【手続補正書】
【提出日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
第１から第４の磁気抵抗素子を含む少なくとも４個の磁気抵抗素子を有する磁界検出装置であって、前記磁界検出装置は、第１の正極性端子，第１の負極性端子，第１の検出端子，第２の正極性端子，第２の負極性端子，第２の検出端子を有し、前記磁界検出装置は、第１及び第２の回路結線を含む２つの回路結線を有し、前記第１の回路結線は、前記第１の正極性端子，前記第１の磁気抵抗素子，第１の検出端子，前記第４の磁気抵抗素子，前記第１の負極性端子の順に結線されており、前記第２の回路結線は、前記第２の正極性端子，前記第２の磁気抵抗素子、第２の検出端子，前記第３の磁気抵抗素子，前記第２の負極性端子の順に結線されており、前記第１の検出端子と前記第２の検出端子の間の信号電圧を測定する回路を有し、前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子との間に電圧を印加する第１の駆動回路と、前記第２の正極性端子と前記第２の負極性端子との間に電圧を印加する第２の駆動回路とを有する磁界検出装置である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
ＧＭＲ素子１０１−２と１０１−３とを有するハーフブリッジは、正極性出力回路ｅ2（２０２）と負極性出力回路ｇ2（２１２）に結線され、ＧＭＲ素子１０１−２と１０１−３の接続部を信号端子Ｖ2とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
信号端子Ｖ1と信号端子Ｖ2とは検出回路２５１（以後、差動増幅器又は差動検出器とも呼ぶ。）に結線され、それらの差動電圧ΔＶ＝Ｖ2−Ｖ1を信号として検出する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
図５は本実施例の磁界検出装置４５０の構成を示すブロック図である。磁界検出装置４５０は磁界検出センサ部４１１と信号処理部４０１とで構成される。図５では正極性駆動回路２０１，２０２と負極性出力回路２１１，２１２とは図示を省略したが、これらは磁界検出センサ部４１１または信号処理部４０１（以後、角度算出ブロックとも呼ぶ）のいずれに配置してもよい。信号処理部４０１は磁界方向角θを算出する回路であり、図５にその構成の一例を示した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
本実施例ではcosブリッジのみを用いて回転角を検出する。本実施例の構成は図６と同様である。ただし、図６の磁界検出装置５０２はcosブリッジのみを搭載する。このcosブリッジは実施例１の構成をとる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
図１０はコイル５１１に通電する電流を制御する構成を示すブロック図である。本実施例ではｄ−ｑ変換に基づく電流ベクトル制御を行う。回転角速度ωの目標値を速度制御部５３２に入力すると、実測角速度ωとの比較により、電流ベクトル制御部５３３が必要な通電電流値をｄ−ｑ座標系で算出する。電流フィードバック制御部５３４は、計算された電流値（ｉｄ，ｉｑ）値、およびロータの実際の回転角θ，Ｕ相，Ｖ相の通電電流値とから、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に通電すべき電流量ｉＵ，ｉＶ，ｉＷをそれぞれ計算し、ＰＷＭインバータ部５３５に入力する。ＰＷＭインバータ部５３６で生成した通電電流がモータ５３１のコイルに供給されモータが回転する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
また、図１２の回転角検出装置７０１の位置には、磁界検出装置４５０を構成する磁界検出センサ部４１１を設置し、信号処理部４０１をコントローラ７０２の近傍に設置するか、あるいはコントローラ７０２と一体化する構成にしてもよい。このように信号処理部４０１を磁界検出センサ部４１１と空間的に分離すると、エンジン近傍という高温環境下から信号処理部４０１を離して設置することが可能になり、信号処理部に高性能なＬＳＩ回路を使用することができる、という利点がある。なお、磁界検出センサ部４１１と信号処理部４０１を空間的に分離する具体的構成方法は後述する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８８】
磁気抵抗ブリッジ２３１Ａは図１の構成を持つものであり、正極性駆動回路２０１Ｃと２０２Ｃで励起することで、cosθに対応する信号を出力する。この信号を差動検出器２５１Ａで検出し、それをアナログ−デジタル変換器（以下、「ＡＤ変換器」「ＡＤＣ」と略す）２６１Ａでデジタル化する。デジタル化されたcosθに対応する信号は、パラレル−シリアル変換器２６３Ａでシリアルデータに変換した後、ケーブルや配線などを経由して信号処理部４０１に伝送される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９４】
本実施例は実施例６に記載した、検出回路に起因するオフセット電圧を除去した磁界検出装置の別の実施例である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９５】
図２１は本実施例での磁界検出センサ部４１１の構成を示す回路ブロック図である。磁気抵抗ブリッジ２３１Ａの正極性端子には正極性駆動回路２０１Ｃおよび２０２Ｃから駆動パルスが印加される。駆動パルス印加時に磁気抵抗ブリッジ２３１Ａから信号電圧が出力される。信号電圧は差動検出器２５１Ａで差動検出され、差演算器２７１に入力される。差演算器２７１の出力は遅延器２７３により遅延させて差演算器２７１のマイナス入力に入力される。このようにして、遅延器２７３を用いて微分器を構成する。差演算器２７１の出力は、符号反転器２７５に入力して適宜符号反転した後、フィルタ部２７６に入力し信号のノイズ除去などの整定を行う。なお、遅延器２７３の動作タイミングを図２３を用いて後述する。フィルタ部２７６の出力信号は、信号処理部４０１のcos信号入力端子に入力する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９８】
磁気抵抗ブリッジ２３１Ａの正極性端子には正極性駆動回路２０１Ｃおよび２０２Ｃから駆動パルスが印加される。駆動パルス印加時に磁気抵抗ブリッジ２３１Ａから信号電圧が出力される。信号電圧は差動検出器２５１Ａで差動検出され、この検出信号をＡＤ変換器２６１によりデジタル信号にする。デジタル化した信号は差演算器２７１に入力される。差演算器２７１の出力は遅延器２７３により遅延させて差演算器２７１のマイナス入力に入力される。このようにして、遅延器２７３を用いて微分器を構成する。差演算器２７１の出力は、符号反転器２７５に入力して適宜符号反転した後、フィルタ部２７６に入力し信号のノイズ除去などの整定を行う。この信号をパラレル−シリアル変換器２６３でシリアル信号に変換する。このデジタル信号を信号処理部４０１に伝送する。本図面では信号処理部４０１の記載は省略した。なお、遅延器２７３の動作タイミングを図２３を用いて後述する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９９】
図２２では、cosθに対応する信号を出力する磁気抵抗ブリッジ２３１Ａのみを記したが、sinθに対応する信号を出力する磁気抵抗ブリッジについても、同じ構成の処理回路を設け、信号処理部４０１に伝送する。cosθ対応信号とsinθ対応信号とを合わせて、信号処理部で磁界方向を算出し出力する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０２】
時刻ｔ2では正極性駆動回路２０１Ｃは正極性パルス６１１を出力し、負極性駆動回路２１１Ｃは負極性パルス６１２を出力するので、磁気抵抗ブリッジ２３１の差信号ΔＶには検出する磁界の方向θに対応した信号が出力される。時刻ｔ2での差動検出器２５１Ａの出力電圧Ｖdetの値をｘとする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０３】
タイミング発生器２７８（図２２）は、信号検出タイミング信号６２１を発生し、時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3，ｔ4にＡＤ変換器２６１を動作させる。すると図２３のＡＤＣと記載した信号波形が得られる。さらに、差動検出回路の出力電圧を遅延器２７３で、信号検出タイミング信号６２１の１クロック分遅延させる。この遅延させた信号と差動検出回路からの新たな信号との差を差演算器２７１で求めると、図２３で「微分処理」と記載したように、（ｘ−ｘ0）と（ｘ0−ｘ）とを交互に繰り返す信号になる。したがって、符号反転器２７５で、信号検出タイミング信号６２１の１クロック毎に符号反転を有効にすれば、（ｘ−ｘ0）が得られる。（ｘ−ｘ0）は、差動検出器２５１の出力のうち、回路のオフセットを差し引いた値に対応する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０５】
図２３からわかるように、本実施例では、信号検出タイミング信号６２１は、正極性出力パルス６１１の出力期間に１回と、正極性出力パルスの非出力期間に１回出力する。したがって、例えば、正極性出力パルス６１１と同期して、正極性出力パルスの２倍の周波数のパルスを用いればよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１から第４の磁気抵抗素子を含む少なくとも４個の磁気抵抗素子を有する磁界検出装置であって、
前記磁界検出装置は、第１の正極性端子，第１の負極性端子，第１の検出端子，第２の正極性端子，第２の負極性端子，第２の検出端子を有し、
前記磁界検出装置は、第１及び第２の回路結線を含む２つの回路結線を有し、
前記第１の回路結線は、
前記第１の正極性端子，前記第１の磁気抵抗素子，第１の検出端子，前記第４の磁気抵抗素子，前記第１の負極性端子の順に結線されており、
前記第２の回路結線は、
前記第２の正極性端子，前記第２の磁気抵抗素子，第２の検出端子，前記第３の磁気抵抗素子，前記第２の負極性端子の順に結線されており、
前記第１の検出端子と前記第２の検出端子の間の信号電圧を測定する回路を有し、
前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子との間に電圧を印加する第１の駆動回路と、
前記第２の正極性端子と前記第２の負極性端子との間に電圧を印加する第２の駆動回路とを有する磁界検出装置。
【請求項２】
前記第１の駆動回路が給電する電圧と前記第２の駆動回路が給電する電圧とが異なることを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。
【請求項３】
前記磁気抵抗素子は磁化の向きが固定された固定磁性層と、自由磁性層を有する巨大磁気抵抗素子であって、
前記４個の磁気抵抗素子は、前記固定磁化層が第１の方向に磁化された第１種の磁気抵抗素子を２個と前記固定磁化層が第２の方向に磁化された第２種の磁気抵抗素子を２個とから構成されていることを特徴とする請求項１ないし２に記載の磁界検出装置。
【請求項４】
前記磁気抵抗素子は、電流が流れる方向と検出しようとする磁界方向とのなす角度によりその抵抗値が変化する異方性磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１ないし２に記載の磁界検出装置。
【請求項５】
前記第１の駆動回路は、前記磁界検出装置の動作時において、前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子とに等しい電位を与えるゼロ電圧期間と、前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子との間に異なる電位を与える励起電圧期間とを有し、
前記第２の駆動回路は、前記磁界検出装置の動作時において、前記第２の正極性端子と前記第２の負極性端子とに等しい電位を与えるゼロ電圧期間と、前記第２の正極性端子と前記第２の負極性端子との間に異なる電位を与える励起電圧期間とを有することを特徴とする請求項１ないし４に記載の磁界検出装置。
【請求項６】
前記励起電圧期間の前記信号電圧と、前記ゼロ電圧期間の前記信号電圧との差分電圧を測定することを特徴とする請求項５に記載の磁界検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし６に記載の磁界検出装置と、磁界発生体が取り付けられた回転体とを有する回転角検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし６に記載の磁界検出装置と、磁界発生体が取り付けられた移動体とを有する位置検出装置。
【請求項９】
コイルを有するステータと、磁界発生体を有すロータとを有し、
前記コイルに通電する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路を有し、
請求項１ないし６に記載の磁界検出装置の出力信号を前記制御回路に接続したことを特徴とするモータ。
【請求項１０】
スロットルバルブと、スロットルバルブを取り付けたシャフトと、
前記シャフトの回転と連動して回転する磁界発生体とを有し、
請求項１ないし６に記載の磁界検出装置を有するスロットルバルブ制御装置。
【請求項１１】
抵抗素子を４個有する計測装置であって、
前記４個の抵抗素子のうち少なくとも１つは外部物理量に依存して抵抗値が変化するトランスデューサ素子であり、
前記計測装置は、第１の正極性端子，第１の負極性端子，第１の検出端子，第２の正極性端子，第２の負極性端子，第２の検出端子を有し、
前記計測装置は、第１および第２の回路結線を含む２つの回路結線を有し、
前記第１の回路結線は、
前記第１の正極性端子，前記第１の抵抗素子，第１の検出端子，前記第４の抵抗素子，前記第１の負極性端子の順に結線されており、
前記第２の回路結線は、
前記第２の正極性端子，前記第２の抵抗素子，第２の検出端子，前記第３の抵抗素子，前記第２の負極性端子の順に結線されており、
前記第１の検出端子と前記第２の検出端子の間の信号電圧を測定する回路を有し、
前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子との間に電圧を印加する第１の駆動回路と、
前記第２の正極性端子と前記第２の負極性端子との間に電圧を印加する第２の駆動回路とを有する計測装置。
【請求項１２】
前記第１の駆動回路が給電する電圧と前記第２の駆動回路が給電する電圧とが異なることを特徴とする請求項１１に記載に計測装置。
【請求項１３】
前記トランスデューサ素子は機械的ひずみにより抵抗値が変化する素子であって、ダイヤフラムに設置されており、前記計測装置は前記ダイヤフラムの両側の圧力差を計測することを特徴とする請求項１１ないし１２に記載の計測装置。
【請求項１４】
抵抗素子を４個有する計測装置であって、
前記４個の抵抗素子のうち少なくとも１つは外部物理量に依存して抵抗値が変化するトランスデューサ素子であり、
前記計測装置は、第１の正極性端子，第１の負極性端子，第１の検出端子，第２の正極性端子，第２の負極性端子，第２の検出端子を有し、
前記計測装置は、第１および第２の回路結線を含む２つの回路結線を有し、
前記第１の回路結線は、
前記第１の正極性端子，前記第１の抵抗素子，第１の検出端子，前記第４の抵抗素子，前記第１の負極性端子の順に結線されており、
前記第２の回路結線は、
前記第２の正極性端子，前記第２の抵抗素子、第２の検出端子，前記第３の抵抗素子，前記第２の負極性端子の順に結線されており、
前記第１の検出端子と前記第２の検出端子の間の信号電圧を測定する回路を有し、
前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子との間に電圧を印加する第１の駆動回路を有し、
前記第１の駆動回路は、前記計測装置の動作時において、前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子とに等しい電位を与えるゼロ電圧期間と、前記第１の正極性端子と前記第１の負極性端子との間に異なる電圧を印加する励起電圧期間とを有する計測装置。
【請求項１５】
前記第２の正極性端子を前記第１の正極性端子に接続し、前記第２の負極性端子を前記第１の負極性端子に接続し、
前記励起電圧期間の前記信号電圧と、前記ゼロ電圧期間の前記信号電圧との差分電圧を測定することを特徴とする請求項１４に記載の計測装置。
【請求項１６】
前記第２の正極性端子と前記第２の負極性端子との間に電圧を印加する第２の駆動回路とを有し、
前記第２の駆動回路は、前記ゼロ電圧期間において前記第２の正極性端子と前記第２の負極性端子とに等しい電位を与え、
前記励起電圧期間の前記信号電圧と、前記ゼロ電圧期間の前記信号電圧との差分電圧を測定することを特徴とする請求項１４に記載の計測装置。
【請求項１７】
前記信号電圧の処理回路は、前記信号電圧の遅延回路を有することを特徴とする請求項１４ないし１６に記載の計測装置。
【請求項１８】
前記処理回路はタイミング発生器を有し、前記タイミング発生器は前記ゼロ電圧期間及び前記励起電圧期間にタイミング信号を発生し、前記タイミング信号を前記遅延回路に送信することを特徴とする請求項１７に記載の計測装置。
【請求項１９】
前記トランスデューサ素子は、外部磁界の方向または強度に応じて抵抗が変化する磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１４ないし１８に記載の計測装置。
【請求項２０】
前記磁気抵抗素子は磁化の向きが固定された固定磁性層と、自由磁性層を有する巨大磁気抵抗素子であって、
前記４個の磁気抵抗素子は、前記固定磁化層が第１の方向に磁化された第１種の磁気抵抗素子を２個と前記固定磁化層が第２の方向に磁化された第２種の磁気抵抗素子を２個とから構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の計測装置。
【請求項２１】
前記信号電圧の処理回路は、前記信号電圧の遅延回路を有することを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
【請求項２２】
前記処理回路はタイミング発生器を有し、前記タイミング発生器は前記ゼロ電圧期間及び前記励起電圧期間にタイミング信号を発生し、前記タイミング信号を前記遅延回路に送信することを特徴とする請求項２１に記載の計測装置。
【請求項２３】
前記差分電圧の測定は，前記ゼロ電圧期間の前記信号電圧を前記励起電圧期間の前記信号電圧よりも先に測定することを特徴とする請求項６に記載の磁界検出装置。
【請求項２４】
請求項２１ないし２３に記載の磁界検出装置と、磁界発生体が取り付けられた回転体とを有する回転角検出装置。
【請求項２５】
請求項２１ないし２３に記載の磁界検出装置と、磁界発生体が取り付けられた移動体とを有する位置検出装置。
【請求項２６】
コイルを有するステータと、磁界発生体を有すロータとを有し、
前記コイルに通電する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路を有し、
請求項２１ないし２３に記載の磁界検出装置の出力信号を前記制御回路に接続したことを特徴とするモータ。
【請求項２７】
スロットルバルブと、スロットルバルブを取り付けたシャフトと、
前記シャフトの回転と連動して回転する磁界発生体とを有し、
請求項２１ないし２３に記載の磁界検出装置を有するスロットルバルブ制御装置。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2010197318.tif 000001