(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に対向して配置され、上記回転体の回転に応じて位相の異なる２つの矩形波状で２値化の検出信号を出力する第１センサ及び第２センサと、
上記第１センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第２センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第１回転方向検出部と、
上記第１センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第２センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第２回転方向検出部と、
上記第２センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第１センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第３回転方向検出部と、
上記第２センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第１センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する第４回転方向検出部と、
上記第１から第４の回転方向検出部から得られた回転方向検出結果の不一致が、上記検出信号の半周期を超えて連続した場合に上記第１センサ及び上記第２センサの少なくとも一方の異常と判断して異常検出信号を出力する異常検出部と、
を備えたことを特徴とする回転状態検出装置。
【請求項２】
上記異常検出部は、上記第１センサ及び上記第２センサのどちらが異常であるかを判別する判別部を有する、請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項３】
上記第１センサ又は上記第２センサの上記検出信号が供給され、上記異常検出部から上記異常検出信号が供給されず正常な場合には、上記検出信号に基づいて上記回転体の回転数を示す回転数検出信号を出力する第１回転数出力制御部をさらに備える、請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項４】
上記第１回転数出力制御部は、上記異常検出信号が供給された場合には上記回転数検出信号の出力を停止する、請求項３記載の回転状態検出装置。
【請求項５】
上記異常検出部から上記第１センサ及び上記第２センサの個々の異常を示すそれぞれの個別異常検出信号のいずれか一方が供給され、上記第１センサ及び上記第２センサからそれぞれ上記検出信号が供給され、上記個別異常検出信号が供給されたときには正常である上記第１センサ又は上記第２センサにおける上記検出信号に基づいて上記回転体の回転数を示す回転数検出信号を出力する第２回転数出力制御部をさらに備える、請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項６】
上記第２回転数出力制御部は、上記個別異常検出信号が供給されたとき、上記回転数検出信号の出力レベルを変更する出力レベル変更部を有する、請求項５記載の回転状態検出装置。
【請求項７】
上記異常検出部から上記第１センサ及び上記第２センサの個々の異常を示すそれぞれの個別異常検出信号が供給され、上記第１センサ及び上記第２センサからそれぞれ上記検出信号が供給され、上記個別異常検出信号が供給されたときには正常である上記第１センサ又は上記第２センサにおける上記検出信号に基づいて上記回転体の回転数を示す回転数検出信号を出力する第３回転数出力制御部をさらに備え、
上記第３回転数出力制御部は、上記個別異常検出信号が供給されたとき、上記回転数検出信号の出力レベルを変更して上記第１センサ及び上記第２センサのどちらが異常であるかを通知する出力レベル変更部を有する、請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項８】
上記異常検出部から上記第１センサ及び上記第２センサの個々の異常を示すそれぞれの個別異常検出信号のいずれか一方が供給され、上記第１センサ及び上記第２センサからそれぞれ上記検出信号が供給され、上記個別異常検出信号が供給されたときには正常である上記第１センサ又は上記第２センサにおける上記検出信号に基づいて上記回転体の回転数を示す回転数検出信号を出力する第２回転数出力制御部と、
上記回転体の回転数よりも早い周波数を持ったパルスを生成するパルス発生部と、
上記異常検出部から上記第１センサ及び上記第２センサの個々の異常を示すそれぞれの個別異常検出信号が供給され、上記パルス発生部にて生成したパルスを上記回転数検出信号に重畳して出力するパルス重畳部と、をさらに備える、請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項９】
上記パルス重畳部は、正常な場合と、上記第１センサが異常の場合と、上記第２センサが異常の場合とで、上記回転数検出信号に重畳するパルス数を切り替える、請求項８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、２値信号に変換された位相の異なる２つのセンサの検出信号に基づいて、回転状態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を持って２つのセンサを配置し、これらのセンサが送出する位相差を持った各検出信号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、特開平１０−３３２７２５号公報に示されるようなものがある。図２８を用いて、回転体の回転状態を検出する従来の例について説明する。
【０００３】
１は、回転状態を検出される歯車で、例えば、磁性体で構成され、この歯車１の外周部には、回転方向に沿って所定の間隔で山部１ａ及び谷部１ｂが形成されている。この歯車１の回転状態を検出するために、磁気抵抗素子で構成された、例えば２組の磁気センサ２１，２２を歯車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する。各磁気センサ２１，２２は、歯車１の山部１ａ、谷部１ｂに応じて、２値の検出信号をそれぞれ出力する。
【０００４】
図２８に示すように、歯車１が時計回りに回転した場合を正回転、その逆の場合を逆回転と仮定する。正回転の場合は、図２９に示すように、センサ２１の検出出力２１ａは、センサ２２の検出出力２２ａよりも位相が先行する。歯車１の山部１ａ及び谷部１ｂの間隔と、センサ２１，２２の間隔とを調整することにより、２つの検出出力２１ａ，２２ａの位相差を調整できる。ここでは、位相差が１／４周期となるように調整している。また、歯車１が逆回転した場合は、図３０に示すように、センサ２２の検出出力２２ａは、センサ２１の検出出力２１ａよりも位相が先行する。
【０００５】
検出出力２１ａは、ＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）３１のデータ入力へ、検出出力２２ａは、ＤＦＦ３１のクロック入力へ接続される。ＤＦＦ３１では、クロック入力（検出出力２２ａ）の立ち上がり時にデータ入力（検出出力２１ａ）を観測し、その極性により歯車１の回転方向を検出する。つまり、図２９に示すように歯車１が正回転の場合は、検出出力２２ａの立ち上がる時刻ｔ８０，ｔ８１，ｔ８２では、検出出力２１ａは常に“Ｈｉｇｈ”である。よって、ＤＦＦ３１は、歯車１は正回転していると判断し、“Ｈｉｇｈ”を回転方向検出結果出力２２ｒとして出力する。一方、図３０に示すように歯車１が逆回転の場合は、検出出力２２ａの立ち上がる時刻ｔ８３，ｔ８４，ｔ８５では、検出出力２１ａは常に“Ｌｏｗ”である。よって、ＤＦＦ３１は、歯車１は逆回転していると判断し、“Ｌｏｗ”を回転方向検出結果出力２２ｒとして出力する。
【０００６】
しかしながら、２つのセンサ２１，２２の内、片方のセンサが断線や故障などにより出力が異常になった場合、ＤＦＦ３１は回転方向の検出を誤り、回転方向検出出力２２ｒは異常となる。つまり、図３１に示すように、歯車１が例えば正回転しているときに、時刻ｔ８７後にセンサ２１が故障し、その出力が常に“Ｌｏｗ”になったと仮定する。ＤＦＦ３１は、センサ検出出力２２ａの立ち上がりでセンサ検出出力２１ａを観測し、その極性により歯車１の回転方向を検出するので、歯車１は正回転をしているにもかかわらず、時刻ｔ８８のタイミングで、逆回転を開始したと判断してしまう。
【０００７】
このような誤検出を回避するために、特開平１０−１２２９０３号公報では、２つのセンサの検出出力が相互に他方を監視し、一方のセンサ信号の異常を検出すると、周波数出力を停止させている。図３２は、この公報による回転検出装置の構成を示している。図３２において、４つのＤ型フリップフロップ（ＤＦＦ）１１１，１１３，１１５，１１７と、ＡＮＤ回路１１９，１２３と、ＥＸＯＲ回路１２１，１２５とが設けられ、これらは、異常検出部を構成する。
【０００８】
ＤＦＦ１１１及びＤＦＦ１１３は、第１の位置センサＭＲＲ１０１の異常の検出に用いられ、ＤＦＦ１１５及びＤＦＦ１１７は、第２の位置センサＭＲＦ１０２の異常の検出に用いられる。第１の位置センサＭＲＲ１０１の出力は、ＤＦＦ１１１のＤ端子、ＤＦＦ１１３のＤ端子、ＤＦＦ１１５のＣＫ端子に接続される。第１の位置センサＭＲＲ１０１の出力にはＮＯＴ回路１０７が接続され、ＮＯＴ回路１０７の出力はＤＦＦ１１７のＣＫ端子に接続される。
【０００９】
第２の位置センサＭＲＦ１０２の出力は、ＤＦＦ１１１のＣＫ端子、ＤＦＦ１１５のＤ端子、ＤＦＦ１１７のＤ端子に接続される。第２の位置センサＭＲＦ１０２の出力にはＮＯＴ回路１０９が接続され、ＮＯＴ回路１０９の出力はＤＦＦ１１３のＣＫ端子に接続される。
ＤＦＦ１１１，１１３，１１５，１１７の各々のＲ端子には、リセット信号１０５が入力される。ＤＦＦ１１３のＱ出力は、回転方向出力Ｆ／Ｒである。ＡＮＤ回路１１９は、ＤＦＦ１１５のＱ出力とＤＦＦ１１１のＱの反転出力との論理積をとる。ＡＮＤ回路１１９は、回転体の正回転時に“Ｈｉｇｈ”を出力し、逆回転時に“Ｌｏｗ”を出力する。ＡＮＤ回路１２３は、ＤＦＦ１１１のＱ出力とＤＦＦ１１５のＱの反転出力との論理積をとる。ＡＮＤ回路１２３は、回転体の逆回転時に“Ｈｉｇｈ”を出力し、正回転時に“Ｌｏｗ”を出力する。
【００１０】
ＥＸＯＲ回路１２１は、ＤＦＦ１１１のＱ出力とＤＦＦ１１３のＱ出力との排他的論理和をとる。ＥＸＯＲ回路１２５は、ＤＦＦ１１５のＱ出力とＤＦＦ１１７のＱ出力との排他的論理和をとる。ＥＸＯＲ回路１２１は、第１の位置センサＭＲＲ１０１が正常時には“Ｈｉｇｈ”を出力し、第１の位置センサＭＲＲ１０１が異常時には“Ｌｏｗ”を出力する。ＥＸＯＲ回路１２５は、第２の位置センサＭＲＦ１０２が正常時には“Ｈｉｇｈ”を出力し、第２の位置センサＭＲＦ１０２が異常時には“Ｌｏｗ”を出力する。
【００１１】
ＡＮＤ回路１２７，１２９、ＤＦＦ１３１，１３３，１３５，１３７，１３９，１４１は、回転方向判定部を構成する。
ＡＮＤ回路１２７は、ＡＮＤ回路１１９の出力とリセット信号１０５との論理積をとる。ＡＮＤ回路１２９は、ＡＮＤ回路１２３の出力とリセット信号１０５との論理積をとる。ＤＦＦ１３１，１３３，１３５は、多段に縦続接続され、ＤＦＦ１３１のＤ端子にＡＮＤ回路１１９の出力が接続される。ＤＦＦ１３１，１３３，１３５の各々のＲ端子は、ＡＮＤ回路１２７の出力に接続される。ＤＦＦ１３１，１３３，１３５の各々のＣＫ端子は、ＭＲＦ１０２の出力に接続される。ＤＦＦ１３７，１３９，１４１は、多段に縦続接続され、ＤＦＦ１３７のＤ端子にＡＮＤ回路１２３の出力が接続される。ＤＦＦ１３７，１３９，１４１の各々のＲ端子は、ＡＮＤ回路１２９の出力に接続される。ＤＦＦ１３７，１３９，１４１の各々のＣＫ端子は、第１の位置センサＭＲＲ１０１の出力に接続される。
【００１２】
ＡＮＤ回路１４３、ＡＮＤ回路１４５、及びＯＲ回路１４７は、周波数出力制御部を構成する。
ＡＮＤ回路１４３は、ＤＦＦ１３５のＱ出力と、ＥＸＯＲ回路１２１の出力と、ＥＸＯＲ回路１２５の出力と、第１の位置センサＭＲＲ１０１との論理積をとる。ＡＮＤ回路１４３は、回転体の正回転時に第１の位置センサＭＲＲ１０１の周波数出力を出力し、逆回転時に“Ｌｏｗ”となる。
ＡＮＤ回路１４５は、ＤＦＦ１４１のＱ出力と、ＥＸＯＲ回路１２１の出力と、ＥＸＯＲ回路１２５の出力と、第２の位置センサＭＲＦ１０２との論理積をとる。ＡＮＤ回路１４５は、回転体の逆回転時に第２の位置センサＭＲＦ１０２の周波数出力を出力し、正回転時に“Ｌｏｗ”となる。
ＯＲ回路１４７は、ＡＮＤ回路１４３の出力と、ＡＮＤ回路１４５の出力との論理和をとり、この論理和出力が周波数出力ＦＯとなる。
【００１３】
以下、回転体の正回転中に第１の位置センサＭＲＲ１０１が故障して、“Ｈｉｇｈ”になった場合の動作について、図３３を用いて説明する。
第１の位置センサＭＲＲ１０１が故障して、“Ｈｉｇｈ”になると、時刻ｔ１０１のタイミングでＤＦＦ１１１が異常を検出し、ＤＦＦ１３１，１３３，１３５にリセットをかけ、故障から復帰してから３パルス後の時刻ｔ１０２から、周波数出力を出力させる。
【００１４】
一方、図３４に示すように、第１の位置センサＭＲＲ１０１が故障して、“Ｌｏｗ”になった場合は、回転方向出力Ｆ／Ｒも正回転しているにもかかわらず逆回転と検出すると共に、故障から復帰してすぐに、周波数出力を出力する。この場合、図３５に示すように、外部回路により周波数出力を観測し、出力の停止を観測するとリセット信号（ＲＳＴ）を入力するようにすれば、図３３と同様、故障から復帰してから３パルス後に、周波数出力を開始することができる。
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−３３２７２５号公報
【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】
【００１６】
しかしながら、特許文献２に開示される回転検出装置では、回転体の回転方向が切り替わった場合においても、センサの異常であると判断し、出力を停止させてしまう。近年、エンジン等で用いられる回転状態検出装置では、回転が停止している状態でも、回転体の回転位置を把握することが必要である。エンジンの場合、回転が停止するときに、センサ検出出力の数周期分、振動しながら停止することが知られている。従って、正回転と逆回転を繰り返し、それぞれ正回転で何パルス、逆回転で何パルスしたかを計数することにより回転体が停止したときの回転位置を把握する。よって、従来例のように回転方向が反転したときに、周波数出力を停止させる装置では、回転が停止するときにパルス数を計数することができず、停止しているときの回転体の回転位置を把握することができない。
【００１７】
従来例による回転検出装置において、回転方向が正回転から逆回転に反転した場合の動作について、図３６を参照して説明する。
回転体が時刻ｔ１０３で正回転から逆回転に反転すると、第１の位置センサ信号ＭＲＲ１０１及び第２の位置センサ信号ＭＲＦ１０２は、図示するように、時刻ｔ１０３以前では第２の位置センサ信号ＭＲＦ１０２の方が、第１の位置センサ信号ＭＲＲ１０１に対して位相が進み、時刻ｔ１０３以降では、第１の位置センサ信号ＭＲＲ１０１の方が、位相が進んでいる。
【００１８】
ＤＦＦ１１１，１１３，１１５，１１７では、それぞれ、時刻ｔ１０３以降に極性が反転するので、ＤＦＦ１３１，１３３，１３５にはリセットがかかり、周波数出力が停止する。その後、ＤＦＦ１３７，１３９，１４１は、リセットが解除され、３パルス遅延した後、周波数出力が再開される。
以上のように、回転体の回転方向が反転すると、回転検出装置は異常と判断し、周波数出力を停止してしまう。
【００１９】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、回転体の回転検出信号の異常の場合にのみ異常検出信号を出力可能な回転状態検出装置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】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様における回転状態検出装置は、回転体に対向して配置され、上記回転体の回転に応じて位相の異なる２つの矩形波状で２値化の検出信号を出力する第１センサ及び第２センサと、第１〜第４の回転方向検出部と、異常検出部とを備えたことを特徴とする。第１回転方向検出部は、上記第１センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第２センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。第２回転方向検出部は、上記第１センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第２センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。第３回転方向検出部は、上記第２センサからの検出信号の立ち上がり時に上記第１センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。第４回転方向検出部は、上記第２センサからの検出信号の立ち下がり時に上記第１センサの検出信号を観測して上記回転体の回転方向を検出する。異常検出部は、上記第１から第４の回転方向検出部から得られた回転方向検出結果の不一致が、上記検出信号の半周期を超えて連続した場合に上記第１センサ及び上記第２センサの少なくとも一方の異常と判断して異常検出信号を出力する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１態様における回転状態検出装置によれば、第１から第４の回転方向検出部、及び異常検出部を備え、第１から第４の回転方向検出部による検出結果に不一致が生じた場合に第１センサ及び第２センサの少なくとも一方の異常と判断している。よって、回転体の回転方向が切り替わった場合ではセンサ異常とは判断せず、第１センサ及び第２センサの少なくとも一方の検出信号が異常の場合にのみ、異常検出信号を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施形態である回転状態検出装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
【００２３】
実施の形態１．
本実施形態の回転状態検出装置について、図１から図５を参照して以下に説明する。
図１は、実施形態１における回転状態検出装置７０１の構成図である。
回転状態検出装置７０１は、第１センサ２１、第２センサ２２、回転方向検出部３、及び異常検出部５を備え、回転体１の回転状態を検出する装置である。尚、回転体１は、例えば磁性体の円板にて形成され、その外周面には、回転方向に沿って所定の間隔で凸状の山部１ａ及び凹状の谷部１ｂが交互に形成されている。このように回転体１は、一例として歯車形状にてなる。
【００２４】
第１センサ２１及び第２センサ２２は、回転体１の回転状態を検出するために、例えば磁気抵抗素子で構成されたセンサである。本実施形態では、回転体１の回転状態を検出するセンサは、第１センサ２１及び第２センサ２２のように、例えば２組のセンサが用いられ、第１センサ２１及び第２センサ２２は、回転体１の外周面に対向し、かつ回転体１の回転方向に沿って所定の間隔にて配置されている。このような第１センサ２１及び第２センサ２２は、回転体１の回転に伴い、回転体１の山部１ａ及び谷部１ｂに応じて、２値の検出信号２１ａ，２２ａをそれぞれ出力する。尚、図１に示すように、回転体１が時計回りに回転する場合を正回転とし、その逆に回転する場合を逆回転とする。
【００２５】
回転方向検出部３は、第１センサ２１及び第２センサ２２が送出する検出信号２１ａ，２２ａのそれぞれにおける立ち上がり時点及び立ち下がり時点における、回転体１の回転方向を示す回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆを出力する。
【００２６】
図２は、回転方向検出部３の構成の一例を示しており、回転方向検出部３は、４個のＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）回路３１，３２，３３，３４で構成される。又、図中、ＤＦＦ回路３２，３４のクロック入力部に示される丸印は、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し、又、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。
【００２７】
ＤＦＦ回路３１は、第１センサ２１が送出する検出信号２１ａをデータ入力とし、第２センサ２２が送出する検出信号２２ａをクロック入力として、検出信号２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２２ｒを出力する。尚、ＤＦＦ回路３１が第３回転方向検出部の一例に相当する。
ＤＦＦ回路３２は、第１センサ２１が送出する検出信号２１ａをデータ入力とし、第２センサ２２が送出する検出信号２２ａの反転をクロック入力として、検出信号２２ａの立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｆを出力する。尚、ＤＦＦ回路３２が第４回転方向検出部の一例に相当する。
【００２８】
ＤＦＦ回路３３は、第２センサ２２が送出する検出信号２２ａをデータ入力とし、第１センサ２１が送出する検出信号２１ａをクロック入力として、検出信号２１ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２１ｒを出力する。尚、ＤＦＦ回路３３が第１回転方向検出部の一例に相当する。
ＤＦＦ回路３４は、第２センサ２２が送出する検出信号２２ａをデータ入力とし、第１センサ２１が送出する検出信号２１ａの反転をクロック入力として、検出信号２１ａの立ち下がり時の回転方向検出結果２１ｆを出力する。尚、ＤＦＦ回路３４が第２回転方向検出部の一例に相当する。
【００２９】
異常検出部５は、回転方向検出部３が送出する回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆに基づいて、異常検出信号５ａ、並びに、検出信号２１ａが異常か否か、換言すると第１センサ２１が異常か否かを表す異常検出信号２１ｅ、及び検出信号２２ａが異常か否か、換言すると第２センサ２２が異常か否かを表す異常検出信号２２ｅを出力する。尚、異常検出信号２１ｅ及び異常検出信号２２ｅは、それぞれ、第１センサ２１及び第２センサ２２の個別異常検出信号に相当する。又、以下に説明するように、異常検出信号５ａは、異常検出信号２１ｅ及び異常検出信号２２ｅの少なくとも一方が異常を表すときに、異常を表す信号である。
【００３０】
図３は、異常検出部５の構成の一例を示している。異常検出部５は、検出信号２１ａ，２２ａ、及び回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆを入力とし、検出信号２１ａ、２２ａのそれぞれ立ち上がり及び立ち下がりエッジでの、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆの不一致を観測し、不一致が連続する場合に異常と判断し、異常検出信号５ａ、並びに、第１センサ２１及び第２センサ２２の異常検出信号２１ｅ，２２ｅを出力する。以下に、異常検出部５の具体的構成について説明する。
【００３１】
ＥＸＯＲ回路５０１は、回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの排他的論理和をとり、検出信号２２ａの立ち上がり及び立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの不一致を検出し、不一致の場合は“Ｈｉｇｈ”を出力する。
ＥＸＯＲ回路５０２は、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの排他的論理和をとり、検出信号２１ａの立ち上がり及び立ち下がり時の回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの不一致を検出し、不一致の場合は“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【００３２】
ＤＦＦ５０３は、ＥＸＯＲ回路５０１の出力をデータ入力とし、第２センサ２２の検出信号２２ａをクロック入力とし、検出信号２２ａの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの不一致が継続するか否かを判別する。
ＤＦＦ５０４は、ＥＸＯＲ回路５０１の出力をデータ入力とし、第２センサ２２の検出信号２２ａの反転をクロック入力とし、検出信号２２ａの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの不一致が継続するか否かを判別する。
【００３３】
ＤＦＦ５０５は、ＥＸＯＲ回路５０２の出力をデータ入力とし、第１センサ２１の検出信号２１ａをクロック入力とし、検出信号２１ａの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの不一致が継続するか否かを判別する。
ＤＦＦ５０５は、ＥＸＯＲ回路５０２の出力をデータ入力とし、第１センサ２１の検出信号２１ａの反転をクロック入力とし、検出信号２１ａの立ち上がり及び立ち下がり時における回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの不一致が継続するか否かを判別する。
【００３４】
ＡＮＤ回路５１１は、ＤＦＦ５０３，５０４の論理積をとり、両者が共に“Ｈｉｇｈ”のときには第２センサ２２が異常であるので、異常検出信号２２ｅとして“Ｈｉｇｈ”を出力する。
ＡＮＤ回路５１６は、ＤＦＦ５０５，５０６の論理積をとり、両者が共に“Ｈｉｇｈ”のときには第１センサ２１が異常であるので、異常検出信号２１ｅとして“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【００３５】
ＯＲ回路５１９は、異常検出信号２１ｅ，２２ｅの論理和をとり、どちらかが“Ｈｉｇｈ”になれば“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【００３６】
尚、上述の、ＥＸＯＲ回路５０１、ＥＸＯＲ回路５０２、ＤＦＦ５０３〜５０６、及び、ＡＮＤ回路５１１、５１６の構成部分は、第１センサ２１及び第２センサ２２のどちらが異常であるかを判別する判別部５ｂとしての機能を果たす。
【００３７】
上述のように構成される、実施の形態１における回転状態検出装置７０１の動作について、図を参照して以下に説明する。
図４では、回転体１が正回転している状態で、第１センサ２１の検出信号２１ａが異常となり常に“Ｈｉｇｈ”となった場合の各部の波形を示す。
【００３８】
検出信号２１ａが常に“Ｈｉｇｈ”となった場合には、第２センサ２２の検出信号２２ａの立ち上がり時における回転方向検出結果２２ｒは常に“Ｈｉｇｈ”である。しかし、検出信号２２ａの立ち下がり時における回転方向検出結果２２ｆは、検出信号２１ａが異常である時刻ｔ０１から時刻ｔ０３の間、逆回転を示す“Ｌｏｗ”となる。検出信号２１ａが異常である間、検出信号２１ａは変化しないため、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆは常に“Ｈｉｇｈ”のままである。従って、時刻ｔ０１から時刻ｔ０３の間、回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの不一致つまりＥＸＯＲ回路５０１は“Ｈｉｇｈ”になり、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの不一致つまりＥＸＯＲ回路５０２は“Ｌｏｗ”のままである。
【００３９】
検出信号２１ａの異常が継続すると、ＤＦＦ５０３，５０４の出力が共に“Ｈｉｇｈ”となり、そのＡＮＤを取った異常検出信号２２ｅは、時刻ｔ０２から時刻ｔ０４の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの不一致つまりＥＸＯＲ回路５０２は“Ｌｏｗ”のままであるので、ＤＦＦ５０５，５０６の出力及びＡＮＤ回路５１６の出力は常に“Ｌｏｗ”となる。従って、異常検出信号５ａは、時刻ｔ０２からｔ０４の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。
【００４０】
次に、図５では、回転体１の回転方向が正回転から逆回転に反転した場合の各部の波形を示す。
回転体１の回転方向が正回転から逆回転に反転すると、検出信号２１ａ，２２ａは、例えば図に示すような波形になる。４つのＤＦＦ回路３１，３２，３３，３４では、それぞれ、検出信号２１ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２１ｒは、時刻ｔ０８で反転を検出し、検出信号２１ａの立ち下がり時の回転方向検出結果２１ｆは、時刻ｔ０６で反転を検出する。検出信号２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２２ｒは、時刻ｔ０７で反転を検出し、検出信号２２ａの立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｆは、時刻ｔ０５で反転を検出する。
【００４１】
従って、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの不一致の区間つまりＥＸＯＲ回路５０２が“Ｈｉｇｈ”になる区間は、時刻ｔ０６から時刻ｔ０８の間であり、回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの不一致の区間つまりＥＸＯＲ回路５０１が“Ｈｉｇｈ”になる区間は時刻ｔ０５から時刻ｔ０７の間である。これらの区間は、それぞれ検出信号２１ａ，２２ａの半周期分であるので、この信号を検出信号２１ａ，２２ａの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングでＤＦＦ５０３，５０４，５０５，５０６に保持すると、ＤＦＦ５０３とＤＦＦ５０４、ＤＦＦ５０５とＤＦＦ５０６それぞれが同時に“Ｈｉｇｈ”になることはない。よって異常検出信号２１ｅ，２２ｅは、常に“Ｌｏｗ”であり、異常検出信号５ｅも常に“Ｌｏｗ”である。
【００４２】
以上のように、本実施の形態１の回転状態検出装置７０１によれば、回転体１の回転方向が反転したことで異常と判断することはなく、第１センサ２１及び第２センサ２２の少なくとも一方の検出信号が異常になった場合のみ、異常検出信号を出力することができる。
又、本実施の形態１の回転状態検出装置７０１によれば、図３に示す異常検出部５の構成から明らかなように、第１センサ２１あるいは第２センサ２２のどちらのセンサが異常であるのかを判断することができる。
【００４３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２における回転状態検出装置について、図６から図８を参照して説明する。
図６は、図１に示す異常検出部５の別の構成例を示している。図６に示す異常検出部５ｃは、図１に示す異常検出部５に論理回路を追加した構成を有し、該異常検出部５ｃは、異常検出タイミングを早める構成を有する。尚、図６において、ＥＸＯＲ回路５０１、ＥＸＯＲ回路５０２、ＤＦＦ５０３〜５０６、及び、ＡＮＤ回路５１１、５１６の構成部分は、図３に示す構成に同じである。
【００４４】
符号５０７〜５１０、及び符号５１２〜５１５は、ＡＮＤ回路を示し、異常が発生した場合の論理積をとり、実施の形態１に示す異常検出タイミングより半周期早いタイミングを生成している。尚、図中、ＡＮＤ回路５０７〜５１０、及びＡＮＤ回路５１２〜５１５における入力部の丸印は、それぞれ、信号を反転して入力することを意味する。
符号５１７，５１８，５２０，５２１は、ＯＲ回路を示し、それぞれの場合の論理和をとって、実施の形態１に示す異常検出タイミングより半周期早い異常検出信号５ａ、及び異常検出信号２１ｅ，２２ｅを生成している。
【００４５】
このように構成される異常検出部５ｃの動作について、図７、図８を参照して以下に説明する。
図７は、回転体１が正回転しているときに、第１センサ２１が故障して検出信号２１ａが常に“Ｈｉｇｈ”を出力するようになった場合の各部信号のタイミングを示している。
図７に示すように、回転体１が正回転しているときには、検出信号２１ａは、検出信号２２ａよりも位相が進み、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆ，２２ｒ，２２ｆはすべて“Ｈｉｇｈ”となる。この状態で、第１センサ２１が故障して検出信号２１ａが常に“Ｈｉｇｈ”となると、時刻ｔ０９のタイミングで検出信号２２ａの立ち下がり時の回転方向検出結果２２ｆが“Ｌｏｗ”となり、検出信号２２ａの立ち上がり時の回転方向検出結果２２ｒと不一致となる。
【００４６】
ＥＸＯＲ回路５０１は、この不一致を検出し、時刻ｔ０９で“Ｈｉｇｈ”を出力する。従って、ＤＦＦ５０３，５０４の出力は、それぞれ時刻ｔ１０，ｔ１１のタイミングで“Ｈｉｇｈ”となり、ＡＮＤ回路５０８は、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。以上より、ＯＲ回路５１７は、これらの論理和をとり、時刻ｔ１０から時刻ｔ１２の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。よって、異常検出信号５ａ、及び異常検出信号２２ｅは、図４に示す実施の形態１での検出タイミングである時刻ｔ０２（図７では時刻ｔ１１）よりも半周期早い時刻ｔ１０のタイミングで異常を検出できる。
【００４７】
次に、回転体１の回転方向が正回転から逆回転に反転した場合の動作について、図８を参照して説明する。
図５に示す実施の形態１における場合と同様、回転体１の回転方向が正回転から逆回転に反転すると、検出信号２１ａ，２２ａは、例えば図に示すような波形になる。４つのＤＦＦ回路３１，３２，３３，３４は、それぞれ、時刻ｔ１６，ｔ１４，ｔ１７，ｔ１５で反転を検出する。従って、回転方向検出結果２１ｒ，２１ｆの不一致の区間つまりＥＸＯＲ回路５０２が“Ｈｉｇｈ”になる区間は、時刻ｔ１５から時刻ｔ１７の間であり、回転方向検出結果２２ｒ，２２ｆの不一致の区間つまりＥＸＯＲ回路５０１が“Ｈｉｇｈ”になる区間は、時刻ｔ１４から時刻ｔ１６の間である。これらの区間は、それぞれ検出信号２１ａ，２２ａの半周期分である。
【００４８】
よって、この信号を、検出信号２１ａ，２２ａの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングでＤＦＦ５０３，５０４，５０５，５０６に保持すると、ＤＦＦ５０３とＤＦＦ５０４、ＤＦＦ５０５とＤＦＦ５０６のそれぞれが同時に“Ｈｉｇｈ”になることはない。よって、ＡＮＤ回路５１１，５１６は常に“Ｌｏｗ”であり、さらにＡＮＤ回路５０７〜５１０、及びＡＮＤ回路５１２〜５１５も常に“Ｌｏｗ”であるので、異常検出信号２１ｅ，２２ｅは常に“Ｌｏｗ”であり、異常検出信号５ｅも常に“Ｌｏｗ”である。
【００４９】
以上のように、本実施の形態２における回転状態検出装置によっても、回転体１の回転方向が反転したことで異常と判断することはなく、第１センサ２１及び第２センサ２２の少なくとも一方の検出信号が異常になった場合のみ、異常を表す異常検出信号を出力することができる。
【００５０】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３における回転状態検出装置について、図９から図１５を参照して説明する。
図９は、実施の形態３における回転状態検出装置７０３の構成図を示す。該回転状態検出装置７０３は、上述した図１に示す回転状態検出装置７０１に、第１回転数出力制御部に相当する回転数出力制御部６ａを加えた構成を有する。
【００５１】
回転数出力制御部６ａは、異常検出信号５ａに応じて、正常の場合には、第２センサ２２による検出信号２２ａの出力を回転数計数用信号として出力し、異常が発生した場合にはその出力を停止する制御部である。
【００５２】
図１０は、回転数出力制御部６ａの構成の一例で、ＡＮＤ回路により構成されている。異常検出部５の出力５ａが“Ｌｏｗ”のとき、つまり正常なときには、ＡＮＤ回路６０１は、センサ検出信号２２ａをそのまま出力し、異常検出部５が異常を検出し、異常検出信号５ａが“Ｈｉｇｈ”になったときは、出力を“Ｌｏｗ”に固定する。
【００５３】
図１１は回転体１が正回転しているときに、第１センサ２１が故障し検出信号２１ａが常に“Ｈｉｇｈ”を出力するようになった場合の出力信号のタイミングを示している。検出信号２１ａが異常になると、異常検出部５は異常を検出して、時刻ｔ１８から時刻ｔ１９の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。回転数出力制御部６ａは、時刻ｔ１８から時刻ｔ１９の間は、検出信号２２ａの出力を停止し、“Ｌｏｗ”を出力する。つまり、破線で示す２つのパルスをマスクする。
【００５４】
また、図６に示す実施の形態２による異常検出部５ｃを使用すれば、図１２に示すように、異常検出信号５ａは時刻ｔ２０から時刻ｔ２１の間、異常を検出する。よって、回転数出力制御部６ａは、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１の間、センサ検出信号２２ａの出力を停止し、“Ｌｏｗ”を出力する。つまり、破線で示す３つのパルスをマスクする。
【００５５】
また、回転数出力制御部６ａとして、図１３に示すようなＡＮＤ回路６０２を使用し、図３に示す実施の形態１による異常検出部５を使用すれば、図１４に示すように、異常を検出している時刻ｔ２２から時刻ｔ２３の間は、“Ｈｉｇｈ”の固定出力となる。さらに、図６に示す実施の形態２による異常検出部５ｃを使用すれば、図１５に示すように、異常を検出している時刻ｔ２４から時刻ｔ２５の間は、“Ｈｉｇｈ”の固定出力となる。
【００５６】
このように実施形態３の回転状態検出装置７０３によれば、センサが故障した場合でも回転数出力を継続することができる。又、異常検出結果に従い、回転数出力制御部６ａの出力レベルを切り替えることにより、１本の信号線で回転数情報と異常検出情報を伝達することができる。
又、センサが故障して異常な出力となった場合に、誤った信号を通知することを防止することができる。
【００５７】
尚、ここでは上述のように、正常の場合には検出信号２２ａの出力を回転数計数用信号として出力するが、第２センサ２２による検出信号２２ａを使用する代わりに、第１センサ２１による検出信号２１ａを使用して構成することもできる。この場合、正常の場合には、回転数出力制御部６ａは、第１センサ２１による検出信号２１ａの出力を回転数計数用信号として出力し、異常が発生した場合にはその出力を停止する。
【００５８】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４における回転状態検出装置について、図１６から図２０を参照して説明する。
図１６は、本実施の形態４の回転状態検出装置７０４の構成図である。該回転状態検出装置７０４は、上述した図１に示す回転状態検出装置７０１に、第２回転数出力制御部に相当する回転数出力制御部６ｂを加えた構成を有する。
【００５９】
回転数出力制御部６ｂは、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅに応じて、正常の場合には、第２センサ２２からの検出信号２２ａの出力を回転数計数用信号として出力し、センサ２２ａの出力に異常が発生した場合には、検出信号２２ａの出力を、第１センサ２１の検出信号２１ａの出力に切り替えて出力する回転数出力制御部である。
【００６０】
図１７は、回転数出力制御部６ｂの構成の一例を示している。回転数出力制御部６ｂは、セレクタ回路６０３により構成されている。セレクタ回路６０３には、第１センサ２１による検出信号２１ａと、第２センサ２２による検出信号２２ａが供給され、さらに、検出信号２１ａ、２２ａを選択する信号として第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが供給される。
【００６１】
このような回転数出力制御部６ｂは、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｌｏｗ”のとき、つまり第２センサ２２が正常なときには、第２センサ２２の検出信号２２ａをそのまま、回転数計数用信号として出力する。一方、異常検出部５が第２センサ２２の異常を検出し、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｈｉｇｈ”になったときには、回転数出力制御部６ｂは、第２センサ２２の検出信号２２ａを、第１センサ２１の検出信号２１ａに切り替えて、回転数計数用信号として出力する。
【００６２】
尚、この例では、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅを基準に、第１センサ２１の検出信号２１ａと、第２センサ２２の検出信号２２ａとを切り替えたが、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅを基準に、第１センサ２１の検出信号２１ａと、第２センサ２２の検出信号２２ａとを切り替えるように構成することもできる。
【００６３】
図１８は、回転体１が正回転しているときに、第２センサ２２が故障して常に“Ｈｉｇｈ”を出力するようになった場合の出力信号のタイミングを示している。異常検出部５は、時刻ｔ２６から時刻ｔ２７の間、第２センサ２２の検出信号２２ａの異常を検出し、“Ｈｉｇｈ”を出力する。回転数出力制御部６ｂでは、第２センサ２２が正常の場合、つまり第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｌｏｗ”の間、セレクタ回路６０３は、Ｂ端子の第２センサ２２による検出信号２２ａを選択し、第２センサ２２が異常の場合、つまり第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｈｉｇｈ”の間には、Ａ端子の第１センサ２１による検出信号２１ａを選択し出力する。
【００６４】
以上のように、実施の形態４による回転状態検出装置７０４によれば、一方のセンサが異常を起こしても、正常なセンサの出力に切り替えることができ、回転数検出信号６ｘを途切れることなく出力することができる。
【００６５】
図１９は、図１６に示す回転数出力制御部６ｂの別の構成例を示す。図１９に示す回転数出力制御部６ｂ−１は、出力レベル変更部の機能を果たす一例に相当し、第２センサ２２が異常の場合には、出力を第１センサ２１の検出信号２１ａに切り替えると共に、回転数出力制御部６ｂ−１の出力の“Ｌｏｗ”レベルを正常の場合とは異なるレベルにて出力する。このように回転数出力制御部６ｂ−１は、回転数検出信号６ｘを途切れさせることなく、さらに第２センサ２２による検出信号２２ａが異常であることを通知できるようにしたものである。
【００６６】
回転数出力制御部６ｂ−１の構成について説明する。符号６０４は、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅの反転と、第２センサ２２による検出信号２２ａの反転とを入力とし、第２センサ２２が正常でかつ検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”のときに、トランジスタ回路６０６をオンにする信号を出力するＡＮＤ回路である。符号６０５は、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅと、第１センサ２１による検出信号２１ａの反転とを入力とし、第２センサ２２が異常で、かつ検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”のときに、トランジスタ回路６０７をオンにする信号を出力するＡＮＤ回路である。トランジスタ回路６０６は、ＡＮＤ回路６０４の出力が“Ｈｉｇｈ”のときにオンする。トランジスタ回路６０７は、ＡＮＤ回路６０５の出力が“Ｈｉｇｈ”のときにオンする。
回転数出力制御部６ｂ−１の動作について図２０を参照して以下に説明する。
【００６７】
正常時には、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路６０４は、第２センサ２２による検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、“Ｈｉｇｈ”を出力し、ＡＮＤ回路６０５は常に“Ｌｏｗ”である。トランジスタ回路６０６は、ＡＮＤ回路６０４により、第２センサによる検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、オンとなり、トランジスタ回路６０７は常にオフとなる。よって、点Ａは、第２センサ２２による検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、ＧＮＤと同一レベルとなる。従って、正常時の回転数検出信号６ｘの“Ｌｏｗ”レベルＶ０は、
Ｖ０＝（Ｒ１／（Ｒ０＋Ｒ１））×Ｖｃｃ
となる。ここで、Ｒ０、Ｒ１は、図１９に示す抵抗Ｒ０，Ｒ１の抵抗値である。
【００６８】
また、異常検出部５が第２センサ２２の異常を検出すると、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｈｉｇｈ”となる。よって、ＡＮＤ回路６０４は、常に“Ｌｏｗ”を出力し、ＡＮＤ回路６０５は、第１センサ２１による検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。トランジスタ回路６０６は、常にオフとなり、トランジスタ回路６０７は、ＡＮＤ回路６０５により、第１センサ２１による検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”の間、オンされるので、点Ａは、検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”の間、抵抗Ｒ２を介してＧＮＤと接続される。従って、第２センサ２２の検出信号２２ａが異常のときの回転数検出信号６ｘの“Ｌｏｗ”レベルＶ１は、
Ｖ１＝（（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ０＋Ｒ１＋Ｒ２））×Ｖｃｃ
となる。ここで、Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２は、図１９に示す抵抗Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２の抵抗値である。
【００６９】
正常時における、第２センサ２２による検出信号２２ａが“Ｈｉｇｈ”の間、あるいは、第２センサ２２の異常時における第１センサ２１の検出信号２１ａが“Ｈｉｇｈ”の間には、トランジスタ回路６０６，６０７ともオフとなるので、回転数検出信号６ｘのレベルは、Ｖｃｃと同一となる。
【００７０】
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、Ｖ０＝０．５Ｖ，Ｖ１＝２Ｖ程度となる。従って、回転数検出信号６ｘの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、Ｖｔｈ０＝２．５Ｖ程度とすることにより、回転体１の回転数を計測することができると共に、Ｖｔｈ１＝１．５Ｖ程度とすることにより、センサの異常状態も観測することができる。
【００７１】
このように回転数出力制御部６ｂ−１によれば、センサが故障しても、回転数出力を継続するとともに、センサが故障していることを通知することができる。
【００７２】
尚、上述の例では、第２センサ２２が異常の場合で異常検出信号２２ｅを例に採り説明したが、これに代えて、第１センサ２１が異常の場合で異常検出信号２１ｅを用いて構成しても良い。この場合、ＡＮＤ回路６０４には、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅの反転と、第１センサ２１の検出信号２１ａとを入力し、ＡＮＤ回路６０５には、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅと、第２センサ２２の検出信号２２ａの反転とを入力する。
【００７３】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５の回転状態検出装置について、図２１から図２３を参照して説明する。
図２１は、実施の形態５の回転状態検出装置７０５の構成図である。該回転状態検出装置７０５は、図１６に示す実施の形態４における回転状態検出装置７０４の構成に対して、さらに第１センサ２１の異常検出信号２１ｅについても回転数出力制御部に入力するようにした構成を有する。実施の形態５の回転状態検出装置７０５に備わる回転数出力制御部に符号６ｃを付す。その他の構成は、回転状態検出装置７０４の構成と同一である。尚、回転数出力制御部６ｃは、第３回転数出力制御部の機能を果たす一例に相当する。
【００７４】
図２２は、図２１に示す回転数出力制御部６ｃの構成の一例を示す。尚、回転数出力制御部６ｃにおいて、点線で囲った部分は、出力レベル変更部の機能を果たす一例に相当し、符号６ｃ−１を付す。回転数出力制御部６ｃは、図１９に示す実施の形態４の回転数出力制御部６ｂに対して、第２センサ２２の検出信号２２ａが異常の場合に加え、第１センサ２１の検出信号２１ａが異常の場合にも、回転数出力制御部６ｃの出力の“Ｌｏｗ”レベルを正常の場合と異なるレベルで出力する。よって、回転状態検出装置７０５によれば、回転数検出信号６ｘを途切れさせることなく、さらに第１センサ２１及び第２センサ２２の検出信号２１ａ，２２ａのいずれが異常であることを通知できるようにしたものである。
【００７５】
回転数出力制御部６ｃにおける出力レベル変更部６ｃ−１の構成について説明する。
符号６０８は、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅの反転と、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅの反転と、第２センサ２２の検出信号２２ａの反転とを入力とし、正常かつ検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”のときに、トランジスタ回路６０６をオンにする信号を出力するＡＮＤ回路である。符号６０５は、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅと、第１センサ２１による検出信号２１ａの反転とを入力とし、第２センサ２２が異常で、かつ検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”のときに、トランジスタ回路６０７をオンにする信号を出力するＡＮＤ回路である。符号６０９は、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅと、第２センサ２２による検出信号２２ａの反転とを入力とし、第１センサ２１が異常で、かつ検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”のときに、トランジスタ回路６１０をオンにする信号を出力するＡＮＤ回路である。トランジスタ回路６０６は、ＡＮＤ回路６０８の出力が“Ｈｉｇｈ”のときにオンする。トランジスタ回路６０７は、ＡＮＤ回路６０５の出力が“Ｈｉｇｈ”のときにオンする。トランジスタ回路６１０は、ＡＮＤ回路６０９の出力が“Ｈｉｇｈ”のときにオンする。
【００７６】
回転数出力制御部６ｃの動作について図２３を参照して以下に説明する。
正常時には、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅが“Ｌｏｗ”であり、かつ第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路６０８は、第２センサ２２の検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、“Ｈｉｇｈ”を出力し、ＡＮＤ回路６０５，６０９は、常に“Ｌｏｗ”である。トランジスタ回路６０６は、ＡＮＤ回路６０８により、検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、オンされ、トランジスタ回路６０７，６１０は、常にオフとなる。よって、点Ａは、第２センサ２２による検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、ＧＮＤと同一レベルとなる。従って、正常時における回転数検出信号６ｘの“Ｌｏｗ”レベルＶ０は、
Ｖ０＝（Ｒ１／（Ｒ０＋Ｒ１））×Ｖｃｃ
となる。ここで、Ｒ０、Ｒ１は、図２２に示す抵抗Ｒ０、Ｒ１の抵抗値である。
【００７７】
また、異常検出部５が第２センサ２２の異常を検出すると、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅは“Ｌｏｗ”、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅは“Ｈｉｇｈ”となるので、ＡＮＤ回路６０８，６０９は、常に“Ｌｏｗ”を出力し、ＡＮＤ回路６０５は、第１センサ２１による検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。また、トランジスタ回路６０６，６１０は、常にオフとなり、トランジスタ回路６０７は、ＡＮＤ回路６０５により、検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”の間、オンされるので、点Ａは、検出信号２１ａが“Ｌｏｗ”の間、抵抗Ｒ２を介してＧＮＤと接続される。従って、第２センサ２２による検出信号２２ａが異常のときの回転数検出信号６ｘの“Ｌｏｗ”レベルＶ１は、
Ｖ１＝（（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ０＋Ｒ１＋Ｒ２））×Ｖｃｃ
となる。ここで、Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２は、図２２に示す抵抗Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２の抵抗値である。
【００７８】
さらに、異常検出部５が第１センサ２１の異常を検出すると、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅが“Ｈｉｇｈ”、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｌｏｗ”となる。よって、ＡＮＤ回路６０８，６０５は、常に“Ｌｏｗ”を出力し、ＡＮＤ回路６０９は、第２センサ２２による検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、“Ｈｉｇｈ”を出力する。また、トランジスタ回路６０６，６０７は、常にオフとなり、トランジスタ回路６１０は、ＡＮＤ回路６０９により、検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、オンされる。よって点Ａは、検出信号２２ａが“Ｌｏｗ”の間、抵抗Ｒ３を介してＧＮＤと接続される。従って、第１センサ２１による検出信号２１ａが異常のときの回転数検出信号６ｘの“Ｌｏｗ”レベルＶ２は、
Ｖ２＝（（Ｒ１＋Ｒ３）／（Ｒ０＋Ｒ１＋Ｒ３））×Ｖｃｃ
となる。ここで、Ｒ０、Ｒ１、Ｒ３は、図２２に示す抵抗Ｒ０、Ｒ１、Ｒ３の抵抗値である。
【００７９】
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、Ｖ０＝０．５Ｖ，Ｖ１＝２Ｖ，Ｖ２＝３Ｖ程度となる。従って、回転数検出信号６ｘの信号を受信する後段の信号処理回路において、例えば、Ｖｔｈ０＝３．５Ｖ程度とすることにより、回転体１の回転数を計測することができると共に、Ｖｔｈ１＝１．５Ｖ，Ｖｔｈ２＝２．５Ｖ程度とすることにより、第１及び第２の両方のセンサの異常状態も観測することができる。
【００８０】
このように、実施の形態５の回転状態検出装置７０５によれば、センサが故障しても、回転数出力を継続することができ、さらに、どちらのセンサが故障しているかを通知することができる。
【００８１】
実施の形態４及び実施の形態５では、回転数検出出力６ｘの“Ｌｏｗ”のレベルをＶ０、Ｖ１、Ｖ２のように切り替えていたが、回転数出力制御部のＡＮＤ回路、トランジスタ回路の構成を変更して、回転数検出出力６ｘの“Ｈｉｇｈ”のレベルを何段階かに切り替えても良い。さらに、回転数検出出力６ｘの“Ｌｏｗ”のレベル及び“Ｈｉｇｈ”のレベルの両方のレベルを切り替えるようにしても良い。
【００８２】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６の回転状態検出装置について、図２４から図２７を参照して以下に説明する。
実施の形態６における回転状態検出装置７０６は、図２１に示す、第１センサ２１、第２センサ２２、回転方向検出部３、及び異常検出部５を備え、さらに、図２１に示す回転数出力制御部６ｃに代えて回転数出力制御部６ｄを備える。回転数出力制御部６ｄには、第１センサ２１による検出信号２１ａ、第２センサ２２による検出信号２２ａ、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅ、及び第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが供給される。
【００８３】
回転数出力制御部６ｄは、図２１に示す回転数出力制御部６ｃの別の構成例であり、正常時と、センサ検出信号２１ａが異常のときと、センサ検出信号２２ａが異常のときとで、それぞれ異なる数のパルスを重畳するようにしたものである。
【００８４】
このような回転数出力制御部６ｄは、図２４に示すように、大きく分けて、図１７に示すような第２回転数出力制御部に相当するセレクタ部６０３と、パルス発生部６１１と、パルス重畳部６ｄ−１とを備える。
【００８５】
上記セレクタ部６０３には、異常検出部５から、第１センサ２１及び第２センサ２２のそれぞれの異常検出信号２１ｅ、２２ｅのいずれか一方が、選択信号として供給される。尚、本実施の形態６では、図２４に示すように、選択信号として第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが供給される場合の構成を採る。さらに、セレクタ部６０３には、第１センサ２１及び第２センサ２２からそれぞれの検出信号２１ａ，２２ａが供給され、異常検出信号が供給されたときには、正常である第１センサ２１又は第２センサ２２における検出信号２１ａ，２２ａに基づいて回転体１の回転数を示す回転数検出信号を出力する。
【００８６】
上記パルス発生部６１１は、回転体１の回転数よりも早い周波数を持ったパルスを生成する。
上記パルス重畳部６ｄ−１は、異常検出部５から第１センサ２１及び第２センサ２２のそれぞれの異常検出信号２１ｅ、２２ｅが供給され、パルス発生部６１１にて生成したパルスを上記回転数検出信号に重畳して出力する。
【００８７】
回転数出力制御部６ｄの構成についてより具体的に説明する。
セレクタ部６０３は、上述のように、検出信号２１ａ，２２ａを入力とし、検出信号２２ａが異常の場合、つまり第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｈｉｇｈ”のとき、第１センサ２１による検出信号２１ａを出力し、それ以外の正常時あるいは検出信号２１ａが異常の場合つまり第１センサ２１の異常検出信号２１ｅが“Ｈｉｇｈ”のときは、第２センサ２２の検出信号２２ａを選択して出力する回路である。
【００８８】
パルス発生部６１１は、図２５に示すように、回転体１の回転数によらず十分長い固定の周期で所定の位相差を持った３つのパルス６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃを出力する。これらのパルスのパルス幅は、回転数検出信号６ｘの最も短いパルス幅よりも十分に短いものとする。
【００８９】
符号６１２は、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅ、及び第２センサ２２の異常検出信号２２ｅを入力とし、第１センサ２１及び第２センサ２２のいずれかが異常の場合に“Ｈｉｇｈ”を出力するＯＲ回路である。
符号６１３は、ＯＲ回路６１２の出力と、パルス発生部６１１から出力されるパルス６１１ｂとを入力とし、ＯＲ回路６１２の出力が“Ｈｉｇｈ”の場合つまり第１センサ２１及び第２センサ２２のいずれかが異常の場合に、パルス６１１ｂを出力するＡＮＤ回路である。
【００９０】
符号６１４は、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅと、パルス発生部６１１から出力されるパルス６１１ｃとを入力とし、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｈｉｇｈ”の場合つまり第２センサ２２が異常の場合に、パルス６１１ｃを出力するＡＮＤ回路である。
符号６１５は、パルス発生部６１１から出力されるパルス６１１ａと、ＡＮＤ回路６１３の出力と、ＡＮＤ回路６１４の出力とのいずれかが“Ｈｉｇｈ”の場合に“Ｈｉｇｈ”を出力するＯＲ回路である。
【００９１】
符号６１６は、セレクタ回路６０３の出力と、ＯＲ回路６１５の出力とを入力とし、セレクタ回路６０３の出力に対して、異常検出結果を重畳し、回転数検出信号６ｘを出力するＥＸＯＲ回路である。
尚、上述の、ＯＲ回路６１２、ＡＮＤ回路６１３，６１４、ＯＲ回路６１５、及びＥＸＯＲ回路６１６にて、上記パルス重畳部６ｄ−１を構成する。
【００９２】
このように構成される回転数出力制御部６ｄの動作について、図２５から図２７を参照して以下に説明する。
図２５は、正常時の各部信号のタイミング図である。正常時には、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅ、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅは、共に“Ｌｏｗ”であるので、ＡＮＤ回路６１３，６１４は、常に“Ｌｏｗ”を出力する。従って、ＯＲ回路６１５は、パルス６１１ａの１パルス分のみを出力し、回転数検出信号６ｘは、第２センサ２２による検出信号２２ａに対して、所定の間隔で、１パルス反転される。
【００９３】
図２６は、第１センサ２１が異常の場合の各部信号のタイミング図である。第１センサ２１が異常の場合、第１センサ２１の異常検出信号２１ｅが“Ｈｉｇｈ”となるので、ＯＲ回路６１２の出力が“Ｈｉｇｈ”となり、ＡＮＤ回路６１３からパルス６１１ｂが出力される。従って、ＯＲ回路６１５からは、パルス６１１ａ，６１１ｂの２パルスが連続して出力され、回転数検出信号６ｘは、第２センサ２２による検出信号２２ａに対して、所定の間隔で、２パルス分反転される。
【００９４】
図２７は、第２センサ２２が異常の場合の各部信号のタイミング図である。第２センサ２２が異常の場合、第２センサ２２の異常検出信号２２ｅが“Ｈｉｇｈ”となるので、ＯＲ回路６１２の出力が“Ｈｉｇｈ”となり、ＡＮＤ回路６１３からパルス６１１ｂが出力される。さらにＡＮＤ回路６１４からもパルス６１１ｃが出力される。従って、ＯＲ回路６１５からは、パルス６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃの３パルスが連続して出力され、回転数検出信号６ｘは、第１センサ２１による検出信号２１ａに対して、所定の間隔で、３パルス分反転される。
【００９５】
以上のように、実施の形態６における回転状態検出装置７０６によれば、正常な場合には１パルスのみ、第１センサ２１が異常の場合には２パルス、第２センサ２２が異常の場合には３パルス分の信号が第１センサ２１及び第２センサ２２のいずれか一方の検出信号に対して反転される。よって、反転されるパルス数を観測することにより、正常であるのか、第１センサ２１が異常なのか、第２センサ２２が異常なのかを判別することができる。又、実施の形態６における回転状態検出装置７０６によれば、異常検出結果に従い、回転数出力制御部６ｃの出力に重畳するパルスの数を切り替えることにより、１本の信号線で回転数情報と異常検出情報とを伝達することができる効果がある。
【００９６】
尚、上述した各実施形態における構成を適宜組み合わせることで、回転状態検出装置を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施の形態１における回転状態検出装置の構成図である。
【図２】図１に示す回転方向検出部の構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示す異常検出部の構成の一例を示す図である。
【図４】図１に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第１センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図５】図１に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転から逆回転に反転した場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２における回転状態検出装置に備わる異常検出部の構成例を示す図である。
【図７】図６に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第１センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図８】図６に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転から逆回転に反転した場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３における回転状態検出装置の構成図である。
【図１０】図９に示す回転数出力制御部の構成の一例を示す図である。
【図１１】図９に示す回転状態検出装置において、図１に示す異常検出部を用いた場合の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第１センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図１２】図９に示す回転状態検出装置において、図６に示す異常検出部を用いた場合の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第１センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図１３】図９に示す回転数出力制御部の構成の別の構成例を示す図である。
【図１４】図９に示す回転状態検出装置において、図１に示す異常検出部を用い、図１３に示す回転数出力制御部を用いた場合の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第１センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図１５】図９に示す回転状態検出装置において、図６に示す異常検出部を用い、図１３に示す回転数出力制御部を用いた場合の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第１センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態４における回転状態検出装置の構成図である。
【図１７】図１６に示す回転数出力制御部の構成の一例を示す図である。
【図１８】図１６に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第２センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図１９】図１６に示す回転数出力制御部の別の構成例を示す図である。
【図２０】図１６に示す回転数出力制御部を備えた回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第２センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態５における回転状態検出装置の構成図である。
【図２２】図２１に示す回転数出力制御部の構成の一例を示す図である。
【図２３】図２１に示す回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであって、回転体が正回転をしているときに第１センサ２１あるいは第２センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図２４】本発明の実施の形態６における回転状態検出装置に備わる回転数出力制御部の内部構成の一例を示す図である。
【図２５】図２４に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正常に正回転をしているときの各部信号のタイミングチャートである。
【図２６】図２４に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第１センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図２７】図２４に示す回転状態検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときに第２センサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図２８】従来の回転状態検出装置の構成の一例を示す図である。
【図２９】図２８に示す従来の回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が正回転をしている場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図３０】図２８に示す従来の回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が逆回転をしている場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図３１】図２８に示す従来の回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときにセンサが異常となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図３２】従来の回転状態検出装置の別の構成例を示す図である。
【図３３】図３２に示す従来の回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときにセンサが故障し常に“Ｈｉｇｈ”となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図３４】図３２に示す従来の回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときにセンサが故障し常に“Ｌｏｗ”となった場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図３５】図３２に示す従来の回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が正回転をしているときにセンサが故障し常に“Ｌｏｗ”となった場合に故障検出時にリセットをかけた場合の各部信号のタイミングチャートである。
【図３６】図３２に示す従来の回転状態検出装置の動作を示すタイミングチャートであり、回転体が正回転から逆回転に回転方向が反転した場合の各部信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１  回転体、３  回転方向検出部、５  異常検出部、５ａ  異常検出信号、
５ｂ  判別部、６ａ，６ｂ，６ｂ−１、６ｃ、６ｄ  回転数出力制御部、
６ｄ−１  パルス重畳部、
２１  第１センサ、２２  第２センサ、２１ａ、２２ａ  検出信号、
２１ｅ，２２ｅ  異常検出信号、
２１ｒ、２１ｆ、２２ｒ、２２ｆ  回転方向検出結果、
３１，３２，３３，３４  ＤＦＦ回路、
６０３  セレクタ回路、６１１  パルス発生回路、
７０１〜７０６  回転状態検出装置。
【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】
0004891849.tif 000019
【図１９】
0004891849.tif 000020
【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】
0004891849.tif 000029
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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