JPH0634645A

JPH0634645A - 速度検出装置

Info

Publication number: JPH0634645A
Application number: JP19042992A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Nozoe; 利幸野添; Toshihiko Ichise; 俊彦市瀬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JP3147508B2

Abstract

(57)【要約】【目的】回転速度を検出する車速センサにおいて、低
回転時の検出性能、耐ノイズ性、耐熱性を解決すること
を目的とする。【構成】回転速度に比例した周波数の検出信号を発生
する磁気抵抗効果素子８〜１１よりなるセンサ３と、電
圧安定化回路２０で安定化した回路電圧から基準電圧を
生成する基準電圧発生回路２１と、この基準電圧発生回
路２１から生成される基準電圧にセンサ３の出力の差電
圧を重畳させる差動増幅回路１６と上記基準電圧をもと
に上記差動増幅回路１６の出力を増幅する増幅回路１７
と、この増幅回路１７の出力と上記基準電圧を比較する
比較回路１８と、この比較回路１８の出力を回路出力に
変換する出力回路１９とを備え、上記出力回路１９から
速度パルス信号が出力されるように構成することによ
り、温度やノイズ等に影響されず、また入出力の配線本
数を増やすことなく、極低速から高速にわたって安定し
て回転速度電流パルス出力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車の車輪の回転速度
等を検出する速度検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロニクス技術の発展はめ
ざましく、マイクロコンピュータの開発もさかんであ
る。コンピュータ技術の進展によって、自動車において
は各機能の複雑な制御をコンピュータに行なわせること
でシステムの小型軽量化、省エネルギー化、高機能化が
可能となり現在、エンジン、サスペンション、ステアリ
ング、ナビゲーション、スキッドコントロール等につい
て制御システムが開発、実用化されている。

【０００３】これらシステムの制御情報として車速は必
要不可欠であり、現在これを得る手段として、従来より
電磁ピックアップ方式のセンサを用いて車輪の回転速度
を検出し、これを演算することで車速情報を得ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電磁ピックア
ップ方式はソレノイドの発電効果を利用しているため、
出力の周波数依存性があり、低速度の領域では出力が得
られない等の問題点があった。また、使用されるピック
アップコイルも出力を稼ぐために大きなインダクタンス
を必要とし、このためコイルの巻数が数千から数万ター
ンを必要とし、細径線を使用しても形状が大きくなるば
かりか、生産性が悪く、コストアップの要因になってい
た。

【０００５】また、車輪の回転速度を検出する場合、電
磁ピックアップはブレーキの近傍に取り付けられる事に
なり、電磁ピックアップはそのソレノイドの耐熱性から
取り付ける場所が限られていた。

【０００６】また、従来の素子、一処理回路一体型の速
度検出装置は、外部との入出力に電源、ＧＮＤ、信号出
力の少なくとも３本の配線を必要としていた。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、電磁ピックアップよりも低い速度域から高速域
にわたって速度を検出でき、かつ入出力配線本数を電磁
ピックアップより増やすことなく、小型で信頼性の高い
速度検出装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の速度検出
装置は、回転速度に比例した周波数の検出信号を発生す
る磁気抵抗効果素子よりなるセンサと、電圧安定化回路
で安定化した回路電圧から基準電圧を生成する基準電圧
発生回路と、この基準電圧発生回路から生成される基準
電圧に上記センサの出力の差電圧を重畳させる差動増幅
回路と、上記基準電圧をもとに上記差動増幅回路の出力
のうち交流信号成分のみ増幅する増幅回路と、この増幅
回路出力と上記基準電圧を比較する比較回路と、この比
較回路出力を回路出力に変換する出力回路とを備え、上
記出力回路から上記速度パルス信号が得られるよう構成
したものである。

【０００９】

【作用】この構成により、温度やノイズ等に影響され
ず、極低速から高速にわたって安定して動作し、かつ配
線本数の少ない速度検出装置が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図１〜図７の
図面を用いて説明する。

【００１１】図２は本発明の一実施例による自動車用速
度検出装置の全体構成を示す図で、１は車体（図示せ
ず）の一部に取り付けられる磁化されない金属で構成し
たフランジ、２は前記フランジ１に溶接される磁化され
ない金属で構成した薄肉の底のある円管、３は磁気抵抗
効果素子よりなるセンサ、４は基板、５は電子部品、６
はハーネス、７はコネクタである。ここで、センサ３は
図３に示すように、基板１２上に磁気抵抗効果素子８，
９，１０，１１を印刷により形成すると共に図の様に配
線し、矢印ア方向に着磁された磁石１３と共に樹脂１４
にてモールドすることにより構成されている。端子Ａ，
Ｃは共に信号処理回路に接続され、端子Ｂ，Ｄはそれぞ
れ安定化電源、アースに接続される。

【００１２】図４に磁気抵抗効果素子センサ３の接続等
価回路を示す。図５はセンサ３と図示していない駆動軸
に取り付けられた歯車１４との関係を説明するための図
を示している。

【００１３】図５において、矢印イ方向に回転する歯車
１４の歯が磁気抵抗効果素子センサ３に対して実線状
態、すなわち磁気抵抗効果素子８，１０に最も接近した
状態になると、磁気抵抗効果素子８，１０の抵抗値が最
小、他の磁気抵抗効果素子９，１１の抵抗値は最大とな
る。そして、歯車１４が回転を進めて行き、やがて磁気
抵抗効果素子９，１１に最も接近した状態になると、今
度は磁気抵抗効果素子９，１１の抵抗値が最小、他の磁
気抵抗効果素子８，１０の抵抗値は最大となる。

【００１４】図６はこのように歯車１４の回転に従って
抵抗値変化する磁気抵抗効果素子８，９，１０，１１の
各抵抗値Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１の変化曲線、及び
磁気抵抗効果素子センサ３の検出信号、すなわち端子
Ａ，Ｃの出力電圧を表わしている。尚、図中Ｖｓは端子
Ｂ，Ｄ間の印加電圧を表わしている。

【００１５】図１は本発明の一実施例による自動車用速
度検出装置の電気回路図を示す。図中３はセンサ、８，
９，１０，１１はそれぞれ磁気抵抗効果素子である。信
号処理回路１５は、差動増幅回路１６、増幅回路１７、
比較回路１８、基準電圧発生回路２１から構成される。
１９は出力回路、２０は電圧安定化回路である。

【００１６】差動増幅回路１６は、抵抗２８，２９，３
０，３１と演算増幅器４５から構成され、磁気抵抗効果
素子８，９，１０，１１からの差動信号を得る。増幅回
路１７はコンデンサ３２と、抵抗３３，３４，３５と演
算増幅器４６から構成され、差動増幅回路１６の出力の
うち交流成分のみを増幅する。比較回路１８は抵抗３
６，３７，３８と演算増幅器４７から構成され、増幅回
路１７の出力と基準電圧を比較する。電圧安定化回路２
０は抵抗４０，４１，４２，４４と低電圧ダイオード４
３と演算増幅器４８から構成され、回路に安定化電圧を
供給する。基準電圧発生回路２１は、抵抗２２，２３に
より構成され、電圧安定化回路２０の出力を分圧して基
準電圧を生成する。端子２６，２７はハーネス６とコネ
クタ７を介して外部機器に接続され、端子２６には外部
に検出抵抗（図示せず）が接続され、これを介して電源
が供給され、電圧安定化回路２０を経て安定化された電
圧が磁気抵抗効果素子センサ３と信号処理回路１５に供
給されている。端子２７はアースに接続される。

【００１７】図７は各部の特性を表わしており、図７
（ａ）にセンサ３の検出信号を、図７（ｂ）に差動増幅
回路１６と基準電圧を、図７（ｃ）に増幅回路１７の出
力と基準電圧を、図７（ｄ）に比較回路１８の出力と端
子２６における電流波形との関係を、図７（ｅ）に電圧
安定化回路２０の出力電圧波形をそれぞれ示している。

【００１８】次にこのように構成された回路の動作を説
明する。歯車１４の回転に従ってセンサ３から出力され
る検出信号は、差動増幅回路１６によって引算されて基
準電圧発生回路２１による基準電圧に重畳される。この
差動増幅回路１６の出力には、本来の信号の他に図３に
示す磁石１２と磁気抵抗効果素子８，９，１０，１１の
相対位置のアンバランスや図５に示す磁気抵抗効果素子
センサ３と歯車１４の位置関係のアンバランス、さらに
は温度変化や経年変化などに起因する直流の誤差電圧も
含まれているため、増幅回路１７で直流成分を除いた本
来の信号成分のみを増幅して再び前記基準電圧に重畳さ
れる。前記増幅回路１７の出力はヒステリシス特性を持
たせた比較回路１８で基準電圧と比較され、この比較回
路１８よりパルス信号が出力される。このパルス信号は
出力回路１９で電流パルス信号に変換されて回路電流と
合成され、電源端子２６より電流パルスとして出力され
る。このように回路を構成すれば、磁気抵抗効果素子セ
ンサ３の検出信号をもとに速度パルス信号を生成でき
る。

【００１９】この図から明らかなように検出信号にノイ
ズが混入したり、或いは磁気抵抗効果素子の経時変化、
温度変化、取り付けばらつき等の外乱が入っても、差動
増幅回路１６、増幅回路１７でキャンセルされる。また
電源電圧が変動しても電圧安定化回路によって磁気抵抗
効果素子センサ３や基準電圧発生回路２１には安定化さ
れた電圧が供給されるので安定したパルス出力が可能と
なる。

【００２０】また、磁気抵抗効果素子センサ３により得
られる検出信号に対応したパルス信号を電流パルス出力
に変換することで、ノイズに強い信号伝送を行なうこと
ができ、かつ省線化が図れる。

【００２１】尚、出力回路１９は比較回路１８によるパ
ルス電圧が電流パルスに変換し、回路電源に重畳できれ
ば、比較回路１８の出力とアース間に適当な定数の抵抗
を接続するだけでも良い。また、精度良く電流パルスを
出力させる必要があれば比較回路１８の出力と電圧安定
化回路２０の出力の間に適当な定数の抵抗を接続するだ
けでも良い。また、電圧安定化回路２０は検出する周波
数に応じて、簡単なリプルフィルタで構成することも可
能である。また上述の実施例では車速検出について例を
述べたが、エンジンの回転速度や、プロペラシャフトの
回転数検出など他の回転速度検出に適用しても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、回転速度
に比例した周波数の検出信号を発生する磁気抵抗効果素
子よりなるセンサと、電圧安定化回路で安定化した回路
電圧から基準電圧を生成する基準電圧発生回路と、この
基準電圧発生回路から生成される基準電圧に上記センサ
の出力の差電圧を重畳させる差動増幅回路と、上記基準
電圧をもとに上記差動増幅回路の出力を増幅する増幅回
路と、この増幅回路出力と上記基準電圧を比較する比較
回路と、この比較回路出力を回路出力に変換する出力回
路とを備え、上記出力回路から速度パルス信号が出力さ
れるように構成したものであり、ノイズ等に影響され
ず、極く低速から高速にわたって安定して動作する速度
検出装置を安価に提供することができ、エンジン、サス
ペンション、スキッドコントロールなどのシステムに車
速情報を確実かつ安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による速度検出装置の電気回
路図

【図２】同装置の全体構成を一部切り欠いて示す斜視図

【図３】同装置の磁気抵抗効果素子センサの概略構成図

【図４】同センサの電気等価回路図

【図５】同センサの動作を説明するための説明図

【図６】同センサの抵抗値変化と出力電圧の変化を示す
特性図

【図７】（ａ）〜（ｅ）は図１の回路の要部の信号波形
図

【符号の説明】３センサ１５信号処理回路１６差動増幅回路１７増幅回路１８比較回路１９出力回路２０電圧安定化回路２１基準電圧発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転速度に比例した周波数の検出信号を発
生する磁気抵抗効果素子よりなるセンサと、電圧安定化
回路で安定化した回路電圧から基準電圧を生成する基準
電圧発生回路と、この基準電圧発生回路から生成される
基準電圧に上記センサの出力の差電圧を重畳させる差動
増幅回路と、上記基準電圧をもとに上記差動増幅回路の
出力を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力と上記
基準電圧を比較する比較回路と、この比較回路出力を回
路出力に変換する出力回路とを備え、上記出力回路から
速度パルス信号が出力されるように構成したことを特徴
とする速度検出装置。
【請求項２】増幅回路は差動増幅回路から出力される信
号成分のうち交流成分のみ増幅するものである請求項１
記載の速度検出装置。
【請求項３】出力回路は、比較回路から出力される速度
パルス電圧出力を電流出力に変換し、回路電源に重畳す
るものである請求項１記載の速度検出装置。