專(zhuān)利名稱(chēng)：磁檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠通過(guò)檢測(cè)磁性移動(dòng)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度、來(lái)檢測(cè)例 如旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度的磁檢測(cè)裝置，特別涉及一種能夠檢測(cè)磁性移 動(dòng)體的移動(dòng)方向的磁檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在檢測(cè)磁性移動(dòng)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁檢測(cè)裝置中，關(guān)于檢測(cè)磁性移 動(dòng)體的移動(dòng)方向的方式，根據(jù)磁檢測(cè)傳感器所輸出的信號(hào)和計(jì)算機(jī)單元對(duì) 該信號(hào)進(jìn)行處理的方法，有若干種現(xiàn)有技術(shù)。在傳感器輸出信號(hào)為數(shù)字信 號(hào)(矩形波)時(shí)，對(duì)于磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的檢測(cè)，大致可區(qū)分為將傳感器 輸出信號(hào)進(jìn)行時(shí)間調(diào)制的方式及進(jìn)行電位調(diào)制的方式。將傳感器輸出信號(hào) 進(jìn)行時(shí)間調(diào)制的方式中，根據(jù)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向，磁檢測(cè)傳感器的輸出時(shí)刻(時(shí)間)不同，例如若將移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)信號(hào)的時(shí)間間隔設(shè)為a，將 移動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)信號(hào)的時(shí)間間隔設(shè)為b(4a)，則計(jì)算機(jī)單元能夠通過(guò)測(cè) 量傳感器輸出信號(hào)的時(shí)間間隔來(lái)檢測(cè)移動(dòng)方向。該方式中，在時(shí)間間隔a或b之間移動(dòng)方向改變時(shí)，原理上會(huì)對(duì)移動(dòng) 方向的檢測(cè)產(chǎn)生延遲。另一方面，將傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行電位調(diào)制的方式 中，根據(jù)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向，磁檢測(cè)傳感器的信號(hào)電位(高電平、低電 平)不同，例如若將移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)信號(hào)的低電平設(shè)為S[low—l]，將移 動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)信號(hào)的低電平設(shè)為S[low—2](^S[low—l])，則計(jì)算機(jī)單元 能夠通過(guò)測(cè)量傳感器輸出信號(hào)的電位來(lái)檢測(cè)移動(dòng)方向。(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn) 1)本發(fā)明屬于將傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行電位調(diào)制的方式，如上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1 所披露的，磁檢測(cè)傳感器也通過(guò)檢測(cè)與磁性移動(dòng)體的移動(dòng)對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)變化， 并根據(jù)該移動(dòng)方向?qū)⑤敵鲂盘?hào)的高電平和低電平的至少某一個(gè)設(shè)為不同的電位，來(lái)檢測(cè)該移動(dòng)方向，其中該磁檢測(cè)傳感器內(nèi)置有產(chǎn)生偏置磁場(chǎng)的磁 鐵；及與磁性移動(dòng)體相對(duì)配置并沿其移動(dòng)方向排列的第1、第2磁阻效應(yīng)元 件體和各自的輸出電路。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本國(guó)專(zhuān)利特開(kāi)2002 —卯181號(hào)公報(bào)然而所述專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，在磁性移動(dòng)體的檢測(cè)中處理 傳感器信號(hào)的方法并不是最佳的，會(huì)有產(chǎn)生延遲的情況。檢測(cè)延遲可能在 重復(fù)進(jìn)行移動(dòng)方向中的正向，反向動(dòng)作時(shí)進(jìn)行累積，不適用于需要根據(jù)移 動(dòng)方向的檢測(cè)來(lái)正確地檢測(cè)移動(dòng)位置的情況。作為磁檢測(cè)裝置的適用領(lǐng)域，例如有檢測(cè)車(chē)輛的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度來(lái)對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)或變速器進(jìn)行控制的車(chē)輛用旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，但由于一般該車(chē)輛用旋 轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的安裝環(huán)境較差，且旋轉(zhuǎn)方向大部分是正轉(zhuǎn)，因此特別是正轉(zhuǎn) 時(shí)的位置信號(hào)，除控制性能之外，必須對(duì)應(yīng)于較大范圍的檢測(cè)條件(轉(zhuǎn)速等)， 具有抗干擾性和對(duì)于溫度變化的魯棒性等。例如，對(duì)于磁檢測(cè)傳感器的輸出及計(jì)算機(jī)單元的輸入，實(shí)際上多裝入 濾波器以作為抗干擾措施，因此由于信號(hào)波形中矩形波的上升和下降變得 不陡峭，所以在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生上升不充分、或下降不充分的問(wèn)題。此時(shí) 希望增大正轉(zhuǎn)時(shí)的傳感器輸出信號(hào)的振幅。另外，從抗干擾性的觀點(diǎn)來(lái)看， 充分增大正轉(zhuǎn)時(shí)的傳感器輸出信號(hào)的振幅，以確保能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)單元的比 較電路中的比較閾值信號(hào)的滯后取得較大的裕度，這也是非常重要的。艮P， 在對(duì)于車(chē)輛用旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的利用中，正轉(zhuǎn)時(shí)的信號(hào)存在避免實(shí)用上的風(fēng) 險(xiǎn)用的條件。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種在磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的檢測(cè)中沒(méi)有產(chǎn)生檢測(cè)延遲 的情況的、能夠正確地檢測(cè)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的磁檢測(cè)裝置。另外本發(fā)明提供一種在裝置的安裝環(huán)境惡劣且磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向 大部分為正向的使用領(lǐng)域中、力圖兼顧磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的檢測(cè)性和 移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)的信號(hào)的利用性，可靠性的、實(shí)用性較高的磁檢測(cè)裝置。本發(fā)明所涉及的磁檢測(cè)裝置包含磁檢測(cè)傳感器，該磁檢測(cè)傳感器具有檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁電轉(zhuǎn)換元件、和處理所述磁電轉(zhuǎn)換元件的輸出信號(hào)并 輸出矩形波信號(hào)的信號(hào)處理電路，且檢測(cè)對(duì)施加到所述磁電轉(zhuǎn)換元件的磁 場(chǎng)帶來(lái)變化的磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位置和移動(dòng)方向；及計(jì)算機(jī)單元，該計(jì)算 機(jī)單元處理所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)并檢測(cè)所述磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位 置和移動(dòng)方向，所述磁檢測(cè)傳感器與所述磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向?qū)?yīng)具有 輸出信號(hào)的高電平和低電平不同的電位，所述計(jì)算機(jī)單元具有3個(gè)比較電 路，并用3個(gè)水平的比較閾值來(lái)檢測(cè)所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明，能夠檢測(cè)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位置和移動(dòng)方向，特別是由 于在移動(dòng)方向的檢測(cè)中也沒(méi)有延遲，因此能正確地檢測(cè)移動(dòng)位置。另外， 還可在移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)對(duì)應(yīng)較大范圍的檢測(cè)條件，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的抗干 擾性。


圖1是示出表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是示出表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的磁檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1的磁檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電路。 圖4是圖3所示的信號(hào)處理電路的動(dòng)作波形圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的磁檢測(cè)裝置的移動(dòng)方向檢測(cè)全部波形的動(dòng)作波形圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式2的磁檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電路。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的磁檢測(cè)裝置的移動(dòng)方向檢測(cè)全部波形的動(dòng)作波形圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的磁檢測(cè)裝置的移動(dòng)方向檢測(cè)全部波形的動(dòng)作波形圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式4的磁檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電路。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的磁檢測(cè)裝置的移動(dòng)方向檢測(cè)全部波形的動(dòng)作波形圖。圖11是本發(fā)明所涉及的磁檢測(cè)裝置的比較例的信號(hào)處理電路圖。圖12是表示本發(fā)明所涉及的磁檢測(cè)裝置的比較例的移動(dòng)方向檢測(cè)全部波形的動(dòng)作波形圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明la、 lb磁檢測(cè)元件；2信號(hào)處理電路；3磁鐵；4磁性移動(dòng)體；10a、 10b電橋電路；11、 12比較電路；20D — FF電路；21邏輯電路；30、 31、 32輸出晶體管；40第l比較電路；41第2比較電路；42第3比較電路具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1圖1是示出表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖l(a)是 立體圖，圖l(b)是正視圖。在磁電轉(zhuǎn)換元件la、 lb和單片結(jié)構(gòu)的信號(hào)處理 電路芯片2的下表面配置產(chǎn)生偏置磁場(chǎng)的磁鐵3。使其與磁性移動(dòng)體4相對(duì) 并接近該磁性移動(dòng)體4，磁電轉(zhuǎn)換元件la、 lb對(duì)由磁鐵3產(chǎn)生的磁場(chǎng)因接 近磁性移動(dòng)體4及該磁性移動(dòng)體4的移動(dòng)而形成的磁場(chǎng)分布進(jìn)行檢測(cè)，并 作為電阻及該電阻的變化來(lái)輸出。磁電轉(zhuǎn)換元件la、 lb為了檢測(cè)磁性移動(dòng)體4的移動(dòng)方向，需要隨其移 動(dòng)產(chǎn)生具有時(shí)間差的、即具有相位差的電阻變化，例如沿磁性移動(dòng)體4的 移動(dòng)方向排列配置。本發(fā)明的磁路只要是使磁電轉(zhuǎn)換元件la、 lb能夠檢測(cè) 因接近磁性移動(dòng)體4及該磁性移動(dòng)體4的移動(dòng)而形成的磁場(chǎng)分布的結(jié)構(gòu)即 可，也可為如圖2所示將磁性移動(dòng)體4以某一間隔來(lái)配置的磁鐵的集成體。 此時(shí)還能夠省去磁鐵3。圖3是本實(shí)施方式1的信號(hào)處理電路。所述磁電轉(zhuǎn)換元件la、 lb分別 構(gòu)成電橋電路10a、 10b，因所述磁性移動(dòng)體4的移動(dòng)而使得磁電轉(zhuǎn)換元件 la、 lb的電阻變化時(shí)，得到作為電壓變化的電橋信號(hào)a、 b。電橋信號(hào)a、 b 在比較電路ll、 12被轉(zhuǎn)換成矩形波信號(hào)c、 d。矩形波信號(hào)c、 d被輸入至 由延遲觸發(fā)器(D — FF)電路和邏輯電路構(gòu)成的電路20，得到移動(dòng)方向信號(hào)e。 移動(dòng)方向信號(hào)e與所述矩形波信號(hào)c 一起被輸入至邏輯電路21，邏輯電路 21的3個(gè)輸出分別與輸出晶體管30、 31、 32的基極端子連接。輸出晶體管30、 31、 32的發(fā)射極端子接地，輸出晶體管31、 32的集 電極端子分別通過(guò)電阻rl、r2與輸出晶體管30的集電極端子同樣地成為傳7感器輸出信號(hào)f。傳感器輸出信號(hào)f被傳送至計(jì)算機(jī)單元50，且被上拉到電源電壓Vcc。傳感器輸出信號(hào)f被輸入至計(jì)算機(jī)單元50的3個(gè)比較電路40、 41、 42，在第1比較電路40與比較閾值信號(hào)C1比較而得到比較電路輸出 信號(hào)g，在第2比較電路41與比較閾值信號(hào)C2比較而得到比較電路輸出 信號(hào)h，在第3比較電路43與比較閾值信號(hào)C3比較而得到比較電路輸出 信號(hào)i。圖4是上述磁檢測(cè)傳感器的信號(hào)處理電路的動(dòng)作波形。圖中示出信號(hào) 處理電路的上述各部分的信號(hào)c、 d、 e、 f;和計(jì)算機(jī)單元50的3個(gè)比較電 路輸出信號(hào)g、 h、 i(僅示出矩形波信號(hào)，省略電橋信號(hào)a、 b)，波形表示磁 性移動(dòng)體4的移動(dòng)方向從正向切換成反向的情況。將電橋信號(hào)a、 b轉(zhuǎn)換后 的矩形波信號(hào)c、 d中存在相位差，由于該組合根據(jù)磁性移動(dòng)體4的移動(dòng)方 向而不同，因此移動(dòng)方向信號(hào)e在移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)成為低電平，為反向 時(shí)成為高電平。移動(dòng)方向信號(hào)e與矩形波信號(hào)c 一起被輸入至邏輯電路21， 并進(jìn)行處理，對(duì)作為其輸出的傳感器輸出信號(hào)f與矩形波信號(hào)c同步地實(shí)施 與移動(dòng)方向?qū)?yīng)的電位調(diào)制。此時(shí)，相對(duì)于正向，在反向成為高電位。傳感器輸出信號(hào)f被傳送至計(jì)算機(jī)單元50，計(jì)算機(jī)單元50用3個(gè)水平 的比較閾值(3個(gè)比較電路40、 41、 42)檢測(cè)傳感器輸出信號(hào)。磁性移動(dòng)體4 的移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)，第1比較電路40的輸出信號(hào)g為高電平，第3比較 電路42的輸出信號(hào)i為低電平，第2比較電路41的輸出信號(hào)h為與矩形波 信號(hào)c同步的、即與磁性移動(dòng)體4的凹凸對(duì)應(yīng)的矩形波信號(hào)。另一方面， 磁性移動(dòng)體4的移動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)，3個(gè)比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i的任一 個(gè)都為與磁性移動(dòng)體的凹凸對(duì)應(yīng)的矩形波信號(hào)。這樣用計(jì)算機(jī)單元50的3 個(gè)比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i能判斷磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向。圖4的波形表示磁性移動(dòng)體4的移動(dòng)方向從正向切換成反向的情況， 而圖5示出本實(shí)施方式1的傳感器輸出信號(hào)f及比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i 中的移動(dòng)方向檢測(cè)的全部波形。模式1和模式2、模式3和模式4分別表示 各自的波形反相后的情況。所有的模式中，傳感器輸出信號(hào)f在移動(dòng)方向 剛切換后的上升或下降處改變電位，比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i在移動(dòng)方向 剛切換后改變3個(gè)信號(hào)波形的組合。這樣本發(fā)明在磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的檢測(cè)中沒(méi)有產(chǎn)生檢測(cè)延遲的情況，能夠進(jìn)行正確的檢測(cè)。 實(shí)施方式2圖6是本實(shí)施方式2的信號(hào)處理電路圖。與前述實(shí)施方式l相同，采 用如下結(jié)構(gòu)，即具有電橋電路10a、 10b;比較電路U、 12;由D—FF 電路和邏輯電路構(gòu)成的電路20;邏輯電路21;輸出晶體管30、 31、 32;及 比較電路40、 41、 42，由各電路分別生成電橋信號(hào)a、 b;矩形波信號(hào)c、 d; 旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)e;傳感器輸出信號(hào)f;及比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i。由于 沒(méi)有邏輯電路21的輸入前的反相器，旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)e相對(duì)于前述實(shí)施方式 l變?yōu)榉聪?。因而，和前述?shí)施方式l相比，與移動(dòng)方向?qū)?yīng)的傳感器輸出 信號(hào)f的電位不同，與移動(dòng)方向?qū)?yīng)的比較輸出信號(hào)g、 h、 i的波形不同。圖7示出本實(shí)施方式2的傳感器輸出信號(hào)f及比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i中的移動(dòng)方向檢測(cè)的全部波形。所有的模式中，傳感器輸出信號(hào)f在移動(dòng) 方向剛切換后的上升或下降處改變電位，比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i在移動(dòng) 方向剛切換后改變3個(gè)信號(hào)波形的組合?？芍緦?shí)施方式2中也與前述實(shí) 施方式1相同，在磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的檢測(cè)中沒(méi)有產(chǎn)生檢測(cè)延遲的情 況，能夠進(jìn)行正確的檢測(cè)。另外，圖7中將計(jì)算機(jī)單元50的比較電路的比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3還包含其滯后與傳感器輸出信號(hào)f一起示出。移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)，各比 較閾值信號(hào)的滯后相互交叉，但通過(guò)使傳感器輸出信號(hào)f的高電平S[high 一l]和低電平S[low—l]成為輸出電位范圍的最大值和最小值，從而各比較 閾值信號(hào)、包含其滯后可取得從輸出電位范圍減去高電平S[high—l]和低電 平S[low—l]的電位偏差量的范圍的任意的電位。另一方面，移動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)，由于需要使第1比較電路40的輸出信 號(hào)g為高電平，使第3比較電路42的輸出信號(hào)i為低電平，使第2比較電 路41的輸出信號(hào)h為與矩形波信號(hào)c同步的、即與磁性移動(dòng)體的凹凸對(duì)應(yīng) 的矩形波信號(hào)，因此對(duì)于傳感器輸出信號(hào)f的高電平S[high — 2](<S[high 一l])和低電平S[low—2](〉S[low—l])，在各比較閾值信號(hào)及包含其滯后的 設(shè)定中設(shè)置條件。若將比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3中的各比較閾值信號(hào)的滯后的高電位9側(cè)分別設(shè)為Cl[high]、 C2[high]、 C3[high]，將低電位側(cè)分別設(shè)為Cl[low]、 C2[low]、 C3[low]，則通過(guò)滿(mǎn)足下述關(guān)系S[high— 1] 〉 CI [high] > S[high—2]C1 [high] 〉 C1 [low] 〉 S卩ow—2]S[high —2] 〉 C2[high] 〉C2[low] 〉 S[low — 2]S [high—2] 〉 C3[high] > C3[low]S[low —2] 〉 C3[low] 〉 S[low— 1]能夠?qū)Υ判砸苿?dòng)體的移動(dòng)方向進(jìn)行正確的檢測(cè)。進(jìn)一步設(shè)為；S [high — 1 ] 〉 C1 [high] 〉 S [high — 2] 〉 C1 [low] 〉 S [low—2]S[high—2] 〉 C2[high] 〉C2[low] 〉 S[low—2]S[high —2] 〉 C3[high] 〉 S[Iow — 2] 〉 C3[low] 〉 S[low— 1]通過(guò)這樣將比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3的滯后設(shè)定得較大。 這樣在根據(jù)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的傳感器輸出信號(hào)的電位調(diào)制中， 由于移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)的信號(hào)成為輸出電位范圍的最大值和最小值，所以 由于移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)對(duì)應(yīng)較大范圍的檢測(cè)條件(信號(hào)頻率等)，具有能將計(jì) 算機(jī)單元的比較電路中的比較閾值信號(hào)的滯后取得較大的裕度，因此能實(shí) 現(xiàn)較高的抗干擾性。 實(shí)施方式3本實(shí)施例將實(shí)施方式2所示的、磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)的比 較閾值信號(hào)的滯后最大限度地設(shè)定得較大。若將比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3 中的各比較閾值信號(hào)的滯后的高電位側(cè)分別設(shè)為Cl[high]、 C2[high]、 C3[high]，將低電位側(cè)分別設(shè)為Cl[low]、 C2[low]、 C3[low]，則通過(guò)設(shè)為S[high— 1] 〉 Cl[high] 〉 S[high—2] 〉 C3[high] 〉 Cl[low] 〉 S[low—2]〉 C3[low]〉S[low—l]S[high—2]〉C2[high]〉C2[low]〉S[low—2]，從而將比較閾值信號(hào)Cl、 C2、 C3的滯后設(shè)定得更大。圖8表示本實(shí)施方式3的傳感器輸出信號(hào)f及比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i中的移動(dòng)方向檢測(cè)的全部波形。圖中，與傳感器輸出信號(hào)f一起示出的比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3的滯后比所述實(shí)施方式2更大。 實(shí)施方式4圖9是本實(shí)施方式4的信號(hào)處理電路。與所述各實(shí)施方式相同，采用 如下結(jié)構(gòu)，即具有電橋電路10a、 10b;比較電路ll、 12;由D — FF電路 和邏輯電路構(gòu)成的電路20;邏輯電路21;輸出晶體管30、 31、 32;及比較 電路40、 41、 42，由各自的電路分別生成電橋信號(hào)a、 b;矩形波信號(hào)c、 d;旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)e;傳感器輸出信號(hào)f;及比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i。磁檢測(cè)傳感器的信號(hào)處理輸出與所述實(shí)施方式2相同。將傳感器輸出信號(hào)f作為輸入的比較電路的結(jié)構(gòu)與所述各實(shí)施方式不同，在第1比較電路40與比較閾值信號(hào)C1比較而得到比較電路輸出信號(hào) g，在第2比較電路41與比較閾值信號(hào)C2比較而得到比較電路輸出信號(hào)h， 在第3比較電路42與比較閾值信號(hào)CR比較而得到比較電路輸出信號(hào)i。 比較閾值信號(hào)CR是使第1比較電路41的輸出信號(hào)反相的信號(hào)。圖10表示本實(shí)施方式4的傳感器輸出信號(hào)f及比較電路輸出信號(hào)g、h、 i中的移動(dòng)方向檢測(cè)的全部波形。所有的模式中，傳感器輸出信號(hào)f在移動(dòng) 方向剛切換后的上升或下降處改變電位，比較電路輸出信號(hào)g、 h、 i在移動(dòng) 方向剛切換后改變3個(gè)信號(hào)波形的組合。本實(shí)施例中也與所述各實(shí)施方式 相同，可知在磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的檢測(cè)中沒(méi)有產(chǎn)生檢測(cè)延遲的情況， 能夠進(jìn)行正確的檢測(cè)。另一方面，圖中將計(jì)算機(jī)單元50的比較電路40、 41、 42的比較閾值 信號(hào)C1、 C2、 CR還包含其滯后與傳感器輸出信號(hào)f一起示出。移動(dòng)方向 為正向時(shí)，由于通過(guò)使傳感器輸出信號(hào)f的高電平S[high—l]和低電平S[low 一l]成為輸出電位范圍的最大值和最小值，從而各比較閾值信號(hào)、包含其 滯后可取得從輸出電位范圍減去高電平S[high—l]和低電平S[low—l]的電 位偏差量的范圍的任意的電位，因此以抗干擾性為目的將比較閾值信號(hào)C1 的滯后盡量設(shè)定得較大。另一方面，移動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)，由于比較電路輸出信號(hào)h需要是與矩 形波信號(hào)c同步的、即與磁性移動(dòng)體的凹凸對(duì)應(yīng)的矩形波信號(hào)，因此對(duì)于 傳感器輸出信號(hào)f的高電平S[high—2](<S[high—1])和低電平S[low —2](〉S[low—l])，在比較閾值信號(hào)C2及包含其滯后的設(shè)定中設(shè)置條件。目卩，僅 對(duì)第2比較電路41的比較閾值信號(hào)C2設(shè)定條件，而對(duì)于第1比較電路40 的比較閾值信號(hào)C1不特別設(shè)定在增大其滯后的方向的條件，給設(shè)定帶來(lái)較 大的自由度。若將比較閾值信號(hào)Cl、 C2中的各比較閾值信號(hào)的滯后的高電位側(cè)分 別設(shè)為Cl[high]、 C2[high];將低電位側(cè)分別設(shè)為Cl[low]、 C2[low]，則滿(mǎn)足下述關(guān)系S[high— 1] 〉 Cl[high] 〉 S[high — 2] > S[low —2] 〉 Cl[low] 〉 S[low— 1] S[high — 2] 〉 C2[high] 〉 C2[low] > S[low—2]此時(shí)，進(jìn)一步需要將移動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)的比較電路輸出信號(hào)g、 h設(shè)為 互補(bǔ)關(guān)系，使得沒(méi)有移動(dòng)方向的檢測(cè)延遲，但第3比較電路42的比較閾值 信號(hào)CR因此采用使第1比較電路的輸出信號(hào)g反相的信號(hào)。比較閾值信號(hào)CR不是在固定的電位具有滯后的信號(hào)，而是在有振幅 的電位(比較電路輸出信號(hào)g的反相)具有滯后的信號(hào)。根據(jù)本實(shí)施例，第l 比較電路40的比較閾值信號(hào)Cl及包含其滯后的設(shè)定與傳感器輸出信號(hào)的 沒(méi)有電位調(diào)制的磁檢測(cè)裝置中的設(shè)定條件無(wú)異，和沒(méi)有磁性移動(dòng)體的移動(dòng) 方向檢測(cè)的現(xiàn)有裝置具有兼容性，可在具有實(shí)際效果的方法中使用。本發(fā)明的實(shí)施中，對(duì)磁檢測(cè)裝置的構(gòu)成要素和結(jié)構(gòu)的選擇不存在限制。 例如，作為磁電轉(zhuǎn)換元件，只要為霍爾元件、磁阻(MR)元件、巨磁阻元件 (GMR)、穿隧型磁阻(TMR)元件等檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的元件即可，對(duì)于元件的個(gè) 數(shù)及配置，也可在能夠檢測(cè)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位置和移動(dòng)方向的范圍內(nèi)任 意選擇(例如也可為2個(gè)磁檢測(cè)傳感器)。另外作為信號(hào)處理電路，也可為雙 極型(bipolar)、 MOS(Metal-Oxide Semiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)等。比較例下面，對(duì)于所述各實(shí)施方式說(shuō)明比較例。本比較例的磁檢測(cè)裝置為采用2個(gè)所述實(shí)施方式1中的計(jì)算機(jī)單元50 的比較電路的結(jié)構(gòu)。圖11是本比較例的信號(hào)處理電路。在第1比較電路40 與比較閾值信號(hào)C1比較而得到比較電路輸出信號(hào)g，在第2比較電路41 與比較閾值信號(hào)C2比較而得到比較電路輸出信號(hào)h。圖12表示本比較例的傳感器輸出信號(hào)f及比較電路輸出信號(hào)g、 h中 的移動(dòng)方向檢測(cè)的全部波形。所有的模式中，傳感器輸出信號(hào)f在移動(dòng)方向剛切換后的上升或下降處改變電位。另一方面，比較電路輸出信號(hào)g、 h 具有在移動(dòng)方向剛切換后有延遲、改變2個(gè)信號(hào)波形的組合的模式。本比 較例中，在磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向的檢測(cè)中存在產(chǎn)生檢測(cè)延遲的情況，無(wú) 法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各實(shí)施例那樣的正確的檢測(cè)。另外，在裝置的安裝環(huán)境惡劣且磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向大部分為正向 的那樣的利用領(lǐng)域中，特別是，正向時(shí)的信號(hào)對(duì)應(yīng)較大范圍的檢測(cè)條件(轉(zhuǎn) 速等)，需要具有抗干擾性和對(duì)于溫度變化的魯棒性等，而根據(jù)本發(fā)明可力圖兼顧對(duì)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位置的正確的檢測(cè)、和移動(dòng)方向?yàn)檎驎r(shí)的信 號(hào)的利用性 可靠性。在作為本發(fā)明的適用例的車(chē)輛用旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的情況下，旋轉(zhuǎn)位置的信息例如為提供發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞的位置而用于點(diǎn)火控制。根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的檢 測(cè)，不僅能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)、而且能夠在停止動(dòng)作時(shí)等也正確地檢 測(cè)活塞的位置，能在所有的動(dòng)作中進(jìn)行點(diǎn)火控制。另外，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi) 的噪聲、溫度等較差的環(huán)境下也具有較高的可靠性。因此有助于實(shí)現(xiàn)在使 用中實(shí)用上無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的、低燃耗，高效率的發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種磁檢測(cè)裝置，其特征在于，包含磁檢測(cè)傳感器，該磁檢測(cè)傳感器具有檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁電轉(zhuǎn)換元件、及處理所述磁電轉(zhuǎn)換元件的輸出信號(hào)并輸出矩形波信號(hào)的信號(hào)處理電路，且檢測(cè)對(duì)施加到所述磁電轉(zhuǎn)換元件的磁場(chǎng)帶來(lái)變化的磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位置和移動(dòng)方向；及計(jì)算機(jī)單元，該計(jì)算機(jī)單元處理所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)并檢測(cè)所述磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位置和移動(dòng)方向，所述磁檢測(cè)傳感器與所述磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向?qū)?yīng)具有輸出信號(hào)的高電平和低電平不同的電位，所述計(jì)算機(jī)單元具有3個(gè)比較電路，并用3個(gè)水平的比較閾值來(lái)檢測(cè)所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的磁檢測(cè)裝置，其特征在于，基于所述磁性移動(dòng) 體的正向移動(dòng)的所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)成為輸出電位范圍的最大值 和最小值，基于所述磁性移動(dòng)體的正向移動(dòng)的所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)的高 電平S[high—l]和低電平S[low—l]、和基于所述磁性移動(dòng)體的反向移動(dòng)的所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)的高 電平S[high — 2]和低電平S[low—2]、和所述3個(gè)比較電路各自的比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3的滯后的電位 Cl[high]、 Cl[low]、 C2[high]、 C2[low]、 C3[high]、 C3[low]滿(mǎn)足下述關(guān)系S [high — 1 ] 〉 C1 [high] 〉 S [high—2]C1 [high] 〉 C1 [low] 〉 S[low — 2]S[high — 2] > C2[high] > C2[low] 〉 S[low — 2]S[high—2] 〉 C3[high] 〉 C3[low]S[low — 2] 〉 C3[low] 〉 S[low— 1]。
3. 如權(quán)利要求2所述的磁檢測(cè)裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)單元的 3個(gè)水平的比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3中，各比較閾值信號(hào)的滯后的電位Cl[high]、 Cl[low]、 C2[high]、 C2[low]、 C3[high]、 C3[low]滿(mǎn)足下述關(guān)系 S [high — 1 ] > C1 [high] 〉 S [high—2] 〉 C1 [low] 〉 S [lo w—2] S[high—2] 〉 C2[high] 〉 C2[low] 〉 S[low—2] S[high—2] 〉 C3[high] 〉 S[low—2] 〉 C3[low] 〉 S[low— 1]。
4. 如權(quán)利要求3所述的磁檢測(cè)裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)單元的 3個(gè)水平的比較閾值信號(hào)C1、 C2、 C3中，比較閾值信號(hào)C1、 C3的滯后的 電位Cl[low]、 C3[high]滿(mǎn)足下述關(guān)系C3[high]〉Cl[low]。
5. 如權(quán)利要求1所述的磁檢測(cè)裝置，其特征在于，基于所述磁性移動(dòng) 體的正向移動(dòng)的所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)成為輸出電位范圍的最大值 和最小值，基于所述磁性移動(dòng)體的正向移動(dòng)的所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)的高 電平S[high—l]和低電平S[low—l]、和基于所述磁性移動(dòng)體的反向移動(dòng)的所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)的高 電平S[high — 2]和低電平S[low—2]、和所述計(jì)算機(jī)單元具有的第1、第2、第3比較電路各自的比較閾值信號(hào) Cl、 C2、 CR中的比較閾值信號(hào)C1、 C2的滯后的電位Cl[high]、 Cl[low]、 C2[high]、 C2[low]滿(mǎn)足下述關(guān)系S[high— 1] >Cl[high] 〉 S[high —2] 〉 S[low —2] 〉 Cl[low] 〉 S[low— 1]S[high—2] > C2[high] 〉 C2[low] 〉 S[low — 2]，另一個(gè)比較閾值信號(hào)CR是使所述第1比較電路的輸出信號(hào)反相的信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的磁檢測(cè)裝置，其特征在于，所述 裝置作為車(chē)輛用旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置來(lái)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在磁性移動(dòng)體的移動(dòng)位置和移動(dòng)方向的檢測(cè)中、能進(jìn)行沒(méi)有延遲等錯(cuò)誤的正確的檢測(cè)的、并進(jìn)一步具有較高的環(huán)境適應(yīng)能力的磁檢測(cè)裝置。本發(fā)明所涉及的磁檢測(cè)裝置中，由于磁檢測(cè)傳感器與磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向?qū)?yīng)具有傳感器輸出信號(hào)的高電平和低電平不同的電位，計(jì)算機(jī)單元具有3個(gè)比較電路并用3個(gè)水平的比較閾值檢測(cè)所述磁檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)，因此能夠無(wú)延遲且正確地檢測(cè)磁性移動(dòng)體的移動(dòng)方向。
文檔編號(hào)G01P13/02GK101603973SQ20081018395
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月9日
發(fā)明者小林浩, 川野裕司, 橫谷昌廣, 館沼義范 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社