JPWO2019187733A1 - 角度検出装置および角度検出方法 - Google Patents

Abstract

回転軸の回転角度の検出に用いる位置センサの製造誤差や取付誤差の校正を適切に行い、回転角度の検出精度を向上させる。そのため、角度検出装置１は、クランクシャフト１２３の回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１クランク角センサ１２１１と、第２クランク角センサ１２１２とを少なくとも有し、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａと、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの振幅ｙｂとが等しくなるように、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の少なくとも何れか一方のゲインＧ１、Ｇ２を補正するゲイン補正器４と、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと、差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂと、が等しくなるように、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａ、または差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂの少なくとも何れか一方を補正する位相補正器５と、を有している構成とした。

Description

本発明は、角度検出装置および角度検出方法に関する。

近年、車両の燃費向上や排気ガス規制を強化するため、理論空燃比よりも薄い混合気で運転する技術（Ｌｅａｎ ｂｕｒｎ）や、燃焼後の排気ガスの一部を取り入れ、再度吸気させる技術（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：ＥＧＲ）が開発されている。

このような燃費向上や排気ガス規制の強化を目的とした内燃機関では、燃焼室における燃料や空気の量が理論値から乖離するため燃焼が不安定になることがあり、燃焼安定性の判定のためにクランクシャフトの回転変動を検出している。そのため、クランクシャフトの回転角度を精度よく検出することが求められている。一般的なクランクシャフトの回転角度の検出方法は、クランクシャフトに取り付けられた目盛板の回転角度を、所定の位置に固定されたクランク角センサ（位置センサ）で読み取るものである。しかしながら、従来のクランク角センサでは、クランク角センサや目盛板の製造誤差や取付誤差がクランクシャフトの回転角度の検出精度を低下させる要因となっていた。

特許文献１には、回転軸に固定した目盛板の周囲に、当該目盛板を読み取るための第１位置センサと第２位置センサとを備え、各々の位置センサの計測差を求めて平均値を得ることにより、角度センサの自己校正を行う角度検出器が開示されている。

特許３８２６２０７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された角度検出器では、第１位置センサと第２位置センサの製造誤差（各位置センサの個体差による感度の違いなど）や取付誤差は校正不可能であり、回転角度の検出精度の向上を図ることは難しい。その結果、特許文献１に開示された角度検出器を内燃機関に適用した場合、各位置センサの製造誤差や取付誤差を含んだ検出信号を内燃機関の制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）が読み取ることとなり、高精度な角度検出が求められるリーン燃焼などにおいて、燃焼安定性を誤判定してしまう可能性がある。

したがって、本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、回転軸の回転角度の検出に用いる位置センサの製造誤差や取付誤差の校正を適切に行い、回転角度の検出精度を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するため、回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１位置センサと、当該第１位置センサとは異なる位置で回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第２位置センサとを用いて回転軸の回転角度を検出する角度検出装置であって、第１位置センサの第１出力信号の振幅と、第２位置センサの第２出力信号の振幅とが等しくなるように、第１位置センサと第２位置センサの少なくとも何れか一方のゲインを補正するゲイン補正器と、第１出力信号の位相と、第２出力信号の位相とが等しくなるように、第１出力信号の位相、または第２出力信号の位相の少なくとも何れか一方を補正する位相補正器と、を有する構成とした。

本発明によれば、回転軸の回転角度の検出に用いる位置センサの製造誤差や取付誤差の校正を適切に行い、回転角度の検出精度を向上させることができる。

実施の形態にかかる内燃機関の要部構成を説明する図である。 制御装置の機能構成を説明する機能ブロック図である。 角度検出装置の機能構成を説明する機能ブロック図である。 ゲイン補正器によるゲイン補正の方法、及び位相補正器による位相補正の方法を説明する図である。 角度検出装置によるクランクシャフトの角度検出方法のフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる角度検出装置によるクランクシャフトの角度検出方法のフローチャートである。 第３の実施の形態にかかる角度検出装置によるクランクシャフトの角度検出方法のフローチャートである。 第４の実施の形態にかかる角度検出装置によるクランクシャフトの角度検出方法のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態では、角度検出装置１を、内燃機関１００が有するクランクシャフト１２３の回転角度の検出に用いた場合を例示して説明する。

［内燃機関］
図１は、実施の形態にかかる内燃機関１００の要部構成を説明する図である。

内燃機関１００では、外部から吸引した空気はエアクリーナ１１０、吸気管１１１、吸気マニホールド１１２を通流し、各気筒１５０に流入する。各気筒１５０に流入する空気量は、スロットル弁１１３により調整される。スロットル弁１１３には、スロットルの開度を検出するスロットル開度センサ１１３ａが設けられており、このスロットル開度センサ１１３ａで検出されたスロットル弁１１３の開度情報は、流量センサ１１４で測定された空気量の流量情報と共に、制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１０に出力される。なお、スロットル弁１１３は、電動機で駆動される電子スロットル弁が用いられるが、空気の流量を適切に調整できるものであれば、その他の方式によるものでもよい。

各気筒１５０に流入した空気の温度は、吸気温センサ１１５で検出される。

各気筒１５０の上部には、点火プラグ２００と点火コイル３００とが各々設けられている。点火プラグ３００から供給された高電圧により点火プラグ２００に放電（点火）が生じ、気筒１５０内の空気と燃料との混合気に着火することで気筒１５０内に爆発が起こり、ピストン１７０を押し下げる。押し下げられたピストン１７０により、クランクシャフト１２３が回転する。

クランクシャフト１２３には、リングギア１２０（目盛板）が同心円状に取り付けられており、このリングギア１２０（目盛板）の径方向外側には、第１クランク角センサ１２１１（第１位置センサ）と第２クランク角センサ１２１２（第２位置センサ）とが、クランクシャフト１２３の回転軸に対して１８０度対称となる位置に設けられている。このクランク角センサ１２１１、１２１２により、クランクシャフト１２３の回転角度が、１０°毎及び燃焼周期毎に検出される。第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２からは、それぞれ第１出力信号Ｓ４１、第２出力信号Ｓ４２が出力される。この第１出力信号Ｓ４１，第２出力信号Ｓ４２はアナログ信号である。なお、クランク角センサの個数や取付位置は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、回転軸回りに１２０度間隔で３個、又は９０°間隔で４個など、種々の形態が考えられる。

シリンダヘッドのウォータジャケット（図示せず）には、水温センサ１２２が設けられており、この水温センサ１２２により、内燃機関１００の冷却水の温度を検出する。

また、車両には、アクセルペダル１２５の変位量（踏み込み量）を検出するアクセルポジションセンサ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ：ＡＰＳ）１２６が設けられており、このアクセルポジションセンサ１２６により、運転者の要求トルクを検出する。このアクセルポジションセンサ１２６で検出された運転者の要求トルクは、後述するＥＣＵ１０に出力され、ＥＣＵ１０は、この要求トルクに基づいて、スロットル弁１１３の開度を制御する。

燃料タンク１３０に貯留された燃料は、燃料ポンプ１３１によって吸引及び加圧された後、プレッシャレギュレータ１３２が設けられた燃料配管１３３を通流し、燃料噴射弁（インジェクタ）１３４に誘導される。燃料ポンプ１３１から出力された燃料は、プレッシャレギュレータ１３２で所定の圧力に調整されたのち、燃料噴射弁１３４から各気筒１５０内に噴射される。プレッシャレギュレータ１３２で圧力調整された結果、余分な燃料は戻り配管（図示せず）を介して燃料タンク１３０に戻される。

内燃機関１００のシリンダヘッド（図示せず）には、燃焼圧センサ（ＣｙｌｉｎｄｅｒＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ：ＣＰＳ、筒内圧センサとも言う）１４０が設けられている。燃焼圧センサ１４０は、各気筒１５０内に設けられており、気筒１５０内の圧力（燃焼圧）を検出する。燃焼圧センサ１４０は、圧電式又はゲージ式の圧力センサが用いられ、広い温度領域に渡って気筒１５０内の燃焼圧（筒内圧）を検出することができるようになっている。

各気筒１５０には、燃焼後のガス（排気ガス）を、気筒１５０の外側に排出する排気マニホールド１６０が取り付けられている。この排気マニホールド１６０の排気側には、三元触媒１６１が設けられており、排気ガスは三元触媒１６１で浄化された後、大気に排出される。三元触媒１６１の上流側には、上流側空燃比センサ１６２が設けられており、この上流側空燃比センサ１６２は、各気筒１５０から排出された排気ガスの空燃比を連続的に検出する。また、三元触媒１６１の下流側には、下流側空燃比センサ１６３が設けられており、この下流側空燃比センサ１６３は、理論空燃比近傍でスイッチ的な検出信号を出力する。実施の形態では、下流側空燃比センサ１６３は、Ｏ２センサである。

［ＥＣＵのハードウェア構成］
次に、ＥＣＵ１０（制御装置）のハードウェアの全体構成を説明する。

図１に示すように、ＥＣＵ１０は、アナログ入力部１１と、デジタル入力部１２と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａ）変換部１３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４と、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１６と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ポート１７と、出力回路１８と、を有する。

アナログ入力部１１には、第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２、スロットル開度センサ１１３ａ、流量センサ１１４、アクセルポジションセンサ１２６、上流側空燃比センサ１６２、下流側空燃比センサ１６３、燃焼圧センサ１４０、水温センサ１２２等の各種センサからのアナログ出力信号が入力される。アナログ入力部１１に入力された各種センサからのアナログ出力信号は、ノイズ除去等の信号処理が行われた後、Ａ／Ｄ変換部１３でデジタル信号に変換れ、ＲＡＭ１４に記憶される。

デジタル入力部１２には、Ｉ／Ｏポート１７が接続されており、デジタル入力部１２に入力されたデジタル出力信号は、このＩ／Ｏポート１７を介してＲＡＭ１４に記憶される。

ＲＡＭ１４に記憶された各出力信号は、ＭＰＵ１５で演算処理される。

ＭＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶された制御プログラム（図示せず）を実行することで、ＲＡＭ１４に記憶された出力信号を、制御プログラムに従って演算処理する。ＭＰＵ１５は、制御プログラムに従って、内燃機関１００を駆動する各アクチュエータ（例えば、スロットル弁１１３、プレッシャレギュレータ１３２、点火プラグ２００等）の作動量を規定する制御値を算出し、ＲＡＭ１４に一時的に記憶する。

ＲＡＭ１４に記憶されたアクチュエータの作動量を規定する制御値は、Ｉ／Ｏポート１７を介して出力回路１８に出力される。

出力回路１８には、点火プラグ２００に印加する電圧を制御する点火制御部１８３（図２参照）の機能などが設けられている。

［ＥＣＵの機能構成］
次に、ＥＣＵ１０の機能構成を説明する。

図２は、ＥＣＵ１０の機能構成を説明するブロック図である。このＥＣＵ１０の各機能は、ＭＰＵ１５がＲＯＭ１６記憶された制御プログラムを実行することで、出力回路１８で実現される。

図２に示すように、ＥＣＵ１０の出力回路１８は、全体制御部１８１と、燃料噴射制御部１８２と、点火制御部１８３とを有する。

全体制御部１８１は、アクセルポジションセンサ１２６と、燃焼圧センサ１４０（ＣＰＳ）に接続されており、アクセルポジションセンサ１２６からの要求トルク（加速信号Ｓ１）と、燃焼圧センサ１４０からの出力信号Ｓ２とを受け付ける。全体制御部１８１は、アクセルポジションセンサ１２６からの要求トルク（加速信号Ｓ１）と、燃焼圧センサ１４０からの出力信号Ｓ２とに基づいて、燃料噴射制御部１８２と点火制御部１８３の全体的な制御を行う。

燃料噴射制御部１８２は、内燃機関１００の各気筒１５０を判別する気筒判別部１８４と、クランクシャフト１２３の回転角度（クランク角度）を計測する角度情報生成部１８５と、エンジン回転数を計測する回転数情報生成部１８６と、に接続されており、気筒判別部１８４からの気筒判別情報Ｓ３と、角度情報生成部１８５からのクランク角度情報Ｓ４と、回転数情報生成部１８６からのエンジン回転数情報Ｓ５と、を受け付ける。なお、角度情報生成部１８５は、リングギア１２０（目盛板）の回転角度（クランク角度）を、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２とで計測し、第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１と、第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２と、を出力する構成を含む。なお、第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１と、第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２とによりクランク角度情報Ｓ４を構成する。

また、燃料噴射制御部１８２は、気筒１５０内に吸気される空気の吸気量を計測する吸気量計測部１８７と、エンジン負荷を計測する負荷情報生成部１８８と、エンジン冷却水の温度を計測する水温計測部１８９と、に接続されており、吸気量計測部１８７からの吸気量情報Ｓ６と、負荷情報生成部１８８からのエンジン負荷情報Ｓ７と、水温計測部１８９からの冷却水温度情報Ｓ８と、を受け付ける。

燃料噴射制御部１８２は、受け付けた各情報に基づいて、燃料噴射弁１３４から噴射される燃料の噴射量と噴射時間（燃料噴射弁制御情報Ｓ９）を算出し、算出した燃料の噴射量と噴射時間とに基づいて燃料噴射弁１３４を制御する。

点火制御部１８３は、全体制御部１８１のほか、気筒判別部１８４と、角度情報生成部１８５と、回転数情報生成部１８６と、負荷情報生成部１８８と、水温計測部１８９とに接続されており、これらからの各情報を受け付ける。

点火制御部１８３は、受け付けた各情報に基づいて、点火コイル３００に通電する電流量（通電角）と、通電開始時間と、通電した電流を遮断する時間（点火時間）を算出する。点火制御部１８３は、算出した通電量と、通電開始時間と、点火時間とに基づいて、点火コイル３００に点火信号ＳＡを出力することで、点火プラグ２００による点火の制御を行う。点火制御部１８３は、気筒１５０の筒内圧と、筒内容積とに基づいて、点火プラグ２００の点火による気筒１５０内の混合気への着火の有無の検出を行う。

［角度検出装置］
次に、本発明の実施の形態にかかる角度検出装置１を説明する。

図３は、実施の形態にかかる角度検出装置１の機能構成を説明する機能ブロック図である。
図４は、ゲイン補正器４によるゲイン補正の方法、及び位相補正器５による位相補正の方法を説明する図である。

図３に示すように、角度検出装置１は、第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２と、反転器２Ａ、２Ｂと、差演算器３Ａ、３Ｂと、ゲイン補正器４と、位相補正器５と、平均演算器６と、比較器７とを有する。なお、反転器２Ａと反転器２Ｂとを特に区別しない場合には、単に反転器２と表記し、差演算器３Ａと差演算器３Ｂとを特に区別しない場合には、単に差演算器３と表記する。

前述したように、第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２は、クランクシャフト１２３に設けられたリングギア１２０の径方向外側であって、クランクシャフト１２３の回転軸に対して１８０度対称となる位置に設けられている。第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２は、リングギア１２０の回転軸回りの周方向の全周に亘って連続的に形成された凸部（又は凹部）を検出することで、クランクシャフト１２３の回転軸回りの回転角度を検出する。第１クランク角センサ１２１１で検出されたクランクシャフト１２３の回転角度に対応する第１出力信号Ｓ４１は、差演算器３Ａと反転器２Ａに出力され、第２クランク角センサ１２１２で検出されたクランクシャフト１２３の回転角度に対応する第２出力信号Ｓ４２は、差演算器３Ｂと反転器２Ｂに出力される。

反転器２Ａは、第１クランク角センサ１２１１から出力された第１出力信号Ｓ４１を反転した電圧信号Ｓ４１ａを出力し、反転器２Ｂは、第２クランク角センサ１２１２から出力された第２出力信号Ｓ４２を反転した電圧信号Ｓ４２ａを出力する。例えば、反転器２Ａ、２Ｂの反転基準電圧が２Ｖに設定されており、クランク角センサ１２１１、１２１２からそれぞれ３Ｖの電圧（第１出力信号Ｓ４１、第２出力信号Ｓ４２）が入力された場合、反転器２Ａ、２Ｂでの反転結果は１Ｖとなり、この１Ｖの電圧信号Ｓ４１ａ、Ｓ４２ａが、差演算器３Ａ、３Ｂに出力される。

差演算器３Ａは、第１クランク角センサ１２１１からの第１出力信号Ｓ４１と反転器２Ａからの電圧信号Ｓ４１ａとの差（Ｓ４１ａ−Ｓ４１）を演算し、差演算器３Ｂは、第２クランク角センサ１２１２からの第２出力信号Ｓ４２と反転器２Ｂからの電圧信号Ｓ４２ａとの差（Ｓ４２ａ−Ｓ４２）を演算し、演算後の差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂをゲイン補正器４に出力する。

ゲイン補正器４は、図４に示すように、第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂと、第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂとを比較し、それぞれのクランク角センサ１２１１、１２１２の差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂの絶対値が最大値となったタイミングｔａ、ｔｂで、差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂの振幅差Δｙ（ｙｂ−ｙａ）を算出し、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの振幅の最大値が、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの振幅の最大値と等しくなるように第２クランク角センサ１２１２のゲインＧ２を補正する。実施の形態では、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの振幅ｙｂは、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａよりも大きいので、第２クランク角センサ１２１２のゲインＧ２を小さくし、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの振幅の最大値が、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの振幅の最大値と等しくなるように補正する。なお、ゲイン補正器４は、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの振幅の最大値が、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの振幅の最大値と等しくなるように第１クランク角センサ１２１１のゲインＧ１を補正してもよい。

位相補正器５は、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２のそれぞれの差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂを一定の時間間隔でＥＣＵ１０のＲＡＭ１４に保存しておき、図４に示すように、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが０（ゼロ）になったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂ、４２ｂの位相差Δα（αｂ−αａ）を算出し、そのタイミングにおける第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの位相αａに、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂが等しくなるように、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相を補正する。これにより、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相を、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの位相に合わせるように補正できる。なお、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂが０（ゼロ）になったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂ、４２ｂの位相差Δα（αｂ−αａ）を算出し、そのタイミングにおける第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂに、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの位相αａが等しくなるように、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの位相を補正してもよい。補正後の差動信号Ｓ４１ｃ、４２ｃは、平均演算器６に出力される。

図３に戻って、平均演算器６では、補正後の差動信号Ｓ４１ｃとＳ４２ｃとを合計した後、２で割ることで、補正後の差動信号Ｓ４１ｃとＳ４２ｃとの平均値である電圧信号Ｓ４ｄを算出する。これにより、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の製造誤差や取付誤差を校正することができ、この校正後の電圧信号Ｓ４ｄが比較器７に出力される。

比較器７では、所定の閾値（定数）Ｋｔｈが予め設定されており、平均演算器６から入力された電圧信号Ｓ４ｄと閾値Ｋｔｈとを比較した結果、電圧信号Ｓ４ｄが閾値Ｋｔｈ未満（Ｓ４ｄ＜Ｋｔｈ）の場合、予め決められた電圧値であるＬＯ電圧（例えば、０Ｖ）を出力し、電圧信号Ｓ４ｄが閾値Ｋｔｈ以上（Ｓ４ｄ≧Ｋｔｈ）の場合、予め決められた電圧値であるＨＩ電圧（例えば、５Ｖ）を出力する。比較器７から出力された電圧信号Ｓ４ｅは、従来のクランク角センサ１個の場合と同様の形態である。このため、電圧信号Ｓ４ｅを受信するＥＣＵ１０側の変更は必要なく、かつクランク角センサ１２１１、１２１２の製造誤差や取付誤差を含む角度誤差の低減が実現可能である。

［角度検出方法］
次に、前述した角度検出装置１によるクランクシャフト１２３の角度検出方法を説明する。

図５は、実施の形態にかかる角度検出装置１によるクランクシャフト１２３の角度検出方法のフローチャートである。

ステップＳ１０１において、内燃機関１００の電源の投入（例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＮ）により、角度検出装置１はクランクシャフト１２３の角度検出処理を開始する。

ステップＳ１０２において、第１クランク角センサ１２１１は、当該第１クランク角センサ１２１１とリングギア１２０の凸部（又は凹部）との間の距離を検出し、検出した距離に応じた第１出力信号Ｓ４１を反転器２Ａと差演算器３Ａとに出力する。

ステップＳ１０３において、反転器２Ａでは、第１クランク角センサ１２１１から入力された第１出力信号Ｓ４１を、予め設定された反転基準電圧（実施の形態では２Ｖ）を中心として反転し、反転後の電圧信号Ｓ４１ａ（実施の形態では１Ｖ）を差演算器３Ａに出力する。

ステップＳ１０４において、差演算器３Ａでは、第１クランク角センサ１２１１からの第１出力信号Ｓ４１と、反転器２Ａで反転した後の電圧信号Ｓ４１ａとの差（Ｓ４１−Ｓ４１ａ）を演算し、演算後の差動信号Ｓ４１ｂをゲイン補正器４に出力する。

ステップＳ１０５において、第２クランク角センサ１２１２は、当該第２クランク角センサ１２１２とリングギア１２０の凸部（又は凹部）との間の距離を検出し、検出した距離に応じた第２出力信号Ｓ４２を反転器２Ｂと差演算器３Ｂとに出力する。

ステップＳ１０６において、反転器２Ｂでは、第２クランク角センサ１２１２から入力された第２出力信号Ｓ４２を、予め設定された反転基準電圧（実施の形態では２Ｖ）を中心として反転し、反転後の電圧信号Ｓ４２ａ（実施の形態では１Ｖ）を差演算器３Ｂに出力する。

ステップＳ１０７において、差演算器３Ｂでは、第２クランク角センサ１２１２からの第２出力信号Ｓ４２と、反転器２Ｂで反転した後の電圧信号Ｓ４２ａとの差（Ｓ４２−Ｓ４２ａ）を演算し、演算後の差動信号Ｓ４２ｂをゲイン補正器４に出力する。

ステップＳ１０８において、ゲイン補正器４では、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂと、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂとを比較する。実施の形態では、ゲイン補正器４は、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが最大値となったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａとＳ４２ｂの振幅ｙｂの振幅差Δｙ（ｙｂ−ｙａ）を算出する。

ステップＳ１０９において、ゲイン補正器４は、ステップＳ１０８のタイミングで、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの最大値が、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの最大値と等しくなるように（振幅差Δｙが０になるように）、第２クランク角センサ１２１２のゲインＧ２を補正する。

ステップＳ１１０において、位相補正器５では、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが０（ゼロ）になったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂの位相差Δα（αｂ−αａ）を算出する。

ステップＳ１１１において、位相補正器５では、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂが０（ゼロ）になるタイミングが、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが０（ゼロ）になるタイミングと等しくなるように（位相差Δαが０になるように）、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相を補正する。

ステップＳ１１２において、平均演算器６では、補正後の第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｃと、補正後の第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｃとの電圧値を合計した後、２で割ることで平均値Ｓ４ｄを算出する。これにより、クランク角センサ１２１１、１２１２の製造誤差や取付誤差を含んだ角度誤差の校正が完了する。

ステップＳ１１３において、所定の閾値（定数）Ｋｔｈを比較器に予め設定する。

ステップＳ１１４において、比較器７では、ステップＳ１１３で設定された閾値（定数）Ｋｔｈと、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄと、を比較する。

ステップＳ１１５において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１１６に進み、電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、ステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１６において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合、予め設定された電圧値であるＨＩ電圧（実施の形態では５Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ１１８）。

ステップＳ１１７において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合予め設定された電圧値であるＬＯ電圧（実施の形態では０Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ１１８）。

ステップＳ１１８において、ＥＣＵ１０は、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１１７の処理を、内燃機関１００の電源が切られる（車両のイグニッションスイッチがＯＦＦ）まで、所定の周期で連続的に実行する。

以上説明した通り、前述した実施の形態では、
（１）回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１クランク角センサ１２１１（第１位置センサ）と、第１クランク角センサ１２１１とは異なる位置で回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第２クランク角センサ１２１２（第２位置センサ）とを用いて回転軸の回転角度を検出する角度検出装置１であって、第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａと、第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂの振幅ｙｂとが等しくなるように、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の少なくとも何れか一方のゲインＧ１、Ｇ２を補正するゲイン補正器４と、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと、差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂと、が等しくなるように、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａ、または差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂの少なくとも何れか一方を補正する位相補正器５と、を有している構成とした。

このように構成すると、角度検出装置１では、少なくとも２つの異なる第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂと、第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂとの振幅を等しくするように、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の少なくとも何れかのゲインＧ１、Ｇ２を補正すると共に、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂとが等しくなるように、何れかの出力信号の位相を補正するので、第１クランク角センサ１２１１や第２クランク角センサ１２１２の製造誤差や取付誤差の校正を適切に行い、回転角度の検出精度を向上させることができる。さらに、最終的に出力される電圧信号は、従来のクランク角センサと同様の形態なので、ＥＣＵ１０側の変更は必要なく、角度誤差の低減が実現可能である。

（２）また、ゲイン補正器４は、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａと、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの振幅ｙｂとのうち、何れか一方が最大値となったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａと、差動信号Ｓ４２ｂの振幅ｙｂとが等しくなるように、第１クランク角センサＳ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の少なくとも何れか一方のゲインＧ１、Ｇ２を補正する構成とした。

このように構成すると、ゲイン補正器４は、差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂの振幅ｙａ、ｙｂが最大値になったタイミングで、振幅ｙａ、Ｙｂの補正を行うので、差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａと差動信号Ｓ４２ｂの振幅ｙｂの最大値を等しくするような補正が行いやすい。

（３）また、位相補正器５は、差動信号Ｓ４１ｂ、または差動信号Ｓ４２ｂの何れか一方がゼロとなったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂとの位相差Δαを算出し、差動信号Ｓ４１ｂがゼロになるタイミングと差動信号Ｓ４２ｂがゼロになるタイミングとが等しくなるように、差動信号Ｓ４１ｂと差動信号Ｓ４２ｂの少なくとも何れか一方の位相αａ、αｂを補正する構成とした。

このように構成すると、位相補正器５は、差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂが０（ゼロ）になったタイミングで位相αａ、αｂの補正を行うので、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂを等しくするような補正が行いやすい。

（４）また、角度検出装置１は、第１出力信号Ｓ４１と第２出力信号Ｓ４２とをそれぞれ反転して出力する反転器２Ａ、２Ｂと、反転器２Ａ，２Ｂによる第１出力信号Ｓ４１の反転前後の出力信号の差分と、第２出力信号Ｓ４２の反転前後の出力信号の差分とを演算する差演算器３Ａ、３Ｂと、を有する構成とした。

このように構成すると、第１クランク角センサ１２１１と、第２クランク角センサ１２１２の反転前後の出力信号の差分を取っているので、差分を取った後の差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂのノイズが低減され、後のゲイン補正や位相補正を精度よく行うことができる。

（５）また、角度検出装置１は、位相補正器５による第１出力信号Ｓ４１の補正後の出力信号Ｓ４１ｃと、第２出力信号Ｓ４２の補正後の出力信号Ｓ４２ｃとの平均値である電圧信号Ｓ４ｄを演算する平均演算器６と、平均演算器６で演算された平均値である電圧信号Ｓ４ｄと所定の閾値Ｋｔｈとを比較すると共に、この比較結果をＥＣＵ１０に出力する比較器７と、を有する構成とした。

このように構成すると、ゲイン補正と位相補正を行った後のアナログの電圧信号Ｓ４ｄを、閾値Ｋｔｈを基準としてＨＩ電圧（実施の形態では５Ｖ）又はＬＯ電圧（実施の形態では０Ｖ）のデジタル信号に変換することができ、このデジタル信号に変換されたゲインと位相の校正後の電圧信号をＥＣＵ１０に出力することができる。ＥＣＵ１０では、この校正された後の回転角度を示す電圧信号に基づいて、クランクシャフト１２３の回転変動を正確に取得することができる結果、燃焼安定性を正確に判断することができる。よって、ＥＣＵ１０では、この燃焼安定性の判断に応じて、燃料噴射弁１３４による燃料量を増減する制御や、スロットル弁１１３による吸入空気量の制御や、点火プラグ２００による点火タイミングの制御を行うことで、燃焼安定性を適切に調整することができる。

なお、前述した実施形態では、角度検出装置１はゲイン補正器４と位相補正器５とを有する場合を例示して説明したが、少なくともゲイン補正器４又は位相補正器５の何れか一方を有している構成としてもよい。具体的には、回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１クランク角センサ１２１１（第１位置センサ）と、第１クランク角センサ１２１１とは異なる位置で回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第２クランク角センサ１２１２（第２位置センサ）とを用いて回転軸の回転角度を検出する角度検出装置１であって、第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａと、第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂの振幅ｙｂとが等しくなるように、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の少なくとも何れか一方のゲインＧ１、Ｇ２を補正するゲイン補正器４を有する構成としてもよく、又は回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１クランク角センサ１２１１（第１位置センサ）と、第１クランク角センサ１２１１とは異なる位置で回転軸の回転角を検出可能に設けられた第２クランク角センサ１２１２（第２位置センサ）とを用いて回転軸の回転角度を検出する角度検出装置１であって、第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと、第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂと、が等しくなるように、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａ、または差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂの少なくとも何れか一方を補正する位相補正器５と、を有する構成としてもよい。このように構成しても、前述した構成と同様の作用効果を奏し得る。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる角度検出装置１Ａを説明する。

前述した実施の形態では、ゲイン補正器４及び位相補正器５において、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂを基準に補正する場合を例示して説明したが、差動信号Ｓ４１ｂに大きなノイズが含まれている場合、ノイズが含まれた状態でゲイン補正及び位相補正が行われ、ＥＣＵ１０に入力されることになる。この場合、ＥＣＵ１０では、ノイズを含んだ状態の出力信号に基づいてクランクシャフト１２３の回転角度を検出することとなり、回転角度を精度よく検出することができない可能性が高い。よって、ＥＣＵ１０では、燃焼安定性の判定が正確に行うことができない結果、燃費の向上や燃料ガスの低減を適切に行うことができない。そのため、第２の実施の形態にかかる角度検出装置１Ａでは、第１クランク角センサ１２１１の差動電圧Ｓ４１ｂと第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４２ｂのノイズを測定し、よりノイズが小さいクランク角センサを基準にすることでノイズの影響を低減することができる点が、前述した実施の形態と異なる点である。

角度検出装置１Ａでは、差演算器３Ａ、３Ｂで生成された差動信号Ｓ４１ｂ，Ｓ４２ｂのノイズを測定するノイズ測定器（図示せず）を有しており、ＥＣＵ１０は、ノイズ測定器（図示せず）により測定された差動信号Ｓ４１ｂのノイズと差動信号Ｓ４２ｂのノイズの何れがより大きいかを判定する。以下に説明する第２の実施の形態では、ＥＣＵ１０が、ノイズ測定器（図示せず）により測定されたノイズのうち、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂのノイズの方が、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂのノイズよりも大きいと判定した場合を例示して説明する。

図６は、第２の実施の形態にかかる角度検出装置１Ａによるクランクシャフト１２３の角度検出方法のフローチャートである。なお、前述した実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、必要に応じて説明する。

図６に示すように、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７は、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０７と同様の手順である。

ステップＳ２０８において、ＥＣＵ１０は、ノイズ測定器（図示せず）で測定した第１クランク角センサ１２１１の差動電圧Ｓ４１ｂのノイズと、第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４２ｂのノイズとのうち、どちらの差動電圧のノイズがより大きいかを判定する。実施の形態では、差動電圧Ｓ４２ｂよりも差動電圧Ｓ４１ｂのノイズの方が大きいと判定する。

また、ステップＳ２０８において、ゲイン補正器４では、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂと、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂとを比較する。実施の形態では、ゲイン補正器４は、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが最大値となったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａとＳ４２ｂの振幅ｙｂの振幅差Δｙ（ｙｂ−ｙａ）を算出する。

ステップＳ２０９において、ゲイン補正器４は、ステップＳ２０８のタイミングで、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの最大値が、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの最大値と等しくなるように、第１クランク角センサ１２１１のゲインＧ１を補正する。

ステップＳ２１０において、位相補正器５では、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが０（ゼロ）になったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂの位相差Δα（αｂ−αａ）を算出する。

ステップＳ２１１において、位相補正器５では、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが０（ゼロ）になるタイミングが、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂが０（ゼロ）になるタイミングと等しくなるように、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの位相を補正する。

ステップＳ２１２において、平均演算器６では、補正後の第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｃと、補正後の第２クランク角センサ１２１２の差動信号４２ｃとの電圧値を合計した後、２で割ることで平均値を算出する。これにより、クランク角センサ１２１１、１２１２の製造誤差や取付誤差を含んだ角度誤差の校正が完了する。

ステップＳ２１３において、所定の閾値（定数）Ｋｔｈを比較器に予め設定する。

ステップＳ２１４において、比較器７では、ステップＳ２１３で設定された閾値（定数）Ｋｔｈと、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄと、を比較する。

ステップＳ２１５において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、ステップＳ２１６に進み、電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合（ステップＳ２１５：ＮＯ）、ステップＳ２１７に進む。

ステップＳ２１６において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合、予め設定された電圧値であるＨＩ電圧（実施の形態では５Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ２１８）。

ステップＳ２１７において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合予め設定された電圧値であるＬＯ電圧（実施の形態では０Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ２１８）。

ステップＳ２１８において、ＥＣＵ１０は、前述したステップＳ２０１〜Ｓ２１７の処理を、内燃機関１００の電源が切られるまで、所定の周期で連続的に実行する。

なお、前述した実施の形態では、第１クランク角センサ１２１１の差動電圧Ｓ４１ｂに大きなノイズが含まれている場合に、第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４２ｂを基準として、第１クランク角センサ１２１１の差動電圧Ｓ４１ｂのゲインと位相を補正する場合を例示して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４２ｂに大きなノイズが含まれている場合に、第１クランク角センサ１２１１の差動電圧Ｓ４１ｂを基準として、第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４２ｂのゲインと位相を補正してもよい。

以上説明した通り、第２の実施の形態では、
（６）第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂと第２出力信号４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂとの少なくとも何れか一方のノイズを検出するノイズ検出器を有し、ゲイン補正器４と位相補正器５は、差動信号Ｓ４１ｂと差動信号Ｓ４２ｂのうち、ノイズ検出器で検出したノイズの小さい方の出力信号を基準として、ノイズの大きい方の出力信号を補正する構成とした。

このように構成すると、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂのノイズと、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂのノイズを検出することができ、例えば、第１クランク角センサ１２１１の差動電圧Ｓ４１ｂのノイズが大きい場合、第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４２ｂを基準として第１クランク角センサ１２１１の差動電圧Ｓ４１ｂのゲインと位相を調整することで、クランク角度を精度よく検出することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる角度検出装置１Ｂを説明する。

前述した実施の形態では、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２のうち、ノイズの少ない何れ一方の差動電圧を基準として、他方の差動電圧のゲインと位相を補正する場合を例示して説明したが、第３の実施の形態にかかる角度検出装置１Ｂは、何れの差動電圧も大きいノイズを含んでいる場合の対策として、複数の差動電圧をＥＣＵ１０のＲＡＭ１４などのメモリに保存し、保存した複数の差動電圧の平均化処理を行うことで、ノイズの影響を低減できる点が、前述した実施の形態と異なる点である。

図７は、第３の実施の形態にかかる角度検出装置１Ｂによるクランクシャフト１２３の角度検出方法のフローチャートである。なお、前述した実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、必要に応じて説明する。

図７に示すように、ステップＳ３０１〜Ｓ３１１は、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１１１と同様の手順である。

ステップＳ３１２において、角度検出装置１Ｂは、第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂのＲＡＭ１４への保存回数ｎが、予め設定された所定回数以上か否かを判定する。所定回数は、第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２の差動電圧Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂにノイズが含まれている場合、所定回数の差動電圧の合計の平均値を算出することで、含まれるノイズの影響をクランク角度の検出精度を十分確保できるだけ小さくできる回数に設定されている。

ステップＳ３１３において、角度検出装置１Ｂは、保存回数ｎが所定回数以下であると判定した場合（ステップＳ３１３：ＹＥＳ）、ステップＳ３１５に進み、保存回数ｎが所定回数を超えていると判定した場合（ステップＳ３１３：ＮＯ）、ステップＳ３１４に進み、ゲイン補正及び位相補正後の差動信号Ｓ４１ｃ、Ｓ４２ｃを、ＥＣＵ１０のＲＡＭ１４に保存し、保存回数ｎに１を加算し、ステップＳ３０８に戻り、保存回数ｎが所定回数を超えるまでステップＳ３０８〜Ｓ３１３の処理を繰り返す。

ステップＳ３１５において、平均演算器６では、補正後の第１クランク角センサ１２１１のｎ回分の差動信号Ｓ４１ｃと、補正後の第２クランク角センサ１２１２のｎ回分の差動信号４２ｃとの電圧値を合計した後、２ｎで割ることで平均値Ｓ４ｄを算出する。これにより、クランク角センサ１２１１、１２１２の製造誤差や取付誤差を含んだ角度誤差の校正が完了する。

ステップＳ３１６において、所定の閾値（定数）Ｋｔｈを比較器に予め設定する。

ステップＳ３１７において、比較器７では、ステップＳ３１６で設定された閾値（定数）Ｋｔｈと、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄと、を比較する。

ステップＳ３１８において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合（ステップＳ３１８：ＹＥＳ）、ステップＳ３１９に進み、電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合（ステップＳ３１８：ＮＯ）、ステップＳ３２０に進む。

ステップＳ３１９において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合、予め設定された電圧値であるＨＩ電圧（実施の形態では５Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ３２１）。

ステップＳ３２０において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合予め設定された電圧値であるＬＯ電圧（実施の形態では０Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ３２１）。

ステップＳ３２１において、ＥＣＵ１０は、前述したステップＳ３０１〜Ｓ３２０の処理を、内燃機関１００の電源が切られるまで、所定の周期で連続的に実行する。

以上説明した通り、第３の実施の形態では、
（７）第１クランク角センサ１２１１の第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂと第２クランク角センサ１２１２の第２出力信号Ｓ４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂの少なくとも何れか一方の位相補正器による位相補正後の出力信号を複数記憶するＲＡＭ１４（記憶装置）を有し、ゲイン補正器４と位相補正器５は、記憶装置に記憶された複数の出力信号の平均値に基づいて補正を行う構成とした。

このように構成すると、角度検出装置１Ｂでは、ＲＡＭ１４に複数の差動信号Ｓ４１ｂ、Ｓ４２ｂを保存し、この複数の保存された差動信号を平均化処理することで、クランク角センサの出力信号にノイズが含まれている場合でもノイズの影響を低減することができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態にかかる角度検出装置１Ｃを説明する。

前述した実施の形態では、リングギア１２０（目盛板）の目盛り間隔が等ピッチの場合を例示して説明したが、リングギア１２０（目盛板）の目盛り間隔が不等ピッチである場合、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂ、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの波形の位相がクランク角度ごとにそれぞれの位相が異なり、位相補正器５による位相補正が困難となる。第４の実施の形態では、角度検出装置１Ｃは、不等ピッチである場合でも、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の位相を考慮して位相補正することにより、クランク角度を精度よく検出することができる点が、前述した実施の形態と異なる点である。

図８は、第４の実施の形態にかかる角度検出装置１Ｃによるクランクシャフト１２３の角度検出方法のフローチャートである。なお、前述した実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、必要に応じて説明する。

図８に示すように、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７は、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０７と同様の手順である。

ステップＳ４０８において、１周期分の第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相に１８０°加算することで、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相を１８０°ずらす。なお、加算する位相は、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２の位相差Δβ（取り付け位置）により決まり、実施の形態では、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２は、回転軸に対して１８０°異なる位置（位相差Δβ＝１８０°）に配置されているので、位相として１８０°を加算する場合を例示した。

ステップＳ４０９において、ゲイン補正器４では、ステップ４０４で算出した第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂと、１８０°ずらした第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂとを比較する。実施の形態では、ゲイン補正器４は、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが最大値となったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの振幅ｙａとＳ４２ｂの振幅ｙｂの振幅差Δｙ（ｙｂ−ｙａ）を算出する。

ステップＳ４１０において、ゲイン補正器４は、ステップＳ４０９のタイミングで、１８０°ずらした第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの最大値が、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂの最大値と等しくなるように、第２クランク角センサ１２１２のゲインＧ２を補正する。

ステップＳ４１１において、位相補正器５では、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが０（ゼロ）になったタイミングで、差動信号Ｓ４１ｂの位相αａと１８０°ずらした差動信号Ｓ４２ｂの位相αｂの位相差Δα（αｂ−αａ）を算出する。

ステップＳ４１２において、位相補正器５では、１８０°ずらした第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂが０（ゼロ）になるタイミングが、第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｂが０（ゼロ）になるタイミングと等しくなるように、第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｂの位相を補正する。

ステップＳ４１３において、平均演算器６では、補正後の第１クランク角センサ１２１１の差動信号Ｓ４１ｃと、補正後の第２クランク角センサ１２１２の差動信号Ｓ４２ｃとの電圧値を合計した後、２で割ることで平均値Ｓ４ｄを算出する。これにより、クランク角センサ１２１１、１２１２の製造誤差や取付誤差を含んだ角度誤差の校正が完了する。

ステップＳ４１４において、所定の閾値（定数）Ｋｔｈを比較器に予め設定する。

ステップＳ４１５において、比較器７では、ステップＳ４１４で設定された閾値（定数）Ｋｔｈと、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄと、を比較する。

ステップＳ４１６において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合（ステップＳ４１６：ＹＥＳ）、ステップＳ４１７に進み、電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合（ステップＳ４１６：ＮＯ）、ステップＳ４１８に進む。

ステップＳ４１７において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）Ｋｔｈ以上である場合、予め設定された電圧値であるＨＩ電圧（実施の形態では５Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ４１９）。

ステップＳ４１８において、比較器７では、平均演算器６で演算された電圧信号Ｓ４ｄが、閾値（定数）未満である場合予め設定された電圧値であるＬＯ電圧（実施の形態では０Ｖ）をＥＣＵ１０に出力して処理を終了する（ステップＳ４１９）。

ステップＳ４１９において、ＥＣＵ１０は、前述したステップＳ４０１〜Ｓ４１８の処理を、内燃機関１００の電源が切られるまで、所定の周期で連続的に実行する。

以上説明した通り、第４の実施の形態では、
（８）位相補正器５は、第１クランク角センサ１２１１と、第２クランク角センサ１２１２の位相差Δβ（実施の形態では１８０°）を演算すると共に、第１出力信号Ｓ４１に基づく差動信号Ｓ４１ｂと第２出力信号Ｓ４２に基づく差動信号Ｓ４２ｂの少なくとも何れかの位相に、演算した位相差Δβ（実施の形態では１８０°）を加算する構成とした。

このように構成すると、第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２で検出するリングギア１２０（目盛板）の目盛り間隔が不等ピッチであっても、第１クランク角センサ１２１１と第２クランク角センサ１２１２との位相差Δβを、差動信号Ｓ４１ｂ又は差動信号Ｓ４２ｂの何れかに加算することで、不等ピッチの影響をキャンセルし、クランクシャフト１２３の回転角度を精度よく計測することができる。

なお、第１クランク角センサ１２１１、第２クランク角センサ１２１２の出力信号に回転変動が含まれている状況下では、前述した実施の形態によるクランク角センサの校正が困難であるため、センサヘッド側の配置ずれや感度個体差と回転変動との分離を行う必要がある。

分離方法としては、外部からのモータリング時や惰性走行時等、回転変動の少ない状況下でクランク角センサの校正を行うことが考えられる。
例として、
（ａ）工場出荷時やディーラ整備時に定速回転でモータリングし、クランク角センサの校正を行う。
（ｂ）シリーズハイブリッド車やレンジエクステンダーＥＶ等の場合は、車両停止時に定速回転でモータリングし、センサの校正を実施する。
（ｃ）予めクランキング中の筒内圧を記録しておき、クランキング中の回転変動を補正した後に校正する。
（ｄ）燃料カット時の減速中に、減速時の想定筒内圧で回転変動を補正した後に校正する。
また、ＣＰＳ（筒内圧センサ）のような高精度センサを校正用センサとして用い、回転変動要素を除去してクランク角センサの校正を行う方法が考えられる。この場合、一気筒もしくは複数気筒にＣＰＳを搭載して、補正に用いる。これらの手法を用いて、回転変動の影響を除去した上で、クランク角センサの校正を行うことが望ましい。

以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は、前述した実施の形態を全て組み合わせてもよく、何れか２つ以上の実施の形態を任意に組み合わせても好適である。

また、本発明は、前述した実施の形態の全ての構成を備えているものに限定されるものではなく、前述した実施の形態の構成の一部を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよく、また、前述した実施の形態の構成を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよい。

また、前述した実施の形態の一部の構成について、他の実施の形態の構成に追加、削除、置換をしてもよい。

１：角度検出装置、２（２Ａ、２Ｂ）：反転器、３（３Ａ、３Ｂ）：差演算器、４：ゲイン補正器、５：位相補正器、６：平均演算器、７：比較器、１０：ＥＣＵ、１１：アナログ入力部、１２：デジタル入力部、１３：Ａ／Ｄ変換部、１４：ＲＡＭ、１５：ＭＰＵ、１６：ＲＯＭ、１７：Ｉ／Ｏポート、１８：出力回路、１８１：全体制御部、１８２：燃料噴射制御部、１８３：点火制御部、１８４：気筒判別部、１８５：角度情報生成部、１８６：回転数情報生成部、１８７：吸気量計測部、１８８：負荷情報生成部、１８９：水温計測部、１００：内燃機関、１１０：エアクリーナ、１１１：吸気管、１１２：吸気マニホールド、１１３：スロットル弁、１１３ａ：スロットル開度センサ、１１４：流量センサ、１１５：吸気温センサ、１２０：リングギア、１２１１：第１クランク角センサ、１２１２：第２クランク角センサ、１２２：水温センサ、１２３：クランクシャフト、１２５：アクセルペダル、１２６：アクセルポジションセンサ、１３０：燃料タンク、１３１：燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、１３３：燃料配管、１３４：燃料噴射弁、１４０：燃焼圧センサ、１５０：気筒、１６０：排気マニホールド、１６１：三元触媒、１６２：上流側空燃比センサ、１６３：下流側空燃比センサ、２００：点火プラグ、３００：点火コイル、ピストン：１７０

Claims (15)

1. 回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１位置センサと、前記第１位置センサとは異なる位置で前記回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第２位置センサとを用いて前記回転軸の回転角度を検出する角度検出装置であって、
   前記第１位置センサの第１出力信号の振幅と、前記第２位置センサの第２出力信号の振幅とが等しくなるように、前記第１位置センサと前記第２位置センサの少なくとも何れか一方のゲインを補正するゲイン補正器と、
   前記第１出力信号の位相と、前記第２出力信号の位相とが等しくなるように、前記第１出力信号の位相、または前記第２出力信号の位相の少なくとも何れか一方を補正する位相補正器と、を有する角度検出装置。
2. 回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１位置センサと、前記第１位置センサとは異なる位置で前記回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第２位置センサとを用いて前記回転軸の回転角度を検出する角度検出装置であって、
   前記第１位置センサの第１出力信号の振幅と、前記第２位置センサの第２出力信号の振幅とが等しくなるように、前記第１位置センサと前記第２位置センサの少なくとも何れか一方のゲインを補正するゲイン補正器を有する角度検出装置。
3. 回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１位置センサと、前記第１位置センサとは異なる位置で前記回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第２位置センサとを用いて前記回転軸の回転角度を検出する角度検出装置であって、
   前記第１位置センサの第１出力信号の位相と、前記第２位置センサの第２出力信号の位相とが等しくなるように、前記第１出力信号の位相、または前記第２出力信号の位相の少なくとも何れか一方を補正する位相補正器を有する角度検出装置。
4. 前記ゲイン補正器は、前記第１出力信号の振幅と、前記第２出力信号の振幅とのうち、何れか一方が最大値となったタイミングで、前記第１出力信号の振幅と、前記第２出力信号の振幅とが等しくなるように、前記第１位置センサと前記第２位置センサの少なくとも何れか一方のゲインを補正する請求項１または請求項２に記載の角度検出装置。
5. 前記位相補正器は、前記第１出力信号、または前記第２出力信号の何れか一方がゼロとなったタイミングで、前記第１出力信号と前記第２出力信号との位相差を算出し、前記第１出力信号がゼロになるタイミングと前記第２出力信号がゼロになるタイミングとが等しくなるように、前記第１出力信号と前記第２出力信号の少なくとも何れか一方の位相を補正する請求項１または請求項３に記載の角度検出装置。
6. 前記第１出力信号と前記第２出力信号とをそれぞれ反転して出力する反転器と、
   前記反転器による前記第１出力信号の反転前後の出力信号の差分と、前記第２出力信号の反転前後の出力信号の差分とを演算する差演算器と、を有する請求項１に記載の角度検出装置。
7. 前記位相補正器による前記第１出力信号の補正後の出力信号と、前記第２出力信号の補正後の出力信号との平均値を演算する平均演算器と、
   前記平均演算器で演算された前記平均値と所定の閾値とを比較すると共に、当該比較結果を出力する比較器と、を有する請求項１に記載の角度検出装置。
8. 前記第１出力信号と前記第２出力信号との少なくとも何れか一方のノイズを検出するノイズ検出器を有し、
   前記ゲイン補正器と前記位相補正器は、前記第１出力信号と前記第２出力信号のうち、前記ノイズ検出器で検出したノイズの小さい方の出力信号を基準として、ノイズの大きい方の出力信号を補正する請求項１に記載の角度検出装置。
9. 前記第１出力信号と前記第２出力信号の少なくとも何れか一方の前記位相補正器による位相補正後の出力信号を複数記憶する記憶装置を有し、
   前記ゲイン補正器と前記位相補正器は、前記記憶装置に記憶された複数の出力信号の平均値に基づいて補正を行う請求項１に記載の角度検出装置。
10. 前記位相補正器は、前記第１出力信号と前記第２出力信号の位相差を演算すると共に、前記第１出力信号と前記第２出力信号の少なくとも何れかの位相に、演算した前記位相差を加算する請求項１に記載の角度検出装置。
11. 回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第１位置センサと、前記第１位置センサとは異なる位置で前記回転軸の回転角度を検出可能に設けられた第２位置センサとを用いて前記回転軸の回転角度を検出する角度検出方法であって、前記第１位置センサの第１出力信号の振幅と、前記第２位置センサの第２出力信号の振幅とが等しくなるように、前記第１位置センサと前記第２位置センサの少なくとも何れか一方のゲインを補正するゲイン補正ステップと、
    前記第１出力信号の位相と、前記第２出力信号の位相とが等しくなるように、前記第１出力信号の位相、または前記第２出力信号の位相の少なくとも何れか一方を補正する位相補正ステップと、を有する角度検出方法。
12. 前記ゲイン補正ステップは、前記第１出力信号の振幅と、前記第２出力信号の振幅とのうち、何れか一方が最大値となったタイミングで、前記第１出力信号の振幅と、前記第２出力信号の振幅とが等しくなるように、前記第１位置センサと前記第２位置センサの少なくとも何れか一方のゲインを補正する請求項１１に記載の角度検出方法。
13. 前記第１出力信号と前記第２出力信号との少なくとも何れか一方のノイズを検出するノイズ検出ステップを有し、
    前記ゲイン補正ステップと前記位相補正ステップは、前記第１出力信号と前記第２出力信号のうち、前記ノイズ検出ステップで検出したノイズの小さい方の出力信号を基準として、ノイズの大きい方の出力信号を補正する請求項１２に記載の角度検出方法。
14. 前記位相補正ステップは、前記第１出力信号、または前記第２出力信号の何れか一方がゼロとなったタイミングで、前記第１出力信号と前記第２出力信号との位相差を算出し、前記第１出力信号がゼロになるタイミングと前記第２出力信号がゼロになるタイミングとが等しくなるように、前記第１出力信号と前記第２出力信号の少なくとも何れか一方の位相を補正する請求項１３に記載の角度検出方法。
15. 前記第１出力信号と前記第２出力信号の少なくとも何れか一方の前記位相補正ステップによる位相補正後の出力信号を複数記憶する記憶ステップを有し、
    前記ゲイン補正ステップと前記位相補正ステップは、前記記憶ステップで記憶された複数の出力信号の平均値に基づいて補正を行う請求項１４に記載の角度検出方法。

Images