4及びグランド線5で結ぶ図4の3線配線方式に比
べて、グランド線の無い図5の2線配線方式は、配線の
簡略化が図れてコスト的に有利である。
【0007】この2線配線方式では、ECU2内に検出
抵抗6を設け、その検出抵抗6にセンサ1からの電流信
号を信号線4を通して流すことにより検出信号を電圧信
号に変換する方法が採られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ひとつの検出信号を複
数のECUに分配して入力するケースは今後更に増えて
くる。ところが、図5の2線配線方式で信号分配を行う
と、分配先の各ECUがそれぞれに検出抵抗を有してい
るので、ひとつのセンサに複数の検出抵抗が並列に接続
されることになり、出力電圧値の変化が起こる。
【0009】図6は、検出抵抗を並列に接続した回転モ
デルを示している。この回路において、
【0010】
【数1】
【0011】これから分かるように、プルアップ抵抗と
検出抵抗の比(Rp/Ro)が大きいほど出力電圧は小
さく、検出抵抗の接続数Nが増えるに従って低下してい
く。
【0012】
【数2】
【0013】このケースでも、ON時と同様に出力電圧
は検出抵抗の接続数Nが増えるに従って低下していく。
【0014】かかる現象は、実験でも確認済みである。
図7の(a)、(b)に、実験結果をグラフ化して示
す。図7の(a)、(b)は、330Ω、270Ωのプ
ルアップ抵抗と120Ω、180Ωの検出抵抗を組み合
わせ、検出抵抗の並列接続数を1個から4個まで増やし
たときの出力電圧のON、OFF時の変化を示してい
る。なお、電源電圧は12V一定とした。
【0015】これから分かるように、各々が検出抵抗を
もつ複数のECUを2線配線方式でひとつのアクティブ
・センサに並列に接続すると、プルアップ抵抗の抵抗値
は一定であるのに対し、検出抵抗全体の抵抗値が低下す
るため、ON時の出力電圧が低下し、検出精度に悪影響
が出る。
【0016】そこで、その対策として、図8に示すよう
に、ECU内に付加抵抗(Ra)を設けてプルアップ抵
抗を並列接続したケースと等価な回路にすることを考え
たが、この場合、付加抵抗の無い場合に比べてON時の
出力電圧低下は小さくなるものの、付加抵抗を通じて常
に電流が流れるため、図9の(a)、(b)の実験結果
から分かるように、OFF時の出力電圧がかなり高くな
って好ましくない。また、付加抵抗の抵抗値を高めると
図9の(a)、(b)の実験結果から判るように、OF
F時の出力電圧は低下するが、ON時の出力低下も大き
くなり、従って、これも好ましくない。
【0017】そこで、この発明は、検出信号を複数のE
CU等に分配入力してもON時の出力電圧低下が起こら
ず、OFF時の出力電圧も低く保たれるアクティブ・セ
ンサを提供することを課題としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明のセンサは、検
出信号を入力する装置との間を電源線と信号線で結び、
ハウジングに封入した磁電変換素子で回路を構成し、近
傍の磁界変動を検出するセンサであって、センサ回路に
接続された検出抵抗を内蔵し、その検出抵抗が前記ハウ
ジングと導通し、ハウジングを介するセンサ回路の接地
回路が作られているものである。
【0019】このセンサのハウジングは、金属ケースを
用いたもの、樹脂と導電性部材を複合化して導電性を付
与したものなどが考えられる。
【0020】また、接地回路は、ハウジングをグランド
側端子として接地電位の金属部に接触させるもの、導電
性材料(一般には金属)で形成されるセンサの取付ブラ
ケットとハウジングを電気的に導通させて取付ブラケッ
トをグランド側端子として利用するものが考えられる。
【0021】なお、この発明のセンサは、回転体に取付
けて回転速度に応じた磁界変動を生じさせるセンシング
ロータと組み合わせて回転速度検出装置を構成すると、
車輪速度や車輪回転数の検出に利用することができる。
【0022】車両の挙動制御の高度化に伴い、車輪速度
の検出信号を複数のシステムのECUに入力することが
多くなっている現状を考えると、この発明のセンサは車
輪速センサとして利用するのに特に適していると思われ
るが、その用途は車輪速センサに限定されるものではな
い。
【0023】
【作用】この発明のセンサは、それ自体に検出抵抗を内
蔵させ、ハウジングを介してセンサ回路を接地させるよ
うにしたものであるから、検出信号を分配入力するEC
U等に検出抵抗を設ける必要がない。従って、複数のE
CU等を並列に接続しても検出抵抗は1センサ当りに1
個となり、検出抵抗の並列接続によるON時の出力低
下、付加抵抗の追設によるOFF時の出力電圧上昇が起
こらない。
【0024】なお、ハウジングの全体を導電性材料で形
成すると、ハウジングによる電磁シールド効果も得られ
る。
【0025】外部ノイズの排除については、特開平3−
108667号公報が回転検出器のハウジング(カバー
体)を接地させる技術を開示しているが、これはセンサ
回路の接地用ではなく、電磁シールドのための接地にす
ぎない。同公報の検出器は、コネクタの端子が3本あ
り、2線配線方式のセンサに比べて配線コストが高くつ
く。
【0026】
【発明の実施の形態】図1に、この発明のセンサの基本
回路を示す。このセンサ21は、磁電変換素子7として
ホール素子を用い(MR素子でもよい)、それにプルア
ップ抵抗8を加えてセンサ回路を構成している。このセ
ンサ21には、出力波形成形用のフィルタ・コンデンサ
を含めることがある。また、場合によっては、磁場を作
る磁石を含めることもある。
【0027】この発明では、センサ21に、センサ回路
に接続される検出抵抗6を内蔵させ、この検出抵抗6を
導電性材料から成るハウジング9に電気的に導通させて
ハウジング9経由でボディアースをとる回路(接地回
路)を作り出している。これにより、従来、2線配線方
式でECU2に設けていた検出抵抗が不要になり、複数
のECUを並列接続しても出力変動が起こらない。
【0028】図2、図3は、歯車状のセンシングロータ
24と組み合わせて車輪速度検出装置を構成するセンサ
の具体例である。
【0029】例示のセンサ22、23は、導電性材料か
ら成るハウジング9内に磁電変換素子7と、プルアップ
抵抗8、検出抵抗6及び出力波形成形用のフィルタ・コ
ンデンサ10を実装したプリント基板11と、磁石12
を収納し、これ等の要素によって構成されるセンサ回路
の出力端子13に信号線14を接続し、さらに、プリン
ト基板11上の回路とリードピン15を介してハウジン
グ9と検出抵抗6を導通させ、ハウジング9の後部を樹
脂ボディ16で封止して作られている。
【0030】17はセンサの取付ブラケットである。図
2のセンサ22は、取付ブラケット17を樹脂ボディ1
6と同じ材料で一体に形成しているので、ハウジング9
を接地電位の車体側のセンサ取付部25に接触させてセ
ンサ回路のボディアースをとるようにしている。また、
図3のセンサ23は、導電性材料から成る取付ブラケッ
ト17を用い、これにハウジング9を導通接触させてお
り、取付ブラケット17が接地回路のグランド側端子と
なる。この図3のセンサ23は、取付ブラケット17を
センサ取付部25にボルト止めするだけで接地がとれる
ので、センサ取付部25に設けるハウジング挿入穴の高
精度加工を必要としない利点がある。
【0031】なお、樹脂ボディ16も大局的に見ればハ
ウジングの一部と考えてよく、検出抵抗6に電気的に接
続される導体をこの樹脂ボディ16の部分から外部に露
出させてその導体経由でボディアースをとることもでき
るが、図2、図3のような構造にした方がセンサの封止
を確実に行えて好ましい。
【0032】図2の18は、取付ブラケット17に埋め
込んでボルト穴周りを補強するブッシュ、図2、図3の
19はゴムシール、20は取付ボルトである。
【0033】このほか、図2、図3のセンサは磁石を内
蔵しているが、磁石はセンシングロータ24側に設ける
こともある(SNの磁極面を同方向に交互に形成したセ
ンシングロータは周知)、また、磁場の監視等に用いる
センサは、検出部に元々磁場が存在するので磁石は不要
である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のセンサ
は、それ自身が検出抵抗を内蔵し、ハウジングを介して
センサ回路の接地を検出部でとれるようにしてあるの
で、ON時の出力電圧低下、OFF時の出力電圧上昇を
招かずに複数のECU等に対して経済的な2線配線方式
で検出信号を分配入力することができ、センサとそこか
ら信号を受けるECU等との組み合わせの自由度が高ま
る。
【0035】また、例えば、車輪速度の検出においてセ
ンサが車外に設けられ、ABS、TCS、4WD等のE
CUは室内やエンジンルーム内に設けられた場合には、
両者が温度の異なる環境下におかれることから、図5の
従来方式であると温度差によるプルアップ抵抗と検出抵
抗の抵抗比変化が起こる(これは出力変化をもたらす)
が、この発明のセンサは、各車輪に配置された各センサ
のそれぞれが同じ環境下におかれるので温度差による抵
抗比変化が起こらず、検出の信頼性がより高まる。
【0036】さらに、信号を受けるECU等も、検出抵
抗が不要となるために回路が簡素化されてコストが安く
なるなどの効果と利点が得られる。
【0037】なお、ハウジングの全体を導電性材料で形
成したものは、ハウジングによる電磁シールド効果も期
待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のセンサの基本回路図
【図2】この発明のセンサの実施形態を示す断面図
【図3】他の実施形態の断面図
【図4】従来のアクティブ・センサの3線配線方式の配
線図
【図5】従来のアクティブ・センサの2線配線方式の配
線図
【図6】検出抵抗を並列接続した回路モデル
【図7】(a)検出抵抗の並列接続個数とON時の出力
電圧の関係を示すグラフ (b)検出抵抗の並列接続個数とOFF時の出力電圧の
関係を示すグラフ
【図8】図6の回路に付加抵抗を追加した回路モデル
【図9】(a)検出抵抗、付加抵抗の並列接続個数とO
N時出力電圧の関係を示すグラフ (b)検出抵抗、付加抵抗の並列接続個数とOFF時出
力電圧の関係を示すグラフ
【符号の説明】
1、21、22、23 センサ 2 ECU 3 電源線 4 信号線 5 グランド線 6 検出抵抗 7 磁電変換素子 8 プルアップ抵抗 9 ハウジング 10 フィルタ・コンデンサ 11 プリント基板 12 磁石 13 出力端子 14 信号線 15 リードピン 16 樹脂ボディ 17 取付ブラケット 18 ブッシュ 19 ゴムシール 20 取付ボルト 24 センシングロータ 25 センサ取付部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出信号を入力する装置との間を電源線
    と信号線で結び、ハウジングに封入した磁電変換素子で
    回路を構成し、近傍の磁界変動を検出するセンサであっ
    て、センサ回路に接続された検出抵抗を内蔵し、その検
    出抵抗が前記ハウジングと導通し、ハウジングを介する
    センサ回路の接地回路が作られている磁気変量検出用セ
    ンサ。
  2. 【請求項2】 導電性材料で形成された取付ブラケット
    を有し、その取付ブラケットが前記ハウジングと電気的
    に導通して前記接地回路のグランド側端子を兼ねたもの
    になっている請求項1記載の磁気変量検出用センサ。
  3. 【請求項3】 回転体に取付けて回転速度に応じた磁界
    変動を生じさせるセンシングロータと、請求項1又は2
    記載のセンサを組み合わせて構成される回転速度検出装
    置。
JP310197A 1997-01-10 1997-01-10 磁気変量検出用センサ Pending JPH10197546A (ja)

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