WO2020189075A1 - 回転角度検出装置及び回転シフタ - Google Patents

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WO2020189075A1
WO2020189075A1 PCT/JP2020/004648 JP2020004648W WO2020189075A1 WO 2020189075 A1 WO2020189075 A1 WO 2020189075A1 JP 2020004648 W JP2020004648 W JP 2020004648W WO 2020189075 A1 WO2020189075 A1 WO 2020189075A1
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WO
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magnet
detection element
rotation
magnetic field
angle
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PCT/JP2020/004648
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大作 菅原
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アルプスアルパイン株式会社
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    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotation angle detection device and a rotation shifter.
  • a rotary shifter capable of electrically controlling a shift change of a transmission by a rotary operation with a shift knob is known.
  • the angle of the rotation operation is detected.
  • Patent Document 1 discloses a technique of providing a shield in order to suppress the influence of disturbance in a rotation angle detection sensor that detects the angle of rotation operation by using a permanent magnet and a magnetic sensitive element.
  • An object of the present disclosure is to provide a rotation angle detection device and a rotation shifter capable of sufficiently suppressing false detection of a rotation angle due to disturbance.
  • a rotating member that rotates with operation, a first magnet and a second magnet that rotate with the rotation of the rotating member, and a first magnet emitted by the first magnet.
  • a first magnetic detection element that detects the direction of a magnetic field
  • a second magnetic detection element that detects the direction of a second magnetic field emitted by the second magnet, detection results of the first magnetic detection element, and the above.
  • the rotation angle specifying unit that specifies the rotation angle of the rotating member, the detection result of the first magnetic detection element, and the detection result of the second magnetic detection element Based on this, it has a determination unit that determines the intrusion of magnetism from the outside, and the first magnet and the second magnet rotate in the same direction and at the same angle, and the first magnetic field
  • a rotation angle detecting device is provided in which the direction of the second magnetic field is opposite to that of the second magnetic field.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of the rotation angle detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the direction of the magnetic field detected by the 1st magnetic detection element in the 1st state. It is a figure which shows the direction of the magnetic field detected by the 2nd magnetic detection element in the 1st state. It is a schematic diagram which shows the 2nd state of the rotation angle detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the direction of the magnetic field detected by the 1st magnetic detection element in the 2nd state. It is a figure which shows the direction of the magnetic field detected by the 2nd magnetic detection element in the 2nd state. It is a figure which shows the relationship between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2.
  • the direction of the magnet means the direction in which the S pole is located when viewed from the N pole of the magnet, and the unit of angle is degree (°).
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a rotation angle detection device according to the first embodiment.
  • the X11-X12 direction, the Y11-Y12 direction, and the Z11-Z12 direction are orthogonal to each other. Further, the surface including the X11-X12 direction and the Y11-Y12 direction is described as the XY surface, the surface including the Y11-Y12 direction and the Z11-Z12 direction is described as the YZ surface, and the Z11-Z12 direction and the X11-X12 direction are described as the YZ surface.
  • the including surface is referred to as a ZX surface.
  • the Z11-Z12 direction is the vertical direction.
  • the plan view means to see the object from the Z11 side. Unless otherwise specified, the reference direction of rotation is the direction from the center of rotation toward Y11.
  • the rotation angle detection device 100 includes a rotating member 110, a first magnet 121, a second magnet 122, a first magnetic detection element 131, a second magnetic detection element 132, and a calculation unit 140.
  • the calculation unit 140 has a determination unit 141 and a rotation angle specifying unit 142.
  • the rotating member 110 rotates in the XY plane with the operation.
  • the first magnet 121 and the second magnet 122 rotate in the XY plane as the rotating member 110 rotates.
  • the rotation direction of the first magnet 121 and the rotation direction of the second magnet are the same.
  • the rotation angle of the first magnet 121 and the rotation angle of the second magnet 122 with the rotation of the rotating member 110 are equal to each other. For example, if the first magnet 121 rotates clockwise (CW) at an angle ⁇ x, the second magnet 122 rotates clockwise at an angle ⁇ x.
  • the first magnetic detection element 131 detects the direction of the first magnetic field generated by the first magnet 121, and the second magnetic detection element 132 detects the direction of the second magnetic field generated by the second magnet 122.
  • the first magnetic detection element 131 and the second magnetic detection element 132 are, for example, magneto resistance (MR) sensors.
  • the orientation of the first magnet 121 and the orientation of the second magnet 122 are opposite.
  • the determination unit 141 determines magnetic intrusion from the outside, that is, disturbance, based on the detection result of the first magnetic detection element 131 and the detection result of the second magnetic detection element 132.
  • the rotation angle specifying unit 142 specifies the rotation angle of the rotating member 110 based on the detection result of the first magnetic detection element 131 and the detection result of the second magnetic detection element 132.
  • FIG. 2A is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the first magnetic detection element 131 in an example (first state) of the state of the rotation angle detection device 100.
  • FIG. 2B is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the second magnetic detection element 132 in the first state.
  • FIG. 3 is a schematic view showing another example (second state) of the state of the rotation angle detecting device 100.
  • FIG. 4A is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the first magnetic detection element 131 in the second state.
  • FIG. 4B is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the second magnetic detection element 132 in the second state.
  • the first magnet 121 faces the Y12 direction, and the second magnet 122 faces the Y11 direction.
  • the first magnetic field H11 generated by the first magnet 121 faces the direction of Y12 as shown in FIG. 2A.
  • the second magnetic field H21 generated by the second magnet 122 faces the direction of Y11 as shown in FIG. 2B. Therefore, the first magnetic detection element 131 detects the first magnetic field H11, and the rotation angle specifying unit 142 indicates the direction of the first magnet 121, which is a clockwise angle from the reference direction around the rotation center O1. 180 ° is detected as ⁇ 1.
  • the second magnetic detection element 132 detects the second magnetic field H21, and the rotation angle specifying unit 142 indicates the direction of the second magnet 122, which is a clockwise angle from the reference direction around the rotation center O2. 360 ° or 0 ° is detected as ⁇ 2.
  • the first magnet 121 and the second magnet 122 rotate counterclockwise (CCW).
  • ⁇ r be the counterclockwise rotation angle of the first magnet 121 and the second magnet 122.
  • the first magnetic field H12 generated by the first magnet 121 faces the direction of ⁇ r rotation counterclockwise from the direction of Y12, as shown in FIG. 4A.
  • the second magnetic field H22 generated by the second magnet 122 faces the direction of ⁇ r rotation counterclockwise from the direction of Y11.
  • the first magnetic detection element 131 detects the first magnetic field H12, and the rotation angle specifying unit 142 indicates the direction of the first magnet 121, which is a clockwise angle from the reference direction around the rotation center O1. 180 ° - ⁇ r is detected as ⁇ 1. Further, the second magnetic detection element 132 detects the second magnetic field H22, and the rotation angle specifying unit 142 indicates the direction of the second magnet 122, which is a clockwise angle from the reference direction around the rotation center O2. As ⁇ 2, 360 ° - ⁇ r or 0 ° - ⁇ r is detected.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2.
  • the relationship shown by the straight line L1 in FIG. 5 holds between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2. That is, the relationship of
  • ⁇ 180 0 is established between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example (third state) of the state of the rotation angle detecting device 100 affected by the disturbance.
  • FIG. 7A is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the first magnetic detection element 131 in the third state.
  • FIG. 7B is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the second magnetic detection element 132 in the third state.
  • both the first magnet 121 and the second magnet 122 rotate in the same direction in the XY plane as the rotating member 110 rotates. Therefore, even if the first magnet 121 and the second magnet 122 try to rotate in opposite directions, the first magnet 121 and the second magnet 122 cannot rotate because they are restrained by the rotating member 110.
  • the magnetic field H13 around the first magnetic detection element 131 becomes a magnetic field obtained by combining the magnetic field H12 and the magnetic field H9 of the disturbance 9
  • the magnetic field H23 around the second magnetic detection element 132 becomes the magnetic field H22.
  • the magnetic field is a combination of the magnetic field H9 of the disturbance 9. Assuming that the clockwise rotation angle from the direction of the magnetic field H12 in the direction of the magnetic field H13 is ⁇ d, the counterclockwise rotation angle from the direction of the magnetic field H22 in the direction of the magnetic field H23 is ⁇ d.
  • the magnitude of the rotation angle is equal in ⁇ d and the rotation direction is opposite. .. Therefore, as shown in FIG. 7A, the magnetic field H13 around the first magnetic detection element 131 is rotated by ⁇ r counterclockwise from the direction of Y12, and is further rotated by ⁇ d clockwise. Further, as shown in FIG. 7B, the magnetic field H23 around the second magnetic detection element 132 is rotated by ⁇ r counterclockwise from the direction of Y11, and is further rotated by ⁇ d counterclockwise.
  • the rotation angle specifying unit 142 detects 180 ° ⁇ r + ⁇ d as the clockwise angle ⁇ 1 from the reference direction around the rotation center O1 indicating the direction of the first magnet 121. Further, the rotation angle specifying unit 142 sets 360 ° - ⁇ r- ⁇ d or 0 ° - ⁇ r- ⁇ d as a clockwise angle ⁇ 2 from the reference direction around the rotation center O2, which indicates the direction of the second magnet 122. To detect.
  • the absolute value of the deviation between the direction of the magnetic field detected by the first magnetic detection element 131 and the direction of the magnetic field detected by the second magnetic detection element 132 becomes It is smaller by 2 ⁇ ⁇ d from 180 °.
  • the angle ⁇ r is 30 ° and the angle ⁇ d is 20 °
  • the angle ⁇ 1 is 170 °
  • ⁇ 2 is 310 ° or ⁇ 50 °, which deviates from the straight line L1 as shown by the point d in FIG.
  • the determination unit 141 determines the intrusion of magnetism from the outside based on the detection result of the first magnetic detection element 131 and the detection result of the second magnetic detection element 132, for example, the influence of disturbance on the rotation angle detection device 100. It is determined whether or not the above is reached.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the calculation unit 140.
  • the calculation unit 140 includes a CPU (Central Processing Unit) 41, a ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, and an auxiliary storage unit 44.
  • the CPU 41, ROM 42, RAM 43, and auxiliary storage unit 44 constitute a so-called computer.
  • Each unit of the calculation unit 140 is connected to each other via a bus 45.
  • the CPU 41 executes various programs (for example, a rotation angle specifying program and a disturbance determination program) stored in the auxiliary storage unit 44.
  • various programs for example, a rotation angle specifying program and a disturbance determination program
  • ROM 42 is a non-volatile main storage device.
  • the ROM 42 stores various programs, data, and the like necessary for the CPU 41 to execute the various programs stored in the auxiliary storage unit 44.
  • the ROM 42 stores boot programs such as BIOS (Basic Input / Output System) and EFI (Extensible Firmware Interface).
  • the RAM 43 is a volatile main storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or a SRAM (Static Random Access Memory).
  • the RAM 43 functions as a work area developed when various programs stored in the auxiliary storage unit 44 are executed by the CPU 41.
  • the auxiliary storage unit 44 is an auxiliary storage device that stores various programs executed by the CPU 41 and various data generated by executing the various programs by the CPU 41.
  • the calculation unit 140 has such a hardware configuration and performs the following processing.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the contents of processing by the calculation unit 140 in the first embodiment.
  • the determination unit 141 confirms whether the first magnetic detection element 131 and the second magnetic detection element 132 have a failure (step S101).
  • the failure detection process is performed (step S110), and the process ends.
  • a failure detection process for example, an error code is generated and notification is performed using a light emitting device such as a light emission diode (LED) or a notification using an acoustic device such as a buzzer. Both notification using a light emitting device and notification using an acoustic device may be performed.
  • a light emitting device such as a light emission diode (LED)
  • a notification using an acoustic device such as a buzzer. Both notification using a light emitting device and notification using an acoustic device may be performed.
  • step S101 If there is no failure in the first magnetic detection element 131 and the second magnetic detection element 132 (NO in step S101), it is determined whether or not
  • step S120 the disturbance detection process is performed (step S120), and the process ends.
  • the disturbance detection process for example, an error code is generated and a notification using a light emitting device such as an LED or a notification using an acoustic device such as a buzzer is performed. Both notification using a light emitting device and notification using an acoustic device may be performed.
  • step S102 If
  • -180 0, the rotation angle specifying unit 142 has the angle ⁇ 1 and the angle.
  • the rotation angle of the rotating member 110 is specified based on ⁇ 2 (step S103), and the process ends.
  • the first embodiment it is possible to detect with high accuracy that a disturbance has occurred when there is a magnetic intrusion from the outside. Therefore, it is possible to suppress erroneous detection of the rotation angle due to disturbance.
  • FIG. 10 is a schematic view showing the configuration of the rotation angle detection device according to the reference example.
  • the orientation of the second magnet 122 coincides with the orientation of the first magnet 121.
  • Other configurations are the same as in the first embodiment.
  • the first magnet 121 and the second magnet 122 are rotated by an angle ⁇ r counterclockwise with the rotation of the rotating member 110, and then a magnetic field disturbance 9 directed in the direction of X12 is generated.
  • the state (the third state of the reference example) is shown (see FIG. 6).
  • FIG. 11A is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the first magnetic detection element 131 in the third state of the reference example.
  • FIG. 11B is a diagram showing the direction of the magnetic field detected by the second magnetic detection element 132 in the third state of the reference example.
  • the magnetic field H13 around the first magnetic detection element 131 becomes a magnetic field obtained by combining the magnetic field H12 and the magnetic field H9 of the disturbance 9, as shown in FIG. 11A, and becomes the second magnetic field detection.
  • the magnetic field H23 around the element 132 is a combined magnetic field of the magnetic field H22 and the magnetic field H9 of the disturbance 9.
  • the magnitude of the rotation angle is ⁇ d between the rotation from the direction of the magnetic field H12 in the direction of the magnetic field H13 and the rotation from the direction of the magnetic field H22 in the direction of the magnetic field H23. They are equal and rotate in the same direction.
  • the rotation angle specifying unit 142 detects 180 ° ⁇ r + ⁇ d as the clockwise angle ⁇ 1 from the reference direction around the rotation center O1 indicating the direction of the first magnet 121. Further, the rotation angle specifying unit 142 also detects 180 ° ⁇ r + ⁇ d as a clockwise angle ⁇ 2 from the reference direction around the rotation center O2, which indicates the direction of the second magnet 122.
  • the rotation angle specifying unit 142 sets 180 ° - ⁇ r as a clockwise angle ⁇ 1 from the reference direction around the rotation center O1 indicating the direction of the first magnet 121.
  • 180 ° - ⁇ r is detected as a clockwise angle ⁇ 2 from the reference direction around the rotation center O2, which indicates the direction of the second magnet 122.
  • the determination unit 141 may have performed a rotation operation on the rotating member 110 so that the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 are 180 ° ⁇ r + ⁇ d, or the rotating member 110 is rotated so that the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 are 180 ° ⁇ r. It is not possible to distinguish whether it is affected by the disturbance 9 after the above. That is, in this reference example, the rotating member 110 is subjected to a rotation operation in which the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 are 180 ° ⁇ r, and then the rotating member 110 is affected by the disturbance 9. There is a possibility of erroneous detection that a rotation operation in which the angle ⁇ 2 is 180 ° ⁇ r + ⁇ d has been performed.
  • the presence or absence of the influence of disturbance is determined depending on whether or not
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 and the permissible range.
  • a permissible range R1 centered on a straight line L1 (
  • -180 0) is set, and if it is within this permissible range R1, it is determined that there is no influence of disturbance. You may.
  • FIG. 13 shows the contents of the processing of the calculation unit 140 including the determination unit 141 that performs such processing.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the contents of processing by the calculation unit 140 in the modified example of the first embodiment.
  • step S102A the determination unit 141 has no failure in the first magnetic detection element 131 and the second magnetic detection element 132, instead of the determination in step S102,
  • the relationship between the rotation direction of the rotating member 110 and the rotation directions of the first magnet 121 and the second magnet 122 is not limited, and may be the opposite direction or the same direction. Further, the "reverse direction" between the direction of the first magnet 121 and the direction of the second magnet 122 does not mean the reverse direction in a strict sense, and is regarded as the reverse direction in the conventional wisdom. It suffices to be similar to the extent that it can be done, and even if the directions are not strictly opposite, the effect of suppressing erroneous detection of the rotation angle due to disturbance can be obtained.
  • FIG. 14A is a perspective view showing the appearance of the rotary shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 14B is a top view showing the appearance of the rotary shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the internal configuration of the rotary shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view showing the internal configuration of the rotary shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the relationship between the internal gear and the plunger in the rotary shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a perspective view showing the relationship between the first magnet, the second magnet, the first magnetic detection element, and the second magnetic detection element in the rotary shifter according to the second embodiment.
  • the X21-X22 direction, the Y21-Y22 direction, and the Z21-Z22 direction are orthogonal to each other.
  • the surface including the X21-X22 direction and the Y21-Y22 direction is described as the XY surface
  • the surface including the Y21-Y22 direction and the Z21-Z22 direction is described as the YZ surface
  • the Z21-Z22 direction and the X21-X22 direction are described.
  • the including surface is referred to as a ZX surface.
  • the Z21-Z22 direction is the vertical direction.
  • the plan view means to see the object from the Z21 side.
  • the reference direction of rotation is the direction from the center of rotation toward Y21.
  • the rotary shifter 200 is a rotary shifter installed in the vicinity of the driver's seat in a vehicle such as an automobile, and electrically controls a shift change of a transmission mounted on the vehicle. It is a rotating shifter for.
  • the rotary shifter 200 does not mechanically control the transmission, but employs a so-called shift-by-wire system in which the transmission is electrically controlled by outputting a control signal corresponding to the shift operation to the outside.
  • the rotary shifter 200 may be used for purposes other than shift change of the transmission, and may be used for equipment other than vehicles (for example, aircraft, railroad vehicles, game machines, remote controllers, etc.). Further, the rotary shifter 200 actually has an electrical configuration for outputting an electrical signal corresponding to the shift operation, but in the present embodiment, the illustration and description of this electrical configuration will be shown. It will be omitted.
  • the rotary shifter 200 has a rectangular parallelepiped case 201 and a columnar shift knob 211 protruding from the upper surface of the case 201.
  • the shift knob 211 can be rotated clockwise and counterclockwise in the XY plane.
  • the rotary shifter 200 can switch the shift position of the transmission to any of a plurality of shift positions (for example, P, R, N, D, S, etc.) by rotating the shift knob 211.
  • P is parking
  • R is rear
  • N neutral
  • D is drive
  • S is second.
  • a display unit 202 is provided on the upper surface of the case 201 to indicate which shift position the shift position of the transmission is set to.
  • the rotary shifter 200 includes an internal gear 212, an external gear 213, a shaft 214, a first gear 261 and a second gear 262, an idle gear 217, and a plunger 218. And have.
  • the internal gear 212 is an example of a rotating member.
  • the internal gear 212 is provided inside the shift knob 211, and follows the rotation operation of the shift knob 211 to rotate at the same angle in the same direction as the shift knob 211. From the opposite point of view, the shift knob 211 rotates integrally with the internal gear 212.
  • the internal gear 212 has a plurality of internal teeth 212A.
  • the external gear 213 has a plurality of external teeth 213A that mesh with the internal teeth 212A.
  • the number of external teeth 213A is smaller than the number of internal teeth 212A.
  • the number of internal teeth 212A and the number of external teeth 213A are set so that the external gear 213 rotates 60 ° each time the internal gear 212 rotates by 30 °. Further, the rotating shaft of the internal gear 212 and the rotating shaft of the external gear 213 are deviated from each other.
  • the internal gear 212 can rotate indefinitely clockwise and counterclockwise.
  • a plurality of valley portions 212B and cam ridges 212C are alternately formed on the inner peripheral surface of the internal gear 212 above the internal teeth 212A along the inner peripheral surface.
  • a total of 12 valley portions 212B and cam peaks 212C are formed every 30 ° in the rotation direction (an example of a “constant cycle”).
  • the plunger 218 has two columnar members 218A whose tip enters the valley portion 212B and a coil spring 218B connecting the two columnar members 218A.
  • the two columnar members 218A extend in one direction in the XY plane, and the coil spring 218B is compressed between the two columnar members 218A.
  • the two columnar members 218A are urged toward the two valley portions 212B facing each other with the rotation center of the internal gear 212 interposed therebetween.
  • the plunger 218 is fixed to the case 201 and does not rotate even if the internal gear 212 rotates.
  • the plunger 218 repeats expansion and contraction. That is, in the plunger 218, the portion where the tip of the columnar member 218A abuts is gradually compressed from the valley portion 212B to the top of the cam ridge 212C, and the portion where the tip of the columnar member 218A abuts is the cam ridge 212C. Beyond the top, the coil spring 218B stretches outward due to the elastic return force. The plunger 218 repeats such an operation.
  • the shaft 214 is attached to the center of the lower surface of the external gear 213 and is connected to the first gear 261 to transmit the rotation of the external gear 213 to the first gear 261.
  • the first gear 261 and the second gear 262 and the idle gear 217 rotate in the XY plane.
  • the rotation direction of the first gear 261 and the rotation direction of the second gear 262 coincide with each other, and the rotation direction of the idle gear 217 is opposite to the rotation direction of the first gear 261 and the second gear 262. is there.
  • the idle gear 217 has teeth 217A that mesh with the teeth 215A of the first gear 261 and the teeth 216A of the second gear 262, and the rotation of the first gear 261 is the idle gear 217. Is transmitted to the second gear 262 via.
  • the number of teeth 215A of the first gear 261 and the number of teeth 216A of the second gear 262 match each other.
  • the idle gear 217 is an example of a third gear.
  • the number of the third gear may be 3 or more as long as it is an odd number.
  • the shaft 214 may be connected to any of the third gears.
  • the rotary shifter 200 further comprises a first magnet 221 and a second magnet 222, a first magnetic detection element 231 and a second magnetic detection element 232, a semiconductor chip 240, and a printed wiring board 250. Have.
  • the first magnet 221 is attached to the first gear 261.
  • the second magnet 222 is attached to the second gear 262.
  • the orientation of the first magnet 221 and the orientation of the second magnet 222 are opposite.
  • the first magnetic detection element 231 detects the direction of the first magnetic field generated by the first magnet 221 and the second magnetic detection element 232 detects the direction of the second magnetic field generated by the second magnet 222.
  • the first magnetic detection element 231 and the second magnetic detection element 232 are, for example, MR sensors.
  • the semiconductor chip 240 includes a calculation unit similar to the calculation unit 140 of the first embodiment. That is, the calculation unit in the semiconductor chip 240 provides a rotation angle specifying unit that specifies the rotation angle of the internal gear 212 based on the detection result of the first magnetic detection element 231 and the detection result of the second magnetic detection element 232. Including. The arithmetic unit in the semiconductor chip 240 further determines that magnetic intrusion from the outside, that is, disturbance is determined based on the detection result of the first magnetic detection element 231 and the detection result of the second magnetic detection element 232. Including the part. The first magnetic detection element 231 and the second magnetic detection element 232 and the semiconductor chip 240 are provided on the upper surface of the printed wiring board 250.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the contents of processing by the calculation unit in the second embodiment.
  • the determination unit confirms whether the first magnetic detection element 231 and the second magnetic detection element 232 have a failure (step S201).
  • step S210 If there is a failure in the first magnetic detection element 231 and the second magnetic detection element 232 (YES in step S201), the failure detection process is performed (step S210).
  • step S201 If there is no failure in the first magnetic detection element 231 and the second magnetic detection element 232 (NO in step S201), it is determined whether or not
  • step S201 If
  • the rotation angle specifying unit specifies the rotation angles of the internal gear 212 and the shift knob 211 based on the angles ⁇ 1 and ⁇ 2, and the shift knob.
  • the shift position input to 211 is detected (step S203). The details of the shift position detection process will be described later.
  • step S204 it is determined whether or not the shift position detected in step S203 has changed from the most recently detected shift position.
  • step S204 If the shift position has not changed (NO in step S204), the process ends as it is. On the other hand, if the shift position has changed (YES in step S204), an output indicating that the shift position of the transmission is updated to the new shift position after the change is output (step S205), and the process ends.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 used for the shift position detection process and the allowable range.
  • the angle ranges 11, 12, 13, 14, 15 and 16 are set within the allowable range R1 according to the shift position.
  • the angle range 11 is assigned to the shift position of P
  • the angle range 12 is assigned to the shift position of R
  • the angle range 13 is assigned to the shift position of N
  • the angle range 14 is assigned to the shift position of D.
  • the angle range 15 is assigned to the shift position of S.
  • Neither shift position is assigned to the angle range 16.
  • the angle range 11 is, for example, a range of 50 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 70 ° and 230 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 250 °.
  • the angle range 12 is, for example, a range of 110 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 130 °, 290 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 310 °.
  • the angle range 13 is, for example, a range of 170 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 190 ° and 350 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 370 ° (10 °).
  • the angle range 14 is, for example, a range of 230 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 250 ° and 50 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 70 °.
  • the angle range 15 is, for example, a range of 290 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 310 ° and 110 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 130 °.
  • the angle range 16 is, for example, a range of 350 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 370 ° (10 °) and 170 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 190 °.
  • the range outside the angle range 11 to 16 within the allowable range R1 is, for example, the range in which the plunger 218 is in contact with the apex of the cam ridge 212C, and the position of the shift knob 211 is not stable within this range. , Shift position is not assigned.
  • the rotary shifter 200 is provided with an electromagnetic brake (not shown) that limits the rotational range of the external gear 213, and the rotatable range of the internal gear 212 and the shift knob 211 is limited.
  • an electromagnetic brake (not shown) that limits the rotational range of the external gear 213, and the rotatable range of the internal gear 212 and the shift knob 211 is limited.
  • rotation from the shift position of P to the opposite side of N is restricted, and rotation from the shift position of S to the opposite side of D (for example, clockwise rotation) is restricted. ing.
  • the number of external teeth 213A is smaller than the number of internal teeth 212A, the rotation of the internal gear 212 and the shift knob 211 can be firmly restrained with a small current.
  • the electromagnetic brake is an example of a limiting mechanism.
  • the external gear 213 rotates by 60 °. Therefore, each time the valley portion 212B into which the plunger 218 enters transitions by one, the first gear 261 and the second gear 262 rotate by 60 °, and the first magnet 221 and the second magnet 222 also rotate in the XY plane. Rotate 60 °. Therefore, the combination of the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 also makes one transition between the angle ranges 11 to 16. For example, when the shift knob 211 is rotated 90 ° clockwise while the shift position is in the parking (P), the combination of the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 changes from the angle range 11 to the angle range 14, and shifts. It can be detected that the position has become the drive (D).
  • the second embodiment it is possible to detect with high accuracy that a disturbance has occurred when there is a magnetic intrusion from the outside. Therefore, it is possible to suppress erroneous detection of shift change due to disturbance.
  • the plunger 218 can be set in the valley portion 212B, and the shift position can be assigned to an arbitrary position in the rotation direction of the shift knob 211 within a range in which the position of the shift knob 211 is stable.
  • the angle range 11 is assigned to the shift position of P
  • the angle range 12 is assigned to the shift position of R
  • the angle range 13 is assigned to the shift position of N.
  • the range 14 is assigned to the shift position of D
  • the angle range 15 is assigned to the shift position of S.
  • the rotatable range of the shift knob 211 is limited within the range 21 of ⁇ 60 ° to + 60 ° from the direction of X22.
  • the electromagnetic brake limits the rotatable range of the shift knob 211 within the range 22 of ⁇ 60 ° to + 60 ° from the direction of Y21.
  • the rotatable range of the shift knob 211 and the internal gear 212 can be arbitrarily changed in this way.
  • the driver can move the rotary shifter 200 from the shift position of P. Can be started. Further, even if the rotatable range of the shift knob 211 is changed, the actual shift position is displayed on the display unit 202, so that the driver needs to recognize which angle range corresponds to which shift position. Absent.
  • a Hall element can also be used as the first magnetic detection element and the second magnetic detection element.
  • Rotation angle detector 110 Rotating member 121, 221 First magnet 122, 222 Second magnet 131, 231 First magnetic detection element 132, 232 Second magnetic detection element 140 Calculation unit 141 Judgment unit 142 Rotation Angle specific part 200 Rotation shifter 201 Case 202 Display part 211 Shift knob 212 Internal gear 213 External gear 218 Plunger 261 First gear 262 Second gear

Landscapes

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Abstract

回転角度検出装置は、操作に伴って回転する回転部材と、前記回転部材の回転に伴って回転する第１の磁石及び第２の磁石と、前記第１の磁石が発する第１の磁界の方向を検出する第１の磁気検出素子と、前記第２の磁石が発する第２の磁界の方向を検出する第２の磁気検出素子と、前記第１の磁気検出素子の検出結果及び前記第２の磁気検出素子の検出結果に基づいて、前記回転部材の回転角度を特定する回転角度特定部と、前記第１の磁気検出素子の検出結果及び前記第２の磁気検出素子の検出結果に基づいて、外部からの磁気の侵入の判定を行う判定部と、を有し、前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、同じ方向に同じ角度の回転をし、前記第１の磁界の向きと前記第２の磁界の向きとが逆向きである。

Description

回転角度検出装置及び回転シフタ
　本開示は、回転角度検出装置及び回転シフタに関する。
　従来、例えば、自動車等の車両に搭載される操作装置として、シフトノブによる回転操作によって、変速機のシフトチェンジを電気的に制御することが可能な回転シフタが知られている。回転シフタにおいては、回転操作の角度検出が行われる。
　例えば、特許文献１には、永久磁石及び磁気感応素子を用いて回転操作の角度を検出する回転角度検出センサにおいて、外乱の影響を抑制するためにシールドを設ける技術が開示されている。
特開２００９－４７４２６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術によっても外乱による回転角度の誤検出を十分に抑制することができない。
　本開示は、外乱による回転角度の誤検出を十分に抑制することができる回転角度検出装置及び回転シフタを提供することを目的とする。
　本開示の一形態によれば、操作に伴って回転する回転部材と、前記回転部材の回転に伴って回転する第１の磁石及び第２の磁石と、前記第１の磁石が発する第１の磁界の方向を検出する第１の磁気検出素子と、前記第２の磁石が発する第２の磁界の方向を検出する第２の磁気検出素子と、前記第１の磁気検出素子の検出結果及び前記第２の磁気検出素子の検出結果に基づいて、前記回転部材の回転角度を特定する回転角度特定部と、前記第１の磁気検出素子の検出結果及び前記第２の磁気検出素子の検出結果に基づいて、外部からの磁気の侵入の判定を行う判定部と、を有し、前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、同じ方向に同じ角度の回転をし、前記第１の磁界の向きと前記第２の磁界の向きとが逆向きである回転角度検出装置が提供される。
　本開示によれば、外乱による回転角度の誤検出を十分に抑制することができる。
第１の実施形態に係る回転角度検出装置の構成を示す模式図である。 第１の状態において、第１の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 第１の状態において、第２の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 第１の実施形態に係る回転角度検出装置の第２の状態を示す模式図である。 第２の状態において、第１の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 第２の状態において、第２の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 角度θ１と角度θ２との関係を示す図である。 第１の実施形態に係る回転角度検出装置の第３の状態を示す模式図である。 第３の状態において、第１の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 第３の状態において、第２の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 演算部の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における演算部による処理の内容を示すフローチャートである。 参考例に係る回転角度検出装置の構成を示す模式図である。 参考例の第３の状態において、第１の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 参考例の第３の状態において、第２の磁気検出素子により検出される磁界の向きを示す図である。 角度θ１と角度θ２と許容範囲との関係を示す図である。 第１の実施形態の変形例における演算部による処理の内容を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る回転シフタの外観を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る回転シフタの外観を示す上面図である。 第２の実施形態に係る回転シフタの内部の構成を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る回転シフタの内部の構成を示す分解斜視図である。 第２の実施形態に係る回転シフタにおける、内歯車及びプランジャの関係を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る回転シフタにおける、第１の磁石、第２の磁石、第１の磁気検出素子及び第２の磁気検出素子の関係を示す斜視図である。 第２の実施形態における演算部による処理の内容を示すフローチャートである。 シフトポジションの検出処理に用いられる角度θ１と角度θ２と許容範囲との関係を示す図である。 角度範囲とシフトポジションとの関係を示す模式図（その１）である。 角度範囲とシフトポジションとの関係を示す模式図（その２）である。
　以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。また、本開示において、磁石の向きとは、当該磁石のＮ極からみてＳ極がある方向をいい、角度の単位は度（°）とする。
　（第１の実施形態）
　先ず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は回転角度検出装置に関する。図１は、第１の実施形態に係る回転角度検出装置の構成を示す模式図である。
　第１の実施形態においては、Ｘ１１－Ｘ１２方向、Ｙ１１－Ｙ１２方向、Ｚ１１－Ｚ１２方向を相互に直交する方向とする。また、Ｘ１１－Ｘ１２方向及びＹ１１－Ｙ１２方向を含む面をＸＹ面と記載し、Ｙ１１－Ｙ１２方向及びＺ１１－Ｚ１２方向を含む面をＹＺ面と記載し、Ｚ１１－Ｚ１２方向及びＸ１１－Ｘ１２方向を含む面をＺＸ面と記載する。なお、便宜上、Ｚ１１－Ｚ１２方向を上下方向とする。また、平面視とは、Ｚ１１側から対象物を見ることをいう。また、特に断らない限り、回転の基準方向を回転中心からＹ１１を向く方向とする。
　図１に示すように、回転角度検出装置１００は、回転部材１１０、第１の磁石１２１、第２の磁石１２２、第１の磁気検出素子１３１、第２の磁気検出素子１３２及び演算部１４０を有する。演算部１４０は、判定部１４１及び回転角度特定部１４２を有する。
　回転部材１１０は、操作に伴ってＸＹ平面内で回転する。第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２は、回転部材１１０の回転に伴ってＸＹ平面内で回転する。第１の磁石１２１の回転方向と第２の磁石の回転方向は同一である。また、回転部材１１０の回転に伴う、第１の磁石１２１の回転角度と第２の磁石１２２の回転角度とは等しい。例えば、第１の磁石１２１が時計回り（clockwise：ＣＷ）に角度θｘの回転をすれば、第２の磁石１２２は時計回りに角度θｘの回転をする。第１の磁気検出素子１３１は第１の磁石１２１が発する第１の磁界の方向を検出し、第２の磁気検出素子１３２は第２の磁石１２２が発する第２の磁界の方向を検出する。第１の磁気検出素子１３１及び第２の磁気検出素子１３２は、例えば磁気抵抗（magneto resistance：ＭＲ）センサである。第１の磁石１２１の向きと第２の磁石１２２の向きとは逆向きである。判定部１４１は、第１の磁気検出素子１３１の検出結果及び第２の磁気検出素子１３２の検出結果に基づいて、外部からの磁気の侵入、すなわち外乱の判定を行う。回転角度特定部１４２は、第１の磁気検出素子１３１の検出結果及び第２の磁気検出素子１３２の検出結果に基づいて、回転部材１１０の回転角度を特定する。
　ここで、回転角度検出装置１００の具体的な動作について説明する。図２Ａは、回転角度検出装置１００の状態の一例（第１の状態）において、第１の磁気検出素子１３１により検出される磁界の向きを示す図である。図２Ｂは、第１の状態において、第２の磁気検出素子１３２により検出される磁界の向きを示す図である。図３は、回転角度検出装置１００の状態の他の一例（第２の状態）を示す模式図である。図４Ａは、第２の状態において、第１の磁気検出素子１３１により検出される磁界の向きを示す図である。図４Ｂは、第２の状態において、第２の磁気検出素子１３２により検出される磁界の向きを示す図である。
　第１の状態では、第１の磁石１２１がＹ１２方向を向き、第２の磁石１２２がＹ１１方向を向いている。このとき、第１の磁石１２１が発する第１の磁界Ｈ１１は、図２Ａに示すように、Ｙ１２の方向を向く。また、第２の磁石１２２が発する第２の磁界Ｈ２１は、図２Ｂに示すように、Ｙ１１の方向を向く。従って、第１の磁気検出素子１３１が第１の磁界Ｈ１１を検出し、回転角度特定部１４２が、第１の磁石１２１の向きを示す、回転中心Ｏ１の周りの基準方向からの時計回りの角度θ１として、１８０°を検出する。また、第２の磁気検出素子１３２が第２の磁界Ｈ２１を検出し、回転角度特定部１４２が、第２の磁石１２２の向きを示す、回転中心Ｏ２の周りの基準方向からの時計回りの角度θ２として、３６０°又は０°を検出する。
　図３に示すように、第１の状態から回転部材１１０が時計回りに回転すると、第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２は反時計回り（counter-clockwise：ＣＣＷ）に回転する。第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２の反時計回りの回転角度をθｒとする。このとき、第１の磁石１２１が発する第１の磁界Ｈ１２は、図４Ａに示すように、Ｙ１２の方向から反時計回りにθｒ回転した方向を向く。また、第２の磁石１２２が発する第２の磁界Ｈ２２は、図４Ｂに示すように、Ｙ１１の方向から反時計回りにθｒ回転した方向を向く。従って、第１の磁気検出素子１３１が第１の磁界Ｈ１２を検出し、回転角度特定部１４２が、第１の磁石１２１の向きを示す、回転中心Ｏ１の周りの基準方向からの時計回りの角度θ１として、１８０°－θｒを検出する。また、第２の磁気検出素子１３２が第２の磁界Ｈ２２を検出し、回転角度特定部１４２が、第２の磁石１２２の向きを示す、回転中心Ｏ２の周りの基準方向からの時計回りの角度θ２として、３６０°－θｒ又は０°－θｒを検出する。
　このように、回転部材１１０の回転角度の大きさに関係なく、第１の磁気検出素子１３１が検出する第１の磁界の向きと、第２の磁気検出素子１３２が検出する第２の磁界の向きとの間には、絶対値が１８０°のずれがある。図５は、角度θ１と角度θ２との関係を示す図である。角度θ１と角度θ２との間には、図５中の直線Ｌ１で示す関係が成り立つ。つまり、角度θ１と角度θ２との間には、｜θ１－θ２｜－１８０＝０の関係が成り立つ。
　第２の状態において、回転角度検出装置１００の周囲に外乱が発生すると、第１の磁気検出素子１３１による磁界の検出結果、及び第２の磁気検出素子１３２による磁界の検出結果に変化が生じる。図６は、外乱の影響を受ける回転角度検出装置１００の状態の一例（第３の状態）を示す模式図である。図７Ａは、第３の状態において、第１の磁気検出素子１３１により検出される磁界の向きを示す図である。図７Ｂは、第３の状態において、第２の磁気検出素子１３２により検出される磁界の向きを示す図である。
　図６に示すように、第２の状態において、Ｘ１２の方向を向く磁界の外乱９が生じたとする。外乱９が生じると、第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２は、外乱９の磁界の影響で回転しようとする。ところが、第１の磁石１２１の向きと第２の磁石１２２の向きとは逆向きであるため、第１の磁石１２１が回転しようとする方向と第２の磁石１２２が回転しようとする方向とは反対方向となる。すなわち、第１の磁石１２１が時計回りに回転しようとすれば、第２の磁石１２２は反時計回りに回転しようとし、第１の磁石１２１が反時計回りに回転しようとすれば、第２の磁石１２２は時計回りに回転しようとする。回転角度検出装置１００においては、第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２は、いずれも回転部材１１０の回転に伴ってＸＹ平面内で同じ方向に回転するものである。このため、第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２が互いに逆方向に回転しようとしても、回転部材１１０により拘束されて第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２は回転することができない。
　その一方で、第１の磁気検出素子１３１の周囲の磁界Ｈ１３は、磁界Ｈ１２と外乱９の磁界Ｈ９とを合成した磁界となり、第２の磁気検出素子１３２の周囲の磁界Ｈ２３は、磁界Ｈ２２と外乱９の磁界Ｈ９とを合成した磁界となる。磁界Ｈ１３の向きの磁界Ｈ１２の向きからの時計回りの回転角度をθｄとすると、磁界Ｈ２３の向きの磁界Ｈ２２の向きからの反時計回りの回転角度がθｄとなる。すなわち、磁界Ｈ１３の向きの磁界Ｈ１２の向きからの回転と、磁界Ｈ２３の向きの磁界Ｈ２２の向きからの回転との間では、回転角度の大きさがθｄで等しく、回転方向が逆向きとなる。このため、第１の磁気検出素子１３１の周囲の磁界Ｈ１３は、図７Ａに示すように、Ｙ１２の方向から反時計回りにθｒ回転し、更に時計回りにθｄ回転した方向を向く。また、第２の磁気検出素子１３２の周囲の磁界Ｈ２３は、図７Ｂに示すように、Ｙ１１の方向から反時計回りにθｒ回転し、更に反時計回りにθｄ回転した方向を向く。従って、回転角度特定部１４２が、第１の磁石１２１の向きを示す、回転中心Ｏ１の周りの基準方向からの時計回りの角度θ１として、１８０°－θｒ＋θｄを検出する。また、回転角度特定部１４２が、第２の磁石１２２の向きを示す、回転中心Ｏ２の周りの基準方向からの時計回りの角度θ２として、３６０°－θｒ－θｄ又は０°－θｒ－θｄを検出する。
　このように、外乱９が生じると、第１の磁気検出素子１３１により検出される磁界の向きと、第２の磁気検出素子１３２により検出される磁界の向きとの間のずれの絶対値が、１８０°から２×θｄだけ小さくなる。例えば、角度θｒが３０°、角度θｄが２０°の場合、角度θ１は１７０°、θ２は３１０°又は－５０°となり、図５中に点ｄに示すように、直線Ｌ１から外れてしまう。
　判定部１４１は、第１の磁気検出素子１３１の検出結果及び第２の磁気検出素子１３２の検出結果に基づいて、外部からの磁気の侵入の判定、例えば、回転角度検出装置１００に外乱の影響が及んでいるか否かの判定を行う。
　ここで、判定部１４１及び回転角度特定部１４２を含む演算部１４０について説明する。図８は、演算部１４０の構成を示すブロック図である。
　演算部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３及び補助記憶部４４を備える。ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３及び補助記憶部４４は、いわゆるコンピュータを構成する。演算部１４０の各部は、バス４５を介して相互に接続されている。
　ＣＰＵ４１は、補助記憶部４４に格納された各種プログラム（例えば、回転角度特定プログラム及び外乱判定プログラム）を実行する。
　ＲＯＭ４２は不揮発性の主記憶デバイスである。ＲＯＭ４２は、補助記憶部４４に格納された各種プログラムを、ＣＰＵ４１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する。具体的には、ＲＯＭ４２は、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラムなどを格納する。
　ＲＡＭ４３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性の主記憶デバイスである。ＲＡＭ４３は、補助記憶部４４に格納された各種プログラムがＣＰＵ４１によって実行される際に展開される作業領域として機能する。
　補助記憶部４４は、ＣＰＵ４１により実行される各種プログラム及び各種プログラムがＣＰＵ４１によって実行されることで生成される各種データを格納する補助記憶デバイスである。
　演算部１４０は、このようなハードウェア構成を備えており、次のような処理を行う。図９は、第１の実施形態における演算部１４０による処理の内容を示すフローチャートである。
　先ず、判定部１４１が、第１の磁気検出素子１３１及び第２の磁気検出素子１３２に故障があるか確認する（ステップＳ１０１）。
　第１の磁気検出素子１３１及び第２の磁気検出素子１３２に故障があれば（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、故障検出処理を行い（ステップＳ１１０）、処理を終了する。故障検出処理としては、例えば、エラーコードを生成し、発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）等の発光装置を用いた報知、又はブザー等の音響装置を用いた報知を行う。発光装置を用いた報知及び音響装置を用いた報知の両方を行ってもよい。
　第１の磁気検出素子１３１及び第２の磁気検出素子１３２に故障がなければ（ステップＳ１０１のＮＯ）、｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞０となっているか否かの判定を行う（ステップＳ１０２）。
　｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞０となっていれば（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、外乱検出処理を行い（ステップＳ１２０）、処理を終了する。外乱検出処理としては、例えば、エラーコードを生成し、ＬＥＤ等の発光装置を用いた報知、又はブザー等の音響装置を用いた報知を行う。発光装置を用いた報知及び音響装置を用いた報知の両方を行ってもよい。
　｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞０となっていなければ（ステップＳ１０２のＮＯ）、すなわち、｜θ１－θ２｜－１８０＝０となっていれば、回転角度特定部１４２が角度θ１及び角度θ２に基づいて回転部材１１０の回転角度を特定し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
　第１の実施形態によれば、外部からの磁気の侵入があった場合に、外乱が生じたことを高精度に検出することができる。従って、外乱に伴う回転角度の誤検出を抑制することができる。
　ここで、参考例について説明する。図１０は、参考例に係る回転角度検出装置の構成を示す模式図である。この参考例に係る回転角度検出装置９００では、第２の磁石１２２の向きが第１の磁石１２１の向きと一致している。他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、図１０には、回転部材１１０の回転に伴って第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２が反時計回りに角度θｒ回転した上で、Ｘ１２の方向を向く磁界の外乱９が生じた状態（参考例の第３の状態）を示している（図６参照）。
　図１１Ａは、参考例の第３の状態において、第１の磁気検出素子１３１により検出される磁界の向きを示す図である。図１１Ｂは、参考例の第３の状態において、第２の磁気検出素子１３２により検出される磁界の向きを示す図である。
　第１の実施形態と同様に、第１の磁気検出素子１３１の周囲の磁界Ｈ１３は、図１１Ａに示すように、磁界Ｈ１２と外乱９の磁界Ｈ９とを合成した磁界となり、第２の磁気検出素子１３２の周囲の磁界Ｈ２３は、図１１Ｂに示すように、磁界Ｈ２２と外乱９の磁界Ｈ９とを合成した磁界となる。但し、第１の実施形態とは異なり、磁界Ｈ１３の向きの磁界Ｈ１２の向きからの回転と、磁界Ｈ２３の向きの磁界Ｈ２２の向きからの回転との間では、回転角度の大きさがθｄで等しく、回転方向が同じ向きとなる。従って、回転角度特定部１４２が、第１の磁石１２１の向きを示す、回転中心Ｏ１の周りの基準方向からの時計回りの角度θ１として、１８０°－θｒ＋θｄを検出する。また、回転角度特定部１４２も、第２の磁石１２２の向きを示す、回転中心Ｏ２の周りの基準方向からの時計回りの角度θ２として、１８０°－θｒ＋θｄを検出する。
　なお、外乱９が発生していない場合、回転角度特定部１４２は、第１の磁石１２１の向きを示す、回転中心Ｏ１の周りの基準方向からの時計回りの角度θ１として、１８０°－θｒを検出し、第２の磁石１２２の向きを示す、回転中心Ｏ２の周りの基準方向からの時計回りの角度θ２として、１８０°－θｒを検出する。
　このため、判定部１４１は、回転部材１１０に角度θ１及び角度θ２が１８０°－θｒ＋θｄとなる回転操作が行われたのか、回転部材１１０に角度θ１及び角度θ２が１８０°－θｒとなる回転操作が行われた上で、外乱９の影響を受けているのかを区別することができない。つまり、この参考例は、回転部材１１０に角度θ１及び角度θ２が１８０°－θｒとなる回転操作が行われた上で、外乱９の影響を受けている状態を、回転部材１１０に角度θ１及び角度θ２が１８０°－θｒ＋θｄとなる回転操作が行われたと誤検出する可能性がある。
　（第１の実施形態の変形例）
　第１の実施形態では、｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞０となっているか否かに応じて外乱の影響の有無の判定を行っているが、第１の磁石１２１、第２の磁石１２２、第１の磁気検出素子１３１及び第２の磁気検出素子１３２が、組み立て誤差や製造誤差を含む可能性がある。また、回転角度検出装置１００の用途によっては、若干の外乱を許容できる場合もある。そこで、厳密な｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞０に基づく判定に代えて、閾値θｔｈを用いて、外乱の影響がないと判定する許容範囲を広げてもよい。
　図１２は、角度θ１と角度θ２と許容範囲との関係を示す図である。例えば、図１２に示すように、直線Ｌ１（｜θ１－θ２｜－１８０＝０）を中心にした許容範囲Ｒ１を設定し、この許容範囲Ｒ１内にあれば、外乱の影響がないと判定してもよい。このような処理を行う判定部１４１を含む演算部１４０の処理の内容を図１３に示す。図１３は、第１の実施形態の変形例における演算部１４０による処理の内容を示すフローチャートである。
　この変形例では、図１３に示すように、判定部１４１が、第１の磁気検出素子１３１及び第２の磁気検出素子１３２に故障がなければ、ステップＳ１０２の判定に代えて、｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞θｔｈとなっているか否かの判定を行う（ステップＳ１０２Ａ）。そして、｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞θｔｈとなっていれば（ステップＳ１０２ＡのＹＥＳ）、外乱検出処理を行う（ステップＳ１２０）。一方、｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞０となっていなければ（ステップＳ１０２ＡのＮＯ）、回転角度特定部１４２が角度θ１及び角度θ２に基づいて回転部材１１０の回転角度を特定する（ステップＳ１０３）。他の構成は第１の実施形態と同様である。
　この変形例によっても、外部からの磁気の侵入があった場合に、外乱が生じたことを高精度に検出することができる。従って、外乱に伴う回転角度の誤検出を抑制することができる。
　なお、回転部材１１０の回転方向と、第１の磁石１２１及び第２の磁石１２２の回転方向との関係は限定されず、逆方向でも同方向でもよい。また、第１の磁石１２１の向きと第２の磁石１２２の向きとの間の「逆向き」とは、厳密な意味での逆向きを意味するものではなく、社会通念上、逆向きとみなすことができる程度に類似していればよく、厳密に逆向きでなくても、外乱による回転角度の誤検出の抑制という効果が得られる。
　（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、回転角度検出装置を備えた回転シフタに関する。図１４Ａは、第２の実施形態に係る回転シフタの外観を示す斜視図である。図１４Ｂは、第２の実施形態に係る回転シフタの外観を示す上面図である。図１５は、第２の実施形態に係る回転シフタの内部の構成を示す斜視図である。図１６は、第２の実施形態に係る回転シフタの内部の構成を示す分解斜視図である。図１７は、第２の実施形態に係る回転シフタにおける、内歯車及びプランジャの関係を示す斜視図である。図１８は、第２の実施形態に係る回転シフタにおける、第１の磁石、第２の磁石、第１の磁気検出素子及び第２の磁気検出素子の関係を示す斜視図である。
　第２の実施形態においては、Ｘ２１－Ｘ２２方向、Ｙ２１－Ｙ２２方向、Ｚ２１－Ｚ２２方向を相互に直交する方向とする。また、Ｘ２１－Ｘ２２方向及びＹ２１－Ｙ２２方向を含む面をＸＹ面と記載し、Ｙ２１－Ｙ２２方向及びＺ２１－Ｚ２２方向を含む面をＹＺ面と記載し、Ｚ２１－Ｚ２２方向及びＸ２１－Ｘ２２方向を含む面をＺＸ面と記載する。なお、便宜上、Ｚ２１－Ｚ２２方向を上下方向とする。また、平面視とは、Ｚ２１側から対象物を見ることをいう。また、特に断らない限り、回転の基準方向を回転中心からＹ２１を向く方向とする。
　第２の実施形態に係る回転シフタ２００は、自動車等の車両の車内において、運転席の近傍に設置される回転シフタであって、車両に搭載された変速機のシフトチェンジを電気的に制御するための回転シフタである。回転シフタ２００は、変速機を機械的に制御するものではなく、シフト操作に応じた制御信号を外部に出力することによって変速機を電気的に制御する、いわゆるシフトバイワイヤ方式を採用している。
　なお、回転シフタ２００は、変速機のシフトチェンジ以外の目的に用いられてよく、車両以外の機器（例えば、航空機、鉄道車両、ゲーム機、リモコン等）に用いられてもよい。また、回転シフタ２００は、実際には、シフト操作に応じた電気信号を出力するための電気的な構成を有しているが、本実施形態では、この電気的な構成についての図示及び説明を省略することとする。
　図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、回転シフタ２００は、直方体状を有するケース２０１と、ケース２０１の上面から突出した円柱状のシフトノブ２１１とを有する。シフトノブ２１１は、ＸＹ平面内で、時計回り及び反時計回りに回転操作することができる。
　回転シフタ２００は、シフトノブ２１１による回転操作により、変速機のシフトポジションを、複数のシフトポジション（例えば、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｓ等）のいずれかに切り替えることが可能である。Ｐはパーキング、Ｒはリア、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、Ｓはセカンドである。ケース２０１の上面に、変速機のシフトポジションがどのシフトポジションに設定されているかを示す表示部２０２が設けられている。
　図１５及び図１６に示すように、回転シフタ２００は、内歯車２１２と、外歯車２１３と、シャフト２１４と、第１のギア２６１と、第２のギア２６２と、アイドルギア２１７と、プランジャ２１８とを有する。内歯車２１２は回転部材の一例である。
　内歯車２１２はシフトノブ２１１の内側に設けられ、シフトノブ２１１の回転操作に追随して、シフトノブ２１１と同方向に同角度回転する。逆の見方をすると、シフトノブ２１１は内歯車２１２と一体に回転する。内歯車２１２は複数の内歯２１２Ａを有する。外歯車２１３は内歯２１２Ａと噛み合う複数の外歯２１３Ａを有する。外歯２１３Ａの数は内歯２１２Ａの数よりも少ない。例えば、内歯車２１２が３０°回転するごとに、外歯車２１３が６０°回転するように、内歯２１２Ａの数及び外歯２１３Ａの数が設定されている。また、内歯車２１２の回転軸と外歯車２１３の回転軸は互いからずれている。後述の電磁ブレーキが作動しない状態では、内歯車２１２は時計回り及び反時計回りに無制限に回転可能である。
　図１７に示すように、内歯車２１２の内周面で内歯２１２Ａの上方に、内周面に沿って複数の谷部２１２Ｂ及びカム山２１２Ｃが交互に形成されている。本実施形態では、回転方向の３０°毎（「一定の周期」の一例）に合計で１２個の谷部２１２Ｂ及びカム山２１２Ｃが形成されている。プランジャ２１８は、先端が谷部２１２Ｂに入り込む２個の柱状部材２１８Ａと、２個の柱状部材２１８Ａを繋ぐコイルばね２１８Ｂとを有する。２個の柱状部材２１８ＡはＸＹ平面内の一方向に延在し、２個の柱状部材２１８Ａの間でコイルばね２１８Ｂが圧縮されている。２個の柱状部材２１８Ａは、内歯車２１２の回転中心を挟んで対向する２個の谷部２１２Ｂに向けて付勢されている。プランジャ２１８はケース２０１に固定されており、内歯車２１２が回転しても回転しない。
　従って、シフトノブ２１１の回転操作に伴って内歯車２１２が回転すると、プランジャ２１８は伸縮を繰り返す。すなわち、プランジャ２１８は、柱状部材２１８Ａの先端が当接する部分が谷部２１２Ｂからカム山２１２Ｃの頂部に至るまでの間は徐々に圧縮され、柱状部材２１８Ａの先端が当接する部分がカム山２１２Ｃの頂部を越えると、コイルばね２１８Ｂの弾性復帰力により外側方向へ伸張する。プランジャ２１８はこのような動作を繰り返す。
　プランジャ２１８が徐々に圧縮されると、シフトノブ２１１の回転操作に対する負荷が徐々に増加する。その一方で、プランジャ２１８が伸張すると、プランジャ２１８はシフトノブ２１１の回転を付勢しつつ、谷部２１２Ｂに滑り込む。このとき、シフトノブ２１１の回転操作に対する負荷は、急激に減少する。そして、プランジャ２１８は、谷部２１２Ｂの底に達すると、シフトノブ２１１の回転を急停止させる。
　このような構成により、シフトノブ２１１の回転操作に対する負荷が変化し、シフトノブ２１１の回転操作に対して操作感（いわゆるクリック感）が付与される。また、シフトノブ２１１の回転操作が終了すると、シフトノブ２１１の回転方向の位置は、いずれかの谷部２１２Ｂにプランジャ２１８が入り込む位置に保持される。内歯車２１２及びプランジャ２１８がクリック機構２１９に含まれる。
　シャフト２１４は外歯車２１３の下面の中央に取り付けられ、また、第１のギア２６１に連結されており、外歯車２１３の回転を第１のギア２６１に伝達する。
　第１のギア２６１、第２のギア２６２及びアイドルギア２１７はＸＹ平面内で回転する。第１のギア２６１の回転方向と第２のギア２６２の回転方向とが互いに一致し、アイドルギア２１７の回転方向は、第１のギア２６１及び第２のギア２６２の回転方向とは逆方向である。図１８に示すように、アイドルギア２１７は、第１のギア２６１の歯２１５Ａ及び第２のギア２６２の歯２１６Ａと噛み合う歯２１７Ａを有しており、第１のギア２６１の回転がアイドルギア２１７を介して第２のギア２６２に伝達される。第１のギア２６１の歯２１５Ａの数と第２のギア２６２の歯２１６Ａの数とが互いに一致している。アイドルギア２１７は第３のギアの一例である。第３のギアの数は奇数個であれば３以上であってもよい。また、第３のギアのいずれかにシャフト２１４が連結されていてもよい。
　回転シフタ２００は、更に、第１の磁石２２１と、第２の磁石２２２と、第１の磁気検出素子２３１と、第２の磁気検出素子２３２と、半導体チップ２４０と、プリント配線基板２５０とを有する。
　第１の磁石２２１は、第１のギア２６１に取り付けられている。第２の磁石２２２は、第２のギア２６２に取り付けられている。第１の磁石２２１の向きと第２の磁石２２２の向きとは逆向きである。第１の磁気検出素子２３１は第１の磁石２２１が発する第１の磁界の方向を検出し、第２の磁気検出素子２３２は第２の磁石２２２が発する第２の磁界の方向を検出する。第１の磁気検出素子２３１及び第２の磁気検出素子２３２は、例えばＭＲセンサである。
　半導体チップ２４０は、第１の実施形態の演算部１４０と同様の演算部を含む。すなわち、半導体チップ２４０内の演算部は、第１の磁気検出素子２３１の検出結果及び第２の磁気検出素子２３２の検出結果に基づいて、内歯車２１２の回転角度を特定する回転角度特定部を含む。半導体チップ２４０内の演算部は、更に、第１の磁気検出素子２３１の検出結果及び第２の磁気検出素子２３２の検出結果に基づいて、外部からの磁気の侵入、すなわち外乱の判定を行う判定部を含む。第１の磁気検出素子２３１、第２の磁気検出素子２３２及び半導体チップ２４０はプリント配線基板２５０の上面に設けられている。
　ここで、半導体チップ２４０に含まれる演算部による処理の内容について説明する。図１９は、第２の実施形態における演算部による処理の内容を示すフローチャートである。
　先ず、判定部が、第１の磁気検出素子２３１及び第２の磁気検出素子２３２に故障があるか確認する（ステップＳ２０１）。
　第１の磁気検出素子２３１及び第２の磁気検出素子２３２に故障があれば（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、故障検出処理を行う（ステップＳ２１０）。
　第１の磁気検出素子２３１及び第２の磁気検出素子２３２に故障がなければ（ステップＳ２０１のＮＯ）、｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞θｔｈとなっているか否かの判定を行う（ステップＳ２０２）。
　｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞θｔｈとなっていれば（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、外乱検出処理を行う（ステップＳ２２０）。
　｜｜θ１－θ２｜－１８０｜＞θｔｈとなっていなければ（ステップＳ２０１のＮＯ）、回転角度特定部が角度θ１及び角度θ２に基づいて内歯車２１２及びシフトノブ２１１の回転角度を特定し、シフトノブ２１１に入力されているシフトポジションを検出する（ステップＳ２０３）。シフトポジションの検出処理の詳細については後述する。
　次いで、ステップＳ２０３で検出したシフトポジションが、直近に検出したシフトポジションから変化しているか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。
　シフトポジションが変化していなければ（ステップＳ２０４のＮＯ）、そのまま処理を終了する。一方、シフトポジションが変化していれば（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、変速機のシフトポジションを変化後の新たなシフトポジションに更新する旨の出力を行い（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
　ここで、第２の実施形態における、シフトポジションの検出処理について説明する。図２０は、シフトポジションの検出処理に用いられる角度θ１と角度θ２と許容範囲との関係を示す図である。
　図２０に示すように、許容範囲Ｒ１内に、シフトポジションに応じて角度範囲１１、１２、１３、１４、１５及び１６が設定されている。例えば、角度範囲１１はＰのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１２はＲのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１３はＮのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１４はＤのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１５はＳのシフトポジションに割り当てられている。角度範囲１６には、いずれのシフトポジションも割り当てられていない。角度範囲１１は、例えば、５０°≦θ１≦７０°、２３０°≦θ２≦２５０°の範囲である。角度範囲１２は、例えば、１１０°≦θ１≦１３０°、２９０°≦θ２≦３１０°の範囲である。角度範囲１３は、例えば、１７０°≦θ１≦１９０°、３５０°≦θ２≦３７０°（１０°）の範囲である。角度範囲１４は、例えば、２３０°≦θ１≦２５０°、５０°≦θ２≦７０°の範囲である。角度範囲１５は、例えば、２９０°≦θ１≦３１０°、１１０°≦θ２≦１３０°の範囲である。角度範囲１６は、例えば、３５０°≦θ１≦３７０°（１０°）、１７０°≦θ２≦１９０°の範囲である。許容範囲Ｒ１内で角度範囲１１～１６から外れる範囲は、例えば、プランジャ２１８がカム山２１２Ｃの頂点の近くに当接している範囲であり、この範囲内でシフトノブ２１１の位置が安定することはなく、シフトポジションが割り当てられていない。
　回転シフタ２００には、外歯車２１３の回転範囲を制限する電磁ブレーキ（図示せず）が設けられており、内歯車２１２及びシフトノブ２１１の回転可能な範囲が制限されている。例えば、ＰのシフトポジションからＮとは反対側への回転（例えば反時計回りの回転）が制限され、ＳのシフトポジションからＤとは反対側への回転（例えば時計回りの回転）が制限されている。この場合、角度θ１と角度θ２との組み合わせが角度範囲１６に遷移することが避けられる。また、外歯２１３Ａの数が内歯２１２Ａの数より少ないため、内歯車２１２及びシフトノブ２１１の回転を小さい電流で強固に拘束することができる。電磁ブレーキは制限機構の一例である。
　第２の実施形態では、上記のように、内歯車２１２が３０°回転するごとに、外歯車２１３が６０°回転する。従って、プランジャ２１８が入り込む谷部２１２Ｂが一つ遷移するたびに、第１のギア２６１及び第２のギア２６２が６０°回転し、第１の磁石２２１及び第２の磁石２２２もＸＹ平面内で６０°回転する。このため、角度θ１と角度θ２との組み合わせも、角度範囲１１～１６の間で一つ遷移する。例えば、シフトポジションがパーキング（Ｐ）にある状態で、シフトノブ２１１が時計回りに９０°回転操作されると、角度θ１と角度θ２との組み合わせが角度範囲１１から角度範囲１４へと遷移し、シフトポジションがドライブ（Ｄ）となったことを検出できる。
　第２の実施形態によれば、外部からの磁気の侵入があった場合に、外乱が生じたことを高精度に検出することができる。従って、外乱に伴うシフトチェンジの誤検出を抑制することができる。
　また、電磁ブレーキを用いて、プランジャ２１８が谷部２１２Ｂに収まり、シフトノブ２１１の位置が安定する範囲内で、シフトノブ２１１の回転方向の任意の位置にシフトポジションを割り当てることができる。例えば、図２１に示すように、初期状態では、角度範囲１１はＰのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１２はＲのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１３はＮのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１４はＤのシフトポジションに割り当てられ、角度範囲１５はＳのシフトポジションに割り当てられることとする。この初期状態では、Ｘ２２の方向から－６０°～＋６０°の範囲２１内にシフトノブ２１１の回転可能な範囲が制限される。
　その後、運転手がシフトノブ２１１のシフトポジションをＰに戻さず、シフトポジションがＤにある状態で回転シフタ２００の電源を切ったとする。つまり、角度θ１と角度θ２との組み合わせが角度範囲１４にある状態で電源が切られたとする。このまま、電源が投入されてシフトポジションがＤであると回転シフタ２００が出力すると、変速機のシフトポジションがＤとなり、自動車が発進するおそれがある。
　しかし、図２２に示すように、電源が投入されたときに、シフトポジションがＰであると回転シフタ２００が出力すれば、変速機のシフトポジションがＰとなり、自動車の発進を防止することができる。この場合、電磁ブレーキにより、Ｙ２１の方向から－６０°～＋６０°の範囲２２内にシフトノブ２１１の回転可能な範囲が制限される。
　電磁ブレーキを用いることで、このように、シフトノブ２１１及び内歯車２１２の回転可能な範囲を任意に変更することができる。
　回転シフタ２００がこのような処理を行うことで、運転手は、シフトポジションをＰに移動させずに電源を切った場合でも、次に電源を投入したときには、Ｐのシフトポジションから回転シフタ２００を起動することができる。また、シフトノブ２１１の回転可能な範囲が変更されたとしても、実際のシフトポジションは表示部２０２に表示されるため、運転手はどの角度範囲がどのシフトポジションに対応しているかを認識する必要はない。
　なお、第１の磁気検出素子及び第２の磁気検出素子として、ホール素子を用いることもできる。
　以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
　本国際出願は、２０１９年３月１８日に出願した日本国特許出願第２０１９－０５０２９６号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
　９　外乱
　１００　回転角度検出装置
　１１０　回転部材
　１２１、２２１　第１の磁石
　１２２、２２２　第２の磁石
　１３１、２３１　第１の磁気検出素子
　１３２、２３２　第２の磁気検出素子
　１４０　演算部
　１４１　判定部
　１４２　回転角度特定部
　２００　回転シフタ
　２０１　ケース
　２０２　表示部
　２１１　シフトノブ
　２１２　内歯車
　２１３　外歯車
　２１８　プランジャ
　２６１　第１のギア
　２６２　第２のギア

Claims (7)

  1. 　操作に伴って回転する回転部材と、
    　前記回転部材の回転に伴って回転する第１の磁石及び第２の磁石と、
    　前記第１の磁石が発する第１の磁界の方向を検出する第１の磁気検出素子と、
    　前記第２の磁石が発する第２の磁界の方向を検出する第２の磁気検出素子と、
    　前記第１の磁気検出素子の検出結果及び前記第２の磁気検出素子の検出結果に基づいて、前記回転部材の回転角度を特定する回転角度特定部と、
    　前記第１の磁気検出素子の検出結果及び前記第２の磁気検出素子の検出結果に基づいて、外部からの磁気の侵入の判定を行う判定部と、
    　を有し、
    　前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、同じ方向に同じ角度の回転をし、
    　前記第１の磁界の向きと前記第２の磁界の向きとが逆向きであることを特徴とする回転角度検出装置。
  2. 　前記回転部材の回転を前記第１の磁石に伝達する第１のギアと、
    　前記回転部材の回転を前記第２の磁石に伝達する第２のギアと、
    　を有し、
    　前記第１のギアの歯の数と前記第２のギアの歯の数とが一致してい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. 　前記第１のギアと前記第２のギアとの間に、奇数個の第３のギアが繋がっていることを請求項２に記載の回転角度検出装置。
  4. 　前記第１の磁気検出素子及び前記第２の磁気検出素子は磁気抵抗センサであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の回転角度検出装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転角度検出装置と、
    　前記回転部材と一体に回転するシフトノブと、
    　を有し、
    　前記回転角度特定部により特定された前記回転部材の回転角度に応じて、前記シフトノブに入力されたシフトポジションを検出することを特徴とする回転シフタ。
  6. 　前記回転部材は前記第１の磁気検出素子及び前記第２の磁気検出素子に対して無制限に回転可能であり、
    　前記回転部材の回転可能な範囲を制限する制限機構を有することを特徴とする請求項５に記載の回転シフタ。
  7. 　前記回転部材は、前記シフトノブの回転に対する負荷を一定の周期で変化させるクリック機構を有し、
    　前記負荷の変化の周期と同一の周期で、前記シフトポジションが変化することを特徴とする請求項５又は６に記載の回転シフタ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002213944A (ja) * 2001-01-18 2002-07-31 Niles Parts Co Ltd 回転角測定装置
JP2009047426A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Niles Co Ltd 非接触式回転角度検出センサ
WO2018221260A1 (ja) * 2017-05-29 2018-12-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁気センサ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002213944A (ja) * 2001-01-18 2002-07-31 Niles Parts Co Ltd 回転角測定装置
JP2009047426A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Niles Co Ltd 非接触式回転角度検出センサ
WO2018221260A1 (ja) * 2017-05-29 2018-12-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁気センサ

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