JP5967446B2

JP5967446B2 - 回転速度検出装置

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Publication number: JP5967446B2
Application number: JP2013252955A
Authority: JP
Inventors: 功一藤原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: JP2015111062A; US20150160255A1

Description

本発明は、車両に装備された車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置に関する。

車両のうち例えば自動車に装備された速度計では、車輪と一体的に回転する回転体とこの回転体の回転に伴って変化する磁場を検知する磁気センサとをもつ回転速度検出装置が広く使われている。ここで、回転体としては、周方向に所定ピッチで交番に着磁された磁気ドラムや、歯車状に所定間隔で突起部を持つパルスロータが使われることが多い。一方、磁気センサとしては、ＭＲセンサ（磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサ）やホールセンサ（ホール素子を用いた磁気センサ）を、この回転体の近傍で磁場が変位する位置に配設して用いることが多い。

ただし、磁気センサにはそれぞれ検知可能な周波数帯があり、自動車でごく一般に使われている磁気センサでは、ふつうは二桁程度までである。例えば普通乗用車のように検出可能な速度の上限を百数十〜二百ｋｍ／ｈ程度に設定すると、ある程度の信頼性をもって検出可能な速度の下限は２〜３ｋｍ／ｈ程度にならざるを得ない。

ところで、最近では自動車の燃費改善努力に伴い、信号停止などの間にもエンジンを停止させて燃料消費を抑制する装備をした自動車が普及してきている。このような自動車が急な坂道で停止した場合に何らかの理由でブレーキが甘かったりすると、２〜３ｋｍ／ｈを下回るような低速（本明細書ではこのような速度域を「極低速域」と称する）で坂道を下る恐れがある。それを車両制御システムが検知せず運転者も気づかずにいて、当該自動車の近くに停止している他の車両やガードレールなどと接触したり、当該自動車が車道を外れて溝などに脱輪したりすると不都合である。

そこで、２〜３ｋｍ／ｈ未満の極低速域であっても検知可能とする車輪の回転速度検出装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この回転速度検出装置では、車輪の回転速度が所定値未満ではスイッチが切り替わり、低速領域ではＭＲセンサからの出力に基づく回転速度計測を、パルスカウントでの検出回路から、単位時間での位相角の変化を演算して検出する検出回路に切り替えるようになっている。

特開平７−２２９７５６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された回転速度検出装置（従来技術と呼ぶ）では、単位時間での位相角の変化を演算して検出する検出回路を必要としており、従来とは構成も機能も異なる新たな回路を設けなければならない。また、この回路は微分回路に相当するから、当該回路だけでなくセンサ付近も含めて電磁的なノイズに対し弱いであろうことは容易に想像がつく。

そこで本発明は、上記の従来技術とは異なり、車両の速度が極低速域に至っても磁気センサで車輪の回転速度を検出することができる回転速度検出装置を提供することを、解決すべき課題とする。

上記課題を解決するための本願発明の構成とその構成がもたらす作用効果とについて、本項では簡潔に説明する。

（主要な構成）
請求項１に記載の回転速度検出装置（２００）は、磁気マーカ（１Ｂ）が周方向に沿って形成されたロータ（１２）と、この磁気マーカの移動を磁気的に検出する磁気センサ（５１）とを有する。ロータは、車両に装備される車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動される回転体であり、その磁気マーカは、このロータの外周面や外縁付近の端面などに形成されている。磁気センサは、この磁気マーカの移動を磁気的に検出するセンサであり、この磁気センサにかかる磁場の強さやその時間変化率などに反応する。

請求項１に記載の回転速度検出装置はさらに、サブ磁気マーカ（２Ｂ）が周方向に沿って形成されたサブロータ（２２）と、この磁気マーカの移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ（５２）と、増速手段（３）とを有し、更に、互いに同一直径の外周面を持ち回転軸も同軸に配設されたロータとサブロータとを有し、このロータのこの外周面に形成された磁気マーカと、このサブロータのこの外周面に形成されたサブ磁気マーカとをもつことを特徴とする。

このサブロータは、前記ロータより高い周速度で前記車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動される回転体であり、そのサブ磁気マーカは、このロータの外周面や外縁付近の端面などに形成されている。このサブ磁気センサは、このサブロータの周方向に形成されたサブ磁気マーカの移動を磁気的に検出するセンサである。この増速手段は、このサブロータを前記ロータよりも高い周速度で回転駆動する手段である。

請求項３に記載の回転速度検出装置（３００〜５００，１００Ａ）は、車両に装備される車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動されるロータ（１１，１３〜１５）と、このロータの周方向に形成された磁気マーカ（１Ａ，１Ｂ）の移動を磁気的に検出する磁気センサ（５１）と、を有する回転速度検出装置において、ロータより高い周速度で車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動されるサブロータ（２１，２３〜２５）と、このサブロータの周方向に形成されたサブ磁気マーカ（２Ａ，２Ｂ）の移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ（５２）と、このサブロータを前記ロータよりも高い周速度で回転駆動する増速手段（３）と、を有し、磁気センサおよびサブ磁気センサは、両該センサを兼用する単一の両用磁気センサ（５Ａ）によって構成され、この両用磁気センサの出力信号に含まれる磁気マーカに起因する低周波成分とサブ磁気マーカに起因する高周波成分とが重複した複合波形信号からこの低周波成分とこの高周波成分とを分離する分離フィルタ（７１）と、車輪の回転速度に応じて両該周波数成分のうちいずれでこの回転速度の検出をするかを切り替えて車輪の回転速度を算出する演算手段（７２）と、をもつ信号分離ユニット（７）をさらに有することを特徴とする。

（作用効果）
本発明の回転速度検出装置は、以上のように構成されているので、以下のように作用する。

すなわち、磁気マーカが形成されたロータと磁気センサとの組合せにより、磁気センサからのパルス信号のカウントなどで３ｋｍ／ｈ程度以上の速度域では、自動車での実用に耐える精度で車輪の回転速度の計測（すなわち車両速度の計測）ができる。一方、サブ磁気マーカが形成されたサブロータとサブ磁気センサとの組合せでは、増速手段の働きにより、サブロータのサブ磁気マーカがロータの磁気マーカよりも高い周速度で回転する。それゆえ、車両の速度が３ｋｍ／ｈ程度未満の極低速域においても、所定の範囲で実用に耐える精度で当該車輪の回転速度計測が可能になる。

ここで、磁気マーカに対するサブ磁気マーカの周速度の倍数が適正であれば、例えば０．１ｋｍ／ｈ程度ないしそれ以下の低速に至るまで実用的な速度計測ができる。

したがって、本発明の回転速度検出装置によれば、車両の速度が極低速域に至っても磁気センサで車輪の回転速度を検出することが可能になるという効果が得られる。さらに、速度精度が十分でないほど極端に低い速度領域であっても、ある程度の速度が出ていれば車両が移動している程度のことまでは検知できるから、坂道停車時等の事故防止により効果的である。

実施例１たる回転速度検出装置の概略構成を示す外形斜視図実施例１たる回転速度検出装置の概略構成を示す側面図実施例１たる回転速度検出装置の概略構成を示す正断面図実施例１において信号切替ユニットを含んだ構成を示す略図実施例１の変形態様１で信号分離ユニットを含んだ構成を示す略図実施例２たる回転速度検出装置の概略構成を示す略図実施例３たる回転速度検出装置の概略構成を示す略図実施例４たる回転速度検出装置の概略構成を示す外形斜視図実施例４たる回転速度検出装置の概略構成を示す側面図実施例４たる回転速度検出装置の概略構成を示す正断面図実施例５たる回転速度検出装置の概略構成を示す外形斜視図実施例５たる回転速度検出装置の概略構成を示す正面図実施例５において信号分離ユニットを含んだ構成を示す略図

本発明の「回転速度検出装置」がもつ実施形態については、当業者に本発明を実施できるだけの理解が得られるよう以下の記載で明確かつ十分に説明する。なお、本発明の出願時点では、以下の実施例ないしその変形態様のうちいずれかに最良の実施形態が開示されているものと、発明者は考えている。

（構成）
本発明の実施例１としての回転速度検出装置１００は、図１〜図４に示すように、磁気マーカ１Ａが一端面の外縁部に周方向に沿って形成されたロータ１１と、磁気マーカ１Ａの移動を磁気的に検出する磁気センサ５１とを有する。また回転速度検出装置１００は、サブ磁気マーカ２Ａが一端面の外縁部に周方向に沿って形成されたサブロータ２１と、磁気マーカ２Ａの移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ５２と、増速手段３とを、さらに有する。

加えて図４に示すように、回転速度検出装置１００は、両センサ５１，５２からのパルス信号Ｐ１，Ｐ２を処理して当該車輪の回転速度を算出する機能をもつ信号切替ユニット６をも有する。信号切替ユニット６は、磁気センサ５１からの低周波パルス信号Ｐ１とサブ磁気センサ５２からの高周波パルス信号Ｐ２とを入力とし、両信号Ｐ１，Ｐ２を観測して所定の極低速域では高周波パルス信号Ｐ２に基づいて当該車輪の前記回転速度を算出する機能をもつ。

先ず、ロータ１１は、図１〜図３に示すように、自動車に装備された車輪の軸などに機械的に固定されており、当該車輪の回転速度と等しい回転速度で駆動される回転体である（図３中の矢印Ｗは車輪に機械的に結合されていることを示す）。ロータ１１のうちサブロータ２１に向いた端面の外縁付近には、所定幅で中空リング状に磁気マーカ１Ａが形成されている。磁気マーカ１Ａは、周方向に沿って所定ピッチで磁極が交番に変わるように磁化された所定幅の磁気ディスク部である。

磁気センサ５１は、図３および図４に示すように、磁気マーカ１Ａによって生じる磁場の変動をホール素子（図略）によって検知し、もってロータ１１の回転移動を磁気的に検出してパルス信号を出力するホールセンサである。

次に、サブロータ２１は、ロータ１１より高い周速度で当該車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動される回転体である。サブロータ２１には、前述のロータ１１と同様に、ロータ１１に向いた端面の外縁部付近に所定幅のサブ磁気マーカ２Ａが形成されている。そして、サブ磁気センサ５２は、サブロータ２１の周方向に形成されたサブ磁気マーカ２Ａの移動を磁気的に検出するセンサである。

すなわち図３に示すように、ロータ１１とサブロータ２１とは、同じ直径の回転磁気ディスクであり、互いに同軸であるとともに所定間隔を空けて互いに対向している。その間隔は、両磁気マーカ１Ａ，２Ａの磁場が互いにほとんど影響がなく、さらに両センサ５１，５２を収容したセンサユニット４１を両マーカ１Ａ，２Ａの間に挿置できるだけは必要である。

それゆえ、ロータ１１の磁気マーカ１Ａとサブロータ２１のサブ磁気マーカ２Ａとは互いに近接して対向しており、磁気マーカ１Ａとサブ磁気マーカ２Ａとの間隙に、磁気センサ５１とサブ磁気センサ５２とを収容しているセンサユニット４１が配設されている。すなわち、磁気マーカ１Ａに対向して配設された磁気センサ５１と、サブ磁気マーカ２Ａに対向して配設されたサブ磁気センサ５２とは、互いに背向してセンサユニット４１の内部に収容されている。

一方、増速手段３は、図１および図３に示すように、車輪Ｗと一体的に回転するロータ１１の回転を、ロータ１１に形成された内歯歯車１１Ｇから中間歯車３１を介してサブロータ２１の軸に形成された平歯車（スパーギヤ）２１Ｇに伝達する歯車増速装置である。ここで、増速手段３で使われている歯車を全て斜歯歯車にすれば、走行時の噛み合い音がより静かになる。

なお、図１〜図３の中にＲ１１，Ｒ２１およびＲ１３とある周方向に沿った矢印は、それぞれロータ１１、サブロータ２１および中間歯車３１の回転方向および回転速度を定性的に示すものである。他の実施例を示す図面でも同様とする。

ロータ１１とサブロータ２１との直径が同じであるから、両者１１，２１の増速比は、そのまま周速度の倍率であり、磁気マーカ１Ａの周方向に沿った接線速度に対するサブ磁気マーカ２Ａの周方向に沿った接線速度の増速比である。本実施例では、この増速比を３０倍に定めて歯車設計を行うことにした。

ここで、なぜ３０倍にしたかというと、ごく普通の乗用車において０．１ｋｍ／ｈの低速に至るまで実用上で信頼に足る速度計測ができ、かつ３ｋｍ／ｈ未満の極低速領域とそれ以上の通常速度領域との間で滑らかに磁気センサ信号の切替をするのに適切だからである。

すなわち、通常速度領域の範囲を３ｋｍ／ｈ〜１８０ｋｍ／ｈと考えると、その上限値と下限値との比率は６０倍である。そして、その下限値にあたる３ｋｍ／ｈとその二倍に当たる６ｋｍ／ｈまでを重複させ、極低速域の計測手段でも速度計測できるようにしておけば３ｋｍ／ｈ〜６ｋｍ／ｈの速度範囲の間に滑らかに切替をさせることができる。

また、極低速域でも信頼すべき計測上限値の１／６０（上述した６０倍の逆数）まで速度を落としても速度計測が実用に足る精度でできるものとすると、計測可能な速度の下限値は０．１ｋｍ／ｈすなわち約２８ｍｍ／ｓ（つまり３ｃｍ／ｓ弱）であり、おおむね妥当と考えられる。なお、さらに低速であっても、０．１ｋｍ／ｈをある程度割り込むくらいの速度であれば、速度計測はできなくても至極低速で動いていることだけは検知できるであろう。

そこで、磁気マーカ１Ａに対するサブ磁気マーカ２Ａの周速度の適正な倍数の範囲は、センサ性能の向上などで計測範囲のバンド幅が拡大したり、逆に切替の滑らかさを犠牲にしたりする場合を考えて、上限を二倍まで下限を半分までとした。その結果、現況では３０倍程度が最も適正であるが、設計上おおむね望ましい周速度の増速倍率の範囲を１５倍以上で６０倍以下とするのが適正であると思われる。

最後に信号切替ユニット６は、再び図４に示すように、両センサ５１，５２から得られる低周波パルス信号Ｐ１と高周波パルス信号Ｐ２とに基づき、当該車輪の回転速度を求める信号処理ユニットである。信号切替ユニット６は、主に半導体からなる制御手段６０、スイッチ６１および演算手段６２を内蔵しており、両信号Ｐ１，Ｐ２を観測して３ｋｍ／ｈ未満の極低速域では高周波信号Ｐ２に基づいて当該車輪の前記回転速度を算出する機能をもつ。

すなわち、互いに同様な磁気マーカ１Ａが形成されたロータ１１と磁気センサ５１との組合せにより、磁気センサ５１からのパルス信号Ｐ１をカウントして３ｋｍ／ｈ程度以上の速度域では、自動車での実用に耐える精度で車輪の回転速度の計測（すなわち車両速度の計測）ができる。一方、サブ磁気マーカ２Ａが形成されたサブロータ２１とサブ磁気センサ５２との組合せでは、増速手段３の働きによりサブロータ２１が、ロータ１１の磁気マーカ１Ａの３０倍に当たる高い速度で回転する。それゆえ、サブ磁気センサ５２からは磁気センサ５１の３０倍の周波数でパルス信号が得られ、車両の速度が３ｋｍ／ｈ程度未満の極低速域においても、所定の範囲で実用に耐える精度の速度計測が可能になる。

より具体的には、信号切替ユニット６に取り込まれた両信号Ｐ１，Ｐ２を制御手段６０が観測し、車両の速度が高い領域から３ｋｍ／ｈまで速度が落ちてきたら、制御手段６０からスイッチ６１および演算手段６２に切替指示信号Ｃ１，Ｃ２を出す。すると、スイッチ６１は出力を低周波パルス信号Ｐ１から高周波パルス信号Ｐ２に切り替え、演算手段６２は、周波数（パルス頻度）が３０倍に高まった高周波パルス信号Ｐ２を入力として、当該車輪の回転速度の算出を１／３０に落として演算する。

こうして、自動車の速度が３ｋｍ／ｈ未満の領域では、高周波パルス信号Ｐ２に基づいて当該車輪の回転速度が算出されるから、０．１ｋｍ／ｈ以上の車両速度域では十分に実用的な精度で速度を検出することができる。さらに、０．１ｋｍ／ｈ未満のさらに低い速度領域に入っても、ある程度までは車両がゆっくり移動していることだけであれば検知可能である。

逆に、極低速域から速度が上がってきた場合には、制御手段６０で両信号Ｐ１，Ｐ２を観測していて６ｋｍ／ｈに達したら、制御手段６０から切替指示信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれスイッチ６１および演算手段６２に与える。すると、スイッチ６１は先ほどとは逆に、高周波パルス信号Ｐ２から低周波パルス信号Ｐ１に出力を切り替え、演算手段６２は低周波パルス信号Ｐ１に基づき３０倍にして車輪回転速度を算出する。こうすることにより、再び１８０ｋｍ／ｈまでは実用に耐える精度で車両速度を検出するだけの車輪回転速度検出が可能になる。

ここで、両信号Ｐ１，Ｐ２の切替を速度が下がっていく際には３ｋｍ／ｈで行い、逆に速度が上がっていく際には６ｋｍ／ｈで行うようにしたのは、チャタリングに相当する現象が起きないようにするためである。なお、両信号Ｐ１，Ｐ２の切替時に速度検出上の段差が有意にある場合には、３ｋｍ／ｈと６ｋｍ／ｈとの間では両信号Ｐ１，Ｐ２に基づく車輪回転速度の比率を徐々に変えていく漸次切替方式を採るように、信号切替ユニット６の構成を変更すれば良い。

以上のように、本実施例の回転速度検出装置１００では、磁気マーカ１Ａに対するサブ磁気マーカ２Ａの周速度の倍数が適正に３０倍と設定されているから、０．１ｋｍ／ｈ程度の極低速まで実用的な速度計測ができる。さらに、速度精度が十分でないほど極端に低い速度領域であっても、ある程度の速度が出ていれば車両が移動しているくらいのことは検知できるから、坂道停車時等の事故防止により効果的である。しかも、堅牢であり汚れにも強い磁気センサ５１，５２を採用しているから、信頼性にも優れている。

したがって、本実施例の回転速度検出装置によれば、車両の速度が極低速域にあっても磁気センサで車輪の回転速度を検出することが可能になるという効果が得られ、車両の坂道停止時などで安全性をさらに向上させることができる。

（変形態様１）
本実施例の変形態様１として、図５に示すように、両センサ５１，５２に代えて両センサ５１．５２を兼用する単一の両用磁気センサ５Ａを有し、信号切替ユニット６（図４参照）に代えて信号分離ユニット７を有する構成の回転速度検出装置１００Ａも実施可能である。

本変形態様では、ロータ１１とサブロータ２１との間隔がより狭くなって、磁気マーカ１Ａの磁場とサブ磁気マーカ２Ａの磁場とが重複して重複磁場を形成しており、その狭い間隔により薄いセンサユニット４１Ａが挿置されている。この重複磁場にダイナミックレンジの広い（より広い周波数帯で磁気検知可能な）単一のホール素子を持ったセンサである両用磁気センサ５Ａが置かれ、周波数に３０倍の違いがある重複磁場から得られるアナログの複合波形信号Ａ１＋Ａ２を出力する。

そして、複合波形信号Ａ１＋Ａ２を入力とする信号分離ユニット７は、分離フィルタ７１と演算手段７２とを順に内蔵している。

先ず分離フィルタ７１には、両用磁気センサ５Ａの出力信号に含まれる磁気マーカ１Ａに起因する低周波成分Ａ１とサブ磁気マーカ２Ａに起因する高周波成分Ａ２とが重複した複合波形信号Ａ１＋Ａ２複合波形信号が入力される。すると分離フィルタ７１は、低周波成分Ａ１と高周波成分Ａ２とを分離してそれぞれの周波数を検出して、両周波数をデジタル化して演算手段７２に通知する。

次に演算手段７２は、両信号Ａ１，Ａ２のそれぞれの周波数から、当該車輪の回転速度に応じて両該周波数成分のうちいずれでこの回転速度の検出をするかを切り替え、当該車輪の回転速度を算出するデジタル・プロセッサである。演算手段７２における両周波数間の切り替えロジックは、前述の実施例１での信号切替ユニット６（図４参照）に準ずるものとする。

（変形態様２）
本実施例の変形態様２として、例えば図３および図４に示すように互いに対向している磁気マーカ１Ａおよびサブ磁気マーカ２Ａを、逆に互いに背向する向きに形成したロータおよびサブロータを有する回転速度検出装置の実施も可能である。

本変形態様では、磁気センサ５１およびサブ磁気センサ５２が別々に配設されることになり、両センサ５１，５２を一つのセンサユニットに収容することは難しくなる。しかし、ロータとサブロータとを、実施例１でのロータ１１とサブロータ２１とよりも近接して配設できるので、その分だけ回転軸方向にコンパクトになる。その結果、本変形態様によれば小型軽量化が進むものと期待できる。

なお、本変形態様についても、前述の変形態様１に相当する変形態様の構成で実施することも可能である。

（その他の変形態様）
ここで、実施例１で用いる磁気センサ５１およびサブ磁気センサ５２には安価なホールセンサを用いたが、ＭＲセンサであっても良い。あるいは、必要によってその他の種類の磁気センサであってもよいし、ＭＲセンサとホールセンサとを混用しても構わない。

また、ロータおよびサブロータとしては、周方向（回転の接線方向）に所定ピッチで交番に着磁された磁気ドラムないし磁気ディスクや、歯車状に所定間隔で突起部を持つパルスロータが多いが、両者を混用するなどしても構わない。

（構成）
本発明の実施例２としての回転速度検出装置２００は、図６に示すように、実施例１と同様に同軸に配設されたロータ１２およびサブロータ２２を有するが、ロータ１２とサブロータ２２とは摺接せんばかりに近接して配置されている。ロータ１２とサブロータ２２とは同一直径の外周面を持ち、両ロータ１２，２２の外周面にそれぞれ磁気マーカ１Ｂおよびサブ磁気マーカ２Ｂが形成されており、各磁気マーカ１Ｂ，２Ｂは遠心方向に交番磁場を形成している。実施例１と同様に、ロータ１２からサブロータ２２への増速倍率は３０倍であり、両ロータ１２，２２と中間歯車３１（図略）を含む増速手段３（図略）は、狭い両ロータ１２，２２の間に収容されるように設計されている。

そして、回転速度検出装置２００は、実施例１とは異なり、両ロータ１２，２２の外周面に近接してセンサユニット４２を有する。センサユニット４の内部には、両ロータ１２，２２の回転軸に対し平行に並ぶように、磁気センサ５１とサブ磁気センサ５２とが直列に配設されている。

各センサ５１，５２からの出力は実施例１と同様に両方ともパルス信号Ｐ１，Ｐ２であり、両信号Ｐ１，Ｐ２は実施例１と同様に信号切替ユニット６で処理されて当該車輪の回転速度が検出される。

（作用効果）
本実施形態の回転速度検出装置２００は、以上のように構成されているので、実施例１と同様な作用効果が得られる。

敢えて異なる点を挙げれば、ロータ１２とサブロータ２２とがより近接して配置されるので、軸長方向の装置寸法が小さくなり小型軽量化に資するであろう。一方、センサユニット４２は両ロータ１２，２２の外周面の外側にあるが、もともと小型であるから大きく突出することはない。

（変形態様１）
本実施例においても、前述した実施例１の変形態様１に相当する変形態様の実施が可能であり、本変形態様でもやはり同様の作用効果が得られる。

（構成および作用効果）
本発明の実施例３としての回転速度検出装置３００は、図７に示すように、実施例１と実施例２とを組み合わせたようなロータ形状およびセンサ配列を持っている。

すなわち、ロータ１３とサブロータ２３とは互いに同軸に配設されているが、サブロータ２３の方がロータ１３よりも直径が小さい。そして、ロータ１３には実施例１のロータ１１（図４参照）と同様に端面外縁部に中空円盤状に磁気マーカ１Ａが形成されている。一方、直径がやや小さいサブロータ２３には実施例２のサブロータ２２（図６参照）と同様に外周面にサブ磁気マーカ２Ｂが形成されている。ここで、サブ磁気マーカ２Ｂの周速度は、磁気マーカ１Ａの周速度の３０倍になるように、図示しない増速手段が設計されている。

本実施例では、磁気マーカ１Ａの移動を磁気的に検出する磁気センサ５１と、サブ磁気マーカ２Ｂの移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ５２との両センサ５１，５２を兼用する単一の両用磁気センサ５Ａを有するセンサユニット４３が設けられ、信号分離ユニット７を有する構成となっている。

なお、信号分離ユニット７は、実施例１の変形態様１（図５参照）のものと同様である。

本実施例によっても、実施例１および実施例２と同様の作用効果が得られる。

（各種変形態様）

また、本実施例の変形態様１として、ロータ１３とサブロータ２３との直径の大小を逆転させ、これに伴って磁気マーカ１Ａに代えて磁気マーカ１Ｂをロータ１３に形成し、サブ磁気マーカ２Ｂに代えてサブ磁気マーカ２Ａをサブロータ２３に形成してもよい。磁気センサ５１およびサブ磁気センサ５２の配置も、これに対応して変更される。

さらに、本実施例の変形態様２として、ロータ１３とサブロータ２３とを同一直径のごく薄い円錐台形（円錐の半頂角は４５°程度）とし、円錐面を互いの方に向けて近接して配設する構成を取っても良い。本変形態様でも磁気センサ５１およびサブ磁気センサ５２を互いに直交してセンサユニット内に配設でき、本実施例と同様の作用効果が得られる。さらに、ロータとサブロータとの外周部の寸法および形状が同一であるから、磁気マーカおよびサブ磁気マーカの着磁が同一装置で可能となり、本実施例よりも安価に製造することができる。

なお、変形態様２では両ロータの円錐面を互いの方に向けて（つまり各ロータの相手側に向けて）配設するものとしたが、逆に背向する方向に向けた構成でも回転速度検出装置の実施が可能である。

（構成および作用効果）
本発明の実施例４としての回転速度検出装置４００は、図８〜図１０に示すように、ロータ１４の回転軸心とサブロータ２４の回転軸心とは非同軸で平行であり、サブロータ２４の直径はロータ１４の直径より小さい。ロータ１４には、実施例１のロータ１１と同様に端面外縁部にリング状の磁気マーカ１Ａが形成されており、小さなサブロータ２４にも端面外縁部にリング状のサブ磁気マーカ２Ａが形成されている。

磁気マーカ１Ａとサブ磁気マーカ２Ａとは互いに対向する向きに形成されている。そして、図９に示すように、回転軸に沿った方向から見てロータ１４の外周面とサブロータ２４の外周面とが接するあたりで、磁気マーカ１Ａの一部とサブ磁気マーカ２Ａの一部とが重なって対向する。この個所にセンサユニット４４が挿入されている。センサユニット４４には、実施例１と同様に、磁気マーカ１Ａの移動を磁気的に検出する磁気センサ５１と、サブ磁気マーカ２Ａの移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ５２との両センサ５１，５２を兼用する単一の両用磁気センサ５Ａが内蔵されている。

サブロータ２４はロータ１４に形成された内歯ギヤで増速駆動され、磁気マーカ１Ａの周速度に対してサブ磁気マーカ２Ａの周速度は３０倍に設定されている。

なお、本実施例でも、実施例１の信号分離ユニット７に相当する信号処理装置によって計測値を出力するようになっている。

本実施例の回転速度検出装置４００によれば、実施例１とおおむね同様の作用効果が得られる。しかも本実施例では、サブロータ２４が小さく増速手段がシンプルであるから、これ以前の実施例やその変形態様よりも小型軽量化が可能である。

（各種変形態様）
本実施例の回転速度検出装置４００に対しては、実施例１に対するその各種変形態様に相当する変形態様の実施が可能で、相応の作用効果が得られる。また、実施例１に対する実施例２およびその各種変形態様に相当する変形態様の実施も可能で、やはり相応の作用効果が得られる。

（構成および作用効果）
本発明の実施例５としての回転速度検出装置５００は、図１１〜図１３に示すように、ロータ１５の回転からサブロータ２５の回転を増速する増速手段３として、一対の傘歯車（ベベルギヤ）３５を採用している。ロータ１５よりもサブロータ２５の方が直径が小さく、両ロータ１５，２５の回転軸は互いに直交している。

ロータ１５およびサブロータ２５の一端面の外縁部はリング状に着磁されており、それぞれ磁気マーカ１Ａおよびサブ磁気マーカ２Ａを形成している。磁気マーカ１Ａの周速度に対するサブ磁気マーカ２Ａの周速度は、やはり３０倍に設定されている。

両マーカ１Ａ，２Ａは、着磁面を互いに直交させたまま一部分で互いに近接している。図１２および図１３に示すように、センサユニット４５には、実施例１と同様に、磁気マーカ１Ａの移動を磁気的に検出する磁気センサ５１と、サブ磁気マーカ２Ａの移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ５２との両センサ５１，５２を兼用する単一の両用磁気センサ５Ａが収容されて配設される。

本実施例でも、図１３に示すように、実施例１の変形態様１と同様の信号分離ユニット７を採用している。

本実施例においても、実施例１などに準ずる作用効果が得られる。

それ以上に本実施例の特徴としては、磁気マーカ１Ａ，１Ｂとサブ磁気マーカ２Ａ，２Ｂとの組合せを比較的自由に選ぶことができ、それぞれの組合せに適正な両ロータ１５，２５の位置関係と寸法とを定めることができることが挙げられる。いずれの組合せでも、おおむね実施例１に準ずる本発明に特有の作用効果が得られる。

１００〜５００，１００Ａ：回転速度検出装置（実施例１〜５等として）
１１〜１５：ロータ（磁気ドラム、磁気ディスク）１Ａ，１Ｂ：磁気マーカ
２１〜２５：サブロータ（同上）２Ａ，２Ｂ：サブ磁気マーカ
３：増速手段３１：中間歯車３５：一対の傘歯車（ベベルギヤ）
４１〜４５，４１Ａ：センサユニット
５１：磁気センサ５２：サブ磁気センサ５Ａ：両用磁気センサ
６：信号切替ユニット６０：制御手段６１：スイッチ６２：演算手段
７：信号分離ユニット７１：分離フィルタ７２：演算手段

Claims

車両に装備される車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動されるロータ（１２）と、
このロータの周方向に形成された磁気マーカ（１Ｂ）の移動を磁気的に検出する磁気センサ（５１）と、
を有する回転速度検出装置において、
前記ロータより高い周速度で前記車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動されるサブロータ（２２）と、
このサブロータの周方向に形成されたサブ磁気マーカ（２Ｂ）の移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ（５２）と、
このサブロータを前記ロータよりも高い周速度で回転駆動する増速手段（３）と、
を有し、
更に、互いに同一直径の外周面を持ち回転軸も同軸に配設された前記ロータと前記サブロータとを有し、
このロータのこの外周面に形成された前記磁気マーカと、このサブロータのこの外周面に形成された前記サブ磁気マーカとをもつことを特徴とする回転速度検出装置（２００）。
前記磁気センサからの低周波信号と前記サブ磁気センサからの高周波信号とを入力とし、両該信号を観測して所定の極低速域ではこの高周波信号に基づいて前記車輪の前記回転速度を算出する機能をもつ信号切替ユニット（６）をさらに有する、
請求項１に記載の回転速度検出装置（２００）。
車両に装備される車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動されるロータ（１１，１３〜１５）と、
このロータの周方向に形成された磁気マーカ（１Ａ，１Ｂ）の移動を磁気的に検出する磁気センサ（５１）と、
を有する回転速度検出装置において、
前記ロータより高い周速度で前記車輪の回転速度に比例する回転速度で駆動されるサブロータ（２１，２３〜２５）と、
このサブロータの周方向に形成されたサブ磁気マーカ（２Ａ，２Ｂ）の移動を磁気的に検出するサブ磁気センサ（５２）と、
このサブロータを前記ロータよりも高い周速度で回転駆動する増速手段（３）と、
を有し、
前記磁気センサおよび前記サブ磁気センサは、両該センサを兼用する単一の両用磁気センサ（５Ａ）によって構成され、
この両用磁気センサの出力信号に含まれる前記磁気マーカに起因する低周波成分と前記サブ磁気マーカに起因する高周波成分とが重複した複合波形信号からこの低周波成分とこの高周波成分とを分離する分離フィルタ（７１）と、
前記車輪の前記回転速度に応じて両該周波数成分のうちいずれでこの回転速度の検出をするかを切り替えて前記車輪の前記回転速度を算出する演算手段（７２）と、
をもつ信号分離ユニット（７）をさらに有することを特徴とする回転速度検出装置（３００〜５００，１００Ａ）。
前記ロータの前記磁気マーカと前記サブロータの前記サブ磁気マーカとは、互いに近接している部分をもち、
当該部分に配設されており前記磁気センサと前記サブ磁気センサとを収容しているセンサユニット（４２〜４５，４１Ａ）をさらに有する、
請求項１または３に記載の回転速度検出装置（２００〜５００，１００Ａ）。
互いに同軸に配設された前記ロータと前記サブロータとを有し、
このロータとこのサブロータには、所定間隔を空けて互いに対向して形成された前記磁気マーカと前記サブ磁気マーカとをそれぞれもち、
この磁気マーカとこのサブ磁気マーカとの間に配設された前記センサユニットをもち、
このセンサユニット４に収容され互いに背向している前記磁気センサと前記サブ磁気センサをもち、
請求項３に記載の回転速度検出装置（１００Ａ）。
前記ロータと前記サブロータとは互いに同軸に配設されており、
両該ロータのうち一方は他方より直径が小さく、
この一方のロータの外周面に形成された両前記磁気マーカのうち一方と、この他方のロータのうちこの一方のロータの方向に向いている中空円盤状に形成されたこれらの磁気マーカのうち他方とをもつ、
請求項３に記載の回転速度検出装置（３００）。
前記ロータの回転軸心と前記サブロータの回転軸心とは非同軸で平行であり、
このサブロータの直径はこのロータの直径より小さく、
このサブロータはこのロータに形成された内歯ギヤで増速駆動される、
請求項３に記載の回転速度検出装置（４００）。
前記増速手段は、前記ロータが前記サブロータを増速駆動する一対の傘歯車（３５）である、
請求項３に記載の回転速度検出装置（５００）。
前記サブ磁気マーカの周方向に沿った接線速度は、前記磁気マーカの周方向に沿った接線速度の１５倍以上かつ６０倍以下である、
請求項１または３に記載の回転速度検出装置（２００〜５００，１００Ａ）。