JP2006234504A

JP2006234504A - 回転検出装置

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Publication number: JP2006234504A
Application number: JP2005047712A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Kanehara; 金原　　孝昌
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】耐ノイズ性を損なうことなく回転方向及び回転角度を外部に伝達することができる回転検出装置を提供すること。
【解決手段】第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａは、回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓａを回転方向判定回路６、端子Ａなどに出力する。第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ｂは、回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓｂを回転方向判定回路６に出力する。回転方向判定回路６は、パルス信号Ｓａ，Ｓｂに基づいて回転体１の回転方向を判定し、その回転方向を示す方向判定信号Ｓｃを出力する。位相反転回路７は、パルス信号Ｓａの位相を反転させ、反転させたパルス信号Ｓｄ（パルス信号Ｓａと逆位相）を信号選択回路８へ出力する。信号選択回路８は、方向判定信号Ｓｃに基づいてパルス信号Ｓａを有効化して端子Ｂから出力するか、パルス信号Ｓｄを有効化して端子Ｂから出力するかを選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転検出装置に関するものである。

従来、回転体の回転方向などを検出する回転検出装置として特許文献１に示すものがあった。図７は、特許文献１に示す第５の実施形態の回転検出装置の概略構成を示す回路図である。

特許文献１に示す回転検出装置３３は、図７に示すように、第１の磁気センサ３、第２の磁気センサ４、ラッチ回路５、第１の定電流回路３４、パルス信号発生回路３５、第２の定電流回路３６、スイッチ回路３７、外部端子Ｐ１、Ｐ２などを備える。

第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４は、磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いて検出信号を出力するように構成されたもので、回転体の回転に伴って１／４の位相差をもって矩形状の検出信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。なお、第１の磁気センサ３の出力端子は第１の定電流回路３４を介して外部端子Ｐ２に接続されると共に、パルス信号発生回路３５に接続されている。

ラッチ回路５は、Ｄタイプのフリップフロップからなるもので、そのデータ入力端子Ｄには第１の磁気センサ３の出力端子が接続され、クロック入力端子ＣＬには第２の磁気センサ４の出力端子が接続されており、出力端子は回転方向を示す判定信号Ｓｃを出力する。

第１の定電流回路３４は、ハイレベルの信号が与えられている期間中は所定の電流値Ｉａの電流を出力する。パルス信号発生回路３５は、所定の短い時間幅のパルス信号を出力するもので、その出力端子は第２の定電流回路３６の入力端子に接続される。第２の定電流回路３６は、ハイレベルの信号が与えられている期間中は所定の電流値Ｉｂの電流を出力する。

スイッチ回路３７は、電流Ｉａの先頭に第２の定電流回路３６の出力電流Ｉｂを加算した信号を外部端子Ｐ２に出力するもので、ラッチ回路５から正回転状態を示すハイレベルの判定信号が与えられている状態ではオフ状態となり、逆回転を示すロウレベルの判定信号が与えられている状態ではオン状態となる。

また、外部端子Ｐ２は、検出用抵抗を介してグランドに接続されており、この検出用抵抗には電圧検出手段が接続されており、この検出電圧信号は処理回路に入力される。

この回転検出装置３３は、回転体が正回転をしている状態では、第１の磁気センサ３の検出信号Ｓａのレベルに対応した波形の電流Ｉａを外部端子から出力する。一方、回転検出装置は、回転体が逆回転に転じた場合には、第１の磁気センサ３の検出信号Ｓａに対応したパルス状の電流Ｉａの先頭に短いパルス状の電流Ｉｂが加算された状態で外部端子Ｐ２から出力する。

したがって、処理回路は、検出用抵抗の端子電圧を検出することにより回転体の回転方向および回転数を検出することができるようになる。
特開平１０−３３２７２５号公報

特許文献１に示す回転検出装置は、正回転の場合と逆回転の場合とで出力する検出信号（電流もしくは電圧）のレベルを異ならせることによって回転方向を示している。したがって、特許文献１に示す回転検出装置から出力されるレベルによって回転方向を判定する処理回路には、２つの閾値が必要となる。

ところが、検出信号は、消費電流、消費電圧などの関係であまりレベルを上げることができない場合もある。このように検出信号が所定のレベル内である場合に回転方向を判定するための閾値を２つ設定すると、閾値が１つである場合に比べて閾値のレベルを下げる必要がありノイズに対する余裕度が低下する可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、耐ノイズ性を損なうことなく回転方向及び回転角度を外部に伝達することができる回転検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の回転検出装置は、回転体の回転角度に応じた回転信号をそれぞれ異なる位相で出力する複数のセンサ素子と、回転信号の位相の関係に基づいて回転体が第１の方向及び第１の方向とは逆の第２の方向のいずれかの方向に回転しているかを示す方向判定信号を出力する回転方向判定手段と、複数の出力端子と、センサ素子の回転信号に基づいて複数の出力端子から出力する複数の信号を生成する信号生成手段とを備え、信号生成手段は、複数の出力端子の１つの端子から出力する信号の出力波形を、方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで変化させると共に、少なくともいずれか一方の方向を示す場合に、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力するものであり、複数の出力端子の残りの端子からは、常時、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とするものである。

このように、回転方向によって複数の出力端子の１つの端子から出力する信号の出力波形を変化させることによって、この出力波形によって回転体の回転方向を示すことができるので耐ノイズ性を損なうことなく回転体の回転方向を外部に伝達することができる。また、複数の出力端子の１つの端子からは、回転体が第１の方向及び第１の方向とは逆の第２の方向の少なくともいずれか一方の方向を示す場合には、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力し、さらに、複数の出力端子の残りの端子からは、常時、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することによって、回転角度に関しても耐ノイズ性を損なうことなく回転体の回転方向を外部に伝達することができる。

また、複数のセンサ素子、複数の出力端子は、請求項２に示すように、それぞれ２個ずつ設けることによって、回転体の回転方向である正回転、逆回転を示す信号を出力することができる。

また、請求項３に記載の回転検出装置では、信号生成手段は、複数の出力端子の１つの端子から、方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで位相を反転させつつ、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とするものである。

このように、複数の出力端子の１つの端子から、方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで位相を反転させつつ、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することによって、確実に回転体の回転方向を外部に伝達することができる。

また、請求項４に記載の回転検出装置では、信号生成手段は、方向判定信号が第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合は複数の出力端子の全ての端子から回転体の回転角度に応じたパルス信号を同位相で出力し、他方の方向を示す場合は複数の出力端子の１つの端子から、位相を反転させつつ回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とするものである。

このように、方向判定信号が第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合は複数の出力端子の全ての端子から回転体の回転角度に応じたパルス信号を同位相で出力し、他方の方向を示す場合は複数の出力端子の１つの端子から、位相を反転させつつ回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することによって、より一層確実に回転体の回転方向を外部に伝達することができる。

また、信号生成手段は、具体的には請求項５に示すように、複数の波形成形回路、位相反転回路、信号選択回路を備え、複数の波形成形回路は、各センサ素子の回転信号をパルス信号に成形するものであり、複数のセンサ素子の１つのセンサ素子に対応するパルス信号を回転方向判定手段に出力すると共に、複数のセンサ素子の残りのセンサ素子に対応するパルス信号を位相反転回路、信号選択回路、回転方向判定手段、及び複数の出力端子の１つの端子に出力し、位相反転回路は、パルス信号の位相を反転させて信号選択回路に出力し、信号選択回路は、方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで位相反転回路から出力されたパルス信号あるいは波形成形回路から出力されたパルス信号のいずれを複数の出力端子の残りの端子に出力するかを選択することによってなしえるものである。

また、請求項６に記載の回転検出装置では、信号生成手段は、複数の出力端子の１つの端子から、方向判定信号が第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合に、一定レベルの信号を出力し、他方の方向を示す場合に、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とするものである。

このように、方向判定信号が第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合に、一定レベルの信号を出力し、他方の方向を示す場合に、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力するようにしても回転体の回転方向を外部に伝達することができる。

また、請求項７に示すように、複数の出力端子の１つの端子から、回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力する場合に、複数の出力端子の残りの端子から出力されるパルス信号と同位相もしくは逆位相のパルス信号を出力することもできる。

また、信号生成手段は、請求項８に示すように複数の波形成形回路、位相反転回路、出力判定回路を備え、複数の波形成形回路は、各センサ素子の回転信号をパルス信号に成形するものであり、複数のセンサ素子の１つのセンサ素子に対応するパルス信号を回転方向判定手段に出力すると共に、複数のセンサ素子の残りのセンサ素子に対応するパルス信号を位相反転回路、回転方向判定手段、及び複数の出力端子の１つの端子に出力し、位相反転回路は、パルス信号の位相を反転させて出力判定回路に出力し、出力判定回路は、方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで位相反転回路から出力されたパルス信号を複数の出力端子の残りの端子に出力するか、もしくは一定レベルの信号を複数の出力端子の残りの端子に出力するかを選択することによってもなしえるものである。

また、信号生成手段は、請求項９に示すように複数の波形成形回路、出力判定回路を備え、複数の波形成形回路は、各センサ素子の回転信号をパルス信号に成形するものであり、複数のセンサ素子の１つのセンサ素子に対応するパルス信号を回転方向判定手段に出力すると共に、複数のセンサ素子の残りのセンサ素子に対応するパルス信号を回転方向判定手段、出力判定回路及び複数の出力端子の１つの端子に出力し、出力判定回路は、方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで波形成形回路から出力されたパルス信号を複数の出力端子の残りの端子に出力するか、もしくは一定レベルの信号を複数の出力端子の残りの端子に出力するかを選択することによってもなしえるものである。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す回路図である。図２は、本発明の第１の実施の形態における回転検出装置の動作を示すタイムチャートである。

回転方向および回転数の検出対象である回転体１は、例えば図示しない自動車のタイヤと一体となって回転するように設けられ、磁性材により構成されている。この回転体１には、外周部に所定ピッチで山部１ａ，谷部１ｂが形成されている。

回転検出装置２は、第１の磁気センサ３、第２の磁気センサ４、波形成形回路５ａ、５ｂ、回転方向判定回路６、位相反転回路７、信号選択回路８、端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃなどを備える。

センサ素子としての２個の磁気センサ（第１の磁気センサ３，第２の磁気センサ４）は、磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いて検出信号を出力するように構成されたもので、両者は回転体１の外周部と対抗するようにして配置され、それら両者の間は山部１ａのピッチの整数倍の距離に１／４ピッチ分の距離を加算あるいは減算した距離に設定されている。そして、後述するように、第１の磁気センサ３，第２の磁気センサ４からは回転体１の回転角度に応じた回転信号を出力する。この回転信号は、本発明における信号生成手段の一部である波形成形回路５ａ、５ｂにそれぞれ入力される。波形成形回路５ａ、５ｂは、第１の磁気センサ３，第２の磁気センサ４から出力された回転信号をパルス信号に波形成形し、図２（ａ），（ｂ）に示すような１／４の位相差をもったパルス信号Ｓａ，Ｓｂとして出力する。

なお、波形成形回路５ａの出力端子は、回転検出装置２の出力端子である端子Ａ、回転方向判定回路６の入力端子、位相反転回路７の入力端子、信号選択回路８の入力端子に接続されている。端子Ａからは、第１の磁気センサ３から出力された回転信号が波形成形回路５ａにてパルス信号Ｓａに波形成形されて出力電流として出力される。また、波形成形回路５ａの出力端子は、回転方向判定回路６の入力端子に接続されている。

本発明における回転方向判定手段としての回転方向判定回路６は、Ｄタイプのフリップフロップからなるもので、そのデータ入力端子Ｄには波形成形回路５ａを介して第１の磁気センサ３が接続され、クロック入力端子ＣＬには波形成形回路５ｂを介して第２の磁気センサ４が接続されており、出力端子Ｑには信号選択回路８の入力端子が接続されている。回転方向判定回路６は、第１の磁気センサ３，第２の磁気センサ４から出力される回転信号が波形成形されたパルス信号Ｓａ，Ｓｂに基づいて回転体１の回転方向を判定し、その回転方向を示す方向判定信号Ｓｃを出力する。

本発明における信号生成手段の一部である位相反転回路７は、波形成形回路５ａを介して第１の磁気センサ３が接続されると共に、信号選択回路８の入力端子が接続されている。そして位相反転回路７は、波形成形回路５ａにて波形成形されたパルス信号Ｓａが入力されると、そのパルス信号Ｓａの位相を反転させ、反転させたパルス信号Ｓｄ（パルス信号Ｓａと逆位相）を信号選択回路８へ出力する。

本発明における信号生成手段の一部である信号選択回路８は、波形成形回路５ａの出力端子、回転方向判定回路６の出力端子、位相反転回路７の出力端子が接続されている。そして、信号選択回路８は、回転方向判定回路６から回転体１の正回転を示すハイレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では、波形成形回路５ａが出力したパルス信号Ｓａを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力し、回転体１の逆回転を示すロウレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では位相反転回路７が出力したパルス信号Ｓｄを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。

２つの端子Ａ，Ｂは、回転検出装置２の出力端子であり、端子Ｃは、回転検出装置２の入力端子である。端子Ａ、Ｂは、図示しない検出用抵抗を介してグランド端子に接続されている。また検出用抵抗は、図示しない電圧検出装置が接続されており、この電圧検出装置によって検出された検出電圧信号が図示しない処理回路に入力されるようになっている。端子Ｃは、回転検出装置２内部に設けられた各回路の電源端子及び回転検出装置２外部に設けられたバッテリーなどの外部電源の端子が接続されており、これら各回路に外部電源から給電するための電源入力端子として機能する。

次に、本実施の形態における回転検出装置２の動作について図２に示すタイムチャートも参照して説明する。図２は、回転体１が正回転をしている状態から逆回転に転じたときの各部の信号の波形を示すものである。すなわち、回転体１が正回転をしている状態では、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂはそれぞれ図２（ａ）、（ｂ）の一点鎖線よりも左側に示すようなパルス信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。また、回転体１が正回転から逆回転に転じた時点以降では、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂはそれぞれ図２（ａ）、（ｂ）の一点鎖線よりも右側に示すようなパルス信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。

第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４は、回転体１の山部１ａが対向している状態ではハイレベルの回転信号を出力し、谷部１ｂが対向している状態ではロウレベルの回転信号を出力する。したがって、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂは、山部１ａと対向している状態から次の山部１ａが対向するまでの１ピッチに対して、パルス信号Ｓａ，Ｓｂを出力する。

また、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａは、この回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓａの電流を回転検出装置２の出力端子である端子Ａから出力すると共に、回転方向判定回路６のデータ入力端子Ｄ、位相反転回路７、信号選択回路８に出力する。また、第２の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａは、この回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓｂの電流を回転方向判定回路６のクロック入力端子ＣＬに出力する。なお、パルス信号ＳａとＳｂとは、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４の両者の配置関係から、１／４ピッチ分だけ位相がずれた出力となる。

第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されるパルス信号Ｓａは回転方向判定回路６のデータ入力端子Ｄに入力され、第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ｂから出力されるパルス信号Ｓｂは回転方向判定回路６のクロック入力端子ＣＬに入力される。したがって、回転方向判定回路６は、回転体１が正回転をしているときには、パルス信号Ｓｂの立ち上がりタイミングでハイレベルの信号を方向判定信号Ｓｃとして出力するようになり、回転体１が逆回転しているときには、ロウレベルの信号を方向判定信号Ｓｃとして出力するようになる。つまり、方向判定信号Ｓｃは、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａ及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ｂからのパルス信号ＳａおよびＳｂの論理積（アンド）となり、その波形は図２（ｃ）に示すようになる。

次に、位相反転回路７においては、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されるパルス信号Ｓａが入力されると、そのパルス信号Ｓａの位相を反転させる。そして、位相反転回路７は、図２（ｄ）に示すように、パルス信号Ｓａの位相を反転させたパルス信号Ｓｄ（パルス信号Ｓａと逆位相）を信号選択回路８へ出力する。

また、信号選択回路８においては、図２（ｅ）に示すように回転方向判定回路６から正回転に対応するハイレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられているときには、第１の磁気センサ３が出力したパルス信号Ｓａを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。そして、信号選択回路８は、図２（ｅ）に示すように回転体１の逆回転を示すロウレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では位相反転回路７が出力したパルス信号Ｓｄを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。

したがって、回転検出装置２は、正回転の場合、端子Ａ及び端子Ｂから同位相のパルス信号（パルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅ）を出力し、逆回転の場合、端子Ａと端子Ｂとから逆位相のパルス信号（パルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅ）を出力する。

この回転検出装置２の出力端子である端子Ａ，Ｂのそれぞれから出力されるパルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅは、それぞれ検出用抵抗（図示せず）に出力される。したがって、それぞれの検出用抵抗の端子電圧が所定の閾値を超えたか否かによって回転角度を検出することができるようになる。また、それぞれの検出用抵抗における端子電圧の位相を比較することにより回転体１の回転方向を検出することができるようになる。

このように本実施の形態によれば、それぞれの出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）から出力する回転体１の回転角度に応じた電流値を示すパルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅを回転体１の回転方向を示す対応関係として出力することによって、回転方向を判定するための閾値のレベルを下げなくてよいので耐ノイズ性を損なうことなる回転方向及び回転角度を外部に伝達することができる。

また、出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）のそれぞれから回転体１の回転角度に応じたパルス信号を出力することによって、処理回路が片エッジ検出する回路である場合、正回転及び逆回転とも出力波形の立下りでエッジを検出することができる。したがって、端子Ａ、端子Ｂのそれぞれから出力される信号を処理する処理回路を同じ回路にすることができ、処理回路の回路構成の自由度を向上させることもできる。

また、回転検出装置２の分解能を向上させる場合、処理回路にて両側エッジを検出することによって行うことができる。ところが、両側エッジを検出する処理回路は、片側エッジを検出する処理回路に比べて回路構成が複雑になる。しかしながら、本実施の形態においては、２つの出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）からパルス信号を出力するので、片側エッジを検出する処理回路をそれぞれの出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）に適用することによって両側エッジが検出できることとなる。したがって、本実施の形態における回転検出装置２は、処理回路の回路構成を複雑にすることなく分解能を向上させることができる。

なお、上述の実施の形態においては、回転体１の回転方向が正回転から逆回転に転じる場合、パルス信号Ｓａの位相を反転させたパルス信号Ｓｄ（パルス信号Ｓａの逆位相）を回転信号として出力する例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。回転体１の回転方向が正回転から逆回転に転じる場合、回転角度に応じた信号であり、パルス信号Ｓａと位相が異なる信号であれば本発明の目的は達成できるものである。この場合、位相反転回路７のかわりに、パルス信号Ｓａの位相を所定値だけ変更する位相変更回路などを用いることによって構成することができる。

また、上述の実施の形態においては、信号生成手段を構成する回路部材として波形成形回路５ａ、５ｂ、位相反転回路７、信号選択回路８を用いる例にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。方向判定信号Ｓｃが第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合は複数の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）の全ての端子から回転体の回転角度に応じたパルス信号を同位相で出力し、他方の方向を示す場合は複数の出力端子の１つの端子から、位相を反転させつつ回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力し、複数の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）の残りの端子からは、常時、回転体１の回転角度に応じたパルス信号を出力するものであれば、本発明の目的は達成できるものである。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す回路図である。図４は、本発明の第２の実施の形態における回転検出装置の動作を示すタイムチャートである。

第２の実施の形態における回転検出装置２は、上述の第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態と異なる点は、信号選択回路８のかわりに出力判定回路９を用いる点である。

本実施の形態における回転検出装置２は、図３に示すように第１の磁気センサ３、第２の磁気センサ４、波形成形回路５ａ、５ｂ、回転方向判定回路６、位相反転回路７、出力判定回路９、端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃなどを備える。

信号生成手段の一部である出力判定回路９は、回転方向判定回路６の出力端子、位相反転回路７の出力端子が接続されている。そして、出力判定回路９は、回転方向判定回路６から出力される方向判定信号Ｓｃに基づいて位相反転回路７が出力したパルス信号Ｓｄを出力するか否かを判定する回路であり、パルス信号Ｓｄを出力しないと判定した場合は、一定レベルの固定信号を出力する。したがって、出力判定回路９は、回転方向判定回路６から回転体１の正回転を示すハイレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では、パルス信号Ｓｄを出力しないと判定し、一定レベルの固定信号（本実施の形態ではロウレベル）を有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力し、回転体１の逆回転を示すロウレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では、パルス信号Ｓｄを出力すると判定し、位相反転回路７が出力したパルス信号Ｓｄを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。

次に、本実施の形態における回転検出装置２の動作について図４に示すタイムチャートも参照して説明する。図４は、回転体１が正回転をしている状態から逆回転に転じたときの各部の信号の波形を示すものである。すなわち、回転体１が正回転をしている状態では、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂはそれぞれ図４（ａ）、（ｂ）の一点鎖線よりも左側に示すようなパルス信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。また、回転体１が正回転から逆回転に転じた時点以降では、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂはそれぞれ図４（ａ）、（ｂ）の一点鎖線よりも右側に示すようなパルス信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。

また、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａは、この回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓａの電流を回転検出装置２の出力端子である端子Ａから出力すると共に、回転方向判定回路６のデータ入力端子Ｄ、位相反転回路７に出力する。また、第２の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ｂは、この回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓｂの電流を回転方向判定回路６のクロック入力端子ＣＬに入力する。なお、パルス信号ＳａとＳｂとは、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４の両者の配置関係から、１／４ピッチ分だけ位相がずれた出力となる。

第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されるパルス信号Ｓａは回転方向判定回路６のデータ入力端子Ｄに入力され、第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ｂから出力されるパルス信号Ｓｂは回転方向判定回路６のクロック入力端子ＣＬに入力される。したがって、回転方向判定回路６は、回転体１が正回転をしているときには、パルス信号Ｓｂの立ち上がりタイミングでハイレベルの信号を方向判定信号Ｓｃとして出力するようになり、回転体１が逆回転しているときには、ロウレベルの信号を方向判定信号Ｓｃとして出力するようになる。つまり、方向判定信号Ｓｃは、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４にそれぞれ接続される波形成形回路５ａ、５ｂから出力されるパルス信号ＳａおよびＳｂの論理積（アンド）となり、その波形は図４（ｃ）に示すようになる。

次に、位相反転回路７においては、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されるパルス信号Ｓａが入力されると、そのパルス信号Ｓａの位相を反転させる。そして、位相反転回路７は、図４（ｄ）に示すように、パルス信号Ｓａの位相を反転させたパルス信号Ｓｄ（パルス信号Ｓａと逆位相）を出力判定回路９へ出力する。

また、出力判定回路９においては、図４（ｅ）に示すように回転方向判定回路６から正回転に対応するハイレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられているときには、一定レベルの固定信号（本実施の形態ではロウレベル）を有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。そして、出力判定回路９は、図４（ｅ）に示すように回転体１の逆回転を示すロウレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では位相反転回路７が出力したパルス信号Ｓｄを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。

したがって、回転検出装置２は、正回転の場合、端子Ａからはパルス信号Ｓａ、端子Ｂからは固定信号（出力信号Ｓｅ）を出力し、逆回転の場合、端子Ａと端子Ｂとから逆位相の回転信号（パルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅ）を出力する。

この回転検出装置２の出力端子である端子Ａ、端子Ｂから出力される回転体１の回転角度に応じた電流値を示すパルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅ、もしくは固定信号は、端子Ａ、端子Ｂごとにそれぞれ検出用抵抗（図示せず）に出力される。

したがって、それぞれの検出用抵抗の端子電圧が所定の閾値を超えたか否かによって回転角度を検出することができるようになる。また、それぞれの検出用抵抗における端子電圧を比較することにより回転体１の回転方向を検出することができるようになる。また、出力信号Ｓｅと固定信号とに対応する端子電圧によっても回転体１の回転方向を検出することができるようになる。

このように本実施の形態によれば、それぞれの出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）から出力する回転体１の回転角度に応じた電流値を示すパルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅもしくは固定信号を回転体１の回転方向を示す対応関係として出力することによって、回転方向を判定するための閾値のレベルを下げなくてよいので耐ノイズ性を損なうことなく回転方向及び回転角度を外部に伝達することができる。

なお、ノイズに対する余裕度の低下を防止するためには、回転検出装置２に２つの出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）を設けて、一方の端子からは回転体１の回転角度に応じた回転信号を出力させ、他方の端子からは回転体１の回転方向を示す回転方向信号（ハイレベルかローレベル）を出力させることも考えられる。

しかしながら、本実施の形態に示すように、一方の出力端子（本実施の形態では端子Ｂ）から回転体１の回転方向に応じて固定信号と回転体１の回転角度に応じた出力信号Ｓｅとを出力することによって、処理回路によって回転方向を検出する際の検出精度を向上させることができるようになる。

また、回転体１が一方の回転方向である場合は、出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）のそれぞれから回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅを出力するので、上述の実施の形態にて説明したように処理回路の回路構成を複雑にすることなく分解能を向上させることができる。例えば、回転検出装置２を自動車の車輪の回転数、回転方向検出に適用した場合、自動車が後進方向である場合に比べて、前進方向である場合の分解能を向上させることが望ましい。そこで、回転体１が正回転である場合に出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）のそれぞれから回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅを出力することによって、自動車が前進方向である場合の分解能を向上させることができる。

また、上述の実施の形態においては、出力判定回路９は、回転体１の回転方向が正回転である場合、固定信号としてロウレベルの信号を出力する例を用いて説明したが本発明はこれに限定されるものではない。出力判定回路９が出力する固定信号としてハイレベルの信号を出力するようにしてもよい。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す回路図である。図６は、本発明の第３の実施の形態における回転検出装置の動作を示すタイムチャートである。

第３の実施の形態における回転検出装置２は、上述の第１又は第２の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。第２の実施の形態において、上述の第１又は第２の実施の形態と異なる点は、位相反転回路７と信号選択回路８、位相反転回路７と出力判定回路９のかわりに出力判定回路９のみを用いる点である。

本実施の形態における回転検出装置２は、図５に示すように第１の磁気センサ３、第２の磁気センサ４、波形成形回路５ａ、５ｂ、回転方向判定回路６、出力判定回路９、端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃなどを備える。

信号生成手段の一部である出力判定回路９は、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａの出力端子、回転方向判定回路６の出力端子が接続されている。そして、出力判定回路９は、回転方向判定回路６から出力される方向判定信号Ｓｃに基づいて第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されたパルス信号Ｓａを出力するか否かを判定する回路であり、パルス信号Ｓａを出力しないと判定した場合は、一定レベルの固定信号を出力する。したがって、出力判定回路９は、回転方向判定回路６から回転体１の正回転を示すハイレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では、パルス信号Ｓａを出力しないと判定し、固定信号（本実施の形態ではロウレベル）を有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力し、回転体１の逆回転を示すロウレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では、パルス信号Ｓａを出力すると判定し、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されたパルス信号Ｓａを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。

次に、本実施の形態における回転検出装置２の動作について図６に示すタイムチャートも参照して説明する。図６は、回転体１が正回転をしている状態から逆回転に転じたときの各部の信号の波形を示すものである。すなわち、回転体１が正回転をしている状態では、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂはそれぞれ図６（ａ）、（ｂ）の一点鎖線よりも左側に示すようなパルス信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。また、回転体１が正回転から逆回転に転じた時点以降では、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａはそれぞれ図６（ａ）、（ｂ）の一点鎖線よりも右側に示すようなパルス信号Ｓａ、Ｓｂを出力する。

第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４は、回転体１の山部１ａが対向している状態ではハイレベルの回転信号を出力し、谷部１ｂが対向している状態ではロウレベルの回転信号を出力する。したがって、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂは、山部１ａと対向している状態から次の山部１ａが対向するまでの１ピッチに対して、矩形状のパルス信号Ｓａ，Ｓｂが出力される。

また、第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａは、は、この回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓａの電流を回転検出装置２の出力端子である端子Ａから出力すると共に、回転方向判定回路６のデータ入力端子Ｄ、出力判定回路９に出力する。また、第２の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａは、この回転体１の回転角度に応じたパルス信号Ｓｂの電流を回転方向判定回路６のクロック入力端子ＣＬに入力する。なお、パルス信号ＳａとＳｂとは、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４の両者の配置関係から、１／４ピッチ分だけ位相がずれた出力となる。

第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されるパルス信号Ｓａは回転方向判定回路６のデータ入力端子Ｄに入力され、第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ｂから出力されるパルス信号Ｓｂは回転方向判定回路６のクロック入力端子ＣＬに入力される。したがって、回転方向判定回路６は、回転体１が正回転をしているときには、パルス信号Ｓｂの立ち上がりタイミングでハイレベルの信号を方向判定信号Ｓｃとして出力するようになり、回転体１が逆回転しているときには、ロウレベルの信号を方向判定信号Ｓｃとして出力するようになる。つまり、方向判定信号Ｓｃは、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４に接続される波形成形回路５ａ、５ｂから出力されるパルス信号ＳａおよびＳｂの論理積（アンド）となり、その波形は図６（ｃ）に示すようになる。

次に、出力判定回路９においては、図６（ｅ）に示すように回転方向判定回路６から正回転に対応するハイレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられているときには、固定信号（本実施の形態ではロウレベル）を有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。そして、出力判定回路９は、図６（ｅ）に示すように回転体１の逆回転を示すロウレベルの方向判定信号Ｓｃが与えられている状態では第１の磁気センサ３に接続される波形成形回路５ａから出力されるパルス信号Ｓａを有効化して出力信号Ｓｅの電流を端子Ｂから出力する。

したがって、回転検出装置２は、正回転の場合、端子Ａからはパルス信号Ｓａ、端子Ｂからは固定信号（出力信号Ｓｅ）を出力し、逆回転の場合、端子Ａと端子Ｂとから同位相の回転信号（パルス信号Ｓａ、出力信号Ｓｅ）を出力する。

また、上述第２又は第３の実施の形態においては、信号生成手段を構成する回路部材として波形成形回路５ａ、５ｂ、位相反転回路７、出力判定回路９を用いる例にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）の１つの端子から、方向判定信号Ｓｃが第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合に、一定レベルの信号を出力し、他方の方向を示す場合に、回転体１の回転角度に応じたパルス信号を出力するものであれば、本発明の目的は達成できるものである。

さらに、方向判定信号Ｓｃが第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合に一定レベルの信号を出力し、他方の方向を示す場合に回転体１の回転角度に応じたパルス信号を出力する場合、複数の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）の残りの端子から出力されるパルス信号と同位相もしくは逆位相のパルス信号を出力するものであっても、本発明の目的は達成できるものである。

また、上述第１乃至第３の実施の形態においては、信号生成手段を構成する回路部材として波形成形回路５ａ、５ｂ、位相反転回路７、信号選択回路８、出力判定回路９を用いる例にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。センサ素子（第１の磁気センサ３、第２の磁気センサ４）の回転信号に基づいて、複数の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）から出力する複数の信号を生成するものであり、複数の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）の１つの端子から出力する信号の出力波形を、方向判定信号Ｓｃが第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで変化させると共に、少なくともいずれか一方の方向を示す場合に、回転体１の回転角度に応じたパルス信号を出力するものであり、複数の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）の残りの端子からは、常時、回転体１の回転角度に応じたパルス信号を出力するものであれば、本発明の目的は達成できるものである。

また、上述の第１乃至第３の実施の形態においては、磁気センサ（第１の磁気センサ３、第２の磁気センサ４）、回転検出装置２の出力端子（端子Ａ、端子Ｂ）を２個ずつ設ける例にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。磁気センサ、回転検出装置２の出力端子は、複数個ずつ設ければ本発明の目的は達成できるものである。

また、上述の第１乃至第３の実施の形態においては、回転体１の回転角度に応じた回転信号を電流値として出力する例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。回転体１の回転角度に応じた回転信号を電圧値として出力するようにしても本発明の目的は達成できるものである。

本発明の第１の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す回路図である。本発明の第１の実施の形態における回転検出装置の動作を示すタイムチャートである。本発明の第２の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す回路図である。本発明の第２の実施の形態における回転検出装置の動作を示すタイムチャートである。本発明の第３の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す回路図である。本発明の第３の実施の形態における回転検出装置の動作を示すタイムチャートである。特許文献１における回転検出装置の概略構成を示す回路図である。

符号の説明

１回転体、１ａ山部、１ｂ谷部、２回転検出装置、３第１の磁気センサ、４第２の磁気センサ、５ａ〜５ｂ波形成形回路、６回転方向判定回路、７位相反転回路、８信号選択回路、９出力判定回路

Claims

回転体の回転角度に応じた回転信号をそれぞれ異なる位相で出力する複数のセンサ素子と、
前記回転信号の位相の関係に基づいて、前記回転体が第１の方向及び第１の方向とは逆の第２の方向のいずれかの方向に回転しているかを示す方向判定信号を出力する回転方向判定手段と、
複数の出力端子と、
前記センサ素子の回転信号に基づいて、前記複数の出力端子から出力する複数の信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、前記複数の出力端子の１つの端子から出力する信号の出力波形を、前記方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで変化させると共に、少なくともいずれか一方の方向を示す場合に、前記回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力するものであり、前記複数の出力端子の残りの端子からは、常時、前記回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とする回転検出装置。
前記複数のセンサ素子、前記複数の出力端子はそれぞれ２個ずつ設けられることを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置。
前記信号生成手段は、前記複数の出力端子の１つの端子から、前記方向判定信号が前記第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで位相を反転させつつ、前記回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転検出装置。
前記信号生成手段は、前記方向判定信号が前記第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合は前記複数の出力端子の全ての端子から前記回転体の回転角度に応じたパルス信号を同位相で出力し、他方の方向を示す場合は前記複数の出力端子の１つの端子から、位相を反転させつつ前記回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の回転検出装置。
前記信号生成手段は、複数の波形成形回路、位相反転回路、信号選択回路を備え、前記複数の波形成形回路は、前記各センサ素子の回転信号をパルス信号に成形するものであり、前記複数のセンサ素子の１つのセンサ素子に対応するパルス信号を回転方向判定手段に出力すると共に、前記複数のセンサ素子の残りのセンサ素子に対応するパルス信号を前記位相反転回路、前記信号選択回路、前記回転方向判定手段、及び前記複数の出力端子の１つの端子に出力し、前記位相反転回路は、前記パルス信号の位相を反転させて前記信号選択回路に出力し、前記信号選択回路は、前記方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで前記位相反転回路から出力されたパルス信号あるいは前記波形成形回路から出力されたパルス信号のいずれを前記複数の出力端子の残りの端子に出力するかを選択することを特徴とする請求項３乃至請求項４のいずれかに記載の回転検出装置。
前記信号生成手段は、前記複数の出力端子の１つの端子から、前記方向判定信号が前記第１の方向と第２の方向との一方の方向を示す場合に、一定レベルの信号を出力し、他方の方向を示す場合に、前記回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転検出装置。
実施例２、実施例３
前記信号生成手段は、前記複数の出力端子の１つの端子から、前記回転体の回転角度に応じたパルス信号を出力する場合に、前記複数の出力端子の残りの端子から出力されるパルス信号と同位相もしくは逆位相のパルス信号を出力することを特徴とする請求項６に記載の回転検出装置。
前記信号生成手段は、複数の波形成形回路、位相反転回路、出力判定回路を備え、前記複数の波形成形回路は、前記各センサ素子の回転信号をパルス信号に成形するものであり、前記複数のセンサ素子の１つのセンサ素子に対応するパルス信号を回転方向判定手段に出力すると共に、前記複数のセンサ素子の残りのセンサ素子に対応するパルス信号を前記位相反転回路、前記回転方向判定手段、及び前記複数の出力端子の１つの端子に出力し、前記位相反転回路は、前記パルス信号の位相を反転させて前記出力判定回路に出力し、前記出力判定回路は、前記方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで前記位相反転回路から出力されたパルス信号を前記複数の出力端子の残りの端子に出力するか、もしくは前記一定レベルの信号を前記複数の出力端子の残りの端子に出力するかを選択することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の回転検出装置。
前記信号生成手段は、複数の波形成形回路、出力判定回路を備え、前記複数の波形成形回路は、前記各センサ素子の回転信号をパルス信号に成形するものであり、前記複数のセンサ素子の１つのセンサ素子に対応するパルス信号を回転方向判定手段に出力すると共に、前記複数のセンサ素子の残りのセンサ素子に対応するパルス信号を前記回転方向判定手段、前記出力判定回路及び前記複数の出力端子の１つの端子に出力し、前記出力判定回路は、前記方向判定信号が第１の方向を示す場合と第２の方向を示す場合とで前記波形成形回路から出力されたパルス信号を前記複数の出力端子の残りの端子に出力するか、もしくは前記一定レベルの信号を前記複数の出力端子の残りの端子に出力するかを選択することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の回転検出装置。