JP2001108700A

JP2001108700A - 回転体の逆転検出装置および逆転検出方法

Info

Publication number: JP2001108700A
Application number: JP28485699A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arai; 高志荒井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストを削減することができ、レイアウ
トの自由度を高め、コンパクトに構成することができる
回転体の逆転検出装置および逆転検出方法を提供する。【解決手段】逆転検出装置１では、ＭＲ素子４ａによ
り、歯車Ｇの回転に伴ってマグネット４ｂと歯車Ｇの歯
Ｇａとの間に発生する磁界の変化を表す中点電位ＳＶ１
が出力される。位相器６は、中点電位ＳＶ１に基づき、
所定の位相差を有する２つの信号ＳＶ３，ＳＶ４を生成
し、コンパレータ７は信号ＳＶ３，ＳＶ４を比較するこ
とにより、中点電位ＳＶ１の増減方向を検出する。Ｄ−
フリップ・フロップ１０，１１は、コンパレータ７の出
力信号ＳＶ５に基づき、中点電位ＳＶ１がヒステリシス
の下限値ＶＬを上回る領域およびヒステリシスの上限値
ＶＬ未満の領域の一方に留まっている間に、その増減方
向が複数回、反転したか否かを検出し、信号ＳＶ７，Ｓ
Ｖ８を出力する。マイクロコンピュータ１５は、出力Ｓ
Ｖ７，ＳＶ８に基づき、回転体の回転方向の逆転の有無
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の回転方向
の逆転の有無を検出する回転体の逆転検出装置および逆
転検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の回転体の逆転検出装置と
して、特開平１０−２２７８０９号公報に記載されたも
のが知られている。この回転体の逆転検出装置は、回転
可能な回転体に取り付けられたマグネットロータと、こ
のマグネットロータの磁界内に配置され、磁界の変化を
表す検出信号を出力する磁気抵抗素子と、磁気抵抗素子
の検出信号が入力される演算回路とを備えている。マグ
ネットロータの外周面には、多数のＮ極およびＳ極から
成る磁極が交互に配置されており、これらの多数の磁極
は、これらの中で最も強力な磁力を有する１つの第１磁
極と、この第１磁極の隣りに配置された２番目に強力な
第２磁極と、これらの２つの磁極より弱くかつ互いに同
じ磁力を有する多数の第３磁極とで構成されている。

【０００３】この回転体の逆転検出装置では、マグネッ
トロータの回転により上記多数の磁極が磁気抵抗素子の
付近を通過すると、これに伴い、磁気抵抗素子から出力
される検出信号は、磁界の変化に応じて電圧降下と電圧
上昇を繰り返す。特に、第１および第２磁極が通過する
際には、他の第３磁極よりも大きな度合でそれぞれ電圧
降下する。そして、演算回路は、第１および第２磁極に
対応する２回の電圧降下の発生順序を検出し、これに基
づきマグネットロータの回転方向を検出することで、回
転体の回転方向の逆転の有無を検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回転体の逆
転検出装置によれば、回転方向の逆転の有無を検出する
ために、磁力の異なる３種類の磁極を多数、配置した特
殊なマグネットロータを用いなければならない。このた
め、製造コストの増大を招くという問題がある。また、
このような特殊なマグネットロータに代えて磁性体で構
成されたギアロータを用い、このギアロータの回転を複
数の磁気検出センサで検出することにより、回転体の回
転方向の逆転の有無を検出する逆転検出装置も知られて
いる。しかし、この逆転検出装置では、複数の磁気検出
センサを用いなければならないので、これら複数の磁気
検出センサを配置するためのスペースが必要になるとと
もに、装置のレイアウトの自由度が低いという問題があ
る。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、製造コストを削減することができ、レイア
ウトの自由度を高め、コンパクトに構成することができ
る回転体の逆転検出装置および逆転検出方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、回転体（例えば実施形態に
おける（以下、この項において同じ）車軸）の回転方向
の逆転の有無を検出する回転体（車軸）の逆転検出装置
１であって、磁性体で構成され、回転体（車軸）の回転
に伴って回転し、外周面に回転方向に沿って間隔を存し
て配置された複数の歯Ｇａを有する回転可能な歯車（ギ
アロータＧ）と、この歯車（ギアロータＧ）の歯Ｇａと
の間に磁界を発生させる磁界発生手段（マグネット４
ｂ）と、歯車（ギアロータＧ）の回転に伴う磁界の変化
を表す検出信号（中点電位ＳＶ１）を出力する磁気検出
手段（ＭＲ素子４ａ）と、この磁気検出手段（ＭＲ素子
４ａ）の検出信号（中点電位ＳＶ１）に基づき、互いの
間に所定の位相差を有する２つの電気信号（信号ＳＶ
３，ＳＶ４）を生成する信号生成手段（位相器６）と、
これら２つの電気信号（信号ＳＶ３，ＳＶ４）を比較す
ることにより、検出信号（中点電位ＳＶ１）の増減方向
を検出する増減方向検出手段（コンパレータ７）と、こ
の増減方向検出手段（コンパレータ７）の検出結果（信
号ＳＶ５）に基づき、検出信号（中点電位ＳＶ１）が基
準値を上回る領域（ヒステリシスの下限値ＶＬを上回る
領域）およびこの基準値未満の領域（ヒステリシスの上
限値ＶＬ未満の領域）の一方に留まっている間に、検出
信号（中点電位ＳＶ１）の増減方向が複数回（３回）、
反転したか否かを検出する反転検出手段（Ｄ−フリップ
・フロップ１０，１１）と、この反転検出手段（Ｄ−フ
リップ・フロップ１０，１１）の検出結果（信号ＳＶ
７，ＳＶ８）に基づき、回転体（車軸）の回転方向の逆
転の有無を検出する逆転検出手段（Ｄ−フリップ・フロ
ップ１２，ＥＸ＿ＯＲ１４，マイクロコンピュータ１
５）と、を備えることを特徴とする。

【０００７】この回転体の逆転検出装置によれば、マグ
ネットなどの磁界発生手段により、磁性体で構成された
歯車の歯との間に磁界が発生する。この磁界の強さは、
歯車の歯が間隔を存して配置されていることにより、回
転体の回転に伴う歯車の回転に応じて変化し、磁気検出
手段は、この磁界の強さの変化を表す検出信号を出力す
る。このため、回転体が同一方向に回転している状態で
は、磁気検出手段で検出された検出信号の値は、最大値
と最小値の間で規則的に増減を繰り返す特性を示す。こ
れに対して、回転体が同一方向の回転から逆転する際に
は、検出信号の値は、その増減方向が最大値または最小
値に達することなく反転するという特性、言い換えれば
最大値と最小値の間である基準値を横切る前に複数回、
反転するという特性を示す。したがって、以上のような
検出信号の特性に基づき、磁気検出手段の検出信号に基
づいて生成した位相差を有する２つの電気信号を増減方
向検出手段で比較することにより、検出信号の増減方向
を検出するとともに、上記基準値を適切に設定し、検出
信号が基準値を上回る領域およびこの基準値未満の領域
の一方に留まっている間に、その増減方向が複数回、反
転したか否かを反転検出手段で検出することによって、
歯車の回転方向の逆転の有無、すなわち回転体の回転方
向の逆転の有無を正確に検出することができる。

【０００８】また、従来の回転体の逆転検出装置のよう
なマグネットロータは不要であり、ギアロータを有する
既存の検出装置に簡単な回路を付加するだけで構成で
き、センサを新たに追加する必要もない。これにより、
製造コストを削減できるとともに、装置全体をコンパク
トに構成できる。さらに、磁気検出手段を１個の磁気検
出センサで構成することにより、従来の複数の磁気検出
センサを用いる装置と比べて、装置のレイアウトの自由
度を高めることができ、装置全体をよりコンパクトに構
成できる。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
回転体（車軸）の逆転検出装置において、基準値は所定
幅（下限値ＶＬと上限値ＶＨの間の幅）のヒステリシス
を備えていることを特徴とする。

【００１０】この回転体の逆転検出装置によれば、反転
検出手段における検出結果を示す信号のチャタリングを
防止でき、回転方向の逆転の有無を安定して検出でき
る。また、検出信号の値が最大値または最小値に達する
ことなく、その増減方向が反転する状態、すなわち回転
体の回転方向が逆転する状態をより適切に検出すること
ができる。この観点からヒステリシスの所定幅は、検出
信号の最大値と最小値の間でできるだけ大きく設定する
ことが好ましい。

【００１１】請求項３に係る発明は、回転体（車軸）の
回転方向の逆転の有無を検出する回転体（車軸）の逆転
検出方法であって、磁性体で構成され、外周面に回転方
向に沿って間隔を存して配置された複数の歯Ｇａを有
し、回転体（車軸）の回転に伴って回転可能な歯車（ギ
アロータＧ）を設け、この歯車（ギアロータＧ）の歯Ｇ
ａとの間に磁界を発生させ、歯車（ギアロータＧ）の回
転に伴う磁界の変化を表す検出信号（中点電位ＳＶ１）
を検出し、検出した検出信号（中点電位ＳＶ１）に基づ
き、互いの間に所定の位相差を有する２つの電気信号
（信号ＳＶ３，ＳＶ４）を生成し、これら２つの電気信
号（信号ＳＶ３，ＳＶ４）を比較することにより、検出
信号（中点電位ＳＶ１）の増減方向を検出し、検出した
検出信号（中点電位ＳＶ１）の増減方向に基づき、検出
信号（中点電位ＳＶ１）が基準値を上回る領域（ヒステ
リシスの下限値ＶＬを上回る領域）およびこの基準値未
満の領域（ヒステリシスの上限値ＶＬ未満の領域）の一
方に留まっている間に、検出信号（中点電位ＳＶ１）の
増減方向が複数回（３回）、反転したか否かを検出し、
検出した検出信号（中点電位ＳＶ１）における増減方向
の複数回（３回）の反転の有無に基づき、回転体（車
軸）の回転方向の逆転の有無（Ｄ−フリップ・フロップ
１２の出力ＳＶ１０の変化の有無）を検出することを特
徴とする。

【００１２】この回転体の逆転検出方法によれば、この
方法を実施する装置の製造コストを削減することがで
き、装置のレイアウトの自由度を高め、装置全体をコン
パクトに構成することができる。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
回転体（車軸）の逆転検出方法において、基準値は所定
幅（下限値ＶＬと上限値ＶＨの間の幅）のヒステリシス
を備えていることを特徴とする。

【００１４】この回転体の逆転検出方法によれば、上記
回転体の逆転検出装置と同様に、回転方向の逆転の有無
を安定して検出でき、回転体の回転方向が逆転する状態
をより適切に検出することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る回転体の逆転検出装置について説
明する。図１および図２は、本発明の回転体の逆転検出
装置の概略構成を示している。この逆転検出装置１は、
ギアロータＧの回転方向が逆転したか否かを検出するも
のであり、センサ回路２と、このセンサ回路２に接続さ
れた検出回路３とを備えている。図３および図４に示す
ように、ギアロータＧは、磁性体である鋼製の歯車であ
り、回転体としての自動車の車軸（図示せず）と一体に
回転するように取り付けられている。また、ギアロータ
Ｇの外周面には、多数の歯Ｇａ（１つのみ図示）が所定
の等間隔で配置されている。

【００１６】次に、センサ回路２について説明する。セ
ンサ回路２は、２つのＭＲ素子４ａ，４ａおよびマグネ
ット４ｂからなるセンサ部４と、このセンサ部４に接続
されたコンパレータ５および位相器６（phase shifte
r）と、位相器６に接続されたコンパレータ７とを備え
ている。

【００１７】ＭＲ素子４ａ，４ａ（磁気検出手段）は、
半導体で構成された磁気抵抗素子であり、図３および図
４に示すように、ギアロータＧに対向し、かつギアロー
タＧの歯Ｇａとの間に所定間隔を存して配置される。ま
た、上記センサ部４のマグネット４ｂ（磁界発生手段）
は、磁性体である鋼製のギアロータＧの歯Ｇａが近づい
たときに、これとの間に磁界を発生させる位置に配置さ
れており、各ＭＲ素子４ａは、この発生した磁界内に位
置するように配置されている。さらに、ＭＲ素子４ａ，
４ａは、検出回路３のＶＣＣ回路８とグランドの間に直
列に接続されており、また、このＶＣＣ回路８とグラン
ドの間には、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列に接続されて
いる。これらの抵抗Ｒ１，Ｒ２は、互いに同じ値に設定
されているとともに、ＭＲ素子４ａ，４ａに対して並列
に設けられている。

【００１８】また、ＭＲ素子４ａ，４ａ間の中点は、コ
ンパレータ５の反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ
２の中点は、コンパレータ５の非反転入力端子に接続さ
れている。コンパレータ５の出力端子は、抵抗Ｒ３を介
して非反転入力端子に接続されており、このように正帰
還がかけられていることにより、コンパレータ５は、ヒ
ステリシスを有するシュミットトリガ回路を構成してい
る。図３および図４に示すように、このヒステリシス
は、所定の上限値ＶＨと所定の下限値ＶＬとで規定され
る所定幅を有している。また、コンパレータ５の出力端
子は、後述する検出回路３の波形整形回路９と、２つの
Ｄ−フリップ・フロップ１０，１１のＤ端子とに接続さ
れている。

【００１９】さらに、位相器６（信号生成手段）は、コ
ンパレータ６ａおよび２つのＣＲ遅延回路６ｂ，６ｃを
備えている。コンパレータ６ａの出力端子は、反転入力
端子に接続されており、このように負帰還がかけられて
いることにより、コンパレータ６ａはバッファ回路を構
成している。また、コンパレータ６ａの出力端子は、Ｃ
Ｒ遅延回路６ｂ，６ｃに接続されており、これらのＣＲ
遅延回路６ｂ，６ｃの出力端子はそれぞれ、コンパレー
タ７の反転入力端子および非反転入力端子に接続されて
いる。コンパレータ７の出力端子は、後述する検出回路
３のインバータ１３およびＤ−フリップ・フロップ１１
のクロック端子に接続されている。

【００２０】次に、検出回路３について説明する。検出
回路３は、ＶＣＣ回路８、波形整形回路９、３つのＤ−
フリップ・フロップ１０，１１，１２、インバータ１
３、ＥＸ＿ＯＲ１４（EXCLUSIVE OR）およびマイクロコ
ンピュータ１５（以下「マイコン１５」という）を備え
ている。ＶＣＣ回路８は、前述したＭＲ素子４ａおよび
抵抗Ｒ１に接続された電源回路であり、これらに電力を
供給する。波形整形回路９は、コンパレータ５の出力端
子に接続されている。

【００２１】また、Ｄ−フリップ・フロップ１０（反転
検出手段）は、そのクロック端子が前述したコンパレー
タ７の出力端子に接続され、Ｄ端子が前述したコンパレ
ータ５の出力端子に接続されている。さらに、Ｄ−フリ
ップ・フロップ１１（反転検出手段）は、そのクロック
端子がインバータ１３を介してコンパレータ７の出力端
子に接続され、Ｄ端子がコンパレータ５の出力端子に接
続されている。これらＤ−フリップ・フロップ１０，１
１のＱ端子は、ＥＸ＿ＯＲ１４（逆転検出手段）の入力
端子に接続されており、ＥＸ＿ＯＲ１４の出力端子は、
Ｄ−フリップ・フロップ１２（逆転検出手段）のクロッ
ク端子に接続されている。

【００２２】さらに、Ｄ−フリップ・フロップ１２のＱ
・ＢＡＲ端子はＤ端子に接続され、Ｑ端子は、マイコン
１５（逆転検出手段）の入力ポートに接続されている。
このマイコン１５は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭおよび
ＲＯＭなどで構成されている。

【００２３】以上のような逆転検出装置１のセンサ回路
２では、図３（ａ）に示すように、ギアロータＧが図中
の矢印Ａ１の方向（図中の左から右へ向かう方向）に回
転すると、ギアロータＧの歯Ｇａが図中の左方からマグ
ネット４ｂの左半部に近づくのにつれて、両者の間の磁
界が強くなる。これに伴い、左側のＭＲ素子４ａの抵抗
値が増大することにより、図３（ｂ）に示すように、Ｍ
Ｒ素子４ａ，４ａ間の中点電位ＳＶ１（検出信号）が降
下する。また、降下した中点電位ＳＶ１の値が前述した
コンパレータ５のヒステリシスの下限値ＶＬを下回る
と、コンパレータ５の出力ＳＶ２が「Ｌｏｗ」レベル
（以下、単に「Ｌ」という）から「Ｈｉｇｈ」レベル
（以下、単に「Ｈ」という）に変化する。

【００２４】この後、ギアロータＧが矢印Ａ１の方向に
さらに回転すると、左側のＭＲ素子４ａの抵抗値はさら
に増大し、ギアロータＧの歯Ｇａが左側のＭＲ素子４ａ
に最も接近したとき、すなわち歯Ｇａの中心がギアロー
タＧの回転中心とＭＲ素子４ａの中心とを結ぶ線上に位
置しているときに最大になる。この後、ギアロータＧが
同一方向にさらに回転し、左側のＭＲ素子４ａから遠ざ
かると、その抵抗値は減少し始め、これに伴って中点電
位ＳＶ１は上昇する。そして、ギアロータＧの歯Ｇａが
マグネット４ｂの右半部に接近するのにつれて、これら
の間の磁界が強くなり、これに伴って右側のＭＲ素子４
ａの抵抗値が上昇する。これに伴い、中点電位ＳＶ１の
値がさらに上昇し、前述したヒステリシスの上限値ＶＨ
を上回ると、コンパレータ５の出力ＳＶ２が「Ｌ」から
「Ｈ」に変化する。

【００２５】この後、ギアロータＧが同一方向にさらに
回転すると、右側のＭＲ素子４ａの抵抗値は増大し、ギ
アロータＧの歯Ｇａが最も接近したときに最大になる。
この後、ギアロータＧがさらに同一方向に回転し、右側
のＭＲ素子４ａから遠ざかると、その抵抗値は減少し始
め、これに伴って中点電位ＳＶ１は降下する。中点電位
ＳＶ１およびコンパレータ５の出力ＳＶ２は、以上のよ
うに変化し、このような変化がギアロータＧの歯Ｇａが
通過するごとに周期的に繰り返される。

【００２６】一方、ギアロータＧの回転方向が図４
（ａ）の矢印Ａ２で示すように逆転する場合、すなわち
ギアロータＧの歯Ｇａが左方から左側のＭＲ素子４ａに
接近して、これに最接近する前に回転方向が逆転した場
合には、まず、ギアロータＧの歯Ｇａが左方から左側の
ＭＲ素子４ａに接近するのにつれて、その抵抗値が増大
することにより、図４（ｂ）に示すように、中点電位Ｓ
Ｖ１が降下する。この後、ギアロータＧの回転方向が逆
転すると、中点電位ＳＶ１は、前記ヒステリシスの下限
値ＶＬを下回る前に上昇し始める。このため、図４
（ｃ）に示すように、コンパレータ５の出力ＳＶ２は、
「Ｌ」の状態に保持される。

【００２７】また、ギアロータＧの回転方向が図４
（ａ）の矢印Ａ３で示すように逆転する場合、すなわち
ギアロータＧが、その歯Ｇａが左側のＭＲ素子４ａを越
えた後に左方に逆転する場合には、歯Ｇａが左側のＭＲ
素子４ａに接近するのにつれて、その抵抗値が増大する
ことにより、図４（ｄ）に示すように、中点電位ＳＶ１
が降下する。この後、ギアロータＧが左側のＭＲ素子４
ａにさらに近づくと、降下した中点電位ＳＶ１がヒステ
リシスの下限値ＶＬを下回った時点で、図４（ｅ）に示
すように、コンパレータ５の出力ＳＶ２は「Ｌ」から
「Ｈ」に変化する。

【００２８】このように出力ＳＶ２が変化した後、ギア
ロータＧが右方にさらに回転すると、左側のＭＲ素子４
ａに最も接近する位置で中点電位ＳＶ１が最も降下し、
この位置を越えた右側の位置でギアロータＧの回転方向
が逆転する。この逆転時を境にして、中点電位ＳＶ１は
逆転前と対称に変化する。この場合、中点電位ＳＶ１は
ヒステリシスの上限値ＶＨを上回らない領域に留まって
おり、この間、その増減方向が３回、反転する。また、
中点電位ＳＶ１がヒステリシスの上限値ＶＨを上回らな
いことで、コンパレータ５の出力ＳＶ２は「Ｈ」の状態
に保持される。

【００２９】また、センサ回路２では、前述したＭＲ素
子４ａ，４ａ間の中点電位ＳＶ１は位相器６にも入力さ
れ、この位相器６により位相差設定処理を施された後、
位相器６のＣＲ遅延回路６ｃ，６ｄから出力信号ＳＶ
３，ＳＶ４（電気信号）として出力される。出力信号Ｓ
Ｖ３，ＳＶ４は、互いに同じ波形を有する電圧信号とし
て同じ増幅率で生成され、出力信号ＳＶ３は中点電位Ｓ
Ｖ１に対する位相遅れが極めて小さく、出力信号ＳＶ４
は出力信号ＳＶ３に対して所定の位相遅れを有する。こ
れらの出力信号ＳＶ３，ＳＶ４は、コンパレータ７の反
転入力端子および非反転入力端子にそれぞれ入力され
る。

【００３０】コンパレータ７の出力信号ＳＶ５（増減方
向検出手段の検出結果）のレベルは、出力信号ＳＶ３の
値が出力信号ＳＶ４の値よりも大きいときに「Ｈ」から
「Ｌ」に変化し、出力信号ＳＶ３の値が出力信号ＳＶ４
の値よりも小さいときに「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。
ここで、出力信号ＳＶ３の値が出力信号ＳＶ４の値より
大きいことは、中点電位ＳＶ１が増大（上昇）している
ことを示し、その逆は、中点電位ＳＶ１が減少（降下）
していることを示すので、出力信号ＳＶ５のレベルの変
化により、中点電位ＳＶ１の増減方向の反転が検出され
る。この出力信号ＳＶ５は、検出回路３のインバータ１
３およびＤ−フリップ・フロップ１１のクロック端子に
送られる。また、前述したコンパレータ５の出力ＳＶ２
は、検出回路３の波形整形回路９およびＤ−フリップ・
フロップ１０，１１のＤ端子に送られる。

【００３１】一方、検出回路３では、センサ回路２のコ
ンパレータ７からの信号ＳＶ５が、Ｄ−フリップ・フロ
ップ１０のクロック端子に入力される。また、Ｄ−フリ
ップ・フロップ１０のＤ端子には、前述したコンパレー
タ５の出力ＳＶ２が入力される。Ｄ−フリップ・フロッ
プ１０は、クロック端子に入力される信号ＳＶ５が
「Ｌ」から「Ｈ」に変化する際に、その立上りに同期し
て、信号ＳＶ５の変化前にＤ端子に入力されていた信号
ＳＶ２が「Ｈ」のときには「Ｈ」の信号ＳＶ７（反転検
出手段の検出結果）をＱ端子からＥＸ＿ＯＲ１４に出力
し、信号ＳＶ２が「Ｌ」のときには「Ｌ」の信号ＳＶ７
をＱ端子からＥＸ＿ＯＲ１４に出力する。

【００３２】また、信号ＳＶ５は、インバータ１３によ
り反転された信号ＳＶ６となり、この信号ＳＶ６は、Ｄ
−フリップ・フロップ１１のクロック端子に入力され
る。Ｄ−フリップ・フロップ１１のＤ端子には、前述し
たコンパレータ５の出力ＳＶ２が入力される。Ｄ−フリ
ップ・フロップ１１は、クロック端子に入力された信号
ＳＶ６が「Ｌ」から「Ｈ」に変化する際に、その立上り
に同期して、信号ＳＶ６の変化前にＤ端子に入力されて
いた信号ＳＶ２が「Ｈ」のときには「Ｈ」の信号ＳＶ８
（反転検出手段の検出結果）をＱ端子からＥＸ＿ＯＲ１
４に出力し、信号ＳＶ２が「Ｌ」のときには「Ｌ」の信
号ＳＶ８をＱ端子からＥＸ＿ＯＲ１４に出力する。

【００３３】ＥＸ＿ＯＲ１４は、Ｄ−フリップ・フロッ
プ１０，１１からの信号ＳＶ７，ＳＶ８のレベルが同じ
ときに「Ｌ」の信号ＳＶ９を、それ以外のときに「Ｈ」
の信号ＳＶ９を、Ｄ−フリップ・フロップ１２のクロッ
ク端子に出力する。Ｄ−フリップ・フロップ１２では、
そのＱ・ＢＡＲ端子がＤ端子に接続されているので、ク
ロック端子に入力された信号ＳＶ９が「Ｌ」から「Ｈ」
に変化する際に、その立上りに同期して、信号ＳＶ９の
変化前のＱ端子の出力が「Ｈ」のとき、すなわちＱ・Ｂ
ＡＲ端子の出力が「Ｌ」のときには、「Ｌ」の信号ＳＶ
１０をＱ端子からマイコン１５に出力し、Ｑ端子の出力
レベルが「Ｌ」のときには、「Ｈ」の信号ＳＶ１０をＱ
端子からマイコン１５に出力する。マイコン１５は、信
号ＳＶ１０が「Ｌ」のときにギアロータＧが正回転して
いることを、信号ＳＶ１０が「Ｈ」のときにギアロータ
Ｇが逆回転していることを検出する。すなわち、信号Ｓ
Ｖ１０が「Ｌ」から「Ｈ」に、または「Ｈ」から「Ｌ」
に変化したときに、ギアロータＧが逆転したことを検出
する。

【００３４】以上のように構成された逆転検出装置１の
動作について、図５のタイミングチャートを参照しなが
ら説明する。なお、前述したように、ＭＲ素子４ａ，４
ａ間の中点電位ＳＶ１と位相器６の出力ＳＶ３との間の
位相差がほとんどないので、図５においては、出力ＳＶ
３の波形と中点電位ＳＶ１の波形を共通とし、これらの
動作を説明する。まず、ギアロータＧが正回転している
ときに、中点電位ＳＶ１がコンパレータ５のヒステリシ
スの下限値ＶＬを下回った時点（時刻ｔ１）で、コンパ
レータ５の出力信号ＳＶ２が「Ｌ」から「Ｈ」に変化す
る。この後、中点電位ＳＶ１が増加方向に反転する。そ
の後の時刻ｔ２において、中点電位ＳＶ１がヒステリシ
スの上限値ＶＨを上回ることなく減少方向に反転する
と、出力信号ＳＶ２は変化することなく「Ｈ」に保持さ
れ、この直後にコンパレータ７の出力信号ＳＶ５が
「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。

【００３５】このように信号ＳＶ５が「Ｌ」から「Ｈ」
に変化した時に、変化前のＤ−フリップ・フロップ１０
のＤ端子の入力ＳＶ２が「Ｈ」であるので、信号ＳＶ５
の立上りに同期して、そのＱ端子の出力ＳＶ７は「Ｌ」
から「Ｈ」に変化する。このとき、Ｄ−フリップ・フロ
ップ１１のＱ端子の出力ＳＶ８は「Ｈ」のまま変化しな
いので、ＥＸ＿ＯＲ１４の出力ＳＶ９が「Ｈ」から
「Ｌ」に変化する。

【００３６】この後、中点電位ＳＶ１は増加方向に再
度、反転し、その後の時刻ｔ３においてヒステリシスの
上限値ＶＨを上回ると、出力信号ＳＶ２が「Ｌ」から
「Ｈ」に変化する。この後の時刻ｔ４において、中点電
位ＳＶ１が減少方向に反転し、この直後にコンパレータ
７の出力信号ＳＶ５が「Ｌ」から「Ｈ」に変化し、この
立上りに同期して、Ｄ−フリップ・フロップ１０の出力
ＳＶ７が「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。このように出力
ＳＶ７が「Ｈ」から「Ｌ」に変化した時に、Ｄ−フリッ
プ・フロップ１１のＱ端子の出力ＳＶ８は「Ｈ」のまま
変化しないので、ＥＸ＿ＯＲ１４の出力ＳＶ９が「Ｌ」
から「Ｈ」に変化する。この出力ＳＶ９の立上りに同期
して、Ｄ−フリップ・フロップ１２の出力ＳＶ１０が
「Ｌ」から「Ｈ」に変化し、これにより、マイコン１５
は、ギアロータＧの回転方向が正回転から逆回転に変わ
ったことを検出する。

【００３７】この後、中点電位ＳＶ１が、コンパレータ
５のヒステリシスの上限値ＶＨを上回った時点（時刻ｔ
５）で、コンパレータ５の出力信号ＳＶ２が「Ｈ」から
「Ｌ」に変化する。この後、中点電位ＳＶ１が増加方向
に反転し、その後の時刻ｔ６において、ヒステリシスの
下限値ＶＬを下回ることなく増加方向に反転すると、出
力信号ＳＶ２は「Ｌ」のままに保持され、この直後にコ
ンパレータ７の出力信号ＳＶ５が「Ｈ」から「Ｌ」に変
化し、インバータ１３の出力ＳＶ６が「Ｌ」から「Ｈ」
に変化する。

【００３８】このように信号ＳＶ６が「Ｌ」から「Ｈ」
に変化した時に、変化前のＤ−フリップ・フロップ１１
のＤ端子の入力ＳＶ２が「Ｌ」であるので、Ｑ端子の出
力ＳＶ８は、信号ＳＶ６の立上りに同期して「Ｈ」から
「Ｌ」に変化する。このとき、Ｄ−フリップ・フロップ
１０のＱ端子の出力ＳＶ７は「Ｌ」のまま変化しないの
で、ＥＸ＿ＯＲ１４の出力ＳＶ９が「Ｈ」から「Ｌ」に
変化する。

【００３９】この後、中点電位ＳＶ１が増加方向に再
度、反転し、その後の時刻ｔ７において、ヒステリシス
の下限値ＶＬを下回ると、出力信号ＳＶ２が「Ｌ」から
「Ｈ」に変化する。この後の時刻ｔ８において、中点電
位ＳＶ１が増加方向に反転し、この直後にコンパレータ
７の出力信号ＳＶ５が「Ｈ」から「Ｌ」に変化し、イン
バータ１３の出力ＳＶ６が「Ｌ」から「Ｈ」に変化す
る。このように信号ＳＶ６が「Ｌ」から「Ｈ」に変化し
た時に、変化前のＤ−フリップ・フロップ１１のＤ端子
の入力ＳＶ２が「Ｈ」であるので、Ｑ端子の出力ＳＶ８
は、信号ＳＶ６の立上りに同期して「Ｌ」から「Ｈ」に
変化する。このとき、Ｄ−フリップ・フロップ１０のＱ
端子の出力ＳＶ７は「Ｌ」のまま変化しないので、ＥＸ
＿ＯＲ１４の出力ＳＶ９が「Ｌ」から「Ｈ」に変化す
る。

【００４０】この出力ＳＶ９の立上りに同期して、Ｄ−
フリップ・フロップ１２の出力ＳＶ１０が「Ｈ」から
「Ｌ」に変化する。これにより、マイコン１５は、ギア
ロータＧの回転方向が逆回転から正回転に変化したこと
を検出する。

【００４１】以上のように本実施形態の逆転検出装置１
によれば、ギアロータＧの回転方向が逆転したときに
は、ＭＲ素子４ａ，４ａ間の中点電位ＳＶ１は、ヒステ
リシスの上限値ＶＨを上回らない領域、または下限値Ｖ
Ｌを下回らない領域にある間に、その増減方向が３回、
反転する。したがって、中点電位ＳＶ１から位相器６に
より生成した所定の位相差を有する２つの信号ＳＶ３，
ＳＶ４をコンパレータ７で比較することで、中点電位Ｓ
Ｖ１の値がヒステリシスの上限値ＶＨを上回ることなく
その増減方向が３回、反転したか否か、またはヒステリ
シスの下限値ＶＬを下回ることなくその増減方向が３
回、反転したか否かを検出することにより、ギアロータ
Ｇの回転方向の逆転の有無、すなわち車軸の回転方向の
逆転の有無を正確に検出することができる。

【００４２】また、前述したようにコンパレータ５がヒ
ステリシスを有するシュミットトリガ回路を構成してい
ることで、その出力信号ＳＶ２のチャタリングを防止で
き、車軸の回転方向の逆転の有無を安定して検出でき
る。さらに、ヒステリシスの所定幅を、中点電位ＳＶ１
の最大値および最小値の間で可能な限り大きく設定する
ことにより、車軸の回転方向の逆転をより適切に検出す
ることができる。

【００４３】さらに、従来の逆転検出装置のようなマグ
ネットロータは不要であり、ギアロータＧを有する既存
の検出装置に簡単な回路を付加するだけで構成でき、セ
ンサを新たに追加する必要もない。また、従来の複数の
磁気検出センサを用いる逆転検出装置と異なり、１個の
磁気検出センサ（センサ部４）を用いるだけで車軸の回
転方向の逆転を検出できる。以上により、製造コストを
削減できるとともに、逆転検出装置１のレイアウトの自
由度を高め、装置全体をコンパクトに構成できる。

【００４４】なお、前述した実施形態においては、ＭＲ
素子４ａ，４ａ間の中点電位ＳＶ１を検出するセンサ回
路２や、ギアロータＧの回転方向の逆転の有無を検出す
る検出回路３などを電気回路で構成したが、これらのセ
ンサ回路２および検出回路３は電気回路に限らず、マイ
クロコンピュータのプログラムで構成してもよい。ま
た、コンパレータ７に抵抗を介した正帰還をかけること
により、コンパレータ７にヒステリシス特性を持たせ、
その出力ＳＶ５にヒステリシスをかけるようにしてもよ
い。このようにすれば、コンパレータ７の出力ＳＶ５の
チャタリングを防止することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の回転体の逆転検
出装置および逆転検出方法によれば、製造コストを削減
することができ、レイアウトの自由度を高め、コンパク
トに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る回転体の逆転検出装
置のセンサ回路の概略構成を示す回路図である。

【図２】逆転検出装置の検出回路の概略構成を示す回路
図である。

【図３】ギアロータが一方向に回転しているときのセン
サ回路の動作を説明するための（ａ）ギアロータの歯の
ＭＲ素子に対する位置関係を示す説明図と、（ｂ）
（ｃ）ギアロータの回転に伴う中点電位ＳＶ１およびコ
ンパレータの出力ＳＶ２の変化をそれぞれ示すタイミン
グチャートである。

【図４】ギアロータが逆転したときのセンサ回路の動作
を説明するための（ａ）ギアロータの歯のＭＲ素子に対
する位置関係を示す説明図と、（ｂ）〜（ｅ）ギアロー
タの逆転に伴う中点電位ＳＶ１およびコンパレータの出
力ＳＶ２の変化をそれぞれ示すタイミングチャートであ
る。

【図５】ギアロータが正回転から逆回転した後、さらに
正回転に復帰したときの逆転検出装置の動作を示す
（ａ）〜（ｈ）タイミングチャートである。

【符号の説明】

１逆転検出装置４ａＭＲ素子（磁気検出手段）４ｂマグネット（磁界発生手段）６位相器（信号生成手段）７コンパレータ（増減方向検出手段）１０Ｄ−フリップ・フロップ（反転検出手段）１１Ｄ−フリップ・フロップ（反転検出手段）１２Ｄ−フリップ・フロップ（逆転検出手段）１４ＥＸ＿ＯＲ１４（逆転検出手段）１５マイクロコンピュータ（逆転検出手段）Ｇギアロータ（歯車）Ｇａギアロータの歯ＳＶ１中点電位（検出信号）ＳＶ３位相器の出力信号（電気信号）ＳＶ４位相器の出力信号（電気信号）ＳＶ５コンパレータの出力信号（増減方向検出手段
の検出結果）ＳＶ７Ｄ−フリップ・フロップ１０の出力信号（反
転検出手段の検出結果）ＳＶ８Ｄ−フリップ・フロップ１１の出力信号（反
転検出手段の検出結果）ＶＨヒステリシスの上限値ＶＬヒステリシスの下限値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体の回転方向の逆転の有無を検出す
る回転体の逆転検出装置であって、磁性体で構成され、前記回転体の回転に伴って回転し、
外周面に回転方向に沿って間隔を存して配置された複数
の歯を有する回転可能な歯車と、この歯車の前記歯との間に磁界を発生させる磁界発生手
段と、前記歯車の回転に伴う前記磁界の変化を表す検出信号を
出力する磁気検出手段と、この磁気検出手段の前記検出信号に基づき、互いの間に
所定の位相差を有する２つの電気信号を生成する信号生
成手段と、これら２つの電気信号を比較することにより、前記検出
信号の増減方向を検出する増減方向検出手段と、この増減方向検出手段の検出結果に基づき、前記検出信
号が基準値を上回る領域およびこの基準値未満の領域の
一方に留まっている間に、前記検出信号の増減方向が複
数回、反転したか否かを検出する反転検出手段と、この反転検出手段の検出結果に基づき、前記回転体の回
転方向の逆転の有無を検出する逆転検出手段と、を備え
ることを特徴とする回転体の逆転検出装置。
【請求項２】前記基準値は所定幅のヒステリシスを備
えていることを特徴とする請求項１に記載の回転体の逆
転検出装置。
【請求項３】回転体の回転方向の逆転の有無を検出す
る回転体の逆転検出方法であって、磁性体で構成され、外周面に回転方向に沿って間隔を存
して配置された複数の歯を有し、前記回転体の回転に伴
って回転可能な歯車を設け、この歯車の前記歯との間に磁界を発生させ、前記歯車の回転に伴う前記磁界の変化を表す検出信号を
検出し、当該検出した検出信号に基づき、互いの間に所定の位相
差を有する２つの電気信号を生成し、これら２つの電気信号を比較することにより、前記検出
信号の増減方向を検出し、当該検出した前記検出信号の増減方向に基づき、前記検
出信号が基準値を上回る領域およびこの基準値未満の領
域の一方に留まっている間に、前記検出信号の増減方向
が複数回、反転したか否かを検出し、当該検出した前記検出信号における増減方向の複数回の
反転の有無に基づき、前記回転体の回転方向の逆転の有
無を検出することを特徴とする回転体の逆転検出方法。
【請求項４】前記基準値は所定幅のヒステリシスを備
えていることを特徴とする請求項３に記載の回転体の逆
転検出方法。