(57)【要約】【課題】簡易な構成にて、低コストかつ小型であり、回転車輪の速度、加速度を計測することができるセンサを提供すること。【解決手段】回転車輪の速度及び／あるいは加速度を検出するシステムであって、回転車輪に取り付けられたセンサを備え、当該センサは、複数の抵抗器を有する回路を含み、各抵抗器は、センサに対する外部磁界の変化の少なくとも一部に基づいて変化する抵抗をそれぞれ有し、センサは、抵抗器の抵抗の少なくとも一部に基づいた信号を発生すると共に、少なくともセンサにて発生した信号の一部に基づいて、回転車輪の速度及び／あるいは加速度を算出する処理部を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転車輪の速度及び／あるいは加速度を検出するシステムであって、
前記回転車輪に取り付けられたセンサを備え、当該センサは、複数の抵抗器を有する回路を含み、前記各抵抗器は、前記センサに対する外部磁界の変化の少なくとも一部に基づいて変化する抵抗をそれぞれ有し、前記センサは、前記抵抗器の抵抗の少なくとも一部に基づいた信号を発生すると共に、
少なくとも前記センサにて発生した信号の一部に基づいて、前記回転車輪の速度及び／あるいは加速度を算出する処理部を備えた、
ことを特徴とする回転車輪の速度／加速度検出システム。
【請求項２】
前記各抵抗器は、少なくとも１つの巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子を含む、ことを特徴とする請求項１記載の回転車輪の速度／加速度検出システム。
【請求項３】
前記回路は、ホイートストン・ブリッジ回路である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の回転車輪の速度／加速度検出システム。
【請求項４】
前記各ＧＭＲ素子は、少なくとも強磁性層と非磁性層とを備えた少なくとも２層を含む、ことを特徴とする請求項２記載の回転車輪の速度／加速度検出システム。
【請求項５】
前記各抵抗器は、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子、ホール効果素子、のうち少なくとも一つを含む、ことを特徴とする請求項１記載の回転車輪の速度／加速度検出システム。
【請求項６】
前記外部磁界は、地球磁界である、ことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の回転車輪の速度／加速度検出システム。
【請求項７】
前記センサにて発生された信号は周期Ｔの波形であると共に、前記センサは前記回転車輪の中心から距離Ｒに位置しており、
前記処理部は、前記回転車輪の速度を、「速度＝２πＲ／Ｔ」の式に基づいて算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の速度／加速度検出システム。
【請求項８】
前記センサにて発生された信号は、短期間Δｔの間において速度変化Δｕを示す波形であり、
前記処理部は、前記回転車輪の加速度を、「加速度＝Δｕ／Δｔ」の式に基づいて算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の速度／加速度検出システム。
【請求項９】
回転車輪の速度及び／あるいは加速度を算出する方法であって、
複数の抵抗器を有する回路を備えたセンサを、前記回転車輪上に配置し、
前記抵抗器内の素子によって、前記センサに対する外部磁界の変化の少なくとも一部を抵抗に変換し、
この変換した抵抗に基づく信号を生成し、
前記信号の少なくとも一部に基づいて回転車輪の速度および／もしくは加速度を算出する、
ことを特徴とする回転車輪の速度／加速度算出方法。
【請求項１０】
前記各抵抗器は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子、ホール効果素子、のうち少なくとも一つを含む、ことを特徴とする請求項９記載の回転車輪の速度／加速度算出方法。
【請求項１１】
前記回路は、ホイートストン・ブリッジ回路である、ことを特徴とする請求項９又は１０記載の回転車輪の速度／加速度算出方法。
【請求項１２】
前記外部磁界は、地球磁界である、ことを特徴とする請求項９，１０又は１１記載の回転車輪の速度／加速度算出方法。
【請求項１３】
前記センサにて発生された信号は周期Ｔの波形であると共に、前記センサは前記回転車輪の中心から距離Ｒに位置しており、
前記回転車輪の速度の算出を、「速度＝２πＲ／Ｔ」の式に基づいて行う、
ことを特徴とする請求項９，１０，１１又は１２記載の速度／加速度算出方法。
【請求項１４】
前記センサにて発生された信号は、短期間Δｔの間において速度変化Δｕを示す波形であり、
前記回転車輪の加速度の算出を、「加速度＝Δｕ／Δｔ」の式に基づいて行う、
ことを特徴とする請求項９，１０，１１，１２又は１３記載の速度／加速度算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサユニットにかかり、特に、車両の車輪速度及び／あるいは加速度を検出する磁気センサユニットを用いたシステム及び／あるいは方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な構成部品の回転速度を測定するための速度センサにおいては、多くの技術が用いられている。例えば、種々の車両において、アンチロックブレーキングシステム（ＡＢＳ）と共に速度センサ装置が装備され用いられている。そして、速度センサの一例が、下記特許文献に開示されており、これを参照してその全体構成について説明する。なお、特許文献１のすべての内容は、参照されることにより本願に援用される。
【０００３】
従来例においては、磁気エンコーダホイールは自動車に組み込まれている。そして、エンコーダホイールは、一般的には、磁化されたフェライトを含む外表面を有している。具体的には、磁化されたフェライトは、交互にＮ極とＳ極が配置された薄膜層内に含まれており、その薄膜層は、エンコーダホイールの外周に沿って設けられている。また、エンコーダホイールは、その表面から広がり、磁気センサ装置に向かって放射するという構造になっている。
【０００４】
車輪が回転すると、磁気センサは、交互に設けられた磁極の磁界の強さの変化を計測することができる。そして、交互に設けられた磁極つまりセンサ装置からの出力から、エンコーダホイールの回転速度を算出することができる。かかる算出は、例えば、センサ出力のピークと、エンコーダホイールの周囲に交互に設けられた磁極の数と、の相関関係を利用して行うことができる。
【０００５】
また、速度検出に用いる磁気センサ装置の一つに、ホール効果を利用したホール素子がある。ホール素子は、磁界の存在によって起こる横方向の電流の流れを利用している。具体的には、ホール素子の両端に直流（ＤＣ）電圧を加えると、素子本体上に縦電流の流れが生じる。そして、磁界が存在することにより、ホール素子内に横方向に電圧が引き起こされ、第１の対となる電極に対して横軸方向に配置された第２の対となる電極によって検出される。そして、センサ表面に生じた電位は、エンコーダホイールの回転に応じて正弦波形の出力を発生させる。
【０００６】
ここで、図１０は、速度センサと一体となって使用するエンコーダを有する自動車の一例を示した概略図である。また、図１１は、エンコーダホイール上の磁化状態を図示した当該エンコーダの一部の拡大図である。
【０００７】
エンコーダホイール１０は、車輪２２を回転駆動する車軸２０と連結している。そして、アンチロックブレーキングシステム１４は、エンコーダホイール１０上に配置され、磁気センサ１６と車両制御装置１８を装備している。また、エンコーダホイール１０の外周の周囲は、多数のＮ極、Ｓ極が交互に配置されるよう磁化されている。そして、エンコーダホイール１０が回転すると、外周の磁界が変化し、これに応じて、磁気センサ１６は、磁界の変化を検出し、電圧を生じさせる。すると、車両制御装置１８は速度信号を計算し、この情報をアンチロックブレーキングシステム１４に転送する。
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５０２８３９６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した技術ではいくつかの不都合がある。例えば、エンコーダホイールの外周を囲むようにＮ極、Ｓ極を交互に配置したシステムを製造することは難しく、コストも高くなる、という問題がある。そして、このようなシステムは複雑でもある。さらに、車両を制御するためには、車両の回転速度もしくは加速度を検出することが必要であるが、上述した技術では、車両の速度しか検出できない、という問題がある。従って、上記不都合がなく、改善されたシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、回転車輪の速度および／もしくは加速度を計測するシステムに関するものである。そして、かかるシステムは、回転車輪に取り付けられたセンサを備え、当該センサは、複数の抵抗器を有する回路を含み、各抵抗器は、センサに対する外部磁界の変化の少なくとも一部に基づいて変化する抵抗をそれぞれ有し、センサは、抵抗器の抵抗の少なくとも一部に基づいた信号を発生すると共に、少なくともセンサにて発生した信号の一部に基づいて、回転車輪の速度及び／あるいは加速度を算出する処理部を備えた、という構成を採っている。
【００１１】
具体的には、本発明の一形態である回転車輪の速度／加速度検出システムは、まず、回転車輪に取り付けられたセンサユニットを備えている。そして、センサユニットは、ホイートストン・ブリッジ回路の基本原理に基づいて構成されている。ブリッジ回路の４つの独立した抵抗器が、それぞれ一つの巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）センサ素子によって形成されており、ＧＭＲセンサ素子は、当該センサに対する外部磁界の変化（例えば、向きや強度など）に基づいて、抵抗を変化させる。このとき、各ブリッジの半分にある２つのＧＭＲ素子は、それぞれ異なる磁界の状態にあるため、車輪の回転に伴って、センサユニットが異なる電圧を出力するように、差動電圧がブリッジの出力として生じる。そして、プロセッサ（処理部）は、センサユニットから出力された信号の少なくとも一部に基づいて、回転車輪の速度および／もしくは加速度を算出する。
【００１２】
また、本発明は、回転車輪の速度および／もしくは加速度の算出方法に関するものである。そして、かかる方法は、複数の抵抗器を有する回路を備えたセンサを、回転車輪上に配置し、抵抗器内の素子によって、センサに対する外部磁界の変化の少なくとも一部を抵抗に変換し、この変換した抵抗に基づく信号を生成し、信号の少なくとも一部に基づいて回転車輪の速度および／もしくは加速度を算出する、という構成を採っている。
【００１３】
具体的に、本発明の他の形態では、回転車輪に取り付けられた、ホイートストン・ブリッジ回路を有するセンサを備えている。このホイートストン・ブリッジ回路は、ブリッジ回路の４つの独立した抵抗器を有している。そして、これら各抵抗器は、それぞれ一つの巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）センサ素子によって形成されており、ＧＭＲセンサ素子は、当該センサに対する外部磁界の変化（例えば、向きや強度など）に基づいて、抵抗を変化させる。このとき、各ブリッジの半分にある２つのＧＭＲ素子は、それぞれ異なる磁界の状態にあるため、車輪の回転に伴って、センサユニットが異なる電圧を出力するように、差動電圧がブリッジの出力として生じる。そして、プロセッサが、センサユニットから出力された信号の少なくとも一部に基づいて、回転車輪の速度および／もしくは加速度を算出する、という手順を採る。
【００１４】
また、本発明では、上述した回路は、４つの抵抗器を含むホイートストン・ブリッジ回路であるが、かかるブリッジ回路に限定されず、他の回路であってもよい。また、本発明では、それぞれのＧＭＲ素子が、少なくとも強磁性層と非磁性層から成る、少なくとも２つの層を含んで構成されている。さらに、抵抗器の抵抗の変化は、非磁性層が強磁性層とは反対に回転することによって引き起こされる。なお、実施例によっては、外部磁界は地球磁界である。
【００１５】
また、本発明では、センサにて発生された信号は周期Ｔの波形であると共に、センサは回転車輪の中心から距離Ｒに位置していることから、回転車輪の速度を、「速度＝２πＲ／Ｔ」の式に基づいて算出する。また、本発明では、センサにて発生された信号は、所定の短期間Δｔの間において速度変化Δｕを示す波形であることから、回転車輪の加速度を、「加速度＝Δｕ／Δｔ」の式に基づいて算出する。
【００１６】
このように、本発明のセンサは、車両の速度と加速度の両方を検出できる。また、本発明のセンサに用いる抵抗器は、例えば、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）センサ素子、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）センサ素子、ホール効果センサ素子のいずれであってもよい。そして、本発明では、追加の磁石や磁気素子、もしくは磁性を必要とせずに、地球磁界を利用するセンサである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、簡易な構成にて回転車輪の速度、加速度を計測することができるセンサを実現できる。従って、センサの簡易化によるコストの低減を図ることができる。さらに、センサのサイズの小型化をも図ることができ、様々な異なる物体の速度および／もしくは加速度を計測するのに利用できる、という従来にない優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の形態、特徴、利点を、本発明の原理などの一例を説明するための添付の図を参照して、以下、実施例にて詳述する。
【実施例１】
【００１９】
本発明のセンサユニットは、ＰＣＢＡ（プリント回路基板アセンブリ）、ホイートストン・ブリッジ回路、地球磁界検出器、プロセッサ、を備えている。以下、各構成について詳述する。
【００２０】
本発明のセンサユニットに備えられたブリッジ回路を構成する４つの独立した抵抗器は、それぞれ巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）によって形成されている。各ＧＭＲ素子は、順に、少なくとも一つの強磁性層（例えば、ピン層）と、一つの非磁性薄膜層（例えば、自由層）と、を含む複数の層を有している。そして、センサつまりＧＭＲ素子に対する外部磁界が変化すると、自由層はピン層に対して回転し、変化に対する抵抗を生じる。
【００２１】
ホイートストン・ブリッジは、通常、ブリッジ回路を構成する２本のブリッジ（支脈、ハーフブリッジ）のバランスをとることによって、未知の電気抵抗を計測するために使用される。一方、本発明におけるホイートストン・ブリッジ回路は、ＧＭＲ素子の信号を比較して、差分信号の出力を倍増させるために使用している。そして、図２に示すとおり、ホイートストン・ブリッジ回路を構成する各ブリッジのそれぞれ半分を構成するＧＭＲ素子は、同じピン方向を有している（符号Ａ１，Ａ２及び符号ｐｄ１を参照）。また、各ブリッジのもう半分を構成するＧＭＲ素子は、反対のピン方向を有している（符号Ａ３，Ａ４及び符号ｐｄ２を参照）。従って、各ハーフブリッジにかかる磁界は、ブリッジの出力において、最大差動状態の電圧を生じさせ、その結果、センサユニットの計測精度を向上させることが可能となる。
【００２２】
ここで、磁気抵抗とは、通常、物質に対して外部磁界を与えたときに、当該物質が電気抵抗を得たり失ったりする特性のことをいい、このような磁気抵抗のタイプとして、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）がある。これは、例えば、強磁性と非磁性の金属層を交互に配設した薄膜構造において観測される量子力学上の効果のことである。そして、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）とは、層間の非強磁性結合が弱いために隣接する強磁性層の磁化が平行ではないときのゼロ磁界状態から、外部磁界によって隣接する層の磁化が平行となったときのより低レベルの抵抗へと、抵抗が大幅に減少することとして示される。また、非磁性金属の電子のスピンは、等しい数で働いている磁界と、平行あるいは平行でなく整列する。従って、強磁性層の磁化が平行である場合の磁気分散の問題を抑制させる。なお、実施例によっては、多層構造のＧＭＲ、スピンバルブＧＭＲ、および／もしくは、粒状ＧＭＲが使用できる。例えば、上記のＧＭＲセンサ素子に代えてＡＭＲ、ＴＭＲもしくはホール効果センサ素子を用いてもよい。
【００２３】
そして、本発明では、センサユニットは、車両の車輪上に配置しうる。これにより、車両車輪が回転すると、センサは、地球磁界と磁気センサ素子のピン層の方向との間における少なくとも一部分の角度に基づき、センサに対する地球磁界の変化を検出する。実施例によっては、ホイートストン・ブリッジ回路の各ブリッジの半分にけるＧＭＲ素子は、同じピン方向となっており、各ブリッジのもう半分のＧＭＲ素子は、反対のピン方向を有しているため、上述したような効果が生じる。従って、各ハーフブリッジに働く磁界は、最大差動状態の電圧をブリッジの出力として生じさせうる。また、プロセッサ（処理部）は計算を行い、物体の速度および／もしくは加速度を任意に表示する。
【００２４】
続いて、各構成等に応じた参照番号をつけたいくつかの視点からの添付図を参照して、より詳細に説明する。図１は、実施例１におけるＡＢＳシステム（回転車輪の速度及び／あるいは加速度検出システム）の概略図である。本実施例におけるＡＢＳシステムは、エンコーダホイール２０３からのデータ収集が可能な磁気センサユニット２００と、車両制御装置２０２とを含んでいる。そして、車両制御装置２０２は、センサユニット２００に電力を供給する。加えて、車両制御装置２０２は、センサユニット２００のホイートストン・ブリッジ回路から収集された差動電圧を検出および／もしくは処理する。
【００２５】
図２は、一例である磁気センサユニットに組み込まれたホイートストン・ブリッジ回路として用いる回路の一例を示したものである。ホイートストン・ブリッジ回路には、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の４つのＧＭＲセンサ素子（抵抗器）がある。そして、各ブリッジのそれぞれ半分であるＧＭＲ素子は、同じピン方向を有しており、ブリッジのもう半分の部分にあるＧＭＲ素子は反対のピン方向を有しているのが望ましい。例えば、グラフ「ｐｄ１」および「ｐｄ２」によってそれぞれ示されているように、ＧＭＲセンサ素子「Ａ１」と「Ａ２」とは、同じピン方向を有しており、ＧＭＲセンサ素子「Ａ３」と「Ａ４」とは、同じピン方向を有している。そして、「Ａ１」と「Ａ２」は、「Ａ３」と「Ａ４」とは、相互に反対のピン方向を有している。当然のことながら、この配置によって、センサユニットは最大差動状態での電圧出力の状態を維持できる。
【００２６】
そして、ＧＭＲセンサ素子「Ａ１」と「Ａ４」との間のブリッジにおける電圧Ｖｃｃが、システムの電源として入力される。また、ＧＭＲセンサ素子「Ａ２」と「Ａ３」との間のブリッジで、接地端子（ＧＮＤ）がシステムに設けられている。そして、差動電圧出力Ｖｏｕｔは、「Ａ１」と「Ａ３」、「Ａ２」と「Ａ４」の間のブリッジから取られている。しかし、当然のことながら、センサユニットの構成（例えば、電源の入力、接地アースの設置、差動電圧の出力等の箇所の変更も含めた構成）は上記構成に限定されず、他の構成も可能である。
【００２７】
図３は、本実施例におけるセンサユニット２００の構成図である。センサ２１０は、車輪２０３が回転し、ホイートストン・ブリッジ回路から差動電圧（例えば、正弦波として）が生じると、磁界の変化を検出する。このセンサ２１０からの信号は、プロセッサ２１２に送られる。プロセッサ２１２は、順に、車輪速度および／もしくは加速度を計算し、その結果の情報を速度表示器２１４に送るとともに／もしくは、その結果の情報をメモリ２１６に保存する。
【００２８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、磁界の強さ、角度、抵抗の相関関係を示している。磁界の方向が変化するとＧＭＲのピン層も変化し、磁界の方向とＧＭＲ素子との角度θは、当該ＧＭＲ素子の抵抗の変化に比例する。この変化は、ホイートストン・ブリッジ回路による電圧の変化と同等である。これは、ホイートストン・ブリッジ回路のブリッジのそれぞれ半分に位置するＧＭＲ素子のピン方向が反対であるため、車輪が回転運動すると、差動出力電圧（例えば、正弦波形の電圧）を生じさせるからである。例えば、図４（ａ）が示すように、角度θが増加すると、磁界の強さもまた増加する（ここでは、説明の都合上、Ａ／ｍあるいはＨで計測される）。従って、図４（ｂ）で示すとおり、角度θの変化は、抵抗もしくは抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の変化に対応する。
【００２９】
図５は、地球磁界を簡易化、定型化して表したものである。この図では、真北と真南および磁北、磁南を示している。なお、図５に関しては、当然のことであるが、真南と磁南は約１１．５°離れており、地球３０１は、図示した真北の周囲の曲線の矢印で表されるように、回転軸を中心に回転している。そして、地球３０１は、北から南へと放射される磁束３０４（時に地球の磁気圏と称され、宇宙に約７０，０００ｋｍ広がっている）を生じさせる磁界３０３を有している。この地球磁界の範囲内および／もしくは地球磁界に対して車両の車輪が回転すると、センサユニットは磁界の変化を検出し、それに基づいて出力信号を生じる。
【００３０】
図６は、本実施例において、磁気センサがどのように働くかの説明する説明図である。具体的には、図６は、本実施例における磁気センサ２００を有する車輪２０３の概略図である。この図に示すように、まず、磁気センサ２００が位置Ａに位置するよう車輪２０３が位置するとき、地球磁界の方向は、ピン層および自由層の方向に対して垂直となる。従って、センサユニット２００は、最大出力を示す出力を生じるが、これは正弦波形の最高振幅（以下に詳述）に相当するものである。その後、車両の車輪２０３が回転すると、磁界の方向とピン層および／もしくはフリー層の方向は、磁界との相互作用の減少に基づく出力に応じた所定の角度θをとる。実際には、磁気センサ２００が位置Ｃに位置するよう車輪２０３が回転するまで、有効磁界は減少していく。そして、位置Ｃにおいては、有効磁界は０であり、対応する出力もまた０である。
【００３１】
また、さらに車輪２０３の回転継続に伴い、有効磁界は増加しはじめ、磁気センサ２０３の位置が位置Ａ’で再び最高出力に到達する。同様に、車輪２０３が時計回りの方向で回転し、磁気センサ２０３の位置が位置Ａ’から位置Ａに戻ると、当該センサ２００の出力は正弦波を示す。当然のことながら、上述した位置は、説明の都合上、定めたものであり、センサはどのサンプリングレートででも信号を出力しうる（通常、より高いサンプリングレートであるほうがよりよい結果を得られる）。例えば、一例として、サンプリングレートは５ミリ秒毎である。また、これも当然ながら、車輪２０３上のセンサの位置は実施例によって変更できるが、それに応じて対応する出力はシフト（例えば位相シフト）される必要がある。
【００３２】
図７は、一例のセンサユニット２００からの出力に基づく説明のためのグラフであり、本実施例における車輪の速度を計算する一つの方法を示すために使用している。上述したように、センサユニット２００が車輪２０３とともに回転したとき、センサユニット２００は正弦波を生じる。そして、この正弦波の出力から、図７に示すように、正弦波形の周期Ｔを検出することができる。また、センサユニット２００が車輪２０３に取り付けられている状態における車輪２０３の中心からセンサ２００までの距離である半径Ｒ（例えば、車両車輪２０３に対する半径）は、事前にわかっている。そして、車両の車輪２０３の速度は、「２πＲ／Ｔ」に等しいため、センサユニット２００のプロセッサ２１２によって、式「速度＝２πＲ／Ｔ」にて計算することができる。また、当然のことながら、プロセッサ２１２はエラーチェックも行う。
【００３３】
図８は、センサユニットからの出力の一例を説明するグラフであり、本実施例における車輪２０３の加速度を計算する一つの方法を示すために使用している。上述したように、センサユニット２００が車輪２０３とともに回転したとき、センサユニット２０３は正弦波の出力を生じる。この正弦の出力から、正弦波形の周期Ｔを検出することができる。また、短い時間である短期間Δｔでの速度変化Δｕを計算することができる。そして、加速度は、「Δｕ÷Δｔ」に等しくなるため、センサユニット２００のプロセッサ２１２によって、式「加速度＝Δｕ／Δｔ」にて計算することができる。また、当然ながら、プロセッサはエラーチェックも行う。
【００３４】
図９は、車輪の回転の速度および／もしくは加速度を計算するための一方法を示したフローチャートの一例である。ステップＳ７０では、ＧＭＲ素子による抵抗器を備えた回路を持つセンサが、回転する車輪上に配置される。続いて、ステップＳ７２では、ＧＭＲ素子によって計測されたセンサに対する外部磁界の変化は、抵抗に変換される。続いて、ステップＳ７４で、これらの抵抗に基づく信号が生じる。最終的に、ステップＳ７６で、回転車輪の速度および／もしくは加速度の計算に、公式（例えば上述した式）が用いられる。なお、実施例によっては、速度および／もしくは加速度の検出に、ＡＭＲ、ＴＭＲ、もしくはホール効果センサ素子を用いることができる。
【００３５】
ここで、上記では、ＡＢＳを備えた車両をもとに実施例を説明したが、当然ながら、上述したセンサユニット２００及び車両制御装置２０２を備えた車輪の速度／加速度検出システムの技術は、あらゆる目的のために、いかなる車両（例えば自動車、バス、オートバイ、自転車）に用いてもよい。例えば、これらの技術は、運転者に付加的、あるいは代替的な計測値を提供するための速度および／もしくは加速度の計測に使用できる。また、これらの技術は、運転者補助システム、例えば、運転者のために車両速度を動的に変化させるようなもの、にも使うことができる。さらに、本発明には車両以外での用途もある。実際、ここで開示した実施例は、例えばハードディスクドライブといった、回転体を有するあらゆる物体に使用し、応用し、あるいは適合させ、その速度および／もしくは加速度を検出しうる。
【００３６】
本実施例では、最も実用的かつ望ましいと思われる実施例に関連する本発明について説明したが、当然のことながら本発明は開示した実施例に限定されない。そして、本発明は、当該本発明の思想と範囲内に含まれる様々な応用やこれに対応する装置を網羅しうる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、自動車などのＡＢＳを作動させるために、車輪速度、加速度を計測するセンサとして利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明におけるＡＢＳシステムが組み込まれた自動車の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に開示した磁気センサユニットに含まれるホイートストン・ブリッジ回路の一例を示す図である。
【図３】図１に開示したセンサユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、ＧＭＲにおける、磁界の強さ、角度、抵抗の相関関係を示す図である。
【図５】地球磁界を簡易化、定型化して表したものである。
【図６】実施例における磁気センサを有する車輪の構成及び動作を示す図である。
【図７】センサユニットからの出力波形の一例を示し、車輪の速度を計算する方法の一例を説明するための図である。
【図８】センサユニットからの出力波形の一例を示し、車輪の加速度を計算する方法の一例を説明するための図である。
【図９】車輪回転の速度および／もしくは加速度を計算するための方法を示すフローチャートである。
【図１０】従来例における速度センサとエンコーダとを有する自動車の一例を示した概略図である。
【図１１】従来例の速度検出方法を説明する図であり、エンコーダ上の磁化状態を示した当該エンコーダの一部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
２００  センサユニット
２０２  車両制御装置
２０３  エンコーダホイール
２１０  センサ
２１２  プロセッサ
２１４  速度表示器
２１６  メモリ
【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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