(57)【要約】  並列に動作するピーク検出器およびしきい値検出器の出力を使用して、検知されるターゲット、例えば、歯車などの回転強磁性体物体に関連付けられうる磁気異常を検出し、そうした検出を使用してセンサー誤動作を防止する磁場センサー・アーキテクチャが本明細書に提示される。センサーは、エッジ検出回路およびエラー検出回路を含む。一実施形態において、エッジ検出回路は、しきい値およびピーク検出器出力信号のエッジ（または遷移）を検出する回路を含み、エラー検出回路は、エッジ検出回路に応答して、「遷移ミス」が起きた場合に、または現在のサイクルに対してピーク検出器によって検出されるような入力信号のピーク・トゥ・ピーク値が、所定量だけ予期されたピーク・トゥ・ピーク値と異なる場合に、エラーを示す回路を含む。
2015524062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの検知素子を備える磁場信号生成回路であって、回転強磁性体物体の特徴部分が前記少なくとも１つの検知素子の前を通過すると、前記特徴部分を示す磁場信号を生成する、磁場信号生成回路と、
前記磁場信号に応答して前記磁場信号のサイクルに関連付けられた遷移を有するしきい値検出器出力信号を生成するしきい値検出器と、
前記磁場信号に応答して前記磁場信号の前記サイクルに関連付けられた遷移を有するピーク検出器出力信号を生成するピーク検出器と、
前記しきい値検出器およびピーク検出器に結合され、前記しきい値検出器出力信号およびピーク検出器出力信号の前記遷移を検出し、前記検出された遷移を使用して、前記遷移が起こるシーケンスが予期されたシーケンスから逸脱する場合にエラーを検出する回路と
を備えるセンサー。
【請求項２】
前記回路が、そうしたエラーが検出されたときに、前記エラーを示すレベルを有するエラー信号を生成するように動作する請求項１に記載のセンサー。
【請求項３】
前記回路が、前記ピークおよびしきい値出力信号の前記遷移を検出するエッジ検出回路、ならびに前記エッジ検出回路に結合され、前記遷移の検出に応答して前記エラー信号を生成するエラー検出回路を備える請求項２に記載のセンサー。
【請求項４】
前記エッジ検出回路が、前記ピーク検出器出力信号の各遷移を検出する第１のエッジ検出器および前記しきい値検出器出力信号の各遷移を検出する第２のエッジ検出器を備える請求項３に記載のセンサー。
【請求項５】
前記エラー検出回路が、前記エッジ検出回路に応答して、前記ピーク検出器出力信号および前記しきい値検出器出力信号の前記遷移の前記シーケンスを監視し、前記監視によって前記シーケンスが前記予期されたシーケンスから逸脱したことが検出されると、第１のエラーを示すレベルを有する第１の回路出力信号を生成する第１の回路を備える請求項４に記載のセンサー。
【請求項６】
前記第１の回路出力信号が前記エラー信号として提供される請求項５に記載のセンサー。
【請求項７】
前記第１の回路が、検出されたピーク検出器出力信号の遷移それぞれに応答してカウント値をインクリメントし、検出されたしきい値検出器出力信号の遷移それぞれに応答して前記カウント値をリセットするように構成されたカウンタを備え、前記カウント値をカウント限界値と比較し、前記カウント値が前記カウント限界値に達したときに、前記第１の回路出力信号レベルを前記第１のエラーを示す前記レベルに設定するコンパレータをさらに備える請求項５に記載のセンサー。
【請求項８】
前記第１の回路が、検出されたしきい値検出器出力信号の遷移それぞれに応答してカウント値をインクリメントし、検出されたピーク検出器出力信号の遷移それぞれに応答して前記カウント値をリセットするように構成されたカウンタを備え、前記カウント値をカウント限界値と比較し、前記カウント値が前記カウント限界値に達したときに、前記第１の回路出力信号レベルを前記第１のエラーを示す前記レベルに設定するコンパレータをさらに備える請求項５に記載のセンサー。
【請求項９】
前記エラー検出回路が、前記検出されたピーク検出器出力信号の遷移に応答して、現在のサイクルに対する前記検出されたピーク検出器出力信号の遷移に関連付けられた前記磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値を予期されたピーク・トゥ・ピーク値と比較し、前記比較に基づいて第２の回路出力信号を提供する第２の回路をさらに備える請求項５に記載のセンサー。
【請求項１０】
前記予期されたピーク・トゥ・ピーク値が、ターゲットの前の回転の対応するサイクルに対する前記磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値である請求項９に記載のセンサー。
【請求項１１】
前記第２の回路が、前記ピーク・トゥ・ピーク値を前記予期されたピーク・トゥ・ピーク値の所定の割合と比較するコンパレータを備える請求項９に記載のセンサー。
【請求項１２】
前記エラー検出回路が、前記第１の回路出力信号および前記第２の回路出力信号に基づいて前記エラー信号を生成する論理回路をさらに備える請求項９に記載のセンサー。
【請求項１３】
前記第１および第２のエッジ検出器のそれぞれが、検出された遷移それぞれにパルスを提供する出力信号を生成するように動作する請求項４に記載のセンサー。
【請求項１４】
前記しきい値検出器出力信号に応答する第１の入力部、前記ピーク検出器出力信号に応答する第２の入力部を有し、前記回路によって生成された前記エラー信号に基づいて前記しきい値およびピーク検出器出力信号のうちの１つを出力信号として選択する制御信号部を有する出力信号セレクタをさらに備える請求項２に記載のセンサー。
【請求項１５】
前記しきい値検出器が、第１のモードに続いて第２のモードで動作するように構成され、前記エラー信号の前記レベルがエラーを示すと、前記第１のモードでの動作に戻される請求項１４に記載のセンサー。
【請求項１６】
前記しきい値検出器が、再較正期間、前記第１のモードで動作する請求項１５に記載のセンサー。
【請求項１７】
前記再較正期間が完了すると、前記しきい値検出器が前記第２のモードでの動作を再開し、前記制御信号部の状態をリセットする信号を生成する請求項１６に記載のセンサー。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの検知素子が１対の検知素子を備え、前記磁場信号が前記１対の検知素子による差動検知に基づいた差動磁場信号である請求項１に記載のセンサー。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの検知素子のそれぞれが、ホール効果素子、磁気抵抗（ＭＲ）素子、または他のタイプの磁場感応性素子のうちの選択された１つである請求項１に記載のセンサー。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの検知素子のそれぞれを実施するために使用される材料が、ＩＶ族半導体またはＩＩＩ−Ｖ族半導体のうちの選択された１つである請求項１９に記載のセンサー。
【請求項２１】
前記強磁性体物体が硬強磁性体材料である請求項１に記載のセンサー。
【請求項２２】
前記強磁性体物体が、バイアス永久磁石によって磁化された軟強磁性体材料である請求項１に記載のセンサー。
【請求項２３】
少なくとも１つの検知素子を備える磁場信号生成回路であって、回転強磁性体物体の特徴部分が前記少なくとも１つの検知素子の前を通過すると、前記特徴部分を示す磁場信号を生成する、磁場信号生成回路と、
前記磁場信号に応答して前記磁場信号のサイクルに関連付けられた遷移を有するしきい値検出器出力信号を生成するしきい値検出器と、
前記磁場信号に応答して前記磁場信号の前記サイクルに関連付けられた遷移を有するピーク検出器出力信号を生成するピーク検出器と、
前記しきい値検出器およびピーク検出器に結合され、前記ピーク検出器出力信号の前記遷移を検出し、前記検出された遷移を使用して、現在のサイクルに対する前記検出された遷移に関連付けられた前記磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値が、所定量だけ予期されたピーク・トゥ・ピーク値と異なる場合に、エラーを検出する回路と
を備えるセンサー。
【請求項２４】
前記回路が、そうしたエラーが検出されたときに、前記エラーを示すレベルを有するエラー信号を生成するように動作する請求項２３に記載のセンサー。
【請求項２５】
前記回路が、前記ピーク・トゥ・ピーク値を前記予期されたピーク・トゥ・ピーク値の所定の割合と比較し、前記比較に基づいて前記エラー信号を設定するエラー検出回路を備える請求項２４に記載のセンサー。
【請求項２６】
前記予期されたピーク・トゥ・ピーク値が、前記ターゲットの前の回転の対応するサイクルに対する前記磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値である請求項２３に記載のセンサー。
【請求項２７】
前記しきい値検出器出力信号に応答する第１の入力部、前記ピーク検出器出力信号に応答する第２の入力部を有し、前記回路によって生成された前記エラー信号に基づいて前記しきい値およびピーク検出器出力信号のうちの１つを出力信号として選択する制御信号部を有する出力信号セレクタをさらに備える請求項２４に記載のセンサー。
【請求項２８】
前記しきい値検出器が、第１のモードに続いて第２のモードで動作するように構成され、前記エラー信号の前記レベルがエラーを示す場合に、前記第１のモードでの動作に戻される請求項２７に記載のセンサー。
【請求項２９】
前記しきい値検出器が、再較正期間、前記第１のモードで動作する請求項２８に記載のセンサー。
【請求項３０】
前記再較正期間が完了すると、前記しきい値検出器が前記第２のモードでの動作を再開し、前記制御信号部の前記状態をリセットする信号を生成する請求項２９に記載のセンサー。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの検知素子が１対の検知素子を備え、前記磁場信号が、前記１対の検知素子による差動検知に基づいた差動磁場信号である請求項２３に記載のセンサー。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの検知素子のそれぞれが、ホール効果素子、磁気抵抗（ＭＲ）素子、または他のタイプの磁場感応性素子のうちの選択された１つである請求項２３に記載のセンサー。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの検知素子のそれぞれを実施するために使用される材料が、ＩＶ族半導体またはＩＩＩ−Ｖ族半導体のうちの選択された１つである請求項３２に記載のセンサー。
【請求項３４】
前記強磁性体物体が硬強磁性体材料である請求項２３に記載のセンサー。
【請求項３５】
前記強磁性体物体がバイアス永久磁石によって磁化された軟強磁性体材料である請求項２３に記載のセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に回転運動センサーに、より詳細には回転運動検出用の磁場検知素子を利用するギヤ歯センサー（ＧＥＡＲ  ＴＯＯＴＨ  ＳＥＮＳＯＲ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターゲットの回転運動を検知する磁場センサーが知られている。ターゲットは、硬強磁性体（ｈａｒｄ  ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）（永久磁石）または軟強磁性体（ｓｏｆｔ  ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）のターゲットであってもよい。強磁性体ギヤターゲットの特徴部分を検出する磁場センサーは、「ギヤ歯センサー」として知られているセンサーの部類に属する。ギヤ歯センサーは、エンジン管理用途、アンチロックブレーキシステム、トランスミッションシステム、および他の産業または自動車システムにおける重要な要素である。
【０００３】
このタイプの磁場センサーでは、ターゲットの機械的なプロファイルに関連付けられた磁場が、ホール素子または磁気抵抗（ＭＲ）素子などの磁場検知素子によって検知される。ターゲットが軟強磁性体材料の場合、永久磁石をセンサーの近くに置いて、検知素子に磁場を提供することができる。ターゲットの特徴部分が検知素子を通過すると、検知素子が受ける磁場がターゲットのプロファイルに関連して変わる。検知素子は、検知された磁場に比例した信号を提供する。センサーは、磁場信号がしきい値を横切るごとに状態を変化させる出力信号を生成するように磁場信号を処理する。そうした出力を使用して、回転速度情報を提供することができる。
【０００４】
差動センサーと呼ばれる一部のセンサーは、差動配置で構成された少なくとも１対の検知素子を含む。差動磁場センサーでは、２つの検知素子によって提供される信号間の差を用いて、ターゲットの特徴部分の遷移を示す差動磁場信号を生成する。差動センサーは、差動磁場信号を処理して、差動磁場信号がしきい値を横切るごとに状態を切り替える出力信号を生成する。したがって、回転強磁性体ギヤの各特徴部分の接近および後退を検出することによって、結果として強磁性体ギヤの回転の典型的には矩形波表現である出力信号が得られる。
【０００５】
様々なタイプのしきい値に基づくメカニズムを使用して、出力信号を生成することができる。そうしたメカニズムの１つは、しきい値検出器またはピーク・トゥ・ピーク割合検出器（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ  ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と呼ばれる（本明細書ではしきい値検出器と呼ばれる）。この検出器は、ピーク・トゥ・ピークの磁場信号の割合（例えば、４０％および６０％）として規定されたしきい値を使用する。しきい値検出器の一タイプは、ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＯＦ  ＰＡＳＳＩＮＧ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＡＲＴＩＣＬＥＳ  ＷＨＩＬＥ  ＰＥＲＩＯＤＩＣＡＬＬＹ  ＡＤＡＰＴＩＮＧ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ（検知しきい値を周期的に適応させながらの通過する磁気物の検出）という名称の米国特許第５，９１７，３２０号に記載され、この特許は本従属出願の譲受人に譲渡されている。各しきい値は、直前の負および正のピークに基づいて決定される。磁場信号が（例えば、突然の大きな信号シフトのために）これらのしきい値の１つを横切らない場合、しきい値を更新することができない。しきい値が更新されない場合は、出力信号は、スイッチングを停止する。
【０００６】
傾斜作動（ｓｌｏｐｅ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ）、ピーク基準（ｐｅａｋ−ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ）、またはピーク検出器と呼ばれる（本明細書ではピーク検出器と呼ばれる）もう１つのメカニズムは、磁場信号の最新の正または負のピーク（すなわち、最新のピークまたは谷）を基準とする固定もしくは可変のしきい値を使用する。ピーク検出器では、しきい値は、所定量だけ磁場信号の正および負のピークと異なる。このタイプの検出器では、磁場信号が所定量だけピークまたは谷から離れるとき、出力信号は、状態を変化させる。ピーク検出器の一タイプは、ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＯＦ  ＰＡＳＳＩＮＧ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＡＲＴＩＣＬＥＳ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＰＥＡＫ−ＲＥＦＥＲＥＮＣＥＤ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ  ＤＥＴＥＣＴＯＲ（ピーク基準しきい値検出器を用いた通過する磁気物の検出）という名称の米国特許第６，０９１，２３９号に記載され、この特許は本従属出願の譲受人に譲渡されている。ピーク検出器の別の例は、本従属出願の譲受人にやはり譲渡されている、ＰＲＯＸＩＭＩＴＹ  ＤＥＴＥＣＴＯＲ（近接検出器）という名称の米国特許第６，６９３，４１９号に見出すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回転強磁性体物体の通過する特徴部分を正確に検出するためには、これらの回路は、磁場信号を綿密に追跡することができなければならない。典型的には、１つまたは複数のデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）を使用して、磁場信号を追跡するＤＡＣ信号を生成する。一部のアーキテクチャでは、１つのＤＡＣを使用して、磁場信号の正のピークを追跡し（ＰＤＡＣ）、もう１つのＤＡＣを使用して、磁場信号の負のピークを追跡する（ＮＤＡＣ）。他のアーキテクチャでは、単一のＤＡＣが、磁場信号の正負両方のピークを追跡する。
【０００８】
両方の検出スキームは、それぞれに利点および欠点を有する。ピーク検出器は、スイッチングに対してより堅固な手法をもたらす傾向があり、大きな信号ばらつきが存在してもスイッチングが保証される。ピーク検出器は、磁気的な異常がセンサーの機能性を損なう可能性がある自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）およびトランスミッション用途におけるセンサーに通常使用される。一方、しきい値検出器は、より高いスイッチング精度を提供する傾向がある。
【０００９】
一部のギヤ歯センサー・アーキテクチャは、振動と真の回転を区別するために、しきい値およびピーク検出の両方を組み込む。例としては、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ社から入手可能な差動ホール効果ギヤ歯センサーのＡＴＳ６５１ＬＳＨ、ＡＴＳ６５５／７ＬＳＨ、およびＡＴＳ６９２／３ＬＳＨファミリーが含まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一般に、一態様において、本発明は、少なくとも１つの検知素子を含む磁場信号生成回路であって、回転強磁性体物体の特徴部分が少なくとも１つの検知素子の前を通過すると、この特徴部分を示す磁場信号を生成する磁場信号生成回路と、磁場信号に応答してしきい値検出器出力信号を生成するしきい値検出器と、磁場信号に応答してピーク検出器出力信号を生成するピーク検出器とを含むセンサーを対象とする。しきい値およびピーク検出器の出力信号は、それぞれ磁場信号のサイクルに関連付けられた遷移を有する。また、センサーには、しきい値検出器およびピーク検出器に結合され、しきい値検出器出力信号およびピーク検出器出力信号の遷移を検出し、検出された遷移を使用して、遷移が起こるシーケンスが予期されたシーケンスから逸脱する場合にエラーを検出する回路が含まれる。
【００１１】
本発明の実施形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。
【００１２】
回路は、そうしたエラーが検出されたときに、エラーを示すレベルを有するエラー信号を生成するように動作することができる。回路は、ピークおよびしきい値出力信号の遷移を検出するエッジ検出回路、ならびにエッジ検出回路に結合された、遷移の検出に応答してエラー信号を生成するエラー検出回路を含むことができる。エッジ検出回路は、ピーク検出器出力信号の各遷移を検出する第１のエッジ検出器、およびしきい値検出器出力信号の各遷移を検出する第２のエッジ検出器を含むことができる。
【００１３】
エラー検出回路は、エッジ検出回路に応答してピーク検出器出力信号およびしきい値検出器出力信号の遷移のシーケンスを監視する、ならびに監視によってシーケンスが予期されたシーケンスから逸脱したことが検出されると、第１のエラーを示すレベルを有する第１の回路出力信号を生成する第１の回路を含むことができる。第１の回路出力信号は、エラー信号として提供されてもよい。第１の回路は、検出されたピーク検出器出力信号の遷移それぞれに応答してカウント値をインクリメントする、および検出されたしきい値検出器出力信号の遷移それぞれに応答してカウント値をリセットするように構成されたカウンタを含むことができる。第１の回路は、カウント値をカウント限界値と比較する、およびカウント値がカウント限界値に達したときに、第１の回路出力信号レベルを第１のエラーを示すレベルに設定するコンパレータをさらに含むことができる。第１の回路は、検出されたしきい値検出器出力信号の遷移それぞれに応答してカウント値をインクリメントする、およびピーク検出器出力信号の遷移それぞれに応答してカウント値をリセットするように構成されたカウンタを含むことができ、カウント値をカウント限界値と比較する、およびカウント値がカウント限界値に達したときに、第１の回路出力信号レベルを第１のエラーを示すレベルに設定するコンパレータをさらに含むことができる。
【００１４】
エラー検出回路は、検出されたピーク検出器出力信号の遷移に応答して現在のサイクルに対して検出されたピーク検出器出力信号の遷移に関連付けられた磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値を予期されたピーク・トゥ・ピーク値と比較する、およびこの比較に基づいて第２の回路出力信号を提供する第２の回路をさらに含むことができる。予期されたピーク・トゥ・ピーク値は、ターゲットの前の回転の対応するサイクルに対する磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値であってもよい。第２の回路は、ピーク・トゥ・ピーク値を、予期されたピーク・トゥ・ピーク値の所定の割合と比較するコンパレータを含むことができる。エラー検出回路は、第１の回路出力信号および第２の回路出力信号に基づいて、エラー信号を生成する論理回路をさらに含むことができる。第１および第２のエッジ検出器のそれぞれは、検出された遷移それぞれに対してパルスを提供する出力信号を生成するように動作することができる。
【００１５】
センサーは、しきい値検出器出力信号に応答する第１の入力部、ピーク検出器出力信号に応答する第２の入力部、および回路によって生成されたエラー信号に基づいて、しきい値およびピーク検出器の出力信号のうちの１つを出力信号として選択する制御信号部を有する出力信号セレクタをさらに含むことができる。第１のモードに続いて第２のモードで動作するように構成されている場合、エラー信号のレベルがエラーを示すと、しきい値検出器を第１のモードでの動作に戻すことができる。しきい値検出器は、再較正期間、第１のモードで動作することができる。再較正期間が完了すると、しきい値検出器は第２のモードでの動作を再開し、制御信号部の状態をリセットする信号を生成することができる。
【００１６】
少なくとも１つの検知素子は、１対の検知素子を含むことができ、磁場信号は、１対の検知素子による差動検知に基づいた差動磁場信号であってもよい。少なくとも１つの検知素子のそれぞれは、ホール効果素子、磁気抵抗（ＭＲ）素子、または他のタイプの磁場感応性素子のうちの選択された１つであってもよい。少なくとも１つの検知素子のそれぞれを実施するために使用される材料は、ＩＶ族半導体またはＩＩＩ−Ｖ族半導体のうちの選択された１つであってもよい。強磁性体物体は、硬強磁性体材料であってもよい。強磁性体物体は、バイアス永久磁石によって磁化された軟強磁性体材料であってもよい。
【００１７】
別の態様では、本発明は、特徴部分が少なくとも１つの検知素子の前を通過すると、回転強磁性体物体の特徴部分を示す磁場信号を生成する、少なくとも１つの検知素子を含む磁場信号生成回路と、磁場信号に応答してしきい値検出器出力信号を生成するしきい値検出器と、磁場信号に応答してピーク検出器出力信号を生成するピーク検出器と、を含むセンサーを対象とする。しきい値およびピーク検出器の出力信号はそれぞれ、磁場信号のサイクルに関連付けられた遷移を有する。また、しきい値検出器およびピーク検出器に結合され、ピーク検出器出力信号の遷移を検出し、検出された遷移を使用して、現在のサイクルに対して検出された遷移に関連付けられた磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値が所定量だけ予期されたピーク・トゥ・ピーク値と異なる場合に、エラーを検出する回路がセンサーには含まれている。
【００１８】
本発明の実施形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。
【００１９】
回路は、そうしたエラーが検出されたときに、エラーを示すレベルを有するエラー信号を生成するように動作することができる。回路は、ピーク・トゥ・ピーク値を予期されたピーク・トゥ・ピーク値の所定の割合と比較し、この比較に基づいてエラー信号を設定するエラー検出回路を含むことができる。予期されたピーク・トゥ・ピーク値は、ターゲットの前の回転の対応するサイクルに対する磁場信号のピーク・トゥ・ピーク値であってもよい。
【００２０】
センサーは、しきい値検出器出力信号に応答する第１の入力部、ピーク検出器出力信号に応答する第２の入力部、回路によって生成されたエラー信号に基づいてしきい値およびピーク検出器の出力信号のうちの１つを出力信号として選択する制御信号部を有する出力信号セレクタをさらに含むことができる。第１のモードに続いて第２のモードで動作するように構成されている場合、エラー信号のレベルがエラーを示すと、しきい値検出器を第１のモードでの動作に戻すことができる。しきい値検出器は、再較正期間、第１のモードで動作することができる。再較正期間が完了すると、しきい値検出器は、第２のモードでの動作を再開し、制御信号部の状態をリセットする信号を生成することができる。
【００２１】
少なくとも１つの検知素子は、１対の検知素子を含むことができ、磁場信号は、１対の検知素子による差動検知に基づいた差動磁場信号であってもよい。少なくとも１つの検知素子のそれぞれは、ホール効果素子、磁気抵抗（ＭＲ）素子、または他のタイプの磁場感応性素子のうちの選択された１つであってもよい。少なくとも１つの検知素子のそれぞれを実施するために使用される材料は、ＩＶ族半導体またはＩＩＩ−Ｖ族半導体の選択された１つであってもよい。強磁性体物体は、硬強磁性体材料であってもよい。強磁性体物体は、バイアス永久磁石によって磁化された軟強磁性体材料であってもよい。
【００２２】
本明細書で提示するセンサー・アーキテクチャは、並列に動作するしきい値検出器およびピーク検出器の情報を使用して、センサーの誤動作またはスイッチング精度の低下を引き起こす可能性がある磁場信号の異常を検出する。１つの機能は、両方の検出器の出力を監視して、情報が一致していないかどうか、例えば、１つの検出器は２度切り替わるが、他は切り替わらないということを判定する。そうである場合は、異常が検出され、この情報を用いて、なんらかの是正処置をとること、例えば、センサーを再始動させる、ユーザー／アプリケーションに診断メッセージを送る、またはスイッチング戦略を調整することができる。さらに、アーキテクチャにピーク検出器が存在することによって、すべてのピークの検出が可能となる。それゆえ、ピーク・トゥ・ピーク情報を用いて、複数回転にわたってターゲットの特徴部分の挙動を監視することができる。心振れ、歯と歯の間のばらつき、および他の機械的な異常の情報をセンサーの動作から容易に抽出することができる。したがって、センサーを使用して、磁場信号が劣化している場合でさえ、スイッチング精度を最適化することができる。
【００２３】
本発明の前述の特徴、ならびに本発明自体は、図面についての以下の詳細な説明からより完全に理解されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（強磁性体ギヤ歯の動き検出用の）例示的な差動磁場センサーのブロック図であり、このセンサーは、しきい値およびピーク検出器、しきい値およびピーク検出器の出力を監視するスイッチング事象監視制御論理ブロック、出力信号セレクタ、ならびに較正コントローラを含む。
【図２】バイアス磁石を備え、強磁性体歯車ターゲットのプロフィルに近接して置かれた（図１に示すような）センサーを含む例示的な検知構成の側面図である。
【図３Ａ】対応するピーク検出器出力信号およびしきい値検出器出力信号とともに差動磁場信号を表す波形である。
【図３Ｂ】対応するピーク検出器出力信号およびしきい値検出器出力信号とともに差動磁場信号を表す波形である。
【図４】例示的な一実施形態による図１のスイッチング事象監視制御論理ブロックの挙動を示す状態図である。
【図５】エッジ検出回路およびエラー検出回路を含む（図１の）スイッチング事象監視制御論理ブロックのブロック図である。
【図６】（図５の）エッジ検出回路の例示的な実施形態の論理回路図である。
【図７】（図５の）エラー検出回路の例示的な実施形態の論理回路図である。
【図８】図１の出力信号セレクタの例示的な実施形態の論理回路図である。
【図９】図１の較正コントローラの例示的な実施形態の論理回路図である。
【図１０】図１のしきい値検出器の例示的な実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１を参照すると、強磁性体ギヤ回転運動検出用の磁場センサー（「センサー」）１０が示されている。センサー１０は、磁場信号発生器１２、しきい値検出器１４、ピーク基準（またはピーク）検出器１６、スイッチング事象監視制御論理ブロック（または単に制御論理）１８、出力信号セレクタ２０、および較正コントローラ２２を含む。磁場信号発生器１２は、第１の検知素子出力２８ａおよび第２の検知素子出力２８ｂによってそれぞれ差動増幅器２６に結合された第１の検知素子（「ＳＥ１」）２４ａおよび第２の検知素子（「ＳＥ２」）２４ｂとして示す検知素子の少なくとも１つの差動検知構成を含む。差動増幅器２６は、その出力部で、差動磁場（「ＤＩＦＦ」）信号３０として示す磁場信号を生成する。ＤＩＦＦ信号３０は、２つの検知素子間の磁束密度の差を表わす。
【００２６】
ＤＩＦＦ信号３０は、しきい値検出器１４およびピーク検出器１６の両方に入力として提供される。しきい値検出器１４は、「ＰＯＳＣＯＭＰ」信号３２として示すしきい値検出器出力信号を生成する。ピーク検出器１６は、「ＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ」信号３４として示すピーク検出器出力信号を生成する。これらの検出器出力信号のそれぞれは、制御論理１８および出力信号セレクタ２０に入力として提供される。これらの入力に基づいて、制御論理１８は、エラーが生じたかどうかを示す出力信号（「ＥＲＲＯＲ」信号）３６を生成するように動作する。
【００２７】
「エラー」とは、検出器１４、１６の少なくとも１つが予期された結果から逸脱した結果をもたらしてしまうこと、例えば、１つの検出器の出力信号が、遷移が予期されるときにそうした遷移をしないこと、または現在のサイクル中に検出器によって検出されたピークが、やがて予期されたピークから、例えば、所定量だけ逸脱することを意味する。そうした逸脱は、例えばターゲットの回転の方向の変化、または機械的な不規則性、例えば歯と歯のばらつき、ぐらつき（ｗｏｂｂｌｅ）、心振れ（ｒｕｎ−ｏｕｔ）などの、ターゲットに関連付けられたある異常の結果として生じることがある。制御論理１８は、そうした逸脱を検出するように、およびエラーとしてこれらの逸脱にフラグを立てるように設計される。制御論理１８の出力信号であるＥＲＲＯＲ信号３６は、エラーが検出されたことを示す第１の論理レベル（例えば、アクティブハイ）およびエラーが検出されなかったことを示す第２の論理レベルを有する。制御論理１８の動作および制御論理１８のエラー検出能力について、以下でより詳細に、具体的には図４〜７を参照して説明する。
【００２８】
ＥＲＲＯＲ信号３６、および図示する実施形態においてしきい値検出器１４によって生成されるＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７として示す信号は、較正コントローラ２２に入力として提供され、この較正コントローラ２２が２つ制御信号を出力として生成する。２つの出力制御信号は、「ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ」信号３８として示す第１の制御信号、およびリセットしきい値（「ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ」）信号４０として示す第２の制御信号を含む。ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０は、しきい値検出器１４に入力として提供される。ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８は、出力信号セレクタ２０に提供される。信号３２、３４および３８に応答して、出力信号セレクタ２０は、検出器出力信号３２および３４のうちの選択された１つを出力信号（ＯＵＴＰＵＴ）４２としてセンサー出力部（ＯＵＴ）４４で提供する。また、図には、センサー１０の様々なクロック制御されたサブ回路が使用する（まとめて、ＣＬＫ４８として示す）クロック信号を生成するクロック発生器４６が示されている。
【００２９】
応用において、センサー１０が、ターゲット、より具体的には、歯車などの回転強磁性体物に近接して置かれるとき、センサー出力信号４２は、回転の速度を示す。この出力信号を、ユーザーまたは応用にとって利用できるようにする。強磁性体物または物体が、硬強磁性体材料もしくは軟強磁性体材料であってもよいことを認識されるであろう。
【００３０】
磁場信号発生器１２が単一の差動チャネルの実施態様として示されているが、２つ以上の差動チャネルを使用することができる。複数の差動チャネルを実現するためには、複数対の検知素子および差動増幅器が必要である。あるいは、磁場信号発生器１２は、単一の検知素子、例えばＳＥ１のみが必要なシングルポイントの実施態様として提供されてもよい。シングルポイントの実施態様では、（図１の差動増幅器２６によって行なわれる）差動機能は必要ではない。それでもなんらかの磁場信号増幅は、間違いなく必要である。
【００３１】
外部の電源電圧は、ＶＣＣ端子すなわち入力部５０でセンサー１０に提供されてもよい。センサーのサブ回路は、ＶＣＣバス５２を介してＶＣＣ入力部５０に結合され、内部ＧＮＤ接続部５６によってグラウンド（ＧＮＤ）端子５４に接続される。
【００３２】
センサー１０は、様々な回路素子が形成される半導体基板を含む集積回路（ＩＣ）の形態で提供されてもよい。そうしたＩＣのＩ／Ｏインターフェースが破線５８によって図に示されている。パッケージ化されたＩＣは、ＶＣＣ入力部すなわち端子５Ｏ、ＧＮＤ端子５４、および出力部（ＯＵＴ）４４のそれぞれに対応する少なくとも１つのピンを有する。センサーまたはセンサーＩＣ１０は、図示しない他の特徴および信号を備えることができる。ＩＣの機能性、すなわちＩＣ内部に含まれる回路素子を特定の用途に適するように変えることができることを認識されるであろう。
【００３３】
図２は、磁場センサー１０が、回転ターゲットのプロファイル６２に対して半径方向の検知位置に配置された例示的な検知構成６０を示す。回転ターゲットのプロファイル６２の動きの方向は、矢印６４によって示されている。ターゲットのプロファイル６２は、磁場センサー１０の「正面」に面する。図示する構成では、磁場センサー１０は、差動検知デバイスであり、そういうものとして、ターゲットのプロファイル６２に対する位置における磁場強度の変化に応答して差動信号を生成する２つの検知素子２４ａおよび２４ｂを含む。
【００３４】
図２では、ターゲットのプロファイル６２は、突起した特徴部分（例えば歯）６６に続く、典型的には谷もしくは凹部（またはノッチ）と呼ばれるギャップ６８の互い違いのパターンによって画成される。歯または他のタイプの突起した特徴部分は、設計要件に基づいて様々な形状を有することができる。これらの特徴部分は、図示するように正方形である必要はない。ターゲットのプロファイルのパターン、例えば図２に示すパターンは、回転ターゲット、例えば歯車ホイールなどの強磁性体物体の外周に沿って、図２に示すように半径方向に（すなわちギヤの外側リムまたはエッジに沿って）、あるいは軸方向に（図示せず）設けられてもよい。
【００３５】
一部の検知構成、例えば軟強磁性体材料からなる物体の特徴部分が検出されることになる検知構成では、磁気バイアスが使用されてもよい。そうした装置を図２に示す。図２の例示する構成６０では、磁場は、バイアス永久磁石７０によって提供される。磁石７０のＳ極またはＮ極は、図示するように、センサー１０に、例えば、センサーの裏面に取り付けられて（またはセンサーの近くに置かれて）もよい。磁石およびセンサーは、サブ組立体としてケース７２内に一緒に封入されてもよい。このサブ組立体は、図示するように、磁束集中器（ｆｌｕｘ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）、例えば、磁石７０とセンサー１０間に配置された磁束集中器７４をさらに含むことができる。
【００３６】
図１には示されていないが、出力段は、検出された（歯の前縁部および／または後縁部などの）ターゲットのプロファイルの遷移を示すセンサー出力信号４２をセンサー出力部（ＯＵＴ）に提供する。出力段は、トーテムポール・プッシュプルまたはオープンドレイン、オープンコレクタ出力構成として実施されてもよい。このタイプの構成は、典型的な構成である。そうした出力部を備えたデバイスは、「３線式（ｔｈｒｅｅ−ｗｉｒｅ）」デバイスと呼ばれることがある。３線式デバイスが図１に示されている。あるいは、出力段は、センサーの２つデジタル出力状態を表わす２つのレベルの電流を提供する電流源出力構造として実施されてもよい。一実施形態では、出力電流は、電源／ＧＮＤ線上で提供され、電流源出力構造を使用することによって、出力部４４の必要がなくなる。電流出力構造を備えたこのタイプのデバイスは、「２線式（ｔｗｏ−ｗｉｒｅ）」デバイスと呼ばれることがある。あるいは、出力は、アイ・スクウェア・シー回路（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）（Ｉ２Ｃ）、シリアル周辺インターフェース（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＳＰＩ）、シングル・エッジ・ニブル伝送（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｅｄｇｅ  Ｎｉｂｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）（ＳＥＮＴ）のようなプロトコル、または自動車、産業、もしくは消費者用途で使用される他のプロトコルでコード化されてもよい。
【００３７】
図示されていない磁場センサー１０の他の態様が既知の技法および設計によって実施されてもよい。デバイスは、検知素子の磁場信号からセンサー出力を生成するようにまとまって動作する様々な他の回路を含んでもよいことが理解されるだろう。例えば、アンプおよび他の回路が各検知素子と差動増幅器との間に結合され、磁場を増幅し、任意選択で他の機能、例えば動的なオフセットキャンセル（すなわち、チョッパー安定化）、自動利得制御（ＡＧＣ）、およびオフセット調整を実施することができる。あるいは、または加えて、そうした機能は、他のどこかに、例えば、差動増幅器と検出器１４、１６との間に設けられてもよい。
【００３８】
この、および他の実施形態における磁場検知素子２４ａ（または２４ｂ）は、限定されないが、ホール効果素子、磁気抵抗素子、または磁気トランジスタであってもよい。知られているように、異なるタイプのホール効果素子、例えば、平面のホール素子、垂直のホール素子、円形垂直ホール（ＣＶＨ）素子（Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｈａｌｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）がある。また知られているように、異なるタイプの磁気抵抗素子、例えば、インジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）などの半導体磁気抵抗素子、巨大磁気抵抗（ｇｉａｎｔ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）（ＧＭＲ）素子、異方性磁気抵抗素子（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）（ＡＭＲ）、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）、および磁気トンネル接合（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｕｎｎｅｌ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ）（ＭＴＪ）がある。検知素子２４ａ（または２４ｂ）は、単一の素子を含んでもよく、あるいは様々な構成、例えば、ハーフブリッジまたはフル（ホイートストン（Ｗｈｅａｔｓｔｏｎｅ））ブリッジで配置された２つ以上の素子を含んでもよい。デバイスタイプおよび他の用途要件に応じて、検知素子２４ａ（または２４ｂ）は、シリコン（Ｓｉ）またはゲルマニウム（Ｇｅ）などのＩＶ族半導体、あるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム化合物、例えばインジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）のようなＩＩＩ−Ｖ族半導体からなるデバイスであってもよい。ＧＭＲ素子は、スピンバルブＧＭＲまたは他のＧＭＲタイプであってもよい。個別の検知ダイが使用される場合、検知ダイは、異なる技術、例えば、ガリウム砒素、Ｇｅ、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどから作られてもよい。
【００３９】
背景技術において上で論じたように、ピーク検出器１６などのピーク検出器は、入力信号、すなわち磁場信号（例えば、差動検知構成におけるＤＩＦＦ信号３０）を追跡し、入力信号のピークと関連するしきい値で切り替わる。しきい値検出器１４などのしきい値検出器は、その入力信号が比較されるレベルを印加して、スイッチングを引き起こす。これらのしきい値は、ピーク・トゥ・ピークの振幅の割合（例えば、８５％および１５％、または６０％および４０％）として規定される。図示する実施形態では、検出器１４、１６は両方とも、絶対的なしきい値（例えば、ゼロ交差しきい値）とは対照的に追跡に基づく相対的なしきい値を利用すると見なされる。
【００４０】
一実施形態において、以下でより完全に説明するように、しきい値検出器１４は、本明細書で「回転しきい値モード（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｍｏｄｅ）」（ＲＴＭ）と呼ばれるモードで動作するしきい値検出器として実施される。このモードを備えたしきい値検出器は、「前の」しきい値（前のサイクルまたは前の回転の前のサイクルに対して生成されたしきい値）の履歴を保持し、１つまたは複数の前のしきい値を使用して、現在のサイクルのしきい値を定める。ＲＴＭを備えた、しきい値検出器１４などのしきい値検出器は、２０１０年６月４日に出願された「Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ａ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｕｓｅｄ  ｉｎ  ａ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ」（動き検出器において使用されるしきい値信号を生成するための回路および方法）という名称の米国特許出願第１２／７９３，８１３号に記載されたアーキテクチャの特徴を含むように実施されてもよく、この出願全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００４１】
図３Ａおよび３Ｂは、差動磁場信号に対して検出器１４および１６によって行なわれる出力のスイッチングを説明する波形を示す。図３Ａは、機械的なターゲットのプロファイルに対応する差動磁場信号波形８２を含む波形８０を示す。（所与のサイクルの）正および負のピークは、ターゲットの特徴部分のエッジに対応する。上で論じたように、センサー１０は、回転ターゲット上の機械的な特徴部分を表すデジタル情報を提供することができる。波形は、機械的なプロファイが誘起する磁気的なプロファイルを通して、機械的なプロファイルをセンサーのデジタル出力信号に変換したものを示す。図示する波形は、歯の前縁部（センサーによって検出されるような機械的な立ち上がり縁部）がセンサーのパッケージ面を通過すると、結果としてハイ（ＩＣＣ（Ｈ）またはＶＯＵＴ（Ｈ））からローへの出力の切り替わりをもたらす、ターゲットおよびセンサーの向きに対する特定の出力極性を示す。この構成では、歯がパッケージに最も近いターゲットの特徴部分のとき、出力は、その低い極性に切り替わる。回転方向が逆になる場合は、出力極性は反転する。
【００４２】
また、波形８０は、ピーク検出器出力信号波形８４およびしきい値検出器出力信号波形８６を含む。波形８４の出力信号は、波形８２の信号が点８８ａで正のピーク基準しきい値を横切るとき、切り替わり（または１つの状態から別の状態に遷移し）、次いで信号が点８８ｂで負のピーク基準しきい値を横切るとき、再び切り替わる。波形８２の信号がしきい値を横切るとき、波形８６の信号も切り替わる。しきい値検出器の場合には、しきい値は、ピーク・トゥ・ピークの信号の割合として定められる。簡単にするため、図３Ａは、５０％のしきい値設定を示す。したがって、波形８２の信号が差動磁場信号の下向きの傾斜および上向きの傾斜上の５０％のしきい値を横切るとき、波形８６の信号が切り替わる。これらの点を参照数字８９ａおよび８９ｂによって示す。並列に動作している場合、検知器出力信号波形８４および８６は、ピーク検出器およびしきい値検出器に対して予期されたシーケンスの遷移を示す。半サイクルそれぞれについて、ピーク検出器の（例えば、点８８ａでの）遷移の後に、しきい値検出器の（例えば、点８９ａでの）遷移が続く。この遷移の後に、ピーク検出器の（例えば、点８８ｂでの）遷移が続く。典型的な予期されるシーケンスは、交互する遷移（または、スイッチング事象）からなり、ピーク検出器の遷移の後に、対応するしきい値検出器の遷移が続く。検出器出力信号に対する遷移の極性はさまざまに規定されてもよいことに留意されたい（すなわち、ＨからＬへの遷移がＬからＨであってもよく、ＬからＨの遷移がＨからＬであってもよい）。検出器出力信号の極性は、任意に規定されうる。
【００４３】
図３Ｂは、しきい値検出器１４のスイッチングとピーク検出器１６のスイッチングとの間の不一致の例を示す。この不一致は、例えば、この図に示すように、方向の変化に起因する磁気プロファイルの異常によって生成されることがある。図３Ｂを参照すると、波形９０は、方向の変化に遭遇するターゲットのプロファイルに応答して生成される差動磁場信号波形９２を含む。また、ピーク検出器およびしきい値検出器の出力信号に対する波形９４および９６をそれぞれ示す。しきい値は、図３Ａの波形と同じである。この図では、ピーク検出器の遷移は、９８ａ、９８ｂ、９８ｃ、９８ｄ、９８ｅおよび９８ｆによって示す点で起きる。しきい値検出器の遷移は、同じ時間間隔で、９９ａ、９９ｂおよび９９ｃによって示す点で起きる。差動磁場信号によって差動検知されるような方向の変化が時間ｔＡのあたりで起きる。方向の変化によってピーク検出器の出力信号が点９８ｄで切り替わるが、しきい値出力信号は、差動磁場信号が５０％のしきい値交差点に達しないため、切り替わらないことが図からわかる。したがって、しきい値検出器の出力信号の対応する遷移が後に続かない、点９８ｃおよび９８ｄでの２つの連続したピーク検出器の遷移がある。
【００４４】
そうした不一致が起こらない場合でさえ、説明するように、センサーは、ピーク検出器１６の動作を使用して、現在のサイクルに対する実際のピーク・トゥ・ピーク値を、対応する前のピーク・トゥ・ピーク値、すなわち直前の回転（または周回）の対応するサイクルに対するピーク・トゥ・ピーク値と比較することによって、この種のならびに他の異常を検出することができる。いずれにせよ、図１を参照すると、ＥＲＲＯＲ信号３６を使用して、検出（またはスイッチング）戦略を変化させる、例えば、しきい値検出器１４をあるモードから別のモードに変化させる、または出力信号セレクタ２０によってセンサーの出力部４４で提示される信号をしきい値検出器出力信号からピーク検出器出力信号に変更する、あるいは他の処置を講ずることができる。
【００４５】
図４は、図３Ａ〜３Ｂに示すようなスイッチング事象のシーケンスの状態図表現１００、および不一致を検出する際の制御論理１８の挙動を示す。各状態は、円によって表わされ、状態間の遷移は、各円を接続する有向線によって示される。各円の内部の２ビットの２進数によって、円が表わす状態が識別される。右端のビットは、しきい値検出器出力信号に対応し、他のビットは、ピーク検出器出力信号に対応する。第１の状態（「１１」、「Ｇｏｏｄ」）１０２は、ピーク検出器出力信号が論理１で、しきい値検出器出力信号が論理１のときの検出器出力信号の状態に相当する。次の状態（「０１」、「Ｇｏｏｄ２」）１０４は、ピーク検出器出力信号が論理０に遷移した後の検出器出力信号の状態に相当する。次の状態（「００」、「Ｇｏｏｄ３」）１０６は、しきい値検出器出力信号が論理０に遷移した後の検出器出力信号の状態に相当する。次の状態（「１０」、「Ｇｏｏｄ４」）１０８は、ピーク検出器出力信号が論理１に遷移した後の出力信号の状態に相当する。しきい値検出器出力信号が論理１に遷移すると、矢印１１０によって示すように、シーケンスは、両方の検出器出力信号が論理１の状態１０２に戻る。したがって、検出器出力信号の対が予期した通りに遷移する場合、遷移のシーケンスは、状態１、状態２、状態３、状態４、状態１．．．（すべて「良好」または予期した状態）である。エラーまたは予期したシーケンスからの逸脱が起こる場合、例えば、状態２の後に、ピーク検出器出力信号が（矢印１１２によって示すように）論理１に遷移する、または状態４の後に、ピーク検出器出力信号が（矢印１１４によって示すように）論理０に遷移する場合、「エラー」状態（「Ｅｒｒｏｒ１”）１１６に達する。エラー状態は、矢印１１８によって示すように、なんらかの是正措置の開始をもたらす。
【００４６】
図５は、ブロック１８の機能性が、２つの部分またはユニット（または回路）である、エッジ検出ユニット（またはエッジ検出器）１２０およびエラー検出ユニット（またはエラー検出器）１２２に分割されている、例示的な一実施形態による制御論理１８のブロック図の全体像を示す。エッジ検出ユニット１２０は、入力として、しきい値検出器１４からＰＯＳＣＯＭＰ信号３２を、ピーク検出器１６からＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４を、および（図１の）クロック発生器４６からクロック信号４８ａとして示すクロック信号を受け取る。クロック信号４８ａによって提供されるクロックパルスがエッジ検出ユニット１２０の回路に印加されると、エッジ検出ユニット１２０は、２つの信号である、「ＰＣ＿ＥＤＧＥ」信号１２４として示すしきい値出力エッジ検出信号、および「ＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ」信号１２６として示すピーク検出器出力エッジ検出信号を生成する。ＰＣ＿ＥＤＧＥ信号１２４は、あるレベルを有し、またはＰＯＳＣＯＭＰ信号３２に対して検出されるエッジもしくは遷移を示すパルスを提供する。ＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ信号１２６は、あるレベルを有し、またはＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４に対して検出されるエッジもしくは遷移を示すパルスを提供する。ＰＣ＿ＥＤＧＥ信号１２４およびＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ１２６信号は、エラー検出ユニット１２２に入力として提供され、このエラー検出ユニット１２２も、クロック信号４８ｂとして示すクロック信号を受け取る。入力１２４、１２６および４８ｂに応答して、ならびに図６に関してより詳細に説明するように、エラー検出ユニット１２２は、エラー信号３６を生成する。
【００４７】
図６は、例示的な一実施形態によるエッジ検出ユニット１２０の詳細を示す。エッジ検出器１２０は、しきい値検出器のＰＯＳＣＯＭＰ信号３２のエッジまたは遷移（またはスイッチング事象）を検出するための第１のエッジ検出器１３０ａを含む。エッジ検出器１２０は、ピーク検出器のＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４のエッジまたは遷移（またはスイッチング事象）を検出するための第２のエッジ検出器１３０ｂをさらに含む。図示する実施形態では、エッジ検出器１３０ａ、１３０ｂは、クロック制御（ｃｌｏｃｋｅｄ）Ｄフリップフロップ１３２ａ、１３２ｂ、および排他的ＯＲゲート（ＸＯＲ）１３４ａ、１３４ｂによってそれぞれ実施される。最初にエッジ検出器１３０ａを考えると、Ｄフリップフロップ１３２ａは、ＰＯＳＣＯＭＰ信号３２およびクロック信号４８ａを入力として受け取る。Ｑ出力の出力１３６ａ、およびＰＯＳＣＯＭＰ信号３２は、ＸＯＲゲート１３４ａに提供され、このＸＯＲゲート１３４ａがＰＣ＿ＥＤＧＥ信号１２４を出力として生成する。第２のエッジ検出器１３０ｂは、エッジ検出器１３０ａと同じ構成を有するが、Ｄ入力としてＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４を使用する。したがって、Ｄフリップフロップ１３２ｂは、入力としてＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４、およびクロック信号４８、例えば、Ｄフリップフロップ１３２ａに提供される同じクロック信号を受け取る。Ｑ出力の出力１３６ｂ、およびＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４は、ＸＯＲゲート１３４ｂに提供され、このＸＯＲゲート１３４ｂがＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ信号１２６を生成する。エッジ検出器は、両方とも同じ様に動作する。Ｄフリップフロップがクロックされると、出力Ｑは、Ｄ入力に設定される。ＸＯＲ出力は、Ｄ入力の状態に変化がある場合にのみ、一時的に論理１になる。したがって、ＰＣ＿ＥＤＧＥ信号１２４は、ＰＯＳＣＯＭＰ信号３２の各エッジ（または遷移）でパルスを提供するように生成される。同様に、ＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ信号１２６は、ＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４の各エッジ（または遷移）でパルスを提供するように生成される。
【００４８】
図７は、例示的な一実施形態によるエラー検出ユニット１２２の詳細を示す。図示する実施形態では、エラー検出ユニット１２２は、ＯＲゲート１４４として示す論理回路に結合された第１の回路（またはエラー検出器）１４０および第２の回路（またはエラー検出器）１４２を含む。ＯＲゲートの入力は、検出器１４０および１４２の出力である。第１のエラー検出器１４０の出力は、第１の出力（またはＯＲゲートの入力）１４６として示され、第２のエラー検出器１４２の出力は、第２の出力（またはＯＲゲートの入力）１４８として示される。ＯＲゲート１４４は、その出力部で、入力１４６および１４８の論理和（または他の等価な演算）に基づくＥＲＲＯＲ信号３６を提供する。すなわち、入力信号の少なくとも１つが論理１を表わすレベルを有するとき、ＥＲＲＯＲ信号も論理１を表わすレベルを有する。そうでない場合は、ＥＲＲＯＲ信号のレベルは、論理０を有する。
【００４９】
この特定の実施形態では、エラー検出ユニット１２２は、エラー検出器１４０および１４２の両方の結果に基づいてエラーを検出するように設計されている。エラー検出器１４０、１４２の一方のみの出力の、または両方のエラー検出器１４０、１４２の出力のエラーによって、結果として出力３６のエラーを示すことができる。
【００５０】
例えば、および以下でさらに論じるように、ユニット１２２は、エラー検出器１４０を用いて、しきい値またはピーク検出器（検出器１４、１６）の１つが、予期した通りに遷移しない場合に、「シーケンス外れ（ｏｕｔ−ｏｆ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）」のエラーを検出することができる。この挙動ついては、図４の状態図で以前に説明した。この「遷移ミス（ｍｉｓｓｅｄ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）」または「シーケンス外れ」タイプのエラーは、様々な理由で、例えばターゲットが方向を変化させた場合に起こることがある。方向の変化に関連するエラーが図３Ｂに示され、この図は、ピーク検出器の出力信号が方向の変化の前後で遷移すること示したが、しきい値検出器の出力信号は、方向の変化の直後には遷移しなかった。加えて、図示する実施形態では、ユニット１２２は、第２のエラー検出器１４２を用いて、検出器１４、１６の一方の側で「遷移ミス」を生じさせることができない問題を検出することができる。
【００５１】
図７の例示的な実施形態では、エラー検出器１４０は、カウントに基づく手法を使用し、カウンタ１５０、および「２以上の」（「≧２」の）比較演算器として機能するコンパレータ１５２を用いて実施される。カウンタ１５０は、そのＩＮＣＲＥＭＥＮＴおよびＲＥＳＥＴ入力としてそれぞれ、２つの信号ＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ１２６およびＰＣ＿ＥＤＧＥ１２４、ならびにクロック信号４８ｂを受け取る。カウンタ１５０は、その出力として、カウント値１５４を生成し、カウンタ１５０は、このカウント値１５４をコンパレータ１５２に提供する。カウンタ１５０は、ＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ信号１２６によって示される各ピーク検出器の遷移またはエッジに対してカウンタ１５０のカウント値をインクリメントし、ＰＣ＿ＥＤＧＥ信号１２４によって示される各しきい値検出器の遷移またはエッジに対してリセットを行なう。コンパレータの出力（第１の出力１４６）を使用して、論理演算器の結果が真、すなわち、カウント値１５４が２以上の場合にエラーを示す。また、「シーケンス外れ」タイプのエラーを検出する他の実施態様が可能である。
【００５２】
第２のエラー検出器１４２は、異なる手法である、しきい値検出器の出力を利用しない手法をとる。代わりに、第２のエラー検出器１４２は、ＤＩＦＦ信号、すなわち特定の入力特徴部分、例えばギヤ歯に対して生成されたＤＩＦＦ信号の現在のサイクル中の（ＤＤＩＦＦとして示す）ＤＩＦＦ信号のデジタルのピーク・トゥ・ピーク値を比較し、このピーク・トゥ・ピーク値を、その同じ特徴部分、例えばギヤ歯に対してピーク検出器によって検出されるような直前のピーク・トゥ・ピーク値（直前の回転）と比較する。この手法では、センサーが、記憶素子の内部に、例えば、（ＤＩＦＦ信号である「ＤＤＩＦＦ」信号のデジタル表現に対する）ピーク・トゥ・ピークの履歴（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ  Ｈｉｓｔｏｒｙ）１６０である、各回転中にまたはある所望の数の直近の回転中に各特徴部分（サイクル）に対してピーク検出器によって検出される正および負のピークに対するデジタルのピーク・トゥ・ピーク値を記憶することが必要である。例えば、Ｍが、ピーク・トゥ・ピークの情報がメモリに保持されるべき所望の回転数（ここでＭは現在の回転に対する値、Ｍ−１は直前の回転である）、「Ｎ」が特徴部分（例えば歯）の数を示し、ｎがピーク・トゥ・ピーク値をデジタル値として表わすために用いられるビット数である場合、履歴は、Ｍ個のｎビット値を記憶するように構成されてもよく、例えば、履歴は、ｎ×Ｍ（ｎビット幅×Ｍ個のｎビットのワード長）の記憶レジスタ（またはバッファメモリー、あるいは他のタイプのデータ記憶素子）を各特徴部分の数１、２、Ｎ−１、Ｎに対して使用することができる。あるいは、ピーク・トゥ・ピーク値を記憶する代わりに、履歴は、個々の正および負のピーク値を記憶してもよい。必要に応じてピーク値からピーク・トゥ・ピーク値を導出するために、論理回路は、サンプル（すなわち、特徴部分および回転）選択論理回路をともに備えることができる。可能性のある一実施態様では、ピーク・トゥ・ピークの履歴は、いつ新しいデータをサンプリングすべきか、および出力データを変化させるべきかをメモリに伝える入力を含むことができる。
【００５３】
例示的な一実施形態では、図７に示すように、第２のエラー検出器１４２は、現在の回転中に検出されるような現在検出される特徴部分の正（または負）のピークに対応する第１のｎビットシフトレジスタ１６２ａ、および現在の回転中に検出されるような現在検出される特徴部分の負（または正）のピークに対応する第２のｎビットシフトレジスタ１６２ｂを含む１対のｎビットシフトレジスタを含む。シフトレジスタ１６２ａ、１６２ｂそれぞれは、それぞれのシフトレジスタ入力部（ＩＮ）を介して、現在の特徴部分・サイクルに対応する（３０’としてＤＤＩＦＦ値として示す）ＤＩＦＦ信号３０のデジタル版を受け取るように構成される。両方のシフトレジスタは、ＬＯＡＤ制御としてＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ信号１２６およびクロック信号４８ｂを受け取る。シフトレジスタ１６２ａ、１６２ｂに対する出力線は、参照数字１６４ａ、１６４ｂによってそれぞれ示される。クロックが入力され、ＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ信号１２６によって入力データのロードがイネーブルになると、シフトレジスタ１６２ｂに、現在の半サイクルのＤＤＩＦＦ（正または負のピーク）値がロードされる。直前にこのシフトレジスタにロードされた直前の半サイクルの値が、出力され、シフトレジスタ１６２ａにロードされる。また、エラー検出器１４２は、加算器素子１６８、コンパレータ（または論理演算器）１７０、および直前の回転中に観測されたものと同じ特徴部分／サイクルに対するピーク・トゥ・ピーク値に対応する別の入力値１７４に適用されるマルチプライヤ素子１７２を含む。この入力値は、ＰＫＰＫ＿ＥＸＰＥＣＴＥＤ１７４として示され、Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ  Ｈｉｓｔｏｒｙ１６０によって提供される（または、Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ  Ｈｉｓｔｏｒｙ１６０から検索される）。シフトレジスタ１６２ａ、１６２ｂの出力は、各レジスタに現在のサイクルに対する正および負のピークがロードされた後、加算器素子１６８で加算され、現在のサイクルに対する現在のピーク・トゥ・ピーク値（ＰＫＰＫ＿ＰＫ）である値１７６を生成する。ＰＫＰＫ＿ＥＸＰＥＣＴＥＤ値１７４に、ある所定のまたは相対的な量（「ｘ」％、例えば、図示するようにここではｘ＝７５）がマルチプライヤ素子１７２によって掛け合わせられる。その結果である値１７８、およびＰＫＰＫ＿ＰＫ値１７６がコンパレータ１７０に入力として印加される。したがって、コンパレータ１７０は、現在の値１７６が直前の（ＰＫＰＫ＿ＥＸＰＥＣＴＥＤ）値１７４（すなわち、直前の回転中に特徴部分に対して観測されたものに基づいてその特徴部分に対して予期された値）のｘ％未満かどうかを判定する。そうである（すなわち、比較器出力がＴＲＵＥである）場合は、コンパレータの出力である出力１４８は、エラーを示す。あるいは、または加えて、コンパレータは、ＰＫＰＫ＿ＰＫ値１７６が、ある所定のまたは相対的な量だけＰＫＰＫ＿ＥＸＰＥＣＴＥＤ値１７４よりも大きいかどうかをチェックすることができる。別の選択肢として、ＰＫＰＫ＿ＥＸＰＥＣＴＥＤ値１７４を入力としてコンパレータ１７０に直接印加することができる。
【００５４】
上述したように、ピーク・トゥ・ピーク履歴１６０は、記憶装置、例えば、ターゲットのＭ回転、および１回転当たりのＮサンプルに関連付けられたサンプルを保持するようにサイズが調整されたレジスタの集合または他の適切な形態の記憶装置を含むことができる。一部の実施形態において、ピーク・トゥ・ピーク履歴は、磁場信号１８のＭ×Ｎマルチビット（例えば、図示するようなｎビット）のピーク・トゥ・ピーク・サンプル、すなわちピーク・トゥ・ピーク・サンプルの履歴を保持するように設計されてもよい。記憶装置は、ＰＣ＿ＰＫ＿ＥＤＧＥ信号のエッジ検出によるＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号の正および負のエッジそれぞれに関連付けられたそれぞれのピーク値を記憶することができる。他の実施形態では、および図示するように、記憶装置は、磁場信号の所与のサイクルに対するピークサンプルから生成されたそれぞれのピーク・トゥ・ピーク値（例えば、加算器１６８によって決定されるＰＫＰＫ＿ＰＫ値１７６）を記憶することができる。
【００５５】
履歴１６０の内部の詳細は示されていないが、履歴１６０は、制御論理も含むことができ、この制御論理によって、履歴１６０がｎビットのサンプルを利用可能なように記憶することができ、適切なｎビットのサンプルそれぞれを「ＰＫＰＫ＿ＥＸＰＥＣＴＥＤ」値１７４として使用するために可能性のある記憶されたサンプルの中から検索することを管理することができることを理解されるであろう。
【００５６】
このようにピーク・トゥ・ピークのサンプルの履歴を保持し、使用する１つの特別な理由は、特定の特徴部分に関連付けられたピーク・トゥ・ピーク値が、回転と回転との間で著しく逸脱する場合、この逸脱を使用して、エラー信号３６でエラーを示すことができるためである。
【００５７】
ピーク・トゥ・ピーク履歴１６０がエラー検出器１４２の一部としてここでは示されているが、ピーク・トゥ・ピーク履歴１６０は、センサーのどこか他のところに常駐することができ、例えば、ピーク・トゥ・ピーク履歴１６０は、ピーク検出器１６の一部として含まれてもよい。実際、エラー検出器の比較用にＰＫＰＫ＿ＰＫ値１７６およびＰＫＰＫ＿ＥＸＰＥＣＴＥＤ値１７４を生成するために使用される記憶素子および回路のすべてが、ピーク検出器１６の一部であってもよい。
【００５８】
他の実施形態は、もちろん、これらのエラー検出器ブロックの一方または他方を単独で使用することができる。例えば、代替の一実施形態では、エッジ検出ユニット１２０は、エッジ検出器１３０ａおよび１３０ｂの両方を含むことができ、エラー検出ユニット１２２は、ブロック１４０のみを含むことができる。代替の実施形態では、エッジ検出ユニット１２０は、エッジ検出器１３０ｂのみを含むことができ、エラー検出ユニット１２２は、ブロック１４２のみを含むことができる。これらの代替の実施形態のいずれかにおいて、論理回路１４４を省略することができ、エラー検出ユニット１２２の出力は（その出力がブロック１４０の出力であろうとブロック１４２の出力であろうと）、エラー信号３６として直接提供される。
【００５９】
第２のエラー検出器１４２は、しきい値およびピーク検出器の両方が予期した通りに（例えば、ある時間にわたってＤＩＦＦ信号のピーク・トゥ・ピーク振幅を監視することによって）切り替わる場合でさえ、またはしきい値検出器またはピーク検出器のいずれもが予期した通りに切り替わらない場合に（これは方向の変化が入力信号のピークの近くで起こる場合に起こる可能性がある）、エラーを検出する能力を備えるのが有利である。
【００６０】
エラー検出器１４２をエラー検出器１４０と組み合わせて使用することは、この組み合わせた手法が、（上で論じたような）スイッチングしそこなった事象に対して監視するだけではなく、複数のピークにわたってターゲットの特徴部分の挙動を監視し、それによって、所与の入力特徴部分に対する振幅の心振れ、またはばらつきを検出することができるため、第１のエラー検出器１４０のみに基づいたものよりも堅固な解決策である。上述したように、そうしたばらつきは、異常、例えば方向の変化、またはギヤの摩耗もしくは不具合の徴候である場合がある。
【００６１】
ピーク検出器１６は、しきい値検出器が切り替わるときに、切り替わると通常予期されうるが、制御論理１８（図５）は、ＰＯＳＣＯＭＰ信号３２が切り替わるときに、ＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４が切り替わらないかどうかを検出する、ブロック１４０のようなエッジカウント検出器（図７）も含むように実施されてもよい。
【００６２】
図８は、（図１の）較正コントローラ２２の例示的な実施態様を示す。図示する実施態様では、コントローラ２２は、クロック制御Ｄフリップフロップ１８０、（１つの反転入力部を備えた）ＡＮＤゲートとして示す論理回路１８２、およびＳＲフリップフロップ１８４を含む。Ｄフリップフロップ１８０は、そのＤ入力としてのＥＲＲＯＲ信号３６（図７の）、クロック入力４８ｃ、およびＱ出力１８６を有する。Ｑ出力は、ＡＮＤゲート１８２の反転入力部に提供される。ＡＮＤゲートの他方の入力は、ＥＲＲＯＲ信号３６である。ＡＮＤゲートの出力は、リセットしきい値信号（ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ）出力４０である。ＳＲフリップフロップ１８４は、そのＳおよびＲ入力として、ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０およびＲＥＡＤＹ＿ＴＨ制御信号３７を受け取る。本図に示すように、および図１で以前に示したように、ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７は、しきい値検出器１４から提供され、ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０は、しきい値検出器１４に提供される。図８をさらに参照すると、ＳＲフリップフロップ１８４は、そのＱ出力で、ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８を生成する。Ｄフリップフロップ１８０およびＡＮＤゲート論理１８２の動作に基づいて、ＥＲＲＯＲ信号３６の状態が論理０から論理１に変わる場合にのみ、ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０の状態は、論理０から論理１に変わる。ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０が論理１であり、ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７が論理０のとき、ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８は、論理１である。ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０が論理０に戻るとき、ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８は、ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７が論理０から論理１に遷移するまで、論理１のままである。ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８は、ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０が再び論理１に変わるまで、論理０にとどまる。
【００６３】
しきい値検出器１４は、ある信号、例えばパワーオン信号、または事象に応答して再較正する制御論理を含むことができる。再較正は、しきい値検出器１４が、上記のＲＴＭのようなしきい値の履歴を利用するモードで動作している場合、現在のサイクルに対して生成されたしきい値を使用するモード（例えば、非ＲＴＭ）に変わること、およびこのモードが、ある数の連続したサイクル（または数回転）にわたってしきい値検出器１４のしきい値の履歴を再構築することができるまで、このモードで動作し続けることを必要とする。本明細書に記載する実施形態では、この制御論理は、ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０に応答し、これによって、しきい値検出器１４がＲＥＳＥＴ＿ＴＨ４０に応答して非ＲＴＭにリセットされ、再較正を行う。ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７は、図に示すようにしきい値検出器１４によって、または他のなんらかのセンサー回路によって生成されてもよい。ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７は、ある所定の基準、例えば、もし行なわれる場合は、しきい値検出器の再較正の完了、または（再較正手順の一部でない場合は）非ＲＴＭでのある数のサイクルの動作の完了に基づいて、しきい値検出器１４が再びＲＴＭで動作し始める準備ができていることを示すために、しきい値検出器１４によって使用されてもよい。ＲＥＳＥＴ＿ＴＨおよびＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号の使用について、図１０に関連して以下でさらに説明する。
【００６４】
図９に目を向けると、（図１の）出力信号セレクタ２０の例示的な実施態様の詳細が示されている。図示する例では、出力信号セレクタ２０は、「０」および「１」の入力としてそれぞれＰＯＳＣＯＭＰ信号３２およびＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４、選択（ＳＥＬ）制御信号としてＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８、およびその出力としてＯＵＴＰＵＴ信号４２（図１からのセンサ出力）によって構成されるマルチプレクサ（またはＭＵＸ）１９０を含む。ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８が論理０の場合、出力信号セレクタ２０は、センサー出力としてＰＯＳＣＯＭＰ信号３２（すなわち、しきい値検出器出力信号）を選択する。ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８が論理１の場合、出力信号セレクタ２０は、代わりにＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号３４（ピーク検出器の出力信号）を選択する。
【００６５】
したがって、出力信号セレクタ２０は、ＥＲＲＯＲ信号３６がエラーを示す場合、ＯＵＴＰＵＴ４２としてピーク検出器出力信号（ＰＯＳＣＯＭＰ＿ＰＫ信号）３４を選択し、しきい値検出器１４が再較正を完成した後に、さもなければ（ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７の状態によって示されるように）ＲＴＭで動作することを再開する準備ができた後に、しきい値検出器出力信号（ＰＯＳＣＯＭＰ信号）３２を選択する。あるいは、センサーは、エラーが表示されるかどうかには無関係に、センサーが、ピーク検出器出力３４を使用し続ける、またはしきい値検出器出力３２だけを使用する（その場合、出力信号セレクタ２０をなくすことができる）ように設計されてもよい。
【００６６】
以前に説明したように、エラー検出器１４０（図７）の動作によって、センサーが検出器出力信号３２と３４との間の不一致を識別し、この不一致に反応することが可能となる。このことは、スイッチング事象が予期された順番で起こるかどうかを判定することによって可能となる。ある方向の変化のシナリオを含む、多くの入力信号異常は、予期された順番が乱されることにより検出されうる。
【００６７】
しきい値検出器１４は、しきい値検出器１４が、現在のサイクルに対して生成される第１のしきい値を使用する第１のモードで、またはしきい値履歴を使用して生成される第２のしきい値を使用する、「ＲＴＭ」として上で紹介した、第２のモードで動作できるようにする機能性を備えてもよい。このタイプのアーキテクチャは、上で参照した米国特許出願第１２／７９３，８１３号に記載され、この出願は、パワーオン信号の印加に基づいて、第１のしきい値と第２のしきい値から選択するマルチプレクサの使用について記載する。
【００６８】
しきい値検出器１４がＲＴＭで動作している場合で、しきい値検出器１４が通過するギヤ歯を処理するとき、しきい値検出器１４は、ギヤのすぐ前の回転中に歯が通過したときに取得された情報を使用することができる。検出される「遷移ミス」の原因となる方向の変化または他のなんらかの異常がある場合、エラー検出器１４０（図７）によって生成される出力１４６の状態は、エラーを示す。出力１４６の状態がしきい値検出器１４の側で遷移ミスを示す場合、しきい値検出器１４は、来るべき歯に間違った履歴情報を適用する。そうしたシナリオを防ぐために、図１０に関連して以下で説明するように、他の論理とともに、（図８の回路２２によって生成される）ＲＥＢＳＥＴ＿ＴＨ信号４０を使用して、しきい値検出器の動作の態様を「リセットする」することができる。
【００６９】
図１０は、そうしたＲＴＭ能力を備えるが、上記のエラー信号発生に応答する機能、具体的には、少なくともＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０に応答して所定の時間間隔、例えば再較正を完了する時間、しきい値の選択を（ＲＴＭから非ＲＴＭベースに）変更し、次いでＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７を生成する制御論理ブロック２００を組み込むように修正されたしきい値検出器１４の詳細を示す。
【００７０】
図示する例では、しきい値検出器１４は、ＤＩＦＦ信号３０がアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０４によってアナログ信号から（ＤＤＩＦＦ３０’として示す）デジタル信号に変換された後のＤＩＦＦ信号３０を受け取り、ＤＤＩＦＦ信号３０’に基づいて第１のしきい値信号２０６を生成するしきい値発生器２０２を含む。しきい値検出器１４は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０８、しきい値選択モジュール２１０、およびコンパレータ２１２をさらに含む。第１のしきい値信号２０６は、２つの入力の１つとしてＭＵＸ２０８に提供され、しきい値選択モジュール２１０にも提供される。しきい値選択モジュールは、内部しきい値履歴から、例えば、上で参照した米国特許出願に記載される技法によって、第２のしきい値信号２１４を生成するように実施される。図示するように、マルチプレクサ２０８は、第１のしきい値信号２０６および第２のしきい値信号２１４を受け取るように結合され、制御論理２００によって生成された選択信号２１８による制御の下で、第１のしきい値信号２０６または第２のしきい値信号２１４のうちの選択された１つとして出力信号２１６を生成するように構成される。出力信号２１６およびＤＤＩＦＦ３０’は、コンパレータ２１２に入力として提供され、コンパレータ２１２が、それらの入力に基づくＰＯＳＣＯＭＰ信号３２を生成する。制御論理２００は、ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０または外部的に生成されたパワーオン（および／または較正）信号２２０のいずれかが、論理１のレベルに設定されるとき、選択信号２１８の状態を変化させ、ＭＵＸの選択を第２のしきい値信号２１４から第１のしきい値信号２０６に切り替えるように動作する。しきい値信号の選択は、所定の時間、または所定の事象が発生するまで変化しないままであり、この事象の発生時点で、制御論理２００が選択信号２１８の状態を変化させ、それによってＭＵＸ２０８がしきい値信号２１６として第２のしきい値信号２１４を選択し、ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７を論理０のレベルに設定する。例えば、しきい値検出器１４に最初に電源が入れられた直後の時間に、例えば、最初の較正時間中に、ＭＵＸ２０８は、出力信号として第１のしきい値信号２０６を選択し、その後、例えば、動作の進行モード中に、ＭＵＸ２０８は、出力信号２１６として第２のしきい値信号２１４を選択することができる。この仕組みは、電源投入直後には、しきい値履歴がなく、ギヤターゲットの直前の回転によるしきい値が利用可能ではないため、必要な場合がある。ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０の論理レベルが、制御論理１８によって検出されたエラーの検出を示す場合、較正期間と同じであっても異なる期間であってもよい所定の期間、しきい値信号の選択を調整することが望ましい場合がある。代わりに、ＲＥＳＥＴ＿ＴＨ信号４０は、電源投入およびセンサー全体に対する較正作業を制御する（およびパワーオン／較正信号２２０を生成する）同じ外部パワーオン／較正制御論理に適用され、センサーを再スタート／再較正するために使用されてもよい。
【００７１】
図８および９に戻って参照すると、ＲＥＡＤＹ＿ＴＨ信号３７を論理１のレベルに設定することは、ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８がＭＵＸ１９０を制御して、出力信号４２としてＰＯＳＣＯＭＰ信号３２を選択するように、ＲＥＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ信号３８をリセットする働きをする。
【００７２】
本明細書に記載されたセンサー・アーキテクチャは、（なんらかの磁気的な異常が存在する際の）センサーの誤動作を防ぐための単純なメカニズムを提供する。このメカニズムは、しきい値およびピーク検出器の出力をエラー検出に用い、より複雑な振動または方向の変化を検出する機能性を必要としない。
【００７３】
本明細書に提示されたセンサー・アーキテクチャの詳細は、歯車ホイールなどの機械的なプロファイルの特徴部分を有する回転ターゲットを備えた用途に焦点を当てているが、このセンサー・アーキテクチャの回路および技法は、他のタイプのターゲットの検知にも同様に適用可能な場合があることを理解されよう。例えば、ターゲットは、リング磁石または他のタイプの多極磁石などの硬強磁性体材料（すなわち永久磁石）からなる物体を含むように実施されてもよい。そうしたターゲットは、上記したような、歯および谷などの機械的な特徴部分のパターンの代わりに一連の交互するＳおよびＮ磁極によって画成される磁気的な「特徴部分」のパターンを備えたプロファイルを有することができる。
【００７４】
本明細書に引用された参照文献はすべて、ここで参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００７５】
本発明の好ましい実施形態について記載したが、ここで、これらの実施形態の概念を組み込む他の実施形態が使用されてもよいことが当業者には明らかになるであろう。したがって、これらの実施形態は、開示された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考える。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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