(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の移動を検出するための磁界センサーであって、前記物体は、複数の物体特徴を有しており、前記磁界センサーは、物体特徴の少なくとも２つの可能量のセットに属する任意の量の前記物体特徴を有する物体では、変更なしに動作可能であり、前記セットは、物体特徴の可能量の最小公倍数を有しており、前記磁界センサーは、
磁界センシングエレメントであって、物体特徴が前記磁界センシングエレメントのそばを通過するときに、前記物体特徴に反応する磁界信号を発生させるためのものであり、前記磁界信号は、複数の磁界信号サイクルを含み、前記複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つが、前記磁界センシングエレメントのそばを通過する前記複数の物体特徴のそれぞれ１つを示しており、前記複数の磁界信号サイクルは、現在の磁界信号サイクルおよび複数の過去の磁界信号サイクルを含む、磁界センシングエレメントと、
モーション検出器であって、前記磁界センシングエレメントに連結されており、また、前記物体の前記移動を示すモーション信号を発生させるように構成されており、前記モーション信号は、複数の上昇するエッジおよび複数の下降するエッジを有しており、それぞれの上昇するエッジおよびそれぞれの下降するエッジは、前記複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つに関連付けされている、モーション検出器と
を含み、前記モーション検出器は、
ピーク識別回路であって、前記磁界信号の複数のプラスのピークまたは前記磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを識別し、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークまたは前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記少なくとも１つを示すピーク信号を提供するためのものである、ピーク識別回路と、
サンプル選択回路モジュールであって、前記ピーク信号に関連しているピーク関連の信号を受信するように連結されており、また、前記ピーク関連の信号の複数のサンプルを記憶するように構成されており、前記サンプル選択回路モジュールは、前記記憶された複数のサンプルから、前記ピーク関連の信号の記憶されたサンプルをシーケンシャルに呼び出し、サンプリングされた信号を発生させるようにさらに構成されており、前記サンプリングされた信号の中のそれぞれシーケンシャルに選択された記憶されたサンプルは、前記物体特徴の前記可能量の前記最小公倍数の整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前に起こった前記磁界信号の複数の以前のサイクルのそれぞれ１つに関連付けされている、サンプル選択回路モジュールと、
コンパレーターであって、前記サンプリングされた信号に関連している信号を受信するように連結されており、前記磁界信号を受信するように連結されており、前記モーション信号を発生させるために、前記サンプリングされた信号に関連している前記信号と前記磁界信号を比較するように構成されている、コンパレーターと、
閾値ジェネレーターであって、前記サンプリングされた信号を受信するように連結されており、また、前記サンプリングされた信号を使用し、前記サンプリングされた信号に関連している前記信号を閾値信号として発生させるように構成されており、前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージを示す、閾値ジェネレーターと
を含む、磁界センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の磁界センサーであって、前記最小公倍数が１２である、磁界センサー。
【請求項３】
請求項１に記載の磁界センサーであって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージを示す、磁界センサー。
【請求項４】
請求項１に記載の磁界センサーであって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものの組合せと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージを示す、磁界センサー。
【請求項５】
請求項１に記載の磁界センサーであって、
前記閾値ジェネレーターは、さらに、前記ピーク関連の信号を受信するように連結されており、また、前記ピーク関連の信号を使用して前記閾値信号を発生させるように構成されており、前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものとの間の値を含む、閾値ジェネレーター
をさらに含む、磁界センサー。
【請求項６】
請求項１に記載の磁界センサーであって、前記サンプリングされた信号が、複数のサンプリングされた信号のうちの１つであり、それぞれのサンプリングされた信号は、前記物体特徴の前記可能量の前記最小公倍数の異なる整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前にそれぞれ起こっている前記磁界信号の前記複数の以前のサイクルの異なるそれぞれ１つに関連付けされており、前記モーション検出器が、
関数プロセッサーであって、前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルの選択されたものを組み合わせ、前記サンプリングされた信号に関連している前記信号を、組み合わせられた信号として発生させるように構成されている、関数プロセッサー
をさらに含む、磁界センサー。
【請求項７】
請求項６に記載の磁界センサーであって、前記関数プロセッサーが、前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルのうちの前記選択されたものを平均し、前記サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるように構成されている、磁界センサー。
【請求項８】
請求項６に記載の磁界センサーであって、
前記閾値ジェネレーターが、前記組み合わせられた信号を受信するように連結されており、また、前記組み合わせられた信号を使用して前記閾値信号を発生させるように構成されている、磁界センサー。
【請求項９】
請求項６に記載の磁界センサーであって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージを示す、磁界センサー。
【請求項１０】
請求項６に記載の磁界センサーであって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものの組合せと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージを示す、磁界センサー。
【請求項１１】
請求項１０に記載の磁界センサーであって、前記関数プロセッサーが、前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルのうちの前記選択されたものを平均し、前記サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるように構成されている、磁界センサー。
【請求項１２】
請求項６に記載の磁界センサーであって、
前記閾値ジェネレーターが、前記ピーク信号を受信するように連結されており、前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものとの間の値を含む、磁界センサー。
【請求項１３】
請求項１２に記載の磁界センサーであって、前記関数プロセッサーが、前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルのうちの前記選択されたものを平均し、前記サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるように構成されている、磁界センサー。
【請求項１４】
請求項１に記載の磁界センサーであって、前記磁界センサーが、誤差プロセッサーをさらに含み、前記誤差プロセッサーは、前記ピーク関連の信号を受信するように連結されており、また、前記サンプリングされた信号を受信するように連結されており、
前記ピーク関連の信号の値および前記サンプリングされた信号の値が、所定の量よりも大きく異なる場合には、前記誤差プロセッサーが、誤差条件を示す所定の状態を有する誤差信号を発生させるように構成されている、磁界センサー。
【請求項１５】
請求項１４に記載の磁界センサーであって、前記磁界センサーが、
調節プロセッサーであって、前記誤差信号を受信するように連結されており、また、前記誤差条件に応答して、前記サンプル選択回路モジュールは、前記ピーク関連の信号を、前記サンプリングされた信号として提供するように構成されている、調節プロセッサー
をさらに含む、磁界センサー。
【請求項１６】
請求項１４に記載の磁界センサーであって、前記磁界センサーが、
調節プロセッサーであって、前記誤差信号を受信するように連結されており、また、前記誤差条件に応答して、前記サンプル選択回路モジュールが、前記最小公倍数の値を変化させるように構成されている、調節プロセッサー
をさらに含む、磁界センサー。
【請求項１７】
請求項１に記載の磁界センサーであって、前記磁界センサーが、
物体特徴量検出プロセッサーであって、前記モーション信号を受信するように構成されており、また、前記物体上の物体特徴の前記量を示す物体特徴値の量を計算するように構成されており、前記サンプル選択回路モジュールは、物体特徴値の前記量に従って、前記最小公倍数の値を変化させるように構成されている、物体特徴量検出プロセッサー
をさらに含む、磁界センサー。
【請求項１８】
物体の移動を検出する方法であって、前記方法は、物体特徴の少なくとも２つの可能量のセットに属する任意の量の物体特徴を有する物体では、変更なしに動作可能であり、前記セットは、物体特徴の可能量の最小公倍数を有しており、前記方法は、
前記物体に関連付けされる磁界に比例する磁界信号を発生させるステップであって、前記磁界信号は、複数の磁界信号サイクルを含み、前記複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つが、磁界センシングエレメントのそばを通過する前記複数の物体特徴のそれぞれ１つを示しており、前記複数の磁界信号サイクルは、現在の磁界信号サイクルおよび複数の過去の磁界信号サイクルを含む、ステップと、
前記物体の前記移動を示すモーション信号を発生させるステップであって、前記モーション信号は、複数の上昇するエッジおよび複数の下降するエッジを有しており、それぞれの上昇するエッジおよびそれぞれの下降するエッジは、前記複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つに関連付けされている、ステップと
を含み、前記モーション信号を発生させる前記ステップは、
前記磁界信号の複数のプラスのピークまたは前記磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを識別し、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークまたは前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記少なくとも１つを示すピーク信号を提供するステップと、
ピーク関連の信号の複数のサンプルを記憶するステップと、
前記記憶された複数のサンプルから、前記ピーク関連の信号の記憶されたサンプルをシーケンシャルに呼び出し、サンプリングされた信号を発生させるステップであって、前記サンプリングされた信号の中のそれぞれシーケンシャルに選択された記憶されたサンプルは、前記物体特徴の前記可能量の前記最小公倍数の整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前に起こった前記磁界信号の複数の以前のサイクルのそれぞれ１つに関連付けされている、ステップと、
前記モーション信号を発生させるために、前記サンプリングされた信号に関連している信号と前記磁界信号を比較するステップと、
前記サンプリングされた信号を使用し、前記サンプリングされた信号に関連している前記信号を閾値信号として発生させるステップであって、前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージを示す、ステップと
を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記最小公倍数が１２である、方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージを示す、方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の方法であって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものの組合せと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージを示す、方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の方法であって、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークの前記選択されたものとの間の値を含む、方法。
【請求項２３】
請求項１８に記載の方法であって、前記サンプリングされた信号が、複数のサンプリングされた信号のうちの１つであり、それぞれのサンプリングされた信号は、前記物体特徴の前記可能量の前記最小公倍数の異なる整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前にそれぞれ起こっている前記磁界信号の前記複数の以前のサイクルの異なるそれぞれ１つに関連付けされており、前記方法が、
前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルの選択されたものを組み合わせ、前記サンプリングされた信号に関連している前記信号を、組み合わせられた信号として発生させるステップ
をさらに含む、方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、組み合わせる前記ステップが、前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルのうちの前記選択されたものを平均し、前記サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるステップを含む、方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法であって、前記方法が、
前記組み合わせられた信号を使用して前記閾値信号を発生させるステップをさらに含む、方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法であって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージを示す、方法。
【請求項２７】
請求項２３に記載の方法であって、前記記憶されたピーク関連の信号が、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークを示しており、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものの組合せと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージを示す、方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、組み合わせる前記ステップが、前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルのうちの前記選択されたものを平均し、前記サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるステップを含む、方法。
【請求項２９】
請求項２３に記載の方法であって、
前記閾値信号は、前記磁界信号の前記複数のプラスのピークのうちの前記選択されたものと、前記磁界信号の前記複数のマイナスのピークのうちの前記選択されたものとの間の値を含む、方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、組み合わせる前記ステップが、前記複数のサンプリングされた信号の中の前記サンプルのうちの前記選択されたものを平均し、前記サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるステップを含む、方法。
【請求項３１】
請求項１８に記載の方法であって、前記方法が、
前記ピーク関連の信号の値および前記サンプリングされた信号の値が、所定の量よりも大きく異なる場合には、誤差条件を示す所定の状態を有する誤差信号を発生させるステップ
をさらに含む、方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法であって、前記方法が、
前記誤差条件に応答して、前記ピーク関連の信号を、前記サンプリングされた信号として提供するステップ
をさらに含む、方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法であって、前記方法が、
前記誤差条件に応答して、前記最小公倍数の値を変化させるステップ
をさらに含む、方法。
【請求項３４】
請求項１８に記載の方法であって、前記方法が、
前記物体上の物体特徴の前記量を示す物体特徴値の量を計算するステップと、
物体特徴値の前記量に従って、前記最小公倍数の値を変化させるステップと
をさらに含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、集積回路に関し、より具体的には、強磁性の物体の移動または回転を検出するための集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
強磁性の物品および／または磁性の物品を検出するための磁界センサー（たとえば、回転検出器）が知られている。強磁性の物品または磁性の物品に関連付けされる磁界は、ホールエレメントまたは磁気抵抗エレメントなどのような、磁界センシングエレメントによって検出され、それは、検出される磁界に比例する信号（すなわち、磁界信号）を提供する。いくつかの配置では、磁界信号は電気信号である。
【０００３】
磁界センサーは、磁界信号を処理し、出力信号を発生させ、出力信号は、ピーク（プラスのピークおよび／もしくはマイナスのピーク）に近い閾値、または、いくつかの他のレベル、たとえば、磁界信号のゼロクロッシングの近い閾値のいずれかを、磁界信号が交差する度に、状態を変化させる。したがって、出力信号は、たとえば、ギヤまたはリング型磁石などの、強磁性または磁性の物体の回転の速度を示すエッジレート（ｅｄｇｅ  ｒａｔｅ）または周期を有している。
【０００４】
磁界センサーの１つの用途は、硬質磁性のギヤまたは軟質磁性のギヤのいずれであれ、回転する強磁性のギヤのそれぞれの歯の接近および後退を検出することである。いくつかの特定の配置では、交互の極性を備える磁気領域（永久磁性または硬質磁性の材料）を有するリング型磁石が、強磁性のギヤに連結されており、または、それ自体で使用され、磁界センサーは、リング型磁石の磁気領域の接近および後退に反応する。他の配置では、ギヤは、静止している磁石の近位に配設されており、磁界センサーは、ギヤが回転するときに、磁界の摂動（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓ）に反応する。
【０００５】
ピークトゥーピークパーセンテージ検出器（または、閾値検出器）と称されることもある磁界センサーの１つのタイプでは、１つまたは複数の閾値レベルが、ピークトゥーピーク磁界信号のそれぞれのパーセンテージに等しい。１つのそのようなピークトゥーピークパーセンテージ検出器は、「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐａｓｓｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｗｈｉｌｅ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ａｄａｐｔｉｎｇ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（検出閾値を周期的に適用する間の通過する磁性物品の検出）」という表題の、本発明の譲受人に譲渡されている米国特許第５，９１７，３２０号に説明されている。
【０００６】
傾斜作動検出器（ｓｌｏｐｅ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）（または、ピーク参照検出器、または、省略して、ピーク検出器）と称されることもある別のタイプの磁界センサーが、「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｐａｓｓｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｗｉｔｈ  ａ  Ｐｅａｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ（ピーク参照閾値検出器を用いた通過する磁性物品の検出）」という表題の米国特許第６，０９１，２３９号に説明されており、これも、本発明の譲受人に譲渡されている。ピーク参照磁界センサーでは、閾値信号は、磁界信号のプラスピークおよびマイナスピーク（すなわち、ピークおよび谷）とは、所定の量だけ異なっている。したがって、このタイプの磁界センサーでは、磁界信号が磁界信号のピークまたは谷から所定の量だけ遠ざかるときに、出力信号は状態を変化させる。
【０００７】
上記に説明されている閾値検出器および上記に説明されているピーク検出器は、両方とも、磁界信号のプラスピークおよびマイナスピークを識別することができる回路を有しているので、閾値検出器およびピーク検出器は、両方とも、本明細書で「ピーク識別器」と称される回路部分を含み、「ピーク識別器」は、磁界信号のプラスのピークおよび／またはマイナスのピークを検出するように構成されているということが理解されるべきである。しかし、閾値検出器およびピーク検出器は、それぞれ、異なる方式で検出されたピークを使用し、いわゆる「閾値ジェネレーター」を提供しており、「閾値ジェネレーター」は、識別されたピークを使用し、１つまたは複数の閾値を発生させるように構成されており、この１つまたは複数の閾値と磁界信号が比較され得る。この比較は、いわゆる「ＰｏｓＣｏｍｐ」信号を結果として生じさせることが可能であり、「ＰｏｓＣｏｍｐ」信号は、移動物体の移動の速度、たとえば回転を表すエッジレートを有している。
【０００８】
磁界信号のプラスピークおよびマイナスピークを正確に検出するために、いくつかの実施形態では、回転検出器は、磁界信号の少なくとも一部をトラッキングすることが可能であり得る。この目的のために、典型的に、１つまたは複数のデジタルアナログコンバーター（ＤＡＣ）が、トラッキング信号を発生させるために使用され得、トラッキング信号が、磁界信号をトラッキングする。たとえば、上記に参照されている米国特許第５，９１７，３２０号および米国特許第６，０９１，２３９号では、２つのＤＡＣが使用されており、一方（ＰＤＡＣ）は、磁界信号のプラスのピークを検出するためのものであり、他方（ＮＤＡＣ）は、磁界信号のマイナスのピークを検出するためのものである。
【０００９】
回転検出器のいくつかのタイプは、たとえば、回転検出器の起動またはパワーアップの近くのときに、またはそうでなければ、所望に応じて時々、１つまたは複数のタイプの初期化またはキャリブレーションを行う。１つのタイプのキャリブレーションの間に、上記に説明されている閾値レベルが決定される。
【００１０】
上記に説明されている閾値レベルが初期に決定されると、様々なスキームが、閾値レベルを更新するために使用され得、閾値レベルがピークトゥーピーク磁界信号レベルに対して所望の関係のままになっていることを確実にする。たとえば、「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐａｓｓｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  ｗｈｉｌｅ  Ａｄａｐｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（検出閾値を適用する間の通過する磁性物品の検出）」という表題の、本発明の譲受人に譲渡されている米国特許第６，５２５，５３１号に説明されているように、プラスおよびマイナスの検出されるピーク信号（それぞれ、ＰＤＡＣおよびＮＤＡＣ）が、それぞれ、磁界信号がＰＤＡＣよりも上に増加し、また、ＮＤＡＣよりも下に減少するのに従って、磁界信号を辿るように自由に「外向きに」トラッキングし、それに続いて、そのような検出されたピーク信号が、ＰｏｓＣｏｍｐ信号の移行のときに、磁界信号のレベルへ「内向きに」（すなわち、ＰＤＡＣが減少し、ＮＤＡＣが増加する）移動することが選択的に許容される。そのような閾値信号の更新は、たとえば、動作の「ランニングモード」の間など、初期キャリブレーションモードに続いて行われ得る。
【００１１】
多くのタイプの磁界センサーは、パワーアップの直後に、ゼロ回転速度からの目標物体の移動の直後に、および／または、ゼロ回転速度へと遅くなる移動の直後に、正確な出力信号（たとえば、回転の絶対的な角度、速度、または方向の指示）を提供しないが、その代わりに、目標物体がかなりの回転で移動したときだけ、または、かなりの速度で移動しているときだけ、正確な出力信号を提供する。たとえば、「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐａｓｓｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  ｗｈｉｌｅ  Ａｄａｐｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（検出閾値を周期的に適用する間の通過する磁性物品の検出）」という表題の２００３年２月２５日に発行された米国特許第６，５２５，５３１号に説明されている１つのタイプの磁界センサーでは、プラスのデジタルアナログコンバーター（ＰＤＡＣ）およびマイナスのデジタルアナログコンバーター（ＮＤＡＣ）が、それぞれ、閾値信号を発生させる際の使用のために、磁界信号のプラスピークおよびマイナスピークをトラッキングする。変動する磁界信号（磁界に反応する電気信号）が、閾値信号と比較される。しかし、ＰＤＡＣおよびＮＤＡＣの出力は、信号のいくつかのサイクル（すなわち、信号ピーク）が起こるまでは（すなわち、いくつかのギヤ歯が通過するまでは）、磁界信号のプラスピークおよびマイナスピークの正確な指示であることはできない。このタイプの磁界センサーは、一般的に、十分に正確になるための時間を必要とし、本明細書で、いわゆる「精密回転検出器」と称されている。
【００１２】
それとは対照的に、「トゥルーパワーオンステート」（ＴＰＯＳ）検出器は、ゼロ回転速度、もしくは、低い回転速度（いくつかの用途では、たとえば、１００ｒｐｍ未満）からの目標物体（たとえば、カムシャフト）の移動の直後に、または、ゼロ回転速度へと遅くなる移動の少し前にも、合理的に正確な出力信号を提供することが可能である。そのうえ、目標物体が移動していないときでも、ＴＰＯＳ検出器は、ＴＰＯＳ検出器がギヤの歯または谷の前にいるかどうかという指示を提供することが可能である。しかし、目標物体が静止しているときには、従来のＴＰＯＳ検出器は、目標物体の回転の絶対的な角度または相対的な角度を識別することができない。ＴＰＯＳ検出器は、共通の集積回路の中の精密回転検出器と関連して使用され得、それぞれが、異なる時間に、エンジン制御プロセッサーに情報を提供する。簡単にするために、ＴＰＯＳ検出器および精密回転検出器は、本明細書では、共通の集積回路の中に示されている。しかし、ＴＰＯＳ検出器または精密回転検出器は、別々の回路の中で単独で使用することも可能である。
【００１３】
ＴＰＯＳ検出器は、いわゆる「歯の検出器」であることが可能であり、ギヤが回転していないときの歯と谷を区別することが可能である。精密回転検出器は、いわゆる「エッジ検出器」であることが可能であり、「エッジ検出器」は、ギヤ歯のエッジがそばを通過するときに検出することが可能であり、または、精密回転検出器は、歯検出器であることが可能である。
【００１４】
上記に説明されている磁界センサーによって感知されるいくつかの移動物体、たとえば、回転移動物体は、不規則なモーションを示し、または、不規則な特徴を有している。たとえば、ギヤは、それが回転するときに揺れを有する可能性があり、それは振れ（その回転の軸線の周りの非対称）を有する可能性があり、または、それはその機械的な寸法の不規則性を有する可能性があり、たとえば、いくつかのギヤ歯は、他のものよりも幅広くなっている可能性がある。これらの不規則性は、理想的でない閾値の発生を結果として生じさせる傾向がある。理想的でない閾値は、移動物体に関連付けされる磁界信号のサイクルに対して正確に設置されていないエッジを有するＰｏｓＣｏｍｐ信号を結果として生じさせる傾向がある。
【００１５】
したがって、感知されている移動物体のモーションまたは機械的な特性の中の不規則性の存在下でも正確な、磁界信号に関連付けされた閾値レベルを正確に識別することができる磁界センサーを提供することが望ましいこととなる。また、検出可能な特徴の可能数のセットから選択される複数の検出可能な特徴を有する回転物体に関連付けされる磁界信号に関する閾値レベルを正確に識別することができる磁界センサーを提供することが望ましいこととなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、感知されている移動物体のモーションまたは機械的な特性の中の不規則性の存在下でも正確な、磁界信号に関連付けされた閾値レベルを正確に識別することができる磁界センサーを提供する。また、本発明は、検出可能な特徴の可能数のセットから選択される複数の検出可能な特徴を有する回転物体に関連付けされる磁界信号に関する閾値レベルを正確に識別することができる磁界センサーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の態様を理解するために有用な例によれば、磁界センサーは、物体の移動を検出するためのであり、物体は、複数の物体特徴を有しており、物体特徴の量は、物体特徴の可能量のセットに属しており、セットは、物体特徴の可能量の最小公倍数を有している。磁界センサーは、磁界センシングエレメントを含み、磁界センシングエレメントは、物体特徴が磁界センシングエレメントのそばを通過するときに、物体特徴に反応する磁界信号を発生させるためのものである。磁界信号は、複数の磁界信号サイクルを含み、複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つが、磁界センシングエレメントのそばを通過する複数の物体特徴のそれぞれ１つを示しており、複数の磁界信号サイクルは、現在の磁界信号サイクルおよび複数の過去の磁界信号サイクルを含む。また、磁界センサーは、モーション検出器を含み、モーション検出器は、磁界センシングエレメントに連結されており、また、物体の移動を示すモーション信号を発生させるように構成されており、モーション信号は、複数の上昇するエッジおよび複数の下降するエッジを有しており、それぞれの上昇するエッジおよびそれぞれの下降するエッジは、複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つに関連付けされている。モーション検出器は、ピーク識別回路を含み、ピーク識別回路は、磁界信号の複数のプラスのピークまたは磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを識別し、磁界信号の複数のプラスのピークまたは磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを示すピーク信号を提供するためのものである。また、モーション検出器は、サンプル選択回路モジュールを含み、サンプル選択回路モジュールは、ピーク信号に関連しているピーク関連の信号を受信するように連結されており、また、ピーク関連の信号の複数のサンプルを記憶するように構成されている。サンプル選択回路モジュールは、記憶された複数のサンプルから、ピーク関連の信号の記憶されたサンプルをシーケンシャルに呼び出し、サンプリングされた信号を発生させるようにさらに構成されている。サンプリングされた信号の中のそれぞれシーケンシャルに選択された記憶されたサンプルは、物体特徴の可能量の最小公倍数の整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前に起こった磁界信号の複数の以前のサイクルのそれぞれ１つに関連付けされている。また、モーション検出器は、コンパレーターを含み、コンパレーターは、サンプリングされた信号に関連している信号を受信するように連結されており、磁界信号を受信するように連結されており、モーション信号を発生させるために、サンプリングされた信号に関連している信号と磁界信号を比較するように構成されている。
【００１８】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーは、以下の態様の１つまたは複数を任意の組合せで含むことが可能である。
【００１９】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、最小公倍数が１２である。
【００２０】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、サンプリングされた信号を受信するように連結されており、また、サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージである、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００２１】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、サンプリングされた信号を受信するように連結されており、また、サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージである、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００２２】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、サンプリングされた信号を受信するように連結されており、また、サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの選択されたものの組合せと、磁界信号の複数のマイナスのピークとの間の差の所定のパーセンテージである、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００２３】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、ピーク信号を受信するように連結されており、また、ピーク関連の信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのそれぞれ１つと、磁界信号の複数のマイナスのピークの選択されたものとの間の値を含む、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００２４】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、サンプリングされた信号が、複数のサンプリングされた信号のうちの１つであり、それぞれのサンプリングされた信号は、それは、物体特徴の可能量の最小公倍数の異なる整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前にそれぞれ起こっている磁界信号の複数の以前のサイクルの異なるそれぞれ１つに関連付けされており、モーション検出器が、
関数プロセッサーであって、複数のサンプリングされた信号の中のサンプルの選択されたものを組み合わせ、サンプリングされた信号に関連している信号を、組み合わせられた信号として発生させるように構成されている、関数プロセッサー
をさらに含む。
【００２５】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、関数プロセッサーが、複数のサンプリングされた信号の中のサンプルのうちの選択されたものを平均し、サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるように構成されている。
【００２６】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、組み合わせられた信号を受信するように連結されており、また、組み合わせられた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージである、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００２７】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、サンプリングされた信号を受信するように連結されており、また、サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージである、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００２８】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、サンプリングされた信号を受信するように連結されており、また、サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの選択されたものの組合せと、磁界信号の複数のマイナスのピークとの間の差の所定のパーセンテージである、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００２９】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、関数プロセッサーが、複数のサンプリングされた信号の中のサンプルのうちの選択されたものを平均し、サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるように構成されている。
【００３０】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、
閾値ジェネレーターであって、ピーク信号を受信するように連結されており、また、ピーク関連の信号を閾値信号として発生させるように構成されており、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのそれぞれ１つと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものとの間の値を含む、閾値ジェネレーター
をさらに含む。
【００３１】
上記の磁界センサーのいくつかの実施形態では、関数プロセッサーが、複数のサンプリングされた信号の中のサンプルのうちの選択されたものを平均し、サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるように構成されている。
【００３２】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、誤差プロセッサーをさらに含み、誤差プロセッサーは、ピーク関連の信号を受信するように連結されており、また、サンプリングされた信号を受信するように連結されており、
ピーク関連の信号の値およびサンプリングされた信号の値が、所定の量よりも大きく異なる場合には、誤差プロセッサーが、誤差条件を示す所定の状態を有する誤差信号を発生させるように構成されている。
【００３３】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、調節プロセッサーであって、誤差信号を受信するように連結されており、また、誤差条件に応答して、サンプル選択回路モジュールは、ピーク関連の信号を、サンプリングされた信号として提供するように構成されている、調節プロセッサーをさらに含む。
【００３４】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、
調節プロセッサーであって、誤差信号を受信するように連結されており、また、誤差条件に応答して、サンプル選択回路モジュールが、最小公倍数の値を変化させるように構成されている、調節プロセッサー
をさらに含む。
【００３５】
いくつかの実施形態では、上記の磁界センサーが、
物体特徴量検出プロセッサーであって、モーション信号を受信するように構成されており、また、物体上の物体特徴の量を示す物体特徴値の量を計算するように構成されており、サンプル選択回路モジュールは、物体特徴値の量に従って、最小公倍数の値を変化させるように構成されている、物体特徴量検出プロセッサー
をさらに含む。
【００３６】
本発明の別の態様を理解するために有用な別の例によれば、方法は、物体の移動を検出するためのものであり、物体は、複数の物体特徴を有しており、物体特徴の量は、物体特徴の可能量のセットに属しており、セットは、物体特徴の可能量の最小公倍数を有している。方法は、物体に関連付けされる磁界に比例する磁界信号を発生させるステップを含み、磁界信号は、複数の磁界信号サイクルを含む。複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つが、磁界センシングエレメントのそばを通過する複数の物体特徴のそれぞれ１つを示している。複数の磁界信号サイクルは、現在の磁界信号サイクルおよび複数の過去の磁界信号サイクルを含む。また、方法は、物体の移動を示すモーション信号を発生させるステップを含み、モーション信号は、複数の上昇するエッジおよび複数の下降するエッジを有している。それぞれの上昇するエッジおよびそれぞれの下降するエッジは、複数の磁界信号サイクルのそれぞれ１つに関連付けされている。モーション信号を発生させるステップは、磁界信号の複数のプラスのピークまたは磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを識別し、磁界信号の複数のプラスのピークまたは磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを示すピーク信号を提供するステップを含む。また、モーション信号を発生させるステップは、ピーク関連の信号の複数のサンプルを記憶するステップを含む。また、モーション信号を発生させるステップは、記憶された複数のサンプルから、ピーク関連の信号の記憶されたサンプルをシーケンシャルに呼び出し、サンプリングされた信号を発生させるステップを含む。サンプリングされた信号の中のそれぞれシーケンシャルに選択された記憶されたサンプルは、物体特徴の可能量の最小公倍数の整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前に起こった磁界信号の複数の以前のサイクルのそれぞれ１つに関連付けされている。また、モーション信号を発生させるステップは、モーション信号を発生させるために、サンプリングされた信号に関連している信号と磁界信号を比較するステップを含む。
【００３７】
いくつかの実施形態では、上記の方法は、以下の態様の１つまたは複数を任意の組合せで含むことが可能である。
【００３８】
上記方法のいくつかの実施形態では、最小公倍数が１２である。
【００３９】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージである、ステップ
をさらに含む。
【００４０】
上記方法のいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、磁界センサーが、
サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージである、ステップ
をさらに含む。
【００４１】
上記方法のいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、方法が、
サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの選択されたものの組合せと、磁界信号の複数のマイナスのピークとの間の差の所定のパーセンテージである、ステップ
をさらに含む。
【００４２】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
ピーク関連の信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのそれぞれ１つと、磁界信号の複数のマイナスのピークの選択されたものとの間の値を含む、ステップ
をさらに含む。
【００４３】
上記方法のいくつかの実施形態では、サンプリングされた信号が、複数のサンプリングされた信号のうちの１つであり、それぞれのサンプリングされた信号は、それは、物体特徴の可能量の最小公倍数の異なる整数倍に等しい量の以前のサイクルだけ前にそれぞれ起こっている磁界信号の複数の以前のサイクルの異なるそれぞれ１つに関連付けされており、方法が、
複数のサンプリングされた信号の中のサンプルの選択されたものを組み合わせ、サンプリングされた信号に関連している信号を、組み合わせられた信号として発生させるステップ
をさらに含む。
【００４４】
上記方法のいくつかの実施形態では、組み合わせるステップが、複数のサンプリングされた信号の中のサンプルのうちの選択されたものを平均し、サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるステップを含む。
【００４５】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
組み合わせられた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものとの間の差の所定のパーセンテージである、ステップ
をさらに含む。
【００４６】
上記方法のいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、磁界センサーが、
サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの選択されたものの組合せとの間の差の所定のパーセンテージである、ステップ
をさらに含む。
【００４７】
上記方法のいくつかの実施形態では、記憶されたピーク信号が、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの少なくとも１つを示しており、方法が、
サンプリングされた信号を使用し、サンプリングされた信号に関連している信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのうちの選択されたものの組合せと、磁界信号の複数のマイナスのピークとの間の差の所定のパーセンテージである、ステップ
をさらに含む。
【００４８】
上記方法のいくつかの実施形態では、組み合わせるステップが、複数のサンプリングされた信号の中のサンプルのうちの選択されたものを平均し、サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるステップを含む。
【００４９】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
ピーク関連の信号を閾値信号として発生させるステップであって、閾値信号は、磁界信号の複数のプラスのピークのそれぞれ１つと、磁界信号の複数のマイナスのピークのうちの隣接するそれぞれの１つとの間の値を含む、ステップ
をさらに含む。
【００５０】
上記方法のいくつかの実施形態では、組み合わせるステップが、複数のサンプリングされた信号の中のサンプルのうちの選択されたものを平均し、サンプリングされた信号を、平均化された信号として発生させるステップを含む。
【００５１】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
ピーク関連の信号の値およびサンプリングされた信号の値が、所定の量よりも大きく異なる場合には、誤差条件を示す所定の状態を有する誤差信号を発生させるステップ
をさらに含む。
【００５２】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
誤差条件に応答して、ピーク関連の信号を、サンプリングされた信号として提供するステップ
をさらに含む。
【００５３】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
誤差条件に応答して、最小公倍数の値を変化させるステップ
をさらに含む。
【００５４】
いくつかの実施形態では、上記方法が、
物体上の物体特徴の量を示す物体特徴値の量を計算するステップと、
物体特徴値の量に従って、最小公倍数の値を変化させるステップと
をさらに含む。
【００５５】
本発明の先述の特徴、および本発明自体は、以下の図面の詳細な説明からより完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路を備えるモーション検出器を有する、回転センサーの形態の例示的な磁界センサーを示すブロック図である。
【図１Ａ】２つのチャネル、すなわち、トゥルーパワーオンステート（ＴＰＯＳ）チャネルおよび高精度チャネルを有する、回転センサーの形態の別の例示的な磁界センサーを示すブロック図である。
【図１Ｂ】それぞれの２つの閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路を備える２つのモーション検出器を有する、回転センサーの形態の別の例示的な磁界センサーを示すブロック図である。
【図２】２つのデジタルアナログコンバーター（ＤＡＣ）、すなわち、プラスのＤＡＣ（ＰＤＡＣ）およびマイナスのＤＡＣ（ＮＤＡＣ）を有する、図１のモーション検出器として使用され得る例示的なモーション検出器を示すブロック図である。
【図２Ａ】２つのそれぞれのＰＤＡＣおよび２つのそれぞれのＮＤＡＣを有する、図１Ｂの２つのモーション検出器として使用され得る２つの例示的なモーション検出器を示すブロック図である。
【図２Ｂ】回転センサーの形態をしており、ゼロクロッシング検出器を有する、別の例示的な磁界センサーのブロック図である。
【図３】それぞれ、感知されている移動物体の異なる回転における２つの磁界信号を、関連のＰＤＡＣ出力信号およびＮＤＡＣ出力信号ならびに関連の閾値とともに示すグラフである。
【図４】異なるＤＣオフセット電圧をそれぞれ有し、それぞれ、感知されている移動物体の異なる回転における２つの磁界信号を示すグラフである。
【図５】図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器の代わりに使用され得る例示的なモーション検出器のブロック図であり、それは、上記に議論されている閾値検出器の形態のアナログ閾値ジェネレーター回路と、アナログコンパレーターと、デジタルメモリーが閾値ジェネレーター回路とコンパレーターとの間に配設されている閾値選択モジュールとを有していることを示す図である。
【図６】図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器の代わりに使用され得る別の例示的なモーション検出器のブロック図であり、それは、デジタル閾値ジェネレーター回路と、デジタルコンパレーターと、デジタルメモリーが閾値ジェネレーター回路とコンパレーターとの間に配設されている閾値選択モジュールとを有していることを示す図である。
【図７】図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器の代わりに使用され得るさらなる別の例示的なモーション検出器のブロック図であり、それは、上記に議論されている閾値検出器の形態のアナログ閾値ジェネレーター回路と、アナログコンパレーターと、アナログメモリーが閾値ジェネレーター回路とコンパレーターとの間に配設されている閾値選択モジュールとを有していることを示す図である。
【図８】図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器の代わりに使用され得るさらなる別の例示的なモーション検出器のブロック図であり、それは、上記に議論されている閾値検出器の形態のアナログ閾値ジェネレーターと、アナログコンパレーターと、閾値ジェネレーター回路とコンパレーターとの間に配設されている閾値選択モジュールとを有しており、それは、コンパレーターの前で２つの閾値を発生させるように構成されていることを示す図である。
【図９】図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器の代わりに使用され得るさらなる別の例示的なモーション検出器のブロック図であり、それは、上記に議論されている閾値検出器の形態のアナログ閾値ジェネレーターと、アナログコンパレーターと、閾値ジェネレーター回路とコンパレーターとの間に配設されている２つの閾値選択モジュールとを有しており、それは、コンパレーターの前で２つの閾値を発生させるように構成されていることを示す図である。
【図１０】図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器の代わりに使用され得るさらなる別の例示的なモーション検出器のブロック図であり、それは、また上記に議論されているピーク検出器の形態のアナログ閾値ジェネレーターと、アナログコンパレーターと、閾値ジェネレーター回路とコンパレーターとの間に配設されている２つの閾値選択モジュールとを有しており、それは、コンパレーターの前で２つの閾値を発生させるように構成されていることを示す図である。
【図１１】関連のＰＤＡＣ信号およびＮＤＡＣ信号および閾値、ならびに、結果として生じるＰｏｓＣｏｍｐ信号とともに、磁界信号を示すグラフである。
【図１２】アナログピーク識別器と、ピークサンプル選択モジュールと、閾値ジェネレーターと、アナログコンパレーターとを有する、図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器として使用され得る例示的なモーション検出器のブロック図である。
【図１３】デジタルピーク識別器と、ピークサンプル選択モジュールと、閾値ジェネレーターと、デジタルコンパレーターとを有する、図１、図１Ｂ、図２、および図２Ａのモーション検出器として使用され得る別の例示的なモーション検出器のブロック図である。
【図１４】図１２および図１３の閾値ジェネレーターとして使用され得る例示的な閾値ジェネレーターのブロック図である。
【図１５】図１２および図１３の閾値ジェネレーターとして使用され得るさらなる別の例示的な閾値ジェネレーターのブロック図である。
【図１６】磁界センサーに関する閾値を発生させるための例示目的の方法を示すフローダイアグラムである。
【図１７】上記の磁界センサーにおけるＤＩＦＦ信号のサイクルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本明細書で使用されているように、「磁界センシングエレメント」という用語は、磁界を感知することができる様々な電子エレメントを説明するために使用されている。磁界センシングエレメントは、それに限定されないが、ホール効果エレメント、磁気抵抗エレメント、または磁気トランジスターであることが可能である。知られているように、たとえば、面内ホールエレメント、垂直方向のホールエレメント、および円形の垂直方向のホール（ＣＶＨ）エレメントなどの、異なるタイプのホール効果エレメントが存在している。また、知られているように、たとえば、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）などのような半導体磁気抵抗エレメント、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）エレメント、たとえば、スピンバルブ、異方性磁気抵抗エレメント（ＡＭＲ）、トンネリング磁気抵抗（ＴＭＲ）エレメント、および磁気トンネル接合（ＭＴＪ）などの、異なるタイプの磁気抵抗エレメントが存在している。磁界センシングエレメントは、単一のエレメントであることが可能であり、または、代替的に、たとえば、ハーフブリッジまたはフル（ホイートストン）ブリッジなどの様々な構成で配置されている２つ以上の磁界センシングエレメントを含むことが可能である。デバイスタイプおよび他の適用要件に応じて、磁界センシングエレメントは、シリコン（Ｓｉ）もしくはゲルマニウム（Ｇｅ）などのようなタイプＩＶ半導体材料、または、ガリウム−ヒ素（ＧａＡｓ）、もしくは、たとえばアンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）などのインジウム化合物のような、タイプＩＩＩ−Ｖ半導体材料から作製されたデバイスであることが可能である。
【００５８】
知られているように、上記に説明されている磁界センシングエレメントのうちのいくつかは、磁界センシングエレメントを支持する基板に対して平行な最大感度の軸線を有する傾向があり、また、上記に説明されている磁界センシングエレメントのうちの他のものは、磁界センシングエレメントを支持する基板に対して垂直の最大感度の軸線を有する傾向がある。とりわけ、面内ホールエレメントは、基板に対して垂直な感度の軸線を有する傾向があるが、金属ベースのまたは金属製の磁気抵抗エレメント（たとえば、ＧＭＲ、ＴＭＲ、ＡＭＲ）および垂直方向のホールエレメントは、基板に対して平行な感度の軸線を有する傾向がある。
【００５９】
本明細書で使用されているように、「磁界センサー」という用語は、一般的に他の回路と組み合わせて磁界センシングエレメントを使用する回路を説明するために使用されている。磁界センサーは、様々な用途で使用されており、様々な用途は、それに限定されないが、磁界の方向の角度を感知する角度センサー、電流搬送導体によって搬送される電流によって発生させられる磁界を感知する電流センサー、強磁性の物体の近接性を感知する磁気スイッチ、通過する強磁性の物品を感知する回転検出器、たとえば、磁界センサーがバックバイアス（ｂａｃｋ−ｂｉａｓｅｄ）磁石または他の磁石と組み合わせて使用される場合のリング型磁石または強磁性の目標物（たとえば、ギヤ歯）の磁気ドメイン、および、磁界の磁界密度を感知する磁界センサーを含む。
【００６０】
本明細書で使用されているように、「磁界信号」という用語は、磁界に反応する任意の電気的な（または、光学的な）信号を説明するために使用されている。下記に説明されているディファレンス（ＤＩＦＦ）信号（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＤＩＦＦ）ｓｉｇｎａｌ）は、１つのそのような磁界信号である。
【００６１】
閾値検出器およびピーク検出器が、上記に説明されている。本明細書で使用されているように、「トラッキング回路」という用語は、磁界信号のプラスのピークもしくはマイナスのピーク（または、両方）を表す信号をトラッキングし、おそらくは保持することができる回路を説明するために使用されている。閾値検出器およびピーク検出器の両方が、ともに、トラッキング回路を用いることが可能であるということが理解されるべきである。
【００６２】
本明細書で使用されているように、「閾値識別器回路」という用語は、閾値信号を発生させるように構成されている回路部分を説明するために使用されている。
【００６３】
本明細書で使用されているように、「閾値ジェネレーター回路」という用語は、閾値を発生させるように構成されている任意の回路を説明するために使用されており、それは、それに限定されないが、閾値検出器またはピーク検出器を含む。閾値ジェネレーター回路は、トラッキング回路および閾値識別器回路の両方を含むことが可能である。
【００６４】
本明細書で使用されているように、「コンパレーター」という用語は、２つ以上の信号を比較することができる任意の回路を説明するために使用されており、その２つ以上の信号は、アナログ信号またはデジタル信号であることが可能である。したがって、コンパレーターは、それに限定されないが、アナログ信号を比較するように構成されているアナログコンパレーター、デジタル信号を比較するように構成されているデジタルコンパレーター、または、プログラマブルデバイス、たとえば、２つのデジタル信号を比較するためのコードをその中に有するマイクロプロセッサーなどであることが可能である。
【００６５】
本明細書で使用されているように、「プロセッサー」という用語は、機能、動作、または、一連の動作を行う電子回路を説明するために使用されている。機能、動作、または、一連の動作は、電子回路の中へハードコード化されるか、または、メモリーデバイスの中に保持されているインストラクションによってソフトコード化され得る。「プロセッサー」は、デジタル値を使用して、または、アナログ信号を使用して、機能、動作、または、一連の動作を行うことが可能である。
【００６６】
いくつかの実施形態では、「プロセッサー」は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の中に具現化され得、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、アナログＡＳＩＣまたはデジタルＡＳＩＣであることが可能である。いくつかの実施形態では、「プロセッサー」は、関連のプログラムメモリーとともにマイクロプロセッサーの中に具現化され得る。いくつかの実施形態では、「プロセッサー」は、ディスクリート電子回路の中に具現化され得、ディスクリート電子回路は、アナログまたはデジタルであることが可能である。
【００６７】
本明細書で使用されているように、「モジュール」という用語は、「プロセッサー」を説明するために使用されている。
【００６８】
閾値検出器を使用する回路が以下で示されているが、他の実施形態では、同様の回路は、ピーク検出器を使用することが可能である。また、回転検出器を使用する回路が以下に示されているが、いくつかの実施形態では、回転検出器は、物体の他のモーション、たとえば、反復する直線状のモーションなどを検出するように構成されているモーション検出器であることが可能である。
【００６９】
また、いわゆる「キャリブレーションモード」での磁界センサーの動作は、本明細書で「初期化モード」とも称され、それが、本明細書で説明されている。また、いわゆる「ランニングモード」での磁界センサーの動作が本明細書で参照されている。キャリブレーションモードは、動作の開始時に（または、所望に応じて時々）起こることが可能であり、ランニングモードは、他の時間に実現される。ランニングモードの動作は、上述の特許の１つまたは複数に、特に、米国特許第５，９１７，３２０号および米国特許出願第１１／３３３，５２２号に、より詳細に説明されており、それらは、その全体が、参照により本明細書に組み込まれている。
【００７０】
一般的に、キャリブレーションモードの間に、磁界センサーからの出力信号は正確でなくてもよく、ランニングモードの間に、出力信号は正確であると考えられ、すなわち、出力信号は、磁界信号の特徴と適正に整合させられたエッジを有している。
【００７１】
キャリブレーション時間期間が本明細書で議論されており、キャリブレーション時間期間の終端は、特定の基準に従って本明細書で議論されているキャリブレーションモードを終了するが、指示されるキャリブレーション時間期間の終端の後に、他のキャリブレーションを行うことが可能であるということが認識されるべきである。たとえば、自動利得制御は、指示されるキャリブレーション時間期間の終端の後にキャリブレーションをし続けることが可能である。指示されるキャリブレーション時間期間の終端の後のいくつかの時点において、しかし、指示されるキャリブレーション時間期間の終端とは必ずしも一致せずに、本明細書で説明されている磁界センサーは、ランニングモードに入ることが可能であり、ランニングモードの間に、回路パラメーターの値に対する更新は、キャリブレーションモードの間のものとは異なる方式で更新することが可能である。
【００７２】
ここで図１を参照すると、例示的な磁界センサー１０は、物体２４に関連付けされる磁界に比例する信号１４ａ、１４ｂ（すなわち、磁界信号）を発生させるための磁界センシングエレメント１４を含む。磁界センシングエレメント１４は、それに限定されないが、ホール効果エレメント、磁気抵抗エレメント、または磁気トランジスターであることが可能である。
【００７３】
物体２４は、磁界センサー１０の一部である必要はないということが理解されるべきである。物体２４は、回転するように構成されている物体、たとえば、強磁性のギヤであることが可能である。磁界センサー１０は、磁界センシングエレメント１４の近位に配設されている永久磁石１６を含むことが可能である。
【００７４】
磁界センサー１０は、増幅器１８を含むことが可能であり、増幅器１８は、磁界センシングエレメント１４から信号１４ａ、１４ｂを受信するように連結されており、また、信号１８ａ（同様に磁界信号）を発生させるように構成されている。
【００７５】
また、磁界センサー１０は、モーション検出器を含むことが可能であり、モーション検出器は、ここでは回転検出器１２であり、増幅器２０を有しており、増幅器２０は、信号１８ａを受信するように連結されており、また、信号２０ａを発生させるように構成されており、信号２０ａは、本明細書でディファレンス（ＤＩＦＦ）信号とも称され、信号１８ａを表す。いくつかの実施形態では、増幅器２０は、自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器である。また、ＤＩＦＦ信号２０ａは、本明細書で磁界信号とも称される。したがって、信号１４ａ、１４ｂ、１８ａ、および２０ａは、すべて磁界信号であり、すべて、磁界センシングエレメント１４によって経験される磁界を示している。
【００７６】
回転検出器１２は、閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路２２を含むことが可能であり、閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路２２は、ＤＩＦＦ信号２０ａを受信するように連結されており、また、物体２４の移動（すなわち、回転）を示すＰｏｓＣｏｍｐ「モーション信号」２２ａを発生させるように構成されている。より完全に以下に説明されているいくつかの実施形態では、モーション信号２２ａは、物体２４の回転の速度に比例する周波数を有する２状態の方形波である。
【００７７】
いくつかの配置では、磁界センシングエレメント１４は、たとえば、ギヤ上の強磁性のギヤ歯のモーションなど、物体２４のモーションに反応することが可能であり、物体２４のギヤ２４上のギヤ歯２４ａ〜２４ｃが代表的である。この目的のために、固定された磁石１６が、磁界センシングエレメント１４の近位に配設され得、ギヤ歯は、ギヤが回転するときに、磁石１６によって発生させられる磁界を乱すことが可能である。しかし、他の配置では、磁界センシングエレメント１４は、たとえば、ギヤ２４に連結されているリング型磁石（図示せず）上の磁気領域など、磁石上の磁気領域の移動に反応することが可能である。いくつかの特定の配置では、リング型磁石およびギヤ２４は、シャフトなどと一緒に連結されている。これらの特定の配置では、リング型磁石は、磁界センシングエレメント１４の近位にあることが可能であるが、ギヤ２４は、磁界センシングエレメント１４の近位にある必要はない。
【００７８】
磁界センシングエレメント１４は、ギヤ歯２４ａ〜２４ｃの近接性に反応する。動作時に、磁界センシングエレメント１４は、ギヤ２４が回転するときに概して正弦曲線の形状を有する磁界信号１４ａ、１４ｂ（および、磁界信号１８ａ、２０ａも）を作り出し、正弦曲線のそれぞれのピーク（プラスおよびマイナス）は、ギヤ歯２４ａ〜２４ｃのうちの１つに関連付けされる。
【００７９】
また、磁界センサー１０は、出力プロトコルプロセッサー２６を含むことが可能であり、出力プロトコルプロセッサー２６は、ＰｏｓＣｏｍｐモーション信号２２ａを受信するように連結されており、また、物体２４の回転の速度を表す出力信号２６ａを発生させるように構成されている。いくつかの実施形態では、出力信号２６ａは、物体２４の回転の速度に比例する周波数を有する２状態の方形波である。他の実施形態では、出力信号２６ａは、物体２４の回転の速度を表すデジタルワードを含む。
【００８０】
ここで図１Ａを参照すると、別の例示的な磁界センサー３０は、増幅器３４を含むことが可能であり、増幅器３４は、磁界センシングエレメント３１から差動信号３２ａ、３２ｂを受信するように連結されている。差動信号３２ａ、３２ｂは、図１の磁界センシングエレメント１４によって発生させられる差動信号１４ａ、１４ｂと同じまたは同様であることが可能である。増幅器３４は、増幅された信号３４ａを発生させるように構成されており、増幅された信号３４ａは、いくつかの実施形態では、２つのチャネル、すなわち、ＴＰＯＳ検出器チャネルおよび精密回転検出器チャネルに分割され得る。
【００８１】
トゥルーパワーオンステート（ＴＰＯＳ）チャネルでは、ＴＰＯＳ検出器３６が、増幅された信号３４ａを受信するように連結されており、また、ＴＰＯＳ出力信号３６ａを発生させるように構成され得る。いくつかの実施形態では、ＴＰＯＳ検出器３６は、コンパレーター（図示せず）を含むことが可能であり、コンパレーターは、増幅された信号３４ａを固定された（およびトリムされた）閾値と比較するように構成されている。これらの実施形態では、ＴＰＯＳ出力信号３６ａは、２状態のバイナリー信号であることが可能であり、２状態のバイナリー信号に関して、高い状態は、ギヤ歯が図１の磁界センサー１０の近位にあるということを示しており、低い状態は、ギヤの谷が磁界センサー１０の近位にあるということを示しており、または、その逆もまた同様である。
【００８２】
精密回転検出器チャネルでは、自動利得制御（ＡＧＣ）３８が、増幅された信号３４ａを受信するように連結されており、また、利得制御された信号３８ａを発生させるように構成され得る。閾値ジェネレーターおよびコンパレーター４０（本明細書で精密回転検出器とも称される）は、利得制御された信号３８ａを受信するように連結されており、また、精密回転検出器出力信号４０ａを発生させるように構成され得る。ＴＰＯＳ出力信号３６ａと同様に、精密回転検出器出力信号４０ａは、２状態のバイナリー信号であることが可能であり、２状態のバイナリー信号に関して、高い状態は、ギヤ歯が図１の磁界センサー１０の近位にあるということを示しており、低い状態は、ギヤの谷が磁界センサー１０の近位にあるということを示しており、または、その逆もまた同様である。
【００８３】
いくつかの実施形態では、ＴＰＯＳ検出器３６および精密回転検出器４０の両方は、「歯の検出器」であることが可能である。しかし、精密回転検出器チャネルは、ＡＧＣ３８を使用しており、ＡＧＣ３８は、ギヤ２２が回転していないときには、望ましくない利得にある可能性があり、ギヤ２２が回転することを開始すると、利得が正しくなく、かつ、精密回転検出器が十分に正確ではない時間の期間を結果として生じさせるということが理解されるべきである。たとえ、ＡＧＣ３８が使用されなかったとしても、依然として、精密回転検出器４０は内部閾値を使用し、内部閾値は、ギヤ２２が回転しているときにだけ適正に更新される。しかし、他の実施形態では、閾値は、電子回路３０の外側から供給され得る。
【００８４】
いくつかの代替的な実施形態では、精密回転検出器４０は、「エッジ検出器」であることが可能であり、「エッジ検出器」は、とりわけ、ギヤが移動していないときには、磁界センサー１０がギヤ歯の近位にあるか、または、ギヤの谷の近位にあるかということを識別することができないが、「エッジ検出器」は、ギヤ歯が磁界センサー１０を通過して移動するときに、ギヤ歯のエッジを感知することができる。
【００８５】
たとえば、精密回転検出器４０などの精密回転検出器は、様々な構成を有することが可能である。いくつかの構成は、上述の米国特許第６，５２５，５３１号において説明されている。しかし、２つ以上の磁界センシングエレメントを有するいくつかのものを含む、精密回転検出器の他の形態も知られている。
【００８６】
一般的に、上記の議論から、たとえば、図１のギヤ２４などのギヤが静止しているときでも、ＴＰＯＳ出力信号３６ａは、磁界センシングエレメント１４がギヤ歯の近位にあるか、または、ギヤの谷の近位にあるかということを示すということが認識されることとなる。しかし、ＴＰＯＳ検出器３６は、いくつかの実施形態では、パワーアップにおける限定された調節を有する固定された閾値を使用するので、ＴＰＯＳ出力信号３６ａの中のエッジ設置の変化は、それに限定されないが、温度変化、および、磁界センシングエレメント１４とギヤ２４との間のエアギャップの変化、ならびに、ギヤ２４の揺れまたは他の回転不規則性を含む、様々な要因に起因して起こることとなる。
【００８７】
固定された閾値を使用するＴＰＯＳ検出器３６とは異なり、精密回転検出器４０は、継続的に閾値の調節を行い、ギヤ歯の物理的な位置に対する精密回転検出器出力信号４０ａのエッジ設置のより良好な精度で、精密回転検出器出力信号４０ａを提供する。上記に部分的に説明されているように、それが最初にパワーアップされるときに、または、ギヤ２４が最初に回転することを開始するときに、精密回転検出器の精度を悪化させるのは、これらの調節である。
【００８８】
いくつかの実施形態では、とりわけ、ＴＰＯＳ検出器および精密回転検出器４０が共通の基板の上に集積されている実施形態では、マルチプレクサー／出力モジュール４２が、ＴＰＯＳ出力信号３６ａを受信するように連結されており、また、精密回転検出器出力信号４０ａを受信するように連結され得る。選択ロジック４４は、マルチプレクサー／出力モジュール４２によって受信される選択信号４４ａを提供することが可能である。選択信号４４ａの状態に応じて、マルチプレクサー／出力モジュール４２は、ＴＰＯＳ出力信号３６ａまたは精密回転検出器出力信号４０ａのうちの選択された１つを表す出力信号４２ａを発生させるように構成されている。出力信号４２ａは、それに限定されないが、ＳＥＮＴフォーマット、Ｉ２Ｃフォーマット、ＰＷＭフォーマット、または、ＴＰＯＳ出力信号３６ａおよび精密回転検出器出力信号４０ａにとってネイティブの２状態のフォーマットを含む、様々な信号フォーマットで提供され得る。
【００８９】
いくつかの例示的な実施形態では、選択ロジック４４は、ＴＰＯＳ出力信号３６ａによって指示されるように、ギヤ２２が回転し始めた後の所定の量の時間にわたり、ＴＰＯＳ出力信号３６ａを表すように出力信号４２ａを選択する。その後に、選択ロジック４４は、精密回転検出器出力信号４０ａを表すように出力信号４２ａを選択する。
【００９０】
ここで図１Ｂを参照すると、図１Ｂでは、図１の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、別の例示的な磁界センサー５０は、磁界に比例する信号５２ａａ、５２ａｂ、５２ｂａ、５２ｂｂ、５２ｃａ、５２ｃｂ（磁界信号）を発生させるための複数の磁界センシングエレメント５２ａ〜５２ｃを含む。
【００９１】
磁界センサー５０は、右チャネル増幅器５８を含み、右チャネル増幅器５８は、磁界センシングエレメント５２ａおよび５２ｂに連結されており、また、信号５８ａ（同様に磁界信号）を発生させるように構成されている。また、磁界センサー５０は、左チャネル増幅器６４を含み、左チャネル増幅器６４は、磁界センシングエレメント５２ｂおよび５２ｃに連結されており、また、信号６４ａ（同様に磁界信号）を発生させるように構成されている。信号５８ａは、物体２４に関連する第１の場所における磁界に比例しており、信号６４ａは、物体２４に関連する第２の場所における磁界に比例している。より完全に以下に説明されているように、第１および第２の場所は、右の電子的なチャネルおよび左の電子的なチャネルにそれぞれ関連付けされている。
【００９２】
また、磁界センサー５０は、モーション検出器を含み、モーション検出器は、ここでは回転検出器５６であり、回転検出器５６は、右チャネルモーション検出器および左チャネルモーション検出器を含み、右チャネルモーション検出器および左チャネルモーション検出器は、ここでは、それぞれ回転検出器５６ａ、５６ｂである。回転検出器５６ａは、増幅器６０を含むことが可能であり、増幅器６０は、信号５８ａを受信するように連結されており、また、信号５８ａを表すＲＤＩＦＦ信号６０ａ（同様に磁界信号）を発生させるように構成されている。回転検出器５６ｂは、増幅器６６を含むことが可能であり、増幅器６６は、信号６４ａを受信するように連結されており、また、信号６４ａを表すＬＤＩＦＦ信号６６ａ（同様に磁界信号）を発生させるように構成されている。いくつかの実施形態では、増幅器６０、６６は、自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器である。
【００９３】
また、回転検出器５６ａは、右チャネル閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路６２を含み、右チャネル閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路６２は、ＲＤＩＦＦ信号６０ａを受信するように連結されており、また、物体２４の移動（すなわち、回転）を示すＲＰｏｓＣｏｍｐモーション信号６２ａを発生させるように構成されている。また、回転検出器５６ｂは、左チャネル閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路６８を含み、左チャネル閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路６８は、ＬＤＩＦＦ信号６６ａを受信するように連結されており、また、物体２４の移動（すなわち、回転）を示すＬＰｏｓＣｏｍｐモーション信号６８ａを発生させるように構成されている。
【００９４】
いくつかの実施形態では、モーション信号６２ａ、６８ａは、それぞれ、物体２４の回転の速度に比例する周波数を有する２状態の方形波である。磁界センシングエレメント５２ａ〜５２ｃは異なる物理的な場所にあるので、ＲＰｏｓＣｏｍｐ信号６２ａは、ＬＰｏｓＣｏｍｐ信号６８ａとは異なる位相を有することが可能であるということが理解されることとなる。そのうえ、物体２４が１つの方向に回転する場合には、ＲＰｏｓＣｏｍｐ６２ａの位相は、ＬＰｏｓＣｏｍｐ信号６８ａの位相よりも進むこととなるが、物体２４が反対方向に回転する場合には、位相関係は、逆転することとなる。したがって、磁界センサー５０は、図１の磁界センサー１０とは異なり、物体２４の回転の速度を表す信号だけでなく、物体２４の回転の方向を表す信号を発生させることができる。
【００９５】
「左」および「右」（また、それぞれ、ＬおよびＲ）という上記の表記は、物体２４に対する磁界センサー５２ａ〜５２ｃの物理的な設置を示しており、左チャネルおよび右チャネルに任意に対応する。例示目的の実施形態では、３つの磁界センシングエレメント５２ａ〜５２ｃが、異なる磁界センシングのために使用され、中央のセンサー５２ｂは、両方のチャネルにおいて使用されている。３つの磁界センサー５２ａ〜５２ｃが示されているが、２つ以上の磁界センサーを使用することが可能であるということが認識されるべきである。たとえば、２つの磁界センサー５２ａ、５２ｃだけを使用するある実施形態では、磁界センサー５２ａだけを、右チャネル増幅器５８に連結することが可能であり、磁界センサー５４ｃだけを、左チャネル増幅器６４に連結することが可能である。
【００９６】
また、磁界センサー５０は、出力プロトコルプロセッサー７０を含むことが可能であり、出力プロトコルプロセッサー７０は、ＲＰｏｓＣｏｍｐ信号６２ａおよびＬＰｏｓＣｏｍｐ信号６８ａを受信するように連結されており、少なくとも物体２４の回転の速度（または方向）を表す出力信号７０ａを発生させるように構成されている。また、いくつかの実施形態では、出力信号７０ａは、物体２４の回転の方向も表す。
【００９７】
いくつかの実施形態では、出力信号７０ａは、物体２４の回転の速度に比例する周波数と、物体２４の回転の方向を表すデューティーサイクル（または、パルス幅）とを有する２状態の方形波である。他の実施形態では、出力信号７０ａは、物体２４の回転の速度および回転の方向を表すデジタルワードを含む。
【００９８】
いくつかの代替的な実施形態では、単に２つの磁界センシングエレメントだけ、たとえば、５２ａ、５２ｃが、同様の機能性を提供するために使用されている。
【００９９】
ここで図２を参照すると、図２では、図１の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、回路１００は、例示的な回転（モーション）検出器１０２を含み、回転（モーション）検出器１０２は、図１の回転検出器１２と同じまたは同様であるが、より詳細に示されている。
【０１００】
回転検出器１０２は、図１の磁界信号１８ａを受信するように連結されている。磁界信号１８ａは、望ましくないＤＣオフセットを含むことが可能である。したがって、ＤＣオフセットを低減または排除するために、自動オフセットコントローラー１０４、オフセットデジタルアナログコンバーター（ＤＡＣ）１０６、および加算器１０８を設けることが可能である。
【０１０１】
また、回転検出器１０２は、自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器１１２を含むことが可能であり、自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器１１２は、加算器１０８によって発生させられる出力信号１０８ａを受信するように連結されており、また、制御された振幅範囲内の振幅を有するＤＩＦＦ信号２０ａを発生させるように構成されている。ＤＩＦＦ信号２０ａは、たとえば、図１の磁界センシングエレメント１４などの、１つまたは複数の磁界センシングエレメントによって経験される磁界を表すということが理解されるべきである。
【０１０２】
ＤＩＦＦ信号２０ａは、コンパレーター１１４（閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６のコンパレーター部１１６ｂ）に連結されている。また、コンパレーター１１４は、閾値信号１３８を受信する。閾値信号１３８の発生が、下記にさらに説明されている。閾値コンパレーター１１４は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号２２ａを発生させるように構成されている。
【０１０３】
閾値信号１３８は、２つの異なる値の間で切り替わることが可能である。１つの特定の実施形態では、閾値信号１３８は、閾値検出器１１６ａ（閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６の閾値ジェネレーター部１１６ａ）によって決定され得る。第１の閾値信号１３２ａは、ＤＩＦＦ信号２０ａのピークトゥーピークの大きさの第１の所定のパーセンテージ、たとえば、ＤＩＦＦ信号２０ａのプラスのピークの近くであるがそれよりも低いパーセンテージ、たとえば、８５パーセントであることが可能である。第２の閾値信号１３２ｂは、ＤＩＦＦ信号２０ａのピークトゥーピークの大きさの第２の所定のパーセンテージ、たとえば、ＤＩＦＦ信号２０ａのマイナスのピークの近くであるがそれよりも高いパーセンテージ、たとえば、１５パーセントであることが可能である。したがって、閾値信号１３８は、ある時間には、ＤＩＦＦ信号２０ａのプラスのピークに比較的に近くてそれよりも低くなることが可能であり、また、他の時間には、ＤＩＦＦ信号２０ａのマイナスのピークに比較的に近くてそれよりも高くなることが可能である。したがって、コンパレーター１１４は、ＤＩＦＦ信号２０ａのプラスピークおよびマイナスピークに密接に関連付けされるエッジを有するＰｏｓＣｏｍｐ信号２２ａを発生させることが可能である。
【０１０４】
しかし、他の実施形態では、閾値信号１３８は、２つの他の異なる値、たとえば、ＤＩＦＦ信号２０ａのゼロクロッシングに近い２つの値をとることが可能であり、したがって、閾値コンパレーター１１４は、ＤＩＦＦ信号２０ａのゼロクロッシングに密接に関連付けされるエッジを有するＰｏｓＣｏｍｐ信号２２ａを発生させることが可能である。さらなる他の実施形態では、閾値信号１３８は、たとえば、上記に説明されているピーク検出器によって発生させられ得るような、２つの他の異なる値をとることが可能である。
【０１０５】
閾値信号（または、電圧）１３８は、閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６によって発生させられ、閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６は、図１の閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路２２と同じまたは同様であることが可能である。
【０１０６】
閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６の閾値ジェネレーター部１１６ａは、カウンタ１２０、１２２、ＰＤＡＣ１２４、ＮＤＡＣ１２６、第１および第２のコンパレーター、それぞれ１２８、１３０、更新ロジック回路１１８、抵抗器ラダー１３２、ならびに、第１および第２のスイッチ、それぞれ１３４、１３６を含むことが可能である。ＰＤＡＣ１２４は、カウンタ１２０からカウント信号１２０ａを受信するように連結されている。ＰＤＡＣ１２４は、抵抗器ラダー１３２の第１の端部に連結されているＰＤＡＣ出力信号１２４ａを発生させるように構成されている。ＮＤＡＣ１２６は、カウンタ１２２からカウント信号１２２ａを受信するように連結されている。ＮＤＡＣ１２６は、抵抗器ラダー１３２の第２の端部に連結されているＮＤＡＣ出力信号１２６ａを発生させるように構成されている。また、ＰＤＡＣ出力信号１２４ａおよびＮＤＡＣ出力信号１２６ａは、本明細書でトラッキング信号とも称される。
【０１０７】
動作時に、ＰＤＡＣ出力信号１２４ａは、ときには、ＤＩＦＦ信号２０ａをトラッキングし、ときには、ＤＩＦＦ信号２０ａのプラスのピークを保持することが可能であり、ＮＤＡＣ出力信号１２６ａは、ときには、ＤＩＦＦ信号２０ａをトラッキングし、ときには、ＤＩＦＦ信号２０ａのマイナスのピークを保持することが可能である。
【０１０８】
第１のスイッチ１３４は、抵抗器ラダー１３２の第１のタップから、第１の閾値信号１３２ａ信号を受信するように連結されており、第２のスイッチ１３６は、抵抗器ラダー１３２の第２のタップから、第２の閾値信号１３２ｂ信号を受信するように連結されている。第１のスイッチ１３４は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号２２ａによって制御され得、第２のスイッチ１３６は、反転されたＰｏｓＣｏｍｐ信号２２ａ、すなわち、ＰｏｓＣｏｍｐＮ信号によって制御され得る。
【０１０９】
第１のコンパレーター１２８は、ＰＤＡＣ信号１２４ａを受信するように連結されており、また、ＤＩＦＦ信号２０ａを受信するように連結されており、そして、第１のフィードバック信号を発生させるように構成されている。第２のコンパレーター１３０は、ＮＤＡＣ信号１２６ａを受信するように連結されており、また、ＤＩＦＦ信号２０ａを受信するように連結されており、そして、第２のフィードバック信号１３０ａを発生させるように構成されている。
【０１１０】
以下の図５〜図１０では、追加的な回路、すなわち、閾値選択モジュールを、閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６の閾値ジェネレーター部１１６ａとコンパレーター部１１６ｂとの間に連結することが可能であるということが示されることとなる。
【０１１１】
ここで図２Ａを参照すると、図２Ａでは、図１Ｂおよび図２の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、回路１５０は、２つの例示的な回転（モーション）検出器１５２を含み、２つの例示的な回転（モーション）検出器１５２は、１５２ａ、１５２ｂとして特定されており、それらは、図１Ａの回転検出器５６ａ、５６ｂと同じまたは同様であることが可能であるが、より詳細に示されている。
【０１１２】
回転検出器１５２は、２つの閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６、１６４を含むことが可能であり、２つの閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６、１６４は、図１Ｂの閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路６２、６８と同じまたは同様であることが可能であるが、より詳細に示されている。回転検出器１５２ａは、図１Ｂの磁界信号５８ａを受信するように連結されており、回転検出器１５２ｂは、図１Ｂの磁界信号６４ａを受信するように連結されている。回転検出器１５２ａは、ＲＰｏｓＣｏｍｐ信号６２ａ（図１Ｂ）およびＲＤＩＦＦ信号６０ａ（図１Ｂ）を発生させるように構成されており、回転検出器１５２ｂは、ＬＰｏｓＣｏｍｐ信号６８ａ（図１Ｂ）およびＬＤＩＦＦ信号６６ａ（図１Ｂ）を発生させるように構成されている。
【０１１３】
２つの回転検出器１５２ａ、１５２ｂのうちのそれぞれの１つの動作は、図２の回転検出器１０２の動作と同じまたは同様であり、したがって、ここでは再度議論されない。
【０１１４】
ここで図２Ｂを参照すると、いわゆる「ゼロクロッシング検出器」２００、閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路は、図２の閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６と比較され得る。ここで、増幅器２０６は、２つの磁界センシングエレメント２０２、２０４から信号２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ、２０４ｂを受信するように連結されている。増幅器は、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）２０８に連結されている差動出力信号２０６ａ、２０６ｂを発生させるように構成されている。差動信号２０６ａ、２０６ｂは、差動ＤＩＦＦ信号に相当する。ＢＰＦ２０８は、差動的なフィルターを通された信号２０８ａ、２０８ｂを発生させるように構成されている。コンパレーターは、差動的なフィルターを通された信号２０８ａ、２０８ｂを受信するように連結されており、また、モーション信号ＰｏｓＣｏｍｐ２１０ａを発生させるように構成されている。
【０１１５】
動作時に、信号２０８ａ、２０８ｂは、本質的に、閾値として動作する。信号２０８ａ、２０８ｂは、それぞれの信号２０８ａ、２０８ｂのゼロクロッシングにおいてまたはその近くで、互いに交差する。以下の議論から、図５および図７の実施形態においてゼロクロッシング検出器をどのように使用するかということが明らかになることとなる。
【０１１６】
ここで図３を参照すると、グラフ２２０は、２つの部分２２０ａ、２２０ｂを含み、それぞれの部分は、任意の時間単位の目盛り付きの水平軸と、任意の電圧単位の目盛り付きの垂直軸とを有しており、水平軸は、回転角度または直線的変位に関連していることが可能であり、垂直軸は、磁界強度（ガウス）または関連のデジタル値に関連していることが可能である。
【０１１７】
部分２２０ａ、２２０ｂのうちのそれぞれ１つのサイクルは、たとえば、図１Ｂの磁界センシングエレメント５４ａ〜５４ｃなどの磁界センシングエレメントのそばを通過するギヤ歯、たとえば、図１Ｂのギヤ歯２４ａ〜２４ｃを示している。部分２２０ａ、２２０ｂは、図１のギヤ２４の同じ位置（回転角度）における異なる回転をそれぞれ示している。
【０１１８】
部分２２０ｂは、たとえば、図１および図２のＤＩＦＦ信号２０ａを表すＤＩＦＦ信号２３０ｂを含む。ＤＩＦＦ信号２３０ｂは、図１のギヤ２４のｎ番目の回転を表している。通常動作時に、ＰＤＡＣ信号２２２は、図２のＰＤＡＣ信号１２４ａと同様であり、ＤＩＦＦ信号２３０ｂのプラスのピークに到達してこれを獲得することが可能である。同様に、ＮＤＡＣ信号２２４は、図２のＮＤＡＣ信号１２６ａと同様であり、ＤＩＦＦ信号２３０ｂのマイナスのピークに到達してこれを獲得することが可能である。
【０１１９】
部分２２０ａは、同様に、たとえば、図１および図２のＤＩＦＦ信号２０ａを表すＤＩＦＦ信号２３０ａを含む。ＤＩＦＦ信号２３０ａは、図１のギヤ２４の（ｎ−１）番目の回転、すなわち、以前の回転を表している。通常動作時に、ＰＤＡＣ信号２２２は、ＤＩＦＦ信号２３０ａのプラスのピークに到達してこれを獲得することが可能である。同様に、ＮＤＡＣ信号２２４は、ＤＩＦＦ信号２３０ａのマイナスのピークに到達してこれを獲得することが可能である。
【０１２０】
閾値２２６ａ〜２２６ｆは、ギヤ２４の（ｎ−１）番目の回転におけるＤＩＦＦ信号２３０ａのサイクルの間に計算され得る。閾値２２８ａ〜２２８ｆは、ＤＩＦＦ信号２３０ｂのサイクルの間に計算され得るが、それは、ギヤ２４のｎ番目の回転において計算され得る。閾値２２６ａ〜２２６ｆは、たとえば、図２の抵抗器ラダー１３２の中央タップから取り込むことができるような閾値信号、すなわち、ギヤ２４の（ｎ−１）番目の回転におけるＤＩＦＦ信号２３０ａのプラスピークとマイナスピークとの間の５０％点に対応している。閾値２２８ａ〜２２８ｆは、たとえば、ギヤ２４のｎ番目の回転において、抵抗器ラダー１３２の中央タップから取り込むことができるような閾値信号に対応している。中央タップは、以下の図に示されている。
【０１２１】
矢印２３２が表す矢印は、ＤＩＦＦ信号２３０ｂによって表されるギヤのｎ番目の回転の間に、代わりに閾値２２６ａ〜２２６ｆが使用される（その他の場合では、その間に閾値２２８ａ〜２２８ｆが使用され得る）ということを示している。ギヤ２４のｎ番目の回転において、（ｎ−１）番目の回転の間に決定される閾値は、１つのエッジだけシフトされて使用される。換言すれば、ｎ番目の回転において、閾値２２６ｂが、閾値２２８ａの代わりに使用され、閾値２２６ｃが、閾値２２８ｂの代わりに使用されるなどである。以前のサイクルからの閾値が使用されるが、ギヤ２４の次のエッジに関連付けされる閾値が使用される。
【０１２２】
同様に、ギヤ２４の（ｎ＋１）番目の回転において、それに関するＤＩＦＦ信号は示されていないが、閾値２２８ａ〜２２８ｆが使用され得る。したがって、ギヤ２４の以前の回転からの閾値が使用される。
【０１２３】
ギヤ２４のｎ番目の回転において、（ｎ−１）番目の回転からの閾値だけを使用することが示されているが、他の実施形態では、以前および現在のサイクルおよび回転からの閾値の任意の組合せを使用することが可能であるということが明らかになることとなる。たとえば、一実施形態では、現在ｎ番目の回転にある現在のギヤ歯と同じギヤ歯に関連付けされるいくつかの以前の閾値の平均をとることが可能である。たとえば、同じギヤ歯であるが、（ｎ−１）番目、（ｎ−２）番目、．．．、（ｎ−Ｍ）番目の回転に関連付けされる閾値の平均をとり、ｎ番目の回転における同じギヤ歯に関して使用されることとなる閾値を提供することが可能である。
【０１２４】
さらなる他の実施形態では、現在のｎ番目の回転における２つ以上のギヤ歯に関連付けされる以前の閾値を使用することが可能である。たとえば、すべてｎ番目の回転における異なるギヤ歯、（ｎ−１）番目の、（ｎ−２）番目の、．．．、（ｎ−Ｎ）番目のギヤ歯に関連付けされる閾値の平均をとり、ｎ番目の回転におけるギヤ歯に関して使用されることとなる閾値を提供することが可能である。
【０１２５】
さらなる他の実施形態では、以前の閾値だけでなく、現在決定されている閾値も、上記の２つの平均のいずれにも使用され得る。そのうえ、平均が上記に議論されているが、閾値の任意の組合せを使用することが可能である。その組合せは、それに限定されないが、ＲＭＳの組合せおよび加重平均を含むことが可能である。
【０１２６】
さらなる他の実施形態では、現在および以前のギヤ歯および／または回転からの現在および以前の閾値の任意の組合せを使用することが可能である。
【０１２７】
例として閾値２２６ｄを取り上げ、回転（ｎ−１）２２０ａだけを見ると、間隔２２４ｃの間に取り込まれるＮＤＡＣ信号２２４との関連で、間隔２２２ｂの間に取り込まれるＰＤＡＣ信号２２２に基づいて、閾値２２６ｄが計算されるということが認識されるべきである。したがって、実際には、回転（ｎ−１）の間に発生させられる閾値２２６ｄは、示されているように閾値２２６ｃが代わりに適用されているＤＩＦＦ信号２３０ａのエッジにおいて、適用されることが最良であることとなる。しかし、その時には、閾値２２６ｄは、まだ発生させられていない。換言すれば、回転（ｎ−１）の間に発生させられるそれぞれの閾値は、実際には、実際に適用されるエッジ（ギヤ歯）の前のＤＩＦＦ信号２３０ａのエッジ（ギヤ歯）へ適用するのが最も適切である。
【０１２８】
したがって、上記に説明されている配置によって、次の回転、すなわち回転ｎのときに、示されているように、閾値２２６ｄが以前のサイクル、すなわち、ＤＩＦＦ信号２３０ａにおいて発生させられたギヤ歯の前のギヤ歯に対応するＤＩＦＦ信号２３０ｂのエッジに、閾値２２６ｄが適用される。これは、信号２３０ｂのそれぞれのサイクル（ギヤ歯）に関して、閾値がより正確に設置されることを結果として生じさせるということが認識されることとなる。
【０１２９】
正確な閾値設置、および、その結果として生じる図２ＡのＰＯＳＣＯＭＰ信号６２ａ、６８ａのエッジタイミング精度は、物体の正確な回転角度を表すためにエッジが使用される用途では重要である。そのような精度は、図２Ａの回転（モーション）検出器１５２が、たとえば、様々なエンジンタイミングを制御するために、自動車の中のカムシャフトの回転を感知するために使用されるときに、重要である可能性がある。
【０１３０】
さらなる他の実施形態では、ギヤ２４のｎ番目の回転において、ｎ番目の回転の間に決定される閾値が使用され、１つのエッジだけシフトされない。換言すれば、ｎ番目の回転において、閾値２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃなどが使用される。以前のサイクルからの閾値が使用され、ギヤ２４の同じエッジに関連付けされる閾値が使用される。
【０１３１】
ここで図４を参照すると、グラフ２５０は、任意の時間単位の目盛り付きの水平軸と、任意の電圧単位の目盛り付きの垂直軸とを有している。グラフ２５０は、ＤＩＦＦ信号２５２およびＤＩＦＦ信号２５４を含み、それぞれは、たとえば、図１および図２のＤＩＦＦ信号２０ａを表しているが、それぞれ、図１および図２のギヤ２４の異なる回転におけるＤＩＦＦ信号２０ａを表している。ＤＣオフセット２６０が、２つのＤＩＦＦ信号２５２、２５４の間に示されている。ＤＣオフセット２６０に従って、異なる閾値、たとえば、閾値２５６、２５８が、それぞれのサイクルにおいて決定されるが、任意の閾値補正をまだ考慮に入れていない。
【０１３２】
オフセット変化２６０は、複数の回転からの閾値の履歴が下記に説明されている技法を使用して記憶されてからのみ利用可能であり、このオフセット変化２６０を感知することによって、オフセットの変化またはドリフトを計算することが可能である。オフセット変化は、さらにより正確に閾値を位置付けるために、それぞれのギヤ歯において使用される閾値（たとえば、図３の閾値２２６ａ〜２２６ｆおよび２２８ａ〜２２８ｆ）に適用され得る。
【０１３３】
ここで図５を参照すると、物体の移動を検出するための回路３００（すなわち、磁界センサーまたはモーション検出器３００）は、物体（たとえば、図１〜図１Ａのギヤ２４）に関連付けされる磁界に比例するＤＩＦＦ信号３０６ａを発生させるための少なくとも１つの磁界センシングエレメント（図示せず、たとえば、図１〜図２Ａの５４ａ〜５４ｃ）を含み、ＤＩＦＦ信号３０６ａは、現在のサイクルを含むサイクルを有している。回路３００は、少なくとも１つのモーション検出器３００を提供し、少なくとも１つのモーション検出器３００は、物体の移動を示すモーション信号３０８ａを発生させるように構成されており、モーション信号３０８ａは、ＤＩＦＦ信号３０６ａのサイクルに関連付けされるエッジを有している。少なくとも１つのモーション検出器３００は、閾値ジェネレーター回路３２０（ここでは、閾値検出器３２０）を含むことが可能であり、閾値ジェネレーター回路３２０は、ＤＩＦＦ信号３０６ａを受信するように連結されており、また、閾値信号３２０ａを発生させるように構成されている。
【０１３４】
また、少なくとも１つのモーション検出器３００は、少なくとも１つの閾値選択モジュール３２６を含むことが可能であり、少なくとも１つの閾値選択モジュール３２６は、閾値信号３２０ａを受信するように連結されており、閾値信号３２０ａのサンプル３３２をセーブするように構成されており、ＤＩＦＦ信号３０６ａの以前のサイクルのうち、現在のサイクルの前の所定の数のサイクルに関連付けされる閾値信号３２０ａのサンプル３３２を選択するように構成されており、閾値信号３２０ａの選択されたサンプル３３６ａに関連している選択された閾値信号３２６ａを発生させるように構成されている。また、少なくとも１つのモーション検出器３００は、コンパレーター３０８を含むことが可能であり、コンパレーター３０８は、選択された閾値信号３２６ａを表す信号３１６ａを受信するように連結されており、ＤＩＦＦ信号３０６ａを受信するように連結されており、選択された閾値信号３２６ａを表す信号３１６ａとＤＩＦＦ信号３０６ａを比較するように構成されており、モーション信号３０８ａを発生させるように構成されている。
【０１３５】
閾値ジェネレーター回路３２０は、トラッキング回路部分３２２を含むことが可能であり、トラッキング回路部分３２２は、ＰＤＡＣ信号３２２ａおよびＮＤＡＣ信号３２２ｂを発生させることが可能であり、そのそれぞれは、ＤＩＦＦ信号３０６ａの一部分をトラッキングすることが可能であるということが認識されることとなる。また、閾値ジェネレーター回路３２０は、閾値識別器回路部分３２４を含むことが可能である。
【０１３６】
閾値ジェネレーター回路３２０は、図２の閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６の閾値ジェネレーター部１１６ａと同じまたは同様であることが可能である。コンパレーター３０８は、図２の閾値ジェネレーターおよびコンパレーター回路１１６のコンパレーター部１１６ｂと同じまたは同様であることが可能である。閾値選択モジュール３２６は、閾値ジェネレーター回路３２０とコンパレーター３０８との間に連結されている。
【０１３７】
２つの閾値信号１３２ａ、１３２ｂを発生させる図２の閾値ジェネレーター回路１１６ａとは異なり、閾値ジェネレーター回路３２０は、１つだけの閾値信号３２０ａを発生させることが可能である。２つの閾値を発生させる他の実施形態は、以下の図と関連して示されている。
【０１３８】
閾値選択モジュール３２６は、アナログデジタルコンバーター３２８を含むことが可能であり、アナログデジタルコンバーター３２８は、閾値信号３２０ａを受信するように連結されており、また、閾値信号３２０ａのデジタルサンプル３２８ａを発生させるように構成されている。
【０１３９】
また、閾値選択モジュール３２６は、マルチビットワイドのデジタルシフトレジスタの形態のデジタルメモリー３３０を含むことが可能であり、デジタルメモリー３３０は、図１〜図２Ｂのギヤ２４のＭ回転に関連付けされるサンプルを保持するようにサイズ決めされ得、回転のそれぞれ１つは、Ｎ個のサンプルに関連付けされている。したがって、いくつかの実施形態では、メモリー３３０は、閾値信号３２０ａのＭｘＮ個のマルチビットサンプル３３２、すなわち、閾値の履歴を保持するようにサイズ決めされ得る。いくつかの実施形態では、デジタルメモリー３３０は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａのそれぞれのプラスエッジおよびマイナスエッジにおいて、またはこれに関連付けされて、閾値信号３２０ａのそれぞれのサンプルを記憶することが可能である。他の実施形態では、デジタルメモリー３３０は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａのそれぞれのプラスエッジまたはそれぞれのマイナスエッジにおいて、またはこれに関連付けされて、閾値信号３２０ａのそれぞれのサンプルを記憶することが可能である。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、デジタルメモリー３３０は、すべてのギヤ歯に関連付けされるのではなく（すべてのＰＯＳＣＯＭＰではなく）、ギヤ歯のうちのいくつかだけに関連付けされた閾値信号３２０ａのサンプル３３２を記憶することが可能である。簡潔に図３を参照すると、これらの配置および他の配置によって、ｎ番目の回転に関連付けされるサイクル（たとえば、ギヤ歯）のうちのいくつかだけに、たとえば、異常な振幅を有するサイクルに、（ｎ−１）回転閾値を適用することが可能である。他の実施形態では、デジタルメモリー３３０は、すべてのギヤ回転に関連付けされるだけでなく、ギヤ回転のうちのいくつかだけに関連付けされる閾値信号３２０ａのサンプル３３２を記憶することが可能である。これらの配置のすべては、デジタルメモリー３３０の量の低減、および、回路ダイ面積の量の低減を使用することが可能である。
【０１４１】
また、閾値選択モジュール３２６は、関数プロセッサー３３６を含むことが可能であり、関数プロセッサー３３６は、デジタルメモリー３３０に連結されており、また、記憶されたサンプル３３２の間から選択される複数の選択されるサンプル３３２ａを処理するように構成されている。関数プロセッサー７３６は、平均化された信号３３６ａを提供するために平均化されることとなるｘ個の特定のサンプル３３２ａを選択するために、制御信号３３４ａに反応する平均化回路であることが可能である。ｘ個のサンプルワードのうちのそれぞれ１つが、ＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａの移行に従って、新しいサンプルワードにクロックされ（ｃｌｏｃｋｅｄ）、したがって、ｘ個のサンプルワードのうちのそれぞれが、実際には、サンプルワードのストリームであり、それぞれが、ＤＩＦＦ信号３０６ａの現在のサイクルにおける、または、ＤＩＦＦ信号３０６ａの現在のサイクルより以前の、ＤＩＦＦ信号３０６ａの特定のサイクルを表す。したがって、サンプルを参照するときに、サンプルは、実際には、サンプルのストリームであるということが理解されることとなる。信号３３６ａは、サンプルのストリームを提供し、サンプルのそれぞれが、ｘ個のサンプル３３２ａのセットの平均であることが可能である。
【０１４２】
他の実施形態では、信号３３６ａは、ｘ個のサンプル３３２ａのそれぞれのセットのＲＭＳ平均である。他の実施形態では、信号３３６ａは、ｘ個のサンプル３３２ａのそれぞれのセットの加重平均であり、たとえば、より前のサンプルよりも高い重みで、より最近のサンプルを考慮する。サンプルの他の組合せが、関数プロセッサー３３６によって実現され得るということが認識されることとなる。
【０１４３】
また、閾値選択モジュール３２６は、マルチプレクサー３３８を含むことが可能であり、マルチプレクサー３３８は、任意の数の記憶されたサンプル３３２を選択するように構成されており、それぞれの選択されたサンプル３３２ｂは、ＤＩＦＦ信号３０６ａの異なるサイクルに関連付けされる。マルチプレクサー３３８は、制御信号３３４ｂに応答して、ｙ個のサンプルワード３３２ｂを選択することが可能である。
【０１４４】
マルチプレクサー３３８は、制御信号３３４ｂの制御の下で、ｙ個の選択されたサンプル３３２ｂ（それは、１つまたは複数のサンプルであることが可能である）をＤＡＣ３４０に提供するか、または、平均化されたサンプル３３６ａをＤＡＣ３４０に提供するように構成されている。より具体的には、制御回路３４６が、制御信号３３４ａおよび３３４ｂを提供し、いくつの（ｘ）記憶されたサンプル３３２（複数可）、および、記憶されたサンプル３３２のうちのどれが、関数プロセッサー３３６によって処理されるかということ、いくつの（ｙ）記憶されたサンプル３３２ｂ、および、記憶されたサンプル３３２ｂのうちのどれが、マルチプレクサー３３８に直接的に連結されているかということ、ならびに、ストリーム３３６ａ、３３２ｂのどちらが、ＤＡＣ３４０に連結されるマルチプレクサー出力信号３３８ａを提供するかということを制御する。
【０１４５】
１つの特定の実施形態では、回路３００が最初にパワーオンされた直後のしばらくの間、たとえば、キャリブレーション時間期間の間に、マルチプレクサー３３８は、その出力信号３３８ａとして、サンプル３３２ｂを選択することが可能であり、その後に、たとえば、動作のランニングモードの間に、マルチプレクサー３３８は、出力信号３３８ａとして、平均化された信号３３６ａを選択することが可能である。より具体的には、動作の特定の時間の間に、閾値選択モジュール３２６は、ＤＩＦＦ信号のそれぞれのサイクル上のメモリー３３０から、１つまたは複数のサンプル３３２ｂを選択することが可能であり、それぞれのサンプルは、ＤＩＦＦ信号３０６ａの現在のサイクルに対応しており、動作の他の時間の間に、閾値選択モジュール３２６は、たとえば、平均の選択されたサンプル３３２ａ、たとえば、ＤＩＦＦ信号３０６ａの現在のサイクルおよび３つの以前のサイクルからのサンプルを処理し、信号３３６ａを発生させることが可能である。パワーアップの直後に、閾値履歴が存在しない可能性があり、また、先のサイクルからのピークが利用可能でなく、および／または、正確でないので、キャリブレーションモードの間に処理することなくマルチプレクサーを通過するためにサンプル３３２ｂを選択するこの配置が有利である。
【０１４６】
メモリー３３０の中に閾値の履歴を保持するための別の使用は、特定のギヤ歯に関連付けされる閾値が、回転ごとに大きくずれる場合に、このずれが、磁界センサー３００における障害を指示するために使用され得るということである。
【０１４７】
１つのサンプル（サンプルストリーム）だけが使用される場合には、関数プロセッサー３３８は必要とされず、省略され得るということが明らかになるはずである。
【０１４８】
デジタルアナログコンバーター３４０は、信号３３８ａを受信するように連結されており、また、一連のデジタルサンプル３３８ａに従って、アナログサンプル、または、より正確には、一連のアナログサンプル３２６ａを発生させるように構成されている。また、一連のアナログサンプル３２６ａは、本明細書で、選択された閾値信号３２６ａとも称される。フィルター（図示せず）が、選択された閾値信号３２６ａをスムージングするために使用され得るということが認識されることとなる。
【０１４９】
いくつかの実施形態では、選択された閾値信号３２６ａは、コンパレーター３０８に直接的に連結され得る。しかし、他の実施形態では、回路３００は、回路モジュール３１０を含むことが可能であり、回路モジュール３１０は、選択された閾値信号３２６ａを受信するように連結されている。回路モジュールは、２：１アナログマルチプレクサー３１４を含むことが可能であり、２：１アナログマルチプレクサー３１４は、選択された閾値信号３２６ａを受信するように連結されており、閾値信号３２０ａを受信するように連結されており、そして、パワーオン信号３１８ａによる制御の下で、閾値信号３２０ａまたは選択された閾値信号３２６ａのうちの選択された１つとして、出力信号３１４ａを発生させるように構成されている。本質的に、回路３００が最初にパワーオンされた直後のしばらくの間、たとえば、キャリブレーション時間期間の間に、２：１アナログマルチプレクサー３１４は、出力信号３１４ａとして、閾値信号３２０ａを選択することが可能であり、その後に、たとえば、動作のランニングモードの間に、２：１アナログマルチプレクサー３１４は、出力信号３１４ａとして、選択された閾値信号３２６ａを選択することが可能である。パワーアップの直後に、閾値履歴が存在しない可能性があり、ギヤ２４の先の回転からの閾値が利用可能でないので、この配置が必要である可能性がある。
【０１５０】
閾値誤差補正モジュール３１６は、信号３１４ａを受信するように連結され得、また、信号３１６ａを発生させるように構成され得、信号３１６ａは、パワーアップから所定の時間の量の後の時点において、選択された閾値信号３２６ａを表すことが可能であり、また、パワーアップから所定の時間の量以内の時点において、閾値信号３２０ａを表すことが可能である。
【０１５１】
また、回路モジュール３１０は、差分回路３１２を含むことが可能であり、差分回路３１２は、閾値信号３２０ａを受信するように連結されており、選択された閾値信号３２６ａを受信するように連結されており、そして、閾値信号３２０ａおよび選択された閾値信号３２６ａの差として、信号３１２ａを発生させるように構成されている。また、閾値誤差補正モジュール３１６は、信号３１２ａを受信するように連結され得る。
【０１５２】
動作時に、閾値選択モジュール３２６は、ＤＩＦＦ信号のそれぞれのサイクル上のメモリー３３０から１つまたは複数のサンプルを選択し、それぞれのサンプルは、ＤＩＦＦ信号３０６ａの現在のサイクルよりもそれぞれ同じ時間だけ以前のものである。いくつかの実施形態では、閾値選択モジュール３２６は、たとえば、平均の選択されたサンプル、たとえば、ＤＩＦＦ信号３０６ａの５つの以前のサイクルからのサンプルを処理し、選択された閾値信号３２６ａを発生させることが可能である。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、閾値選択モジュール３２６が、１つのサンプルだけ、たとえば、ＤＩＦＦ信号３０６ａの現在のサイクルの直前のサイクルからの閾値サンプルを選択し、この１つのサンプルを、処理することなく、選択された閾値信号３２６ａに渡す。
【０１５４】
いくつかの他の実施形態では、閾値選択モジュール３２６が、１つのサンプルだけ、たとえば、現在の回転の直前のギヤ２４（図１）の回転からの対応するサイクルからの閾値サンプルを選択し、この１つのサンプルを、処理することなく、選択された閾値信号３２６ａに渡す。
【０１５５】
上記に説明されているように、以前のサイクルからの複数の閾値の関数に従って、または、現在のサイクルの直前の１つのサイクルに従って、または、以前の回転の１つの対応するサイクルに従って、選択された閾値信号３２６ａを発生させることにより、選択された閾値信号３２６ａをより正確に確立し、ギヤ２４の機械的な不規則性、揺れ、または振れの影響を受けにくくすることが可能であるということが認識されることとなる。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、メモリー３３０は、不揮発性のメモリーである。したがって、また、閾値３３２を記憶することによって、磁界センサー３００は、パワーダウンおよびパワーバックアップすることが可能であり得、磁界センサーは、記憶された閾値３３２を使用し、正確なモーション出力信号３０８ａを迅速に実現することが可能であるということが認識されるべきである。
【０１５７】
いくつかの実施形態では、磁界センサー３００は、誤差プロセッサー３４４を含み、誤差プロセッサー３４４は、閾値信号３２０ａのデジタルサンプル３２８ａを受信するように連結されており、記憶されたサンプル３３２ｂを受信するように連結されている。誤差プロセッサー３４４は、所定の量を超えている入力信号同士の間の差を示す誤差信号３４４ａを発生させるように動作可能であり得る。調節プロセッサー３４５は、誤差信号３４４ａを受信することが可能であり、また、調節信号３４５ａを発生させることが可能である。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、磁界センサー３００は、物体特徴量検出プロセッサー３４２を含み、物体特徴量検出プロセッサー３４２は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａを受信するように連結されており、また、目標物体、たとえば、図１のギヤ２４上の歯の特徴の量を示す量信号３４２ａを発生させるように構成されている。物体特徴量検出プロセッサー３４２は、たとえば、工場試験の間に、この決定を行うことが可能であり、ギヤ２４は、既知の回転速度でスピンさせられ得、物体特徴量検出プロセッサー３４２は、所定の時間の量にわたり、ＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａのエッジをカウントすることが可能である。
【０１５９】
いくつかの実施形態では、制御回路３４６は、調節信号３４５ａおよび量信号３４２ａを受信するように連結されている。
【０１６０】
いくつかの実施形態では、制御回路３４６は、量信号３４２ａに従って、制御信号３３４ａ、３３４ｂを発生させる。したがって、関数プロセッサー３３６およびｍｕｘ３５８は、サンプルを選択するように制御され、そのサンプルは、目標物体上の特徴の検出される数にとって適当であり、すなわち、それは、現在検出されているギヤ歯からの適正な数のギヤ歯である。
【０１６１】
いくつかの実施形態では、制御回路３４６は、調節信号３４５ａに従って、制御信号３３４ａ、３３４ｂを発生させる。したがって、関数プロセッサー３３６およびｍｕｘ３５８は、現在のギヤ歯において使用されている記憶された閾値サンプル３３２を調節するように制御される。
【０１６２】
いくつかの実施形態では、制御回路３４６は、誤差信号３４４ａを受信するように連結され得（連結は図示されていない）、また、目標特徴（たとえば、ギヤ歯）の可能量を選択すること（およびテストすること）によって、および、通常動作に関して特徴のテストされた量を選択することによって、通常動作時に使用するために特徴の量を選択するように構成され得（時々または起動時に選択されるか、または、工場試験の間に選択される）、特徴のテストされた量は、最小の誤差信号３４４ａを結果として生じさせ、または、誤差信号３４４ａが上記に説明されている所定の量よりも低いということを結果として生じさせる。これらの実施形態では、制御回路３４６が、量信号３４２ａを識別する。また、上記に説明されている結果を実現する他の機能的な分割が、誤差プロセッサー３４４、調節プロセッサー３４５、物体特徴量検出プロセッサー３４２、および制御回路３４６の間で可能である。
【０１６３】
信号３２０ａは、上記において、閾値信号３２０ａと称されているが、信号３２０ａは、本明細書で、ピーク関連の信号とも称され得る。信号３３２ａ、３３２ｂは、上記において、選択されたサンプルと称されているが、信号３３４ａ、３３４ｂは、本明細書で、サンプリングされた信号とも称され得る。同じことが、図６〜図１０の同様の信号に関係する。
【０１６４】
ここで図６を参照すると、図６では、図５の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、回路３５０は、図５の回路３００の特性と同様の特性を有することが可能であるが、しかし、図５に示されているアナログ回路のいくつかは、対応するデジタル回路によって交換されている。たとえば、図５の閾値ジェネレーター回路３２０は、閾値ジェネレーター回路３７０によって交換され得、閾値ジェネレーター回路３７０は、図５のトラッキング回路３２２および閾値識別器回路３２４を、それぞれロジック回路３７２、３７４として実装している。閾値ジェネレーター回路３７２は、ＤＩＦＦ信号３５２ａを受信するように連結されており、ＤＩＦＦ信号３５２ａは、アナログデジタルコンバーター３５２によってデジタル化されており、同様にデジタル信号である閾値信号３７０ａを発生させるように構成されている。
【０１６５】
閾値選択モジュール３６６は、完全にデジタルであることが可能であり、図５のアナログデジタルコンバーター３２８またはデジタルアナログコンバーター３４０を必要としない。閾値選択モジュール３６６は、選択された閾値信号３６６ａを発生させるように構成されており、選択された閾値信号３６６ａは、デジタル信号であることが可能である。
【０１６６】
回路モジュール３５８は、選択された閾値信号３６６ａを受信するように、また、閾値信号３７０ａを受信するように連結され得る。回路モジュール３５８は、差分回路３６０、２：１デジタルマルチプレクサー３６２、および閾値誤差補正モジュール３６４を含むことが可能であり、差分回路３６０、２：１デジタルマルチプレクサー３６２、および閾値誤差補正モジュール３６４は、図５の差分モジュール３１２、２：１アナログマルチプレクサー３１４、および閾値誤差補正モジュール３１６と同じ方式で、それらと同じまたは同様の機能を備えて連結されている。しかし、回路モジュール３５８は、アナログ回路を有する図５の回路モジュール３１０とは異なり、デジタル回路を有している。
【０１６７】
回路３５０は、デジタルコンパレーター３５４を含むことが可能であり、デジタルコンパレーター３５４は、閾値誤差補正モジュール３６４から出力信号３６４ａを受信するように連結されており、また、デジタル化されたＤＩＦＦ信号３５２ａも受信するように連結されている。デジタルコンパレーター３５４は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号３５４ａを発生させるように構成されており、ＰｏｓＣｏｍｐ信号３５４ａは、図５のＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａと同じまたは同様であることが可能である。
【０１６８】
回路３５０の機能の多くは、図５の回路３００のアナログ回路と同じまたは同様の機能を果たすデジタル回路で実装されるということが認識されることとなる。
【０１６９】
図５の制御回路３４６、物体特徴量検出器３４２、誤差プロセッサー３４４、および調節プロセッサー３４５は示されていないが、それらのエレメントは、磁界センサー３５０の中でも使用され得、また、本明細書の他の図において説明されている磁界センサーのいずれかの中でも使用され得るということが理解されることとなる。
【０１７０】
ここで図７を参照すると、図７では、図５の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、回路４００は、閾値信号３２０ａを発生させるように構成されている図５の閾値ジェネレーター回路３２０を含む。
【０１７１】
閾値選択モジュール４０４は、閾値信号３２０ａを受信するように連結されており、また、閾値信号３２０ａのアナログサンプル４０８を記憶するように構成されている。アナログサンプルは、バケツリレーデバイス（ＢＢＤ）４０６などの中に記憶され得る。ＢＢＤは、ディスクリートアナログサンプルを記憶およびシフトすることができるアナログシフトレジスタであるということが理解されることとなる。
【０１７２】
閾値選択モジュール４０４は、アナログ関数回路４１０を含むことが可能であり、アナログ関数回路４１０は、アナログサンプル４０８ａを受信するように連結されており、また、アナログサンプル４０８ａに対して機能を果たすように構成されている。アナログ関数モジュール４１０によって果たされる機能は、図５の関数プロセッサー３３６と関連して上記に説明されている機能と同じまたは同様であることが可能である。しかし、アナログ関数回路４１０は、アナログ回路によってその機能を果たすことが可能である。
【０１７３】
また、磁界センサー４００は、アナログマルチプレクサー４１２も含むことが可能であり、アナログマルチプレクサー４１２は、図５のマルチプレクサー３３８と同じまたは同様の機能を果たすことが可能である。
【０１７４】
閾値選択モジュール４０４は、選択された閾値信号４０４ａを発生させるように構成されており、選択された閾値信号４０４ａは、図５の選択された閾値信号３２６ａと同じまたは同様であることが可能である。
【０１７５】
ここで図８を参照すると、図８では、図５の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、回路４５０は、閾値選択モジュール４５４を含むことが可能であり、閾値選択モジュール４５４は、図５および図７の閾値選択モジュール３２６、４０４とそれぞれ同じまたは同様であることが可能である。閾値選択モジュールは、ＰｏｓＣｏｍｐ信号４５２および閾値信号３２０ａを受信するように連結されており、また、選択された閾値信号４５４ａを発生させるように構成されている。選択された閾値信号４５４ａは、図５の選択された閾値信号３２６ａまたは図６の選択された閾値信号４０４ａと同じまたは同様であることが可能である。
【０１７６】
選択された閾値信号４５４ａは、第１および第２のスイッチ４６０、４６２によってそれぞれ受信される。第１のスイッチ４６０は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号４５２によって制御されており、第２のスイッチ４６２は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号４６６の反転されたバージョンによって制御されており、２つのスイッチ４６０、４６２が交互に開閉することを結果として生じさせる。
【０１７７】
第１の電圧供給源４５６は、そのマイナスのノードにおいて、第１のスイッチ４６０からの出力信号を受信するように連結されており、第２の電圧供給源４５８は、そのプラスのノードにおいて、第２のスイッチ４６２からの出力信号を受信するように連結されている。
【０１７８】
閾値信号４６４は、図２の閾値信号１３８と同じ方式で、２つの信号レベルの間で交互になる。コンパレーター３０８は、閾値信号４６４およびＤＩＦＦ信号３０６ａを受信するように連結されており、また、ＰｏｓＣｏｍｐ信号４５２を発生させるように構成されている。
【０１７９】
ここで図９を参照すると、図９では、図５の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、回路５００は、図８の２つの交互の閾値を実現することが可能であるが、異なる方式で実現することが可能である。ここで、閾値発生モジュール３２０は、図５の１つの閾値信号３２０ａの代わりに、２つの閾値信号３２０ｂ、３２０ｃを発生させるように構成されている。
【０１８０】
第１の閾値選択モジュール５０６は、閾値信号３２０ｂを受信するように連結されており、第２の閾値選択モジュール５０８が、閾値信号３２０ｃを受信するように連結されている。また、第１の閾値選択モジュール５０６は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号５０２を受信するように連結されており、また、第２の閾値選択モジュール５０８は、反転されたＰｏｓＣｏｍｐ信号５０４を受信するように連結されており、それらの信号は、図５のＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａが図５の閾値選択モジュール３２６をクロックするのと同じ方式で、それぞれの第１および第２の閾値選択モジュール５０６、５０８をクロックする。
【０１８１】
閾値選択モジュール５０６、５０８は、それぞれ、図５および図７の閾値選択モジュール３２６および４０４と同じまたは同様であることが可能である。
【０１８２】
第１の閾値選択モジュール５０６は、第１の選択された閾値信号５０６ａを発生させるように構成されており、第２の閾値選択モジュール５０８は、第２の選択された閾値信号５０８ａを発生させるように構成されており、それらのそれぞれは、図５の選択された閾値信号３２６ａと同じまたは同様であることが可能である。
【０１８３】
第１のスイッチ５１０は、第１の選択された閾値信号５０６ａを受信するように連結されており、第２のスイッチ５１２は、第２の選択された閾値信号５０８ａを受信するように連結されている。第１のスイッチ５１０は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号５０２によって制御されており、第２のスイッチ５１２は、反転されたＰｏｓＣｏｍｐ信号５０４によって制御されている。したがって、図８のスイッチ４６０および４６２と同様に、スイッチ５１０、５１２は、図２の閾値信号１３８と同じ方式で、２つの信号レベルの間で交互になる閾値信号５１４を発生させるように交互に動作する。
【０１８４】
コンパレーター３０８は、閾値信号５１４およびＤＩＦＦ信号３０６ａを受信するように連結されており、また、ＰｏｓＣｏｍｐ信号５０２を発生させるように構成されている。
【０１８５】
ここで図１０を参照すると、図１０では、図５の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、図５の閾値ジェネレーター回路３２０が、閾値ジェネレーター回路５５４によって交換されており、とりわけ、図５の閾値識別器回路３２４が、閾値識別器回路５５７によって交換されている。閾値検出器である図５の閾値ジェネレーター回路３２６とは異なり、閾値ジェネレーター回路５５４は、ピーク検出器である。
【０１８６】
閾値識別器回路５５７は、トラッキング信号３２２ａを受信するように連結されている第１の電圧供給源と、トラッキング信号３２２ｂを受信するように連結されている第２の電圧供給源５６０とを含む。第１の電圧供給源５５８は、第１の閾値信号５５４ａを発生させるように構成されており、第２の電圧供給源５６０は、第２の閾値信号５５４ｂを発生させるように構成されている。
【０１８７】
第１および第２の閾値選択モジュール５５６、５５８は、図９の第１および第２の閾値選択モジュール５０６、５０８と同じまたは同様であることが可能であり、また、第１および第２の閾値信号５５４ａ、５５４ｂをそれぞれ受信するように連結されている。また、第１の閾値選択モジュール５５６は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号５５２を受信するように連結されており、また、第２の閾値選択モジュール５５８は、反転されたＰｏｓＣｏｍｐ信号５６６を受信するように連結されており、それらの信号は、図５のＰｏｓＣｏｍｐ信号３０８ａが図５の閾値選択モジュール３２６をクロックするのと同じ方式で、それぞれの第１および第２の閾値選択モジュール５５６、５５８をクロックする。
【０１８８】
第１および第２の閾値選択モジュール５５６、５５８は、それぞれ、第１および第２の選択された閾値信号５５６ａ、５５８ａを発生させるように構成されており、第１および第２の選択された閾値信号５５６ａ、５５８ａは、それぞれ、第１および第２のスイッチ５６０、５６２に連結されている。第１のスイッチ５６０は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号５５２によって制御されており、第２のスイッチ５６２は、反転されたＰｏｓＣｏｍｐ信号５６６によって制御されている。したがって、図８のスイッチ４６０および４６２と同様に、スイッチ５６０、５６２は、図２の閾値信号１３８と同じ方式で、２つの信号レベルの間で交互になる閾値信号５６４を発生させるように交互に動作する。
【０１８９】
コンパレーター３０８は、閾値信号５６４およびＤＩＦＦ信号３０６ａを受信するように連結されており、また、ＰｏｓＣｏｍｐ信号５５２を発生させるように構成されている。
【０１９０】
図５の回路モジュール３１０は、図７〜図１０に示されていないが、しかし、他の実施形態では、図７〜図１０の回路４００、４５０、５００、および５５０は、回路モジュール３１０と同じまたは同様の回路モジュールを含むことが可能である。
【０１９１】
図５〜図１０の回路の一部は、互いに交換され得るということが認識されるべきである。たとえば、図７の閾値選択モジュール４０４などのようなアナログ閾値選択モジュールが、図５〜図１０の回路のいずれかの中で使用され得る。
【０１９２】
ここで図１１を参照すると、グラフ６１２は、任意の時間単位の目盛り付きの水平軸と、任意の電圧単位の目盛り付きの垂直軸とを有しており、水平軸は、図１の物体２４の回転角度または直線的変位に関連していることが可能であり、垂直軸は、磁界強度（ガウス）または関連のデジタル値に関連していることが可能である。波形６１４は、たとえば、図１および図２のＤＩＦＦ信号２０ａを表すＤＩＦＦ信号であることが可能であり、信号６１４のサイクルは、図１Ｂの磁界センシングエレメント５２ａ〜５２ｃを通過する図１Ｂの目標領域２４ａ〜２４ｃを示している。通常動作時に、ＰＤＡＣ信号６２２は、ＤＩＦＦ信号６１４のプラスのピークに到達してこれを獲得することが可能である。同様に、ＮＤＡＣ信号６２４は、ＤＩＦＦ信号６１４のマイナスのピークに到達してこれを獲得することが可能である。閾値６１６ａ〜６１６ｈは、ＤＩＦＦ信号６１４のサイクルの間に計算され得る。閾値６１６ａ〜６１６ｈは、たとえば、閾値ジェネレーター抵抗器ラダーのタップから取り込むことができるような閾値信号に対応することが可能である。
【０１９３】
本発明の態様によれば、ＤＩＦＦ信号６１４の１つまたは複数の以前のサイクルの間に取り込まれたピーク信号（ＰＤＡＣおよび／またはＮＤＡＣ）のサンプルに基づいて、１つまたは複数の閾値が発生させられる。１つの特定の実施形態では、閾値６１６ａ〜６１６ｆなどのような、第１の所定の数の閾値のそれぞれは、ＤＩＦＦ信号６１４のそれぞれのサイクルの間に取り込まれたピーク信号サンプルに基づいており、一方、所定の数のＤＩＦＦ信号サイクルが起こった後では、たとえば、それぞれの閾値６１６ｇ〜６１６ｈは、ＤＩＦＦ信号６１４の以前のサイクル（および、場合によっては現在のサイクルも）の間に取り込まれたピーク信号サンプルの平均などのような、数学的な組合せに基づいている。たとえば、閾値６１６ａおよび６１６ｂは、第１の示されたＤＩＦＦ信号サイクルの間に取り込まれたピーク信号サンプルに基づくことが可能であり、閾値レベル６１６ｃおよび６１６ｄは、第２の示されたＤＩＦＦ信号サイクルの間に取り込まれたピーク信号サンプルに基づくことが可能であり、また、第４の信号サイクルなどのような所定の信号サイクルまで同様である。矢印６１８が表す矢印は、現在のサイクルに関する閾値を確立するために、現在のＤＩＦＦ信号サイクルからのＰＤＡＣ信号サンプルを使用することを図示している。第４のＤＩＦＦ信号サイクルの間に使用される閾値レベル６１６ｇおよび６１６ｈは、先の４つの信号サイクル（すなわち、現在のサイクルおよび３つの以前のサイクル）のそれぞれの間に取り込まれたピーク信号サンプルを平均することによって確立され得る。矢印６１９は、閾値６１６ｇを発生させるために、ＤＩＦＦ信号の現在のサイクルおよび以前のサイクルからのピーク信号サンプルを使用することを図示している。
【０１９４】
図１１のＤＩＦＦ信号６１４は、閾値信号が所定の数の以前のＤＩＦＦ信号サイクルからのピーク信号サンプルの平均に基づくという実施形態を図示するために使用されているが、図３を参照して上記に説明されているような目標物の以前の回転からのＤＩＦＦ信号サイクルに基づいて閾値信号を確立することも可能である。そのうえ、図３を参照して上記に説明されているように、（先のピーク信号サンプルの数学的な組合せとは対照的に、）以前の閾値信号の数学的な組合せに基づいて閾値信号を確立することも可能である。
【０１９５】
また、図１１に示されているのは、示されているようなＰｏｓＣｏｍｐ信号（たとえば、図１０の５５２）であり、それは、示されているようにＤＩＦＦ信号６１４が閾値６１６ａ〜６１６ｈと交差する度に移行する。
【０１９６】
上記の図５〜図９は、事前にコンピューター計算された閾値がその中に記憶されている磁界センサーを示している。それとは対照的に、以下の図は、ピーク値が記憶されており、その後に閾値がコンピューター計算される実施形態を示している。
【０１９７】
ここで図１２を参照すると、物体の移動を検出するための回路７００（すなわち、モーション検出器）は、物体（たとえば、図１および図１Ｂのギヤ２４）に関連付けされる磁界に比例するＤＩＦＦ信号７０６ａを発生させるための少なくとも１つの磁界センシングエレメント（図示せず、たとえば、図１Ｂの５２ａ〜５２ｃ）を含み、ＤＩＦＦ信号７０６ａは、現在のサイクルを含むサイクルを有している。回路７００は、物体の移動を示すモーション信号７０８ａを発生させ、モーション信号７０８ａは、ＤＩＦＦ信号７０６ａのサイクルに関連付けされるエッジを有している。
【０１９８】
モーション検出器７００は、ピーク識別器回路７２２を含むことが可能であり、ピーク識別器回路７２２は、プラスピークおよびマイナスピークなどのような、ＤＩＦＦ信号７０６ａの一部分を受信するように、および、ＤＩＦＦ信号７０６ａの一部分をトラッキングするように連結されており、プラスおよびマイナスのピークトラッキング信号を提供するか、または、単に、ピーク信号、すなわち、ＰＤＡＣ７２２ａおよびＮＤＡＣ７２２ｂをそれぞれ提供するようになっている。
【０１９９】
また、モーション検出器７００は、少なくとも１つのピークサンプル選択モジュール７２６を含むことが可能であり、少なくとも１つのピークサンプル選択モジュール７２６は、ＰＤＡＣ信号７２２ａなどのようなピークトラッキング信号を受信するように連結されており、ＰＤＡＣ信号７２２ａのサンプル７３２をセーブするように構成されており、ＤＩＦＦ信号７０６ａの少なくとも１つの以前のサイクルに関連付けされるＰＤＡＣ信号のセーブされたサンプル７３２を選択するように構成されており、そして、ＰＤＡＣ信号７２２ａの選択されたサンプル７３２に関連している選択されたピーク信号７２６ａを発生させるように構成されている。ピークサンプル選択モジュール７２６は、プラスのピークトラッキング信号７２２ａに反応するので、そのようなモジュール７２６は、プラスの選択されたピーク信号７２６ａを発生させる、プラスのピークサンプル選択モジュールと称され得る。
【０２００】
いくつかの実施形態では、モーション検出器７００は、第２のマイナスのピークサンプル選択モジュール７４４を含むことが可能であり、第２のマイナスのピークサンプル選択モジュール７４４は、ＮＤＡＣ信号７２２ｂなどのような、異なるピークトラッキング信号を受信するように連結されており、ＮＤＡＣ信号７２２ｂのサンプル７５２をセーブするように構成されており、ＤＩＦＦ信号７０６ａの少なくとも１つの以前のサイクルに関連付けされるＮＤＡＣ信号のセーブされたサンプル７５２を選択するように構成されており、そして、ＮＤＡＣ信号７２２ｂの選択されたサンプル７５２に関連している選択されたピーク信号７４４ａを発生させるように構成されている。ピークサンプル選択モジュール７４４は、マイナスのピークトラッキング信号７２２ｂに反応するので、そのようなモジュール７４４は、マイナスの選択されたピーク信号７４４ａを発生させる、マイナスのピークサンプル選択モジュールと称され得る。ピークサンプル選択モジュール７４４の詳細および動作は、ピークサンプル選択モジュール７２６と同様である。
【０２０１】
また、モーション検出器７００は、閾値ジェネレーター回路７８０を含むことが可能であり、閾値ジェネレーター回路７８０は、プラスの選択されたピーク信号７２６ａ、（マイナスのピークサンプル選択モジュール７４４を含有するそれらの実施形態では、）マイナスの選択されたピーク信号７４４ａに反応し、閾値信号７１６を提供する。閾値ジェネレーター回路７８０は、選択されたピーク信号７２６ａおよび７４４ａに基づいて、閾値信号７１６をコンピューター計算し、閾値信号７１６は、たとえば、図３の閾値信号２１６ａ〜２１６ｈを提供することが可能である。閾値ジェネレーター７８０は、抵抗器分割器７８２を含むことが可能であり、抵抗器分割器７８２は、第１のスイッチ７８４に連結されている第１のタップ７８２ａと、第２のスイッチ７８６に連結されている第２のタップ７８２ｂとを有している。第１のスイッチ７８４は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号７０８ａによって制御されており、第２のスイッチ７８６は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号の反転されたバージョン、Ｎ−ＰｏｓＣｏｍｐによって制御されている。この配置によって、閾値信号７１６は、ＤＩＦＦ信号７０６ａが閾値信号７１６を超えるときには、プラスの選択されたピーク信号７２６ａとマイナスの選択されたピーク信号７４４ａとの間の差の第１のパーセンテージに対応する第１のレベルにおけるタップ７８２ａによって提供され、ＤＩＦＦ信号が閾値信号７１６よりも小さいときには、プラスの選択されたピーク信号７２６ａとマイナスの選択されたピーク信号７４４ａとの間の差の第２のパーセンテージに対応する第２のレベルにおけるタップ７８２ｂによって提供される。
【０２０２】
マイナスのピークサンプル選択モジュール７４４が存在しない実施形態では、ＮＤＡＣ信号７２２ｂは、マイナスの選択されたピーク信号７４４ａの代わりに、抵抗器分割器７８２に直接的に連結され得る。ＰＤＡＣおよびＮＤＡＣ信号のうちのどちらかから、または、プラスの選択されたピーク信号およびマイナスの選択されたピーク信号のどちらかから、閾値信号７１６をそれぞれ発生させるための他の配置が可能であるということが当業者によって認識されることとなる。１つの例として、プラスの選択されたピーク信号７２６ａは、抵抗器分割器に連結され得、抵抗器分割器の他方の端部は、基準電位に連結され得る。抵抗器分割器のタップは、連結されている信号（たとえば、プラスの選択されたピーク信号）のパーセンテージとして、閾値信号を提供することが可能であり、他方の連結されていない信号（たとえば、マイナスの選択されたピーク信号）は、測定された信号の逆数をとることによって推定され得る。
【０２０３】
モーション検出器７００は、コンパレーター７０８を含み、コンパレーター７０８は、閾値信号７１６およびＤＩＦＦ信号７０６ａを受信するように連結されており、閾値信号７１６とＤＩＦＦ信号７０６ａを比較するように構成されており、そして、モーション信号７０８ａを発生させるように構成されている。
【０２０４】
ピークサンプル選択モジュール７２６は、アナログデジタルコンバーター７２８を含むことが可能であり、アナログデジタルコンバーター７２８は、ＰＤＡＣ信号７２２ａを受信するように連結されており、また、ＰＤＡＣ信号７２２ａのデジタルサンプル７２８ａを発生させるように構成されている。
【０２０５】
また、ピークサンプル選択モジュール７２６は、たとえばシフトレジスタの形態などのようなデジタルメモリー７３０を含むことが可能であり、デジタルメモリー７３０は、ＤＩＦＦ信号７０６ａのＮ個のサイクルに関連付けされるＮ個のサンプルを保持するようにサイズ決めされ得る。一実施形態では、デジタルメモリー７３０は、ＤＩＦＦ信号の４つのサイクルに関連付けされるＰＤＡＣ信号７２２ａの少なくとも４つのサンプル、すなわち、現在のサイクルからのサンプル、および、現在のサイクル直ぐ前に先行する３つのサイクルのそれぞれからのサンプルを記憶するように構成されている。１つまたは複数の以前の回転からのサンプル、および、そのような回転からの１つまたは複数の目標特徴からのサンプルが、記憶され得るというだけでなく、記憶されたサンプルの数を変化させることも可能であるということが当業者によって認識されることとなる。
【０２０６】
しかし、上記の図３を参照して述べられているように、ピーク信号サンプルの様々な組合せが、閾値を発生させるために使用され得、したがって、ＰＤＡＣ信号サンプルの様々な組合せが、メモリー７３０の中に記憶され得る。たとえば、メモリー７３０は、目標物２４のＭ回転に関連付けされるＰＤＡＣ信号７２２ａのサンプルを記憶することが可能であり、回転のそれぞれ１つは、Ｎ個のサンプルに関連付けされている。したがって、いくつかの実施形態では、メモリー７３０は、ＰＤＡＣ信号７２２ａのＭｘＮマルチビットサンプルを保持するようにサイズ決めされ得る。いくつかの実施形態では、デジタルメモリー７３０は、すべての目標特徴２４ａ〜２４ｃ（すなわち、すべてのＤＩＦＦ信号サイクル）に関連付けされるのではなく、目標特徴のうちのいくつかだけに関連付けされるＰＤＡＣ信号７２２のサンプルを記憶することが可能である。他の実施形態では、デジタルメモリー７３０は、すべての目標回転に関連付けされるのではなく、回転のうちのいくつかだけに関連付けされるＰＤＡＣ信号７２２ａのサンプルを記憶することが可能である。一般的に、記憶されたサンプルは、すべてのまたはいくつかの先の回転からであることが可能であり、それらの回転から記憶されたサンプルは、それらの回転からのすべてのまたはいくつかの目標特徴であることが可能である。これらの配置は、デジタルメモリー７３０の量の低減、および、回路ダイ面積の量の低減を使用することが可能である。メモリー７３０の中にＰＤＡＣ信号の履歴を保持するための別の使用は、特定の目標特徴（すなわち、ギヤ歯）に関連付けされるピークが、回転ごとに大きくずれる場合に、このずれが、磁界センサー７００における障害を指示するために使用され得るということである。
【０２０７】
また、ピークサンプル選択モジュール７２６は、関数プロセッサー７３６を含むことが可能であり、関数プロセッサー７３６は、デジタルメモリー７３０に連結されており、また、記憶されたサンプル７３２の間から選択される複数の選択されたサンプル７３２ａを処理するように構成されている。関数プロセッサー７３６は、平均化された信号７３６ａを提供するために平均化されることとなるｘ個の特定のサンプル７３２ａを選択するために、制御信号７３４ａに反応する平均化回路であることが可能である。ｘ個のサンプルワードのうちのそれぞれ１つが、ＰｏｓＣｏｍｐ信号７０８ａの移行に従って、新しいサンプルワードにクロックされ、したがって、ｘ個のサンプルワードのうちのそれぞれが、実際には、サンプルワードのストリームであり、それぞれが、ＤＩＦＦ信号７０６ａの現在のサイクルにおける、または、ＤＩＦＦ信号７０６ａの現在のサイクルより以前の、ＤＩＦＦ信号７０６ａの特定のサイクルを表す。したがって、サンプルを参照するときに、サンプルは、実際には、サンプルのストリームであるということが理解されることとなる。信号７３６ａは、サンプルのストリームを提供し、サンプルのそれぞれが、ｘ個のサンプル７３２ａのセットの平均である。
【０２０８】
他の実施形態では、信号７３６ａは、ｘ個のサンプル７３２ａのそれぞれのセットのＲＭＳ平均である。他の実施形態では、信号７３６ａは、ｘ個のサンプル７３２ａのそれぞれのセットの加重平均であり、たとえば、より前のサンプルよりも高い重みで、より最近のサンプルを考慮する。サンプルの他の組合せが、関数プロセッサー７３６によって実現され得るということが認識されることとなる。
【０２０９】
また、ピークサンプル選択モジュール７２６は、マルチプレクサー７３８を含むことが可能であり、マルチプレクサー７３８は、任意の数のＰＤＡＣ信号７２２ａの記憶されたサンプル７３２を選択するように構成されており、それぞれの選択されたサンプル７３２ｂは、ＤＩＦＦ信号７０６ａの異なるサイクルに関連付けされる。マルチプレクサー７３８は、制御信号７３４ｂに応答して、ｙ個のサンプルワード７３２ｂを選択することが可能である。
【０２１０】
マルチプレクサー７３８は、制御信号７３４ｂの制御の下で、ｙ個の選択されたサンプル７３２ｂ（それは、１つまたは複数のサンプルであることが可能である）をＤＡＣ７４０に提供するか、または、平均化されたサンプル７３６ａをＤＡＣ７４０に提供するように構成されている。より具体的には、制御回路７４６が、制御信号７３４ａおよび７３４ｂを提供し、いくつの（ｘ）記憶されたサンプル７３２、および、記憶されたサンプル７３２のうちのどれが、関数プロセッサー７３６によって処理されるかということ、いくつの（ｙ）記憶されたサンプル７３２ｂ、および、記憶されたサンプル７３２ｂ（複数可）のうちのどれが、マルチプレクサー７３８に直接的に連結されているかということ、ならびに、ストリーム７３６ａ、７３２ｂのどちらが、ＤＡＣ７４０に連結されるマルチプレクサー出力信号７３８ａを提供するかということを制御する。たとえば、回路７００が最初にパワーオンされた直後のしばらくの間、たとえば、キャリブレーション時間期間の間に、マルチプレクサー７３８は、その出力信号７３８ａとして、ピーク信号サンプル７３２ｂを選択することが可能であり、その後に、たとえば、動作のランニングモードの間に、マルチプレクサー７３８は、出力信号７３８ａとして、平均化された信号７３６ａを選択することが可能である。より具体的には、動作の特定の時間の間に、ピークサンプル選択モジュール７２６は、ＤＩＦＦ信号のそれぞれのサイクル上のメモリー７３０から、１つまたは複数のサンプル７３２ｂを選択し、それぞれのサンプルは、ＤＩＦＦ信号７０６ａの現在のサイクルに対応しており、動作の他の時間の間に、ピークサンプル選択モジュール７２６は、たとえば、平均の選択されたサンプル７３２ａ、たとえば、ＤＩＦＦ信号７０６ａの現在のサイクルおよび３つの以前のサイクルからのサンプルを処理し、選択されたピーク信号７２６ａを発生させる。パワーアップの直後に、閾値履歴が存在せず、また、先のサイクルからのピークが利用可能でなく、および／または、正確でないので、キャリブレーションモードの間に処理することなくマルチプレクサーを通過するためにサンプル７３２ｂを選択するこの配置が有利である。
【０２１１】
ＤＡＣコンバーター７４０は、信号７３８ａを受信するように連結されており、また、一連のデジタルサンプル７３８ａに従って、アナログサンプル、または、より正確には、一連のアナログサンプル７２６ａ（本明細書で、プラスの選択されたピーク信号７２６ａと称される）を発生させるように構成されている。フィルター（図示せず）が、選択されたピーク信号７２６ａをスムージングするために使用され得るということが認識されることとなる。また、ピーク信号サンプルは、アナログ形態でレジスター７３０の中に記憶され得るということも認識されることとなり、そのケースでは、アナログデジタルコンバーター７２８を省略することが可能であり、メモリー７３０を、バケツリレーデバイス（ＢＢＤ）などによって交換することが可能であり、バケツリレーデバイス（ＢＢＤ）は、ディスクリートアナログサンプルを記憶およびシフトすることができるアナログシフトレジスタであるということが理解されることとなる。このケースでは、記憶されたアナログ信号サンプルに対して機能を果たすように構成されているアナログ関数回路は、デジタル関数プロセッサー７３６を交換することが可能である。アナログ関数モジュールによって果たされる機能は、図７の関数プロセッサー４１０と関連して上記に説明されている機能と同じまたは同様であることが可能である。
【０２１２】
以前のサイクルからの複数のピーク信号サンプルの関数に従って、閾値信号７１６を発生させることは、より正確な閾値信号７１６、および、結果として生じるモーション信号７０８ａを確立し、結果として生じるモーション信号７０８ａは、目標物２４の機械的な不規則性、揺れ、もしくは振れ、または、他のセンサーシステムの乱れの影響を受けにくい。
【０２１３】
磁界センサー７００は、誤差プロセッサー７９０、調節プロセッサー７９２、および／または物体特徴検出プロセッサー７９４を含むことが可能であり、それぞれが連結されており、また、それぞれが、図５の同様のエレメントと同じまたは同様の機能を有している。また、以下の図と関連して説明されている磁界センサーは、これらのエレメントを含むことも可能である。
【０２１４】
信号７２２ａ、７２２ｂは、上記で、ピーク信号７２２ａ、７２２ｂ、または、ＰＤＡＣ信号７２２ａおよびＮＤＡＣ信号７２２ｂと称されているが、信号７２２ａ、７２２ｂは、本明細書で、ピーク関連の信号とも称され得る。信号７３２ａ、７３２ｂ、７５２ａ、７５２ｂは、上記で、選択されたサンプルと称されているが、信号７３２ａ、７３２ｂ、７５２ａ、７５２ｂは、本明細書で、サンプリングされた信号とも称され得る。同じことが、図１３〜図１６における同様の信号に関係する。
【０２１５】
ここで図１３を参照すると、図１３では、図１２の同様のエレメントが、同様の参照表記を有するように示されており、回路８５０は、図１２の回路７００の特性と同様の特性を有することが可能であるが、しかし、図１２に示されているアナログ回路のうちのいくつかは、対応するデジタル回路によって交換されている。たとえば、図１２のピーク識別器７２２は、ピーク識別器８５６によって交換され得、ピーク識別器８５６は、ＤＩＦＦ信号のプラスピークおよびマイナスピークをロジック回路８５８によってトラッキングおよび保持するピーク識別器機能性を実装する。ピーク識別器ロジック回路８５８は、アナログデジタルコンバーター８５２によってデジタル化されたＤＩＦＦ信号７０６ａのデジタルバージョン８５２ａを受信するように連結されており、また、プラスのピークトラッキングＰＤＡＣ信号８５６ａおよびマイナスのピークトラッキングＮＤＡＣ信号８５６ｂを発生させるように構成されており、その両方が、デジタル信号である。
【０２１６】
ピークサンプル選択モジュール８２６は、完全にデジタルであることが可能であり、図１２のアナログデジタルコンバーター７２８またはＤＡＣ７４０を必要としない。ピークサンプル選択モジュール８２６は、プラスの選択されたピーク信号８２６ａを発生させるように構成されており、プラスの選択されたピーク信号８２６ａは、図１２のプラスの選択されたピーク信号７２６ａと同様であるが、デジタル信号であることが可能である。
【０２１７】
図１３の実施形態では、マイナスのピークサンプル選択モジュールが省略されており、ＮＤＡＣ信号８５６ｂは、閾値ジェネレーター８４２に直接的に連結されている。閾値４６４ａを発生させるために、プラスの選択されたピーク信号８２６ａおよびＮＤＡＣ信号８５６ｂを使用するこのアプローチは、本発明の閾値精度利益のうちの少なくともいくつかを得るのに十分である可能性があるということが認識されることとなる。たとえば、単一のエレメントが目標特徴を検出するもの（たとえば、図１）などのような、いくつかの磁界センシングエレメント構成では、プラスのＤＩＦＦ信号ピークは、マイナスのＤＩＦＦ信号ピークよりも著しくかつ迅速に、目標物異常に応答して変化することが可能である。したがって、そのような実施形態では、マイナスのピークサンプル選択モジュールを省略することが可能である。一方、複数の磁界センシングエレメントからの信号の間の差としてＤＩＦＦ信号を発生させるために、複数のエレメントが使用されるもの（たとえば、図１Ｂ）などのような、他の磁界センシングエレメント構成では、ＤＩＦＦ信号のプラスピークおよびマイナスピークは、一般的に、目標物異常に応答して、同じ程度まで、および、同じ様式で変化する。したがって、これらのタイプの実施形態では、一般的に、プラスおよびマイナスピークサンプル選択モジュールの両方を含むことが望ましい。
【０２１８】
回路８５０は、ロジック回路を含むデジタル閾値ジェネレーター８４２を含むことが可能であり、ロジック回路は、図１２のアナログ閾値ジェネレーター３８０と同様に、閾値信号８６４ａを発生させることが可能であり、閾値信号８６４ａは、ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号８５２ａが閾値信号８６４ａを超えるときには、プラスの選択されたピーク信号８２６ａとＮＤＡＣ電圧８５６ｂとの間の差の第１のパーセンテージに対応する第１のレベルにあり、ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号８５２ａが閾値信号８６４ａよりも小さいときには、プラスの選択されたピーク信号８２６ａとＮＤＡＣ電圧８５６ｂとの間の差の第２のパーセンテージに対応する第２のレベルにある。
【０２１９】
回路８５０は、デジタルコンパレーター８５４を含むことが可能であり、デジタルコンパレーター８５４は、閾値ジェネレーター８４２からの出力信号８６４ａを受信するように連結されており、また、デジタル化されたＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号８５２ａも受信するように連結されている。デジタルコンパレーター８５４は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号８５４ａを発生させるように構成されており、ＰｏｓＣｏｍｐ信号８５４ａは、図１２のＰｏｓＣｏｍｐ信号７０８ａと同じまたは同様であることが可能である。
【０２２０】
回路８５０の機能の多くは、図１２の回路７００のアナログ回路と同じまたは同様の機能を果たすデジタル回路で実装されるということが認識されることとなる。
【０２２１】
いくつかの実施形態では、ＮＤＡＣ信号８５６ｂは、ロジック回路８５８の中で平均化され、または、そうでなければ組み合わせられ得るように、ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号８５２ａの複数のマイナスのピークを示している。いくつかの実施形態では、ＮＤＡＣ信号８５６ｂは、変化するようにゆっくりと更新し、他の実施形態では、ＮＤＡＣ信号８５６ｂは、迅速に更新する。いくつかの実施形態では、ＮＤＡＣ信号８５６ｂは、他の方向に変化するよりも迅速に、ある方向に変化するように更新する。
【０２２２】
同様の磁界センサーは、ＮＤＡＣ信号８５６ｂのサンプルを記憶することが可能であり、ＰＤＡＣ信号８５６ａのサンプルを記憶することができないということが認識されることとなる。
【０２２３】
ここで図１４を参照すると、代替的な閾値ジェネレーター８６０が示されており、それは、図１２および図１３の閾値ジェネレーターの代わりに使用され得る。図１３のデジタル回路の文脈において、選択されたピーク信号８２６ａおよびＮＤＡＣ信号８５６ｂは、閾値ジェネレーター８６０の使用のためのアナログ形態への変換を必要とすることとなるということが認識されることとなる。閾値ジェネレーター８６０は、抵抗器ラダー８７０を含むことが可能であり、図１２の７２６ａまたは図１３の信号８２６ａなどのような、プラスの選択されたピーク信号、および、図１２のマイナスの選択されたピーク信号７４４ａまたは図１３のＮＤＡＣ信号８５６ｂが、抵抗器ラダー８７０を横切って連結されている。
【０２２４】
抵抗器ラダー８７０は、中央タップ８７０を有することが可能であり、抵抗器ラダーを横切る電圧の間の５０％の点が、中央タップ８７０において提供されている。中央タップ８７０ａは、示されているように、スイッチ８６２および８６４を介して、オフセット電圧供給源８６６および８６８にそれぞれ連結され得る。スイッチ８６２は、図１３の信号８５４ａなどのようなＰｏｓＣｏｍｐ信号によって制御され得、スイッチ８６４は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号の反転されたバージョン、Ｎ−ＰｏｓＣｏｍｐによって制御され得る。この配置によって、閾値信号８６０ａは、図１２の閾値信号７１６または図１３の閾値信号８６４ａと同じまたは同様であることが可能であり、閾値信号８６０ａは、ＤＩＦＦ信号が閾値よりも小さいときには、プラスの選択されたピーク信号とマイナスの選択されたピーク信号（または、ＮＤＡＣ信号）との間の中間点よりも大きい所定のオフセット電圧（電圧供給源８６６によって確立される）として提供され、また、ＤＩＦＦ信号が閾値よりも大きいときには、プラスの選択されたピーク信号とマイナスの選択されたピーク信号（または、ＮＤＡＣ信号）との間の中間点よりも小さい所定のオフセット電圧（電圧供給源８６８によって確立される）として提供され得る。
【０２２５】
ここで図１５を参照すると、図１２および図１３の閾値ジェネレーターの代わりに使用するのに適切な別の代替的な閾値ジェネレーター８８０が、オフセット電圧供給源８８６を含むように示されており、オフセット電圧供給源８８６は、図１２のプラスの選択されたピーク信号７２６ａまたは図１３の８２６ａに連結するための第１のオフセット電圧供給源８８６ａと、図１２のマイナスの選択されたピーク信号７４４ａまたは図１３のＮＤＡＣ信号８５６ｂに連結するための第２のオフセット電圧供給源８８６ｂとを有している。図１３のデジタル回路の文脈において、選択されたピーク信号８２６ａおよびＮＤＡＣ信号８５６ｂは、閾値ジェネレーター８８０の使用のためのアナログ形態への変換を必要とすることとなるということが認識されることとなる。
【０２２６】
オフセット電圧供給源８８６ａは、スイッチ８８２に連結され、スイッチ８８２は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号によって制御されており、電圧供給源８８６ｂは、スイッチ８８４に連結され、スイッチ８８４は、ＰｏｓＣｏｍｐ信号の反転されたバージョン、Ｎ−ＰｏｓＣｏｍｐによって制御されている。この配置によって、閾値信号８６４ａは、図１２の閾値信号７１６または図１３の閾値信号８６４ａと同じまたは同様であることが可能であり、閾値信号８６４ａは、ＤＩＦＦ信号が閾値よりも小さいときには、プラスの選択されたピーク信号よりも小さい所定のオフセット電圧（電圧供給源８８６ａによって確立される）として提供され、また、ＤＩＦＦ信号が閾値よりも大きいときには、マイナスの選択されたピーク信号（または、ＮＤＡＣ信号）よりも大きい所定のオフセット電圧（電圧供給源８８６ｂによって確立される）として提供され得る。
【０２２７】
ここで図１６を参照すると、図３の信号２１６ａ〜２１６ｈなどのような閾値信号をコンピューター計算するための方法９００が、初期化ステップ９０４から始まり、初期化ステップ９０４の間に、回路が、既知の状態にリセットされる。ステップ９０８では、図１２のピーク識別器７２２または図１３のピーク識別器８５６などのような、ピーク識別器によってトラッキングされるようなＤＩＦＦ信号の現在のピーク値が、調節または更新される。様々なスキームが、ＰＤＡＣ信号レベルおよびＮＤＡＣ信号レベルを更新するために可能であり、そのうちのいくつかは、上記に参照されている米国特許第６，５２５，５３１号に説明されており、そのうちの他のものは、米国特許出願公開第２０１１／０２９８４４７号、米国特許出願公開第２０１１／０２９８４４８号、および米国特許出願公開第２０１１／０２９８４４９号に説明されており、それらの出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、本明細書で参照により組み込まれている。たとえば、図１２のピーク識別器７２２の更新ロジック、または、図１３のピーク識別器８５６のロジック８５８は、ＰＤＡＣ電圧およびＮＤＡＣ電圧が、外向きに（すなわち、ＰＤＡＣ電圧が、ＤＩＦＦ信号を辿ってそのプラスのピークへ行き、ＮＤＡＣ電圧が、ＤＩＦＦ信号を辿ってそのマイナスのピークへ行く）ＤＩＦＦ信号をトラッキングすることを可能にするが、ＰｏｓＣｏｍｐ信号のそれぞれの移行のときに、ＰＤＡＣ電圧およびＮＤＡＣ電圧が、ＤＩＦＦ信号のレベルへ「内向きに」（すなわち、ＰＤＡＣが減少し、ＮＤＡＣが増加する）移動することを選択的に許容されるように構成され得る。
【０２２８】
ステップ９１２では、ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号（または、実施形態に応じてＤＩＦＦ信号）が、所定のＤＩＦＦ信号利得条件およびオフセット条件に関連付けされるラーニングレール（ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｒａｉｌ）レベルを通過したかどうかということを決定することによって、自動利得調節（ＡＧＣ）機能および／または自動オフセット調節（ＡＯＡ）機能が果たされるべきであるかどうかということが決定される。ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号がラーニングレールを通過したということが決定される場合には、ステップ９１６において、ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号オフセットおよび／または利得が、たとえば、上記に説明されているＡＧＣおよびＡＯＡ回路および技法などによって調節される。ステップ９２０では、ピークカウント値（たとえば、図１２の制御回路７４６または図１３の制御回路８４８の中のカウンタ）がリセットされる。
【０２２９】
ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号が必要な場合に調節される利得および／またはオフセットであると、閾値が、ステップ９２４でスタートしてコンピューター計算され、ステップ９２４では、たとえば、一実施形態では４つのピークなど、所定の数のＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号ピークが起こったかどうかということが決定される。このステップは、たとえば図１２の制御回路７４６または図１３の８４８の中のカウンタによって実現され得る。所定の数のピークが起こっていない場合には、ステップ９２８において、示されている例で実証されているように、現在のＤＩＦＦ信号サイクルの中のピークに基づいて、または、固定された閾値などのような所定のより単純な閾値を使用して、閾値がコンピューター計算される。たとえば、図３の第１の３つのＤＩＦＦ信号サイクルのそれぞれでは、閾値２１６ａ〜２１６ｆは、現在のサイクルからの記憶されたピーク７３２ｂを通過するマルチプレクサー７３８（図１２）によって実現され得るように、それぞれのサイクルにおいて検出されるピークに基づいている。閾値をコンピューター計算するこの様式は、不十分な以前のピーク履歴しか存在しないときに、パワーアップの後の初期の（キャリブレーションと称されることもある）時間期間の間に有利であるということを思い起こされたい。
【０２３０】
しかし、所定の数のピークが起こったということが決定される場合には、ステップ９３２において、閾値が、記憶されたピーク信号サンプルの所定のセットの関数として、代替的にコンピューター計算される。たとえば、ＤＩＦＦ信号の４つのピークが起こったということを検出すると、閾値２１６ｇ〜２１６ｈ（図３）は、たとえば図１２の関数プロセッサー７３６によって実現され得るように、現在のサイクルからのピークサンプルおよび３つの以前のサイクルのそれぞれからのピークサンプルの平均としてコンピューター計算され得る。
【０２３１】
代替的に、ピーク信号の４つのサンプルの平均は、（３つの以前のサイクルの間に取り込まれた３つのサンプル、および、現在のサイクルの間に取り込まれたサンプルというよりも）ＤＩＦＦ信号の４つの以前のサイクルの間に取り込まれたピーク信号の４つのサンプルからコンピューター計算され得るということが認識されることとなる。また、閾値を発生させる際の使用に関する本明細書の例示目的の実施形態では、４つのピーク信号サンプルが議論されているが、以前のＤＩＦＦ信号サイクルからの他の数のピーク信号サンプル、または、以前および現在のＤＩＦＦ信号サイクルからの他の数のピーク信号サンプルも可能であるということが認識されることとなる。デジタルエレクトロニクスの使用は、２乗の複数のサンプル（たとえば、２、４、８、１６など）の平均化をもたらすことが可能であるが、他の数のサンプルを使用することも可能である。平均化されたサンプルの数は、一般的に、より多くのサンプルを処理する追加的な実装「コスト」に対して、閾値精度利益を重み付けすることに基づいている。
【０２３２】
いくつかの実施形態では、４つのピークサンプルを使用する（または、組み合わせる）ことが可能である。しかし、使用されるピークサンプルの数は、４つよりも多いこと、または、４つよりも少ないことが可能である。所定の数のピークの発生は、動作のキャリブレーションモードを終了させ、ステップ９３２において、ランニングモードを始めることが可能である。
【０２３３】
ステップ９２８または９３２において、閾値がコンピューター計算されると、ステップ９３６において、ＰｏｓＣｏｍｐ信号の状態が決定される。ＰｏｓＣｏｍｐ信号の状態がロジックゼロである場合には、ステップ９４０において、ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号が動作閾値Ｂｏｐ（たとえば、図３の閾値２１６ｇなど）よりも大きいかどうかということが決定され、もしそうである場合には、ＰｏｓＣｏｍｐ信号レベルが、ステップ９４８におけるロジック１へと変化させられ、ＰＤＡＣ信号が、ステップ９５２において、サンプリングされてメモリーの中に記憶され、そして、図１２の制御回路７４６または図１３の制御回路８４８などのような制御回路の中に維持されているピークカウント値がインクリメントされる。代替的に、ＰｏｓＣｏｍｐ信号レベルがロジック１にある場合には、ステップ９４４において、ＤＩＦＦ＿Ｄｉｇ信号が解放閾値Ｂｒｐ（たとえば、図３の閾値２１６ｈなど）よりも小さいかどうかということがステップ９４４で決定され、もしそうである場合には、ステップ９６０において、ＰｏｓＣｏｍｐ信号レベルが、ロジックゼロへ変化させられ、ＮＤＡＣ信号が、ステップ９６４において、サンプリングされてメモリーの中に記憶され、そして、ピークカウント値がインクリメントされる。また、他の実施形態では、ＰｏｓＣｏｍｐのすべての変化において、ＮＤＡＣ値およびＰＤＡＣ値の両方を記憶することが可能である。
【０２３４】
ステップ９７２において、制御回路のシステムモニタリング機能がチェックされ、そして、システムモニターチェックが肯定的である場合には、プロセスは、ピーク値調節ステップ９０８とともに繰り返す。代替的に、システムモニターチェックが否定的である場合には、ＰＤＡＣおよびＮＤＡＣ（たとえば、図１２のピーク識別器７２２の中のＰＤＡＣおよびＮＤＡＣ）、ならびに、ピークカウント値（たとえば、図１２のピーク識別器７２２の中のカウンタ）が、ステップ９７６においてリセットされ、それに続いて、プロセスは、示されているように、ピーク値調節ステップ９０８とともに繰り返す。制御回路のシステムモニタリング機能は、様々なシステム機能をモニタリングすることが可能である。１つの例として、追加的な閾値のセットが、ＤＩＦＦ信号と比較され、そして、上記に説明されている閾値に基づいて移行が起こらないときに、いくつかの移行が追加的な閾値に基づいて起こる場合には、障害指示が提供される。
【０２３５】
上記の回路の一部は、互いに交換され得るということが認識されるべきである。たとえば、図１２のピークサンプル選択モジュール７２６などのようなアナログピークサンプル選択モジュールが、図１３の回路の中で使用され得る。
【０２３６】
ここで図１７を参照すると、４つのグラフ１０００、１０２０、１０４０、１０６０は、任意の単位の電圧を単位とした垂直方向の目盛りをそれぞれ有しており、また、任意の単位の時間を単位とした水平方向の目盛りをそれぞれ有している。グラフ１０００は、１つの歯を有する回転目標物の存在下でのＤＩＦＦ信号、たとえば、図１のＤＩＦＦ信号２０ａを表している。グラフ１０００のプラスピークおよびマイナスピークは、同じ振幅を有することが予期される。それとは対照的に、グラフ１０２０は、４つの歯を有する回転目標物の存在下でのＤＩＦＦ信号を表しており、グラフ１０４０は、６つの歯を有する回転目標物の存在下でのＤＩＦＦ信号を表しており、グラフ１０５０は、５つの歯を有する回転目標物の存在下でのＤＩＦＦ信号を表している。予期され得るように、任意の１つの歯に関連付けされるプラスピークおよびマイナスピークは、同じ振幅を有することが可能であるが、異なる歯が磁界センサーのそばを通過するときに、振幅は異なることが可能である。
【０２３７】
上記の磁界センサーおよび関連の技法によって、既知の所定の数のギヤ歯を備える既知の所定の目標物に関する個々のギヤ歯に適当な閾値信号を提供することが可能である。しかし、様々な異なる数のギヤ歯または特徴を備える所定の目標物にとって適当な閾値信号を提供することができる磁界センサーおよび関連の技法を提供することが望ましいこととなる。この目的のために、上記の磁界センサーおよび関連の技法は、ギヤ歯のすべての可能数の最小公倍数に関連付けされる個々のギヤ歯にとって適当な閾値信号を提供するように設計され得る。換言すれば、たとえば、可能性のある目標物が、２つ、３つ、４つ、または６つのギヤ歯を有する可能性がある場合には、上記に説明されている磁界センサーは、１２個のギヤ歯（または、２４個、４８個など）に適応するように設計され得る。この配置によって、１２個のギヤ歯だけ前のギヤ歯に関連付けされる、現時点において選択された記憶されたピークサンプルまたは選択された記憶された閾値サンプルは、２つ、３つ、４つ、または６つのギヤ歯を有するギヤに関して、現時点において通過する同じギヤ歯に関連付けされることとなる。これは、グラフ１０００、１０２０、および１０４０から明らかであるはずである。しかし、ＤＩＦＦ信号における５つの異なるプラスのピーク値によって表される５つのギヤ歯をギヤが有している、グラフ１０６０を検査すると、１２個のギヤ歯だけ過去のギヤ歯に関する記憶されたピーク値または記憶された閾値の選択が、不適正な閾値につながることとなるということが明らかになることとなる。
【０２３８】
使用されることとなる不適正な記憶された値は、たとえば、図５の誤差プロセッサー３４４または図１２の誤差プロセッサー７９０によって検出され得る。磁界センサーは、たとえば、試行錯誤によって、誤差信号３４４ａ、７９０ａが所定の限界値より下になるそのような時間まで磁界センサーが使用する記憶された値を調節することが可能である。しかし他の実施形態では、それぞれ、図５および図１２の物体特徴量検出プロセッサー３４２、７９４によって、磁界センサーは、目標物体特徴（歯）の量を直接的に識別し、それに従って、適正な記憶された値を（記憶および）使用することが可能である。
【０２３９】
本明細書において引用されたすべての参考文献は、その全体が、参照により本明細書に組み込まれている。
【０２４０】
本発明の好適な実施形態を説明してきたが、その概念を組み込む他の実施形態を使用することもできるということが当業者に明らかになることとなる。したがって、これらの実施形態は、開示されている実施形態に限定されるべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲の精神および範囲によってのみ限定されるべきであるということが理解される。
【図１】
0006502943.tif 000002
【図１Ａ】
0006502943.tif 000003
【図１Ｂ】
0006502943.tif 000004
【図２】
0006502943.tif 000005
【図２Ａ】
0006502943.tif 000006
【図２Ｂ】
0006502943.tif 000007
【図３】
0006502943.tif 000008
【図４】
0006502943.tif 000009
【図５】
0006502943.tif 000010
【図６】
0006502943.tif 000011
【図７】
0006502943.tif 000012
【図８】
0006502943.tif 000013
【図９】
0006502943.tif 000014
【図１０】
0006502943.tif 000015
【図１１】
0006502943.tif 000016
【図１２】
0006502943.tif 000017
【図１３】
0006502943.tif 000018
【図１４】
0006502943.tif 000019
【図１５】
0006502943.tif 000020
【図１６】
0006502943.tif 000021
【図１７】
0006502943.tif 000022