JPS60231111A - 磁気検出型回転角度検出センサの信号処理回路 - Google Patents
磁気検出型回転角度検出センサの信号処理回路Info
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- JPS60231111A JPS60231111A JP8737884A JP8737884A JPS60231111A JP S60231111 A JPS60231111 A JP S60231111A JP 8737884 A JP8737884 A JP 8737884A JP 8737884 A JP8737884 A JP 8737884A JP S60231111 A JPS60231111 A JP S60231111A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、磁気検出型の回転角度検出センサから得た信
号を処理するピークホールド型の信号処理回路に関する
。
号を処理するピークホールド型の信号処理回路に関する
。
従来技術と問題点
磁気検出型（Ｍ Ｐ Ｕ ： Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｉ
ｃｋ Ｕｐ）の回転角度検出センサ（以下ＭＰＵセンサ
という）は、例えば自動車のクランク角検出に用いられ
る。これは第３図（ａ）に示すようにエンジンの回転に
同期して回転する歯車状ロータ（以下歯車と称する）■
と、磁性体２および図には示されていない永久磁石から
なる磁気回路において、歯車１の回転に伴なう磁束の変
化をピックアンプコイル３で検出するものである。コイ
ル３に誘起される電圧波形Ａは第１図実線のように変化
し、歯の部分に応じたピーク電圧ＶＰＫを有する。
ｃｋ Ｕｐ）の回転角度検出センサ（以下ＭＰＵセンサ
という）は、例えば自動車のクランク角検出に用いられ
る。これは第３図（ａ）に示すようにエンジンの回転に
同期して回転する歯車状ロータ（以下歯車と称する）■
と、磁性体２および図には示されていない永久磁石から
なる磁気回路において、歯車１の回転に伴なう磁束の変
化をピックアンプコイル３で検出するものである。コイ
ル３に誘起される電圧波形Ａは第１図実線のように変化
し、歯の部分に応じたピーク電圧ＶＰＫを有する。
ピークホールド型信号処理回路はこのアナログ波形Ａを
整形してクランク角を示すデジタル信号りを得るもので
あるが、そのときのスレッショルド電圧ＶＴＲを前回の
ピーク電圧”ＰＫを基に作成する点に特徴がある。つま
り、前回のピーク電圧ＶＰＫを一定の減衰時定数τで減
衰させたものを次のピークに対するスレッショルド電圧
ＶＴＨとするのである。従って、 ■ＴＨ＝ｖＰＫ＊ｅ−藝・・・・・・（１）と表わすこ
とができる。但し、出力りを安定させるために、入力Ａ
が上昇してｖＴＨを越えたらＶＴＨの値を（１）式とは
関係なくＯＶに落とし、逆に入力Ａが低下してゼロクロ
ス点を通過したらＶＴＲを＋１１式に戻すヒステリシス
特性を持たせである。
整形してクランク角を示すデジタル信号りを得るもので
あるが、そのときのスレッショルド電圧ＶＴＲを前回の
ピーク電圧”ＰＫを基に作成する点に特徴がある。つま
り、前回のピーク電圧ＶＰＫを一定の減衰時定数τで減
衰させたものを次のピークに対するスレッショルド電圧
ＶＴＨとするのである。従って、 ■ＴＨ＝ｖＰＫ＊ｅ−藝・・・・・・（１）と表わすこ
とができる。但し、出力りを安定させるために、入力Ａ
が上昇してｖＴＨを越えたらＶＴＨの値を（１）式とは
関係なくＯＶに落とし、逆に入力Ａが低下してゼロクロ
ス点を通過したらＶＴＲを＋１１式に戻すヒステリシス
特性を持たせである。
ところで、センサ出力Ａの周期は当然のことながら回転
数Ｎに依存するが、そのピーク値ＶＰＫも回転数Ｎに依
存する。つまり、回転数Ｎが高ければＶＰＫも高（、Ｎ
が低ければＶＰＫも低いという関係がある。従って、低
回転時にはセンサ出力Ａも低いので回転系の機械振動に
よるセンサノイズ成分の割合いが大きくなる。また回転
系本体も一般に低回転時には振動が大きく、このノイズ
成分を増大させる。例えば、エンジン回転角センサとし
て用いる場合、エンジン始動時のような低回転時にはエ
ンジン振動も大きい。この振動ノイズ成分による誤動作
を防ぐという観点からはＶＴＨの減衰時定数τを大きく
しなければならない。
数Ｎに依存するが、そのピーク値ＶＰＫも回転数Ｎに依
存する。つまり、回転数Ｎが高ければＶＰＫも高（、Ｎ
が低ければＶＰＫも低いという関係がある。従って、低
回転時にはセンサ出力Ａも低いので回転系の機械振動に
よるセンサノイズ成分の割合いが大きくなる。また回転
系本体も一般に低回転時には振動が大きく、このノイズ
成分を増大させる。例えば、エンジン回転角センサとし
て用いる場合、エンジン始動時のような低回転時にはエ
ンジン振動も大きい。この振動ノイズ成分による誤動作
を防ぐという観点からはＶＴＨの減衰時定数τを大きく
しなければならない。
第２図はこの説明図で、（ａ）はセンサ出力Ａに機械的
振動によるノイズＮが重畳された波形を示している。（
ｂ）はそのゼロクロス点近傍の拡大図で、スレッショル
ド電圧ＶＴＲの減衰時定数τが小さいためにノイズＮを
検出して誤出力Ｄ′を生じている様子を示している。従
って、この場合には（Ｃ）のようにτを大とし、ノイズ
Ｎに応動しないようにする必要がある。
振動によるノイズＮが重畳された波形を示している。（
ｂ）はそのゼロクロス点近傍の拡大図で、スレッショル
ド電圧ＶＴＲの減衰時定数τが小さいためにノイズＮを
検出して誤出力Ｄ′を生じている様子を示している。従
って、この場合には（Ｃ）のようにτを大とし、ノイズ
Ｎに応動しないようにする必要がある。
一方、第３図（ａｌに示したＭＰＵセンサは歯車１の製
造精度によって各歯によるピーク電圧ＶＰＫにバラツキ
が生ずる。同図（ｂｌはこの説明図で、Δ■ＰＫがバラ
ツキの幅である。この様な場合に上記の時定数τが大き
いと高回転時にＶＴＨが下がりきらずに第４図に示すよ
うな出力欠損Ｄ ｒｒが発生する。
造精度によって各歯によるピーク電圧ＶＰＫにバラツキ
が生ずる。同図（ｂｌはこの説明図で、Δ■ＰＫがバラ
ツキの幅である。この様な場合に上記の時定数τが大き
いと高回転時にＶＴＨが下がりきらずに第４図に示すよ
うな出力欠損Ｄ ｒｒが発生する。
従って、これを避けるためには上記と逆に時定数τを小
さくする必要がある。
さくする必要がある。
上記の点を要約すれば、低回転時にはτは大きく、高回
転時にはτが小さい方が好ましいが、１つの時定数でこ
のような矛盾する条件を備えるのは不可能である。
転時にはτが小さい方が好ましいが、１つの時定数でこ
のような矛盾する条件を備えるのは不可能である。
発明の目的
本発明は、高回転時の出力欠損を防止するために小さな
減衰時定数を設定し、低回転時にはスレッショルド電圧
そのものを高くして減衰時定数が小さくてもノイズの影
響を受けないようにするものである。
減衰時定数を設定し、低回転時にはスレッショルド電圧
そのものを高くして減衰時定数が小さくてもノイズの影
響を受けないようにするものである。
発明の構成
本発明は、歯車の回転による磁束変化をピックアップコ
イルで検出する磁気検出型回転角度検出センサの出力を
、前回のピーク値から所定の時定数で減衰するスレッシ
ョルド電圧により波形整形するピークホールド型の信号
処理回路において、該スレッショルド電圧の減衰時定数
を高回転時に、センサの製造ばらつきに起因する出力ピ
ーク値のばらつぎ辷よる出力欠損が発生しない程度に小
さく設定し、低回転時には、スレッショルド電圧そのも
のを高くする回路を設けたことを特徴とするが、以下図
示の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
イルで検出する磁気検出型回転角度検出センサの出力を
、前回のピーク値から所定の時定数で減衰するスレッシ
ョルド電圧により波形整形するピークホールド型の信号
処理回路において、該スレッショルド電圧の減衰時定数
を高回転時に、センサの製造ばらつきに起因する出力ピ
ーク値のばらつぎ辷よる出力欠損が発生しない程度に小
さく設定し、低回転時には、スレッショルド電圧そのも
のを高くする回路を設けたことを特徴とするが、以下図
示の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
発明の実施例
従来の方式では第５図ｔｃ＋の破線ｖＴＨ１のようにセ
ンサ出力Ａのピークホールド値Ｖ ＰＫＨとスレッショ
ルド電圧ｖＴＨが等しいので低回転時（ＶＰＫ小）にＶ
ＴＲが下がり過ぎ、第２図（ｂｌの誤検出Ｄ′が生ずる
のでこれを上げようとするのが本発明の意図するところ
である。第５図（Ｃ１の実線ＶＴＨ２は本発明によるＶ
ＰＫＨとＶＴＨの関係である。同図（ａ）はこれを実現
するために、前述した（１’１式の右辺に乗する乗数α
（Ｎ）の−例を示すものである。この乗数α（Ｎ）は回
転数Ｎの単調減少関数でα（Ｎ））１である。従って、
この乗数を（１１式の右辺に掛けると ｖＴＨ−α（Ｎ）＊ｖＰＫ＊ｅ−ｔ／７・・・・・・（
２）となる。この（２）式によるスレッショルド電圧が
前述のｖＴＨ□であり、また（１１式によるスレッショ
ルド電圧が前述のＶＴＨＩ である。
ンサ出力Ａのピークホールド値Ｖ ＰＫＨとスレッショ
ルド電圧ｖＴＨが等しいので低回転時（ＶＰＫ小）にＶ
ＴＲが下がり過ぎ、第２図（ｂｌの誤検出Ｄ′が生ずる
のでこれを上げようとするのが本発明の意図するところ
である。第５図（Ｃ１の実線ＶＴＨ２は本発明によるＶ
ＰＫＨとＶＴＨの関係である。同図（ａ）はこれを実現
するために、前述した（１’１式の右辺に乗する乗数α
（Ｎ）の−例を示すものである。この乗数α（Ｎ）は回
転数Ｎの単調減少関数でα（Ｎ））１である。従って、
この乗数を（１１式の右辺に掛けると ｖＴＨ−α（Ｎ）＊ｖＰＫ＊ｅ−ｔ／７・・・・・・（
２）となる。この（２）式によるスレッショルド電圧が
前述のｖＴＨ□であり、また（１１式によるスレッショ
ルド電圧が前述のＶＴＨＩ である。
第６図はり２）式を実現する本発明の一実施例で、４は
ＭＰＵセンサからのアナログ入力Ａをスレッショルド電
圧Ｖ ＴＨ２でデジタル波形りに変換するコンパレータ
、５はアナログ人力Ａのピーク値ＶＰＫをコンデンサＣ
でホールドして抵抗Ｒでリリースするピークホールド回
路である。このピークホールド回路５の出力ＶＴＨ１が
＋１１式の値である。可変ゲインアンプ６はこのＶＴＲ
１を（２）式で示されるＶＴＲ２に変換するもので、そ
のゲイン調整用抵抗ＶＲは周波数−電圧（Ｆ／Ｖ）変換
回路７により電子的に制御される。Ｆ／Ｖ変換回路７は
コンパレータ４の出力りの繰り返し周波数Ｆ（回転数Ｎ
に比例する）を制御電圧Ｖに変換する。可変ゲインアン
プ６はこの制御電圧Ｖを受けて抵抗ＶＲの値が変わるこ
とによりゲインを可変する。このゲインが第５図（ａ）
のα（Ｎ）に相当し、これによりＶＴＨＩからＶＴＲ２
に変換される。
ＭＰＵセンサからのアナログ入力Ａをスレッショルド電
圧Ｖ ＴＨ２でデジタル波形りに変換するコンパレータ
、５はアナログ人力Ａのピーク値ＶＰＫをコンデンサＣ
でホールドして抵抗Ｒでリリースするピークホールド回
路である。このピークホールド回路５の出力ＶＴＨ１が
＋１１式の値である。可変ゲインアンプ６はこのＶＴＲ
１を（２）式で示されるＶＴＲ２に変換するもので、そ
のゲイン調整用抵抗ＶＲは周波数−電圧（Ｆ／Ｖ）変換
回路７により電子的に制御される。Ｆ／Ｖ変換回路７は
コンパレータ４の出力りの繰り返し周波数Ｆ（回転数Ｎ
に比例する）を制御電圧Ｖに変換する。可変ゲインアン
プ６はこの制御電圧Ｖを受けて抵抗ＶＲの値が変わるこ
とによりゲインを可変する。このゲインが第５図（ａ）
のα（Ｎ）に相当し、これによりＶＴＨＩからＶＴＲ２
に変換される。
前述のようにＶ ＴＨ２はＶＴＨＩ と同じ減衰時定数
を有する。この減衰時定数は高回転時に出力欠損が生じ
ないように小さく設定される。しかし、低回転になるに
つれＶＴＲ２〉ＶＴＲ□になるので、減衰時定数が小さ
くてもノイズに応動することはない。
を有する。この減衰時定数は高回転時に出力欠損が生じ
ないように小さく設定される。しかし、低回転になるに
つれＶＴＲ２〉ＶＴＲ□になるので、減衰時定数が小さ
くてもノイズに応動することはない。
第７図は同様のことを回転数Ｎを直接検出せずに行なお
うとする本発明の他の実施例である。第５図（ｂｌで示
したようにピーク電圧ＶＰＫは回転数Ｎに比例する。従
って、（２）式の乗数α（Ｎ）を乗数α（ＶＰＫ）に変
えても第６図と同様、低回転時にＶＴＲを上昇させるこ
とができる。勿論、この場合もα（ＶＰＫ）＞１であり
、 Ｖ７Ｈ＝ （Ｘ （ＶＰＫ） ＊ ＶＰＫ＊ ｅ ”’
・・・・・・（２）′となる。
うとする本発明の他の実施例である。第５図（ｂｌで示
したようにピーク電圧ＶＰＫは回転数Ｎに比例する。従
って、（２）式の乗数α（Ｎ）を乗数α（ＶＰＫ）に変
えても第６図と同様、低回転時にＶＴＲを上昇させるこ
とができる。勿論、この場合もα（ＶＰＫ）＞１であり
、 Ｖ７Ｈ＝ （Ｘ （ＶＰＫ） ＊ ＶＰＫ＊ ｅ ”’
・・・・・・（２）′となる。
第７図（８１０例は伸張アンプ８を用いて（２）′式の
スレッショルド電圧ｖＴＨ２を発生するものである。
スレッショルド電圧ｖＴＨ２を発生するものである。
この伸張アンプ８は同図（ｂ）のような入出力特性（Ｖ
ＴＨＩ が入力、ＶＴＲ２が出力）を有する関数発生器
である。
ＴＨＩ が入力、ＶＴＲ２が出力）を有する関数発生器
である。
第８図は上述したスレッショルド電圧ＶＴＨ２（τ小）
の変化を示す特性図である。対比するために時定数τを
大としたスレッショルド電圧を破線で示しである。本発
明によるスレッショルド電圧ＶＴＨ２は時定数τが小さ
い（減衰が速い）が、低回転時はど初期値が高いのでノ
イズＮに対する余裕度は、単にτ大とするより大きくす
ることができる。つまり、低回転時のスレッショルド電
圧ＶＴＨ２の初期値は前回のピーク電圧より高くなる。
の変化を示す特性図である。対比するために時定数τを
大としたスレッショルド電圧を破線で示しである。本発
明によるスレッショルド電圧ＶＴＨ２は時定数τが小さ
い（減衰が速い）が、低回転時はど初期値が高いのでノ
イズＮに対する余裕度は、単にτ大とするより大きくす
ることができる。つまり、低回転時のスレッショルド電
圧ＶＴＨ２の初期値は前回のピーク電圧より高くなる。
尚、上記の実施例ではα（Ｎ）＞１の場合だけを示した
が、Ｏ〈α（Ｎ）＜１の範囲で高回転時には、スレッシ
ョルド電圧の上昇を制限するようにしてもよい。このよ
うにすると高回転時の出力欠損が一層確実に防止される
。
が、Ｏ〈α（Ｎ）＜１の範囲で高回転時には、スレッシ
ョルド電圧の上昇を制限するようにしてもよい。このよ
うにすると高回転時の出力欠損が一層確実に防止される
。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、ピークホールド型信
号処理回路の減衰時定数を高回転時用に小さく設定して
も低回転時にはスレッショルド電圧そのものを上昇させ
るので、低回転時のノイズによる誤動作が防止され、し
かもセンサ出力のバラツキに起因する高回転時の出力欠
損が防止される利点がある。
号処理回路の減衰時定数を高回転時用に小さく設定して
も低回転時にはスレッショルド電圧そのものを上昇させ
るので、低回転時のノイズによる誤動作が防止され、し
かもセンサ出力のバラツキに起因する高回転時の出力欠
損が防止される利点がある。
第１図は磁気検出型回転角度検出センサの出力とその信
号処理の波形図、第２図は低回転時の動作波形図、第３
図は磁気検出型回転角度検出センサの説明図、第４図は
高回転時の動作波形図、第５図は回転数、ピーク電圧お
よびスレッショルド電圧の各関係を示す特性図、第６図
および第７図は本発明の各実施例を示す図、第８図はそ
の動作波形図である。 図中、１は歯車、３はピックアップコイル、４はコンパ
レータ、５はピークホールド回路、６は可変ゲインアン
プ、７はＦ／Ｖ変換回路、８は伸張アンプである。 出 願 人 富士通テン株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
号処理の波形図、第２図は低回転時の動作波形図、第３
図は磁気検出型回転角度検出センサの説明図、第４図は
高回転時の動作波形図、第５図は回転数、ピーク電圧お
よびスレッショルド電圧の各関係を示す特性図、第６図
および第７図は本発明の各実施例を示す図、第８図はそ
の動作波形図である。 図中、１は歯車、３はピックアップコイル、４はコンパ
レータ、５はピークホールド回路、６は可変ゲインアン
プ、７はＦ／Ｖ変換回路、８は伸張アンプである。 出 願 人 富士通テン株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
Claims (1)
- 歯車の回転による磁束変化をピックアップコイルで検出
する磁気検出型回転角度検出センサの出力を、前回のピ
ーク値から所定の時定数で減衰するスレッショルド電圧
により波形整形するピークホールド型の信号処理回路に
おいて、該スレッショルド電圧の減衰時定数を高回転時
用に小さく設定すると共に、低回転時には該スレッショ
ルド電圧の低下を制限する回路を設けたことを特徴とす
る磁気検出型回転角度検出センサの信号処理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8737884A JPS60231111A (ja) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | 磁気検出型回転角度検出センサの信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8737884A JPS60231111A (ja) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | 磁気検出型回転角度検出センサの信号処理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60231111A true JPS60231111A (ja) | 1985-11-16 |
Family
ID=13913229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8737884A Pending JPS60231111A (ja) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | 磁気検出型回転角度検出センサの信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60231111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8742956B2 (en) | 2009-04-08 | 2014-06-03 | Renishaw Plc | Position encoder apparatus |
| US10132657B2 (en) | 2009-04-08 | 2018-11-20 | Renishaw Plc | Position encoder apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57186102A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | Detector for rotational angle |
| JPS59614A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-05 | Nippon Denso Co Ltd | 基準信号波形整形回路装置 |
-
1984
- 1984-04-28 JP JP8737884A patent/JPS60231111A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57186102A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | Detector for rotational angle |
| JPS59614A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-05 | Nippon Denso Co Ltd | 基準信号波形整形回路装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8742956B2 (en) | 2009-04-08 | 2014-06-03 | Renishaw Plc | Position encoder apparatus |
| US10132657B2 (en) | 2009-04-08 | 2018-11-20 | Renishaw Plc | Position encoder apparatus |
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