JPH02196965A

JPH02196965A - 速度検出装置

Info

Publication number: JPH02196965A
Application number: JP1228164A
Authority: JP
Inventors: Warren W Welcome; ウオーレン　ダブリュー・ウエルカム; Daniel R Sparks; ダニエル　アール．スパークス
Original assignee: Hamilton Standard Controls Inc
Current assignee: Hamilton Standard Controls Inc
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-09-02
Publication date: 1990-08-03
Also published as: DE68900924D1; US4947116A; EP0359422B1; EP0359422A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、速度検出装置、特に誘電型速度検出装置に
関するものである。

［従来の技術］従来より、種々の速度センサ、速度検出器が知られてい
る。近年、自動車の運転状態等の表示及び／又は制御用
としてせ速度検出装置に対する高精度化の要求が高まっ
て来ている。こうした車両用検出装置の、代表的な構成
において、センサは、基準点又は検出歯を有する部材に
対して、無接触状態で近接して配設され、この部材のセ
ンサに対する相対速度を検出するように構成されている
。

センサには、通常センサ回路が設けられており、少なく
とも検出基準信号をセンサに与える。また、センサ回路
は、検出速度を示すセンサ信号を発生する。例えば、車
輪速センサ等の回転部材の回転速度の検出に用いる場合
、センサは検出歯を形成した「トーンホイル」と呼ばれ
る回転ディスクの近傍に固定され、周知の要領で回転速
度の検出を行っている。

通常使用されるこの種のセンサには、−乃至複数の検出
コイルが回転ディスクの検出歯に近接して配設されてお
り、この検出コイルは検出歯の磁性部材の存否による磁
気作用、渦電流作用を用いて回転ディスクの検出歯を検
出して周波数信号を発生する。

この種のセンサの一例は、ベーター　ダブリュハモンド
（Ｐｅｔｅｒ　１．　Ｈａｓｍｏｎｄ）に付与されたア
メリカ特許第３．７１６，７８７号に示されている。こ
のアメリカ特許第３，７１６，７８７号には、回転ディ
スクに外周に植設された磁性ピンが接近することによる
センサコイルのインダクタンスの変化を位相測定回路を
用いて測定する速度検出装置が示されている。すなわち
、センサコイルと検出歯又は検出ピン間の相対距離の増
減変化に応じて、検出コイルのインピーダンス又はイン
ダクタンスが変化する。このインピーダンス又はインダ
クタンスの変化によって、回路に基準信号の位相に対す
る位相差が生じる。この位相差によって回転ディスクの
回転と測定された時間間隔内における回転ディスクの回
転速度が測定される。

また、セット　サピア（Ｓａｉｄ　５ａｐｉｒ）に付与
されたアメリカ特許第３，７５０，１２８号には車輪回
転速度に比例した周波数のパルス信号を発生するパルス
発生装置が示されている。このパル大発生装置の、出力
パルス信号は例えば車輪速データとして周知のアンチス
キブト制御装置で用いられている。この場合の、パルス
発生装置は、発信器駆動型の可変磁気抵抗変成器が用い
られているので低回転数域でも動作可能となっている。

さらに、ゲラルド　オキャラハン（Ｇｅｒａｌｄ　Ｏ’
Ｃａｌｌａｇｈａｎ）に付与されたアメリカ特許第３．
７２８．５６５号には、回転ディスクの近傍に相互に離
間して配設された第一及び第二のステータコイルを用い
た速度検出装置が開示されている。６第一及び第二のス
テータコイルは、それぞれサイン波形の電圧信号を発生
する。この電圧信号の振幅によって、速度が示される。

［発明の解決しようとする課題］アメリカ特許第３，７２８，５６５号に示されたシステ
ムにおいては、回転ディスクの回転に応じて電圧信号の
振幅を変化させることにより、回転速度が示される構成
となっている。このシステムでは、低回転域での速度検
出性能に問題があり、また電圧信号の振幅が回転速度ば
かりではなく、例えばノイズの影響等によっても変動す
る問題を有している。また、この種のセンサにおいては
、回転ディスクとの干渉等による破損を防止するために
、センサと回転ディスク間の間隙を大きくとることが望
ましいが、上記した振幅依存型のセンサの場合、この点
でも、問題がある。

一方、上記したアメリカ特許第３．７１６，７８７号及
び第３，７５０，１２８号では、位相差を用いて速度検
出を行っているので、上記したような低回転速度域での
問題はないが、他の問題を有している。例えば、アメリ
カ特許第３，７１６゜７８７号においては、センサコイ
ルを含む回路の位相差を、当該センサコイルを駆動する
発信器から供給される固定位相の基準信号に対する位相
差として検出している。この場合、基準信号の周波数は
固定周波数となっているので、センサコイルを有する回
路の位相変化幅は所定の範囲に制限される。この結果、
所望の応答性を得ようとする場合、回転ディスク及びセ
ンサコイルとセンサ回路の間に、緊密な連関動作が必要
となる。一方、アメリカ特許第３，７５０．１２８号に
おいては、変成器が回転ディスク及び矩形波発生器と連
関動作して位相差を発生するように構成されている。

そこで、本発明の目的は、全速度域で高精度に動作可能
な速度検出装置を提供することにある。

また、本発明のもう一つの目的は、センサと回転ディス
ク間の間隙を比較的大きく設定出来るとともに、信号の
振幅の変動の少ない速度検出装置を提供することにある
。

さらに、本発明のもう一つの目的は、ディジタル動作を
する回路を有する速度検出装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、高精度で、小型で、さらに廉価
に製造可能な速度検出装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記及び上記以外の目的を達成するために、本発明によ
れば、外周に回転検出用の突起又は凹部を形成した回転
ディスクと、該回転ディスクの近傍に配設され、前記突起又は凹部と
の位置関係に応じてインダクタンスを変化させる第一及
び第二の検出要素と、前記第一の検出要素を含み、該第一の検出要素のインダ
クタンス変化に応じて周波数を変化する第一の出力信号
を発生する発振器と、前記発振器に接続され該発振器の発振出力によって駆動
されるとともに、前記第二の検出要素を含み、前記第二
の検出要素のインダクタンス変化に応じて周波数を変化
する第二の出力信号を発生する検出回路とを有し、前記第一及び第二の検出要素が、前記第一の出力信号と
前記第二の出力信号間に信号位相差を設けるように相互
に離間して配設され、前記第二の出力信号の位相が第一の出力信号の位相に対
して、回転ディスクの突起又は凹部位置におうじで位相
を周期的に変化させろとともに、前記第一及び第二の出
力信号の位相が所定の関係を検出して、出力間隔が回転
ディスクの回転速度をしめす基準タイミング信号を発生
する手段とによって構成したことを特徴とする速度検出
装置が提供される。

なお、前記第一及び第二の検出要素は、同一条件におい
て同一にインダクタンスを持つように構成することが好
ましい。また、前記各第一及び第二の検出要素は、誘導
コイルで形成され、該コイルは、強磁性体製のコアを設
けて形成することが出来る。

さらに、前記コアは、略Ｃ字状に形成され、その両端部
が前記突起に対抗するように配設するとも可能である。

前記コアの端部と前記突起のコア対向部との間の間隙が
約０．０５０インチ以上に設定することが出来る。各コ
アは、両端部を回転ディスクの回転方向の異なる位置に
配置する。この場合、前記コアの両端部間の距離は、前
記突起又は凹部のピッチの正数倍に設定する。

また、各コアは、回転ディスクの回転軸線と略平行に配
設することも出来る。

前記発振器と前記検出回路は、各検出サイクルにおいて
、前記第一及び第二の出力信号の位相関係が逆転するよ
うに構成される。前記第一の出力信号と前記第二の出力
信号の位相関係が所定の関係となることを検出する手段
は、前記第一及び第二の出力信号の位相関係の逆転を検
出回路によって構成される。前記第一及び第二の出力信
号は、ディジタル信号であり、前記位相関係の逆転を検
出する回路は、前記第一及び第二の出力信号の順を検出
するディジタル論理回路で構成することが出来る。なお
、前記発振器と前記検出回路が、サイン波形信号を発生
する位相手段と、前記サイン波形信号からディジタル波
形の前記出力信号を発生する増幅手段とを設けることが
出来る。

前記発振器とを前記検出回路はそれぞれディジタル波形
の前記第一及び第二の出力信号を発生し、前記基準タイ
ミング信号もデジタル波形の信号とすることも可能であ
る。

［実　施　例］以下に、本発明の好適実施例による速度検出装置を添付
図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の好適実施例による速度検出装置ｌＯ
は、回転ディスク１２の近傍に配設される。回転ディス
ク１２及びその外周より突出する検出ビン又は検出歯１
４は金属材料で形成されており、センサｌＯと相互作用
する。なお、回転ディスク１２と検出歯１４は、同一の
金属材料で形成することが出来るが、ディスク部と検出
歯部を各別の金属材料で形成することも可能である。な
お、本実施例において、センサ１０と磁気作用による相
互作用するために、回転ディスク１２と検出歯１４は、
スチール等の強磁性体材料で形成されている。しかしな
がら、回転ディスク１２及び検出歯１４の一方をアルミ
ニウム等の非磁性金属材料で形成することも可能である
。この場合には、渦電流による速度検出は出来ないが、
上記の強磁性体材料製の回転ディスク及び検出歯と同様
の速度検出が可能である。図示の例においては、回転デ
ィスク１２は、矢印方向に回転している。この回転ディ
スク１２の回転速度は、速度の検出対険の回転速度と相
関している。なお、速度検出装置を車両のブレーキシス
テムを制御して、車輪のスリップ率を最適に保持するた
めのアンチスキッド制御装置に用いる場合には、回転デ
ィスクＩ２は、車輪又はドライブシャフト、プロペラシ
ャフト等―４′・（、ＩＩ　ニーの回転部材とともに回
転するように構成される。

回転ディスク１２の外周には多数の検出歯１４が一定の
間隔１５を存して形成されており、従って、隣接する検
出歯１４のピッチθは回転ディスクの全周において一定
となっている。例えば、回転ディスクＩ２に７２個の検
出歯１４が形成されているとすれば、隣接する検出歯間
のピッチθは５°となる。検出歯１４間の間隔１５の円
周方向の幅を、検出歯１４の幅に一致させることが望ま
しいが、これを検出歯の幅と異なるものとしても速度の
検出が可能である。

第１図に示すように、速度検出装置ｌＯは、回転ディス
ク１２と直接相互作用する物理作用検出素子として機能
する鉄製コアコイルＬ１、Ｌ２を有している。コアコイ
ルＬｌ、Ｌ２のコア１６．１７は磁性材料で形成され、
好ましくは、Ｃ字状の形状とされる。なお、このコアＩ
６．１７を、鉄系合金、ニッケル等の薄帯状片を非磁性
材料性ボビンに巻着して形成した円柱状部材を所定の長
さに切断し、Ｃ字状に折り曲げて形成することも可能で
ある。コイルＬｌ、Ｌ２は、コア１６、Ｉ７に巻き付け
て形成される。コア１６．１７は、コイルＬｌ、Ｌ２に
よって発生される磁束を拘束し、伝達するように機能す
る。従って、このコア１６．１７によってコイルＬｌ、
Ｌ２の磁束の発生位置が回転ディスク１２の検出歯１４
の近傍に制御することが可能である。しかしながら、コ
ア１６．１７は、図示の例に特定されるものではなく、
必要に応じて適宜な形状を取り得るものである。

コイルＬｌ、Ｌ２は、相互に回転ディスクの円周方向に
オフセットして配設され、各検出歯１４がよる磁束に対
する影響又は誘導電流の発生に時間差を設けるとともに
相互の発生信号に位相差を設けるようにする。第１図に
おいては、各コアＩ６．１７はそれぞれ、一方の端部面
が、他方の端部面に対して回転方向の下流側に位置する
ように２ｆル′ 配置される。また、Ｃ字状に形成した各コア１６、Ｉ７
の両端部面間のスパンは、検出歯１４の形成ピッチθの
正数倍１こ設定されている。なお、図示の実施例におい
ては、コア１６．１７の両端部面間のスパンは、検出歯
１４のピッチの二倍となっている。さらに、コア１６は
、コア１７に対して発生信号に位相差又はオフセットを
持つように図示のように円周方向に所定のオフセット量
を持って配設される。即ち、第１図に示す本実施例にお
いては、コイルＬ１を巻き付けたコア１６の両端部面が
、それぞれ検出歯１４に対向しているときに、コイルＬ
２を持つコア１７の両端部面が、検出歯１４間に形成さ
れた間隙１５に対向する位置となる配置となっている。

コイルＬ１、Ｌ２が通電されると、それぞれが巻き付け
られたコア１６．１７と、回転ディスク１２とコア間の
エアギャップ、及び回転ディスクを通る磁気回路が形成
される。この磁気回路は、第１図に一点鎖線で示すよう
にコアの端部面が検出１１４の外端面に正対している状
態では、磁気結合が強くなり、端部面と検出歯Ｉ４の対
向位置が検出歯の円周方向端縁に近付くにつれて、磁気
結合が弱くなる。また、同様にコアの端部面が間隙１５
に対向したときにも磁気結合は弱くなる。

上記したように、速度検出装置１０は、回転ディスク１
２の検出歯１４の外端面とコイルのコア１６．１７の端
部面間のエアギャップＧを、検出精度を低下させづに大
きくすることが望ましい。

また、速度検出装置ＩＯは、このエアギャップＧの熱変
形、塵埃の付着、腐食等による変動による影響を最小限
とすることが望ましい。図示の実施例の速度検出装置は
、０．１インチ以上のエアギャップＧで動作可能となっ
ている。

第２図は、第１図の実施例の変形例を示しており、この
例においては、コア１６．１７を軸線に対して平行に配
置している。図示の例においては、コイル及びコアを軸
線方向に配置することによって、速度検出装置の全体を
小型化することが可能となり、コアの端部面と検出歯の
外端面が対向した場合と、コアの端部面と間隙が対向し
た場合の磁気結合の強度変化を大きくすることが可能と
なる。いっぽう、第２図に示す構成を用いる場合、検出
歯の厚さを十分に厚くするか若しくはコイル及びコアを
小型化して、コアの両端部面が検出歯と確実に対向する
ように構成する。さらに、第２図の構成とする場合、各
コイルにおけるインダクタンス変化が、相互に位相差を
存して発生するように、コア及びコイルを円周方向に離
間して配設する。第２図の状態においては、コア１６は
検出歯１４に対向し、コア１７は検出歯間の間隙１５に
対向している。

なお、第１図及び第２図に示す速度検出装置ＩＯは、適
当なハウジング１８に収容され、このハウジング１８を
、検出コイルＬ１、Ｌ２が回転ディスク１２の検出歯１
４の近傍に位置するように固定される。

第１図に示すように、速度検出装置１０は、ブロック図
で示すような検出回路部を有している。

検出回路は、位相検出発信器２０と検出回路２２及び位
相状態検出器２４とを有している。さらに、定電圧回路
は、速度検出装置ＩＯに接続されている。位相状態検出
器２４は、信号調整回路２６と出力回路２８とを有して
いる。信号調整回路２６及び出力回路２８は所望の機能
及び回路構成によって異なるものとなる。

第４図は、速度検出装置ＩＯの検出回路部の詳細を示し
ており、検出コイルＬｌは位相検出発信器２０の一部を
構成している。検出コイルＬｌは、エナメルワイヤを円
筒状コア１６に数百回巻回して形成されている。このコ
イルＬｌの抵抗値は数Ωとなり、通常状態のインダクタ
ンスは１．５ｍｈ（ミリヘンリー）となる。位相検出発
信器２０は、音声無線周波数よりも高い周波数帯域で動
作可能に構成されると共に、無線信号と干渉しないよう
に動作周波数帯域を設定される。なお、図示の実施例に
おける位相検出発信器２０は、３０ＫＨｚ近傍の動作周
波数に設定され、回転ディスクＩ２の回転におうじたコ
イルＬｌのインダクタンスの変化に応じて動作周波数を
若干変化させるように構成されている。

位相検出発信器２０には、一対のインバータ２９．３０
がタンデムに配設されており、このインバータ２９．３
０によって回路のゲインを決定される。位相検出発信器
２０には、さらにインバータ３１が設けられており、イ
ンバータ３０とともに１８０°位相回路を構成している
。また、コイルＬｌとコンデンサＣ２、Ｃ３及び抵抗器
Ｒ２によって１８０°位相回路が構成される。インバー
タ３０．３１間に直列に挿入されたコンデンサＣＩは、
インバータ３０．３１間の直流電流を遮断して、インバ
ータ３Ｉが、抵抗器Ｒ１を介して供給される電位の直線
領域において自己バイアスして、発信動作が確実に開始
出来るようにしている。

上記のように、この位相検出発信器の増幅度は、インバ
ータ２９．３０によって決定されているので、インバー
タ３０の出力は、矩形の波形ディジタル信号又はパルス
信号５ＩＧＡとなる。インバータ３１より出力される矩
形波信号は、抵抗器Ｒ２、コンデンサＣ３，コイルＬ１
及びコンデンサＣ２で構成するフィルタ回路によって濾
波され、減衰されたサイン波形信号となる。上述したよ
うに、タンデム配列のインバータ２９．３０は、ディジ
タル化してパルス信号５ＩＧＡを発生する。

なお、コンデンサＣｔ及び抵抗器Ｒ１を省略しても位相
検出発信器を形成することが出来、従って、これらの要
素は、必須なものではない。

検出回路２２は、ローパスフィルタ又は位相回路として
構成されている。この検出回路２２は、インバータ３１
の出力に接続されており、位相検出発信器２０によって
駆動される。検出回路２２は、検出コイルＬ２及び抵抗
器Ｒ３とコンデンサＣ４、Ｃ５出構成するフィルタを有
している。位相検出発信器２０と同様に、検出回路２２
には、タンデム配列に配置されたインバータ３２．３３
が設けられて−おり、これらのインダータによってサイ
ン波形信号の増幅と、矩形波への変換が行われる。検出
回路２２の出力として出力されるインバータ３３の出力
５ＩＧＢは、したがって矩形波形のディジタル信号又は
パルス信号となる。

検出回路２２に設けるフィルタの各構成要素の値は、位
相検出発信器２０にフィルタの構成要素の値と同一とす
ることが好ましい。即ち、抵抗器Ｒ３の抵抗値は、抵抗
器Ｒ２の抵抗値と同一とし、コンデンサＣ４、Ｃ５の容
量もコンデンサＣ２、Ｃ３容量とそれぞれ同一とするこ
とが望ましい。

同゛様に、コイルＬ１、Ｒ２の例えば大気中等の同一雰
囲気における固有インダクタンスを同一とすることが望
ましい。図示の実施例において、抵抗器Ｒ２、Ｒ３の抵
抗値はＩＯＫΩに設定され、各コンデンサＣ２、Ｃ３、
Ｃ４、Ｃ５の容量は０゜０３３ｕｆに設定され、コイル
Ｌ１、Ｒ２のインダクタンスは約１．１６ｍｈに設定さ
れる。従って、検出回路２２により発生されるパルス信
号５ＩＧＢの信号波形は、位相検出発信器２により発生
されるパルス信号５ＩＧＡの信号波形と同一となり、信
号位相のみが異なるものとなる。

回転ディスク１２の検出歯１４が、コイルＬｌ。

Ｒ２に対向する位置を通過するときに、コイルのインダ
クタンスが変化する。コイルＬｌ、Ｌ２のインダクタン
スは、検出歯１４がコイルに接近するに従って増加し、
検出歯がコイルより離れるに従って減少する。なお、渦
電流により回転速度を検出する構成の場合には、インダ
クタンスの増減は上記とは逆になる。なお、コイルＬＩ
ＳＬ２は、検出歯に対する位置関係が同一となる回転デ
ィスク１２の過渡位置において、相互に共振するように
構成すれば理想的である。位相検出発信器２０のコイル
Ｌｌは、回路内における位相シフト量を１８０°に維持
するために回路の周波数がシフトされるので、常に共振
状態で動作している。従って、検出歯１４がコイルＬｌ
に近付くときに、コイルのインダクタンスは増加し、周
波数は僅かに減少する。一方、検出回路２２のコイルＬ
２は、上記したように両コイルにおける物理条件が一致
する場合を除き、非共振状態で動作している。

位相検出発信器２０と検出回路２２の周波数差、パルス
信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢの位相差によって示される。さ
らに、位相検出発信器２０の周波数は一定ではな（、コ
イルＬ１のインダクタンスの関数として変化するため、
パルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢ位相差は、位相検出発信
器と検出回路の周波数差の二倍となる。一方、位相検出
発振器２０と検出回路２２が、コイルＬ１、Ｌ２が回転
ディスクの所定回転位置で検出歯と同一の位置関係とな
るため。共通のの共振点を持って動作している場合、コ
イルＬｌのインダクタンスとコイルＬ２のインダクタン
スは、同時にかつ相互に逆方向位相シフトの二倍の変化
石で変化する。また、位相検出発振器２０と検出回路２
０にそれぞれ接続され、相互に同一の値を持つ回路要素
で構成された一対のコイルＬｌ、Ｌ２を用いることによ
って、コイル相互間の温度補償が可能となる。

第５Ａ図、第５Ｂ図及び第５Ｃ図は、各コイルＬｌ、Ｌ
２と検出歯１４の位置関係におけず、パルス信号５ＩＧ
Ａ、５ＩＧＢの信号波形を示している、第５Ａ図の状態
において、コイルＬｌが検出歯１４に正対しており、コ
イルＬ２は、間隙１５に正対している。この位置におい
て、３０ＫＨｚのパルス信号５ＩＧＡが位相検出発振器
２０より出力され、同様に、検出回路２２のパルス信号
５ＩＧＢも、３０ＫＨｚの周波数を有しており、図示の
状態において、コイルＬ２が間隙１５に対向しているた
めインダクタンスがコイルＬｌのインダクタンスよりも
低くなる。従って、パルス信号５ＩＧＢの位相は、パル
ス信号５ＩＧＡの位相に対して、所定位相角度分進んで
いることになる。

パルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢはそれぞれサイン波形信
号より発生されているので。両パルス信号の位相差は、
位相角度差又は各パルス信号の立ち上がりの時間差によ
って示される。

第５Ｂ図は、両コイルＬｌ、Ｌ２が、検出ｍ１４と間隙
１５の中間位置に位置した状態を示しており、両コイル
に対する検出歯及び間隙の影響は同一となる。従って、
この場合には、両パルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢの位相
は同一となる。このパルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢが同
一位相となる状態は、回転ディスク１２は、角度θ回転
する間に二回発生する。

第５Ｃ図は、コイルＬ１が、間隙１５に対向し、コイル
Ｌ２が検出１１４に対向している状態を示している。こ
の場合、パルス信号５ＩＧＡの位相がパルス信号５ＩＧ
Ｈの位相に対して、位相差分進んでいる。従って、第５
Ａ図乃至第５Ｃ図の位相変化を検出することによって、
回転ディスクの角度１／２０分の回転を検出することが
出来る。

しかしながら、速度検出装置ｌＯの位相状態検出器２４
は、回転ディスクの所定の基準角度位置を示す第５Ｂ図
の状態を検出することによって、正確に適当なタイミン
グ回路で用いる基準信号を発生することが出来る。

位相状態検出回路２４は、位相検出発振器２０より出力
されるパルス信号５ＩＧＡと検出回路２２より出力され
るパルス信号５ＩＧＨの位相を比較して、位相の進みが
逆転する回転ディスクの角度位置又はその近傍で、位相
関係の逆転を示す信号を発生する。いづれのパルス信号
５ＩＧＡ、５ＩＧＢの位相が進んでいるかの判別は、デ
ィジタル論理回路によって容易に判別可能である。例え
ば、いずれのパルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢが立ち上が
ったかを検出して位相の進み関係を検出する場合、信頼
性のある判別を行うためには、三つの面倒な条件を判別
しなければならない。即ち、両パルス信号が一定ではな
いため、両パルス信号が同時に到来した場合に、論理回
路がどのように判別動作するかを設定する必要がある。

次に、両パルス信号の位相が接近している場合における
、僅かな変化又はバックラッシュによって、余分なパル
スが発生してしまう恐れがる。また、パルス信号５ＩＧ
Ａ、５ＩＧＢは連続して発生されているので、前のサイ
クルの位相の遅れた信号を現検出サイクルの最初に到来
して信号と誤検出しないようにするために、判別サイク
ルの開始タイミングを論理回路に設定しなければならな
い。これらの条件を満足するための条件設定は、第１図
に示す信号調整回路２６によって行われる。

位相関係の検出論理回路の設計を容易にするために、本
実施例においては、パルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢはと
もに５００　Ｋ　Ｈｚのクロック信号に同期されている
。このクロック信号は、コンデンサＣ６と抵抗器Ｒ４、
Ｒ５で構成したフィルタ回路を介してフィードバック接
続されたインバータ３５．３６によって構成されたクロ
ック発振器によって発生される。さらに、インバータ３
７は、クロック発振器によって発生されるクロック信号
と逆位相のクロック信号を発生する。従って、パルス信
号５ＩＧＡ、５ＩＧＢは同一クロック周期内に発生した
場合には位相が一致したものとすることが出来る。また
、図示の構成においては、論理回路は、クロック周期に
比べて小さい変動に対しても位相検出を行うことが出来
るように構成されている。この場合、位相関係の判別は
、両パルス信号が一致しているか、特定の位相差関係に
なっているかのみを判定し、位相差関係が逆転している
状態は検出しないので、位相関係の判別は、以下に詳述
するように容易なものとなる。

クロック信号にパルス信号５ＩＧＡを同期させるための
同期回路は、一対のＡＮＤゲート３８．４０と、インバ
ータ４２と、四つのＤ−フリップフロップをパッケイジ
化した４０１７５パツケイジ４４の一対のＤ−フリップ
フロップ３Ｄ、４Ｄと、及び排他ＯＲ（Ｅｘｃｌｕｓｉ
ｖｅ　ＯＲ）で構成するＯＲゲート４６とによって構成
される。両ＡＮＤゲート３８．４０は、それぞれ一方の
入力にパルス信号５ＩＧＡを受ける。ＡＮＤゲート４０
の他方の入力には、ＯＲゲート４６の出力が与えられる
。

一方、ＡＮＤゲート３８の他方の入力には、インバータ
４２の反転信号が入力される。ＡＮＤゲート３８の出力
は、パッケイジ４４のＤ−７リツプフロツプ４Ｄの入力
に接続されている。一方、ＡＮＤゲート４０の出力は、
パッケイジ４４のＤフリップフロップ３Ｄの入力に接続
されている。

フリップフロップパッケイジ４４の出力３Ｑ１４ＱはＯ
Ｒゲート４６の二つの入力に接続されている。さらに、
フリップフロップ４Ｄの出力４Ｑは排他ＯＲゲート４８
の入力に接続されているとともに、Ｄ−フリップフロッ
プ５０のＤ入力に接続されている。

第４図及び第６図に示すように、５００　Ｋ　Ｈｚ発振
器によって発生されたクロック信号ＣＬＫは、フリップ
フロップパッケイジ４４の四つのフリップフロップに共
通のＣ入力に供給される。人力されるパルス信号５ＩＧ
ＡがＨＩＧＨレベルとなっており、第６Ｂ図に示すよう
にクロック信号がＨＩＧＨレベルに立ち上がりにおいて
５ＩＧＡ、６（ＨＩＧＨレベルに保持されている場合、
フリップフロップパッケイジ４４の４Ｑ出力に発生する
出力はクロック信号の立ち上がりに同期し、クロック信
号のパルス幅と等しいシジットパルスが発生される。初
期状態において、フリップフロップパッケイジ４４の各
フリップフロップ３Ｄ、４Ｄはいずれもリセット状態と
なっており、これらに対する入力はＬＯＷレベルに維持
されている。従って、ＯＲゲート４６の出力はＬＯＷレ
ベルとなり、ＡＮＤゲート４０におけるＡＮＤ条件は不
成立となり、一方ＡＮＤゲート３８には、インバータ４
２により反転されたＯＲゲート４６の出力が入力される
結果、ＡＮＤゲート３８は位相検出発振器２０から入力
されるパルス信号５ＩＧＡのＨＩＧＨレベルに応じて動
作可能な状態となる。従って、パルス信号５ＩＧＡが、
第６Ｂ図の時間Ｔ、でＨＩＧＨに立ち上がると、フリッ
プフロップ４Ｄの入力がＨＩＧＨレベルとなってセット
状態となる。

このフリップフロップ４Ｄは、続いて第６Ａ図の時間Ｔ
、において発生するＨＩＧＨレベルのクロック信号ＣＬ
Ｋによって、第６Ｃ図に示すようにリセットされる。フ
リップフロップ４Ｄの４Ｑ出力は、フリップフロップが
セット状態となっている間、ＯＲゲート４６にＨＩＧＨ
レベルの４Ｑ出力を供給する。従って、ＯＲゲート４６
のゲート出力はＨＩＧＨレベルとなり、このＨＩＧＨレ
ベルのゲート出力によって、ＡＮＤゲート４０は、動作
可能な状態となりＡＮＤゲート３８は動作不能となる。

ＡＮＤゲート４０は、ＨＩＧＨレベルのパルス信号５Ｉ
ＧＡに応じてＨＩＧＨレベルのゲート出力を発生する。

このため、フリップフロップ３Ｄは、ＡＮＤゲート４０
のＨＩＧＨレベルのゲート出力によってセットされ、続
いて第６Ａ図の時間Ｔ４で人力されるクロック信号ＣＬ
Ｋに応じて、ＨＩＧＨレベルの３Ｑ出力を発生する。こ
のＨＩＧＨレベルの３Ｑ出力によって、ＡＮＤゲート４
０は、動作可能状態に維持され、ＡＮＤゲート３８は動
作不能の状態に保持される。第６Ｂ図及び第６Ｄ図に示
すように、フリップフロップ３Ｄは、パルス信号５ＩＧ
ＡがＨＩＧＨレベルに維持されている間、セット状態に
に維持される。

一方、フリップフロップ４Ｄの４Ｑ出力は、第６Ｅ図に
示すように、パルス信号５ＩＧＡの調整出力Ｃ０ＮＤ、
　　５ＩＧＡとして機能し、フリップフロップ４Ｄがリ
セットされる時間Ｔ、でＨＩＧＨレベルに立ち上がり、
時間Ｔ４で立ち上がるＨＩＧＨレベルのクロック信号Ｃ
ＬＫの立ち上がりまでＨＩＧＨレベルに維持される。ま
た、前述したように時間Ｔ４においては、第６Ｆ図に示
すように、フリップフロップ３Ｄの３Ｑ出力がＨＩＧＨ
レベルに立ち上がる。時間Ｔ、で、パルス信号５ＩＧＡ
のレベルがＬＯＷレベルに立ち下がると、前述したよう
にフリップフロップ３Ｄがリセットされ、時間Ｔ７で発
生されるＨＩＧＨレベルのクロック信号ＣＬＫによって
、３Ｑ出力はＬＯＷレベルに立ち下がる。この３Ｑ出力
の立ち下がりに′ｒって、）＜ルス信号Ｓ　Ｉ　Ｇ　Ａ
、　Ｓ　Ｉ　Ｇ　８位ｍ関係の検出サイクルの終了が検
出される。

検出回路２２の発生するパルス信号５ＩＧＢをクロック
に同期させる同期回路の構成は、上記した同期回路の構
成と同一である。即ち、この同期回路は、一対のＡＮＤ
ゲート５２．５４、インバータ５６、フリップフロップ
パッケイジ４４の７リツプフロツプＩＤ、２Ｄ及び排他
ＯＲゲートで構成するＯＲゲート５８で構成される。パ
ルス信号５ＩＧＢは。ＡＮＤゲート５２．５４のそれぞ
れの一方の入力に入力される。ＡＮＤゲート５２．５４
の出力は、それぞれフリップフロップＩＤ。

２Ｄのセット入力に接続されている。一方、フリップフ
ロップ２Ｄの出力２Ｑは、ＯＲゲート４８の一方の入力
に接続されている。この同期回路によって発生されるパ
ルス信号５ＩＧＢの調整出力Ｃ０ＮＤ、　　５ＩＧＢの
信号波形は、パルス信号５ＩＧＢの信号波形ととともに
第６Ｇ図及び第６Ｈ図に示されている。即ち、時間Ｔ３
でパルス信号５ＩＧＢが立ち上がったのち、この時間Ｔ
、に続いて時間Ｔ４発生されるＨＩＧＨレベルのクロッ
ク信号ＣＬＫに応じて、調整出力Ｃ０ＮＤ、　　５ＩＧ
ＢのレベルがＨＩＧＨレベルに立ち上がり、時間’ｒｓ
の次のＨＩＧＨレベルのクロック信号ＣＬＫの立ち上が
りまでＨＩＧＨレベルに維持される。

フリップフロップ２Ｄ、４Ｄの出力２Ｑ、４Ｑは、それ
ぞれＯＲゲート４８に接続されており、調整出力Ｃ０Ｎ
Ｄ、Ｓ　Ｉ　ＧＡとＣ０ＮＤ、Ｓ　Ｉ　ＧＢをＯＲゲー
ト４８の入力に供給する。さらに、フリップフロップ４
Ｄの出力４Ｑは、フリップフロップ５０のＤ入力に接続
されており、調整出力Ｃ０ＮＤ、Ｓ　Ｉ　ＧＡを供給す
る。なお、フリップフロップ５０に供給する入力は、調
整出力Ｃ０ＮＤ、５ＩＧＢとすることも可能である。Ｏ
Ｒゲート４８に供給される入力は、いずれもクロック信
号に同期された信号となっているので、ゲートへのＨＩ
ＧＨレベル人力がない場合及びＨＩＧＨレベルの両ゲー
ト人力が同時にＨＩＧＨレベルとなった場合に、クロッ
ク信号がフリップフロップ５０に入力されないものとな
る。これによって、パルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢの位
相の一致を容易に検出できるものとなる。即ち、ＯＲゲ
ート４８の出力は、ＡＮＤゲート６０に与えられており
、このＡＮＤゲート６０の出力がＡＮＤゲート６２に与
えられているので、上記したいづれの場合においても、
いずれかのＡＮＤゲート６０．６２が非動作状態となっ
て、クロック信号ＣＬＫの反転信号ＣＬＫ＊クロック信
号がフリップフロップ５０に供給されるのを阻止出来る
ようになっている。

なお、ＡＮＤゲート６２の出力は、インバータ６４を介
してフリップフロップ５０のクロック人力Ｃに接続され
ている。

ここで、各検出サイクルの位相検出発振器２０の動作が
パルス信号５ＩＧＡ、５ＩＧＢの双方がＨＩＧＨレベル
となったときに起動されるものとすると、このときＡＮ
Ｄゲート６２の二つの入力の入力レベルはＨＩＧＨレベ
ルとなり、従って、ＡＮＤゲート６２のゲート出力はＨ
ＩＧＨレベルとなる。つぎに、パルス信号５ＩＧＡ、５
ＩＧＢの一方が、ＬＯＷレベルに立ち下がると、コンデ
ンサＣＩＯによって微分され、排他ＯＲげ−と６４°に
よって反転された信号の立ち下がりによって、Ｄ−フリ
ップフロップ６６がセットされて。

ＡＮＤゲート６０は、フリップフロップ６６のＨＩＧＨ
レベルのセット出力によって動作可能な状態とされ、続
いて発生するＨＩＨＧレベルの調整出力Ｃ０ＮＤ、５Ｉ
ＧＡ又はＣ０ＮＤ、Ｓ　Ｉ　ＧＢに応じてＨＩＧＨレベ
ルのゲート出力を発生する。

フリップフロップ６６が、上記のセット状態となってい
るときにＨＩＧＨレベルの調整出力Ｃ０ＮＤ。

５ＩＧＡ又はＣ０ＮＤ、５ＩＧＢが発生すると、クロッ
ク信号ＣＬＫが双方のフリップフロップ５０．６６に供
給される。検出サイクルにおいて、最初に発生するＨＩ
ＧＨレベルの調整出力が、Ｃ０ＮＤ、５ＩＧＡである場
合、フリッププロップ５０はセットされ、一方、最初に
発生する調整出力がＣ０ＮＤ、５ＩＧＢである場合には
、フリップフロップ５０はリセットされる。いづれの場
合においても、フリップフロップ６６は、最初に発生し
た調整出力Ｃ０ＮＤ、５ＩＧＡ又はＣ０ＮＤ。

５ＩＧＢの立ち下がりでリセットされ、次に発生する調
整出力にたいして位相検出回路が反応しないようにする
。勿論、最初のＨＩＧＨレベル調整出力として両パルス
信号５ＩＧＡと５ＩＧＢ、６１ｉｉ１時に立ち上がった
場合には、フリップフロップ６６は、ＨＩＧＨレベルに
維持される。

第７Ａ図には、パルス信号５ＩＧＡのパルス信号５ＩＧ
Ｂの位相に対する回転ディスク１２の回転に応じた位相
変化がしめされている。この第７Ａ図において、横軸（
Ｘ軸）は、パルス信号５ＩＧＡと５ＩＧＢの信号位相が
一致する位置を示す。

一方、Ｘ軸より上の部分は、パルス信号５ＩＧＡの位相
がパルス信号５ＩＧＨの位相に対して進み壷を示し、Ｘ
軸より下の部分は、パルス信号５ＩＧＢの位相のパルス
信号５ＩＧＡに対する位相の進み量を示している。なお
、第７Ａ図の単位は、散文の位相差で示されている。第
７Ａ図より明らかなように、パルス信号５ＩＧＡ及び５
ＩＧＢの位相差のプロットは、サイン波形に近似して周
期変化する。なお、プロットの波形は、回転ディスクの
検出歯１４及び間隙１５と検出コイルのコア１６．１７
の相対形状、距離、寸法等によって決定される。なお、
第７Ａ図に示す周期変化プロットの一サイクルは回転デ
ィスク１２の検出歯の一ピッチ分に対応するθ゛の角度
変位を示している。

なお、上記したように、各−サイクルのなかで、位相関
係の逆転は二回発生する。

第７Ｂ図は、第７Ａ図の位相関係の変化に対応したフリ
ップフロップ５０の出力Ｑの出力波形を示している。図
示の例においては、時間Ｔ０でパルス信号５ＩＧＡに位
相がパルス信号５ＩＧＢの位相に対して最初にクロック
信号の一周期分よりも大きな進み量となる。従って、フ
リップフロップ５０のＱ出力はＨＩＧＨレベルに立ち上
がり、入力りの人力レベルがＬＯＷレベルで次のクロッ
ク信号が人力Ｃに人力されるまでの間、ＨＩＧＨレベル
に維持される。この状態は、パルス信号５ＩＧＡ％５Ｉ
ＧＢの位相が最初に一致した直後及び調整出力Ｃ０ＮＤ
、Ｓ　Ｉ　ＧＡ％Ｃ０ＮＤ、５ＩＧＢの位相が一致した
直後に発生する。フリップスロップ５０のＱ出力は、パ
ルス信号５ＩＧＨの位相がパルス信号５ＩＧＡの位相に
対して進んだ状態から遅れた状態への遷移が発生した直
後の時間Ｔ０にＨＩＧＨレベルに立ち上がる。従って、
この時間Ｔ０及びＴＯにより回転ディスク１２のそれぞ
れ角度θ離間した所定の角度位置と直接対応した基準タ
イミングを検出することが出来る。これらの基準タイミ
ングを周知の速度算出回路で用いて所望の要領で速度を
表示することが出来る。

なお、上記の構成において、上記の基準タイミングを示
す信号はディジタル信号であり、信号の振幅は検出歯と
検出コイル間の間隙Ｇの変動に対して、速度検出装置の
動作領域においてほとんど影響を受けないものとなる。

さらに、フリップフロップ５０のＱ出力は、抵抗ｉＲ９
を介してトランジスタ６８のベースに接続されている。

トランジスタ６８のエミッタは、接地されており、コレ
クタは抵抗器Ｒ８及び５■の直流電源に接続されている
。出力信号は、反転信号としてトランジスタ６８のコレ
クタより出力される。

なお、上記の回路に対する電源供給回路は、第４図に示
すように、１２Ｖの入力電源と、抵抗器Ｒ６と、分流用
５ｖツエナーダイオードＣＲＩと、分流コンデンサＣ７
、Ｃ８、Ｃ９とによって構成され５ｖの定電圧を発生す
る定電圧源とによって構成されている。なお、第４図に
示す回路は、Ｃ０Ｍ５回路で構成することが可能である
。また、上記した定電圧源に用いるツェナーダイオード
を省略することも可能である。しかしながら、車両用の
電気回路にはノイズの混入が多いため、ツェナーダイオ
ードを用いることにより、ノイズ低減の効果が期待でき
るので、これを定電圧源に用いることが望ましい。

［発明の効果］上記のように、本発明によれば、全速度域で高精度に動
作可能な速度検出装置を提供することが出来る。本発明
によれば、センサと回転ディスク間の間隙を比較的大き
く設定出来るとともに、信号の振幅の変動の少ない速度
検出装置を提供すること出来る。さらに、本発明によれ
ば、ディジタル動作をする回路を有し、しかも高精度で
、小型で、さらに廉価に製造可能な速度検出装置を提供
することが出来る。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を満足する全ての構
成を包含するものである。例えば、上記に詳述した信号
調整回路に変えてアメリカ特許出順回２４０，７８３号
（同時出願の特許願（３）に記載した構成の信号調整回
路を用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適実施例による速度検出装置の概
略を示すブロック図、第２図は、本発明の実施例の変形例を示す部分斜視図、第３図は、本発明の好適実施例による速度検出装置の取
り付は状態を示す側面図、第４図は、第１図の速度検出装置の回路部分を詳細に示
す回路図、第５Ａ図乃至第５Ｃ図は、本実施例による検出装置の各
動作位置における信号の位相関係を示す波形図、第６Ａ図乃至第６Ｈ図は、第４図の回路の各部の信号波
形を示す波形図、第７Ａ図及び第７Ｂ図は、位相関係の変化と出力信号波
形の関係を示す図である。Ｆ／θ６ＡＣＬＫ回転χ句→ 手続補正書（方式）事件の表示平成１年特許願第２２８１６４号２゜発明の名称速度検出装置３゜補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外周に回転検出用の突起又は凹部を形成した回転
デイスクと、該回転デイスクの近傍に配設され、前記突起又は凹部と
の位置関係に応じてインダクタンスを変化させる第一及
び第二の検出要素と、前記第一の検出要素を含み、該第一の検出要素のインダ
クタンス変化に応じて周波数を変化する第一の出力信号
を発生する発振器と、前記発振器に接続され該発振器の発振出力によって駆動
されるとともに、前記第二の検出要素を含み、前記第二
の検出要素のインダクタンス変化に応じて周波数を変化
する第二の出力信号を発生する検出回路とを有し、前記第一及び第二の検出要素が、前記第一の出力信号と
前記第二の出力信号間に信号位相差を設けるように相互
に離間して配設され、前記第二の出力信号の位相が第一の出力信号の位相に対
して、回転デイスクの突起又は凹部位置におうじて位相
を周期的に変化させるとともに、前記第一及び第二の出
力信号の位相が所定の関係を検出して、出力間隔が回転
デイスクの回転速度をしめす基準タイミング信号を発生
する手段とによって構成したことを特徴とする速度検出
装置。
（２）前記第一及び第二の検出要素は、同一条件におい
て同一にインダクタンスを持つように構成したことを特
徴とする請求項第１項に記載の装置。
（３）前記各第一及び第二の検出要素は、誘導コイルで
形成され、該コイルは、強磁性体製のコアを有している
請求項第１項又は第２項に記載の装置。
（４）前記コアは、略Ｃ字状に形成され、その両端部が
前記突起に対抗するように配設されていることを特徴と
する請求項第３項に記載の装置。
（５）前記コアの端部と前記突起のコア対向部との間の
間隙が約０．０５０インチ以上に設定されている請求項
第４項に記載の装置。
（６）各コアは、両端部を回転デイスクの回転方向の異
なる位置に配置している請求項第４項又は第５項に記載
の装置。
（７）前記コアの両端部間の距離は、前記突起又は凹部
のピッチの正数倍に設定されている請求項第６項に記載
の装置。
（８）各コアは、回転デイスクの回転軸線と略平行に配
設される請求項第１項乃至第４項のいずれかに記載の装
置。
（９）前記発振器と前記検出回路は、各検出サイクルに
おいて、前記第一及び第二の出力信号の位相関係が逆転
するように構成されている請求項第１項乃至第８項のい
ずれかに記載の装置。
（１０）前記第一の出力信号と前記第二の出力信号の位
相関係が所定の関係となることを検出する手段は、前記
第一及び第二の出力信号の位相関係の逆転を検出回路に
よって構成されている請求項第１項乃至第８項のいずれ
かに記載の装置。
（１１）前記第一及び第二の出力信号は、デイジタル信
号であり、前記位相関係の逆転を検出する回路は、前記
第一及び第二の出力信号の順を検出するデイジタル論理
回路で構成されている請求項第１０項に記載の装置。
（１２）前記発振器と前記検出回路が、サイン波形信号
を発生する位相手段と、前記サイン波形信号からデイジ
タル波形の前記出力信号を発生する増幅手段とを有して
いる請求項第１１項に記載の装置。
（１３）前記発振器とを前記検出回路はそれぞれデイジ
タル波形の前記第一及び第二の出力信号を発生し、前記
基準タイミング信号もデジタル波形の信号である請求項
第１項乃至第１２項のいずれかに記載の装置。