JP2021143910A - 回転角度検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転角度を途切れなく検出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】回転角度検出装置１は、回転体１０の回転角度の所定の範囲を１周期とする第１周期で回転角度に応じて変化する第１出力値を出力し、第１周期とは異なる回転角度の範囲を１周期とする第２周期で回転角度に応じて第１出力値の変化とは正負が異なる変化をする第２出力値を出力して、第１周期の１周期の中の複数の回転角度において、回転角度の変化に伴って第１出力値と第２出力値との大小が変化する回転角度検出部３０と、複数の回転角度に対応する第１出力値のうちの最小値である第１閾値以上、複数の回転角度に対応する第１出力値のうちの最大値である第２閾値以下の値を、第１出力値および第２出力値から選択するセレクタ部４０と、セレクタ部４０によって選択された値に基づいて、回転角度に関する値を算出する回転角度演算部８０と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、回転角度検出装置に関するものである。
従来、特許文献１に記載されているように、回転体の回転角度に応じて変化する磁束密度を、ホール素子により電圧に変換して回転角度を検出する装置が知られている。
特開２００８−１３９１０８号公報
発明者の検討によれば、特許文献１に記載されるような装置では、例えば、回転角度が１８０度付近において、回転角度に応じて変化する電圧は、最大値からゼロに切り替わる。この電圧が切り替わる範囲において、切り替わる前の回転角度に対応する電圧と切り替わるときの回転角度に対応する電圧とが重複して、回転角度と電圧とが一対一の関係にならないため、適切な回転角度を検出することができない。このため、電圧が切り替わる時から所定の範囲の回転角度の算出を除外して回転角度と電圧との一対一の関係をつくることによって、電圧から適切な回転角度が算出される。これにより、特許文献１に記載されるような装置は、回転角度を検出できない範囲を有するため、回転角度を途切れなく検出することはできない。
本開示は、回転角度を途切れなく検出することができる回転角度検出装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、回転体（１０）の回転角度（θ）の所定の範囲を１周期とする第１周期で回転角度に応じて変化する第１出力値（Ｖｓ１）を出力し、第１周期とは異なる回転角度の範囲を１周期とする第２周期で回転角度に応じて第１出力値の変化とは正負が異なる変化をする第２出力値（Ｖｓ２）を出力して、第１周期の１周期の中の複数の回転角度において、回転角度の変化に伴って第１出力値と第２出力値との大小が変化する検出部（３０）と、複数の回転角度に対応する第１出力値のうちの最小値である第１閾値（Ｖｓ＿ｔｈ１）以上、複数の回転角度に対応する第１出力値のうちの最大値である第２閾値（Ｖｓ＿ｔｈ２）以下の値を、第１出力値および第２出力値から選択するセレクタ部（４０）と、セレクタ部によって選択された値に基づいて、回転角度に関する値を算出する演算部（８０）と、を備える回転角度検出装置である。
これにより、第１閾値以上、第２閾値以下の範囲において、検出部から出力される値は、任意の回転角度にて連続しかつ回転角度と一対一の関係となる値になる。このため、このセレクタ部によって選択される値は、任意の回転角度θにて連続しかつ回転角度θと一対一の関係となる値になる。したがって、任意の回転角度θにて連続しかつ回転角度θと一対一の関係となる値に基づいて回転角度が算出されるため、回転角度検出装置は、回転角度を途切れなく検出することができる。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第１実施形態の回転角度検出装置の斜視図。 図１のＩＩから見た回転角度検出装置の構成図。 回転角度検出装置の磁気回路を説明するための図。 回転角度検出装置の第１センサの構成図。 回転角度検出装置の第２センサの構成図。 回転角度検出装置のセレクタ部の構成図。 回転角度と磁束と第１出力電圧と第２出力電圧との関係図。 回転体が回転したときの磁気回路を説明するための図。 回転角度と第１出力電圧と第２出力電圧と回転角度演算部に出力される電圧との関係図。 第２実施形態の回転角度検出装置のセレクタ部の処理を示すフローチャート。 第３実施形態の回転角度検出装置の回転角度と第１出力電圧と第２出力電圧と回転角度演算部に出力される電圧との関係図。 第４実施形態の回転角度検出装置の回転角度と第１出力電圧と第２出力電圧と回転角度演算部に出力される電圧との関係図。 第５実施形態の回転角度検出装置の構成図。 第５実施形態の回転角度検出装置のセンサの構成図。 第６実施形態の回転角度検出装置の構成図。 第７実施形態の回転角度検出装置の構成図。 第８実施形態の回転角度検出装置の構成図。 他の実施形態の回転角度検出装置の回転角度と第１出力電圧と第２出力電圧と回転角度演算部に出力される電圧との関係図。 他の実施形態の回転角度検出装置のセレクタ部の構成図。
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
（第１実施形態）
回転角度検出装置１は、図１および図２に示すように、回転体１０、磁場発生部２０、回転角度検出部３０、セレクタ部４０、切替部７５および回転角度演算部８０を備える。
回転体１０は、円柱状に形成されており、軸線Ｏを中心に回転する。ここで、以下では、便宜上、軸線Ｏに直交する方向を径方向と記載する。
磁場発生部２０は、筒状に形成されている。また、磁場発生部２０は、回転体１０の一端面１０１に接続されている。さらに、磁場発生部２０の中心軸は、回転体１０の軸線Ｏと一致している。これにより、磁場発生部２０は、回転体１０とともに軸線Ｏを中心に回転する。また、磁場発生部２０は、回転体１０の周辺に磁場を発生させる。具体的には、磁場発生部２０は、第１ヨーク２０１、第２ヨーク２０２、第１磁石２１１および第２磁石２１２を有する。
第１ヨーク２０１は、半円筒状に軟磁性体で形成されている。具体的には、第１ヨーク２０１は、第１円弧部２２１、第１延長部２３１、第２円弧部２２２および第２延長部２３２を含む。
第１円弧部２２１は、円弧状に形成されている。
第１延長部２３１は、第１円弧部２２１の一端に接続されている。また、第１延長部２３１は、第１円弧部２２１の一端から径方向外側に向かって延びている。
第２円弧部２２２は、円弧状に形成されている。また、第２円弧部２２２の一端は、第１円弧部２２１の他端に接続されている。
第２延長部２３２は、第２円弧部２２２の他端に接続されている。また、第２延長部２３２は、第２円弧部２２２の他端から径方向外側に向かって延びている。
第２ヨーク２０２は、第１ヨーク２０１と同様に、半円筒状に軟磁性体で形成されている。具体的には、第２ヨーク２０２は、第３円弧部２２３、第３延長部２３３、第４円弧部２２４および第４延長部２３４を含む。
第３円弧部２２３は、円弧状に形成されている。
第３延長部２３３は、第３円弧部２２３の一端に接続されている。また、第３延長部２３３は、第３円弧部２２３の一端から径方向外側に向かって延びている。
第４円弧部２２４は、円弧状に形成されている。また、第４円弧部２２４の一端は、第３円弧部２２３の他端に接続されている。
第４延長部２３４は、第４円弧部２２４の他端に接続されている。また、第４延長部２３４は、第４円弧部２２４の他端から径方向外側に向かって延びている。
第１磁石２１１は、板状にネオジウム磁石等で形成されている。また、第１磁石２１１は、第１延長部２３１と第３延長部２３３とで挟まれるように、第１延長部２３１とおよび第３延長部２３３に接続されている。さらに、ここでは、第１磁石２１１のうち第１ヨーク２０１側がＮ極に着磁されている。また、第１磁石２１１のうち第２ヨーク２０２側がＳ極に着磁されている。なお、第１磁石２１１のうち第１ヨーク２０１側がＳ極に着磁され、かつ、第１磁石２１１のうち第２ヨーク２０２側がＮ極に着磁されてもよい。
この第１磁石２１１により、図３に示すように、第１磁気回路Ｍ１が生成されている。この第１磁気回路Ｍ１は、第１磁石２１１のＮ極から、第１延長部２３１、第１円弧部２２１を流れる磁束を含む。また、第１磁気回路Ｍ１は、第１円弧部２２１と第２円弧部２２２との境界部から、磁場発生部２０における軸線Ｏ付近、第３円弧部２２３と第４円弧部２２４との境界部、第３円弧部２２３、第３延長部２３３、第１磁石２１１のＳ極を流れる磁束を含む。
第２磁石２１２は、第１磁石２１１と同様に形成されている。また、第２磁石２１２は、第２延長部２３２と第４延長部２３４とで挟まれるように、第２延長部２３２とおよび第４延長部２３４に接続されている。さらに、第２磁石２１２は、軸線Ｏに対して第１磁石２１１と対称な位置に配置されている。また、第２磁石２１２は、第１磁石２１１と同様に、着磁されている。具体的には、第２磁石２１２のうち第１ヨーク２０１側がＮ極に着磁されている。さらに、第２磁石２１２のうち第２ヨーク２０２側がＳ極に着磁されている。
この第２磁石２１２により、第２磁気回路Ｍ２が生成されている。この第２磁気回路Ｍ２は、第２磁石２１２のＮ極から、第２延長部２３２、第２円弧部２２２を流れる磁束を含む。また、第２磁気回路Ｍ２は、第１円弧部２２１と第２円弧部２２２との境界部から、磁場発生部２０における軸線Ｏ付近、第３円弧部２２３と第４円弧部２２４との境界部、第４円弧部２２４、第４延長部２３４、第２磁石２１２のＳ極を流れる磁束を含む。これにより、磁場発生部２０における軸線Ｏ付近では、第１磁気回路Ｍ１を流れる磁束と第２磁気回路Ｍ２を流れる磁束とで互いに強め合う磁束が流れている。
回転角度検出部３０は、磁場発生部２０における軸線Ｏ付近に配置されている。これにより、第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２を流れる磁束は、回転角度検出部３０を流れる。また、回転角度検出部３０は、この第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２を流れる磁束に基づいて、回転体１０の回転角度θに応じた信号を出力する。具体的には、回転角度検出部３０は、第１センサ３１および第２センサ３２を有する。
第１センサ３１は、図４に示すように、第１ホール素子３０１、第２ホール素子３０２および第１出力演算回路３１１を含む。また、第１センサ３１は、図２に示すように、第１電源端子３２１、第１グランド端子３３１および第１出力端子３４１を含む。ここで、回転体１０の軸線Ｏに直交する一方向をＸ方向とする。また、軸線Ｏ方向およびＸ方向に対して直交する方向をＹ方向とする。
第１ホール素子３０１は、横型ホール素子であって、図示しない検出面に対して垂直な方向に流れる磁束に応じた信号、ここでは、第１センサ３１に対してＸ方向に流れる磁束に応じた信号を後述の第１出力演算回路３１１に出力する。
第２ホール素子３０２は、縦型ホール素子であって、図示しない検出面に対して平行な方向に流れる磁束に応じた信号、ここでは、第１センサ３１に対してＹ方向に流れる磁束、に応じた信号を後述の第１出力演算回路３１１に出力する。
第１出力演算回路３１１は、第１ホール素子３０１からの信号および第２ホール素子３０２からの信号に基づいて、回転体１０の回転角度θに対応する電圧を出力する。ここで、以下便宜上、第１出力演算回路３１１からの出力を第１出力電圧Ｖｓ１と記載する。この第１出力電圧Ｖｓ１は、第１出力値に対応しており、例えば、０〜５Ｖに調整される。
第１電源端子３２１は、図示しない電源に接続されている。第１グランド端子３３１は、図示しないグランドに接続されている。第１出力端子３４１は、図２に示すように、第１出力演算回路３１１と後述のセレクタ部４０および切替部７５とに接続されている。これにより、第１出力演算回路３１１からの出力である第１出力電圧Ｖｓ１は、後述のセレクタ部４０および切替部７５に印加される。
第２センサ３２は、ここでは、第１センサ３１とＸ方向に対向するように配置されている。また、第２センサ３２は、図５に示すように、第３ホール素子３０３、第４ホール素子３０４および第２出力演算回路３１２を含む。また、第２センサ３２は、図２に示すように、第２電源端子３２２、第２グランド端子３３２、第２出力端子３４２を含む。
第３ホール素子３０３は、第１ホール素子３０１と同様に横型ホール素子であって、第２センサ３２に対してＸ方向に流れる磁束に応じた信号を後述の第２出力演算回路３１２に出力する。
第４ホール素子３０４は、第２ホール素子３０２と同様に縦型ホール素子であって、第２センサ３２に対してＹ方向に流れる磁束に応じた信号を後述の第２出力演算回路３１２に出力する。
第２出力演算回路３１２は、第３ホール素子３０３からの信号および第４ホール素子３０４からの信号に基づいて、回転体１０の回転角度θに対応する電圧を出力する。ここで、以下便宜上、第２出力演算回路３１２からの電圧を第２出力電圧Ｖｓ２と記載する。この第２出力電圧Ｖｓ２は、第２出力値に対応しており、第１出力電圧Ｖｓ１と同様に、例えば、０〜５Ｖに調整される。
第２電源端子３２２は、図示しない電源に接続されている。第２グランド端子３３２は、図示しないグランドに接続されている。第２出力端子３４２は、図２に示すように、第２出力演算回路３１２と後述のセレクタ部４０および切替部７５とに接続されている。これにより、第２出力演算回路３１２からの出力である第２出力電圧Ｖｓ２は、後述のセレクタ部４０および切替部７５に印加される。
セレクタ部４０は、後述の回転角度演算部８０に印加する電圧として、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のうちどちらか一方を選択する。また、セレクタ部４０は、この選択した電圧を示す信号を回転角度演算部８０に出力する。さらに、セレクタ部４０は、後述の切替部７５を制御することにより、この選択した電圧を回転角度演算部８０に印加させる。具体的には、セレクタ部４０は、アナログ回路を主体に構成されており、図６に示すように、第１コンパレータ４１、第２コンパレータ４２、第３コンパレータ４３、第４コンパレータ４４、第５コンパレータ４５および第６コンパレータ４６を有する。また、セレクタ部４０は、第１ＮＡＮＤ回路５１、第２ＮＡＮＤ回路５２、第３ＮＡＮＤ回路５３、ＡＮＤ回路６０およびＳＲラッチ回路７０を有する。
第１コンパレータ４１の非反転入力端子には、第１出力電圧Ｖｓ１が入力される。また、第１コンパレータ４１の反転入力端子には、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１が入力される。これにより、第１コンパレータ４１は、第１出力電圧Ｖｓ１と第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１との比較結果に基づいて、出力信号のレベルを変更する。なお、ここでは、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１は、例えば、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２の最大電圧である５Ｖの１０％〜２５％、すなわち、０．５〜１．２５Ｖに設定されている。
第２コンパレータ４２の非反転入力端子には、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２が入力される。また、第２コンパレータ４２の反転入力端子には、第１出力電圧Ｖｓ１が入力される。これにより、第２コンパレータ４２は、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２と第１出力電圧Ｖｓ１との比較結果に基づいて、出力信号のレベルを変更する。なお、ここでは、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１よりも大きい電圧に設定されている。例えば、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２は、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２の最大電圧である５Ｖの７５％〜９０％、すなわち、３．７５〜４．５Ｖに設定されている。
第３コンパレータ４３の非反転入力端子には、第１出力電圧Ｖｓ１が入力される。また、第３コンパレータ４３の反転入力端子には、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３が入力される。これにより、第３コンパレータ４３は、第１出力電圧Ｖｓ１と第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３との比較結果に基づいて、出力信号のレベルを変更する。なお、ここで、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１よりも大きく、後述の第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも小さい電圧に設定されている。
第４コンパレータ４４の非反転入力端子には、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４が入力される。また、第４コンパレータ４４の反転入力端子には、第１出力電圧Ｖｓ１が入力される。これにより、第４コンパレータ４４は、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４と第１出力電圧Ｖｓ１との比較結果に基づいて、出力信号のレベルを変更する。なお、ここで、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも小さい電圧に設定されている。
第５コンパレータ４５の非反転入力端子には、第２出力電圧Ｖｓ２が入力される。また、第５コンパレータ４５の反転入力端子には、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３が入力される。これにより、第５コンパレータ４５は、第２出力電圧Ｖｓ２と第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３との比較結果に基づいて、出力信号のレベルを変更する。
第６コンパレータ４６の非反転入力端子には、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４が入力される。また、第６コンパレータ４６の反転入力端子には、第２出力電圧Ｖｓ２が入力される。これにより、第６コンパレータ４６は、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４と第２出力電圧Ｖｓ２との比較結果に基づいて、出力信号のレベルを変更する。
第１ＮＡＮＤ回路５１は、第１コンパレータ４１からの信号と第２コンパレータ４２からの信号との否定論理積を演算することにより、出力信号のレベルを変更する。
第２ＮＡＮＤ回路５２は、第３コンパレータ４３からの信号と第４コンパレータ４４からの信号との否定論理積を演算することにより、出力信号のレベルを変更する。
第３ＮＡＮＤ回路５３は、第５コンパレータ４５からの信号と第６コンパレータ４６からの信号との否定論理積を演算することにより、出力信号のレベルを変更する。
ＡＮＤ回路６０は、第２ＮＡＮＤ回路５２からの信号と第３ＮＡＮＤ回路５３からの信号との論理積を演算することにより、出力信号のレベルを変更する。
ＳＲラッチ回路７０のＳ端子には、第１ＮＡＮＤ回路５１からの信号が入力される。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子には、ＡＮＤ回路６０からの信号が入力される。これにより、ＳＲラッチ回路７０は、第１ＮＡＮＤ回路５１からの信号およびＡＮＤ回路６０からの信号に基づいて、Ｑバー端子からの出力信号のレベルを変更する。
切替部７５は、図２に示すように、回転角度検出部３０、セレクタ部４０および回転角度演算部８０に電気的に接続されている。また、切替部７５は、セレクタ部４０におけるＳＲラッチ回路７０のＱバー端子からの信号に基づいて、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のどちらか一方に切り替える。具体的には、切替部７５は、バッファ７６およびスイッチ７７を有する。
バッファ７６には、ＳＲラッチ回路７０のＱバー端子からの信号が格納される。
スイッチ７７は、例えば、ＳＰＤＴである。また、スイッチ７７は、バッファ７６に格納された信号に基づいて、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のどちらか一方に切り替える。なお、ＳＰＤＴは、Single-Pole Double-Throwの略である。
回転角度演算部８０は、例えば、マイコンを主体に構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスライン等を備えている。回転角度演算部８０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、ＳＲラッチ回路７０のＱバー端子からの信号およびスイッチ７７を経由して印加される電圧に基づいて、回転体１０の回転角度θを算出する。
以上のように、回転角度検出装置１は構成されている。この回転角度検出装置１は、回転角度θを途切れなく検出することができる。
次に、この回転角度検出装置１による回転角度θの算出について説明する。この説明のために、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２について説明する。ここで、便宜上、初期状態の回転角度θをゼロとする。図１のＩＩから見たときの軸線Ｏ周りのうち時計まわりを回転角度θの正方向とする。回転角度θの単位は、ここでは、度とする。図において、回転角度θの単位の度は、ｄｅｇと表されている。第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２を流れる磁束のうち第１センサ３１に流れる磁束を第１磁束Φ１とする。第１磁束Φ１のうち第１センサ３１によって検出される磁束を第１Ｘ方向磁束Φｘ１とする。第１磁束Φ１のうち第１センサ３１によって検出される磁束を第１Ｙ方向磁束Φｙ１とする。第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２を流れる磁束のうち第２センサ３２に流れる磁束を第２磁束Φ２とする。第２磁束Φ２のうち第２センサ３２によって検出される磁束を第２Ｘ方向磁束Φｘ２とする。第２磁束Φ２のうち第２センサ３２によって検出される磁束を第２Ｙ方向磁束Φｙ２とする。
初期状態では、図２に示すように、第１磁石２１１および第２磁石２１２は、軸線Ｏを通りＹ方向に延びる同一直線上に位置している。このとき、第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２において、第１磁束Φ１は、第１センサ３１に対してＸ方向にのみ流れて、第１センサ３１に対してＹ方向には流れない。したがって、図７に示すように、第１Ｘ方向磁束Φｘ１は、第１磁束Φ１になっている。また、第１Ｙ方向磁束Φｙ１は、ゼロになっている。さらに、第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２において、第２磁束Φ２は、第２センサ３２に対してＸ方向にのみ流れて、第２センサ３２に対してＹ方向には流れない。よって、第２Ｘ方向磁束Φｘ２は、第２磁束Φ２になっている。また、第２Ｙ方向磁束Φｙ２は、ゼロになっている。
また、図８に示すように、回転体１０が正方向に回転角度θ回転するとき、回転体１０とともに磁場発生部２０が回転するため、第１磁石２１１および第２磁石２１２が回転する。このとき、第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２の向きが変化する。このため、第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２において、第１磁束Φ１は、第１センサ３１に対してＸ方向およびＹ方向に交差する方向に流れる。これにより、第１Ｘ方向磁束Φｘ１は、以下関係式（１−１）に示すように、第１磁束Φ１と回転角度θとによって表される。また、第１Ｙ方向磁束Φｙ１は、以下関係式（１−２）に示すように、第１磁束Φ１と回転角度θとによって表される。また、第１磁気回路Ｍ１および第２磁気回路Ｍ２において、第２磁束Φ２は、第２センサ３２に対してＸ方向およびＹ方向に交差する方向に流れる。これにより、第２Ｘ方向磁束Φｘ２は、以下関係式（２−１）に示すように、第２磁束Φ２と回転角度θとによって表される。さらに、第２Ｙ方向磁束Φｙ２は、以下関係式（２−２）に示すように、第２磁束Φ２と回転角度θとによって表される。したがって、第１Ｘ方向磁束Φｘ１、第１Ｙ方向磁束Φｙ１、第２Ｘ方向磁束Φｘ２および第２Ｙ方向磁束Φｙ２は、図７に示すように、三角波形になっている。なお、図７において、第１Ｘ方向磁束Φｘ１および第２Ｘ方向磁束Φｘ２は、破線で記載されている。第１Ｙ方向磁束Φｙ１および第２Ｙ方向磁束Φｙ２は、実線で記載されている。
Φｘ１＝Φ１×ｃｏｓθ ・・・（１−１）
Φｙ１＝Φ１×ｓｉｎθ ・・・（１−２）
Φｘ２＝Φ２×ｃｏｓθ ・・・（２−１）
Φｙ２＝Φ２×ｓｉｎθ ・・・（２−２）
この第１Ｘ方向磁束Φｘ１および第１Ｙ方向磁束Φｙ１に基づいて、第１出力演算回路３１１は、以下関係式（３−１）に示すように、第１出力電圧Ｖｓ１を算出する。ここで、関係式（３−１）において、Ｋ１は、回転角度θに関する係数である。ここでは、Ｋ１は、正の値に設定されている。また、Ｖ１は、定数である。ここでは、Ｖ１は、回転角度θがゼロであるとき、第１出力電圧Ｖｓ１がゼロとなるように設定されている。
Ｖｓ１＝Ｋ１×ａｒｃｔａｎ（Φｙ１／Φｘ１）＋Ｖ１
＝Ｋ１×θ＋Ｖ１ ・・・（３−１）
したがって、図７に示すように、回転角度θがゼロであるとき、第１出力電圧Ｖｓ１がゼロになっており、Ｖ１は、ゼロである。また、Ｋ１が正の数であるため、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θがゼロ以上、３６０度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて大きくなる。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θが３６０度になる直前で最大値になる。また、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θが３６０度になるとき、ゼロに戻る。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θが大きくなるにつれて大きくなる範囲、例えば、回転角度θがゼロ以上から３６０未満の範囲を１周期とする第１周期で出力されている。なお、図７において、第１出力電圧Ｖｓ１は、実線で記載されている。
このようにして、第１出力演算回路３１１は、第１出力電圧Ｖｓ１を算出する。また、第１出力演算回路３１１は、この算出した第１出力電圧Ｖｓ１をセレクタ部４０および切替部７５に出力する。
同様に、上記した第２Ｘ方向磁束Φｘ２および第２Ｙ方向磁束Φｙ２に基づいて、第２出力演算回路３１２は、以下関係式（３−２）に示すように、第２出力電圧Ｖｓ２を算出する。ここで、関係式（３−２）において、Ｋ２は、回転角度θに関する係数である。また、Ｋ２は、Ｋ１とは異なる正負となるように設定されている。このため、Ｋ２は、負の値に設定されている。さらに、Ｋ２の絶対値は、Ｋ１の絶対値と同じ値となるように設定されている。また、Ｖ２は、定数である。Ｖ２は、例えば、回転角度θが１８０度であるとき、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロとなるように設定されている。
Ｖｓ２＝Ｋ２×ａｒｃｔａｎ（Φｙ２／Φｘ２）＋Ｖ２
＝Ｋ２×θ＋Ｖ２ ・・・（３−２）
したがって、図７に示すように、回転角度θがゼロであるとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、Ｖ２になる。また、Ｋ２が負の数であるため、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θがゼロ以上、１８０度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる。さらに、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが１８０度になるとき、ゼロになる。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが１８０度を超えた直後で最大値になる。さらに、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが１８０度よりも大きく、３６０度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが３６０度になるとき、Ｖ２に戻る。さらに、第２出力電圧Ｖｓ２は、３６０度以上、５４０度以下であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる範囲、例えば、回転角度θが１８０度より大きく５４０度以下の範囲を１周期とする第２周期で出力されている。なお、第２周期の回転角度θの範囲は、第１周期の回転角度θの範囲とは異なっている。また、図７において、第２出力電圧Ｖｓ２は、破線で記載されている。
このようにして、第２出力演算回路３１２は、第２出力電圧Ｖｓ２を算出する。また、第２出力演算回路３１２は、この算出した第２出力電圧Ｖｓ２をセレクタ部４０および切替部７５に出力する。
次に、回転角度θの算出について説明するため、図９の回転角度θと第１出力電圧Ｖｓ１と第２出力電圧Ｖｓ２との関係図を参照して、セレクタ部４０、切替部７５および回転角度演算部８０の処理について説明する。なお、図９において、第１出力電圧Ｖｓ１は、実線で記載されている。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、破線で記載されている。
初期状態では、回転角度θがゼロである。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、ゼロになる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満であるため、第１コンパレータ４１は、ローレベルＬの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第３コンパレータ４３は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、初期状態では、第２出力電圧Ｖｓ２は、Ｖ２になる。さらに、ここでは、Ｖ２は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも小さい電圧に設定されている。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ローレベルＬの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのローレベルＬの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ハイレベルＨである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信すると、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２にする。なお、図９において、切替部７５から回転角度演算部８０に出力される電圧は、出力電圧として記載されている。また、切替部７５から回転角度演算部８０に出力される電圧が第１出力電圧Ｖｓ１である場合には、その出力電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１と同様に、実線で記載されている。さらに、切替部７５から回転角度演算部８０に出力される電圧が第２出力電圧Ｖｓ２である場合には、その出力電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２と同様に、破線で記載されている。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θがゼロよりも大きく、θ１以下になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、ゼロよりも大きく、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満になる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満であるため、第１コンパレータ４１は、ローレベルＬの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第３コンパレータ４３は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満になる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ローレベルＬの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのローレベルＬの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ハイレベルＨである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θがθ１よりも大きく、θ２未満になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、ゼロよりも大きく、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満になる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満であるため、第１コンパレータ４１は、ローレベルＬの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第３コンパレータ４３は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１よりも大きく、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満になる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第５コンパレータ４５は、ローレベルＬ信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号がハイレベルＨである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ハイレベルＨである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θがθ２以上、θ３未満になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満になる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第３コンパレータ４３は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以下になる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第５コンパレータ４５は、ローレベルＬの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号がローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ハイレベルＨである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、ハイレベルＨの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１に切り替える。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。
回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θがθ３以上、１８０度以下になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満になる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第３コンパレータ４３は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ローレベルＬの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満になる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第５コンパレータ４５は、ローレベルＬ信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのローレベルＬの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がハイレベルＨであるため、ＳＲラッチ回路７０は、ハイレベルＨの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。
ここで、回転角度θが１８０度を超える場合において、第２出力電圧Ｖｓ２は、ゼロから最大値に切り替わるときに、瞬時値として、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満になることがある。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第５コンパレータ４５は、ローレベルＬの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが１８０度を超えた直後では、第１出力電圧Ｖｓ１は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満である。このため、上記と同様に、第２ＮＡＮＤ回路５２からの信号は、ローレベルＬである。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのローレベルＬの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がハイレベルＨであるため、ＳＲラッチ回路７０は、ハイレベルＨの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。
また、回転角度θが１８０度を超える場合において、第２出力電圧Ｖｓ２は、ゼロから最大値に切り替わるときに、瞬時値として、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下になることがある。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ローレベルＬの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが１８０度を超えた直後では、第１出力電圧Ｖｓ１は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満である。このため、上記と同様に、第２ＮＡＮＤ回路５２からの信号は、ローレベルＬである。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのローレベルＬの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのローレベルＬの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がハイレベルＨであるため、ＳＲラッチ回路７０は、ハイレベルＨの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。
さらに、回転角度θが１８０度を超える場合において、第２出力電圧Ｖｓ２は、ゼロから最大値に切り替わるときに、瞬時値として、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きく第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になることがある。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第６コンパレータ４６は、ローレベルＬの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが１８０度を超えた直後では、第１出力電圧Ｖｓ１は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満である。このため、上記と同様に、第２ＮＡＮＤ回路５２からの信号は、ローレベルＬである。
したがって、上記と同様に、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのローレベルＬの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、上記と同様に、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がハイレベルＨであるため、ＳＲラッチ回路７０は、ハイレベルＨの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。
回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θが１８０度よりも大きく、θ４以下になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下になる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第３コンパレータ４３は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ローレベルＬの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが１８０度を超えた直後で最大値になる。さらに、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きくなる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第６コンパレータ４６は、ローレベルＬの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのローレベルＬの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がハイレベルＨであるため、ＳＲラッチ回路７０は、ハイレベルＨの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。
次に、回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θがθ４よりも大きく、θ５以下になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きく、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第３コンパレータ４３は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第４コンパレータ４４は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以上になる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第６コンパレータ４６は、ローレベルＬの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ハイレベルＨである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、ハイレベルＨの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。
回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θがθ５よりも大きく、θ６未満になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きくなる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きいため、第２コンパレータ４２は、ローレベルＬの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第３コンパレータ４３は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第４コンパレータ４４は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きく、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２未満になる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第６コンパレータ４６は、ローレベルＬの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのハイレベルＨの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ハイレベルＨである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ハイレベルＨである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２に切り替える。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
回転体１０が初期状態から回転することにより、回転角度θがθ６以上、３６０度未満になる。回転角度θが大きくなることにより、第１出力電圧Ｖｓ１は、大きくなる。このとき、第１出力電圧Ｖｓ１は、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きくなる。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きいため、第２コンパレータ４２は、ローレベルＬの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ハイレベルＨの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第３コンパレータ４３は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第４コンパレータ４４は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが大きくなることにより、第２出力電圧Ｖｓ２は、小さくなる。このとき、第２出力電圧Ｖｓ２は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下になる。この第２出力電圧Ｖｓ２がセレクタ部４０に入力されるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第５コンパレータ４５は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第６コンパレータ４６は、ハイレベルＨの信号を第３ＮＡＮＤ回路５３に出力する。これにより、第３ＮＡＮＤ回路５３は、ローレベルＬの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのローレベルＬの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号がハイレベルＨである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
その後、回転体１０が回転することにより初期状態に戻る、すなわち、回転角度θがゼロになる。その後、上記と同様に、セレクタ部４０は、回転角度演算部８０に出力する電圧として、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のうちどちらか一方を選択する。また、切替部７５は、このセレクタ部４０からの信号に基づいて、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のどちらか一方に切り替える。さらに、回転角度演算部８０は、このセレクタ部４０からの信号および回転角度演算部８０に印加されている電圧に基づいて、回転角度θを算出する。
ここで、回転角度θが３６０度になる場合において、第１出力電圧Ｖｓ１は、最大値からゼロに切り替わるときに、瞬時値として、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きく、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になることがある。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第３コンパレータ４３は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きいため、第４コンパレータ４４は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが３６０度付近では、第２出力電圧Ｖｓ２は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満である。このため、上記と同様に、第３ＮＡＮＤ回路５３からの信号は、ローレベルＬである。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのローレベルＬの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がローレベルＬあるため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
また、回転角度θが３６０度になる場合において、第１出力電圧Ｖｓ１は、最大値からゼロに切り替わるときに、瞬時値として、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下になることがある。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上であるため、第３コンパレータ４３は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ローレベルＬの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが３６０度付近では、第２出力電圧Ｖｓ２は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満である。このため、上記と同様に、第３ＮＡＮＤ回路５３からの信号は、ローレベルＬである。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのローレベルＬの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのローレベルＬの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がローレベルＬあるため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
さらに、回転角度θが３６０度になる場合において、第１出力電圧Ｖｓ１は、最大値からゼロに切り替わるときに、瞬時値として、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満になることがある。この第１出力電圧Ｖｓ１がセレクタ部４０に入力されるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上であるため、第１コンパレータ４１は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるため、第２コンパレータ４２は、ハイレベルＨの信号を第１ＮＡＮＤ回路５１に出力する。これにより、第１ＮＡＮＤ回路５１は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＳ端子に出力する。
また、第１出力電圧Ｖｓ１が第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３未満であるため、第３コンパレータ４３は、ローレベルＬの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下であるため、第４コンパレータ４４は、ハイレベルＨの信号を第２ＮＡＮＤ回路５２に出力する。これにより、第２ＮＡＮＤ回路５２は、ハイレベルＨの信号をＡＮＤ回路６０に出力する。
また、回転角度θが３６０度付近では、第２出力電圧Ｖｓ２は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４未満である。このため、上記と同様に、第３ＮＡＮＤ回路５３からの信号は、ローレベルＬである。
したがって、ＡＮＤ回路６０に入力される信号は、第２ＮＡＮＤ回路５２からのハイレベルＨの信号と、第３ＮＡＮＤ回路５３からのローレベルＬの信号である。このため、ＡＮＤ回路６０は、ローレベルＬの信号をＳＲラッチ回路７０のＲ端子に出力する。
よって、ＳＲラッチのＳ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。また、ＳＲラッチ回路７０のＲ端子に入力される信号は、ローレベルＬである。このため、ＳＲラッチ回路７０は、前回の状態を保持する。ここでは、前回のＳＲラッチ回路７０の信号がローレベルＬあるため、ＳＲラッチ回路７０は、ローレベルＬの信号をＱバー端子から切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２のままにする。
回転角度演算部８０は、ＳＲラッチ回路７０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。
以上のように、回転角度検出装置１では、回転角度θが検出される。この回転角度検出装置１は、回転角度θを途切れなく検出することができる。以下、回転角度θが途切れなく検出されていることについて説明する。
回転角度検出装置１では、回転角度検出部３０は、回転体１０の回転角度θが大きくなるにつれて大きくなる第１出力電圧Ｖｓ１を、回転角度θの所定の範囲、ここでは、回転角度θがゼロ以上から３６０未満の範囲を１周期とする第１周期で出力する。また、回転角度検出部３０は、回転体１０の回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる第２出力電圧Ｖｓ２を、第１周期とは異なる回転角度θの範囲、ここでは、回転角度θが１８０度より大きく５４０度以下の範囲を１周期とする第２周期で出力する。したがって、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θに応じて、第１出力電圧Ｖｓ１の変化とは正負が異なる変化をする。
また、図９に示すように、第１周期の１周期の中の複数の回転角度θにおいて、回転角度θの変化に伴って第１出力電圧Ｖｓ１と第２出力電圧Ｖｓ２との大小が変化する。このとき、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１は、この複数の回転角度θに対応する第１出力電圧Ｖｓ１のうちの最小値になっている。また、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１は、この複数の回転角度θに対応する第２出力電圧Ｖｓ２のうちの最小値になっている。さらに、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２は、この複数の回転角度θに対応する第１出力電圧Ｖｓ１のうちの最大値になっている。また、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２は、この複数の回転角度θに対応する第２出力電圧Ｖｓ２のうちの最大値になっている。さらに、図９に示すように、１つの周期において回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線と、連続する２つの周期にわたって回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線とは交差しており、２つの交点が生成される。また、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１は、この交点の１つに対応する電圧のうちの最小値になっている。さらに、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２は、この交点の１つに対応する電圧のうちの最大値になっている。
これにより、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下の範囲において、回転角度検出部３０から出力される電圧は、任意の回転角度θにて連続しかつ回転角度θと一対一の関係となる値になる。
また、セレクタ部４０は、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のうち、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下の電圧を選択する。これにより、セレクタ部４０によって選択される電圧は、任意の回転角度θにて連続しかつ回転角度θと一対一の関係となる値になる。
さらに、回転角度演算部８０は、このセレクタ部４０によって選択される電圧に基づいて、回転角度θを算出する。したがって、任意の回転角度θにて連続しかつ回転角度θと一対一の関係となる値に基づいて回転角度θが算出されるため、回転角度検出装置１は、回転角度θを途切れなく検出することができる。
また、回転角度検出装置１では、以下に説明するような効果も奏する。
ここでは、第１出力電圧Ｖｓ１が最大値からゼロに切り替わるとき、および、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロから最大値に切り替わるときのいずれかであるとき、第１出力電圧Ｖｓ１と第２出力電圧Ｖｓ２とは同じ正負の変化をする。この場合において、第１出力電圧Ｖｓ１と第２出力電圧Ｖｓ２との大小が変化するときの第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下になっている。
また、回転角度θが１８０度を超える場合において、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロから最大値に切り替わるときの回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線は、回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線と交差する。この交点に対応する電圧が、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下となるように設定されている。
ここで、例えば、図９に示すように、回転角度θが１８０度を超える場合において、第２出力電圧Ｖｓ２は、ゼロから最大値に切り替わるときに、瞬時値として、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になることがある。このときであっても、セレクタ部４０は、上記のように設定された第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下の範囲においてセレクタ部４０による選択を保持することにより、第１出力電圧Ｖｓ１を適切に選択する。これにより、セレクタ部４０による誤判定が抑制されている。
また、回転角度θが３６０度になる場合において、第１出力電圧Ｖｓ１が最大値からゼロに切り替わるときの回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線は、回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線と交差する。この交点に対応する電圧は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下となるように設定されている。
ここで、例えば、回転角度θが３６０度になる場合において、第１出力電圧Ｖｓ１は、最大値からゼロに切り替わるときに、瞬時値として、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも大きく、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になることがある。このときであっても、セレクタ部４０は、上記のように設定された第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３以上、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４以下の範囲においてセレクタ部４０による選択を保持することにより、第２出力電圧Ｖｓ２を適切に選択する。これにより、セレクタ部４０による誤判定が抑制されている。
（第２実施形態）
第２実施形態では、セレクタ部４０の形態が第１実施形態と異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。
セレクタ部４０は、ここでは、デジタル回路を主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスライン等を備えている。また、セレクタ部４０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、回転角度演算部８０に印加する電圧として、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のうちどちらか一方を選択する。さらに、セレクタ部４０は、この選択した電圧を示す信号を回転角度演算部８０に出力する。また、セレクタ部４０は、切替部７５に、この選択した電圧を回転角度演算部８０に印加させる。
例えば、セレクタ部４０は、図示しない電源から電圧がセレクタ部４０に供給されるとき、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行する。このセレクタ部４０の処理を、図１０のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１００において、セレクタ部４０は、第１出力演算回路３１１から第１出力電圧Ｖｓ１を取得する。また、セレクタ部４０は、第２出力演算回路３１２から第２出力電圧Ｖｓ２を取得する。
続いて、ステップＳ１１０において、セレクタ部４０は、ステップＳ１００にて取得した第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるか否かを判定する。第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるとき、処理は、ステップＳ１２０に移行する。また、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満であるとき、処理は、ステップＳ１５０に移行する。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きいとき、処理は、ステップＳ１５０に移行する。
ステップＳ１１０に続くステップＳ１２０において、セレクタ部４０は、第２出力電圧Ｖｓ２が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるか否かを判定する。第２出力電圧Ｖｓ２が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下であるとき、処理は、ステップＳ１４０に移行する。また、第２出力電圧Ｖｓ２が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満であるとき、処理は、ステップＳ１３０に移行する。さらに、第２出力電圧Ｖｓ２が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きいとき、処理は、ステップＳ１３０に移行する。
ステップＳ１２０に続くステップＳ１３０において、セレクタ部４０は、回転角度演算部８０に印加する電圧として、第１出力電圧Ｖｓ１を選択する。具体的には、セレクタ部４０は、ハイレベルＨの信号を切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、ハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１に切り替える。
回転角度演算部８０は、セレクタ部４０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。その後、処理は、ステップＳ１００に戻る。
ステップＳ１２０に続くステップＳ１４０において、セレクタ部４０は、前回選択していた電圧を維持する。具体的には、セレクタ部４０は、前回の信号レベルを維持することにより、前回の信号レベルを切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
例えば、セレクタ部４０からの前回の信号レベルがハイレベルＨである場合、切替部７５は、ハイレベルＨの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１のままにする。
回転角度演算部８０は、セレクタ部４０からのハイレベルＨの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第１出力電圧Ｖｓ１になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第１出力電圧Ｖｓ１に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ１、Ｖ１および回転角度演算部８０に印加されている第１出力電圧Ｖｓ１を上記関係式（３−１）に代入することにより、回転角度θを算出する。その後、処理は、ステップＳ１００に戻る。
また、セレクタ部４０からの前回の信号レベルがローレベルＬである場合、切替部７５は、セレクタ部４０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２のままにする。
回転角度演算部８０は、セレクタ部４０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。その後、処理は、ステップＳ１００に戻る。
なお、ここで、上記と同様に、回転角度θが１８０度を超える場合において第２出力電圧Ｖｓ２がゼロから最大値に切り替わるときに、第２出力電圧Ｖｓ２が瞬時値として第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になるときがある。ここでは、セレクタ部４０は、回転角度演算部８０に印加する電圧として、前回の選択を維持する。具体的には、回転角度θが１８０度であるとき、第１出力電圧Ｖｓ１が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下、かつ、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロであって第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１未満である。このため、回転角度θが１８０度であるとき、セレクタ部４０は、第１出力電圧Ｖｓ１を選択する。したがって、回転角度θが１８０度を超える場合において第２出力電圧Ｖｓ２が瞬時値として第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になるとき、セレクタ部４０は、前回の選択である第１出力電圧Ｖｓ１の選択を維持する。これにより、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロから最大値に切り替わるときに第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になっても、セレクタ部４０による誤判定が抑制されている。
また、回転角度θが３６０度になる場合において第１出力電圧Ｖｓ１が最大値からゼロに切り替わるときに、第１出力電圧Ｖｓ１が瞬時値として第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になるときがある。上記と同様に、ここでは、セレクタ部４０は、回転角度演算部８０に印加する電圧として、前回の選択を維持する。具体的には、回転角度θが３６０度になる直前では、第２出力電圧Ｖｓ２が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下、かつ、第１出力電圧Ｖｓ１が最大値であって第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも大きい。このため、回転角度θが３６０度になる直前では、セレクタ部４０は、第２出力電圧Ｖｓ２を選択する。したがって、回転角度θが３６０度になる場合において第１出力電圧Ｖｓ１が瞬時値として第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になるとき、セレクタ部４０は、前回の選択である第２出力電圧Ｖｓ２の選択を維持する。これにより、第１出力電圧Ｖｓ１が最大値からゼロに切り替わるときに第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になっても、セレクタ部４０による誤判定が抑制されている。
ステップＳ１１０に続くステップＳ１５０において、第２出力電圧Ｖｓ２が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下になっている。このため、セレクタ部４０は、回転角度演算部８０に印加する電圧として、第２出力電圧Ｖｓ２を選択する。具体的には、セレクタ部４０は、ローレベルＬの信号を切替部７５および回転角度演算部８０に出力する。
切替部７５は、セレクタ部４０からのローレベルＬの信号を受信するため、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第２出力電圧Ｖｓ２に切り替える。
回転角度演算部８０は、セレクタ部４０からのローレベルＬの信号を受信する。これにより、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２が回転角度演算部８０に印加されていると判定する。また、このとき、上記したように、切替部７５により回転角度演算部８０に印加される電圧は、第２出力電圧Ｖｓ２になっている。したがって、回転角度演算部８０は、第２出力電圧Ｖｓ２に基づいて、回転角度θを算出する。具体的には、回転角度演算部８０は、Ｋ２、Ｖ２および回転角度演算部８０に印加されている第２出力電圧Ｖｓ２を上記関係式（３−２）に代入することにより、回転角度θを算出する。その後、処理は、ステップＳ１００に戻る。
このようにして、セレクタ部４０の処理は行われる。この第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１出力演算回路３１１による第１出力電圧Ｖｓ１の算出および第２出力演算回路３１２による第２出力電圧Ｖｓ２の算出が第１実施形態と異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。
第１出力演算回路３１１は、以下関係式（４−１）に示すように、第１Ｘ方向磁束Φｘ１、第１Ｙ方向磁束Φｙ１および回転角度θに基づいて、第１出力電圧Ｖｓ１を算出する。関係式（４−１）において、Ｋ３は、回転角度θに関する係数である。また、Ｋ３は、正の値に設定されている。さらに、Ｋ３の絶対値は、上記したＫ１の絶対値よりも大きくなっている。また、Ｖ３は、定数である。Ｖ３は、回転角度θがθｔ１であるとき、第１出力電圧Ｖｓ１がゼロとなるように設定されている。θｔ１およびθｔ２は、回転角度θに関する任意の定数である。例えば、θｔ１は、６０度に設定されている。θｔ２は、３００度に設定されている。ｎは、ゼロ以上の整数である。
Ｖｓ１＝Ｋ３×ａｒｃｔａｎ（Φｙ１／Φｘ１）＋Ｖ３
＝Ｋ３×θ＋Ｖ３
（θｔ１＋３６０×ｎ≦θ＜θｔ２＋３６０×ｎ のとき）
Ｖｓ１＝０
（３６０×ｎ≦θ＜θｔ１＋３６０×ｎ、
θｔ２＋３６０×ｎ≦θ＜３６０×（ｎ＋１） のどちらかであるとき）
・・・（４−１）
したがって、ここでは、第１出力電圧Ｖｓ１は、図１１に示すように、回転角度θがゼロ度以上、６０度未満であるとき、ゼロになる。また、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θが６０度以上、３００度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて大きくなる。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θが３００度になる直前で最大値になる。また、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θが３００度になるとき、ゼロに戻る。さらに、第１出力電圧Ｖｓ１は、回転角度θが３００度よりも大きく、３６０度未満であるとき、ゼロになる。
このように、第１出力演算回路３１１は、第１出力電圧Ｖｓ１を算出する。
また、同様に、第２出力演算回路３１２は、以下関係式（４−２）に示すように、第２Ｘ方向磁束Φｘ２、第２Ｙ方向磁束Φｙ２および回転角度θに基づいて、第２出力電圧Ｖｓ２を算出する。関係式（４−２）において、Ｋ４は、回転角度θに関する係数である。また、Ｋ４は、Ｋ３とは異なる正負となるように設定されている。このため、Ｋ４は、負の値に設定されている。さらに、Ｋ４の絶対値は、Ｋ２の絶対値よりも大きく、Ｋ３の絶対値と同じ値となるように設定されている。また、Ｖ４は、定数である。さらに、Ｖ４は、回転角度θがθｔ３であるとき、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロとなるように設定されている。θｔ３およびθｔ４は、回転角度θに関する任意の定数である。例えば、θｔ３は、１２０度に設定されている。また、θｔ４は、２４０度に設定されている。
Ｖｓ２＝Ｋ４×ａｒｃｔａｎ（Φｙ２／Φｘ２）＋Ｖ４
＝Ｋ４×θ＋Ｖ４
（３６０×ｎ≦θ＜θｔ３＋３６０×ｎ、
θｔ４＋３６０×ｎ≦θ＜３６０×（ｎ＋１） のどちらかであるとき）
Ｖｓ２＝０
（θｔ３＋３６０×ｎ≦＜θｔ４＋３６０×ｎ のとき） ・・・（４−２）
したがって、ここでは、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θがゼロ以上、１２０度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが１２０度以上、２４０度未満であるとき、ゼロになる。さらに、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが２４０度であるとき、最大値になる。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが２４０度よりも大きく、３６０度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる。
また、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１は、回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線と、回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線との交点に対応する電圧のうちの最小値となるように調整されている。同様に、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２は、回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線と、回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線との交点に対応する電圧のうちの最大値となるように調整されている。
このように、第２出力演算回路３１２は、第２出力電圧Ｖｓ２を算出する。
以上のように、第３実施形態では、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２が算出される。この第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
（第４実施形態）
第４実施形態では、第２出力演算回路３１２による第２出力電圧Ｖｓ２の算出が第１実施形態と異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。
第２出力演算回路３１２は、以下関係式（５）に示すように、第２Ｘ方向磁束Φｘ２、第２Ｙ方向磁束Φｙ２および回転角度θに基づいて、第２出力電圧Ｖｓ２を算出する。関係式（５）において、Ｋ５は、回転角度θに関する係数である。また、Ｋ５は、Ｋ１とは異なる正負となるように設定されている。このため、Ｋ５は、負の値に設定されている。さらに、Ｋ５の絶対値は、Ｋ１の絶対値とは異なる値となるように設定されている。例えば、Ｋ５の絶対値は、Ｋ１の絶対値よりも大きくなっている。また、Ｖ５は、定数である。Ｖ５は、回転角度θがθｔ５であるとき、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロとなるように設定されている。θｔ５およびθｔ６は、回転角度θに関する任意の定数である。例えば、ここでは、θｔ５は、１２０度に設定されている。θｔ６は、３３０度に設定されている。
Ｖｓ２＝Ｋ５×ａｒｃｔａｎ（Φｙ２／Φｘ２）＋Ｖ５
＝Ｋ５×θ＋Ｖ５
（３６０×ｎ≦θ＜θｔ５＋３６０×ｎ、
θｔ６＋３６０×ｎ≦θ＜３６０×（ｎ＋１） のどちらかであるとき）
Ｖｓ２＝０
（θｔ５＋３６０×ｎ≦θ＜θｔ６＋３６０×ｎ のとき） ・・・（５）
したがって、ここでは、第２出力電圧Ｖｓ２は、図１２に示すように、回転角度θがゼロ以上、１２０度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが１２０度以上、３３０度未満であるとき、ゼロになる。さらに、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが３３０度であるとき、最大値になる。また、第２出力電圧Ｖｓ２は、回転角度θが３３０度よりも大きく、３６０度未満であるとき、回転角度θが大きくなるにつれて小さくなる。
このように、第２出力演算回路３１２は、第２出力電圧Ｖｓ２を算出する。
第４実施形態のように、回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１の変化量の絶対値が回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２の変化量の絶対値と異なっていても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
（第５実施形態）
第５実施形態では、回転角度検出部３０、セレクタ部４０および切替部７５の形態が異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。
回転角度検出部３０は、図１３に示すように、１つのセンサ３３のみを有する。このセンサ３３は、図１３および図１４に示すように、上記した第１ホール素子３０１、第２ホール素子３０２、第１電源端子３２１および第１グランド端子３３１に加えて、第１出力端子３４１、セレクタ端子３５１および出力演算回路３１３を含む。
第１出力端子３４１は、後述の切替部７５に接続されている。また、第１出力端子３４１は、切替部７５からの電圧を回転角度演算部８０に出力する。
セレクタ端子３５１は、後述のセレクタ部４０に接続されている。また、第１出力端子３４１は、セレクタ部４０により選択された電圧を示す信号を回転角度演算部８０に出力する。
出力演算回路３１３は、第１実施形態と同様に、上記関係式（３−１）を用いて、第１Ｘ方向磁束Φｘ１および第１Ｙ方向磁束Φｙ１に基づいて、第１出力電圧Ｖｓ１を算出する。また、出力演算回路３１３は、第１実施形態と同様に、上記関係式（３−２）を用いて、第１Ｘ方向磁束Φｘ１および第１Ｙ方向磁束Φｙ１に基づいて、第２出力電圧Ｖｓ２を算出する。そして、出力演算回路３１３は、この算出した第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２をセレクタ部４０および切替部７５に出力する。
セレクタ部４０は、第１実施形態と同様に、回転角度演算部８０に印加する電圧として、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のうちどちらか一方を選択する。また、セレクタ部４０は、この選択した電圧を示す信号を回転角度演算部８０に出力する。さらに、セレクタ部４０は、切替部７５に、この選択した電圧を回転角度演算部８０に印加させる。また、セレクタ部４０は、ここでは、回転角度検出部３０と一体になっている。
切替部７５は、上記と同様に、セレクタ部４０のＳＲラッチ回路７０のＱバー端子からの信号に基づいて、回転角度演算部８０に出力する電圧を、第１出力電圧Ｖｓ１および第２出力電圧Ｖｓ２のどちらか一方に切り替える。また、切替部７５は、ここでは、回転角度検出部３０と一体になっている。
このように、第５実施形態は構成されている。この第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第５実施形態では、回転角度検出部３０、セレクタ部４０および切替部７５が一体になっているため、回転角度検出装置１の構造が比較的簡素化される。
（第６実施形態）
第６実施形態では、磁場発生部２０および回転角度検出部３０の形態が異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。
磁場発生部２０は、図１５に示すように、磁石２１３を有する。磁石２１３は、回転体１０の一端面１０１に接続されている。これにより、磁石２１３は、回転体１０とともに回転する。また、例えば、磁石２１３のうちＹ方向の一方側がＮ極に着磁されている。さらに、磁石２１３のうちＹ方向の他方側がＳ極に着磁されている。これにより、回転体１０の周辺に磁場が発生する。なお、磁石２１３の着磁されている方向は、上記した方向とは逆方向であってもよい。
回転角度検出部３０は、第１センサ３１および第２センサ３２を有する。
第１センサ３１は、第１ホール素子３０１および第２ホール素子３０２に代えて、第１ＭＲ素子３６１および第２ＭＲ素子３６２を有する。第１ＭＲ素子３６１は、磁石２１３の回転に伴う磁場の変化を電気抵抗に変換することにより、Ｘ方向に流れる磁束に応じた信号を第１出力演算回路３１１に出力する。第２ＭＲ素子３６２は、磁石２１３の回転に伴う磁場の変化を電気抵抗に変換することにより、Ｘ方向に流れる磁束に応じた信号を第１出力演算回路３１１に出力する。なお、ＭＲは、Magneto Resistiveの略である。
第２センサ３２は、第３ホール素子３０３および第４ホール素子３０４に代えて、第３ＭＲ素子３６３および第４ＭＲ素子３６４を有する。第３ＭＲ素子３６３は、磁石２１３の回転に伴う磁場の変化を電気抵抗に変換することにより、Ｘ方向に流れる磁束に応じた信号を第３出力演算回路に出力する。第４ＭＲ素子３６４は、磁石２１３の回転に伴う磁場の変化を電気抵抗に変換することにより、Ｘ方向に流れる磁束に応じた信号を第４出力演算回路に出力する。
このように、第６実施形態は構成されている。この第６実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
（第７実施形態）
第７実施形態では、磁場発生部２０が備えられていないで、回転角度検出部３０の形態が異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。
回転角度検出部３０は、図１６に示すように、第１センサ３１および第２センサ３２を有する。
第１センサ３１は、インダクティブセンサであって、第１基板３７１、第１高周波送信部３８１、第１検出コイル３９１および第１出力演算回路３１１を含む。第１基板３７１は、プリント基板であって、第１基板３７１には、第１電源端子３２１、第１グランド端子３３１、第１出力端子３４１、第１検出コイル３９１、第１高周波送信部３８１および第１出力演算回路３１１が配置されている。第１高周波送信部３８１は、数ＭＨｚの高周波信号を第１検出コイル３９１に送信する。この高周波信号により、第１検出コイル３９１は、高周波磁束を発生させる。ここで、回転体１０は、金属で形成されており、この高周波磁束により、回転体１０の一端面１０１に渦電流が発生する。また、回転体１０が回転することにより、この渦電流の大きさが変化する。これにより、第１検出コイル３９１のインピーダンスが変化する。この第１検出コイル３９１のインピーダンスの変化に基づいて、第１出力演算回路３１１は、回転体１０の回転角度θに対応する第１出力電圧Ｖｓ１を出力する。
第２センサ３２は、第１センサ３１と同様に、インダクティブセンサであって、第２基板３７２、第２高周波送信部３８２、第２検出コイル３９２および第２出力演算回路３１２を含む。これにより、上記と同様に、第２出力演算回路３１２は、第２検出コイル３９２のインピーダンスの変化に基づいて、回転体１０の回転角度θに対応する第２出力電圧Ｖｓ２を出力する。
このように、第７実施形態は構成されている。この第７実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
（第８実施形態）
第８実施形態では、磁場発生部２０が備えられていないで、回転角度検出部３０の形態が異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。
回転角度検出部３０は、図１７に示すように、第１センサ３１および第２センサ３２を有する。
第１センサ３１は、ポテンショメータであって、第１基板３７１、第１抵抗体４０１、第１接触部４１１および第１出力演算回路３１１を含む。第１基板３７１は、プリント基板であって、第１基板３７１には、第１抵抗体４０１が配置されている。第１抵抗体４０１は、例えば、カーボンで形成されており、回転体１０の回転方向に沿って延びている。第１接触部４１１は、回転体１０の一端面１０１に接続されている。このため、第１接触部４１１は、回転体１０とともに回転する。また、第１接触部４１１が回転体１０とともに回転することにより、第１接触部４１１と第１抵抗体４０１との接触位置が変化する。これにより、第１抵抗体４０１の測定抵抗が変化する。第１出力演算回路３１１は、この第１抵抗体４０１の測定抵抗の変化に基づいて、回転体１０の回転角度θに対応する第１出力電圧Ｖｓ１を出力する。
第２センサ３２は、第１センサ３１と同様に、ポテンショメータであって、第２基板３７２、第２抵抗体４０２、第２接触部４１２および第２出力演算回路３１２を含む。第１センサ３１と同様に、第２出力演算回路３１２は、第２抵抗体４０２の測定抵抗の変化に基づいて、回転体１０の回転角度θに対応する第２出力電圧Ｖｓ２を出力する。
このように、第８実施形態は構成されている。この第８実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
（他の実施形態）
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
本開示に記載の演算部等およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の演算部等およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の演算部等およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
上記実施形態では、Ｖ２は、例えば、回転角度θが１８０度であるとき、第２出力電圧Ｖｓ２がゼロとなるように設定されている。Ｖ２は、このように設定されることに限定されないで、例えば、Ｖ２は、回転角度θが１８０度であるとき、第２出力電圧Ｖｓ２が最大値である５Ｖとなるように設定されてもよい。
上記実施形態では、図７に示すように、１つの周期において回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線と、連続する２つの周期にわたって回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線とは交差しており、２つの交点が生成される。これに対して、図１８に示すように、１つの周期において回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線と、複数の周期にわたって回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線とが交差して、複数の交点が生成されてもよい。この場合、この交点の１つに対応する電圧のうちの最小値が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１になっている。さらに、この交点の１つに対応する電圧のうちの最大値が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２になっている。これにより、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下の範囲において、回転角度検出部３０から出力される電圧は、任意の回転角度θで連続する値になる。
また、１つの周期において回転角度θに対する第２出力電圧Ｖｓ２をプロットした線と、複数の周期にわたって回転角度θに対する第１出力電圧Ｖｓ１をプロットした線とが交差していることにより、複数の交点が生成されてもよい。この場合においても、この交点の１つに対応する電圧のうちの最小値が第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１になっている。さらに、この交点の１つに対応する電圧のうちの最大値が第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２になっている。これにより、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１以上、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２以下の範囲において、回転角度検出部３０から出力される電圧は、任意の回転角度θで連続する値になる。
上記実施形態では、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１よりも大きく、後述の第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４よりも小さい電圧に設定されている。また、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４は、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３よりも大きく、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２よりも小さい電圧に設定されている。これに対して、第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３は、第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１と同じ電圧に設定されてもよい。また、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４は、第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２と同じ電圧に設定されてもよい。第３閾値Ｖｓ＿ｔｈ３と第１閾値Ｖｓ＿ｔｈ１とが同じ電圧、かつ、第４閾値Ｖｓ＿ｔｈ４と第２閾値Ｖｓ＿ｔｈ２とが同じ電圧に設定されている場合、アナログ回路を主体に構成されるセレクタ部４０は、例えば、図１９に示すように、ＡＮＤ回路６０に代えて、ＯＲ回路６５を有する。
また、上記実施形態が適宜組み合わされてもよい。
１ 回転角度検出装置
１０ 回転体
３０ 回転角度検出部
４０ セレクタ部
７５ 切替部
８０ 回転角度演算部

Claims (3)

  1. 回転体（１０）の回転角度（θ）の所定の範囲を１周期とする第１周期で前記回転角度に応じて変化する第１出力値（Ｖｓ１）を出力し、前記第１周期とは異なる前記回転角度の範囲を１周期とする第２周期で前記回転角度に応じて前記第１出力値の変化とは正負が異なる変化をする第２出力値（Ｖｓ２）を出力して、前記第１周期の１周期の中の複数の前記回転角度において、前記回転角度の変化に伴って前記第１出力値と前記第２出力値との大小が変化する検出部（３０）と、
    前記複数の回転角度に対応する前記第１出力値のうちの最小値である第１閾値（Ｖｓ＿ｔｈ１）以上、前記複数の回転角度に対応する前記第１出力値のうちの最大値である第２閾値（Ｖｓ＿ｔｈ２）以下の値を、前記第１出力値および前記第２出力値から選択するセレクタ部（４０）と、
    前記セレクタ部によって選択された値に基づいて、前記回転角度に関する値を算出する演算部（８０）と、
    を備える回転角度検出装置。
  2. 前記セレクタ部は、前記第１出力値および前記第２出力値のうちどちらか一方を選択していた場合において、前記第１出力値および前記第２出力値が前記第１閾値以上、前記第２閾値以下であるとき、選択していた値の方の前記セレクタ部による選択を維持する請求項１に記載の回転角度検出装置。
  3. 前記第１出力値が前記第１出力値のうちの最大値から最小値に切り替わることおよび前記第１出力値が前記第１出力値のうちの最小値から最大値に切り替わることのいずれかにより、前記第１出力値が前記第２出力値の変化と同じ正負の変化をする場合において、前記第１出力値と前記第２出力値との大小が変化するときの前記第１出力値および前記第２出力値は、前記第１閾値以上、前記第２閾値以下になっている請求項２に記載の回転角度検出装置。
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