(57)【要約】【課題】複数のセンサと演算回路との間を接続する通信線の数を少なくすることができる回転角検出装置を提供する。【解決手段】回転角検出装置は、第１の磁気センサ１７、第２の磁気センサ１８、マイクロコンピュータ１９、およびシリアル通信線２０を有している。２つの磁気センサ（１７，１８）は、主動歯車に噛合する歯数の異なる２つの従動歯車の回転角度に応じたデジタル信号を生成する。マイクロコンピュータ１９は、２つの磁気センサにより生成されるデジタル信号に基づき主動歯車の回転角度を演算する。シリアル通信線２０は、２つの磁気センサとマイクロコンピュータ１９との間を接続している。マイクロコンピュータ１９は、シリアル通信線２０を介して２つの磁気センサに対してデジタル信号の出力を交互に要求し、この要求に対する応答として２つの磁気センサから出力されるデジタル信号を取り込む。【選択図】図２
2020118480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転検出対象と一体回転する主動歯車と、
前記主動歯車に噛合する歯数の異なる２つの従動歯車と、
前記２つの従動歯車の回転角度に応じた電気信号を生成する２つのセンサと、
前記２つのセンサにより生成される電気信号に基づき前記主動歯車の回転角度を演算する演算回路と、
前記２つのセンサのうちいずれか一方のセンサを前記演算回路に接続する本線、および前記本線の途中に設定される分岐点から分岐して前記２つのセンサのうちいずれか他方のセンサを前記本線の分岐点に接続する支線を備えてなるシリアル通信線と、を有し、
前記演算回路は、前記シリアル通信線を介して前記２つのセンサに対して前記電気信号の出力を選択的に要求し、この要求に対する応答として前記２つのセンサから出力される電気信号を取り込む回転角検出装置。
【請求項２】
前記演算回路は、前記２つの従動歯車のいずれか一方である特定の従動歯車の回転数を計数するカウンタを有し、
前記演算回路は、電源投入時のイニシャル処理として、前記２つのセンサにより生成される電気信号から得られる前記２つの従動歯車の回転角度の差に基づき前記特定の従動歯車の回転角度の周期数を演算し、この演算される周期数および前記特定の従動歯車の回転角度を使用して前記主動歯車の回転角度を演算する一方、
前記イニシャル処理の完了後、前記２つのセンサのうち前記特定の従動歯車に対応する特定のセンサにより生成される前記電気信号から得られる前記特定の従動歯車の回転角度、および前記カウンタにより計数される前記特定の従動歯車の回転数を使用して前記主動歯車の回転角度を演算する請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記演算回路は、前記２つのセンサのいずれか一方に対して前記電気信号の出力を要求する第１の要求信号、および前記２つのセンサのいずれか他方に対して前記電気信号の出力を要求する第２の要求信号を、前記シリアル通信線を介して前記２つのセンサに対して交互に送信する請求項１または請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記回転検出対象は、車両の操舵装置におけるステアリングシャフトあるいはピニオンシャフトである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１の回転角検出装置は、シャフトと一体的に回転する主動歯車と、この主動歯車に歯合する２つの従動歯車とを備えている。２つの従動歯車の歯数は互いに異なっているため、主動歯車の回転に伴う２つの従動歯車の回転角度も互いに異なる。回転角検出装置の演算回路は、２つの従動歯車にそれぞれ対応して設けられたセンサを通じて２つの従動歯車の回転角度を検出し、これら検出される回転角度に基づいて主動歯車の回転角度を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平１１−５００８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の回転角検出装置において、２つのセンサはそれぞれ通信線を介して演算回路に接続される。すなわち、特許文献１の回転角検出装置では、センサの数と同数の通信線が必要となる。このため、回転角検出装置の構成の簡素化などの観点から、通信線の数を低減することが望まれていた。
【０００５】
本発明の目的は、複数のセンサと演算回路との間を接続する通信線の数を少なくすることができる回転角検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成し得る回転角検出装置は、回転検出対象と一体回転する主動歯車と、前記主動歯車に噛合する歯数の異なる２つの従動歯車と、前記２つの従動歯車の回転角度に応じた電気信号を生成する２つのセンサと、前記２つのセンサにより生成される電気信号に基づき前記主動歯車の回転角度を演算する演算回路と、前記２つのセンサのうちいずれか一方のセンサを前記演算回路に接続する本線、および前記本線の途中に設定される分岐点から分岐して前記２つのセンサのうちいずれか他方のセンサを前記本線の分岐点に接続する支線を備えてなるシリアル通信線と、を有している。前記演算回路は、前記シリアル通信線を介して前記２つのセンサに対して前記電気信号の出力を選択的に要求し、この要求に対する応答として前記２つのセンサから出力される電気信号を取り込む。
【０００７】
この構成によれば、本線および支線を有するシリアル通信線を介して、２つのセンサと演算回路とを好適に接続することができる。２つのセンサでシリアル通信線が共有されるため、２つのセンサをそれぞれ個別のシリアル通信線で演算回路に接続する構成を採用する場合に比べて、２つのセンサと演算回路との通信経路数を減らすことができる。
【０００８】
上記の回転角検出装置において、前記演算回路は、前記２つの従動歯車のいずれか一方である特定の従動歯車の回転数を計数するカウンタを有していてもよい。この場合、前記演算回路は、電源投入時のイニシャル処理として、前記２つのセンサにより生成される電気信号から得られる前記２つの従動歯車の回転角度の差に基づき前記特定の従動歯車の回転角度の周期数を演算し、この演算される周期数および前記特定の従動歯車の回転角度を使用して前記主動歯車の回転角度を演算することが好ましい。一方、前記イニシャル処理の完了後、前記演算回路は、前記２つのセンサのうち前記特定の従動歯車に対応する特定のセンサにより生成される前記電気信号から得られる前記特定の従動歯車の回転角度、および前記カウンタにより計数される前記特定の従動歯車の回転数を使用して前記主動歯車の回転角度を演算することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、イニシャル処理の完了後、２つのセンサのうち特定の従動歯車に対応する特定のセンサにより生成される電気信号のみが使用される。このため、演算回路が２つのセンサにより生成される電気信号の双方を取り込む場合に比べて、主動歯車の回転角度の演算周期を短くすることができる。
【００１０】
上記の回転角検出装置において、前記演算回路は、前記２つのセンサのいずれか一方に対して前記電気信号の出力を要求する第１の要求信号、および前記２つのセンサのいずれか他方に対して前記電気信号の出力を要求する第２の要求信号を、前記シリアル通信線を介して前記２つのセンサに対して交互に送信することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、演算回路は、第１の要求信号および第２の要求信号を、シリアル通信線を介して２つのセンサへ送信することにより、２つのセンサのいずれか一方を通信相手として簡単に選択することができる。
【００１２】
上記の回転角検出装置において、前記回転検出対象は、車両の操舵装置におけるステアリングシャフトあるいはピニオンシャフトであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回転角検出装置によれば、複数のセンサと演算回路との間を接続する通信線の数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】回転角検出装置の一実施の形態の概略構成を示すブロック図。
【図２】一実施の形態におけるマイクロコンピュータと２つの磁気センサとの接続の状態を示すブロック図。
【図３】一実施の形態における２つの磁気センサにより生成される電気信号の第１の送信タイミングを示すタイミングチャート。
【図４】一実施の形態における２つの磁気センサにより生成される電気信号の第２の送信タイミングを示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、回転角検出装置を具体化した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、回転角検出装置１０は、主動歯車１１、第１の従動歯車１２，および第２の従動歯車１３を有している。主動歯車１１は、検出対象であるシャフト１４に対して一体回転可能に嵌められる。第１の従動歯車１２および第２の従動歯車１３は、主動歯車１１と噛み合っている。第１の従動歯車１２の歯数と第２の従動歯車１３の歯数とは互いに異なっている。このため、シャフト１４の回転に連動して主動歯車１１が回転した場合、主動歯車１１の回転角度θに対する第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第２の従動歯車１３の回転角度βは互いに異なる値となる。たとえば主動歯車１１の歯数を「ｚ」、第１の従動歯車１２の歯数を「ｍ」、第２の従動歯車１３の歯数を「ｎ」とした場合、主動歯車１１が１回転したとき、第１の従動歯車１２は「ｚ／ｍ」だけ回転する一方、第２の従動歯車１３は「ｚ／ｎ」だけ回転する。
【００１６】
また、回転角検出装置１０は、第１の磁石１５、第２の磁石１６、第１の磁気センサ１７、第２の磁気センサ１８、および演算回路としてのマイクロコンピュータ１９を有している。
【００１７】
第１の磁石１５は、第１の従動歯車１２に対して一体回転可能に設けられている。第２の磁石１６は、第２の従動歯車１３に対して一体回転可能に設けられている。第１の磁気センサ１７は、第１の磁石１５の近傍に設けられていて、第１の磁石１５から発生られる磁界を検出する。第２の磁気センサ１８は、第２の磁石１６の近傍に設けられていて、第２の磁石１６から発せられる磁界を検出する。
【００１８】
第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８としては、たとえば４つの磁気抵抗素子がブリッジ状に接続されてなるＭＲセンサが採用される。磁気抵抗素子の抵抗値は、与えられる磁界の向きに応じて変化する。第１の磁気センサ１７は、第１の磁石１５から発せられる磁束の方向の変化に基づき第１の従動歯車１２の回転角度αを検出する。第２の磁気センサ１８は、第２の磁石１６から発せられる磁束の方向の変化に基づき第２の従動歯車１３の回転角度βを検出する。具体的には、つぎの通りである。
【００１９】
第１の磁気センサ１７は、第１の従動歯車１２の回転角度αに応じて連続的に変化する２つのアナログ信号である第１の正弦信号および第１の余弦信号を生成する。第１の正弦信号および第１の余弦信号は、第１の従動歯車１２が第１の磁気センサ１７の検出範囲Ωだけ回転したとき、すなわち主動歯車１１が「（ｍ／ｚ）Ω」だけ回転したときに１周期となる。第１の余弦信号の位相は、第１の正弦信号に対して１／４周期だけずれる。第１の磁気センサ１７は、第１の正弦信号および第１の余弦信号に基づく逆正接を演算することにより、第１の磁気センサ１７の検出範囲（１周期）Ωにおける第１の従動歯車１２の回転角度αを求める。第１の磁気センサ１７は、演算される第１の従動歯車１２の回転角度αをデジタル信号Ｓαに変換し、この変換されるデジタル信号Ｓαをマイクロコンピュータ１９へ出力する。
【００２０】
第２の磁気センサ１８は、第２の従動歯車１３の回転角度βに応じて連続的に変化する２つのアナログ信号である第２の正弦信号および第２の余弦信号を生成する。第２の正弦信号および第２の余弦信号は、第２の従動歯車１３が第２の磁気センサ１８の検出範囲Ωだけ回転したとき、すなわち主動歯車１１が「（ｎ／ｚ）Ω」だけ回転したときに１周期となる。第２の余弦信号の位相は、第２の正弦信号に対して１／４周期だけずれる。第２の磁気センサ１８は、第２の正弦信号および第２の余弦信号に基づく逆正接を演算することにより、第２の磁気センサ１８の検出範囲（１周期）Ωにおける第２の従動歯車１３の回転角度βを求める。第２の磁気センサ１８は、演算される第２の従動歯車１３の回転角度βをデジタル信号Ｓβに変換し、この変換されるデジタル信号Ｓβをマイクロコンピュータ１９へ出力する。
【００２１】
主動歯車１１の回転角度θの変化に対して第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第２の従動歯車１３の回転角度βは、つぎのように変化する。すなわち、主動歯車１１の回転角度θの変化に伴い第１の従動歯車１２の回転角度αは、歯数ｍに応じて所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す。具体的には、回転角度αは、第１の従動歯車１２が第１の磁気センサ１７の検出範囲Ωだけ回転する毎に、換言すれば主動歯車１１が「ｍΩ／ｚ」だけ回転する毎に、立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す。また、第２の従動歯車１３の回転角度βは、第２の従動歯車１３の歯数ｎに応じて、所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す。具体的には、回転角度βは、第２の従動歯車１３が第２の磁気センサ１８の検出範囲Ωだけ回転する毎に、換言すれば主動歯車１１が「ｎΩ／ｚ」だけ回転する毎に、立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す。
【００２２】
第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８の検出範囲Ωにおける第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第２の従動歯車１３の回転角度βの位相差は、主動歯車１１の回転角度θが所定値に達したときに無くなる。このため、主動歯車１１の３６０°を超える多回転の回転角度θの演算範囲（演算できる範囲）は、第１の従動歯車１２の歯数ｍ、第２の従動歯車１３の歯数ｎ、ならびに主動歯車１１の歯数ｚの比により決まる。主動歯車１１の回転角度θの演算範囲Ｒａは、たとえば次式（Ａ）で表される。
【００２３】
Ｒａ＝ｍｎΩ／ｚ（ｍ−ｎ）  …（Ａ）
ただし、「ｍ」は第１の従動歯車１２の歯数、「ｎ」は第２の従動歯車１３の歯数、「ｚ」は主動歯車１１の歯数である。また、「Ω」は第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８の検出範囲である。
【００２４】
マイクロコンピュータ１９は、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８を通じて検出される第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第２の従動歯車１３の回転角度βを使用して主動歯車１１、ひいてはシャフト１４の３６０°を超える多回転の回転角度θを絶対値で演算する。
【００２５】
マイクロコンピュータ１９は、主動歯車１１の回転角度θを演算する際、まず第１の従動歯車１２の回転角度αと第２の従動歯車１３の回転角度βとの差を演算する。主動歯車１１の回転角度θと回転角度α，βの差との関係は、つぎの通りである。
【００２６】
回転角度α，βの差の値は、第１の従動歯車１２の回転角度αが立ち上がりと立ち下がりを繰り返す周期ごとに、主動歯車１１の回転角度θに対して固有の値となる。すなわち、回転角度α，βの差の値は、第１の従動歯車１２の回転角度αの周期数に対して固有の値となる。また、回転角度α，βの差の値は、第２の従動歯車１３の回転角度βが立ち上がりと立ち下がりを繰り返す周期ごとに、主動歯車１１の回転角度θに対して固有の値となる。すなわち、回転角度α，βの差の値は、第２の従動歯車１３の回転角度βの周期数に対して固有の値となる。
【００２７】
したがって、マイクロコンピュータ１９は、回転角度α，βの差の値に基づき第１の従動歯車１２の周期数を演算することができる。周期数とは、第１の磁気センサ１７により生成される第１の正弦信号および第１の余弦信号の何周期目か、すなわち第１の磁気センサ１７の検出範囲（１周期）を何回繰り返しているかを示す整数値をいう。ちなみに、マイクロコンピュータ１９は、回転角度α，βの差の値に基づき第２の従動歯車１３の回転角度βの周期数を演算することもできるところ、本実施の形態では第１の従動歯車１２の周期数を使用する。マイクロコンピュータ１９は、図示しない記憶装置に格納されるテーブルを参照することにより第１の従動歯車１２の周期数を演算する。テーブルは、回転角度α，βの差の値と第１の従動歯車１２の周期数との関係を規定するものであって、実験あるいはシミュレーションを通じて設定される。
【００２８】
マイクロコンピュータ１９は、第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第１の従動歯車１２の周期数に基づき、主動歯車１１の回転角度θを絶対角で演算する。主動歯車１１の３６０°を超える多回転の回転角度θは、たとえば次式（Ｂ）に基づき求められる。
【００２９】
θ＝ｍα／ｚ＋（ｍ／ｚ）Ωγ１  …（Ｂ）
ただし、「ｍ」は第１の従動歯車１２の歯数、「ｎ」は第２の従動歯車１３の歯数、「ｚ」は主動歯車１１の歯数である。「Ω」は第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８の検出範囲である。「α」は第１の磁気センサ１７により検出される第１の従動歯車１２の回転角度である。「ｍα／ｚ」は、第１の磁気センサ１７の検出範囲Ωにおける第１の従動歯車１２の回転角度αに対する主動歯車１１の回転角度を示す。
【００３０】
つぎに、第１の磁気センサ１７、第２の磁気センサ１８およびマイクロコンピュータ１９の結線方法を説明する。
図２に示すように、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８は、シリアル通信線２０を介してマイクロコンピュータ１９のシリアル通信端子ＴＳに接続されている。第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８ならびにマイクロコンピュータ１９は、１つのシリアル通信線２０を共有してデジタル信号の授受を行う。シリアル通信線２０は、本線２０ａおよび支線２０ｂを有している。支線２０ｂは、本線２０ａの途中に設定された分岐点Ｐｊから分岐している。第１の磁気センサ１７は、本線２０ａを介してシリアル通信端子ＴＳに接続されている。第２の磁気センサ１８は、支線２０ｂを介して本線２０ａの分岐点Ｐｊに接続されている。
【００３１】
マイクロコンピュータ１９は、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８のいずれか一方を通信相手として選択する。マイクロコンピュータ１９は、選択した第１の磁気センサ１７または第２の磁気センサ１８に対する制御を、シリアル通信線２０を介して行う。マイクロコンピュータ１９は、シリアル通信線２０を介して、第１の磁気センサ１７または第２の磁気センサ１８に対して検出結果としてのデジタル信号の出力を要求し、この要求に対する応答として第１の磁気センサ１７または第２の磁気センサ１８から送信されるデジタル信号を取り込む。
【００３２】
この構成によれば、マイクロコンピュータ１９は、自己の通信相手を選択することにより複数のデジタル信号Ｓα，Ｓβを、単一のシリアル通信線２０を介して授受することができる。このため、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８を、それぞれ個別にシリアル通信線を介してマイクロコンピュータ１９に接続する場合に比べて、マイクロコンピュータ１９に確保するシリアル通信端子ＴＳの数を減らすことができる。また、２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９との間の通信経路の数を抑えることができる。
【００３３】
つぎに、２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９との間の通信方法の一例を説明する。回転角検出装置１０は動作電源が投入されることを契機として動作を開始する。
【００３４】
図３のタイミングチャートに示すように、マイクロコンピュータ１９は、まずシリアル通信線２０を介して第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８に対して第１の要求信号Ｓｒｑ１を送信する（時刻ｔ１）。
【００３５】
第１の要求信号Ｓｒｑ１は、本線２０ａを介して第１の磁気センサ１７へ送信されるとともに、支線２０ｂを介して第２の磁気センサ１８へ送信される。ちなみに、第１の要求信号Ｓｒｑ１とは、第１の磁気センサ１７に対してデジタル信号Ｓαの送信を要求する電気信号をいう。第１の要求信号Ｓｒｑ１は、一定周期でハイレベルの電圧とローレベルの電圧とを交互に繰り返す周期パルス信号である。たとえば、第１の要求信号Ｓｒｑ１は、２周期のパルスからなる。
【００３６】
第１の磁気センサ１７は、第１の要求信号Ｓｒｑ１が受信されることを契機として、検出結果である第１の従動歯車１２の回転角度αに対するサンプリング処理を行う。また、第２の磁気センサ１８は、第１の要求信号Ｓｒｑ１が受信されることを契機として、検出結果である第２の従動歯車１３の回転角度βに対するサンプリング処理を行う。
【００３７】
この後、第１の磁気センサ１７は、第１の要求信号Ｓｒｑ１のパルスパターンに基づき自己に対する送信要求である旨認識し、サンプリング処理を通じて生成されるデジタル信号Ｓαをマイクロコンピュータ１９へ送信する（時刻ｔ２）。第２の磁気センサ１８は、第１の要求信号Ｓｒｑ１のパルスパターンに基づき自己に対する送信要求ではない旨認識する。このため、第２の磁気センサ１８は、マイクロコンピュータ１９に対するデジタル信号Ｓβの送信処理を行わない。
【００３８】
マイクロコンピュータ１９は、デジタル信号Ｓαの受信が完了した後、シリアル通信線２０を介して第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８に対して第２の要求信号Ｓｒｑ２を送信する（時刻ｔ３）。ちなみに、第２の要求信号Ｓｒｑ２とは、第２の磁気センサ１８に対してデジタル信号Ｓβの送信を要求する電気信号をいう。第２の要求信号Ｓｒｑ２は、一定周期でハイレベルの電圧とローレベルの電圧とを交互に繰り返す周期パルス信号である。たとえば、第２の要求信号Ｓｒｑ２は、３周期のパルスからなる。
【００３９】
第２の磁気センサ１８は、第２の要求信号Ｓｒｑ２のパルスパターンに基づき自己に対する送信要求である旨認識し、サンプリング処理を通じて生成されるデジタル信号Ｓβをマイクロコンピュータ１９へ送信する（時刻ｔ４）。第１の磁気センサ１７は、第２の要求信号Ｓｒｑ２のパルスパターンに基づき自己に対する送信要求ではない旨認識する。このため、第１の磁気センサ１７は、マイクロコンピュータ１９に対するデジタル信号Ｓαの送信処理を行わない。
【００４０】
以後、マイクロコンピュータ１９は、時刻ｔ１〜時刻ｔ４における処理と同様に、第１の要求信号Ｓｒｑ１の送信と第２の要求信号Ｓｒｑ２の送信とを交互に繰り返す。マイクロコンピュータ１９は、シリアル通信線２０を介して取り込まれるデジタル信号Ｓα，Ｓβに基づき取得される第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第２の従動歯車１３の回転角度βを使用して主動歯車１１、ひいてはシャフト１４の回転角度θを演算する。
【００４１】
このように、マイクロコンピュータ１９がデジタル信号Ｓαとデジタル信号Ｓβとを交互に取得することによって、たしかに１つのシリアル通信線２０を第１の磁気センサ１７と第２の磁気センサ１８とで共用することができる。しかし、この通信方法を採用する場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、マイクロコンピュータ１９が２つのデジタル信号Ｓα，Ｓβを取り込むために必要とされる時間、ひいては主動歯車１１の回転角度θの演算周期が、２つの磁気センサ（１７，１８）を個別にマイクロコンピュータ１９に接続する場合に比べて２倍程度に長くなる。このため、回転角検出装置１０の検出対象、あるいは回転角検出装置１０の製品仕様によっては、主動歯車１１の回転角度θの演算周期の短縮化が要求されることが想定される。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、主動歯車１１の回転角度θの演算周期をより短くするために、マイクロコンピュータ１９として、つぎの構成を採用している。
図２に示すように、マイクロコンピュータ１９は、カウンタ１９ａを有している。カウンタ１９ａは、第１の従動歯車１２の回転数を計数する。ここでの回転数は、第１の従動歯車１２が何回転したかを示す数値である。カウンタ１９ａは、第１の磁気センサ１７の検出範囲Ωが３６０°である場合、第１の磁気センサ１７により生成されるデジタル信号Ｓαに基づき取得される第１の従動歯車１２の回転角度αが３６０°だけ変化する毎にカウント値を一定値（たとえば１，２などの正の自然数）ずつ増加または減少させる。カウンタ１９ａは、第１の従動歯車１２の回転方向が正方向であるとき、第１の従動歯車１２が１回転する毎にカウント値を一定値ずつ増加させる。また、カウンタ１９ａは、第１の従動歯車１２の回転方向が逆方向であるとき、第１の従動歯車１２が１回転する毎にカウント値を一定値ずつ減少させる。
【００４３】
ちなみに、第１の磁気センサ１７の検出範囲Ωが３６０°である場合、第１の従動歯車１２の１回転は第１の従動歯車１２の回転角度αの１周期となる。このため、カウンタ１９ａのカウント値は、第１の従動歯車１２の周期数γ１と等しい値となる。第１の磁気センサ１７の検出範囲Ωが１８０°であることも考えられるところ、この場合、カウンタ１９ａは、デジタル信号Ｓαに基づき取得される第１の従動歯車１２の回転角度αが１８０°だけ変化する毎にカウント値を一定値ずつ増加または減少させる。
【００４４】
また、本実施の形態では、主動歯車１１の回転角度θの演算周期をより短くするために、２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９との間の通信方法として、つぎのような通信方法を採用している。
【００４５】
すなわち、マイクロコンピュータ１９は、動作電源が投入されることを契機として動作を開始して、イニシャル処理（起動時の処理）を実行する。マイクロコンピュータ１９は、先の図３のタイミングチャートの時刻ｔ１〜時刻ｔ４における処理と同様にして、第１の磁気センサ１７により生成されるデジタル信号Ｓα、および第２の磁気センサ１８により生成されるデジタル信号Ｓβを順に取り込む。つぎに、マイクロコンピュータ１９は、第１の従動歯車１２の回転角度αと第２の従動歯車１３の回転角度βとの差を演算し、この演算される差の値に基づき先のテーブルを参照して第１の従動歯車１２の周期数γ１を演算する。マイクロコンピュータ１９は、第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第１の従動歯車１２の周期数γ１を先の式（Ｂ）に適用することにより、主動歯車１１の回転角度θを絶対角で演算する。
【００４６】
ちなみに、マイクロコンピュータ１９は、このイニシャル処理を実行した際に演算される第１の従動歯車１２の周期数γ１を図示しない記憶装置に記憶する。
マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理が完了した以降、つぎのようにして主動歯車１１の回転角度θを演算する。
【００４７】
図４のタイミングチャートに示すように、マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理が完了した以降、シリアル通信線２０を介して第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８に対して周期的に第１の要求信号Ｓｒｑ１を送信する。マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理が完了した以降、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８に対する第２の要求信号Ｓｒｑ２の送信処理は行わない。
【００４８】
マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理の完了後、シリアル通信線２０を介して第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８に対して第１の要求信号Ｓｒｑ１を送信する（時刻ｔ１１）。
【００４９】
第１の磁気センサ１７は、第１の要求信号Ｓｒｑ１が受信されることを契機として、検出結果である回転角度αに対するサンプリング処理を行う。また、第２の磁気センサ１８は、第１の要求信号Ｓｒｑ１が受信されることを契機として、検出結果である回転角度βに対するサンプリング処理を行う。
【００５０】
この後、第１の磁気センサ１７は、第１の要求信号Ｓｒｑ１のパルスパターンに基づき自己に対する送信要求である旨認識し、サンプリング処理を通じて生成されるデジタル信号Ｓαをマイクロコンピュータ１９へ送信する（時刻ｔ１２）。第２の磁気センサ１８は、第１の要求信号Ｓｒｑ１のパルスパターンに基づき自己に対する送信要求ではない旨認識する。このため、第２の磁気センサ１８は、マイクロコンピュータ１９に対するデジタル信号Ｓβの送信処理を行わない。
【００５１】
マイクロコンピュータ１９は、デジタル信号Ｓαの受信が完了した後、そのデジタル信号Ｓαに基づき取得される第１の従動歯車１２の回転角度α、およびイニシャル処理を通じて取得される第１の従動歯車１２の周期数γ１に基づき、主動歯車１１の回転角度θを絶対角で演算する。
【００５２】
すなわち、マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理を通じて取得される第１の従動歯車１２の周期数γ１、およびカウンタ１９ａのカウント値に基づき、第１の従動歯車１２の現在の周期数γ１を演算する。第１の従動歯車１２の回転数と第１の従動歯車１２の回転角度αの周期数γ１との間には相関関係がある。たとえば第１の磁気センサ１７の検出範囲Ωが３６０°である場合、第１の従動歯車１２の１回転は第１の従動歯車１２の回転角度αの１周期となる。このため、回転角検出装置１０の起動時、すなわちイニシャル処理時における第１の従動歯車１２の回転角度αの周期数γ１が分かれば、カウンタ１９ａのカウント値に基づき、現在の第１の従動歯車１２の回転角度αが何周期目であるのかが分かる。
【００５３】
したがって、マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理を通じて取得される第１の従動歯車１２の周期数γ１にカウンタ１９ａのカウント値を加算することにより、第１の従動歯車１２の回転角度αの現在の周期数γ１を得ることができる。マイクロコンピュータ１９は、デジタル信号Ｓαに基づく第１の従動歯車１２の回転角度α、および第１の従動歯車１２の回転角度αの現在の周期数γ１を、先の式（Ｂ）に適用することにより、主動歯車１１の回転角度θを絶対角で演算する。
【００５４】
以後、マイクロコンピュータ１９は、図４のタイミングチャートにおける時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２における処理と同様に、第１の要求信号Ｓｒｑ１の送信、デジタル信号Ｓαの受信、および主動歯車１１の回転角度θの演算を繰り返す。
【００５５】
＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロコンピュータ１９は第１の要求信号Ｓｒｑ１あるいは第２の要求信号Ｓｒｑ２の送信を通じて通信相手を選択することにより複数の信号（Ｓα、Ｓβ）を単一のシリアル通信線２０を介して授受することができる。このため、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８を、それぞれ個別にシリアル通信線を介してマイクロコンピュータ１９に接続する場合に比べて、マイクロコンピュータ１９に確保するシリアル通信端子ＴＳの数を減らすことができる。また、２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９との間の通信経路であるシリアル通信線の数を磁気センサの数よりも少なくすることができる。
【００５６】
（２）マイクロコンピュータ１９は、電源投入時のイニシャル処理においては、第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第２の従動歯車１３の回転角度βの双方を使用して主動歯車の回転角度θを絶対角で演算する。また、マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理の完了後においては、第１の従動歯車１２の回転角度αおよびカウンタ１９ａのカウント値を使用して主動歯車の回転角度θを演算する。このため、イニシャル処理の完了後、マイクロコンピュータ１９は、第１の要求信号Ｓｒｑ１の送信を通じて第１の磁気センサ１７に対してのみデジタル信号Ｓαの出力を要求すればよい。すなわち、イニシャル処理の完了後、第２の磁気センサ１８は使用されないため、第２の磁気センサ１８に対してデジタル信号Ｓβの出力を要求する必要はない。したがって、イニシャル処理の完了後においては、第１の磁気センサ１７により生成されるデジタル信号Ｓαおよび第２の磁気センサ１８により生成されるデジタル信号Ｓβの双方を取り込む場合に比べて、デジタル信号Ｓβを取り込むために必要とされる時間の分だけ、主動歯車１１の回転角度θの演算周期を短くすることができる。ひいては、主動歯車１１の回転角度θの出力応答性が向上する。
【００５７】
（３）マイクロコンピュータ１９は、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を、シリアル通信線２０を介して２つの磁気センサ（１７，１８）へ送信することにより、２つの磁気センサのいずれか一方を通信相手として簡単に選択することができる。
【００５８】
（４）シリアル通信線２０は、本線２０ａ、および本線２０ａの途中に設定される分岐点Ｐｊから分岐する支線２０ｂを有している。第１の磁気センサ１７は本線２０ａを介してマイクロコンピュータ１９に接続されている。第２の磁気センサ１８は、支線２０ｂを介して本線２０ａの分岐点Ｐｊに接続されている。このように、本線２０ａおよび支線２０ｂを有する単一のシリアル通信線２０を介して、２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９とを好適に接続することができる。
【００５９】
＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・シャフト１４の一例としては、車両の操舵装置において、ステアリングホイールの操作に連動して回転するステアリングシャフト、あるいはラックアンドピニオン機構を構成するピニオンシャフトなどが挙げられる。
【００６０】
・第１の従動歯車１２の回転角度αおよび第２の従動歯車１３の回転角度βは、マイクロコンピュータ１９により演算するようにしてもよい。
・２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９を接続するシリアルバスとしてＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）を採用してもよい。ＳＰＩは、「ＳＣＫ（シリアルクロック）」、「ＳＤＩ（シリアルデータ入力）」、「ＳＤＯ（シリアルデータ出力）」の３本の通信線を使用して通信を行う同期式のシリアル通信の規格の一種である。ＳＰＩを採用する場合、前述した３本の通信線に加え、２つの磁気センサ（１７，１８）は、それぞれＣＳ（Chip Select）信号線を介してマイクロコンピュータ１９のＣＳ端子に接続される。これらＣＳ信号線は、マイクロコンピュータ１９が自身の通信相手を選択するために使用される。マイクロコンピュータ１９は、２つのＣＳ端子のいずれか一方をアクティブ化、たとえば論理レベルをハイレベルからローレベルへ切り替えることにより、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８のいずれか一方を通信相手として選択する。このようにＳＰＩを採用場合であれ、２つの磁気センサ（１７，１８）をそれぞれ個別に３本の通信線（ＳＣＫ，ＳＤＩ，ＳＤＯ）を介してマイクロコンピュータ１９に接続する場合の６本に比べて、マイクロコンピュータ１９に確保する端子数、ひいては通信線の数を３本に減らすことができる。また、イニシャル処理の完了後において先の図４のタイミングチャートに示される通信方法を採用することにより、主動歯車１１の回転角度θの演算周期を短くすることができる。
【００６１】
・２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９を接続するシリアルバスとしてＩ２Ｃ（Inter-Integrated-Circuit）を採用してもよい。Ｉ２Ｃは、「ＳＣＬ（シリアルクロック）」および双方向の「ＳＤＡ（シリアルデータ）」の２本の信号線を使用して通信する同期式のシリアル通信である。Ｉ２Ｃバスには、ＳＰＩバスと同様に複数のスレーブ（本実施の形態では、第１の磁気センサ１７および第２の磁気センサ１８）を接続することができる。マスタとなるマイクロコンピュータ１９は個別に設定されるスレーブのアドレスを指定して通信相手を選択する。このようにＩ２Ｃを採用場合であれ、２つの磁気センサ（１７，１８）をそれぞれ個別に２本の通信線（ＳＣＬ，ＳＤＡ）を介してマイクロコンピュータ１９に接続する場合の４本に比べて、マイクロコンピュータ１９に確保する端子数、ひいては通信線の数を２本に減らすことができる。また、イニシャル処理の完了後において先の図４のタイミングチャートに示される通信方法を採用することにより、主動歯車１１の回転角度θの演算周期を短くすることができる。
【００６２】
・マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理が完了した後であれ、特定のタイミングで第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成するようにしてもよい。マイクロコンピュータ１９は、特定のタイミングとして、たとえば第１の要求信号Ｓｒｑ１を複数回だけ生成する毎に第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。この場合、マイクロコンピュータ１９は、第１の従動歯車１２の回転角度α、および第２の従動歯車１３の回転角度βの双方を使用して、主動歯車１１の回転角度θを演算する。このとき回転角度α，βの差の値に基づき演算される第１の従動歯車１２の回転角度αの周期数γ１は、図示しない記憶装置に格納される。この後、マイクロコンピュータ１９は、再び第１の従動歯車１２の回転角度αのみに基づき主動歯車１１の回転角度θをする際、記憶装置に記憶された最新の周期数γ１を基準として第１の従動歯車１２の回転角度αの現在の周期数γ１を演算する。
【００６３】
・マイクロコンピュータ１９は、第２の磁気センサ１８により検出される第２の従動歯車１３の回転角度βおよび第２の従動歯車１３の周期数γ２に基づき、主動歯車１１の３６０°を超える多回転の回転角度θを絶対値で演算するようにしてもよい。この場合、記憶装置に格納されるテーブルとしては、回転角度α，βの差の値と第２の従動歯車１３の周期数γ２との関係を規定するものを採用する。また、先の式（Ｂ）において、第１の従動歯車１２の回転角度αを第２の従動歯車１３の回転角度βに置換するとともに、第１の従動歯車１２の回転角度αの周期数γ１を第２の従動歯車１３の回転角度βの周期数γ２に置換する。このようにしても、主動歯車１１の回転角度θ、すなわちシャフト１４の絶対回転角度を即時に検出することができる。
【００６４】
・マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理が完了した後、第２の従動歯車１３の回転角度βのみを使用して主動歯車１１の回転角度θを演算してもよい。この場合、カウンタ１９ａは、第２の従動歯車１３の回転数を計数する。マイクロコンピュータ１９は、イニシャル処理の完了後、第２の要求信号Ｓｒｑ２の送信を通じて第２の磁気センサ１８に対してのみデジタル信号Ｓβの出力を要求すればよい。このようにすれば、イニシャル処理の完了後において、第１の磁気センサ１７により生成されるデジタル信号Ｓαを取り込むために必要とされる時間の分だけ、主動歯車１１の回転角度θの演算周期を短くすることができる。
【００６５】
・回転角検出装置１０の検出対象、あるいは回転角検出装置１０の製品仕様によっては、主動歯車１１の回転角度θの演算周期の短縮化が要求されないことも考えられる。このような場合、マイクロコンピュータ１９としてカウンタ１９ａを割愛した構成を採用してもよい。このようにしても、２つの磁気センサ（１７，１８）とマイクロコンピュータ１９との間の通信経路であるシリアル通信線の数を磁気センサの数よりも少なくすることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…回転角検出装置、１１…主動歯車、１２…第１の従動歯車、１３…第２の従動歯車、１４…シャフト（回転検出対象、ステアリングシャフト、ピニオンシャフト）、１７…第１の磁気センサ、１８…第２の磁気センサ、１９…マイクロコンピュータ（演算回路）、１９ａ…カウンタ、２０…シリアル通信線、２０ａ…本線、２０ｂ…支線、Ｐｊ…分岐点、Ｓｒｑ１…第１の要求信号、Ｓｒｑ２…第２の要求信号、Ｓα，Ｓβ…デジタル信号（電気信号）、α…第１の従動歯車の回転角度、β…第２の従動歯車の回転角度、θ…主動歯車の回転角度、Ω…周期数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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