JPS62168019A - 磁気式回転センサ - Google Patents

磁気式回転センサ

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JPS62168019A
JPS62168019A JP61007942A JP794286A JPS62168019A JP S62168019 A JPS62168019 A JP S62168019A JP 61007942 A JP61007942 A JP 61007942A JP 794286 A JP794286 A JP 794286A JP S62168019 A JPS62168019 A JP S62168019A
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JP
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signal
magnetic
rotational position
drum
rotating drum
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Masanori Kubota
久保田　正則
Kiichi Hoshi
星　喜一
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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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、磁気式回転センサに係り、特に回転位置をグ
レイコードとしてディジタル量で出力するアブソリュー
ト形磁気式回転センサに関する。
〔従来の技術〕
特開昭５９−１９７８２０号公報に示されるごとく、従
来の磁気式回転センサは回転体の回転軸に取付けられ、
磁気信号を記録した磁性体を有する回転ドラムと、この
回転ドラムに対向して配置した磁気抵抗素子を備え回転
ドラムの回転位置を、磁気抵抗素子の抵抗変化として取
出し、回転位置をグレイコードでディジタル量としてあ
られす様に構成されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記従来技術は磁気信号を記録した磁性体のビット数に
より回転位置の分解能が決まってしまい。
同じビット数でそれ以上の分解能を要求することができ
ないという問題があった。
本発明の目的は、アブソリュート回転位置信号を、さら
に細分割（補間）するようにし、同じ数の磁気抵抗素子
でも回転位置の分解能の向上をはかる磁気式回転センサ
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は同周期のそれぞれ位相が所定量具なる２つの
連続繰返し信号から得られた補間信号に同期して前記ア
ブソリュート回転位置信号を補間することにより、達成
される。
〔作用〕
回転体の回転位置により位相の異なる２つの波形の値が
変化し、その値に応じて補間信号を得この補間信号に基
づいてディジタル回転位置信号を補分割（補間）する。
それによって磁性体の数を増すことなくアブソリュート
回転位置信号の分解能を向上することが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図により説明す
る。第１図は本発明を示すブロック図である。回転体等
に連結する回転軸１１回転軸１に取付けられ磁性体を有
する回転ドラム２．グレイコード出力用磁気信号記録部
３、グレイコード出力用磁気抵抗素子部５、グレイコー
ド出力用磁気抵抗素子部５を固定する基板４、それぞれ
同周期でπ／４だけ位相の異なる第１．第２信号出力用
の第１．第２の磁気信号記録部６，７、基板４上で磁気
信号記録部に対向して固定され、それぞれ同周期で位相
の異なる第１および第２の信号出力用の磁気抵抗素子８
，９．グレイコード出力用磁気抵抗素子群５からの出力
であるグレイコード信号１５を増幅する第１の増幅部１
０ａ、磁気抵抗素子部８，９からの出力であるそれぞれ
Ｃｏｓθ信号５ｉｎ１６，１７を増幅する第２の増幅部
１０ｂ−第１の増幅部１０ａで増幅されたグレイコード
信号１５を波形整形する波形整形回路部１１．第２の増
幅部１０ｂで増幅されたそれぞれＣｏｓθ信号１６、Ｓ
ｉｎθ信号１７をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部１３．さ
らにＡ／Ｄ変換されたそれぞれの信号の絶対値を求め、
小さい値の方を選択する選択手段１４を含む信号処理部
よ左より成る。
第２図は回転ドラム２への磁気信号記録状態と基板４へ
固定された磁気抵抗素子の配置関係の拡大略示図である
。グレイコード出方用磁気信号記録部３は、それぞれ、
２°ビットパターン３−１゜２１ビットパターン３−２
．・・・・・・２ｎビットパターン３−ｎの磁気信号記
録トラックから成る。１つの記録信号２ｏのピッチ、す
なわちＮ極とＳ極の間隔はλである。また、第１の磁気
信号記録部６は、磁気記録信号２ｏの第１の連続磁気記
録パターン６−１から成り、第２の磁気信号記録部７は
、第１の連続磁気記録パターン６−１より位相がλ／４
だけ異なる第２の連続磁気記録パターン７−１から成る
。基板４に固定されたグレイコード出力用磁気抵抗素子
部５は、磁気抵抗素子ＲＯＩＩＲｏ　ｘ　、　Ｒｏ　ａ
　＊　ＲＯ４から成るパターン５−０、磁気抵抗素子Ｒ
□□、　Ｒ１２，Ｒｌｇ、　Ｒ１４から成るパターン５
−１．磁気抵抗素子Ｒｎｚｔ　Ｒｎｚｔ　Ｒｎ５ｒ　Ｒ
ｎａから成るパターン５−ｎとから成る。それぞれ磁気
抵抗素子ＲＯＸとＲＯ２、Ｒｏ　ｓとＲｎ４１　ＲＩＬ
とＲｌｈＲｌａとＲ１４，Ｒ１１１とＲｎ２１　Ｒｎａ
とＲｎａを平行に並べ間隔はλ／２である。さらに磁気
抵抗素子ＲＯｆとＲｎ４の接続部５−３より信号出力端
子ｅｏ１、磁気抵抗素子Ｈｏ　ｓ　ｔ　ＲＯ２の接続部
５−４より信号出力端子ｅｏｚを取出し、他端を電源５
−５に接続する。以下同様にして信号出力端子８１工Ｈ
ｅＬ２＋０ｎｌｙ　８ｎ２が得られる。第１．第２の信
号出力用抵抗素子部８，９はそれぞれ磁気抵抗素子ＲＸ
１゜Ｒｘｓからなるパターン６−２、磁気抵抗素子部８
゜９はそれぞれ磁気抵抗素子ＲＸ４．　ＲＸ２から成る
パターン７−２から成る。それぞれ磁気抵抗素子Ｒｘｉ
とＲＸ４．　ＲＸ３１とＲｘｚを平行に並べ間隔はλ／
２である。さらに磁気抵抗素子ＲＸ４？　Ｒｘｉの接続
部６−３より、信号出力端子８Ｘ１、磁気抵抗素子Ｒｘ
ｚｔ　Ｒに８の接続部７−３より信号出力端子ｅＸ２．
を取出し、他端を電源６−４に接続する。さらに磁気信
号記録部のパターンと磁気抵抗素子部のパターン３−１
と５−０．３−２と５−１．３−３と５−２．３−３と
５−２．６−１と６−２゜７−１と７−２とはそれぞれ
対向設置する。
以上の構成よりなる本実施例による動作について説明す
る。第３図、第４図は第２図で示した磁気信号記録と磁
気抵抗素子から得られる動作説明図であり、記録信号２
０のＮ−Ｓ極間の磁界変化は回転ドラム２の回転位置（
Ｘ）により磁気抵抗素子Ｒｏｌｌ　Ｒｏｔｓ　ＲＯ８？
　Ｒｏｚ＋　Ｒｔｚ、　Ｒ１４ｔ　ＲＬｓ。
Ｒｚｚ　（Ｒｎｔ、　Ｒｎ＋ｒ　Ｒｎａ＋　Ｒｒｘは省
略）の抵抗値は変化する。そして信号出力端子８０１か
ら磁気抵抗素子ＲＯ１，Ｒｏａの抵抗値変化により電圧
Ｖｏｚが得られる。信号出力端子８０２から磁気抵抗素
子ＲＯ８，ＲＯ２の抵抗値の変化により電圧Ｖｏｗが得
られる。信号出力端子６１１から磁気抵抗素子Ｒ１１゜
Ｒ１４の抵抗値の変化により電圧Ｖｌｌが得られる。
信号出力端子８１１から磁気抵抗素子Ｒ１ａ　、　Ｒｔ
　ｚの抵抗値の変化により電圧Ｖ１４が得られる。
さらに第１の増幅部１０ａによりブリッジ回路出力５−
６．５−７のＶｏａ＝Ｖｏｔ−Ｖｏｗｓ　Ｖｔａ＝Ｖｌ
ｌ　　Ｖｘｔを増幅（本実施例では約１０倍）し、波形
整形回路部１１でＬｏ−Ｈｉ倍信号してそれぞれ２０ビ
ツトである方形波Ｔ１．２’　ビットである方形波Ｔ２
が得られ、回転ドラム２の回転位置（Ｘ）をディジタル
量としてあられすディジタル回転位置［ｘｎ）として信
号処理部１２へ入力される（他の２ｎビツトは省略）方
形波Ｔｓと方形波の位相のずれは前記したＮ極とＳ極の
間隔λである。また、同様に回転ドラム２の回転位［（
Ｘｌにより磁気抵抗素子ＲＸＩＩ　Ｒｘｚ＋　Ｒｘｓ、
　Ｒｘｃの抵抗値も変化する。そして信号出力端子８Ｘ
１から磁気抵抗素子Ｒｘａｔ　ＲＸｌの抵抗値の変化に
より第１の信号として電気ＶＸＺが得られる。信号出力
端子ｅχ２から磁気抵抗素子Ｒｘｚ　＋　Ｒｘｓの抵抗
値の変化により第１の信号として電気Ｖｘｚが得られる
。さらに電圧Ｖｘｘ、　Ｖｘｚはさらに、第２の増幅部
１０ｂにより増幅（本実施例では約１００倍）し、Ａ／
Ｄ変換部１３にてデジタル量（ＶＸｌ）　、　　［Ｖｘ
ｚ）にそれぞれ変換され信号処理部１２へ入力される。
本実施例では、前記第１の連続磁気記録パターン６−１
と前記第２の連続磁気記録パターン７−１の位相差をλ
／４としたため、第１の信号ＶＸ１、つまりデジタル量
（ＶＸＩＩと第２の信号Ｖｘｚ、つまりディタル量［Ｖ
ｘｚ）とは、λを１周期とした、それぞれ、余弦曲線２
１、正弦曲線２２の関係にある。
第５図は第４図に示した間隔λにおける回転位［〔Ｘ）
に対する第１の信号ＶＸＩ、第２の信号ＶＸ２のデジタ
ル量、それぞれ（Ｖｘｚ）　、　　［Ｖｘｚ）の変化量
を拡大した拡大図である。第６図は前記信号処理部１２
内の、前記選択手段１４をあられすフローチャートであ
る。前記回転ドラム２の回転位！　（Ｘ）をデジタル量
としてあられすデジタル回転位！ａ　（Ｘｎ）　、第１
の信号Ｖ　Ｘ　１のデジタル量（ＶＸＩ）　、第２の信
号Ｖｘｚのデジタル量（Ｖｘｚ）を選択手段１４へ取込
む１００．定数（Ｘ、）を基準とする（　Ｖｘｚ）　、
　　ＣＶｘｚ）の絶対値Ｉ　ＶＸＡ　ｌ　ｅＩＶＸＢＩ
を求める１２２゜（Ｖｘｔ）　＋　　（Ｖｘｚ）　ｉ：
は回転位置により同一の値が存在する。例えばＡ１点と
Ａ２点と８１点とＢ２点。そこで１回転位置（Ｘ）をい
くつかのブロックに分ける。
（Ｖｘｒ）が前記定数〔ｘ０〕以上１０１、カッ（Ｖｘ
ｚ）が（Ｘ、）より大きい場合１０２、ブロック（Ｘｎ
）を選択する１０３゜（Ｖ　Ｘ　１　）が（Ｘ、３以上
１０１、かつ（Ｖｘｚ）が〔ｘ０〕以下の場合１０２、
ブロック（Ｘ１４）を選択する１０４゜（ＶＸりが〔Ｘ
ｎ〕より小さく１０１、かつ［Ｖｘｚ）が〔Ｘｎ３以上
の場合１０５、ブロワ’）　（Ｖｔｚ）が（Ｘｎ）以上
の場合１０５．ブロック（Ｖｔｚ）を選択する１０６゜
［Ｖｘｔ］が（Ｖｎ）より小さく１０１、かツ（Ｖｘｚ
）が（Ｖ、）より小さい場合１０５、ブロック（Ｘ１ａ
ｌを選択する１０７゜さらに、前に述べたようにデジタ
ル量（Ｖｘ工）と（Ｖｘｚ）とは、それぞれ余弦曲線２
１、正弦曲線２２の関係にあるので、回転位置〔Ｘ〕に
対す６　（ＶＸＩ）　ｒ　　（Ｖｘ２）　（７）変化幅
の大きい部分と小さい部分がある６例えば、区間Ａｌ、
Ａ２変化幅小、区間Ａ３．Ａ４変化幅大である。そこで
、各ブロック（Ｘｚｔ）　、　　（Ｘ工２〕。
ＣＸｘｓ〕ｔ　　（Ｘ１４）　ニおイテ（ＶＸＬ）　ｔ
　　（Ｖｘｚ〕のどちらの値を選択するか、前記絶対値
ｌＶｘ＾１゜ｌ　Ｖｘａ　ｌを比較して小さい方を選択
する１０８゜区間ａは（Ｖｘｚ）、区間すは（Ｖｘｚ）
、区間Ｃは（Ｖｘｘ）、区間ｄは［Ｖｘｚ）　、区間ｅ
は（Ｖｘｚ］、区間ｆは（Ｖｘｘ）　、区間ｇは（Ｖｘ
ｚ）一区間りは（Ｖｘｚ）を選択する１０９゜さらに、
各区間ａ〜ｈ内（１）　（Ｖｘｚ）’ｔ　　（Ｖｘｚ）
は信号処理部１２のＲＯＭ　（図示せず）に記憶された
［Ｖｘｚ）　＋（Ｖｘｘ）→分割回転位置変換テーブル
により、検出分割回転位置相当のデジタル値Ｃｘ、ｔ。
〕に変換される１１０゜そして１回転位置（Ｘ）は前記
デジタル回転位置（Ｘ）は前記デジタル回転位置ＥＸｆ
ｉ）と検出分割回転位置相当のデジタル値Ｃｘ、ｓｎ）
の和、（Ｘ）＝　（ｘｎ］　＋　（ｘ、ｔ。〕により求
まる１１１゜ 本発明の一実施例によれば、デジタル回転位置信号をさ
らに細分割（補間）することを可能とし回転位置検出の
分解能、精度の向上をはかることができる効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、アブソリュート回転位置信号を補間信
号で細分割（補間）することにより磁性体の数を増すこ
となく回転位置検出の分解能の向上をはかる効果がある
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を示すブロック図、第２図は回転ドラム
への磁気信号記録状態と磁気抵抗素子の配置関係の拡大
略示図、第３図、第４図は第２図で示した磁気信号記録
状態と磁気抵抗素子から得られる動作説明図、第５図は
第４図で示した間隔λの拡大図、第６図は信号処理部１
２内の選択手段１４をあられすフローチャート。 ２・・・回転ドラム、ｌ・・・アブソリュート信号出力
用磁気信号記録部、５・・・アブソリュート信号用磁気
抵抗素子部、６・・・第１の磁気信号記録部、７・・・
第２の磁気信号記録部、８・・・第１の磁気抵抗素子、
９・・・第２の磁気抵抗素子、１２・・・信号処理部、
１４・・・選択手段。 子　５　図 ｌＮ５１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、回転体の回転軸に取付けられ、磁気信号を記録した
    複数個の磁性体を所定の間隔で所定の列配置した回転ド
    ラムと、この回転ドラムの前記磁性体列に対向して配置
    した前記磁性体の列と同数列の磁気抵抗素子を備え、前
    記回転ドラムの回転位置を、前記複数個の磁気抵抗素子
    の抵抗変化をグレイコードとしてディジタル量で認識す
    るアブソリユート形磁気式回転センサにおいて、磁気記
    録信号のピッチ間隔λを１周期とし、前記回転ドラムの
    回転に同期して連続的に繰返す第１の信号を発生する第
    １の信号発生部と、前記第１の信号と所定の位相差を持
    つて連続的に繰返す第２の信号を発生する第２の信号発
    生部を備え、前記第１の信号と前記第２の信号の内前記
    回転ドラムの回転位置によりどちらか一方を選択して出
    力する選択手段と、該選択手段の出力に応じて前記ディ
    ジタル量を補間する補間手段を備えたことを特徴とする
    磁気式回転センサ。 ２、特許請求の範囲第１項記載したものにおいて、前記
    第１の信号と前記第２の信号はλ／４だけ位相が異なる
    正弦波であることを特徴とする磁気式回転センサ。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載したもの
    において、前記第１の信号発生部と前記第２の信号発生
    部は、前記磁性体を有する回転ドラムとに設けた２列の
    磁性体と該第２列の磁性体に対向設置された磁気抵抗素
    子とから成ることを特徴とする磁気式回転センサ。
JP61007942A 1986-01-20 1986-01-20 磁気式回転センサ Pending JPS62168019A (ja)

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JP61007942A JPS62168019A (ja) 1986-01-20 1986-01-20 磁気式回転センサ
EP87100553A EP0230287A3 (en) 1986-01-20 1987-01-16 A magnetic rotary sensor
CA000527635A CA1263888A (en) 1986-01-20 1987-01-19 Magnetic rotary sensor
KR1019870000403A KR900007794B1 (ko) 1986-01-20 1987-01-20 자기식 회전센서
CN87100356.2A CN1004577B (zh) 1986-01-20 1987-01-20 磁旋转传感器
US07/004,622 US4774464A (en) 1986-01-20 1987-01-20 Magnetic rotary sensor for detecting absolute position of rotating body

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JP61007942A JPS62168019A (ja) 1986-01-20 1986-01-20 磁気式回転センサ

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