(57)【要約】【課題】回転検出装置のパルス出力が正逆簡単に変えられる装置を提供し、回転検出装置を左右または上下にそれぞれ設けた場合、共通化が図れる回転検出装置を提供する。【解決手段】第１信号を出力する磁気検出素子２ａと第２信号を出力する磁気検出素子２ｂと、ロータ１０に磁気検出素子２ａ，２ｂが対向配置されて、ロータ１０の回転状態に同期したパルス信号を発生するパルス信号発生回路４とを備えた回転検出装置１において、第１信号および第２信号に基づいてロータ１０の回転方向が決定され、第１信号および第２信号に基づき回転方向信号を生成する。そして、外部からの切替信号によって回転方向信号を切り替えて回転方向決定信号を出力する回転方向決定回路５を備え、パルス信号発生回路４は回転方向決定回路からの回転方向決定信号を受けて、パルス信号を発生する構成とした。【選択図】  図１
2004257982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１信号を出力する第１磁気検出素子と第２信号を出力する第２磁気検出素子とを有する磁気検出手段と、磁性体から成るロータに前記磁気検出手段が対向配置されて、前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記ロータの回転状態に同期した正回転または逆回転のパルス信号を発生するパルス信号発生手段とを備えた回転検出装置において、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記ロータの回転方向が決定され、前記第１信号および前記第２信号に基づき回転方向信号を生成し、外部からの切替信号によって前記回転方向信号を切り替えて回転方向決定信号を出力する回転方向決定手段を備え、前記パルス信号発生手段は前記回転方向決定信号を受けて前記パルス信号を発生することを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記切替信号に、所定電圧または接地電圧が印加されることにより、前記回転方向決定手段は前記回転方向信号を反転させることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記回転方向決定手段は前記回転方向信号を反転させる切替素子または溶断素子を備え、前記回転方向決定信号を前記切替素子または前記溶断素子を用いて反転させることを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記磁気検出手段、前記パルス信号発生手段および前記回転方向決定手段は集積化されており、切替信号に信号を付与することにより前記回転方向決定信号を反転自在とすることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転を行うロータの回転速度を検出する回転検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気検出素子を備え、ロータの回転状態を検出する回転検出装置としては、特許文献１に示されものが知られている。特許文献１では、回転を行うロータに対向して第１磁気検出素子と第２磁気検出素子が設けられ、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子から発生する回転信号に基づいて、ロータの正回転または逆回転を表すパルス信号をロータの回転状態に同期して信号処理装置により発生する。この信号処理装置では、第１磁気検出素子が第２磁気検出素子に先んじて回転信号を発した場合と、第２磁気検出素子が第１磁気検出素子に先んじて回転信号を発生した場合とで、パルス幅を異ならせたパルス信号を発生するようにして、ロータの回転が正回転または逆回転であるかがわかるパルス信号を発生させる。
【０００３】
例えば、この様な回転検出装置を、車両分野において車輪の回転速度を検出する回転速度センサに応用した場合、左右の車輪と一体で回転を行う磁性体から成るロータに対向させて配設される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６４３６３号公報（第１頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した回転検出装置にて、左右の車輪の回転方向を検出する場合、左右の車輪に対して左右同じ回転検出装置を用いた場合には、左右の回転検出装置から出力される回転方向を示す信号が逆方向となってしまう。それ故に、正回転および逆回転（例えば、車両では前進と逆進）のパルス信号が逆になってしまう。このため、この様な問題点を解決するため、左右でパルス出力が逆のパルス出力を行う装置をそれぞれ設けなければならならず、コストアップしてしまう。
【０００６】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、回転検出装置のパルス出力が正逆簡単に変えられる装置を提供すること、及び、回転検出装置を左右または上下にそれぞれ設けた場合、共通化が図れる回転検出装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、第１信号を出力する第１磁気検出素子と第２信号を出力する第２磁気検出素子とを有する磁気検出手段と、磁性体から成るロータに前記磁気検出手段が対向配置されて、前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記ロータの回転状態に同期した正回転または逆回転のパルス信号を発生するパルス信号発生手段とを備えた回転検出装置において、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記ロータの回転方向が決定され、前記第１信号および前記第２信号に基づき回転方向信号を生成し、外部からの切替信号によって前記回転方向信号を切り替えて回転方向決定信号を出力する回転方向決定手段を備え、前記パルス信号発生手段は前記回転方向決定信号を受けて前記パルス信号を発生する構成とした。
【０００８】
上記した手段によれば、第１信号および第２信号に基づいてロータの回転方向が決定される。そして、ロータの回転方向が決定されると回転方向信号が生成され、外部からの切替信号によって生成された回転方向信号を切り替えることによって、回転方向決定信号を回転方向決定手段により回転方向決定信号を出力し、パルス信号発生回路はこの回転方向決定信号を受けてパルス信号を発生することが可能である。つまり、外部から回転方向決定手段に対して切替信号を付与するだけで、パルス信号発生手段のパルス出力を簡単に変える装置となり、この回転検出装置を左右または上下にそれぞれ設けた場合、切替信号を外部から付与するだけでパルス出力を回転方向決定回路によって簡単に切り替えることが可能となるので、左右または上下の回転検出装置はロータの正回転または逆回転で同じパルス出力にすることが可能となることから、従来の様に左右または上下別々の回転検出装置は必要なくなり、回転検出装置の共通化が図れる構成となる。
【０００９】
この場合、切替信号に所定電圧または接地電圧が印加されることにより、回転方向決定手段は回転方向信号を反転させれば、切替信号として所定電圧または接地電圧を印加させるだけで、パルス出力の反転が成される構成となる。
【００１０】
また、回転方向決定手段は回転方向信号を反転させる切替素子または溶断素子を備え、回転方向決定信号を切替素子または溶断素子を用いて反転させれば、切替信号として所定電圧または接地電圧を印加して切替素子を切り替えるかまたは溶断素子を溶断させることにより簡単な回路構成によりパルス出力の反転が成される構成となる。
【００１１】
更に、磁気検出手段、パルス信号発生手段および回転方向決定手段は集積化されており、切替信号に信号を付与することにより回転方向決定信号を反転自在とすれば、集積化により小型化された回転検出装置に対して、切替信号を付与するだけでパルス出力の反転が成される構成となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における回転検出装置１の構成を示したブロック図である。図１に示す回転検出装置１は、内部に磁気検出素子２と、磁気検出素子２からの信号を増幅し波形成形する増幅器３と、増幅された回転信号から回転方向を決定する回転方向決定回路５と、回転方向決定回路５からの回転方向決定信号に基づき、正回転または逆回転のパルス信号を出力するパルス信号発生回路４を備える。
【００１４】
磁気検出素子２は、ホールＩＣあるいはＭＲＥ（磁気抵抗素子）に代表される磁気検出素子（第１磁気検出素子）２ａと磁気検出素子（第２磁気検出素子）２ｂを備え、これら磁気検出素子２ａ，２ｂは、被回転体と成るロータ１０の近傍位置にロータ１０と対向して、所定間隔を保持した状態で平行配置されている。
【００１５】
一方、ロータ１０は、磁性材（例えば、鉄板等）から成る円盤状または環状を呈しており、周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されている。ロータ１０は一方向に正回転すると共に、その逆方向にも回転し、ロータ１０が正回転または逆回転を行うことによって、そのロータ１０の回転状態を２つの磁気検出素子２ａ，２ｂによって検出する。２つの磁気検出素子２ａ，２ｂはそれぞれロータ１０の回転状態により生じた磁界の変化を検出して電気信号に変換する。この場合、磁気検出素子２ａからは第１信号が出力され（図４に示す（ａ））、磁気検出素子２ｂからは第２信号が出力される（図４に示す（ｂ））。この回転信号である第１信号と第２信号は、それぞれロータ１０の回転状態を表し、ロータ１０の回転速度に同期する。ロータ１０の回転状態を示す第１信号は増幅器３ａにより増幅されて波形成形される（図４に示す（ｃ））と共に、第２信号は増幅器３ｂによって増幅されて波形成形される（図４に示す（ｄ））。そして、増幅器３によりこれらの増幅された信号は、それぞれパルス信号発生回路４および回転方向決定回路５に入力される。
【００１６】
回転方向決定回路５は、増幅器３により増幅されて波形成形された第１信号と第２信号の状態に基づきロータ１０の回転方向を決める回路である。回転方向決定回路５は、切替信号によりロータ１０の回転方向を逆転自在となる回転方向決定信号をパルス信号発生回路４に対して出力する。そこで、回転方向決定回路５について、図２を参照して説明する。
【００１７】
図２に示す様に、回転方向決定回路５は、磁気検出素子２ａからの第１信号と磁気検出素子２ｂからの第２信号よりロータ１０の回転方向を判別して回転方向信号を出力する判別回路５１と、回転方向信号を外部からの切替信号によって第１状態か第２状態に択一的に切り替える切替回路５２と、第２状態の場合に回転方向信号を正逆反転させる反転回路５３とを備えている。
【００１８】
回転方向判別回路５１は、磁気検出素子２ａ，２ｂが出力する電気信号からロータ１０の回転方向を判別する。例えば、ロータ１０が正回転していると、磁気検出素子２ａの信号に対して磁気検出素子２ｂの信号は磁気検出素子２ａ，２ｂの間隔（ロータ１０の外周長さ分）遅延する。それ故に、磁気検出素子２ａ，２ｂの一方の信号の立ち上がりエッジまたは立ち下りエッジに着目して、その信号のエッジ変化があったとき、他方の磁気検出素子２ａ，２ｂの状態を検知する。これによって、以下に示す［表１］または［表２］の判断方法により、ロータ１０の回転方向を正回転または逆回転であると判断し、回転方向判別回路５１は回転方向信号を出力する。
【００１９】
【表１】
2004257982.tif 000003
【表２】
2004257982.tif 000004
上記した判断方法により成された回転方向信号は、切替回路５２に入力される。
【００２０】
回転方向信号が入力される切替回路５２は、２状態のスイッチングを行う２つの切替素子５５，５６と、反転回路５７とを備える。その接続状態について説明すると、切替回路５２が有する切替素子５６の制御端子には反転回路５７の一端（入力端子）が接続されており、反転回路５７の他端（出力端子）と切替素子５５の制御端子とが接続され共通化されている。また、切替素子５５，５６の入力端子は互いに接続され共通化されており、回転方向判別回路５１の出力である回転方向信号が入力される構成となっている。更に、切替素子５５の信号端子（出力端子）には反転回路５３の一端（入力端子）が接続されて、反転回路５３の他端（出力端子）と切替素子５６の信号端子とは互いに接続され共通化されて、回転方向決定信号が出力される構成となっている。この様な接続によって、切替信号に低電位（Ｌ）が印加された場合には切替素子５５がオン状態となり（例えば、図４に示す（ｅ）の実線）、切替信号が高電位（Ｈ）が印加された場合には切替素子５６がオン状態となる（例えば、図４に示す（ｅ）の破線）。第１実施形態においては、切替素子５５，５６には一例としてローアクティブな切替素子を用いたが、ハイアクティブであっても良い。また、切替素子５２はこれに限定されるものではなく、切替回路５２では入力された回転方向信号を切替信号によって第１状態または第２状態に切替ができる素子または論理回路であれば良く、切替素子としてトランジスタやＦＥＴ等を用いても良い。この切替回路５２によって、第１状態あるいは第２状態が択一式に選択される。これを具体的に説明すると、切替信号として所定電圧（例えば、５Ｖ）が外部から切替回路５２に印加した場合、切替回路５２で第１状態が選択される。一方、接地電圧が切替回路５２に印加された場合には、第２状態が選択されるものとなる。これとは逆に、切替信号に接地電圧（例えば、０Ｖ）が外部から切替回路５２に印加された場合、切替回路内で第１状態が選択されると共に、所定電圧（例えば、５Ｖ）が切替回路５２に印加された場合、第２状態が選択される構成とすることも可能である。
【００２１】
よって、上記した構成によれば、外部から切替信号として印加する電圧を選択することによって、回転方向判別回路５１から出力される回転方向信号を元にして、切替回路５２によって回転方向決定信号を逆転させて出力することができる（図４の（ｅ）の実践または破線を参照）。
【００２２】
図１に示すパルス信号発生回路４は、回転方向決定回路５からの回転方向決定信号を受けて、一端が接地された抵抗（接地抵抗）９が接続された端子７から、ロータ１０の回転状態に同期したパルス信号を発生させることができる（図４に示す（ｆ））。例えば、パルス信号発生回路４では磁気検出素子２ａ，２ｂの信号に基づいて、ロータ１０が正回転していると回転方向判別回路５１により判断された場合には、相対的にパルス幅の小さいパルス信号を端子７から出力する。一方、ロータ１０が逆回転していると回転方向判別回路５１により判断された場合には、正回転時よりパルス幅が相対的に大きいパルス信号を端子８から出力することができる。尚、この場合、パルス信号発生回路４が出力するパルス信号はロータ１０が正回転している場合には逆回転する場合に比べてパルス幅の大きいパルス信号を端子７から出力しても良いことは言うまでもない。また、ロータ１０の回転方向の違いによってパルス幅を変える以外に波形形状を変えても良い。
【００２３】
以上説明した回転検出装置１は、部品点数および製造コストを低減させることを目的として、磁気検出素子２、増幅器３、回転方向決定回路５およびパルス信号発生回路４を１つのチップ３５の中に集積化し、小型化を図ることができる。このチップ３５は、図３に示す車輪速センサ３０の中に設けることができる。図３に示す車輪速センサ３０では、車輪速センサ３０は外部接続できるよう電源電圧に接続される端子６と、車輪と一体回転するロータ１０と同期したパルス信号が出力される端子７と、切替信号が入力される端子８とを備え、チップ３５は樹脂によりインサート成形されている。
【００２４】
車輪速センサ３０は、チップ３５を一端に備えた細長い円筒状となった本体部３１と、車両への取り付けを行うフランジ部３２と備えており、フランジ部３２は本体部３１から直角方向に延在する。車輪速センサ３０はフランジ部３２の端部に設けられた取り付け孔３６にボルト等の締結部材が嵌り、車輪と一体回転を成すロータ１０に対向させ、ロータ１０に近接した状態で車両側のキャリパ等に取り付けられる。チップ３５からは端子６，７，８が延在しており、チップ３５は本体部３１から延在するインサート成形されたハーネス３３と電気的に接続される。チップ３５はハーネス３３の先端に接続される図示しないコネクタを介してチップ３５に給電が成される。このコネクタを介して、車輪速センサ３０の端子６に対して所定電圧（例えば、５Ｖ）を印加すると、端子７からパルス信号が出力される。この場合、車輪速センサ３０に対して、端子８に対して所定電圧または接地電圧を印加すれば、回転方向決定信号の状態を反転させることができる。例えば、切替信号が入力される図３に示す端子８を、端子８の両側の端子６，７のいずれか一方に電気的に接続することによって、所定電圧または接地電圧を切替信号として印加し、切替回路５２の切替素子の状態を第１状態または第２状態に切り替えることができる。
【００２５】
従って、車輪速センサ３０を左右の車輪と一体回転を成すロータ１０に対して対向して車両側に取り付け固定した場合、ロータ１０の正回転または逆回転を表すパルス信号をチップ外部からの切替信号により反転させることができる。このため、従来の様に左右別々の回転検出装置を用いる必要はなくなるため、回転検出装置の取り付け状態に応じてパルス出力を簡単に反転させることができる。この場合、回転検出装置を左右に取り付けた場合のみならず上下にそれぞれ取り付けた場合であっても、同じ回転検出装置を用いることが可能であり共通化を図ることができる。
【００２６】
（第２実施形態）
第２実施形態では、図２に示す切替回路５２を２つの溶断素子であるヒューズ５８，５９によって構成することもできる。つまり、図１に示す構成において切替素子５５に代えてヒューズ５８を用いる。そして、切替素子５６に代えてヒューズ５９を用いて、切替信号を高電位とした場合には２つのヒューズ５８，５９の内、ヒューズ５８のみを溶断する。また同様に、切替信号を低電位とした場合にはヒューズ５９のみを溶断させることにより、回転検出装置１の取り付け状態により、第１状態または第２状態のいずれかを選択して回転方向決定信号をいずれかの状態に固定するができる。これは、車体に車輪速センサ３０を左右それぞれに組付けた場合、最初１回だけいずれかのヒューズ５８，５９の溶断を行うことにより、左右の車輪速センサ３０で正回転または逆回転で同じパルス信号を簡単で安価な構成により出力させることができるものとなる。
【００２７】
（第３実施形態）
第３実施形態を図６に示す。上記した様に、第１実施形態および第２実施形態においては回転方向判別回路５１の出力側に切替回路５２を設けたが、その入力側に設けることも可能である。この場合には、回転方向判別回路５１の前段に切替回路５２を構成する２入力２出力のリレー１１を用いて、リレー１１の入力に増幅器３ａ、３ｂからの出力を接続し、その出力には回転判別回路５１を接続して、回転判別回路５１の出力をパルス信号発生回路４に接続する構成としても良い。この様な構成において、例えば、切替信号が高電位の場合にはリレー１１により磁気検出素子２ａからの第１信号が選択される（図６に示す状態）。一方、切替信号が低電位の場合にはリレー１１によって、磁気検出素子２ｂからの第２信号が選択され（図６に示す状態から接点状態が切り替わった状態）、これらの一方の信号が回転方向決定回路５に入力される。
【００２８】
（第４実施形態）
第４実施形態を図７に示す。第４実施形態は、図５に示す第２実施形態の変形例である。この第４実施形態では、回転検出装置１に対して電源を入力する端子６に印加される信号に基づいて、切替回路５２の接続状態を第１状態または第２状態にして、パルス信号発生回路４に対して回転方向決定信号を出力する。例えば、チップ３５を内部に備えた車輪速センサ３０の通常の使用では、端子６に対して所定電圧（例えば、５Ｖ、１２Ｖ等）を印加するが、車輪速センサ３０を車両に対して左右に取り付けて左右で同じパルス信号を出力させたい場合には、左右の車輪速センサ３０の少なくとも一方に次の様な作業を行う。つまり、端子６に対して印加する所定電圧よりも高い電圧信号（例えば、１８Ｖ、２４Ｖ等）を端子６に対して印加させる。すると、端子６から印加された電圧信号の電圧レベルまたは予め設定された規則的な電圧パターンを回転方向決定回路５の中に設けられるプログラミング回路５４が判断する。そして、プログラミング回路５４が端子６に印加された電圧が切替回路５２の状態を第１状態に設定する信号であるか、それとも、第２状態に設定する信号であるかを判別して、切替回路５２の一方のヒューズ５８，５９を溶断させることにより、回転方向決定信号を決定し、パルス信号を反転させ左右で同じ信号を出力する様にすることができる。
【００２９】
この場合、回転方向決定回路５に入力される切替信号は、端子８からの信号ではなく電圧信号を入力する端子６から電圧信号を用いることによって、回転検出装置１が出力するパルス信号を簡単な構成且つ容易に反転させることができる。上記した構成では、端子８からの信号は必要なくなるため、端子８を廃止することができる。
【００３０】
以上説明した様に、回転検出装置１はチップ化され、端子８から切替信号を印加させるだけで車輪速センサ３０の車両への取り付け状態に応じて回転方向決定信号を反転させ、パルス信号を簡単な回路により反転させることができる。
【００３１】
本実施形態では、磁石ロータを用いたが、回転検出装置１の内部に磁石を備え、周面がギヤ状となっている若しくは内部にスリットが形成されたロータの回転状態を検出する構成としても良い。
【００３２】
また、回転検出装置１では２つの磁気検出素子２ａ，２ｂを用いたが、磁気検出素子の数はこれに限定されず、２相信号を作ることができれば良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、外部から回転方向決定手段に対して切替信号を付与するだけで、パルス信号発生手段のパルス出力を簡単に変えられる装置とすることができ、回転検出装置を左右または上下にそれぞれ設けた場合には、切替信号を外部から付与するだけでパルス出力を回転方向決定回路によって簡単に切り替えることができるので、従来の様に左右または上下別々の回転検出装置は必要なく、回転検出装置の共通化が図れる構成となる。
【００３４】
この場合、切替信号として所定電圧または接地電圧を印加させるだけで、パルス出力の反転が成される構成とすることができる。
【００３５】
また、切替信号として所定電圧または接地電圧を印加して切替素子を切り替えるかまたは溶断素子を溶断させることによって、簡単な回路構成によりパルス出力の反転が成される構成とすることができる。
【００３６】
更に、集積化により小型化された回転検出装置に対して、切替信号を付与するだけでパルス出力の反転が成される構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転検出装置をロータに対向して配設した状態を示す回転検出装置のブロック図である。
【図２】図１に示す回転方向決定回路の内部構成を示す第１実施形態におけるブロック図である。
【図３】図１に示す回転検出装置を車輪センサに適用した場合の構成図である。
【図４】図１に示す各要所での信号を示したタイミングチャートである。
【図５】図１に示す回転方向決定回路の第２実施形態におけるブロック図である。
【図６】図１に示す回転方向決定回路の第３実施形態におけるブロック図である。
【図７】図１に示す回転方向決定回路の第４実施形態におけるブロック図である。
【符号の説明】
１  回転検出装置
２（２ａ，２ｂ）  第１磁気検出素子，第２磁気検出素子（磁気検出手段）
３（３ａ，３ｂ）  増幅器
４  パルス信号発生回路（パルス信号発生手段）
５  回転方向決定回路（回転方向決定手段）
６，７，８  端子
１０  ロータ
１１  切替回路
５１  回転方向判別回路
５２  切替回路
【図１】
2004257982.tif 000005
【図２】
2004257982.tif 000006
【図３】
2004257982.tif 000007
【図４】
2004257982.tif 000008
【図５】
2004257982.tif 000009
【図６】
2004257982.tif 000010
【図７】
2004257982.tif 000011