JP5346782B2 - 回転角度検出装置および回転角度検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転角度検出装置および回転角度検出方法に関する。

従来より、３６０度を越えて回転可能な回転体の回転角度を検出する装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、以下のように構成された回転角度検出装置が記載されている。すなわち、回転可能な回転体は、ｎ個の歯が形成された歯車を有している。この歯車は、ｍ個の歯を有している歯車とｍ＋１個の歯を有している２つの歯車に係合されている。これら２つの歯車の角度ψとθは２つの周期的な角度センサを用いて測定される。この測定は接触式か又は非接触式に行われる。そして、これらの角度センサはそれぞれ電子評価回路に接続されており、この評価回路は、回転体の回転角度φの検出に必要な計算を行う。このように構成された回転角度検出装置において、いわゆる絶対値センサである２つの角度センサは、回転角度検出装置のスイッチオン直後に、スイッチオン時の２つの歯車の回転角度ψとθを供給する。これらの角度値、回転体の歯車の角度マークないし歯の数、および２つの歯車の角度マークないし歯の数により、回転体の角度φを検出する。

特許第３７９２７１８号公報

３６０度を越えて回転可能な回転体に取り付けられた歯車と噛み合う２つの従動歯車それぞれの回転角度を２つのセンサにて検出し、これら２つのセンサの検出結果に基づいて回転体の回転角度を演算する装置において、２つのセンサとして、測定した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を予め定められた周期で出力するセンサを用いることが考えられる。そして、２つのセンサそれぞれが各々独立して、回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号として出力する場合、回転体の回転角度を演算する際に用いる２つの従動歯車の回転角度の検出タイミングに最大でパルス幅変調信号の周期分のズレが生じる。このズレは回転体の停止時には影響ないが、回転している状態では回転体の回転角度の検出誤差の要因となり、回転体の回転角度が速いほど、パルス幅変調信号の周波数が低いほど、この誤差が大きくなる傾向にある。それゆえ、回転体の回転角度をより精度高く検出するには、かかる点を考慮して、回転体の回転角度を演算することが望ましい。

かかる目的のもと、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であって、前記回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、前記第１の従動体の回転角度を検出する第１の検出手段と、前記第２の従動体の回転角度を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を認識する認識手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段により入力された検出結果に基づいて前記回転体の回転角度を演算する回転角度演算手段と、を備え、前記回転体は歯車を有し、前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転し、前記回転角度演算手段は、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算する検出角度演算手段と、前記認識手段が認識した前記位相差に基づいて、前記検出角度演算手段が演算した前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段が補正した前記一方の従動体の回転角度と前記検出角度演算手段が演算した他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出装置である。

ここで、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を予め定められた周期で出力し、前記認識手段は、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を認識することが好適である。
また、前記認識手段および前記回転角度演算手段は、電力が供給されて起動する電子制御装置の一部であり、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、前記電子制御装置と接続され当該電子制御装置から電力が供給され、前記認識手段は、前記電子制御装置の起動時に前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を認識することが好適である。

また、前記回転角度演算手段は、予め定められた周期で前記回転体の回転角度を演算し、前記補正手段は、前記検出角度演算手段が演算した、今回の演算時点における前記検出回転角度と前回の演算時点における当該検出回転角度との回転角度差と、前記認識手段が認識した前記位相差とに基づいて前記一方の従動体の回転角度を補正することが好適である。

また、他の観点から捉えると、本発明は、回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、前記第１の従動体の回転角度を検出する第１の検出手段と、前記第２の従動体の回転角度を検出する第２の検出手段と、を備え、前記回転体は歯車を有し、前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転する回転角度検出装置における前記回転体の回転角度検出方法であって、前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を認識し、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算し、認識した前記位相差に基づいて、演算した前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正し、補正した前記一方の従動体の回転角度と他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法である。

ここで、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を予め定められた周期で出力し、当該第１の検出手段および当該第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を認識することが好適である。

本発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、回転体の回転角度をより精度高く検出することができる。

本実施の形態に係る回転角度検出装置の概略構成図である。 回転体の回転角度と、第１の従動ギア、第２の従動ギアの回転角度との関係を示す図である。 第１の従動ギアおよび第２の従動ギアの回転角度と、パルス幅変調信号のデューティ比との関係を示す図である。 第１の従動ギアおよび第２の従動ギアの回転角度と、第１の回転角度センサおよび第２の回転角度センサが出力するパルス幅変調信号との関係を示す図である。 ＥＣＵが行う回転体の回転角度演算処理の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る回転角度検出装置１の概略構成図である。
回転角度検出装置１は、例えば自動車などの乗り物の本体フレームに回転可能に支持される回転体１００の回転角度を検出する装置である。
回転体１００は、例えばステアリングホイールが連結される回転軸であり、本体フレームに固定される部材であるハウジング（不図示）に固定されたボールベアリングなどの軸受を介してハウジングに回転可能に支持されている。

この回転角度検出装置１にて、回転体１００の回転角度を検出することにより、回転体１００に連結されたステアリングホイールの回転角度の検出、ひいてはステアリングホイールが搭載された乗り物の進行方向の把握が可能となる。そして、回転角度検出装置１の検出結果は、進路案内を行う装置、ステアリングの角度に応じてサスペンションの硬さを変える装置等の各種の制御装置において使用される。

以下に、回転角度検出装置１について詳述する。
回転角度検出装置１は、回転体１００に取り付けられた歯車の一例としてのギア１０１と、ギア１０１と噛み合う第１の従動歯車の一例としての第１の従動ギア１１１と、ギア１０１と噛み合う第２の従動歯車の一例としての第２の従動ギア１２１とを有する。第１の従動ギア１１１は、例えば、ハウジングに回転可能に支持された第１の回転軸１１０に取り付けられることでハウジングに対して回転可能となっている。第２の従動ギア１２１も、例えば、ハウジングに回転可能に支持された第２の回転軸１２０に取り付けられることでハウジングに対して回転可能となっている。これら第１の従動ギア１１１と第１の回転軸１１０とで第１の従動体の一例を構成し、第２の従動ギア１２１と第２の回転軸１２０とで第２の従動体の一例を構成する。

図２は、回転体１００の回転角度と、第１の従動ギア１１１，第２の従動ギア１２１の回転角度との関係を示す図である。
ギア１０１の歯数はｎ個、第１の従動ギア１１１の歯数はｍ個、第２の従動ギア１２１の歯数は（ｍ＋１）個である。そして、ギア１０１の歯数と第１の従動ギア１１１の歯数との関係、ギア１０１の歯数と第２の従動ギア１２１の歯数との関係を考慮すると共に、第１の従動ギア１１１の歯数がｍ個、第２の従動ギア１２１の歯数が（ｍ＋１）個である点を考慮すると、図２に示すような、回転体１００の回転角度と、第１の従動ギア１１１，第２の従動ギア１２１の回転角度との関係を示す図を得ることができる。なお、ｎは８１、ｍは２１であることを例示することができる。

また、回転角度検出装置１は、第１の従動ギア１１１の回転角度を検出する第１の検出手段の一例としての第１の回転角度センサ１１２を有している。第１の回転角度センサ１１２は、第１の従動ギア１１１の回転半径方向の外側に配置されており、第１の従動ギア１１１の歯又は第１の回転軸１１０の周方向に複数形成された角度マークに基づいて第１の従動ギア１１１の回転角度を検出する。
同様に、回転角度検出装置１は、第２の従動ギア１２１の回転角度を検出する第２の検出手段の一例としての第２の回転角度センサ１２２を有している。第２の回転角度センサ１２２は、第２の従動ギア１２１の回転半径方向の外側に配置されており、第２の従動ギア１２１の歯又は第２の回転軸１２０の周方向に複数形成された角度マークに基づいて第２の従動ギア１２１の回転角度を検出する。
そして、回転角度検出装置１は、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２からの出力値に基づいて、言い換えれば第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２により入力された検出結果に基づいて回転体１００の回転角度を演算する回転角度演算手段の一例としての電子制御ユニット（以下、単に「ＥＣＵ」と称す。）１５０（図１参照）を有している。

第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２は、それぞれ、検出した第１の従動ギア１１１または第２の従動ギア１２１の回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号ＰＷＭを予め定められた周期で出力する。
図３は、第１の従動ギア１１１および第２の従動ギア１２１の回転角度と、パルス幅変調信号ＰＷＭのデューティ比との関係を示す図である。
図３に示すように、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２は、それぞれ、第１の従動ギア１１１または第２の従動ギア１２１の回転角度０度〜３６０度を、デューティ比５％〜９５％のパルス幅変調信号ＰＷＭに変換して出力する。

図４は、第１の従動ギア１１１および第２の従動ギア１２１の回転角度と、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が出力するパルス幅変調信号ＰＷＭとの関係を示す図である。
図４に示すように、第１の回転角度センサ１１２は、第１の従動ギア１１１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ（Ｈｉｇｈ）時間ＰＷＭＡ＿ＯＮを有するパルス幅変調信号ＰＷＭＡを、予め定められた周期ＰＷＭＡ＿Ｔにて出力し、第２の回転角度センサ１２２は、第２の従動ギア１２１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ（Ｈｉｇｈ）時間ＰＷＭＢ＿ＯＮを有するパルス幅変調信号ＰＷＭＢを、予め定められた周期ＰＷＭＢ＿Ｔにて出力する。

ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。ＥＣＵ１５０には、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が接続されており、ＥＣＵ１５０を介して第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２に電力が供給される。また、ＥＣＵ１５０は、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２から出力されたパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢを入力し、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢのＯＮ（Ｈｉｇｈ）パルスの時間を認識する。より具体的には、ＥＣＵ１５０は、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢそれぞれのＯＮ（Ｈｉｇｈ）パルスの時間を測定するために２つのタイマカウンタを備えている。各タイマカウンタは、パルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢの立ち上がりエッジ時にスタート、立ち下がりエッジ時にストップし、その間のカウンタの値をキャプチャ・レジスタに取り込みカウンタをクリアする。

そして、ＥＣＵ１５０は、予め定められた周期Ｔ（図４参照）で、キャプチャ・レジスタに取り込んだ、最新のパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢのＯＮパルスの時間を読み込み、この時間に基づいて回転体１００の回転角度φを演算する演算処理を行う。図４には、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が回転角度を検出する周期（ＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔ）およびタイミングと、ＥＣＵ１５０が行う回転体１００の回転角度φを演算する処理のタイミングおよび周期を示している。なお、ＥＣＵ１５０は、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が回転角度を検出する周期（ＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔ）をＲＯＭに記憶している。

ここで、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２は、各々独立して、つまり非同期で第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢとして出力する。それゆえ、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２の回転角度を検出し、その検出結果を出力する周期ＰＷＭＡ＿ＴとＰＷＭＢ＿Ｔとが同一であっても、検出・出力するタイミングは同じであるとは限らない。そのため、第１の回転角度センサ１１２と第２の回転角度センサ１２２とが、第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢとして出力するタイミングに、図４に示した位相差（ズレ）ΔＴＡＢが生じるおそれがある。そして、タイミングにズレが生じた場合、回転体１００の回転角度φを演算する演算処理を行うときに、最新のパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢのＯＮパルスの時間を読み込み、演算処理を行ったとしても、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２にて検出したタイミングが異なることから、回転体１００の回転角度φに誤差が生じるおそれがある。特に、回転体１００が回転しているときには、検出誤差の要因となり、回転体１００の回転角度が速いほど、およびパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの周波数が低いほど、この誤差が大きくなる傾向にある。そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ１５０においては、かかる点をも考慮して以下のように回転体１００の回転角度を演算する。

ＥＣＵ１５０は、起動時に、自身が電力を供給する第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２から入力されたパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢに基づいて、位相差ΔＴＡＢを測定し、ＲＡＭに記憶する。より具体的には、ＣＰＵのタイマー機能、ソフトウェアによるカウント処理により、第１の回転角度センサ１１２から入力されたパルス幅変調信号ＰＷＭＡの立ち下がりエッジ時の時間（時刻）と、第２の回転角度センサ１２２から入力されたパルス幅変調信号ＰＷＭＢの立ち下がりエッジ時の時間（時刻）とを取り込み、これらの差の絶対値から位相差ΔＴＡＢを測定し、ＲＡＭに記憶する。また、これらの差から、第１の回転角度センサ１１２あるいは第２の回転角度センサ１２２のいずれのセンサの位相が遅れているかを判別し（ある時点から見て先にパルス幅変調信号の立ち下がりエッジが入力された方が遅れていると判別する）、ＲＡＭに記憶する。その際、パルス幅変調信号ＰＷＭＡの立ち下がりエッジ時の時間（時刻）からパルス幅変調信号ＰＷＭＢの立ち下がりエッジ時の時間（時刻）を減算した値が零以下である場合は第１の回転角度センサ１１２の方が遅れていると判別し、零よりも大きい場合は第２の回転角度センサ１２２の方が遅れていると判別する。
ＥＣＵ１５０が起動時に行う位相差ΔＴＡＢの測定およびいずれのセンサの位相が遅れているかの判別は、ＥＣＵ１５０起動時のイニシャル処理の一環として、例えば、ＣＰＵのイニシャライズ後に行うことが好適である。
また、ＲＡＭに記憶した、位相差ΔＴＡＢおよびいずれのセンサの位相が遅れているかは、さらに、バックアップＲＡＭに記憶してもよい。

そして、ＥＣＵ１５０は、ＲＡＭに記憶した、位相差ΔＴＡＢおよびいずれのセンサの位相が遅れているかを基に回転体１００の回転角度を演算する。
以下、フローチャートを用いて、ＥＣＵ１５０が行う回転体１００の回転角度演算処理について説明する。
図５は、ＥＣＵ１５０が行う回転体１００の回転角度演算処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１５０は、上述した周期Ｔにてこの回転角度演算処理を行う。
ＥＣＵ１５０は、先ず、第１の従動ギア１１１の回転角度θＡおよび第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを算出する（ステップ５０１）。
第１の従動ギア１１１の回転角度θＡを算出する処理は、キャプチャ・レジスタに取り込んだ最新の第１の従動ギア１１１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ時間ＰＷＭＡ＿ＯＮを読み込み、以下の式（１）に代入することにより算出する処理である。
θＡ＝（ＰＷＭＡ＿ＯＮ−ＰＷＭＡ＿Ｔ×０．０５）／（ＰＷＭＡ＿Ｔ×０．９）×Ｋ１・・・（１）
ここで、Ｋ１は、パルス幅変調信号ＰＷＭＡを回転角度θＡに変換する係数であり、パルス幅変調信号ＰＷＭＡに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度とに依存する係数であり、予めＲＯＭに記憶されている。なお、周期ＰＷＭＡ＿Ｔは、予めＲＯＭに記憶された値を読み込み、式（１）に代入する。
また、第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを算出する処理は、キャプチャ・レジスタに取り込んだ最新の第２の従動ギア１２１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ時間ＰＷＭＢ＿ＯＮを読み込み、以下の式（２）に代入することにより算出する処理である。
θＢ＝（ＰＷＭＢ＿ＯＮ−ＰＷＭＢ＿Ｔ×０．０５）／（ＰＷＭＢ＿Ｔ×０．９）×Ｋ２・・・（２）
ここで、Ｋ２は、パルス幅変調信号ＰＷＭＢを回転角度θＢに変換する係数であり、パルス幅変調信号ＰＷＭＢに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度とに依存する係数であり、予めＲＯＭに記憶されている。周期ＰＷＭＢ＿Ｔは、予めＲＯＭに記憶された値を読み込み、式（２）に代入する。
なお、本実施の形態においては、パルス幅変調信号ＰＷＭＢに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度との関係は、パルス幅変調信号ＰＷＭＡに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度との関係と同じであるので、Ｋ２＝Ｋ１であることが好適である。

次に、ＥＣＵ１５０は、第１の従動ギア１１１および第２の従動ギア１２１の内、起動時にＲＡＭに記憶されている、検出・出力するタイミングが遅れていると判別された方のセンサ（第１の回転角度センサ１１２あるいは第２の回転角度センサ１２２）にて回転角度が検出される方のギア（以下では、「位相遅れギアＤＧ」と称す。）の角速度ωｄｇを算出する（ステップ５０２）。つまり、ＲＡＭに第１の回転角度センサ１１２の方が遅れていると記憶されている場合には、位相遅れギアＤＧは第１の従動ギア１１１であり、このステップ５０２の処理で第１の従動ギア１１１の角速度ωｄｇを算出する。他方、ＲＡＭに第２の回転角度センサ１２２の方が遅れていると記憶されている場合には、位相遅れギアＤＧは第２の従動ギア１２１であり、このステップ５０２の処理で第２の従動ギア１２１の角速度ωｄｇを算出する。そして、ステップ５０２における処理は、今回（ｎ回目）のフローにおけるステップ５０１にて算出した位相遅れギアＤＧの回転角度θｄｇ（ｎ）から前回（ｎ−１回目）のフローにおけるステップ５０１にて算出した位相遅れギアＤＧの回転角度θｄｇ（ｎ−１）を減算した値に、予め定められた、位相遅れギアＤＧの回転角度差を角速度に変換する係数Ｋｄｇを乗算する処理である（ωｄｇ＝（θｄｇ（ｎ）−θｄｇ（ｎ−１））×Ｋｄｇ）。
なお、係数Ｋｄｇは、１を回転角度算出処理の周期Ｔで除した値（１／Ｔ）であることが好適である。係数Ｋｄｇは、予めＲＯＭに記憶されている。

次に、ＥＣＵ１５０は、位相遅れギアＤＧの遅れ補正量αを算出する（ステップ５０３）。これは、ステップ５０３にて算出した位相遅れギアＤＧの角速度ωｄｇに、起動時にＲＡＭに記憶されている位相差ΔＴＡＢを乗算する処理である（α＝ωｄｇ×ΔＴＡＢ）。
その後、ＥＣＵ１５０は、位相遅れギアＤＧの回転角度θｄｇを補正した補正回転角度θｄｇ´を算出する（ステップ５０４）。これは、今回（ｎ回目）のフローにおけるステップ５０１にて算出した位相遅れギアＤＧの回転角度θｄｇ（ｎ）にステップ５０３にて算出したαを加算する処理である（θｄｇ´＝θｄｇ＋α）。

その後、ＥＣＵ１５０は、第１の従動ギア１１１の回転角度θＡと第２の従動ギア１２１の回転角度θＢとの角度差ΔθＡＢを算出する（ΔθＡＢ＝θＡ−θＢ）（ステップ５０５）。その際、第１の従動ギア１１１および第２の従動ギア１２１の内、位相遅れギアＤＧである方のギアの回転角度としては、ステップ５０４にて算出した補正回転角度θｄｇ´を用い、位相遅れギアＤＧではない方のギアの回転角度としては、ステップ５０１にて算出した回転角度を用いる。つまり、位相遅れギアＤＧが第１の従動ギア１１１である場合には、補正回転角度θｄｇ´からステップ５０１にて算出した回転角度θＢを減算し（ΔθＡＢ＝θｄｇ´−θＢ）、位相遅れギアＤＧが第２の従動ギア１２１である場合には、ステップ５０１にて算出した回転角度θＡから補正回転角度θｄｇ´を減算する（ΔθＡＢ＝θＡ−θｄｇ´）。

その後、ＥＣＵ１５０は、ステップ５０５にて算出した角度差ΔθＡＢが０度（ｄｅｇ）よりも小さいか否かを判別する（ステップ５０６）。そして、ステップ５０６にて肯定判定した場合には、ステップ５０５にて算出した角度差ΔθＡＢに３６０度を加算した値をΔθＡＢに置き換え（ΔθＡＢ＝ΔθＡＢ＋３６０）（ステップ５０７）、ステップ５０８へ進む。他方、ステップ５０６にて否定判定した場合には、ステップ５０８へ進む。

そして、ＥＣＵ１５０は、回転体１００の回転角度φを算出する（ステップ５０８）。これは、以下の式（３）により算出する処理である。
φ＝ΔθＡＢ×Ｋ３・・・（３）
ここで、Ｋ３は、第１の従動ギア１１１の回転角度θＡと第２の従動ギア１２１の回転角度θＢとの角度差ΔθＡＢを回転体１００の回転角度φに変換する係数であり、ギア１０１の歯数、第１の従動ギア１１１の歯数、第２の従動ギア１２１の歯数、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２の検出角度である３６０度に依存する係数であり、予めＲＯＭに記憶された係数である。

このように、本実施の形態に係る回転角度検出装置１においては、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢとして出力するタイミングの位相差ΔＴＡＢを考慮して、回転体１００の回転角度φを算出するので精度高く回転体１００の回転角度φを検出することが可能となる。

１…回転角度検出装置、１００…回転体、１０１…ギア、１１０…第１の回転軸、１１１…第１の従動ギア、１１２…第１の回転角度センサ、１２０…第２の回転軸、１２１…第２の従動ギア、１２２…第２の回転角度センサ、１５０…ＥＣＵ

Claims (6)

1. 回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
   前記回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、
   前記第１の従動体の回転角度を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の従動体の回転角度を検出する第２の検出手段と、
   前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を認識する認識手段と、
   前記第１の検出手段および前記第２の検出手段により入力された検出結果に基づいて前記回転体の回転角度を演算する回転角度演算手段と、
   を備え、
   前記回転体は歯車を有し、
   前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、
   前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、
   前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転し、
   前記回転角度演算手段は、
   前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算する検出角度演算手段と、
   前記認識手段が認識した前記位相差に基づいて、前記検出角度演算手段が演算した前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正する補正手段と、
   を有し、
   前記補正手段が補正した前記一方の従動体の回転角度と前記検出角度演算手段が演算した他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出装置。
2. 前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を予め定められた周期で出力し、
   前記認識手段は、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を認識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. 前記認識手段および前記回転角度演算手段は、電力が供給されて起動する電子制御装置の一部であり、
   前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、前記電子制御装置と接続され当該電子制御装置から電力が供給され、
   前記認識手段は、前記電子制御装置の起動時に前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を認識することを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置。
4. 前記回転角度演算手段は、予め定められた周期で前記回転体の回転角度を演算し、
   前記補正手段は、前記検出角度演算手段が演算した、今回の演算時点における前記検出回転角度と前回の演算時点における当該検出回転角度との回転角度差と、前記認識手段が認識した前記位相差とに基づいて前記一方の従動体の回転角度を補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転角度検出装置。
5. 回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、
   前記第１の従動体の回転角度を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の従動体の回転角度を検出する第２の検出手段と、
   を備え、
   前記回転体は歯車を有し、
   前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、
   前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、
   前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転する回転角度検出装置における前記回転体の回転角度検出方法であって、
   前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を認識し、
   前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算し、
   認識した前記位相差に基づいて、演算した前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正し、
   補正した前記一方の従動体の回転角度と他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法。
6. 前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を予め定められた周期で出力し、当該第１の検出手段および当該第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を認識することを特徴とする請求項５に記載の回転角度検出方法。

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