(57)【要約】【課題】回転体の回転を検出する際の回転誤検出を防止し得る回転検出装置を提供する。【解決手段】オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍの振幅中心近傍に設定される第２閾値電圧と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じて出力信号Ｃｍ２を出力するコンパレータ４３と、第２閾値電圧よりも高くなるように設定される第１閾値電圧と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じて出力信号Ｃｍ１を出力するコンパレータ４２と、第２閾値電圧よりも低くなるように設定される第３閾値電圧と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じて出力信号Ｃｍ３を出力するコンパレータ４４と、を備えている。そして、回転検出装置１０は、信号処理回路４８により、出力信号Ｃｍ２に基づいてロータＲの回転位置を検出するとともに、出力信号Ｃｍ２と出力信号Ｃｍ１および出力信号Ｃｍ３との出力経過に基づいて出力信号Ｃｍ２に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車状のギヤを備えた回転体のギヤ歯に向けて磁界を発生する磁石と、
前記ギヤと前記磁石との間で前記磁石の磁気的中心軸に対して垂直な仮想直線に沿って並んで配置され、前記回転体の回転に伴う前記ギヤ歯の移動によって変化する前記磁界に基づいて電圧が変動するセンサ信号をそれぞれ出力する２つの磁気センサと、
前記２つの磁気センサから異なる位相で出力される２つのセンサ信号の差分に応じた差動出力信号を増幅して出力する差動増幅器と、
前記差動出力信号の振幅中心近傍に設定される第１の閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号のうち一方を出力する第１の比較器と、
前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第１の閾値電圧に対して異なるように設定される第２の閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号のうち一方を出力する第２の比較器と、
前記第１の比較器から出力される信号に基づいて前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記第１の比較器から出力される信号と前記第２の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する異常発生判定手段と、
を備えることを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第１の累積値と前記第２の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第２の累積値との差が２以上であるとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定す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】
前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号と前記第２の比較器から出力される信号のどちらか一方が変化していない間に他方が３回以上変化したとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定す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４】
前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記第２の閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットさせる差動出力信号補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記第２の比較器に代えて、
前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第１の閾値電圧に対して大きくなるように設定される上側閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号のうち一方を出力する第３の比較器と、
前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第１の閾値電圧に対して小さくなるように設定される下側閾値電圧と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号のうち一方を出力する第４の比較器と、を備え、
前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号と前記第３の比較器から出力される信号と前記第４の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定す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６】
前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第１の累積値と前記第３の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第３の累積値との差が２以上であるとき、または、前記第１の累積値と前記第４の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第４の累積値との差が２以上であるとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを特徴とする請求項５に記載の回転検出装置。
【請求項７】
前記異常発生判定手段は、前記第３の比較器から出力される信号が変化していない間に前記第１の比較器から出力される信号が３回以上変化したか、前記第１の比較器から出力される信号が変化していない間に前記第４の比較器から出力される信号が３回以上変化したとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを特徴とする請求項５に記載の回転検出装置。
【請求項８】
前記第１の比較器から出力される信号と前記第３の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記上側閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットし、前記第１の比較器から出力される信号と前記第４の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記下側閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットする差動出力信号補正手段を備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項９】
前記第１の比較器から出力される信号と前記第３の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、かつ、前記第１の比較器から出力される信号と前記第４の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動増幅器の増幅率を増加させる差動出力信号補正手段を備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項１０】
前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたときその旨を告知する告知手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転を検出可能な回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体の回転を検出可能な回転検出装置として、例えば、下記特許文献１に開示される「回転検出装置」がある。この種の回転検出装置では、バイアス磁石を用いて回転体のギヤ歯に向けてバイアス磁界を発生させ、ギヤの「山」（ギヤ歯の凸部）、とギヤの「谷」（ギヤ歯の凹部）による「山」→「谷」、「谷」→「山」の変化に基づいて変化する磁界の方向を出力信号の位相が異なる２つの磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を有するセンサで検出することにより、このようなギヤ歯の位置、つまり回転体の回転位置を検出可能にしている。
【特許文献１】特開平１１−２３７２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１２は、オペアンプから出力される差動出力信号とこの差動出力信号に応じてコンパレータから出力されるコンパレータ出力信号との関係を示すグラフであり、図１２（Ａ）は、正常時の差動出力信号とコンパレータ出力信号との関係を示し、図１２（Ｂ）は、パルス抜け発生時の差動出力信号とコンパレータ出力信号との関係を示し、図１２（Ｃ）は、誤パルス発生時の差動出力信号とコンパレータ出力信号との関係を示す。
ところで、回転体の回転に応じてセンサの両ＭＲＥから出力される両信号がオペアンプに入力されると、当該オペアンプから両信号の差分に応じた差動出力信号がコンパレータに出力される。コンパレータでは、オペアンプから入力される差動出力信号と所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較してパルス状の出力信号が生成される（図１２（Ａ）参照）。
【０００４】
しかしながら、例えば、経年変化等によりセンサと回転体とのギャップ（距離）が大きくなると、上述した磁界の方向の変化が小さくなり、オペアンプから出力される差動出力信号の振幅値が小さくなる場合がある。また、例えば、センサやオペアンプ等の耐久変動によりオペアンプから出力される差動出力信号が振幅方向に移動（オフセット）する場合がある。
【０００５】
図１２（Ｂ）に示すように、例えば、差動出力信号の振幅値が小さくなると、本来、Ｈレベルの出力信号が出力されるべき回転角のときにＬレベルの出力パルス信号が出力されてしまうパルス抜けが生じてしまう可能性がある。また、図１２（Ｃ）に示すように、例えば、差動出力信号が振幅方向にオフセットすると、本来、Ｌレベルの出力パルス信号が出力されるべき回転角のときにＨレベルの出力信号が出力されてしまう誤パルスが生じてしまう可能性がある。特に、エンジンのクランク軸の回転を検出するクランクセンサにおいてこのようなパルス抜けや誤パルス等の回転誤検出が生じてしまうと、エンジン挙動が不安定になる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、回転体の回転を検出する際の回転誤検出を防止し得る回転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の回転検出装置では、歯車状のギヤ（Ｇ）を備えた回転体（Ｒ）のギヤ歯（Ｔ）に向けて磁界を発生する磁石（３０）と、前記ギヤと前記磁石との間で前記磁石の磁気的中心軸に対して垂直な仮想直線（Ｋ２）に沿って並んで配置され、前記回転体の回転に伴う前記ギヤ歯の移動によって変化する前記磁界に基づいて電圧が変動するセンサ信号をそれぞれ出力する２つの磁気センサ（２０、２１、２２）と、前記２つの磁気センサから異なる位相で出力される２つのセンサ信号の差分に応じた差動出力信号（Ｖｍ）を増幅して出力する差動増幅器（４１）と、前記差動出力信号の振幅中心近傍に設定される第１の閾値電圧（Ｖｔｈ２）と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号（Ｃｍ２）のうち一方を出力する第１の比較器（４３）と、前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第１の閾値電圧に対して異なるように設定される第２の閾値電圧（Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ３）と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号（Ｃｍ１，Ｃｍ３）のうち一方を出力する第２の比較器（４２，４４）と、前記第１の比較器から出力される信号に基づいて前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段（４８）と、前記第１の比較器から出力される信号と前記第２の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する異常発生判定手段（４８）と、を備えることを技術的特徴とする。
【０００８】
特許請求の範囲に記載の請求項２の回転検出装置では、請求項１に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第１の累積値（Ｎ２）と前記第２の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第２の累積値（Ｎ１，Ｎ３）との差が２以上であるとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。
【０００９】
特許請求の範囲に記載の請求項３の回転検出装置では、請求項１に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号と前記第２の比較器から出力される信号のどちらか一方が変化していない間に他方が３回以上変化したとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。
【００１０】
特許請求の範囲に記載の請求項４の回転検出装置では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記第２の閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットさせる差動出力信号補正手段を備えることを技術的特徴とする。
【００１１】
特許請求の範囲に記載の請求項５の回転検出装置では、請求項１に記載の回転検出装置において、前記第２の比較器に代えて、前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第１の閾値電圧に対して大きくなるように設定される上側閾値電圧（Ｖｔｈ１）と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号（Ｃｍ１）のうち一方を出力する第３の比較器（４２）と、前記差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ前記第１の閾値電圧に対して小さくなるように設定される下側閾値電圧（Ｖｔｈ３）と前記差動出力信号との差分に応じて２つの信号（Ｃｍ３）のうち一方を出力する第４の比較器（４４）と、を備え、前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号と前記第３の比較器から出力される信号と前記第４の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定することを技術的特徴とする。
【００１２】
特許請求の範囲に記載の請求項６の回転検出装置では、請求項５に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第１の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第１の累積値（Ｎ２）と前記第３の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第３の累積値（Ｎ１）との差が２以上であるとき、または、前記第１の累積値と前記第４の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第４の累積値（Ｎ３）との差が２以上であるとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。
【００１３】
特許請求の範囲に記載の請求項７の回転検出装置では、請求項５に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段は、前記第３の比較器から出力される信号が変化していない間に前記第１の比較器から出力される信号が３回以上変化したか、前記第１の比較器から出力される信号が変化していない間に前記第４の比較器から出力される信号が３回以上変化したとき、前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定することを技術的特徴とする。
【００１４】
特許請求の範囲に記載の請求項８の回転検出装置では、請求項５〜７のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記第１の比較器から出力される信号と前記第３の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記上側閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットし、前記第１の比較器から出力される信号と前記第４の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動出力信号の振幅中心を前記下側閾値電圧に近づけるように前記差動出力信号をオフセットする差動出力信号補正手段を備えることを技術的特徴とする。
【００１５】
特許請求の範囲に記載の請求項９の回転検出装置では、請求項５〜７のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記第１の比較器から出力される信号と前記第３の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、かつ、前記第１の比較器から出力される信号と前記第４の比較器から出力される信号とに基づいて前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、前記差動増幅器の増幅率（α）を増加させる差動出力信号補正手段を備えることを技術的特徴とする。
【００１６】
特許請求の範囲に記載の請求項１０の回転検出装置では、請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記異常発生判定手段により前記第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたときその旨を告知する告知手段（５０）を備えることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明では、回転検出装置は、差動増幅器から出力される差動出力信号の振幅中心近傍に設定される第１の閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて２つの信号（例えば、差動出力信号が第１の閾値電圧以上の場合に出力されるＨレベルの信号と、差動出力信号が第１の閾値電圧未満の場合に出力されるＬレベルの信号）のうち一方を出力する第１の比較器と、差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ第１の閾値電圧に対して異なるように設定される第２の閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて２つの信号（例えば、差動出力信号が第２の閾値電圧以上の場合に出力されるＨレベルの信号と、差動出力信号が第２の閾値電圧未満の場合に出力されるＬレベルの信号）のうち一方を出力する第２の比較器とを備えている。そして、回転検出装置は、回転位置検出手段により第１の比較器から出力される信号に基づいて回転体の回転位置を検出するとともに、異常発生判定手段により第１の比較器から出力される信号と第２の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する。
【００１８】
このように第１の比較器から出力される信号と第２の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて、例えば、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも高く設定されるときに第１の比較器から出力される信号のみが変化していることから、回転体の回転位置を検出するための信号である第１の比較器から出力される信号には現実に異常信号が含まれないものの、上述したパルス抜けが生じる可能性がある状態（以下、パルス抜け警告状態ともいう）であることを認識することができる。また、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも低く設定されるときに第２の比較器から出力される信号のみが変化していることから、第１の比較器から出力される信号には現実に異常信号が含まれないものの、上述した誤パルスが生じる可能性がある状態（以下、誤パルス警告状態ともいう）であることを認識することができる。
【００１９】
この認識のもと、例えば、第１の比較器から出力される信号に異常信号が現実に含まれる前に、この異常を防止するように差動増幅器から出力される差動出力信号を制御することにより、第１の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
したがって、回転体の回転を検出する際の回転誤検出を防止することができる。
【００２０】
請求項２の発明では、異常発生判定手段は、第１の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第１の累積値と第２の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第２の累積値との差が２以上であるとき、第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。
【００２１】
このようにしても、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも高く設定されるときには第１の比較器から出力される信号および第２の比較器から出力される信号に基づいてパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも低く設定されるときには第１の比較器から出力される信号および第２の比較器から出力される信号に基づいて誤パルス警告状態であることを認識することができる。
【００２２】
請求項３の発明では、上記異常発生判定手段は、第１の比較器から出力される信号と第２の比較器から出力される信号のどちらか一方が変化していない間に他方が３回以上変化したとき、第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。
【００２３】
このようにしても、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも高く設定されるときには第１の比較器から出力される信号および第２の比較器から出力される信号に基づいてパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも低く設定されるときには第１の比較器から出力される信号および第２の比較器から出力される信号に基づいて誤パルス警告状態であることを認識することができる。
【００２４】
請求項４の発明では、差動出力信号補正手段は、上記異常発生判定手段により第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたとき、差動出力信号の振幅中心を第２の閾値電圧に近づけるように差動出力信号をオフセットさせる。
【００２５】
これにより、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも高く設定されている場合には、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が低くなるように変化していることからパルス抜け警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を第２の閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を上げる方向にオフセットさせることにより、第１の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【００２６】
また、第２の閾値電圧が第１の閾値電圧よりも低く設定されている場合には、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が高くなるように変化していることから誤パルス警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を第２の閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を上げる方向にオフセットさせることにより、第１の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【００２７】
請求項５の発明では、第２の比較器に代えて、差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ第１の閾値電圧に対して大きくなるように設定される上側閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて２つの信号のうち一方を出力する第３の比較器と、
差動出力信号の振幅値に相当する電圧値よりも小さな電圧値だけ第１の閾値電圧に対して小さくなるように設定される下側閾値電圧と差動出力信号との差分に応じて２つの信号のうち一方を出力する第４の比較器とを備えている。そして、上記異常発生判定手段は、第１の比較器から出力される信号と第３の比較器から出力される信号と第４の比較器から出力される信号との出力経過に基づいて第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する。
【００２８】
請求項１に記載の発明のように２つの比較器から出力される信号に基づいて第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する場合には、例えば、パルス抜け警告状態と誤パルス警告状態とどちらか一方しか判定することができない。そこで、本発明のように３つの比較器から出力される信号の出力経過に基づいて第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定することにより、パルス抜け警告状態と誤パルス警告状態との双方をともに判定することができる。
【００２９】
請求項６の発明では、上記異常発生判定手段は、第１の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第１の累積値と第３の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第３の累積値との差が２以上であるとき、または、第１の累積値と第４の比較器から出力される信号の変化毎に変化回数が累積された第４の累積値との差が２以上であるとき、第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。
【００３０】
このようにしても、第１の累積値と第３の累積値との差が２以上である場合にはパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第１の累積値と第４の累積値との差が２以上である場合には誤パルス警告状態であることを認識することができる。
【００３１】
請求項７の発明では、上記異常発生判定手段は、第３の比較器から出力される信号が変化していない間に第１の比較器から出力される信号が３回以上変化したか、第１の比較器から出力される信号が変化していない間に第４の比較器から出力される信号が３回以上変化したとき、第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを判定する。
【００３２】
このようにしても、第３の比較器から出力される信号が変化していない間に第１の比較器から出力される信号が３回以上変化した場合にはパルス抜け警告状態であることを認識することができ、第１の比較器から出力される信号が変化していない間に第４の比較器から出力される信号が３回以上変化した場合には誤パルス警告状態であることを認識することができる。
【００３３】
請求項８の発明では、第１の比較器から出力される信号と第３の比較器から出力される信号とに基づいて、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が低くなるように変化していることからパルス抜け警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を上側閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を上げる方向にオフセットさせることにより、第１の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【００３４】
また、請求項８の発明では、第１の比較器から出力される信号と第４の比較器から出力される信号とに基づいて、例えば、耐久変動等により差動出力信号の振幅中心が高くなるように変化していることから誤パルス警告状態であることが認識され得る。そこで、差動出力信号の振幅中心を下側閾値電圧に近づける方向、すなわち、差動出力信号の振幅中心を下げる方向にオフセットさせることにより、第１の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【００３５】
請求項９の発明では、第１の比較器から出力される信号と第３の比較器から出力される信号とに基づき当該第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性、例えば、パルス抜け警告状態であることが認識されとともに、第１の比較器から出力される信号と第４の比較器から出力される信号とに基づき当該第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性、例えば、誤パルス警告状態であることが認識される場合を想定する。このようにパルス抜け警告状態と誤パルス警告状態とがともに認識される場合では、例えば、経年変化等でセンサと回転体とのギャップ（距離）が大きくなったことにより差動増幅器から出力される差動出力信号の振幅値が小さくなるように変化していることから上記異常が判定されることとなる。そこで、差動増幅器の増幅率を増加させることにより、第１の比較器から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【００３６】
請求項１０の発明では、異常発生判定手段により第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたときその旨を告知手段により使用者に告知する。これにより、第１の比較器から出力される信号に異常信号が含まれる可能性が高いことを使用者に告知し得る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の回転検出装置の各実施形態について図を参照して説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図８を参照して説明する。まず、本第１実施形態に係る回転検出装置１０の構成を図１〜図４に基づいて説明する。なお、図１は、回転検出装置１０の概略構成を示す説明図、図２は、センサチップ２０の構成等を示す説明図、図３は、回転検出装置１０の構成例を示す回路図である。図４は、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍと各コンパレータ４２，４３，４４から出力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３との関係を例示するグラフである。
【００３８】
図１に示すように、回転検出装置１０は、ロータＲの回転位置および回転方向を検出可能なもので、例えば、内燃機関におけるクランク角の検出に適用されるものである。回転検出装置１０は、主に、センサチップ２０、バイアス磁石３０、信号処理部４０および警告装置５０等から構成されている。
【００３９】
ロータＲは、例えば、図略のクランクシャフトを軸として回転する回転体で、その外周には歯車状のギヤＧを備えている。このギヤＧは、山Ｔ１と谷Ｔ２とからなるギヤ歯Ｔを有しており、例えば、磁性体材料からなる。なお、図１では、ロータＲの回転中心に符号Ｃを付している。
【００４０】
バイアス磁石３０は、ロータＲのギヤ歯Ｔに向けて磁界を発生する磁石で、中空の筒形状に形成されている。このバイアス磁石３０は、上面（ロータＲに近い面）にＮ極（またはＳ極）、下面（信号処理部４０に近い面）にＳ極（またはＮ極）、となるように着磁されており、例えば、このバイアス磁石３０の中心軸Ｊ０がロータＲの回転中心Ｃと交差し得るように位置決めされている。これにより、当該バイアス磁石３０の磁気的中心がギヤＧに対してほぼ垂直をなして位置している。
【００４１】
センサチップ２０は、短冊形状に成形された共通の基板上に２個のＭＲＥブリッジ（以下、ＭＲＥブリッジ２１，２２ともいう）を形成したもので、例えば、銅等のリードフレーム上に搭載されてエポキシ等の熱硬化性樹脂によってモールド成形されている。
【００４２】
具体的には、図２（Ａ）に示すように、センサチップ２０に実装されるＭＲＥブリッジ２１，２２は、ギヤＧとバイアス磁石３０との間でバイアス磁石３０の中心軸Ｊ０（仮想中心線Ｋ１）に対して垂直な仮想直線Ｋ２に沿って並んで配置されている。また、このセンサチップ２０は、その長手方向ほぼ中心である仮想中心線Ｋ１がバイアス磁石３０の中心軸Ｊ０とほぼ一致する位置において、センサチップ２０の一部が中空状のバイアス磁石３０の内部空間に入り込むように、バイアス磁石３０に対して配置されている。
【００４３】
また、これらのＭＲＥブリッジ２１，２２は、ＭＲＥブリッジ２１と仮想中心線Ｋ１との離隔距離Ｌ１と、ＭＲＥブリッジ２２と仮想中心線Ｋ１との離隔距離Ｌ２とが等しくなるように配置されており（Ｌ１＝Ｌ２）、またＭＲＥブリッジ２１，２２には、それぞれアース（基準電位）Ｇndに対して電源電圧Ｅ（電源電位）が供給されている。
【００４４】
図２（Ｂ）に示すように、これらのＭＲＥブリッジ２１，２２は、いずれも４個の磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄから構成されており、磁気抵抗の異方性効果を有する強磁性材料（Ｎi-Ｃo合金、Ｎi-Ｆe合金等）を、複数の長辺および短辺を接続して櫛歯状に形成したものである。
【００４５】
このため、各磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄにおいては、長辺における抵抗値変化が支配的となり、長辺が設けられた向きに沿って、各磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄの検知軸が設定される。なお、各磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄは、検知軸の向きが異なるが、その長辺、短辺の長さ、本数等は同様に構成されている。
【００４６】
また、これら４個の磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄは、センサチップ２０において２行２列のマトリクス状に配列されており、その各列の磁気抵抗素子ＭＲＥ（ＭＲＥａとＭＲＥｂは第１列、ＭＲＥｃとＭＲＥｄが第２列）はバイアス磁石３０の磁界の磁気的中心と平行な向きに並べられ、かつ各行の磁気抵抗素子ＭＲＥ（ＭＲＥａとＭＲＥｃは第１行、ＭＲＥｂとＭＲＥｄは第２行）はロータＲの回転方向に沿って並べられている。また、磁気抵抗素子ＭＲＥａと磁気抵抗素子ＭＲＥｄとは、バイアス磁石３０の磁界の磁気的中心に対して略４５°の角度に検知軸を持ち、磁気抵抗素子ＭＲＥｂと磁気抵抗素子ＭＲＥｃとは、その磁気的中心に対して略−４５°の角度に検知軸を持つように、それぞれ配置されている。
【００４７】
したがって、磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｄの検知軸と磁気抵抗素子ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃの検知軸とは、互いに直交するため、ＭＲＥブリッジ２１，２２に作用する磁界の方向の変化に対して、磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｄと磁気抵抗素子ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃとは、抵抗値の増減方向が異なることとなる。
【００４８】
図２（Ｃ）に示すように、これら４個の磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄは、ＭＲＥａ→ＭＲＥｄ→ＭＲＥｂ→ＭＲＥｃの順番で、電源電圧ＥとアースＧnd間において直列接続されていることから、例えば、ＭＲＥブリッジ２１の出力は、ＭＲＥｄとＭＲＥｂとの間の中間電位Ｖ１として取り出される。同様に、ＭＲＥブリッジ２２の出力は、ＭＲＥｄとＭＲＥｂとの間の中間電位Ｖ２として取り出される。なお、４個の磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄの接続に関して、ＭＲＥｃ→ＭＲＥｂ→ＭＲＥｄ→ＭＲＥａの順番で電源電圧ＥとアースＧnd間に接続しても良い。
【００４９】
したがって、磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄの抵抗値をそれぞれＲａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄとし、ＭＲＥブリッジ２１に印加される電源電圧をＥとすると、ＭＲＥブリッジ２１の中点電位Ｖ１は下記の数式１によって表すことができる。
【００５０】
［数１］
Ｖ１ ＝ （Ｒｂ＋Ｒσ１＋Ｒｃ+Ｒσ２）×Ｅ／（Ｒａ＋Ｒσ１＋Ｒｂ+Ｒσ２+Ｒｃ＋Ｒσ１＋Ｒｄ＋Ｒσ２）
【００５１】
ここで、Ｒσ１，Ｒσ２は、外部応力σ１，σ２による磁歪効果により発生する抵抗値の変化量で、外部応力σ１と外部応力σ２とは異なるが、上記数式１に示すように、この２つの外部応力σ１，σ２の合計が分子、分母ともに含まれており、少なくとも各磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄの各抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄが等しくなった場合、外部応力σ１，σ２が中点電位Ｖ１に影響を与えることはない。
【００５２】
つまり、図２（Ｂ）に示すＭＲＥブリッジ２１は、磁気抵抗素子ＭＲＥａとＭＲＥｄおよび磁気抵抗素子ＭＲＥｂとＭＲＥｃとは、マトリクス状配列においてそれぞれ異なる列に配置されるので、それぞれの列に異なる外部応力σ１，σ２が印加されても、磁気抵抗素子ＭＲＥａとＭＲＥｄへの磁歪効果の影響の合計と、磁気抵抗素子ＭＲＥｂとＭＲＥｃへの磁歪効果の影響の合計とを等しくすることができる。
【００５３】
このため、ＭＲＥブリッジ２１の中点電位Ｖ１に対する各磁気抵抗素子ＭＲＥａ，ＭＲＥｂ，ＭＲＥｃ，ＭＲＥｄにおける磁歪効果の影響が、ＭＲＥａ，ＭＲＥｄからなる素子部とＭＲＥｂ，ＭＲＥｃからなる素子部とでほぼ相殺できることから、磁歪効果の影響を低減でき、そこに作用するバイアス磁界の方向に対応した出力信号を高精度に出力可能にしている。ＭＲＥブリッジ２２についても同様である。
【００５４】
信号処理部４０は、センサチップ２０に実装された２個のＭＲＥブリッジ２１，２２から異なる位相で出力される複数のセンサ信号Ｖ１，Ｖ２を差動演算してロータＲの回転位置を検出可能な差動出力信号Ｖｍに基づいて回転データＤｐを出力する機能を有するものである。また、信号処理部４０は、回転誤検出を防止するための回転誤検出防止処理を行う機能を有するものである。
【００５５】
具体的には、図３に示すように、信号処理部４０は、オペアンプ４１、コンパレータ４２，４３，４４、信号処理回路４８等から構成されている。ＭＲＥブリッジ２１から出力されるセンサ信号Ｖ１をオペアンプ４１の非反転入力（＋）、ＭＲＥブリッジ２２から出力されるセンサ信号Ｖ２を当該オペアンプ４１の反転入力（−）、にそれぞれ入力可能に、ＭＲＥブリッジ２１，２２とオペアンプ４１とが接続されている。
【００５６】
コンパレータ４２は、回転誤検出を防止するためのものであって、コンパレータ４２は、この基準電圧Ｖｒｅｆ１に応じて設定される第１閾値電圧Ｖｔｈ１を反転入力（−）に入力するとともに、オペアンプ４１の出力を非反転入力（＋）に入力し得るように構成されている。
【００５７】
また、コンパレータ４３は、ロータＲの回転を検出するためのものであって、コンパレータ４３は、電圧Ｖｒｅｆ２に応じて設定される第２閾値電圧Ｖｔｈ２を反転入力（−）に入力するとともに、オペアンプ４１の出力を非反転入力（＋）に入力し得るように構成されている。
【００５８】
また、コンパレータ４４は、回転誤検出を防止するためのものであって、コンパレータ４４は、電圧Ｖｒｅｆ３に応じて設定される第３閾値電圧Ｖｔｈ３を反転入力（−）に入力するとともに、オペアンプ４１の出力を非反転入力（＋）に入力し得るように構成されている。
【００５９】
なお、図４に例示するように、第２閾値電圧Ｖｔｈ２（＝Ｖｒｅｆ２）は、例えば、オペアンプ４１から入力される差動出力信号Ｖｍの振幅中心に位置するように設定されている。また、第１閾値電圧Ｖｔｈ１は、例えば、差動出力信号Ｖｍの振幅値の２０％だけ第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高くなるように設定されており、第３閾値電圧Ｖｔｈ３は、例えば、差動出力信号Ｖｍの振幅値の２０％だけ第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも低くなるように設定されている。
【００６０】
このように信号処理部４０を構成することにより、図４に示すように、オペアンプ４１に入力された両入力の差動電圧（Ｖ１−Ｖ２）が所定の増幅率α（例えば２倍、３倍）で増幅されて波状の差動出力信号Ｖｍ（＝α（Ｖ１−Ｖ２））としてオペアンプ４１から出力される。オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍがコンパレータ４２に入力されると、差動出力信号Ｖｍが第１閾値電圧Ｖｔｈ１（＝Ｖｒｅｆ１）以上の場合にＨレベル、差動出力信号Ｖｍが第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満の場合にＬレベル、の出力信号Ｃｍ１が当該コンパレータ４２から出力される（図４に示す波線の波形参照）。また、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍがコンパレータ４３に入力されると、差動出力信号Ｖｍが第２閾値電圧Ｖｔｈ２（＝Ｖｒｅｆ２）以上の場合にＨレベル、差動出力信号Ｖｍが第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満の場合にＬレベル、の出力信号Ｃｍ２が当該コンパレータ４３から出力される（図４に示す実線の波形参照）。また、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍがコンパレータ４４に入力されると、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３（＝Ｖｒｅｆ３）以上の場合にＨレベル、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３未満の場合にＬレベル、の出力信号Ｃｍ３が当該コンパレータ４４から出力される（図４に示す一点鎖線の波形参照）。なお、図４の横軸はロータ回転角であることから、ロータＲが回転している場合には、図４の横軸は時間軸に相当することにもなる。
【００６１】
信号処理回路４８は、回転位置検出手段として機能する場合には、コンパレータ４３からの出力信号Ｃｍ２に基づいて、ロータＲのギヤ歯Ｔの位置が所定角度範囲内にある場合には「Ｈ」（Ｈレベル）、当該範囲内にない場合には「Ｌ」（Ｌレベル）の回転データＤｐを生成して出力する。また、信号処理回路４８は、異常発生判定手段として機能する場合には、コンパレータ４２からの出力信号Ｃｍ１、コンパレータ４３からの出力信号Ｃｍ２、コンパレータ４４からの出力信号Ｃｍ３、に基づいて、後述する回転誤検出を防止するための回転誤検出防止処理を行う。
【００６２】
信号処理部４０の信号処理回路４８には、警告装置５０が電気的に接続されており、この警告装置５０は、例えば、使用者が認知できるように適宜な位置に設けられた警告灯や音声出力装置等であって、信号処理回路４８から出力される警告信号に応じて作動する。
【００６３】
以下、本第１実施形態に係る回転検出装置１０の信号処理回路４８により実行される回転誤検出防止処理の流れを、図４〜図８を用いて詳細に説明する。なお、回転誤検出防止処理開始時には、各コンパレータ４２，４３，４４から入力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３は全てＬレベルであるものとする。ここで、図５および図６は、図４に示す信号処理回路４８により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートである。図７は、誤パルス警告状態における差動出力信号Ｖｍと各コンパレータ４２，４３，４４の出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３との関係を示すグラフである。図８は、パルス抜け警告状態における差動出力信号Ｖｍと各コンパレータ４２，４３，４４の出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３との関係を示すグラフである。
【００６４】
まず、図５のステップＳ１０１において、各コンパレータ４２，４３，４４から入力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３を取得すると、ステップＳ１０３にてフラグＦ＝１か否か、ステップＳ１０５にてフラグＦ＝２か否か、ステップＳ１０７にてフラグＦ＝３か否か、について判定される。回転誤検出防止処理開始時には、フラグＦは０に設定されていることから、ステップＳ１０３，Ｓ１０５，Ｓ１０７においてＮｏと判定される。
【００６５】
ここで、フラグＦ＝１とは、差動出力信号Ｖｍが第１閾値電圧Ｖｔｈ１以上である状態、すなわち、出力信号Ｃｍ１がＨレベルである状態を示す。また、フラグＦ＝２とは、差動出力信号Ｖｍが第２閾値電圧Ｖｔｈ２以上かつ第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満である状態、すなわち、出力信号Ｃｍ２がＨレベルかつ出力信号Ｃｍ１がＬレベルである状態を示す。また、フラグＦ＝３とは、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３以上かつ第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満である状態、すなわち、出力信号Ｃｍ３がＨレベルかつ出力信号Ｃｍ２がＬレベルである状態を示す。また、フラグＦ＝０とは、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３未満である状態、すなわち、出力信号Ｃｍ３がＬレベルである状態を示す。
【００６６】
そして、ステップＳ１０９において、出力信号Ｃｍ３がＨレベルか否かについて判定される。ここで、図４の検出点Ｐａ１に示すように、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３未満であることから出力信号Ｃｍ３がＬレベルである場合には、ステップＳ１０９にてＮｏと判定され、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。
【００６７】
この繰り返し処理中に、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３以上となり（図４の検出点Ｐａ２参照）、出力信号Ｃｍ３がＨレベルになると（Ｓ１０９でＹｅｓ）、ステップＳ１１１において、フラグＦ＝３に設定される。
【００６８】
そして、ステップＳ１０１からの処理がなされてステップＳ１０７にてＹｅｓと判定されると、ステップＳ１１３において、出力信号Ｃｍ２がＨレベルか否かについて判定される。ここで、図４の検出点Ｐａ２に示すように、差動出力信号Ｖｍが第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満であることから出力信号Ｃｍ２がＬレベルである場合には、ステップＳ１１３にてＮｏと判定される。
【００６９】
次に、ステップＳ１１５において、出力信号Ｃｍ３がＬレベルか否かについて判定される。ここで、図４の検出点Ｐａ２に示すように、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３以上であることから出力信号Ｃｍ３がＨレベルである場合には、ステップＳ１１５にてＮｏと判定され、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。
【００７０】
ステップＳ１０７でのＹｅｓとの判定を含めた繰り返し処理中に、差動出力信号Ｖｍが第２閾値電圧Ｖｔｈ２以上となり（図４の検出点Ｐａ３参照）、出力信号Ｃｍ２がＨレベルになると（Ｓ１１３でＹｅｓ）、ステップＳ１１７において、フラグＦ＝２に設定される。
【００７１】
そして、ステップＳ１０１からの処理がなされてステップＳ１０５にてＹｅｓと判定されると、図６のステップＳ１１９において、出力信号Ｃｍ１がＨレベルか否かについて判定される。ここで、図４の検出点Ｐａ３に示すように、差動出力信号Ｖｍが第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満であることから出力信号Ｃｍ１がＬレベルである場合には、ステップＳ１１９にてＮｏと判定される。
【００７２】
次に、ステップＳ１２１において、出力信号Ｃｍ２がＬレベルか否かについて判定される。ここで、図４の検出点Ｐａ３に示すように、差動出力信号Ｖｍが第２閾値電圧Ｖｔｈ２以上であることから出力信号Ｃｍ２がＨレベルである場合には、ステップＳ１２１にてＮｏと判定され、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。
【００７３】
ステップＳ１０５でのＹｅｓとの判定を含めた繰り返し処理中に、差動出力信号Ｖｍが第１閾値電圧Ｖｔｈ１以上となり（図４の検出点Ｐａ４参照）、出力信号Ｃｍ１がＨレベルになると（Ｓ１１９でＹｅｓ）、図６のステップＳ１２３において、フラグＦ＝１に設定される。
【００７４】
そして、ステップＳ１０１からの処理がなされてステップＳ１０３にてＹｅｓと判定されると、ステップＳ１２５において、出力信号Ｃｍ３がＬレベルか否かについて判定される。ここで、図４の検出点Ｐａ４に示すように、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３以上であることから出力信号Ｃｍ３がＨレベルである場合には、ステップＳ１２５にてＮｏと判定され、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。
【００７５】
ステップＳ１０３でのＹｅｓとの判定を含めた繰り返し処理中に、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３未満となり（図４の検出点Ｐａ５参照）、出力信号Ｃｍ３がＬレベルになると（Ｓ１２５でＹｅｓ）、ステップＳ１２７において、フラグＦ＝０に設定される。
【００７６】
上述した図５のステップＳ１１５において、フラグＦ＝３である状態（図７の検出点Ｐｂ１参照）から、差動出力信号Ｖｍが第３閾値電圧Ｖｔｈ３未満（図７の検出点Ｐｂ２参照）となり、出力信号Ｃｍ３がＬレベルとなると（Ｓ１１５でＹｅｓ）、ステップＳ１３１において下側オフセット処理がなされる。
【００７７】
この状況では、図７の検出点Ｐｂ１から検出点Ｐｂ２への変化により判るように、出力信号Ｃｍ３のみがＨレベルからＬレベルに変化し、出力信号Ｃｍ２はＬレベルを維持した状態であることから、コンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２には現実に異常信号が含まれないものの、上述した誤パルスが生じる可能性が高い誤パルス警告状態であることが認識され得る。
【００７８】
そこで、ステップＳ１１５におけるＹｅｓとの判定により、ステップＳ１３１にて下側オフセット処理がなされる。この処理では、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍの振動中心を第３閾値電圧Ｖｔｈ３に近づけるように、当該差動出力信号Ｖｍを下側にオフセットさせる。
【００７９】
また、上述した図６のステップＳ１２１において、フラグＦ＝２である状態（図８の検出点Ｐｃ１参照）から、差動出力信号Ｖｍが第２閾値電圧Ｖｔｈ１未満（図８の検出点Ｐｃ２参照）となり、出力信号Ｃｍ２がＬレベルとなると（Ｓ１２１でＹｅｓ）、ステップＳ１３３において上側オフセット処理がなされる。
【００８０】
この状況では、図８の検出点Ｐｃ１から検出点Ｐｃ２への変化により判るように、出力信号Ｃｍ２のみがＨレベルからＬレベルに変化し、出力信号Ｃｍ１はＬレベルを維持した状態であることから、コンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２には現実に異常信号が含まれないものの、上述したパルス抜けが生じる可能性が高いパルス抜け警告状態であることが認識され得る。
【００８１】
そこで、図６のステップＳ１２１におけるＹｅｓとの判定により、ステップＳ１３３にて上側オフセット処理がなされる。この処理では、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍの振動中心を第１閾値電圧Ｖｔｈ１に近づけるように、当該差動出力信号Ｖｍを上側にオフセットさせる。
【００８２】
図５のステップＳ１３１または図６のステップＳ１３３における処理がなされると、図５のステップＳ１３５において、警告処理がなされる。この警告処理では、警告装置５０に警告信号が出力される。この警告信号に応じて、警告装置５０は、誤パルス警告状態やパルス抜け警告状態等、コンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２に異常信号が含まれる可能性が高いことを、使用者に警告灯や音声出力装置等により告知する。
【００８３】
以上説明したように、本第１実施形態に係る回転検出装置１０は、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍの振幅中心近傍に設定される第２閾値電圧Ｖｔｈ２と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じて出力信号Ｃｍ２を出力するコンパレータ４３と、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高くなるように設定される第１閾値電圧Ｖｔｈ１と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じて出力信号Ｃｍ１を出力するコンパレータ４２と、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも低くなるように設定される第３閾値電圧Ｖｔｈ３と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じて出力信号Ｃｍ３を出力するコンパレータ４４と、を備えている。そして、回転検出装置１０は、回転位置検出手段として機能する信号処理回路４８によりコンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２に基づいてロータＲの回転位置を検出するとともに、異常発生判定手段として機能する信号処理回路４８によりコンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２とコンパレータ４２およびコンパレータ４４から出力される出力信号Ｃｍ１および出力信号Ｃｍ３との出力経過に基づいてコンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２に異常信号が含まれる可能性が高いか否かを判定する。
【００８４】
このようにコンパレータ４２から出力される出力信号Ｃｍ１とコンパレータ４３およびコンパレータ４４から出力される出力信号Ｃｍ２および出力信号Ｃｍ３との出力経過に基づいて、図７に示すように、出力信号Ｃｍ２が変化せず出力信号Ｃｍ３のみが変化していることから、出力信号Ｃｍ２には現実に異常信号が含まれないものの、上述した誤パルス警告状態であることを認識することができる。また、図８に示すように、出力信号Ｃｍ１が変化せず出力信号Ｃｍ２のみが変化していることから、ロータＲの回転位置を検出するための信号である出力信号Ｃｍ２には現実に異常信号が含まれないものの、上述したパルス抜け警告状態であることを認識することができる。
【００８５】
この認識のもと、コンパレータ４３から出力される信号に異常信号が現実に含まれる前に、この異常を防止するようにオペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍを制御することにより、コンパレータ４３から出力される信号に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
したがって、ロータＲの回転を検出する際の回転誤検出を防止することができる。
【００８６】
また、本第１実施形態に係る回転検出装置１０では、ロータＲの回転を検出するためのコンパレータ４３と、第２閾値電圧Ｖｔｈ２に対して高くなるように設定される第１閾値電圧Ｖｔｈ１と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じた出力信号Ｃｍ１を出力するコンパレータ４２と、第２閾値電圧Ｖｔｈ２に対して小さくなるように設定される第３閾値電圧Ｖｔｈ３と差動出力信号Ｖｍとの差分に応じた出力信号Ｃｍ３を出力するコンパレータ４４とを備えている。
【００８７】
これにより、出力信号Ｃｍ２と出力信号Ｃｍ３とに基づく誤パルス警告状態であるか否かの判定と、出力信号Ｃｍ２と出力信号Ｃｍ１とに基づくパルス抜け警告状態であるか否かの判定との双方をともに判定することができる。
【００８８】
また、本第１実施形態に係る回転検出装置１０では、出力信号Ｃｍ２と出力信号Ｃｍ３とに基づいて、耐久変動等により差動出力信号Ｖｍの振幅中心が高くなるように変化していることから誤パルス警告状態であることが判定される。この判定に応じて、差動出力信号Ｖｍの振幅中心を第３閾値電圧Ｖｔｈ３に近づける方向、すなわち、差動出力信号Ｖｍの振幅中心を下げる方向にオフセットさせることで、出力信号Ｃｍ２に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【００８９】
また、本第１実施形態に係る回転検出装置１０では、出力信号Ｃｍ２と出力信号Ｃｍ１とに基づいて、耐久変動等により差動出力信号Ｖｍの振幅中心が低くなるように変化していることからパルス抜け警告状態であることが判定される。この判定に応じて、差動出力信号Ｖｍの振幅中心を第１閾値電圧Ｖｔｈ１に近づける方向、すなわち、差動出力信号Ｖｍの振幅中心を上げる方向にオフセットさせることで、出力信号Ｃｍ２に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【００９０】
また、本第１実施形態に係る回転検出装置１０では、コンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２に異常信号が含まれる可能性が高いことが判定されたときその旨を告知手段である警告装置５０により使用者に告知する。これにより、コンパレータ４３から出力される出力信号Ｃｍ２に異常信号が含まれる可能性が高いことを使用者に告知し得る効果がある。
【００９１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る回転検出装置について図９および図１０を参照して説明する。図９および図１０は、第２実施形態に係る回転検出装置１０の信号処理回路４８により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートである。なお、第２実施形態の回転検出装置１０の機械的構成については、図１〜図３を参照して上述した第１実施形態と同様であるため、同図を参照すると共に説明は省略する。
【００９２】
上述した第１実施形態では、各コンパレータ４２，４３，４４から出力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３のレベルの変化状態に基づいて誤パルス警告状態であるかまたはパルス抜け警告状態であるかを検出し、この検出された警告状態に応じてオペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍをオフセットさせて補正する。これに対して、本第２実施形態では、各コンパレータ４２，４３，４４から出力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３の変化毎にそれぞれ変化回数が累積された累積値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３に基づいて誤パルス警告状態であるかまたはパルス抜け警告状態であるかを検出し、この検出された警告状態に応じてオペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍをオフセットさせて補正する。
【００９３】
以下、本第２実施形態に係る回転検出装置１０の信号処理回路４８により実行される回転誤検出防止処理の流れを、図９および図１０に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、回転誤検出防止処理開始時には、各コンパレータ４２，４３，４４から入力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３は全てＬレベルであるものとする。
【００９４】
まず、図９のステップＳ２０１にて各コンパレータ４２，４３，４４から入力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３を取得すると、ステップＳ２０３において、出力信号Ｃｍ１のレベルが変化したか否かについて判定される。ここで、出力信号Ｃｍ１のレベルがＬレベルまたはＨレベルを維持した状態であれば（Ｓ２０３でＮｏ）、ステップＳ２０７の判定処理がなされる。一方、出力信号Ｃｍ１のレベルがＬレベルからＨレベルに変化するか、ＨレベルからＬレベルに変化した場合には（Ｓ２０３でＹｅｓ）、ステップＳ２０５にて第１累積値Ｎ１に１が加算される。
【００９５】
そして、ステップＳ２０７において、出力信号Ｃｍ２のレベルが変化したか否かについて判定される。ここで、出力信号Ｃｍ２のレベルがＬレベルまたはＨレベルを維持した状態であれば（Ｓ２０７でＮｏ）、ステップＳ２１１の判定処理がなされる。一方、出力信号Ｃｍ２のレベルがＬレベルからＨレベルに変化するか、ＨレベルからＬレベルに変化した場合には（Ｓ２０７でＹｅｓ）、ステップＳ２０９にて第２累積値Ｎ２に１が加算される。
【００９６】
そして、ステップＳ２１１において、出力信号Ｃｍ３のレベルが変化したか否かについて判定される。ここで、出力信号Ｃｍ３のレベルがＬレベルまたはＨレベルを維持した状態であれば（Ｓ２１１でＮｏ）、ステップＳ２１５の判定処理がなされる。一方、出力信号Ｃｍ３のレベルがＬレベルからＨレベルに変化するか、ＨレベルからＬレベルに変化した場合には（Ｓ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１３にて第３累積値Ｎ３に１が加算される。
【００９７】
次に、ステップＳ２１５において、第２累積値Ｎ２と第３累積値Ｎ３との差の絶対値が２以上であるか否かについて判定される。ここで、図７に示すように、誤パルス警告状態では、検出点Ｐｂ１および検出点Ｐｂ２の様に、出力信号Ｃｍ３のレベルがＬレベルからＨレベルに変化した後再びＬレベルに変化する一方で、出力信号Ｃｍ２のレベルはＬレベルを維持する。そこで、第２累積値Ｎ２と第３累積値Ｎ３との差の絶対値が２以上である場合に、誤パルス警告状態であることが判定される。
【００９８】
誤パルス警告状態でなく、第２累積値Ｎ２と第３累積値Ｎ３との差の絶対値が２以上でなければ（Ｓ２１５でＮｏ）、ステップＳ２１７において、第２累積値Ｎ２と第１累積値Ｎ１との差の絶対値が２以上であるか否かについて判定される。ここで、図８に示すように、パルス抜け警告状態では、検出点Ｐｃ１および検出点Ｐｃ２の様に、出力信号Ｃｍ２のレベルがＬレベルからＨレベルに変化した後再びＬレベルに変化する一方で、出力信号Ｃｍ１のレベルはＬレベルを維持する。そこで、第２累積値Ｎ２と第１累積値Ｎ１との差の絶対値が２以上である場合に、パルス抜け警告状態であることが判定される。
【００９９】
パルス抜け警告状態でなく、第２累積値Ｎ２と第１累積値Ｎ１との差の絶対値が２以上でなければ（Ｓ２１７でＮｏ）、誤パルス警告状態またはパルス抜け警告状態のいずれの状態でもないので、ステップＳ２０１からの処理が繰り返される。
【０１００】
上述したステップＳ２１５において、誤パルス警告状態であり第２累積値Ｎ２と第３累積値Ｎ３との差の絶対値が２以上になると（Ｓ２１５でＹｅｓ）、図１０のステップＳ２２１において、上記第１実施形態と同様に、下側オフセット処理がなされる。
【０１０１】
また、上述したステップＳ２１７において、パルス抜け警告状態であり第２累積値Ｎ２と第１累積値Ｎ１との差の絶対値が２以上になると（Ｓ２１７でＹｅｓ）、図１０のステップＳ２２３において、上記第１実施形態と同様に、上側オフセット処理がなされる。
【０１０２】
図１０のステップＳ２２１またはステップＳ２２３における処理がなされると、ステップＳ２２５において、上記第１実施形態と同様に、警告処理がなされる。
【０１０３】
以上説明したように、本第２実施形態に係る回転検出装置１０では、出力信号Ｃｍ２の変化毎に変化回数が累積された累積値Ｎ２と出力信号Ｃｍ３の変化毎に変化回数が累積された累積値Ｎ３との差が２以上であるとき、出力信号Ｃｍ２に誤パルス等の異常信号が含まれる可能性が高いことが判定される。また、累積値Ｎ２と出力信号Ｃｍ１の変化毎に変化回数が累積された累積値Ｎ１との差が２以上であるとき、出力信号Ｃｍ２にパルス抜け等の異常信号が含まれる可能性が高いことが判定される。
【０１０４】
このようにしても、累積値Ｎ２と累積値Ｎ３との差が２以上である場合には誤パルス警告状態であることを認識することができ、累積値Ｎ２と累積値Ｎ１との差が２以上である場合にはパルス抜け警告状態であることを認識することができる。
【０１０５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る回転検出装置について図９および図１１を参照して説明する。図１１は、第３実施形態に係る回転検出装置１０の信号処理回路４８により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートの一部である。なお、第３実施形態の回転検出装置１０の機械的構成については、図１〜図３を参照して上述した第１実施形態と同様であるため、同図を参照すると共に説明は省略する。
【０１０６】
上述した第２実施形態では、各コンパレータ４２，４３，４４から出力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３の変化毎にそれぞれ変化回数が累積された累積値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３に基づいて検出された警告状態に応じて、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍをオフセットさせて補正する。これに対して、本第３実施形態では、上記累積値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３に基づいて検出された警告状態に応じて、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍを、オフセットさせることにより補正するか、オペアンプ４１の増幅率αを変化させることにより補正する。
【０１０７】
以下、本第３実施形態に係る回転検出装置１０の信号処理回路４８により実行される回転誤検出防止処理の流れを、図９および図１１に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、回転誤検出防止処理開始時には、各コンパレータ４２，４３，４４から入力される出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３は全てＬレベルであるものとする。
【０１０８】
上記第２実施形態と同様に、図９のステップＳ２１５にて第２累積値Ｎ２と第３累積値Ｎ３との差の絶対値が２以上になると（Ｓ２１５でＹｅｓ）、図１１のステップＳ３０１において、フラグＦａ＝１に設定される。ここで、フラグＦａ＝１である状態とは、第２累積値Ｎ２と第３累積値Ｎ３との差の絶対値が２以上であり誤パルス警告状態であることから図９のステップＳ２１５にてＹｅｓとの判定が１度でもある状態である。また、後述するフラグＦｂ＝１である状態とは、第２累積値Ｎ２と第１累積値Ｎ１との差の絶対値が２以上でありパルス抜け警告状態であることから図９のステップＳ２１７にてＹｅｓとの判定が１度でもある状態である。
【０１０９】
そして、ステップＳ３０３において、フラグＦｂ＝１であるか否かについて判定される。ここで、ステップＳ２１７におけるＹｅｓとの判定が１度なされておらず、フラグＦｂ＝１でなければ（Ｓ３０３でＮｏ）、ステップＳ３０５において、上記第２実施形態と同様に、下側オフセット処理がなされる。
【０１１０】
また、上記第２実施形態と同様に、図９のステップＳ２１７にて第２累積値Ｎ２と第１累積値Ｎ１との差の絶対値が２以上になると（Ｓ２１７でＹｅｓ）、図１１のステップＳ３０７において、フラグＦｂ＝１に設定される。
【０１１１】
そして、ステップＳ３０９において、フラグＦａ＝１であるか否かについて判定される。ここで、ステップＳ２１５におけるＹｅｓとの判定が１度なされておらず、フラグＦａ＝１でなければ（Ｓ３０９でＮｏ）、ステップＳ３１１において、上記第２実施形態と同様に、上側オフセット処理がなされる。
【０１１２】
上述したステップＳ３０３においてステップＳ２１７にてＹｅｓとの判定が１度でもありフラグＦｂ＝１である場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、または、ステップＳ３０９においてステップＳ２１５にてＹｅｓとの判定が１度でもありフラグＦａ＝１である場合（Ｓ３０９でＹｅｓ）には、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍがオフセットするように変化しているだけでなく、例えば、経年変化等でセンサと回転体とのギャップ（距離）が大きくなったことにより、差動出力信号Ｖｍの振幅が小さくなるように変化している場合が想定される。
【０１１３】
そこで、ステップＳ３１３における増幅率増加処理により、オペアンプ４１の増幅率αを適切に増加させて、オペアンプ４１から出力される差動出力信号Ｖｍの振幅を大きくするように補正する。
【０１１４】
ステップＳ３０５、ステップＳ３１１およびステップＳ３１３のいずれかの処理がなされると、ステップＳ３１５において、上記第１実施形態と同様に、警告処理がなされる。
【０１１５】
以上説明したように、本第３実施形態に係る回転検出装置１０は、出力信号Ｃｍ２と出力信号Ｃｍ３とに基づき誤パルス警告状態であることが１度でも認識され、かつ、出力信号Ｃｍ２と出力信号Ｃｍ１とに基づきパルス抜け警告状態であることが１度でも認識される場合、すなわち、差動出力信号Ｖｍの振幅が小さくなるように変化している場合には、オペアンプ４１の増幅率αを適切に増加させる。これにより、上記第２実施形態における効果に加えて、差動出力信号Ｖｍの振幅が小さくなることに起因して出力信号Ｃｍ２に上述のような異常信号が含まれることを防止することができる。
【０１１６】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）上記第１実施形態において、フラグＦ＝３である状態から出力信号Ｃｍ３がＬレベルとなることにより誤パルス警告状態であることを判定することに限らず（図５のステップＳ１１５）、図７の検出点Ｐｂ１および検出点Ｐｂ２付近の差動出力信号Ｖｍの変化から判るように、出力信号Ｃｍ２のレベルが変化していない間に出力信号Ｃｍ３のレベルが３回以上変化したことにより誤パルス警告状態であることを判定してもよい。
また、フラグＦ＝２である状態から出力信号Ｃｍ２がＬレベルとなることによりパルス抜け警告状態であることを判定することに限らず（図５のステップＳ１２５）、図８の検出点Ｐｃ１および検出点Ｐｃ２付近の差動出力信号Ｖｍの変化から判るように、出力信号Ｃｍ１のレベルが変化していない間に出力信号Ｃｍ２のレベルが３回以上変化したことによりパルス抜け警告状態であることを判定してもよい。
【０１１７】
（２）パルス抜けが生じる可能性に比べて誤パルスが生じる可能性が非常に高い回転検出装置１０では、コンパレータ４２を廃止して、コンパレータ４３の出力信号Ｃｍ２とコンパレータ４４の出力信号Ｃｍ３とに基づいて誤パルス警告状態と判定される場合に、下側オフセット処理（Ｓ１３１，Ｓ２２１，Ｓ３０５）を行うようにしてもよい。
また、誤パルスが生じる可能性に比べてパルス抜けが生じる可能性が非常に高い回転検出装置１０では、コンパレータ４４を廃止して、コンパレータ４３の出力信号Ｃｍ２とコンパレータ４１の出力信号Ｃｍ１とに基づいてパルス抜け警告状態と判定される場合に、上側オフセット処理（Ｓ１３３，Ｓ２２３，Ｓ３１１）を行うようにしてもよい。
【０１１８】
（３）上記第３実施形態におけるフラグＦａ，Ｆｂは、回転誤検出防止処理が開始されてから一定時間経過場合、または、出力信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３を一定数取得した場合にクリアされてもよい。
【０１１９】
（４）上記第１実施形態において、上記第３実施形態と同様に、誤パルス警告状態であることが１度でも判定されたか否かの状態を示すフラグＦａと，パルス抜け警告状態であることが１度でも判定されたか否かの状態を示すフラグＦｂとを設けて、フラグＦａ＝１かつフラグＦｂ＝１の場合に、オペアンプ４１の増幅率αを変化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転検出装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図２（Ａ）は、センサチップの構成を示す説明図であり、図２（Ｂ）は、センサチップに形成されたＭＲＥブリッジの構成を示す説明図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示すＭＲＥブリッジの等価回路を示す回路図である。
【図３】第１実施形態に係る回転検出装置の構成例を示す回路図である。
【図４】オペアンプから出力される差動出力信号と各コンパレータから出力される出力信号との関係を例示するグラフである。
【図５】図３に示す信号処理回路により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図６】図３に示す信号処理回路により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図７】誤パルス警告状態における差動出力信号と各コンパレータの出力信号との関係を示すグラフである。
【図８】パルス抜け警告状態における差動出力信号と各コンパレータの出力信号との関係を示すグラフである。
【図９】第２実施形態に係る回転検出装置の信号処理回路により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図１０】第２実施形態に係る回転検出装置の信号処理回路により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図１１】第３実施形態に係る回転検出装置の信号処理回路により実行される回転誤検出防止処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図１２】オペアンプから出力される差動出力信号とこの差動出力信号に応じてコンパレータから出力されるコンパレータ出力信号との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２１】
１０…回転検出装置
２０…センサチップ
２１，２２…ＭＲＥブリッジ（磁気センサ）
３０…バイアス磁石（磁石）
４０…信号処理部
４１…オペアンプ（差動増幅器）
４２…コンパレータ（第２の比較器，第３の比較器）
４３…コンパレータ（第１の比較器）
４４…コンパレータ（第２の比較器，第４の比較器）
４８…信号処理回路（回転位置検出手段，異常発生判定手段，差動出力信号補正手段）
５０…警告装置（告知手段）
Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３…出力信号
Ｇ…ギヤ
Ｎ１…累積値（第２の累積値，第３の累積値）
Ｎ２…累積値（第１の累積値）
Ｎ３…累積値（第２の累積値，第４の累積値）
Ｒ…ロータ（回転体）
Ｔ…ギヤ歯
Ｖｍ…差動出力信号
Ｖｔｈ１…第１閾値電圧（第２の閾値電圧，上側閾値電圧）
Ｖｔｈ２…第２閾値電圧（第１の閾値電圧）
Ｖｔｈ３…第３閾値電圧（第２の閾値電圧，下側閾値電圧）
α…増幅率
【図１】
2009198316.tif 000003
【図２】
2009198316.tif 000004
【図３】
2009198316.tif 000005
【図４】
2009198316.tif 000006
【図５】
2009198316.tif 000007
【図６】
2009198316.tif 000008
【図７】
2009198316.tif 000009
【図８】
2009198316.tif 000010
【図９】
2009198316.tif 000011
【図１０】
2009198316.tif 000012
【図１１】
2009198316.tif 000013
【図１２】
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