JP2012018150A

JP2012018150A - モータ磁極検出システムおよびホールセンサ

Info

Publication number: JP2012018150A
Application number: JP2010157375A
Authority: JP
Inventors: Taiji Shimura; 泰司志村; Shigeru Nishida; 茂西田; Jun Kindaichi; 純金田一; Masaki Kondo; 昌樹近藤; Keita Saka; 啓太坂
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2010-07-10
Filing date: 2010-07-10
Publication date: 2012-01-26

Abstract

【課題】低コストで信頼性向上を実現することのできる、モータ磁極検出システムを提供すること。
【解決手段】モータ磁極検出システム１０は、位置検出用マグネットの磁束を検出するためのホール素子ＩＣ１１、１２と、ホール素子ＩＣ１１等で検出された信号を処理するための信号処理ＣＰＵ３とを備えてなり、ホール素子ＩＣ１１、１２はモータの軸方向上に設けられる。信号処理ＣＰＵ３には、ホール素子ＩＣの１１等の断線を検出するための断線検出手段を備える。また、断線検出手段により検出された断線信号に基づいて、当該断線したホール素子ＩＣとは別のホール素子ＩＣからの信号処理に切り替えるための切替手段をも備える。
【選択図】図２

Description

本発明はモータ磁極検出システムおよびホールセンサに係り、特に、低コストで信頼性向上を実現することのできる、モータ磁極検出システムおよびホールセンサに関するものである。

図３は、従来のモータ磁極検出用ホールセンサの構成を示す断面図である。図示するように従来のモータ磁極検出用ホールセンサにおいては、モータシャフト３７に設けられた位置検出用マグネット３５と対向する基板３２上の位置に、ホール素子ＩＣ３１が１個設けられ、これによってモータ３９の磁極が検出される構造である。

また図４は、従来のモータ磁極検出システムの構成を示すブロック図である。図示するように従来のモータ磁極検出システム３１０においては、モータ駆動部３６からの位置検出信号に基づいて、ホール素子ＩＣ３１にてＳＩＮ、ＣＯＳ信号が生成され、これは信号処理ＣＰＵ３３においてエンコーダ信号に処理され、エンコーダ信号に基づいてモータ制御部３４によるモータ駆動部３６の制御がなされる。
なお、後掲特許文献開示技術は磁極検出装置に関するものの一つである。

特開２００６−３４９４４７号公報「位置検出装置」

さて図３、４に示した従来のホールセンサおよびシステムでは、ホール素子ＩＣ３１を１個のみ設ける構成であるため、ホール素子ＩＣが故障した際には、センサの機能が完全に失われてしまい、信頼性に欠けるという問題があった。信頼性向上のために高いコストをかけることは可能であろうが、できるだけ低コストで、高い信頼性を実現することが、強く求められている。

そこで本発明が解決しようとする課題は、低コストで信頼性向上を実現することのできる、モータ磁極検出システムおよびホールセンサを提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、同一のセンサを２個使用して冗長性を備えることによって解決できることに想到し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

（１）位置検出用マグネットの磁束を検出するためのホール素子ＩＣと、該ホール素子ＩＣで検出された信号を処理するための信号処理ＣＰＵとを備えてなるモータ磁極検出システムであって、該ホール素子ＩＣは該モータの軸方向上に複数設けられている、モータ磁極検出システム。
（２）前記信号処理ＣＰＵには、前記ホール素子ＩＣの断線を検出するための断線検出手段が設けられていることを特徴とする、（１）に記載のモータ磁極検出システム。
（３）前記信号処理ＣＰＵには、前記断線検出手段により検出された断線信号に基づき、当該断線したホール素子ＩＣとは別のホール素子ＩＣからの信号処理に切り替えるための切替手段が設けられていることを特徴とする、（２）に記載のモータ磁極検出システム。

（４）前記複数のホール素子ＩＣのうち一つは前記位置検出用マグネットと対向して設けられ、他の一つは基板を介してこれと同軸上に設けられていることを特徴とする、（１）ないし（３）のいずれかに記載のモータ磁極検出システム。
（５）位置検出用マグネットの磁束を検出するためのホール素子ＩＣを備えてなるホールセンサであって、該ホール素子ＩＣが該モータの軸方向上に複数設けられている、ホールセンサ。

なお、車両のシフトレバーのシフト位置検出用の装置において、シフトレバーに設置した多極マグネット板のシフトレバーと反対側に、多極マグネット板との間に所定の距離を設けて所定の厚みを有する１枚の基板を設置して、ＯＮ・ＯＦＦセンサを基板の表面（多極マグネット板側の面）に配置し、リニアセンサを基板の裏面（多極マグネット板と反対側の面）に配置するという構成が、従来開示されている（前掲特許文献）。

しかし該技術は、ＯＮ・ＯＦＦセンサおよびリニアセンサという２種類のセンサを使用するものであり、しかもその目的は、検出特性が異なる２種類の非接触式のセンサを配置するためのスペースを省スペース化して、各センサから適切な検出信号を得るというものである。したがって、本願発明とは課題も構成も異なるものである。

本発明のモータ磁極検出システムおよびホールセンサは上述のように構成されるため、冗長性が備わることにより、簡易な構成かつ低コストで、信頼性を充分に向上させることができる。

本発明のモータ磁極検出用ホールセンサの構成を示す断面図である。本発明のモータ磁極検出システムの構成を示すブロック図である。従来のモータ磁極検出用ホールセンサの構成を示す断面図である。従来のモータ磁極検出システムの構成を示すブロック図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のモータ磁極検出用ホールセンサの構成を示す断面図である。図示するように本モータ磁極検出用ホールセンサは、位置検出用マグネット５の磁束を検出するためのホール素子ＩＣが図中符号１１、１２のように、モータ９の軸方向上に複数設けられてなることを、主たる構成とする。

かかる構成により本モータ磁極検出用ホールセンサは、複数のホール素子ＩＣ１１等によって冗長性を備えたものとなり、低コストにて、センサとしての信頼性を大幅に向上させることができる。

設けるホール素子ＩＣ１１等の個数は、３個以上であってもよいが、図示するように２個を設けることで、充分に実用的な信頼性向上効果を得ることができる。なおホール素子ＩＣの具体的仕様は、特に限定されず、従来提供されているものを適宜用いることができる。

図示するように、ホール素子ＩＣ２個１１、１２は、それぞれ基板２の内外に設けることとすることができる。図では、基板２の内側には、モータシャフト７に設けられた位置検出用マグネット５と対向するようにホール素子ＩＣ１１を設け、基板２の外側には、ホール素子ＩＣ１１の背面側にこれと対になるようにホール素子ＩＣ１２を設けた構成である。

かかる構成により、２個のホール素子ＩＣ１１、１２はいずれも、同等の精度で、位置検出用マグネット５を介してのモータ９の磁極を検出することが可能である。

図２は、本発明のモータ磁極検出システムの構成を示すブロック図である。図２および１に示すように本モータ磁極検出システム１０は、位置検出用マグネット５の磁束を検出するためのホール素子ＩＣ１１等と、ホール素子ＩＣ１１等で検出された信号を処理するための信号処理ＣＰＵ３とを備えてなり、ホール素子ＩＣ１１等はモータ９の軸方向上に符号１１、１２のように複数設けられていることを、主たる構成とする。なお図に示す例では、ホール素子ＩＣは符号１１、１２で示すように２個設けた構成である。

かかる構成により本システム１０においては、位置検出用マグネット５の磁束はホール素子ＩＣ１１等によって検出され、ホール素子ＩＣ１１等で検出された信号は信号処理ＣＰＵ３によって処理されるが、ホール素子ＩＣ１１等はモータ９の軸方向上に符号１１、１２のように複数設けられるため、このいずれのホール素子ＩＣによる検出信号とも、信号処理ＣＰＵ３によって処理されるものとすることができる。つまり、信号処理ＣＰＵ３における処理に供する検出信号の供給機能たるホール素子ＩＣ、ホールセンサは、冗長性を備えたものである。

本発明モータ磁極検出システム１０においては、信号処理ＣＰＵ３が、ホール素子ＩＣの１１等の断線を検出するための断線検出手段を備えた構成とすることができる。信号処理ＣＰＵ３には、さらにまた、断線検出手段により検出された断線信号に基づいて、当該断線したホール素子ＩＣとは別のホール素子ＩＣからの信号処理に切り替えるための切替手段を備えた構成とすることができる。これら断線検出手段や切替手段の具体的構造は、従来公知の電気的構造によって構成することができる。

かかる構成により、たとえば、正常時においてはホール素子ＩＣ１１による検出信号のみが信号処理ＣＰＵ３に伝達される接続としておき、このホール素子ＩＣ１１に断線が生じてホールセンサ機能が損なわれた場合、すなわち位置検出用マグネット５からの信号検出機能が、または信号処理ＣＰＵ３への信号伝達機能が、あるいはその双方が損なわれた場合には、その断線が断線検出手段によって検出され、ついで切替手段によってホール素子ＩＣ１２へと接続が切り替えられて、ホール素子ＩＣ１２による検出信号が信号処理ＣＰＵ３へと伝達、入力されるようにすることができる。

つまり、１個の位置検出用マグネット５の磁束を２個のホール素子ＩＣ１１、１２で検出して、信号処理用ＣＰＵ３に信号を入力することが可能なように構成しておき、通常時は片方のホール素子ＩＣ１１の信号のみが信号処理用ＣＰＵ３によって処理されるが、信号処理用ＣＰＵ３の断線検出手段によってホール素子IC１１における断線が検出された場合には、切替手段によって、もう一方のホール素子ＩＣ１２の信号処理に切り替えられるようにする。

本発明のモータ磁極検出システムおよびホールセンサによれば、ホール素子ＩＣを最低１個加えるのみで冗長性を備えさせることができ、低コストにて信頼性を大幅に向上させることができる。したがって、モータ製造・利用の各分野において産業上利用性が高い発明である。

２…基板
３…信号処理ＣＰＵ
４…モータ制御部
５…位置検出用マグネット
６…モータ駆動部
７…モータシャフト
８…モータリアハウジング
９…モータ
１０…モータ磁極検出システム
１１、１２…ホール素子ＩＣ

３１…ホール素子ＩＣ
３２…基板
３３…信号処理ＣＰＵ
３４…モータ制御部
３５…位置検出用マグネット
３６…モータ駆動部
３７…モータシャフト
３８…モータリアハウジング
３９…モータ
３１０…モータ磁極検出システム

Claims

位置検出用マグネットの磁束を検出するためのホール素子ＩＣと、該ホール素子ＩＣで検出された信号を処理するための信号処理ＣＰＵとを備えてなるモータ磁極検出システムであって、該ホール素子ＩＣは該モータの軸方向上に複数設けられている、モータ磁極検出システム。
前記信号処理ＣＰＵには、前記ホール素子ＩＣの断線を検出するための断線検出手段が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のモータ磁極検出システム。
前記信号処理ＣＰＵには、前記断線検出手段により検出された断線信号に基づき、当該断線したホール素子ＩＣとは別のホール素子ＩＣからの信号処理に切り替えるための切替手段が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のモータ磁極検出システム。
前記複数のホール素子ＩＣのうち一つは前記位置検出用マグネットと対向して設けられ、他の一つは基板を介してこれと同軸上に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ磁極検出システム。
位置検出用マグネットの磁束を検出するためのホール素子ＩＣを備えてなるホールセンサであって、該ホール素子ＩＣが該モータの軸方向上に複数設けられている、ホールセンサ。