JP4605435B2

JP4605435B2 - 回転検出装置

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Publication number: JP4605435B2
Application number: JP2004087283A
Authority: JP
Inventors: 宇史原; 憲一田口
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: JP2005274310A; US7340969B2; US20050211002A1; EP1580560A1

Description

本発明は、回転体の回転を検出する回転検出手段と、前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、前記回転体の回転に同期して、パルス状の第一の出力波形を生成する第一の出力波形発生手段と、伝達情報を離散数値化して伝達信号を生成する伝達信号生成手段とを備え、前記第一の出力波形と前記伝達信号とを合成して出力する回転検出装置に関する。

アンチロックブレーキシステムや車両の安定制御装置等の車載システムでは、その制御を行うために、車輪（回転体）の回転速度や回転数等を測定するために回転検出装置を利用している。このような回転検出装置には、回転速度や回転数だけでなく、例えば、回転方向や自己診断結果等の情報を追加した出力信号を出力するものもある。

この種の従来の技術としては、例えば、特許文献１に提案されているようなものがある。これは、回転体の回転方向および回転速度を検出し、回転方向に応じて異なる波形の回転方向信号を、前記検出した回転速度に応じたタイミングで出力することで、回転速度を示す信号に、回転方向を示す信号や他のデータを付加して出力するようにした検出信号処理装置に関するものである。

特許文献１によれば、回転体の回転速度が所定回転速度以上に達しているか否かを判断し、回転方向に応じて異なる波形の回転方向信号を複数個組み合わせることにより回転体の回転方向および回転速度とは異なる伝達信号を信号パターンとして生成する。よって、回転体の回転速度が所定回転速度以上に達しており、前記信号パターンが存在するときに初めて、これを回転速度に応じたタイミングで出力できる。

特許文献１に記載の技術では、回転体が正回転方向あるいは逆回転方向のいずれかの回転方向で回転を始めてから、その回転速度が所定回転速度以上となっている状態では、回転方向が急に変化することはないので、回転方向信号を出力し続けなくともその回転方向の状態を維持していると見なしている。そして、そのような回転体の所定回転速度以上の状態においては、回転速度を示すタイミングで回転方向に対応した信号のいずれか一方を出力することで回転速度を認識することができる。そして、その回転方向に対応した異なる波形の信号を複数個組み合わせることにより生成した信号パターンを伝達信号として出力するようにしている。
特開２００１−１６５９５１号公報（段落番号［０００８］〜［００１０］）

しかしながら、この方法は、走行中など回転体が所定の速度以上で定常回転状態になければ、他のデータを付加することができないものである。すなわち、タイヤの空気圧のデータなどは、停車中などの回転体が非回転状態において測定するのが好ましいが、この非回転状態ではデータを付加することができない。

また、タイヤの空気圧に限らず、走行前には運行前点検を行うことが運転者に求められているが、実際にはほとんど実施されていないのが現実である。従って、停車中であっても、他のデータを付加することができる回転検出装置を提供することは、安全運行を実現する上で、非常に重要なことである。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、回転体の回転速度に依存せず、回転速度を示す信号に回転方向を示す信号や他のデータを付加して出力することのできる回転検出装置を提供することを目的としている。

［第一特徴構成］
上記目的を達成するための本発明に係る回転検出装置の第一特徴構成は、回転体の回転を検出する回転検出手段と、前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、前記回転体の回転に同期して、パルス状の回転信号波形を生成する回転信号波形生成手段と、前記回転体の回転に依存しない周期で、前記回転信号波形とは異なるパルス幅を持つ疑似出力波形を出力する疑似出力波形発生手段と、前記回転体の回転速度が予め定めた切替速度以上の場合、前記回転信号波形を選択し、前記回転体の回転速度が前記切替速度未満の場合、前記擬似出力波形を選択する出力選択手段と、伝達情報を離散数値化された伝達信号として生成する伝達信号生成手段と、前記出力選択手段により選択された出力波形に前記伝達信号を合成して出力する信号出力手段とを備え、前記出力選択手段により選択された出力波形のパルスの振幅を変えて、前記伝達信号を合成して出力する点にある。

第一特徴構成によれば、回転体の停止中を含め、回転速度が非常に遅い場合でも、疑似出力波形を出力するため、この疑似出力波形に伝達信号を合成でき、回転信号波形（第一の出力波形）と疑似回転信号波形との区別も可能であるので、回転体の回転速度に依らずに、伝達情報を回転検出装置の出力信号に合成することができる。従って、回転停止中に取得するデータなども、良好に合成して出力することが可能となる。また、回転信号波形と疑似回転信号波形とをそれぞれ異なるパルス幅を持つパルス波形で生成し、その波形に伝達信号を合成する際には、そのパルスの振幅によって伝達信号を表すように構成したので、パルスの識別を容易に行うことが可能である。

［第二特徴構成］
第二特徴構成は、回転体の回転を検出する回転検出手段と、前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、前記回転体の回転に同期して、パルス状の回転信号波形を生成する回転信号波形生成手段と、前記回転体の回転に依存しない周期で、前記回転信号波形とは異なる振幅のパルスを持つ疑似出力波形を出力する疑似出力波形発生手段と、前記回転体の回転速度が予め定めた切替速度以上の場合、前記回転信号波形を選択し、前記回転体の回転速度が前記切替速度未満の場合、前記擬似出力波形を選択する出力選択手段と、伝達情報を離散数値化された伝達信号として生成する伝達信号生成手段と、前記出力選択手段により選択された出力波形に前記伝達信号を合成して出力する信号出力手段とを備え、前記出力選択手段により選択された出力波形のパルスのパルス幅を変えて、前記伝達信号を合成して出力する点にある。

第二特徴構成によれば、回転体の停止中を含め、回転速度が非常に遅い場合でも、疑似出力波形を出力するため、この疑似出力波形に伝達信号を合成でき、回転信号波形（第一の出力波形）と疑似回転信号波形との区別も可能であるので、回転体の回転速度に依らずに、伝達情報を回転検出装置の出力信号に合成することができる。従って、回転停止中に取得するデータなども、良好に合成して出力することが可能となる。また、回転信号波形と疑似回転信号波形とをそれぞれ異なる振幅を持つパルス波形で生成し、その波形に伝達信号を合成する際には、そのパルスのパルス幅によって伝達信号を表すように構成したので、パルスの識別を容易に行うことが可能である。

［第三特徴構成］
第三特徴構成は、回転体の回転を検出する回転検出手段と、前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、前記回転体の回転に同期して、パルス状の回転信号波形を生成する回転信号波形生成手段と、前記回転体の回転に依存しない周期で、前記回転信号波形とは異なるパルス形状の疑似出力波形を出力する疑似出力波形発生手段と、前記回転体の回転速度が予め定めた切替速度以上の場合、前記回転信号波形を選択し、前記回転体の回転速度が前記切替速度未満の場合、前記擬似出力波形を選択する出力選択手段と、伝達情報を離散数値化された伝達信号として生成する伝達信号生成手段と、前記出力選択手段により選択された出力波形に前記伝達信号を合成して出力する信号出力手段とを備え、前記回転信号波形を、前記回転体の回転に比例したパルス幅を有する矩形状のパルス波形とし、前記疑似出力波形を、前記回転体の回転に比例しない一定のパルス幅を有する矩形状のパルス波形とすると共に、前記回転信号波形および前記疑似出力波形のパルス幅を、それぞれのパルスの立ち上がりから所定時間経過後までの第一の期間と、前記第一の期間以外の第二の期間とで構成し、前記第一の期間よりパルス幅が狭く、前記矩形状のパルス波形よりも振幅が大きく、前記回転体の回転速度の情報とは別の情報を識別可能な識別パルスを、前記回転信号波形の前記矩形状のパルス波形の変化点に重畳可能とし、前記出力選択手段により選択された出力波形の前記第二の期間に、前記識別パルスと同形状の伝達信号パルスを用いて、前記伝達信号を重畳して出力する点にある。

第三特徴構成によれば、回転体の停止中を含め、回転速度が非常に遅い場合でも、疑似出力波形を出力するため、この疑似出力波形に伝達信号を合成でき、回転信号波形（第一の出力波形）と疑似回転信号波形との区別も可能であるので、回転体の回転速度に依らずに、伝達情報を回転検出装置の出力信号に合成することができる。従って、回転停止中に取得するデータなども、別パルスを重畳することで良好に合成して出力することが可能となる。すなわち、第二の期間で前記伝達情報を伝達信号パルスを用いて重畳すると共に、その伝達情報とは異なる情報を回転信号波形に付加できるように、回転信号波形の第一の期間に伝達信号パルスと同形状の識別パルスを重畳可能とした。よって、少ない種類の基本的な波形の組み合わせによって、回転体の回転速度に依らずに、多くの情報を回転検出装置の出力信号に合成（重畳）することができる。

［第四特徴構成］
第四特徴構成は、前記回転信号波形生成手段は、前記回転体の回転に同期してパルス状の第一の出力波形を生成する第一の出力波形発生手段と、前記回転体の回転に同期して前記第一の出力波形および前記擬似出力波形とは異なるパルス状の第二の出力波形を生成する第二の出力波形発生手段とを有し、前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出手段により検出される回転方向に応じて、前記第一の出力波形と前記第二の出力波形とのいずれかを前記回転信号波形とする点にある。

第四特徴構成によれば、回転体の回転方向を検知し、検知された回転方向も含めて、出力可能としたので、回転体の回転速度に依らずに、回転方向および伝達情報を回転検出装置の出力信号に合成することができる。従って、回転停止中や、回転方向が変わる際の低速回転状態のときであっても、伝達情報から生成される伝達信号を良好に合成することが可能となる。

例えば、３種類の出力波形（前記第一の出力波形および前記第二の出力波形および前記疑似出力波形）をそれぞれ異なるパルス幅を持つパルス波形で生成し、その波形に伝達信号を合成する際には、そのパルスの振幅によって伝達信号を表すように構成すると、パルスの識別を容易に行うことが可能である。回転方向を知りたい時は、パルス幅のみで判断が可能であり、また、伝達信号の内容が知りたい場合には、振幅のみで判断が可能となり、回転検出装置の出力信号を非常に有効に活用することが可能となる。

また、例えば、３種類の出力波形（前記第一の出力波形および前記第二の出力波形および前記疑似出力波形）をそれぞれ異なる振幅を持つパルス波形で生成し、その波形に伝達信号を合成する際には、そのパルスのパルス幅によって伝達信号を表すように構成すると、パルスの識別を容易に行うことが可能である。回転方向を知りたい時は、振幅のみで判断が可能であり、また、伝達信号の内容が知りたい場合には、パルス幅のみで判断が可能となり、後段の処理部で扱い易い形で、回転検出装置の出力信号を出力することができる。

さらに、例えば、前記第一の期間で前記回転方向を、前記第二の期間で前記伝達情報を、それぞれ前記識別パルス及び前記伝達信号パルスを用いて重畳するようにすると、少ない種類の基本的な波形の組み合わせによって、回転体の回転速度に依らずに、前記伝達情報を回転検出装置の出力信号に合成することができる。

［他の構成方法］
別の構成方法として、前記疑似出力波形の周期は、前記速度検出手段が検出可能な最低の回転速度に対応して設定された周期、もしくは自ら検出可能な最低の回転速度に対応して設定された周期であるようにも構成することができる。

この構成によれば、疑似出力波形の周期を、検出可能な回転速度に対応して設定された周期、即ち、回転信号波形、疑似信号波形の選択基準となる回転速度等に対応したものとするものである。従って、前記疑似出力波形の周期が長くなりすぎることなく、適切な周期で前記伝達信号を合成して出力することが可能となる。なお、検出可能な最低の回転速度とは、例えば、本発明に係る回転検出装置のシステムの最低演算速度（そのシステムが演算するのに必要な最低の車速で、例えば、アンチロックブレーキシステムでは１ｋｍ／ｈ以上のように設定される）などである。

また、自己診断手段を備え、前記自己診断手段から出力される自己診断信号に基づいて、前記伝達信号を前記伝達信号生成手段で生成するように構成しても好ましい。

この構成によれば、回転体の回転数と共に、回転方向や自己診断結果の情報を取得し、伝達信号を生成し、それを合成して出力信号を出力するので、より実用的な実施形態が得られる。

さらに、外部入力手段を備え、外部より入力された前記伝達情報に基づいて、前記伝達信号を、記伝達信号生成手段で生成するように構成してもよい。

この構成によれば、前記回転体や前記回転検出手段の近傍に配置されている別の検出手段（センサ素子等）の出力などの外部信号を取得して、伝達信号を生成し、それを合成して出力信号を出力するので、停止中などに得られる伝達情報も有効に活用することができる。

以下、本発明に係る回転検出装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る回転検出装置の概略ブロック図で、回転体１の回転を検出するものである。回転体１には、外周部の周方向（回転方向）に沿って磁性体１１が配置されており、回転体１に対向して設置された磁気センサ２（回転検出手段）によって、回転が検知される。なお、回転の検知は、磁気以外のものを用いても構わない。例えば、投受光素子で構成したオプティカル・エンコーダなどの光学的な検出方法も用いることもできる。

磁気センサ２で検出された磁気センサ出力信号Ｄ２１は、回転速度検出回路３（速度検出手段）、回転信号波形生成回路４（第一の出力波形発生手段）に入力される。回転速度検出回路３では、磁気センサ出力信号Ｄ２１より磁気センサ２の前方を通過する回転体１に取り付けられた磁性体１１の移動速度を検出する。すなわち、磁性体１１の回転体１への取り付けピッチ（回転体１１の中心からの角度ピッチ）より、角速度を検出する。

なお、本実施例においては、磁気センサヘッド２１での正弦波状の検出信号は、図２に示すような方形波に整形して磁気センサ出力信号Ｄ２１として扱う。波形の整形は、不図示の波形整形回路で行っても良いし、あるいは、磁気センサ２や、回転速度検出回路３、回転信号波形生成回路４などの内部回路に含めても良い。

回転信号波形生成回路４（第一の回転信号波形発生回路４１）では、磁気センサ出力信号Ｄ２１を元にして、パルス状の回転信号波形Ｄ４（第一の出力波形Ｄ４１）を発生する。回転信号波形Ｄ４は、図２に示したように、磁気センサ出力信号Ｄ２１を元にして発生するので、回転体１の角速度に対応した周期の信号となる。

一方、疑似回転信号波形発生回路５（疑似出力波形発生手段）では、回転体１の角速度に依存しない周期の疑似回転信号波形Ｄ５（疑似出力波形）を発生する。この周期は、磁気センサ２もしくは本発明に係るシステムの最低演算速度（そのシステムが演算するのに必要な最低の車速で、例えば、アンチロックブレーキシステムでは１ｋｍ／ｈ以上のように設定される）によって、定められている。

このように構成することで、磁気センサ２自体の検出ができなくなっても、回転信号波形Ｄ４に準じる信号を出力できるようになる。また、本発明に係る回転検出装置の最低演算速度（最低検出速度）としておけば、不必要に長い周期にならない疑似回転信号波形Ｄ５が生成できる。

回転信号波形Ｄ４と疑似回転信号波形Ｄ５とは、後段の処理回路において見分けが可能なように周期だけでなく、両波形のパルス形状を異ならせておく。図３に示した例のように、磁気センサ２の出力信号Ｄ２１に同期する回転信号波形Ｄ４のパルス幅をＴ１とする。磁気センサ２の出力信号Ｄ２１に同期しない疑似回転信号波形Ｄ５のパルス幅をＴ３とする。こうして、両波形がパルス幅で区別可能なようにしておく。

出力信号選択回路６では、回転信号波形Ｄ４と疑似回転信号波形Ｄ５とを、回転速度検出回路３で検出した速度によって選択して信号出力回路８へ出力する。この２つの信号を選択する境目の速度を切替速度と呼ぶこととする。図１に示した回路構成例では、回転速度検出回路３から出力された切り替え信号Ｄ３によって、出力信号選択回路６が、回転信号波形Ｄ４と疑似回転信号波形Ｄ５とを選択し、選択した波形Ｄ６を信号出力回路８へ出力する構成としている。

図３に示すように、前記切替速度以上の速さで回転体１が回転していると検出されている時（期間Ａ）は、回転信号波形Ｄ４が選択され、信号出力回路８へ出力される。前記切替速度を下回ると検出されている時（期間Ｂ）は、疑似回転信号波形発生回路５で生成された疑似回転信号波形Ｄ５が選択されて、信号出力回路８へ出力される。

コード発生回路７（伝達信号生成手段）では、回転信号波形Ｄ４（または、疑似回転信号波形Ｄ５）に合成して出力する付加データをコード化して生成する。付加データは、自己診断回路９によって実行された診断結果や、回転体１の近傍に配置された空気圧センサなどの別のセンサからの伝達情報Ｄ７２である。自己診断回路９は、磁気センサ２からの出力や、回転検出装置内の各ブロックの信号などを監視し（信号の流れは不図示）、回転検出装置の自己診断を行う。

コード発生回路７は、例えば、このように入力された付加データの情報（伝達情報）を、決められたデータ長の２進のシリアルデータに変換する。そして、データビットの先頭、末尾を示すビット符号（スタートビット、ストップビット）を加えて、コード化された付加データＤ７１（伝達信号）を生成する。

信号出力回路８では、回転信号波形Ｄ４または疑似回転信号波形Ｄ５に、前記コード化された付加信号Ｄ７１を合成して出力する。図４にコード化された付加データＤ７１を合成した例を示す。ここでは、付加データＤ７１を、５ビットのシリアルデータ１０１０１とする。ここで、先頭の１および末尾の１はスタートビット、ストップビットである。

回転体１が前記切替速度以上で回転しているとき（図４中Ａの期間）は、回転信号波形Ｄ４に対して、シリアルデータが合成される。元の回転信号波形Ｄ４の振幅をＭ１とすると、シリアルデータの各ビットが０の時は、振幅Ｍ１で、１の時は振幅Ｍ２となるように、回転信号波形Ｄ４のパルス波形を整形する。つまり、パルス波形の振幅で各ビットの論理を表わす。

回転体１が前記切替速度より遅い回転になると（図４中Ｂの期間）、疑似回転信号波形Ｄ５に対して、シリアルデータが合成される。回転信号波形Ｄ４への合成と同様に、シリアルデータの各ビットが０の時は、振幅Ｍ１で、１の時は振幅Ｍ２となるように、疑似回転信号波形Ｄ５のパルス波形を整形する。

このように、回転体１の回転速度に応じて、必要な付加データＤ７１を合成し、回転検出信号Ｄ８を出力する。信号出力回路８には、電流出力回路（不図示）を含み、回転検出信号Ｄ８は、電流出力として出力され、抵抗器（不図示）を通して接地されるなどして後段の処理部（不図示）で使用される。

上記のように構成することによって、回転体１の停止中も含め、回転体１の回転速度に依存せず、回転速度を示す信号に他のデータを付加して出力すると共に、後段の処理部でも良好に信号を識別できる回転検出装置を提供することが可能となる。

［別実施の形態１］
上記実施例に加えて、回転体１の回転方向の情報も付加することのできる構成について説明する。

図５に示すように、回転体１の外周部に配置された磁性体１１の一対のＮ極、Ｓ極のピッチの整数倍の距離に１／４ピッチ分の距離を加算あるいは減算した距離に、磁気ヘッド２１と磁気ヘッド２２との２つの磁気ヘッドを配置して磁気センサ２を構成する。回転体１が正方向に回転している期間Ｃと、逆方向に回転している期間Ｄとで、２つの磁気ヘッドの検出信号Ｄ２１およびＤ２２は、図６に示す波形のようになる。この２つの信号より、回転方向検出回路４４（回転方向検出手段）は、回転体１の回転方向を検出し、図６に示したような回転方向検出信号Ｄ４５を出力する。

回転信号波形生成回路４では、一方の磁気ヘッド（本例では、磁気ヘッド２１）の出力信号を元にして、第一の回転信号発生回路４１（第一の出力波形発生手段）と、第二の回転信号発生回路４２（第二の出力波形発生手段）とで、パルス形状の異なる２種類の回転信号波形を発生させる。

生成された第一の回転信号波形Ｄ４１（第一の出力波形）と、第二の回転信号波形Ｄ４２（第二の出力波形）とを、回転方向検出信号Ｄ４５に基づいて、回転信号選択回路４３で選択して、回転信号波形Ｄ４として出力する。図６には、パルス幅Ｔ１で第一の回転信号波形Ｄ４１を、パルス幅Ｔ２で第二の回転信号波形Ｄ４２を生成した場合の例を示している。

また、疑似回転信号波形発生回路５で発生する疑似回転信号波形Ｄ５は、第一の回転信号波形Ｄ４１および第二の回転信号波形Ｄ４２とは異なるパルス幅Ｔ３からなる信号として発生させる。こうして、正回転、逆回転、停止を含む低速回転に対応して、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のそれぞれ３種類のパルス幅を持つ信号波形を得ることができる。そして、回転体１の回転方向や回転速度に応じて、前記３種類の信号波形のいずれかに対して、伝達信号Ｄ７１を合成して出力する。

信号出力回路８では、伝達信号Ｄ７１を前記３種類の信号の振幅を変えることによって合成する。すなわち、伝達信号Ｄ７１のコードが０であるときは、振幅Ｍ１で、コードが１であるときは、振幅Ｍ２で合成する。例えば、伝達信号Ｄ７１が１０１０１で示されるコードであった場合は、前記３種類の信号は、それぞれ図７で示すような波形となる。なお、図７は、前記３種類の信号の比較を容易にするために信号周期を考慮せずに、前記３種類の信号例を並列して記載している。

また、本例では、回路構成の理解を容易にするために、第一の回転信号波形Ｄ４１と第二の回転信号波形Ｄ４２との２種類の信号を発生させて、選択する構成を例示したが、パルス形状を決める定数の選択を回転方向検出信号Ｄ４５に基づいて行い、１つの回転信号波形発生回路で回転信号波形Ｄ４を生成しても良い。

これは出力信号選択回路６についても同様で、前記３種類の信号波形を発生させる回路は共通にしておいて、パルス形状を決める定数などを選択する方法を用いても良い。

［別実施の形態２］
上記、別実施の形態１では、前記３種類の信号をパルス幅を異ならせて生成し、伝達信号Ｄ７１を振幅を異ならせて合成するようにした。しかし、これに限ることなく、図８に示したように、前記３種類の信号を振幅を異ならせて生成し、伝達信号Ｄ７１をパルス幅を異ならせて合成するようにすることもできる。

［別実施の形態３］
さらにまた、別の波形パターンを用いて構成することもできる。第一の回転信号波形Ｄ４１と第二の回転信号波形Ｄ４２とを、振幅Ｍ１で、磁気センサ２の出力周期に比例したパルス幅Ｔ４を持つ矩形パルスで構成する。

本例では、図９に示すように、磁気センサ２の出力信号Ｄ２１の周期の１／２のパルス幅Ｔ４を有した矩形パルスとする。そして、第一の回転信号波形Ｄ４１もしくは第二の回転信号波形Ｄ４２のいずれか一方に、前記矩形パルスの振幅Ｍ１よりも大きな振幅Ｍ２で、パルス幅Ｔ４より狭いパルス幅Ｔ５を持つ識別パルス４０を重畳する。

本例では、図９に示すように、第二の回転信号波形Ｄ４２に識別パルス４０を重畳している。なお、識別パルス４０のパルス幅Ｔ４は、後述する期間Ｔ６よりも狭いパルス幅とする。

一方、回転体１の停止時や低速回転時に発生する疑似回転信号Ｄ５は、回転センサ２には同期しない周期で、デューティー比５０％の矩形パルスで生成されている。矩形パルスの形状は、第一の回転信号波形Ｄ４１と同様であるが、実用周期の最も長い周期を疑似回転信号Ｄ５に設定するなどで、第一の回転信号波形Ｄ４１とは区別することができる。このようにして、３種類の信号を生成する。

図１０は、前記３種類の信号にコード１０１０１の伝達信号Ｄ７１を合成した例である。図９中の期間Ｅは、伝達信号Ｄ７１がない場合の例であり、図９中の期間Ｆは、伝達信号Ｄ７１を合成する場合の例である。なお、疑似回転信号Ｄ５は、第一の回転信号波形Ｄ４１のパルス幅Ｔ４とは異なるパルス幅Ｔ８、周期Ｔ８×２の矩形パルス（すなわちデューティー５０％の矩形パルス）で生成されている。

図１０中の期間Ｆにおいて、第一の回転信号波形Ｄ４１のパルス幅Ｔ４を、期間Ｔ６（第一の期間）とＴ７（第二の期間）に分割する。期間Ｔ６は、パルス幅Ｔ４（およびＴ８）に関わらず一定の期間とする。一方、期間Ｔ７は、パルス幅Ｔ４に応じて変動する期間であり、Ｔ７＝Ｔ４−Ｔ６の関係である。

そして、期間Ｔ６の間には、伝達信号Ｄ７１は、合成せず、期間Ｔ７の間にのみ合成する。伝達信号Ｄ７１の合成には、識別パルス４０と同様のパルス幅Ｔ５、振幅Ｍ２の伝達信号パルスを用いる。パルス幅Ｔ５、振幅Ｍ２の信号が、期間Ｔ６において認められれば、回転方向を示す識別信号であり、期間Ｔ７において認められれば、伝達情報Ｄ７１のコード信号であるということになる。

回転体１の停止時や低速回転時に発生する疑似回転信号Ｄ５に対する伝達情報Ｄ７１の合成も同様に行う。疑似回転信号Ｄ５のパルス幅Ｔ８期間中の期間Ｔ６には、伝達情報Ｄ７１は合成せず、期間Ｔ８から期間Ｔ６を除いた期間に、伝達情報Ｄ７１を合成する。

回転体１の回転速度が速くなると、それに比例して期間Ｔ７は短くなるが、期間Ｔ６は固定の期間であるので、回転体１の回転が速くなっても、回転方向は、良好に識別できる。

一方、期間Ｔ７が短くなることによって、重畳可能な伝達データＤ７１のビット数は減少する。そこで、期間Ｔ７の長さによって、重畳する伝達信号Ｄ７１のビット数を減じるように調整して伝達信号パルスがパルスの途中で切れることがないようにしておく。回転速度は、回転速度検出部３によって検出可能であるので、この検出結果を信号出力回路８にも入力する（信号の流れは不図示）ことでこの制御を行うことができる。

一周期で重畳仕切れない分は、複数周期を使って重畳するようにする。伝達信号Ｄ７１を重畳する周期が複数にまたがっても、シリアルデータにスタートビット、ストップビットを設けているので、後段の処理回路でも正しく付加情報を認識することができる。

疑似回転信号Ｄ５に対する伝達情報Ｄ７１の合成時は、疑似回転信号Ｄ５のパルス幅Ｔ８が、第一の回転信号波形Ｄ４１のパルス幅Ｔ４に対して充分に広いので、伝達信号Ｄ７１は問題なく重畳できる。仮に非常にビット数の多い、伝達信号Ｄ７１を重畳する場合は、同様に複数の周期に分割すれば良い。

このように構成することで、回転速度によらず、回転方向やその他の情報を良好に合成可能な回転検出装置を提供することが可能となる。

本発明の回転検出装置のブロック構成を示す概略図磁気センサによる回転検出原理を説明する図回転信号波形の一例を示す波形図回転検出装置の出力波形の一例を示す波形図本発明の回転検出装置の別実施形態のブロック構成を示す概略図正逆の回転方向の検出方法の一例を示す波形図回転検出装置の出力波形の一例を示す波形図回転検出装置の出力波形の一例を示す波形図回転信号波形の一例を示す波形図回転検出装置の一例を示す波形図

１回転体
２磁気センサ
３回転速度検出回路
４回転信号波形生成回路
５疑似回転信号波形発生回路
７コード発生回路
Ｄ４１第一の回転信号波形
Ｄ４回転信号波形
Ｄ５疑似回転信号波形

Claims

回転体の回転を検出する回転検出手段と、
前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、
前記回転体の回転に同期して、パルス状の回転信号波形を生成する回転信号波形生成手段と、
前記回転体の回転に依存しない周期で、前記回転信号波形とは異なるパルス幅を持つ疑似出力波形を出力する疑似出力波形発生手段と、
前記回転体の回転速度が予め定めた切替速度以上の場合、前記回転信号波形を選択し、前記回転体の回転速度が前記切替速度未満の場合、前記擬似出力波形を選択する出力選択手段と、
伝達情報を離散数値化された伝達信号として生成する伝達信号生成手段と、
前記出力選択手段により選択された出力波形に前記伝達信号を合成して出力する信号出力手段とを備え、
前記出力選択手段により選択された出力波形のパルスの振幅を変えて、前記伝達信号を合成して出力する回転検出装置。
回転体の回転を検出する回転検出手段と、
前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、
前記回転体の回転に同期して、パルス状の回転信号波形を生成する回転信号波形生成手段と、
前記回転体の回転に依存しない周期で、前記回転信号波形とは異なる振幅のパルスを持つ疑似出力波形を出力する疑似出力波形発生手段と、
前記回転体の回転速度が予め定めた切替速度以上の場合、前記回転信号波形を選択し、前記回転体の回転速度が前記切替速度未満の場合、前記擬似出力波形を選択する出力選択手段と、
伝達情報を離散数値化された伝達信号として生成する伝達信号生成手段と、
前記出力選択手段により選択された出力波形に前記伝達信号を合成して出力する信号出力手段とを備え、
前記出力選択手段により選択された出力波形のパルスのパルス幅を変えて、前記伝達信号を合成して出力する回転検出装置。
回転体の回転を検出する回転検出手段と、
前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、
前記回転体の回転に同期して、パルス状の回転信号波形を生成する回転信号波形生成手段と、
前記回転体の回転に依存しない周期で、前記回転信号波形とは異なるパルス形状の疑似出力波形を出力する疑似出力波形発生手段と、
前記回転体の回転速度が予め定めた切替速度以上の場合、前記回転信号波形を選択し、前記回転体の回転速度が前記切替速度未満の場合、前記擬似出力波形を選択する出力選択手段と、
伝達情報を離散数値化された伝達信号として生成する伝達信号生成手段と、
前記出力選択手段により選択された出力波形に前記伝達信号を合成して出力する信号出力手段とを備え、
前記回転信号波形を、前記回転体の回転に比例したパルス幅を有する矩形状のパルス波形とし、前記疑似出力波形を、前記回転体の回転に比例しない一定のパルス幅を有する矩形状のパルス波形とすると共に、
前記回転信号波形および前記疑似出力波形のパルス幅を、それぞれのパルスの立ち上がりから所定時間経過後までの第一の期間と、前記第一の期間以外の第二の期間とで構成し、
前記第一の期間よりパルス幅が狭く、前記矩形状のパルス波形よりも振幅が大きく、前記回転体の回転速度の情報とは別の情報を識別可能な識別パルスを、前記回転信号波形の前記矩形状のパルス波形の変化点に重畳可能とし、
前記出力選択手段により選択された出力波形の前記第二の期間に、前記識別パルスと同形状の伝達信号パルスを用いて、前記伝達信号を重畳して出力する回転検出装置。
前記回転信号波形生成手段は、前記回転体の回転に同期してパルス状の第一の出力波形を生成する第一の出力波形発生手段と、前記回転体の回転に同期して前記第一の出力波形および前記擬似出力波形とは異なるパルス状の第二の出力波形を生成する第二の出力波形発生手段とを有し、
前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出手段により検出される回転方向に応じて、前記第一の出力波形と前記第二の出力波形とのいずれかを前記回転信号波形とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転検出装置。