JP2006234495A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の回転角度検出範囲の全範囲にわたって検出精度を確保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】第１及び第２レバールート毎に設定された増幅率で好適に増幅された増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２を選択的に採用し、その採用した増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２に基づいてシフトレバーの操作角度θ１を求めるようにした。このため、シフトレバーが第１及び第２レバールートのいずれに切り換えられている場合であっても当該シフトレバーの操作角度範囲（回転角度範囲）の全範囲にわたって操作角度θ１の検出精度を確保することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置に関するものである。

従来、例えば磁気抵抗素子等の磁気検出素子と磁石とを使用して回転軸等の被検出物の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の回転角度検出装置は例えば内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するために使用されており、スロットルバルブと一体的に回転する円筒状のロータコアの内周側に固定された磁石と、ロータコアの内周側に同軸上に配置されたステータコア内に設けられた磁気検出素子とを備えている。磁気検出素子は磁石から発生する磁界の中に配置されており、ロータコアの回転角度に応じて磁気検出素子（正確には、その感磁面）に鎖交する磁束密度が変化する。そしてその鎖交する磁束密度に応じて磁気検出素子の出力が変化する。この磁気検出素子の出力に基づいてロータコアの回転角（即ち、スロットルバルブの開度）が求められる。

また、近年では、前述したような回転角度検出装置は、車両のシフト装置におけるシフトレバーの操作位置を検出するためにも使用されている（例えば、特許文献２参照。）。即ち、この特許文献２に記載のシフトレバーは、車両の前後方向であるシフト方向と、当該シフト方向に直交するセレクト方向とに移動可能とされている。そしてシフト装置はシフトレバーのシフト方向の操作に連動して回転する第１の回転軸、及び同じくセレクト方向の操作に連動して回転する第２の回転軸を備えている。そして、回転角度検出装置は、第１の回転軸に連結された第１の磁石、及び第２の回転軸に連結された第２の磁石を備えている。また、回転角度検出装置は、第１の磁石に対向するように配置された第１の磁気検出素子、及び第２の磁石に対向するように配置された第２の磁気検出素子を備えている。第１及び第２の磁気検出素子は第１及び第２の回転軸と一体回転する第１及び第２の磁石の磁束の変化をそれぞれ検出し、それら磁束の変化に基づいて信号（電圧値）を出力する。それら出力された信号に基づいてシフトレバーの操作位置が求められる。
特開２００１−３１７９０９号公報 特開２００３−１５４８６９号公報

一般に、前記被検出物の回転角度に対して磁気検出素子の出力（電圧値）が直線的に変化する範囲では簡単な処理で被検出物の回転角度を精度よく検出できるので、磁気検出素子の出力が直線的に変化する回転角度の範囲が広い方が望ましい。しかし、前記従来の回転角度検出装置に使用されているような例えば磁気抵抗素子等の磁気検出素子の出力は正弦波形となるので出力が直線的に変化する範囲が狭い。従って、回転角度の検出範囲を広くすると、回転角度の検出精度が低下したり、マイクロコンピュータにおける出力と回転角度との変換処理が複雑化したりするおそれがある。

この問題を解決するために、従来、磁気検出素子の出力に係る正弦波の（振幅の）中心付近の直線的に変化する範囲を増幅器により増幅して使用することが考えられている。これにより、磁気検出素子の出力が直線的に変化する回転角度の範囲の拡大が図られる。増幅後の出力が仕様等で決められた出力幅（電圧変動量）となるように、また、検出したい所望の回転角度範囲に合わせて増幅器の増幅率は設定される。

ところが、検出したい回転角度範囲が広く、その範囲内における狭い回転角度範囲を検出しようとした場合には、その狭い回転角度範囲の出力幅が十分に確保できないおそれがあった。このため、磁気検出素子の出力のばらつき等によって回転角度の検出精度が低下することが懸念されており、所望の回転角度検出範囲の全範囲にわたって回転角度の検出精度を確保することができないおそれがあった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、所望の回転角度検出範囲の全範囲にわたって検出精度を確保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。

請求項１に記載の発明は、検出すべき回転角度範囲が互いに異なる複数の回転角度範囲間で切り換えられる被検出物との相対回転に応じた検出信号を出力する検出手段と、当該検出手段から出力された検出信号に基づいて前記被検出物の回転角度を求める制御手段とを備えた回転角度検出装置であって、前記検出すべき被検出物の回転角度範囲が前記切り換えられる各回転角度範囲のうちのいずれの範囲に切り換えられているかを検出して識別信号を出力する識別手段と、前記検出手段から出力された検出信号の増幅率について前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ対応して設定された複数種類の増幅率を有すると共にそれら各増幅率で増幅された増幅信号を個別に出力可能とした増幅手段と、を備え、前記制御手段は、前記識別手段からの識別信号に基づいて前記検出すべき被検出物の回転角度範囲が前記切り換えられる各回転角度範囲のうちのいずれの範囲に切り換えられているかを判断し、その切り換えられていると判断した回転角度範囲に対応して設定された増幅率で増幅された前記増幅手段からの増幅信号に基づいて前記被検出物の回転角度を求めるようにしたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転角度検出装置において、前記検出手段は、前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ対応する複数の検出素子を備えたことを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回転角度検出装置において、前記切り換えられる各回転角度範囲の中心を被検出物の基準位置とし、当該基準位置と当該基準位置に被検出物があるときに前記各検出素子から出力される検出信号とを関連づけるようにしたことを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の回転角度検出装置において、前記増幅手段は、前記各検出素子にそれぞれ対応して設けられると共に前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ対応して設定された増幅率を有する複数の増幅素子を備えたことを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の回転角度検出装置において、前記検出手段は、前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ共通する単一の検出素子を備えたことを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の回転角度検出装置において、前記増幅手段は、直列に接続された複数の増幅素子を備えると共に各増幅素子から出力された増幅信号をそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲と関連づけて前記制御手段に入力するようにし、前記各増幅素子から出力される増幅信号がそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲に対応した好適な値となるように当該各増幅素子の増幅率をそれぞれ設定するようにしたことを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の回転角度検出装置において、前記増幅手段は、並列に接続された複数の増幅素子を備えると共に各増幅素子から出力された増幅信号をそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲と関連づけて前記制御手段に入力するようにし、前記各増幅素子から出力される増幅信号がそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲に対応した好適な値となるように当該各増幅素子の増幅率をそれぞれ設定するようにしたことを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項４、請求項６及び請求項７のうちいずれか一項に記載の回転角度検出装置において、前記各増幅素子から前記制御手段への増幅信号の出力ライン上には当該各出力ラインをそれぞれ接続又は遮断する切換手段を設け、前記制御手段は、前記切り換えられていると判断した回転角度範囲に対応した増幅素子から出力された増幅信号の出力ラインを接続するように、前記切換手段を制御するようにしたことを要旨とする。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、切り換えられる回転角度範囲毎に設定された増幅率で増幅された増幅信号に基づいて被検出物の回転角度が求められる。このため、前記切り換えられる各回転角度範囲のいずれの範囲に切り換えられている場合であっても被検出物の回転角度の検出精度は確保される。即ち、増幅率が固定されている場合には、その増幅率は前記切り換えられる回転角度範囲のうち最も大きい回転角度範囲に合わせて設定される。この場合、その最も大きい回転角度範囲よりも小さい回転角度範囲の出力幅が十分に確保できず検出精度が確保できないおそれがある。これに対して本発明では前記切り換えられる各回転角度範囲のそれぞれに応じて設定された増幅率で好適に増幅された増幅信号に基づいて被検出物の回転角度が求められる。従って、所望の回転角度範囲の全範囲にわたって被検出物の回転角度の検出精度が確保される。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、前記切り換えられる回転角度範囲毎に対応するように検出素子が設けられるので、前記切り換えられる回転角度範囲毎に検出素子の出力設定等を行うことができる。このため、前記切り換えられる各回転角度範囲における被検出物の回転角度の検出精度を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、前記切り換えられる回転角度範囲毎に検出素子の基準位置を調節することにより、前記切り換えられる回転角度範囲毎に被検出物の基準位置に対する回転角度を精度よく検出可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の作用に加えて、検出素子の数に合わせて複数の増幅素子を設けることにより、検出素子の出力の増幅率を当該検出素子毎に簡単に設定することができる。各増幅素子からは、前記切り換えられる各回転角度範囲に対応した好適な値の増幅信号がそれぞれ出力される。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、前記切り換えられる回転角度範囲毎に設定された増幅率を切り換えて（正確には、選択して）使用することにより、単一の検出素子を使用して被検出物の回転角度の検出精度を検出すべき回転角度範囲の全範囲にわたって確保することができる。また、単一の検出素子を設けるだけでよいので、複数の検出素子を設けるようにした場合に比べて検出手段の小型化が図られ、ひいては検出手段の設置スペースを節約することができる。さらに、検出センサの製品コストも抑えられる。

請求項６又は請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の作用に加えて、前記切り換えられていると判断した回転角度範囲に関連づけられた増幅素子から出力された増幅信号に基づいて前記被検出物の回転角度が求められる。各増幅素子の接続方式は請求項６のように直列接続としてもよいし、請求項７のように並列接続としてもよい。製品仕様等に応じていずれかの接続を適宜選択することができ、設計自由度が高められる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項４、請求項６及び請求項７のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、制御手段により切り換えられていると判断された回転角度範囲に対応した増幅素子から出力された増幅信号の出力ラインが切換手段により接続される。切換手段を設けることにより各出力ラインの選択的な接続又は遮断を簡単に行うことができる。

本発明によれば、所望の回転角度検出範囲の全範囲にわたって検出精度を確保することができる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を、車両の自動変速装置においてギヤ段を変更する際に運転者に操作されるシフトレバーの操作位置を検出する回転角度検出装置に具体化した第１実施形態を図１（ａ），（ｂ）〜図３に基づいて説明する。

自動変速装置は前進複数段及び後進１段のギヤ機構を有しており、当該ギヤ機構は自動車のエンジン（図示略）に連結されている。そして例えば自動車の車室フロアにおける運転席と助手席との間にはシフト装置（図示略）が配設されており、当該シフト装置のシフトレバーの操作により前記自動変速装置のギヤ段を自動又は手動で切り換え可能となっている。

図１（ａ）に示すように、シフトレバー１０の基端部には多軸構造体１１が設けられており、当該多軸構造体１１は例えば図示しない箱体状のハウジングにより覆い隠されている。多軸構造体１１は前記ハウジング内において第１軸１２を中心として一体回動可能に支持された第１構造体１３と、当該第１構造体１３の上部において第１軸１２に対して直交する第２軸１４を中心として一体回動可能に支持された第２構造体１５とを備えており、当該第２構造体１５の上部にはシフトレバー１０の基端部が連結されている。

第１構造体１３の上面中央には第１軸１２に沿う方向へ延びる突条１３ａが形成されている一方、第２構造体１５の下部には前記突条１３ａを収容可能とした溝部１５ａが第２軸１４に直交する方向へ延びるように形成されている。そして、突条１３ａを溝部１５ａに挿入した状態で第２軸１４を挿通することにより、第２構造体１５は第１構造体１３に対して第２軸１４を中心として回動可能に連結されている。即ち、第２軸１４は、第２構造体１５に対しては一体回動可能に連結される一方、第１構造体１３（正確には、突条１３ａ）に対しては相対回転可能に挿通されている。

従って、第２構造体１５は第１構造体１３に対して第２軸１４を中心とした回動のみ許容されている。即ち、シフトレバー１０が図１（ａ）に矢印で示す第１操作方向Ａへ操作されたとき、その操作力は突条１３ａを介して第１構造体１３に伝達され、その結果、第１構造体１３は第１軸１２を中心として回転する。一方、シフトレバー１０が図１（ａ）に矢印で示す第２操作方向Ｂへ操作された場合には、第２構造体１５は第２軸１４を中心として回転する。このとき、第１構造体１３が回転することはない。このように、シフトレバー１０は第１操作方向Ａ（シフト方向）、及び第１操作方向Ａに直交する第２操作方向Ｂ（セレクト方向）へそれぞれ傾動可能となっている。

前記ハウジングの上面には図１（ｂ）に示されるような操作パネル２１が設けられている。操作パネル２１には直線状の第１レバールート２２及び同じく直線状の第２レバールート２３が互いに平行をなすように形成されている。第１レバールート２２は図１（ｂ）における左側に配置されており、第２レバールート２３は同図における右側に配置されている。また、第１レバールート２２は第２レバールート２３よりも長くされている。そして、第１レバールート２２及び第２レバールート２３はそれぞれシフトレバー１０の前記第１操作方向Ａへの移動を許容し、当該シフトレバー１０は第１及び第２レバールート２２，２３に沿って移動可能となっている。

第１レバールート２２に沿って、パーキングポジション「Ｐ」、リバースポジション「Ｒ」、ニュートラルポジション「Ｎ」及びドライブポジション「Ｄ」がそれぞれこの順に設定されている。そして、第１レバールート２２に沿ってシフトレバー１０を操作することにより自動変速が行われる。また、第２レバールート２３に沿って、シフトアップポジション「＋」及びシフトダウンポジション「−」がそれぞれ設定されている。そして、第１レバールート２２と第２レバールート２３とはドライブポジション「Ｄ」で互いに接続されており、シフトレバー１０は第１レバールート２２のドライブポジション「Ｄ」において第２レバールート２３への切り換え、即ち前記シフトレバー１０の第２操作方向Ｂへの移動が許容される。そして、第２レバールート２３に沿ってシフトレバー１０を操作することにより手動変速が行われる。

＜回転角度検出装置＞
図１（ａ）に示すように、シフトレバー１０の基端部（正確には、多軸構造体１１）にはシフトレバー１０の操作位置を検出するための回転角度検出装置３１が設けられている。回転角度検出装置３１は、シフトレバー１０の第１操作方向Ａにおける操作角度θ１に応じた第１軸１２の回転角度を検出する第１回転角度検出装置３２と、シフトレバー１０の第２操作方向Ｂにおける操作角度θ２に応じた第２軸１４の回転角度を検出する第２回転角度検出装置３３とを備えている。

＜第１回転角度検出装置＞
第１回転角度検出装置３２は、第１軸１２の外端部に一体回動可能に固定された第１の磁石３４と、当該第１の磁石３４に対向するように前記ハウジング内に固定された第１の磁気センサ３５とを備えている。

シフトレバー１０の操作に伴って第１軸１２と共に第１の磁石３４が回転すると、この第１の磁石３４の周辺に形成された磁場の磁束の方向が変化する。その磁束の方向の変化を第１の磁気センサ３５により検出し、第１の磁気センサ３５はその変化に基づいた検出信号（電圧）を出力する。第１の磁石３４の回転により磁束も変化するので、その磁束の変化に基づいて第１の磁気センサ３５から検出信号が出力される。そしてその検出信号に基づいての回転角度、ひいてはシフトレバー１０の第１操作方向Ａにおける操作角度θ１を求めることが可能となる。シフトレバー１０が第１レバールート２２又は第２レバールート２３にあるときに当該シフトレバー１０を第１操作方向Ａへ操作すると、その操作に伴って第１軸１２は回転する。このため、第１軸１２の回転角度からシフトレバー１０の操作角度θ１（即ち、シフトレバー１０の操作位置）を求めることが可能となる。

シフトレバー１０の第１操作方向Ａにおいて取り得る操作角度θ１は当該シフトレバー１０が第１レバールート２２にあるときと第２レバールート２３にあるときとでは異なる。具体的には、シフトレバー１０が第１レバールート２２にあるときの第１操作方向Ａにおける操作角度θ１の取り得る角度範囲はシフトレバー１０が第２レバールート２３にあるときの第１操作方向Ａにおける操作角度θ１の取り得る角度範囲よりも大きい。

本実施形態において、シフトレバー１０が第１レバールート２２にあるときに採り得る第１操作方向Ａにおける操作角度θ１は、第１レバールート２２の中立位置（レバールートのまん中）を操作角度θ１＝０°としたとき、「−２０°」〜「２０°」とされている。また、シフトレバー１０が第２レバールート２３にあるときに採り得る第１操作方向Ａにおける操作角度θ１は、第２レバールート２３の中立位置を操作角度θ１＝０°としたとき、「−１０°」〜「１０°」とされている。このように、本実施形態では、検出すべき操作角度範囲が互いに異なる２つの操作角度範囲、即ち第１及び第２レバールート２２，２３におけるシフトレバー１０の操作位置はいずれも第１の磁気センサ３５により検出する。

＜第２回転角度検出装置＞
一方、第２回転角度検出装置３３は、第２軸１４の外端部に一体回動可能に固定された第２の磁石３６と、当該第２の磁石３６に対向するように前記ハウジング内に固定された第２の磁気センサ３７とを備えている。第２の磁気センサ３７はシフトレバー１０の操作に伴って第２軸１４とともに回転する第２の磁石３６周辺の磁束方向の変化を検出し、その変化に応じた検出信号を出力する。この第２の磁気センサ３７からの検出信号に基づいてシフトレバー１０が第１レバールート２２及び第２レバールート２３のいずれにあるのかが判断される。本実施形態では、シフトレバー１０は第２操作方向Ｂにおいて第１レバールート２２及び第２レバールート２３の２位置にのみを採り得る。

＜電気的構成＞
次に、回転角度検出装置３１の電気的構成について説明する。
図２に示すように、回転角度検出装置３１は、第１の磁気センサ３５及び第２の磁気センサ３７からそれぞれ出力される検出信号に基づいてシフトレバー１０の操作角度θ１を求めるマイクロコンピュータ４１を備えている。

＜第１の磁気センサ＞
第１の磁気センサ３５は第１の磁気抵抗素子４２及び第２の磁気抵抗素子４３を内蔵したいわゆる２回路入りの磁気抵抗素子集積回路４４と、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３にそれぞれ対応して設けられた第１の増幅器４５及び第２の増幅器４６を備えている。これら第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３及び第１及び第２の増幅器４５，４６は同一の基板に実装されている。

第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３は、それぞれ４つの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，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、その抵抗値は第１の磁気センサ３５（正確には、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３）にかかる磁束の向きに応じて変化する。第１の磁気センサ３５は、各抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４からなる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、第１の磁気センサ３５を通過する磁束の方向は第１の磁石３４の回転位置、つまりシフトレバー１０の操作角度θ１（操作位置）に応じて変化することから、中点電位ΔＶもシフトレバー１０の操作角度θ１に応じて変化する。このため、第１の磁気センサ３５は第１の磁石３４からの磁束をシフトレバー１０の操作角度θ１に応じた向きで受けることになり、シフトレバー１０の操作位置に応じた検出信号（電圧値）Ｓ１，Ｓ２を出力する。これら検出信号Ｓ１，Ｓ２は正弦波形をなす。

第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３から出力された検出信号Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ第１及び第２の増幅器４５，４６により所定の増幅率で増幅され、その増幅された増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２はマイクロコンピュータ４１に入力される。第１の増幅器４５の増幅率は第１レバールート２２におけるシフトレバー１０の操作角度θ１に、また第２の増幅器４６は第２レバールート２３におけるシフトレバー１０の操作角度θ１に合わせて設定されている。第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３から出力された検出信号Ｓ１，Ｓ２の第１及び第２の増幅器４５，４６による増幅の態様については、後に詳述する。

＜第２の磁気センサ＞
第２の磁気センサ３７は単一の磁気抵抗素子（図示略）及びそれに対応した増幅器（図示略）を備えている。この第２の磁気センサ３７を構成する磁気抵抗素子からの検出信号は前記対応する増幅器により増幅され、その増幅信号Ｓａ３はマイクロコンピュータ４１へ出力される。この増幅信号Ｓａ３はシフトレバー１０が第１レバールート２２及び第２レバールート２３のいずれかにあるのかを識別する識別信号として機能する。

＜マイクロコンピュータ＞
マイクロコンピュータ４１には第１の磁気センサ３５及び第２の磁気センサ３７からそれぞれ検出信号（正確には、増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３）が入力される。マイクロコンピュータ４１は第２の磁気センサ３７からの検出信号（正確には、増幅信号Ｓａ３）に基づいてシフトレバー１０が第１レバールート２２及び第２レバールート２３のいずれの位置にあるのかを判断する。そしてそれを前提として、マイクロコンピュータ４１は第１の磁気センサ３５からの検出信号（正確には、増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２）に基づいてシフトレバー１０の操作位置を求める。

即ち、マイクロコンピュータ４１はシフトレバー１０が第１レバールート２２に位置する旨判断したときは、第１の磁気抵抗素子４２からの検出信号（正確には、第１の増幅器４５からの増幅信号Ｓａ１）に基づいてシフトレバー１０の操作位置を求める。また、マイクロコンピュータ４１はシフトレバー１０が第２レバールート２３に位置する旨判断したときは、第２の磁気抵抗素子４３からの検出信号（正確には、第２の増幅器４６からの増幅信号Ｓａ２）に基づいてシフトレバー１０の操作位置を求める。

ちなみに、シフトレバー１０の操作位置とは、第１レバールート２２におけるパーキングポジション「Ｐ」、リバースポジション「Ｒ」、ニュートラルポジション「Ｎ」及びドライブポジション「Ｄ」、並びに第２レバールート２３におけるシフトアップポジション「＋」及びシフトダウンポジション「−」）をいう。

＜操作角度と中点電位との関係＞
次に、第１及び第２の増幅器４５，４６による検出信号Ｓ１，Ｓ２の増幅の態様について詳述する。まず、シフトレバー１０の操作角度θ１と増幅前の第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の中点電位ΔＶとの関係について説明する。図３（ａ）に示すように、増幅前の第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３からの検出信号によれば、シフトレバー１０が中立位置にあるときの操作角度θ１を「０°」としたとき、当該シフトレバー１０の第１操作方向Ａにおける操作角度θ１の検出可能範囲を例えば「−４５°」〜「４５°」の範囲に設定可能となる。その場合、同図に示されるように、操作角度θ１が「−１５°」〜「１５°」までの範囲内においては、操作角度θ１と中点電位ΔＶとはほぼ比例関係にあることから、同範囲内において中点電位ΔＶの値は操作角度θ１に対して固有の値となる。

しかし、操作角度θ１の検出可能範囲が「−４５°」〜「４５°」の範囲に設定されている中で、検出すべき操作角度θ１の範囲が例えば本実施形態で設定された第２レバールート２３におけるシフトレバー１０の採り得る操作角度θ１＝「−１０°」〜「１０°」とした場合には、次のような問題がある。即ち、操作角度θ１＝「−１０°」〜「１０°」の範囲においては、操作角度θ１と中点電位ΔＶとは比例関係にあるものの、増幅前の第２の磁気抵抗素子４３からの検出信号（中点電位ΔＶ）では出力幅（電圧変動量）が小さい。このため、出力のばらつきなどによって操作角度θ１＝「−１０°」〜「１０°」の範囲における操作角度θ１の検出精度が確保できないおそれがある。

また、シフトレバー１０の第１操作方向Ａにおける操作角度θ１が前記範囲「−１５°」〜「１５°」を外れると、操作角度θ１と中点電位ΔＶとの比例関係が崩れるので、操作角度θ１の検出精度が低下したり、マイクロコンピュータ４１における中点電位ΔＶと操作角度θ１との変換処理が複雑化したりするおそれがある。このため、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の検出信号Ｓ１，Ｓ２（即ち、増幅前の中点電位ΔＶ）をそのまま使用した場合には、例えば本実施形態で設定された第１レバールート２２におけるシフトレバー１０の採り得る操作角度θ１＝−２０°〜２０°の検出精度が確保できないおそれがある。

しかしながら、本実施形態では、前述した第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３からの検出信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ第１及び第２の増幅器４５，４６により増幅し、その増幅された増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２に基づいてシフトレバー１０の操作角度θ１を求めるようにしている。具体的には、シフトレバー１０が第１レバールート２２にあるときに採り得る操作角度θ１の範囲（即ち、検出すべき操作角度θ１の範囲）に合わせて第１の磁気抵抗素子４２の出力（正確には、検出信号Ｓ１における正弦波形の直線に近い部分）が増幅される。また、シフトレバー１０が第２レバールート２３にあるときに採り得る操作角度θ１の範囲（即ち、検出すべき操作角度θ１の範囲）に合わせて第２の磁気抵抗素子４３の出力（正確には、検出信号Ｓ２における正弦波形の直線部分）が増幅される。第１及び第２の増幅器４５，４６の増幅率は、それらから出力された増幅信号の出力幅（電圧変動量）が仕様等により予め設定された出力幅（本実施形態では、０．５Ｖ〜４．５Ｖ）となるように設定されている。これにより、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の出力が直線的に変化する操作角度θ１の範囲の拡大が図られ、しかも検出すべき操作角度θ１の全範囲にわたって直線性が確保される。

＜操作角度と増幅信号との関係＞
次に、シフトレバー１０の操作角度θ１と第１の増幅器４５により増幅した後の中点電位ΔＶとの関係について説明する。図３（ｂ）に示すように、シフトレバー１０が第１レバールート２２の中立位置にあるときの操作角度θ１を「０°」としたとき、当該シフトレバー１０の第１操作方向Ａにおける操作角度θ１の採り得る範囲（検出すべき操作角度θ１の範囲）は「−２０°」〜「２０°」となる。そして、第１の磁気抵抗素子４２の出力信号が第１の増幅器４５により増幅された結果、同図に示されるように、操作角度θ１が「−２０°」〜「２０°」までの範囲内においては、操作角度θ１と中点電位ΔＶとは比例関係にある。そして、同範囲内において中点電位ΔＶの値は第１レバールート２２内における操作角度θ１に対して固有の値となる。このように、検出すべき操作角度範囲（ここでは、「−２０°」〜「２０°」）に合わせて第１の磁気抵抗素子４２からの検出信号Ｓ１の正弦波形における直線部分が増幅されることにより、シフトレバー１０の操作角度θ１に応じた出力幅（電圧変動量）が確保可能となる。

次に、シフトレバー１０の操作角度θ１と第２の増幅器４６により増幅した後の中点電位ΔＶとの関係について説明する。図３（ｃ）に示すように、シフトレバー１０が第２レバールート２３の中立位置にあるときの操作角度θ１を「０°」としたとき、当該シフトレバー１０の第１操作方向Ａにおける操作角度θ１の採り得る範囲（検出すべき操作角度θ１の範囲）は「−１０°」〜「１０°」となる。そして、第１の磁気抵抗素子４２の出力信号が第２の増幅器４６により増幅された結果、同図に示されるように、操作角度θ１が「−１０°」〜「１０°」までの範囲内においては、操作角度θ１と中点電位ΔＶとは比例関係にある。そして、同範囲内において中点電位ΔＶの値は第２レバールート２３内における操作角度θ１に対して固有の値となる。このように、検出すべき操作角度範囲（ここでは、「−１０°」〜「１０°」）に合わせて第２の磁気抵抗素子４３からの検出信号Ｓ２の正弦波形における直線部分が増幅されることにより、シフトレバー１０の操作角度θ１に応じた出力幅（電圧変動量）が確保可能となる。

尚、本実施形態において、第１の磁石３４は本発明における被検出物を構成し、第１の磁気センサ３５は本発明の検出手段を構成する。また、第２の磁気センサ３７は本発明の識別手段を構成し、マイクロコンピュータ４１は本発明の制御手段を構成する。第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３はそれぞれ本発明の検出素子に相当すると共に磁気検出素子を構成する。さらに、第１及び第２の増幅器４５，４６はそれぞれ本発明の増幅素子に相当すると共に増幅手段を構成する。

＜実施形態の作用＞
次に、前述のように構成した回転角度検出装置３１によるシフトレバー１０の操作位置の検出動作について説明する。尚、本実施形態において、シフトレバー１０の操作角度θ１は、第１レバールート２２におけるパーキングポジション「Ｐ」にあるときを「２０°」、同じくリバースポジション「Ｒ」にあるときを「１０°」、同じくニュートラルポジション「Ｎ」にあるときを「−１０°」、同じくドライブポジション「Ｄ」にあるときを「−２０°」とする。また、シフトレバー１０の操作角度θ１は、第２レバールート２３におけるシフトアップポジション「＋」にあるときを「１０°」、同じくシフトダウンポジション「−」にあるときを「−１０°」とする。

図３（ｂ）に示すように、シフトレバー１０が例えばパーキングポジション「Ｐ」に位置する場合、第２の磁気センサ３７からはシフトレバー１０が第１レバールート２２にある旨の識別信号（正確には、増幅信号Ｓａ３）がマイクロコンピュータ４１に出力される。すると、マイクロコンピュータ４１は第１の磁気抵抗素子４２に対応した第１の増幅器４５からの増幅信号Ｓａ１に基づいてシフトレバー１０の操作位置を求める。

本実施形態においてシフトレバー１０がパーキングポジション「Ｐ」にある場合、第１の磁気抵抗素子４２の中点電位ΔＶは第１の増幅器４５により増幅されて４．５Ｖとなる。そして、シフトレバー１０を例えばドライブポジション「Ｄ」に位置させるために操作すると、第１軸１２と共に第１の磁石３４が回転し、当該第１の磁石３４により形成される磁界の磁束の向きが変化する。この磁束の向きの変化によって第１の磁気抵抗素子４２の中点電位ΔＶはそれぞれ図３（ａ）に示される正弦波形をなすように変化する。そして、同図に示されるように、シフトレバー１０がドライブポジション「Ｄ」に位置すると、第１の磁気抵抗素子４２の中点電位ΔＶは第１の増幅器４５により増幅されて０．５Ｖとなる。

このように、シフトレバー１０の第１操作方向Ａにおける操作位置に応じて第１の磁石３４の周囲に形成される磁界の磁束の方向が変化し、第１の磁気抵抗素子４２の中点電位ΔＶが変化する。中点電位ΔＶが変化すれば、第１の増幅器４５により増幅された増幅信号Ｓａ１も変化する。そしてこの増幅信号Ｓａ１とシフトレバー１０の操作角度θ１とは予め関連づけられている。このため、マイクロコンピュータ４１はパーキングポジション「Ｐ」、リバースポジション「Ｒ」、ニュートラルポジション「Ｎ」、ドライブポジション「Ｄ」のうちいずれの位置にシフトレバー１０が位置しているのかを第１の増幅器４５からの増幅信号Ｓａ１に基づいて判断する。例えばマイクロコンピュータ４１は第１の増幅器４５からの増幅信号Ｓａ１の電圧値４．５Ｖに基づいてシフトレバー１０がパーキングポジション「Ｐ」に位置していることを、同じく増幅信号Ｓａ１の電圧値０．５Ｖに基づいてシフトレバー１０がドライブポジション「Ｄ」に位置していることをそれぞれ判断する。同様に、マイクロコンピュータ４１は、シフトレバー１０がリバースポジション「Ｒ」に位置していること、同じくニュートラルポジション「Ｎ」に位置していることも増幅信号Ｓａ１に基づいて判断する。

ちなみに、第１レバールート２２におけるシフトレバー１０の操作範囲（ここでは「−２０°」〜「２０°」）内において、第１の増幅器４５からの増幅信号の値はシフトレバー１０の操作角度θ１に対して固有となっている。このため、マイクロコンピュータ４１は、シフトレバー１０の操作過程における任意の操作角度θ１、例えばパーキングポジション「Ｐ」とリバースポジション「Ｒ」との中間位置における操作角度θ１等も第１の増幅器４５からの増幅信号の値に基づいて求めることができる。

次に、シフトアップ又はシフトダウンするために、シフトレバー１０が第１レバールート２２のドライブポジション「Ｄ」を経て第２レバールート２３へ移動された場合、これが第２の磁気センサ３７により検出される。そして第２の磁気センサ３７はシフトレバー１０が第２レバールート２３にある旨の識別信号（正確には、増幅信号Ｓａ３）をマイクロコンピュータ４１へ出力する。すると、マイクロコンピュータ４１は第２の磁気抵抗素子４３に対応した第２の増幅器４６からの増幅信号Ｓａ２に基づいてシフトレバー１０の操作位置を求める。

本実施形態においてシフトレバー１０がシフトアップポジション「＋」にある場合、第１の磁気抵抗素子４２の中点電位ΔＶは第１の増幅器４５により増幅されて４．５Ｖとなる。そして、シフトレバー１０を例えばシフトダウンポジション「−」に位置させるために操作すると、第１軸１２と共に第１の磁石３４が回転し、当該第１の磁石３４により形成される磁界の磁束の向きが変化する。この磁束の向きの変化によって第１の磁気抵抗素子４２の中点電位ΔＶはそれぞれ図３（ａ）に示される正弦波形をなすように変化する。そして、同図に示されるように、シフトレバー１０がシフトダウンポジション「−」に位置すると、第１の磁気抵抗素子４２の中点電位ΔＶは第２の増幅器４６により増幅されて０．５Ｖとなる。

そしてシフトレバー１０が第１レバールート２２に位置しているときと同様に、第２の増幅器４６からの増幅信号Ｓａ２とシフトレバー１０の操作角度θ１とは予め関連づけられている。このため、マイクロコンピュータ４１はシフトアップポジション「＋」及びシフトダウンポジション「−」のいずれの位置にシフトレバー１０が位置しているのかを第２の増幅器４６からの増幅信号Ｓａ２に基づいて判断することができる。例えばマイクロコンピュータ４１は第２の増幅器４６からの増幅信号の電圧値４．５Ｖに基づいてシフトレバー１０がシフトアップポジション「＋」に位置していることを、同じく増幅信号の電圧値０．５Ｖに基づいてシフトレバー１０がシフトダウンポジション「−」に位置していることをそれぞれ判断することができる。

以上詳述したように、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３から出力された中点電位ΔＶの正弦波形における直線部分が、第１及び第２レバールート２３におけるシフトレバー１０の操作角度範囲（検出すべき範囲）にそれぞれ合わせて設定された増幅率を有する第１及び第２の増幅器４５，４６で増幅される。そして、マイクロコンピュータ４１はシフトレバー１０が第１及び第２レバールート２３のいずれに位置しているかによって第１及び第２の増幅器４５，４６からの増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２のうちいずれかを選択的に採用し、その採用した増幅信号に基づいてシフトレバー１０の操作位置を求める。両増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２は、シフトレバー１０の第１及び第２レバールート２２，２３における操作範囲に対して仕様等で定められた電圧値の範囲内で最大限の電圧変動量が確保できるように、かつ両操作角度範囲の全域にわたって直線的に変化する特性を有している。

一般に、操作角度θ１に対して第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の出力（電圧値）が直線的に変化する範囲では簡単な処理でシフトレバー１０の操作角度θ１を精度よく検出できるので、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の出力が直線的に変化する操作角度θ１の範囲が広い方が望ましい。本実施形態では、第１及び第２レバールート２３においてそれぞれシフトレバー１０の採り得る操作角度範囲の全域にわたって直線性が確保された増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２に基づいてシフトレバー１０の操作角度θ１を求めるようにしている。このため、操作角度θ１の検出精度が低下したり、マイクロコンピュータ４１における出力（中点電位ΔＶ）と操作角度θ１との変換処理が複雑化したりすることが抑制される。

また、広い回転角度範囲（第１レバールート２２）と、その範囲内における狭い回転角度範囲（第２レバールート２３）とにおいてそれぞれ十分な出力幅が得られるように、検出信号Ｓ１，Ｓ２（中点電位ΔＶ）を両範囲に対応して設定された増幅率で増幅するようにしている。そして、それら増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２をシフトレバー１０が第１レバールート２２にあるか第２レバールート２３にあるかで選択的に切り替えて使用される。このため、シフトレバー１０が第１レバールート２２にあるときであっても、第２レバールート２３にあるときであっても、それぞれの出力幅は十分に確保される。従って、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の出力のばらつき等によってシフトレバー１０の操作角度θ１の検出精度が低下するという懸念もなく、所望の操作角度範囲の全範囲にわたって操作角度θ１の検出精度を確保することができる。尚、操作角度θ１は第１軸１２及び第１の磁石３４の回転角度と等しい。

＜実施形態の効果＞
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１及び第２レバールート２２，２３毎に設定された増幅率で好適に増幅された増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２を選択的に採用し、その採用した増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２に基づいてシフトレバー１０の操作角度θ１を求めるようにした。このため、シフトレバー１０が第１及び第２レバールート２２，２３のいずれに切り換えられている場合であっても検出すべき操作角度範囲の全範囲にわたって第１軸１２の回転角度、即ちシフトレバー１０の操作角度θ１の検出精度を確保することができる。

ちなみに、第１及び第２の増幅器４５，４６の増幅率をシフトレバー１０の全操作角度範囲（第１レバールート２２におけるパーキングポジション「Ｐ」からドライブポジション「Ｄ」までの操作角度範囲「−２０°」〜「２０°」）に合わせて固定するようにした場合には、次のような不具合が発生するおそれがある。即ち、全操作角度範囲「−４５°」〜「４５°」よりも狭い操作角度範囲（第２レバールート２３におけるシフトアップポジション「＋」からシフトダウンポジション「−」までの操作角度範囲「−１０°」〜「１０°」）を検出しようとすると、出力幅（電圧変動量）が十分に確保できないおそれがある。ひいては第２レバールート２３におけるシフトレバー１０の操作角度θ１の検出精度が確保できないおそれがある。

（２）磁気抵抗素子集積回路４４は、第１及び第２レバールート２２，２３にそれぞれ対応する第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３を備えた。このため、シフトレバー１０の採り得る操作角度θ１の範囲が異なる第１及び第２レバールート２２，２３毎に第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の出力設定等を行うことができる。このため、シフトレバー１０が第１及び第２レバールート２２，２３にあるときの操作角度θ１の検出精度を向上させることができる。

（３）第１及び第２レバールート２２，２３の中立位置を第１軸１２、即ちシフトレバー１０の基準位置（０°位置）とし、当該基準位置と当該基準位置にシフトレバー１０があるときに第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３から出力される検出信号Ｓ１，Ｓ２（正確には、増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２）の値（電圧値）とを関連づけるようにした。例えばシフトレバー１０が第１レバールート２２の中立位置にあるときの増幅信号Ｓａ１の値、またシフトレバー１０が第２レバールート２３の中立位置にあるときの増幅信号Ｓａ２の値をそれぞれ２．５Ｖとした。このため、採り得る操作角度θ１の異なる第１及び第２レバールート２２，２３毎に第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の基準位置を調節することができる。そして、第１及び第２レバールート２２，２３毎にシフトレバー１０の操作角度θ１を基準位置に対する第１軸１２の回転角度として精度よく検出することができる。

（４）第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３を備えたいわゆる２回路入りの磁気抵抗素子集積回路４４を使用して、１回路毎に検出すべき操作角度範囲に合わせた増幅率を設定するようにした。即ち、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３にそれぞれ対応して第１及び第２の増幅器４５，４６を設け、当該第１及び第２の増幅器４５，４６の増幅率を第１及び第２レバールート２２，２３の長さ（正確には、第１及び第２レバールート２２，２３におけるシフトレバー１０の操作角度θ１）にそれぞれ対応して設定するようにした。このため、第１及び第２の増幅器４５，４６からは、第１及び第２レバールート２２，２３に対応した好適な値の増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２がそれぞれ出力される。従って、２つの第１及び第２の増幅器４５，４６を設けるといった簡単な構成で、シフトレバー１０の操作角度θ１の検出精度を確保することができる。

（５）第１及び第２レバールート２２，２３におけるシフトレバー１０の操作位置を、いずれも第１回転角度検出装置３２により検出するようにした。このため、第２レバールート２３における操作位置を例えばマイクロスイッチ（図示略）により検出するようにした場合と異なり、部品点数が低減する。その場合、例えばシフトレバー１０がシフトアップポジション「＋」にあることを検出するマイクロスイッチと、同じくシフトダウンポジション「−」にあることを検出するマイクロスイッチが必要であり、それらスイッチの出力取り出し用のハーネス等も不要となる。このことも回転角度検出装置３１の構成の簡素化に寄与する。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態は磁気検出素子を単数とした点において前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同一の部材構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。尚、磁気検出素子としては同じ特性を有する第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３のいずれも使用可能であるが、本実施形態では第１の磁気抵抗素子４２を使用した場合について説明する。

図４に示すように、第１の磁気抵抗素子４２とマイクロコンピュータ４１との間には第１及び第２の増幅器４５，４６の直列回路が接続されている。詳述すると、第１の磁気抵抗素子４２において両抵抗素子Ｒ１，Ｒ２の中点及び両抵抗素子Ｒ３，Ｒ４の中点はそれぞれ第１の増幅器４５の入力側に接続されている。第１の増幅器４５の出力側は第２の増幅器４６の入力側に接続されており、同じくその出力側はマイクロコンピュータ４１に接続されている。また、第１の増幅器４５と第２の増幅器４６との中点はマイクロコンピュータ４１に分岐するように接続されている。第１及び第２の増幅器４５，４６から出力される増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２がそれぞれ第１及び第２レバールート２２，２３におけるシフトレバー１０の操作角度θ１の検出にそれぞれ対応した好適な値（電圧値）となるように、第１及び第２の増幅器４５，４６の増幅率はそれぞれ設定されている。

従って、第１の増幅器４５からの検出信号Ｓ１は第１の増幅器４５により第１レバールート２２におけるシフトレバー１０の操作角度θ１の検出に好適な値に増幅され、その増幅された増幅信号Ｓａ１はマイクロコンピュータ４１及び第２の増幅器４６にそれぞれ入力される。第２の増幅器４６に入力した増幅信号Ｓａ１は当該第２の増幅器４６により第２レバールート２３におけるシフトレバー１０の操作角度θ１の検出に好適な値に増幅され、その増幅された増幅信号Ｓａ２はマイクロコンピュータ４１に入力される。マイクロコンピュータ４１は第２の磁気センサ３７からの増幅信号Ｓａ３に基づいてシフトレバー１０が第１及び第２レバールート２２，２３のいずれに位置しているのかを判断する。そして、マイクロコンピュータ４１はその判断結果に基づいて両増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２のいずれか一方を選択し、その選択した増幅信号Ｓａ１又は増幅信号Ｓａ２に基づいてシフトレバー１０の操作角度θ１を求める。

従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１の磁気センサ３５は、第１及び第２レバールート２２，２３にそれぞれ共通する単一の第１の磁気抵抗素子４２（又は第２の磁気抵抗素子４３）を備えた。単一の第１の磁気抵抗素子４２を設けるだけでよいので、第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３の両方を設けるようにした場合に比べて第１の磁気センサ３５の小型化が図られ、ひいては第１の磁気センサ３５の設置スペースを節約することができる。また、第１の磁気センサ３５の製品コストも抑制することができる。

（２）第１の磁気抵抗素子４２からの検出信号Ｓ１（又は第２の磁気抵抗素子４３からの検出信号Ｓ２）は、第１及び第２の増幅器４５，４６の直列回路に入力するようにした。また、第１の増幅器４５からの増幅信号Ｓａ１をマイクロコンピュータ４１及び第２の増幅器４６へそれぞれ出力すると共に、第２の増幅器４６からの増幅信号Ｓａ２をマイクロコンピュータ４１へ出力するようにした。さらに、両増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２はそれぞれ第１及び第２レバールート２２，２３と関連づけるようにした。そして、両増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２がそれぞれ第１及び第２レバールート２２，２３に対応した好適な値となるように第１及び第２の増幅器４５，４６の増幅率をそれぞれ設定するようにした。

このように、第１及び第２の増幅器４５，４６を直列に接続するようにしたことにより、第１及び第２の増幅器４５，４６を例えば第１実施形態のようにそれぞれ単独で設けるようにした場合に比べて、第２の増幅器４６の増幅率は小さな値でよい。これは、第２の増幅器４６は第１の増幅器４５からの増幅信号Ｓａ１をさらに増幅することで増幅信号Ｓａ２を得るようにしているからである。従って、高い増幅率を有する高価な増幅器の採用が抑制され、より安価な増幅率の低い増幅器の採用が促進される。このことは、回転角度検出装置３１の製品コストの低減にも寄与する。また、第１の磁気センサ３５の構成のバリエーションとして、第１及び第２の増幅器４５，４６の直列接続方式を提案することにより、製品仕様等に応じて当該直列接続方式を適宜選択することができ、回転角度検出装置３１の設計自由度が高められる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態は２つの増幅器を並列に接続するようにした点で前記第２実施形態と異なる。尚、本実施形態においても磁気検出素子としては第１及び第２の磁気抵抗素子４２，４３のいずれも使用可能であるが、前記第２実施形態と同様に第１の磁気抵抗素子４２を使用した場合について説明する。

図５に示すように、第１の磁気抵抗素子４２とマイクロコンピュータ４１との間には第１及び第２の増幅器４５，４６の並列回路が接続されている。詳述すると、第１の磁気抵抗素子４２において両抵抗素子Ｒ１，Ｒ２の中点及び両抵抗素子Ｒ３，Ｒ４の中点は、それぞれ第１の増幅器４５の入力側及び第２の増幅器４６の入力側に接続されている。第１及び第２の増幅器４５，４６の出力側はそれぞれ切換スイッチ５１を介してマイクロコンピュータ４１に接続されている。換言すれば、第１及び第２の増幅器４５，４６からマイクロコンピュータ４１への増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２の出力ライン上には切換スイッチ５１が設けられている。この切換スイッチ５１は、第１の増幅器４５の出力側とマイクロコンピュータ４１とを接続する第１接続態様と、第２の増幅器４６の出力側とマイクロコンピュータ４１とを接続する第２接続態様との２つの態様を採り得る。

マイクロコンピュータ４１は第２の磁気センサ３７からの増幅信号Ｓａ３に基づいてシフトレバー１０が第１及び第２レバールート２２，２３のいずれに位置するのかを判断し、その判断結果に基づいて切換スイッチ５１を切換制御する。即ち、シフトレバー１０が第１レバールート２２に位置しているとマイクロコンピュータ４１が判断した場合、当該マイクロコンピュータ４１は前記第１接続態様となるように切換スイッチ５１を切り換える。その結果、第１の増幅器４５からマイクロコンピュータ４１への増幅信号Ｓａ１の出力ラインが接続され、当該増幅信号Ｓａ１はマイクロコンピュータ４１に入力される。そしてマイクロコンピュータ４１はその入力された増幅信号Ｓａ１に基づいてシフトレバー１０の操作角度θ１を求める。また、シフトレバー１０が第２レバールート２３に位置しているとマイクロコンピュータ４１が判断した場合、当該マイクロコンピュータ４１は前記第２態様となるように切換スイッチ５１を切り換える。その結果、第２の増幅器４６からマイクロコンピュータ４１への増幅信号Ｓａ２の出力ラインが接続され、当該増幅信号Ｓａ２はマイクロコンピュータ４１に入力される。そしてマイクロコンピュータ４１はその入力された増幅信号Ｓａ２に基づいてシフトレバー１０の操作角度θ１を求める。尚、本実施形態における切換スイッチは本発明の切換手段を構成する。

従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１及び第２の増幅器４５，４６の並列接続方式を提案することにより、第１の磁気センサ３５の構成のバリエーションをさらに増やすことができ、製品仕様等に応じて第１及び第２の増幅器４５，４６の並列接続方式を適宜選択することで、回転角度検出装置３１の設計自由度がいっそう高められる。

（２）第１及び第２の増幅器４５，４６からマイクロコンピュータ４１への増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２の出力ライン上には当該各出力ラインをそれぞれ接続又は遮断する切換スイッチ５１を設けるようにした。そして、マイクロコンピュータ４１は、シフトレバー１０が位置していると判断した第１レバールート２２又は第２レバールート２３に対応した第１の増幅器４５からの増幅信号Ｓａ１又は第２の増幅器４６からの増幅信号Ｓａ２の出力ラインを接続するように、切換スイッチ５１を切換制御するようにした。このように、切換スイッチ５１を設けることによっても第１及び第２の増幅器４５，４６からの出力ラインの選択的な接続又は遮断を簡単に行うことができる。

＜別の実施形態＞
尚、本実施形態は、次のように変更して実施してもよい。
・第１〜第３実施形態では、磁束の方向の変化に応じた出力（電圧）が得られる磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を磁気検出素子として使用するようにしたが、例えばホールＩＣ（ホール素子）及び巨大磁気抵抗効果現象を有するＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗素子）等のような磁界の強さに応じた出力（電圧）が得られる素子を使用するようにしてもよい。

・第１〜第３実施形態では、シフトレバー１０は操作角度範囲の異なる第１及び第２レバールート２２，２３の２位置間を切り換え可能としたが、第３、第４又はそれ以上のレバールートを設けるようにしてもよい。その場合には、レバールートの数だけ増幅器を設け、各増幅器の増幅率をそれぞれのレバールートにおけるシフトレバー１０の操作角度範囲に合わせて設定する。また、この場合、磁気抵抗素子は単数でもよいし、複数でもよい。ただし、複数個の磁気抵抗素子を設ける場合にはレバールートの数だけ設ける。

・第１及び第２実施形態では、マイクロコンピュータ４１における内部的な処理により両増幅信号Ｓａ１，Ｓａ２のいずれかを選択するようにしたが次のようにしてもよい。即ち、第３実施形態における切換スイッチ５１を、第１及び第２実施形態における第１の磁気センサ３５とマイクロコンピュータ４１との間に設ける。このようにしても、第１及び第２の増幅器４５，４６からの増幅信号Ｓａ１及び増幅信号Ｓａ２を選択的にマイクロコンピュータ４１に入力させることができる。

・第１〜第３実施形態では、第１及び第２の磁気センサ３５，３７からの検出信号をマイクロコンピュータ４１により処理することによってシフトレバー１０の操作位置を判定するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、コンパレータ（比較器）等の汎用のロジック回路（ロジックＩＣ）を組み合わせることによりシフトレバー１０の操作位置の判定処理を行うようにしてもよい。

・第１〜第３実施形態では、第２の磁石３６の回転に伴う磁束の方向の変化を第２の磁気センサ３７により検出し、その検出結果に基づいてシフトレバー１０が第１レバールート２２及び第２レバールート２３のいずれの位置にあるかを検出するようにしたが、次のようにしてもよい。例えば磁石と磁気センサとから近接スイッチを構成し、そのオン信号又はオフ信号に基づいてシフトレバー１０の前記２つの位置を検出する。この場合、シフトレバー１０の前記２つの位置を検出できればよく、前記磁気センサとしては磁気抵抗素子及びホール素子等が使用可能である。また、マイクロスイッチ等の機械的な接点を使用してシフトレバー１０の前記２つの位置を検出するようにしてもよい。

＜別の技術的思想＞
次に、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・自動変速を行うために第１レバールートに沿って操作されると共に、手動変速を行うために当該第１レバールートとは操作角度範囲の異なる第２レバールートへ移動操作された後に当該第２レバールートに沿って操作されるシフトレバーを備え、前記被検出物は前記シフトレバー１０の操作に連動して回転するように設けたこと。この構成にすれば、シフトレバーの操作角度範囲が第１レバールートと第２レバールートとでは異なるので、被検出物の回転角度範囲もシフトレバー１０が第１及び第２レバールートのいずれに位置しているかによって異なる。そして、被検出物の回転角度の検出精度が確保されている以上、シフトレバー１０の操作角度の検出精度も確保される。

・前記被検出物は磁石とする一方、前記検出素子は被検出物の回転に伴って変化する磁束の方向を検出する磁気検出素子としたこと。

（ａ）は第１実施形態におけるシフト装置の概略的な構成を示す斜視図、同じく（ｂ）はシフト装置のシフトゲートを示す平面図。 同じくシフトレバーの操作角度の検出回路を示す回路図。 同じく（ａ）はシフトレバーの操作角度とＭＲＥ出力電圧（中点電位）との関係を示す特性図、同じく（ｂ）はシフトレバーの操作角度と第１増幅手段により増幅されたＭＲＥ出力電圧との関係を示す特性図、同じく（ｃ）はシフトレバーの操作角度と第２増幅手段により増幅されたＭＲＥ出力電圧との関係を示す特性図。 第２実施形態におけるシフトレバーの操作角度の検出回路を示す回路図。 第３実施形態におけるシフトレバーの操作角度の検出回路を示す回路図。

符号の説明

１０…シフトレバー、２２…第１レバールート（回転角度範囲）、
２３…第２レバールート（回転角度範囲）、３１…回転角度検出装置、
３４…第１の磁石（被検出物）、３５…第１の磁気センサ（検出手段）、
３７…第２の磁気センサ（識別手段）、４１…マイクロコンピュータ（制御手段）、４２…第１の磁気抵抗素子（検出素子、磁気検出素子）、
４３…第２の磁気抵抗素子（検出素子、磁気検出素子）、
４５…増幅手段を構成する第１の増幅器（増幅素子）、
４６…増幅手段を構成する第２の増幅器（増幅素子）、
５１…切換スイッチ（切換手段）、Ｓ１，Ｓ２…検出信号、Ｓａ１，Ｓａ２…増幅信号、Ｓａ３…増幅信号（識別信号）、θ１…操作角度（回転角度）。

Claims (8)

1. 検出すべき回転角度範囲が互いに異なる複数の回転角度範囲間で切り換えられる被検出物との相対回転に応じた検出信号を出力する検出手段と、当該検出手段から出力された検出信号に基づいて前記被検出物の回転角度を求める制御手段とを備えた回転角度検出装置であって、
   前記検出すべき被検出物の回転角度範囲が前記切り換えられる各回転角度範囲のうちのいずれの範囲に切り換えられているかを検出して識別信号を出力する識別手段と、
   前記検出手段から出力された検出信号の増幅率について前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ対応して設定された複数種類の増幅率を有すると共にそれら各増幅率で増幅された増幅信号を個別に出力可能とした増幅手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記識別手段からの識別信号に基づいて前記検出すべき被検出物の回転角度範囲が前記切り換えられる各回転角度範囲のうちのいずれの範囲に切り換えられているかを判断し、その切り換えられていると判断した回転角度範囲に対応して設定された増幅率で増幅された前記増幅手段からの増幅信号に基づいて前記被検出物の回転角度を求めるようにした回転角度検出装置。
2. 請求項１に記載の回転角度検出装置において、
   前記検出手段は、前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ対応するよう複数の検出素子を備えた回転角度検出装置。
3. 請求項２に記載の回転角度検出装置において、
   前記切り換えられる各回転角度範囲の中心を被検出物の基準位置とし、当該基準位置と当該基準位置に被検出物があるときに前記各検出素子から出力される検出信号とを関連づけるようにした回転角度検出装置。
4. 前記増幅手段は、前記各検出素子にそれぞれ対応して設けられると共に前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ対応して設定された増幅率を有する複数の増幅素子を備えた請求項２又は請求項３に記載の回転角度検出装置。
5. 請求項１に記載の回転角度検出装置において、
   前記検出手段は、前記切り換えられる各回転角度範囲にそれぞれ共通する単一の検出素子を備えた回転角度検出装置。
6. 請求項５に記載の回転角度検出装置において、
   前記増幅手段は、直列に接続された複数の増幅素子を備えると共に各増幅素子から出力された増幅信号をそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲と関連づけて前記制御手段に入力するようにし、
   前記各増幅素子から出力される増幅信号がそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲に対応した好適な値となるように当該各増幅素子の増幅率をそれぞれ設定するようにした回転角度検出装置。
7. 請求項５に記載の回転角度検出装置において、
   前記増幅手段は、並列に接続された複数の増幅素子を備えると共に各増幅素子から出力された増幅信号をそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲と関連づけて前記制御手段に入力するようにし、
   前記各増幅素子から出力される増幅信号がそれぞれ前記切り換えられる各回転角度範囲に対応した好適な値となるように当該各増幅素子の増幅率をそれぞれ設定するようにした回転角度検出装置。
8. 前記各増幅素子から前記制御手段への増幅信号の出力ライン上には当該各出力ラインをそれぞれ接続又は遮断する切換手段を設け、
   前記制御手段は、前記切り換えられていると判断した回転角度範囲に対応した増幅素子から出力された増幅信号の出力ラインを接続するように、前記切換手段を制御するようにした請求項４、請求項６及び請求項７のうちいずれか一項に記載の回転角度検出装置。

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