JPH08285878A - スピードセンサー - Google Patents

スピードセンサー

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JPH08285878A
JPH08285878A JP11365295A JP11365295A JPH08285878A JP H08285878 A JPH08285878 A JP H08285878A JP 11365295 A JP11365295 A JP 11365295A JP 11365295 A JP11365295 A JP 11365295A JP H08285878 A JPH08285878 A JP H08285878A
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JP
Japan
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signal
speed sensor
target gear
sensor
speedometer
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JP11365295A
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English (en)
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Hideji Tanaka
秀次 田中
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Texas Instruments Japan Ltd
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Texas Instruments Japan Ltd
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気的に出力回転数、及び車速を検知できる
スピードセンサーを提供する。 【構成】 ケーシング3内のバイアスマグネット4、64と
磁気センサー5、15とが、ディファレンシャル出力軸3
3、93に設けられたターゲットギア32、72、92の歯7、6
7、97近傍に非接触で位置するようにスピードセンサー
2、82を配置する。磁界の変化により前記ターゲットギ
ア32、72、92の回転量を検出して検出信号として出力す
ると共に、分周した信号で低周波直動スピードメーター
84を動作させる。ウォームギアを必要としないので信頼
性が高く、一つのセンサーで高周波の信号と低周波の信
号を作ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車のエンジンの回転
数、若しくはトランスミッションにおける回転数を検出
する装置にかかり、特に、バイアスマグネットが作る磁
界の変化を検出することで、ターゲットギアと接触する
ことなく回転数を検出するスピードセンサーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電子制御トランスミッションに
は、エンジン回転数を検出するセンサーとドライブシャ
フトの回転数を検出するセンサーとが設けられており、
そこで検出された信号はトランスミッション制御ユニッ
ト(以下、「ECU」と略す。)に出力され、該ECUに
おいて演算処理がされ、各種装置の制御に用いられてい
た。しかしながら一般に用いられているスピードメータ
ーは低周波で駆動するものであり、前記ECUで処理で
きる高周波信号では直動することができない。
【0003】そこで従来技術では、ECU用のセンサー
とは別に、車速を検出するスピードセンサーを設け、そ
のスピードセンサーで低周波の信号を作り、スピードメ
ーターに出力して該スピードメーターを直動することが
行われていた。そして、そのようなスピードメーターを
取り付けるために、一般には、図7に示すように、左右
のドライブシャフトを駆動するディファレンシャル出力
軸にターゲットギア101を設け、ウォームギア102
で該ターゲットギア101の回転を受け、伝達軸103
でその回転をハウジング105の外部まで導出し、そこ
で回転数を検出したり、ワイヤー等でスピードメーター
を駆動することが行われていた。
【0004】このような取り付け方法を採用した場合、
前記ウォームギア102と前記ターゲットギア101が
機械的に噛み合うため信頼性が低く、しかも騒音が生じ
ることが避けられない。その騒音はウォームギアを樹脂
化することである程度は防止できるが、樹脂のウォーム
ギアは欠けやすく、一旦欠けた場合の修理には、トラン
スミッションユニットを開けてウォームギアの交換を行
なわなければならず、その作業は大変面倒であった。
【0005】また、従来の機械的な検出では、ごく低速
な、いわゆるゼロ速度を検出することができず、GPS
(グローバルポジッショニングシステム)を用いたカーナ
ビゲーションシステムにおいて誤差が蓄積し、位置検出
精度が低下する要因となっており、解決が望まれてい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決することを目的として創作されたもので、その目的
は、ウォームギアを廃し、磁気的に出力回転数、及び車
速を検知できるスピードセンサーを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1記載の発明は、磁界を作るバイアスマグネッ
トと、前記バイアスマグネットが発生する磁界を検出す
る磁気センサーと、前記磁気センサーの出力する信号を
処理する信号処理部とを有するスピードセンサーにおい
て、前記磁気センサーはディファレンシャル出力軸に設
けられたターゲットギアの歯近傍に非接触で配置され、
該ターゲットギアの回転に伴う前記歯の動きを前記磁界
の変化として検出し、前記ターゲットギアの回転量を示
す検出信号を出力し、前記信号処理部は前記検出信号を
分周し、低周波直動式スピードメータに出力して該スピ
ードメーターを直動することを特徴とし、
【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載のス
ピードセンサーであって、前記バイアスマグネットと前
記磁気センサーとは、前記ターゲットギアが内部に納め
られたディファレンシャルギアケースに装着されるケー
シング内に設けられたことを特徴とし、
【0009】請求項3記載の発明は、請求項2記載のス
ピードセンサーであって、前記信号処理部は前記ケーシ
ング内の、前記ディファレンシャルギアケースの外側に
位置する部分に納められたことを特徴とする。
【0010】
【作用】磁界を作るバイアスマグネットと、その磁界を
検出する磁気センサーとを、ディファレンシャル出力軸
に設けられたターゲットギアの歯近傍に非接触で配置す
れば、該ターゲットギアの回転に伴って前記歯が動き、
前記磁界が変化したときに、その変化により、前記ター
ゲットギアの回転量を検出し、前記歯が作る山とその歯
の間の谷の動きに応じた周波数の信号を出力することが
できる。
【0011】その信号は高周波なので、そのままECU
に出力することができるし、信号処理部で分周し、低周
波の信号にして出力すれば。低周波直動式のスピードメ
ーターを直動することができる。
【0012】また、前記バイアスマグネットと前記磁気
センサーとを、前記ターゲットギアの歯近傍に配置する
ために、該ターゲットギアが内部に納められたディファ
レンシャルギアケースに装着できるケーシングを用意
し、前記バイアスマグネットと前記磁気センサーとを該
ケーシング内に納めるようにすると、取り付けが容易に
なり、信頼性も向上する。
【0013】ディファレンシャルギアケース内は120
℃以上の高温になるため、前記信号処理部を該ディファ
レンシャルギアケース内に配置することはできないが、
前記ケーシング内の、前記ディファレンシャルギアケー
スの外側に位置する部分に前記信号処理部を納めるよう
にすれば信号処理部を高温に曝さずに前記バイアスマグ
ネットや磁気センサーと一緒に取り扱うことができ、ま
た、信号処理部と磁気センサーとが近い位置にあるの
で、ノイズに強くなる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
1を参照し、2は本発明の一実施例のスピードセンサー
であり、ケーシング3を有している。該ケーシング3の
先端には、バイアスマグネット4が設けられ、該バイア
スマグネット4と前記ケーシング3の側面との間に、ホ
ール素子から成る磁気センサー5が配置され、該磁気セ
ンサー5が前記バイアスマグネット4の形成する磁界の
変化を検出できるように構成されている。該磁気センサ
ー5は信号線91、92、93に接続され、前記バイアス
マグネット4と共に樹脂21により前記ケーシング3内
に封入、固定されている。
【0015】前記信号線91、92、93は鉄板で構成さ
れており、プリント基板とそのプリント基板上に設けら
れた電気回路とから成る信号処理部6が着脱できるよう
にされている。前記信号処理部6は、4つの信号線11
1、112、113、114が接続されており、該信号処理
部6を前記ケーシング3内に挿入して前記信号線91
2、93と接続し、Oリング22と、前記信号線1
1、112、113、114を挿通できる4つの孔が設け
られた蓋8とをこの順ではめ込んで、前記ケーシング3
内に固定されている。
【0016】前記信号線111、112は、前記信号線9
1、92と電気的に接続され、外部から電源電圧Vccとグ
ラウンド電位GNDが供給されており、前記信号線11
3は前記信号線93と電気的に接続され、前記ECU信号
Eを外部に取り出せるようにされている。また、残り
の信号線114は、前記信号処理部6で作られるスピー
ドメータ直動信号VSを外部に取り出せるように接続さ
れている。
【0017】このスピードセンサー2は、図2(a)の正
面図と、そのb−b線断面図の図2(b)に示すように、
ディファレンシャルギアケース34に設けられた孔にそ
の先端から挿通されてボルトで固定されたときに、ディ
ファレンシャル出力軸33を回転軸として回転するター
ゲットギア32の歯7の近傍に、前記先端が非接触で位
置するように構成されている。
【0018】前記歯7は磁性軟鉄で構成されおり、前記
バイアスマグネット4と磁気センサー5とは前記ケーシ
ング3の先端に配置されているので、前記ターゲットギ
ア32が回転して前記歯7が動いた場合には、前記磁気
センサー5は前記電源電圧Vccと前記グラウンド電位G
NDによって動作し、前記バイアスマグネット4の作る
磁界の変化を検出し、前記歯7の枚数分のパルスから成
る磁気検出信号VMを前記信号線93に出力する。
【0019】この動作をブロック図を用いて説明する
と、図4(a)を参照し、40は電源であり、前記電源電
圧Vccはその一端から取り出され、前記磁気センサー5
と前記信号処理部6に供給されており、他端は前記磁気
センサー5と前記信号処理部6に接続されると共に前記
グラウンド電位GNDにおかれており、前記磁気センサ
ー5と前記信号処理部6とに電力が供給されるように構
成されている。
【0020】前記信号処理部6は、前記電源40からそ
れぞれ電力が供給されるディケードカウンター41とシ
ュミットトリガー42とを有しており、前記磁気センサ
ー5から出力された磁気検出信号VEは前記ECU信号
Eとして、図示しないECUへそのまま出力されると
共に、前記ディケードカウンター41にも出力されるよ
うに接続されている。
【0021】該ディケードカウンター41に出力された
前記磁気検出信号VMは、該ディケードカウンター41
において1/10分周され、誤動作防止のために設けら
れたシュミットトリガー42を介してエミッタ接地のN
PNトランジスタ44のベース端子に出力されるように
接続されている。
【0022】前記NPNトランジスタ44のコレクタ端
子は負荷43を介して前記電源電圧Vccに接続されると
共に低周波直動式のスピードメーター45に接続され、
ベース端子がローであり、該NPNトランジスタ44が
遮断状態のときに、前記スピードメーター45に略電源
電圧Vccを出力し、ベース端子がハイであり、導通状態
のときに略グラウンド電位GNDを出力するように構成
されており、前記磁気センサー5が前記ターゲットギア
32の歯7を10個検出する毎に該NPNトランジスタ
44のベース端子のハイとローとを切り替えるので、前
記コレクタ端子から前記スピードメーターに、磁気検出
信号VMを1/10分周したスピードメーター直動信号
sが出力されるように構成されている。
【0023】従って、前記ターゲットギア32の回転
量、即ちスピードを示す信号は1/10の低周波にさ
れ、前記スピードメーター直動信号VSとされるので低
周波直動式の前記スピードメーター45を直動すること
が可能となる。
【0024】これを図示すると、図5に示すように、前
記磁気検出信号VMと前記ECU信号VEの周波数は同じ
であるが、前記スピードメーター直動信号VSは前記磁
気検出信号VMの1/10の周波数となり、例えば前記
磁気センサー5が周波数1kHzの磁気検出信号VM
出力した場合には、前記スピードメーター直動信号VS
の周波数は100Hzになる。
【0025】なお、上記実施例は1/10分周のディケ
ードカウンターを用いた場合を説明したが、本発明はそ
れに限定されるものではない。特に、タイヤ径やギア比
は車種毎に異なるため、スピードメーターの要求する周
波数は種々色々のものがあり、それらに対応するため
に、本発明の信号処理部に可変分周器を設け、スピード
センサーにおいて分周比を変えられるようにしておいて
もよく、その場合は、スピードメーターの種類に応じた
調節が一層が簡単になる。いずれの場合でも、信号処理
部をケーシング内に納めるようにすれば、スピードメー
ター側に回路を設けたり、スピードメーターを調節する
等の作業が不要となる。
【0026】次に、図3を参照し、62は本発明のスピ
ードセンサーの他の実施例であり、アーム911、912
が設けられたケーシング63を有している。該スピード
センサー62は、図示しないディファレンシャルギアケ
ースに設けた孔にその先端から挿入し、該アーム9
1、912に設けられたねじ穴921、922でそのディ
ファレンシャルギアケースに固定できるように構成され
ており、そのように固定した場合には、前記ケーシング
63の先端がターゲットギア72付近に非接触で位置す
るように構成されている。
【0027】前記ターゲットギア72は磁性軟鉄から成
る歯67を有しており、前記ケーシング63の先端に
は、バイアスマグネット64が配置され、該バイアスマ
グネット64と前記ケーシング63の側面との間に、磁
気抵抗素子からなる磁気センサー15が設けられ、前記
バイアスマグネット64と前記磁気センサー15とは磁
気センサーカバー90で固定されており、前記ターゲッ
トギア72が回転軸線70を中心として回転すると、前
記磁気センサー65が、前記バイアスマグネット64が
作る磁界の変化を検出できるように構成されている。
【0028】前記ケーシング63の他端は前記ディファ
レンシャルギアケースの外側に位置する部分であり、そ
こにはプリント基板ケース93が設けられており、該プ
リント基板ケース93に開けられた穴94から、プリン
ト基板と該プリント基板上に設けられた電気回路とから
成る信号処理部66を挿入すると、該信号処理部66と
前記磁気センサー65とが電気的に接続されるように構
成されている。
【0029】このスピードセンサー62の動作を説明す
ると、図4(b)を参照し、前記磁気センサー15と前記
信号処理部66との間には差動増幅器16が配置されて
おり、前記磁気センサー15と前記差動増幅器16と前
記信号処理部66とは電源50の一端に接続され、電源
電圧Vccが供給されており、前記電源50の他端は前記
磁気センサー15と前記差動増幅器16と前記信号処理
部66とに接続されると共に、グラウンド電位GNDに
おかれている。
【0030】前記磁気センサー15は、ブリッジ接続さ
れた4つの磁気抵抗素子141、142、143、144
有しており、該ブリッジの対抗する2つの接続点a1
2がそれぞれ前記電源電圧Vccと前記グラウンド電圧
GNDに接続され、他の2つの接続点b1、b2は、前記
差動増幅器16の入力端子にそれぞれ接続され、該差動
増幅器16で前記磁気センサー15の出力する磁気検出
信号VMを増幅し、ECU信号VEを出力するように構成
されている。
【0031】前記信号処理部66はディケードカウンタ
ー51とシュミットトリガー52とエミッタ接地のNP
Nトランジスタ54とを有しており、前記ECU信号V
Eは図示しないECUに出力されるとともに前記ディケ
ードカウンター51に入力され、該ディケードカウンタ
ー51で1/10分周され、誤動作防止のために設けら
れた前記シュミットトリガー52を経て前記NPNトラ
ンジスタ54のベース端子に入力されるように接続され
て、前記磁気センサー15が前記ターゲットギア72の
歯67を10個検出する毎に該NPNトランジスタ44
のベース端子のハイとローとが切り替わるように構成さ
れている。
【0032】前記NPNトランジスタ54のコレクタ端
子は、図4(a)で示した回路ブロック図と同様に、負荷
53を介して前記電源電圧Vccに接続されると共に低周
波直動式のスピードメーター55に接続されているの
で、該コレクタ端子から前記スピードメーター55に、
前記ECU信号VEの1/10の周波数のスピードメー
ター直動信号VSが出力され、前記スピードメーター5
5が駆動されるように接続されている。
【0033】なお、上記実施例ではスピードセンサーの
ケーシング内に検出部を設けた実施例について説明した
が、本発明はそれに限定されるものではない。例えば、
図6に示すように、スピードセンサー82の先端部分9
8に、バイアス磁石と磁気センサーとを設け、該先端部
分98がディファレンシャル出力軸93を回転軸として
回転するターゲットギア92の近傍に位置するように、
該スピードセンサー82をディファレンシャルギアケー
ス74に取り付け、前記磁気センサーが前記ターゲット
ギア92の有する歯97の近傍に非接触で位置するよう
に固定すると共に、前記磁気センサーに電源電圧Vcc
及びグラウンド電位GNDを供給し、また、その磁気セ
ンサーが出力する磁気検出信号VMを取り出して直接E
CU83に入力するように接続してもよく、その場合に
は、前記ECU83内に分周器を設けて前記磁気検出信
号VMを分周し、低周波のスピードメーター直動信号VS
を作り、低周波直動式のスピードメータ84を動作させ
るようにしてもよい。
【0034】以上は、ECUを備えた車種であることを
前提に説明したが、本発明はECUのない車種にも適用
できる。その場合には、本発明の信号処理部は磁気セン
サーが納められたケース内に設けてもよいし、スピード
メーター内に設けるてもよいが、耐ノイズ性という観点
からは磁気センサーに近接して配置することが望まし
い。
【0035】
【発明の効果】一つの磁気センサーで出力回転数を示す
信号とスピードメーター直動信号とが得られ、また、機
械的な接触を必要としなくなるので、信頼性が向上し、
コストが低減する。
【0036】ディジタル化された信号が得られるので、
信号処理が簡単になり、耐ノイズ性も向上し、また、ゼ
ロスピードも正確に検出できるので、ECUにおける低
速、発進時の制御性が向上し、GPSを使用した位置検
出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例のスピードセンサーを示す
【図2】 そのスピードセンサーとターゲットギアとの
位置関係を説明するための図
【図3】 本発明の他の実施例とターゲットギアの配置
を説明するための図
【図4】 (a)本発明に適用できる回路ブロックの一例
を示す図 (b)本発明に適用できる回路ブロックの他の
例を示す図
【図5】 本発明の回路にディケードカウンターを使用
した場合の、磁気センサーの検出する信号の周波数とE
CU信号の周波数とスピードメーター直動信号の周波数
との比較を説明するための図
【図6】 本発明の別の実施例とターゲットギアの配
置、及び回路ブロックを説明するための図
【図7】 従来技術を説明するための図
【符号の説明】
2、82……スピードセンサー 3……ケーシング
4、64……バイアスマグネット 5、15……磁
気センサー 6……信号処理部 7、67、97…
…歯 32、72、92……ターゲットギア 3
3、93……ディファレンシャル出力軸 84……低
周波直動式スピードメータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁界を作るバイアスマグネットと、 前記バイアスマグネットが発生する磁界を検出する磁気
    センサーと、 前記磁気センサーの出力する信号を処理する信号処理部
    とを有するスピードセンサーにおいて、 前記磁気センサーはディファレンシャル出力軸に設けら
    れたターゲットギアの歯近傍に非接触で配置され、該タ
    ーゲットギアの回転に伴う前記歯の動きを前記磁界の変
    化として検出し、前記ターゲットギアの回転量を示す検
    出信号を出力し、 前記信号処理部は前記検出信号を分周し、低周波直動式
    スピードメータに出力して該スピードメーターを直動す
    ることを特徴とするスピードセンサー。
  2. 【請求項2】 前記バイアスマグネットと前記磁気セン
    サーとは、前記ターゲットギアが内部に納められたディ
    ファレンシャルギアケースに装着されるケーシング内に
    設けられたことを特徴とする請求項1記載のスピードセ
    ンサー。
  3. 【請求項3】 前記信号処理部は前記ケーシング内の、
    前記ディファレンシャルギアケースの外側に位置する部
    分に納められたことを特徴とする請求項2記載のスピー
    ドセンサー。
JP11365295A 1995-04-14 1995-04-14 スピードセンサー Withdrawn JPH08285878A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100643317B1 (ko) * 2005-06-23 2006-11-10 삼성전기주식회사 차량용 센서 고정장치
KR100643319B1 (ko) * 2005-07-21 2006-11-10 삼성전기주식회사 차량용 센서 고정장치
JP2008309024A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Toyota Motor Corp 可変圧縮比内燃機関
US8800368B2 (en) 2011-07-13 2014-08-12 Hyundai Motor Company Speed detection system of vehicle
CN105387876A (zh) * 2014-09-02 2016-03-09 英飞凌科技股份有限公司 离轴传感器

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