JP2015038465A - 回転センサ - Google Patents

回転センサ Download PDF

Info

Publication number
JP2015038465A
JP2015038465A JP2014020694A JP2014020694A JP2015038465A JP 2015038465 A JP2015038465 A JP 2015038465A JP 2014020694 A JP2014020694 A JP 2014020694A JP 2014020694 A JP2014020694 A JP 2014020694A JP 2015038465 A JP2015038465 A JP 2015038465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
threshold
detection
detection signal
voltage level
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014020694A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6206228B2 (ja
Inventor
徹哉 近江
Tetsuya Omi
徹哉 近江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2014020694A priority Critical patent/JP6206228B2/ja
Priority to PCT/JP2014/003708 priority patent/WO2015008472A1/ja
Priority to US14/904,818 priority patent/US10001503B2/en
Publication of JP2015038465A publication Critical patent/JP2015038465A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6206228B2 publication Critical patent/JP6206228B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451Incremental encoders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489Digital circuits therefor

Landscapes

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

Abstract

【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図4

Description

本発明は、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、本発明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。
上記した目的を達成するために、本発明は、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、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、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、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(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、を有し、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ことを特徴とする。
このように本発明によれば、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、本発明では、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。
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけているが、この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。
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。 処理部の概略構成を示すブロック図である。 処理部の等価回路を示す回路図である。 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。 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。 処理部の概略構成を示すブロック図である。 処理部の等価回路を示す回路図である。 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、本発明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および図3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3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3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および図3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3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3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、本発明の第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8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。これに対して第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8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8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、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明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。
10・・・磁電変換部
30・・・処理部
31・・・第1比較部
32・・・第2比較部
100・・・回転センサ
200・・・回転体

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ことを特徴とする回転センサ。
  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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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度異なっていることを特徴とする請求項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ことを特徴とする回転センサ。
  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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項10〜16いずれか1項に記載の回転センサ。
JP2014020694A 2013-07-16 2014-02-05 回転センサ Expired - Fee Related JP6206228B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014020694A JP6206228B2 (ja) 2013-07-16 2014-02-05 回転センサ
PCT/JP2014/003708 WO2015008472A1 (ja) 2013-07-16 2014-07-14 回転センサ
US14/904,818 US10001503B2 (en) 2013-07-16 2014-07-14 Rotation sensor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013147713 2013-07-16
JP2013147713 2013-07-16
JP2014020694A JP6206228B2 (ja) 2013-07-16 2014-02-05 回転センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015038465A true JP2015038465A (ja) 2015-02-26
JP6206228B2 JP6206228B2 (ja) 2017-10-04

Family

ID=52345949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014020694A Expired - Fee Related JP6206228B2 (ja) 2013-07-16 2014-02-05 回転センサ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10001503B2 (ja)
JP (1) JP6206228B2 (ja)
WO (1) WO2015008472A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3033051B1 (fr) * 2015-02-24 2017-02-10 Continental Automotive France Procede et dispositif de traitement d'un signal produit par un capteur de rotation d'une cible tournante
DE102016116733B3 (de) * 2016-09-07 2017-11-09 Sick Ag Signalverarbeitungseinheit
CN108983086B (zh) * 2018-09-06 2023-11-17 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 旋钮开关状态检测方法、装置、***及设备
JP2020113602A (ja) * 2019-01-09 2020-07-27 株式会社東芝 半導体装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094401A (en) * 1999-09-01 2001-04-06 Agilent Technol Inc Glitch reduction circuit
JP2006032854A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Denso Corp 樹脂封止型集積回路装置
JP2007132706A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Nikon Corp 移動量演算装置、レンズ鏡筒
JP2008020443A (ja) * 2006-06-15 2008-01-31 Aisin Seiki Co Ltd 回転検出センサの信号増幅率調整方法及び回転検出装置
WO2009090996A1 (ja) * 2008-01-15 2009-07-23 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho 検出信号処理回路とそれを備えた回転検出装置
JP2010204000A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Denso Corp 回転角検出装置
JP2011180001A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Denso Corp 回転センサ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2799571B2 (ja) * 1987-07-22 1998-09-17 トヨタ自動車株式会社 速度検出装置
JP2004184264A (ja) * 2002-12-04 2004-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
JP4058334B2 (ja) 2002-12-12 2008-03-05 旭化成エレクトロニクス株式会社 ヒステリシスコンパレータ回路
JP4211616B2 (ja) 2004-01-27 2009-01-21 株式会社デンソー ヒステリシスコンパレータ回路
US7138793B1 (en) * 2006-04-17 2006-11-21 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for dynamic offset adjustment in a magnetic article detector
JP5191296B2 (ja) * 2008-07-18 2013-05-08 アイシン精機株式会社 回転検出センサ
US8624588B2 (en) * 2008-07-31 2014-01-07 Allegro Microsystems, Llc Apparatus and method for providing an output signal indicative of a speed of rotation and a direction of rotation as a ferromagnetic object
DE102010002546B4 (de) 2009-03-05 2018-05-09 Denso Corporation Signalverarbeitungsschaltkreis eines Rotationsdetektors und Rotationswinkeldetektor
JP5671255B2 (ja) * 2009-06-30 2015-02-18 Ntn株式会社 自動車駆動用モータの回転角度検出装置および回転角度検出装置付き軸受
US20110246133A1 (en) * 2010-03-02 2011-10-06 Denso Corporation Rotator sensor
US8446146B2 (en) * 2010-06-03 2013-05-21 Allegro Microsystems, Inc. Motion sensor, method, and computer-readable storage medium providing a motion sensor with a validated output signal from the motion sensor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094401A (en) * 1999-09-01 2001-04-06 Agilent Technol Inc Glitch reduction circuit
JP2006032854A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Denso Corp 樹脂封止型集積回路装置
JP2007132706A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Nikon Corp 移動量演算装置、レンズ鏡筒
JP2008020443A (ja) * 2006-06-15 2008-01-31 Aisin Seiki Co Ltd 回転検出センサの信号増幅率調整方法及び回転検出装置
WO2009090996A1 (ja) * 2008-01-15 2009-07-23 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho 検出信号処理回路とそれを備えた回転検出装置
JP2010204000A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Denso Corp 回転角検出装置
JP2011180001A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Denso Corp 回転センサ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6206228B2 (ja) 2017-10-04
US20160231346A1 (en) 2016-08-11
WO2015008472A1 (ja) 2015-01-22
US10001503B2 (en) 2018-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6206228B2 (ja) 回転センサ
JP4577396B2 (ja) 回転検出装置
JP4646044B2 (ja) 磁気検出装置
JP6331177B1 (ja) 角度センサシステム
JP6205774B2 (ja) 検出回路、半導体集積回路装置、磁界回転角検出装置、及び、電子機器
JP2008286667A (ja) 電磁誘導型位置センサ
JP2018132360A (ja) ロータリエンコーダ及びその絶対角度位置検出方法
JP2008304348A (ja) 電圧信号変換回路およびモータ
JP4845704B2 (ja) ホール素子レゾルバ
JP5762567B2 (ja) 回転角度検出装置
JP6355820B2 (ja) 磁気検出装置
JP6337842B2 (ja) 回転検出装置
JP2012230021A (ja) 回転角度計測装置
JP4861483B2 (ja) Gmrセンサ
JP5192512B2 (ja) 磁気検出装置
JP6174392B2 (ja) レゾルバ励磁装置
JP2010164341A (ja) レゾルバ・デジタル変換器
JP2007192733A (ja) 磁気検出装置
JP6174393B2 (ja) レゾルバ励磁装置
US11796350B2 (en) Rotation detection device having detector and signal processor
KR102589472B1 (ko) 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템, 그 측정 방법 및 그 측정을 위한 자석
JP6377335B2 (ja) 検出装置におけるデータ検出方法および検出装置
JP5434943B2 (ja) 回転センサ
JP2017026492A (ja) 回転センサ
JP5195787B2 (ja) 回転センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170320

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170821

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6206228

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees