WO2015008472A1 - 回転センサ - Google Patents

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徹哉 近江
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a rotation sensor that detects a rotation state of a rotating body based on a change in magnetic flux whose direction periodically changes as the rotating body rotates.
  • a hysteresis comparator circuit has been proposed.
  • this hysteresis comparator circuit it is conceivable to convert an output signal of a magnetoelectric conversion element that converts a change in magnetic flux whose direction periodically changes with rotation of a rotating body into an electric signal into a pulse signal.
  • the hysteresis comparator circuit converts the output signal of the magnetoelectric conversion element into a pulse signal based on the magnitude relationship between the threshold value and the output signal of the magnetoelectric conversion element.
  • the hysteresis comparator circuit has two threshold values, and the threshold value is changed by the change of the input signal from the magnetoelectric conversion element. More specifically, when the voltage level of the input signal exceeds a threshold value (hereinafter referred to as a first threshold value), a lower threshold value (hereinafter referred to as a second threshold value) is set. When the value falls below two threshold values, the original first threshold value is reset. By doing so, even if noise is duplicated in the input signal, it is possible to suppress the extra pulse from being included in the pulse signal due to the noise.
  • a threshold value hereinafter referred to as a first threshold value
  • a lower threshold value hereinafter referred to as a second threshold value
  • the input signal is a pulse signal having a rising edge of the pulse when the input signal exceeds the first threshold and a falling edge of the pulse when the input signal exceeds the first threshold again. It is also possible to consider a configuration for converting However, for example, when convex portions having the same adjacent interval are formed on the outer periphery of the rotating body and the magnetic flux periodically fluctuates due to the rotation of the convex portions and the concave portions therebetween, the number of pulses included in the pulse signal is the same as the convex portions. become. Therefore, when applied to a rotating body with few convex portions, the number of pulses included in the pulse signal is reduced. Therefore, it is not suitable to control the rotation state of the rotating body with high accuracy using the pulse signal.
  • the present disclosure aims to provide a rotation sensor in which a decrease in accuracy of a pulse signal is suppressed and the number of pulses included in the pulse signal is increased.
  • a rotation sensor that detects a rotation state of a rotating body based on a change in magnetic flux whose direction periodically changes as the rotating body rotates.
  • the magnetic-electric conversion part which converts the change of the magnetic flux which fluctuates into an electric signal, and the process part which processes the electric signal of a magneto-electric conversion part.
  • the magnetoelectric conversion unit outputs a first detection signal and a second detection signal having the same period and different phases as electrical signals.
  • the processing unit generates a detection threshold, compares the detection threshold with the first detection signal, generates a reference threshold, compares the reference threshold with the second detection signal, a second comparison unit, Have The second detection signal exhibits a behavior that falls below or exceeds the reference threshold value only once while the first detection signal is below the detection threshold value and then below the detection threshold value and after being below the detection threshold value. When the detection signal is above or below the detection threshold, the voltage level of the detection threshold is changed. When the second detection signal is below or above the reference threshold only once, the detection threshold voltage level is restored to the original level.
  • the voltage level of the detection threshold is changed, and when the first detection signal exceeds the detection threshold, the rising edge of the pulse, and when the voltage level falls below the same detection threshold
  • the first detection signal is converted into a pulse signal that is a falling edge of the pulse.
  • the voltage level of the detection threshold is changed when the first detection signal exceeds or falls below the detection threshold in order to suppress malfunction due to noise overlapped with the first detection signal. Then, the voltage level of the detection threshold is restored based on the second detection signal and the reference threshold, and the first detection signal is converted into a pulse signal based on the detection threshold of the same voltage level. Specifically, the first detection signal is converted into a pulse signal having a rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the detection threshold and a falling edge of the pulse when the voltage level falls below the same detection threshold.
  • the first detection signal is converted into a pulse signal having a rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the detection threshold and a falling edge of the pulse when the first detection signal falls below the detection threshold having a different voltage level.
  • a decrease in the accuracy of the pulse signal is suppressed.
  • the first detection signal is converted into a pulse signal having a rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the detection threshold and a falling edge of the pulse when the first detection signal exceeds the detection threshold again.
  • the number of pulses included in the pulse signal is increased. Specifically, the number of pulses is doubled.
  • the rotation sensor detects the rotation state of the rotating body based on a change in magnetic flux whose direction periodically changes as the rotating body rotates, and the direction of the rotating sensor
  • the magnetic-electric conversion part which converts the change of the magnetic flux which fluctuates into an electric signal
  • the process part which processes the electric signal of a magneto-electric conversion part.
  • the magnetoelectric conversion unit outputs a first detection signal and a second detection signal that are equal in waveform and amplitude and different in phase by 90 ° as electrical signals.
  • the processing unit generates a first detection threshold, compares the first detection threshold with the first detection signal, generates a second detection threshold, and determines the second detection threshold and the second detection signal.
  • the second detection signal behaves only once below or above the second detection threshold while the first detection signal is below the first detection threshold and then below and below the first detection threshold.
  • the first comparison unit varies the voltage level of the first detection threshold when the first detection signal exceeds or falls below the first detection threshold, and the first comparison unit changes the first detection signal when the first detection signal falls below or exceeds the second detection threshold only once.
  • the voltage level of the first detection threshold is returned to the original state, and when the first detection signal falls below or exceeds the first detection threshold of the same voltage level, the voltage level of the first detection threshold is changed, and the first detection signal is The first detection signal is converted into a first pulse signal that has a rising edge of the pulse when exceeding the detection threshold and a falling edge of the pulse when the voltage level falls below the same first detection threshold. While the second detection signal falls below the second detection threshold and then rises after the second detection signal falls below the second detection threshold, the first detection threshold is exceeded once or below the first detection threshold.
  • the second comparison unit varies the voltage level of the second detection threshold when the second detection signal exceeds or falls below the second detection threshold, and the second comparison unit changes the first detection signal when the first detection signal falls below or exceeds the first detection threshold only once.
  • the voltage level of the second detection threshold is restored, and when the second detection signal falls below or exceeds the second detection threshold of the same voltage level, the voltage level of the second detection threshold is changed and the second detection signal is second.
  • the second detection signal is converted into a second pulse signal having a rising edge of the pulse when exceeding the detection threshold and a falling edge of the pulse when the voltage level falls below the same second detection threshold.
  • the summing unit sets the rising edge and the falling edge of each pulse included in each of the first pulse signal and the second pulse signal as the falling edge or rising edge of the pulse, and the pulse width is set to a predetermined value.
  • a combined signal including the generated pulses is generated.
  • FIG. 1 It is a block diagram showing a schematic structure of a rotation sensor concerning a 1st embodiment of this indication. It is a block diagram which shows schematic structure of the process part of a rotation sensor. It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of the 1st comparison part of a process part. It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of the 2nd comparison part of a process part. It is a timing chart which shows the detection signal, threshold value, and pulse signal in a rotation sensor. It is a block diagram which shows the modification of a process part.
  • FIGS. In the timing chart of FIG. 4, the vertical axis represents voltage, and the horizontal axis represents time. In the following, the direction passing through the rotation center RC of the rotating body 200 in one direction is indicated as the axial direction, and the direction around the axial direction is indicated as the circumferential direction.
  • the rotation sensor 100 detects the rotation state of the rotating body 200 based on a change in magnetic flux whose direction periodically changes as the rotating body 200 rotates.
  • the rotation sensor 100 includes a magnetoelectric conversion unit 10 that converts a change in magnetic flux whose direction periodically changes into an electrical signal, and a processing unit 30 that processes the electrical signal of the magnetoelectric conversion unit 10.
  • a magnetoelectric conversion unit 10 that converts a change in magnetic flux whose direction periodically changes into an electrical signal
  • a processing unit 30 that processes the electrical signal of the magnetoelectric conversion unit 10.
  • the magnetoelectric conversion unit 10 includes a first magnetoelectric conversion unit 11 and a second magnetoelectric conversion unit 12.
  • the first detection signal is output from the first magnetoelectric conversion unit 11, and the second detection signal is output from the second magnetoelectric conversion unit 12. Is output.
  • the processing unit 30 generates a detection threshold, compares the detection threshold with the first detection signal, generates a reference threshold, and compares the reference threshold with the second detection signal. And a second comparison unit 32.
  • the first comparison unit 31 converts the first detection signal into a pulse signal based on the comparison result between the detection threshold and the first detection signal and the comparison result between the reference threshold and the second detection signal, and the second comparison unit 32. Converts the second detection signal into a pulse signal based on the comparison result between the reference threshold and the second detection signal.
  • the second detection signal is a reference signal used as a reference for converting the first detection signal into a pulse signal.
  • the first detection signal converted into the pulse signal is used as a detection signal indicating the rotation state of the rotating body 200 as a subsequent stage. Is output to a control circuit (not shown) for controlling the rotation state of the rotating body 200 located at the position. The control circuit controls the rotator 200 based on the first detection signal converted into a pulse signal.
  • the magnetoelectric conversion unit 10 includes the first magnetoelectric conversion unit 11 and the second magnetoelectric conversion unit 12, but in addition to these, the bias magnetic flux is applied to the rotating body 200 via the magnetoelectric conversion units 11 and 12, respectively. It has a magnetic field generator (not shown) to be applied. Concavities and convexities are formed at equal intervals along the circumferential direction on the surface of the rotating body 200, and the bias magnetic field varies according to the rotation of the concavities and convexities. Each of the magnetoelectric converters 11 and 12 converts the fluctuation of the bias magnetic field into an electric signal.
  • each of the magnetoelectric converters 11 and 12 includes a plurality of magnetoresistive effect elements whose resistance varies according to the direction of the bias magnetic flux that passes through the magnetoelectric converters 11 and 12, and a bridge circuit is formed by these elements. The midpoint potential of each bridge circuit varies according to the variation of the resistance value of the magnetoresistive effect element.
  • the first detection signal is output from the first magnetoelectric conversion unit 11, and the second detection signal is output from the second magnetoelectric conversion unit 12.
  • the first detection signal and the second detection signal have the same period and different phases.
  • the first detection signal and the second detection signal have the same amplitude and waveform, and are triangular waves.
  • the first detection signal and the second detection signal are 90 degrees out of phase. Therefore, if the first detection signal is a sine wave, the second detection signal is a cosine wave. As shown in FIG. 4, the second detection signal falls below the reference threshold only once while the first detection signal falls below the detection threshold and then rises after the first detection signal falls below the detection threshold. Exceeds the behavior only once.
  • the magnetoelectric conversion unit 10 includes amplification units 13 and 14 in addition to the above-described components 11 and 12 and a magnetic field generation unit.
  • the first detection signal amplified by the first amplification unit 13 is input to the processing unit 30, and the second detection signal amplified by the second amplification unit 14 is input to the processing unit 30.
  • the processing unit 30 includes the first comparison unit 31 and the second comparison unit 32.
  • the first comparison unit 31 varies the voltage level of the detection threshold when the first detection signal exceeds or falls below the detection threshold, and the voltage level of the detection threshold when the second detection signal falls below or exceeds the reference threshold once. The voltage level of the detection threshold is changed again when the first detection signal falls below or exceeds the detection threshold of the same voltage level.
  • the first comparison unit 31 sets the first detection signal as a pulse signal having a pulse rising edge when the first detection signal exceeds the detection threshold and a pulse falling edge when the voltage level falls below the same detection threshold. Convert.
  • the second comparison unit 32 varies the voltage level of the reference threshold when the second detection signal exceeds or falls below the reference threshold, and the reference threshold voltage when the second detection signal falls below or exceeds the detection threshold of a different voltage level. Change the level to the original voltage level.
  • the second comparison unit 32 converts the second detection signal into a pulse signal having a rising edge of the pulse when the second detection signal exceeds the reference threshold and a falling edge of the pulse when the second detection signal exceeds the reference threshold again. Convert.
  • the second detection signal converted into the pulse signal has a longer period than the first detection signal converted into the pulse signal.
  • the second comparison unit 32 generates a pulse signal having a rising edge of the pulse when the second detection signal exceeds the reference threshold and a falling edge of the pulse when the second detection signal falls below the reference threshold.
  • the second detection signal may be converted.
  • the voltage level of the reference threshold differs depending on whether the second detection signal is above or below the reference threshold. For this reason, the second detection signal converted into the pulse signal is less accurate than the first detection signal converted into the pulse signal.
  • each of the comparison units 31 and 32 is a Schmitt trigger circuit, and its equivalent circuit is shown in FIG. 2, FIG. 3A, and FIG. 3B.
  • the first comparison unit 31 includes a first generation unit 33 that generates a detection threshold, and a first comparator 34 that compares the first detection signal with the detection threshold.
  • the second comparison unit 32 includes a second generation unit 35 that generates a reference threshold value, and a second comparator 36 that compares the second detection signal with the reference threshold value.
  • the first comparison unit 31 includes a first power supply wiring 37 that connects the power supply and the ground, and three first power supply resistors 38 that are connected in series to the first power supply wiring 37. To 40.
  • the first comparison unit 31 also includes two first ground wirings that connect the first middle point 37a located on the ground side and the ground among the two middle points formed by the three first power supply resistors 38 to 40. 41 and 42 and first grounding resistors 43 and 44 provided in the first ground wirings 41 and 42, respectively.
  • the first comparison unit 31 uses the potential of the second middle point 37b located on the power supply side of the two middle points as a detection threshold, and is provided in the first ground wiring 41 as a detection switch for determining the detection threshold.
  • the first switch 45 and the second switch 46 provided on the first ground wiring 42 are provided.
  • the potential of the second middle point 37b, that is, the detection threshold is switched according to the driving state of each of the switches 45 and 46.
  • the driving state of the first switch 45 is controlled according to whether the voltage level of the first detection signal is below or above the detection threshold, and the voltage level of the second detection signal is below or above the reference threshold in the second switch 46. The driving state is controlled accordingly.
  • the detection threshold includes a first threshold, a second threshold having a voltage level lower than the first threshold, and a third threshold having a voltage level higher than the first threshold.
  • the resistance values of the first ground resistors 43 and 44 are the same, and one of the first switch 45 and the second switch 46 is in a driving state and the other is in a non-driving state. Is set to the first threshold.
  • the detection threshold is set to the second threshold when both the first switch 45 and the second switch 46 are in the driving state, and the detection is detected when both the first switch 45 and the second switch 46 are in the non-driving state.
  • the threshold value is set to the third threshold value.
  • the second comparison unit 32 includes a second power supply wiring 47 that connects the power supply and the ground, and three second power supply resistors connected in series to the second power supply wiring 47. 48 to 50.
  • the second comparison unit 32 includes a second ground wiring 51 for connecting the third middle point 47a located on the ground side of the two middle points formed by the three second power supply resistors 48 to 50 and the ground. And a second grounding resistor 52 provided in the second ground wiring 51.
  • the second comparison unit 32 uses the potential of the fourth middle point 47b located on the power supply side of the two middle points as a reference threshold, and is provided in the second ground wiring 51 as a reference switch for determining the reference threshold.
  • the third switch 53 is provided. Depending on the driving state of the third switch 53, the potential of the fourth middle point 47b, that is, the reference threshold is switched. The driving state of the third switch 53 is controlled according to whether the voltage level of the second detection signal is below or above the reference threshold.
  • the reference threshold value includes a fourth threshold value and a fifth threshold value having a voltage level higher than the fourth threshold value.
  • the reference threshold is set to the fourth threshold when the third switch 53 is in the driving state, and the reference threshold is set to the fifth threshold when the third switch 53 is in the non-driving state.
  • the behavior of each of the detection threshold value and the reference threshold value is shown based on FIG.
  • the first comparison unit 31 has the detection threshold set to the first threshold
  • the second comparison unit 32 has the reference threshold set to the fourth threshold.
  • the first switch 45 is not driven, and the switches 46 and 53 are each driven.
  • the first detection signal and the second detection signal have a phase difference of 90 degrees, and when the first detection signal is a sine wave, the second detection signal is a cosine wave.
  • a period in which the first detection signal goes from the peak value and the bottom value to the peak value and the second detection signal goes from the peak value to the intermediate value is referred to as a first period T1.
  • a period in which the first detection signal goes from the peak value to the intermediate value, the second detection signal goes from the intermediate value to the bottom value is indicated as a second period T2
  • the first detection signal goes from the intermediate value to the bottom value
  • a period in which the two detection signals travel from the bottom value to the intermediate value is indicated as a third period T3.
  • a period in which the first detection signal goes from the bottom value to the intermediate value and the second detection signal goes from the intermediate value to the peak value is shown as a fourth period T4.
  • the voltage level of the first detection signal exceeds the first threshold value as indicated by a solid line arrow pointing diagonally right upward in FIG.
  • the first comparison unit 31 turns off the first switch 45 in order to suppress malfunction due to the noise (occurrence of an adverse effect caused by including an extra pulse in the pulse signal).
  • the drive state is changed to the drive state, and the drive state of the second switch 46 is maintained. In this way, the detection threshold is set from the first threshold to the second threshold.
  • the voltage level of the second detection signal falls below the fourth threshold value as indicated by the solid line arrow pointing diagonally downward to the right in FIG.
  • the second comparison unit 32 sets the third switch 53 from the driving state to the non-driving state to suppress the malfunction due to the noise, thereby setting the reference threshold value to the fourth threshold value.
  • the first comparison unit 31 maintains the driving state of the first switch 45 based on the comparison result of the second comparison unit 32, and changes the second switch 46 from the driving state to the non-driving state. In this way, the detection threshold is reset from the second threshold to the first threshold.
  • the voltage level of the first detection signal falls below the first threshold value, as indicated by the diagonally downward dashed arrow in FIG.
  • the first comparison unit 31 switches the first switch 45 from the driving state to the non-driving state and sets the non-driving state of the second switch 46 to suppress malfunction due to the noise. maintain. In this way, the detection threshold is set from the first threshold to the third threshold.
  • the voltage level of the second detection signal exceeds the fifth threshold value, as indicated by the diagonally upward broken arrow in FIG.
  • the second comparison unit 32 sets the third switch 53 from the non-driving state to the driving state in order to suppress malfunction due to the noise, thereby setting the reference threshold value to the fifth threshold value.
  • the first comparison unit 31 maintains the non-driving state of the first switch 45 based on the comparison result of the second comparison unit 32 and changes the second switch 46 from the non-driving state to the driving state. In this way, the detection threshold is reset from the third threshold to the first threshold.
  • the first comparison unit 31 causes the rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the first threshold, and the rising edge of the pulse when the first detection signal falls below the first threshold.
  • the first detection signal is converted into a pulse signal to be a falling edge.
  • the voltage level of the detection threshold is changed when the first detection signal exceeds or falls below the detection threshold in order to suppress malfunction due to noise overlapped with the first detection signal. Then, the voltage level of the detection threshold is restored based on the second detection signal and the reference threshold, and the first detection signal is converted into a pulse signal based on the detection threshold (first threshold) of the same voltage level. Yes. Specifically, the first detection signal is converted into a pulse signal having a pulse rising edge when the first detection signal exceeds the first threshold and a pulse falling edge when the first detection signal falls below the first threshold. ing.
  • the first detection signal is converted into the first, a decrease in accuracy of the pulse signal is suppressed.
  • the first detection signal is converted into a pulse signal having a rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the first threshold and a falling edge of the pulse when the first detection signal exceeds the first threshold again.
  • the number of pulses included in the pulse signal is increased. Specifically, the number of pulses is doubled.
  • the first detection signal and the second detection signal are triangular waves having the same amplitude and waveform, and the phase is different by 90 degrees.
  • the first detection signal and the second detection signal may have the same period and different phases.
  • the second detection signal behaves once below the reference threshold once while the first detection signal exceeds the detection threshold and then falls below, and exceeds the reference threshold once while the first detection signal exceeds after the detection threshold. Show it. Therefore, even if the first detection signal is a triangular wave, for example, a pulse signal or a triangular wave can be used as the second detection signal.
  • the processing unit 30 includes the first comparison unit 31 and the second comparison unit 32, and each of the comparison units 31 and 32 is a Schmitt trigger circuit.
  • 2, 3 ⁇ / b> A, and 3 ⁇ / b> B show an equivalent circuit, in which the first comparison unit 31 has switches 45 and 46, and the second comparison unit 32 has a third switch 53.
  • any Schmitt trigger circuit may have the switches 45, 46, and 53.
  • 3A and 3B specifically show equivalent circuits for converting the voltage levels of the detection threshold value and the reference threshold value, but the configuration for converting the voltage levels of the detection threshold value and the reference threshold value is of course limited to this example.
  • the relationship of the resistance values of the elements constituting the circuit is not limited. In the case of the circuit configuration shown in FIGS. 3A and 3B, the following matters are not limited as follows.
  • the first comparison unit 31 includes three first power supply resistors 38 to 40 is shown.
  • the number of first power supply resistors may be three or more.
  • the first comparison unit 31 shows an example having two first ground wirings 41 and 42. However, the number of first ground wirings may be two or more. An example in which one first ground resistor is provided in one first ground wiring is shown. However, the number of first ground resistors provided in the first ground wiring is not limited to the above example.
  • the second comparison unit 32 includes three second power supply resistors 48 to 50 is shown.
  • the number of second power supply resistors may be three or more.
  • the second comparison unit 32 has one second ground wiring 51 is shown.
  • the number of second ground lines may be one or more.
  • An example in which one second grounding resistance is provided in one second ground wiring is shown.
  • the number of second ground resistors provided in the second ground wiring is not limited to the above example.
  • Signals for driving and controlling the switches 45, 46, and 53 may be internal signals of two Schmitt trigger circuits as shown in FIG. 2, or may be output signals of Schmitt trigger circuits as shown in FIG. Whichever is used, the effect shown in the present embodiment can be obtained.
  • the rotation sensor 100 includes a summation unit 60 in addition to the magnetoelectric conversion unit 10 and the processing unit 30, unlike the rotation sensor 100 illustrated in the first embodiment.
  • the magnetoelectric conversion unit 10 and the processing unit 30 are slightly different in configuration from the rotation sensor 100 shown in the first embodiment. Therefore, the difference in the configuration and the summation unit 60 that is a new component will be sequentially described.
  • the magnetoelectric conversion unit 10 also includes the magnetoelectric conversion units 11 and 12, and the first detection signal is output from the first magnetoelectric conversion unit 11 and the second detection signal is output from the second magnetoelectric conversion unit 12. .
  • the first detection signal and the second detection signal have the same waveform and amplitude, and have a phase difference of 90 °.
  • each of the first detection signal and the second detection signal is a triangular wave, and when the first detection signal is a sine wave, the second detection signal is a cosine wave.
  • the second detection signal is a reference signal used as a reference for converting the first detection signal into a pulse signal
  • the first detection signal converted into the pulse signal is a detection indicating the rotation state of the rotating body 200.
  • An example that is a signal is shown.
  • the second detection signal is a signal used as a reference for converting the first detection signal into the first pulse signal, and is also a signal indicating the rotation state of the rotating body 200.
  • the first detection signal is a signal used as a reference for converting the second detection signal into a second pulse signal, and is also a signal indicating the rotation state of the rotating body 200.
  • each of the first detection signal and the second detection signal is a reference signal used for generating two pulse signals, and is also a detection signal indicating the rotation state of the rotating body 200.
  • the processing unit 30 also includes comparison units 31 and 32.
  • the first comparison unit 31 generates a first detection threshold value and compares the first detection threshold value with the first detection signal.
  • the second comparison unit 32 generates a second detection threshold and compares the second detection threshold with the second detection signal.
  • the first comparison unit 31 converts the first detection signal into a first pulse signal based on the comparison result between the first detection threshold and the first detection signal and the comparison result between the second detection threshold and the second detection signal.
  • the second comparison unit 32 converts the second detection signal into the second pulse signal based on the comparison result between the second detection threshold and the second detection signal and the comparison result between the first detection threshold and the first detection signal. Convert.
  • the first detection signal and the second detection signal are triangular waves having a phase difference of 90 °. If the first detection signal is a sine wave, the second detection signal is a cosine wave.
  • the first comparison unit 31 has a first detection threshold, and the second comparison unit 32 has a second detection threshold. As shown in FIG. 9, the first detection signal exceeds the first detection threshold once while the second detection signal falls below the second detection threshold and then exceeds the first detection threshold once after the lower. Only behave below.
  • the second detection signal falls below the second detection threshold only once while the first detection signal falls below the first detection threshold and then rises second after the first detection signal rises below the first detection threshold. The behavior that exceeds the detection threshold only once is shown.
  • the first comparison unit 31 performs signal processing similar to that of the first embodiment. That is, the first comparison unit 31 fluctuates the voltage level of the first detection threshold when the first detection signal exceeds or falls below the first detection threshold, and when the second detection signal falls below or exceeds the second detection threshold only once. The voltage level of the first detection threshold is returned to the original level, and the voltage level of the first detection threshold is changed again when the first detection signal falls below or exceeds the first detection threshold of the same voltage level.
  • the first comparison unit 31 uses the first pulse signal as a rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the first detection threshold and as the falling edge of the pulse when the voltage level falls below the same first detection threshold. To convert the first detection signal.
  • the second comparison unit 32 performs signal processing different from that of the first embodiment. That is, the second comparison unit 32 varies the voltage level of the second detection threshold when the second detection signal exceeds or falls below the second detection threshold, and when the first detection signal falls below or exceeds the first detection threshold only once. The voltage level of the second detection threshold is returned to the original level, and the voltage level of the second detection threshold is changed when the second detection signal falls below or exceeds the second detection threshold of the same voltage level.
  • the second comparison unit 32 uses the second pulse signal as the rising edge of the pulse when the second detection signal exceeds the second detection threshold and the falling edge of the pulse when the voltage level falls below the same second detection threshold. To convert the second detection signal.
  • each of the comparison units 31 and 32 is also a Schmitt trigger circuit.
  • the first comparison unit 31 includes a first generation unit 33 that generates a first detection threshold, and a first comparator 34 that compares the first detection signal with the first detection threshold.
  • the second comparison unit 32 includes a second generation unit 35 that generates a second detection threshold, and a second comparator 36 that compares the second detection signal with the second detection threshold.
  • not only the second comparator 36 but also the internal signal of the first comparator 34 is input to the second generator 35.
  • the second generation unit 35 adjusts the voltage level of the second detection threshold based on these signals.
  • the first comparison unit 31 has a circuit configuration equivalent to that of the first embodiment.
  • the second comparison unit 32 has a circuit configuration different from that of the first embodiment, and the configuration is equivalent to the first comparison unit 31.
  • the second comparison unit 32 includes a second power supply wiring 47 that connects the power supply and the ground, and three second power supply resistors 48 to 50 connected in series to the second power supply wiring 47.
  • the second comparison unit 32 includes second ground wirings 51 that connect the third middle point 47a located on the ground side and the ground, out of the two middle points formed by the three second power supply resistors 48 to 50, 54 and second grounding resistors 52 and 55 provided in the second ground wirings 51 and 54, respectively.
  • the second comparison unit 32 uses the potential of the fourth middle point 47b located on the power source side of the two middle points as a second detection threshold, and serves as a detection switch for determining the second detection threshold. And a fourth switch 56 provided on the second ground wiring 54.
  • the potential of the fourth middle point 47b, that is, the second detection threshold is switched according to the driving state of each of the switches 53 and 56.
  • the driving state of the fourth switch 56 is controlled depending on whether the voltage level of the second detection signal is below or above the second detection threshold, and the third switch 53 is configured such that the voltage level of the first detection signal is the first detection threshold.
  • the drive state is controlled according to whether the value is below or above the value.
  • the second detection threshold includes a first threshold, a second threshold having a voltage level lower than the first threshold, and a third threshold having a voltage level higher than the first threshold.
  • the resistance values of the second ground resistors 52 and 55 are the same.
  • the detection threshold is set to the first threshold.
  • the second detection threshold is set to the second threshold, and both the fourth switch 56 and the third switch 53 are in the non-driving state.
  • the second detection threshold is set to the third threshold.
  • the summation unit 60 sums the first pulse signal output from the first comparison unit 31 and the second pulse signal output from the second comparison unit 32 to generate a summation signal.
  • the sum signal is such that the rising edge and the falling edge of each pulse included in each of the first pulse signal and the second pulse signal are the falling edge or rising edge of the pulse, and the pulse width is set to a predetermined value. Contains a pulse.
  • the rising edge and the falling edge of the pulse included in each of the first pulse signal and the second pulse signal are the falling edge of the pulse included in the sum signal.
  • the pulse width of the combined signal is determined by the rotation direction of the rotating body 200, and is set to a different value depending on whether the rotating body 200 rotates in the forward direction or in the reverse direction.
  • the rotation direction of the rotating body 200 is calculated by the summation unit 60 based on the first pulse signal and the second pulse signal.
  • the sum signal generated by the summing unit 60 is output as a detection signal indicating the rotation state of the rotator 200 to a control circuit (not shown) that controls the rotation state of the rotator 200 positioned at the subsequent stage.
  • the behavior of each of the first detection threshold and the second detection threshold will be shown based on FIG.
  • the first detection threshold is set to the first threshold and the second detection threshold is set to the second threshold by setting the first switch 45 to the non-driving state and the switches 46, 53, and 56 to the driving state. Is set.
  • the voltage level of the first detection signal exceeds the first threshold value as indicated by the solid line arrow pointing upward to the right in FIG.
  • the first comparison unit 31 changes the first switch 45 from the non-driving state to the driving state and maintains the driving state of the second switch 46 in order to suppress malfunction due to the noise. To do.
  • the first detection threshold is set from the first threshold to the second threshold.
  • the second comparison unit 32 maintains the drive state of the fourth switch 56 based on the comparison result of the first comparison unit 31 and changes the third switch 53 from the drive state to the non-drive state. In this way, the second detection threshold is set from the second threshold to the first threshold.
  • the voltage level of the second detection signal falls below the first threshold value as indicated by a solid line arrow pointing diagonally downward to the right in FIG.
  • the second comparison unit 32 switches the fourth switch 56 from the driving state to the non-driving state and sets the non-driving state of the third switch 53 to suppress malfunction due to the noise. maintain.
  • the second detection threshold is set from the first threshold to the third threshold.
  • the first comparison unit 31 maintains the driving state of the first switch 45 based on the comparison result of the second comparison unit 32, and changes the second switch 46 from the driving state to the non-driving state. By doing so, the first detection threshold is reset from the second threshold to the first threshold.
  • the voltage level of the first detection signal falls below the first threshold value, as indicated by the diagonally downward dashed arrow in FIG.
  • the first comparison unit 31 switches the first switch 45 from the driving state to the non-driving state and sets the non-driving state of the second switch 46 to suppress malfunction due to the noise. maintain.
  • the first detection threshold is set from the first threshold to the third threshold.
  • the second comparison unit 32 maintains the non-driven state of the fourth switch 56 based on the comparison result of the first comparison unit 31 and changes the third switch 53 from the non-driven state to the driven state. In this way, the second detection threshold is set from the third threshold to the first threshold.
  • the voltage level of the second detection signal exceeds the first threshold value, as indicated by the diagonally upward broken arrow in FIG.
  • the second comparison unit 32 changes the fourth switch 56 from the non-driving state to the driving state and maintains the driving state of the third switch 53 in order to suppress malfunction due to the noise. To do.
  • the second detection threshold is set from the first threshold to the second threshold.
  • the first comparison unit 31 maintains the non-driving state of the first switch 45 based on the comparison result of the second comparison unit 32 and changes the second switch 46 from the non-driving state to the driving state. By doing so, the first detection threshold is reset from the third threshold to the first threshold.
  • the voltage level of the first detection signal exceeds the first threshold value, as shown by the diagonally upward broken arrow in FIG.
  • the first comparison unit 31 changes the first switch 45 from the non-driving state to the driving state and maintains the driving state of the second switch 46 in order to suppress malfunction due to the noise. To do.
  • the first detection threshold is set from the first threshold to the second threshold.
  • the second comparison unit 32 maintains the drive state of the fourth switch 56 based on the comparison result of the first comparison unit 31 and changes the third switch 53 from the drive state to the non-drive state. In this way, the second detection threshold is set from the second threshold to the first threshold.
  • the first comparison unit 31 causes the rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the first threshold, and the rising edge of the pulse when the first detection signal falls below the first threshold.
  • the first detection signal is converted into a first pulse signal which is a falling edge.
  • the second comparison unit 32 uses the second pulse signal as the rising edge of the pulse when the second detection signal exceeds the second detection threshold and the falling edge of the pulse when the voltage level falls below the same second detection threshold. To convert the second detection signal.
  • the summing unit 60 generates a summed signal having the falling edge and the rising edge of each pulse of the first pulse signal and the second pulse signal as the falling edge of the pulse.
  • the voltage level of the first detection threshold is varied when the first detection signal exceeds or falls below the first detection threshold in order to suppress malfunction due to noise overlapped with the first detection signal. Then, the voltage level of the first detection threshold is restored based on the second detection signal and the second detection threshold, and the first detection signal is changed based on the first detection threshold (first threshold) having the same voltage level.
  • the first pulse signal is converted. Specifically, when the first detection signal exceeds the first threshold, the first detection signal is used as the first pulse signal with the rising edge of the pulse, and when the first detection signal falls below the first threshold, the falling edge of the pulse. It has been converted.
  • the voltage level of the second detection threshold is changed when the second detection signal exceeds or falls below the second detection threshold in order to suppress malfunction due to noise overlapped with the second detection signal. Then, the voltage level of the second detection threshold is restored based on the first detection signal and the first detection threshold, and the second detection signal is changed based on the second detection threshold (first threshold) of the same voltage level. It is converted into a second pulse signal. Specifically, the second detection signal is used as a second pulse signal having a rising edge of the pulse when the second detection signal exceeds the first threshold and a falling edge of the pulse when the second detection signal falls below the first threshold. It has been converted.
  • the rotation sensor 100 when the first detection signal exceeds the first threshold, the rising edge of the pulse is used, and when the first detection signal falls below the second threshold having a voltage level different from the first threshold, the first falling edge of the pulse is used. Unlike the configuration in which the first detection signal is converted into a pulse signal, a decrease in accuracy of the first pulse signal is suppressed. Similarly, when the second detection signal exceeds the first threshold, the rising edge of the pulse, and when the second detection signal falls below the second threshold having a voltage level different from the first threshold, the second pulse signal has the second falling edge. Unlike the configuration for converting the two detection signals, a decrease in the accuracy of the second pulse signal is suppressed.
  • the first detection signal is converted into a first pulse signal having a rising edge of the pulse when the first detection signal exceeds the first threshold and a falling edge of the pulse when the first detection signal exceeds the first threshold again.
  • the number of pulses included in the first pulse signal is increased compared to the configuration to be performed. Specifically, the number of pulses is doubled.
  • the second detection signal exceeds the first threshold, the rising edge of the pulse and when the second detection signal exceeds the first threshold again, the second detection signal is changed to the second pulse signal.
  • the number of pulses included in the second pulse signal is increased compared to the configuration for converting. Specifically, the number of pulses is doubled.
  • the summation unit 60 sets the rising edge and falling edge of each pulse included in each of the first pulse signal and the second pulse signal as the falling edge of the pulse, and sets the pulse width to a predetermined value.
  • a sum signal including a predetermined pulse is generated. According to this, the number of pulses is four times that of the pulse signal shown in the first embodiment.
  • the first detection signal and the second detection signal are triangular waves.
  • the first detection signal and the second detection signal need only have the same waveform and have a phase difference of ⁇ 90 °, and are not limited to a triangular wave.
  • each of the comparison units 31 and 32 is a Schmitt trigger circuit, and an equivalent circuit for converting the voltage levels of the first detection threshold and the second detection threshold is specifically shown in FIGS. 8A and 8B.
  • the configuration for converting the voltage level of the detection threshold is of course not limited to this example, and the relationship between the resistance values of the elements constituting the circuit is not limited. In the case of the circuit configurations shown in FIGS. 8A and 8B, the following matters are not limited as follows.
  • the first comparison unit 31 includes three first power supply resistors 38 to 40 is shown.
  • the number of first power supply resistors may be three or more.
  • the first comparison unit 31 shows an example having two first ground wirings 41 and 42. However, the number of first ground wirings may be two or more. An example in which one first ground resistor is provided in one first ground wiring is shown. However, the number of first ground resistors provided in the first ground wiring is not limited to the above example.
  • the second comparison unit 32 includes three second power supply resistors 48 to 50 is shown.
  • the number of second power supply resistors may be three or more.
  • the second comparison unit 32 includes two second ground wirings 51 and 54 is shown.
  • the number of second ground lines may be two or more.
  • An example in which one second grounding resistance is provided in one second ground wiring is shown.
  • the number of second ground resistors provided in the second ground wiring is not limited to the above example.
  • the rotating body 200 is not limited to the above example.
  • the rotating state of the rotating body 200 in which magnetic poles are formed on the surface at equal intervals along the circumferential direction can also be detected.
  • the magnetic flux passing through each of the magnetoelectric converters 11 and 12 varies according to the rotation of the magnetic pole.
  • the magnetoelectric conversion unit 10 does not have to have a magnetic field generation unit.
  • each of the magnetoelectric conversion units 11 and 12 has a magnetoresistive effect element.
  • the element for converting a magnetic signal into an electric signal is not limited to the above example, and for example, a Hall element can be adopted.
  • the magnetoresistive element described above refers to GMR, TMR, and AMR having a pinned layer and a free layer.
  • the magnetoelectric conversion unit 10 includes the amplification units 13 and 14 .
  • the amplification units 13 and 14 may not be provided.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

 パルス信号の精度の低下が抑制され、パルス信号に含まれるパルスの数が増大された回転センサを提供する。回転センサは、回転体(200)の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換部(10)と、磁電変換部の電気信号を処理する処理部(30)と、を有し、磁電変換部は第1検出信号と第2検出信号を出力し、処理部は、検出閾値と第1検出信号とを比較する第1比較部(31)と、参考閾値と第2検出信号とを比較する第2比較部(32)を有し、第1比較部は、第1検出信号が検出閾値を上回る若しくは下回る際に検出閾値の電圧レベルを変動させた後、第2検出信号と参考閾値とに基づいて検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの検出閾値に基づいて、第1検出信号をパルス信号に変換する。

Description

回転センサ 関連出願の相互参照
 本開示は、2013年7月16日に出願された日本出願番号2013-147713号および2014年2月5日に出願された日本出願番号2014-20694号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、回転体の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化に基づいて、回転体の回転状態を検出する回転センサに関するものである。
 従来、例えば特許文献1に示されるように、ヒステリシスコンパレータ回路が提案されている。このヒステリシスコンパレータ回路の用途としては、回転体の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換素子の出力信号をパルス信号に変換することが考えられる。ヒステリシスコンパレータ回路は閾値と磁電変換素子の出力信号の大小関係に基づいて、磁電変換素子の出力信号をパルス信号に変換する。
特開2004-194124号公報
 ところで、ヒステリシスコンパレータ回路は2つの閾値を有し、磁電変換素子からの入力信号の変化によって閾値が変化する。詳しく言えば、入力信号の電圧レベルが閾値(以下、第1閾値と示す)を上回ると、より電圧レベルの低い閾値(以下、第2閾値と示す)に設定し、入力信号の電圧レベルが第2閾値を下回ると、元の第1閾値に設定し直す。こうすることで、入力信号にノイズが重複されたとしても、そのノイズによってパルス信号に余分なパルスが含まれることが抑制される。
 なお、上記構成において、入力信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第2閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に入力信号を変換する場合、第1閾値と第2閾値は電圧レベルが異なるためにパルス信号の精度が低下する。そのため、パルス信号を用いて回転体の回転状態などを高精度に制御することが適わなくなる。
 そこで、上記した精度の低下を避けるために、入力信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、入力信号が再び第1閾値を上回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に入力信号を変換する構成も考えられる。しかしながら、例えば回転体の外周に隣接間隔の等しい凸部が形成され、この凸部およびその間の凹部の回転によって磁束が周期的に変動する場合、パルス信号に含まれるパルスの数は凸部と同数になる。したがって、凸部の少ない回転体に適用した場合、パルス信号に含まれるパルスの数が少なくなる。そのため、パルス信号を用いて回転体の回転状態などを高精度に制御することが適わなくなる。
 そこで、本開示は上記問題点に鑑み、パルス信号の精度の低下が抑制され、パルス信号に含まれるパルスの数が増大された回転センサを提供することを目的とする。
 本開示の第一の態様によれば、回転体の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化に基づいて、回転体の回転状態を検出する回転センサであって、周期的に向きが変動する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換部と、磁電変換部の電気信号を処理する処理部と、を有する。磁電変換部は、電気信号として、互いに周期が等しく、位相の異なる第1検出信号と第2検出信号とを出力する。処理部は、検出閾値を生成し、検出閾値と第1検出信号とを比較する第1比較部と、参考閾値を生成し、参考閾値と第2検出信号とを比較する第2比較部と、を有する。第2検出信号は、第1検出信号が検出閾値を上回った後に下回る間、および、下回った後に上回る間それぞれにおいて、参考閾値を一度だけ下回る若しくは上回る振る舞いを示し、第1比較部は、第1検出信号が検出閾値を上回る若しくは下回る際に検出閾値の電圧レベルを変動させ、第2検出信号が参考閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの検出閾値を第1検出信号が下回る若しくは上回る際に検出閾値の電圧レベルを変動させるとともに、第1検出信号が検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換する。
 上記構成によれば、第1検出信号に重複されたノイズによる誤作動を抑制するべく、第1検出信号が検出閾値を上回る若しくは下回る際に検出閾値の電圧レベルを変動させる。そして、第2検出信号と参考閾値とに基づいて検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの検出閾値に基づいて、第1検出信号をパルス信号に変換している。詳しく言えば、第1検出信号が検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換している。
 以上により、第1検出信号が検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルの異なる検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換する構成とは異なり、パルス信号の精度の低下が抑制される。また、第1検出信号が検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1検出信号が再び検出閾値を上回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換する構成と比べて、パルス信号に含まれるパルスの数が増大される。詳しく言えば、パルスの数が2倍となる。
 本開示の第二の態様によれば、回転体の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化に基づいて、回転体の回転状態を検出する回転センサであって、周期的に向きが変動する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換部と、磁電変換部の電気信号を処理する処理部と、を有する。磁電変換部は、電気信号として、互いに波形と振幅が等しく、位相が90°異なる第1検出信号と第2検出信号とを出力する。処理部は、第1検出閾値を生成し、第1検出閾値と第1検出信号とを比較する第1比較部と、第2検出閾値を生成し、第2検出閾値と第2検出信号とを比較する第2比較部と、第1比較部と第2比較部それぞれから出力された信号を合算する合算部とを有する。第2検出信号は、第1検出信号が第1検出閾値を上回った後に下回る間、および、下回った後に上回る間それぞれにおいて、第2検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る振る舞いを示す。第1比較部は、第1検出信号が第1検出閾値を上回る若しくは下回る際に第1検出閾値の電圧レベルを変動させ、第2検出信号が第2検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に第1検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの第1検出閾値を第1検出信号が下回る若しくは上回る際に第1検出閾値の電圧レベルを変動させるとともに、第1検出信号が第1検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の第1検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第1パルス信号に第1検出信号を変換し、第1検出信号は、第2検出信号が第2検出閾値を上回った後に下回る間、および、下回った後に上回る間それぞれにおいて、第1検出閾値を一度だけ上回る若しくは下回る振る舞いを示す。第2比較部は、第2検出信号が第2検出閾値を上回る若しくは下回る際に第2検出閾値の電圧レベルを変動させ、第1検出信号が第1検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に第2検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの第2検出閾値を第2検出信号が下回る若しくは上回る際に第2検出閾値の電圧レベルを変動させるとともに、第2検出信号が第2検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の第2検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第2パルス信号に第2検出信号を変換する。合算部は、第1パルス信号および第2パルス信号それぞれに含まれるパルスの立ち上がりエッジ、および、立下がりエッジそれぞれをパルスの立ち下がりエッジ、若しくは、立ち上がりエッジとされ、パルス幅が所定値に定められたパルスを含む合算信号を生成する。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
本開示の第1実施形態に係る回転センサの概略構成を示すブロック図である。 回転センサの処理部の概略構成を示すブロック図である。 処理部の第1比較部の等価回路を示す回路図である。 処理部の第2比較部の等価回路を示す回路図である。 回転センサにおける検出信号、閾値、および、パルス信号を示すタイミングチャートである。 処理部の変形例を示すブロック図である。 本開示の第2実施形態に係る回転センサの概略構成を示すブロック図である。 回転センサの処理部の概略構成を示すブロック図である。 処理部の第1比較部の等価回路を示す回路図である。 処理部の第2比較部の等価回路を示す回路図である。 回転センサにおける検出信号、閾値、および、パルス信号を示すタイミングチャートである。
 以下、本開示の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
 図1~図4に基づいて、本実施形態に係る回転センサを説明する。なお、図4のタイミングチャートの縦軸は電圧、横軸は時間を単位としている。以下においては、回転体200の回転中心RCを一方向に貫く方向を軸方向、軸方向の周りの方向を周方向と示す。
 回転センサ100は、回転体200の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化に基づいて、回転体200の回転状態を検出するものである。図1に示すように、回転センサ100は、周期的に向きが変動する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換部10と、磁電変換部10の電気信号を処理する処理部30と、を有する。
 磁電変換部10は、第1磁電変換部11と第2磁電変換部12を有し、第1磁電変換部11から第1検出信号が出力され、第2磁電変換部12から第2検出信号が出力される。これに対して処理部30は、検出閾値を生成し、検出閾値と第1検出信号とを比較する第1比較部31と、参考閾値を生成し、参考閾値と第2検出信号とを比較する第2比較部32と、を有する。
 第1比較部31は、検出閾値と第1検出信号との比較結果、および、参考閾値と第2検出信号の比較結果に基づいて第1検出信号をパルス信号に変換し、第2比較部32は、参考閾値と第2検出信号の比較結果に基づいて第2検出信号をパルス信号に変換する。第2検出信号は第1検出信号をパルス信号に変換するために参考とする参考信号であり、パルス信号に変換された第1検出信号は、回転体200の回転状態を示す検出信号として、後段に位置する回転体200の回転状態などを制御する制御回路(図示略)に出力される。この制御回路は、パルス信号に変換された第1検出信号に基づいて回転体200を制御する。
 上記したように、磁電変換部10は第1磁電変換部11と第2磁電変換部12とを有するが、これらの他に、磁電変換部11,12それぞれを介して回転体200にバイアス磁束を印加する磁界発生部(図示略)を有する。回転体200の表面には、周方向に沿って等間隔で凹凸が形成されており、この凹凸の回転に応じてバイアス磁界が変動する。このバイアス磁界の変動を磁電変換部11,12それぞれは電気信号に変換する。
 図示しないが、磁電変換部11,12それぞれは、自身を透過するバイアス磁束の向きに応じて抵抗が変動する磁気抵抗効果素子を複数有し、これらによってブリッジ回路が組まれている。各ブリッジ回路の中点電位は磁気抵抗効果素子の抵抗値の変動に応じて変動する。上記したように、第1磁電変換部11からは第1検出信号が出力され、第2磁電変換部12からは第2検出信号が出力される。
 第1検出信号と第2検出信号とは互いに周期が等しく、位相が異なっている。本実施形態では、第1検出信号と第2検出信号は振幅と波形が同一であり、それぞれ三角波である。そして、第1検出信号と第2検出信号とは位相が90度異なっている。したがって、仮に第1検出信号を正弦波とすると、第2検出信号は余弦波となる。図4に示すように、第2検出信号は、第1検出信号が検出閾値を上回った後に下回る間に参考閾値を一度だけ下回り、第1検出信号が検出閾値を下回った後に上回る間に参考閾値を一度だけ上回る振る舞いを示す。
 なお、磁電変換部10は、上記した構成要素11,12および磁界発生部の他に、増幅部13,14を有する。第1増幅部13によって増幅された第1検出信号が処理部30に入力され、第2増幅部14によって増幅された第2検出信号が処理部30に入力される。
 上記したように、処理部30は第1比較部31と第2比較部32を有する。第1比較部31は、第1検出信号が検出閾値を上回る若しくは下回る際に検出閾値の電圧レベルを変動させ、第2検出信号が参考閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの検出閾値を第1検出信号が下回る若しくは上回る際に検出閾値の電圧レベルを再び変動させる。また第1比較部31は、第1検出信号が検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換する。
 第2比較部32は、第2検出信号が参考閾値を上回る若しくは下回る際に参考閾値の電圧レベルを変動させ、異なる電圧レベルの検出閾値を第2検出信号が下回る若しくは上回る際に参考閾値の電圧レベルを元の電圧レベルに変動させる。また第2比較部32は、第2検出信号が参考閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第2検出信号が参考閾値を再び上回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第2検出信号を変換する。
 この場合、パルス信号に変換された第2検出信号は、パルス信号に変換された第1検出信号よりも長周期となる。なおもちろんではあるが、第2比較部32は、第2検出信号が参考閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第2検出信号が参考閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第2検出信号を変換してもよい。この場合、第2検出信号が参考閾値を上回る際と下回る際とでは、参考閾値の電圧レベルが異なる。そのため、パルス信号に変換された第2検出信号は、パルス信号に変換された第1検出信号よりも精度が低い。
 比較部31,32それぞれは、具体的に言えばシュミットトリガ回路であり、図2、図3A、および図3Bにその等価回路を示す。図2に示すように、第1比較部31は検出閾値を生成する第1生成部33、および、第1検出信号と検出閾値を比較する第1コンパレータ34を有する。第2比較部32は参考閾値を生成する第2生成部35、および、第2検出信号と参考閾値を比較する第2コンパレータ36を有する。
 そして図3Aにて改めて具体的に示すと、第1比較部31は、電源とグランドとを接続する第1電源配線37と、第1電源配線37に直列接続された3つの第1電源抵抗38~40と、を有する。また第1比較部31は、3つの第1電源抵抗38~40によって構成される2つの中点の内、グランド側に位置する第1中点37aとグランドとを接続する2つの第1グランド配線41,42と、第1グランド配線41,42それぞれに設けられた第1接地抵抗43,44と、を有する。
 第1比較部31は、2つの中点の内、電源側に位置する第2中点37bの電位を検出閾値としており、検出閾値を定めるための検出スイッチとして、第1グランド配線41に設けられた第1スイッチ45と、第1グランド配線42に設けられた第2スイッチ46と、を有する。スイッチ45,46それぞれの駆動状態に応じて第2中点37bの電位、すなわち検出閾値が切り換る。第1スイッチ45は、第1検出信号の電圧レベルが検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御され、第2スイッチ46は、第2検出信号の電圧レベルが参考閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御される。
 検出閾値として、第1閾値と、第1閾値よりも電圧レベルの低い第2閾値と、第1閾値よりも電圧レベルの高い第3閾値と、がある。本実施形態では第1接地抵抗43,44それぞれの抵抗値は同一となっており、第1スイッチ45および第2スイッチ46の一方が駆動状態となり、他方が非駆動状態となることで、検出閾値が第1閾値に設定される。また、第1スイッチ45および第2スイッチ46の両方が駆動状態となることで検出閾値が第2閾値に設定され、第1スイッチ45および第2スイッチ46の両方が非駆動状態となることで検出閾値が第3閾値に設定される。
 同じく図3Bにて改めて具体的に示すように、第2比較部32は、電源とグランドとを接続する第2電源配線47と、第2電源配線47に直列接続された3つの第2電源抵抗48~50と、を有する。また第2比較部32は、3つの第2電源抵抗48~50によって構成される2つの中点の内、グランド側に位置する第3中点47aとグランドとを接続する第2グランド配線51と、第2グランド配線51に設けられた第2接地抵抗52と、を有する。
 第2比較部32は、2つの中点の内、電源側に位置する第4中点47bの電位を参考閾値としており、参考閾値を定めるための参考スイッチとして、第2グランド配線51に設けられた第3スイッチ53を有する。第3スイッチ53の駆動状態に応じて第4中点47bの電位、すなわち参考閾値が切り換る。第3スイッチ53は、第2検出信号の電圧レベルが参考閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御される。
 参考閾値として、第4閾値と、第4閾値よりも電圧レベルの高い第5閾値と、がある。第3スイッチ53が駆動状態となることで、参考閾値が第4閾値に設定され、第3スイッチ53が非駆動状態となることで参考閾値が第5閾値に設定される。
 以下、図4に基づいて検出閾値と参考閾値それぞれの振る舞いを示す。始状態として、第1比較部31は検出閾値が第1閾値に設定され、第2比較部32は参考閾値が第4閾値に設定されている。そして、第1スイッチ45は非駆動状態、スイッチ46,53それぞれが駆動状態となっている。
 上記したように第1検出信号と第2検出信号とは位相差が90度あり、第1検出信号を正弦波とした場合、第2検出信号は余弦波となる。以下においては、第1検出信号がピーク値とボトム値との中間値からピーク値に向かい、第2検出信号がピーク値から中間値に向かう期間を第1期間T1と示す。また、第1検出信号がピーク値から中間値に向かい、第2検出信号が中間値からボトム値に向かう期間を第2期間T2と示し、第1検出信号が中間値からボトム値に向かい、第2検出信号がボトム値から中間値に向かう期間を第3期間T3と示す。最後に、第1検出信号がボトム値から中間値に向かい、第2検出信号が中間値からピーク値に向かう期間を第4期間T4と示す。
 第1期間T1の始まりにおいて、図4にて右斜め上向き実線矢印で示すように、第1検出信号の電圧レベルが第1閾値を上回る。第1比較部31は、第1検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作(パルス信号に余分なパルスが含まれることによる弊害の発生)を抑制するべく、第1スイッチ45を非駆動状態から駆動状態にし、第2スイッチ46の駆動状態を維持する。こうすることで、検出閾値を第1閾値から第2閾値に設定する。
 第2期間T2の始まりにおいて、図4にて右斜め下向き実線矢印で示すように、第2検出信号の電圧レベルが第4閾値を下回る。第2比較部32は、第2検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第3スイッチ53を駆動状態から非駆動状態にすることで、参考閾値を第4閾値から第5閾値に設定する。また第1比較部31は、第2比較部32の比較結果に基づいて、第1スイッチ45の駆動状態を維持し、第2スイッチ46を駆動状態から非駆動状態にする。こうすることで、検出閾値を第2閾値から第1閾値へと設定し直す。
 第3期間T3の始まりにおいて、図4にて右斜め下向き破線矢印で示すように、第1検出信号の電圧レベルが第1閾値を下回る。第1比較部31は、第1検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第1スイッチ45を駆動状態から非駆動状態にし、第2スイッチ46の非駆動状態を維持する。こうすることで、検出閾値を第1閾値から第3閾値に設定する。
 第4期間T4の始まりにおいて、図4にて右斜め上向き破線矢印で示すように、第2検出信号の電圧レベルが第5閾値を上回る。第2比較部32は、第2検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第3スイッチ53を非駆動状態から駆動状態にすることで、参考閾値を第5閾値から第4閾値に設定し直す。また第1比較部31は、第2比較部32の比較結果に基づいて、第1スイッチ45の非駆動状態を維持し、第2スイッチ46を非駆動状態から駆動状態にする。こうすることで、検出閾値を第3閾値から第1閾値へと設定し直す。
 以下、上記した動作を期間T1~T4において繰り返す。こうすることで、図4に示すように第1比較部31は、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1検出信号が第1閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換する。
 次に、本実施形態に係る回転センサ100の作用効果を説明する。上記したように、第1検出信号に重複されたノイズによる誤作動を抑制するべく、第1検出信号が検出閾値を上回る若しくは下回る際に検出閾値の電圧レベルを変動させる。そして、第2検出信号と参考閾値とに基づいて検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの検出閾値(第1閾値)に基づいて、第1検出信号をパルス信号に変換している。詳しく言えば、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1検出信号が第1閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換している。
 以上により、回転センサ100では、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1閾値とは電圧レベルの異なる第2閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換する構成とは異なり、パルス信号の精度の低下が抑制される。また、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1検出信号が再び第1閾値を上回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に第1検出信号を変換する構成と比べて、パルス信号に含まれるパルスの数が増大される。詳しく言えば、パルスの数が2倍となる。
 本実施形態では、第1検出信号と第2検出信号は振幅と波形が同一の三角波であり、位相が90度異なっている例を示した。しかしながら、第1検出信号と第2検出信号とは互いに周期が等しく、位相が異なっていれば良い。そして第2検出信号は、第1検出信号が検出閾値を上回った後に下回る間に参考閾値を一度だけ下回り、第1検出信号が検出閾値を下回った後に上回る間に参考閾値を一度だけ上回る振る舞いを示せば良い。したがって、第1検出信号が三角波だとしても、第2検出信号としては例えばパルス信号や三角波を用いることもできる。
 本実施形態では、処理部30は第1比較部31と第2比較部32を有し、比較部31,32それぞれはシュミットトリガ回路である例を示した。そして図2、図3A,および図3Bにその等価回路を示し、第1比較部31がスイッチ45,46を有し、第2比較部32が第3スイッチ53を有する例を示した。しかしながら、処理部30が2つのシュミットトリガ回路を有する構成であるならば、いずれのシュミットトリガ回路がスイッチ45,46,53を有していても良い。図3A,図3Bに検出閾値と参考閾値それぞれの電圧レベルを変換するための等価回路を具体的に記したが、検出閾値と参考閾値それぞれの電圧レベルを変換する構成としてはもちろんこの例に限定されず、その回路を構成する素子の抵抗値の関係も限定されない。なお、図3A、図3Bに示す回路構成の場合、以下の事項に関しては、以下の通りに限定されない。
 すなわち、本実施形態では、第1比較部31は、3つの第1電源抵抗38~40を有する例を示した。しかしながら、第1電源抵抗の数としては3つ以上であれば良い。
 第1比較部31は、2つの第1グランド配線41,42を有する例を示した。しかしながら第1グランド配線の数としては2つ以上であれば良い。なお、1つの第1グランド配線に1つの第1接地抵抗が設けられた例を示した。しかしながら第1グランド配線に設けられる第1接地抵抗の数としては上記例に限定されない。
 本実施形態では、第2比較部32は、3つの第2電源抵抗48~50を有する例を示した。しかしながら、第2電源抵抗の数としては3つ以上であれば良い。
 本実施形態では、第2比較部32は、1つの第2グランド配線51を有する例を示した。しかしながら第2グランド配線の数としては1つ以上であれば良い。なお、1つの第2グランド配線に1つの第2接地抵抗が設けられた例を示した。しかしながら第2グランド配線に設けられる第2接地抵抗の数としては上記例に限定されない。
 最後に、本実施形態では、スイッチ45,46,53それぞれに入力される信号について特に言及しなかった。これらスイッチ45,46,53それぞれを駆動制御する信号としては、図2に示すように2つのシュミットトリガ回路の内部信号でも良いし、図5に示すようにシュミットトリガ回路の出力信号でも良い。いずれを用いても、本実施形態で示した効果を得ることができる。
 (第2実施形態)
 次に、本開示の第2実施形態を図6~図9に基づいて説明する。第2実施形態に係る回転センサは、上記した実施形態によるものと共通するところが多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また、以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与する。
 図6に示すように、本実施形態に係る回転センサ100は、第1実施形態で示した回転センサ100とは異なり、磁電変換部10と処理部30の他に、合算部60を有する。磁電変換部10と処理部30それぞれは第1実施形態で示した回転センサ100と若干構成が異なる。そのためにその構成の差異と、新規の構成要素である合算部60とを順次説明する。
 本実施形態に係る磁電変換部10も磁電変換部11,12を有し、第1磁電変換部11から第1検出信号が出力され、第2磁電変換部12から第2検出信号が出力される。第1検出信号と第2検出信号とは互いに波形と振幅が等しく、位相が90°異なる。本実施形態においても第1検出信号と第2検出信号それぞれは三角波であり、第1検出信号を正弦波とすると、第2検出信号は余弦波となる。
 第1実施形態では第2検出信号が第1検出信号をパルス信号に変換するために参考とする参考信号であり、パルス信号に変換された第1検出信号が回転体200の回転状態を示す検出信号である例を示した。これに対して本実施形態では第2検出信号が第1検出信号を第1パルス信号に変換するために参考とする信号であるとともに、回転体200の回転状態を示す信号でもある。そして第1検出信号は第2検出信号を第2パルス信号に変換するために参考とする信号であるとともに、回転体200の回転状態を示す信号でもある。このように第1検出信号と第2検出信号それぞれは2つのパルス信号を生成するために用いられる参考信号であるとともに、回転体200の回転状態を示す検出信号でもある。
 本実施形態に係る処理部30も、比較部31,32を有する。第1比較部31は第1検出閾値を生成し、第1検出閾値と第1検出信号とを比較する。第2比較部32は第2検出閾値を生成し、第2検出閾値と第2検出信号とを比較する。第1比較部31は、第1検出閾値と第1検出信号との比較結果、および、第2検出閾値と第2検出信号の比較結果に基づいて第1検出信号を第1パルス信号に変換する。そして第2比較部32は、第2検出閾値と第2検出信号との比較結果、および、第1検出閾値と第1検出信号との比較結果に基づいて第2検出信号を第2パルス信号に変換する。
 上記したように第1検出信号と第2検出信号とは位相が90°異なる三角波であり、第1検出信号を正弦波とすると、第2検出信号は余弦波となる。そして第1比較部31は第1検出閾値を有し、第2比較部32は第2検出閾値を有する。図9に示すように、第1検出信号は、第2検出信号が第2検出閾値を上回った後に下回る間に第1検出閾値を一度だけ上回り、下回った後に上回る間に第1検出閾値を一度だけ下回る振る舞いを示す。そして第2検出信号は、第1検出信号が第1検出閾値を上回った後に下回る間に第2検出閾値を一度だけ下回り、第1検出信号が第1検出閾値を下回った後に上回る間に第2検出閾値を一度だけ上回る振る舞いを示す。
 第1比較部31は、第1実施形態と同様の信号処理を行う。すなわち第1比較部31は、第1検出信号が第1検出閾値を上回る若しくは下回る際に第1検出閾値の電圧レベルを変動させ、第2検出信号が第2検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に第1検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの第1検出閾値を第1検出信号が下回る若しくは上回る際に第1検出閾値の電圧レベルを再び変動させる。また第1比較部31は、第1検出信号が第1検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の第1検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第1パルス信号に第1検出信号を変換する。
 これに対して第2比較部32は、第1実施形態とは異なる信号処理を行う。すなわち第2比較部32は、第2検出信号が第2検出閾値を上回る若しくは下回る際に第2検出閾値の電圧レベルを変動させ、第1検出信号が第1検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に第2検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの第2検出閾値を第2検出信号が下回る若しくは上回る際に第2検出閾値の電圧レベルを変動させる。また第2比較部32は、第2検出信号が第2検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の第2検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第2パルス信号に第2検出信号を変換する。
 本実施形態に係る比較部31,32それぞれも、具体的に言えばシュミットトリガ回路である。図7に示すように、第1比較部31は第1検出閾値を生成する第1生成部33、および、第1検出信号と第1検出閾値を比較する第1コンパレータ34を有する。第2比較部32は第2検出閾値を生成する第2生成部35、および、第2検出信号と第2検出閾値を比較する第2コンパレータ36を有する。本実施形態では第2生成部35には第2コンパレータ36だけではなく第1コンパレータ34の内部信号も入力される。第2生成部35はこれらの信号に基づいて、第2検出閾値の電圧レベルを調整する。
 図8Aに示すように、第1比較部31は第1実施形態と同等の回路構成となっている。図8Bに示すように、第2比較部32は第1実施形態とは異なる回路構成と成っており、その構成は第1比較部31と同等と成っている。
 すなわち第2比較部32は、電源とグランドとを接続する第2電源配線47と、第2電源配線47に直列接続された3つの第2電源抵抗48~50と、を有する。また第2比較部32は、3つの第2電源抵抗48~50によって構成される2つの中点の内、グランド側に位置する第3中点47aとグランドとを接続する第2グランド配線51,54と、第2グランド配線51,54それぞれに設けられた第2接地抵抗52,55と、を有する。
 第2比較部32は、2つの中点の内、電源側に位置する第4中点47bの電位を第2検出閾値としており、第2検出閾値を定めるための検出スイッチとして、第2グランド配線51に設けられた第3スイッチ53と、第2グランド配線54に設けられた第4スイッチ56と、を有する。スイッチ53,56それぞれの駆動状態に応じて第4中点47bの電位、すなわち第2検出閾値が切り換る。
 第4スイッチ56は、第2検出信号の電圧レベルが第2検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御され、第3スイッチ53は、第1検出信号の電圧レベルが第1検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御される。第2検出閾値として、第1閾値と、第1閾値よりも電圧レベルの低い第2閾値と、第1閾値よりも電圧レベルの高い第3閾値と、がある。
 本実施形態では第2接地抵抗52,55それぞれの抵抗値は同一となっており、第4スイッチ56および第3スイッチ53の一方が駆動状態となり、他方が非駆動状態となることで、第2検出閾値が第1閾値に設定される。また、第4スイッチ56および第3スイッチ53の両方が駆動状態となることで第2検出閾値が第2閾値に設定され、第4スイッチ56および第3スイッチ53の両方が非駆動状態となることで第2検出閾値が第3閾値に設定される。
 合算部60は、第1比較部31から出力された第1パルス信号と第2比較部32から出力された第2パルス信号を合算して、合算信号を生成する。合算信号は、第1パルス信号および第2パルス信号それぞれに含まれるパルスの立ち上がりエッジ、および、立ち下がりエッジそれぞれがパルスの立ち下がりエッジ、若しくは、立ち上がりエッジとされ、パルス幅が所定値に定められたパルスを含んでいる。
 図9に示すように、本実施形態では第1パルス信号および第2パルス信号それぞれに含まれるパルスの立ち上がりエッジ、および、立下がりエッジそれぞれが合算信号に含まれるパルスの立ち下がりエッジとされている。そして合算信号のパルス幅は回転体200の回転方向によって決定され、回転体200が順方向に回転する場合と逆方向に回転する場合とで異なる値に設定されている。
 なお、回転体200の回転方向は、合算部60が第1パルス信号と第2パルス信号とに基づいて算出する。そして合算部60にて生成された合算信号は、回転体200の回転状態を示す検出信号として、後段に位置する回転体200の回転状態などを制御する制御回路(図示略)に出力される。
 以下、図9に基づいて第1検出閾値と第2検出閾値それぞれの振る舞いを示す。始状態として、第1スイッチ45が非駆動状態、スイッチ46,53,56それぞれが駆動状態とされることで、第1検出閾値が第1閾値に設定され、第2検出閾値が第2閾値に設定されている。
 第1期間T1の始まりにおいて、図9にて右斜め上向き実線矢印で示すように、第1検出信号の電圧レベルが第1閾値を上回る。第1比較部31は、第1検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第1スイッチ45を非駆動状態から駆動状態にし、第2スイッチ46の駆動状態を維持する。こうすることで、第1検出閾値を第1閾値から第2閾値に設定する。また第2比較部32は、第1比較部31の比較結果に基づいて、第4スイッチ56の駆動状態を維持し、第3スイッチ53を駆動状態から非駆動状態にする。こうすることで、第2検出閾値を第2閾値から第1閾値へと設定する。
 第2期間T2の始まりにおいて、図9にて右斜め下向き実線矢印で示すように、第2検出信号の電圧レベルが第1閾値を下回る。第2比較部32は、第2検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第4スイッチ56を駆動状態から非駆動状態にし、第3スイッチ53の非駆動状態を維持する。こうすることで、第2検出閾値を第1閾値から第3閾値に設定する。また第1比較部31は、第2比較部32の比較結果に基づいて、第1スイッチ45の駆動状態を維持し、第2スイッチ46を駆動状態から非駆動状態にする。こうすることで、第1検出閾値を第2閾値から第1閾値へと設定し直す。
 第3期間T3の始まりにおいて、図9にて右斜め下向き破線矢印で示すように、第1検出信号の電圧レベルが第1閾値を下回る。第1比較部31は、第1検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第1スイッチ45を駆動状態から非駆動状態にし、第2スイッチ46の非駆動状態を維持する。こうすることで、第1検出閾値を第1閾値から第3閾値に設定する。また第2比較部32は、第1比較部31の比較結果に基づいて、第4スイッチ56の非駆動状態を維持し、第3スイッチ53を非駆動状態から駆動状態にする。こうすることで、第2検出閾値を第3閾値から第1閾値へと設定する。
 第4期間T4の始まりにおいて、図9にて右斜め上向き破線矢印で示すように、第2検出信号の電圧レベルが第1閾値を上回る。第2比較部32は、第2検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第4スイッチ56を非駆動状態から駆動状態にし、第3スイッチ53の駆動状態を維持する。こうすることで、第2検出閾値を第1閾値から第2閾値に設定する。また第1比較部31は、第2比較部32の比較結果に基づいて、第1スイッチ45の非駆動状態を維持し、第2スイッチ46を非駆動状態から駆動状態にする。こうすることで、第1検出閾値を第3閾値から第1閾値へと設定し直す。
 また、第4期間T4の終わりにおいて、図9にて右斜め上向き破線矢印で示すように、第1検出信号の電圧レベルが第1閾値を上回る。第1比較部31は、第1検出信号にノイズが重複された際、そのノイズによる誤動作を抑制するべく、第1スイッチ45を非駆動状態から駆動状態にし、第2スイッチ46の駆動状態を維持する。こうすることで、第1検出閾値を第1閾値から第2閾値に設定する。また第2比較部32は、第1比較部31の比較結果に基づいて、第4スイッチ56の駆動状態を維持し、第3スイッチ53を駆動状態から非駆動状態にする。こうすることで、第2検出閾値を第2閾値から第1閾値へと設定する。
 以下、上記した動作を期間T1~T4において繰り返す。こうすることで、図9に示すように第1比較部31は、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1検出信号が第1閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第1パルス信号に第1検出信号を変換する。また第2比較部32は、第2検出信号が第2検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の第2検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第2パルス信号に第2検出信号を変換する。そして合算部60は第1パルス信号と第2パルス信号それぞれのパルスの立ち下がりエッジおよび立ち上がりエッジそれぞれをパルスの立ち下がりエッジとする合算信号を生成する。
 次に、本実施形態に係る回転センサ100の作用効果を説明する。上記したように、第1検出信号に重複されたノイズによる誤作動を抑制するべく、第1検出信号が第1検出閾値を上回る若しくは下回る際に第1検出閾値の電圧レベルを変動させる。そして、第2検出信号と第2検出閾値とに基づいて第1検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの第1検出閾値(第1閾値)に基づいて、第1検出信号を第1パルス信号に変換している。詳しく言えば、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1検出信号が第1閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第1パルス信号に第1検出信号を変換している。
 これと同様にして、第2検出信号に重複されたノイズによる誤作動を抑制するべく、第2検出信号が第2検出閾値を上回る若しくは下回る際に第2検出閾値の電圧レベルを変動させる。そして、第1検出信号と第1検出閾値とに基づいて第2検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの第2検出閾値(第1閾値)に基づいて、第2検出信号を第2パルス信号に変換している。詳しく言えば、第2検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第2検出信号が第1閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第2パルス信号に第2検出信号を変換している。
 以上により、回転センサ100では、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1閾値とは電圧レベルの異なる第2閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第1パルス信号に第1検出信号を変換する構成とは異なり、第1パルス信号の精度の低下が抑制される。同様にして、第2検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1閾値とは電圧レベルの異なる第2閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第2パルス信号に第2検出信号を変換する構成とは異なり、第2パルス信号の精度の低下が抑制される。
 また、第1検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第1検出信号が再び第1閾値を上回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第1パルス信号に第1検出信号を変換する構成と比べて、第1パルス信号に含まれるパルスの数が増大される。詳しく言えば、パルスの数が2倍となる。同様にして、第2検出信号が第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、第2検出信号が再び第1閾値を上回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第2パルス信号に第2検出信号を変換する構成と比べて、第2パルス信号に含まれるパルスの数が増大される。詳しく言えば、パルスの数が2倍となる。
 更に本実施形態では、合算部60は、第1パルス信号および第2パルス信号それぞれに含まれるパルスの立ち上がりエッジ、および、立ち下がりエッジそれぞれがパルスの立ち下がりエッジとされ、パルス幅が所定値に定められたパルスを含む合算信号を生成する。これによれば、パルスの数が第1実施形態で示したパルス信号と比べて4倍となる。
 本実施形態では、第1検出信号と第2検出信号が三角波である例を示した。しかしながら第1検出信号と第2検出信号とは互いに波形が同一であり位相が±90°異なっていれば良く、三角波に限定されない。
 本実施形態では、比較部31,32それぞれはシュミットトリガ回路であり、図8A、図8Bに第1検出閾値と第2検出閾値それぞれの電圧レベルを変換するための等価回路を具体的に記したが、検出閾値の電圧レベルを変換する構成としてはもちろんこの例に限定されず、その回路を構成する素子の抵抗値の関係も限定されない。なお、図8A、図8Bに示す回路構成の場合、以下の事項に関しては、以下の通りに限定されない。
 すなわち、本実施形態では、第1比較部31は、3つの第1電源抵抗38~40を有する例を示した。しかしながら、第1電源抵抗の数としては3つ以上であれば良い。
 第1比較部31は、2つの第1グランド配線41,42を有する例を示した。しかしながら第1グランド配線の数としては2つ以上であれば良い。なお、1つの第1グランド配線に1つの第1接地抵抗が設けられた例を示した。しかしながら第1グランド配線に設けられる第1接地抵抗の数としては上記例に限定されない。
 本実施形態では、第2比較部32は、3つの第2電源抵抗48~50を有する例を示した。しかしながら、第2電源抵抗の数としては3つ以上であれば良い。
 本実施形態では、第2比較部32は、2つの第2グランド配線51,54を有する例を示した。しかしながら第2グランド配線の数としては2つ以上であれば良い。なお、1つの第2グランド配線に1つの第2接地抵抗が設けられた例を示した。しかしながら第2グランド配線に設けられる第2接地抵抗の数としては上記例に限定されない。
 本実施形態では、第2生成部35に第2コンパレータ36だけではなく第1コンパレータ34の内部信号(シュミットトリガ回路の内部信号)も入力される例を示した。しかしながら第2コンパレータ36と第1コンパレータ34の出力信号(シュミットトリガ回路の出力信号)が第2生成部35に入力されても良い。いずれを用いても、本実施形態で示した効果を得ることができる。
 以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
 各実施形態では、表面に周方向に沿って等間隔で凹凸が形成された回転体200の回転状態を検出する例を示した。しかしながら、回転体200としては上記例に限定されず、例えば表面に周方向に沿って等間隔に磁極が形成された回転体200の回転状態を検出することもできる。この場合、磁極の回転に応じて磁電変換部11,12それぞれを透過する磁束が変動する。なおこのように回転体200自らが磁束を発生する場合、磁電変換部10は磁界発生部を有さなくとも良い。
 各実施形態では、磁電変換部11,12それぞれが磁気抵抗効果素子を有する例を示した。しかしながら、磁気信号を電気信号に変換する素子としては上記例に限定されず、例えばホール素子を採用することもできる。なお上記した磁気抵抗効果素子とは、ピン層と自由層を有するGMRやTMR、そしてAMRを指している。
 各実施形態では、磁電変換部10が増幅部13,14を有する例を示した。しかしながら、増幅部13,14はなくとも良い。

Claims (17)

  1.  回転体(200)の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化に基づいて、前記回転体の回転状態を検出する回転センサであって、
     周期的に向きが変動する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換部(10)と、
     前記磁電変換部の電気信号を処理する処理部(30)と、を有し、
     前記磁電変換部は、前記電気信号として、互いに周期が等しく、位相の異なる第1検出信号と第2検出信号とを出力し、
     前記処理部は、検出閾値を生成し、前記検出閾値と前記第1検出信号とを比較する第1比較部(31)と、参考閾値を生成し、前記参考閾値と前記第2検出信号とを比較する第2比較部(32)と、を有し、
     前記第2検出信号は、前記第1検出信号が前記検出閾値を上回った後に下回る間、および、下回った後に上回る間それぞれにおいて、前記参考閾値を一度だけ下回る若しくは上回る振る舞いを示し、
     前記第1比較部は、
     前記第1検出信号が検出閾値を上回る若しくは下回る際に前記検出閾値の電圧レベルを変動させ、第2検出信号が参考閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に前記検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの前記検出閾値を前記第1検出信号が下回る若しくは上回る際に前記検出閾値の電圧レベルを変動させるとともに、
     前記第1検出信号が前記検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の前記検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に前記第1検出信号を変換する回転センサ。
  2.  前記第1比較部は、
     前記検出閾値として、第1閾値と、前記第1閾値よりも電圧レベルの低い第2閾値と、前記第1閾値よりも電圧レベルの高い第3閾値と、を有し、
     前記第1検出信号の電圧レベルが前記第1閾値を上回った際、前記検出閾値を前記第1閾値から前記第2閾値に設定し、
     前記第2検出信号の電圧レベルが前記参考閾値を下回った若しくは上回った際、前記検出閾値を前記第2閾値から前記第1閾値に設定し、
     前記第1検出信号の電圧レベルが前記第1閾値を下回った際、前記検出閾値を前記第1閾値から前記第3閾値に設定し、
     前記第2検出信号の電圧レベルが前記参考閾値を上回った若しくは下回った際、前記検出閾値を前記第3閾値から前記第1閾値に設定することで、
     前記第1検出信号が前記第1閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、前記第1検出信号が前記第1閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとするパルス信号に前記第1検出信号を変換する請求項1に記載の回転センサ。
  3.  前記第1比較部は前記検出閾値を定めるための検出スイッチ(45,46)を有し、
     前記検出スイッチとして、第1スイッチ(45)と第2スイッチ(46)を有し、
     前記第1スイッチは、前記第1検出信号の電圧レベルが前記検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御され、
     前記第2スイッチは、前記第2検出信号の電圧レベルが前記参考閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御される請求項2に記載の回転センサ。
  4.  前記第1比較部は、
     電源とグランドとを接続する第1電源配線(37)と、
     前記第1電源配線に直列接続された少なくとも3つの第1電源抵抗(38~40)と、
     少なくとも3つの前記第1電源抵抗によって構成される少なくとも2つの中点(37a,37b)の内、グランド側に位置する中点(37a)とグランドとを接続する複数の第1グランド配線(41,42)と、
     複数の前記第1グランド配線それぞれに設けられた第1接地抵抗(43,44)と、を有し、少なくとも2つの前記中点の内、電源側に位置する中点(37b)の電位を前記検出閾値としており、
     前記第1スイッチは複数の前記第1グランド配線の内のひとつに設けられ、
     前記第2スイッチは前記第1スイッチが設けられた第1グランド配線とは異なる第1グランド配線に設けられている請求項3に記載の回転センサ。
  5.  前記第2比較部は、前記参考閾値として、第4閾値と、前記第4閾値よりも電圧レベルの高い第5閾値と、を有し、前記参考閾値を定めるための参考スイッチ(53)を有し、
     前記参考スイッチは、前記第2検出信号の電圧レベルが前記参考閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御される請求項2~4いずれか1項に記載の回転センサ。
  6.  前記第2比較部は、
     電源とグランドとを接続する第2電源配線(47)と、
     前記第2電源配線に直列接続された少なくとも3つの第2電源抵抗(48~50)と、
     少なくとも3つの前記第2電源抵抗によって構成される少なくとも2つの中点(47a,47b)の内、グランド側に位置する中点(47a)とグランドとを接続する第2グランド配線(51)と、
     前記第2グランド配線に設けられた第2接地抵抗(52)と、を有し、少なくとも2つの前記中点の内、電源側に位置する中点(47b)の電位を前記参考閾値としており、
     前記参考スイッチは前記第2グランド配線に設けられている請求項5に記載の回転センサ。
  7.  前記第1検出信号と前記第2検出信号は振幅と波形が同一である請求項1~6いずれか1項に記載の回転センサ。
  8.  前記第1検出信号と前記第2検出信号それぞれは三角波である請求項7に記載の回転センサ。
  9.  前記第1検出信号と前記第2検出信号とは位相が90度異なっている請求項8に記載の回転センサ。
  10.  回転体(200)の回転に伴って周期的に向きが変動する磁束の変化に基づいて、前記回転体の回転状態を検出する回転センサであって、
     周期的に向きが変動する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換部(10)と、
     前記磁電変換部の電気信号を処理する処理部(30)と、を有し、
     前記磁電変換部は、前記電気信号として、互いに波形と振幅が等しく、位相が90°異なる第1検出信号と第2検出信号とを出力し、
     前記処理部は、第1検出閾値を生成し、前記第1検出閾値と前記第1検出信号とを比較する第1比較部(31)と、第2検出閾値を生成し、前記第2検出閾値と前記第2検出信号とを比較する第2比較部(32)と、前記第1比較部と前記第2比較部それぞれから出力された信号を合算する合算部(60)と、を有し、
     前記第2検出信号は、前記第1検出信号が前記第1検出閾値を上回った後に下回る間、および、下回った後に上回る間それぞれにおいて、前記第2検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る振る舞いを示し、
     前記第1比較部は、
     前記第1検出信号が第1検出閾値を上回る若しくは下回る際に前記第1検出閾値の電圧レベルを変動させ、第2検出信号が第2検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に前記第1検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの前記第1検出閾値を前記第1検出信号が下回る若しくは上回る際に前記第1検出閾値の電圧レベルを変動させるとともに、
     前記第1検出信号が前記第1検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の前記第1検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第1パルス信号に前記第1検出信号を変換し、
     前記第1検出信号は、前記第2検出信号が前記第2検出閾値を上回った後に下回る間、および、下回った後に上回る間それぞれにおいて、前記第1検出閾値を一度だけ上回る若しくは下回る振る舞いを示し、
     前記第2比較部は、
     前記第2検出信号が第2検出閾値を上回る若しくは下回る際に前記第2検出閾値の電圧レベルを変動させ、第1検出信号が第1検出閾値を一度だけ下回る若しくは上回る際に前記第2検出閾値の電圧レベルを元に戻し、同一の電圧レベルの前記第2検出閾値を前記第2検出信号が下回る若しくは上回る際に前記第2検出閾値の電圧レベルを変動させるとともに、
     前記第2検出信号が前記第2検出閾値を上回る際をパルスの立ち上がりエッジ、電圧レベルが同一の前記第2検出閾値を下回る際をパルスの立ち下がりエッジとする第2パルス信号に前記第2検出信号を変換し、
     前記合算部は、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号それぞれに含まれるパルスの立ち上がりエッジ、および、立下がりエッジそれぞれをパルスの立ち下がりエッジ、若しくは、立ち上がりエッジとされ、パルス幅が所定値に定められたパルスを含む合算信号を生成する回転センサ。
  11.  前記第1比較部は、
     前記第1検出閾値として、第1閾値と、前記第1閾値よりも電圧レベルの低い第2閾値と、前記第1閾値よりも電圧レベルの高い第3閾値と、を有し、
     前記第1検出信号の電圧レベルが前記第1閾値を上回った際、前記第1検出閾値を前記第1閾値から前記第2閾値に設定し、
     前記第2検出信号の電圧レベルが前記第2検出閾値を下回った若しくは上回った際、前記第1検出閾値を前記第2閾値から前記第1閾値に設定し、
     前記第1検出信号の電圧レベルが前記第1閾値を下回った際、前記第1検出閾値を前記第1閾値から前記第3閾値に設定し、
     前記第2検出信号の電圧レベルが前記第2検出閾値を上回った若しくは下回った際、前記第1検出閾値を前記第3閾値から前記第1閾値に設定することで、
     前記第1検出信号を前記第1パルス信号に変換する請求項10に記載の回転センサ。
  12.  前記第1比較部は前記第1検出閾値を定めるための第1検出スイッチ(45,46)を有し、
     前記第1検出スイッチとして、第1スイッチ(45)と第2スイッチ(46)を有し、
     前記第1スイッチは、前記第1検出信号の電圧レベルが前記第1検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御され、
     前記第2スイッチは、前記第2検出信号の電圧レベルが前記第2検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御される請求項11に記載の回転センサ。
  13.  前記第1比較部は、
     電源とグランドとを接続する第1電源配線(37)と、
     前記第1電源配線に直列接続された少なくとも3つの第1電源抵抗(38~40)と、
     少なくとも3つの前記第1電源抵抗によって構成される少なくとも2つの中点(37a,37b)の内、グランド側に位置する中点(37a)とグランドとを接続する複数の第1グランド配線(41,42)と、
     複数の前記第1グランド配線それぞれに設けられた第1接地抵抗(43,44)と、を有し、少なくとも2つの前記中点の内、電源側に位置する中点(37b)の電位を前記第1検出閾値としており、
     前記第1スイッチは複数の前記第1グランド配線の内のひとつに設けられ、
     前記第2スイッチは前記第1スイッチが設けられた第1グランド配線とは異なる第1グランド配線に設けられている請求項12に記載の回転センサ。
  14.  前記第2比較部は、
     前記第2検出閾値として、第1閾値と、前記第1閾値よりも電圧レベルの低い第2閾値と、前記第1閾値よりも電圧レベルの高い第3閾値と、を有し、
     前記第2検出信号の電圧レベルが前記第1閾値を下回った際、前記第2検出閾値を前記第1閾値から前記第3閾値に設定し、
     前記第1検出信号の電圧レベルが前記第2検出閾値を下回った若しくは上回った際、前記第2検出閾値を前記第3閾値から前記第1閾値に設定し、
     前記第2検出信号の電圧レベルが前記第1閾値を上回った際、前記第2検出閾値を前記第1閾値から前記第2閾値に設定し、
     前記第1検出信号の電圧レベルが前記第1検出閾値を上回った若しくは下回った際、前記第2検出閾値を前記第2閾値から前記第1閾値に設定することで、
     前記第2検出信号を前記第2パルス信号に変換する請求項10~13のいずれか1項に記載の回転センサ。
  15.  前記第2比較部は前記第2検出閾値を定めるための第2検出スイッチ(43,56)を有し、
     前記第2検出スイッチとして、第3スイッチ(53)と第4スイッチ(56)を有し、
     前記第3スイッチは、前記第2検出信号の電圧レベルが前記第2検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御され、
     前記第4スイッチは、前記第1検出信号の電圧レベルが前記第1検出閾値を下回るか上回るかに応じて駆動状態が制御される請求項14に記載の回転センサ。
  16.  前記第2比較部は、
     電源とグランドとを接続する第2電源配線(47)と、
     前記第2電源配線に直列接続された少なくとも3つの第2電源抵抗(48~50)と、
     少なくとも3つの前記第2電源抵抗によって構成される少なくとも2つの中点(47a,47b)の内、グランド側に位置する中点(47a)とグランドとを接続する複数の第2グランド配線(51,54)と、
     複数の前記第2グランド配線それぞれに設けられた第2接地抵抗(52,55)と、を有し、少なくとも2つの前記中点の内、電源側に位置する中点(47b)の電位を前記第2検出閾値としており、
     前記第3スイッチは複数の前記第2グランド配線の内のひとつに設けられ、
     前記第4スイッチは前記第3スイッチが設けられた第2グランド配線とは異なる第3グランド配線に設けられている請求項15に記載の回転センサ。
  17.  前記第1検出信号と前記第2検出信号それぞれは三角波である請求項10~16いずれか1項に記載の回転センサ。
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