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JP2012002716A - Rotation detection device - Google Patents

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JP2012002716A
JP2012002716A JP2010138977A JP2010138977A JP2012002716A JP 2012002716 A JP2012002716 A JP 2012002716A JP 2010138977 A JP2010138977 A JP 2010138977A JP 2010138977 A JP2010138977 A JP 2010138977A JP 2012002716 A JP2012002716 A JP 2012002716A
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rotation
magnet
magnetic field
shift position
sensors
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JP2010138977A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryota Tanaka
良太 田中
Naohiro Nishiwaki
直宏 西脇
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Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation detection device for detecting positioning of a rotation axis at a predetermined rotation angle without calculating a rotation angle.SOLUTION: A shift position detection device 2 includes: a magnet 21 arranged to change the direction of a magnetic field in accordance with the rotation of a shaft 3; MR sensors which output signals according to the magnetic field of the magnet 21 and are arranged to change over the signals to be outputted when the shaft 3 is at a predetermined rotation angle; and shift position detection means 801 for detecting the angular range of the shaft 3 in accordance with the combination of the signals to be outputted from the multiple MR sensors 200a-200d by arranging the MR sensors 200a-200d so as to respectively differ the rotation angles to change over the signals to be outputted from the multiple MR sensors 200a-200d.

Description

本発明は、回転軸の回転角度を検出する回転検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation detection device that detects a rotation angle of a rotation shaft.

従来、磁界の変化を磁気検出素子により検出して回転軸の回転角度を検出する回転検出装置がある(例えば、特許文献1参照)。この回転検出装置は、回転軸の回転に伴い回転軸の周りを回転する2つの磁石と、回転軸が回転するときに2つの磁石から発せられる磁界の変化を検出して信号を出力する磁気センサと、磁気センサから出力された信号から回転軸の回転角度を算出する演算回路及び制御部とを備える。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a rotation detection device that detects a rotation angle of a rotation shaft by detecting a change in a magnetic field using a magnetic detection element (see, for example, Patent Document 1). The rotation detection device includes two magnets that rotate around the rotation shaft as the rotation shaft rotates, and a magnetic sensor that detects a change in the magnetic field generated from the two magnets when the rotation shaft rotates and outputs a signal. And an arithmetic circuit for calculating the rotation angle of the rotary shaft from the signal output from the magnetic sensor and a control unit.

この回転検出装置によれば、磁気センサとして磁気抵抗素子をブリッジ回路によって構成した検出部を、それぞれが磁界を検出する方向が異なるように2つ設け、2つの検出部の出力信号の差分を演算することで、回転軸の回転に伴い回転軸の周りを回転する2つの磁石から発せられる磁界の変化を検出する。このため、連続的に回転軸の回転角度を検出することができる。   According to this rotation detection device, two detection units each including a magnetoresistive element as a magnetic sensor configured by a bridge circuit are provided so that each detects a magnetic field differently, and a difference between output signals of the two detection units is calculated. By doing so, the change of the magnetic field emitted from the two magnets rotating around the rotation axis with the rotation of the rotation axis is detected. For this reason, the rotation angle of a rotating shaft can be detected continuously.

特開2010−38766号公報JP 2010-38766 A

しかし、特許文献1に示す回転検出装置は、検出した回転軸の回転角度が予め定めた回転角度の範囲であるかどうかを判断するためには、回転軸の回転角度を算出した後に、検出した回転角度が予め定めた回転角度の範囲であるかどうか判断する必要があった。   However, the rotation detection device disclosed in Patent Document 1 detects the rotation angle of the rotation axis after calculating the rotation angle of the rotation axis in order to determine whether the detected rotation angle of the rotation axis is within a predetermined rotation angle range. It has been necessary to determine whether the rotation angle is within a predetermined rotation angle range.

従って、本発明の目的は、回転角度を算出することなく、回転軸が予め定めた角度に位置することを検出することができる回転検出装置を提供する。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotation detection device that can detect that the rotation axis is positioned at a predetermined angle without calculating the rotation angle.

本発明の一態様は、回転軸の回転に伴って磁界の向きが変わるように前記回転軸に対して配置された磁石と、前記磁石の磁界に応じて信号を出力し、前記回転軸が予め定めた回転角度にあるときに出力する信号が切り替わるように配置される磁気センサと、前記磁気センサの出力する信号が切り替わる回転角度がそれぞれ異なるように前記磁気センサを複数配置し、前記複数の磁気センサの出力する信号の組み合わせに応じて前記回転軸の角度範囲を検出する検出手段とを有する回転検出装置を提供する。   One embodiment of the present invention outputs a signal according to a magnet disposed with respect to the rotating shaft so that the direction of the magnetic field changes with rotation of the rotating shaft, and the rotating shaft is previously A plurality of the magnetic sensors are arranged so that a rotation angle at which a signal output from the magnetic sensor is switched is different from a magnetic sensor arranged so that a signal output when the rotation angle is at a predetermined rotation angle, and the plurality of magnetic sensors There is provided a rotation detecting device having detecting means for detecting an angle range of the rotating shaft in accordance with a combination of signals output from a sensor.

上記回転検出装置は、前記回転軸の回転角度と前記磁石の磁界の方向の回転角度とを予め定めた比率で伝達する減速機をさらに有してもよい。   The rotation detection device may further include a speed reducer that transmits a rotation angle of the rotation shaft and a rotation angle of the magnet in a magnetic field direction at a predetermined ratio.

上記回転検出装置の前記磁石は、平板状に形成され、表面に平行に磁界が生じるよう着磁されており、前記磁気センサは、前記磁石の表面に平行に配置されてもよい。   The magnet of the rotation detecting device may be formed in a flat plate shape and magnetized so as to generate a magnetic field in parallel with the surface, and the magnetic sensor may be arranged in parallel with the surface of the magnet.

本発明によれば、回転角度を算出することなく、回転軸が予め定めた角度に位置することを検出することができる。   According to the present invention, it is possible to detect that the rotation axis is positioned at a predetermined angle without calculating the rotation angle.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a shift position detection device according to a first embodiment of the present invention. 図2(a)及び(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置2の構成を示す概略図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は正面図である。2A and 2B are schematic views showing the configuration of the shift position detection device 2 according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 2A is a plan view and FIG. Is a front view. 図3(a)及び(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るMRセンサ200aの配置関係を説明するための図であり、図3(a)は概略平面図、図3(b)は基準方向Aに対する配置関係を示す図表である。3A and 3B are diagrams for explaining the arrangement relationship of the MR sensor 200a according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a schematic plan view, and FIG. b) is a chart showing an arrangement relationship with respect to the reference direction A; 図4は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置2の回路構成を説明するためのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram for explaining a circuit configuration of the shift position detection apparatus 2 according to the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション情報810の内容を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the contents of the shift position information 810 according to the first embodiment of the present invention. 図6(a)〜(e)は、本発明の第1の実施の形態に係る磁石21及びシフトレバー4のシフトポジション70a〜70eにおける配置を示す概略平面図である。6A to 6E are schematic plan views showing the arrangement of the magnet 21 and the shift lever 4 at the shift positions 70a to 70e according to the first embodiment of the present invention. 図7(a)〜(c)は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置2のMRセンサ200a〜200dの出力信号を示すグラフ図及び対応表である。7A to 7C are a graph and a correspondence table showing output signals of the MR sensors 200a to 200d of the shift position detection device 2 according to the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第2の実施の形態に係るシフトポジション検出装置を示す概略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing a shift position detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.

[第1の実施の形態]
(シフトポジション検出装置の構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置を示す概略斜視図である。
[First Embodiment]
(Configuration of shift position detection device)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a shift position detection device according to a first embodiment of the present invention.

このシフトポジション検出装置2は、例えば、車両のシフトユニット1に設けられるものであって、金属製のシャフト3の一端に取り付けられた円盤状の磁石21と、シャフト3の回転に伴って変化する磁石21の磁界の向きを検出する磁気センサユニット20とを有する。磁気センサユニット20は、検出した磁界の向きに応じて信号を出力し、その出力信号から後述するECUがシャフト3の回転位置を判定する。   The shift position detection device 2 is provided, for example, in a shift unit 1 of a vehicle, and changes with the rotation of the shaft 3 and a disk-shaped magnet 21 attached to one end of a metal shaft 3. And a magnetic sensor unit 20 that detects the direction of the magnetic field of the magnet 21. The magnetic sensor unit 20 outputs a signal according to the detected direction of the magnetic field, and an ECU described later determines the rotational position of the shaft 3 from the output signal.

磁気センサユニット20は、後述する複数のMR(Magneto Resistance)センサを有し、MRセンサは、例えば、複数のMR素子を用いたブリッジ回路及びそのブリッジ回路の出力を変換して信号を出力するICによって構成される。ブリッジ回路は、予め定めた感磁方向を有し、その感磁方向に対する外部の磁界の正弦成分に比例した値を出力する。つまり、感磁方向と外部の磁界の方向が一致したとき(又は感磁方向と外部の磁界の方向が逆向きのとき)、出力値が最も大きく(又は小さくなる)。また、感磁方向と外部の磁界の方向が直交したとき、出力値は0となる。ICは、ブリッジ回路の出力が正のときHigh信号(例えば、+5V)を、負のときLow信号(例えば、0V)を出力する。   The magnetic sensor unit 20 has a plurality of MR (Magneto Resistance) sensors, which will be described later. The MR sensor, for example, an IC that converts a bridge circuit using a plurality of MR elements and outputs the signal by converting the output of the bridge circuit. Consists of. The bridge circuit has a predetermined magnetic sensing direction and outputs a value proportional to a sine component of an external magnetic field with respect to the magnetic sensing direction. That is, when the magnetic sensing direction and the direction of the external magnetic field coincide (or when the magnetic sensing direction and the direction of the external magnetic field are opposite to each other), the output value is the largest (or smaller). Further, when the magnetic sensing direction and the direction of the external magnetic field are orthogonal, the output value is zero. The IC outputs a high signal (for example, + 5V) when the output of the bridge circuit is positive, and outputs a low signal (for example, 0V) when the output is negative.

シフトユニット1は、一端をシャフト3に連結部材30で連結されて他端をグリップ部としたシフトレバー4と、シフトレバー4を案内するシフトゲート5及びシフトレバー4のシフトポジションを視覚的に運転者に提示するシフトポジション表示部7を備えた合成樹脂からなるシフトパネル6とを有する。   The shift unit 1 is visually operated with a shift lever 4 having one end connected to the shaft 3 by a connecting member 30 and the other end as a grip portion, a shift gate 5 for guiding the shift lever 4, and a shift position of the shift lever 4. And a shift panel 6 made of a synthetic resin having a shift position display portion 7 to be presented to a person.

シフトレバー4は、シフトポジション表示部7の表示「P」、「R」、「N」、「D」、「L」に応じたシフトポジション70a〜70eをステップ式に移動するよう構成される。シャフト3は、シフトレバー4がステップ式に移動するようシフトポジション70a〜70eに応じた位置に図示しないノッチ等を有する。なお、「P」、「R」、「N」、「D」、「L」はそれぞれ車両の駆動系の動作状態を示しており、パーキング、リア、ニュートラル、ドライブ、ローギヤの状態を示す。また、シャフト3の磁石21が設けられた一端と逆側の他端がシフトロック機構等の他の機構に接続されていてもよい。   The shift lever 4 is configured to move the shift positions 70a to 70e according to the indications “P”, “R”, “N”, “D”, and “L” on the shift position display unit 7 in a stepped manner. The shaft 3 has notches and the like (not shown) at positions corresponding to the shift positions 70a to 70e so that the shift lever 4 moves in a stepped manner. “P”, “R”, “N”, “D”, and “L” indicate the operating state of the drive system of the vehicle, and indicate the states of parking, rear, neutral, drive, and low gear. Moreover, the other end opposite to the one end where the magnet 21 of the shaft 3 is provided may be connected to another mechanism such as a shift lock mechanism.

図2(a)及び(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置2の構成を示す概略図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は正面図である。   2A and 2B are schematic views showing the configuration of the shift position detection device 2 according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 2A is a plan view and FIG. Is a front view.

磁気センサユニット20は、円盤状の回路基板200上に配置された複数のMRセンサ200a〜200dを有する。磁石21は、半円状のN極21a及びS極21bから構成されて直径15mm程度の円盤形状を有し、シャフト3の一端に接着等により取り付けられる。なお、磁石21の大きさは一例であり、適宜変更してもよい。   The magnetic sensor unit 20 includes a plurality of MR sensors 200a to 200d arranged on a disk-shaped circuit board 200. The magnet 21 is composed of a semicircular N pole 21a and S pole 21b, has a disk shape with a diameter of about 15 mm, and is attached to one end of the shaft 3 by bonding or the like. In addition, the magnitude | size of the magnet 21 is an example and may be changed suitably.

磁気センサユニット20及び磁石21は、それぞれシャフト3の中心軸上に中心を有して、互いに盤面が平行になるよう、また、磁石21の磁界を検出できるよう十分近くに配置される。   The magnetic sensor unit 20 and the magnet 21 each have a center on the central axis of the shaft 3 and are arranged close enough so that the disk surfaces are parallel to each other and the magnetic field of the magnet 21 can be detected.

MRセンサ200a〜200dは、磁石21の盤面に平行な磁界を検出するため、回路基板200の盤面にシャフト3の軸方向から投影した磁石21の盤面より内側に配置され、それぞれの感磁方向を異なる向きに設定される。なお、MRセンサは、4つに限らずシフトポジションの数に基づいて増減してもよい。   The MR sensors 200a to 200d are arranged inside the board surface of the magnet 21 projected from the axial direction of the shaft 3 on the board surface of the circuit board 200 in order to detect a magnetic field parallel to the board surface of the magnet 21, and the respective magnetosensitive directions are set. Set to a different orientation. Note that the number of MR sensors is not limited to four, and may be increased or decreased based on the number of shift positions.

図3(a)及び(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るMRセンサ200aの配置関係を説明するための図であり、図3(a)は概略平面図、図3(b)は基準方向Aに対する配置関係を示す図表である。   3A and 3B are diagrams for explaining the arrangement relationship of the MR sensor 200a according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a schematic plan view, and FIG. b) is a chart showing an arrangement relationship with respect to the reference direction A;

図3(a)に示すように、MRセンサ200aは、その感磁方向Bに直交して無感磁方向NBを有し、無感磁方向NBが予め定めた基準方向Aに対してαの角度をなすように配置される。なお、図示を省略するが、MRセンサ200b〜200dについても同様に、無感磁方向NB〜NBが基準方向Aに対してα〜αの角度をなすように配置される。また、基準方向Aは、製造者又は利用者が自由に設定することができるようにしてもよい。 As shown in FIG. 3 (a), MR sensor 200a has its magneto-sensitive direction B a non-magnetism-sensitive directions NB a perpendicular to, with respect to the reference direction A Mukan磁direction NB a is predetermined It is disposed at an angle of alpha a Te. Although not shown, the same applies to the MR sensor 200B~200d, are disposed at an angle of alpha b to? D relative to Mukan磁direction NB b to NB d is the reference direction A. Further, the reference direction A may be set freely by the manufacturer or the user.

図3(b)に示すように、MRセンサ200a〜200dは、それぞれ基準方向Aに対して無感磁方向NB〜NBがそれぞれ15°、30°、45°、60°の角度をなすように配置される。なお、これらの角度はMRセンサが磁界を検出する角度の周期180°以内であれば、自由に設定可能である。また、MRセンサが180°と異なる角度の周期を有する場合は、その周期内で設定可能である。 As shown in FIG. 3 (b), MR sensor 200a~200d is no magneto-sensitive direction NB a to NB d are each 15 ° to the reference direction A, respectively, 30 °, 45 °, an angle of 60 ° Are arranged as follows. These angles can be freely set as long as the MR sensor detects the magnetic field within a period of 180 °. In addition, when the MR sensor has a period with an angle different from 180 °, the MR sensor can be set within the period.

図4(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置2の回路構成を説明するためのブロック図である。   FIG. 4A is a block diagram for explaining a circuit configuration of the shift position detection apparatus 2 according to the first embodiment of the present invention.

シフトポジション検出装置2は、複数のMRセンサ200a〜200dと接続されて出力信号を受け付けるとともに演算等によって演算結果を出力するECU80と、情報を記憶する不揮発性のフラッシュメモリ等である記憶部81と、ECU80の演算結果に基づいた出力信号を出力先に適した信号に変換して出力する出力部82とを有する。   The shift position detection device 2 is connected to a plurality of MR sensors 200a to 200d, receives an output signal and outputs a calculation result by calculation or the like, a storage unit 81 such as a nonvolatile flash memory for storing information, and the like. And an output unit 82 that converts an output signal based on the calculation result of the ECU 80 into a signal suitable for an output destination and outputs the signal.

ECU80は、MRセンサ200a〜200dの出力信号をそれぞれ受け付けるMRセンサ出力受付手段800と、MRセンサ出力受付手段800が受け付けた出力信号と記憶部81に記憶された後述するシフトポジション情報810とに基づいてシフトレバー4がシフトポジション70a〜70eのいずれに位置するか検出するシフトポジション検出手段801とを有する。シフトポジション検出手段801は、検出したシフトポジションに基づいて演算結果として出力信号を生成し、出力部82に出力する。   The ECU 80 is based on the MR sensor output receiving means 800 that receives the output signals of the MR sensors 200a to 200d, the output signal received by the MR sensor output receiving means 800, and shift position information 810 described later stored in the storage unit 81. Shift position detecting means 801 for detecting whether the shift lever 4 is located in any of the shift positions 70a to 70e. The shift position detection unit 801 generates an output signal as a calculation result based on the detected shift position and outputs the output signal to the output unit 82.

出力部82は、ECU80のシフトポジション検出手段801の出力信号を受け付けて、出力先に適した信号に変換して出力する。出力先は、例えば、メーターパネルに設けられたシフトポジション表示のランプであり、該当するシフトポジションのランプを点灯させる信号を出力する。   The output unit 82 receives the output signal of the shift position detecting means 801 of the ECU 80, converts it into a signal suitable for the output destination, and outputs it. The output destination is, for example, a shift position display lamp provided on the meter panel, and outputs a signal for lighting the corresponding shift position lamp.

図5は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション情報810の内容を示す図である。
シフトポジション情報810は、予め登録される情報であり、シフトポジション70a〜70eに対応付けてMRセンサ200a〜200dの出力信号の組み合わせを定義する。シフトポジション検出手段801は、シフトポジション情報810のうちMRセンサ200a〜200dの出力信号の組み合わせと一致するシフトポジションにシフトレバー4が位置すると判断する。
FIG. 5 is a diagram showing the contents of the shift position information 810 according to the first embodiment of the present invention.
The shift position information 810 is information registered in advance, and defines combinations of output signals of the MR sensors 200a to 200d in association with the shift positions 70a to 70e. The shift position detection means 801 determines that the shift lever 4 is located at a shift position that matches the combination of output signals of the MR sensors 200a to 200d in the shift position information 810.

(動作)
まず、運転者がシフトゲート5に沿ってシフトレバー4をいずれかのシフトポジション70a〜70eに移動すると、シフトレバー4の移動に伴ってシャフト3が回転する。磁石21は、シャフト3と共に回転し、その磁界の方向が追従して変化する。
(Operation)
First, when the driver moves the shift lever 4 to any one of the shift positions 70 a to 70 e along the shift gate 5, the shaft 3 rotates as the shift lever 4 moves. The magnet 21 rotates together with the shaft 3, and the direction of the magnetic field changes following it.

図6(a)〜(e)は、本発明の第1の実施の形態に係る磁石21及びシフトレバー4のシフトポジション70a〜70eにおける配置を示す概略平面図である。   6A to 6E are schematic plan views showing the arrangement of the magnet 21 and the shift lever 4 at the shift positions 70a to 70e according to the first embodiment of the present invention.

図6(a)に示すように、シフトレバー4がシフトポジション70aに位置する場合、磁石21の盤面の磁界の方向が基準方向Aと平行となる回転角度から時計反対回りに15°の範囲内に磁石21が配置される。   As shown in FIG. 6A, when the shift lever 4 is positioned at the shift position 70a, the direction of the magnetic field on the surface of the magnet 21 is within the range of 15 ° counterclockwise from the rotation angle at which the direction of the magnetic field is parallel to the reference direction A. A magnet 21 is disposed on the surface.

図6(b)〜(e)における磁石21は、図6(a)の回転角度を基準として時計反対回りに15°づつ回転されたものであり、シフトレバー4は、それぞれシフトポジション70b〜70eに位置する。   The magnets 21 in FIGS. 6B to 6E are rotated by 15 ° in the counterclockwise direction with reference to the rotation angle of FIG. 6A, and the shift lever 4 is in the shift positions 70b to 70e, respectively. Located in.

次に、磁気センサユニット20のMRセンサ200a〜200dは、磁石21による磁界を検出し、Low(L)信号又はHigh(H)信号を出力する。   Next, the MR sensors 200a to 200d of the magnetic sensor unit 20 detect a magnetic field generated by the magnet 21 and output a Low (L) signal or a High (H) signal.

図7(a)及び(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るシフトポジション検出装置2のMRセンサ200a〜200dの出力信号を説明する図であり、図7(a)はMRセンサ200a〜200dの検出する磁界と磁石21の角度の関係を示すグラフ図、図7(b)はMRセンサ200a〜200dが出力する信号と磁石21の角度の関係を示すグラフ図である。   FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating output signals of the MR sensors 200a to 200d of the shift position detection device 2 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the magnetic field detected by the sensors 200a to 200d and the angle of the magnet 21, and FIG. 7B is a graph showing the relationship between the signal output from the MR sensors 200a to 200d and the angle of the magnet 21. FIG.

MRセンサ200a〜200dは、感磁方向Bに対する磁界の正弦成分を検出するため、図7(a)に示すように、それぞれシャフト3の回転角度に基づいて周期180°の正弦関数として振舞う。正弦関数は、MRセンサ200a〜200dの無感磁方向NBと磁石21の磁界の方向が一致するとき0となり、感磁方向Bと磁石21の磁界の方向が一致するとき又は反対となるとき、最大値又は最小値となる。 Since the MR sensors 200a to 200d detect the sine component of the magnetic field with respect to the magnetosensitive direction B i , as shown in FIG. 7A, each of the MR sensors 200a to 200d behaves as a sine function with a period of 180 ° based on the rotation angle of the shaft 3. The sine function becomes 0 when the magnetically insensitive direction NB i of the MR sensors 200a to 200d and the direction of the magnetic field of the magnet 21 coincide, and becomes opposite when the magnetically sensitive direction B i and the direction of the magnetic field of the magnet 21 coincide. When it reaches the maximum or minimum value.

MRセンサ200a〜200dは、正の磁界を検出しているときH信号を出力し、負の磁界を検出しているときL信号を出力するため、図6(b)に示すように、MRセンサ200a〜200dは、それぞれ無感磁方向NBと磁石21の磁界の方向が一致する回転角度においてL信号とH信号が切り替わるように信号を出力する。 Since the MR sensors 200a to 200d output an H signal when a positive magnetic field is detected, and output an L signal when a negative magnetic field is detected, as shown in FIG. 200 a to 200 d output signals so that the L signal and the H signal are switched at the rotation angles at which the insensitive direction NB i and the direction of the magnetic field of the magnet 21 coincide with each other.

次に、ECU80のMRセンサ出力受付手段800は、MRセンサ200a〜200dの出力信号を受け付けて、シフトポジション検出手段801は、受け付けられたL信号とH信号の組み合わせに一致するシフトポジションをシフトポジション情報810に基づいて検出する。   Next, the MR sensor output receiving means 800 of the ECU 80 receives the output signals of the MR sensors 200a to 200d, and the shift position detecting means 801 determines the shift position that matches the combination of the received L signal and H signal as the shift position. Detection is based on information 810.

例えば、シフトレバー4がシフトポジション70bに位置するとき、磁石21の磁界の方向は、基準方向Aに対して回転角度15°〜30°の範囲内に位置するため、MRセンサ200aはH信号を、MRセンサ200b〜200dはL信号を出力する。シフトポジション検出手段801は、これらの信号及びシフトポジション情報810からシフトレバー4をシフトポジション70bの位置に検出する。   For example, when the shift lever 4 is located at the shift position 70b, the direction of the magnetic field of the magnet 21 is located within a rotation angle range of 15 ° to 30 ° with respect to the reference direction A. Therefore, the MR sensor 200a outputs an H signal. The MR sensors 200b to 200d output an L signal. The shift position detecting means 801 detects the shift lever 4 at the position of the shift position 70b from these signals and the shift position information 810.

(第1の実施の形態の効果)
上記した第1の実施の形態によると、MRセンサ200a〜200bの配置角度と磁石21の磁界の方向との関係性によって出力するL信号又はH信号の組み合わせから、シフトポジション検出手段801は、シャフト3の回転角度を検出するため、MR素子の磁気抵抗等から回転角度を算出する等の演算を実行することなく、回転軸が予め定めた角度に位置することを検出することができる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the shift position detecting means 801 has the shaft based on the combination of the L signal or H signal output depending on the relationship between the arrangement angle of the MR sensors 200a to 200b and the direction of the magnetic field of the magnet 21. 3 is detected, it is possible to detect that the rotation axis is positioned at a predetermined angle without performing an operation such as calculating the rotation angle from the magnetic resistance of the MR element or the like.

また、MRセンサ200a〜200b及びシフトポジション検出手段801は、いずれも磁界の強さを検出する必要がないため、シフトポジション検出装置2の組立の際に精密な位置合わせ等を必要とせず、組立工程を減少することができる。   Further, since none of the MR sensors 200a to 200b and the shift position detecting means 801 need to detect the strength of the magnetic field, precise alignment and the like are not required when the shift position detecting device 2 is assembled. The process can be reduced.

なお、シフトポジション検出装置2は、シフトユニット1に限らずシャフト3を有しているものであれば、例えば、ブレーキペダルやアクセルペダル、ステアリングシャフト等に設置しても良い。   The shift position detection device 2 is not limited to the shift unit 1 and may be installed on, for example, a brake pedal, an accelerator pedal, a steering shaft, or the like as long as it has a shaft 3.

[第2の実施の形態]
図8は、本発明の第2の実施の形態に係るシフトポジション検出装置を示す概略斜視図である。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a shift position detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.

シフトポジション検出装置2Aは、第1の実施の形態のシフトポジション検出装置2の構成に加えてさらに減速機22を有する。減速機22は、シャフト3に接続されたギヤ22aと、磁石21に接続されたギヤ22bとを噛み合わせることで構成される。減速機22は、ギヤ22aの歯数をギヤ22bの歯数より少なく設定し、シャフト3の回転角度をギヤ22aとギヤ22bのギヤ比により減速して磁石21に伝達する。   The shift position detection device 2A further includes a speed reducer 22 in addition to the configuration of the shift position detection device 2 of the first embodiment. The speed reducer 22 is configured by meshing a gear 22 a connected to the shaft 3 and a gear 22 b connected to the magnet 21. The speed reducer 22 sets the number of teeth of the gear 22a to be smaller than the number of teeth of the gear 22b, reduces the rotation angle of the shaft 3 by the gear ratio of the gear 22a and the gear 22b, and transmits it to the magnet 21.

(第2の実施の形態の効果)
上記した第2の実施の形態によると、シャフト3の回転角度をギヤ22aとギヤ22bのギヤ比により減速して磁石21に伝達するように構成したため、磁気センサユニット20の回転角度の周期である180°以上のシャフト3の回転角度の位置を検出することができる。
(Effect of the second embodiment)
According to the second embodiment described above, since the rotation angle of the shaft 3 is reduced by the gear ratio of the gear 22a and the gear 22b and transmitted to the magnet 21, the rotation angle cycle of the magnetic sensor unit 20 is obtained. The position of the rotation angle of the shaft 3 of 180 ° or more can be detected.

また、ギヤ比を逆転させることでシャフト3の回転角度をより精密に検出することができる。   Further, the rotation angle of the shaft 3 can be detected more precisely by reversing the gear ratio.

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは調整しない範囲内で種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from or adjusting the technical idea of the present invention.

1…シフトユニット、2、2A…シフトポジション検出装置、3…シャフト、4…シフトレバー、5…シフトゲート、6…シフトパネル、7…シフトポジション表示部、15…回転角度、20…磁気センサユニット、21…磁石、21a…N極、21b…S極、22…減速機、22a、22b…ギヤ、30…連結部材、70a-70e…シフトポジション、81…記憶部、82…出力部、200…回路基板、200a-200d…MRセンサ、800…MRセンサ出力受付手段、801…シフトポジション検出手段、810…シフトポジション情報、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shift unit, 2, 2A ... Shift position detection apparatus, 3 ... Shaft, 4 ... Shift lever, 5 ... Shift gate, 6 ... Shift panel, 7 ... Shift position display part, 15 ... Rotation angle, 20 ... Magnetic sensor unit , 21 ... Magnet, 21a ... N pole, 21b ... S pole, 22 ... Reduction gear, 22a, 22b ... Gear, 30 ... Connecting member, 70a-70e ... Shift position, 81 ... Storage part, 82 ... Output part, 200 ... Circuit board, 200a-200d ... MR sensor, 800 ... MR sensor output receiving means, 801 ... shift position detecting means, 810 ... shift position information,

Claims (3)

回転軸の回転に伴って磁界の向きが変わるように前記回転軸に対して配置された磁石と、
前記磁石の磁界に応じて信号を出力し、前記回転軸が予め定めた回転角度にあるときに出力する信号が切り替わるように配置される磁気センサと、
前記磁気センサの出力する信号が切り替わる回転角度がそれぞれ異なるように前記磁気センサを複数配置し、前記複数の磁気センサの出力する信号の組み合わせに応じて前記回転軸の角度範囲を検出する検出手段とを有する回転検出装置。
A magnet arranged with respect to the rotation axis such that the direction of the magnetic field changes with rotation of the rotation axis;
A magnetic sensor arranged to output a signal in accordance with the magnetic field of the magnet and to switch a signal to be output when the rotation axis is at a predetermined rotation angle;
Detecting means for arranging a plurality of magnetic sensors so that rotation angles at which signals output from the magnetic sensors are switched are different, and detecting an angle range of the rotating shaft according to a combination of signals output from the plurality of magnetic sensors; Rotation detection device.
前記回転軸の回転角度と前記磁石の磁界の方向の回転角度とを予め定めた比率で伝達する減速機をさらに有する請求項1に記載の回転検出装置。   The rotation detection device according to claim 1, further comprising a speed reducer that transmits a rotation angle of the rotation shaft and a rotation angle of the magnet in a magnetic field direction at a predetermined ratio. 前記磁石は、平板状に形成され、表面に平行に磁界が生じるよう着磁されており、
前記磁気センサは、前記磁石の表面に平行に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転検出装置。
The magnet is formed in a flat plate shape and is magnetized so that a magnetic field is generated parallel to the surface,
The rotation detection device according to claim 1, wherein the magnetic sensor is arranged in parallel to a surface of the magnet.
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