JPH11211739A - 電磁ピックアップセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノイズ保護回路を構成する一般受動部品の熱害
による性能劣化を防止すると同時に、検出精度の信頼性
を向上させる。 【解決手段】ミッションギア６４の回転に伴って変化す
る磁束を検出してミッションギア６４の回転速度、回転
数等を検出する電磁ピックアップセンサ１０において、
磁束の変化に応じた検出信号を出力するホール素子を内
蔵した検出部１２と、該検出部１２のホール素子に対し
て磁束を印加するための磁気回路１４と、前記検出部１
２からの出力信号に対する少なくともノイズ保護を目的
とした保護回路部１６とを有し、少なくとも保護回路部
１６を熱の発生が少ない位置に設置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の回転に
伴って変化する磁束を検出して前記被測定物の回転速
度、回転角等を検出するホール素子を用いた電磁ピック
アップセンサに関し、特に、自動車のオートマチックト
ランスミッションにおけるミッションギアの回転速度や
回転数等を検出する際に用いて好適な電磁ピックアップ
センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、オートマチックトランスミッシ
ョンを搭載した自動車における例えば変速点制御、ロッ
クアップ制御、変速時過渡特性制御、スクォート軽減制
御等においては、トランスミッションギアの回転数が１
つのパラメータとして使用されている。

【０００３】トランスミッションギアの回転数は、通
常、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）やホール素子を用い
た電磁ピックアップセンサにて検出するようにしてい
る。

【０００４】ホール素子を用いた電磁ピックアップセン
サとしては、例えばエンジンのクランクシャフトやカム
シャフトに取り付けられたシグナルロータの回転に伴っ
て変化する磁束を磁気感応デバイスによって電気信号に
変換するものが提案されており（例えば特開平８−１３
５５５０号公報参照）、この原理を利用してミッション
ギアの回転数等を検出する方法が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のホー
ル素子を用いた電磁ピックアップセンサ、特に、該セン
サに使用される磁気感応デバイスは、磁束の変化に応じ
た検出信号を出力するホール素子と、該ホール素子から
出力される信号を増幅する増幅用ＩＣとが組み込まれて
構成され、前記磁気感応デバイスからの出力信号に対す
るノイズ保護を目的としたノイズ保護回路も該磁気感応
デバイスの近傍に設置するようにしている。

【０００６】通常、ホール素子と信号処理回路はノイズ
に強いＳｉ半導体素子を使用して作製され、ノイズ保護
回路は抵抗やコンデンサ等の一般受動部品を使用して作
製されている。しかし、前記Ｓｉ半導体素子や一般受動
部品は、トランスミッションケース内のような超高温環
境下では不利とされている。特に、ノイズ保護回路を構
成する一般受動部品は、１２５℃が耐熱の限度であり、
超高温環境用として特殊品を使用することが考えられる
が、コスト的に不利になる。

【０００７】つまり、電磁ピックアップセンサは、自動
車搭載部品でありながら、熱害を考慮した部品レイアウ
ト及び使用環境の限定が必要になるという欠点がある。

【０００８】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、一般受動部品の熱害による性能劣化を防
止すると同時に、検出精度の信頼性を向上させることが
できる電磁ピックアップセンサを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定物の回
転に伴って変化する磁束を検出して前記被測定物の回転
速度、回転数等を検出する電磁ピックアップセンサにお
いて、磁束の変化に応じた検出信号を出力するホール素
子を内蔵した検出部と、前記検出部における前記ホール
素子に対して磁束を印加するための磁気回路と、前記検
出部からの出力信号に対する少なくともノイズ保護を目
的とした保護回路部とを有し、少なくとも前記保護回路
部を熱の発生が少ない位置に設置して構成する。

【００１０】即ち、ホール素子を内蔵した検出部と保護
回路部とを分離し、保護回路部を熱の発生が少ない位置
に設置する。これにより、保護回路部として、特殊品を
使用する必要がなくなり、例えばノイズに強いＳｉ半導
体素子や一般受動部品にて構成させることが可能とな
る。これは、製造コストの低廉化、使用条件の規制緩
和、信号処理の信頼性につながる。

【００１１】前記被測定物としては、例えば自動車のト
ランスミッションケース内におけるミッションギアとす
ることができる。この場合、ミッションギアの回転数を
パラメータの１つとする変速点制御、ロックアップ制
御、変速時過渡特性制御、スクォート軽減制御等の精度
を向上させることが可能となる。

【００１２】また、上述の場合においては、前記検出部
を収容する第１の収容部と、前記保護回路部を収容する
第２の収容部とを設け、前記センサが測定対象に設置さ
れた状態で、前記検出部が前記ミッションケース内に配
置され、前記保護回路部がミッションケース外に配置さ
れるようにしてもよい。

【００１３】この場合、保護回路部を熱の発生源から遠
ざかった位置に簡単に配置させることができ、電磁ピッ
クアップセンサの製造性の向上も図ることができること
から、保護回路部に対する熱害対策を有効に、かつ、廉
価に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電磁ピックア
ップセンサを例えば自動車のオートマチックトランスミ
ッションにおけるミッションギアの回転速度や回転数等
を検出する電磁ピックアップセンサに適用した実施の形
態例（以下、単に実施の形態に係る電磁ピックアップセ
ンサと記す）を図１〜図５を参照しながら説明する。

【００１５】本実施の形態に係る電磁ピックアップセン
サ１０は、図１に示すように、磁束の変化に応じた検出
信号を出力する例えば２つのホール素子Ｈ１及びＨ２
（図３参照）を内蔵した検出部１２と、該検出部１２の
各ホール素子Ｈ１及びＨ２に対して磁束を印加するため
の磁気回路１４と、検出部１２からの出力信号に対する
少なくともノイズ保護を目的とした保護回路部１６と、
該磁気回路１４及び保護回路部１６を収容するハウジン
グ１８を有して構成されている。

【００１６】検出部１２には、上述した２つのホール素
子Ｈ１及びＨ２のほかに、これらホール素子Ｈ１及びＨ
２からの各検出信号を増幅し、外部取出し用に波形整形
する信号処理回路１００（図３参照）も内蔵されてい
る。

【００１７】ハウジング１８は、合成樹脂にて構成さ
れ、トランスミッションケース２０内に壁２２の孔２４
を通じて挿入される円筒状の第１のハウジング部材２６
と、該第１のハウジング部材２６の後部からトランスミ
ッションケース２０の壁２２に沿って一方に延在する円
筒状の第２のハウジング部材２８と、前記第１のハウジ
ング部材２６の後部からトランスミッションケース２０
の壁２２に沿って他方に延在する取付け部材３０を一体
に有する。

【００１８】前記第１のハウジング部材２６の先端部
は、金属製のキャップ３２が例えばかしめ加工によって
固着されるようになっている。

【００１９】このハウジング１８は、検出部１２及び磁
気回路１４を収容するための第１の凹部３４と、保護回
路部１６を収容するための第２の凹部３６と、保護回路
部１６から導出された出力端子板３８と外部の回路系と
を接続するためのカップリング部（凹部）４０とを有す
る。

【００２０】前記第１の凹部３４は、第１のハウジング
部材２６の先端から後部に向かって形成され、第２の凹
部３６は、第１のハウジング部材２６の後端部に形成さ
れ、カップリング部４０は、第２のハウジング部材２８
の先端から第１のハウジング部材２６の後部に向かって
形成されている。

【００２１】取付け部材３０は、その中央部分に、該電
磁ピックアップセンサ１０をトランスミッションケース
２０の壁２２にねじ止めするためのボルト部材（図示せ
ず）が挿通される貫通孔４２が形成されている。

【００２２】即ち、この実施の形態に係る電磁ピックア
ップセンサ１０は、検出部１２と保護回路部１６とが互
いに分離され、そのうち、検出部１２がトランスミッシ
ョンケース２０内に設置され、保護回路部１６がトラン
スミッションケース２０の外（エンジンルーム内）に設
置されたかたちとなる。

【００２３】前記ハウジング１８は、第１のハウジング
部材２６の外周面のうち、トランスミッションケース２
０における壁２２の孔２４の内壁面と接する部分に第１
のＯリング５０を取り付けるための第１の環状溝５２が
形成され、キャップ３２と接する面に第２のＯリング５
４を取り付けるための第２の環状溝５６が形成されてい
る。

【００２４】検出部１２は２つのホール素子Ｈ１及びＨ
２と信号処理回路１００（図３参照）とを内蔵したＩＣ
にて構成され、磁気回路１４は磁束を発生する磁石６０
と該磁石６０から発生した磁束を検出部１２に導くため
のヨーク６２を有して構成されている。そして、第１の
ハウジング部材２６の第１の凹部３４内に磁気回路１４
を構成するヨーク６２と磁石６０の順に挿入され、該磁
石６０の前面、即ち、キャップ３２と対向する位置に検
出部１２が挿入されるようになっている。

【００２５】従って、トランスミッションケース２０内
のミッションギア６４が回転することによって、検出部
１２の２つのホール素子Ｈ１及びＨ２に印加される磁束
が変化し、各ホール素子Ｈ１及びＨ２からは、例えば図
２Ａに示すように、ミッションギア６４の回転速度に応
じた周波数を有する交流信号（電圧信号）Ｖｉ１及びＶ
ｉ２が出力されることになる。

【００２６】ここで、２つのホール素子Ｈ１及びＨ２の
位置関係は、例えば図５に示すように、ミッションギア
６４の山部６４ａが一方のホール素子Ｈ１に対向したと
き、他方のホール素子Ｈ２に前記山部６４ａに隣接する
谷部６４ｂがほぼ対向するような位置関係となってい
る。従って、図２Ａに示すように、２つのホール素子Ｈ
１及びＨ２から出力される電圧信号Ｖｉ１及びＶｉ２は
互いに逆相とされた波形となる。

【００２７】保護回路部１６は、後述するノイズ保護回
路２００（図４参照）が実装された配線基板７０と、検
出部１２から導出された出力端子７２と前記ノイズ保護
回路２００の入力段とを電気的に接続する入力端子板７
４を有して構成されている。配線基板７０は、第２の凹
部３６内において、その板面がトランスミッションケー
ス２０の壁２２に沿って設置され、かつ、ノイズ保護回
路２００が実装された機能面がハウジング１８の後方に
向けて設置されている。

【００２８】また、この配線基板７０には、２種類のス
ルーホール７６ａ及び７６ｂが形成されている。そし
て、検出部１２の出力端子７２と電気的に接続された入
力端子板７４の先端部が一方のスルーホール７６ａを通
じて配線基板７０の機能面側に導出され、出力端子板３
８の回路側先端部が他方のスルーホール７６ｂを通じて
配線基板７０の機能面側に導出されるようになってい
る。

【００２９】前記検出部１２の出力端子７２と入力端子
板７４、入力端子板７４とノイズ保護回路２００の入力
段、ノイズ保護回路２００の出力段と出力端子板３８と
はそれぞれ例えば半田付けによって電気的に接続され
る。

【００３０】なお、合成樹脂製のハウジング１８は、入
力端子板７４と出力端子板３８がハウジング１８の内部
に封入されるようにインサート成形にて作製されるよう
になっている。また、配線基板７０が収容された第２の
凹部３６には、例えばモールド樹脂７８が圧入されて外
部からの水分の浸入やノイズの侵入を効率よく防止でき
るようになっている。

【００３１】検出部１２に内蔵される信号処理回路１０
０は、例えば図３に示すように、電源Ｖｃｃ（例えば＋
５Ｖ）が電源端子１０２を通じて供給される電源ライン
１０４と、２つのホール素子Ｈ１及びＨ２から出力され
た交流信号Ｖｉ１とＶｉ２（図２Ａ参照）をそれぞれ所
定のゲインにて増幅する２つの増幅器１０６及び１０８
と、これら増幅器１０６及び１０８からの増幅交流信号
ａＶｉ１及びａＶｉ２との差分をとり、その差分を所定
のゲインにて増幅して偏差信号Ｖｄ（図２Ｂ参照）とす
る差動増幅器１１０と、該差動増幅器１１０からの偏差
信号Ｖｄと基準電圧（例えば接地電圧）とを比較して後
段のトランジスタ回路（増幅器１０６）を動作させるた
めのトリガパルス信号Ｐｖに整形するトリガ回路１１２
と、該トリガ回路１１２からのトリガパルス信号Ｐｖを
増幅して出力信号Ｖｏ（図２Ｃ参照）とする例えばオー
プンコレクタ型の増幅器１１４とを有する。なお、前記
トリガ回路１１２としては、コンパレータやシュミット
トリガ回路等を用いることができる。

【００３２】一方、保護回路部１６に内蔵されるノイズ
保護回路２００は、図４に示すように、前記信号処理回
路１００における電源端子１０２、出力端子１１６及び
ＧＮＤ端子１１８と入力端子板７４（図１参照）を介し
てそれぞれ電気的に接続されるＩＣ側電源端子２０２、
ＩＣ側出力端子２０４及びＩＣ側ＧＮＤ端子２０６と、
カップリング部４０に装着されるカプラの電源端子、出
力端子及びＧＮＤ端子（共に図示せず）と出力端子板３
８（図１参照）を介してそれぞれ電気的に接続されるカ
プラ側電源端子２０８、カプラ側出力端子２１０及びカ
プラ側ＧＮＤ端子２１２を有する。

【００３３】そして、このノイズ保護回路２００は、各
電源端子２０２及び２０８間に配線された電源ライン２
１４に第１の抵抗Ｒ１が挿入接続され、各出力端子２０
４及び２１０間に配線された出力ライン２１６に第２の
抵抗Ｒ２が挿入接続され、ＩＣ側電源端子２０２と第１
の抵抗Ｒ１間における電源ライン２１４と各ＧＮＤ端子
２０６及び２１２間に配線されたＧＮＤライン２１８と
の間に、コンデンサＣ１とツェナーダイオードＺＤ１が
並列に接続されて構成されている。

【００３４】つまり、第１の抵抗Ｒ１とツェナーダイオ
ードＺＤ１による定電圧回路に第１の抵抗Ｒ１とコンデ
ンサＣ１によるＬＰＦ（ローパスフィルタ）が接続され
て、電源電圧Ｖｃｃに重畳する高周波ノイズが前記ＬＰ
Ｆにて抑圧できるようにした回路構成となっている。

【００３５】そして、本実施の形態に係る電磁ピックア
ップセンサ１０は、検出部１２に内蔵された２つのホー
ル素子Ｈ１及びＨ２並びに信号処理回路１００を高温環
境に強いＧａＡｓ化合物半導体素子で構成するようにし
ている。一方、保護回路部１６におけるノイズ保護回路
２００は、図４の回路図からもわかるように抵抗Ｒ１、
Ｒ２やコンデンサＣ１等の一般受動部品を主体にして構
成されている。

【００３６】ここで、ＧａＡｓ化合物半導体素子による
ＩＣと、Ｓｉ半導体素子によるＩＣと、一般受動部品の
電気的特性（特に、耐高電圧性及び耐ノイズ性）と耐熱
性をみると、図６に示すように、ＧａＡｓ化合物半導体
素子によるＩＣは、耐高電圧性及び耐ノイズ性はＳｉ半
導体素子によるＩＣよりも弱いが、耐熱限界が〜２００
℃であって、Ｓｉ半導体素子によるＩＣや一般受動部品
よりも高温環境に強いことがわかる。

【００３７】このように、本実施の形態に係る電磁ピッ
クアップセンサ１０は、ホール素子Ｈ１及びＨ２を内蔵
した検出部１２とノイズ保護を目的とした保護回路部１
６とを分離し、保護回路部１６を熱の発生が少ない位置
（トランスミッションケース２０の外）に設置するよう
にしたので、保護回路部１６に対する熱害を有効に防止
することができる。その結果、保護回路部１６として、
特殊品を使用する必要がなくなり、例えばノイズに強い
Ｓｉ半導体素子によるＩＣや一般受動部品にて構成する
ことが可能となる。

【００３８】これは、製造コストの低廉化、使用条件の
規制緩和、信号処理の信頼性につながり、ミッションギ
ア６４の回転数をパラメータの１つとする変速点制御、
ロックアップ制御、変速時過渡特性制御、スクォート軽
減制御等の精度を向上させることが可能となる。

【００３９】特に、本実施の形態においては、検出部１
２におけるホール素子Ｈ１及びＨ２を一般受動部品やＳ
ｉ半導体素子と比して熱に強いＧａＡｓ化合物半導体素
子にて構成するようにしたので、ホール素子Ｈ１及びＨ
２自体がトランスミッションケース２０内の熱によって
有効に働かなくなるという不都合を回避することがで
き、電磁ピックアップセンサ１０の信頼性の向上を図る
ことができる。

【００４０】なお、この発明に係る電磁ピックアップセ
ンサは、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を
逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろ
んである。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電磁
ピックアップセンサによれば、少なくとも前記保護回路
部を熱の発生が少ない位置に設置するようにしたので、
ノイズ保護回路を構成する一般受動部品の熱害による性
能劣化を防止することができると同時に、検出精度の信
頼性を向上させることができる。

【００４２】また、本発明に係る電磁ピックアップセン
サにおいては、該センサに前記検出部を収容するための
第１の収容部と前記保護回路部を収容するための第２の
収容部を設け、前記センサを測定対象に設置された状態
で、前記検出部を前記ミッションケース内に、前記保護
回路部をミッションケース外に配置させるようにしたの
で、保護回路部に対する熱害対策を有効に、かつ、廉価
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る電磁ピックアップセンサの
構成を示す断面図である。

【図２】図２Ａは検出部の２つのホール素子から出力さ
れる交流信号を示す波形図であり、図２Ｂは差動増幅器
から出力される偏差信号を示す波形図であり、図２Ｃは
増幅器から出力される出力信号を示す波形図である。

【図３】検出部に内蔵される信号処理回路の一例を示す
回路図である。

【図４】保護回路部に実装されるノイズ保護回路の一例
を示す回路図である。

【図５】２つのホール素子の配置関係を示す説明図であ
る。

【図６】ＧａＡｓ化合物半導体素子によるＩＣと、Ｓｉ
半導体素子によるＩＣと、一般受動部品の電気的特性
（耐高電圧性及び耐ノイズ性）と耐熱性を示す表図であ
る。

【符号の説明】

１０…電磁ピックアップセンサ １２…検出部 １４…磁気回路 １６…保護回
路部 １８…ハウジング ２０…トラン
スミッションケース ３２…キャップ ３８…出力端
子板 ６０…磁石 ６２…ヨーク ６４…ミッションギア ７４…入力端
子板 １００…信号処理回路 ２００…ノイ
ズ保護回路 Ｈ１、Ｈ２…ホール素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｄ 5/245 １０２ Ｇ０１Ｄ 5/245 １０２Ｄ Ｇ０１Ｒ 33/07 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｈ (72)発明者 石川 一郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 大根 健一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 三浦 啓二 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物の回転に伴って変化する磁束を検
   出して前記被測定物の回転速度、回転数等を検出する電
   磁ピックアップセンサにおいて、 磁束の変化に応じた検出信号を出力するホール素子を内
   蔵した検出部と、 前記検出部における前記ホール素子に対して磁束を印加
   するための磁気回路と、 前記検出部からの出力信号に対する少なくともノイズ保
   護を目的とした保護回路部とを有し、 少なくとも前記保護回路部は、熱の発生が少ない位置に
   設置されていることを特徴とする電磁ピックアップセン
   サ。
2. 【請求項２】請求項１記載の電磁ピックアップセンサに
   おいて、 前記被測定物が、自動車のトランスミッションケース内
   におけるミッションギアであって、 前記センサは、前記検出部を収容する第１の収容部と、
   前記保護回路部を収容する第２の収容部を有し、 前記センサが測定対象に設置された状態で、前記検出部
   が前記ミッションケース内に、前記保護回路部がミッシ
   ョンケース外に配置されることを特徴とする電磁ピック
   アップセンサ。