JP5191296B2 - 回転検出センサ - Google Patents

回転検出センサ Download PDF

Info

Publication number
JP5191296B2
JP5191296B2 JP2008187341A JP2008187341A JP5191296B2 JP 5191296 B2 JP5191296 B2 JP 5191296B2 JP 2008187341 A JP2008187341 A JP 2008187341A JP 2008187341 A JP2008187341 A JP 2008187341A JP 5191296 B2 JP5191296 B2 JP 5191296B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
rotation
output
determination period
rotating body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008187341A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010025742A (ja
Inventor
宇史 原
秀暢 村松
エイ フォレスト グレン
仁 薮崎
直太 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Allegro Microsystems LLC
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Corp
Allegro Microsystems LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Aisin Corp, Allegro Microsystems LLC filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2008187341A priority Critical patent/JP5191296B2/ja
Priority to US12/505,057 priority patent/US8164324B2/en
Publication of JP2010025742A publication Critical patent/JP2010025742A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5191296B2 publication Critical patent/JP5191296B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/001Calibrating encoders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/14Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/244Mechanical 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
    • G01D5/24471Error correction
    • G01D5/24476Signal processing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/244Mechanical 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
    • G01D5/24471Error correction
    • G01D5/2448Correction of gain, threshold, offset or phase control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D2205/00Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/85Determining the direction of movement of an encoder, e.g. of an incremental encoder

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

本発明は、回転体の回転を検出して検出信号を出力する検出素子からの当該検出信号に基づいて前記回転体の回転に対応したパルスを出力する回転検出センサに関する。
上記のような回転検出センサの一例が、米国特許第7,046,000号明細書(特許文献1)に開示されている(関連日本出願:特開2006−145528号公報)。回転検出センサが設けられる回転体の外周部には多くの歯が備えられ、ホール素子や磁気抵抗素子などにより構成される検出素子は、当該歯に対向して備えられる。複数の歯は、回転体の回転に伴って、それぞれ順次検出素子の前を通過する。歯の通過に伴って、検出素子は回転体の回転速度に応じた検出信号を出力する。検出素子からの検出信号はアナログ信号であり、正弦波状の信号である。パルス生成部は、マイクロコンピュータなどのデジタル回路による利用を容易にするために、検出信号に基づいて回転体の回転に対応したパルスを生成する。
このような回転検出センサでは、電源投入時から所定回数の振幅変動が観測されるまでの間を「初期化期間」として、ゲイン調整やオフセット調整などが実施される。また、回転検出センサは、好適な適用例として自動車の車輪や、トランスミッションのギアなどの回転を検出するために用いられる。自動車の車輪やギアは、自動車が停止している場合には非回転状態にあるが、エンジンによる振動によって車体が振動することにより、回転体と検出素子との間の離間距離に周期的な変動が生じることがある。初期化期間は、周期的な振幅変動が振動に起因するものであるか、回転に起因するものであるかを判別する期間としても利用される。
また、初期化期間は、回転体の回転方向を判定するためにも用いることが可能である。回転方向が判定されると、回転検出センサは、例えば米国特許第6,492,804号明細書(特許文献2)のFIG.7I等に開示されたように、回転方向に応じた異なる波形のパルスを出力することにより回転方向を示す(関連日本出願:特開2001−165951号公報)。回転方向の判定は、電源投入時に限らず、回転方向が切り替わる際にも実施されるので、初期化期間に相当する調整期間が動作中にも設けられることになる。また、回転体の回転が一旦停止した場合にも、振動判定や回転方向判定が必要であり、初期化期間に相当する調整期間が設けられることになる。
このような初期化期間や調整期間、振動判定期間においては、回転検出センサからパルス信号が出力されない、いわゆる出力がマスクされるように設定されることが多い。しかし、近年、回転検出センサの出力は、ABS(anti-lock brake system)や、ハイブリッド車両の駆動源の切り替えなどを行う制御装置にも利用される。このため、制御装置への迅速な回転情報の伝達が要求され、初期化期間や調整期間などの所定の判定期間における回転の非検出状態への対策が求められる。
米国特許第7,046,000号明細書(第1欄19行〜第2欄13行、第8欄26行〜第9欄24行、FIG.1、FIG.4等) 米国特許第6,492,804号明細書(FIG.7I等) 特開2006−145528号公報(第2〜5、46〜50段落、図1、図4等) 特開2001−165951号公報(図7等)
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたもので、初期化を含む判定期間においても迅速に回転体の回転に応じたパルスを出力することが可能な回転検出センサを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係る回転検出センサの特徴構成は、
回転体の回転を検出して検出信号を出力する検出部と、
所定の判定期間において、前記検出信号に基づいて前記回転体の回転状態として回転方向を判定する回転状態判定部と、
前記回転状態判定部の判定結果に基づいて、前記判定期間の経過後から前記回転体の回転方向に応じてそれぞれ異なる波形の第1パルス又は第2パルスを出力させると共に、前記判定期間において、前記検出信号に同期した第3パルスを出力させるパルス生成部と、を備える点にある。
判定期間において出力パルスが出力されないと、回転体が振動しているのか、回転しているのか等を含め、回転体の回転状態を何ら検出することができない。しかし、本特徴構成によれば、判定期間に第3パルスが出力されるので、判定期間中であっても回転体の回転状態を知ることができる。例えば、回転体が振動状態ではなく、正方向あるいは逆方向へ回転している場合には、判定期間の早期にゲイン調整やオフセット調整が完了していることがある。従って、第3パルスは、少なくとも回転速度をほぼ正確に示す信号として手出力される。その結果、本特徴構成によって、初期化を含む判定期間においても迅速に回転体の回転に応じたパルスを出力することが可能な回転検出センサを提供することが可能となる。回転検出センサが車両に適用される場合、当該回転検出センサの出力は、ABSや、ハイブリッド車両の駆動源の切り替えなどを行う制御装置にも利用される。このため、制御装置への迅速な回転情報の伝達が要求されるが、第3パルスによってこれが良好に実現される。
また、本発明に係る回転検出センサの前記第3パルスは、前記第1パルス及び前記第2パルスの何れか一方と同じ波形であり、前記判定期間において最初に判定された回転方向に応じたパルスと同じ波形であると好適である。
第3パルスは、回転体が振動状態であるか否かを含め、回転方向の判定が未確定の状態で出力される。つまり、回転体の回転状態に拘わらず出力されるパルスである。従って、判定期間において最初に判定された回転方向が正確ではない場合もあるが、判定期間の初期に第3パルスの波形を確定することができるので、判定期間の全域に亘って、良好に第3パルスを出力することができる。また、第3パルスが正確に回転方向を示していなくても、判定期間中に少なくとも回転体の回転速度を知ることができ、判定期間の経過後には正しいパルスが出力される。また、回転体が正常に正転、あるいは逆転する場合には、判定期間の早期に正確な回転方向が判定される可能性が高い。この場合には、早期に回転方向に応じた出力パルスが回転検出センサから出力されることとなる。回転検出センサの出力を利用する制御装置は、第3パルスを利用して回転体の回転状態を予測し、回転状態に応じた制御の準備を開始することが可能となる。
また、本発明に係る回転検出センサの前記第3パルスは、前記第1パルス及び前記第2パルスの何れか一方と同じ波形であり、前記判定期間において最初に判定された回転方向とは逆方向の回転方向に応じたパルスと同じ波形であると好適である。
上記構成と同様に、第3パルスは、回転方向の判定が未確定の状態で出力されるので、回転体の回転状態に拘わらず出力されるパルスである。判定期間において最初に判定された回転方向が正確な場合、判定期間の経過後には、第3パルスとは異なるパルスが出力される。従って、判定期間中と判定期間後とが明確に区別される状態で、出力パルスが回転検出センサから出力されることとなる。尚、上述したように判定期間において最初に判定された回転方向が正確である保証はない。しかし、判定期間の初期に第3パルスの波形を確定することができるので、判定期間の全域に亘って良好に第3パルスを出力することができる。そして、第3パルスにより、判定期間中であっても少なくとも回転体の回転速度を知ることができる。
一方、別の効果を期待することもできる。回転体が停止状態や、停止状態に近い低速回転状態である場合、回転体の回転よりも振動等によるノイズ成分を検出する可能性が増大する。このような場合に、判定期間の初期に判定された回転方向に基づいて判定される回転方向とは逆の回転方向に応じたパルスが出力されることにより、ノイズ性の振幅変動に対する検出結果による影響を抑制しつつ、早期に回転方向に応じた出力パルスが回転検出センサから出力されることとなる。これら、何れの効果を期待するかについては、回転検出センサが搭載される装置の環境や使用方法によって異なる。従って、回転検出センサが搭載される装置の環境や使用方法によって適宜最適なものが選択されると好適である。
〔第1実施形態〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、回転検出センサ1の構成の一例を模式的に示すブロック図である。図に示すように、回転検出センサ1は、検出素子11を備え、回転体7の回転を検出して検出信号A、Bを出力する検出部2と、検出信号A、Bに基づいて回転体7の回転方向に応じたパルスを生成する演算部3とを備えて構成される。検出部2は、検出素子11の他、差動増幅器12、しきい値設定のためのピークホールド回路(PD)13及びボトムホールド回路(BD)14、当該しきい値に基づいて検出信号A、Bを生成するコンパレータ16を有して構成される。また、演算部3は、検出信号A、Bに基づいて回転方向の判定や、回転又は振動の区別の判定を行う回転状態判定部4と、回転状態判定部4の判定結果に基づいて出力パルスを生成するパルス生成部5とを備えて構成される。
本実施形態においては、回転検出センサ1は出力パルスを電流信号として出力する。符号6は出力パルスを電流信号として出力する出力部である。回転検出センサ1の符号8は内部電源であり、具体的には電圧レギュレータである。電圧レギュレータ8は、回転検出センサ1の外部、本実施形態では、ECU(electronic control unit)9から供給される電源電圧から基準電圧を生成する。ECU9は、回転検出センサ1の出力を受け取り、種々の制御を行う。
検出素子11は、ホール素子や磁気抵抗素子などにより構成されている。回転体7は、その外周部に多くの歯7aを備え、検出素子11は、回転体7の歯7aに対向して適切な箇所に配置される。検出素子11は、回転体7の回転に伴い検出素子11の検出面で発生する磁束の変化を検出し、回転体7の回転に対応して振幅が変動する電気信号に変換する。本実施形態においては、3つの検出素子11を備え、1つの検出素子11を兼用して二対の検出素子対が構成される。そして、それぞれ一対の検出素子対を構成する2つの検出素子11の出力の差動が差動増幅器12によって演算される。
差動増幅器12の出力は、ピークホールド回路(PD)13及びボトムホールド回路(BD)14に入力され、波高値(ピーク・トゥ・ピーク(peak to peak))が計測される。そして、当該波高値を分圧することによって、正弦波状のアナログ信号を方形波状の検出信号A、Bに変換するためのしきい値が設定される。このようなしきい値の設定方法については、上述した特許文献1(米国特許第7,046,000号明細書)等に開示された公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。コンパレータ16は、ヒステリシスを有して構成され、上記のごとく設定されるしきい値に基づいて、正弦波状のアナログ信号を方形波状の検出信号A、Bに変換する。
検出部2の差動増幅器12の増幅率や、コンパレータ16のしきい値のオフセット調整などは、後述する電源電圧投入時のイニシャライズ期間(キャリブレーション期間)に実施される。
図2は、検出信号A、Bに基づいて回転方向を検出する原理を示す説明図である。3つの検出素子11は、検出信号A、Bが異なる位相を持って生成されるように、例えば回転体7の歯7aのピッチの1/4ずつ離間して配置される。従って、図2に示すように、2つの検出信号A、Bは互いに位相が約1/4ずれた信号となる。ここで、一方の検出信号、例えば検出信号Aの立ち上がりエッジeに着目する。図2(a)に示すように検出信号Aの位相が検出信号Bに対して進んでいる場合には、検出信号Aの立ち上がりエッジeにおいて検出信号Bはローレベルである。これに対し、図2(b)に示すように検出信号Aの位相が検出信号Bに対して遅れている場合には、検出信号Aの立ち上がりエッジeにおいて検出信号Bはハイレベルである。このように、一方の検出信号のエッジeに着目すれば、2種類の検出信号A及びBの位相関係を知ることができ、この位相関係により、回転体7の回転方向を検出することができる。
図3は、判定期間における回転状態の判定原理を示すタイミングチャートである。判定期間には、電源投入直後の初期化期間(イニシャライズ期間)iと、回転体7の回転方向が切り替わる際の振動判定期間bとがある。また、初期化期間iは、検出部2の増幅率やしきい値の初期設定や、回転方向検出のための調整期間(キャリブレーション期間)cと、振動判定期間bとを含む。
キャリブレーション期間cは、例えば、検出信号A(又はB)の5パルス分の期間に亘って設定される。このキャリブレーション期間cにおいて、検出部2はしきい値の初期設定を行い、回転状態判定部4は回転方向の検出を行う。そして、この間、キャリブレーションフラグCF(F)がアクティブとなる。
振動判定期間bは、例えば、検出信号A(又はB)の3パルス分の期間に亘って設定される。従って、本例では、イニシャライズ期間iは合計して、検出信号A(又はB)の8パルス分の期間に亘って設定される。振動判定期間bにおいて、回転状態判定部4は、連続して3回同方向の回転が検出されるか否かを判定する。例えば、検出信号AとBとの関係により、「正回転」又は「逆回転」と判定される周期が3周期連続するか否かを判定する。3周期連続しない場合は、回転体7が回転しておらず、停止状態で振動していると判定される。振動判定期間bにおいては、振動判定フラグBF(F)がアクティブとなる。尚、電源投入時ではなく、回転方向が切り替わる際の振動判定期間bは、出力パルスの周期が所定の時間よりも長くなった場合や、回転方向の検出結果の連続性が損なわれた場合に設定される。
図4は、判定期間(i、c、b)における回転状態の判定原理を示すフローチャートである。図5及び図6は、第1実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャートである。図5は、電源投入直後のイニシャライズ期間iにおけるパルス出力例を示し、図6は、回転方向が切り替わる際の振動判定期間bにおけるパルス出力例を示す。
始めにフラグF、即ちキャリブレーションフラグCF又は振動判定フラグBFがアクティブ(有効)状態か否かが判定される(#1)。フラグFが有効ではない場合には、上述したように検出信号A及びBに基づいて回転体7の回転方向が判定される(#2)。正転と判定された場合には、判定期間の経過後に、図5(a)及び図6(a)に示すように正転パルスが出力され(#4)、逆転と判定された場合には図5(b)及び図6(b)に示すように逆転パルスが出力される(#5)。つまり、パルス生成部5は、回転状態判定部4の判定結果に基づいて、判定期間(i、c、b)の経過後から回転体7の回転方向に応じてそれぞれ異なる波形の正転パルス又は逆転パルスを生成し、出力部6を介して出力させる。
正転パルスは、本発明の第1パルス及び第2パルスの何れか一方に相当し、逆転パルスは、本発明の第1パルス及び第2パルスの何れか他方に相当する。尚、回転方向が特定できない場合、例えば3周期以上連続して同一方向への回転が検出できない場合には、図5(c)及び図6(c)に示すように、正転パルス及び逆転パルスの何れのパルスも出力されない。
本実施形態において、正転パルスと逆転パルスとは、異なるパルス幅を有する信号として出力される。本実施形態では、正転パルスのパルス幅がW1であり、逆転パルスのパルス幅がW2である。便宜的に、ここでは、W1=50μs、W2=100μsとする。出力パルスの周波数は、例えば、回転体7が車両の車輪である場合に3k〜5kHzであり、回転体7がオートマチックトランスミッションのギアである場合に5k〜10kHzである。
ステップ#1において、フラグFがアクティブ状態と判定されると、図5及び図6に示すように、第3パルスが出力される(#3)。パルス生成部5は、回転体の回転状態に拘わらず、判定期間(i、c、b)において第3パルスを生成し、出力部6に出力させる。尚、第3パルスは、検出信号A(又はB)に同期して生成され、出力される。従って、回転方向を示す情報は付加されていないが、基本的には正転パルス及び逆転パルスと同様に回転速度を示す情報は付加された信号ということができる。本実施形態において、第3パルスは、正転パルス及び逆転パルスの何れのパルスとも異なる波形のパルスである。例えば、正転パルスのパルス幅がW1であり、逆転パルスのパルス幅がW2である場合に、第3パルスのパルス幅はW3である。ここでは、便宜的に、W3=75μsとする。
本実施形態では、パルス幅を異ならせることによって正転パルス及び逆転パルスの何れのパルスとも異なる波形を有する第3パルスを生成する例を示した。しかし、これに限定されることはなく、例えば、正転パルス及び逆転パルスとは異なる振幅(波高)を有するパルスを第3パルスとしてもよい。また、方形波に限定されることなく、異なる波高の方形波を合成した波形の第3パルスが生成されてもよい。
図7及び図8は、それぞれ上述した図5及び図6に対応する従来の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャートである。図7及び図8に示すように、従来の回転検出センサでは、イニシャライズ期間iやキャリブレーション期間c、振動検出期間bなどの判定期間においては、出力パルスが出力されなかった。このため、回転体7が振動しているのか、回転しているのか等を含め、判定期間中にはECU9は回転体7の回転状態を何ら知ることができなかった。しかし、本発明によれば、第3パルスが出力されるので、判定期間中であっても回転体7の回転状態を知ることができる。
回転体7が振動状態ではなく、正方向あるいは逆方向へ回転している場合には、イニシャライズ期間iの早期にゲイン調整やオフセット調整が完了していることがある。従って、第3パルスは、少なくとも回転速度をほぼ正確に示す信号として手出力される。第3パルスを受け取ったECU9は、回転検出センサ1が判定期間中であっても、第3パルスを利用して回転体7の回転状態を予測することが可能である。近年、回転検出センサ1の出力は、ABS(anti-lock brake system)や、ハイブリッド車両の駆動源の切り替えなどを行う制御装置にも利用される。このため、制御装置への迅速な回転情報の伝達が要求されるが、第3パルスによってこれが良好に実現される。
尚、上記において、「第3パルスは、検出信号A(又はB)に同期して生成され、出力される。」と説明したように、回転体7が完全に停止し、振動もしておらず、検出素子11が何ら物理的変化を検出していないような場合には、第3パルスが出力されなくても問題はない。但し、このような場合に、演算部3において任意のパルスを生成して出力させることを妨げるものではない。
〔第2実施形態〕
上記、第1実施形態においては、第3パルスが、正転パルス及び逆転パルス(第1パルス及び第2パルス)とは異なる波形である場合を例として説明した。しかし、第3パルスは、正転パルス及び逆転パルス(第1パルス及び第2パルス)の何れか一方と同じ波形であってもよい。図9及び図10は、第2実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャートである。図9は、電源投入直後のイニシャライズ期間iにおけるパルス出力例を示し、図10は、回転方向が切り替わる際の振動判定期間bにおけるパルス出力例を示す。
第1実施形態と同様にステップ#1において、フラグFがアクティブ状態と判定されると、図9及び図10に示すように、第3パルスが出力される。パルス生成部5は、回転体7の回転状態に拘わらず、判定期間(i、c、b)において第3パルスを生成し、出力部6に出力させる。本実施形態において、第3パルスは、正転パルス及び逆転パルスの何れかのパルスと同じ波形のパルスであり、判定期間(i、c、b)において最初に判定された回転方向に応じたパルスと同じ波形である。
第3パルスは、回転体7が振動状態であるか否かを含め、回転方向の判定が未確定の状態で出力される。つまり、回転体7の回転状態に拘わらず出力されるパルスである。従って、判定期間(i、c、b)において最初に判定された回転方向が正確ではない場合もあるが、判定期間(i、c、b)の初期に第3パルスの波形を確定することができるので、判定期間(i、c、b)の全域に亘って、良好に第3パルスを出力することができる。
また、第3パルスが正確に回転方向を示していなくても、判定期間中に少なくとも回転体7の回転速度を知ることができ、判定期間(i、c、b)の経過後には正しいパルスが出力される。また、回転体7が正常に正転、あるいは逆転する場合には、判定期間(i、c、b)の早期に正確な回転方向が判定される可能性が高い。この場合には、早期に回転方向に応じた出力パルスが回転検出センサ1から出力されることとなる。回転検出センサ1の出力を利用するECU9は、第3パルスを利用して回転体7の回転状態を予測し、回転状態に応じた制御の準備を開始することが可能となる。
図7及び図8に示すように、従来の回転検出センサでは、イニシャライズ期間iやキャリブレーション期間c、振動検出期間bなどの判定期間においては、出力パルスが出力されなかった。このため、回転体7が振動しているのか、回転しているのか等を含め、判定期間中にはECU9は回転体7の回転状態を何ら知ることができなかった。しかし、本発明によれば、第3パルスが出力されるので、判定期間中であっても少なくとも回転体7の回転速度を知ることができる。さらに、本実施形態においては、判定期間(i、c、b)の初期に判定された回転方向に応じたパルスが出力されるので、ECU9は、第3パルスを利用して回転体7の回転状態を予測し、回転状態に応じた制御の準備を開始することが可能である。近年、回転検出センサ1の出力は、ABSや、ハイブリッド車両の駆動源の切り替えなどを行う制御装置にも利用される。制御装置は迅速な制御が要求されるが、第3パルスによってこれが良好に実現される。
〔第3実施形態〕
上記、第2実施形態においては、第3パルスが、正転パルス及び逆転パルス(第1パルス及び第2パルス)の何れか一方と同じ波形である場合を例として説明した。具体的には、判定期間(i、c、b)において最初に判定された回転方向に応じたパルスと同じ波形である場合を例として説明した。しかし、第3パルスは、判定期間(i、c、b)において最初に判定された回転方向とは逆方向の回転方向に応じたパルスと同じ波形であってもよい。図11及び図12は、第3実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャートである。図11は、電源投入直後のイニシャライズ期間iにおけるパルス出力例を示し、図12は、回転方向が切り替わる際の振動判定期間bにおけるパルス出力例を示す。
第1実施形態及び第2実施形態と同様にステップ#1において、フラグFがアクティブ状態と判定されると、図11及び図12に示すように、第3パルスが出力される。パルス生成部5は、回転体の回転状態に拘わらず、判定期間(i、c、b)において第3パルスを生成し、出力部6に出力させる。本実施形態において、第3パルスは、正転パルス及び逆転パルスの何れかのパルスと同じ波形のパルスであり、判定期間(i、c、b)において最初に判定された回転方向とは逆方向の回転方向に応じたパルスと同じ波形である。第2実施形態と同様に、第3パルスは、回転体7が振動状態であるか否かを含め、回転方向の判定が未確定の状態で出力される。従って、第3パルスは、波形としては、正転パルス及び逆転パルスの何れかのパルスと同じ波形のパルスであるが、回転体7の回転状態に拘わらず出力されるパルスである。
回転体7が正常に正転、あるいは逆転する場合には、判定期間(i、c、b)の早期に正確な回転方向が判定される可能性が高い。判定期間(i、c、b)において最初に判定された回転方向が正確な場合、判定期間(i、c、b)の経過後には、第3パルスとは異なるパルスが出力される。従って、判定期間中と判定期間後とが明確に区別される状態で、出力パルスが回転検出センサ1から出力されることとなる。
尚、判定期間(i、c、b)において最初に判定された回転方向が正確である保証はない。従って、常に判定期間中と判定期間後とが明確に区別される状態で、出力パルスが回転検出センサ1から出力されるとは限らない。しかし、判定期間(i、c、b)の初期に第3パルスの波形を確定することができるので、判定期間(i、c、b)の全域に亘って良好に第3パルスを出力することができる。そして、第3パルスにより、判定期間中であっても少なくとも回転体の回転速度を知ることができる。ECU9は、第3パルスを利用して回転体7の回転状態を予測し、回転状態に応じた制御の準備を開始することが可能である。
一方、回転体7が停止状態や、停止状態に近い低速回転状態である場合、検出部2が、回転体7の回転よりも振動等によるノイズ成分を検出する可能性が増大する。本実施形態においては、このような場合に、判定期間(i、c、b)の初期に判定された回転方向、例えば判定期間(i、c、b)における最初の検出信号A(又はB)に基づいて判定される回転方向とは逆の回転方向に応じたパルスが出力される。その結果、ノイズ性の振幅変動に伴う検出結果による影響を抑制しつつ、早期に回転方向に応じた出力パルスが回転検出センサ1から出力されることとなる。
上記、「判定期間中と判定期間後とが明確に区別される効果」、あるいは「ノイズ性の検出結果による影響が抑制される効果」の何れの効果を期待するかについては、回転検出センサ1が搭載される装置の環境や使用方法によって異なる。第2実施形態又は第3実施形態の何れの形態を採用するかについても同様である。第1実施形態〜第3実施形態に共通して、判定期間(i、c、b)においても少なくとも回転速度をほぼ正確に示す信号である第3パルスが出力される。従って、第3パルスの波形については、回転検出センサ1が搭載される装置の環境や使用方法によって適宜最適なものが選択されると好適である。
以上説明したように、本発明によれば、初期化を含む判定期間においても迅速に回転体の回転に応じたパルスを出力することが可能な回転検出センサを提供することができる。
回転検出センサの構成の一例を模式的に示すブロック図 回転方向を検出する原理を示す説明図 判定期間における回転状態の判定原理を示すタイミングチャート 判定期間における回転状態の判定原理を示すフローチャート 第1実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート 第1実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート 従来の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート 従来の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート 第2施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート 第2実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート 第3実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート 第3実施形態の判定期間におけるパルス出力例を示すタイミングチャート
符号の説明
1:回転検出センサ
2:検出部
4:回転状態判定部
5:パルス生成部
7:回転体
A、B:検出信号

Claims (3)

  1. 回転体の回転を検出して検出信号を出力する検出部と、
    所定の判定期間において、前記検出信号に基づいて前記回転体の回転状態として回転方向を判定する回転状態判定部と、
    前記回転状態判定部の判定結果に基づいて、前記判定期間の経過後から前記回転体の回転方向に応じてそれぞれ異なる波形の第1パルス又は第2パルスを出力させると共に、前記判定期間において、前記検出信号に同期した第3パルスを出力させるパルス生成部と、を備える回転検出センサ。
  2. 前記第3パルスは、前記第1パルス及び前記第2パルスの何れか一方と同じ波形であり、前記判定期間において最初に判定された回転方向に応じたパルスと同じ波形である請求項1に記載の回転検出センサ。
  3. 前記第3パルスは、前記第1パルス及び前記第2パルスの何れか一方と同じ波形であり、前記判定期間において最初に判定された回転方向とは逆方向の回転方向に応じたパルスと同じ波形である請求項1に記載の回転検出センサ。
JP2008187341A 2008-07-18 2008-07-18 回転検出センサ Active JP5191296B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008187341A JP5191296B2 (ja) 2008-07-18 2008-07-18 回転検出センサ
US12/505,057 US8164324B2 (en) 2008-07-18 2009-07-17 Rotation sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008187341A JP5191296B2 (ja) 2008-07-18 2008-07-18 回転検出センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010025742A JP2010025742A (ja) 2010-02-04
JP5191296B2 true JP5191296B2 (ja) 2013-05-08

Family

ID=41529754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008187341A Active JP5191296B2 (ja) 2008-07-18 2008-07-18 回転検出センサ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8164324B2 (ja)
JP (1) JP5191296B2 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5357090B2 (ja) * 2010-03-23 2013-12-04 株式会社豊田中央研究所 センサ電圧の処理回路
US8680848B2 (en) 2010-06-03 2014-03-25 Allegro Microsystems, Llc Motion sensor, method, and computer-readable storage medium providing a motion sensor that adjusts gains of two circuit channels to bring the gains close to each other
US8446146B2 (en) 2010-06-03 2013-05-21 Allegro Microsystems, Inc. Motion sensor, method, and computer-readable storage medium providing a motion sensor with a validated output signal from the motion sensor
US8450996B2 (en) 2010-06-03 2013-05-28 Allegro Microsystems, Llc Motion sensor, method, and computer-readable storage medium providing a motion sensor with a magnetic field sensing element for generating a magnetic field signal and a state processor to identify a plurality of states corresponding to ranges of values of the magnetic field signal having a reduced amount of state chatter
CN102455366A (zh) * 2010-10-28 2012-05-16 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 风扇转速测量***
DE102012205344B4 (de) * 2012-04-02 2023-10-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs
US8965691B1 (en) * 2012-10-05 2015-02-24 Google Inc. Position and direction determination using multiple single-channel encoders
JP6206228B2 (ja) * 2013-07-16 2017-10-04 株式会社デンソー 回転センサ
US9677911B2 (en) 2014-01-30 2017-06-13 Infineon Technologies Ag Magnetic field sensor and method of operation thereof with a determination of offset values selectable during operation of the sensor
FR3033051B1 (fr) * 2015-02-24 2017-02-10 Continental Automotive France Procede et dispositif de traitement d'un signal produit par un capteur de rotation d'une cible tournante
US10480957B2 (en) * 2017-07-20 2019-11-19 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor to detect direction of angular rotation of a rotating magnetic structure, speed of the rotating magnetic structure or fault
US11125590B2 (en) * 2019-05-07 2021-09-21 Allegro Microsystems, Llc System and method for vibration detection with direction change response immunity using a magnetic field sensor
US11029176B2 (en) 2019-05-07 2021-06-08 Allegro Microsystems, Llc System and method for vibration detection with no loss of position information using a magnetic field sensor
JP7491807B2 (ja) 2020-10-20 2024-05-28 オークマ株式会社 エンコーダ異常診断装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2518054C2 (de) 1975-04-23 1984-08-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anordnung zur Bestimmung des Drehsinns einer Drehbewegung
GB8711559D0 (en) 1987-05-15 1987-06-17 Ssd Ltd Shaft encoders
JPH02116753A (ja) 1988-10-26 1990-05-01 Mitsubishi Electric Corp 回転方向検出装置
JPH0329817A (ja) 1989-06-28 1991-02-07 Fanuc Ltd ワイヤレス手動エンコーダ
JPH03269214A (ja) * 1990-03-19 1991-11-29 Yaskawa Electric Corp 1相出力式エンコーダ装置
JPH06273437A (ja) 1993-03-22 1994-09-30 Yazaki Corp 回転検出装置
DE19634715A1 (de) 1996-08-28 1998-03-05 Teves Gmbh Alfred Anordnung zur Erfassung des Drehverhaltens eines Rades
JP4093381B2 (ja) 1997-04-01 2008-06-04 株式会社デンソー 回転センサの検出信号処理装置
JPH1164363A (ja) 1997-08-25 1999-03-05 Aisin Seiki Co Ltd 回転検出器
JP4070302B2 (ja) 1998-05-29 2008-04-02 日本電産シンポ株式会社 摩擦伝動手段を備える回転駆動装置
US20010009367A1 (en) 1999-02-26 2001-07-26 Dieter Seitzer Sensor device to record speed and motion direction of an object, especially rotational speed and direction of a rotating object
DE19937155A1 (de) 1999-08-06 2001-03-15 Bosch Gmbh Robert System zur Erzeugung eines Signals zur Überlagerung von Informationen
JP4195155B2 (ja) 1999-08-31 2008-12-10 ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 位置検出装置
JP4195154B2 (ja) 1999-08-31 2008-12-10 ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 位置検出装置及び演算処理装置
JP4964358B2 (ja) 1999-12-07 2012-06-27 株式会社デンソー 回転センサの検出信号処理装置および回転センサの検出信号出力方法
JP3951634B2 (ja) 2001-05-21 2007-08-01 株式会社デンソー 物理量検出回路
US6815944B2 (en) 2002-01-31 2004-11-09 Allegro Microsystems, Inc. Method and apparatus for providing information from a speed and direction sensor
JP2005128998A (ja) * 2003-09-30 2005-05-19 Aisin Seiki Co Ltd 回転検出装置
JP2005233622A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Toyota Motor Corp 逆転検出機能付き回転検出装置
JP4605435B2 (ja) * 2004-03-24 2011-01-05 アイシン精機株式会社 回転検出装置
US7365530B2 (en) * 2004-04-08 2008-04-29 Allegro Microsystems, Inc. Method and apparatus for vibration detection
US7046000B1 (en) 2004-11-17 2006-05-16 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Rotation detecting sensor
JP4909797B2 (ja) * 2007-04-24 2012-04-04 本田技研工業株式会社 モータ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8164324B2 (en) 2012-04-24
JP2010025742A (ja) 2010-02-04
US20100013467A1 (en) 2010-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5191296B2 (ja) 回転検出センサ
EP2391903B1 (en) Magnetic field detector having a variable threshold
JP4838022B2 (ja) レゾルバ信号処理装置
KR101995279B1 (ko) 자기장 센서에 사용되는 한계 신호를 발생시키기 위한 회로들 및 방법들
JP2006145528A (ja) 回転検出センサ及びこれを備える振動機器
JP2005249488A (ja) 回転センサの検出信号処理回路及び検出信号処理装置
JP2009150826A (ja) Rdコンバータ及び角度検出装置
JP4979544B2 (ja) 車両速度検出装置
JP2008309736A (ja) レゾルバ
US8653873B2 (en) Generation of adjustable phase reference waveform
JP5111912B2 (ja) モータ駆動装置及び画像形成装置
JP2011099828A (ja) 信号処理回路
JP4473725B2 (ja) 可変的なスイッチングヒステリシスによる回転数検出のための方法及び装置
JP2009095154A (ja) モータ制御装置とその速度検出方法
JP2007020345A (ja) ブラシレスモータの制御装置
JP2003344009A (ja) 舵角センサ
KR101422919B1 (ko) 모터 구동 장치 및 그 동작 방법
JP3574259B2 (ja) 回転制御装置
JP2007091069A (ja) 電動パワーステアリング制御装置
JP2009103617A (ja) 回転検出センサ
JP5654325B2 (ja) 車速パルス信号処理装置
JP2008057985A (ja) 距離補正付き静電気測定器
JP2004045083A (ja) 回転角度検出装置
JP5534254B2 (ja) サイリスタモータの回転子位置検出装置
JP6385555B1 (ja) 磁気検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110711

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120809

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130129

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5191296

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160208

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250