JP5113733B2 - パルス生成回路 - Google Patents

Description

本発明は、モータの回転状態を示すパルスを生成するパルス生成回路に関する。

挟み込み検出機能を持った車両用開閉体（例えば、車両のパワーウインド、パワースライドドア、サンルーフ、等）において、車両開閉体以外の物の挟み込みを検出するためには、車両開閉体の進行方向や進行速度を検出する必要がある。この車両開閉体の進行方向や進行速度の検出は、車両開閉体を動作させているモータの回転の状態、すなわち回転方向や回転速度を測定することによって行われ、車両開閉体以外の物の挟み込みの検出は、モータの回転の状態を検出した結果に基づいて判断される。例えば、パワーウインドが閉まる方向に制御している状態でモータの回転速度が低下した場合は、車両開閉体以外の物を挟み込んでいると判断することができる。

この車両開閉体を動作させているモータの回転方向や回転速度を検出するため、従来の車両開閉体を動作させるモータ装置には、モータの回転に伴い回転する永久磁石の磁界を検出して電気信号として出力する、例えば、ホール素子等の磁気検出素子が取り付けられている（特許文献１参照）。

図５（ａ）は、従来の車両開閉体を動作させるモータ装置において、モータの回転方向や回転速度を検出するための磁気検出素子が取り付けられている状態を示した概略図である。図５（ａ）に示すモータ１０は、回転軸１１と、この回転軸１１に固定された永久磁石１２と、この永久磁石１２の回転方向に沿って配置された磁気検出素子１３と、磁気検出素子１４と、から構成されている。
この磁気検出素子１３と磁気検出素子１４は、予め定められた間隔で２カ所に取り付けられ、それぞれの取り付けられた場所において回転する永久磁石１２の磁界の変化を検出し、例えば、永久磁石１２のＮ極が検出されているときは、“Ｈｉｇｈ”レベルの電気信号、また、永久磁石１２のＳ極が検出されているときは、“Ｌｏｗ”レベルの電気信号として出力する。

図５（ｂ）は、この磁気検出素子１３と磁気検出素子１４が出力した電気信号の変化を示す図である。図５（ａ）に示したモータが時計方向（以下、「ＣＷ：ＣｌｏｃｋＷｉｓｅ」という）に回転しているとき、例えば、永久磁石１２がＮ極→Ｓ極→Ｎ極と変化するとき、磁気検出素子１３と磁気検出素子１４は、“Ｈｉｇｈ”レベル→“Ｌｏｗ”レベル→“Ｈｉｇｈ”レベルというように変化するパルス信号を出力する。また、２個の磁気検出素子は、予め定められた間隔を持って取り付けられているため、磁気検出素子１３が出力するＡ相パルス信号出力に遅れて、磁気検出素子１４が、磁気検出素子１３と同様なＢ相パルス信号を出力する（図５（ｂ）上段参照）。すなわち、モータが時計回りで回転している（以下、モータの時計回りの回転を「ＣＷ回転」という）場合は、Ａ相パルス信号に対してＢ相パルス信号が遅れた位相差を持っている。

また、モータが反時計方向（以下、「ＣＣＷ：Ｃｏｕｎｔｅｒ ＣｌｏｃｋＷｉｓｅ」という）に回転しているときは、磁気検出素子１４が出力するＢ相パルス信号に遅れて、磁気検出素子１３が、磁気検出素子１４と同様なＡ相パルス信号を出力する（図５（ｂ）下段参照）。すなわち、モータが反時計回りで回転している（以下、モータの反時計回りの回転を「ＣＣＷ回転」という）場合は、Ｂ相パルス信号に対してＡ相パルス信号が遅れた位相差を持っている。

この予め定められた間隔で取り付けられ２個の磁気検出素子の出力するパルス信号の位相差を検出することによって、車両開閉体を動作させているモータの回転方向や回転速度の検出が行われる。すなわち、モータが停止状態から回転を始めたとき、Ａ相パルス信号に対してＢ相パルス信号が遅れた位相差を持っている場合は、モータがＣＷ回転していると判断し、また、Ｂ相パルス信号に対してＡ相パルス信号が遅れた位相差を持っている場合は、モータがＣＣＷ回転していると判断する。
また、Ａ相パルス信号およびＢ相パルス信号の周期は、モータの回転速度の判断に用いられる。
特開平５−８００６６号公報

ところで、この車両開閉体を動作させるモータ装置を小型化するためには、取り付ける２個の磁気検出素子の取り付け間隔を小さくすることが考えられる。
しかしながら、２個の磁気検出素子の取り付け間隔は、それぞれの磁気検出素子が出力するパルス信号間の位相差を定める間隔となっており、車両開閉体を動作させるモータの回転状態を判断する処理装置は、取り付けられている２個の磁気検出素子が出力するパルス信号の位相差を利用してモータの回転状態を判断している。このため、パルス信号の位相差は、処理装置の処理性能によって規定が設けられ、２個の磁気検出素子の取り付け位置の精度も要求されている。

モータの回転状態の判断精度は、処理装置による位相差の検出精度（分解能）に大きく影響されるので、２個の磁気検出素子を取り付ける位置の最小の間隔は、パルス信号の位相差を判断する処理装置の分解能によって決定されている。例えば、同じ方向に回転しているモータの位相差を検出する場合、分解能が高い処理装置では、２個の磁気検出素子の取り付け位置の間隔を小さくすることができるが、分解能が低い処理装置では、２個の磁気検出素子の取り付け位置の間隔を小さくすることができない。

このことにより、２個の磁気検出素子の取り付け位置の間隔を小さくすることによってモータ装置を小型化する場合は、より分解能の高い処理装置を用いることが必要となり、この位相差を検出する処理装置のコストが増加してしまうという問題がある。

本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、取り付ける２個の磁気検出素子の取り付け間隔を小さくすることによってモータ装置を小型化する場合において、後段の処理装置でモータの回転状態を検出することが可能な、モータの回転状態を示す信号を出力することができるパルス生成回路を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載した発明のパルス生成回路（例えば、実施の形態におけるパルス生成回路２０）は、永久磁石（例えば、実施の形態における永久磁石１２）が固定された回転軸（例えば、実施の形態における回転軸１１）と、前記永久磁石の回転方向に沿って配置され、前記永久磁石の磁界に応じた第１のパルス信号（例えば、実施の形態におけるＡ相パルス）を出力する第１の磁気検出素子（例えば、実施の形態における磁気検出素子１３）と、前記永久磁石の回転方向に沿って、前記第１の磁気検出素子と予め定められた間隔で配置され、前記永久磁石の磁界に応じた第２のパルス信号（例えば、実施の形態におけるＢ相パルス）を出力する第２の磁気検出素子（例えば、実施の形態における磁気検出素子１４）と、を備えたモータ（例えば、実施の形態におけるモータ１０）の前記回転軸の回転状態を示す信号を生成するパルス生成回路において、前記第１のパルス信号と、前記第２のパルス信号との位相差に応じたパルス幅を有する位相パルス信号（例えば、実施の形態における遅れ位相パルスと、進み位相パルス）を生成する位相検出手段（例えば、実施の形態における位相検出部２１）と、前記第１のパルス信号が入力され、前記第１のパルス信号が変化するとエッジパルス信号（例えば、実施の形態におけるエッジパルス）を生成し、出力するエッジ検出手段（例えば、実施の形態におけるエッジ検出部２２）と、前記第１のパルス信号と、前記位相検出手段によって生成された前記位相パルス信号と、前記エッジ検出手段によって生成された前記エッジパルス信号とから、前記回転方向を表す信号を生成するパルス生成手段（例えば、実施の形態におけるパルス生成部２３）と、を備え、前記パルス生成手段は、前記第１のパルス信号の変化するタイミングより後に前記第２のパルス信号が変化する第１の状態と、前記第１のパルス信号の変化するタイミングより前に前記第２のパルス信号が変化する第２の状態との、いずれか一方の状態のときは、前記第１のパルス信号が変化するタイミングを示すパルスを含む、前記モータの回転方向を表す信号を出力し、他方の状態のときは、一定の値である前記モータの回転方向を表す信号を出力する、ことを特徴とする。
このことにより、第１のパルス信号の変化に対して第２のパルス信号の変化が後であるか、先であるかによって異なるモータの回転方向を表す信号を出力する。また、このことにより、第１のパルス信号と第２のパルス信号との位相差に基づいて、モータの回転軸の回転方向を表す信号を、第１のパルス信号に同期して出力する。

請求項２に記載した発明のパルス生成回路の前記位相検出手段は、前記第１のパルス信号に対する前記第２のパルス信号の位相の遅れ量に応じたパルス幅を有する第１の位相パルス信号（例えば、実施の形態における遅れ位相パルス）を生成する第１の位相検出手段（例えば、実施の形態におけるＤＦＦ１）と、前記第１のパルス信号に対する前記第２のパルス信号の位相の進み量に応じたパルス幅を有する第２の位相パルス信号（例えば、実施の形態における進み位相パルス）を生成する第２の位相検出手段（例えば、実施の形態におけるＤＦＦ２）と、を備え、前記エッジ検出手段は、前記第１のパルス信号の立ち上がり、および立ち下がりを検出すると前記エッジパルス信号を生成して出力し、前記パルス生成手段は、前記第１のパルス信号と、前記第１の位相パルス信号、および前記第２の位相パルス信号と、前記エッジパルス信号とに応じて前記回転軸が第１の方向に回転していることを示す第１の回転パルス信号（例えば、実施の形態におけるＣＷパルス）を生成する第１の回転パルス生成手段（例えば、実施の形態におけるＣＷパルス生成部２３１）と、前記第１のパルス信号と、前記第１の位相パルス信号、および前記第２の位相パルス信号と、前記エッジパルス信号とに応じて前記回転軸が前記第１の方向と反対の第２の方向に回転していることを示す第２の回転パルス信号（例えば、実施の形態におけるＣＣＷパルス）を生成する第２の回転パルス生成手段（例えば、実施の形態におけるＣＣＷパルス生成部２３２）と、を備える、ことを特徴とする。
このことにより、第１のパルス信号の立ち上がり、および立ち下がりのタイミングでの第２のパルス信号の示す値から、第２のパルス信号が第１のパルス信号に対して遅れているのか、進んでいるのかによって、回転軸の回転方向に応じた回転パルス信号を出力する。

本発明によれば、第１のパルス信号の変化に対して第２のパルス信号の変化が後であるか、先であるかによって異なるモータの回転方向を表す信号を出力する。これによって、後段の処理装置でモータの回転状態を検出することが可能な、モータの回転状態を示す信号を出力する。

本発明によれば、第１のパルス信号の変化に対して第２のパルス信号の変化が後であるか、先であるかによって異なるモータの回転方向を表す信号を出力する。これによって、後段の処理装置でモータの回転状態を検出することが容易な、モータの回転状態を示す信号を出力する。

本発明によれば、第１のパルス信号の立ち上がり、および立ち下がりのタイミングでの第２のパルス信号の示す値から、第２のパルス信号が第１のパルス信号に対して遅れているのか、進んでいるのかによって、回転軸の回転方向に応じた回転パルス信号を出力する。これによって、パルス生成回路は、簡単な回路構成で第１のパルス信号と第２のパルス信号との位相差を検出することができ、検出した位相差に基づいてモータの回転状態を示す信号を、後段の処理装置に出力することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態によるパルス生成回路を備えたモータ装置の概略構成を示したブロック図である。図１において、本実施形態のモータ装置は、モータ１０、パルス生成回路２０から構成される。また、モータ１０は、図示しないウォームが形成された回転軸１１と、この回転軸１１に固定された永久磁石１２と、この永久磁石１２の近傍に配置された磁気検出素子１３と、永久磁石１２の近傍で磁気検出素子１３から予め定められた間隔に配置された磁気検出素子１４と、から構成されている。なお、磁気検出素子１３と、磁気検出素子１４とは、例えば、ホール素子等の磁界センサである。また、パルス生成回路２０は、位相検出部２１、エッジ検出部２２、パルス生成部２３から構成される。
また、図２は、モータ１０が回転することによって出力されるモータ装置の出力パルスを示したタイミングチャートである。

磁気検出素子１３は、モータ１０の回転軸１１および永久磁石１２が回転することによって変化する永久磁石１２の磁界を検出し、検出した磁界に応じて、例えば、永久磁石のＮ極が検出されているときは、“Ｈｉｇｈ”レベル、また、永久磁石のＳ極が検出されているときは、“Ｌｏｗ”レベルとなるＡ相パルスを出力する。
磁気検出素子１４は、磁気検出素子１３と同様に永久磁石１２の磁界を検出し、検出した磁界に応じたＢ相パルスを出力する。
回転軸１１がＣＷ回転を開始すると、図２（ａ）に示すように、Ａ相パルスに遅れて、Ｂ相パルスが出力される。また、逆に、回転軸１１がＣＣＷ回転を開始すると、図２（ｂ）に示すように、Ｂ相パルスに遅れて、Ａ相パルスが出力される。
この回転軸１１の回転に応じて出力されるＡ相パルスと、Ｂ相パルスとを、パルス生成回路２０に出力する。

パルス生成回路２０は、磁気検出素子１３から入力されたＡ相パルスと、磁気検出素子１４から入力されたＢ相パルスとから、回転軸１１の回転方向に応じた回転パルス（ＣＷパルスと、ＣＣＷパルス）を出力するブロックである。

位相検出部２１は、磁気検出素子１３から入力されたＡ相パルスの変化点において、磁気検出素子１４から入力されたＢ相パルスの遅れ量に応じた遅れ位相パルス、および進み量に応じた進み位相パルスをパルス生成部２３に出力するブロックである。

エッジ検出部２２は、磁気検出素子１３から入力されたＡ相パルスの変化点、すなわち、Ａ相パルスの立ち上がりエッジと、立ち下がりエッジのタイミングを示すエッジパルスをパルス生成部２３に出力する。

パルス生成部２３は、磁気検出素子１３から入力されたＡ相パルスと、位相検出部２１から入力された遅れ位相パルス、および進み位相パルスと、エッジ検出部２２から入力されたエッジパルスとから、回転軸１１の回転方向に応じた回転パルスを出力する。
パルス生成部２３は、回転軸１１がＣＷ回転を開始すると、図２（ａ）に示すように、時計方向の回転を示すＣＷパルスをパルス生成回路２０、すなわち、本実施形態のモータ装置の出力として、外部に出力する。なお、ＣＷ回転時に出力されるＣＣＷパルスは、図２（ａ）に示すように、“Ｌｏｗ”レベルで固定される。
また、パルス生成部２３は、回転軸１１がＣＣＷ回転を開始すると、図２（ｂ）に示すように、反時計方向の回転を示すＣＣＷパルスをパルス生成回路２０、すなわち、本実施形態のモータ装置の出力として、外部に出力する。なお、ＣＣＷ回転時に出力されるＣＷパルスは、図２（ｂ）に示すように、“Ｌｏｗ”レベルで固定される。

次に、本実施形態のパルス生成回路２０の詳細な構成および動作について説明する。図３は、本実施形態によるパルス生成回路２０の構成を示したブロック図である。図３において、パルス生成回路２０は、上述したように位相検出部２１、エッジ検出部２２、パルス生成部２３から構成される。
また、図４は、本実施形態によるパルス生成回路２０内の各部の信号を示したタイミングチャートである。なお、図４は、パルス生成回路２０を備えたモータ装置の回転軸１１が、ＣＷ回転からＣＣＷ回転に移行する例を示している。

位相検出部２１は、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１，ＤＦＦ２、論理否定ゲートＩＮＶ１，ＩＮＶ２、排他的論理和ゲートＸＯＲ１、から構成される。
排他的論理和ゲートＸＯＲ１には、磁気検出素子１３から出力されたＡ相パルスと、磁気検出素子１４から出力されたＢ相パルスとが入力される。排他的論理和ゲートＸＯＲ１は、図４に示すようにＡ相パルスとＢ相パルスが同じレベル、すなわち、“Ｈｉｇｈ”レベル同士、または、“Ｌｏｗ”レベル同士であるときに、“Ｌｏｗ”レベルを出力する。また排他的論理和ゲートＸＯＲ１は、Ａ相パルスとＢ相パルスが異なるレベル、すなわち、Ａ相パルスまたはＢ相パルスのいずれか一方が“Ｈｉｇｈ”レベルであり、他方が“Ｌｏｗ”レベルであるときに、“Ｈｉｇｈ”レベルを出力する。
この排他的論理和ゲートＸＯＲ１の出力が、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１のリセット信号として、クリア端子に入力される。

論理否定ゲートＩＮＶ２は、排他的論理和ゲートＸＯＲ１から出力されたリセット信号が入力され、図４に示すように、入力されたリセット信号の反転信号を出力する。この論理否定ゲートＩＮＶ２の出力が、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２のリセット信号として、クリア端子に入力される。

論理否定ゲートＩＮＶ１は、磁気検出素子１３から出力されたＡ相パルスが入力され、図４に示すように、入力されたＡ相パルスの反転信号を出力する。この論理否定ゲートＩＮＶ１の出力が、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１のクロック端子に入力される。

Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１は、クロック端子に論理否定ゲートＩＮＶ１から出力されたＡ相パルスの反転信号が入力され、データ端子に磁気検出素子１４から出力されたＢ相パルスが入力され、クリア端子に排他的論理和ゲートＸＯＲ１から出力されたリセット信号が入力される。
Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１は、クロック端子に入力された信号（以下、「クロック信号」という）の立ち上がりで、データ端子に入力された信号（以下、「データ信号」という）を取り込み、取り込んだデータ信号の値を出力し、次のクロック信号の立ち上がりまでその値を保持する。すなわち、図４のｔ１タイミング、ｔ３タイミング、およびｔ５タイミングに示すように、Ａ相パルスの立ち下がりのタイミングで、Ｂ相パルスの値を取り込み、次のＡ相パルスの立ち下がりまでその値を保持する。また、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１は、クリア端子に入力されたリセット信号の“Ｌｏｗ”レベルで、保持している値を初期化して、“Ｌｏｗ”レベルを出力する。
すなわち、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１は、Ａ相パルスに対するＢ相パルスの位相の遅れ量を検出し、Ａ相パルスに対するＢ相パルスの位相の遅れ量が“Ｈｉｇｈ”レベルとして表される遅れ位相パルスを出力する遅れ位相検出ブロックである。
Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１の出力は、パルス生成部２３に入力される。

Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２は、クロック端子にＡ相パルスが入力され、データ端子に磁気検出素子１４から出力されたＢ相パルスが入力され、クリア端子に論理否定ゲートＩＮＶ２から出力された信号が入力される。
Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２は、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１と同様に、クロック信号の立ち上がりで、データ信号を取り込み、取り込んだデータ信号の値を出力し、次のクロック端子の立ち上がりまでその値を保持する。すなわち、図４のｔ２タイミング、ｔ４タイミング、およびｔ６タイミングに示すように、Ａ相パルスの立ち上がりのタイミングで、Ｂ相パルスの値を取り込み、次のＡ相パルスの立ち上がりまでその値を保持する。また、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２は、クリア端子に入力されたリセット信号の“Ｌｏｗ”レベルで、保持している値を初期化して、“Ｌｏｗ”レベルを出力する。
すなわち、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２は、Ａ相パルスに対するＢ相パルスの位相の遅れ量を検出し、Ａ相パルスに対するＢ相パルスの位相の遅れ量が“Ｈｉｇｈ”レベルとして表される遅れ位相パルスを出力する遅れ位相検出ブロックである。
ただし、図４のｔ４タイミング、およびｔ６タイミングにおいて、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２から“Ｈｉｇｈ”レベルが出力されるとき、すなわち、図４のｔ４タイミング、およびｔ６タイミングでは、Ａ相パルスに続いて変化するＢ相パルスの値は、Ａ相パルスと逆の値であるある。このことは、Ａ相パルスに対してＢ相パルスが遅れているのではなく、進んでいることを示している。これは、図４のｔ４タイミング、およびｔ６タイミングの手前のタイミングにおいて、Ｂ相パルスがＡ相パルスと同じ値に変化していることからも理解できる。よって、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２は、Ａ相パルスに対するＢ相パルスの位相の進み量を検出し、Ａ相パルスに対するＢ相パルスの位相の進み量が“Ｈｉｇｈ”レベルとして表される進み位相パルスを出力する進み位相検出ブロックであるということができる。
Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２の出力は、パルス生成部２３に入力される。

エッジ検出部２２は、論理否定ゲートＩＮＶ３、立ち上がりエッジモノマルチＭＭ１，ＭＭ２、論理和ゲートＯＲ１から構成される。
論理否定ゲートＩＮＶ３は、磁気検出素子１３から出力されたＡ相パルスが入力され、図４に示すように、入力されたＡ相パルスの反転信号を出力する。この論理否定ゲートＩＮＶ３の出力が、立ち上がりエッジモノマルチＭＭ２に入力される。

立ち上がりエッジモノマルチＭＭ１は、磁気検出素子１３から出力されたＡ相パルスが入力され、入力されたＡ相パルスの立ち上がりのタイミングで、予め定められたレベル幅の“Ｈｉｇｈ”レベルパルスを論理和ゲートＯＲ１に出力する。

立ち上がりエッジモノマルチＭＭ２は、論理否定ゲートＩＮＶ３から出力されたＡ相パルスの反転信号が入力され、入力されたＡ相パルスの反転信号の立ち上がりのタイミング、すなわち、Ａ相パルスの立ち下がりのタイミングで、予め定められたレベル幅の“Ｈｉｇｈ”レベルパルスを論理和ゲートＯＲ１に出力する。

論理和ゲートＯＲ１は、立ち上がりエッジモノマルチＭＭ１から出力された“Ｈｉｇｈ”レベルパルスと、立ち上がりエッジモノマルチＭＭ２から出力された“Ｈｉｇｈ”レベルパルスとが入力され、それぞれの入力信号を合成し、図４に示すような、Ａ相パルスの立ち上がりのタイミングと、立ち下がりのタイミングの位置を示すエッジパルスを出力する。
論理和ゲートＯＲ１の出力は、パルス生成部２３に入力される。

パルス生成部２３は、論理否定ゲートＩＮＶ４，ＩＮＶ５，ＩＮＶ６、ＣＷパルス生成部２３１、ＣＣＷパルス生成部２３２から構成される。また、ＣＷパルス生成部２３１は、論理積ゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２、論理和ゲートＯＲ２から構成される。また、ＣＣＷパルス生成部２３２は、論理積ゲートＡＮＤ３，ＡＮＤ４、論理和ゲートＯＲ３から構成される。

論理否定ゲートＩＮＶ４は、磁気検出素子１３から出力されたＡ相パルスが入力され、図４に示すように、入力されたＡ相パルスの反転信号を出力する。この論理否定ゲートＩＮＶ４の出力が、ＣＷパルス生成部２３１およびＣＣＷパルス生成部２３２に入力される。
論理否定ゲートＩＮＶ５は、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１から出力された遅れ位相パルスが入力され、図４に示すように、入力された遅れ位相パルスの反転信号を出力する。この論理否定ゲートＩＮＶ５の出力が、ＣＣＷパルス生成部２３２に入力される。
論理否定ゲートＩＮＶ６は、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２から出力された進み位相パルスが入力され、図４に示すように、入力された進み位相パルスの反転信号を出力する。この論理否定ゲートＩＮＶ６の出力が、ＣＷパルス生成部２３１に入力される。

論理積ゲートＡＮＤ１は、磁気検出素子１３から出力されたＡ相パルスと、論理否定ゲートＩＮＶ６から出力された進み位相パルスの反転信号と、論理和ゲートＯＲ１から出力されたエッジパルスとが入力され、図４のｔ２タイミングに示すようにＡ相パルスと、進み位相パルスの反転信号とが“Ｈｉｇｈ”レベルであるときのエッジパルスを論理和ゲートＯＲ２に出力する。

論理積ゲートＡＮＤ２は、論理否定ゲートＩＮＶ４から出力されたＡ相パルスの反転信号と、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ１から出力された遅れ位相パルスと、論理和ゲートＯＲ１から出力されたエッジパルスとが入力され、図４のｔ１タイミング、およびｔ３タイミングに示すようにＡ相パルスの反転信号と、遅れ位相パルスとが“Ｈｉｇｈ”レベルであるとき、すなわち、Ａ相パルスが“Ｌｏｗ”レベルであり、遅れ位相パルスが“Ｈｉｇｈ”レベルであるときのエッジパルスを論理和ゲートＯＲ２に出力する。

論理和ゲートＯＲ２は、論理積ゲートＡＮＤ１から出力されたエッジパルスと、論理積ゲートＡＮＤ２から出力されたエッジパルスとが入力され、それぞれの入力信号を合成し、図４に示すような、ＣＷパルスを出力する。
この論理和ゲートＯＲ２の出力が、パルス生成回路２０、すなわち、本実施形態によるパルス生成回路を備えたモータ装置の出力するＣＷパルス（時計方向パルス）となる。

論理積ゲートＡＮＤ３は、磁気検出素子１３から出力されたＡ相パルスと、Ｄ型フリップフロップＤＦＦ２から出力された進み位相パルスと、論理和ゲートＯＲ１から出力されたエッジパルスとが入力され、図４のｔ４タイミング、およびｔ６タイミングに示すようにＡ相パルスと、進み位相パルスとが“Ｈｉｇｈ”レベルであるときのエッジパルスを論理和ゲートＯＲ３に出力する。

論理積ゲートＡＮＤ４は、論理否定ゲートＩＮＶ４から出力されたＡ相パルスの反転信号と、論理否定ゲートＩＮＶ５から出力された遅れ位相パルスの反転信号と、論理和ゲートＯＲ１から出力されたエッジパルスとが入力され、図４のｔ５タイミングに示すようにＡ相パルスの反転信号と、遅れ位相パルスとが“Ｈｉｇｈ”レベルであるとき、すなわち、Ａ相パルスが“Ｌｏｗ”レベルであり、遅れ位相パルスの反転信号が“Ｈｉｇｈ”レベルであるときのエッジパルスを論理和ゲートＯＲ３に出力する。

論理和ゲートＯＲ３は、論理積ゲートＡＮＤ３から出力されたエッジパルスと、論理積ゲートＡＮＤ４から出力されたエッジパルスとが入力され、それぞれの入力信号を合成し、図４に示すような、ＣＣＷパルスを出力する。
この論理和ゲートＯＲ３の出力が、パルス生成回路２０、すなわち、本実施形態によるパルス生成回路を備えたモータ装置の出力するＣＣＷパルス（反時計方向パルス）となる。

上記に述べたとおり、本発明の実施形態においては、回転軸１１の回転に応じてＣＷパルスと、ＣＣＷパルスが出力される。
なお、本発明の実施形態の説明においては、回転軸１１が、ＣＷ回転からＣＣＷ回転に移行する例を示した図４を用いて説明したが、例えば、回転軸１１が、ＣＣＷ回転からＣＷ回転に移行する場合でも、磁気検出素子１４から出力されたＢ相パルスが先に変化するのみであり、図４と同様に考えることができる。
また、磁気検出素子１３と、磁気検出素子１４との間で、永久磁石１２のＳ極とＮ極との境界の位置が停止した場合においても、磁気検出素子１３と、磁気検出素子１４から出力されるＡ相パルス、およびＢ相パルスのいずれかが先に変化するのみであり、図４と同様に考えることができる。

上記に述べたとおり、本発明を実施するための最良の形態によれば、取り付ける２個の磁気検出素子の取り付け間隔によらず、Ａ相パルスの立ち上がりのタイミング、および立ち下がりのタイミングで、Ｂ相パルスの値によって回転軸の回転方向を検出することができる。このことによって、後段の処理装置は、Ａ相パルスと、Ｂ相パルスの位相差から回転軸の回転方向を判断する必要がなくなる。
また、本発明のパルス生成回路を備えたモータ装置から出力される回転パルス（ＣＷパルス、およびＣＣＷパルス）の周期は、モータの回転速度を表しているので、後段の処理装置は、車両開閉体以外の物の挟み込みを検出するための車両開閉体の進行速度を判断することができる。

なお、本発明の実施形態においては、Ａ相パルスの立ち上がりのタイミング、および立ち下がりのタイミングにおいて、Ｂ相パルスの値から回転軸の回転方向を検出する構成について説明したが、Ｂ相パルスの立ち上がりのタイミング、および立ち下がりのタイミングで、Ａ相パルスの値によって回転軸の回転方向を検出する場合は、本実施形態のパルス生成回路２０におけるＡ相パルスと、Ｂ相パルスの入力端子を入れ替えることによって変更することができる。なお、この場合は、本実施形態のパルス生成回路２０が出力するＣＷパルスと、ＣＣＷパルスの表す回転軸の方向も逆となる。すなわち、本実施形態において回転軸が時計方向に回転していることを表しているＣＷパルスを出力するＣＷパルス生成部２３１は、転軸が反時計方向に回転していることを表す回転パルスを出力し、回転軸が反時計方向に回転していることを表しているＣＣＷパルスを出力するＣＣＷパルス生成部２３２は、転軸が時計方向に回転していることを表す回転パルスを出力することとなる。

なお、本発明の実施形態の位相検出部２１のＤ型フリップフロップＤＦＦ１，ＤＦＦ２を、本実施形態において説明した出力信号に加えて、さらに、反転信号を出力するタイプのＤ型フリップフロップを用いることもできる。この場合は、論理否定ゲートＩＮＶ５，ＩＮＶ６が不要となり、Ｄ型フリップフロップの反転出力をＣＣＷパルス生成部２３２の論理積ゲートＡＮＤ４，ＣＷパルス生成部２３１の論理積ゲートＡＮＤ１に入力する。

また、本発明の実施形態のエッジ検出部２２の立ち上がりエッジモノマルチＭＭ２を立ち下がりエッジで動作する立ち下がりエッジモノマルチに変更することもできる。この場合は、論理否定ゲートＩＮＶ３が不要となり、立ち下がりエッジモノマルチには、Ａ相パルスを入力する。

また、本発明の実施形態の論理否定ゲートＩＮＶ１、ＩＮＶ３，ＩＮＶ４は、共にＡ相パルスが入力され、Ａ相パルスの反転信号を出力する。この論理否定ゲートＩＮＶ１、ＩＮＶ３，ＩＮＶ４を１個の論理否定ゲートで構成し、それぞれ対応する次段の回路に入力することによって、回路規模を削減することもできる。

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
例えば、本実施形態と同様の出力波形が得られる回路構成であれば、本実施形態と異なる回路構成に変更することもできる。また、出力波形の論理を逆にした回路構成とすることもできる。

本発明の実施形態によるパルス生成回路を備えたモータ装置の概略構成を示したブロック図である。 本実施形態においてモータが回転することによって出力されるモータ装置の出力パルスを示したタイミングチャートである。 本実施形態によるパルス生成回路の構成を示したブロック図である。 本実施形態によるパルス生成回路内の信号を示したタイミングチャートである。 従来のモータ装置の概略構成、および出力パルスを示した図である。

符号の説明

１０・・・モータ、
１１・・・回転軸、
１２・・・永久磁石、
１３・・・磁気検出素子（第１の磁気検出素子）、
１４・・・磁気検出素子（第２の磁気検出素子）、
２０・・・パルス生成回路、
２１・・・位相検出部（位相検出手段）、
２２・・・エッジ検出部（エッジ検出手段）、
２３・・・パルス生成部（パルス生成手段）、
２３１・・・ＣＷパルス生成部（第１の回転パルス生成手段）、
２３２・・・ＣＣＷパルス生成部（第２の回転パルス生成手段）、
ＤＦＦ１・・・Ｄ型フリップフロップ（第１の位相検出手段）、
ＤＦＦ２・・・Ｄ型フリップフロップ（第２の位相検出手段）、
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３，ＩＮＶ４，ＩＮＶ５，ＩＮＶ６・・・論理否定ゲート、
ＸＯＲ１・・・排他的論理和ゲート、
ＭＭ１，ＭＭ２・・・立ち上がりエッジモノマルチ、
ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３・・・論理和ゲート、
ＡＮＤ１，ＡＮＤ２，ＡＮＤ３，ＡＮＤ４・・・論理積ゲート、

Claims (2)

1. 永久磁石が固定された回転軸と、前記永久磁石の回転方向に沿って配置され、前記永久磁石の磁界に応じた第１のパルス信号を出力する第１の磁気検出素子と、前記永久磁石の回転方向に沿って、前記第１の磁気検出素子と予め定められた間隔で配置され、前記永久磁石の磁界に応じた第２のパルス信号を出力する第２の磁気検出素子と、を備えたモータの前記回転軸の回転状態を示す信号を生成するパルス生成回路において、
   前記第１のパルス信号と、前記第２のパルス信号との位相差に応じたパルス幅を有する位相パルス信号を生成する位相検出手段と、
   前記第１のパルス信号が入力され、前記第１のパルス信号が変化するとエッジパルス信号を生成し、出力するエッジ検出手段と、
   前記第１のパルス信号と、前記位相検出手段によって生成された前記位相パルス信号と、前記エッジ検出手段によって生成された前記エッジパルス信号とから、前記モータの回転方向を表す信号を生成するパルス生成手段と、
   を備え、
   前記パルス生成手段は、
   前記第１のパルス信号の変化するタイミングより後に前記第２のパルス信号が変化する第１の状態と、前記第１のパルス信号の変化するタイミングより前に前記第２のパルス信号が変化する第２の状態との、いずれか一方の状態のときは、前記第１のパルス信号が変化するタイミングを示すパルスを含む、前記モータの回転方向を表す信号を出力し、他方の状態のときは、一定の値である前記モータの回転方向を表す信号を出力する、
   ことを特徴とするパルス生成回路。
2. 前記位相検出手段は、
   前記第１のパルス信号に対する前記第２のパルス信号の位相の遅れ量に応じたパルス幅を有する第１の位相パルス信号を生成する第１の位相検出手段と、
   前記第１のパルス信号に対する前記第２のパルス信号の位相の進み量に応じたパルス幅を有する第２の位相パルス信号を生成する第２の位相検出手段と、
   を備え、
   前記エッジ検出手段は、
   前記第１のパルス信号の立ち上がり、および立ち下がりを検出すると前記エッジパルス信号を生成して出力し、
   前記パルス生成手段は、
   前記第１のパルス信号と、前記第１の位相パルス信号、および前記第２の位相パルス信号と、前記エッジパルス信号とに応じて前記回転軸が第１の方向に回転していることを示す第１の回転パルス信号を生成する第１の回転パルス生成手段と、
   前記第１のパルス信号と、前記第１の位相パルス信号、および前記第２の位相パルス信号と、前記エッジパルス信号とに応じて前記回転軸が前記第１の方向と反対の第２の方向に回転していることを示す第２の回転パルス信号を生成する第２の回転パルス生成手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパルス生成回路。

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