DE102016113207B4

DE102016113207B4 - Rotationserkennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016113207B4
Application number: DE102016113207.1A
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Ueda; Hiraku Hirabayashi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2036-07-19
Also published as: JP6197839B2; US20170045380A1; CN106443063A; DE102016113207A1; JP2017037023A; CN106443063B

Abstract

Rotationserkennungsvorrichtung (1), umfassend:
ein erstes, zweites und drittes Sensorelement (21, 22, 23), die einem rotierenden Körper (10) gegenüberliegen, der in einer normalen Rotationsrichtung (D1) und einer umgekehrten Rotationsrichtung drehbar ist, die sequentiell entlang der Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) angeordnet sind und die jeweils ein erstes, zweites und drittes Sensorsignal (S1, S2, S3) basierend auf der Rotation des rotierenden Körpers (10) ausgeben, und
ein Rotationsrichtung-Detektierungsteil (30), das die Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) basierend auf einem ersten, zweiten und dritten Sensorsignal (S1, S2, S3) detektiert, die aus dem ersten, zweiten und dritten Sensorelement (21, 22, 23) ausgegeben werden, wobei
das Rotationsrichtung-Detektierungsteil (30) die Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) aus einem ersten Differenzsignal (DS1), erhalten aus dem ersten Sensorsignal (S1) und dem dritten Sensorsignal (S3) und einem zweiten Differenzsignal (DS2), erhalten aus dem ersten Sensorsignal (S1) und dem zweiten Sensorsignal (S2), detektiert und die Lücke (P₂) zwischen dem ersten Sensorelement (21) und dem zweiten Sensorelement (22) kleiner ist als die Lücke (P₃) zwischen dem zweiten Sensorelement (22) und dem dritten Sensorelement (23).

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationserkennungsvorrichtung, die einen Rotationszustand eines rotierenden Körpers detektiert.
[Technologischer Hintergrund]
Herkömmlicherweise wird eine Rotationserkennungsvorrichtung zum Detektieren eines Rotationszustands, wie einer Rotationsposition, der Rotationsgeschwindigkeit oder der Rotationsrichtung eines rotierenden Körpers, für verschiedene Zwecke verwendet. Als Rotationserkennungsvorrichtung ist eine Vorrichtung bekannt, die mit einem Zahnrad mit einer Vielzahl von aus einem magnetischen Material hergestellten Zähnen, einem rotierenden Körper, wie etwa einem Multipol-magnetisierenden Magneten, bei dem eine Vielzahl von Nordpolen und Südpolen abwechselnd in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und einem dem rotierenden Körper gegenüberliegend positionierten magnetischen Sensor ausgestattet ist, und der magnetische Sensor detektiert eine mit der Rotation des rotierenden Körpers einhergehende Änderung der Richtung eines Magnetfeldes und gibt ein Signal aus, das eine relative Positionsbeziehung zwischen dem rotierenden Körper und dem magnetischen Sensor anzeigt.
In einer solchen Rotationserkennungsvorrichtung werden zum Detektieren und Bestimmen der Richtung der Rotation (der normalen Rotationsrichtung oder der umgekehrten Rotationsrichtung) des rotierenden Körpers zwei phasenverschiebende Signale benötigt. Folglich ist als magnetischer Sensor in der Rotationserkennungsvorrichtung, ein Sensor bekannt, bei dem zwei magnetische Sensorelemente vorgesehen sind, so dass zugelassen wird, dass sich die Signalphasen von jedem Sensorelement um 90° verschieben.
In einer eine derartige Konfiguration aufweisenden Rotationserkennungsvorrichtung besteht, da ein Signalversatz aufgrund eines Montagefehlers der magnetischen Sensorelemente oder dergleichen auftritt, das Problem, dass die Rauschbeständigkeit der Rotationserkennungsvorrichtung gering wird. Um dieses Problem zu beheben, wird eine Rotationserkennungsvorrichtung, in welcher drei magnetische Sensorelemente in der Rotationsrichtung eines rotierenden Körpers angeordnet sind, und welche die Rotationsrichtung basierend auf den Differenzausgaben der zwei benachbarten magnetischen Sensorelemente detektiert, vorgeschlagen (siehe Patentliteratur 1). Ferner sind aus der DE 10 2008 045 000 A1 Rotationserfassungssensoren mit mehreren Magnetsensoren bekannt. Aus der JP 2000 - 187 039 A sind Rotationserfassungssensoren bekannt, die differentielle von Hall-Sensoren abgeleitete Signale verwenden. Aus der DE 10 2014 103 588 A1 sind Magnetsensorsysteme mit Erfassungsschaltungen mit Spinventilelementen bekannt.
[LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK]
[Patentliteratur]
[Patentliteratur] Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. JP 2002 - 267 494 A
[ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG]
[Von der Erfindung zu lösendes Problem]
In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Rotationserkennungsvorrichtung ist eine Vielzahl von Nordpolen und Südpolen abwechselnd, als ein rotierender Körper in einem Magnetisierungsrotor als Subjekt für die Detektion in den magnetischen Sensorelementen, angeordnet. Lücken von benachbarten magnetischen Sensorelementen von den drei magnetischen Sensorelementen sind auf 1/4 des Abstands zwischen zwei benachbarten Nordpolen (oder zwei Südpolen) des Magnetisierungsrotors eingestellt. Da die Rotationsrichtung basierend auf Differenzausgaben zweier Sätze benachbarter magnetischer Sensorelemente detektiert wird, kann die Phase von jeder Differenzausgabe um 90° verschoben sein, und die Rotationsrichtung kann basierend auf jeder Differenzausgabe detektiert werden. Mit anderen Worten wird es möglich, die Rotationsrichtung zu erfassen, weil die Phase jeder Differenzausgabe um 90° verschoben ist.
Allerdings kommt es bei einem Magnetisierungsrotor, worin eine Vielzahl von Nordpolen und Südpolen abwechselnd angeordnet ist, da die Abstände zwischen zwei benachbarten Nordpolen (oder zwei Südpolen) variieren, selbst wenn drei magnetische Sensorelemente mit einem hohen Grad an Genauigkeit positioniert und angeordnet sind, zu einer Zunahme des Rauschens abhängig von der Magnetisierungsgenauigkeit im Magnetisierungsrotor, und die Rauschbeständigkeit kann nicht verbessert werden, da die Information über den erhaltenen Rotationszustand Fehler enthält.
Da die Rotationsrichtung basierend auf der Differenzausgabe der zwei benachbarten magnetischen Sensorelemente detektiert wird, können ferner, beim Rotieren des rotierenden Körpers mit hoher Geschwindigkeit, Differenzausgaben, deren Phase zueinander verschoben ist, überlappen, was die Erkennung der Rotationsrichtung äußerst schwierig macht.
Darüber hinaus, selbst wenn ein Zahnrad mit einer Vielzahl an Zähnen als der rotierende Körper benutzt wird, können Probleme, ähnlich zu den obigen, auftreten, da die Lücke zwischen zwei benachbarten Zähnen variieren kann.
Angesichts des oben geschilderten Problems liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Rotationserkennungsvorrichtung bereitzustellen, welche die Rotationsrichtung genau detektieren kann, selbst wenn die Lücke zwischen/unter einer Vielzahl von Detektionssubjekten in einem rotierenden Körper variiert, und insbesondere selbst wenn ein solcher rotierender Körper bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert.
[Mittel zum Lösen des Problems]
Zum Lösen des oben genannten Problems sieht die vorliegende Erfindung eine Rotationserkennungsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch vor. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an.
Gemäß der oben stehenden Erfindung, da der Abstand zwischen Sensorelementen, welche zwei Sensorsignale (das erste Sensorsignal und das M^te Sensorsignal) zum Erfassen des ersten Differenzsignals ausgeben, verschieden von dem Abstand zwischen den Sensorelementen ist, welche zwei Sensorsignale (das erste Sensorsignal und das L^te Sensorsignal) zum Erfassen des zweiten Differenzsignals ausgeben, erscheinen das erste Differenzsignal und das zweite Differenzsignal als Wellenformen mit einer unterschiedlichen Amplitude, und die Rotationsrichtung des rotierenden Körpers wird aus den zwei Differenzsignalen mit unterschiedlicher Amplitude detektiert; daher kann die Rotationsrichtung genau detektiert werden, selbst wenn die Lücken zwischen den Detektionssubjekten im rotierenden Körper variieren, oder wenn der rotierende Körper bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert.
In der obenstehenden Erfindung wird es bevorzugt, dass N gleich 3 ist, und dass das Rotationsrichtung-Detektierungsteil die Rotationsrichtung des rotierenden Körpers basierend auf dem ersten Differenzsignal, erhalten aus dem ersten Sensorsignal und dem dritten Sensorsignal, und dem zweiten Differenzsignal, erhalten aus dem ersten Sensorsignal und dem zweiten Sensorsignal, detektiert.
In der obenstehenden Erfindung ist bevorzugt, dass die Lücke zwischen dem ersten Sensorelement und dem zweiten Sensorelement kleiner ist als jene zwischen dem zweiten Sensorelement und dem dritten Sensorelement.
Bei der obenstehenden Erfindung wird es bevorzugt, dass das Rotationsrichtung-Detektierungsteil die Rotationsrichtung des rotierenden Körpers basierend auf dem positiven oder negativen Status des zweiten Differenzsignals zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs des ersten Differenzsignals detektiert.
Bei der Erfindung wird es bevorzugt, dass das Rotationsrichtung-Detektierungsteil die Rotationsrichtung des rotierenden Körpers basierend auf dem positiven oder negativen Status, bevor und nachdem das erste Differenzsignal einen Nulldurchgang vollführt, und dem positiven oder negativen Status des zweiten Differenzsignals, wenn das erste Differenzsignal einen Nulldurchgang vollführt, detektiert.
Bei der Erfindung ist der rotierende Körper ein Zahnrad, das eine Vielzahl von aus einem magnetischen Material hergestellten Zähnen aufweist, und die Lücke zwischen dem ersten Sensorelement und dem N^ten Sensorelement ist kleiner als die Lücke von zwei benachbarten Zähnen des Zahnrads. Ferner umfasst der rotierende Körper eine Vielzahl von Nordpolen und Südpolen, die abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und die Lücke zwischen dem ersten Sensorelement und dem N^ten Sensorelement ist kleiner als die Lücke zwischen zwei benachbarten Nordpolen.
In der Erfindung können TMR-Elemente oder GMR-Elemente als die ersten bis N^ten Sensorelemente verwendet werden.
[Wirkung der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn die Lücken einer Vielzahl von Detektionssubjekten in einem rotierenden Körper variieren, selbst wenn ein solcher rotierender Körper bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert, eine Rotationserkennungsvorrichtung bereitgestellt werden, die eine genaue Detektion der Rotationsrichtung ermöglicht.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Rotationserkennungsvorrichtung in Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein teilvergrößertes Diagramm, das eine Anordnung eines magnetischen Sensors bezüglich eines Zahnrads in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Schaltdiagramm, das schematisch einen Modus einer Schaltungskonfiguration des magnetischen Sensors in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines MR-Elements als ein magnetisches Detektionselement in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Konfiguration des magnetischen Sensors in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 zeigt analoge Wellenformen von ersten bis dritten Sensorsignalen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt analoge Wellenformen von ersten und zweiten Differenzsignalen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt Wellenformen von einem Pulssignal-Ausgang aus einem Operationsteil in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Schaltdiagramm, das schematisch einen weiteren Modus der Schaltungskonfiguration des magnetischen Sensors in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

[FORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG]
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die schematische Konfiguration einer Rotationserkennungsvorrichtung in Bezug auf die vorliegende Ausführungsform zeigt; 2 ist ein teilvergrößertes Diagramm, das die Anordnung eines magnetischen Sensors bezüglich einem Zahnrad in der vorliegenden Ausführungsform zeigt; 3 ist ein Schaltdiagramm, das schematisch einen Modus einer Schaltungskonfiguration des magnetischen Sensors in der vorliegenden Ausführungsform zeigt; 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die schematische Konfiguration eines MR-Elements als einem magnetischen Detektionselement in der vorliegenden Ausführungsform zeigt; und 5 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration des magnetischen Sensors in der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Rotationserkennungsvorrichtung 1 in Bezug auf die vorliegende Ausführungsform mit einem magnetischen Sensor 2, gegenüberliegend der Außenumfangsfläche des Zahnrads 10, das in einer ersten Richtung (normale Richtung und umgekehrten Rotationsrichtung) D1 drhebar ist, und einem Vorspannungs-Magnetfeldgenerator 3, der so angeordnet ist, dass er zwischen dem magnetischen Sensor 2 mit dem Zahnrad 10 zwischengelagert ist, ausgestattet. Das Zahnrad 10 ist aus magnetischem Material gefertigt, und eine Vielzahl an Zähnen 11 ist um seine Außenumfangsfläche herum ausgebildet. Darüber hinaus beläuft sich, im in der 1 gezeigten Beispiel, die Anzahl an Zähnen 11 im Zahnrad 10 auf 48, jedoch ist die Anzahl an Zähnen 11 nicht insbesondere hierauf beschränkt.
Der magnetische Sensor 2 umfasst ein erstes magnetisches Sensorteil 21, einen zweiten magnetischen Sensor 22 und ein drittes magnetisches Sensorteil 23. Die ersten bis dritten magnetische Sensorteile 21 bis 23 befinden sich parallel auf einer geraden Linie, so dass sie den Zähnen 11 des Zahnrads 10 gegenüberliegen und entlang der drehbaren Richtung (erste Richtung D1) des Zahnrads 10 liegen.
Die Lücke P₁ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23 sollte innerhalb der Lücke P₁₁ zwischen benachbarten Zähnen 11 des Zahnrads 10 liegen, und es ist bevorzugt, dass die die Lücke P₁ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23 so klein wie möglich ist. Wenn die Lücke P₁ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23 minimiert wird, kann man, falls der magnetische Sensor 2 (die ersten bis dritten magnetischen Sensorteile 21 bis 23) und das hierin nachstehend beschriebene Operationsteil 30 in einem einzelnen Chip eingebaut werden, die Größe des Chips verringern. Die Lücke P₁ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23 beträgt vorzugsweise ungefähr 1/4 der Lücke P₁₁ zwischen benachbarten Zähnen 11, beträgt weiter bevorzugt ungefähr 1/6 von der Lücke P₁₁ zwischen den benachbarten Zähnen 11 und beträgt besonders bevorzugt ungefähr 1/9 bis 1/6 der Lücke P₁₁ zwischen den benachbarten Zähnen 11, und es gibt achtundvierzig variable Lücken P₁₁ zwischen den benachbarten Zähnen 11 in einer Umdrehung des Zahnrads 10. Folglich sollte die Lücke P₁ zwischen den ersten und dritten magnetischen Sensorteilen 21 und 23 kleiner sein als alle der achtundvierzig Lücken P₁₁, und es ist nicht notwendig, die ersten bis dritten magnetischen Sensorteile 21 bis 23 relativ zum Zahnrad 10 (Zähne 11) zu positionieren. Die Lücke P₁₁ zwischen den benachbarten Zähnen 11 des Zahnrads 10 ist äquivalent zu einem Zyklus der ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3, ausgegeben von den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23, was in der vorliegenden Ausführungsform 1/48 Rotation des elektrischen 360°-Winkels des Zahnrads 10, oder einem Rotationswinkel von 7,5 ° entspricht. Die Lücke P₁ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23 liegt, in anderen Worten, innerhalb des elektrischen Winkels, der vorzugsweise 90 °, und weiter bevorzugt ungefähr 60 °, und besonders bevorzugt ungefähr 40 ° bis 60 ° beträgt.
Die Lücke P₂ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem zweiten magnetischen Sensorteil 22, und die Lücke P₃ zwischen dem zweiten magnetischen Sensorteil 22 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23, unterliegen keiner besonderen Einschränkung, es ist jedoch bevorzugt dass die Lücke P₂ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem zweiten magnetischen Sensorteil 22 kleiner ist als die Lücke P₃ zwischen dem zweiten magnetischen Sensorteil 22 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23. Wie hierin nachstehend beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Rotationsrichtung (normale Rotationsrichtung oder umgekehrte Rotationsrichtung) des Zahnrads 10 basierend auf dem ersten Differenzsignal DS1, welche aus dem ersten Sensor-Signal S1, ausgegeben von dem ersten magnetischen Sensorteil 21, und dem dritten Sensor-Signal S3, ausgegeben von dem dritten magnetischen Sensorteil 23, zu generieren ist, und dem zweiten Differenzsignal DS2, generiert aus dem ersten Sensorsignal S1 und dem zweiten Sensorsignal S2, ausgegeben von dem zweiten magnetischen Sensorteil 22, detektiert. Beim Detektieren der Rotationsrichtung kann, da die Amplituden des ersten Differenzsignals DS1 und des zweiten Differenzsignals DS2 unterschiedlich sind, die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 mit Gewissheit detektiert werden, selbst wenn das Zahnrad 10 bei hoher Geschwindigkeit rotiert. Folglich, weil die Lücke P₂ zwischen dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem zweiten magnetischen Sensorteil 22 kleiner ist als die Lücke P₃ zwischen dem zweiten magnetischen Sensorteil 22 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23, kann die Amplitude des ersten Differenzsignals DS1 und des zweiten Differenzsignals DS2 ohne weiteres unterschieden werden, und die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 kann noch zuverlässiger detektiert werden. Darüber hinaus ist, im in der 2 gezeigten Beispiel, die Links-nach-Rechts-Richtung die normale Rotationsrichtung, und die Rechts-nach-Links-Richtung ist die umgekehrte Rotationsrichtung.
Die ersten bis dritten magnetischen Sensorteile 21 bis 23 in der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet wenigstens ein magnetisches Detektionselement. Die ersten bis dritten magnetischen Sensorteile 21 bis 23 können ein Paar von magnetischen Detektionselementen einschließen, welche als mindestens ein magnetisches Detektionselement in Reihe geschaltet verbunden sind. In diesem Fall besitzen die ersten bis dritten magnetischen Sensorteile 21 bis 23 eine Wheatstone-Brückenschaltung, einschließlich eines Paars von magnetischen Detektionselementen, die in Reihe verbunden sind.
Wie in der 3 gezeigt, beinhaltet die Wheatstone-Brückenschaltung 211 im ersten magnetischen Sensorteil 21 einen Stromquellenanschluss V1, einen Masseanschluss G1, einen Ausgangsanschluss E11 und ein Paar von magnetischen Detektionselementen R11 und R12, die in Reihe verbunden sind. Ein Ende des magnetischen Detektionselements R11 ist mit dem Stromquellenanschluss V1 verbunden. Das andere Ende des magnetischen Detektionselements R11 ist mit einem Ende des magnetischen Detektionselements R12 und dem Ausgangsanschluss E11 verbunden. Das andere Ende des magnetischen Detektionselements R12 ist mit dem Masseanschluss G1 verbunden. Eine Stromquellen-Spannung mit einer vorbestimmten Intensität wird an den Stromquellenanschluss V1 angelegt, und der Masseanschluss G1 wird mit der Masse verbunden.
Die Wheatstone-Brückenschaltung 212 im zweiten magnetischen Sensorteil 22 hat eine ähnliche Konfiguration zu jener der Wheatstone-Brückenschaltung 211 im ersten magnetischen Sensorteil 21 und umfasst einen Stromquellenanschluss V2, einen Masseanschluss G2, einen Ausgangsanschluss E21 und ein Paar von magnetischen Detektionselementen R21 und R22, die in Reihe verbunden sind. Ein Ende des magnetischen Detektionselements R21 ist mit dem Stromquellenanschluss V2 verbunden. Das andere Ende des magnetischen Detektionselements R21 ist mit einem Ende des magnetischen Detektionselements R22 und dem Ausgangsanschluss E21 verbunden. Das andere Ende des magnetischen Detektionselements R22 ist mit dem Masseanschluss G2 verbunden. Eine Stromquellen-Spannung mit einer vorbestimmten Intensität wird an den Stromquellenanschluss V2 angelegt, und der Masseanschluss G2 wird mit der Masse verbunden.
Die Wheatstone-Brückenschaltung 213 im dritten magnetischen Sensorteil 23 weist eine Konfiguration auf, die ähnlich zu jener der Wheatstone-Brückenschaltungen 211 und 212 in den ersten und zweiten magnetischen Sensorteilen 21 und 22 ist, und umfasst einen Stromquellenanschluss V3, einen Masseanschluss G3, einen Ausgangsanschluss E31 und ein Paar von magnetischen Detektionselementen R31 und R32, die in Reihe verbunden sind. Ein Ende des magnetischen Detektionselements R31 ist mit dem Stromquellenanschluss V3 verbunden. Das andere Ende des magnetischen Detektionselements R31 ist mit einem Ende des magnetischen Detektionselements R32 und dem Ausgangsanschluss E31 verbunden. Das andere Ende des magnetischen Detektionselements R32 ist mit dem Masseanschluss G3 verbunden. Eine Stromquellen-Spannung einer vorbestimmten Intensität wird an den Stromquellenanschluss V3 angelegt, und der Masseanschluss G3 wird mit der verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform, da alle magnetischen Detektionselemente R11, R12, R21, R22, R31 und R32, die in den Wheatstone-Brückenschaltungen 211 bis 213 beinhaltet sind, kann ein MR-Element, wie ein TMR-Element oder ein GMR-Element, verwendet werden, und es ist besonders bevorzugt, das TMR-Element zu verwenden. Das TMR-Element und das GMR-Element weisen jeweils eine hinsichtlich der Magnetisierung „gepinnte“ Magnetisierungs-Schicht, in der ihre Magnetisierungsrichtung „gepinnt“ wird, eine freie Schicht, in der ihre Magnetisierungsrichtung gemäß einer Richtung des angelegten Magnetfelds verändert wird, und eine nichtmagnetische Schicht auf, die zwischen der Fest-Magnetisierungs-Schicht und der freien Schicht angeordnet ist.
Insbesondere, wie in 4 gezeigt, weist das MR-Element eine Vielzahl von Unterseitenelektroden 41, eine Vielzahl von MR-Beschichtungen 50 und eine Vielzahl von Oberseitenelektroden 42 auf. Die Vielzahl von Unterseitenelektroden 41 ist auf einem Substrat platziert (nicht gezeigt). Jede Unterseitenelektrode 41 hat eine lange und schmale Form. Zwischen zwei benachbarten Unterseitenelektroden 41 in der Längsrichtung der Unterseitenelektroden 41 ist eine Spalte ausgebildet. Die MR-Beschichtungen 50 sind jeweils in der Nähe beider Enden in der Längsrichtung auf der oberen Oberfläche der Unterseitenelektrode 41 vorgesehen. Die MR-Beschichtung 50 schließt die freie Schicht 51, die nichtmagnetische Schicht 52, die Fest-Magnetisierungs-Schicht 53 und eine antiferromagnetische Schicht 54, laminiert in jeweiliger Reihenfolge von der Unterseitenelektrode 41 aus, ein. Die freie Schicht 51 ist elektrisch mit der Unterseitenelektrode 41 verbunden. Die antiferromagnetische Schicht 54 ist aus einem antiferromagnetischen Material hergestellt, und erfüllt die Rolle des „Pinnens“ der Richtung der Magnetisierung der Fest-Magnetisierungs-Schicht 53 durch Verursachen der Austauschkopplung zwischen der Fest-Magnetisierungs-Schicht 53. Eine Vielzahl der Oberseitenelektroden 42 sind jeweils auf der Vielzahl der MR-Beschichtungen 50 platziert. Jede Oberseitenelektrode 42 besitzt eine lange und schmale Gestalt, angeordnet auf zwei Unterseitenelektroden 41, die in der Längsrichtung der Unterseitenelektroden 41 benachbart sind, und verbindet elektrisch die zwei benachbarten antiferromagnetischen Schichten 54 auf den MR-Beschichtungen 50. Weiterhin kann der MR-Beschichtungen 50 eine Konfiguration besitzen, bei der die freie Schicht 51, die nichtmagnetische Schicht 52, die Fest-Magnetisierung-Schicht 53 und die antiferromagnetische Schicht 54 in jeweiliger Reihenfolge von der Seite der Oberseitenelektrode 42 aus laminiert sind.
In dem TMR-Element ist die nichtmagnetische Schicht 52 eine Tunnelbarriere-Schicht. Im GMR-Element ist die nichtmagnetische Schicht 52 eine nichtmagnetische leitfähige Schicht. Im TMR-Element und dem GMR Element variiert ein Widerstandswert gemäß einem Winkel der Richtung der Magnetisierung der freien Schicht 51 bezüglich der Richtung der Magnetisierung der Fest-Magnetisierungs-Schicht 53. Der Widerstandswert wird minimiert, wenn der Winkel 0 ° beträgt (Magnetisierungsrichtungen sind parallel zueinander), und wird maximiert, wenn dieser Winkel 180 ° beträgt (Magnetisierungsrichtungen sind antiparallel zueinander).
In 3 sind die Magnetisierungsrichtungen der Fest-Magnetisierungs-Schichten der magnetischen Detektionselemente R11, R12, R21, R22, R31 und R32 durch ausgefüllte Pfeil(e) angezeigt. In den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 ist die Magnetisierungsrichtung der Fest-Magnetisierungs-Schichten der magnetischen Detektionselemente R11, R12, R21, R22, R31 und R32 parallel zur ersten Richtung D1 (siehe 1 und 2), und die Magnetisierungsrichtung der Fest-Magnetisierungs-Schichten der magnetischen Detektionselemente R11, R21 und R31 ist jeweilig antiparallel zur Magnetisierungsrichtung der Fest-Magnetisierungs-Schichten der magnetischen Detektionselemente R12, R22 und R32. In den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 werden die ersten bis dritten Sensorsignale als Signale, die eine Intensität eines Magnetfelds anzeigen, zu einem Operationsteil 30 (siehe 5) aus den Ausgangsanschlüssen E11, E21 und E31 gemäß der mit der Rotation des Zahnrads 10 einhergehenden Veränderung der Magnetisierungsrichtung ausgegeben.
Wie in 5 gezeigt, ist die Rotationserkennungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform mit dem Operationsteil 30 ausgestattet, das Operation(en) unter Mithilfe der ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3, ausgegeben jeweils aus den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23, vornimmt. Das Operationsteil 30 ist ausgestattet mit einer ersten Operationsschaltung 31, aufweisend zwei Eingangsanschlüssen die mit dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23 zu verbinden sind, einer zweiten Operationsschaltung 32, aufweisend zwei Eingangsanschlüsse, die mit dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem zweiten magnetischen Sensorteil 22 verbunden sind, und einem Datenverarbeitungsteil 33, aufweisend zwei Eingangsanschlüsse, die jeweils mit den Ausgangsanschlüssen der ersten und zweiten Operationsschaltungen 31 und 32 verbunden sind.
Die erste Operationsschaltung 31 vollführt Operations-Verarbeitung bzw. -Prozessierung unter Heranziehung des ersten Sensorsignals S1, ausgegeben aus dem ersten magnetischen Sensorteil 21 einhergehend mit der Rotation des Zahnrads 10, und des dritten Sensorsignals S3, ausgegeben aus dem dritten magnetischen Sensorteil 23, und generiert ein erstes Differenzsignal DS1, das die Differenz zwischen diesen Signalen ist.
Die zweite Operationsschaltung 32 vollführt eine Operations-Verarbeitung unter Heranziehung des ersten Sensorsignals S1 und des zweiten Sensorsignals S2, ausgegeben aus dem zweiten magnetischen Sensorteil 22, einhergehend mit der Rotation des Zahnrads 10, und generiert ein zweites Differenzsignal DS2, das eine Differenz zwischen diesen Signalen ist.
Das Datenverarbeitungsteil 33 bestimmt, ob die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 die normale Rotationsrichtung oder die umgekehrte Rotationsrichtung ist, basierend auf den ersten und zweiten Differenzsignalen DS1 und DS2, die aus den ersten und zweiten Operationsschaltungen 31 bzw. 32 ausgegeben werden.
In der Rotationserkennungsvorrichtung 1 mit der obigen Konfiguration in Bezug auf die vorliegende Ausführungsform fluktuiert die Richtung eines Magnetfelds von dem Vorspannungs-Magnetfeldgenerator 3 einhergehend mit der Rotation des Zahnrads 10, und die ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3 werden jeweilig aus den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 ausgegeben. Speziell, wie in der 6 gezeigt, werden die ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3, angedeutet durch eine Sinuswellenform, wobei die Phase gemäß der relativen Position zwischen den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 und den Zähnen 11 des Zahnrads 10 verschoben wird, ausgegeben. Darüber hinaus deutet, in 6, die horizontale Achse die elektrischen Winkel (deg) der ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3 an, und die vertikale Achse gibt die standardisierten Signalausgänge der ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3 an.
Das erste Sensorsignal S1 und das dritte Sensorsignal S3 werden in die erste Operationsschaltung 31 eingegeben, und die erste Operationsschaltung 31 generiert das erste Differenzsignal DS1, das die Differenz zwischen dem ersten Sensorsignal S1 und dem dritten Sensorsignal S3 ist. Ferner werden das erste Sensorsignal S1 und das zweite Sensorsignal S2 in die zweite Operationsschaltung 32 eingegeben, und die zweite Operationsschaltung 32 generiert das zweite Differenzsignal DS2, das die Differenz zwischen dem ersten Sensorsignal S1 und dem zweiten Sensorsignal S2 ist. Speziell, wie in 7 gezeigt, werden die ersten und zweiten Differenzsignale DS1 und DS2, angedeutet durch Wellenformen mit unterschiedlichen Amplituden, generiert. Darüber hinaus gibt, in 7, die horizontale Achse elektrische Winkel (deg) des ersten und zweiten Differenzsignals DS1 und DS2 an, und die vertikale Achse gibt den standardisierten Signalausgang der ersten und zweiten Differenzsignale DS1 und DS2 an.
Das erste Differenzsignal DS1 und das zweite Differenzsignal DS2 werden in das Datenverarbeitungsteil 33 eingegeben, und das Datenverarbeitungsteil 33 bestimmt, ob die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 die normale Rotationsrichtung oder die umgekehrte Rotationsrichtung ist, basierend auf dem ersten Differenzsignal DS1 und dem zweiten Differenzsignal DS2, d.h., basierend auf dem positiven oder negativen Status des zweiten Differenzsignals DS2, wenn das erste Differenzsignal DS1 einen Nulldurchgang vollführt. Im Speziellen bestimmt das Datenverarbeitungsteil 33 zum Beispiel, dass die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 die normale Rotationsrichtung ist, sofern der Status des zweiten Differenzsignals DS2 negativ ist, wenn das erste Differenzsignal DS1 einen Nulldurchgang von Positiv zu Negativ vollführt, und bestimmt, dass die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 eine umgekehrte Rotationsrichtung ist, wenn das Vorzeichen des zweiten Differenzsignals DS2 positiv ist. In dem in der 7 gezeigten Beispiel, wenn das erste Differenzsignal DS1 einen Nulldurchgang von Positiv zu Negativ vollführt (in der Situation, angezeigt durch den Pfeil in 7), bestimmt das Datenverarbeitungsteil 33, da das Vorzeichen des zweiten Differenzsignals DS2 negativ ist, dass die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 die normale Rotationsrichtung ist.
Darüber hinaus werden, in der Rotationserkennungsvorrichtung 1 in Bezug auf die vorliegende Ausführungsform, die von den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 ausgegebenen ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3 in das Datenverarbeitungsteil 33 eingegeben, und die Rotationsposition (Rotationswinkel) und Rotationsgeschwindigkeit des Zahnrads 10 werden durch Zählen der Periodenzahl ihrer Sensorsignale S1 bis S3 mit dem Datenverarbeitungsteil 33 berechnet.
Zum Generieren des ersten Differenzsignals DS1 werden in der vorliegenden Ausführungsform das erste Sensorsignal S1 und das dritte Sensorsignal S3 aus dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem dritten magnetischen Sensorteil 23, welche unter den drei ersten bis dritten magnetischen Sensoren 21 bis 23 weiter auseinander liegen, in paralleler Weise, verwendet. Ferner werden zum Generieren des zweiten Differenzsignals DS2 das erste Sensorsignal S1 und das zweite Sensorsignal S2 aus dem ersten magnetischen Sensorteil 21 und dem zweiten magnetischen Sensorteil 22, welche unter den ersten bis dritten drei magnetischen Sensoren 21 bis 23 die sind, die einander am nächsten sind, in paralleler Weise, verwendet. Mit dieser Ausführung können die Amplituden des ersten Differenzsignals DS1 und des zweiten Differenzsignals DS2, die zum Bestimmen der Rotationsrichtung des Zahnrads 10 durch das Datenverarbeitungsteil 33 verwendet werden, unterschieden werden. Wenn das erste Differenzsignal DS1 und das zweite Differenzsignal DS2 durch Wellenformen angezeigt werden, überlappen, falls die Amplituden die gleichen sind und nur die Phasen verschoben sind, wenn das Zahnrad 10 bei hoher Geschwindigkeit rotiert, die Wellenformen der ersten und zweiten Differenzsignale DS1 und DS2, und die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 kann schwierig zu bestimmen sein, weil die Wellenformen nicht separiert werden können. Jedoch kann in der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn das Zahnrad bei hoher Geschwindigkeit rotiert, die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 mit Gewissheit bestimmt werden, da die ersten und zweiten Differenzsignale DS1 und DS2 nie komplett überlappen werden.
Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform Analogsignale des ersten Differenzsignals DS1, generiert aus dem ersten Sensorsignal S1 und dem dritten Sensorsignal S3, und des zweiten Differenzsignals DS2, generiert aus dem ersten Sensorsignal S1 und dem zweiten Sensorsignal S2, wie beschaffen durch das Datenverarbeitungsteil 33 verarbeitet, ohne dass die Signale in Digitalsignale umgewandelt werden (Analogsignal-Verarbeitung durch das Datenverarbeitungsteil 33). Wenn die Analogsignale in Digitalsignale umgewandelt werden und der Rotationszustand, wie eine Rotationsrichtung, basierend auf den Digitalsignalen detektiert wird, weil eine Zunahme des in den Analogsignalen enthaltenen Rauschens ein Problem aufwirft, wird die Positionierungs-Genauigkeit der magnetischen Sensoren (Elemente) bezüglich einem rotierenden Körper, wie einem Zahnrad, oder die Einteilungsgenauigkeit von Zähnen oder dergleichen des Zahnrads, die Detektionsgenauigkeit des Rotationszustands, wie der Rotationsrichtung, beeinflussen. Insbesondere wenn ein rotierender Körper bei hoher Geschwindigkeit rotiert, kommen die Effekte der Positionierungs-Genauigkeit und der Einteilungsgenauigkeit auf die Detektionspräzision spürbar zum Tragen. Allerdings kann, wie in der vorliegenden Ausführungsform, weil die ersten und zweiten Differenzsignale DS1 und DS2 durch das Datenverarbeitungsteil 33 verarbeitet werden, wie besehen, der Rotationszustand eines rotierenden Körpers, wie eine Rotationsrichtung, genau detektiert werden, ohne von der Positionierungs-Genauigkeit der magnetischen Sensoren (Elementen) relativ zu einem rotierenden Körper, wie einem Zahnrad, oder der Abstandsgenauigkeit der Zähne oder dergleichen des Zahnrads beeinflusst zu werden.
Die oben erläuterte Ausführungsform wird zum erleichterten Verständnis der vorliegenden Erfindung beschrieben, und soll die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Deshalb ist jedes in der obenstehenden Ausführungsform offenbarte Element ein Konzept, das ebenfalls alle möglichen Ausführungsänderung und Äquivalente im technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschließt.
In der obigen Ausführungsform wurde der Modus, der mit drei magnetischen Sensorteilen (erste bis dritte magnetische Sensorteile 21 bis 23) ausgestattet ist, beschrieben und erläutert, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen solchen Modus beschränkt. Zum Beispiel ist ein Modus annehmbar, worin die ersten bis N^ten (N ist eine ganze Zahl, die drei oder größer ist) magnetischen Sensorteile parallel in der jeweiligen Reihenfolge ausgerichtet sind. In diesem Fall sollte das erste Differenzsignal DS1 erzeugt werden aus dem ersten Sensorsignal, ausgegeben von dem ersten magnetischen Sensorteil, und dem M^ten Sensorsignal, ausgegeben von dem M^ten Sensorsignal (M ist eine ganze Zahl kleiner oder gleich N und größer oder gleich 3)-magnetischen Sensorteil, und das zweite Differenzsignal DS2 sollte erzeugt werden aus dem ersten Sensorsignal und dem L^ten Sensorsignal, ausgegeben von dem L^ten Sensorsignal (L ist eine ganze Zahl, die kleiner oder gleich M-1 und größer oder gleich 2 ist)-magnetischen Sensorteil. Mit anderen Worten, unterliegt in dem Modus, der mit vier oder mehr magnetischen Sensorteilen ausgestattet ist, wenn Amplituden des ersten Differenzsignals DS1 und des zweiten Differenzsignals DS2 unterschiedlich sind, eine Kombination der magnetischen Sensorteile, die ein Sensorsignal ausgeben, das als Grundlage zum Erzeugen jeweiliger Differenzsignale DS1 und DS2 verwendet wird, keiner Einschränkung, wobei es aber bevorzugt wird, dass zumindest das erste Differenzsignal DS1 generiert wird unter Verwendung der Sensorsignale (erstes Sensorsignal und viertes Sensorsignal) aus denjenigen magnetischen Sensorteilen (zum Beispiel, in dem Fall, wenn die vier magnetischen Sensorteilen parallel ausgerichtet sind, das erste magnetische Sensorteil und das vierte magnetische Sensorteil) unter den magnetischen Sensorteilen, welche parallel außen an beiden Enden positioniert sind.
In der obigen Ausführungsform wurde die Rotationserkennungsvorrichtung, die mit einem Zahnrad, aufweisend eine Vielzahl von Zähnen, als einem rotierenden Körper ausgestattet ist, veranschaulicht und erklärt, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Modus beschränkt. Zum Beispiel ist, als der rotierende Körper, auch ein magnetisierter Rotor akzeptabel, in welchem Nordpole und Südpole abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
In der obigen Ausführungsform kann, wenn die Rotationsrichtung des rotierenden Körpers (Zahnrad 10) bestimmt wird, das Datenverarbeitungsteil 33 ein Pulssignal (siehe 8) ausgeben, wobei die Pulsweite je nachdem verändert worden ist, ob die Rotationsrichtung die normale Rotationsrichtung oder eine umgekehrte Rotationsrichtung ist. Wenn zum Beispiel die ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3 aus den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 und die ersten und zweiten Differenzsignale DS1 und DS2 eingegeben werden, kann das Datenverarbeitungsteil 33 ein Pulssignal, basierend auf diesen Signalen S1 bis S3, und DS1 und DS2, ausgeben. Zu dieser Zeit wird die Pulsweite in dem Fall, wenn die Rotationsrichtung des rotierenden Körpers (Zahnrad 10) die normale Rotationsrichtung ist, auf 1 gesetzt, wobei die Rotation einer Applikation, aufweisend die Rotationserkennungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, basierend auf der Pulsweite des Pulssignals kontrolliert werden kann durch Ausgeben des Pulssignals, wobei deren Pulssignal im Fall einer umgekehrten Rotationsrichtung auf 2 gesetzt wird.
In der obigen Ausführungsform bestimmt das Datenverarbeitungsteil 33 die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 basierend auf dem positiven oder negativen Status des zweiten Differenzsignals DS2, wenn das erste Differenzsignal DS1 einen Nulldurchgang in einer Richtung von Positiv nach Negativ vollführt, wobei die vorliegende Erfindung aber nicht auf einen solchen Modus eingeschränkt ist. Zum Beispiel kann die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 gemäß der Reihenfolge bestimmt werden, wenn das erste Differenzsignal DS1 und das zweite Differenzsignal DS2 einen Nulldurchgang in einer Richtung von Positiv nach Negativ (oder einer Richtung von Negativ nach Positiv) vollführen. Zum Beispiel kann in einem in der 7 gezeigten Beispiel, da zuerst das zweite Differenzsignal DS2 einen Nulldurchgang in einer Richtung von Positiv nach Negativ vollführt und das erste Differenzsignal DS1 als Nächstes einen Nulldurchgang vollführt, bestimmt werden, dass die Rotationsrichtung des Zahnrads 10 eine normale Rotationsrichtung ist.
In der obigen Ausführungsform wurde der Modus, bei dem Wheatstone-Brückenschaltungen 211 bis 213 in den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 jeweilig die Ausgangsanschlüsse E11 bis E13 und ein Paar von magnetischen Detektionselementen R11 und R12, R21 und R22 bzw. R31 und R32 einschließen, beschrieben, die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht auf einen solchen Modus beschränkt werden. Zum Beispiel, wie in 9 gezeigt, können die Wheatstone-Brückenschaltungen 211 bis 213 jeweils zwei Ausgangsanschlüsse E11 und E12, E21 und E22 bzw. E31 und E32, ein erstes Paar von magnetischen Detektionselementen R11 und R12, R21 und R22 bzw. R31 und R32, die in Reihe verbunden sind, und ein zweites Paar von magnetischen Detektionselementen R13 und R14, R23 und R24 bzw. R33 und R34, die in Reihe verbunden sind, einschließen. In diesem Fall sind Enden der magnetischen Detektionselemente R11 und R13, R21 und R23 und R31 und R33 mit den Stromquellenanschlüssen V1 bis V3 verbunden. Jedes der anderen Enden der magnetischen Detektionselemente R11, R21 und R31 sind jeweils mit einem Ende der magnetischen Detektionselemente R12, R22 und R33 und den Ausgangsanschlüssen E11, E21 bzw. E31 verbunden. Die anderen Enden der magnetischen Detektionselemente R13, R23 und R33 sind mit einem Ende der magnetischen Detektionselemente R14, R24 und R34 und den Ausgangsanschlüssen E12, E22 und E32 verbunden. Jedwede der anderen Enden der magnetischen Detektionselemente R12 und R14, R22 und R24 und R32 und R34 sind jeweilig mit den Masseanschlüssen G1 bis G3 verbunden.
Dann sind die Magnetisierungsrichtungen (angezeigt durch ausgefüllte Pfeile in 9) der Fest-Magnetisierungs-Schichten der magnetischen Detektionselemente R11 bis R14, R21 bis R24 und R31 bis R34 parallel zu der ersten Richtung D1 (siehe 1 und 2), und die Magnetisierungsrichtungen der Fest-Magnetisierungs-Schichten der magnetischen Detektionselemente R11, R14, R21, R24, R31 und R34 und die Magnetisierungsrichtungen der Fest-Magnetisierungs-Schichten der magnetischen Detektionselemente R12, R13, R22, R23, R32 und R33 sind antiparallel zueinander. In den ersten bis dritten magnetischen Sensorteilen 21 bis 23 variiert die Potentialdifferenz der Ausgangsanschlüsse E11 und E12, E21 und E22 und E31 und E32 gemäß der mit der Rotation des Zahnrads 10 einhergehenden Änderung der Magnetisierungsrichtung, wird ein die Intensität eines Magnetfelds anzeigendes Signal ausgegeben, und die Signale können jeweils an das Operationsteil 30 (siehe 5) aus Differenzdetektoren 25, 26 und 27 als die ersten bis dritten Sensorsignale S1 bis S3 ausgegeben werden.
Bezugszeichenliste

1: Rotationserkennungsvorrichtung
2: magnetischer Sensor
21: erstes magnetisches Sensorteil
22: zweites magnetisches Sensorteil
23: drittes magnetisches Sensorteil
30: Operationsteil (Rotationsrichtung-Detektierungsteil)
31: erste Operationsschaltung (Rotationsrichtung-Detektierungsteil)
32: zweite Operationsschaltung (Rotationsrichtung-Detektierungsteil)
33: Datenverarbeitungsschaltung (Rotationsrichtung-Detektierungsteil)
10: Zahnrad (rotierender Körper)
11: Zähne

Claims

Rotationserkennungsvorrichtung (1), umfassend: ein erstes, zweites und drittes Sensorelement (21, 22, 23), die einem rotierenden Körper (10) gegenüberliegen, der in einer normalen Rotationsrichtung (D1) und einer umgekehrten Rotationsrichtung drehbar ist, die sequentiell entlang der Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) angeordnet sind und die jeweils ein erstes, zweites und drittes Sensorsignal (S1, S2, S3) basierend auf der Rotation des rotierenden Körpers (10) ausgeben, und ein Rotationsrichtung-Detektierungsteil (30), das die Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) basierend auf einem ersten, zweiten und dritten Sensorsignal (S1, S2, S3) detektiert, die aus dem ersten, zweiten und dritten Sensorelement (21, 22, 23) ausgegeben werden, wobei das Rotationsrichtung-Detektierungsteil (30) die Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) aus einem ersten Differenzsignal (DS1), erhalten aus dem ersten Sensorsignal (S1) und dem dritten Sensorsignal (S3) und einem zweiten Differenzsignal (DS2), erhalten aus dem ersten Sensorsignal (S1) und dem zweiten Sensorsignal (S2), detektiert und die Lücke (P₂) zwischen dem ersten Sensorelement (21) und dem zweiten Sensorelement (22) kleiner ist als die Lücke (P₃) zwischen dem zweiten Sensorelement (22) und dem dritten Sensorelement (23).
Rotationserkennungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Rotationsrichtung-Detektierungsteil (30) die Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) basierend auf einem positiven oder negativen Status des zweiten Differenzsignals (DS2), wenn das erste Differenzsignal (DS1) einen Nulldurchgang vollführt, detektiert.
Rotationserkennungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Rotationsrichtung-Detektierungsteil (30) die Rotationsrichtung (D1) des rotierenden Körpers (10) basierend auf dem positiven oder negativen Status des zweiten Differenzsignals (DS2), wenn das erste Differenzsignal (DS1) einen Nulldurchgang von positiv nach negativ oder von negativ zu positiv vollführt, detektiert.
Rotationserkennungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der rotierende Körper (10) ein Zahnrad ist, das eine Vielzahl von aus einem magnetischen Material hergestellten Zähnen (11) umfasst, und eine Lücke (P₁) zwischen dem ersten Sensorelement (21) und dem dritten Sensorelement (23) kleiner ist als eine Lücke (P₁₁) von zwei benachbarten Zähnen (11) des Zahnrads.
Rotationserkennungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der rotierende Körper (10) eine Vielzahl von Nordpolen und Südpolen umfasst, die abwechselnd in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Lücke (P₁) zwischen dem ersten Sensorelement (21) und dem dritten Sensorelement (23) kleiner ist als eine Lücke zwischen zwei benachbarten Nordpolen.
Rotationserkennungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten bis dritten Sensorelemente (21, 22, 23) TMR-Elemente oder GMR-Elemente umfassen.