JP2010271142A

JP2010271142A - 回転検出装置の信号処理回路

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Publication number: JP2010271142A
Application number: JP2009122375A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Kurumado; 紀博車戸; Nobukazu Oba; 伸和大場
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-05-20
Also published as: JP4760956B2

Abstract

【課題】ロータが短い周期で繰り返し回転方向を切り替えるように回転運動した場合でも、その回転体の回転運動を検出可能な検出信号を出力する。
【解決手段】例えば、正転パルスを出力中に、ロータの回転方向が正転方向から逆転方向に切り替わったとき、そのメインセンサ信号の変化が有効エッジである場合、その有効エッジにより発生される逆転パルスの出力要求信号を、逆転出力要求信号保持回路２８によって保持する。そして、正転パルスの出力が終了した後、保持されている出力要求信号に基づき逆転パルスを出力する。ただし、正転パルスの出力中に、ロータの回転方向が正転→逆転→正転と偶数回切り替わって、逆転パルスの出力要求信号及び正転パルスの要求信号が発生した場合、それらの要求信号に基づく正転パルス及び逆転パルスの出力をともに行なわないようにする。
【選択図】図６

Description

本発明は、ギヤ歯が形成された回転体に対向配置された複数の磁気センサから、異なる位相を有する矩形波状の第１及び第２のセンサ信号が出力されたとき、それら第１及び第２のセンサ信号に基づいて、回転体の回転を検出するための検出信号を出力する回転検出装置の信号処理回路に関する。

従来の回転検出装置の信号処理回路として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１の回転検出装置は、ギヤ歯が形成されたロータが回転したときに、異なる位相の回転検出信号Ｓａ，Ｓｂを出力する２つの磁気センサを備える。信号処理回路は、図７に示すような回転検出信号Ｓａ，Ｓｂの相対位相の入れ替わりに基づきロータの回転方向が逆転したことを判定してリバース信号を生成しつつ、回転検出信号Ｓａについての全てのエッジを抽出する。

そして、ロータの逆転判定後における回転検出信号Ｓａの最初の立ち上がり及び最初の立ち下がりの双方のタイミングに同期した信号レベルの切り替えを禁止する切替非能動信号を生成する。この切替非能動信号に基づいて、ロータの逆転判定直後における信号Ｓａの１パルス分をマスクすることで、第１出力信号ＯＵＴ１を生成出力する。さらに、第１出力信号ＯＵＴ１とリバース信号に基づいて、ロータが正転しているときには、ハイとローの２値の間で大きさが変化し、ロータが逆転しているときには、ハイとミドルの２値の間で大きさが変化する第２出力信号ＯＵＴ２を生成出力する。

特開２００７−１７０９２２号公報

しかしながら、上述した従来技術のように、ロータの逆転判定直後における回転検出信号Ｓａの１パルス分をマスクしてしまうと、最終的に生成出力される第２出力信号ＯＵＴ２から、ロータの回転を精度良く検出することが困難となる場合がある。

例えば、ロータの回転方向の切り替わりが短い周期で繰り返されるような場合、特許文献１のように回転方向の切り替わり後の回転検出信号Ｓａの１パルスをマスクしてしまうと、回転方向の切り替わりが繰り返される間、第２出力信号ＯＵＴ２は全く変化しないままとなる。このため、特許文献１の信号処理回路では、実際にはロータが回転方向を繰り返し切り替えるように回転運動しているにもかかわらず、そのロータの回転運動を検出することはできない。

本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、回転体が短い周期で繰り返し回転方向を切り替えるように回転運動した場合でも、その回転体の回転運動を検出可能な検出信号を出力する回転検出装置の信号処理回路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の信号処理回路は、
ギヤ歯が形成された回転体に対向配置された複数の磁気センサから、回転体の正転方向又は逆転方向への回転に伴ってギヤ歯の山部と谷部とが移動することにより、異なる位相を有する矩形波状の第１及び第２のセンサ信号が出力されたとき、それら第１及び第２のセンサ信号に基づいて、回転体の回転位置を検出するための検出信号を出力するものであって、
第１及び第２のセンサ信号の位相関係に基づき、回転体の回転方向が、正転方向であるか、逆転方向であるかを判別する回転方向判別手段と、
回転体の回転方向が正転方向であるときと、逆転方向であるときとで、一方の回転方向では、その一方の回転方向における山部の先端側エッジによる第１のセンサ信号の変化を当該一方の回転方向での有効エッジによる信号変化と定め、他方の回転方向では、その他方の回転方向における山部の後端側エッジによる第１のセンサ信号の変化を当該他方の回転方向での有効エッジによる信号変化であると定め、第１のセンサ信号の変化が有効エッジによるものか否かを判別する有効エッジ判別手段と、
回転方向判別手段により回転方向が正転方向であることが判別され、かつ有効エッジ判別手段によって第１のセンサ信号の変化は有効エッジによるものと判別されたことを条件として、回転体が正転方向に回転していることを示す正転パルスの出力要求信号を保持する正転パルス出力要求保持手段と、
回転方向判別手段により回転方向が逆転方向であることが判別され、かつ有効エッジ判別手段によって第１のセンサ信号の変化は有効エッジによるものと判別されたことを条件として、回転体が逆転方向に回転していることを示す逆転パルスの出力要求信号を保持する逆転パルス出力要求保持手段と、
正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段とのいずれか一方に出力要求信号が保持されたとき、その保持された出力要求信号を出力するとともに、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に出力要求信号が保持されている状態で、他方にも出力要求信号が保持されたとき、一方に保持されている出力要求信号がリセットされるまで、他方に保持された出力要求信号の出力を待機する出力要求信号出力手段と、
出力要求信号出力手段から出力された出力要求信号に従って、検出信号として、正転パルス信号又は逆転パルス信号を出力するパルス出力手段と、
パルス出力手段による正転パルス信号又は逆転パルス信号の出力の終了後に、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に保持されている、出力が終了した正転パルス又は逆転パルスの出力要求信号をリセットする第１のリセット手段と、
正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に出力要求信号が保持されている状態で、他方にも出力要求信号が保持され、さらに、一方に既に保持されている出力要求信号に関して、その出力要求信号を保持する条件が成立したとき、他方に保持されている出力要求信号をリセットする第２のリセット手段と、を備えることを特徴とする。

このように、請求項１に記載の発明では、回転体の回転方向が切り替わったとき、その切り替わり後の第１のセンサ信号の変化をマスクしてしまうのではなく、その第１のセンサ信号の変化が有効エッジである場合、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との他方によって出力要求信号を保持する。そして、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に保持されている出力要求信号に基づいて、正転パルス又は逆転パルスの出力が終了した後に、第１のリセット手段により、その一方に保持されている出力要求信号がリセットされると、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との他方に保持された出力要求信号に基づいて、正転パルス又は逆転パルスを出力する。従って、回転体が回転方向を切り替えたときには、正転パルス後に逆転パルスが出力されるか、あるいは逆転パルス後に正転パルスが出力される。このため、回転体が短い周期で回転方向を切り替えるような回転運動をしている場合にも、パルス出力手段から出力される検出信号に基づいて、そのような回転運動を検出することができる。

ただし、請求項１に記載の発明でも、特定の条件が成立した場合に、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との他方に保持された出力要求信号をリセットする。

例えば、正転パルス出力要求保持手段が、正転パルスを出力するための出力要求信号を保持している間に、逆転パルス出力要求保持手段に逆転パルスを出力するための出力要求信号が保持され、さらに、正転パルスの出力要求信号を保持する条件が成立した場合、回転体は、正転→逆転→正転と回転方向を切り替えたことになる。このような回転方向の切り替えが、正転パルスを出力するための出力要求信号が正転パルス出力要求保持手段に保持されている間になされた場合、検出信号として出力している正転パルスと、回転体の回転方向は一致した状態となる。さらに、回転体が一旦逆転したからといって、正転パルス出力後に、逆転パルスを出力してしまうと、回転体の実際の回転運動との間に大きな時間的なずれが生じ、その後に出力すべき、正転パルス或いは逆転パルスにも時間的な遅れを生じさせてしまう。

このような理由から、請求項１の発明では、第２のリセット手段を設け、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に出力要求信号が保持されている状態で、他方にも出力要求信号が保持され、さらに、一方に既に保持されている出力要求信号に関して、その出力要求信号を保持する条件が成立したとき、他方に保持されている出力要求信号をリセットするようにしているのである。

請求項２に記載したように、第２のリセット手段により正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との他方に保持されている出力要求信号がリセットされたとき、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方は、出力要求信号を保持する条件の成立の影響を受けることなく、出力要求信号をそのまま保持することが好ましい。この場合、回転体の回転方向が２回切り替わっただけで、ギヤ歯の位置は変化していない。従って、出力要求信号を保持する条件の成立に基づいて、あらためて正転パルス又は逆転パルスを出力してしまうと、検出信号における正転パルス又は逆転パルスによりギヤ歯の位置を誤って検出する虞が生じるためである。

請求項３に記載したように、時間を計時するタイマ手段を備え、タイマ手段は、パルス出力手段から正転パルス又は逆転パルスの出力が開始された時点からの経過時間を計時し、計時した経過時間が所定時間に達したとき、パルス出力手段に対して正転パルス又は逆転パルスの出力の終了を指示することが好ましい。これにより、正転パルス及び逆転パルスのパルス幅を容易に設定することができる。

請求項４に記載したように、タイマ手段は、計時した経過時間と対比する所定時間として、正転パルス用の所定時間と、逆転パルス用の所定時間を別個に有することにより、正転パルスのハルス幅と、逆転パルスのパルス幅とを異ならせることが好ましい。これにより、検出信号におけるパルス信号のパルス幅から、正転パルスであるか、逆転パルスであるかを判別することが可能となり、検出信号から回転体の回転方向を検出することができる。

請求項５に記載したように、タイマ手段は、パルス出力手段による正転パルス信号又は逆転パルス信号の出力の終了後からさらに所定の調整時間が経過したときに第１のリセット手段にリセット指示を与え、第１のリセット手段は、このリセット指示に応じて、正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に保持されている、出力が終了した正転パルス又は逆転パルスの出力要求信号をリセットすることが好ましい。これにより、検出信号において、パルス信号が連続する場合に、連続するパルス信号間の間隔を調整時間により確保することができる。従って、検出信号において、パルス信号が連続する場合であっても、検出信号から回転体の回転を検出する装置において、各々のパルス信号を正しく認識することが容易になる。

実施形態に係る回転検出装置の全体の構成を示すブロック構成図である。ロータのギヤ歯の山部と谷部とによるメインセンサ信号と、サブセンサ信号の変化を示しつつ、有効エッジ及び非有効エッジについて説明するための説明図である。図２とともに、有効エッジ及び非有効エッジについて説明するための説明図である。ロジック回路２０の構成を示すブロック図である。ロジック回路２０の詳細な回路構成を示す回路図である。ロジック回路２０の動作を説明するための波形図である。従来回路による問題点を説明するための説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る回転検出装置の全体の構成を示すブロック構成図である。

図１において、メイン磁気センサ１及びサブ磁気センサ２は、磁気抵抗素子やホール素子などの磁電変換素子を備える。これらメイン磁気センサ１及びサブ磁気センサ２は、外周にギヤ歯が形成され、磁性体からなるロータ（図示せず）の外周面に対向しつつ、相互に所定の間隔を隔てて配置される。このため、メイン磁気センサ１とサブ磁気センサ２とからは、ロータが回転したとき、位相が異なる（例えば１／４周期）周期的な信号が出力される。

つまり、ロータが回転すると、ロータの外周に形成されたギヤ歯の山部と谷部とが、メイン磁気センサ１及びサブ磁気センサ２の近傍を交互に通過する。このため、メイン磁気センサ１及びサブ磁気センサ２の各々の磁電変換素子に作用する磁界も周期的に変化する。この磁界の変化は、メイン磁気センサ１及びサブ磁気センサ２の磁電変換素子で電気信号に変換される。これらの電気信号は、増幅器３，４によって増幅された後、比較器７，８に入力される。比較器７，８では、入力された増幅電気信号を、それぞれ抵抗５ａ，５ｂ及び抵抗６ａ，６ｂによって生成した基準電圧と比較することにより２値化する。

従って、上述した構成により、メイン磁気センサ１及びサブ磁気センサ２から、それぞれ、ロータのギヤ歯の山部及び谷部の通過に応じて周期的に変化する矩形波状のパルス信号（以下、センサ信号）を得ることができる。これらのセンサ信号は、信号処理回路１０に入力される。

信号処理回路１０は、メインセンサ信号及びサブセンサ信号に基づいて、ロータの回転位置及び回転方向を検出するための検出信号を生成して出力する回路である。この信号処理回路１０は、図１に示すように、主にフィルタ１１、クロック信号発生器１２、タイマ１３、ロジック回路２０、トランジスタＴｒ１、及び抵抗Ｒ１によって構成される。

フィルタ１１は、信号処理回路１０に入力されたメインセンサ信号及びサブセンサ信号における高周波成分を除去するためのものである。従って、ロジック回路２０には、フィルタ１１によって高周波成分が除去されたメインセンサ信号及びサブセンサ信号が入力される。

ここで、本実施形態では、メインセンサ信号の変化に関して、有効エッジ及び非有効エッジとの概念を導入し、ロータの正転方向と逆転方向との一方の回転方向では、その一方の回転方向における山部の先端側エッジによるメインセンサ信号の変化を当該一方の回転方向での有効エッジによる信号変化と定め、その一方の回転方向における山部の後端側エッジによるメインセンサ信号の変化を当該一方の回転方向での非有効エッジによる信号変化と定める。さらに、ロータの正転方向と逆転方向との他方の回転方向では、その他方の回転方向における山部の後端側エッジによるメインセンサ信号の変化を当該他方の回転方向での有効エッジによる信号変化と定め、その他方の回転方向における山部の先端側エッジによるメインセンサ信号の変化を当該一方の回転方向での非有効エッジによる信号変化と定める。つまり、本実施形態では、ロータの回転方向に係らず、山部の一方の同じエッジによるメインセンサ信号の変化を有効エッジによる信号変化、山部の他方のエッジによるメインセンサ信号の変化を非有効エッジによる信号変化と定めるのである。

そして、ロジック回路２０では、メインセンサ信号における有効エッジによる信号変化が生じたときに、ロータが正転方向に回転していれば正転パルスを発生させ、ロータが逆転方向に回転していれば逆転パルスを発生させる。これらの正転パルスと逆転パルスとを組み合わせることにより、ロジック回路２０の出力信号（検出信号）が生成される。ロジック回路２０の出力信号は、トランジスタＴｒ１のベースに接続されており、抵抗Ｒ１を介して増幅されて、出力端子ＯＵＴからロータの回転を検出するための図示しない制御装置（ＥＣＵなど）に出力される。なお、ロジック回路２０の構成及びその動作に関しては、後に詳細に説明する。

本実施形態の信号処理回路１０は、上述した正転パルスと逆転パルスとのパルス幅を異ならせている（例えば、正転パルス：４５μｓ、逆転パルス：９０μｓ）。このように、回転方向に応じて、パルス信号のパルス幅を異ならせることにより、上述したＥＣＵなどの制御装置は、検出信号に基づき、ロータの回転方向も検出することができるようになる。なお、パルス幅を異ならせることに代えて、例えば特許文献１に記載されるように、ロータが正転方向に回転したときと、逆転方向に回転したときとで、検出信号がハイとローの２値の間で変化するか、ミドルとローの２値の間で変化するかが切り替わるように構成しても良い。

次に、メインセンサ信号における、有効エッジによる変化と、非有効エッジによる変化に関して、図２及び図３を用いて詳細に説明する。

図２に示す例では、ロータが正転方向に回転しているとき、その正転方向におけるギヤ歯の山部の先端側エッジによるメインセンサ信号の変化を有効エッジによる信号変化とし、山部の後端側エッジによるメインセンサ信号の変化を非有効エッジによる信号変化としている。この場合、図３に示すように、メインセンサ信号の立ち下がり変化が、有効エッジによる信号変化となり、メインセンサ信号の立ち上がり変化が、非有効エッジによる信号変化となる。一方、ロータが逆転方向に回転しているときには、その逆転方向におけるギヤ歯の山部の後端側エッジによるメインセンサ信号の変化を有効エッジによる信号変化とし、山部の先端側エッジによるメインセンサ信号の変化を非有効エッジによる信号変化としている。この場合、メインセンサ信号の立ち上がり変化が、有効エッジによる信号変化となり、メインセンサ信号の立ち下がり変化が、非有効エッジによる信号変化となる。

このように、ロータが正転しているときには、山部の先端側エッジによるメインセンサ信号の変化を有効エッジによる信号変化とし、ロータが逆転しているときには、山部の後端側エッジによるメインセンサ信号の変化を有効エッジによる信号変化としているので、本実施形態では、ロータの回転方向によらず、山部の一方の同じエッジによるメインセンサ信号の変化が有効エッジによる信号変化となる。

ロータが正転しているか、逆転しているかは、メインセンサ信号とサブセンサ信号との位相関係によって判断することができる。図２に示す例では、ロータが正転しているときには、メインセンサ信号の位相がサブセンサ信号の位相よりも進んでいる。従って、メインセンサ信号の立ち下がり変化が生じたとき、サブセンサ信号はハイレベルとなり、メインセンサ信号の立ち上がり変化が生じたとき、サブセンサ信号はローレベルとなる。逆に、ロータが逆転しているときには、メインセンサ信号よりもサブセンサ信号の位相が進んでいるので、メインセンサ信号の立ち上がり変化が生じたとき、サブセンサ信号はハイレベルとなり、メインセンサ信号の立ち下がり変化が生じたとき、サブセンサ信号はローレベルとなる。このようにして、メインセンサ信号に立ち上がり変化もしくは立ち下がり変化が生じたときのサブセンサ信号のレベルから、ロータが正転しているのか、あるいは逆転しているのかを判断することができる。

これらの関係をまとめたものが、図３の図表である。ただし、図２、図３に示す例に限られず、有効エッジと非有効エッジとの関係を逆転させても良い。すなわち、ロータの正転方向における山部の後端側エッジによるメインセンサ信号の変化を有効エッジによる信号変化とし、正転方向における山部の先端側エッジによるメインセンサ信号の変化を非有効エッジによる信号変化としても良い。

次に、ロジック回路２０の構成及びその動作について、図４のブロック図、図５の回路図及び図６の波形図を用いて詳細に説明する。

図４に示すように、メインセンサ信号は、エッジ検出回路２１に入力される。エッジ検出回路２１は、ギヤ歯の山部の先端側エッジ及び後端側エッジによる、メインセンサ信号の立ち上り変化及び立ち下り変化を検出して、エッジ検出信号を出力する。このエッジ検出信号は、サブセンサ信号とともに、有効エッジ判定回路２２に入力される。

詳しくは、このエッジ検出回路２１は、図５に示すように、直列に接続された２つのＤフリップフロップＤＦＦ１，ＤＦＦ２、２つのＤＦＦ１，ＤＦＦ２の出力の排他的論理和を出力する排他的論理和回路ＥＸＯＲ１、及びインバータＩＮＶ１とから構成される。前段のＤＦＦ１のデータ入力端子にはメインセンサ信号が入力され、後段のＤＦＦ２のデータ入力端子には、前段のＤＦＦ１のデータ出力端子からの出力信号が入力されている。２つのＤＦＦ１，ＤＦＦ２のクロック端子には、クロック信号発生器１２からのクロック信号が入力されている。ただし、ＤＦＦ１のクロック信号の位相と、ＤＦＦ２のクロック信号の位相は、インバータＩＮＶ１によって反転されている。なお、クロック信号の周波数は例えば数ＭＨｚであり、メインセンサ信号及びサブセンサ信号の周波数（最大で１０ｋＨｚ程度）に比較して、十分に高く設定されている。

メインセンサ信号に立ち上り変化、もしくは立ち下り変化が生じると、まず、前段のＤＦＦ１の出力が変化し、１クロック分遅れて、後段のＤＦＦ２の出力も変化する。従って、メインセンサ信号に立ち上り変化、もしくは立ち下り変化時に、１クロック分だけ前段のＤＦＦ１の出力と後段のＤＦＦ２の出力とが異なるため、ＥＸＯＲ１はハイレベルのエッジ検出信号を出力する。

有効エッジ判定回路２２は、エッジ検出回路２１からエッジ検出信号が入力されたとき、同時に入力されているサブセンサ信号のレベルから、メインセンサ信号の変化が有効エッジによるものか非有効エッジによるものかを判定し、有効エッジによる信号変化である場合に、有効エッジ信号を出力する。具体的には、有効エッジ判定回路２２は、図５に示すように、否定論理積回路ＮＡＮＤ１からなり、ハイレベルのエッジ検出信号が入力されたとき、サブセンサ信号のレベルがハイである場合にのみ、ローレベルの有効エッジ信号を出力する。

図４において、正転判定回路２３及び逆転判定回路２４は、それぞれ、メインセンサ信号及びサブセンサ信号を入力し、上述したように、メインセンサ信号とサブセンサ信号との位相関係によってロータの回転方向を判定する。そして、正転判定回路２３は、ロータが正転方向に回転していると判定したとき正転信号を出力し、逆転判定回路２４は、ロータが逆転方向に回転していると判定したときに逆転信号を出力する。

詳しくは、図５に示すように、正転判定回路２３は、インバータＩＮＶ２、ＩＮＶ3及びＤフリップフロップＤＦＦ３からなり、逆転判定回路２４は、インバータＩＮＶ４及びＤフリップフロップＤＦＦ４からなる。そして、メインセンサ信号が、ＩＮＶ２を介してＤＦＦ３のクロック端子に入力され、ＤＦＦ４のクロック端子にそのまま入力されている。ＤＦＦ３、ＤＦＦ４とも、データ入力端子にはサブセンサ信号が入力され、出力端子にはＩＮＶ３、ＩＮＶ４が接続されている。

上述したように、ＤＦＦ３のクロック端子には、ＩＮＶ２を介してメインセンサ信号が入力されるので、ＤＦＦ３は、メインセンサ信号が立ち下ったとき、データ入力端子に与えられているサブセンサ信号のレベルを取り込み、その取り込んだレベルの信号を出力端子から出力する。図３に示されるように、ロータが正転しているときには、メインセンサ信号が立ち下ったタイミングで、サブセンサ信号はハイレベルとなっており、ロータが逆転しているときには、メインセンサ信号が立ち下ったタイミングで、サブセンサ信号はローレベルとなっている。従って、ロータが正転しているとき、ＤＦＦ３から出力されたハイレベルの信号がＩＮＶ３によってローレベルの正転信号とされ、ロータが逆転しているとき、ＤＦＦ３から出力されたローレベルの信号がＩＮＶ３によってハイレベルの非正転信号とされる。

一方、ＤＦＦ４は、メインセンサ信号が直接クロック端子に入力されているので、メインセンサ信号が立ち上ったとき、データ入力端子に与えられているサブセンサ信号のレベルを取り込み、その取り込んだレベルの信号を出力端子から出力する。従って、上述した正転判定回路２３とは逆に、ロータが逆転しているとき、ＤＦＦ４から出力されるハイレベルの信号がＩＮＶ４によってローレベルの逆転信号とされ、ロータが正転しているとき、ハイレベルの非逆転信号とされる。

図４において、正転有効エッジ判定回路２５は、正転判定回路２３から正転信号が入力されており、かつ有効エッジ判定回路２２から有効エッジ信号が入力されたとき、ロータが正転方向に回転している状態で、メインセンサ信号に有効エッジによる信号変化が生じたとみなせるので、正転パルスの出力要求信号を発生するものである。この正転パルスの出力要求信号は、正転出力要求信号保持回路２７に入力される。具体的には、正転有効エッジ判定回路２５は、図５に示すように、否定論理和回路ＮＯＲ１からなり、有効エッジ判定回路２２からローレベルの有効エッジ信号が入力され、かつ、正転判定回路２３からローレベルの正転信号が入力されたときに、ハイレベルの正転パルス出力要求信号を発生する。従って、このとき、正転有効エッジ判定回路２５の出力レベルはローからハイに変化する。

正転出力要求信号保持回路２７は、既に、正転パルスの出力要求信号を保持している場合を除き、正転有効エッジ判定回路２５によって発生された正転パルスの出力要求信号を保持する。すなわち、正転出力要求信号保持回路２７は、図５に示すように、ＤフリップフロップＤＦＦ５からなり、正転有効エッジ判定回路２５からの出力がクロック端子に入力され、データ入力端子はプルアップ電源に接続されている。このため、正転有効エッジ判定回路２５の出力信号のレベルがローからハイに変化したとき、ＤＦＦ５はデータ出力端子からハイレベルの信号、すなわち正転パルス出力要求信号を出力するようになる。この正転パルスの出力要求信号は、自身のリセット端子にローレベルのリセット信号が入力されるまで、ＤＦＦ５に保持される。

なお、正転有効エッジ判定回路２５の出力と、正転出力要求信号保持回路２７の出力とは否定論理積回路ＮＡＮＤ２に入力され、ＮＡＮＤ２の出力は、論理積回路ＡＮＤ１を介して正転判定回路２３のＤＦＦ３のリセット端子に接続されている。これにより、正転有効エッジ判定回路２５及び正転出力要求信号保持回路２７がともにハイレベルの正転パルス出力要求信号を出力したタイミングで、ＮＡＮＤ２の出力がローレベルに変化して、ＤＦＦ３をリセットする。ＡＮＤ１の他方の入力信号は、パワーオンリセット（ＰＯＲ）信号である。

図４において、逆転有効エッジ判定回路２６は、逆転判定回路２４から逆転信号が入力されており、かつ有効エッジ判定回路２２から有効エッジ信号が入力されたとき、ロータが逆転方向に回転している状態で、メインセンサ信号に有効エッジによる信号変化が生じたとみなせるので、逆転パルスの出力要求信号を発生するものである。この逆転パルスの出力要求信号は、逆転出力要求信号保持回路２８に入力される。具体的には、逆転有効エッジ判定回路２６は、図５に示すように、否定論理和回路ＮＯＲ２からなり、有効エッジ判定回路２２からローレベルの有効エッジ信号が入力され、かつ、逆転判定回路２４からローレベルの逆転信号が入力されたときに、ハイレベルの逆転パルス出力要求信号を発生する。

逆転出力要求信号保持回路２８は、既に、逆転パルスの出力要求信号を保持している場合を除き、逆転有効エッジ判定回路２６によって発生された逆転パルスの出力要求信号を保持する。すなわち、逆転出力要求信号保持回路２８は、図５に示すように、ＤフリップフロップＤＦＦ６からなり、逆転有効エッジ判定回路２６からの出力がクロック端子に入力され、データ入力端子はプルアップ電源に接続されている。このため、逆転有効エッジ判定回路２６の出力信号のレベルがローからハイに変化したとき、ＤＦＦ６はデータ出力端子からハイレベルの信号、すなわち逆転パルス出力要求信号を出力するようになる。この逆転パルスの出力要求信号は、自身のリセット端子にローレベルのリセット信号が入力されるまで、ＤＦＦ６に保持される。

なお、上述した正転判定回路２３の場合と同様に、逆転有効エッジ判定回路２６の出力と、逆転出力要求信号保持回路２８の出力とが否定論理積回路ＮＡＮＤ３に入力され、このＮＡＮＤ３の出力が、論理積回路ＡＮＤ２を介して逆転判定回路２４のＤＦＦ４のリセット端子に接続されている。これにより、逆転有効エッジ判定回路２６及び逆転出力要求信号保持回路２８がともにハイレベルの逆転パルス出力要求信号を出力したタイミングで、ＤＦＦ４がリセットされる。

図４に示すように、正転出力要求信号保持回路２７は、正転パルス出力要求信号を保持すると、その保持した出力要求信号を、正転出力許可回路２９及び逆転出力許可回路３０に出力する。正転出力許可回路２９には、後述するように、逆転出力要求信号保持回路２８に逆転パルスの出力要求信号が保持されているとき、その逆転パルスの出力要求信号も入力される。正転出力許可回路２９は、逆転パルスの出力要求信号が入力されていないときに、正転パルスの出力要求信号が入力されると、その入力された正転パルスの出力要求信号を後続の回路に出力することを許可する。一方、逆転パルスの出力要求信号が入力されている状態で、その入力よりも遅れて、正転パルスの出力要求信号が入力されたときには、逆転出力要求信号保持回路２８における逆転パルスの出力要求信号の保持がリセットされて、逆転パルスの出力要求信号の入力が終了するまで、正転パルスの出力要求信号の出力を待機する。

詳しくは、図５に示すように、正転出力許可回路２９は、インバータＩＮＶ５及び否定論理和回路ＮＯＲ３からなり、正転出力要求信号保持回路２７からの出力はＩＮＶ５を介してＮＯＲ３に入力される。その他、ＮＯＲ３には、逆転出力要求信号保持回路２８からの信号と、後述する正転パルスタイミング調整回路３７からの出力信号が入力される。正転パルスタイミング調整回路３７は、正転パルスの出力の開始前にはローレベルの信号を出力しており、正転パルスの出力が開始されると、ハイレベルの信号を出力する。従って、正転出力要求信号保持回路２７がハイレベルの正転パルス出力要求信号を保持しており、逆転出力要求信号保持回路２８がハイレベルの逆転パルス出力要求信号を保持しておらず、かつ正転パルスタイミング調整回路３７がローレベルの信号を出力しているときに、ＮＯＲ３は、ハイレベルの信号である正転パルス出力要求信号の出力を許可する。一方、逆転出力要求信号保持回路２８がハイレベルの逆転パルス出力要求信号を保持している場合、その逆転パルス出力要求信号がリセットされるまで、ＮＯＲ３は、正転パルス出力要求信号の出力を待機する。なお、正転パルス出力要求信号の出力許可に応じて、実際に正転パルスが出力されると、正転パルスタイミング調整回路３７がハイレベルの信号を出力するようになるので、正転出力許可回路２９は、それ以後、正転パルスの出力が終了するまで、正転パルス出力要求信号の出力を禁止する。

同様に、逆転出力要求信号保持回路２８は、逆転パルスの出力要求信号を保持すると、図４に示すように、その保持した出力要求信号を、正転出力許可回路２９及び逆転出力許可回路３０に出力する。逆転出力許可回路３０は、正転パルスの出力要求信号が入力されていないときに、逆転パルスの出力要求信号が入力されると、その入力された逆転パルスの出力要求信号を後続の回路に出力することを許可する。一方、逆転出力許可回路３０は、正転パルスの出力要求信号が入力されている状態で、その入力よりも遅れて、逆転パルスの出力要求信号が入力されたときには、正転出力要求信号保持回路２７における正転パルスの出力要求信号の保持がリセットされて、正転パルスの出力要求信号の入力が終了するまで、逆転パルスの出力要求信号の出力を待機する。

詳しくは、図５に示すように、逆転出力許可回路３０は、インバータＩＮＶ６及び否定論理和回路ＮＯＲ４からなり、逆転出力要求信号保持回路２８からの出力はＩＮＶ６を介してＮＯＲ４に入力される。その他、ＮＯＲ４には、正転出力要求信号保持回路２７からの信号と、後述する逆転パルスタイミング調整回路３８からの出力信号が入力される。逆転パルスタイミング調整回路３８は、逆転パルスの出力の開始前にはローレベルの信号を出力しており、逆転パルスの出力が開始されると、ハイレベルの信号を出力する。従って、正転出力要求信号保持回路２７がハイレベルの正転パルス出力要求信号を保持しておらず、逆転出力要求信号保持回路２８がハイレベルの逆転パルス出力要求信号を保持しており、かつ逆転パルスタイミング調整回路３８がローレベルの信号を出力しているときに、ＮＯＲ４は、ハイレベルの信号である逆転パルス出力要求信号の出力を許可する。一方、正転出力要求信号保持回路２７がハイレベルの正転パルス出力要求信号を保持している場合、その正転パルス出力要求信号がリセットされるまで、逆転出力許可回路３０は、逆転パルス出力要求信号の出力を待機する。なお、逆転パルス出力要求信号の出力許可に応じて、実際に逆転パルスが出力されると、逆転パルスタイミング調整回路３８がハイレベルの信号を出力するようになるので、逆転出力許可回路３０は、それ以後、逆転パルスの出力が終了するまで、逆転パルス出力要求信号の出力を禁止する。

図４において、正転出力許可回路２９が正転パルス出力要求信号の出力を許可した場合、その正転パルス出力要求信号は、正転パルス出力回路３１に入力される。正転パルス出力回路３１は、図５に示すように、ＤフリップフロップＤＦＦ９からなり、正転出力許可回路２９からの出力がクロック端子に入力され、データ入力端子はプルアップ電源に接続されている。このため、正転出力許可回路２９から正転パルス出力要求信号が出力されて、その出力レベルがローからハイに変化したとき、ＤＦＦ９はデータ出力端子からハイレベルの信号を出力する。

また、図４において、逆転出力許可回路３０が逆転パルス出力要求信号の出力を許可した場合には、その逆転パルス出力要求信号は、逆転パルス出力回路３２に入力される。逆転パルス出力回路３２は、図５に示すように、ＤフリップフロップＤＦＦ１２からなり、逆転出力許可回路３０からの出力がクロック端子に入力され、データ入力端子はプルアップ電源に接続されている。このため、逆転出力許可回路３０から逆転パルス出力要求信号が出力されて、その出力レベルがローからハイに変化したとき、ＤＦＦ１２はデータ出力端子からハイレベルの信号を出力する。

正転パルス出力回路３１の出力と、逆転パルス出力回路３２の出力とは、出力合成回路３３に入力され、この出力合成回路３３により、正転パルスと逆転パルスとが組み合わせられる。具体的には、出力合成回路３３は、図５に示すように、否定論理和回路ＮＯＲ７からなり、正転パルス出力回路３１からハイレベルの信号が入力されたとき、ローレベルの正転パルスを出力し、逆転パルス出力回路３２からハイレベルの信号が入力されたとき、ローレベルの逆転パルスを出力する。

ここで、上述したように、本実施形態では、正転パルスのパルス幅と逆転パルスのパルス幅とを異ならせている。このような正転パルスと逆転パルスのパルス幅の相違は、タイマ１３の計時機能を用いて実現される。以下、この点について、説明する。

図４に示すように、正転出力要求信号保持回路２７及び逆転出力要求信号保持回路２８は、それぞれ、タイマ起動／リセット回路３４にも、正転パルスの出力要求信号及び逆転パルスの出力要求信号を与える。タイマ起動／リセット回路３４は、正転パルスの出力要求信号と逆転パルスの出力要求信号とのいずれかが入力された場合に、タイマ１３に起動信号を出力する。これにより、タイマは計時（カウント）動作を開始する。

具体的には、図５に示すように、正転出力要求信号保持回路２７及び逆転出力要求信号保持回路２８の出力は、タイマ起動／リセット回路３４の論理和回路ＯＲ３に入力されており、正転出力要求信号保持回路２７と逆転出力要求信号保持回路２８との一方に出力要求信号が保持されたときに、ＯＲ３はハイレベルの信号を出力する。これにより、詳しくは後述するが、タイマ起動／リセット回路３４から起動信号又はリセット信号を出力する否定論理積回路ＮＡＮＤ８の出力がハイレベルからローレベルに変化する。このハイレベルからローレベルへの立ち下り変化は、タイマ１３の起動信号を形成し、タイマ１３は、正転出力要求信号保持回路２７及び逆転出力要求信号保持回路２８のいずれかに出力要求信号が保持された時点からの経過時間のカウントを開始する。

タイマ１３には、正転パルスのパルス幅に対応する第１の所定時間、逆転パルスのパルス幅に対応する第２の所定時間、さらに、正転パルス及び逆転パルスの出力終了（つまり第１の所定時間及び第２の所定時間が経過した）後に、連続するパルス信号間の間隔を確保するための調整時間に相当する第３の所定時間が予め設定されている。タイマ１３は、カウント時間が正転パルスのパルス幅に対応する第１の所定時間となったとき、正転パルス出力回路３１に対して正転パルスの出力を終了させるための第１の正転リセット信号ＴＦＰＷを出力する。

具体的には、図５に示すように、タイマ１３は、カウント時間が第１の所定時間となったとき、ローレベルの第１の正転リセット信号ＴＦＰＷを出力する。この第１の正転リセット信号ＴＦＰＷは、論理積回路ＡＮＤ７を介して、ＤＦＦ９のリセット端子に接続されている。ＡＮＤ７のもう一方の入力には、インバータＩＮＶ１１を介してパワーオンリセット（ＰＯＲ）信号が入力されている。ＰＯＲ信号は、信号処理回路１０の電源投入時に、各Ｄフリップフロップをリセットするためにローレベルとなるが（ＩＮＶ１１前の実際のＰＯＲ信号はハイレベルとなる）、それ以外は、ハイレベルを維持する。従って、タイマ１３がローレベルの第１の正転リセット信号ＴＦＰＷを出力することにより、ＤＦＦ９のリセット端子にはローレベルのリセット信号が入力され、ＤＦＦ９がリセットされる。これにより、ＤＦＦ９の出力信号のレベルは、ローレベルに変化し、正転パルスの出力を終了する。このようにして、正転パルス出力回路３１からは、予め定められた第１の所定時間に相当するパルス幅を有する正転パルス信号が出力される。

タイマ１３は、正転パルス出力回路３１に第１の正転リセット信号ＴＦＰＷを出力した後もカウント動作を継続する。そして、その第１の正転リセット信号出力からのカウント時間が第３の所定時間となったとき、正転出力要求信号保持回路２７などに第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲを出力して、正転出力要求信号保持回路２７による正転パルスの出力要求信号の保持をリセットする。

すなわち、図５に示すように、第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲが論理和回路ＯＲ１及び論理積回路ＡＮＤ３を介して、正転出力要求信号保持回路２７のＤＦＦ５のリセット端子に接続されている。このため、タイマ１３が、ローレベルの第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲを出力すると、ＤＦＦ５がリセットされ、ＤＦＦ５による正転パルス出力要求信号の保持が解除される。これにより、逆転出力要求信号保持回路２８に逆転パルスの出力要求信号が保持されているときには、逆転出力許可回路３０により、後続回路への逆転パルスの出力要求信号の出力が許可されるようになる。

なお、ＯＲ１には、後述する第２回転方向偶数回切替り判定回路３６の論理積回路ＡＮＤ６からの出力も入力されている。このＡＮＤ６は、逆転出力許可回路３０が逆転パルス出力要求信号の出力を許可し、その後、ＤＦＦ５に正転パルス出力要求信号が保持されているとき、ハイレベルの信号を出力するものである。このＡＮＤ６の出力をＯＲ１に入力することにより、ＤＦＦ５に正転パルス出力要求信号が保持され、逆転パルスの出力終了を待機しているときに、第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲによってＤＦＦ５がリセットされてしまうことを防止している。

図４に示すように、第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲは、正転パルスタイミング調整回路３７にも与えられる。この正転パルスタイミング調整回路３７には、正転パルス出力回路３１とともに、正転出力許可回路２９から正転パルスの出力要求信号も与えられる。そして、正転パルスタイミング調整回路３７は、正転パルスの出力要求信号が入力された後に、上述した第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲを受信すると、タイマ起動／リセット回路３４に対して、タイマ１３のカウント動作を停止させることを指示するためのタイマリセット信号を出力する。

具体的には、図５に示すように、正転パルスタイミング調整回路３７は、直列に接続された２つのＤフリップフロップＤＦＦ１０、ＤＦＦ１１からなり、前段のＤＦＦ１０のクロック端子に正転パルス出力要求信号が入力され、データ入力端子にはプルアップ電源が接続されている。このため、正転出力許可回路２９から正転パルス出力要求信号が出力されたときに、前段のＤＦＦ１０は、データ出力端子からハイレベルの信号を出力する。前段のＤＦＦ１０のデータ出力端子は、後段のＤＦＦ１１のデータ入力端子に接続され、ＤＦＦ１１のクロック端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されている。従って、前段のＤＦＦ１０の出力信号がハイレベルに変化すると、クロック信号ＣＬＫに同期して、後段のＤＦＦ１１の出力信号もローレベルからハイレベルに変化する。上述したように、このハイレベルの信号が正転出力許可回路２９のＮＯＲ３に入力されることにより、正転出力許可回路２９において、正転パルス出力要求信号の出力が禁止される。

正転パルスタイミング調整回路３７に、第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲが入力されると、その第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲは、論理積回路ＡＮＤ８を介してＤＦＦ１０のリセット端子に与えられる。このため、ＤＦＦ１０がリセットされ、そのデータ出力端子から出力される信号レベルがハイレベルからローレベルに変化する。すると、後段のＤＦＦ１１もクロック信号ＣＬＫに同期して、ローレベルの信号を出力するようになる。このローレベルの信号が、タイマ起動／リセット回路３４に入力されることにより、タイマ起動／リセット回路３４の出力信号のレベルは、ローレベルからハイレベルに変化し、タイマ１３に対するリセット信号を形成する。以下、図５を参照して、詳しく説明する。

正転パルスタイミング調整回路３７の出力は、タイマ起動／リセット回路３４の否定論理和回路ＮＯＲ５に入力されている。ＮＯＲ５のもう一方の入力は、インバータＩＮＶ７を介して逆転出力要求信号保持回路２８の出力信号である。また、正転出力要求信号保持回路２７の出力信号が、インバータＩＮＶ８に入力されるとともに、ＤフリップフロップＤＦＦ１５のデータ入力端子に接続されている。ＤＦＦ１５のクロック端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されているので、ＤＦＦ１５は、クロック信号ＣＬＫに同期して、データ入力端子に入力された信号レベルを、データ出力端子から出力する。ＩＮＶ８とＤＦＦ１５のデータ出力端子は、否定論理積回路ＮＡＮＤ６に接続されている。従って、ＤＦＦ５がリセットされ、その出力信号のレベルがハイレベルからローレベルに切り替わったときに、ＤＦＦ１５の出力がクロック信号ＣＬＫに同期してローレベルに切り替わるまでの間、ＮＡＮＤ６は、ローレベルの信号を出力する。

第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲによりＤＦＦ５の出力がハイレベルからローレベルに切り替わった時点、すなわち、正転パルスタイミング調整回路３７の前段のＤＦＦ１０の出力がハイレベルからローレベルに切り替わった時点では、後段のＤＦＦ１１は、まだハイレベルの信号を出力している。このため、ＮＯＲ５の出力信号のレベルは、ローレベルとなる。ＮＯＲ５とＮＡＮＤ６との出力は論理和回路ＯＲ４に入力されている。このため、ＯＲ４は、第２の正転リセット信号ＴＦＰＷＴＲによりＤＦＦ５の出力がハイレベルからローレベルに切り替わったときから、クロック信号ＣＬＫに同期してＤＦＦ１１，ＤＦＦ１５の出力信号がローレベルとなるまでの時間の間だけローレベルの信号を出力する。このＯＲ４から出力されるローレベルの信号により、ＮＡＮＤ８の出力信号は、ローレベルからハイレベルに変化する。このローレベルからハイレベルへの立ち上り信号が、タイマ１３のリセット信号となり、タイマ１３のカウント動作をリセットする。

本実施形態では、正転出力要求信号保持回路２７のＤＦＦ５は、後述する第２回転方向偶数回切替り判定回路３６により、正転パルスの出力終了後以外のタイミングでリセットされる場合がある。そのため、正転パルスタイミング調整回路３７からの信号も利用することで、正転パルスの出力が終了し、さらに、その時点から第３の所定時間が経過した時点で、タイマ１３のリセット信号を出力するようにしているのである。

このようにして、正転パルス出力回路３１から正転パルス信号の出力が終了した後、タイマ１３がリセットされると、タイマ１３は、正転出力要求信号保持回路２７又は逆転出力要求信号保持回路２８からの出力要求信号に応じて、カウント動作を再起動することが可能になる。

同様に、タイマ１３は、カウント時間が逆転パルスのパルス幅に対応する第２の所定時間となったとき、逆転パルス出力回路３２に対して逆転パルスの出力を終了させるための第１の逆転リセット信号ＴＲＰＷを出力する。これにより、逆転パルス出力回路３２からは、予め定められた第２の所定時間に相当するパルス幅を有する逆転パルス信号が出力される。

具体的には、図５に示すように、タイマ１３は、カウント時間が第２の所定時間となったとき、ローレベルの第１の逆転リセット信号ＴＲＰＷを出力する。この第１の逆転リセット信号ＴＲＰＷは、論理積回路ＡＮＤ９を介して、ＤＦＦ１２のリセット端子に接続されている。ＡＮＤ９のもう一方の入力には、ＰＯＲ信号が入力されている。従って、タイマ１３がローレベルの第１の逆転リセット信号ＴＲＰＷを出力することにより、ＤＦＦ１２のリセット端子にはローレベルのリセット信号が入力され、ＤＦＦ１２がリセットされる。これにより、ＤＦＦ１２の出力信号のレベルは、ローレベルに変化し、逆転パルスの出力を終了する。

タイマ１３は、逆転パルス出力回路３２に第１の逆転リセット信号ＴＲＰＷを出力した後もカウント動作を継続する。そして、その第１の逆転リセット信号出力からのカウント時間が第３の所定時間となったとき、逆転出力要求信号保持回路２８に第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲを出力して、逆転出力要求信号保持回路２８による逆転パルスの出力要求信号の保持をリセットする。

すなわち、図５に示すように、第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲが論理和回路ＯＲ２及び論理積回路ＡＮＤ４を介して、逆転出力要求信号保持回路２８のＤＦＦ６のリセット端子に接続されている。このため、タイマ１３が、ローレベルの第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲを出力すると、ＤＦＦ６がリセットされ、ＤＦＦ６による逆転パルス出力要求信号の保持が解除される。これにより、正転出力要求信号保持回路２７に正転パルスの出力要求信号が保持されているときには、正転出力許可回路２９により、後続回路への正転パルスの出力要求信号の出力が許可されるようになる。

なお、ＯＲ２には、後述する第１回転方向偶数回切替り判定回路３５の論理積回路ＡＮＤ５からの出力も入力されている。このＡＮＤ５は、正転出力許可回路２９が正転パルス出力要求信号の出力を許可し、その後、ＤＦＦ６に逆転パルス出力要求信号が保持されているとき、ハイレベルの信号を出力するものである。このＡＮＤ５の出力をＯＲ２に入力することにより、ＤＦＦ６に逆転パルス出力要求信号が保持され、正転パルスの出力終了を待機しているときに、第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲによってＤＦＦ６がリセットされてしまうことを防止している。

図４に示すように、第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲは、逆転パルスタイミング調整回路３８にも与えられる。この逆転パルスタイミング調整回路３８には、逆転パルス出力回路３２とともに、逆転出力許可回路３０から逆転パルスの出力要求信号も与えられる。そして、逆転パルスタイミング調整回路３８は、逆転パルスの出力要求信号が入力された後に、上述した第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲを受信すると、タイマ起動／リセット回路３４に対して、タイマ１３のカウント動作を停止させるためのタイマリセット信号を出力する。

具体的には、図５に示すように、逆転パルスタイミング調整回路３８は、直列に接続された２つのＤフリップフロップＤＦＦ１３、ＤＦＦ１４からなり、前段のＤＦＦ１３のクロック端子に逆転パルス出力要求信号が入力され、データ入力端子にはプルアップ電源が接続されている。このため、逆転出力許可回路２９から正転パルス出力要求信号が出力されたときに、前段のＤＦＦ１３は、データ出力端子からハイレベルの信号を出力する。前段のＤＦＦ１３のデータ出力端子は、後段のＤＦＦ１４のデータ入力端子に接続され、ＤＦＦ１４のクロック端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されている。従って、前段のＤＦＦ１３の出力信号がハイレベルに変化すると、クロック信号ＣＬＫに同期して、後段のＤＦＦ１４の出力信号もローレベルからハイレベルに変化する。上述したように、このハイレベルの信号が逆転出力許可回路３０のＮＯＲ４に入力されることにより、逆転出力許可回路３０において、逆転パルス出力要求信号の出力が禁止される。

逆転パルスタイミング調整回路３８に、第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲが入力されると、その第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲは、論理積回路ＡＮＤ１０を介してＤＦＦ１３のリセット端子に与えられる。このため、ＤＦＦ１３がリセットされ、そのデータ出力端子から出力される信号レベルがハイレベルからローレベルに変化する。すると、後段のＤＦＦ１４もクロック信号ＣＬＫに同期して、ローレベルの信号を出力するようになる。このローレベルの信号が、タイマ起動／リセット回路３４に入力されることにより、タイマ起動／リセット回路３４の出力信号のレベルは、ローレベルからハイレベルに変化し、タイマ１３に対するリセット信号を形成する。

すなわち、図５に示すように、逆転パルスタイミング調整回路３８の出力は、タイマ起動／リセット回路３４の否定論理和回路ＮＯＲ６に入力されている。ＮＯＲ６のもう一方の入力は、インバータＩＮＶ９を介しての正転出力要求信号保持回路２７の出力信号である。また、逆転出力要求信号保持回路２８の出力信号が、インバータＩＮＶ１０に入力されるとともに、ＤフリップフロップＤＦＦ１６のデータ入力端子に接続されている。ＤＦＦ１６のクロック端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されているので、ＤＦＦ１６は、クロック信号ＣＬＫに同期して、データ入力端子に入力された信号レベルを、データ出力端子から出力する。ＩＮＶ１０とＤＦＦ１６のデータ出力端子は、否定論理積回路ＮＡＮＤ７に接続されている。従って、ＤＦＦ６がリセットされ、その出力信号のレベルがハイレベルからローレベルに切り替わったときに、ＤＦＦ１６の出力がクロック信号ＣＬＫに同期してローレベルに切り替わるまでの間、ＮＡＮＤ７は、ローレベルの信号を出力する。

第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲによりＤＦＦ６の出力がハイレベルからローレベルに切り替わった時点、すなわち、逆転パルスタイミング調整回路３８の前段のＤＦＦ１２の出力がハイレベルからローレベルに切り替わった時点では、後段のＤＦＦ１４は、まだハイレベルの信号を出力している。このため、ＮＯＲ６の出力信号のレベルは、ローレベルとなる。ＮＯＲ６とＮＡＮＤ７との出力は論理和回路ＯＲ５に入力される。このため、ＯＲ５は、第２の逆転リセット信号ＴＲＰＷＴＲによりＤＦＦ６の出力がハイレベルからローレベルに切り替わったときから、クロック信号ＣＬＫに同期してＤＦＦ１４，ＤＦＦ１６の出力信号がローレベルとなるまでの時間の間だけローレベルの信号を出力する。このＯＲ５から出力されるローレベルの信号により、ＮＡＮＤ８の出力信号は、ローレベルからハイレベルに変化する。このローレベルからハイレベルへの立ち上り信号が、タイマ１３のリセット信号となり、タイマ１３のカウント動作をリセットする。

本実施形態では、逆転出力要求信号保持回路２８のＤＦＦ６は、後述する第１回転方向偶数回切替り判定回路３５により、逆転パルスの出力終了後以外のタイミングでリセットされる場合がある。そのため、逆転パルスタイミング調整回路３８からの信号も利用することで、逆転パルスの出力が終了し、さらに、その時点から第３の所定時間が経過した時点で、タイマ１３のリセット信号を出力するようにしている。

このようにして、逆転パルス出力回路３２から逆転パルス信号の出力が終了した後、タイマ１３がリセットされることにより、タイマ１３は、正転出力要求信号保持回路２７又は逆転出力要求信号保持回路２８からの出力要求信号に応じて、カウント動作を再起動することが可能になる。

上述したように、本実施形態では、例えば、正転パルスを出力中に、ロータの回転方向が正転方向から逆転方向に切り替わったとき、その切り替わり後のメインセンサ信号の変化をマスクしてしまうのではなく、そのメインセンサ信号の変化が有効エッジである場合、その有効エッジにより発生される逆転パルスの出力要求信号を、逆転出力要求信号保持回路２８によって保持する。そして、タイマ１３のカウント動作に基づいて、正転出力要求信号保持回路２７によって保持されている正転パルスの出力要求信号がリセットされると、逆転出力許可回路３０が、逆転出力要求信号保持回路２８に保持された出力要求信号の逆転パルス出力回路３２への出力を許可する。

従って、ロータが、正転方向から逆転方向へと回転方向を切り替えたときには、正転パルス後に逆転パルスが出力される。同様に、ロータが、逆転方向から正転方向へと回転方向を切り替えたときには、逆転パルス後に正転パルスが出力される。このため、ロータが短い周期で回転方向を切り替えるような回転運動をしている場合にも、出力合成回路３３から、そのような回転運動状態を示す出力信号（検出信号）を出力することができる。

ただし、本実施形態では、以下に説明するような条件が成立したときには、第１及び第２回転方向偶数回切替り判定回路３５，３６により、出力中の正転パルス又は逆転パルスと反対の正転パルス又は逆転パルスの出力要求信号をリセットする。

例えば、図４において、正転出力要求信号保持回路２７が、正転パルスを出力するための出力要求信号を保持し、正転パルスが出力されている間に、逆転出力要求信号保持回路２８に逆転パルスの出力要求信号が保持され、さらに、正転有効エッジ判定回路２５から正転パルスの出力要求信号が出力された場合、ロータは、正転→逆転→正転と回転方向を切り替えたことになる。このような偶数回（２回）の回転方向の切り替えが、正転パルスの出力要求信号が正転出力要求信号保持回路２７に保持されている間になされた場合、検出信号として出力している正転パルスと、ロータの回転方向は一致した状態となる。さらに、ロータが一旦逆転したからといって、正転パルス出力後に、逆転パルスを出力してしまうと、ロータの実際の回転運動との間に大きな時間的なずれが生じ、その後に出力すべき、正転パルス或いは逆転パルスにも時間的な遅れを生じさせてしまう。

そのため、本実施形態では、第１及び第２回転方向偶数回切替り判定回路３５、３６を設けている。第１回転方向偶数回切替り判定回路３５は、正転出力許可回路２９から正転パルスの出力要求信号が出力された後に、逆転出力要求信号保持回路２８に逆転パルスの出力要求信号が保持され、さらに、再度、正転有効エッジ判定回路２５から正転パルスの出力要求信号が出力されたことに基づいて、逆転出力要求信号保持回路２８によって保持されている出力要求信号をリセットするためのリセット信号を出力する。すなわち、第１回転方向偶数回切替り判定回路３５は、ロータが正転→逆転→正転へと２回回転方向を切替えたことを判定して、逆転出力要求信号保持回路２８へリセット信号を出力する。

具体的には、図５に示すように、第１回転方向偶数回切替り判定回路３５は、ＤフリップフロップＤＦＦ７、論理積回路ＡＮＤ５、及び否定論理積回路ＮＡＮＤ４からなる。ＤＦＦ７のクロック端子には、正転パルス出力要求信号が入力され、データ入力端子にはプルアップ電源が接続され、リセット端子には、ＤＦＦ５と同様のリセット信号が入力されている。従って、ＤＦＦ７は、正転出力許可回路２９から正転パルス出力要求信号が出力されたときに、データ入力端子に入力されているプルアップ電源を取り込み、取り込んだ信号レベル（ハイレベル）をデータ出力端子から出力する。ＡＮＤ５には、ＤＦＦ７の出力と、逆転出力要求信号保持回路２８からの信号が入力されている。このため、正転出力許可回路２９から正転パルス出力要求信号が出力され、正転パルス出力回路３１から正転パルスが出力されている間に、逆転出力要求信号保持回路２８に逆転パルス出力要求信号が保持されたときに、ＡＮＤ５の出力がハイレベルになる。ＮＡＮＤ４には、ＡＮＤ５の出力と、正転有効エッジ判定回路２５の出力とが入力されている。従って、ＡＮＤ５の出力がハイレベルとなっているときに、さらに、正転有効エッジ判定回路２５から正転パルス出力要求信号が出力されたときに、ＮＡＮＤ４の信号出力はローレベルとなる。

ＮＡＮＤ４の出力は、逆転出力要求信号保持回路２８のＤＦＦ６にリセット信号を与えるＡＮＤ４に入力されている。このため、ＮＡＮＤ４がローレベルの信号を出力することにより、ＤＦＦ６はリセットされ、逆転パルスの出力要求信号の保持を解除する。

また、第２回転方向偶数回切替り判定回路３６は、逆転出力許可回路３０から逆転パルスの出力要求信号が出力された後に、正転出力要求信号保持回路２７に正転パルスの出力要求信号が保持され、さらに、再度、逆転有効エッジ判定回路２６から逆転パルスの出力要求信号が出力されたことに基づいて、正転出力要求信号保持回路２７によって保持されている出力要求信号をリセットするためのリセット信号を出力する。すなわち、第２回転方向偶数回切替り判定回路３６は、ロータが逆転→正転→逆転へと２回回転方向を切替えたことを判定して、正転出力要求信号保持回路２７へリセット信号を出力する。

具体的には、図５に示すように、第２回転方向偶数回切替り判定回路３６は、ＤフリップフロップＤＦＦ８、論理積回路ＡＮＤ６、及び否定論理積回路ＮＡＮＤ５からなる。ＤＦＦ８のクロック端子には、正転パルス出力要求信号が入力され、データ入力端子にはプルアップ電源が接続され、リセット端子には、ＤＦＦ６と同様のリセット信号が入力されている。従って、ＤＦＦ８は、逆転出力許可回路３０から逆転パルス出力要求信号が出力されたときに、データ入力端子に入力されているプルアップ電源を取り込み、取り込んだ信号レベルをデータ出力端子から出力する。ＡＮＤ６には、ＤＦＦ８の出力と、正転出力要求信号保持回路２７からの信号が入力されている。このため、逆転出力許可回路３０から逆転パルス出力要求信号が出力され、逆転パルス出力回路３２から逆転パルスが出力されている間に、正転出力要求信号保持回路２７に正転パルス出力要求信号が保持されたときに、ＡＮＤ６の出力がハイレベルになる。ＮＡＮＤ５には、ＡＮＤ６の出力と、逆転有効エッジ判定回路２６の出力とが入力されている。従って、ＡＮＤ６の出力がハイレベルとなっているときに、さらに、逆転有効エッジ判定回路２６から逆転パルス出力要求信号が出力されたときに、ＮＡＮＤ５の信号出力はローレベルとなる。

ＮＡＮＤ５の出力は、正転出力要求信号保持回路２７のＤＦＦ５にリセット信号を与えるＡＮＤ３に入力されている。このため、ＮＡＮＤ５がローレベルの信号を出力することにより、ＤＦＦ５はリセットされ、正転パルスの出力要求信号の保持を解除する。

上述したように、本実施形態によるロジック回路２０は、第１及び第２回転方向偶数回切替り判定回路３５，３６を備えたことにより、ロータの実際の回転運動との間の時間的なずれをおさえた正転パルス及び逆転パルスを含む検出信号を出力することが可能となる。

さらに、本実施形態では、偶数回の回転方向の切替りが生じた場合に、出力中の正転パルス又は逆転パルスと反対の、保持された正転パルス又は逆転パルスの出力要求信号をリセットするので、ノイズが印加されてメインセンサ信号にチャタリングが発生した場合であっても、ノイズの影響を受けない検出信号を出力できる。これは、ノイズによるチャタリングが発生しても、メインセンサ信号は、ノイズの消滅により最終的にもとの状態に戻り、ロジック回路２０では、それが、連続して偶数回回転方向が切り替わったとみなされるためである。

図６は、本実施形態の信号処理回路１０により出力される検出信号の一例を示す波形図である。図６には、正転方向に回転していたロータが、短い周期で、回転方向を繰り返し切り替える例が示されている。

図６において、ロータが正転方向に回転しているときの有効エッジの出現により、正転パルス出力要求信号が発生したことに応じて、信号処理回路１０から正転パルスＡが出力される。この正転パルスＡの出力中に、逆転パルス出力要求信号が発生しても、すぐに逆転パルスａが出力されるのではなく、その出力要求信号は逆転出力要求信号保持回路２８に保持され、正転パルスＡの出力が終了するまで、逆転パルスａの出力が待機される。

そして、正転パルスＡの出力が終了し、さらにその出力終了から、連続するパルス信号の間隔を確保するための調整時間が経過したときに、逆転出力要求信号保持回路２８に保持されていた出力要求信号に基づいて、逆転パルスａが出力される。

この逆転パルスａの出力中（逆転パルス出力終了後の調整時間も含む）に、正転パルスＢの出力要求信号が正転出力要求信号保持回路２７に保持され、その後、逆転パルスｂの出力要求信号が発生した場合、正転出力要求信号保持回路２７に保持されている正転パルスＢの出力要求信号はリセットされる。これにより、検出信号とロータの実際の回転運動との間に大きな時間的なずれが生じてしまうことを防止することができる。

さらに、逆転有効エッジ判定回路２６から逆転パルスｂの出力要求信号が出力されても、逆転出力要求信号保持回路２８は、既に逆転パルスａの出力要求信号を保持しており、その逆転パルスａの出力要求信号をそのまま維持する。すなわち、新たな逆転パルスｂの出力要求信号の発生の影響を受けることなく、いままでの出力要求信号をそのまま保持する。この場合、ロータの回転方向が逆転→正転→逆転と２回切り替わっただけで、ギヤ歯の位置は変化していない。従って、逆転パルスｂの出力要求信号に基づいて、あらためて逆転パルスを出力してしまうと、検出信号における逆転パルスによりギヤ歯の位置を誤って検出する虞が生じてしまうためである。

このような理由から、本実施形態では、逆転パルスａの出力中に発生した正転パルスＢの出力要求信号に基づく正転パルスの出力、及び逆転パルスｂの出力要求信号に基づく逆転パルスの出力をともに行なわないようにしているのである。そして、ロータが短い周期で繰り返し回転方向を切り替える限り、上述したような信号処理動作が、信号処理回路１０において繰り返し実行される。

１メイン磁気センサ
２サブ磁気センサ
１０信号処理回路
２０ロジック回路
Ｔｒ１トランジスタ
Ｒ１抵抗

Claims

ギヤ歯が形成された回転体に対向配置された複数の磁気センサから、前記回転体の正転方向又は逆転方向への回転に伴って前記ギヤ歯の山部と谷部とが移動することにより、異なる位相を有する矩形波状の第１及び第２のセンサ信号が出力されたとき、それら第１及び第２のセンサ信号に基づいて、前記回転体の回転位置を検出するための検出信号を出力する回転検出装置の信号処理回路であって、
前記第１及び第２のセンサ信号の位相関係に基づき、前記回転体の回転方向が、正転方向であるか、逆転方向であるかを判別する回転方向判別手段と、
前記回転体の回転方向が正転方向であるときと、逆転方向であるときとで、一方の回転方向では、その一方の回転方向における前記山部の先端側エッジによる前記第１のセンサ信号の変化を当該一方の回転方向での有効エッジによる信号変化と定め、他方の回転方向では、その他方の回転方向における前記山部の後端側エッジによる前記第１のセンサ信号の変化を当該他方の回転方向での有効エッジによる信号変化であると定め、前記第１のセンサ信号の変化が有効エッジによるものか否かを判別する有効エッジ判別手段と、
前記回転方向判別手段により回転方向が正転方向であることが判別され、かつ前記有効エッジ判別手段によって前記第１のセンサ信号の変化は有効エッジによるものと判別されたことを条件として、前記回転体が正転方向に回転していることを示す正転パルスの出力要求信号を保持する正転パルス出力要求保持手段と、
前記回転方向判別手段により回転方向が逆転方向であることが判別され、かつ前記有効エッジ判別手段によって前記第１のセンサ信号の変化は有効エッジによるものと判別されたことを条件として、前記回転体が逆転方向に回転していることを示す逆転パルスの出力要求信号を保持する逆転パルス出力要求保持手段と、
前記正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段とのいずれか一方に出力要求信号が保持されたとき、その保持された出力要求信号を出力するとともに、前記正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に出力要求信号が保持されている状態で、他方にも出力要求信号が保持されたとき、一方に保持されている出力要求信号がリセットされるまで、他方に保持された出力要求信号の出力を待機する出力要求信号出力手段と、
出力要求信号出力手段から出力された出力要求信号に従って、前記検出信号として、正転パルス信号又は逆転パルス信号を出力するパルス出力手段と、
前記パルス出力手段による正転パルス信号又は逆転パルス信号の出力の終了後に、前記正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に保持されている、出力が終了した正転パルス又は逆転パルスの出力要求信号をリセットする第１のリセット手段と、
前記正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に出力要求信号が保持されている状態で、他方にも出力要求信号が保持され、さらに、一方に既に保持されている出力要求信号に関して、その出力要求信号を保持する条件が成立したとき、他方に保持されている出力要求信号をリセットする第２のリセット手段と、を備えることを特徴とする回転検出装置の信号処理回路。
前記第２のリセット手段により前記正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との他方に保持されている出力要求信号がリセットされたとき、前記正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方は、前記出力要求信号を保持する条件の成立の影響を受けることなく、出力要求信号をそのまま保持することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置の信号処理回路。
時間を計時するタイマ手段を備え、
前記タイマ手段は、前記パルス出力手段から正転パルス又は逆転パルスの出力が開始された時点からの経過時間を計時し、計時した経過時間が所定時間に達したとき、前記パルス出力手段に対して正転パルス又は逆転パルスの出力の終了を指示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の信号処理回路。
前記タイマ手段は、計時した経過時間と対比する所定時間として、正転パルス用の所定時間と、逆転パルス用の所定時間を別個に有することにより、正転パルスのハルス幅と、逆転パルスのパルス幅とを異ならせることを特徴とする請求項４に記載の回転検出装置の信号処理回路。
前記タイマ手段は、前記パルス出力手段による正転パルス信号又は逆転パルス信号の出力の終了後からさらに所定の調整時間経過したときに前記第１のリセット手段にリセット指示を与え、前記第１のリセット手段は、このリセット指示に応じて、前記正転パルス出力要求保持手段と逆転パルス出力要求保持手段との一方に保持されている、出力が終了した正転パルス又は逆転パルスの出力要求信号をリセットすることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の回転検出装置の信号処理回路。