專利名稱：脈沖信號產(chǎn)生裝置、旋轉(zhuǎn)機械、控制裝置及自動窗控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號的裝置、以及檢測該脈沖 信號進(jìn)行控制的裝置。
背景技術(shù)：
安裝于車輛的自動窗控制裝置驅(qū)動電機使玻璃升降機構(gòu)工作，從而使 門玻璃升降到所希望的位置。由于從該電機的旋轉(zhuǎn)數(shù)就能算出門玻璃的升 降位置，所以控制部是一直檢測該電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)來進(jìn)行控制的(例如參 照專利文獻(xiàn)1 )。
該電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)可以由設(shè)于電機的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)檢測傳感器檢測出
來。該旋轉(zhuǎn);險測傳感器的結(jié)構(gòu)中例如包含在其旋轉(zhuǎn)軸上相對配置了 N極和 S極的磁體，以及配置在它周圍的霍爾元件。磁體隨電機的旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)， 由此，從霍爾元件輸出與磁通密度成比例的脈沖狀的檢測信號(霍爾電壓)。 通過從該檢測信號的脈沖間隔算出電機的旋轉(zhuǎn)周期，能夠取得其旋轉(zhuǎn)速度。 在該情況下，只要例如相對于一個磁體彼此錯開相位地配置兩個霍爾元件， 并比較從兩霍爾元件輸出的檢測信號的導(dǎo)通(ON)、截止(OFF)狀態(tài)，還 能檢測出電機的旋轉(zhuǎn)方向。
〔專利文獻(xiàn)1〕日本特開平11 - 107624號公報

發(fā)明內(nèi)容
〔發(fā)明所要解決的課題〕
然而，為了使這樣的旋轉(zhuǎn)檢測傳感器發(fā)揮作用，需要一直對霍爾元件 供給電源。但從節(jié)電的觀點出發(fā)， 一般是在車輛的引擎停止時也切斷對霍爾元件的供電。因此，無法應(yīng)對例如這樣的需求為防范車內(nèi)物品被盜， 想要檢測在泊車時是否有對門玻璃施以外加負(fù)荷。為應(yīng)對這樣的需求，需 要使旋轉(zhuǎn)檢測傳感器無電源也工作。并且，此時希望能夠低成本地實現(xiàn)裝 置構(gòu)造。
不僅是車輛的自動窗，在例如滑動車頂(sliding roof)、自動門、快門 等被電機驅(qū)動，且由旋轉(zhuǎn)檢測傳感器檢測該電機的旋轉(zhuǎn)數(shù)來進(jìn)行驅(qū)動控制 的裝置中也存在這樣的問題。另外，低成本地實現(xiàn)無電源下的旋轉(zhuǎn)檢測， 不僅對電機，對發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)機械及其他旋轉(zhuǎn)體也是優(yōu)點。
本發(fā)明是鑒于這樣的問題而設(shè)計的，其目的在于能無電源且低成本地 實現(xiàn)用于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)檢測的裝置。 〔用于解決課題的手段〕
為解決上述課題，本發(fā)明的一個方案是一種根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈 沖信號的脈沖信號產(chǎn)生裝置，包括磁體，被固定于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸；磁 檢測器，包括由能引起大巴克豪森跳變的磁性體構(gòu)成的磁性元件和繞于該 磁性元件的檢測線圏，在磁體隨著旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)而從附近通過時，輸出脈 沖信號。配置石茲4企測器的i茲性元件、與該》茲性元件相對配置的磁體的一個 磁極、以及旋轉(zhuǎn)軸的位置關(guān)系，使得該磁性元件、磁極和旋轉(zhuǎn)軸形成磁路。
這里所謂"磁性元件"可以是鐵心等磁芯，優(yōu)選是由能引起大巴克豪 森跳變的磁性體構(gòu)成的。磁性元件可以是由棒狀等長條狀的磁能部件構(gòu)成 的，也可以是由磁性線等構(gòu)成的。旋轉(zhuǎn)軸優(yōu)選由強磁性體構(gòu)成。
根據(jù)該方案，相應(yīng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，由i茲性元件、與之相對的石茲才及及 旋轉(zhuǎn)軸形成磁路。因此，在隨著旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，與》茲性元件相對的磁極每 次切換時，形成磁路的磁場的方向發(fā)生切換，從磁檢測器輸出與該切換相 應(yīng)的脈沖信號。即，磁性元件是隨從磁體受到的磁通密度的變化而發(fā)生磁 化方向的切換的，所以檢測線圈中產(chǎn)生因所接受的^f茲通的變化引起的感應(yīng) 電動勢。因此，能夠無電源地從磁檢測器輸出脈沖信號。另外，由于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成磁路的一部分，所以無需另設(shè)偏壓用的磁體，或者設(shè)置用 于產(chǎn)生交變磁場的一對磁石，裝置結(jié)構(gòu)變得筒單，能夠低成本地實現(xiàn)。 〔發(fā)明效果〕
通過本發(fā)明，能無電源、低成本地實現(xiàn)用于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)檢測的裝置。


圖1是表示實施例的自動窗控制裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示電機的具體結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖3是表示電機的本體的結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖4是表示旋轉(zhuǎn)檢測傳感器的結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖5是表示磁檢測器的結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖6是表示構(gòu)成在電路基板上的脈沖變換電路的圖。 圖7是表示電機的旋轉(zhuǎn)檢測部的概略結(jié)構(gòu)的圖。 圖8是表示電機的旋轉(zhuǎn)周期的計算方法的說明圖。 〔標(biāo)號說明〕
2門玻璃，4調(diào)節(jié)器，6電機驅(qū)動器，8控制單元，10電機，12電 機驅(qū)動電路，14旋轉(zhuǎn)檢測傳感器，20旋轉(zhuǎn)軸，22磁體，24磁檢測器， 26磁檢測器，30微機，32電源電路，34開關(guān)輸入電路，36通信電路， 42PW開關(guān)，50殼體，52架，54圓柱齒，56磁屏蔽板，60保持架，62 電路基板，64本體，66支承部，68錐形面，70石茲性線，72檢測線圈， 74端子，76端子，78外殼。
具體實施例方式
本發(fā)明的 一個實施方式是作為根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號的脈沖 信號產(chǎn)生裝置構(gòu)成的。該脈沖信號產(chǎn)生裝置包括被固定于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸 的磁體，以及包含磁性元件和繞于該磁性元件的4企測線圈的磁檢測器，其
7中，該磁檢測器在磁體隨著旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)而從附近通過時，輸出脈沖信號。 配置磁檢測器的石茲性元件、與之相對配置的磁體的 一個磁極以及旋轉(zhuǎn)軸的 位置關(guān)系，使得該》茲性元件、磁極和旋轉(zhuǎn)軸形成石茲路。
也可以針對旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向按預(yù)定間隔配置多個^茲檢測器。如果這 樣構(gòu)成，則能夠通過比較從各磁檢測器輸出的多個脈沖信號的狀態(tài)來檢測 出旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向。
優(yōu)選相對于旋轉(zhuǎn)軸按預(yù)定的間隔并排設(shè)置磁性元件，且相對于磁體偏 離其長度方向地相對配置。通過使磁性元件的長度方向中央位置與該磁性 元件同磁體的相對位置相錯開，磁性元件、磁極及旋轉(zhuǎn)軸所形成的磁路就 確定為一個方向，能穩(wěn)定地形成。
此時，若磁性元件的一端被配置得比另一端更靠近磁體，則來自磁體 的磁通將效率良好地導(dǎo)向磁性元件，磁體、磁性元件及旋轉(zhuǎn)軸所圍成的磁 回路將更容易形成。
并且，若磁性元件的另一端被配置得比上述一端更靠近旋轉(zhuǎn)軸，則磁 性元件與旋轉(zhuǎn)軸的磁間隙變小，能形成穩(wěn)定的磁路。
優(yōu)選磁性元件由能引起大巴克豪森跳變(Large Barkhausenjump)的磁 性體構(gòu)成。在該情況下，/磁性元件也可以作為》茲性線(wire)來構(gòu)成。這里 所謂"能引起大巴克豪森跳變的磁性元件"，是指在從磁體接受的磁通密度 超過預(yù)定值時會產(chǎn)生急劇的磁化狀態(tài)反轉(zhuǎn)的元件，能無電源地進(jìn)行工作。 因此，能夠有效地用于被要求低耗電的裝置。
另外，關(guān)于"能引起大巴克豪森跳變的磁性元件"的工作原理，例如 記載于日本專利第3673413號公報中，是公知的。這里，作為這樣的磁性 元件，可以4吏用對/人強》茲性體4i絲得到的強》茲性體線施加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力而形成 的磁性線。該磁性線從中心部起越向外周部就越被扭轉(zhuǎn)，其結(jié)果，外周部 和中心部的》茲特性不同，中心部需要比外周部更大的i茲場才能改變其i茲化 方向。即，存在即l吏外周部的》茲化方向隨外部i茲場的大小而改變，中心部
8的磁化方向也不變化的狀態(tài)，當(dāng)該外部磁場的強度超過某臨界強度時，磁 性線整體的磁化方向急速反轉(zhuǎn)。"大巴克豪森跳變，，就是這樣的磁化狀態(tài)急 速反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，通過利用該現(xiàn)象，能夠得到陡峭的脈沖狀的輸出信號(電 壓信號)。因此，即使在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度較低的狀態(tài)下，也能可靠地捕捉 到脈沖，能夠確保旋轉(zhuǎn)檢測的精度。關(guān)于"能引起大巴克豪森跳變的磁性 元件"，不限于這樣的線狀的磁性元件，還可以使用以薄膜狀、厚膜狀及其 他形狀展現(xiàn)同樣特質(zhì)的其他各種磁性元件。
以上所述的脈沖信號產(chǎn)生裝置能夠作為脈沖信號產(chǎn)生部應(yīng)用于根據(jù)旋 轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生脈沖信號的電機或發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)機械。在這樣的情況下， 也可以將安裝有上述磁檢測器及處理其脈沖信號的電路的電路基板裝于旋 轉(zhuǎn)機械的主體?；蛘?，也可以將該電路基板裝于包含旋轉(zhuǎn)機械的驅(qū)動器的 主體。在另行設(shè)置旋轉(zhuǎn)機械的控制裝置的情況下，也可以在該控制裝置內(nèi) 設(shè)置上述電路基板。
另外，也可以對取得電機的旋轉(zhuǎn)特性，并基于該旋轉(zhuǎn)特性驅(qū)動上述電 機從而控制控制對象的控制裝置應(yīng)用該脈沖信號產(chǎn)生裝置的功能。這里所 謂"旋轉(zhuǎn)特性"，可包括電機的旋轉(zhuǎn)數(shù)、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)周期、或旋轉(zhuǎn)頻率 等。該控制裝置可以包括對從磁檢測器輸出的脈沖信號進(jìn)行處理并輸出的 電路、基于來自該電路的輸出信號算出電機的旋轉(zhuǎn)特性的運算部、以及基 于所算出的旋轉(zhuǎn)特性來對電機進(jìn)行驅(qū)動控制的控制部。例如也可以作為自 動窗、滑動車頂、或者自動門、快門等被電機驅(qū)動，且由旋轉(zhuǎn)檢測傳感器 一邊檢測該電機的旋轉(zhuǎn)數(shù)一邊進(jìn)行驅(qū)動控制的裝置的控制裝置來構(gòu)成。該 控制裝置可以基于來自上述電路的輸出信號算出電機的旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)該 旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)為預(yù)先設(shè)定的控制模式，執(zhí)行電機的旋轉(zhuǎn)控制。當(dāng)被作為自動 窗控制裝置來構(gòu)成時，可以是即便其控制部處于非控制時間，只要有信號 被輸出，該控制部就執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的控制模式的方式。該控制模式例如可
以是如下這樣的安全模式例如在因外部負(fù)荷，門玻璃被強制地向開方向移動時，執(zhí)行預(yù)定的關(guān)閉動作。
下面參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明具體化了的實施例。以下實施例是將 本發(fā)明的脈沖信號產(chǎn)生裝置的功能應(yīng)用于自動窗控制裝置來進(jìn)行具體化 的。
〔實施例〕
圖1是表示實施例的自動窗控制裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。為說明方便， 該圖中示出了設(shè)于駕駛席的自動窗控制裝置。
本實施例的自動窗控制裝置是驅(qū)動控制使車輛的門玻璃2升降的調(diào)節(jié) 器4的裝置，具有驅(qū)動該調(diào)節(jié)器4的電機驅(qū)動器6和驅(qū)動電機驅(qū)動器6的 控制單元8。
電機驅(qū)動器6包括驅(qū)動調(diào)節(jié)器4的電機10、驅(qū)動該電機10的電機驅(qū)動 電路12、檢測電機10的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)檢測傳感器14。電機10的旋轉(zhuǎn)軸 通過減速齒連接于調(diào)節(jié)器4的未圖示的臂(arm),通過正轉(zhuǎn)使臂伸長，使 門玻璃2向關(guān)閉的方向上升，通過反轉(zhuǎn)使臂縮短，使門玻璃2向打開的方 向下降。
電機驅(qū)動電路12包括多個基于來自控制單元8的指令信號進(jìn)行開關(guān)動 作的繼電器電路。各繼電器電路具有晶體管，通過切換對該晶體管的通電 狀態(tài)來進(jìn)行各繼電器的連接切4奐。由此，對電機IO施加正轉(zhuǎn)方向或反轉(zhuǎn)方 向的電壓。
旋轉(zhuǎn)蜂測傳感器14向控制單元8輸出與電機10的旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的脈沖信 號，在本實施例中被一體安裝于電機10。旋轉(zhuǎn)檢測傳感器14包括兩個能引 起大巴克豪森跳變的磁檢測器24和26，該兩個磁檢測器與固定于電機10 的旋轉(zhuǎn)軸的磁體22相對配置著。關(guān)于該旋轉(zhuǎn)檢測傳感器14的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將 在后面敘述。
控制單元8是以微型計算機(以下記為"微機，，)30為中心構(gòu)成的，包 括電源電^各32、開關(guān)輸入電路34、通信電路36。電源電3各32向凝:才幾30等各部分提供未圖示的電池的電源電壓。另外，來自點火開關(guān)(以下記為
"IG開關(guān)")40的輸入信號經(jīng)由電源電路32輸入到微機30。微機30包括 執(zhí)行各種運算處理的CPU、存儲各種控制程序的ROM、作為數(shù)據(jù)存儲和程 序執(zhí)行的工作區(qū)來使用的RAM、輸入輸出接口、計時用的計時器等。
開關(guān)輸入電路34將與駕駛者對自動窗開關(guān)(記為"PW開關(guān)")42的 操作相應(yīng)的輸入信號輸入到微機30。開關(guān)輸入電路34包括手動開關(guān)和自動 開關(guān)，手動開關(guān)由開開關(guān)和關(guān)開關(guān)構(gòu)成。開開關(guān)在駕駛者將PW開關(guān)42按 下一級時被接通，輸出用于使門玻璃2僅在該按下操作期間內(nèi)向打開方向 動作的信號。關(guān)開關(guān)在駕駛者將PW開關(guān)42提起一級時被接通，輸出用于 使門玻璃2僅在該提起操作期間內(nèi)向關(guān)閉方向動作的信號。另一方面，自 動開關(guān)是隨PW開關(guān)42被二級操作而接通的，輸出用于使門玻璃2在駕駛 者的操作解除后也繼續(xù)進(jìn)行打開方向或關(guān)閉方向的動作的信號。
通信電路36是用于與安裝在車輛中的未圖示的中央控制單元進(jìn)行雙向 通信的電路，經(jīng)由未圖示的通信纜線連接于中央控制單元。中央控制單元 與設(shè)于駕駛席的控制單元8、設(shè)于副駕駛席的控制單元、以及分別設(shè)于左右 后座的控制單元相連接，統(tǒng)括地管理它們。駕駛席處也設(shè)有用于驅(qū)動控制 副駕駛席和后座的門玻璃的PW開關(guān)，隨著駕駛者操作它們，其操作指令 信號經(jīng)由中央控制單元被傳送到各座席的控制單元。
微機30基于來自各種傳感器、開關(guān)及通信電路36的輸入信號進(jìn)行預(yù) 定的運算處理，向電機驅(qū)動電路12輸出控制信號。另外，根據(jù)需要還進(jìn)行 與中央控制單元的通信。
圖2是表示電機的具體結(jié)構(gòu)的立體圖。
電機10是作為小型直流電機構(gòu)成的，在筒狀的殼體50內(nèi)部收容有未 圖示的定子和轉(zhuǎn)子，并使旋轉(zhuǎn)軸20的一部分從密封殼體50端部的架52露 出來。在電機10的內(nèi)部配置有構(gòu)成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸20、電樞、換向器、旋轉(zhuǎn) 自由地支承旋轉(zhuǎn)軸20的軸承部、摩擦接觸電樞的電刷等，該內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一般的結(jié)構(gòu)，在此省略其詳細(xì)說明。
旋轉(zhuǎn)軸20是強f茲性體構(gòu)成的輸出軸，其前端部^皮壓入圓柱齒54。電機 10的動力經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸20、圓柱齒54及減速齒傳遞到調(diào)節(jié)器4。旋轉(zhuǎn)軸20 的架52與圓柱齒54之間固定有圓板狀的磁體22，與該磁體22相對地配置 有旋轉(zhuǎn)檢測傳感器14。
圖3是表示電機的本體的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖4是表示旋轉(zhuǎn)檢測傳感器 的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖5是表示磁檢測器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
如圖3所示，電機10的架52的端面處安裝有用于屏蔽來自內(nèi)部的磁 通泄露的磁屏蔽板56。磁體22由被設(shè)置成在其圓周方向上以約90度的幅 度相鄰配置N4及和S纟及的四極的》茲體構(gòu)成，被構(gòu)成為在S走轉(zhuǎn)相位的每約卯 度處出現(xiàn)其^F茲極邊界。
如圖4所示，旋轉(zhuǎn);險測傳感器14包括與磁體22相對配置的保持架60、 內(nèi)置于保持架60的電路基板62、以及被固定于保持架60并安裝于電路基 板62的磁檢測器24、 26。保持架60具有由非磁性體構(gòu)成的平板狀的本體 64,和立i殳于該本體64的端部邊緣的支承部66。電路基^L62內(nèi)置于該本 體64,安裝有構(gòu)成后述的脈沖變換電路的多個電路元件。支岸義部66由能半 圓狀地包圍旋轉(zhuǎn)軸20和磁體22的軸襯部構(gòu)成。該軸襯部具有越靠前端就 越接近旋轉(zhuǎn)軸20的錐形面68，沿該錐形面68固定有》茲;險測器24、 26。因 此，如圖所示磁檢測器24和磁檢測器26被配置成其一端側(cè)比另一端側(cè)更 相互靠近的形式。如圖2所示，本體64 ^皮配置成相對于旋轉(zhuǎn)軸20幾乎成 直角，支承部66連接于該旋轉(zhuǎn)軸20側(cè)的端部。本體64通過未圖示的固定 部件固定于電機10的殼體50。支承部66在其本體64側(cè)的基端部靠近磁體 22地包圍》茲體22,在其前端側(cè)靠近旋轉(zhuǎn)軸20地包圍旋轉(zhuǎn)軸20。
如圖5所示，磁檢測器24是對長條狀的磁性線70的一部分纏繞檢測 線圏72而構(gòu)成的。磁性線70由能引起大巴克豪森跳變的磁性體構(gòu)成。檢 測線圏72的兩端分別連接有端子74和76。該石茲性線70、 4企測線圈72及端子74、 76被收容在由非磁性體構(gòu)成的有底圓筒狀的外殼78中。外殼78 內(nèi)填充樹脂材料，穩(wěn)定地固定住各部分。端子74和76從外殼78的開口部 露出，用焊錫將各端子與電路基板62上的布線相連接。磁檢測器26具有 與磁檢測器24相同的結(jié)構(gòu)，故省略其i兌明。
圖6是表示被構(gòu)成在電路基板上的脈沖變換電路的圖。為說明方便， 該圖中示出了 一個磁檢測器24的電路結(jié)構(gòu)。
如圖所示，磁檢測器24中的檢測線圈72的一個端子74連接于晶體管 80的基極，并經(jīng)由連接于該晶體管80的集電極的電阻82與電源電路32 相連接。晶體管80的射極連接于地線。在晶體管80的基極與地線之間連 接有二極管84。二極管84的陰極連接于檢測線圈72與晶體管80的連接點， 陽極連接于地線。另一方面，檢測線圈72的另一個端子76連接于晶體管 卯的基極，并經(jīng)由連接于該晶體管90的集電極的電阻92與電源電路32 相連接。晶體管90的射極連接于地線。在晶體管90的基極與地線之間連 接有二極管94。二極管94的陰極連接于檢測線圈72與晶體管90的連4妻點， 陽極連接于地線。
由此，檢測線圈72、晶體管80、 二極管94形成閉合回路，當(dāng)檢測線 圈72的端子74側(cè)變成正電壓時，晶體管80被導(dǎo)通。另一方面，檢測線圏 72、晶體管90、 二極管84形成閉合回路，當(dāng)檢測線圈72的端子76側(cè)成為 正電壓時，晶體管90被導(dǎo)通。從晶體管80與電阻82的連接點取得輸出信 號SA1(輸出電壓)，輸入到微機30。另外，從晶體管90與電阻92的連接 點取得輸出信號SA2 (輸出電壓)，輸入到微機30。
通過該結(jié)構(gòu)，當(dāng)電機10旋轉(zhuǎn)，磁體22的N極通過磁檢測器24時，晶 體管80被導(dǎo)通，輸出信號SA1 (輸出電壓)被作為從導(dǎo)通切換為截止的方 形的脈沖信號輸出。另外，當(dāng)磁體22的S極通過磁檢測器24時，晶體管 90被導(dǎo)通，輸出信號SA2 (輸出電壓)被作為從導(dǎo)通切換為截止的方形的 脈沖信號輸出。如上所述，磁檢測器24包含有能引起大巴克豪森跳變的磁
13性線70作為磁性元件，所以基于感應(yīng)電動勢的該輸出信號作為陡峭的輸出 信號被輸入到各晶體管。因此，各脈沖信號SA1、 SA2也作為陡峭的脈沖 信號被輸入到微機30。
磁檢測器26也具有同樣的電路結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn);險測傳感器14在磁體22的 N極通過磁檢測器26時輸出同樣的脈沖信號SB1,在S極通過磁檢測器26 時輸出同樣的脈沖信號SB2。其詳細(xì)情況在后面敘述。
圖7是表示電機的旋轉(zhuǎn)檢測部的概略結(jié)構(gòu)的圖。其中的(A)表示其立 體圖，(B)表示其側(cè)^L圖。
如該圖的(A)所示，電機10的旋轉(zhuǎn)軸20上固定有四極的磁體22, 該四極的磁體22的N極和S極沿圓周方向順次配置。另一方面，磁檢測器 24、 26沿旋轉(zhuǎn)軸20的圓周方向以約45度的間隔配置。各磁檢測器是與旋 轉(zhuǎn)軸20、磁體22非接觸地配置的，但其端子側(cè)的端部被配置成靠近磁體， 相反側(cè)的端部被配置成靠近旋轉(zhuǎn)軸20。結(jié)果，如該圖的(B)所示，相應(yīng) 于電機10的旋轉(zhuǎn)，形成由磁檢測器24或26 (更準(zhǔn)確地說是其磁性線70)、 與之相對的磁體22的磁極、以及旋轉(zhuǎn)軸20所圍成的磁路(參照圖中單點 劃線)。因此，隨著電沖幾10的旋轉(zhuǎn)，在每次與各》茲;險測器相對的磁4及切換 時，形成磁路的》茲場的方向發(fā)生切換，從各磁4企測器輸出與該切換相應(yīng)的 脈沖信號(脈沖電壓)。另外，在本實施例中，為了盡可能減小磁路中的磁 間隙，是使各磁檢測器相對于旋轉(zhuǎn)軸20傾斜的，但在變形例中也可以使各 磁檢測器相對于旋轉(zhuǎn)軸20平行地配置。
下面說明本實施例的電機10的旋轉(zhuǎn)速度的檢測方法。圖8是表示電機 的旋轉(zhuǎn)周期的計算方法的說明圖。該圖中從上至下表示出從磁檢測器24輸 出的信號A、從磁檢測器26輸出的信號B、經(jīng)由旋轉(zhuǎn)檢測傳感器14輸出 的基于信號A的脈沖信號SA1、 SA2、以及經(jīng)由旋轉(zhuǎn)檢測傳感器14輸出的 基于信號B的脈沖信號SB1、 SB2。該圖的橫軸表示時間的經(jīng)過。
如圖所示隨著電機10的旋轉(zhuǎn)，磁體22每旋轉(zhuǎn)卯度就從磁檢測器24
14輸出信號A。即當(dāng)磁檢測器24從與磁體22的S極相對的狀態(tài)切換為與N 極相對應(yīng)的狀態(tài)時，脈沖信號SA1瞬時地從H電平切換為L電平。另一方 面，當(dāng)石茲4全測器24 /人與》茲體22的N極相對的狀態(tài)切換為與S極相對應(yīng)的 狀態(tài)時，脈沖信號SA2瞬時地從H電平切換為L電平。另外，當(dāng)磁檢測器 26從與磁體22的S極相對的狀態(tài)切換為與N極相對應(yīng)的狀態(tài)時，脈沖信 號SB1瞬時地從H電平切換為L電平。另一方面，當(dāng)石茲檢測器26從與石茲 體22的N才及相對的狀態(tài)切換為與S才及相對應(yīng)的狀態(tài)時，脈沖信號SB2瞬 時地從H電平切換為L電平。在本實施例中，i泉險測器24與磁才全測器26 的配置是以磁體22為中心彼此錯開約45度的，所以從各磁檢測器輸出的 脈沖信號也以約45度的相位差輸出。在變形例中，關(guān)于磁^r測器24和磁 檢測器26的配置，也可以是配置成以與此不同的角度相互錯開的形式。
在本實施例中如圖所示，從時刻tl至t7旋轉(zhuǎn)軸20每旋轉(zhuǎn)45度，就有 一個脈沖信號被輸出。微機30取得從旋轉(zhuǎn)檢測傳感器14依次輸出的脈沖 信號，基于該脈沖間的經(jīng)過時間和相位差，算出每旋轉(zhuǎn)一周的時間、即電 機10的旋轉(zhuǎn)周期。然后，根據(jù)該旋轉(zhuǎn)周期算出旋轉(zhuǎn)速度，用于自動窗控制。 即使如圖所示在時刻t6與t7之間存在電機IO停止的期間，當(dāng)在時刻t7有 脈沖信號被輸出時，微機30也能檢測到它，從而檢測到電機10的旋轉(zhuǎn)再 次開始，即門玻璃2的驅(qū)動。另外，由于脈沖信號是陡峭的，其截止期間 較短，所以微機30具有用于鎖存它的鎖存電路，省略其詳細(xì)說明。
微機30在通常的控制時基于依次檢測到的脈沖信號，算出電機10的 旋轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)而算出門玻璃2的位置，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的自動窗控制。另一方 面，在車輛泊車時等引擎停止時，例如若有人為盜取車內(nèi)物品等而欲強制 地打開門玻璃2，則從各磁檢測器輸出脈沖信號。即使微機30處于休眠狀 態(tài)，也會因該脈沖信號的輸入而喚醒，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的安全控制模式，例 如向關(guān)閉方向驅(qū)動門玻璃2,使之保持人手所無法伸入的程度的預(yù)定小開度 狀態(tài)等。如以上所說明的那樣，在本實施例中，根據(jù)電才幾10的旋轉(zhuǎn)，由^茲;險測 器24或26 (更準(zhǔn)確地說是磁性線70)、與之相對的》茲體22的磁極、以及 旋轉(zhuǎn)軸20形成磁路。由于磁性線70是由能引起大巴克豪森跳變的磁性體 構(gòu)成的，所以隨著電機10的旋轉(zhuǎn)，每當(dāng)與各磁;險測器相對的i茲極發(fā)生切換 時，形成磁路的磁場的方向就急速切換，從磁4企測器輸出與該切換相應(yīng)的 脈沖信號。磁性線70的磁化方向是隨從磁體22接受的磁通密度的變化而 切換的，所以檢測線圈72產(chǎn)生因所接受的磁通的變化而引起的感應(yīng)電動勢， 能夠無電源地從磁檢測器輸出脈沖信號。另外，由于旋轉(zhuǎn)軸20構(gòu)成磁路的 一部分，所以無需在磁體22以外另行設(shè)置偏壓用的磁體或者設(shè)置用于產(chǎn)生 交變磁場的一對磁石，能夠以筒易的結(jié)構(gòu)低成本地實現(xiàn)。另外，由于脈沖 信號陡峭，所以即使電機IO極低速地旋轉(zhuǎn)，在微機30側(cè)也能檢測到它。
本發(fā)明不限于上述各實施例，可以基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識對各實 施例施加各種設(shè)計變更等變形，被施加了這樣的變形的實施例也是包含在 本發(fā)明的范圍內(nèi)的。
在上述實施例中，作為磁性元件的具體例子，例示了直線狀的磁性線 70，但也可以是例如L字形或U字形這樣的呈彎曲形狀的線?；蛘撸部?以不是線，而是由具有預(yù)定截面的柱狀部件或者膜狀部件形成磁性元件。 不論那種磁性元件，都優(yōu)選使該磁性元件的一端靠近磁體22，另一端靠近 :旋轉(zhuǎn)軸20,穩(wěn)定地形成》茲路。
在上述實施例中，例示了配置有N極和S極各兩個的四極磁體22,但 也可以設(shè)計成N極和S極各一個或者各三個以上的形式，可以采用沿圓周 方向依次配置的二極、六級……這樣的》茲體。
在上述實施例中，表示了基于如圖8所示在各》茲檢測器相對的磁極每 次切換時從各磁檢測器輸出的所有脈沖信號，來計算旋轉(zhuǎn)周期，進(jìn)而計算 旋轉(zhuǎn)速度的例子。在變形例中，也可以使用其一部分脈沖信號來進(jìn)行該運 算處理。例如也可以僅基于在每次各磁檢測器所相對的磁極從S極切換為N極時從各磁檢測器輸出的脈沖信號SA1、 SB1,來計算旋轉(zhuǎn)速度等。相反， 也可以^叉基于在每次各-茲;險測器所相對的磁極從N才及切換為S極時從各石茲 ^r測器輸出的脈沖信號SA2、 SB2，來計算旋轉(zhuǎn)速度等。例如當(dāng)存在一個石茲 極對磁性元件的磁化影響較大等偏重時，可以僅使用該^磁化影響較大方的 脈沖信號。
在上述實施例中，是將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)檢測方法適用于自動窗控制裝置 中的電機旋轉(zhuǎn)檢測的，但也可以適用于車輛的滑動車頂、自動門、快門等 被電機驅(qū)動，且一邊由旋轉(zhuǎn)檢測傳感器檢測該電機的旋轉(zhuǎn)數(shù)一邊進(jìn)行驅(qū)動 控制的控制裝置?；蛘咭部梢圆贿m用于電機，而是適用于發(fā)電機等其他旋 轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)檢測、流量傳感器等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)檢測等。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號的脈沖信號產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括磁體，被固定于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸；和磁檢測器，包括由能引起大巴克豪森跳變的磁性體構(gòu)成的磁性元件和繞于該磁性元件的檢測線圈，在上述磁體隨著上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)而從附近通過時，輸出脈沖信號；配置上述磁檢測器的磁性元件、與該磁性元件相對配置的上述磁體的一個磁極、以及上述旋轉(zhuǎn)軸的位置關(guān)系，使得該磁性元件、磁極和旋轉(zhuǎn)軸形成磁路。
2. 如權(quán)利要求1所述的脈沖信號產(chǎn)生裝置，其特征在于 沿上述旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向按預(yù)定間隔配置有多個上述磁檢測器。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的脈沖信號產(chǎn)生裝置，其特征在于 與上述旋轉(zhuǎn)軸隔著預(yù)定的間隔地并排設(shè)置上述磁性元件，并且使該磁性元件相對于上述磁體偏離長度方向地相對配置。
4. 如權(quán)利要求3所述的脈沖信號產(chǎn)生裝置，其特征在于 配置上述磁性元件使得其一端比另一端更靠近上述磁體。
5. 如權(quán)利要求4所述的脈沖信號產(chǎn)生裝置，其特征在于 配置上述磁性元件使得其另一端比上述一端更靠近上述旋轉(zhuǎn)軸。
6. —種包含根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號的脈沖信號產(chǎn)生部的旋轉(zhuǎn) 機械，其特征在于上述脈沖信號產(chǎn)生部包括 磁體，被固定于上述旋轉(zhuǎn)軸，和磁檢測器，包括由能引起大巴克豪森跳變的磁性體構(gòu)成的磁性元件和 繞于該磁性元件的檢測線圈，隨著上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，在上述磁體通過本磁檢測器附近時輸出脈沖信號；配置上述》茲4企測器的磁性元件、與該磁性元件相對配置的上述磁體的 一個磁極、以及上述旋轉(zhuǎn)軸的位置關(guān)系，使得該磁性元件、磁極和旋轉(zhuǎn)軸 形成》茲路。
7. 如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)機械，其特征在于還包括電路基板，安裝有上述磁檢測器和對從該磁沖企測器輸出的脈沖 信號進(jìn)行處理的電路；其中，上述電路基板被安裝于可旋轉(zhuǎn)地支承上述旋轉(zhuǎn)軸的主體。
8. —種控制裝置，取得電機的旋轉(zhuǎn)特性，并基于該旋轉(zhuǎn)特性驅(qū)動上述電 機，從而控制控制對象，該控制裝置的特征在于，包括石茲體，被固定于上述電機的旋轉(zhuǎn)軸；磁檢測器，包括由能引起大巴克豪森跳變的磁性體構(gòu)成的磁性元件和繞于該磁性元件的檢測線圈，在上述磁體隨著上述電機的旋轉(zhuǎn)而從附近通過時，輸出脈沖信號；對從上述磁檢測器輸出的脈沖信號進(jìn)行處理并輸出的電路； 運算部，基于來自上述電路的輸出信號，算出上述旋轉(zhuǎn)特性；以及 控制部，基于所算出的旋轉(zhuǎn)特性，對上述電機進(jìn)行驅(qū)動控制； 配置上述磁檢測器的磁性元件、與該磁性元件相對配置的上述磁體的一個磁極、以及上述旋轉(zhuǎn)軸的位置關(guān)系，使得該磁性元件、磁極和旋轉(zhuǎn)軸形成/f茲路。
9. 一種自動窗控制裝置，通過電機的旋轉(zhuǎn)控制來驅(qū)動調(diào)節(jié)器，使車輛的 門玻璃進(jìn)行開閉動作，該自動窗控制裝置的特征在于，包括磁體，被固定于上述電機的旋轉(zhuǎn)軸；磁檢測器，包括由能引起大巴克豪森跳變的磁性體構(gòu)成的磁性元件和 繞于該磁性元件的檢測線圈，在上述磁體隨著上述電機的旋轉(zhuǎn)而從附近通 過時，輸出脈沖信號；對從上述磁檢測器輸出的脈沖信號進(jìn)行處理并輸出的電路；運算部，基于來自上述電路的輸出信號，算出上述電機的旋轉(zhuǎn)速度； 以及控制部，根據(jù)上述電機的旋轉(zhuǎn)速度而轉(zhuǎn)為預(yù)先設(shè)定的控制模式，執(zhí)行上述電機的旋轉(zhuǎn)控制；配置上述i茲檢測器的i茲性元件、與該磁性元件相對配置的上述磁體的 一個磁才及、以及上述旋轉(zhuǎn)軸的位置關(guān)系，使得該磁性元件、石茲極和旋轉(zhuǎn)軸 形成磁路。
10.如權(quán)利要求9所述的自動窗控制裝置，其特征在于 當(dāng)在上述控制部的非控制時從上述電路輸出了信號時，該控制部執(zhí)行 預(yù)先設(shè)定的控制模式。
全文摘要
相應(yīng)于電機的旋轉(zhuǎn)，由磁檢測器(24或26)(更準(zhǔn)確說是磁性線(70))、與之相對的磁體(22)的磁極、及旋轉(zhuǎn)軸(20)形成磁路。由于磁性線(70)由能引起大巴克豪森跳變的磁性體構(gòu)成，所以隨著電機的旋轉(zhuǎn)，在與各磁檢測器相對的磁極每次切換時，形成磁路的磁場的方向就發(fā)生急速的切換，從磁檢測器輸出與該切換相應(yīng)的脈沖信號。磁性線(70)是根據(jù)從磁體(22)所受到的磁通密度的變化而切換磁化方向的，所以檢測線圈中產(chǎn)生因所受到的磁通的變化而引起的感應(yīng)電動勢，能夠無電源地從磁檢測器輸出脈沖信號。
文檔編號H02P6/08GK101584116SQ200880001538
公開日2009年11月18日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
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