(57)【要約】【課題】構成の大型化ならびに複雑化を招くことなく、温度変化による回転検出信号の異常を検出することを課題とする。【解決手段】  被回転検出対象物の回転に対応した回転検出信号を、電源ＶＣＣと接地電位との間に直列接続されたプルアップ抵抗５と抵抗８との直列接続点の電位として出力し、プルアップ抵抗５は、その抵抗値が温度により変化する温度特性を有する抵抗体で構成され、回転検出信号の出力電位に基づいて、温度による回転検出信号の正常／異常を診断して構成される。【選択図】図１
2009014453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回転検出対象物の回転に対応した回転検出信号を、高位電源と低位電源との間に直列接続された第１の抵抗と第２の抵抗との直列接続点の電位として出力し、前記第１の抵抗は、その抵抗値が温度により変化する温度特性を有する抵抗体で構成されている回転検出手段と、
前記回転検出手段から与えられる回転検出信号の出力電位に基づいて、温度による回転検出信号の正常／異常を診断する診断手段と
を有することを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記診断手段は、回転検出信号の温度による正常／異常を判定する温度判定しきい値を設け、前記回転検出信号の出力電位と前記温度判定しきい値との比較結果に基づいて、温度による回転検出信号の正常／異常を診断する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記温度判定しきい値は、前記診断手段に与えられる回転検出信号の出力電位に基づいて可変設定される
ことを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置としては、一般的に回転を検出しようとする被回転検出対象物の回転体の近傍に設置され、回転体に取り付けられた例えば磁性体からなるセンサロータが回転体の回転とともに回転すると、ホールＩＣや磁気抵抗素子等の磁気検出素子はセンサロータと磁気検出素子との間の磁束密度の変化を検出することで回転体の回転を検出し、回転体の回転情報を電気信号等で出力する構成のものが知られている。
【０００３】
このような回転検出装置は、回転体の近傍に配置されるために、回転動作により回転体が発熱し、その輻射熱を受けるおそれがあった。そのような場合には、回転検出装置は輻射熱を吸収することで温度が上昇し、出力変動や故障等の不具合を招くおそれがあった。また、車両のエンジンの回転を検出する装置に適用した場合に、出力変動や故障等で装置が正常に機能しなくなると、気筒判別ができなくなり、車両の走行中にエンストが発生するおそれがあった。
【０００４】
そこで、回転検出装置に温度センサ等の温度検出機能を設け、この温度検出機能で回転検出装置の温度異常を検出し、温度異常時にはフェールセーフ動作を行っていた。従来、例えば回転センサと温度センサとを備えて信号処理する技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８８７７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記文献に記載された技術では、回転を検出する機能に必要な回路構成の他に、温度を検出する機能に必要な回路構成が加えられていた。さらに、回転センサからの出力信号と温度センサからの出力信号とを１本の共通の信号線によって処理回路に伝送しているため、信号線を共通化するための回路構成が必要になっていた。
【０００６】
これらのことから、装置全体が大型化し、さらに加えて回路構成が複雑化するといった不具合を招くおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構成の大型化ならびに複雑化を招くことなく、温度変化による装置の出力信号の異常を検出できる回転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被回転検出対象物の回転に対応した回転検出信号を、高位電源と低位電源との間に直列接続された第１の抵抗と第２の抵抗との直列接続点の電位として出力し、前記第１の抵抗は、その抵抗値が温度により変化する温度特性を有する抵抗体で構成されている回転検出手段と、前記回転検出手段から与えられる回転検出信号の出力電位に基づいて、温度による回転検出信号の正常／異常を診断する診断手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記特徴の請求項１に記載の発明によれば、構成の大型化ならびに複雑化を招くことなく、温度変化による回転検出信号の異常を診断検出することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転検出装置において、前記診断手段は、回転検出信号の温度による正常／異常を判定する温度判定しきい値を設け、前記回転検出信号の出力電位と前記温度判定しきい値との比較結果に基づいて、温度による回転検出信号の正常／異常を診断することを特徴とする。
【００１１】
上記特徴の請求項２に記載の発明によれば、極めて容易に温度変化による回転検出信号の正常／異常を診断することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回転検出装置において、前記温度判定しきい値は、前記診断手段に与えられる回転検出信号の出力電位に基づいて可変設定されることを特徴とする。
【００１３】
上記請求項３に記載の発明によれば、回転検出信号の正常／異常を判定する温度を容易に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例１に係る回転検出装置の構成を示す図である。図１に示す実施例１の回転検出装置は、センサロータ１が取り付けられた被回転検出対象物（図示せず）の回転を検出する検出手段として機能する検出部２と、検出部２で得られた回転検出信号の温度異常を診断する診断出段として機能する診断部３とを備えて構成されている。
【００１６】
センサロータ１は、磁性体で構成され、被回転検出対象物の例えば車両の車軸やエンジンの回転に係わる回転体に取り付けられて、回転体の回転とともに回転する。センサロータ１の外周には、凹凸状の歯車が形成され、回転体の回転にともなってこの歯車が回転することで、その回転速度に応じて歯車周辺の磁界の磁束密度が変化する。
【００１７】
検出部２は、磁気検出素子として機能するホールＩＣ４と、プルアップ抵抗５を備えて構成されている。
【００１８】
ホールＩＣ４は、センサロータ１の近傍に対向して配置され、電源ＶＣＣから給電されて動作し、出力段にｎｐｎ型のバイポーラの出力トランジスタ６を備えている。ホールＩＣ４は、ホール効果を利用して、周辺磁界すなわちセンサロータ１とホールＩＣ４との間の磁界の磁束密度に比例したホール電圧を生成し、このホール電圧に基づいて出力トランジスタ６をオン／オフするスイッチング信号を生成する。したがって、このスイッチング信号は、ホールＩＣ４に対向するセンサロータ１の歯車の凹凸に対応して出力トランジスタ６をオン／オフする。
【００１９】
出力トランジスタ６は、コレクタ端子が検出部２の出力端子７に接続され、エミッタ端子が接地電位（ＧＮＤ）に接続され、ベース端子に与えられる上記スイッチング信号に基づいてスイッチング制御されてオン／オフされ、回転検出信号を出力端子７に与える。この回転検出信号は、図２に示すようなパルス状の信号となり、センサロータ１が生成する磁束密度の変化、すなわち回転速度に対応した信号となる。
【００２０】
プルアップ抵抗５は、サーミスタのような温度特性を有する抵抗体で構成され、電源ＶＣＣと出力トランジスタ６のコレクタ端子ならびに検出部２の出力端子７との間に接続されている。
【００２１】
診断部３は、抵抗８と、温度変化による回転検出信号の正常／異常を診断して検出するＣＰＵ９を備えて構成されている。抵抗８は、検出部２の出力端子７に接続された診断部３の入力端子１０と接地電位（ＧＮＤ）との間に接続され、固定抵抗値の抵抗体で構成されている。なお、この抵抗８は、検出部２に備えられて、検出部２の出力端子７と接地電位（ＧＮＤ）との間に接続されていてもよい。
【００２２】
ＣＰＵ９は、検出部２から出力された回転検出信号を入力端子１０を介して受け、この回転検出信号を診断し、温度変化による回転検出信号の異常を検出する。回転検出信号の診断は、以下に説明するようにして行われる。
【００２３】
先ず、プルアップ抵抗５は、例えば図３のａで示すような温度特性を有する抵抗体で構成され、本実施例１の回転検出装置の温度が異常であると判定する際の判定しきい値温度が、温度の上昇とともに抵抗値が上がる所謂正特性を示す領域に設定できる温度特性を有している。このような温度特性を有する抵抗体は、サーミスタであればＰＴＣタイプのもので構成される。
【００２４】
プルアップ抵抗５がこのような温度特性を有する場合に、出力トランジスタ６がオフ状態時には、電源ＶＣＣから直列接続されたプルアップ抵抗５と抵抗８を介して接地電位に電流が流れるので、出力端子７に与えられる回転検出信号のハイレベルは、プルアップ抵抗５の抵抗値の温度変化により変動することになる。
【００２５】
そして、回転検出装置の温度が上昇するとプルアップ抵抗５の抵抗値は図３のａの特性に示すように大きくなる。プルアップ抵抗５の抵抗値が大きくなると、出力端子７に与えられる回転検出信号のハイレベルは低下することになる。すなわち、回転検出信号のハイレベルは、温度の上昇にともなって低下する。
【００２６】
回転検出信号のハイレベルは、予め設定された第１のしきい値を下回ったか否かがＣＰＵ９で判定される。ここで、第１のしきい値は、温度の上昇により回転検出信号の電位が変動して予め設定された許容範囲を逸脱するしきい値として設定される。例えば第１のしきい値は、プルアップ抵抗５の温度特性を含む、回転検出信号のハイレベルを規定する要件に基づいて、実験や机上検討等のシミュレーションにより予め設定される。
【００２７】
判定の結果、図４（ａ）に示すように、回転検出信号のハイレベルが第１のしきい値を上回っている場合には、回転検出信号は温度による出力変動は受けておらず正常の範囲内であると判別する。一方、図４（ｂ）に示すように、回転検出信号のハイレベルが第１のしきい値を下回りかつ第２のしきい値以上である状態が、所定時間かつ所定回数継続して検出された場合には、回転検出信号は温度上昇により変動して異常であると判定する。ここで、第２のしきい値は、回転検出信号のハイレベルの最低出力レベルとして予め設定される。
【００２８】
回転検出信号が異常であると判定された場合には、回転検出信号の出力を停止することで、本回転検出装置で得られた回転検出信号を使用する入力先（図示せず）における誤動作等を防止することができる。また、必要に応じて、回転検出装置の温度上昇を抑制する手段を予め用意し、異常検出時にこの手段を作用させることで、温度上昇による回転検出装置の出力変動や故障等を防止することが可能となる。
【００２９】
以上説明したように、上記実施例１においては、回転検出信号を出力する機能と温度検出機能とを併せて備えたプルアップ抵抗５を採用することで、従来のように回転検出装置の温度を検出する温度センサを別途に設ける必要は回避され、極めて簡単な構成かつ容易に回転検出信号の温度変化による異常を診断して検出することができる。
【００３０】
また、回転検出信号が異常であると判定する温度に応じた温度特性のプルアップ抵抗５を用いることで、極めて容易に回転検出信号が異常であると判定する様々な温度に対応することが可能となる。さらに、第１のしきい値を変更することで、回転検出信号が異常であると判定する温度を容易に変更することが可能となる。
【実施例２】
【００３１】
次に、この発明の実施例２について説明する。この実施例２の特徴とするところは、プルアップ抵抗５の温度特性を、先の実施例１のものに代えて、図３のｂに示すように、本実施例２における温度が異常であると判定する際の判定しきい値温度が、温度の上昇とともに抵抗値が下がる所謂負特性を示す領域に設定できる温度特性を有するプルアップ抵抗５を採用したことにあり、他は先の実施例１と同様である。
【００３２】
なお、図３のｂに示すような温度特性を有する抵抗体としては、例えばサーミスタであればＮＴＣタイプのもので構成される。
【００３３】
プルアップ抵抗５がこのような温度特性を有する場合には、回転検出装置の温度が上昇するとプルアップ抵抗５の抵抗値は図３のｂの特性に示すように小さくなる。プルアップ抵抗５の抵抗値が小さくなると、出力端子７に与えられる回転検出信号のハイレベルは上昇することになる。すなわち、回転検出信号のハイレベルは、温度の上昇にともなって上昇する。
【００３４】
回転検出信号のハイレベルは、予め設定された第３のしきい値を下回ったか否かがＣＰＵ９で判定される。ここで、第３のしきい値は、温度の上昇により回転検出信号が変動して予め設定された許容範囲を逸脱するしきい値として設定される。例えば第３のしきい値は、プルアップ抵抗５の温度特性を含む、回転検出信号のハイレベルを規定する要件に基づいて、実験や机上検討等のシミュレーションにより予め設定される。
【００３５】
判定の結果、図５（ａ）に示すように、回転検出信号のハイレベルが第３のしきい値を下回りかつ第４のしきい値を上回っている場合には、回転検出信号は温度による出力変動は受けておらず正常の範囲内であると判別する。ここで、第４のしきい値は、回転検出信号のハイレベルの最低出力レベルとして予め設定される。
【００３６】
一方、図５（ｂ）に示すように、回転検出信号のハイレベルが第３のしきい値を上回っている状態が、所定時間かつ所定回数継続して検出された場合には、回転検出信号は温度上昇により変動して異常であると判定する。
【００３７】
回転検出信号が異常であると判定された場合には、先の実施例１と同様な措置を実施することで同様の効果を得ることができる。
【００３８】
このような実施例２においても、先の実施例１と同様の効果を得ることが可能である。
【実施例３】
【００３９】
次に、この発明の実施例３について説明する。この実施例３の特徴とするところは、プルアップ抵抗５の温度特性を、先の実施例１のものに代えて、図３のｃに示すように、本実施例３における温度が異常であると判定する際の判定しきい値温度が、温度の上昇とともに抵抗値が上がる所謂正性を示す領域に設定できる温度特性を有し、同図のａに示す正特性に比べて温度変化に対する抵抗値の変化率が線形なプルアップ抵抗５を採用したことにあり、他は先の実施例１と同様である。
【００４０】
なお、上記図３のｃに示すような温度特性を有する抵抗体としては、例えばリニア抵抗器や白金測温抵抗体で構成できる。
【００４１】
プルアップ抵抗５がこのような温度特性を有する場合であっても、先の実施例１と同様の手法で温度上昇にともなう回転検出信号の異常を診断検出することが可能である。また、この実施例３では、プルアップ抵抗５の抵抗変化率が実施例１に比べて線形なので、回転検出信号の温度上昇による出力変動は安定し、実施例１，２に比べて回転検出信号の異常を精度よく検出することが可能となる。また、温度による異常を判定するしきい値（実施例１では第１のしきい値に相当）と最低出力レベルのしきい値（実施例１では第２のしきい値に相当）との間に、さらに複数の異なったレベルのしきい値を設定し、これらのしきい値と比較することで、温度による出力変動の詳細な様子を検出することが可能となる。
【００４２】
図６は先の実施例１〜３で説明した回転検出装置を車両用のエンジン等に用いられる回転検出装置に適用した際の構成を示す断面図である。
【００４３】
図６において、車両用の回転検出装置１１は、例えばエンジンルーム内の車体構造物に設置され、樹脂材等の絶縁材にて形成されたセンサケース１２を有し、センサケース１２の外周にはシール溝１３が形成され、このシール溝１３にシール材となるＯリング１４が嵌合されている。センサケース１２内には、部品収容室１５が形成され、この部品収容室１５には回転を検出する検出手段として機能するホールＩＣ１６が内設されている。
【００４４】
このように構成された回転検出装置１１は、そのセンサケース１２の下部が被取付部材１７の取付孔１８内に挿入され、センサケース１２の先端面が回転を検出する対象物となるギア１９に近接して配置され、取付孔１８の内周とセンサケース１２の外周との間は、Ｏリング１４によってシールされて大略構成されている。
【００４５】
なお、先の実施例１〜３で説明した回転検出装置は、上記図６に示す車両のエンジンにかかわる回転を検出する回転検出装置に限定されるものではなく、例えば検出対象物の回転を検出するものであれば、例えば車輪や変速機等の回転機構の回転を検出する装置としても適用することが可能である。
【００４６】
さらに、上記実施例から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
【００４７】
（イ）請求項２または３に記載の回転検出装置において、
前記回転検出信号の出力電位が前記温度判定しきい値を下回っている場合には、回転検出信号が異常であると診断判定することを特徴とする回転検出装置。
【００４８】
上記（イ）項に記載の構成によれば、極めて簡単は手法で回転検出信号の正常／異常を診断検出することができる。
【００４９】
（ロ）請求項２または３に記載の回転検出装置において、
前記回転検出信号の出力電位が前記温度判定しきい値を上回っている場合には、回転検出信号が異常であると診断判定する
ことを特徴とする回転検出装置。
【００５０】
上記（ロ）項に記載の構成によれば、極めて簡単は手法で回転検出信号の正常／異常を診断検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係る回転検出装置の構成を示す図である。
【図２】回転検出信号のパルス信号波形の一例を示す図である。
【図３】プルアップ抵抗の温度特性の数例を示す図である。
【図４】実施例１に係る回転検出信号の正常時ならびに異常時における出力レベルを示す図である。
【図５】実施例２に係る回転検出信号の正常時ならびに異常時における出力レベルを示す図である。
【図６】車両用のエンジン等に適用される回転検出装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…センサロータ
２…検出部
３…診断部
４…ホールＩＣ
５…プルアップ抵抗
６…出力トランジスタ
７…出力端子
８…抵抗
９…ＣＰＵ
１０…入力端子
１１…回転検出装置
１２…センサケース
１３…シール溝
１４…Ｏリング
１５…部品収容室
１６…ホールＩＣ
１７…被取付部材
１８…取付孔
１９…ギア
【図１】
2009014453.tif 000003
【図２】
2009014453.tif 000004
【図３】
2009014453.tif 000005
【図４】
2009014453.tif 000006
【図５】
2009014453.tif 000007
【図６】
2009014453.tif 000008