JP2010276418A - Disconnection detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気抵抗センサにおける磁気抵抗素子の断線を検出する断線検出装置に関するものである。 The present invention relates to a disconnection detecting device for detecting disconnection of a magnetoresistive element in a magnetoresistive sensor.
ブラシレスモータ等においては、回転位置検出用の磁気記録媒体、および原点検出用の磁気記録媒体をロータ側に設け、かかる磁気記録媒体に対して、A相およびB相の信号を検出するための回転位置検出用の磁気抵抗センサ、およびZ相の信号を検出するための原点検出用の磁気抵抗センサを対向配置させた構成が採用されている。かかる構成のモータにおいて、回転位置検出用の磁気抵抗センサに断線が発生してA相およびB相の信号が適正にフィードバックされないと、コントローラは、ロータが停止していると認識してしまう。その結果、モータに過大電流が供給され、モータが焼損するという不具合や、モータが過大な動作を行なって従動側において衝突などの事故が発生するおそれがある。 In a brushless motor or the like, a magnetic recording medium for detecting a rotational position and a magnetic recording medium for detecting an origin are provided on the rotor side, and rotation for detecting A-phase and B-phase signals with respect to the magnetic recording medium. A configuration is adopted in which a magnetoresistive sensor for position detection and a magnetoresistive sensor for origin detection for detecting a Z-phase signal are arranged to face each other. In the motor configured as described above, the controller recognizes that the rotor is stopped if a disconnection occurs in the magnetoresistive sensor for detecting the rotational position and the A-phase and B-phase signals are not properly fed back. As a result, there is a possibility that an excessive current is supplied to the motor and the motor is burned out, or an excessive operation of the motor causes an accident such as a collision on the driven side.
そこで、Z相の信号に基づいて、ロータが一回転する期間を判定期間として設定し、かかる判定期間内における回転位置検出用の磁気抵抗センサの検出パルス数が適正か否かを判定することにより、回転位置検出用の磁気抵抗センサに断線が発生しているか否かを監視する構成が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, based on the Z-phase signal, a period during which the rotor makes one rotation is set as a determination period, and it is determined whether or not the number of detected pulses of the rotational position detection magnetoresistive sensor within the determination period is appropriate. A configuration has been proposed for monitoring whether or not a disconnection has occurred in the magnetoresistive sensor for detecting the rotational position (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、原点検出用の磁気抵抗センサによって得られたZ相の信号に基づいて、回転位置検出用の磁気抵抗センサの検出パルス数が適正か否かを判定する判定期間を設定しているため、ロータが一回転し終えるまで、回転位置検出用の磁気抵抗センサに断線が発生しているか否かを判定できない。また、Z相も同時に断線した場合は磁気抵抗センサに断線が発生しているか否かを判定できないという問題点がある。
However, in the configuration described in
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ロータが一回転し終えなくても磁気抵抗素子に断線が発生しているか否かを簡素な構成で検出することのできる磁気抵抗センサの断線検出装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to break a magnetoresistive sensor that can detect whether or not the magnetoresistive element is broken even if the rotor does not complete one rotation. It is to provide a detection device.
上記課題を解決するために、本発明は、定電流が印加された複数の磁気抵抗素子が磁気記録媒体に対向する磁気抵抗センサにおいて前記磁気抵抗素子の断線を検出する断線検出装置であって、前記複数の磁気抵抗素子からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧と比較する複数の比較回路と、前記複数の比較回路での比較結果を全て合成し、前記複数の磁気抵抗素子の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号を生成する信号合成回路と、前記合成信号に基づいて前記複数の磁気抵抗素子の少なくとも1つに断線が発生していると認識したときにエラー信号を発生するエラー信号発生部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a disconnection detecting device for detecting disconnection of a magnetoresistive element in a magnetoresistive sensor in which a plurality of magnetoresistive elements to which a constant current is applied are opposed to a magnetic recording medium, A plurality of comparison circuits that respectively compare output voltages from the plurality of magnetoresistive elements with a preset reference voltage, and all the comparison results of the plurality of comparison circuits are combined, and at least one of the plurality of magnetoresistive elements. When it is recognized that a disconnection has occurred in at least one of the plurality of magnetoresistive elements based on the composite signal, and a signal combining circuit that generates a combined signal indicating whether one is disconnected or not And an error signal generator for generating an error signal.
本発明においては、磁気抵抗センサを構成する磁気抵抗素子の断線を検出するにあたって、比較回路において、複数の磁気抵抗素子からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧と比較した結果を用いる。このため、断線の判定に要する期間を、回転体の一回転周期よりも短くすることができるので、運転開始直後など、回転体が一回転し終わらない期間内でも、磁気抵抗センサに断線が発生しているか否かを判定することができる。また、比較回路において、複数の磁気抵抗素子からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧と比較し、かかる比較結果を信号合成回路で全て合成して合成信号を生成する際、複数の磁気抵抗素子の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号とする。このため、信号合成回路とエラー信号発生部との間には、信号合成回路で生成した合成結果のみを転送する信号線のみを設ければよいので、回路の簡素化を図ることができる。さらに、Z相の磁気抵抗センサなど、他の磁気抵抗センサからの出力を用いる場合と違って、Z相の磁気抵抗センサで断線が発生した場合でも、検出することができるという利点がある。 In the present invention, when detecting the disconnection of the magnetoresistive element constituting the magnetoresistive sensor, the comparison circuit uses the result of comparing each of the output voltages from the plurality of magnetoresistive elements with a preset reference voltage. For this reason, the period required for the determination of disconnection can be made shorter than one rotation period of the rotating body, so that the disconnection occurs in the magnetoresistive sensor even during the period when the rotating body does not complete one rotation such as immediately after the start of operation. It can be determined whether or not. In the comparison circuit, each of the output voltages from the plurality of magnetoresistive elements is compared with a preset reference voltage, and all the comparison results are synthesized by the signal synthesis circuit to generate a synthesized signal. A combined signal indicating whether or not a break has occurred in at least one of the resistive elements. For this reason, it is only necessary to provide a signal line for transferring only the synthesized result generated by the signal synthesizing circuit between the signal synthesizing circuit and the error signal generating unit, so that the circuit can be simplified. Further, unlike the case of using the output from another magnetoresistive sensor such as a Z-phase magnetoresistive sensor, there is an advantage that even when a disconnection occurs in the Z-phase magnetoresistive sensor, it can be detected.
本発明において、前記基準電圧は、前記複数の磁気抵抗素子のうち、断線が発生していない磁気抵抗素子からの出力電圧と、断線が発生している磁気抵抗素子からの出力電圧との中間レベルにあって、前記比較回路のうち、断線が発生していない磁気抵抗素子に対応する比較回路からは2値化信号の一方が出力され、断線が発生している磁気抵抗素子に対応する比較回路からは2値化信号の他方が出力されることが好ましい。かかる構成に寄れば、信号合成回路は、簡素な論理回路によって、複数の磁気抵抗素子の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号を生成することができる。 In the present invention, the reference voltage is an intermediate level between an output voltage from a magnetoresistive element in which no disconnection occurs and an output voltage from a magnetoresistive element in which a disconnection occurs among the plurality of magnetoresistive elements. In the comparison circuit, one of the binarized signals is output from the comparison circuit corresponding to the magnetoresistive element in which no disconnection occurs, and the comparison circuit corresponding to the magnetoresistive element in which the disconnection occurs Is preferably outputting the other of the binarized signals. According to this configuration, the signal synthesis circuit can generate a synthesis signal indicating whether or not a disconnection has occurred in at least one of the plurality of magnetoresistive elements with a simple logic circuit.
本発明において、前記比較回路は、複数の前記磁気抵抗センサのうち、前記磁気記録媒体との対向距離が最も狭い磁気抵抗センサの磁気抵抗素子からの出力電圧を前記基準電圧と比較することが好ましい。磁気記録媒体との対向距離が最も狭い磁気抵抗センサでは断線が発生しやすいが、かかる断線を効率よく検出することができる。 In the present invention, it is preferable that the comparison circuit compares an output voltage from a magnetoresistive element of a magnetoresistive sensor having a shortest distance from the magnetic recording medium among the plurality of magnetoresistive sensors with the reference voltage. . A magnetoresistive sensor having the shortest distance to the magnetic recording medium is likely to cause disconnection, but such disconnection can be detected efficiently.
本発明において、前記比較回路は、複数の前記磁気抵抗センサのうち、磁気抵抗素子表面に保護層が形成されていない磁気抵抗センサの磁気抵抗素子からの出力電圧を前記基準電圧と比較することが好ましい。磁気抵抗素子表面に保護層が形成されていない磁気抵抗センサでは断線が発生しやすいが、かかる断線を効率よく検出することができる。 In the present invention, the comparison circuit may compare an output voltage from a magnetoresistive element of a magnetoresistive sensor in which a protective layer is not formed on the surface of the magnetoresistive element among the plurality of magnetoresistive sensors with the reference voltage. preferable. In a magnetoresistive sensor in which a protective layer is not formed on the surface of the magnetoresistive element, disconnection is likely to occur, but such disconnection can be detected efficiently.
本発明において、前記エラー信号発生部は、特定用途用集積回路(ASIC)内に構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、他の構成については、本発明に係る断線検出装置を付加しない場合と同一でよく、設計変更を行なう必要がないなどの利点がある。 In the present invention, the error signal generator is preferably configured in an application specific integrated circuit (ASIC). According to such a configuration, the other configuration may be the same as the case where the disconnection detecting device according to the present invention is not added, and there is an advantage that it is not necessary to change the design.
本発明において、磁気抵抗センサを構成する磁気抵抗素子の断線を検出するにあたって、比較回路において、複数の磁気抵抗素子からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧と比較した結果を用いる。このため、断線の判定に要する期間を、回転体の一回転周期よりも短くすることができるので、運転開始直後など、回転体が一回転し終わらない期間内でも、磁気抵抗センサに断線が発生しているか否かを判定することができる。また、比較回路において、複数の磁気抵抗素子からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧と比較し、かかる比較結果を信号合成回路で全て合成して合成信号を生成する際、複数の磁気抵抗素子の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号とする。このため、信号合成回路とエラー信号発生部との間には、信号合成回路で生成した合成結果のみを転送する信号線のみを設ければよいので、回路の簡素化を図ることができる。 In the present invention, when detecting the disconnection of the magnetoresistive elements constituting the magnetoresistive sensor, the comparison circuit uses the result of comparing each of the output voltages from the plurality of magnetoresistive elements with a preset reference voltage. For this reason, the period required for the determination of disconnection can be made shorter than one rotation period of the rotating body, so that the disconnection occurs in the magnetoresistive sensor even during the period when the rotating body does not complete one rotation such as immediately after the start of operation. It can be determined whether or not. In the comparison circuit, each of the output voltages from the plurality of magnetoresistive elements is compared with a preset reference voltage, and all the comparison results are synthesized by the signal synthesis circuit to generate a synthesized signal. A combined signal indicating whether or not a break has occurred in at least one of the resistive elements. For this reason, it is only necessary to provide a signal line for transferring only the synthesized result generated by the signal synthesizing circuit between the signal synthesizing circuit and the error signal generating unit, so that the circuit can be simplified.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[実施の形態]
(モータの全体構成)
図1(a)、(b)は、本発明の実施の形態に係るモータの全体構成を示す説明図、および断線検出用信号処理回路の説明図である。図1(a)に示すモータ1は、ブラシレスモータである。モータ1において、ロータ11は、従動部材と結合される回転軸13と、この回転軸13に固着されたロータマグネット12とを備えており、ロータマグネット12に対向するようにステータ15が配置されている。ロータ11において、回転軸13には、ロータマグネット12の磁極位置に対応する磁極が形成された磁極位置検出用磁気円盤40が連結されており、かかる磁極位置検出用磁気円盤40に対向するように、複数の回転制御用センサ50が配置されている。本形態においては、回転制御用センサ50として、電気的に60°の位相差を有するU相、V相、W相の3つのホール素子50U、50V、50Wが固定された状態で配置されている。
[Embodiment]
(General configuration of motor)
FIGS. 1A and 1B are an explanatory diagram showing an overall configuration of a motor according to an embodiment of the present invention and an explanatory diagram of a disconnection detection signal processing circuit. A
また、回転軸13には、回転位置検出用の磁気ドラム20が連結されており、かかる磁気ドラム20には、モータ軸線方向でずれた位置に、回転位置検出用(分割角度信号生成用)の磁気記録媒体21と、原点検出用(基準位置信号生成用)の磁気記録媒体22とが形成されている。回転位置検出用の磁気記録媒体21は、N極とS極とが円周上に交互に着磁され、原点検出用の磁気記録媒体22では、磁気記録媒体21のN極およびS極と対応する位置にN極およびS極とが1極着磁されている。
The rotating
磁気ドラム20に対しては、回転位置検出用の磁気記録媒体21に対向するように、A相およびB相の信号を検出するための回転位置検出用の磁気抵抗センサ31が配置され、原点検出用の磁気記録媒体22に対向するように、Z相の信号を検出するための原点検出用の磁気抵抗センサ32が配置されている。本形態において、磁気抵抗センサ31および磁気抵抗センサ32は、固定された共通の基板30上に構成されている。
For the
A相およびB相の磁気抵抗センサ31、およびZ相の磁気抵抗センサ32には、差動増幅回路などを備えたセンサ回路部61A、61B、61Zが接続されており、かかるセンサ回路部61A、61B、61Zの出力信号は、特定用途用集積回路70および上位の制御部100に出力される。また、U相、V相、W相の3つのホール素子50U、50V、50Wには、増幅回路やA/D変換回路などを備えたセンサ回路部61U、61V、61Wが接続されており、かかるセンサ回路部61U、61V、61Wの出力信号は、特定用途用集積回路70および上位の制御部100に出力される。
特定用途用集積回路70と制御部100とは、ラインドライバ80A、80Bからの出力ライン85A、85/A、85B、85/Bによって接続されている。また、特定用途用集積回路70と制御部100とは、特定用途用集積回路70から制御部100にカウンタ値などを出力するためのシリアル信号線(図示せず)によって接続されている。
The application specific
特定用途用集積回路70は、A相およびB相の磁気抵抗センサ31およびZ相の磁気抵抗センサ32での検出結果に基づいて、ロータ11の回転位置を検出するためのカウンタ71やメモリ72などを備えている。
The application-specific
上位の制御部100は、定電流回路110やスイッチング回路120を介してステータ15のコイルに接続されており、制御部100は、U相、V相、W相の3つのホール素子50U、50V、50Wの検出結果に基づいてロータ11の磁極位置を検出し、かかる磁極位置の検出結果に基づいて、スイッチング回路120を制御することにより、コイルへの通電を制御し、ロータ11の回転制御を行なう。
The
図1(a)、(b)に示すように、本形態のモータ1では、後述するように、A相およびB相の磁気抵抗センサ31に用いた磁気抵抗素子の断線を検出するための断線検出装置7を備えており、かかる断線検出装置7では、断線検出用信号処理回路75で得られた結果に基づいて、特定用途用集積回路70に構成されたエラー信号発生部73が、磁気抵抗センサ31の磁気抵抗素子に断線が発生したと判定した際にエラー信号を発生させる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, in the
(磁気抵抗センサ31の構成)
図2(a)、(b)は、本発明の実施の形態に係るモータにおける回転位置検出用の磁気抵抗センサの説明図、および回転位置検出用の磁気抵抗センサに対するセンサ回路部などの説明図である。
(Configuration of the magnetoresistive sensor 31)
2 (a) and 2 (b) are explanatory diagrams of a magnetoresistive sensor for detecting a rotational position in the motor according to the embodiment of the present invention, and explanatory diagrams of a sensor circuit unit for the magnetoresistive sensor for detecting the rotational position. It is.
図2(a)、(b)に示すように、回転位置検出用の磁気記録媒体21では、N極とS極がピッチλで交互に配列され、N極からN極までのピッチ、およびS極からS極までのピッチはいずれもλである。これに対して、回転位置検出用の磁気抵抗センサ31では、4つの磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4が、磁気抵抗素子R1、R3、R2、R4の順で並列に配置されており、隣り合う磁気抵抗素子同士のピッチはλ/4である。なお、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4には、バイアス磁界が加えられている。磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の一方の端子には、電源ライン33を介してバイアス電圧源Vccが接続されており、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の他方の端子からは、各変位検出信号が出力される。本形態では、変位検出信号として、磁気抵抗素子R1からは+b相信号が出力され、磁気抵抗素子R2からは−b相信号が出力され、磁気抵抗素子R3からは+a相信号が出力され、磁気抵抗素子R4からは−a相信号が出力される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, in the
また、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の各々には、アンプ67、トランジスタ62、63、64、65、および各種固定抵抗を備えた定電流回路66が構成されている。
Each of the magnetoresistive elements R1, R2, R3, and R4 includes an
磁気抵抗センサ31において、磁気抵抗素子R1と磁気抵抗素子R2のピッチはλ/2であることから、磁気記録媒体21から受ける磁界によって、両者の抵抗値は180°の位相差をもって変化する。従って、磁気抵抗素子R1から取り出される+b相信号の信号波形と、磁気抵抗素子R2から取り出される−b相信号の信号波形とは、位相が180°ずれたものとなる。また、磁気抵抗素子R3と磁気抵抗素子R4のピッチもλ/2であることから、磁気抵抗素子R3から取り出される+a相信号の信号波形と、磁気抵抗素子R4から取り出される−a相信号の信号波形とは、位相が180°ずれたものとなる。また、隣り合う磁気抵抗素子同士のピッチはλ/4であることから、磁気抵抗素子R1から取り出される+b相信号の信号波形と、磁気抵抗素子R3から取り出される+a相信号の信号波形とは、位相が90°ずれたものとなる。また、磁気抵抗素子R2から取り出される−b相信号の信号波形と、磁気抵抗素子R4から取り出される−a相信号の信号波形とは、位相が90°ずれたものとなる。
In the
かかる磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4は、一般的には、スパッタ等による薄膜素子によって形成され、表面は通常、保護膜で全体が覆われている。 Such magnetoresistive elements R1, R2, R3, R4 are generally formed by thin film elements by sputtering or the like, and the surface is usually entirely covered with a protective film.
磁気抵抗素子R3の他端には、センサ回路部61Aの差動増幅器60aの非反転入力端子(+端子)が接続され、磁気抵抗素子R4の他端には差動増幅器60aの反転入力端子(−端子)が接続されている。磁気抵抗素子R1の他端にはセンサ回路部61Bの差動増幅器60bの非反転入力端子(+端子)が接続され、磁気抵抗素子R2の他端には差動増幅器60bの反転入力端子(−端子)が接続されている。かかる差動増幅器60aにおいては、帰還抵抗を用いて出力電圧を正帰還し、差動入力に対する適切なA相信号PA(矩形波)を出力する。また、差動増幅器60bにおいては、帰還抵抗を用いて出力電圧を正帰還するとともに、差動入力に対する適切なB相信号PB(矩形波)を出力する。
The other end of the magnetoresistive element R3 is connected to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the
(断線検出装置の構成)
図3は、本発明の実施の形態に係るモータにおいて、A相およびB相の磁気抵抗センサ31の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4を固定抵抗で置き換えた状態で固定抵抗が正常な状態および断線した状態における+b相信号、−b相信号、+a相信号および−a相信号に相当する出力電圧の変化を示す説明図である。ここで、使用した回路は、磁気抵抗センサ31に対するセンサ回路部61A、61Bと同一であり、磁気抵抗センサ31の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4と固定抵抗とは電気的に等価である。従って、以下の説明では、各固定抵抗を磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4として説明する。
(Configuration of disconnection detector)
FIG. 3 shows a state in which the fixed resistance is normal with the magnetoresistive elements R1, R2, R3, and R4 of the A-phase and B-
図1(a)、(b)および図2(b)に示すように、本形態のモータ1には、断線検出用信号処理回路75およびエラー信号発生部73によって断線検出装置7が構成されている。本形態の断線検出装置7では、図3に示すように、A相およびB相の磁気抵抗センサ31の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4が正常な状態と断線した状態とにおいて、+a相信号、−a相信号、+b相信号、−b相信号に相当する出力電圧が、例えば1V以上と1V未満とに変化することを利用している。
As shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 2 </ b> B, in the
より具体的には、例えば、図3に示す状態(1)のように、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4がいずれも、「○」で示す正常なとき、出力電圧は1.67V、1.66V、1.68V、1.67Vである。 More specifically, for example, as in the state (1) shown in FIG. 3, when all of the magnetoresistive elements R1, R2, R3, R4 are normal indicated by “◯”, the output voltage is 1.67V, 1.66V, 1.68V, 1.67V.
これに対して、図3に示す状態(2)のように、磁気抵抗素子R1が、「×」で示す断線状態にあって、磁気抵抗素子R2、R3、R4が「○」で示す正常なとき、磁気抵抗素子R1からの出力電圧は0.29Vであり、他の磁気抵抗素子R2、R3、R4からの出力電圧は2.30V、2.32V、2.31Vである。 On the other hand, as in the state (2) shown in FIG. 3, the magnetoresistive element R1 is in a disconnected state indicated by “x”, and the magnetoresistive elements R2, R3, R4 are normal indicated by “◯”. The output voltage from the magnetoresistive element R1 is 0.29V, and the output voltages from the other magnetoresistive elements R2, R3, and R4 are 2.30V, 2.32V, and 2.31V.
また、図3に示す状態(3)のように、磁気抵抗素子R2が断線状態にあって、磁気抵抗素子R1、R3、R4が正常なとき、磁気抵抗素子R2からの出力電圧は0.29Vであり、他の磁気抵抗素子R1、R3、R4からの出力電圧は2.32V、2.32V、2.31Vである。 When the magnetoresistive element R2 is in a disconnected state and the magnetoresistive elements R1, R3, and R4 are normal as in the state (3) shown in FIG. 3, the output voltage from the magnetoresistive element R2 is 0.29V. The output voltages from the other magnetoresistive elements R1, R3, and R4 are 2.32V, 2.32V, and 2.31V.
図3に示す他の状態(4)〜(9)でも同様に、断線が発生した磁気抵抗素子からの出力電圧は1V未満で、正常な磁気抵抗素子からの出力電圧は1V以上である。 Similarly, in the other states (4) to (9) shown in FIG. 3, the output voltage from the magnetoresistive element in which the disconnection has occurred is less than 1V, and the output voltage from the normal magnetoresistive element is 1V or more.
また、図3に示す状態(9)のように、全ての磁気抵抗素子が断線した場合の出力電圧は、0.09V、0.08V、0.09V、0.08Vであり、1V未満である。 Further, as in the state (9) shown in FIG. 3, the output voltage when all the magnetoresistive elements are disconnected is 0.09V, 0.08V, 0.09V, 0.08V, which is less than 1V. .
なお、図3に示す状態(10)のように、電源ライン33が断線した場合、いずれの磁気抵抗素子からの出力電圧も1V未満である。
When the
そこで、本形態では、図1(b)および図2(b)に示すように、断線検出用信号処理回路75には、複数の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4からの出力電圧(+a相信号、−a相信号、+b相信号、−b相信号)を各々、予め設定された基準電圧Vrefと比較する複数の比較回路76+a、76-a、76+b、76-bが設けられており、本形態では、基準電圧Vrefとして1Vが設定されている。比較回路76+a、76-a、76+b、76-bでは、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の出力電圧が非反転入力端子(+端子)に入力され、基準電圧発生回路78から出力された基準電圧Vrefは反転入力端子(−端子)に入力されている。このため、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4が全て正常な場合、比較回路76+a、76-a、76+b、76-bからは、ハイレベルの信号が出力される。これに対して、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4のいずれかに断線が発生した場合、断線した磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4に対応する比較回路76+a、76-a、76+b、76-bからは、ローレベルな信号が出力される。ここで、ハイレベルおよびローレベルに対応する信号を2値化信号の論理値「1」、「0」に対応させると、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4が全て正常な場合、比較回路76+a、76-a、76+b、76-bのいずれからも論理値「1」が出力され、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4のいずれかに断線が発生した場合、断線した磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4に対応する比較回路76+a、76-a、76+b、76-bからは論理値「0」が出力される。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1B and 2B, the disconnection detection
さらに、断線検出用信号処理回路75には、複数の比較回路76+a、76-a、76+b、76-bでの比較結果を全て合成し、複数の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号VMを生成する信号合成回路77が構成されている。本形態では、比較回路76+a、76-a、76+b、76-bは、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4に断線が発生しているときに論理値「0」の信号を出力するので、信号合成回路77は例えばアンド回路からなる論理回路によって構成される。このため、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4が全て正常な場合、信号合成回路77から出力される合成信号VMは論理値「1」であり、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の少なくとも1つに断線が発生している場合、信号合成回路77から出力される合成信号VMは論理値「0」である。
Further, the disconnection detection
よって、信号合成回路77から信号線79を介して特定用途用集積回路70に合成信号VMが入力された際、エラー信号発生部73は、合成信号VMが論理値「1」であるか、論理値「0」であるかを判定し、合成信号VMが論理値「0」であるときには、磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4のいずれかが断線しているとしてエラー信号を出力する。また、電源ライン33が断線している場合も、合成信号VMが論理値「0」であるので、エラー信号発生部73は、エラー信号を出力する。
Therefore, when the composite signal VM is input from the
本形態では、A相信号およびB相信号のラインドライバ80A、80Bからの出力ライン85A、85/A、85B、85/Bのうち、出力ライン85B、85/Bとグランドとを接続するグランドライン86B、86/Bが形成されており、かかるグランドライン86B、86/Bには、トランジスタ81、82が介挿されている。そこで、エラー信号発生部73は、信号合成回路77から出力される合成信号VMがローレベル「0」である場合に、トランジスタ81、82のベースに印加する制御信号を制御してトランジスタ81、82をオフからオンに切り換える。その結果、ラインドライバ80Bからの2つの出力ライン85B、85/Bのいずれもがローレベルとなるので、制御部100において、磁気抵抗センサ31に断線が発生していることを認識することができる。
In this embodiment, of the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のモータ1に構成した断線検出装置7においては、磁気抵抗センサ31を構成する磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の断線を検出するにあたって、比較回路76+a、76-a、76+b、76-bにおいて、複数の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧Vrefと比較した結果を用いる。このため、断線の判定に要する期間を、ロータ11(回転体)の一回転周期よりも短くすることができるので、運転開始直後など、ロータ11が一回転し終わらない期間内でも、磁気抵抗センサ31に断線が発生しているか否かを判定することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the disconnection detecting device 7 configured in the
また、比較回路76+a、76-a、76+b、76-bにおいて、複数の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧Vrefと比較し、かかる比較結果を信号合成回路77で全て合成して合成信号VMを生成する際、複数の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号とする。このため、信号合成回路77とエラー信号発生部73との間には、信号合成回路77で生成した合成結果のみを転送する信号線79のみを設ければよいので、回路の簡素化を図ることができる。
Further, in the
さらに、Z相の磁気抵抗センサ32など、他の磁気抵抗センサからの出力を用いる場合と違って、Z相の磁気抵抗センサ32で断線が発生した場合でも、A相およびB相の磁気抵抗センサ31に断線が発生したか否かを検出することができるという利点がある。
Further, unlike the case where the output from another magnetoresistive sensor such as the Z
また、本形態では、基準電圧Vrefは、複数の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4のうち、断線が発生していない磁気抵抗素子からの出力電圧と、断線が発生している磁気抵抗素子からの出力電圧との中間レベルにある。このため、比較回路76+a、76-a、76+b、76-bのうち、断線が発生していない磁気抵抗素子に対応する比較回路からは2値化信号の一方が出力され、断線が発生している磁気抵抗素子に対応する比較回路からは2値化信号の他方が出力される。このため、信号合成回路77は、簡素な論理回路によって、複数の磁気抵抗素子R1、R2、R3、R4の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号VMを生成することができる。
Further, in the present embodiment, the reference voltage Vref is the output voltage from the magnetoresistive element that is not disconnected among the plurality of magnetoresistive elements R1, R2, R3, and R4, and the magnetoresistive element that is disconnected. Is at an intermediate level from the output voltage from. For this reason, one of the binarized signals is output from the comparison circuit corresponding to the magnetoresistive element in which no disconnection occurs among the
また、本形態では、エラー信号発生部73は、特定用途用集積回路70内に構成されている。このため、モータ1の他の構成については、断線検出装置7を付加しない場合と同一でよく、設計変更を行なう必要がないなどの利点がある。
In the present embodiment, the
(別の実施の形態)
上記実施の形態において、回転位置検出用の磁気抵抗センサ31は1組形成されているだけであったが、回転位置検出用の磁気抵抗センサ31として、通常運転時の回転位置を検出するための磁気抵抗センサと、停電時の回転位置を検出するための磁気抵抗センサとが設けられている場合がある。かかる構成の場合、通常運転時用の磁気抵抗センサ、および停電時用の磁気抵抗センサの双方に断線検出装置7を設けてもよいが、通常、通常運転時用の磁気抵抗センサは、高速に対応できるように、停電時用の磁気抵抗センサに比して磁気記録媒体21との対向距離が狭い。このため、通常運転時用の磁気抵抗センサでは、磁気記録媒体21との間に入り込んだ異物などにより断線が発生しやすい傾向にあるので、磁気記録媒体21との対向距離が狭い通常運転時用の磁気抵抗センサのみに断線検出装置7を設けてもよい。
(Another embodiment)
In the above embodiment, only one set of the
上記実施の形態において、回転位置検出用の磁気抵抗センサ31は1組形成されているだけであったが、回転位置検出用の磁気抵抗センサ31として、通常運転時の回転位置を検出するための磁気抵抗センサと、停電時の回転位置を検出するための磁気抵抗センサとを設ける場合、通常運転時用の磁気抵抗センサは、高速に対応できるように、磁気抵抗素子を覆う保護膜を省略して、磁気記録媒体21との対向距離を狭めることがある。このように、磁気抵抗素子が保護膜で覆われた磁気抵抗センサと、磁気抵抗素子が保護膜で覆われていない磁気抵抗センサとが存在する場合、磁気抵抗素子が保護膜で覆われていない磁気抵抗センサの方が、磁気記録媒体21との間に入り込んだ異物などにより断線が発生しやすい傾向にある。従って、磁気抵抗素子が保護膜で覆われていない磁気抵抗センサのみに断線検出装置7を設けてもよい。
In the above embodiment, only one set of the
上記実施の形態において、エラー信号発生部73については全て特定用途用集積回路70内に構成したが、断線検出用信号処理回路75、センサ回路部61A、61B、61Z、センサ回路部61U、61V、61Wの一部あるいは全体を特定用途用集積回路70に構成してもよい。また、エラー信号発生部73を特定用途用集積回路70外に構成してもよい。
In the above embodiment, the error
上記実施の形態において、エラー信号発生部73はエラー信号として、B相信号PBのラインドライバ80Bからの2つの出力ライン85B、85/Bの双方をローレベルとしたが、A相信号PAのラインドライバ80Aからの2つの出力ライン85A、85/Aの双方をローレベルとしてもよい。また、エラー信号発生部73は、カウンタ値を制御部100にシリアル信号線(図示せず)を介して転送する際、エラー信号をシリアル転送してもよい。
In the above embodiment, the
1 モータ
7 断線検出装置
11 ロータ
21 回転位置検出用の磁気記録媒体
31 回転位置検出用の磁気抵抗センサ
40 磁極位置検出用磁気円盤
50 回転制御用センサ
50U、50V、50W ホール素子
70 特定用途用集積回路(断線検出装置)
73 エラー信号発生部
75 断線検出用信号処理回路
76+a、76-a、76+b、76-b 比較回路
77 信号合成回路
100 上位の制御部
R1、R2、R3、R4 磁気抵抗素子
DESCRIPTION OF
73
Claims (5)
前記複数の磁気抵抗素子からの出力電圧を各々、予め設定された基準電圧と比較する複数の比較回路と、
前記複数の比較回路での比較結果を全て合成し、前記複数の磁気抵抗素子の少なくとも1つに断線が発生しているか否かを示す合成信号を生成する信号合成回路と、
前記合成信号に基づいて前記複数の磁気抵抗素子の少なくとも1つに断線が発生していると認識したときにエラー信号を発生するエラー信号発生部と、
を有することを特徴とする断線検出装置。 A disconnection detecting device for detecting disconnection of the magnetoresistive element in a magnetoresistive sensor in which a plurality of magnetoresistive elements to which a constant current is applied are opposed to a magnetic recording medium,
A plurality of comparison circuits each for comparing output voltages from the plurality of magnetoresistive elements with a preset reference voltage;
A signal synthesis circuit for synthesizing all the comparison results in the plurality of comparison circuits and generating a synthesis signal indicating whether or not a disconnection has occurred in at least one of the plurality of magnetoresistive elements;
An error signal generator for generating an error signal when recognizing that a break has occurred in at least one of the plurality of magnetoresistive elements based on the combined signal;
A disconnection detecting device characterized by comprising:
前記比較回路のうち、断線が発生していない磁気抵抗素子に対応する比較回路からは2値化信号の一方が出力され、断線が発生している磁気抵抗素子に対応する比較回路からは2値化信号の他方が出力されることを特徴とする請求項1に記載の断線検出装置。 The reference voltage is at an intermediate level between an output voltage from a magnetoresistive element in which no disconnection has occurred and an output voltage from a magnetoresistive element in which a disconnection has occurred, among the plurality of magnetoresistive elements,
Among the comparison circuits, one of the binarized signals is output from the comparison circuit corresponding to the magnetoresistive element in which no disconnection has occurred, and the binary value is output from the comparison circuit corresponding to the magnetoresistive element in which the disconnection has occurred. The disconnection detecting device according to claim 1, wherein the other signal is output.
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