(57)【要約】【課題】回転体の回転方向の切り替わり時点を迅速に検出できる回転体検出装置を提供する。【解決手段】回転体に対向配置され、その回転に伴い位相の異なる２つの矩形波状の２値化検出信号（２１ａ、２２ａ）を出力する２つのセンサ（２１、２２）と、一方のセンサの検出信号の立ち上がり／立ち下がり時に他方のセンサの検出信号を観測して、回転体の回転方向を検出する。さらに、回転方向が切り替わった場合に、２つの検出信号（２１ａ、２２ａ）のうちの検出タイミングの早い方を選択して、回転方向の判別結果（ｄｅｔ＿ａ）として出力する。【選択図】図１
2008275549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に対向配置され、その回転に伴い位相の異なる２つの矩形波状の２値化検出信号を出力する、第１及び第２のセンサと、
前記第１のセンサの検出信号の立ち上がり時に前記第２のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第１の回転方向検出手段と、
前記第１のセンサの検出信号の立ち下がり時に前記第２のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第２の回転方向検出手段と、
前記第１及び第２の回転方向検出手段による検出結果より、検出タイミングが早い方を選択して出力する回転方向判別手段と
を備えることを特徴とする回転状態検出装置。
【請求項２】
第１及び第２のセンサの検出信号に基づき、回転体の回転数に応じて変化する信号を出力する回転数検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のセンサは磁気センサからなることを特徴とする請求項１または２記載の回転状態検出装置。
【請求項４】
前記回転方向判別手段の判別結果に応じて、前記回転数検出手段の出力レベルを切り替えることを特徴とする請求項２記載の回転状態検出装置。
【請求項５】
前記回転方向判別手段の判別結果に応じて、前記回転数検出手段のＨｉｇｈ出力及び／またはＬｏｗ出力のレベルを切り替えることを特徴とする請求項４記載の回転状態検出装置。
【請求項６】
前記回転数検出手段は、前記回転方向判別手段の判別結果に応じて、正回転または逆回転のいずれかの場合の出力を停止することを特徴とする請求項４記載の回転状態検出装置。
【請求項７】
回転体に対向配置され、その回転に伴い位相の異なる２つの矩形波状の２値化検出信号を出力する第１及び第２のセンサと、
前記第１のセンサの検出信号の立ち上がり時に前記第２のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第１の回転方向検出手段と、
前記第１のセンサの検出信号の立ち下がり時に前記第２のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第２の回転方向検出手段と、
前記第２のセンサの検出信号の立ち上がり時に前記第１のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第３の回転方向検出手段と、
前記第２のセンサの検出信号の立ち下がり時に前記第１のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第４の回転方向検出手段と、
前記第１から第４の回転方向検出手段による検出結果より、検出タイミングが最も早いものを選択して出力する回転方向判別手段と
を備えることを特徴とする回転状態検出装置。
【請求項８】
第１及び第２のセンサの検出信号に基づき、回転体の回転数に応じて変化する信号を出力する回転数検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の回転状態検出装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のセンサは磁気センサからなることを特徴とする請求項７または８記載の回転状態検出装置。
【請求項１０】
前記回転方向判別手段の判別結果に応じて、前記回転数検出手段の出力レベルを切り替えることを特徴とする請求項８記載の回転状態検出装置。
【請求項１１】
前記回転方向判別手段の判別結果に応じて、前記回転数検出手段のＨｉｇｈ出力及び／またはＬｏｗ出力のレベルを切り替えることを特徴とする請求項１０記載の回転状態検出装置。
【請求項１２】
前記回転数検出手段は、前記回転方向判別手段の判別結果に応じて、正回転または逆回転のいずれかの場合の出力を停止することを特徴とする請求項１０記載の回転状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセンサからの検出信号の位相差に基づいて回転体の回転数及び回転方向を検出する回転状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体の回転状態を検出するために、回転体の回転方向に沿って所定の間隔で２個のセンサを配置し、両センサからの検出信号の位相差を用いて回転体の回転数や回転方向を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
例えば、回転体の回転状態を検出する従来の方法では、磁性体で構成され、回転体に同期して回転する歯車を用いる。歯車の外周部には所定の間隔で複数の山部と谷部が交互に形成されている。
【０００４】
この歯車の回転状態を検出するために、２組の磁気抵抗素子で構成された磁気センサを歯車に対向して、歯車の回転方向に沿って所定の間隔を隔てて配置する。これら２つの磁気センサのそれぞれは、歯車の回転に応じて、歯車の山部と谷部に応じた２値の検出信号（パルス信号）を出力する。
【０００５】
歯車が時計回りに回転する場合を正回転、逆の場合を逆回転とする。正回転の場合、一方のセンサの検出出力が他方のセンサの検出出力よりも位相が先行し、逆回転の場合、他方のセンサの検出出力が一方のセンサの検出出力よりも位相が先行することが観測される。歯車の山部と谷部間の間隔と、両センサ間の間隔を適宜調整することにより、２つのセンサ検出出力の位相差を調整できる。例えば、位相差が１／４周期となるように調整する。
【０００６】
具体的には、２つのセンサからの検出出力は、回転方向検出用のＤフリップフロップ（以下「ＤＦＦ」という。）に入力される。より具体的には、一方のセンサ（以下「第１のセンサ」という。）の検出出力はＤＦＦのデータ入力へ、他方のセンサ（以下「第２のセンサ」という。）の検出出力はＤＦＦのクロック入力に接続される。
【０００７】
すなわち、ＤＦＦは、クロック入力（第２のセンサの検出出力）の立ち上がり時に、データ入力（第１のセンサの検出出力）を観測し、データ入力の極性により歯車の回転方向を検出する。つまり、歯車が正回転の場合、第２のセンサの検出出力の立ち上がる時刻において、第１のセンサ検出出力は常に“Ｈｉｇｈ”となるので、ＤＦＦは、正回転を示す回転方向検出結果出力として“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【０００８】
一方、歯車が逆回転の場合、第２のセンサ検出出力の立ち上がり時に、第１のセンサ検出出力は常に“Ｌｏｗ”となるので、ＤＦＦは逆回転を示す回転方向検出結果出力として“Ｌｏｗ”を出力する。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３３２７２５号公報（
【００１０】
、図１）
【特許文献２】特開平１０−１２２９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のような従来の回転状態検出装置を自動車のエンジン等に使用する場合、回転方向の切り替わりを瞬時に検出する等、高度な制御が必要となってきている。上記従来の回転状態検出装置では、回転方向は磁気センサからの出力信号の立ち上がり時にのみ、回転状態を検出しているので、回転方向が切り替わるタイミングによっては、回転が切り替わってから、実際に回転状態の切り替わりが検出されるまでに非常に多くの時間がかかる場合がある。
【００１２】
回転状態の切り替わりの検出の遅延は次のような問題を招来する。例えば、従来の回転状態検出装置を自動車のエンジンの回転数、回転位置の検出に用いる場合、自動車の制御装置は、センサの検出出力を観測し、エンジンの回転数や回転位置を認識し、バルブの開閉タイミングやプラグの点火タイミング等を生成している。合わせて、センサからの回転方向検出出力を用いて、エンジンが逆回転した場合等においても正確な回転位置を認識できるようにしている。このため、回転方向の切り替わりの検出が遅れると、正確な回転位置を認識できなくなり、エンジン制御のための各種タイミングがずれて、正常な動作ができなくなる。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、回転体の回転方向の切り替わり時点を迅速に検出できる回転体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】
【００１４】
本発明の回転状態検出装置は、第１のセンサの検出信号の立ち上がり時に第２のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第１の回転方向検出手段と、第１のセンサの検出信号の立ち下がり時に第２のセンサの検出信号を観測し、回転体の回転方向を検出する第２の回転方向検出手段と、第１及び第２の回転方向検出手段による検出結果より、検出タイミングが早い方を選択して出力する回転方向判別手段とを備えている。また、第１及び第２のセンサの検出信号に基づき、回転体の回転数に応じて変化する信号を出力する回転数検出手段をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１のセンサの検出信号の立ち上がり及び立ち下がり時に回転方向を検出し、検出タイミングが早い方を選択して回転方向判別結果とすることにより、検出結果を速やかに出力することができる。また、回転方向判別結果に従い、回転数出力制御手段の出力レベルを切り替えることにより、１つの信号線で回転数情報と回転方向判別情報の双方を伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１から図７を参照し、本発明の実施の形態１の回転状態検出装置について説明する。
【００１８】
（回転状態検出装置の構成）
図１は本発明の回転状態検出装置の実施の形態１の構成図である。回転状態検出装置は、外周部に山部１ａと谷部１ｂが交互に形成された歯車１と、歯車１に対向して配置されたセンサ２１，２２と、センサ２１，２２からの検出出力２１ａ、２２ａを受ける回転方向検出部３ａと、回転方向検出部３ａからの検出結果２２ｒ，２２ｆを受ける回転方向判別部４ａとを備える。
【００１９】
センサ２１，２２は磁気センサであり、それぞれ例えば２組の磁気抵抗素子で構成される。センサ２１，２２は、歯車１の回転状態を検出するために、歯車１に対向して、歯車１の回転方向に沿って所定の間隔を持って配置され、それぞれ、歯車１の山部１ａ、谷部１ｂに応じた２値の検出信号を出力する。
【００２０】
回転方向検出部３ａはセンサ検出出力２２ａの立ち上がり／立ち下がり時の回転方向の検出結果２２ｒ，２２ｆを出力する。回転方向判別部４ａは、回転方向検出部３ａの検出結果出力２２ｒ，２２ｆのうち検出タイミングが早い方を選択して、回転方向判別出力ｄｅｔ＿ａとして出力する。
【００２１】
図２は、回転方向検出部３ａの構成の一例を示した図である。回転方向検出部３ａは、２個のＤＦＦ（Ｄフリップフロップ回路）３１ａ，３２ａで構成される。同図中、ＤＦＦ３２ａのクロックの入力での丸印は反転入力を示し、ＤＦＦ３２ａがクロックの立ち下がり時のデータを保持することを意味する。
【００２２】
ＤＦＦ３１ａは、センサ検出出力２１ａをデータ入力として入力し、センサ２２からの検出出力２２ａをクロック入力として入力し、センサ検出出力２２ａ（クロック入力）の立ち上がり時のセンサ検出出力２１ａ（データ入力）を回転方向検出結果２２ｒとして出力する。
【００２３】
ＤＦＦ３２ａは、センサ検出出力２１ａをデータ入力として入力し、センサ検出出力２２ａの反転をクロック入力として入力し、センサ検出出力２２ａ（クロック入力）の立ち下がり時のセンサ検出出力２１ａ（データ入力）を回転方向検出結果２２ｆとして出力する。出力Ｑｎは観測したデータ入力の反転信号を出力することを意味する。
【００２４】
図３は、回転方向判別部４ａの構成の一例を示した図である。回転方向判別部４ａは、センサ検出出力２２ａ及び回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆを入力し、これらの入力した回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆのうちの検出タイミングが早い方を選択して、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａとして出力する。同図中、ＡＮＤ回路４１ａ，４２ａの入力の丸印は、信号を反転して入力することを意味し、ＡＮＤ回路４１ａの出力の丸印は、信号を反転して出力することを意味する。
【００２５】
（回転状態検出装置の動作）
以上のように構成される回転状態検出装置の動作について説明する。
【００２６】
（正回転時の検出動作）
最初に、歯車１が正回転している場合の回転状態検出装置の動作について説明する。図４は歯車１が正回転している時の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。ＤＦＦ３１ａは、センサ検出出力２２ａが立ち上がる時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５でセンサ検出出力２１ａを観測する。図４を参照すると、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５でセンサ検出出力２１ａは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、検出結果２２ｒは常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【００２７】
回転方向検出部３ａのＤＦＦ３２ａは、センサ検出出力２２ａが立ち下がる時刻ｔ２，ｔ４，ｔ６でセンサ検出出力２１ａを観測する。図４を参照すると、時刻ｔ２，ｔ４，ｔ６でセンサ検出出力２１ａは常に“Ｌｏｗ”であるので、検出結果２２ｆは常にその反転である“Ｈｉｇｈ”となる。
【００２８】
回転方向判別部４ａでは、回転方向検出結果２２ｆが常に“Ｈｉｇｈ”であるので、ＡＮＤ回路４１ａの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。また、回転方向検出結果２２ｒは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、ＯＲ回路４７ａの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。したがって、ＡＮＤ回路４１ａの出力が常に“Ｈｉｇｈ”で、ＯＲ回路４７ａの出力が常に“Ｈｉｇｈ”であるので、ＡＮＤ回路４８ａの出力つまり回転方向判別部４ａの出力ｄｅｔ＿ａは常に“Ｈｉｇｈ”となる。すなわち、正回転の場合、回転方向判別部４ａの出力ｄｅｔ＿ａは“Ｈｉｇｈ”となる。
【００２９】
（逆回転時の検出動作）
次に歯車１が逆回転している場合の回転状態検出装置の動作について、図５を参照して説明する。図５は、歯車１が逆回転している時の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。
【００３０】
回転方向検出部３ａのＤＦＦ３１ａは、センサ検出出力２２ａが立ち上がる時刻ｔ７，ｔ９，ｔ１３でセンサ検出出力２１ａを観測する。これらのタイミングでセンサ検出出力２１ａは図５に示すように常に“Ｌｏｗ”であるので、図５に示すように、検出結果２２ｒは常にＬｏｗ”となる。
【００３１】
ＤＦＦ３２ａは、センサ検出出力２２ａが立ち下がる時刻ｔ８，ｔ１２，ｔ１４でセンサ検出出力２１ａを観測する。これらのタイミングでセンサ検出出力２２ａは図５に示すように常に“Ｈｉｇｈ”であるので、検出結果２２ｆは常にその反転である“Ｌｏｗ”となる。
【００３２】
回転方向検出結果２２ｒが常に“Ｌｏｗ”であるので、回転方向判別部４ａにおいて、ＡＮＤ回路４１ａの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。また、回転方向検出結果２２ｆは常に“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４２ａの出力は常に“Ｌｏｗ”となる。すなわち、回転方向検出結果２２ｒ及びＡＮＤ回路４２ａの出力はともに常に“Ｌｏｗ”であるので、ＯＲ回路４７ａの出力は常に“Ｌｏｗ”となる。したがって、ＡＮＤ回路４１ａの出力及びＯＲ回路４７ａの出力はともに常に“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４８ａの出力つまり回転方向判別部４ａの出力ｄｅｔ＿ａは常に“Ｌｏｗ”となる。すなわち、逆回転の場合、回転方向判別部４ａの出力ｄｅｔ＿ａは“Ｌｏｗ”となる。
【００３３】
（正回転から逆回転への切り替わりの検出動作）
次に、回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の回転状態検出装置の動作について説明する。以下では、センサ検出出力２１ａが“Ｌｏｗ”で、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の期間において歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わる場合を例に挙げて図６を参照して説明する。図６は、センサ検出出力２１ａが“Ｌｏｗ”で、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の期間において歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わる場合の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。
【００３４】
回転方向検出部３ａにおいて、ＤＦＦ３１ａは、センサ検出出力２２ａの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ１６で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｒを出力する。
【００３５】
ＤＦＦ３２ａは、センサ検出出力２２ａの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ１５で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｆを出力する。
【００３６】
回転方向判別部４ａにおいて、回転方向検出結果２２ｒが時刻ｔ１６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化し、回転方向検出結果２２ｆが時刻ｔ１５で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化する。よって、時刻ｔ１５と時刻ｔ１６の期間では、（センサ検出出力２２ａ，回転方向検出結果２２ｒ，回転方向検出結果２２ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”）となるので、ＡＮＤ回路４１ａは時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの期間、“Ｌｏｗ”を出力する。
【００３７】
一方、回転方向検出結果２２ｒが“Ｌｏｗ”の間は、回転方向検出結果２２ｆは“Ｈｉｇｈ”とならないので、（センサ検出出力２２ａ，回転方向検出結果２２ｒ，回転方向検出結果２２ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”）とならず、ＡＮＤ回路４２ａの出力は常に“Ｌｏｗ”となる。
【００３８】
回転方向検出結果２２ｒが時刻ｔ１６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化し、ＡＮＤ回路４２ａの出力は常に“Ｌｏｗ”であるので、ＯＲ回路４７ａの出力は、時刻ｔ１６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化する。
【００３９】
ＡＮＤ回路４１ａの出力は時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの間“Ｌｏｗ”であり、ＯＲ回路４７ａの出力は時刻ｔ１６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化するので、ＡＮＤ回路４８ａの出力つまり回転方向判別部４ａの出力ｄｅｔ＿ａは、時刻ｔ１５で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化する信号となる。つまり、回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの内、時刻ｔ１５で検出する、検出タイミングの早い回転方向検出結果２２ｆの方を選択して出力するということになる。
【００４０】
このように、上記の例では、センサ検出出力２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２２ｒと、立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｆのうちの、早い方である立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｆを回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａとして出力するので、従来技術のセンサ検出出力２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果のみを使用するよりも回転方向の切り替わりを早く検出できる。
【００４１】
（逆回転から正回転への切り替わりの検出動作）
次に、回転方向が逆回転から正回転に切り替わった場合の回転状態検出装置の動作について説明する。以下では、センサ検出出力２１ａ及びセンサ検出出力２２ａがともに“Ｈｉｇｈ”の期間において歯車１の回転方向が逆回転から正回転に切り替わる場合を例に挙げて図７を参照して説明する。図７は、センサ検出出力２１ａ及びセンサ検出出力２２ａがともに“Ｈｉｇｈ”の期間において歯車１の回転方向が逆回転から正回転に切り替わる場合の回転状態検出装置各部の信号のタイミングを示した図である。
【００４２】
回転方向検出部３ａにおいて、ＤＦＦ３１ａは、センサ検出出力２２ａの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ１８で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｒを出力する。
【００４３】
ＤＦＦ３２ａは、センサ検出出力２２ａの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ１７で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｆを出力する。
【００４４】
回転方向検出結果２２ｆが“Ｌｏｗ”の間は、回転方向検出結果２２ｒは“Ｈｉｇｈ”とならないので、回転方向判別部４ａにおいて、（センサ検出出力２２ａ，検出結果２２ｒ，検出結果２２ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”）となることはなく、ＡＮＤ回路４１ａの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【００４５】
一方、時刻ｔ１７とｔ１８の間の期間で、（センサ検出出力２２ａ，検出結果２２ｒ，検出結果２２ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”）が成立するので、ＡＮＤ回路４２ａは時刻ｔ１７から時刻ｔ１８までの期間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【００４６】
回転方向検出結果２２ｒが時刻ｔ１８で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化し、ＡＮＤ回路４２ａの出力は時刻ｔ１７から時刻ｔ１８までの間、“Ｈｉｇｈ”であるので、ＯＲ回路４７ａの出力は、時刻ｔ１７で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化する。
【００４７】
ＡＮＤ回路４１ａの出力は常に“Ｈｉｇｈ”であり、ＯＲ回路４７ａの出力は時刻ｔ１７で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化するので、ＡＮＤ回路４８ａの出力つまり回転方向判別部４ａの出力ｄｅｔ＿ａは、時刻ｔ１７で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化する信号となる。つまり、回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆのうち、検出タイミングの早い回転方向検出結果２２ｆの方が選択されて出力されるということになる。
【００４８】
（効果）
以上より本発明の実施の形態１では、センサ検出出力２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２２ｒと、立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｆのうちの早い方（図６に示すようなタイミングで回転方向が切り替わった場合は、立ち下がり時）の回転方向検出結果２２ｆを回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａとして出力するので、従来例のセンサ検出出力２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果のみを使用するよりも回転方向の切り替わりを早く検出できる。
【００４９】
実施の形態２．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態２について、図８から図１０を参照して説明する。
【００５０】
図８は本発明の実施の形態２の回転状態検出装置の構成図である。本実施形態の回転状態検出装置は、図１に示す回転状態検出装置の構成に加えてさらに回転数出力制御部５ａを備える。回転数出力制御部５ａは、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａに応じて、センサ検出出力２２ａの出力レベルを切り替えることにより、センサ検出出力２２ａに回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａの情報を重畳して、回転数出力ｏｕｔ＿ａを出力する。
【００５１】
図９に、回転数出力制御部５ａの構成の一例を示す。図９は、回転方向により出力信号の“Ｌｏｗ”レベルを切り替える場合の回路例を示す。ＡＮＤ回路５１ａ、５２ａはトランジスタ回路５４ａ，５５ａのスイッチをオン／オフする。ＡＮＤ回路５１ａは回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｈｉｇｈ”の場合、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。ＡＮＤ回路５２ａは、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｌｏｗ”の場合、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。トランジスタ回路５４ａは、ＡＮＤ回路５１ａの出力が“Ｈｉｇｈ”の時にオンする。トランジスタ回路５５ａは、ＡＮＤ回路５２ａが“Ｈｉｇｈ”の時にオンする。
【００５２】
以下、本実施形態の回転状態検出装置の動作について図１０を参照して説明する。歯車１が正回転している間は、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａは“Ｈｉｇｈ”となるので、ＡＮＤ回路５２ａの出力は“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５５ａは常にオフとなる。この場合、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時は、ＡＮＤ回路５１ａの出力は“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５４ａもオフし、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧はＶｃｃと同一電圧ＶＨ０となる。一方、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時はＡＮＤ回路５１ａの出力は“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５４ａがオンし、点ＡがＧＮＤと同一レベルとなるので、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧ＶＬ０は次式で与えられる。
【数１】
2008275549.tif 000003
【００５３】
また、歯車１が逆回転すると、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａは“Ｌｏｗ”となるので、ＡＮＤ回路５１ａの出力は“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５４ａは常にオフとなる。この場合、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時は、ＡＮＤ回路５２ａの出力は“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５５ａもオフし、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧はＶｃｃと同一電圧ＶＨ０となる。一方、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時は、ＡＮＤ回路５２ａの出力は“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５５ａがオンし、点Ａが抵抗Ｒ２を介してＧＮＤと接続され、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧ＶＬ１は次式で与えられる。
【数２】
2008275549.tif 000004
【００５４】
ここで例えば、Ｖｃｃ＝５Ｖ，Ｒ０＝１０キロオーム，Ｒ１＝１キロオーム，Ｒ２＝６キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、ＶＨ０＝５Ｖ，ＶＬ０＝０．５Ｖ，ＶＬ１＝２Ｖ程度となる。従って、回転数出力信号ｏｕｔ＿ａを受信する後段の信号処理回路において、例えば、図１０に示すように、回転数検出のための閾値電圧Ｖｔｈ０の値を２．５Ｖ程度とすることにより、歯車１の回転数を計測することができる。例えば閾値電圧Ｖｔｈ０を超えるパルスの数を計測することで回転数を認識できる。さらに、回転方向検出のための閾値電圧Ｖｔｈ１の値を１．５Ｖ程度に設定することにより、歯車１の回転方向も観測することができる。例えば、回転数出力信号ｏｕｔ＿ａの値が閾値電圧Ｖｔｈ１を下回るか否かを観測することで回転方向を検出できる。
【００５５】
なお実施の形態２では、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【００５６】
本実施形態の回転状態検出装置によれば、回転方向の切り替わりを迅速に検出できるとともに、回転数とともに回転方向をも示す情報を１つの信号ｏｕｔ＿ａに含めて出力できるため、回転数の検出情報と回転方向の検出情報のそれぞれに対して信号線を設ける必要がない。
【００５７】
実施の形態３．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態３について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【００５８】
図１１は、実施の形態２における回転数出力制御部５ａの別の構成例を示した図である。回転方向により出力信号の“Ｈｉｇｈ”レベルを切り替える場合の回路例を示す。ＮＯＴ回路５１ｂはトランジスタ回路５４ａのスイッチをオン／オフする。ＡＮＤ回路５３ｂはトランジスタ回路５６ａのスイッチをオン／オフする。ＮＯＴ回路５１ｂはセンサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。一方ＡＮＤ回路５３ｂは、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｌｏｗ”の場合に、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。トランジスタ回路５４ａは、ＮＯＴ回路５１ｂの出力が“Ｈｉｇｈ”の時にオンする。トランジスタ回路５６ａは、ＡＮＤ回路５３ｂの出力が“Ｈｉｇｈ”の時にオンする。
【００５９】
以下、本実施の形態における回転数出力制御部５ａの動作について図１２を参照して説明する。
【００６０】
歯車１が正回転している間は、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａは“Ｈｉｇｈ”となるので、ＡＮＤ回路５３ｂが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５６ａはオフする。センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時はＮＯＴ回路５１ｂの出力が“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５４ａもオフし、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧はＶｃｃと同一電圧ＶＨ０となる。センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時はＮＯＴ回路５１ｂが“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５４ａがオンし、点ＡがＧＮＤと同一レベルとなるので、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧ＶＬ０は次式で与えられる。
【数３】
2008275549.tif 000005
【００６１】
また歯車１が逆回転している間は、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時はＡＮＤ回路５３ｂが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５６ａはオフする。またその時、ＮＯＴ回路５１ｂが“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５４ａがオンし、点ＡがＧＮＤと同一レベルとなり、正回転時と同様、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧はＶＬ０となる。また、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時はＮＯＴ回路５１ｂが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５４ａはオフする。またその時、ＡＮＤ回路５３ｂが“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５６ａがオンし、点Ａが抵抗Ｒ３を介してＧＮＤと接続され、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧ＶＨ１は次式で与えられる。
【数４】
2008275549.tif 000006
【００６２】
ここで例えば、Ｖｃｃ＝５Ｖ，Ｒ０＝１０キロオーム，Ｒ１＝１キロオーム，Ｒ３＝１４キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、ＶＨ０＝５Ｖ，ＶＬ０＝０．５Ｖ，ＶＨ１＝３Ｖ程度となる。従って、回転数出力ｏｕｔ＿ａの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、図１２に示すように、回転数計測のための閾値電圧Ｖｔｈ０の値を２．５Ｖ程度とすることにより、歯車１の回転数を計測することができる。さらに、回転方向検出のための閾値電圧Ｖｔｈ１の値を４Ｖ程度とすることにより、歯車１の回転方向も観測することができる。
【００６３】
なお実施の形態３では、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【００６４】
実施の形態４．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態４について、図１３及び図１４を参照して説明する。
【００６５】
図１３は、実施の形態２の回転状態検出装置における回転数出力制御部５ａのさらに別の構成例を示した図である。図１３は、回転方向により、出力信号の“Ｈｉｇｈ”レベルと“Ｌｏｗ”レベルの両方を切り替える場合の回路例を示す。
【００６６】
ＡＮＤ回路５１ｃ，５２ｃ，５３ｃはそれぞれ、トランジスタ回路５４ａ，５５ａ，５６ａのスイッチをオン／オフする。ＡＮＤ回路５１ｃは回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｈｉｇｈ”の場合に、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。ＡＮＤ回路５２ｃは、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｌｏｗ”の場合に、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。ＡＮＤ回路５３ｃは、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｌｏｗ”の場合に、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。トランジスタ回路５４ａ，５５ａ，５６ａはそれぞれ、ＡＮＤ回路５１ｃ，５２ｃ，５３ｃの出力が“Ｈｉｇｈ”の時にオンする。
【００６７】
以下、本実施形態の回転数出力制御部５ａの動作について図１４を参照して説明する。
【００６８】
歯車１が正回転している間は、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｈｉｇｈ”であるので、ＡＮＤ回路５２ｃ，５３ｃが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５５ａ，５６ａはオフする。センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時はＡＮＤ回路５１ｃが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５４ａもオフし、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧はＶｃｃと同一電圧ＶＨ０となる。センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時はＡＮＤ回路５１ｃが“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５４ａがオンし、点ＡがＧＮＤと同一レベルとなるので、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧ＶＬ０は次式で与えられる。
【数５】
2008275549.tif 000007
【００６９】
また歯車１が逆回転すると、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａは“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路５１ｃが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５４ａは常にオフとなる。センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時はＡＮＤ回路５２ｃが“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５５ａがオンすると同時に、ＡＮＤ回路５３ｃが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５６ａがオフするので、点Ａが抵抗Ｒ２を介してＧＮＤと接続され、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧ＶＬ１は次式で与えられる。
【数６】
2008275549.tif 000008
【００７０】
センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時はＡＮＤ回路５２ｃが“Ｌｏｗ”となり、トランジスタ回路５５ａはオフすると同時に、ＡＮＤ回路５３ｃが“Ｈｉｇｈ”となり、トランジスタ回路５６ａがオンし、点Ａが抵抗Ｒ３を介してＧＮＤと接続され、回転数出力ｏｕｔ＿ａの電圧ＶＨ１は次式で与えられる。
【数７】
2008275549.tif 000009
【００７１】
ここで例えば、Ｖｃｃ＝５Ｖ，Ｒ０＝１０キロオーム，Ｒ１＝１キロオーム，Ｒ２＝６キロオーム，Ｒ３＝１４キロオームとすると、それぞれの出力電圧は、ＶＨ０＝５Ｖ，ＶＬ０＝０．５Ｖ，ＶＨ１＝３Ｖ，ＶＬ１＝２Ｖ程度となる。従って、回転数出力ｏｕｔ＿ａの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、図１４に示すように、回転数計測のための閾値Ｖｔｈ０を設け、その値を２．５Ｖ程度とすることにより、歯車１の回転数を計測することができる。さらに、回転方向検出のための閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２を設け、それぞれ４Ｖ程度、１．５Ｖ程度とすることにより、歯車１の回転方向も観測することができる。例えば、回転数出力ｏｕｔ＿ａの値が閾値Ｖｔｈ１と閾値Ｖｔｈ２の間の範囲に入るか否かを観測することで回転方向を検出できる。
【００７２】
なお、実施の形態４では、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【００７３】
実施の形態５．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態５について、図１５及び図１６を参照して説明する。
【００７４】
図１５は、実施の形態２の回転状態検出装置における回転数出力制御部５ａのさらに別の構成例を示した図である。図１５は、回転方向が逆回転の場合は出力を停止する回路の一例を示す。ＡＮＤ回路５１ｄは、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｈｉｇｈ”の時のみセンサ検出出力２２ａを出力し、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｌｏｗ”の時は常に“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【００７５】
以下、本実施形態の回転数出力制御部５ａの動作について図１６を参照して説明する。歯車１が正回転している間は、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｈｉｇｈ”であるので、ＡＮＤ回路５１ｄつまり回転数出力ｏｕｔ＿ａは、センサ検出出力２２ａが“Ｌｏｗ”の時に“Ｌｏｗ”を出力し、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の時に“Ｈｉｇｈ”を出力する。一方、歯車１が逆回転している間は、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ａが“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路５１ｄの出力すなわち回転数出力ｏｕｔ＿ａは常に“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【００７６】
従って、回転数出力制御部５ａは、歯車１が正回転している間はセンサ検出出力２２ａに対応したパルス信号を出力し、逆回転している間はパルス信号をマスクしてその出力を“Ｈｉｇｈ”に固定する。
【００７７】
このようにすることにより、例えばこのパルス信号を計数し、回転体の回転位置を認識するシステムにおいては、正回転が正常で、逆回転が異常な装置であれば、異常時にパルス信号をマスクするので、回転数の計数を誤ることがなくなる。また逆に正回転が異常、逆回転が正常な装置であれば、回転方向が異常になれば、パルス信号が出力されるので、装置の異常を検出することができる。
【００７８】
上記の説明では、逆回転している間、パルス信号をマスクして“Ｈｉｇｈ”に固定する例を示したが、“Ｌｏｗ”に固定しても良く、また、正回転している間、パルス信号をマスクして、“Ｈｉｇｈ”あるいは“Ｌｏｗ”に固定するようにしても良い。また、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【００７９】
実施の形態６．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態６について、図１７から図１９を参照して説明する。
【００８０】
（回転状態検出装置の構成）
本実施形態の回転状態検出装置は、実施の形態１の回転状態検出装置とは、回転方向検出部と回転方向判別部の構成が異なる。回転方向検出部３ｂは、センサ検出出力２１ａ，２２ａのそれぞれの立ち上がり／立ち下がり時の回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆを出力する。回転方向判別部４ｂは、回転方向検出部３ｂの検出結果出力２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆの中から、検出タイミングが最も早いものを選択して、回転方向判別出力ｄｅｔ＿ｂとして出力する。
【００８１】
図１８に、図１７に示す回転方向検出部３ｂの構成の一例を示す。回転方向検出部３ｂは４個のＤＦＦ３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂで構成される。図中、ＤＦＦ３２ｂ，３４ｂのクロック入力の丸印は反転入力を示し、それぞれクロックの立ち下がり時のデータを保持することを意味するとともに、出力のＱｎは観測したデータ入力の反転を出力することを意味する。
【００８２】
ＤＦＦ３１ｂは、センサ検出出力２１ａをデータ入力に入力し、センサ検出出力２２ａをクロック入力に入力し、センサ検出出力２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２２ｒを出力する。
【００８３】
ＤＦＦ３２ｂは、センサ検出出力２１ａをデータ入力に入力し、センサ検出出力２２ａの反転をクロック入力に入力し、センサ検出出力２２ａの立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｆを出力する。
【００８４】
ＤＦＦ３３ｂは、センサ検出出力２２ａをデータ入力に入力し、センサ検出出力２１ａをクロック入力に入力し、センサ検出出力２１ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２１ｒを出力する。
【００８５】
ＤＦＦ３４ｂは、センサ検出出力２２ａをデータ入力に入力し、センサ検出出力２１ａの反転をクロック入力に入力し、センサ検出出力２１ａの立ち下がり時の回転方向検出結果２１ｆを出力する。
【００８６】
図１９は、図１７に示す回転方向判別部４ｂの構成の一例を示した図である。回転方向判別部４ｂは、センサ検出出力２１ａ，２２ａ及び回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆを入力とし、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆの中から、検出タイミングが最も早いものを選択して、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ｂとして出力する。図中、ＡＮＤ回路４１ｂ〜４６ｂの入力部の丸印はそれぞれ、信号を反転して入力することを意味し、ＡＮＤ回路４１ｂ，４５ｂ，４６ｂの出力部の丸印は、信号を反転して出力することを意味する。
【００８７】
（回転状態検出装置の動作）
以下、本実施の形態の回転状態検出装置の動作について、図２０から図２３を参照して説明する。
【００８８】
（正回転時の検出動作）
歯車１が正回転している場合の回転状態検出装置の動作について説明する。図２０は歯車１が正回転している時の各部信号のタイミングを示している。ＤＦＦ３１ｂは、センサ検出出力２２ａが立ち上がる時刻ｔ２０，ｔ２４，ｔ２８でセンサ検出出力２１ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２１ａは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、検出結果２２ｒは常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【００８９】
ＤＦＦ３２ｂは、センサ検出出力２２ａが立ち下がる時刻ｔ２２，ｔ２６，ｔ３０でセンサ検出出力２１ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２１ａは常に“Ｌｏｗ”であるので、検出結果２２ｆは常にその反転である“Ｈｉｇｈ”となる。
【００９０】
ＤＦＦ３３ｂは、センサ検出出力２１ａが立ち上がる時刻ｔ１９，ｔ２３，ｔ２７でセンサ検出出力２２ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２２ａは常に“Ｌｏｗ”であるので、検出結果２１ｒは常にその反転である“Ｈｉｇｈ”となる。
【００９１】
ＤＦＦ３４ｂは、センサ検出出力２１ａが立ち下がる時刻ｔ２１，ｔ２５，ｔ２９でセンサ検出出力２２ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２２ａは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、検出結果２１ｆは常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【００９２】
歯車１が正回転している間、検出結果出力２２ｒは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、回転方向判別部４ｂにおいてＯＲ回路４７ｂの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【００９３】
また、このとき、検出結果出力２２ｆは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、ＡＮＤ回路４１ｂの出力は常に“Ｈｉｇｈ”である。検出結果出力２１ｒは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、ＡＮＤ回路４５ｂの出力は常に“Ｈｉｇｈ”である。また、検出結果出力２１ｆが常に“Ｈｉｇｈ”であるので、ＡＮＤ回路４６ｂの出力も常に“Ｈｉｇｈ”である。従って歯車１が正回転している間は、ＡＮＤ回路４８ｂの出力つまり回転方向判別出力ｄｅｔ＿ｂは、常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【００９４】
（逆回転時の検出動作）
次に歯車１が逆回転している場合の動作について図２１を参照して説明する。ＤＦＦ３１ｂは、センサ検出出力２２ａが立ち上がる時刻ｔ３１，ｔ３５，ｔ３９でセンサ検出出力２１ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２１ａは常に“Ｌｏｗ”であるので、検出結果２２ｒは常にＬｏｗ”となる。
【００９５】
ＤＦＦ３２ｂは、センサ検出出力２２ａが立ち下がる時刻ｔ３３，ｔ３７，ｔ４１でセンサ検出出力２１ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２１ａは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、検出結果２２ｆは常にその反転である“Ｌｏｗ”となる。
【００９６】
ＤＦＦ３３ｂは、センサ検出出力２１ａが立ち上がる時刻ｔ３２，ｔ３６，ｔ４０でセンサ検出出力２２ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２２ａは常に“Ｈｉｇｈ”であるので、検出結果２１ｒは常にその反転である“Ｌｏｗ”となる。
【００９７】
ＤＦＦ３４ｂは、センサ検出出力２１ａが立ち下がる時刻ｔ３４，ｔ３８，ｔ４２でセンサ検出出力２２ａを観測する。そのタイミングで、センサ検出出力２２ａは常に“Ｌｏｗ”であるので、検出結果２１ｆは常に“Ｌｏｗ”となる。
【００９８】
歯車１が逆回転している間、回転方向検出結果２２ｆは常に“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４２ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”である。同様に回転方向検出結果２１ｆは常に“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４３ｂは常に“Ｌｏｗ”である。さらに回転方向検出結果２１ｒは常に“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４４ｂは常に“Ｌｏｗ”である。従って歯車１が逆回転している間、ＯＲ回路４７ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”となるので、ＡＮＤ回路４８ｂの出力つまり回転方向判別出力ｄｅｔ＿ｂは、常に“Ｌｏｗ”を出力する。
【００９９】
以上のように、回転方向判別部４ｂは、歯車１の回転方向が正回転あるいは逆回転の場合、それぞれ正回転及び逆回転を示す“Ｈｉｇｈ”及び“Ｌｏｗ”を、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ｂとして出力する。
【０１００】
（正回転から逆回転への切り替わりの検出動作）
次に、回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の動作について、図２２を参照して説明する。すなわち、以下では、センサ検出出力２１ａが“Ｌｏｗ”で、センサ検出出力２２ａが“Ｈｉｇｈ”の期間において回転方向が切り替わった場合を例として説明する。
【０１０１】
ＤＦＦ３１ｂは、センサ検出出力２２ａの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ４６で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｒを出力する。
【０１０２】
ＤＦＦ３２ｂは、センサ検出出力２２ａの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ４４で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｆを出力する。
【０１０３】
ＤＦＦ３３ｂは、センサ検出出力２１ａの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ４３で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２１ｒを出力する。
【０１０４】
ＤＦＦ３４ｂは、センサ検出出力２１ａの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ４５で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２１ｆを出力する。
【０１０５】
回転方向判別部４ｂでは、回転方向検出結果２２ｆが時刻ｔ４４で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化し、回転方向検出結果２２ｒが時刻ｔ４６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化し、時刻ｔ４４からｔ４６の間はセンサ検出出力２２ａは“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４１ｂの出力は時刻ｔ４４からｔ４６の間、“Ｌｏｗ”となる。
【０１０６】
回転方向検出結果２２ｆが“Ｈｉｇｈ”の間は回転方向検出結果２２ｒも“Ｈｉｇｈ”であるので、（センサ検出出力２２ａ，検出結果２２ｒ，検出結果２２ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”）の関係が成立しないため、ＡＮＤ回路４２ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”となる。
【０１０７】
一方、時刻ｔ４３からｔ４５の間、回転方向検出結果２１ｒが“Ｌｏｗ”、回転方向検出結果２１ｆが“Ｈｉｇｈ”となるが、その間はセンサ検出出力２１ａは“Ｈｉｇｈ”であり、（センサ検出出力２１ａ，検出結果２１ｒ，検出結果２１ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”）は成立しないため、ＡＮＤ回路４３ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”となる。
【０１０８】
回転方向検出結果２１ｆが“Ｌｏｗ”の間は回転方向検出結果２１ｒも“Ｌｏｗ”であるので、（センサ検出出力２１ａ，検出結果２１ｒ，検出結果２１ｆ）＝（“Ｈｉｇｈ”，“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”）は成立しないため、ＡＮＤ回路４４ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”となる。
【０１０９】
時刻ｔ４３からｔ４５の間、（センサ検出出力２１ａ，検出結果２１ｒ，検出結果２１ｆ）＝（“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”）が成立するので、ＡＮＤ回路４５ｂは時刻ｔ４３からｔ４５の間、“Ｌｏｗ”を出力する。
【０１１０】
回転方向検出結果２１ｆが“Ｌｏｗ”の間は回転方向検出結果２１ｒも“Ｌｏｗ”であるので、（センサ検出出力２１ａ，検出結果２１ｒ，検出結果２１ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”）は成立しないため、ＡＮＤ回路４６ｂの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【０１１１】
回転方向検出結果２２ｒが時刻ｔ４６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化し、ＡＮＤ回路４２ｂ，４３ｂ，４４ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”であるので、ＯＲ回路４７ｂの出力は時刻ｔ４６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化する。
【０１１２】
ＯＲ回路４７ｂの出力は時刻ｔ４６で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化するが、時刻ｔ４３からｔ４５までの間はＡＮＤ回路４５ｂは“Ｌｏｗ”を出力し、時刻ｔ４４からｔ４６までの間はＡＮＤ回路４１ｂは“Ｌｏｗ”を出力するので、ＡＮＤ回路４８ｂの出力つまり回転方向判別部４ｂの出力ｄｅｔ＿ｂは、時刻ｔ４３で“Ｈｉｇｈ”から“Ｌｏｗ”に変化する信号となる。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態によれば、時刻ｔ４３のタイミングで回転方向の切り替わりを検出できる。これに対して従来技術によれば、切り替わり発生後に初めてセンサ検出出力２２ａが立ち上がった時点でセンサ検出出力２１ａが”Ｌｏｗ”となる時刻ｔ４６に相当するタイミングで回転方向の切り替わりを検出する。したがって、本実施の形態によれば、実際の回転方向の切り替わり時点からその切り替わりの検出時までにかかる時間を短縮できる。
【０１１４】
（逆回転から正回転への切り替わりの検出動作）
回転方向が逆回転から正回転に切り替わった場合の動作について、図２３を参照して説明する。すなわち、以下では、センサ検出出力２１ａとセンサ検出出力２２ａがともに“Ｈｉｇｈ”の期間において回転方向が切り替わった場合を例として説明する。
【０１１５】
ＤＦＦ３１ｂは、センサ検出出力２２ａの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ５０で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｒを出力する。
【０１１６】
ＤＦＦ３２ｂは、センサ検出出力２２ａの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ４８で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２２ｆを出力する。
【０１１７】
ＤＦＦ３３ｂは、センサ検出出力２１ａの立ち上がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ４９で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２１ｒを出力する。
【０１１８】
ＤＦＦ３４ｂは、センサ検出出力２１ａの立ち下がり時に回転方向を検出するので、時刻ｔ４７で回転方向が切り替わったことを検出し、検出結果２１ｆを出力する。
【０１１９】
回転方向検出結果２２ｒが“Ｈｉｇｈ”の間は、回転方向検出結果２２ｆも“Ｈｉｇｈ”であるので、回転方向判別部４ｂにおいて、（センサ検出出力２２ａ，検出結果２２ｒ，検出結果２２ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”）が成立することはなく、ＡＮＤ回路４１ｂの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【０１２０】
回転方向検出結果２２ｆが時刻ｔ４８で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化し、回転方向検出結果２２ｒが時刻ｔ５０で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化する。時刻ｔ４８からｔ５０の間はセンサ検出出力２２ａは“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４２ｂは時刻ｔ４８からｔ５０の間、“Ｈｉｇｈ”となる。
【０１２１】
回転方向検出結果２１ｆが時刻ｔ４７で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化し、回転方向検出結果２１ｒが時刻ｔ４９で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化する。時刻ｔ４７からｔ４９の間、センサ検出出力２１ａは“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路４３ｂは時刻ｔ４７からｔ４９の間、“Ｈｉｇｈ”となる。
【０１２２】
一方、回転方向検出結果２１ｆが“Ｌｏｗ”の間、回転方向検出結果２１ｒも“Ｌｏｗ”であるので、（センサ検出出力２１ａ，検出結果２１ｒ，検出結果２１ｆ）＝（“Ｈｉｇｈ”，“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”）が成立しないため、ＡＮＤ回路４４ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”となる。
【０１２３】
時刻ｔ４７からｔ４９の間、回転方向検出結果２１ｒが“Ｌｏｗ”、回転方向検出結果２１ｆが“Ｈｉｇｈ”となるが、その間、センサ検出出力２１ａは“Ｌｏｗ”であり、（センサ検出出力２１ａ，検出結果２１ｒ，検出結果２１ｆ）＝（“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”）は成立しないため、ＡＮＤ回路４５ｂの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【０１２４】
回転方向検出結果２１ｆが“Ｌｏｗ”の間は回転方向検出結果２１ｒも“Ｌｏｗ”であるので、（センサ検出出力２１ａ，検出結果２１ｒ，検出結果２１ｆ）＝（“Ｌｏｗ”，“Ｈｉｇｈ”，“Ｌｏｗ”）は成立しないため、ＡＮＤ回路４６ｂの出力は常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【０１２５】
回転方向検出結果２２ｒが時刻ｔ５０で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化し、ＡＮＤ回路４２ｂの出力は時刻ｔ４８からｔ５０の間“Ｈｉｇｈ”となり、ＡＮＤ回路４３ｂは時刻ｔ４７からｔ４９の間“Ｈｉｇｈ”となり、ＡＮＤ回路４４ｂの出力は常に“Ｌｏｗ”であるので、ＯＲ回路４７ｂの出力は時刻ｔ４７で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化する。
【０１２６】
ＯＲ回路４７ｂの出力は時刻ｔ４７で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化するが、時刻ｔ４３からｔ４５までの間はＡＮＤ回路４１ｂ，４５ｂ，４６ｂ常に“Ｈｉｇｈ”を出力するので、ＡＮＤ回路４８ｂの出力つまり回転方向判別部４ｂの出力ｄｅｔ＿ｂは、時刻ｔ４７で“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に変化する信号となる。
【０１２７】
（まとめ）
以上のように、本実施の形態によれば、時刻ｔ４７のタイミングで回転方向の切り替わりを検出できる。これに対して従来技術によれば、切り替わり発生後に初めてセンサ検出出力２２ａが立ち上がった時点でセンサ検出出力２１ａが”Ｌｏｗ”となる、時刻ｔ５０に相当するタイミングで回転方向の切り替わりを検出する。したがって、本実施の形態によれば、実際の回転方向の切り替わり時点からその切り替わりの検出時までにかかる時間を短縮できる。
【０１２８】
実施の形態７．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態７について、図２４及び図２５を参照して説明する。
【０１２９】
図２４に示す本実施形態の回転状態検出装置は、図１７に示す実施の形態６の構成に加えて、さらに回転数出力制御部５ｂを備える。回転数出力制御部５ｂは、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ｂに応じて、センサ検出出力２２ａの出力レベルを切り替えることにより、センサ検出出力２２ａに回転方向判別結果ｄｅｔ＿ｂの情報を重畳して得られる回転数出力ｏｕｔ＿ｂを出力する。
【０１３０】
本実施形態の回転数出力制御部５ｂの構成は、実施の形態２における図９に示すものと同様の構成を有し、回転方向判別結果ｄｅｔ＿ｂを入力し、回転数出力ｏｕｔ＿ｂを出力する。
【０１３１】
本実施形態の回転数出力制御部５ｂの動作についても、実施の形態２のものと基本的に同様である。但し、図２５に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合、回転数出力ｏｕｔ＿ｂの信号を受信する後段の信号処理回路では、時刻ｔ５１で回転方向の切り替わりを観測することができる。
【０１３２】
なお実施の形態７では、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【０１３３】
実施の形態８．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態８について図２６を参照して説明する。
本実施の形態８の回転状態検出装置は、回転数出力制御部の内部構成を除き、実施の形態７における図２４に示す構成と基本的に同様の構成を有する。本実施形態の回転数出力制御部５ｂは、実施の形態３における図１１に示す回転数出力制御部５ａの構成と同様の構成を有する。
【０１３４】
本実施形態の回転数出力制御部５ｂの動作については実施の形態３のものと同様である。但し、図２６に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合は、回転数出力ｏｕｔ＿ｂの信号を受信する後段の信号処理回路では、時刻ｔ５２で回転方向の切り替わりを観測することができる。
【０１３５】
なお、本実施の形態では、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【０１３６】
実施の形態９．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態９について図２７を参照して説明する。
本実施の形態の回転状態検出装置の構成は、回転数出力制御部の内部構成を除き、実施の形態７における図２４に示す構成と同様の構成を有する。本実施形態の回転数出力制御部５ｂは、実施の形態４における図１３に示す回転数出力制御部５ａと同様の構成を有する。
【０１３７】
本実施形態の回転数出力制御部５ｂの動作については実施の形態４のものと同様である。但し、図２７に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合は、回転数出力ｏｕｔ＿ｂの信号を受信する後段の信号処理回路では、時刻ｔ５３で回転方向の切り替わりを観測することができる。
【０１３８】
なお、本実施の形態では、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【０１３９】
実施の形態１０．
本発明の回転状態検出装置の実施の形態１０について図２８を参照して説明する。
本実施の形態の回転状態検出装置は、回転数出力制御部の内部構成を除き、実施の形態７における回転状態検出装置の構成と同様の構成を有する。本実施形態の回転数出力制御部５ｂは、実施の形態５における回転数出力制御部５ａと同様の構成を有する。
【０１４０】
本実施の形態５における回転数出力制御部５ａの動作は、実施の形態５と同様である。但し、図２８に示すようなタイミングで回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合、逆回転している間は、回転数出力ｏｕｔ＿ｂは常に“Ｈｉｇｈ”となる。
【０１４１】
従って、歯車１が正回転している間、回転数出力ｏｕｔ＿ｂは、センサ検出出力２２ａと同等のパルス信号を出力し、逆回転している間は、そのパルス信号をマスクし、“Ｈｉｇｈ”に固定する。
【０１４２】
このようにすることにより、例えばこのパルス信号を計数し、回転体の回転位置を認識するシステムにおいては、正回転が正常で、逆回転が異常な装置であれば、異常時にパルス信号をマスクするので、回転数の計数を誤ることがなくなる。また逆に正回転が異常、逆回転が正常な装置であれば、回転方向が異常になれば、パルス信号が出力されるので、装置の異常を検出することができる。
【０１４３】
上記の説明では、逆回転している間にパルス信号をマスクして“Ｈｉｇｈ”に固定する例であったが、“Ｌｏｗ”に固定しても良く、また、正回転している間にパルス信号をマスクして、“Ｈｉｇｈ”あるいは“Ｌｏｗ”に固定するようにしても良い。
【０１４４】
また、回転数の出力にセンサ検出出力２２ａを使用した例を説明したが、センサ検出出力２１ａを回転数の出力に使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１の構成図である。
【図２】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１における回転方向検出部３ａの内部構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１における回転方向判別部４ａの内部構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１における歯車１が正回転をしている場合の各部信号のタイミング図である。
【図５】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１における歯車１が逆回転をしている場合の各部信号のタイミング図である。
【図６】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図７】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１における歯車１の回転方向が逆回転から正回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図８】本発明の回転状態検出装置の実施の形態２の構成図である。
【図９】本発明の回転状態検出装置の実施の形態２における回転数出力制御部５ａの内部構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の回転状態検出装置の実施の形態２における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図１１】本発明の回転状態検出装置の実施の形態３における回転数出力制御部５ａの内部構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の回転状態検出装置の実施の形態３における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図１３】本発明の回転状態検出装置の実施の形態４における回転数出力制御部５ａの内部構成の一例を示す図である。
【図１４】本発明の回転状態検出装置の実施の形態４における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図１５】本発明の回転状態検出装置の実施の形態５における回転数出力制御部５ａの内部構成の一例を示す図である。
【図１６】本発明の回転状態検出装置の実施の形態５における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図１７】本発明の回転状態検出装置の実施の形態６の構成図である。
【図１８】本発明の回転状態検出装置の実施の形態６における回転方向検出部３ｂの内部構成の一例を示す図である。
【図１９】本発明の回転状態検出装置の実施の形態６における回転方向判別部４ｂの内部構成の一例を示す図である。
【図２０】本発明の回転状態検出装置の実施の形態６における歯車１が正回転をしている場合の各部信号のタイミング図である。
【図２１】本発明の回転状態検出装置の実施の形態６における歯車１が逆回転をしている場合の各部信号のタイミング図である。
【図２２】本発明の回転状態検出装置の実施の形態６における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図２３】本発明の回転状態検出装置の実施の形態６における歯車１の回転方向が逆回転から正回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図２４】本発明の回転状態検出装置の実施の形態７の構成図である。
【図２５】本発明の回転状態検出装置の実施の形態７における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図２６】本発明の回転状態検出装置の実施の形態８における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図２７】本発明の回転状態検出装置の実施の形態９における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【図２８】本発明の回転状態検出装置の実施の形態１０における歯車１の回転方向が正回転から逆回転に切り替わった場合の各部信号のタイミング図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１  歯車、  １ａ  歯車の山部、  １ｂ  歯車の谷部、  ３ａ，３ｂ  回転方向検出部、  ４ａ，４ｂ  回転方向判別部、  ５ａ，５ｂ  回転数出力制御部、  ２１，２２  センサ、  ３１ａ、３２ａ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ  ＤＦＦ回路、  ４１ａ，４２ａ，４８ａ  ＡＮＤ回路、  ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂ，４６ｂ  ＡＮＤ回路、  ４７ａ，４７ｂ  ＯＲ回路、  ５１ａ，５２ａ，５３ｂ，５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５１ｄ  ＡＮＤ回路、  ５１ｂ  ＮＯＴ回路、  ５４ａ，５５ａ，５６ａ  トランジスタ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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