(57)【要約】【課題】回転体の形状を変えずに、パルス信号の出力パターンを変えることができる回転センサを提供する。【解決手段】回転センサは、回転体の回転に伴って周期的に向きが変わる磁束に基づき、回転体の回転状態を検出する。第１検出素子は、磁束を検出し、第１検出信号Ｓ１を出力する。第２検出素子は、磁束を検出し、第１検出信号Ｓ１に対して位相がずれた第２検出信号Ｓ２を出力する。第１角度信号出力部は、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２に基づき、回転体の回転角θに応じた第１角度信号Ｓ３を出力する。記憶部には、回転角θと、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの信号レベルと、の対応関係が記憶されている。第１パルス信号出力部は、対応関係に基づき、第１角度信号Ｓ３に応じた信号レベルの値をとる第１パルス信号Ｓ４を出力する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体（２００）の回転に伴って周期的に向きが変わる磁束に基づき、前記回転体の回転状態を検出する回転センサであって、
前記磁束を検出し、第１検出信号を出力する第１検出素子（２０）と、
前記磁束を検出し、前記第１検出信号に対して位相がずれた第２検出信号を出力する第２検出素子（３０）と、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づき、前記回転体の回転角に応じた角度信号を出力する角度信号出力部（８０）と、
前記回転角と、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの信号レベルと、の対応関係が記憶された記憶部（９０）と、
前記対応関係に基づき、前記角度信号に応じた前記信号レベルの値をとるパルス信号を出力するパルス信号出力部（１００）と、
を備えることを特徴とする回転センサ。
【請求項２】
前記第１検出素子は、前記回転体が１回転する毎に位相が１波長進むような前記第１検出信号を出力し、
前記第２検出素子は、前記第２検出信号の１波長が前記第１検出信号の１波長と一致するような前記第２検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の回転センサ。
【請求項３】
前記第１検出素子は、前記回転体が１回転する毎に、ｎ波長（ｎは２以上の整数）進むような前記第１検出信号を出力し、
前記第２検出素子は、前記第２検出信号の１波長が前記第１検出信号の１波長と一致するような前記第２検出信号を出力し、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号が１波長進む毎にカウントするカウンタ（１３０）をさらに有し、
前記パルス信号出力部は、前記カウンタのカウント値及び前記角度信号に応じて前記回転角を検出し、検出した前記回転角及び前記対応関係に基づき前記パルス信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の回転センサ。
【請求項４】
前記回転体が、シャフト（２１０）と、前記シャフトの一端に設けられ、前記シャフトの回転に伴って周期的に前記磁束の向きを変化させる被検出部材（２２０）と、を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転センサであって、
前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、前記シャフトの回転軸方向において前記被検出部材と対向していることを特徴とする回転センサ。
【請求項５】
前記回転体が、シャフト（２１０）と、前記シャフトの外周に設けられ、前記シャフトの回転に伴って周期的に前記磁束の向きを変化させる被検出部材（２２０）と、を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転センサであって、
前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、前記シャフトの回転軸方向と直交する方向において前記被検出部材と対向していることを特徴とする回転センサ。
【請求項６】
前記被検出部材が、着磁ロータとされた請求項４又は請求項５に記載の回転センサであって、
前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、前記着磁ロータが発生する前記磁束を検出することを特徴とする回転センサ。
【請求項７】
前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、前記磁束に応じて抵抗が変化するＭＲＥ素子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転に伴って周期的に向きが変わる磁束に基づき、回転体の回転状態を検出する回転センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のように、カムシャフト（回転体）の回転状態を検出するカムポジションセンサ（回転センサ）が知られている。カムポジションセンサは、カムシャフトの回転に伴って向きが変わる磁束を検出する。回転に応じて磁束を変化させるために、カムシャフトにセンサプレートが取り付けられている。カムポジションセンサは、カムシャフトの回転角に応じてＨｉｇｈ又はＬｏｗをなすパルス信号を、カム角信号として出力する。カム角信号は、電子制御装置に出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成では、回転角に対するパルス信号の出力パターンは、センサプレートの形状に応じて決まる。以下、回転角に対するパルス信号の出力パターンを、単に出力パターンと示す。カム角信号を所定の出力パターンとするために、センサプレートの形状が設計されている。
【０００５】
ところで、互いに異なる制御システムを採用する電子制御装置において、出力パターンの異なるカム角信号が必要とされる場合がある。しかしながら、上記構成において、互いに異なる出力パターンのカム角信号を設定するためには、互いに異なる形状をなすセンサプレートを採用する必要がある。よって、互いに異なる出力パターンのカム角信号を設定する場合、センサプレートの形状、ひいては回転体の形状を共通化し難い。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、回転体の形状を変えずに、パルス信号の出力パターンを変えることができる回転センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、回転体（２００）の回転に伴って周期的に向きが変わる磁束に基づき、回転体の回転状態を検出する回転センサであって、
磁束を検出し、第１検出信号を出力する第１検出素子（２０）と、
磁束を検出し、第１検出信号に対して位相がずれた第２検出信号を出力する第２検出素子（３０）と、
第１検出信号及び第２検出信号に基づき、回転体の回転角に応じた角度信号を出力する角度信号出力部（８０）と、
回転角と、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの信号レベルと、の対応関係が記憶された記憶部（９０）と、
対応関係に基づき、角度信号に応じた信号レベルの値をとるパルス信号を出力するパルス信号出力部（１００）と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、回転センサから出力されるパルス信号は、記憶部に記憶された対応関係に基づき、回転角に応じた信号レベルの値をとる信号となる。これによれば、記憶部の対応関係を設定することで、回転角に応じたパルス信号の出力パターンを決めることができる。よって、パルス信号の出力パターンを変える場合、記憶部の対応関係を変更すれば、回転体の形状を変える必要がない。したがって、回転体の形状を変えずに、パルス信号の出力パターンを変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る回転センサの配置を示す側面図である。
【図２】着磁ロータの詳細構造を示す側面図である。
【図３】回転センサの概略構成を示すブロック図である。
【図４】第１検出信号、第２検出信号、第１角度信号、第１パルス信号を示すタイミングチャートである。
【図５】第２実施形態に係る回転センサの配置を示す側面図である。
【図６】着磁ロータの詳細構造を示す部分断面図である。
【図７】回転センサの概略構成を示すブロック図である。
【図８】第１検出信号、第２検出信号、第２パルス信号、第３パルス信号、第１角度信号を示すタイミングチャートである。
【図９】第２パルス信号、第３パルス信号、カウント信号、第１角度信号、第２角度信号、第１パルス信号を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、カムシャフトの回転軸方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する特定の方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向と示す。Ｙ方向及びＺ方向に沿う平面をＹＺ平面と示す。
【００１２】
（第１実施形態）
先ず、図１〜図３に基づき、回転センサ１０の概略構成について説明する。
【００１３】
回転センサ１０は、回転体２００の回転状態を検出するものである。詳しくは、回転センサ１０が、回転体２００の回転に伴って周期的に向きが変わる磁束を検出する。図２の白抜き矢印は、回転体２００の回転方向を示している。本実施形態では、回転センサ１０は、カムシャフト２１０の回転状態を検出するセンサである。回転センサ１０は、図示しないＥＣＵと通信可能に接続されている。
【００１４】
図１に示すように、回転体２００は、カムシャフトと２１０と、カムシャフト２１０に取り付けられた着磁ロータ２２０と、を有している。着磁ロータ２２０は、カムシャフト２１０の回転に伴って周期的に磁束の向きを変化させるものであり、複数の磁極を有している。回転センサ１０は、磁極が発生する磁束を検出する。
【００１５】
Ｘ方向の投影視において、着磁ロータ２２０の中心は、カムシャフト２１０の中心とほぼ一致している。また、Ｘ方向の投影視において、着磁ロータ２２０の中心、及び、カムシャフト２１０の中心は、回転体２００の回転軸とほぼ一致している。なお、着磁ロータ２２０を磁石と称することもできる。
【００１６】
本実施形態において、着磁ロータ２２０は、カムシャフト２１０の一端に配置されている。カムシャフト２１０及び着磁ロータ２２０は、ＹＺ平面において、略真円形状をなしている。カムシャフト２１０は、特許請求の範囲に記載のシャフトに相当する。着磁ロータ２２０は、特許請求の範囲に記載の被検出部材に相当する。
【００１７】
本実施形態において、図２に示すように、着磁ロータ２２０は、磁極として、１つのＳ極と、１つのＮ極と、を有している。すなわち、着磁ロータ２２０は、一対の磁極を有している。ＹＺ平面において、着磁ロータ２２０におけるＳ極をなす部分及びＮ極をなす部分は、それぞれ略半円形状をなしている。回転センサ１０は、着磁ロータ２２０に対してＸ方向に対向配置されている。言い換えると、回転センサ１０は、Ｘ方向において、着磁ロータ２２０におけるカムシャフト２１０の反対側に配置されている。
【００１８】
図３に示すように、回転センサ１０は、第１検出素子２０、第２検出素子３０、第１増幅部４０、第１変換部５０、第２増幅部６０、第２変換部７０、角度信号出力部８０、記憶部９０、パルス信号出力部１００を備えている。
【００１９】
第１検出素子２０は、回転体２００の回転に伴って周期的に変化する磁束を検出し、第１検出信号Ｓ１を出力するものである。本実施形態において、第１検出素子２０は、着磁ロータ２２０が発生する磁束を検出する。第１検出素子２０は、Ｘ方向において着磁ロータ２２０と対向している。第１検出素子２０が出力する第１検出信号Ｓ１は、アナログ信号であって、回転体２００の回転角θに応じて値が変化する。本実施形態では、第１検出素子２０として、磁束に応じて抵抗が変化するＭＲＥ素子を採用する。
【００２０】
第２検出素子３０は、回転体２００の回転に伴って周期的に変化する磁束を検出し、第１検出信号Ｓ１を出力するものである。本実施形態において、第２検出素子３０は、着磁ロータ２２０が発生する磁束を検出する。第２検出素子３０は、Ｘ方向において着磁ロータ２２０と対向している。第２検出素子３０が出力する第２検出信号Ｓ２は、アナログ信号であって、回転体２００の回転角θに応じて値が変化する。回転角θが取り得る範囲は、０°以上３６０°未満の範囲である。本実施形態では、第２検出素子３０として、磁束に応じて抵抗が変化するＭＲＥ素子を採用する。
【００２１】
第２検出信号Ｓ２の位相は、第１検出信号Ｓ１の位相に対してずれている。本実施形態では、第２検出信号Ｓ２の１波長が、第１検出信号Ｓ１の１波長とほぼ一致している。なお、第２検出信号Ｓ２の位相が第１検出信号Ｓ１の位相に対してずれる角度は、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２の半波長を整数倍した角度とは異なる。
【００２２】
本実施形態では、第２検出素子３０が、第１検出素子２０とほぼ同じ構造とされ、第１検出素子２０とほぼ同じ位置に配置されている。また、第２検出素子３０は、第１検出素子２０に対して、Ｘ方向を回転軸として約９０°回転して配置されている。以上により、第２検出素子３０が検出する磁束の向きは、第１検出素子２０が検出する磁束の向きと異なる。詳しくは、第２検出素子３０が検出する磁束の向きが、第１検出素子２０が検出する磁束の向きと約９０°異なる。これによれば、第２検出信号Ｓ２の位相は、第１検出信号Ｓ１の位相に対して約９０°ずれている。
【００２３】
第１増幅部４０は、第１検出信号Ｓ１を増幅するものである。第１増幅部４０には、第１検出素子２０から第１検出信号Ｓ１が入力される。第１増幅部４０は、増幅した第１検出信号Ｓ１を第１変換部５０に出力する。第１増幅部４０としては、例えば、オペアンプを採用することができる。
【００２４】
第１変換部５０は、第１検出信号Ｓ１をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。第１変換部５０は、デジタル信号に変換した第１検出信号Ｓ１を角度信号出力部８０に出力する。
【００２５】
第２増幅部６０は、第２検出信号Ｓ２を増幅するものである。第２増幅部６０には、第２検出素子３０から第２検出信号Ｓ２が入力される。第２増幅部６０は、増幅した第２検出信号Ｓ２を第２変換部７０に出力する。第２増幅部６０としては、例えば、オペアンプを採用することができる。
【００２６】
第２変換部７０は、第２検出信号Ｓ２をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。第２変換部７０は、デジタル信号に変換した第２検出信号Ｓ２を角度信号出力部８０に出力する。
【００２７】
角度信号出力部８０は、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２に基づき、第１角度信号Ｓ３を出力するものである。第１角度信号Ｓ３は、回転体２００の回転角θに応じた信号である。詳しくは、第１角度信号Ｓ３が、回転角θに応じて、値が１つ決められる信号である。角度信号出力部８０は、第１角度信号Ｓ３をパルス信号出力部１００に出力する。第１角度信号は、特許請求の範囲に記載の角度信号に相当する。
【００２８】
記憶部９０は、回転角θと、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの信号レベルと、の対応関係が記憶されたものである。この対応関係は、下記の第１パルス信号Ｓ４を所望の値にするために用いられるものである。本実施形態では、回転角θと信号レベルとの対応関係が、マップとして記憶部９０に記憶されている。
【００２９】
パルス信号出力部１００は、第１角度信号Ｓ３及びマップに基づき、第１パルス信号Ｓ４を出力するものである。第１パルス信号Ｓ４は、回転角θに応じて、対応する信号レベルの値をとる信号である。パルス信号出力部１００は、第１パルス信号Ｓ４を図示しないＥＣＵに出力する。なお、第１パルス信号Ｓ４は、特許請求の範囲に記載のパルス信号に相当する。
【００３０】
次に、図４に基づき、回転センサ１０における第１パルス信号Ｓ４の生成について説明する。
【００３１】
本実施形態では、第１検出信号Ｓ１の１波長は、約３６０°とされている。すなわち、第１検出信号Ｓ１の１波長は、回転体２００が１回転する角度とほぼ一致している。言い換えると、第１検出素子２０は、回転体２００が１回転する毎に位相が１波長進むように第１検出信号Ｓ１を生成する。そのため、第１検出信号Ｓ１の周期は、回転体２００が１回転に掛かる時間とほぼ一致している。
【００３２】
上記したように、第２検出信号Ｓ２の１波長は、第１検出信号Ｓ１の１波長とほぼ一致している。言い換えると、第２検出素子３０は、第２検出信号Ｓ２の１波長が第１検出信号Ｓ１の１波長と一致するように第２検出信号Ｓ２を生成する。そのため、本実施形態では、第２検出信号Ｓ２の１波長が、約３６０°とされている。すなわち、第２検出信号Ｓ２の１波長は、回転体２００が１回転する角度と一致している。よって、第２検出信号Ｓ２の周期は、回転体２００が１回転に掛かる時間と一致している。
【００３３】
本実施形態では、第２検出信号Ｓ２が、第１検出信号Ｓ１の位相に対して約９０°遅れている。詳しくは、第１検出信号Ｓ１がｓｉｎθ、第２検出信号Ｓ２が−ｃｏｓθとなるように、回転角θが設定されている。
【００３４】
第１角度信号Ｓ３において、０°以上３６０°未満の各回転角θにおける値は、互いに異なる値とされている。言い換えると、角度信号出力部８０は、回転角θが０°以上３６０°未満の範囲で、各回転角θに対して互いに異なる値をとる第１角度信号Ｓ３を生成する。本実施形態において、第１角度信号Ｓ３は、回転角θが０°で最小値とされ、回転角θの増加により値が増加する。回転体２００が１回転して回転角θが再び０°になると、第１角度信号Ｓ３は再び最小値に減少する。以上により、第１角度信号Ｓ３は、１波長が約３６０°であって、のこぎり波状の信号とされている。
【００３５】
上記したように、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２の１波長は約３６０°とされ、且つ、第２検出信号Ｓ２及び第１検出信号Ｓ１の位相は互いにずれている。これにより、角度信号出力部８０は、各回転角θに対して互いに異なる値をとる第１角度信号Ｓ３を生成することができる。例えば、角度信号出力部８０は、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２を用いて逆三角関数に基づく演算を行うことで、第１角度信号Ｓ３を生成する。本実施形態では、第１角度信号Ｓ３の値＝ａｒｃｔａｎ（−第１検出信号Ｓ１の値／第２検出信号Ｓ２の値）を満たすように第１角度信号Ｓ３を生成している。
【００３６】
マップは、回転角θが取り得る範囲を所定の角度で複数に分割した角度範囲に対して、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの信号レベルが割り当てられてることにより、規定されている。本実施形態において、回転角θが取り得る範囲は、０°以上３６０°未満の範囲である。
【表１】
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【００３７】
例えば、表１に示すように、マップにおいて、回転角θが０°以上θ１未満の角度範囲にはＬｏｗ、回転角θがθ１以上θ２未満の角度範囲にはＨｉｇｈ、回転角θがθ２以上θ３未満の角度範囲にはＬｏｗが割り当てられている。各角度範囲に割り当てられたＨｉｇｈ又はＬｏｗの値をヘリシティと称することもできる。
【００３８】
パルス信号出力部１００は、第１角度信号Ｓ３に基づき、回転角θが含まれる角度範囲に対応する信号レベルを記憶部９０のマップから読み出す。そして、パルス信号出力部１００は、読み出した信号レベルが第１パルス信号Ｓ４の値となるように第１パルス信号Ｓ４を生成する。これにより、第１パルス信号Ｓ４の値は、回転角θが含まれる角度範囲に対応する信号レベルとされる。
【００３９】
次に、上記した回転センサ１０の効果について説明する。
【００４０】
本実施形態において、回転センサ１０から出力される第１パルス信号Ｓ４は、記憶部９０に記憶された対応関係に基づき、回転角θに応じた信号レベルの値をとる信号となる。これによれば、記憶部９０の対応関係を設定することで、回転角θに応じた第１パルス信号Ｓ４の出力パターンを決めることができる。よって、第１パルス信号Ｓ４の出力パターンを変える場合、記憶部９０の対応関係を変更すれば、回転体２００の形状を変える必要がない。したがって、回転体２００の形状を変えずに、第１パルス信号Ｓ４の出力パターンを変えることができる。
【００４１】
また、本実施形態において、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２は、回転体２００が１回転する毎に位相が１波長進む。そのため、第１角度信号Ｓ３出力部は、各回転角θに対して互いに異なる値をとる第１角度信号Ｓ３を生成することができる。したがって、回転体２００が１回転する毎に第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２の位相がｎ波長（ｎは２以上の整数）進む構成に較べて、回転センサ１０の回路構成を簡略化することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した回転センサ１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００４３】
先ず、図５〜図７に基づき、回転センサ１０の概略構成について説明する。
【００４４】
図５及び図６に示すように、本実施形態では、着磁ロータ２２０がカムシャフト２１０の外周に配置されている。着磁ロータ２２０は、ＹＺ平面において、略円環形状をなしている。カムシャフト２１０は、着磁ロータ２２０を貫通している。本実施形態では、着磁ロータ２２０が、４つのＳ極、及び、４つのＮ極を有している。着磁ロータ２２０における各磁極をなす部分は、互いに同じ形状とされている。
【００４５】
回転センサ１０は、着磁ロータ２２０に対してＺ方向に所定距離を有して配置されている。よって、第１検出素子２０及び第２検出素子３０も、着磁ロータ２２０に対してＺ方向に所定距離を有して配置されている。
【００４６】
図７に示すように、回転センサ１０は、第１比較部１１０と、第２比較部１２０と、カウンタ１３０と、をさらに備えている。第１比較部１１０は、第１検出信号Ｓ１を第１閾値Ｔ１と比較して、第２パルス信号Ｓ５を出力するものである。本実施形態では、第１比較部１１０として、コンパレータを採用する。第１閾値Ｔ１は、固定値とされている。第１比較部１１０における一方の入力端子は、第１増幅部４０及び第１変換部５０の接続点に接続されている。これにより、第１比較部１１０には、第１検出信号Ｓ１が入力される。第１比較部１１０における他方の入力端子には、第１閾値Ｔ１が入力される。第１比較部１１０は、第１検出信号Ｓ１と第１閾値Ｔ１との比較結果に応じて、第２パルス信号Ｓ５を生成する。
【００４７】
第２比較部１２０は、第２検出信号Ｓ２を第２閾値Ｔ２と比較して、第３パルス信号Ｓ６を出力するものである。本実施形態では、第２比較部１２０として、コンパレータを採用する。第２閾値Ｔ２は、固定値とされている。第２比較部１２０における一方の入力端子は、第２増幅部６０及び第２変換部７０の接続点に接続されている。これにより、第２比較部１２０には、第２検出信号Ｓ２が入力される。第２比較部１２０における他方の入力端子には、第２閾値Ｔ２が入力される。第２比較部１２０は、第２検出信号Ｓ２と第２閾値Ｔ２との比較結果に応じて、第３パルス信号Ｓ６を生成する。
【００４８】
カウンタ１３０は、第２パルス信号Ｓ５及び第３パルス信号Ｓ６に基づき、カウントするものである。カウンタ１３０は、カウント値として、カウント信号Ｓ７を出力する。カウント信号Ｓ７は、パルス信号出力部１００が第１角度信号Ｓ３を下記の第２角度信号Ｓ８に変換するために用いる信号である。カウンタ１３０は、カウント信号Ｓ７をパルス信号出力部１００に出力する。
【００４９】
パルス信号出力部１００は、カウント信号Ｓ７及び第１角度信号Ｓ３に基づき、第２角度信号Ｓ８を生成する。さらに、パルス信号出力部１００は、第２角度信号Ｓ８及びマップに基づき、第１パルス信号Ｓ４を生成する。
【００５０】
次に、図８及び図９に基づき、回転センサ１０における第１パルス信号Ｓ４の生成について説明する。
【００５１】
図８に示すように、第１検出信号Ｓ１は、回転体２００が１回転する毎に、ｎ波長進む。ｎは、２以上の整数である。言い換えると、第１検出素子２０は、回転体２００が１回転する毎に、ｎ波長進むような第１検出信号Ｓ１を生成する。本実施形態において、第１検出信号Ｓ１は、回転体２００が１回転する毎に、位相が約４波長進む。よって、第１検出信号Ｓ１の１波長は、約９０°とされている。
【００５２】
第２検出信号Ｓ２の１波長は、第１検出信号Ｓ１の１波長とほぼ一致している。そのため、本実施形態では、第２検出信号Ｓ２の１波長は、約９０°とされている。以上により、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２の１波長は、回転体２００が約４分の１回転する角度とほぼ一致している。すなわち、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２における４波長は、回転体２００が１回転する角度とほぼ一致している。
【００５３】
本実施形態では、第１検出信号Ｓ１の位相が、第２検出信号Ｓ２の位相と約２２．５°ずれている。詳しくは、第２検出信号Ｓ２が、第１検出信号Ｓ１の位相に対して約２２．５°遅れている。第１検出信号Ｓ１がｓｉｎ４θとなるように、回転角θが設定されている。これにより、第２検出信号Ｓ２は、−ｃｏｓ４θとされている。
【００５４】
第１閾値Ｔ１は、第１検出信号Ｓ１における振幅の中心の値とされている。第１比較部１１０は、第１検出信号Ｓ１が第１閾値Ｔ１よりも大きい場合に第２パルス信号Ｓ５をＨｉｇｈ、第１検出信号Ｓ１が第１閾値Ｔ１よりも小さい場合に第２パルス信号Ｓ５をＬｏｗとする。第２パルス信号Ｓ５は、約４５°毎に立ち上がりと立ち下がりを繰り返す信号である。本実施形態において、第２パルス信号Ｓ５は、回転角θが０°、９０°、１８０°２７０°で立ち上がり、４５°、１３５°、２２５°３１５°で立ち下がる。
【００５５】
第２閾値Ｔ２は、第２検出信号Ｓ２における振幅の中心の値とされている。第２比較部１２０は、第２検出信号Ｓ２が第２閾値Ｔ２よりも大きい場合に第３パルス信号Ｓ６をＨｉｇｈ、第２検出信号Ｓ２が第２閾値Ｔ２よりも小さい場合に第３パルス信号Ｓ６をＬｏｗとする。第３パルス信号Ｓ６は、約４５°毎に立ち上がりと立ち下がりを繰り返す信号である。本実施形態において、第３パルス信号Ｓ６は、回転角θが２２．５°、１１２．５°、２０２．５°、２９２．５°で立ち上がり、６７．５°、１５７．５°、２４７．５°、３３７．５°で立ち下がる。
【００５６】
第１角度信号Ｓ３は、１波長が約９０°であって、のこぎり波状の信号である。第１角度信号Ｓ３は、回転角θが約０°で最小値とされ、回転角θの増加により値が増加する。回転体２００が回転して回転角θが９０°になると、再び第１角度信号Ｓ３は最小値に減少する。言い換えると、第１角度信号Ｓ３は、第２パルス信号Ｓ５が立ち上がるタイミングにおいて、最小値に減少する。第１角度信号Ｓ３は、９０°毎に、上記した増減を繰り返す。そのため、第１角度信号Ｓ３において、各回転角θにおける値は、９０°進む毎にほぼ一致する。
【００５７】
図９に示すように、カウント信号Ｓ７は、０から３までの整数を示す信号である。カウント信号Ｓ７は、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２が１波長進む毎に値が変化する。本実施形態では、カウンタ１３０が、第２パルス信号Ｓ５における立ち下がりのタイミングで、カウント信号Ｓ７の値を切り替える。
【００５８】
本実施形態において、カウンタ１３０は、第２パルス信号Ｓ５の立ち下がりのタイミングにおいて第３パルス信号Ｓ６がＨｉｇｈの場合に、カウント信号Ｓ７の値を１増やす。カウント信号Ｓ７の値は、３の場合、増加により３から０となる。回転体２００が一方の方向に回転することにより、カウント信号Ｓ７の値が増加する。以下、カウント信号Ｓ７の値が増加する回転体２００の回転方向を正回転と示す。
【００５９】
カウンタ１３０は、第２パルス信号Ｓ５の立ち下がりのタイミングにおいて第３パルス信号Ｓ６がＬｏｗの場合に、カウント信号Ｓ７の値を１減らす。カウント信号Ｓ７の値は、０の場合、減少により０から３となる。回転体２００が正回転と逆方向に回転している場合、カウント信号Ｓ７の値が減少する。
【００６０】
第２角度信号Ｓ８は、９０°にカウント信号Ｓ７の値を乗算した値に対して、第１角度信号Ｓ３を加えた値とされている。パルス信号出力部１００は、９０°に乗算するカウント信号Ｓ７の値を、第２パルス信号Ｓ５が立ち上がるタイミングで切り替える。言い換えると、パルス信号出力部１００は、９０°に乗算するカウント信号Ｓ７の値を、第１角度信号Ｓ３が最小値に減少するタイミングで切り替える。
【００６１】
第２パルス信号Ｓ５が立ち上がるタイミングから回転角θが９０°進むまでは、第２パルス信号Ｓ５が立ち上がるタイミングにおけるカウント信号Ｓ７の値に９０°を乗算し、乗算した値に第１角度信号Ｓ３の値を加えることで第２角度信号Ｓ８が生成される。第２パルス信号Ｓ５が立ち上がるタイミングから回転角θが９０°進むと、再び第２パルス信号Ｓ５が立ち上がり、９０°に乗算するカウント信号Ｓ７の値が切り替えられる。
【００６２】
第２角度信号Ｓ８は、１波長が約３６０°であって、のこぎり波状の信号とされている。本実施形態において、第２角度信号Ｓ８は、回転角θが０°で最小値とされ、回転角θの増加により値が大きくされている。回転体２００が１回転して回転角θが再び０°になると、再び第２角度信号Ｓ８は最小値とされる。すなわち、第２角度信号Ｓ８において、０°以上３６０°未満の範囲の各回転角θにおける値は、互いに異なる値とされている。パルス信号出力部１００は、第２角度信号Ｓ８及びマップに基づき、第１パルス信号Ｓ４を生成する。
【００６３】
本実施形態において、第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２は、回転体が１回転する毎に、位相がｎ波長（ｎは２以上の整数）進む。これによれば、回転体２００が１回転する毎に第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２の位相が１波長進む構成に較べて、回転体２００の回転に応じた磁束の変化を大きくし易い。したがって、第１検出素子２０及び第２検出素子３０が磁束の変化を検出し易く、回転センサ１０の検出精度を向上することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、第１比較部１１０及び第２比較部１２０が、固定値とされた１つの閾値を有するコンパレータとされた例を示したが、これに限定するものではない。第１比較部１１０及び第２比較部１２０の少なくとも一方が、２つの閾値を有するヒステリシスコンパレータとされた例を採用することもできる。
【００６５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００６６】
上記実施形態では、回転体２００がカムシャフト２１０と着磁ロータ２２０とを有する例を示したが、これに限定されるものではない。回転体２００が、クランクシャフトと、クランクシャフトに取り付けられた着磁ロータ２２０と、を有する例を採用することもできる。
【００６７】
また、回転体２００が、クランクシャフトと、クランクシャフトに取り付けられたギアと、を有する例を採用することもできる。この例において、ギアは、クランクシャフトの回転に伴って周期的に磁束の向きを変化させる複数の凸部を有している。複数の凸部は、クランクシャフトの外周において互いに等間隔に形成されている。この例では、クランクシャフトが特許請求の範囲に記載のシャフトに相当し、ギアが被検出部材に相当する。なお、シャフトと被検出部材とが単一の部材により構成された例を採用することもできる。
【００６８】
また、上記実施形態では、第１検出素子２０及び第２検出素子３０がＭＲＥ素子である例を示したが、これに限定するものではない。第１検出素子２０及び第２検出素子３０の少なくとも１つがホール素子である例を採用することもできる。
【００６９】
また、上記実施形態では、第２検出素子３０が、第１検出素子２０とほぼ同じ位置に配置された例を示したが、これに限定するものではない。第２検出信号Ｓ２の位相が第１検出信号Ｓ１の位相に対してずれた構成であればよい。第１検出素子２０及び第２検出素子３０が互いに異なる位置に配置された例を採用することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、回転センサ１０が、第１増幅部４０、第１変換部５０、第２増幅部６０、第２変換部７０を備える例を示したが、これに限定するものではない。回転センサ１０は、少なくとも、第１検出素子２０、第２検出素子３０、角度信号出力部８０、記憶部９０、パルス信号出力部１００を備える構成であれば採用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…回転センサ、２０…第１検出素子、３０…第２検出素子、４０…第１増幅部、５０…第１変換部、６０…第２増幅部、７０…第２変換部、８０…角度信号出力部、９０…記憶部、１００…パルス信号出力部、１１０…第１比較部、１２０…第２比較部、１３０…カウンタ、２００…回転体、２１０…カムシャフト、２２０…着磁ロータ
【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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