JP2006047228A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出素子の検出感度が低下しても回転角度算出の精度を確保でき、しかもその回転角度算出を簡素化することができる回転角度検出装置を提供する。
【解決手段】 車両にエンジンがかけられると回転角度検出装置１が起動し、算出回路１２は磁気センサ６，７からＡ／Ｄコンバータ１０を介して正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２を入力する。算出回路１２は逆正接関数を求めて逆正接値Ｖｈを算出し、その逆正接値Ｖｈから磁石３の回転角度θを算出する。また、磁気センサ６，７を同一バイアス条件、つまり同一印加電圧で使用している。従って、磁気センサ６から出力される正弦信号Ｓａの振幅Ａ１と、磁気センサ７から出力される余弦信号Ｓｂの振幅Ａ２とが同じ値をとった状態となるので、逆正接値Ｖｈを算出する際には、正弦値Ｙ１の振幅Ａ１と余弦値Ｙ２の振幅Ａ２とが相殺される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、被検出体と検出素子との間の相対的な回転角度を演算する回転角度検出装置に関する。

従来、この種の回転角度検出装置としては、例えば磁気検出素子を用いた特許文献１に示す装置が開示されている。同文献１に示す回転角度検出装置は、スロットルバルブ等の回転軸に磁石を固着し、この磁石を検知可能な位置にホールＩＣを配置した構成をとる。ホールＩＣはホール素子やその他のデバイス等からなり、スロットルバルブの回転によって磁石が回転した際には、ホール素子の感磁面への磁束角度が変化するので、この磁束角度の変化に基づきスロットルバルブの回転角度が算出される。

ここで、ホール素子は正弦波の検出信号（電圧値）を出力するが、検出信号がリニア（直線的）に変化すれば簡単な演算処理で回転角度を演算できるので、検出信号がリニアに変化する範囲では回転角度を短時間で精度よく演算可能となる。しかし、検出信号が正弦波の場合には検出信号のリニア変化範囲が狭いので、回転角度の検出範囲を無理に広くとると回転角の演算精度が低下するという問題が生じる。また、検出信号の曲線部分を厳密に演算して回転角度を算出すると、複雑な演算処理が必要となり演算処理速度が遅くなる問題が生じる。

そこで、同文献１では、ホール素子から検出信号として図８に示す正弦信号Ｓxaが出力される場合には、その正弦信号Ｓxaを逆正弦関数（ａｒｃｓｉｎ）の信号Ｓxbに変換することで、正弦信号Ｓxaをリニアな信号に変換して回転角度を算出している。このようにすれば、リニアな信号で回転角度算出が可能となり、簡単な演算処理で回転角度を精度良く求めることが可能となる。
特開２００１−１２４５１１号（第３−５頁、第１図）

ところで、長時間の使用や厳しい使用環境下等が原因で回転角度検出装置が温度上昇する場合がある。ホール素子には温度による影響を受けて出力に変化が生じる特性があるので、装置が温度上昇するとホール素子の検出感度が低下し、図８の二点差線で示すようにホールＩＣの検出信号が低下し、逆正弦信号Ｓxbも同図の二点差線で示すようにずれが生じる。こうなると、逆正弦値（逆余弦値）と回転角度との相関関係にずれが生じ、正確な回転角度が算出できない問題が生じてしまう。

さらに、ホール素子から検出信号として余弦信号が出力された場合も、同様に余弦信号を逆余弦信号（ａｒｃｃｏｓ）の信号に変換し、リニアな信号で回転角度算出を行うことができるが、正弦信号Ｓxaと同様に温度による影響を受けて出力に変化が生じ、逆余弦信号も変動してしまう。また、回転角度の算出精度を確保するにしても、それを満たし得る回転角度算出プログラムは演算速度やメモリ量の観点から、回転角度算出を簡単にして演算プログラム量をなるべく減らしたい要望もあった。

一方、別の考え方として、例えば温度センサ等を用いて使用環境下の温度を検出し、その温度値に基づき逆正弦信号（逆余弦信号）を補正することで回転角度を算出する方法も考えられる。しかし、この方法を用いると温度センサが別途必要となるので、装置のコストアップや大型化の観点から、この方法は採用できない現状があり、温度センサを用いない別の方法が望まれていた。

本発明の目的は、検出素子の検出感度が低下しても回転角度算出の精度を確保でき、しかもその回転角度算出を簡素化することができる回転角度検出装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、被検出体との間の相対回転に応じた検出信号を各々異なる位相で出力する複数の検出素子と、前記検出素子の検出信号によって逆正接関数に準ずる逆正接値を求め、該逆正接値に基づき前記被検出体及び検出素子の間の回転角度を算出する算出手段とを備えた回転角度検出装置において、前記検出素子に供給される印加電圧を同一値としたことを要旨とする。

この発明によれば、算出手段が逆正接信号を求めるには、まず１つの検出素子の検出信号から正弦信号を入力するとともに他の１つの検出素子の検出信号から余弦信号を入力し、その正弦値及び余弦値に基づき算出する。このとき、正弦値を余弦値で除算する算出過程を経て逆正接値を求めれば、その計算により求まる正接値は正弦値及び余弦値の比率をとることになるので、例えば温度上昇が原因で検出素子の感度が低下して正弦値及び余弦値に変化が生じても、値に変化が生じない。従って、その逆正接値により回転角度が算出されるので、算出手段が求める回転角度には感度低下による影響が生じず、回転角度の検出精度が確保される。

また、検出素子に供給される印加電圧を同一値としておくと、正弦信号及び余弦信の各振幅が同一値をとるので、正弦値を余弦値で除算した際に正弦値及び余弦値の各々に含まれる信号波形の振幅項が相殺される。従って、逆正接関数演算の簡素化が図られることになるので、検出素子に感度低下が生じても回転角度の検出精度の確保できる効果に加え、逆正接値を簡単に演算できる効果も奏する。なお、被検出体に対する検出素子の検出条件が同条件とは、条件の値に若干の誤差が含まれるものとする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記算出手段は、前記検出素子から入力した正弦関数に準ずる正弦値と余弦関数に準ずる余弦値とに基づき、前記正弦値を前記余弦値で除算することで正接値を算出し、その逆正接値を算出することによって前記回転角度を算出することを要旨とする。

この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、正弦値を余弦値で除算することで正接値が算出され、その逆正接値により回転角度が算出される。従って、検出素子の感度が低下して正弦値及び余弦値に変化が生じても、正接値を算出する際にその検出感度変化分が相殺され、逆正接値自体には変化が生じない。従って、その逆正接値により回転角度が算出されるので、算出手段が求める回転角度には感度低下による影響が生じず、回転角度の検出精度が確保される。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記算出手段は、前記検出素子から入力した正弦関数に準ずる正弦値及び余弦関数に準ずる余弦値の少なくとも一方と、前記逆正接値とに基づき前記回転角度を算出することを要旨とする。

この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、逆正接信号は１８０度ごとに波形が繰り返される波形形状をとることから、０〜３６０度で回転角度を算出する場合、１つの逆正接値から１周期の間で２つの角度が得られてしまう。しかし、正弦値及び余弦値の少なくとも一方を用いれば、得られた２つの逆正接値がどの象限に存在するものかを判定することが可能となる。従って、１つの逆正接値から回転角度が一義的に導かれ、０〜３６０度の回転角度算出が可能となり、回転角度検出装置の用い先が広域に亘る。

本発明によれば、検出素子の検出感度が低下しても回転角度算出の精度を確保でき、しかもその回転角度算出を簡素化することができる。

以下、本発明を具体化した回転角度検出装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１は、回転角度検出装置１の概略構成を示す模式斜視図である。回転角度検出装置１は例えば車両のニュートラルスタートスイッチに用いられ、詳しくは自動変速機のギヤ位置変更時に操作されるシフトレバー（図示略）の操作位置を検出する検出装置である。回転角度検出装置１は中空状のケース２を備え、このケース２を車両ボディ（図示略）に固着することで車両に組み付けられる。

ケース２の内部には、自身の周りに所定磁界を発生する磁石３が収容されている。磁石３は例えば円柱状の永久磁石（ネオジウム、サマリウム等）が用いられ、シフトレバーと連動して回動する回動軸４に固着されている。従って、シフトレバーが操作されると、それに応じた回転方向（図１の矢印Ａ方向）に磁石３が回転する。また、回動軸４はケース２の上壁の挿通孔２ａからにケース外に導出され、磁石３は回動軸４と軸心が一致するように固定されている。なお、磁石３が被検出体に相当する。

ケース２の内部底面には、各種素子を実装した基板５が取着されている。基板５には、磁石３の磁束を検出する複数（本例は２つ）の磁気センサ６，７が磁石３と対向する位置に実装されている。各磁気センサ６，７は磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いたセンサであり、図２（ａ）に示すように４つの抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４をブリッジ状に接続した回路である。各抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ異方性磁気抵抗効果を有するＮｉ−Ｃｏ等の強磁性体からなり、その抵抗値は磁気センサ６（７）にかかる磁束の向きに応じて変化する。なお、磁気センサ６，７が検出素子に相当する。

磁気センサ６，７は、ブリッジ回路の中点電位ΔＶを磁束の検出信号として出力する。ここで、磁気センサ６，７を通過する磁束の方向は磁石３の回転位置、つまりシフトレバーの操作位置（操作角度）に応じて変化することから、中点電位ΔＶもシフトレバーの操作位置に応じて変化する。このため、磁気センサ６，７は磁石３からの磁束をシフトレバーの操作位置（操作角度）に応じた向きで受けることになり、シフトレバーの操作位置に応じた電位で検出信号を出力する。

図２（ｂ）に示すように、磁気センサ６，７は各々が出力する検出信号の信号波形の位相が９０度ずれるように抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４の向きが設定されている。従って、本例において一方の磁気センサ６は正弦関数に準ずる信号を出力するセンサであり、磁石３の回転に応じて図４の一点鎖線で示す正弦信号Ｓａで出力する。また、他方の磁気センサ７は余弦関数に準ずる信号を出力するセンサであり、磁石３の回転に応じて図４の二点差線で示す余弦信号Ｓｂで出力する。

磁気センサ６，７は、磁石３に対する磁場検出条件がほぼ同じ状態、つまり両者が磁石３からほぼ同じ磁場（磁束向き、磁界強度）の磁束を受けるように近接状態で配置されている。このように、磁気センサ６，７が近接状態で配置されれば、各磁気センサ６，７が出力する正弦信号Ｓａ及び余弦信号Ｓｂの出力特性が同期した状態、つまり振幅や周期等がほぼ同じ値で出力される状態となる。また、これら磁気センサ６，７は基板５にマスクパターンを転写する方式で基板５上に実装される。

図３は、回転角度検出装置１の電気構成を示す電気構成図である。回転角度検出装置１は、同装置のメイン制御を司るマイクロコンピュータ８と、装置内の各種デバイス（素子）に安定した所定レベルの電圧を供給する電源回路９と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１１とを備えている。回転角度検出装置１は電源供給元として車両のバッテリＢに接続され、バッテリＢの電力に基づき稼働する。

電源回路９は、バッテリＢからバッテリ電圧を入力し、それを各種デバイス（素子）に応じた所定の電圧レベルに変換し、これら電圧を磁気センサ６，７やマイクロコンピュータ８等に出力する。磁気センサ６，７やマイクロコンピュータ８は、その安定した所定レベルの電圧を駆動電源として入力し、この電源によって動作する。

磁気センサ６，７の両者は、駆動電源として同一値の電圧を電源回路９から各々入力するので、同一バイアス条件つまり同一印加電圧で使用されることになる。磁気センサ６，７を同一バイアス条件で使用すると、磁気センサ６が出力する正弦信号Ｓａの振幅Ａ１と、磁気センサ７が出力する余弦信号Ｓｂの振幅Ａ２とが同一値をとった状態となる。磁気センサ６，７は同一バイアスで駆動し、磁石３の回転位置、つまりシフトレバーの操作位置に応じた正弦値Ｙ１、余弦値Ｙ２をＡ／Ｄコンバータ１０に各々出力する。Ａ／Ｄコンバータ１０は磁気センサ６，７から入力した正弦値Ｙ１（余弦値Ｙ２）をデジタル変換し、デジタル変換後の正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２をマイクロコンピュータ８に出力する。

マイクロコンピュータ８は、正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２に基づき磁石３の回転位置、つまりシフトレバーの操作位置として回転角度θを算出する算出回路１２と、回転角度算出プログラムＰを記憶したＲＯＭ１３と、回転角度演算時に作業領域として使用されるＲＡＭ１４等を備えている。回転角度算出プログラムＰは、正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２に基づき正接関数に準じた正接値を算出し、その逆正接値Ｖｈから磁石３の回転角度θを算出するプログラムである。算出回路１２は回転角度算出プログラムＰに基づき動作し、磁石３の回転角度θを算出する。このように、正弦値Ｙ１と余弦値Ｙ２とから正接値を算出し、その逆正接値Ｖｈで回転角度θを算出するのは、外部環境の変化で正弦波と余弦波との検出感度が低下しても、正弦値を求める際にその検出感度変化が相殺されるので、安定した出力が得られるからである。なお、算出回路１２及び回転角度算出プログラムＰが算出手段に相当する。

回転角度θの演算方法を以下に説明する。まず、正弦信号Ｓａ（図４及び図５の一点鎖線で示す信号）が次式(1) 、余弦信号Ｓｂ（図４及び図５の二点差線で示す信号）が次式(2) であるとする。また、これら式においてＹ１が正弦値、Ｙ２が余弦値、Ａ１が正弦信号Ｓａの振幅、Ａ２が余弦信号Ｓｂの振幅であるとする。

Ｙ１＝Ａ１ｓｉｎθ … (1)
Ｙ２＝Ａ２ｃｏｓθ … (2)
そして、算出回路１２は逆正接関数を求めるべく、次式(3) を用いて逆正接値Ｖｈを算出する。

Ｖｈ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙ１／Ｙ２）＝ａｒｃｔａｎ（ｔａｎθ）＝θ … (3)
ここで、逆正接値Ｖｈは磁石３の回転角度θに対応していることから、算出回路１２は逆正接値Ｖｈを求めることで回転角度θを算出する。逆正接値Ｖｈは、回転角度θの値に応じて図４の実線で示すリニア状（略直線状）の逆正接信号Ｓｃで出力される。即ち、逆正接信号Ｓｃは、磁石３の回転角度θに応じて出力値（電圧値）がリニアな値をとり、しかも信号波形が１８０度ごとに繰り返される信号である。

ここで、回転角度θを０〜３６０度の範囲で検出しようとしても、逆正接信号Ｓｃの信号波形は１８０度ごとに同じ波形をとるので、同一の逆正接値Ｖｈからは０〜１８０度と１８０〜３６０度との各領域で回転角度θがそれぞれ導出されてしまう。従って、逆正接値Ｖｈだけで回転角度θを求めようとしても、１つの逆正接値で１つの回転角度θが一義的に決まらず、０〜１８０度であれば回転角度検出が行えるものの、０〜３６０度の間で回転角度検出を行うことはできない現状がある。

そこで、算出回路１２は０〜３６０度の範囲で回転角度検出可能となるように、正弦信号Ｓａの信号波形も考慮に入れて回転角度検出を行っている。これを具体的に述べると、図６（ａ）及び図７に示すように、正弦値Ｙ１は回転角度θが０〜９０度（第１象限）及び９０〜１８０度（第２象限）のときに正の値を取り、回転角度θが１８０〜２７０度（第３象限）及び２７０〜３６０度（第４象限）のときに負の値を取る。一方、図６（ｂ）及び図７に示すように、正接値は第１象限及び第３象限と第２象限及び第４象限とで各々同一値を取る。従って、逆正接値Ｖｈを算出した際に、そのときの正弦値Ｙ１が何処の象限に位置しているかを見れば、１つの逆正接値Ｖｈから求め得る２つの回転角度θが、それぞれどの象限にあるものを判断することが可能となり、逆正接値Ｖｈから一義的に回転角度θを算出することが可能となる。

例えば、図４に示すように逆正接値Ｖh1（＞０）が算出された場合には、その逆正接値Ｖh1からは０〜９０度の間の回転角度θ１か、若しくは１８０〜２７０度の間の回転角度θ２が算出され得る。このとき、正弦値Ｙ１の値を考えると、例えば回転角度θが０〜９０度であれば正弦値Ｙ１が正の値をとり、回転角度θが１８０〜２７０度であれば正弦値Ｙ１が負の値をとる。従って、正弦値Ｙ１が正の値をとっていれば回転角度θがθ１として算出され、正弦値Ｙ１が負の値をとっていれば回転角度θがθ２として算出される。

図３に示すように、算出回路１２は逆正接値Ｖｈつまり回転角度θを算出すると、それに応じたデジタルの出力信号をＤ／Ａコンバータ１１に出力する。Ｄ／Ａコンバータ１１は算出回路１２から入力した出力信号をアナログ変換し、アナログ変換後の出力信号を車両の各種制御装置（各種ＥＣＵ）に供給する。

次に、本例の回転角度検出装置１の作用を説明する。
車両にエンジンがかけられると回転角度検出装置１が起動し、算出回路１２は磁気センサ６，７からＡ／Ｄコンバータ１０を介して正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２を入力する。算出回路１２は、上述した式(3) 、つまり逆正接関数を用いて逆正接値Ｖｈを算出し、その逆正接値Ｖｈから磁石３の回転角度θを算出する。これにより、回転角度検出装置１の用い先が車両のエンジンニュートラルスイッチであれば、車両の自動変速機のギヤを変えるシフトレバーの操作位置が検出される。

ここで、例えば回転角度検出装置１の周りで温度上昇が生じ、磁気センサ６，７の検出感度が下がったとする。このとき、図４に示す状態を通常時の状態とすると、この感度低下が原因で各磁気センサ６，７の出力（即ち、正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２）に影響が出て、正弦信号Ｓａ及び余弦信号Ｓｂは振幅Ａ１，Ａ２が低下した図５に示す出力波形となる。ここで、もし正弦信号Ｓａや余弦信号Ｓｂを用いて回転角度検出を行うのであれば、感度低下を受けて回転角度θの算出に誤差が出てきてしまう。

しかし、本例の回転角度θの算出は、正弦値Ｙ１を余弦値Ｙ２で除算して正接値を求め、その逆正接値Ｖｈにより回転角度θを算出している。従って、正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２が外部環境変化により値が低下しても、正接値は正弦値Ｙ１を余弦値Ｙ２で除算する計算手順を経る、つまり正弦値Ｙ１及び余弦値Ｙ２の比率をとるので、正弦値Ｙ１と余弦値Ｙ２の検出感度変化分が相殺される。このため、磁気センサ６，７に感度低下が生じて振幅Ａ１，Ａ２の値が低くなっても、その正接値の逆関数である逆正接値Ｖｈについては何ら変化が生じない。よって、逆正接関数を用いて回転角度検出を行うのであれば、回転角度θにはその感度低下の影響が及ばず、回転角度θの検出精度が確保された状態となる。

また、磁気センサ６，７が磁石３からほぼ同じ磁場を検出するように、これら磁気センサ６，７が近接状態で配置される。従って、磁気センサ６，７の出力特性（即ち、正弦信号Ｓａ、余弦信号Ｓｂの振幅、周期等）が同期した状態となる。ここで、磁気センサ６と磁気センサ７との間で出力特性に誤差が生じると、精度良く回転角度θを導くためにはこれらの間で出力特性を合わせ込む補正処理等が必要となるが、そのような補正処理をせずに済み、簡単な計算処理で精度よく回転角度θを求めることが可能となる。

さらに、磁気センサ６，７を同一バイアス条件（同一印加電圧）で使用しているので、正弦信号Ｓａの振幅Ａ１と、余弦信号Ｓｂの振幅Ａ２とが同じ値（Ａ１＝Ａ２）をとった状態となる。よって、逆正接値Ｖｈは正弦値Ｙ１を余弦値Ｙ２で除算する計算過程を経るので、逆正接値算出の際には正弦値Ｙ１に含まれる振幅Ａ１の項と、余弦値Ｙ２に含まれる振幅Ａ２の項とが相殺される。従って、逆正接値Ｖｈの計算が簡単になり、逆正接値算出の計算が複雑化せずに済み、逆正接値Ｖｈの算出速度向上や算出プログラムのプログラム量抑制に効果がある。

また、上述したように逆正接信号Ｓｃは１８０度ごとに波形が繰り返される波形形状をとるので、逆正接値Ｖｈのみでは回転角度θを３６０度の範囲で算出することはできない。しかし、逆正接値Ｖｈの算出に加え、正弦値Ｙ１の符号を組み合わせて回転角度θを算出すれば、１つの逆正接値Ｖｈから回転角度θを一義的に算出することが可能となる。従って、本例では逆正接値Ｖｈと正弦値Ｙ１とを用いて回転角度算出を行うので、０〜３６０度の範囲で回転角度θを算出することが可能となり、回転角度検出装置１の用い先が広域に亘ることになる。

上記実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）磁石３の回転角度θの算出は、正弦値Ｙ１と余弦値Ｙ２とに基づき正接値を求め、その逆正接値Ｖｈを求めることで行う。従って、磁気センサ６，７に感度低下が生じて例えば振幅Ａ１，Ａ２の値が低くなっても、逆正接値Ｖｈを求める際の正接値演算のときにその低下分は相殺されるので、逆正接値Ｖｈの値については変化が生じない。よって、磁気センサ６，７に感度低下が生じても、回転角度θの検出精度を確保することができる。また、磁気センサ６，７を近接した状態で配置するので、磁気センサ６，７の出力特性が同期した状態となるので、出力特性を合わせ込むような補正が不要となり、簡単な計算処理で精度よく回転角度θを算出することができる。

さらに、磁気センサ６，７を同一バイアス条件、つまり同一印加電圧で使用しているので、磁気センサ６から出力される正弦信号Ｓａの振幅Ａ１と、磁気センサ７から出力される余弦信号Ｓｂの振幅Ａ２とが同じ値をとった状態となる。逆正接値Ｖｈは正弦値Ｙ１を余弦値Ｙ２で除算する計算過程を経るので、その計算の際には正弦値Ｙ１に含まれる振幅Ａ１の項と、余弦値Ｙ２に含まれる振幅Ａ２の項とが相殺され、これによって逆正接値Ｖｈの計算を簡単に行うことができる。また、計算手順の簡単化に伴い、逆正接値Ｖｈの計算速度の向上や、逆正接値Ｖｈの算出プログラムのプログラム量抑制等にも効果を奏する。

（２）逆正接値Ｖｈだけでは半周期（０〜１８０度）の間でしか回転角度θを検出することができない。しかし、回転角度θを０〜３６０度の範囲で検出する場合、１つの逆正接値Ｖｈで複数の回転角度θが導き出されることになっても、逆正接値Ｖｈに加えて正弦値Ｙ１の符号も見るようにすれば、１つの逆正接値Ｖｈから回転角度θを一義的に算出することができ、１周期つまり０〜３６０度で回転角度θを算出することができる。

（３）磁気センサ６，７は基板５にマスクパターンを転写することで製造されるので、近接状態の磁気センサ６，７を寸法的に精度よく製造することができる。このように、近接状態の磁気センサ６，７を寸法的に精度よく製造できれば、磁気センサ６，７の間で磁気検出条件（例えば磁石３から受ける磁場等）の誤差を低く抑えることができ、回転角度θの検出精度の向上に一層寄与する。

（４）磁気センサ６，７に感度低下が生じた場合の対処方法としては、従来技術で述べた逆正弦値（逆余弦値）を算出する方法を用い、例えば基板５に温度センサを実装して、温度センサから求まる温度値に基づき逆正弦値（逆余弦値）を補正する方法も考えられる。しかし、この方法を用いると、温度センサが別途必要になり、装置のコストアップや大型化を招くことも考えられる。しかし、本例の構成を用いればこの種の温度センサが不要であるので、装置のコストアップや大型化を招く心配がない。

なお、上記実施形態は前記構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ 磁気センサ６，７を同一バイアス条件で使用する場合、この際の同一バイアス条件とは同一電源を使用することに限らず、別々の電源であっても最終的に磁気センサ６，７に供給される電圧が同じであればよい。

・ 回転角度θを０〜３６０度の範囲で検出可能とする場合、逆正接値Ｖｈの値に加えて正弦値Ｙ１の符号を加味して逆正接値Ｖｈから一義的に回転角度θを算出する方法に限定されず、例えば正弦値Ｙ１に代えて余弦値Ｙ２の符号で逆正接値Ｖｈの回転角度θを特定してもよい。

・ 磁気センサ６，７は磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いたものに限らず、例えばホール素子を用いたものでもよい。また、検出素子は磁気式に限らず、例えば光式を採用してもよい。

・ 回転角度検出装置１は、０〜３６０度の１回転の範囲内で回転角度θを検出することに限定されない。例えば、回転角度θが３６０度を超えるごとに算出回路１２がそれをカウントすることによって、２回転以上を検出可能な構成としてもよい。

・ 磁石３は形状が円柱状に限らず、例えば板状のものなどでもよく、要は回転角度検出装置１の取り付け先に合わせた形状であれば特に限定されない。
・ シフトレバー側に磁石３を取り付け、車体側に磁気センサ６，７を取り付けることに限定されず、この組み合わせを逆、つまりシフトレバー側に磁気センサ６，７を取り付け、車体側に磁石３を取り付けてもよい。

・ 回転角度検出装置１はニュートラルスタートスイッチ（インヒビタースイッチ）に採用されることに限定されず、例えばブレーキペダルの操作量検出、アクセルペダルの操作量検出、ステアリングの回転角度検出、モータのスロットル開度検出等に採用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記被検出体に対する前記検出素子の検出条件が同条件となり得るように前記検出素子を近接状態で配置した。

（２）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記検出素子は前記被検出体から出力される磁界を検出する磁気検出素子である。
（３）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記検出素子は、前記検出素子を基板にマスクパターンを転写することにより基板上に製造されている。

一実施形態における回転角度検出装置の概略構成を示す模式斜視図。 （ａ）は磁気センサの等価回路図、（ｂ）は基板の平面図。 回転角度検出装置の電気構成を示す電気構成図。 通常時の逆正接関数の波形を示す波形図。 感度低下時の逆正接関数の波形を示す波形図。 （ａ）は正弦関数の波形を示す波形図、（ｂ）は正接関数の波形を示す波形図。 正弦値及び逆正接値の各象限での符号を示すモデル図。 従来における逆正弦関数の波形を示す波形図。

符号の説明

１…回転角度検出装置、３…被検出体としての磁石、６，７…検出素子としての磁気センサ、１２…算出手段を構成する算出回路、θ（θ１，θ２）…回転角度、Ｐ…算出手段を構成する回転角度算出プログラム、Ｖｈ（Ｖｈ１）…逆正接値、Ｙ１…正弦値、Ｙ２…余弦値、Ｓａ…正弦信号、Ｓｂ…余弦信号、Ｓｃ…逆正接信号。

Claims (3)

1. 被検出体との間の相対回転に応じた検出信号を各々異なる位相で出力する複数の検出素子と、前記検出素子の検出信号によって逆正接関数に準ずる逆正接値を求め、該逆正接値に基づき前記被検出体及び検出素子の間の回転角度を算出する算出手段とを備えた回転角度検出装置において、
   前記検出素子に供給される印加電圧を同一値としたことを特徴とする回転角度検出装置。
2. 前記算出手段は、前記検出素子から入力した正弦関数に準ずる正弦値と余弦関数に準ずる余弦値と基づき、前記正弦値を前記余弦値で除算することで正接値を算出し、その逆正接値を算出することによって前記回転角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
3. 前記算出手段は、前記検出素子から入力した正弦関数に準ずる正弦値及び余弦関数に準ずる余弦値の少なくとも一方と、前記逆正接値とに基づき前記回転角度を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転角度検出装置。

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