JP4591034B2 - 回転角検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体の回転角度を検出する回転角検出装置に関し、特に車両におけるエンジン制御装置に好適に用いられる回転角検出装置に関するものである。

従来、車両におけるエンジン制御等に適用される回転角検出装置として、本出願人は例えば特許文献１を開示している。

この回転角検出装置（エンジン制御装置）は、回転体（クランクシャフト）の回転角度の変化に応じて大きさが周期的に変化するアナログ信号を出力する検出素子（クランク角センサ）と、検出素子から出力されたアナログ信号を所定の基準値と比較し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段（信号処理回路）と、パルス信号のパルスエッジに基づいて、回転体の回転角度を算出する算出手段（マイクロコンピュータ）とを備えている。尚、クランクシャフトにはクランクロータが固設され、クランクロータには所定間隔のパルス信号を生成するように複数の歯が設けられている。
特開２００３−２９３８４３号公報

このように、パルス間隔（パルスエッジの間隔）は、クランクロータの形状に依存している。従って、より細かく回転角度を算出するためには、例えばクランクロータに設けられる歯の間隔を狭くする必要がある。しかしながら、クランクロータのサイズ上の制約から、現状ではパルス間隔を最高でも６°ＣＡ（６０歯）程度にしか設定することができない。

また、例えばパルスエッジからの経過時間をもとに回転角度を補正することで、より細かく回転角度を算出することも考えられる。しかしながら、この場合、過去の変化量（単位時間あたりの回転角度）をもとに回転角度が算出されるので、回転体の回転変動の影響により誤差が生じる恐れがある。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、従来よりも精度良く回転角度を算出することができる回転角検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に請求項１〜１０に記載の発明は、回転体の回転角度の変化に応じて大きさが周期的に変化するアナログ信号を出力する検出素子と、検出素子から出力されたアナログ信号を所定の基準値と比較し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、パルス信号のパルスエッジに基づいて、回転体の回転角度を算出する算出手段とを備えた回転角検出装置に関するものである。

先ず請求項１に記載の発明は、検出素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル信号に基づいて、算出手段によって算出された回転角度を補間した補間回転角度を算出する補間算出手段とを備え、同一構成の検出素子を複数有し、複数の検出素子は、各検出素子から出力された各アナログ信号に位相差が生じるように回転体の回転方向に所定角度ずれて配置され、補間算出手段は、複数の検出素子から出力された複数のアナログ信号に基づく各デジタル信号を複数の閾値と比較し、その比較結果に基づいて補間回転角度を算出するとともに、補間回転角度を算出するデジタル信号が、複数の閾値のうち最大閾値を超えた場合及び／又は最小閾値よりも小さくなった場合、他のデジタル信号に切り替えて補間回転角度を算出することを特徴とする。

このように本発明によると、検出素子から出力されたアナログ信号に基づいて、パルス信号とは別にデジタル信号を生成し、当該デジタル信号に基づいて、回転角度を補間した補間回転角度を算出する。従って、パルス信号のみに基づいて算出される従来の回転角度よりも、算出される回転角度の精度が良い。すなわち、回転体の位置を従来よりも高精度で検出することができる。

また、補間算出手段として、デジタル信号を複数の閾値と比較し、その比較結果に基づいて補間回転角度を算出する構成を適用することができる。この場合、算出処理を簡素化することができる。

また、複数の検出素子から出力された複数のアナログ信号に基づく各デジタル信号を用いるため、補正点が増加し、より精度良く回転角度を算出することができる。

さらに、補間算出手段を、補間回転角度を算出するデジタル信号が、複数の閾値のうち最大閾値を超えた場合及び／又は最小閾値よりも小さくなった場合、他のデジタル信号に切り替えて補間回転角度を算出するように構成するため、デジタル信号のうち、信号変化量の少ない領域を使用することなく、補間回転角度を算出することができる。すなわち、信号レベルが多少変化しても、回転体の位置を高精度で検出することができる。

請求項２に記載のように、検出素子は、パルス信号生成手段とともに回転検出センサを構成し、当該回転検出センサが、パルス信号とともにアナログ信号を出力する構成としても良い。それ以外にも、検出素子のみにより回転検出センサを構成し、当該回転検出センサが、アナログ信号をパルス信号生成手段とＡ／Ｄ変換手段に出力する構成としても良い。

次に、請求項３に記載の発明は、検出素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル信号に基づいて、算出手段によって算出された回転角度を補間した補間回転角度を算出する補間算出手段とを備え、検出素子は、パルス信号生成手段とともに回転検出センサを構成しており、当該回転検出センサは、パルス信号とともにアナログ信号を出力することを特徴とする。本発明では、請求項１同様、検出素子から出力されたアナログ信号に基づいて、パルス信号とは別にデジタル信号を生成し、当該デジタル信号に基づいて、回転角度を補間した補間回転角度を算出する。従って、パルス信号のみに基づいて算出される従来の回転角度よりも、算出される回転角度の精度が良い。すなわち、回転体の位置を従来よりも高精度で検出することができる。

請求項４に記載のように、同一構成の検出素子を複数有し、複数の検出素子が、各検出素子から出力された各アナログ信号に位相差が生じるように回転体の回転方向に所定角度ずれて配置され、補間算出手段は、複数の検出素子から出力された複数のアナログ信号に基づく各デジタル信号を用いて、補間回転角度を算出するように構成しても良い。このように、複数の検出素子から出力された複数のアナログ信号に基づく各デジタル信号を用いると、補正点が増加するので、より精度良く回転角度を算出することができる。

具体的には、補間算出手段として、請求項５に記載のように、デジタル信号を複数の閾値と比較し、その比較結果に基づいて補間回転角度を算出する構成を適用することができる。この場合、算出処理を簡素化することができる。

また、請求項６に記載のように、複数の閾値として、パルス信号を生成する際に用いた基準値に対応する値を含むと良い。この場合、パルス信号のパルスエッジを基準として、補間回転角度を容易に算出することができる。請求項７に記載のように、複数の閾値を、一定角度を単位として補間回転角度が算出されるように設定することが好ましい。この場合、補間回転角度の算出を簡素化することができる

検出素子から出力されたアナログ信号に温度依存性がある（振幅が変化する）場合、閾値が固定値であると、温度によって補間回転角度にばらつきが生じる。しかしながら、請求項８に記載のように、補間算出手段が、デジタル信号の最大値及び最小値を検出する検出手段と、デジタル信号の最大値及び最小値の差に基づいて、複数の閾値を所定の値に設定する閾値設定手段を備えた構成であれば、温度による補間回転角度のバラツキを防止することができる。

検出素子は、回転体の回転角度の変化に応じてアナログ信号を出力するものであれば特に限定されるものではない。例えば請求項９に記載のように、回転体に向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁石と回転体との間に配置され、バイアス磁界の方向に応じて出力値が変化する磁気抵抗素子ブリッジから構成されたものを適用しても良い。それ以外にも、例えば電磁ピックアップコイルから構成されたものでも良い。

尚、近年ガソリンエンジン制御システムにおいては、空気量ベース制御に替わって、トルクベース制御が主流になりつつある。このトルクベース制御においては、ドライバのアクセル踏み込み量から要求トルクが決定され、エンジンが実際に発生する実発生トルクと比較し、両者が等しくなるようにエンジン側の各アクチュエータが制御される。ここで、実発生トルクは主にエンジンの吸入空気量から決定されるが、極低回転且つ回転変動が大きい始動時には吸入空気量が上手く測定できず、実発生トルクが正確に算出できない。

そこで、例えば始動時のみは空気量ベース制御を用い、所定時間経過後にトルクベース制御に切り替える方法がある。しかしながら、切り替え時にエンジン回転の段つき等の挙動が現れるため、その対策が必要であり、また段つきをスムースにするために、適合の工数が増える等の問題がある。

また、別の手段として、エンジン回転数等から求める方法がある。しかしながら、従来は、例えば１０°ＣＡ（クランク角）や３０°ＣＡといった角度信号の変動をもとに実発生トルクを算出していたが、始動時のトルク制御を実現するには精度不足である。

それに対し、請求項１〜９いずれかに記載の回転角検出装置を適用すれば、上記問題を解決し、始動からのトルクベース制御が可能となる。すなわち、請求項１〜９いずれかに記載の回転角検出装置は、請求項１０に記載のように、回転体が内燃機関のクランクシャフトに設置されたクランクロータである場合に好適である。

以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。尚、本実施形態においては、回転角検出装置を、内燃機関のクランクシャフトの回転角度（位置）を検出するように構成した例を示す。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における回転角検出装置を示す概略構成図である。また、図２は、回転角検出装置のうち、クランク角センサの概略構成を示す図である。

図１に示すように、回転角検出装置１００は、回転体であるクランクロータ（クランクシャフト）の回転を検出するクランク角センサ１１０と、クランク角センサ１１０からの検出信号に基づいて、クランクロータの回転角度（位置）を算出するＥＣＵ（電子制御ユニット）１２０を有している。尚、クランクシャフトにはクランクロータが固設され、クランクロータには、回転角度（クランク角）検出用として、例えば１０°ＣＡ毎の等間隔に複数の歯が形成され、基準位置となるように少なくとも一部が欠歯とされている。

クランク角センサ１１０は、特に限定されるものではない、本実施形態においては、図２に示すように２組の磁気抵抗素子（以下ＭＲＥと示す）ブリッジ１１３，１１６にて回転検出を行うように構成されている。その詳細については、本出願人が先に出願した特許第３４４０８５５号等に開示されているので、本実施形態における詳しい説明は省略する。

ＭＲＥブリッジ１１３は、２つのＭＲＥ１１１，１１２を直列接続することにより構成され、ＭＲＥブリッジ１１６は、２つのＭＲＥ１１４，１１５を直列接続することにより構成されている。そして、ＭＲＥブリッジ１１３の出力とＭＲＥブリッジ１１６の出力を、増幅器１１７によって差動増幅し、その出力をコンパレータ１１８にて所定の基準電圧と比較して２値化するようにしている。これによりパルス信号が生成され、ＥＣＵ１２０に出力される。このように、本実施形態においては、クランク角センサ１１０を構成するＭＲＥブリッジ１１３，１１６が特許請求の範囲に記載の検出素子に相当し、コンパレータ１１８がパルス信号生成手段に相当する。

また、本実施形態におけるクランク角センサ１１０は、ＥＣＵ１２０に対してパルス信号を出力するだけでなく、増幅器１１７によって差動増幅したアナログ信号を、ＥＣＵ１２０に出力する。尚、符号１１９はバッファである。

ＥＣＵ１２０は、図１に示すように、マイコン１２１、信号処理回路１２２、入力回路１２３、及び出力回路１２４等を備えている。本実施形態においては、ＥＣＵ１２０にクランク角センサ１１０からの検出信号（パルス信号及びアナログ信号）だけでなく、カム角センサ１３０の検出信号、及びスロットル開度センサや燃焼圧センサ等のその他センサ群１４０からの検出信号も入力されて、所定の演算処理が実行される。

信号処理回路１２２には、クランク角センサ１１０及びカム角センサ１３０の検出信号が入力される。本実施形態においては、クランク角センサ１１０の検出信号のうち、パルス信号は信号処理回路１２２にて増幅され、アナログ信号は信号処理回路１２２にてＡ／Ｄ変換されて所定間隔毎にサンプリングされたデジタル信号とされる。そして、マイコン１２１に入力される。従って、この信号処理回路１２２が、特許請求の範囲に示すＡ／Ｄ変換手段に相当する。尚、本実施形態においては、クランク角センサ１１０においてパルス信号を生成する構成であるので、信号処理回路１２２を介さずに、パルス信号を直接マイコン１２１に入力する構成も可能である。また、信号処理回路１２２において、カム角センサ１３０の検出信号はパルス化され、マイコン１２１に入力される。

入力回路１２３には、各種センサ群１４０の検出信号が入力される。尚、入力回路１２３を介さずに、直接マイコン１２１に入力される構成も可能である。

マイコン１２１は、各種演算処理を実行する中央処理ユニット（ＣＰＵ）、ＣＰＵが実行する各種制御プログラムが記憶されたリードオンメモリ（ＲＯＭ）、後述する閾値が記憶された不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＣＰＵの処理時に作業領域として使用されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスライン（図示せず）等により構成される。

マイコン１２１では、信号処理回路１２２を介して入力されたクランク角センサ１１０のパルス信号及びデジタル信号に基づいて、角度信号（すなわちクランクシャフトの回転角度（位置））が算出される。この角度信号が本実施形態における特徴部分であり、その詳細については後述する。また、信号処理回路１２２を介して入力されたカム角センサ１３０のパルス信号に基づいて、角度信号（すなわちカムシャフトの回転角度（位置））が算出される。

マイコン１２１は、各角度信号（クランク角信号、カム角信号）の発生タイミングに基づいて、入力回路１２３を介してセンサ群１４０からの検出信号による内燃機関の運転状態に応じた制御量を演算し、その演算結果に基づいた駆動信号を、出力回路１２４を介して、例えば各気筒のインジェクタやイグナイタ等の各種アクチュエータ２００に出力する。

次に、本実施形態における特徴部分であるクランクシャフトの回転角度の算出について、図３及び図４に基づいて説明する。図３は、従来の回転角度算出を説明するための模式図である。図４は、本実施形態の回転角度算出を説明するための模式図である。尚、図４に示すパルス信号は、図３に示すパルス信号の１つのパルスを拡大して示している。

従来は、図３に示すように、クランク角センサ１１０の検出素子から出力されたアナログ信号を、所定の基準値（図３において破線でしめした基準電圧）によって２値化してパルス信号を生成し、マイコン１２１は信号のパルスエッジ（図３においては立ち上がりエッジ）を、角度信号として検出して、角度信号に基づいて回転角度を算出する。具体的には、マイコン１２１が、パルス信号のパルスエッジを検出すると、割り込み信号が発生し、例えばＲＡＭに角度信号が記憶される。そして、欠歯部を基準位置とした角度信号のカウント数によって、回転角度が何°ＣＡであるか算出される。

ここで、角度信号（パルスエッジ）の間隔は、クランクロータに設けられた歯形状に依存している。従って、より細かく回転角度を算出するためには、例えばクランクロータに設けられる歯の間隔を狭くする必要がある。しかしながら、クランクロータのサイズ上の制約から、現状ではパルス間隔を最高でも６°ＣＡ（６０歯）程度にしか設定することができない。また、例えば角度信号からの経過時間をもとに回転角度を補正することで、より細かく回転角度を算出することも考えられる。しかしながら、この場合、過去の変化量（単位時間あたりの回転角度）をもとに回転角度が算出されるので、回転体の回転変動の影響により誤差が生じる恐れがある。尚、図３に示す角度信号は１０°ＣＡ間隔である。

それに対して、本実施形態においては、図４に示すように、クランク角センサ１１０の検出素子から出力されたアナログ信号を所定処理して、パルス信号と、所定間隔毎にサンプリングされたデジタル信号とする。そして、マイコン１２１は、入力されたパルス信号のパルスエッジ（図４においては立ち上がり及び立ち下がりエッジ）を基準の角度信号（図４の角度信号における太線）として検出する。

また、マイコン１２１は、入力されたデジタル信号を、予めＥＥＰＲＯＭに記憶された複数の閾値（図４における一点鎖線及び破線）と比較し、その比較結果から上述の基準の角度信号を補間する角度信号（図４の角度信号における太線以外）を得る。そして、マイコン１２１は、パルス信号のパルスエッジに基づく基準の角度信号とデジタル信号に基づく補間する角度信号による角度信号に基づいて、クランクシャフトの回転角度が何°ＣＡであるか（すなわち補間回転角度）を算出する。従って、本実施形態においては、マイコン１２１が、特許請求の範囲で記載した算出手段及び補間算出手段に相当する。尚、図４に示す角度信号は１°ＣＡ間隔である。また、図４に示す破線は、図３に示す基準電圧に対応した値である。

このように本発明によると、従来の角度信号よりも高分解能の角度信号を得ることができる。従って、パルス信号のみに基づいて算出される従来の回転角度よりも、算出される回転角度の精度が良い。すなわち、クランクシャフトの位置を従来よりも高精度で検出することができる。

また、本実施形態においては、マイコン１２１が、デジタル信号を複数の閾値と比較し、その比較結果に基づいて回転角度を算出する構成としている。従って、補間回転角度の算出を簡素化することができる。

また、本実施形態においては、クランクロータの欠歯部を除く部位において、図４に示すように、複数の閾値を、基準の角度信号と補間する角度信号による角度信号の間隔が一定（等間隔）となるように設定されている。従って、補間回転角度の算出を簡素化することができる。しかしながら、信号間隔が一定でなくとも、回転角度を算出することは可能である。

また、本実施形態においては、補間する角度信号を生成する基準となる複数の閾値として、パルス信号を生成する際に用いた基準値に対応する値（図４における破線）を含んでいる。従って、パルス信号のパルスエッジに基づく基準の角度信号に対して、デジタル信号に基づく補間する角度信号の位置（すなわち、お互いの位置関係）を容易に決定することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。図５は、本実施形態の回転角検出装置１００の概略構成を示す図である。図６は、本実施形態における回転角度算出を説明するための模式図である。

第２の実施形態における回転角検出装置１００は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、複数のアナログ信号を用いることにより、補間精度を向上させる点にある。

図５に示すように、本実施形態における回転角検出装置１００は、複数（一例として２つ）のクランク角センサ１１０を備えている。２つのクランク角センサ１１０は、第１の実施形態で示した構成と同一構成の検出素子（すなわち、２つのクランク角センサ１１０が同一構成の検出素子を備えている）を有しており、それぞれのクランク角センサ１１０から出力された各アナログ信号に位相差が生じるようにクランクシャフトの回転方向に所定角度ずれて配置されている。本実施形態においては、互いに３°ＣＡずれて配置されている。尚、２つのクランク角センサ１１０は、同一基板に設けられても良いし、別個の基板にそれぞれ設けられても良い。

尚、一方のクランク角センサ１１０からは、アナログ信号のみがＥＣＵ１２０に出力され、他方のクランク角センサ１１０からは、第１の実施形態同様、アナログ信号及びパルス信号がＥＣＵ１２０に出力されるように構成されている。

そして、それぞれのクランク角センサ１１０から入力されたアナログ信号は、信号処理回路１２２にてＡ／Ｄ変換されて、所定間隔毎にサンプリングされたデジタル信号とされる。そして、マイコン１２１は、２つのデジタル信号及びパルス信号に基づいて角度信号を検出し、クランクシャフトの回転角度を算出する。

次に、クランクシャフトの回転角度の算出について、図６に基づいて説明する。

本実施形態においては、マイコン１２１は、入力されたパルス信号のパルスエッジ（図６においては立ち上がり及び立ち下がりエッジ）を基準の角度信号（図６の角度信号における太線）として検出する。

また、マイコン１２１は、入力された２つのデジタル信号を、予めＥＥＰＲＯＭに記憶された複数の閾値（図６における一点鎖線及び破線）と比較し、その比較結果から上述の基準の角度信号間を補間する角度信号（図６の角度信号における太線以外）を取得する。従って、補間する角度信号を増やすことも可能である。そして、マイコン１２１は、パルス信号のパルスエッジに基づく基準の角度信号とデジタル信号に基づく補間する角度信号による角度信号に基づいて、クランクシャフトの回転角度が何°ＣＡであるか（すなわち補間回転角度）を算出する。尚、図６に示す角度信号は１°ＣＡ間隔である。本実施形態においても、マイコン１２１が、特許請求の範囲で記載した算出手段及び補間算出手段に相当する。

このように本実施形態においては、位相が異なる２つのアナログ信号を並列処理し、補間する角度信号のポイントを増やしているので、従来の角度信号よりも高分解能の角度信号を得ることができる。従って、パルス信号のみに基づいて算出される従来の回転角度よりも、算出される回転角度の精度が良い。すなわち、クランクシャフトの位置を従来よりも高精度で検出することができる。

尚、マイコン１２１が、２つのデジタル信号を所定のタイミングで切り替えて、一方のデジタル信号を閾値と比較することにより、補間する角度信号を得ても良い。本実施形態においては、図６に示すように、補間回転角度を算出する（補間する角度信号を得る）一方のデジタル信号が、複数の閾値のうち最大閾値（図６に示す３つの閾値（一点鎖線及び破線）のうち最大値）を超えた場合及び最小閾値（図６に示す３つの閾値（一点鎖線及び破線）のうち最小値）よりも小さくなった場合、マイコン１２１が他方のデジタル信号に切り替えて補間回転角度を算出するように構成されている。このような構成すると、デジタル信号のうち、信号変化量の少ない領域を使用することなく、補間回転角度を算出することができる。従って、角度信号を一定間隔としやすい。また、角度信号を一定間間隔とするために、閾値をデジタル信号の最大値乃至最小値に近い値に設定しなくとも良いので、信号レベルが多少変化しても、クランクシャフトの位置を高精度で検出することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。

本実施形態において、回転体としてのクランクシャフトの回転角度（位置）を、検出素子を有するクランク角センサにより検出する構成例を示した。しかしながら、回転体は、クランクシャフトに限定されるものではない。

また、本実施形態においては、回転体の回転角度の変化に応じてアナログ信号を出力する検出素子として、磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を適用する例を示した。しかしながら、検出素子は上記例に限定されるものではない。それ以外にも、例えば電磁ピックアップコイル等を適用することもできる。

また、本実施形態においては、クランク角センサ１１０に、パルス信号生成手段であるコンパレータ１１８が含まれる構成例を示した。しかしながら、パルス信号生成手段がＥＣＵ１２０（例えば信号処理回路１２２）に設けられ、クランク角センサ１１０から出力されたアナログ信号を、ＥＣＵ１２０にてパルス信号とデジタル信号に変換処理する構成としても良い。

尚、検出素子から出力されたアナログ信号に温度依存性がある（振幅が変化する）場合、デジタル信号と比較される複数の閾値が固定値であると、温度によって補間回転角度（角度信号間の間隔）にばらつきが生じる。この場合には、補間算出手段が、デジタル信号の最大値及び最小値を検出する検出手段と、デジタル信号の最大値及び最小値の差の大きさに基づいて、温度によって補間回転角度（角度信号間の間隔）にばらつきが生じないように、複数の閾値を所定の値に設定（書き換え）する閾値設定手段を備える構成とすれば良い。このような構成とすると、温度による補間回転角度のバラツキを防止することができる。尚、上記実施形態においては、マイコン１２１が検出手段及び閾値設定手段に相当する。

また、本実施形態において、マイコン１２１は、デジタル信号を複数の閾値と比較し、基準の角度信号間を補間する角度信号を得る例を示した。しかしながら、複数の閾値に限定されるものではなく、１つの閾値でも良い。しかしながら、この場合、角度信号間の間隔を一定とすることはできない。また、デジタル信号の最大値及び最小値は、クランクロータの中心位置に相当するので、最大値及び最小値の位置を補間する角度信号とすることにより、角度信号を高分解能化することもできる。この場合、角度信号間の間隔を一定とすることもできる。

第１実施形態における回転角検出装置の概略構成を示す図である。 回転角検出装置のうち、クランク角センサの概略構成を示す図である。 従来の回転角度算出を説明するための模式図である。 本実施形態の回転角度算出を説明するための模式図である。 第２実施形態における回転角検出装置の概略構成を示す図である。 本実施形態の回転角度算出を説明するための模式図である。

符号の説明

１００・・・回転角検出装置
１１０・・・クランク角センサ
１１１，１１２，１１４，１１５・・・ＭＲＥ
１１３，１１６・・・ＭＲＥブリッジ（検出素子）
１１８・・・コンパレータ（パルス信号生成手段）
１２０・・・ＥＣＵ
１２１・・・マイコン（算出手段、補間算出手段）
１２２・・・信号処理回路（Ａ／Ｄ変換手段）

Claims (10)

1. 回転体の回転角度の変化に応じて大きさが周期的に変化するアナログ信号を出力する検出素子と、
   前記検出素子から出力されたアナログ信号を所定の基準値と比較し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
   前記パルス信号のパルスエッジに基づいて、前記回転体の回転角度を算出する算出手段と、
   前記検出素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
   前記デジタル信号に基づいて、前記算出手段によって算出された回転角度を補間した、補間回転角度を算出する補間算出手段とを備え、
   同一構成の前記検出素子を複数有し、複数の前記検出素子は、各検出素子から出力された各アナログ信号に位相差が生じるように前記回転体の回転方向に所定角度ずれて配置され、
   前記補間算出手段は、複数の前記検出素子から出力された複数の前記アナログ信号に基づく各デジタル信号を複数の閾値と比較し、その比較結果に基づいて前記補間回転角度を算出するとともに、前記補間回転角度を算出する前記デジタル信号が、複数の前記閾値のうち最大閾値を超えた場合及び／又は最小閾値よりも小さくなった場合、他の前記デジタル信号に切り替えて前記補間回転角度を算出することを特徴とする回転角検出装置。
2. 前記検出素子は、前記パルス信号生成手段とともに回転検出センサを構成しており、
   当該回転検出センサは、前記パルス信号とともに前記アナログ信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
3. 回転体の回転角度の変化に応じて大きさが周期的に変化するアナログ信号を出力する検出素子と、
   前記検出素子から出力されたアナログ信号を所定の基準値と比較し、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
   前記パルス信号のパルスエッジに基づいて、前記回転体の回転角度を算出する算出手段と、
   前記検出素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
   前記デジタル信号に基づいて、前記算出手段によって算出された回転角度を補間した、補間回転角度を算出する補間算出手段とを備え、
   前記検出素子は、前記パルス信号生成手段とともに回転検出センサを構成しており、
   当該回転検出センサは、前記パルス信号とともに前記アナログ信号を出力することを特徴とする回転角検出装置。
4. 同一構成の前記検出素子を複数有し、複数の前記検出素子は、各検出素子から出力された各アナログ信号に位相差が生じるように前記回転体の回転方向に所定角度ずれて配置され、
   前記補間算出手段は、複数の前記検出素子から出力された複数の前記アナログ信号に基づく各デジタル信号を用いて、前記補間回転角度を算出することを特徴とする請求項３に記載の回転角検出装置。
5. 前記補間算出手段は、前記デジタル信号を複数の閾値と比較し、その比較結果に基づいて前記補間回転角度を算出することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の回転角検出装置。
6. 複数の前記閾値として、前記パルス信号を生成する際に用いた基準値に対応する値を含むことを特徴とする請求項１，２，５いずれか１項に記載の回転角検出装置。
7. 複数の前記閾値は、一定角度を単位として前記補間回転角度が算出されるように設定されることを特徴とする請求項１，２，５，６いずれか１項に記載の回転角検出装置。
8. 前記補間算出手段は、前記デジタル信号の最大値及び最小値を検出する検出手段と、前記デジタル信号の最大値及び最小値の差に基づいて、複数の前記閾値を所定の値に設定する閾値設定手段を備えることを特徴とする請求項１，２，５〜７いずれか１項に記載の回転角検出装置。
9. 前記検出素子は、前記回転体に向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁石と前記回転体との間に配置され、前記バイアス磁界の方向に応じて出力値が変化する磁気抵抗素子ブリッジから構成されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の回転角検出装置。
10. 前記回転体は、内燃機関のクランクシャフトに設置されたクランクロータであることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の回転角検出装置。

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