JP4891849B2 - Rotation state detection device - Google Patents
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Description
本発明は、2値信号に変換された位相の異なる2つのセンサの検出信号に基づいて、回転状態を検出する回転状態検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation state detection device that detects a rotation state based on detection signals of two sensors having different phases converted into a binary signal.
回転体の回転状態を検出するために、回転体の回転方向に沿って所定の間隔を持って2つのセンサを配置し、これらのセンサが送出する位相差を持った各検出信号を用いて回転体の回転数や回転方向を検出する方法が知られている。例えば、特開平10−332725号公報に示されるようなものがある。図28を用いて、回転体の回転状態を検出する従来の例について説明する。 In order to detect the rotating state of the rotating body, two sensors are arranged at a predetermined interval along the rotating direction of the rotating body, and rotation is performed using each detection signal having a phase difference transmitted by these sensors. A method for detecting the number of rotations and the direction of rotation of a body is known. An example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-332725. A conventional example for detecting the rotational state of the rotating body will be described with reference to FIG.
1は、回転状態を検出される歯車で、例えば、磁性体で構成され、この歯車1の外周部には、回転方向に沿って所定の間隔で山部1a及び谷部1bが形成されている。この歯車1の回転状態を検出するために、磁気抵抗素子で構成された、例えば2組の磁気センサ21,22を歯車1に対向して、歯車1の回転方向に沿って所定の間隔を持って配置する。各磁気センサ21,22は、歯車1の山部1a、谷部1bに応じて、2値の検出信号をそれぞれ出力する。
図28に示すように、歯車1が時計回りに回転した場合を正回転、その逆の場合を逆回転と仮定する。正回転の場合は、図29に示すように、センサ21の検出出力21aは、センサ22の検出出力22aよりも位相が先行する。歯車1の山部1a及び谷部1bの間隔と、センサ21,22の間隔とを調整することにより、2つの検出出力21a,22aの位相差を調整できる。ここでは、位相差が1/4周期となるように調整している。また、歯車1が逆回転した場合は、図30に示すように、センサ22の検出出力22aは、センサ21の検出出力21aよりも位相が先行する。
As shown in FIG. 28, it is assumed that the case where the
検出出力21aは、DFF(D型フリップフロップ)31のデータ入力へ、検出出力22aは、DFF31のクロック入力へ接続される。DFF31では、クロック入力(検出出力22a)の立ち上がり時にデータ入力(検出出力21a)を観測し、その極性により歯車1の回転方向を検出する。つまり、図29に示すように歯車1が正回転の場合は、検出出力22aの立ち上がる時刻t80,t81,t82では、検出出力21aは常に“High”である。よって、DFF31は、歯車1は正回転していると判断し、“High”を回転方向検出結果出力22rとして出力する。一方、図30に示すように歯車1が逆回転の場合は、検出出力22aの立ち上がる時刻t83,t84,t85では、検出出力21aは常に“Low”である。よって、DFF31は、歯車1は逆回転していると判断し、“Low”を回転方向検出結果出力22rとして出力する。
The
しかしながら、2つのセンサ21,22の内、片方のセンサが断線や故障などにより出力が異常になった場合、DFF31は回転方向の検出を誤り、回転方向検出出力22rは異常となる。つまり、図31に示すように、歯車1が例えば正回転しているときに、時刻t87後にセンサ21が故障し、その出力が常に“Low”になったと仮定する。DFF31は、センサ検出出力22aの立ち上がりでセンサ検出出力21aを観測し、その極性により歯車1の回転方向を検出するので、歯車1は正回転をしているにもかかわらず、時刻t88のタイミングで、逆回転を開始したと判断してしまう。
However, when one of the two
このような誤検出を回避するために、特開平10−122903号公報では、2つのセンサの検出出力が相互に他方を監視し、一方のセンサ信号の異常を検出すると、周波数出力を停止させている。図32は、この公報による回転検出装置の構成を示している。図32において、4つのD型フリップフロップ(DFF)111,113,115,117と、AND回路119,123と、EXOR回路121,125とが設けられ、これらは、異常検出部を構成する。
In order to avoid such erroneous detection, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-122903, the detection outputs of two sensors monitor each other, and when an abnormality of one sensor signal is detected, the frequency output is stopped. Yes. FIG. 32 shows a configuration of a rotation detection device according to this publication. 32, four D-type flip-flops (DFF) 111, 113, 115, and 117, AND
DFF111及びDFF113は、第1の位置センサMRR101の異常の検出に用いられ、DFF115及びDFF117は、第2の位置センサMRF102の異常の検出に用いられる。第1の位置センサMRR101の出力は、DFF111のD端子、DFF113のD端子、DFF115のCK端子に接続される。第1の位置センサMRR101の出力にはNOT回路107が接続され、NOT回路107の出力はDFF117のCK端子に接続される。 The DFF 111 and DFF 113 are used to detect an abnormality of the first position sensor MRR101, and the DFF 115 and DFF 117 are used to detect an abnormality of the second position sensor MRF102. The output of the first position sensor MRR101 is connected to the D terminal of the DFF 111, the D terminal of the DFF 113, and the CK terminal of the DFF 115. The NOT circuit 107 is connected to the output of the first position sensor MRR101, and the output of the NOT circuit 107 is connected to the CK terminal of the DFF 117.
第2の位置センサMRF102の出力は、DFF111のCK端子、DFF115のD端子、DFF117のD端子に接続される。第2の位置センサMRF102の出力にはNOT回路109が接続され、NOT回路109の出力はDFF113のCK端子に接続される。
DFF111,113,115,117の各々のR端子には、リセット信号105が入力される。DFF113のQ出力は、回転方向出力F/Rである。AND回路119は、DFF115のQ出力とDFF111のQの反転出力との論理積をとる。AND回路119は、回転体の正回転時に“High”を出力し、逆回転時に“Low”を出力する。AND回路123は、DFF111のQ出力とDFF115のQの反転出力との論理積をとる。AND回路123は、回転体の逆回転時に“High”を出力し、正回転時に“Low”を出力する。
The output of the second position sensor MRF102 is connected to the CK terminal of the DFF111, the D terminal of the DFF115, and the D terminal of the DFF117. The output of the second position sensor MRF102 is connected to the
A
EXOR回路121は、DFF111のQ出力とDFF113のQ出力との排他的論理和をとる。EXOR回路125は、DFF115のQ出力とDFF117のQ出力との排他的論理和をとる。EXOR回路121は、第1の位置センサMRR101が正常時には“High”を出力し、第1の位置センサMRR101が異常時には“Low”を出力する。EXOR回路125は、第2の位置センサMRF102が正常時には“High”を出力し、第2の位置センサMRF102が異常時には“Low”を出力する。
The
AND回路127,129、DFF131,133,135,137,139,141は、回転方向判定部を構成する。
AND回路127は、AND回路119の出力とリセット信号105との論理積をとる。AND回路129は、AND回路123の出力とリセット信号105との論理積をとる。DFF131,133,135は、多段に縦続接続され、DFF131のD端子にAND回路119の出力が接続される。DFF131,133,135の各々のR端子は、AND回路127の出力に接続される。DFF131,133,135の各々のCK端子は、MRF102の出力に接続される。DFF137,139,141は、多段に縦続接続され、DFF137のD端子にAND回路123の出力が接続される。DFF137,139,141の各々のR端子は、AND回路129の出力に接続される。DFF137,139,141の各々のCK端子は、第1の位置センサMRR101の出力に接続される。
The
The
AND回路143、AND回路145、及びOR回路147は、周波数出力制御部を構成する。
AND回路143は、DFF135のQ出力と、EXOR回路121の出力と、EXOR回路125の出力と、第1の位置センサMRR101との論理積をとる。AND回路143は、回転体の正回転時に第1の位置センサMRR101の周波数出力を出力し、逆回転時に“Low”となる。
AND回路145は、DFF141のQ出力と、EXOR回路121の出力と、EXOR回路125の出力と、第2の位置センサMRF102との論理積をとる。AND回路145は、回転体の逆回転時に第2の位置センサMRF102の周波数出力を出力し、正回転時に“Low”となる。
OR回路147は、AND回路143の出力と、AND回路145の出力との論理和をとり、この論理和出力が周波数出力FOとなる。
The
The
The
The
以下、回転体の正回転中に第1の位置センサMRR101が故障して、“High”になった場合の動作について、図33を用いて説明する。
第1の位置センサMRR101が故障して、“High”になると、時刻t101のタイミングでDFF111が異常を検出し、DFF131,133,135にリセットをかけ、故障から復帰してから3パルス後の時刻t102から、周波数出力を出力させる。
Hereinafter, an operation in the case where the first position sensor MRR101 fails and becomes “High” during the forward rotation of the rotating body will be described with reference to FIG.
When the first position sensor MRR101 breaks down and becomes “High”, the DFF 111 detects an abnormality at the timing of time t101, resets the
一方、図34に示すように、第1の位置センサMRR101が故障して、“Low”になった場合は、回転方向出力F/Rも正回転しているにもかかわらず逆回転と検出すると共に、故障から復帰してすぐに、周波数出力を出力する。この場合、図35に示すように、外部回路により周波数出力を観測し、出力の停止を観測するとリセット信号(RST)を入力するようにすれば、図33と同様、故障から復帰してから3パルス後に、周波数出力を開始することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 34, when the first position sensor MRR101 breaks down and becomes “Low”, the rotation direction output F / R is detected to be reverse rotation even though it is rotating forward. At the same time, the frequency output is output immediately after recovery from the failure. In this case, as shown in FIG. 35, if the frequency output is observed by an external circuit, and if the stop of the output is observed, a reset signal (RST) is input, the same as in FIG. After the pulse, the frequency output can be started.
しかしながら、特許文献2に開示される回転検出装置では、回転体の回転方向が切り替わった場合においても、センサの異常であると判断し、出力を停止させてしまう。近年、エンジン等で用いられる回転状態検出装置では、回転が停止している状態でも、回転体の回転位置を把握することが必要である。エンジンの場合、回転が停止するときに、センサ検出出力の数周期分、振動しながら停止することが知られている。従って、正回転と逆回転を繰り返し、それぞれ正回転で何パルス、逆回転で何パルスしたかを計数することにより回転体が停止したときの回転位置を把握する。よって、従来例のように回転方向が反転したときに、周波数出力を停止させる装置では、回転が停止するときにパルス数を計数することができず、停止しているときの回転体の回転位置を把握することができない。 However, in the rotation detection device disclosed in Patent Document 2, even when the rotation direction of the rotating body is switched, it is determined that the sensor is abnormal and the output is stopped. In recent years, in a rotational state detection device used in an engine or the like, it is necessary to grasp the rotational position of a rotating body even when the rotation is stopped. In the case of an engine, it is known that when rotation stops, it stops while vibrating for several cycles of sensor detection output. Therefore, the rotation position when the rotating body stops is grasped by repeating the normal rotation and the reverse rotation and counting how many pulses are generated in the normal rotation and how many pulses are generated in the reverse rotation. Therefore, in a device that stops frequency output when the rotation direction is reversed as in the conventional example, the number of pulses cannot be counted when rotation stops, and the rotation position of the rotating body when stopped I can't figure out.
従来例による回転検出装置において、回転方向が正回転から逆回転に反転した場合の動作について、図36を参照して説明する。
回転体が時刻t103で正回転から逆回転に反転すると、第1の位置センサ信号MRR101及び第2の位置センサ信号MRF102は、図示するように、時刻t103以前では第2の位置センサ信号MRF102の方が、第1の位置センサ信号MRR101に対して位相が進み、時刻t103以降では、第1の位置センサ信号MRR101の方が、位相が進んでいる。
In the rotation detection device according to the conventional example, an operation when the rotation direction is reversed from the normal rotation to the reverse rotation will be described with reference to FIG.
When the rotating body reverses from forward rotation to reverse rotation at time t103, the first position sensor signal MRR101 and the second position sensor signal MRF102 are, as shown, the second position sensor signal MRF102 before time t103. However, the phase advances with respect to the first position sensor signal MRR101, and after the time t103, the phase of the first position sensor signal MRR101 advances.
DFF111,113,115,117では、それぞれ、時刻t103以降に極性が反転するので、DFF131,133,135にはリセットがかかり、周波数出力が停止する。その後、DFF137,139,141は、リセットが解除され、3パルス遅延した後、周波数出力が再開される。
以上のように、回転体の回転方向が反転すると、回転検出装置は異常と判断し、周波数出力を停止してしまう。
In
As described above, when the rotation direction of the rotating body is reversed, the rotation detection device determines that there is an abnormality and stops frequency output.
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、回転体の回転検出信号の異常の場合にのみ異常検出信号を出力可能な回転状態検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a rotation state detection device capable of outputting an abnormality detection signal only in the case of an abnormality in a rotation detection signal of a rotating body. To do.
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第1態様における回転状態検出装置は、回転体に対向して配置され、上記回転体の回転に応じて位相の異なる2つの矩形波状で2値化の検出信号を出力する第1センサ及び第2センサと、第1〜第4の回転方向検出部と、異常検出部とを備えたことを特徴とする。第1回転方向検出部は、上記第1センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第2センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。第2回転方向検出部は、上記第1センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第2センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。第3回転方向検出部は、上記第2センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第1センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。第4回転方向検出部は、上記第2センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第1センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。異常検出部は、上記第1から第4の回転方向検出部から得られた回転方向検出結果の不一致が、上記検出信号の半周期を超えて連続した場合に上記第1センサ及び上記第2センサの少なくとも一方の異常と判断して異常検出信号を出力する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
In other words, the rotational state detection device according to the first aspect of the present invention is arranged to face the rotating body, and outputs a binary detection signal in the form of two rectangular waves having different phases according to the rotation of the rotating body. 1 sensor and 2nd sensor, the 1st-4th rotation direction detection part, and the abnormality detection part were provided. The first rotation direction detection unit detects the rotation direction of the rotating body by observing the detection signal of the second sensor when the detection signal from the first sensor rises. The second rotation direction detection unit detects the rotation direction of the rotating body by observing the detection signal of the second sensor when the detection signal from the first sensor falls. The third rotation direction detection unit detects the rotation direction of the rotating body by observing the detection signal of the first sensor when the detection signal from the second sensor rises. The fourth rotation direction detection unit observes the detection signal of the first sensor when the detection signal from the second sensor falls, and detects the rotation direction of the rotating body. The abnormality detection unit is configured to detect the first sensor and the second sensor when the mismatch of the rotation direction detection results obtained from the first to fourth rotation direction detection units continues beyond a half cycle of the detection signal. It is determined that at least one of the abnormalities is detected, and an abnormality detection signal is output.
本発明の第1態様における回転状態検出装置によれば、第1から第4の回転方向検出部、及び異常検出部を備え、第1から第4の回転方向検出部による検出結果に不一致が生じた場合に第1センサ及び第2センサの少なくとも一方の異常と判断している。よって、回転体の回転方向が切り替わった場合ではセンサ異常とは判断せず、第1センサ及び第2センサの少なくとも一方の検出信号が異常の場合にのみ、異常検出信号を出力することができる。 According to the rotation state detection device of the first aspect of the present invention, the first to fourth rotation direction detection units and the abnormality detection unit are provided, and the detection results of the first to fourth rotation direction detection units are inconsistent. If it is detected, it is determined that at least one of the first sensor and the second sensor is abnormal. Therefore, when the rotation direction of the rotating body is switched, it is not determined that the sensor is abnormal, and the abnormality detection signal can be output only when the detection signal of at least one of the first sensor and the second sensor is abnormal.
本発明の実施形態である回転状態検出装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。 A rotation state detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
本実施形態の回転状態検出装置について、図1から図5を参照して以下に説明する。
図1は、実施形態1における回転状態検出装置701の構成図である。
回転状態検出装置701は、第1センサ21、第2センサ22、回転方向検出部3、及び異常検出部5を備え、回転体1の回転状態を検出する装置である。尚、回転体1は、例えば磁性体の円板にて形成され、その外周面には、回転方向に沿って所定の間隔で凸状の山部1a及び凹状の谷部1bが交互に形成されている。このように回転体1は、一例として歯車形状にてなる。
The rotation state detection device of the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation
The rotation
第1センサ21及び第2センサ22は、回転体1の回転状態を検出するために、例えば磁気抵抗素子で構成されたセンサである。本実施形態では、回転体1の回転状態を検出するセンサは、第1センサ21及び第2センサ22のように、例えば2組のセンサが用いられ、第1センサ21及び第2センサ22は、回転体1の外周面に対向し、かつ回転体1の回転方向に沿って所定の間隔にて配置されている。このような第1センサ21及び第2センサ22は、回転体1の回転に伴い、回転体1の山部1a及び谷部1bに応じて、2値の検出信号21a,22aをそれぞれ出力する。尚、図1に示すように、回転体1が時計回りに回転する場合を正回転とし、その逆に回転する場合を逆回転とする。
The
回転方向検出部3は、第1センサ21及び第2センサ22が送出する検出信号21a,22aのそれぞれにおける立ち上がり時点及び立ち下がり時点における、回転体1の回転方向を示す回転方向検出結果21r,21f,22r,22fを出力する。
The rotation
図2は、回転方向検出部3の構成の一例を示しており、回転方向検出部3は、4個のDFF(D型フリップフロップ)回路31,32,33,34で構成される。又、図中、DFF回路32,34のクロック入力部に示される丸印は、反転入力を示し、それぞれクロックの立ち下がり時のデータを保持することを意味し、又、出力のQnは観測したデータ入力の反転を出力することを意味する。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the rotation
DFF回路31は、第1センサ21が送出する検出信号21aをデータ入力とし、第2センサ22が送出する検出信号22aをクロック入力として、検出信号22aの立ち上がり時の回転方向検出結果22rを出力する。尚、DFF回路31が第3回転方向検出部の一例に相当する。
DFF回路32は、第1センサ21が送出する検出信号21aをデータ入力とし、第2センサ22が送出する検出信号22aの反転をクロック入力として、検出信号22aの立ち下がり時の回転方向検出結果22fを出力する。尚、DFF回路32が第4回転方向検出部の一例に相当する。
The
The
DFF回路33は、第2センサ22が送出する検出信号22aをデータ入力とし、第1センサ21が送出する検出信号21aをクロック入力として、検出信号21aの立ち上がり時の回転方向検出結果21rを出力する。尚、DFF回路33が第1回転方向検出部の一例に相当する。
DFF回路34は、第2センサ22が送出する検出信号22aをデータ入力とし、第1センサ21が送出する検出信号21aの反転をクロック入力として、検出信号21aの立ち下がり時の回転方向検出結果21fを出力する。尚、DFF回路34が第2回転方向検出部の一例に相当する。
The
The
異常検出部5は、回転方向検出部3が送出する回転方向検出結果21r,21f,22r,22fに基づいて、異常検出信号5a、並びに、検出信号21aが異常か否か、換言すると第1センサ21が異常か否かを表す異常検出信号21e、及び検出信号22aが異常か否か、換言すると第2センサ22が異常か否かを表す異常検出信号22eを出力する。尚、異常検出信号21e及び異常検出信号22eは、それぞれ、第1センサ21及び第2センサ22の個別異常検出信号に相当する。又、以下に説明するように、異常検出信号5aは、異常検出信号21e及び異常検出信号22eの少なくとも一方が異常を表すときに、異常を表す信号である。
Based on the rotation
図3は、異常検出部5の構成の一例を示している。異常検出部5は、検出信号21a,22a、及び回転方向検出結果21r,21f,22r,22fを入力とし、検出信号21a、22aのそれぞれ立ち上がり及び立ち下がりエッジでの、回転方向検出結果21r,21f,22r,22fの不一致を観測し、不一致が連続する場合に異常と判断し、異常検出信号5a、並びに、第1センサ21及び第2センサ22の異常検出信号21e,22eを出力する。以下に、異常検出部5の具体的構成について説明する。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the abnormality detection unit 5. The abnormality detection unit 5 receives the detection signals 21a and 22a and the rotation
EXOR回路501は、回転方向検出結果22r,22fの排他的論理和をとり、検出信号22aの立ち上がり及び立ち下がり時の回転方向検出結果22r,22fの不一致を検出し、不一致の場合は“High”を出力する。
EXOR回路502は、回転方向検出結果21r,21fの排他的論理和をとり、検出信号21aの立ち上がり及び立ち下がり時の回転方向検出結果21r,21fの不一致を検出し、不一致の場合は“High”を出力する。
The
The
DFF503は、EXOR回路501の出力をデータ入力とし、第2センサ22の検出信号22aをクロック入力とし、検出信号22aの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果22r,22fの不一致が継続するか否かを判別する。
DFF504は、EXOR回路501の出力をデータ入力とし、第2センサ22の検出信号22aの反転をクロック入力とし、検出信号22aの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果22r,22fの不一致が継続するか否かを判別する。
The
The
DFF505は、EXOR回路502の出力をデータ入力とし、第1センサ21の検出信号21aをクロック入力とし、検出信号21aの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果21r,21fの不一致が継続するか否かを判別する。
DFF505は、EXOR回路502の出力をデータ入力とし、第1センサ21の検出信号21aの反転をクロック入力とし、検出信号21aの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果21r,21fの不一致が継続するか否かを判別する。
The
The
AND回路511は、DFF503,504の論理積をとり、両者が共に“High”のときには第2センサ22が異常であるので、異常検出信号22eとして“High”を出力する。
AND回路516は、DFF505,506の論理積をとり、両者が共に“High”のときには第1センサ21が異常であるので、異常検出信号21eとして“High”を出力する。
The AND
The AND
OR回路519は、異常検出信号21e,22eの論理和をとり、どちらかが“High”になれば“High”を出力する。
The OR
尚、上述の、EXOR回路501、EXOR回路502、DFF503〜506、及び、AND回路511、516の構成部分は、第1センサ21及び第2センサ22のどちらが異常であるかを判別する判別部5bとしての機能を果たす。
The above-described components of the
上述のように構成される、実施の形態1における回転状態検出装置701の動作について、図を参照して以下に説明する。
図4では、回転体1が正回転している状態で、第1センサ21の検出信号21aが異常となり常に“High”となった場合の各部の波形を示す。
The operation of the rotation
FIG. 4 shows the waveform of each part when the
検出信号21aが常に“High”となった場合には、第2センサ22の検出信号22aの立ち上がり時における回転方向検出結果22rは常に“High”である。しかし、検出信号22aの立ち下がり時における回転方向検出結果22fは、検出信号21aが異常である時刻t01から時刻t03の間、逆回転を示す“Low”となる。検出信号21aが異常である間、検出信号21aは変化しないため、回転方向検出結果21r,21fは常に“High”のままである。従って、時刻t01から時刻t03の間、回転方向検出結果22r,22fの不一致つまりEXOR回路501は“High”になり、回転方向検出結果21r,21fの不一致つまりEXOR回路502は“Low”のままである。
When the
検出信号21aの異常が継続すると、DFF503,504の出力が共に“High”となり、そのANDを取った異常検出信号22eは、時刻t02から時刻t04の間、“High”を出力する。回転方向検出結果21r,21fの不一致つまりEXOR回路502は“Low”のままであるので、DFF505,506の出力及びAND回路516の出力は常に“Low”となる。従って、異常検出信号5aは、時刻t02からt04の間、“High”を出力する。
When the abnormality of the
次に、図5では、回転体1の回転方向が正回転から逆回転に反転した場合の各部の波形を示す。
回転体1の回転方向が正回転から逆回転に反転すると、検出信号21a,22aは、例えば図に示すような波形になる。4つのDFF回路31,32,33,34では、それぞれ、検出信号21aの立ち上がり時の回転方向検出結果21rは、時刻t08で反転を検出し、検出信号21aの立ち下がり時の回転方向検出結果21fは、時刻t06で反転を検出する。検出信号22aの立ち上がり時の回転方向検出結果22rは、時刻t07で反転を検出し、検出信号22aの立ち下がり時の回転方向検出結果22fは、時刻t05で反転を検出する。
Next, in FIG. 5, the waveform of each part when the rotation direction of the
When the rotation direction of the
従って、回転方向検出結果21r,21fの不一致の区間つまりEXOR回路502が“High”になる区間は、時刻t06から時刻t08の間であり、回転方向検出結果22r,22fの不一致の区間つまりEXOR回路501が“High”になる区間は時刻t05から時刻t07の間である。これらの区間は、それぞれ検出信号21a,22aの半周期分であるので、この信号を検出信号21a,22aの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングでDFF503,504,505,506に保持すると、DFF503とDFF504、DFF505とDFF506それぞれが同時に“High”になることはない。よって異常検出信号21e,22eは、常に“Low”であり、異常検出信号5eも常に“Low”である。
Accordingly, a section in which the rotational
以上のように、本実施の形態1の回転状態検出装置701によれば、回転体1の回転方向が反転したことで異常と判断することはなく、第1センサ21及び第2センサ22の少なくとも一方の検出信号が異常になった場合のみ、異常検出信号を出力することができる。
又、本実施の形態1の回転状態検出装置701によれば、図3に示す異常検出部5の構成から明らかなように、第1センサ21あるいは第2センサ22のどちらのセンサが異常であるのかを判断することができる。
As described above, according to the rotation
Further, according to the rotation
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2における回転状態検出装置について、図6から図8を参照して説明する。
図6は、図1に示す異常検出部5の別の構成例を示している。図6に示す異常検出部5cは、図1に示す異常検出部5に論理回路を追加した構成を有し、該異常検出部5cは、異常検出タイミングを早める構成を有する。尚、図6において、EXOR回路501、EXOR回路502、DFF503〜506、及び、AND回路511、516の構成部分は、図3に示す構成に同じである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a rotation state detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 shows another configuration example of the abnormality detection unit 5 shown in FIG. The
符号507〜510、及び符号512〜515は、AND回路を示し、異常が発生した場合の論理積をとり、実施の形態1に示す異常検出タイミングより半周期早いタイミングを生成している。尚、図中、AND回路507〜510、及びAND回路512〜515における入力部の丸印は、それぞれ、信号を反転して入力することを意味する。
符号517,518,520,521は、OR回路を示し、それぞれの場合の論理和をとって、実施の形態1に示す異常検出タイミングより半周期早い異常検出信号5a、及び異常検出信号21e,22eを生成している。
このように構成される異常検出部5cの動作について、図7、図8を参照して以下に説明する。
図7は、回転体1が正回転しているときに、第1センサ21が故障して検出信号21aが常に“High”を出力するようになった場合の各部信号のタイミングを示している。
図7に示すように、回転体1が正回転しているときには、検出信号21aは、検出信号22aよりも位相が進み、回転方向検出結果21r,21f,22r,22fはすべて“High”となる。この状態で、第1センサ21が故障して検出信号21aが常に“High”となると、時刻t09のタイミングで検出信号22aの立ち下がり時の回転方向検出結果22fが“Low”となり、検出信号22aの立ち上がり時の回転方向検出結果22rと不一致となる。
The operation of the
FIG. 7 shows the timing of each signal when the
As shown in FIG. 7, when the
EXOR回路501は、この不一致を検出し、時刻t09で“High”を出力する。従って、DFF503,504の出力は、それぞれ時刻t10,t11のタイミングで“High”となり、AND回路508は、時刻t10から時刻t11の間、“High”を出力する。以上より、OR回路517は、これらの論理和をとり、時刻t10から時刻t12の間、“High”を出力する。よって、異常検出信号5a、及び異常検出信号22eは、図4に示す実施の形態1での検出タイミングである時刻t02(図7では時刻t11)よりも半周期早い時刻t10のタイミングで異常を検出できる。
The
次に、回転体1の回転方向が正回転から逆回転に反転した場合の動作について、図8を参照して説明する。
図5に示す実施の形態1における場合と同様、回転体1の回転方向が正回転から逆回転に反転すると、検出信号21a,22aは、例えば図に示すような波形になる。4つのDFF回路31,32,33,34は、それぞれ、時刻t16,t14,t17,t15で反転を検出する。従って、回転方向検出結果21r,21fの不一致の区間つまりEXOR回路502が“High”になる区間は、時刻t15から時刻t17の間であり、回転方向検出結果22r,22fの不一致の区間つまりEXOR回路501が“High”になる区間は、時刻t14から時刻t16の間である。これらの区間は、それぞれ検出信号21a,22aの半周期分である。
Next, an operation when the rotation direction of the
As in the case of the first embodiment shown in FIG. 5, when the rotation direction of the
よって、この信号を、検出信号21a,22aの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングでDFF503,504,505,506に保持すると、DFF503とDFF504、DFF505とDFF506のそれぞれが同時に“High”になることはない。よって、AND回路511,516は常に“Low”であり、さらにAND回路507〜510、及びAND回路512〜515も常に“Low”であるので、異常検出信号21e,22eは常に“Low”であり、異常検出信号5eも常に“Low”である。
Therefore, if this signal is held in the
以上のように、本実施の形態2における回転状態検出装置によっても、回転体1の回転方向が反転したことで異常と判断することはなく、第1センサ21及び第2センサ22の少なくとも一方の検出信号が異常になった場合のみ、異常を表す異常検出信号を出力することができる。
As described above, even with the rotation state detection device according to the second embodiment, it is not determined that the rotation direction of the
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3における回転状態検出装置について、図9から図15を参照して説明する。
図9は、実施の形態3における回転状態検出装置703の構成図を示す。該回転状態検出装置703は、上述した図1に示す回転状態検出装置701に、第1回転数出力制御部に相当する回転数出力制御部6aを加えた構成を有する。
Next, a rotation state detection apparatus according to
FIG. 9 is a configuration diagram of the rotation
回転数出力制御部6aは、異常検出信号5aに応じて、正常の場合には、第2センサ22による検出信号22aの出力を回転数計数用信号として出力し、異常が発生した場合にはその出力を停止する制御部である。
In response to the
図10は、回転数出力制御部6aの構成の一例で、AND回路により構成されている。異常検出部5の出力5aが“Low”のとき、つまり正常なときには、AND回路601は、センサ検出信号22aをそのまま出力し、異常検出部5が異常を検出し、異常検出信号5aが“High”になったときは、出力を“Low”に固定する。
FIG. 10 shows an example of the configuration of the rotation speed output control unit 6a, which is configured by an AND circuit. When the
図11は回転体1が正回転しているときに、第1センサ21が故障し検出信号21aが常に“High”を出力するようになった場合の出力信号のタイミングを示している。検出信号21aが異常になると、異常検出部5は異常を検出して、時刻t18から時刻t19の間、“High”を出力する。回転数出力制御部6aは、時刻t18から時刻t19の間は、検出信号22aの出力を停止し、“Low”を出力する。つまり、破線で示す2つのパルスをマスクする。
FIG. 11 shows the timing of the output signal when the
また、図6に示す実施の形態2による異常検出部5cを使用すれば、図12に示すように、異常検出信号5aは時刻t20から時刻t21の間、異常を検出する。よって、回転数出力制御部6aは、時刻t20から時刻t21の間、センサ検出信号22aの出力を停止し、“Low”を出力する。つまり、破線で示す3つのパルスをマスクする。
If the
また、回転数出力制御部6aとして、図13に示すようなAND回路602を使用し、図3に示す実施の形態1による異常検出部5を使用すれば、図14に示すように、異常を検出している時刻t22から時刻t23の間は、“High”の固定出力となる。さらに、図6に示す実施の形態2による異常検出部5cを使用すれば、図15に示すように、異常を検出している時刻t24から時刻t25の間は、“High”の固定出力となる。
Further, if the AND
このように実施形態3の回転状態検出装置703によれば、センサが故障した場合でも回転数出力を継続することができる。又、異常検出結果に従い、回転数出力制御部6aの出力レベルを切り替えることにより、1本の信号線で回転数情報と異常検出情報を伝達することができる。
又、センサが故障して異常な出力となった場合に、誤った信号を通知することを防止することができる。
As described above, according to the rotation
Further, it is possible to prevent an erroneous signal from being notified when the sensor fails and an abnormal output is generated.
尚、ここでは上述のように、正常の場合には検出信号22aの出力を回転数計数用信号として出力するが、第2センサ22による検出信号22aを使用する代わりに、第1センサ21による検出信号21aを使用して構成することもできる。この場合、正常の場合には、回転数出力制御部6aは、第1センサ21による検出信号21aの出力を回転数計数用信号として出力し、異常が発生した場合にはその出力を停止する。
Here, as described above, the output of the
実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4における回転状態検出装置について、図16から図20を参照して説明する。
図16は、本実施の形態4の回転状態検出装置704の構成図である。該回転状態検出装置704は、上述した図1に示す回転状態検出装置701に、第2回転数出力制御部に相当する回転数出力制御部6bを加えた構成を有する。
Next, a rotation state detection apparatus according to
FIG. 16 is a configuration diagram of the rotation
回転数出力制御部6bは、第2センサ22の異常検出信号22eに応じて、正常の場合には、第2センサ22からの検出信号22aの出力を回転数計数用信号として出力し、センサ22aの出力に異常が発生した場合には、検出信号22aの出力を、第1センサ21の検出信号21aの出力に切り替えて出力する回転数出力制御部である。
In response to the
図17は、回転数出力制御部6bの構成の一例を示している。回転数出力制御部6bは、セレクタ回路603により構成されている。セレクタ回路603には、第1センサ21による検出信号21aと、第2センサ22による検出信号22aが供給され、さらに、検出信号21a、22aを選択する信号として第2センサ22の異常検出信号22eが供給される。
FIG. 17 shows an example of the configuration of the rotation speed
このような回転数出力制御部6bは、第2センサ22の異常検出信号22eが“Low”のとき、つまり第2センサ22が正常なときには、第2センサ22の検出信号22aをそのまま、回転数計数用信号として出力する。一方、異常検出部5が第2センサ22の異常を検出し、第2センサ22の異常検出信号22eが“High”になったときには、回転数出力制御部6bは、第2センサ22の検出信号22aを、第1センサ21の検出信号21aに切り替えて、回転数計数用信号として出力する。
When the
尚、この例では、第2センサ22の異常検出信号22eを基準に、第1センサ21の検出信号21aと、第2センサ22の検出信号22aとを切り替えたが、第1センサ21の異常検出信号21eを基準に、第1センサ21の検出信号21aと、第2センサ22の検出信号22aとを切り替えるように構成することもできる。
In this example, the
図18は、回転体1が正回転しているときに、第2センサ22が故障して常に“High”を出力するようになった場合の出力信号のタイミングを示している。異常検出部5は、時刻t26から時刻t27の間、第2センサ22の検出信号22aの異常を検出し、“High”を出力する。回転数出力制御部6bでは、第2センサ22が正常の場合、つまり第2センサ22の異常検出信号22eが“Low”の間、セレクタ回路603は、B端子の第2センサ22による検出信号22aを選択し、第2センサ22が異常の場合、つまり第2センサ22の異常検出信号22eが“High”の間には、A端子の第1センサ21による検出信号21aを選択し出力する。
FIG. 18 shows the timing of the output signal when the
以上のように、実施の形態4による回転状態検出装置704によれば、一方のセンサが異常を起こしても、正常なセンサの出力に切り替えることができ、回転数検出信号6xを途切れることなく出力することができる。
As described above, according to the rotation
図19は、図16に示す回転数出力制御部6bの別の構成例を示す。図19に示す回転数出力制御部6b−1は、出力レベル変更部の機能を果たす一例に相当し、第2センサ22が異常の場合には、出力を第1センサ21の検出信号21aに切り替えると共に、回転数出力制御部6b−1の出力の“Low”レベルを正常の場合とは異なるレベルにて出力する。このように回転数出力制御部6b−1は、回転数検出信号6xを途切れさせることなく、さらに第2センサ22による検出信号22aが異常であることを通知できるようにしたものである。
FIG. 19 shows another configuration example of the rotation speed
回転数出力制御部6b−1の構成について説明する。符号604は、第2センサ22の異常検出信号22eの反転と、第2センサ22による検出信号22aの反転とを入力とし、第2センサ22が正常でかつ検出信号22aが“Low”のときに、トランジスタ回路606をオンにする信号を出力するAND回路である。符号605は、第2センサ22の異常検出信号22eと、第1センサ21による検出信号21aの反転とを入力とし、第2センサ22が異常で、かつ検出信号21aが“Low”のときに、トランジスタ回路607をオンにする信号を出力するAND回路である。トランジスタ回路606は、AND回路604の出力が“High”のときにオンする。トランジスタ回路607は、AND回路605の出力が“High”のときにオンする。
回転数出力制御部6b−1の動作について図20を参照して以下に説明する。
The configuration of the rotation speed
The operation of the rotation speed
正常時には、第2センサ22の異常検出信号22eが“Low”であるので、AND回路604は、第2センサ22による検出信号22aが“Low”の間、“High”を出力し、AND回路605は常に“Low”である。トランジスタ回路606は、AND回路604により、第2センサによる検出信号22aが“Low”の間、オンとなり、トランジスタ回路607は常にオフとなる。よって、点Aは、第2センサ22による検出信号22aが“Low”の間、GNDと同一レベルとなる。従って、正常時の回転数検出信号6xの“Low”レベルV0は、
V0=(R1/(R0+R1))×Vcc
となる。ここで、R0、R1は、図19に示す抵抗R0,R1の抵抗値である。
Since the
V0 = (R1 / (R0 + R1)) × Vcc
It becomes. Here, R0 and R1 are resistance values of the resistors R0 and R1 shown in FIG.
また、異常検出部5が第2センサ22の異常を検出すると、第2センサ22の異常検出信号22eが“High”となる。よって、AND回路604は、常に“Low”を出力し、AND回路605は、第1センサ21による検出信号21aが“Low”の間、“High”を出力する。トランジスタ回路606は、常にオフとなり、トランジスタ回路607は、AND回路605により、第1センサ21による検出信号21aが“Low”の間、オンされるので、点Aは、検出信号21aが“Low”の間、抵抗R2を介してGNDと接続される。従って、第2センサ22の検出信号22aが異常のときの回転数検出信号6xの“Low”レベルV1は、
V1=((R1+R2)/(R0+R1+R2))×Vcc
となる。ここで、R0、R1、R2は、図19に示す抵抗R0、R1、R2の抵抗値である。
Further, when the abnormality detection unit 5 detects an abnormality of the
V1 = ((R1 + R2) / (R0 + R1 + R2)) × Vcc
It becomes. Here, R0, R1, and R2 are resistance values of the resistors R0, R1, and R2 shown in FIG.
正常時における、第2センサ22による検出信号22aが“High”の間、あるいは、第2センサ22の異常時における第1センサ21の検出信号21aが“High”の間には、トランジスタ回路606,607ともオフとなるので、回転数検出信号6xのレベルは、Vccと同一となる。
During normal operation, the
ここで例えば、Vcc=5V,R0=10キロオーム,R1=1キロオーム,R2=6キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、V0=0.5V,V1=2V程度となる。従って、回転数検出信号6xの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、Vth0=2.5V程度とすることにより、回転体1の回転数を計測することができると共に、Vth1=1.5V程度とすることにより、センサの異常状態も観測することができる。
Here, for example, if Vcc = 5V, R0 = 10 kilohms, R1 = 1 kiloohms, and R2 = 6 kiloohms, the respective output voltages are about V0 = 0.5V and V1 = 2V. Therefore, in the subsequent signal processing circuit that receives the rotational
このように回転数出力制御部6b−1によれば、センサが故障しても、回転数出力を継続するとともに、センサが故障していることを通知することができる。
Thus, according to the rotation speed
尚、上述の例では、第2センサ22が異常の場合で異常検出信号22eを例に採り説明したが、これに代えて、第1センサ21が異常の場合で異常検出信号21eを用いて構成しても良い。この場合、AND回路604には、第1センサ21の異常検出信号21eの反転と、第1センサ21の検出信号21aとを入力し、AND回路605には、第1センサ21の異常検出信号21eと、第2センサ22の検出信号22aの反転とを入力する。
In the above example, the
実施の形態5.
次に、本発明の実施の形態5の回転状態検出装置について、図21から図23を参照して説明する。
図21は、実施の形態5の回転状態検出装置705の構成図である。該回転状態検出装置705は、図16に示す実施の形態4における回転状態検出装置704の構成に対して、さらに第1センサ21の異常検出信号21eについても回転数出力制御部に入力するようにした構成を有する。実施の形態5の回転状態検出装置705に備わる回転数出力制御部に符号6cを付す。その他の構成は、回転状態検出装置704の構成と同一である。尚、回転数出力制御部6cは、第3回転数出力制御部の機能を果たす一例に相当する。
Embodiment 5 FIG.
Next, a rotation state detection device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 21 is a configuration diagram of the rotation
図22は、図21に示す回転数出力制御部6cの構成の一例を示す。尚、回転数出力制御部6cにおいて、点線で囲った部分は、出力レベル変更部の機能を果たす一例に相当し、符号6c−1を付す。回転数出力制御部6cは、図19に示す実施の形態4の回転数出力制御部6bに対して、第2センサ22の検出信号22aが異常の場合に加え、第1センサ21の検出信号21aが異常の場合にも、回転数出力制御部6cの出力の“Low”レベルを正常の場合と異なるレベルで出力する。よって、回転状態検出装置705によれば、回転数検出信号6xを途切れさせることなく、さらに第1センサ21及び第2センサ22の検出信号21a,22aのいずれが異常であることを通知できるようにしたものである。
FIG. 22 shows an example of the configuration of the rotation speed output control unit 6c shown in FIG. In addition, in the rotation speed output control unit 6c, a portion surrounded by a dotted line corresponds to an example of performing the function of the output level changing unit, and is denoted by reference numeral 6c-1. The rotation speed output control unit 6c is different from the rotation speed
回転数出力制御部6cにおける出力レベル変更部6c−1の構成について説明する。
符号608は、第1センサ21の異常検出信号21eの反転と、第2センサ22の異常検出信号22eの反転と、第2センサ22の検出信号22aの反転とを入力とし、正常かつ検出信号22aが“Low”のときに、トランジスタ回路606をオンにする信号を出力するAND回路である。符号605は、第2センサ22の異常検出信号22eと、第1センサ21による検出信号21aの反転とを入力とし、第2センサ22が異常で、かつ検出信号21aが“Low”のときに、トランジスタ回路607をオンにする信号を出力するAND回路である。符号609は、第1センサ21の異常検出信号21eと、第2センサ22による検出信号22aの反転とを入力とし、第1センサ21が異常で、かつ検出信号22aが“Low”のときに、トランジスタ回路610をオンにする信号を出力するAND回路である。トランジスタ回路606は、AND回路608の出力が“High”のときにオンする。トランジスタ回路607は、AND回路605の出力が“High”のときにオンする。トランジスタ回路610は、AND回路609の出力が“High”のときにオンする。
The configuration of the output level changing unit 6c-1 in the rotation speed output control unit 6c will be described.
回転数出力制御部6cの動作について図23を参照して以下に説明する。
正常時には、第1センサ21の異常検出信号21eが“Low”であり、かつ第2センサ22の異常検出信号22eが“Low”であるので、AND回路608は、第2センサ22の検出信号22aが“Low”の間、“High”を出力し、AND回路605,609は、常に“Low”である。トランジスタ回路606は、AND回路608により、検出信号22aが“Low”の間、オンされ、トランジスタ回路607,610は、常にオフとなる。よって、点Aは、第2センサ22による検出信号22aが“Low”の間、GNDと同一レベルとなる。従って、正常時における回転数検出信号6xの“Low”レベルV0は、
V0=(R1/(R0+R1))×Vcc
となる。ここで、R0、R1は、図22に示す抵抗R0、R1の抵抗値である。
The operation of the rotation speed output control unit 6c will be described below with reference to FIG.
Since the
V0 = (R1 / (R0 + R1)) × Vcc
It becomes. Here, R0 and R1 are resistance values of the resistors R0 and R1 shown in FIG.
また、異常検出部5が第2センサ22の異常を検出すると、第1センサ21の異常検出信号21eは“Low”、第2センサ22の異常検出信号22eは“High”となるので、AND回路608,609は、常に“Low”を出力し、AND回路605は、第1センサ21による検出信号21aが“Low”の間、“High”を出力する。また、トランジスタ回路606,610は、常にオフとなり、トランジスタ回路607は、AND回路605により、検出信号21aが“Low”の間、オンされるので、点Aは、検出信号21aが“Low”の間、抵抗R2を介してGNDと接続される。従って、第2センサ22による検出信号22aが異常のときの回転数検出信号6xの“Low”レベルV1は、
V1=((R1+R2)/(R0+R1+R2))×Vcc
となる。ここで、R0、R1、R2は、図22に示す抵抗R0、R1、R2の抵抗値である。
When the abnormality detection unit 5 detects an abnormality of the
V1 = ((R1 + R2) / (R0 + R1 + R2)) × Vcc
It becomes. Here, R0, R1, and R2 are resistance values of the resistors R0, R1, and R2 shown in FIG.
さらに、異常検出部5が第1センサ21の異常を検出すると、第1センサ21の異常検出信号21eが“High”、第2センサ22の異常検出信号22eが“Low”となる。よって、AND回路608,605は、常に“Low”を出力し、AND回路609は、第2センサ22による検出信号22aが“Low”の間、“High”を出力する。また、トランジスタ回路606,607は、常にオフとなり、トランジスタ回路610は、AND回路609により、検出信号22aが“Low”の間、オンされる。よって点Aは、検出信号22aが“Low”の間、抵抗R3を介してGNDと接続される。従って、第1センサ21による検出信号21aが異常のときの回転数検出信号6xの“Low”レベルV2は、
V2=((R1+R3)/(R0+R1+R3))×Vcc
となる。ここで、R0、R1、R3は、図22に示す抵抗R0、R1、R3の抵抗値である。
Further, when the abnormality detection unit 5 detects an abnormality of the
V2 = ((R1 + R3) / (R0 + R1 + R3)) × Vcc
It becomes. Here, R0, R1, and R3 are resistance values of the resistors R0, R1, and R3 shown in FIG.
ここで例えば、Vcc=5V,R0=10キロオーム,R1=1キロオーム,R2=6キロオーム,R3=14キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、V0=0.5V,V1=2V,V2=3V程度となる。従って、回転数検出信号6xの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、Vth0=3.5V程度とすることにより、回転体1の回転数を計測することができると共に、Vth1=1.5V,Vth2=2.5V程度とすることにより、第1及び第2の両方のセンサの異常状態も観測することができる。
Here, for example, assuming that Vcc = 5V, R0 = 10 kiloohms, R1 = 1 kiloohm, R2 = 6 kiloohms, and R3 = 14 kiloohms, the respective output voltages are about V0 = 0.5V, V1 = 2V, V2 = 3V. It becomes. Therefore, in the subsequent signal processing circuit that receives the signal of the rotational
このように、実施の形態5の回転状態検出装置705によれば、センサが故障しても、回転数出力を継続することができ、さらに、どちらのセンサが故障しているかを通知することができる。
As described above, according to the rotation
実施の形態4及び実施の形態5では、回転数検出出力6xの“Low”のレベルをV0、V1、V2のように切り替えていたが、回転数出力制御部のAND回路、トランジスタ回路の構成を変更して、回転数検出出力6xの“High”のレベルを何段階かに切り替えても良い。さらに、回転数検出出力6xの“Low”のレベル及び“High”のレベルの両方のレベルを切り替えるようにしても良い。
In the fourth and fifth embodiments, the “Low” level of the rotational
実施の形態6.
次に、本発明の実施の形態6の回転状態検出装置について、図24から図27を参照して以下に説明する。
実施の形態6における回転状態検出装置706は、図21に示す、第1センサ21、第2センサ22、回転方向検出部3、及び異常検出部5を備え、さらに、図21に示す回転数出力制御部6cに代えて回転数出力制御部6dを備える。回転数出力制御部6dには、第1センサ21による検出信号21a、第2センサ22による検出信号22a、第1センサ21の異常検出信号21e、及び第2センサ22の異常検出信号22eが供給される。
Embodiment 6 FIG.
Next, a rotational state detection apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The rotation
回転数出力制御部6dは、図21に示す回転数出力制御部6cの別の構成例であり、正常時と、センサ検出信号21aが異常のときと、センサ検出信号22aが異常のときとで、それぞれ異なる数のパルスを重畳するようにしたものである。
The rotational speed
このような回転数出力制御部6dは、図24に示すように、大きく分けて、図17に示すような第2回転数出力制御部に相当するセレクタ部603と、パルス発生部611と、パルス重畳部6d−1とを備える。
As shown in FIG. 24, the rotational speed
上記セレクタ部603には、異常検出部5から、第1センサ21及び第2センサ22のそれぞれの異常検出信号21e、22eのいずれか一方が、選択信号として供給される。尚、本実施の形態6では、図24に示すように、選択信号として第2センサ22の異常検出信号22eが供給される場合の構成を採る。さらに、セレクタ部603には、第1センサ21及び第2センサ22からそれぞれの検出信号21a,22aが供給され、異常検出信号が供給されたときには、正常である第1センサ21又は第2センサ22における検出信号21a,22aに基づいて回転体1の回転数を示す回転数検出信号を出力する。
One of the abnormality detection signals 21e and 22e of the
上記パルス発生部611は、回転体1の回転数よりも早い周波数を持ったパルスを生成する。
上記パルス重畳部6d−1は、異常検出部5から第1センサ21及び第2センサ22のそれぞれの異常検出信号21e、22eが供給され、パルス発生部611にて生成したパルスを上記回転数検出信号に重畳して出力する。
The
The
回転数出力制御部6dの構成についてより具体的に説明する。
セレクタ部603は、上述のように、検出信号21a,22aを入力とし、検出信号22aが異常の場合、つまり第2センサ22の異常検出信号22eが“High”のとき、第1センサ21による検出信号21aを出力し、それ以外の正常時あるいは検出信号21aが異常の場合つまり第1センサ21の異常検出信号21eが“High”のときは、第2センサ22の検出信号22aを選択して出力する回路である。
The configuration of the rotation speed
As described above, the
パルス発生部611は、図25に示すように、回転体1の回転数によらず十分長い固定の周期で所定の位相差を持った3つのパルス611a,611b,611cを出力する。これらのパルスのパルス幅は、回転数検出信号6xの最も短いパルス幅よりも十分に短いものとする。
As shown in FIG. 25, the
符号612は、第1センサ21の異常検出信号21e、及び第2センサ22の異常検出信号22eを入力とし、第1センサ21及び第2センサ22のいずれかが異常の場合に“High”を出力するOR回路である。
符号613は、OR回路612の出力と、パルス発生部611から出力されるパルス611bとを入力とし、OR回路612の出力が“High”の場合つまり第1センサ21及び第2センサ22のいずれかが異常の場合に、パルス611bを出力するAND回路である。
符号614は、第2センサ22の異常検出信号22eと、パルス発生部611から出力されるパルス611cとを入力とし、第2センサ22の異常検出信号22eが“High”の場合つまり第2センサ22が異常の場合に、パルス611cを出力するAND回路である。
符号615は、パルス発生部611から出力されるパルス611aと、AND回路613の出力と、AND回路614の出力とのいずれかが“High”の場合に“High”を出力するOR回路である。
符号616は、セレクタ回路603の出力と、OR回路615の出力とを入力とし、セレクタ回路603の出力に対して、異常検出結果を重畳し、回転数検出信号6xを出力するEXOR回路である。
尚、上述の、OR回路612、AND回路613,614、OR回路615、及びEXOR回路616にて、上記パルス重畳部6d−1を構成する。
The OR
このように構成される回転数出力制御部6dの動作について、図25から図27を参照して以下に説明する。
図25は、正常時の各部信号のタイミング図である。正常時には、第1センサ21の異常検出信号21e、第2センサ22の異常検出信号22eは、共に“Low”であるので、AND回路613,614は、常に“Low”を出力する。従って、OR回路615は、パルス611aの1パルス分のみを出力し、回転数検出信号6xは、第2センサ22による検出信号22aに対して、所定の間隔で、1パルス反転される。
The operation of the rotational speed
FIG. 25 is a timing chart of the signals of the respective parts at the normal time. Since the
図26は、第1センサ21が異常の場合の各部信号のタイミング図である。第1センサ21が異常の場合、第1センサ21の異常検出信号21eが“High”となるので、OR回路612の出力が“High”となり、AND回路613からパルス611bが出力される。従って、OR回路615からは、パルス611a,611bの2パルスが連続して出力され、回転数検出信号6xは、第2センサ22による検出信号22aに対して、所定の間隔で、2パルス分反転される。
FIG. 26 is a timing chart of each signal when the
図27は、第2センサ22が異常の場合の各部信号のタイミング図である。第2センサ22が異常の場合、第2センサ22の異常検出信号22eが“High”となるので、OR回路612の出力が“High”となり、AND回路613からパルス611bが出力される。さらにAND回路614からもパルス611cが出力される。従って、OR回路615からは、パルス611a,611b,611cの3パルスが連続して出力され、回転数検出信号6xは、第1センサ21による検出信号21aに対して、所定の間隔で、3パルス分反転される。
FIG. 27 is a timing diagram of each signal when the
以上のように、実施の形態6における回転状態検出装置706によれば、正常な場合には1パルスのみ、第1センサ21が異常の場合には2パルス、第2センサ22が異常の場合には3パルス分の信号が第1センサ21及び第2センサ22のいずれか一方の検出信号に対して反転される。よって、反転されるパルス数を観測することにより、正常であるのか、第1センサ21が異常なのか、第2センサ22が異常なのかを判別することができる。又、実施の形態6における回転状態検出装置706によれば、異常検出結果に従い、回転数出力制御部6cの出力に重畳するパルスの数を切り替えることにより、1本の信号線で回転数情報と異常検出情報とを伝達することができる効果がある。
As described above, according to the rotation
尚、上述した各実施形態における構成を適宜組み合わせることで、回転状態検出装置を構成しても良い。 In addition, you may comprise a rotation state detection apparatus by combining the structure in each embodiment mentioned above suitably.
1 回転体、3 回転方向検出部、5 異常検出部、5a 異常検出信号、
5b 判別部、6a,6b,6b−1、6c、6d 回転数出力制御部、
6d−1 パルス重畳部、
21 第1センサ、22 第2センサ、21a、22a 検出信号、
21e,22e 異常検出信号、
21r、21f、22r、22f 回転方向検出結果、
31,32,33,34 DFF回路、
603 セレクタ回路、611 パルス発生回路、
701〜706 回転状態検出装置。
DESCRIPTION OF
5b discriminating unit, 6a, 6b, 6b-1, 6c, 6d rotational speed output control unit,
6d-1 pulse superposition unit,
21 1st sensor, 22 2nd sensor, 21a, 22a Detection signal,
21e, 22e abnormality detection signal,
21r, 21f, 22r, 22f Rotation direction detection result,
31, 32, 33, 34 DFF circuit,
603 selector circuit, 611 pulse generation circuit,
701-706 Rotation state detection apparatus.
Claims (9)
上記第1センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第2センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第1回転方向検出部と、
上記第1センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第2センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第2回転方向検出部と、
上記第2センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第1センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第3回転方向検出部と、
上記第2センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第1センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第4回転方向検出部と、
上記第1から第4の回転方向検出部から得られた回転方向検出結果の不一致が、上記検出信号の半周期を超えて連続した場合に上記第1センサ及び上記第2センサの少なくとも一方の異常と判断して異常検出信号を出力する異常検出部と、
を備えたことを特徴とする回転状態検出装置。 A first sensor and a second sensor, which are arranged opposite to the rotating body and output a binary detection signal in the form of two rectangular waves having different phases according to the rotation of the rotating body;
A first rotation direction detection unit that detects a rotation direction of the rotating body by observing a detection signal of the second sensor at a rising edge of a detection signal from the first sensor;
A second rotation direction detection unit that detects the rotation direction of the rotating body by observing the detection signal of the second sensor when the detection signal from the first sensor falls;
A third rotation direction detection unit that detects the rotation direction of the rotating body by observing the detection signal of the first sensor when the detection signal from the second sensor rises;
A fourth rotation direction detection unit that detects the rotation direction of the rotating body by observing the detection signal of the first sensor when the detection signal from the second sensor falls;
When the discrepancy between the rotation direction detection results obtained from the first to fourth rotation direction detection units continues beyond a half cycle of the detection signal, an abnormality in at least one of the first sensor and the second sensor. An anomaly detector that outputs an anomaly detection signal by judging
A rotation state detection device comprising:
上記第3回転数出力制御部は、上記個別異常検出信号が供給されたとき、上記回転数検出信号の出力レベルを変更して上記第1センサ及び上記第2センサのどちらが異常であるかを通知する出力レベル変更部を有する、請求項1記載の回転状態検出装置。 Individual abnormality detection signals indicating individual abnormalities of the first sensor and the second sensor are supplied from the abnormality detection unit, and the detection signals are supplied from the first sensor and the second sensor, respectively. A third rotation speed output control unit that outputs a rotation speed detection signal indicating the rotation speed of the rotating body based on the detection signal of the first sensor or the second sensor that is normal when an abnormality detection signal is supplied; In addition,
When the individual abnormality detection signal is supplied, the third rotation speed output control unit changes the output level of the rotation speed detection signal and notifies which of the first sensor and the second sensor is abnormal. The rotation state detection apparatus according to claim 1, further comprising an output level changing unit that performs the operation.
上記回転体の回転数よりも早い周波数を持ったパルスを生成するパルス発生部と、
上記異常検出部から上記第1センサ及び上記第2センサの個々の異常を示すそれぞれの個別異常検出信号が供給され、上記パルス発生部にて生成したパルスを上記回転数検出信号に重畳して出力するパルス重畳部と、をさらに備える、請求項1記載の回転状態検出装置。 One of each individual abnormality detection signal indicating each abnormality of the first sensor and the second sensor is supplied from the abnormality detection unit, and the detection signal is supplied from the first sensor and the second sensor, respectively. When the individual abnormality detection signal is supplied, the second rotation number that outputs the rotation number detection signal indicating the rotation number of the rotating body based on the detection signal in the first sensor or the second sensor that is normal An output control unit;
A pulse generator for generating a pulse having a frequency faster than the rotational speed of the rotating body;
Individual abnormality detection signals indicating individual abnormalities of the first sensor and the second sensor are supplied from the abnormality detection unit, and the pulses generated by the pulse generation unit are superimposed on the rotation speed detection signal and output. The rotation state detection device according to claim 1, further comprising: a pulse superimposing unit that performs.
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