(57)【要約】【課題】回転角度の検出精度の向上及び低コスト化を実現可能な角度検出装置を提供する。【解決手段】磁界センサ部から入力される正弦信号及び余弦信号をデジタル変換する信号変換手段と、デジタル変換後の正弦信号及び余弦信号に含まれる誤差を補正する信号補正手段と、補正後の正弦信号及び余弦信号に基づいて回転角度の属する象限を判定する象限判定手段と、補正後の正弦信号と余弦信号との比を逆正接演算して得られる回転角度を、補正後の正弦信号と余弦信号に対応付けて格納してなる逆正接テーブルを予め記憶するテーブル記憶手段と、補正後の正弦信号と余弦信号に対応する回転角度を逆正接テーブルから探索して取得するテーブル探索手段と、逆正接テーブルから得られた回転角度を象限の判定結果に応じて補正する角度補正手段とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が回転することによる磁気変化を検出する素子を用いて形成されたブリッジ回路により、前記回転軸の回転角度の正弦に対応する正弦信号と前記回転角度の余弦に対応する余弦信号とを出力する磁界センサ部と、
前記磁界センサ部から入力される前記正弦信号及び前記余弦信号に基づいて前記回転角度を算出する信号処理部と、を備えた角度検出装置において、
前記信号処理部は、
前記磁界センサ部から入力される前記正弦信号及び前記余弦信号をデジタル変換する信号変換手段と、
前記デジタル変換後の正弦信号及び余弦信号に含まれる前記磁界センサの出力特性の変動に起因する誤差を補正する信号補正手段と、
前記補正後の正弦信号及び余弦信号に基づいて前記回転角度の属する象限を判定する象限判定手段と、
前記補正後の正弦信号と余弦信号との比を逆正接演算して得られる前記回転角度を、前記補正後の正弦信号と余弦信号に対応付けて格納してなる逆正接テーブルを予め記憶するテーブル記憶手段と、
前記補正後の正弦信号と余弦信号に対応する前記回転角度を前記逆正接テーブルから探索して取得するテーブル探索手段と、
前記逆正接テーブルから得られた前記回転角度を前記象限の判定結果に応じて補正する角度補正手段と、
を備えることを特徴とする角度検出装置。
【請求項２】
前記テーブル記憶手段は、前記補正後の正弦信号と余弦信号との比を逆正接演算して得られる前記回転角度を、前記補正後の正弦信号と余弦信号に対応付けて１つの象限分だけ格納してなる逆正接テーブルを予め記憶することを特徴とする請求項１に記載の角度検出装置。
【請求項３】
前記信号補正手段は、前記デジタル変換後の正弦信号及び余弦信号に含まれる前記磁界センサの出力特性の変動に起因する誤差として、オフセット誤差と振幅誤差を補正するために、前記デジタル変換後の正弦信号及び余弦信号の中性点が所定の基準値となるようオフセット補正を行うと共に、両信号のピーク・ピークが同じ値となるようゲイン補正を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の角度検出装置。
【請求項４】
前記象限判定手段は、前記補正後の正弦信号及び余弦信号と前記所定の基準値との比較によって前記回転角度の属する象限を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の角度検出装置。
【請求項５】
前記逆正接テーブルを構成する前記補正後の正弦信号及び余弦信号には前記所定の基準値が加算されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を利用して回転体の回転角度を検出する角度センサが知られている。下記非特許文献１には、耐熱性に優れたスピンバルブＧＭＲ素子を採用し、ピン層の磁化方向が直交するように配置された２組のホイートストンブリッジ回路を有する角度センサが開示されている。
【０００３】
この非特許文献１に記載の角度センサによると、一方のブリッジ回路の出力電圧Ｖsin（回転角度θの正弦に対応する正弦信号）と、他方のブリッジ回路の出力電圧Ｖcos（回転角度θの余弦に対応する余弦信号）との比を逆正接演算することにより、回転角度θ（＝arctan(Ｖsin／Ｖcos)）を得ることができる。
【０００４】
下記特許文献１及び２には、ＧＭＲ素子を利用した角度センサの異常を検出する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、角度センサの出力信号＋sinθと−sinθの加算信号、或いは角度センサの出力信号＋cosθと−cosθの加算信号のいずれかが閾値を超えた場合に角度センサが異常と判断する。また、特許文献２に記載の技術では、角度センサから出力される正弦信号と余弦信号とのリサージュ波形を求め、このリサージュ波形の振幅及び通過象限に基づいて角度センサが異常か否かを判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４９０９７号公報
【特許文献２】特開２０１１−９５０９４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】阿部他、「スピンバルブＧＭＲ膜を用いた回転角センサーの特性」、日立金属技報、Vol.25(2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車載用の角度センサは、広範囲の温度に亘る温度環境下での使用が想定されており、さらに耐湿性及び耐腐食性が求められ、使用環境によって出力特性が変動しないことが要求される。この点、従来のＧＭＲ素子を利用した角度センサは、使用環境や取り付けによる出力特性の変動に起因して回転角度の検出精度が低下するという問題があった。
【０００８】
また、上記の非特許文献１及び特許文献１に記載された技術では、回転角度の検出にあたって、回転角度の正弦信号と余弦信号との比を逆正接演算する必要があるため、マイコン等の演算装置の処理負荷が大きくなり、低コストのマイコンではリアルタイムの処理が間に合わず、必然的に高コストの高性能マイコンが必要であった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、回転角度の検出精度の向上及び低コスト化を実現可能な角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、角度検出装置に係る第１の解決手段として、回転軸が回転することによる磁気変化を検出する素子を用いて形成されたブリッジ回路により、前記回転軸の回転角度の正弦に対応する正弦信号と前記回転角度の余弦に対応する余弦信号とを出力する磁界センサ部と、前記磁界センサ部から入力される前記正弦信号及び前記余弦信号に基づいて前記回転角度を算出する信号処理部と、を備えた角度検出装置において、前記信号処理部は、前記磁界センサ部から入力される前記正弦信号及び前記余弦信号をデジタル変換する信号変換手段と、前記デジタル変換後の正弦信号及び余弦信号に含まれる前記磁界センサの出力特性の変動に起因する誤差を補正する信号補正手段と、前記補正後の正弦信号及び余弦信号に基づいて前記回転角度の属する象限を判定する象限判定手段と、前記補正後の正弦信号と余弦信号との比を逆正接演算して得られる前記回転角度を、前記補正後の正弦信号と余弦信号に対応付けて格納してなる逆正接テーブルを予め記憶するテーブル記憶手段と、前記補正後の正弦信号と余弦信号に対応する前記回転角度を前記逆正接テーブルから探索して取得するテーブル探索手段と、前記逆正接テーブルから得られた前記回転角度を前記象限の判定結果に応じて補正する角度補正手段とを備える、という手段を採用する。
【００１１】
また、本発明では、角度検出装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記テーブル記憶手段は、前記補正後の正弦信号と余弦信号との比を逆正接演算して得られる前記回転角度を、前記補正後の正弦信号と余弦信号に対応付けて１つの象限分だけ格納してなる逆正接テーブルを予め記憶する、という手段を採用する。
【００１２】
また、本発明では、角度検出装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記信号補正手段は、前記デジタル変換後の正弦信号及び余弦信号に含まれる前記磁界センサの出力特性の変動に起因する誤差として、オフセット誤差と振幅誤差を補正するために、前記デジタル変換後の正弦信号及び余弦信号の中性点が所定の基準値となるようオフセット補正を行うと共に、両信号のピーク・ピークが同じ値となるようゲイン補正を行う、という手段を採用する。
【００１３】
また、本発明では、角度検出装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれか一つの解決手段において、前記象限判定手段は、前記補正後の正弦信号及び余弦信号と前記所定の基準値との比較によって前記回転角度の属する象限を判定する、という手段を採用する。
【００１４】
また、本発明では、角度検出装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれか一つの解決手段において、前記逆正接テーブルを構成する前記補正後の正弦信号及び余弦信号には前記所定の基準値が加算されている、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、信号処理部が、磁界センサ部から入力される正弦信号及び余弦信号に基づいて回転角度を算出するに当たって、これら正弦信号及び余弦信号に含まれる磁界センサの出力特性の変動に起因する誤差を補正するので、回転角度の検出精度（算出精度）を向上させることができる。
また、本発明によれば、信号処理部が、上記誤差補正後の正弦信号と余弦信号に対応する回転角度を予め用意された逆正接テーブルから探索して取得し、この逆正接テーブルから得られた回転角度を象限の判定結果に応じて補正するので、従来のように回転角度を算出するために逆正接演算を行う必要がなく、信号処理部として処理速度の遅い安価なマイコンを使用できるようになる。
すなわち、本発明によれば、回転角度の検出精度の向上及び低コスト化を実現可能な角度検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る角度検出装置１のブロック構成図である。
【図２】角度検出装置１における信号処理部３の演算部３４が、記憶部３３に記憶されているプログラムに従って実行する角度検出処理を示したフローチャートである。
【図３】信号補正部３４ａが実施するオフセット補正に関する補足説明図（ａ）と、象限判定部３４ｂが実施する象限判定に関する補足説明図（ｂ）である。
【図４】信号処理部３の記憶部３３に予め記憶されている逆正接テーブル３３ａの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る角度検出装置１のブロック構成図である。この図１に示すように、本実施形態に係る角度検出装置１は、例えばモータ１００の回転軸１０１の回転角度θを検出するものであり、ＧＭＲセンサ部２（磁界センサ部）と信号処理部３とから構成されている。
【００１８】
ＧＭＲセンサ部２は、回転軸１０１が回転することによる磁気変化を検出するＧＭＲ素子を用いて形成されたブリッジ回路により、回転軸１０１の回転角度θの正弦に対応する正弦信号Ｖsin（sinθを示すアナログ電圧値）と回転角度θの余弦に対応する余弦信号Ｖcos（cosθを示すアナログ電圧値）とを出力するものである。このＧＭＲセンサ部２としては、例えば非特許文献１に記載のスピンバルブＧＭＲ素子を利用した角度センサや、特許文献１に記載の角度センサ等を用いることができる。
【００１９】
信号処理部３は、ＧＭＲセンサ部２から入力される正弦信号Ｖsin及び余弦信号Ｖcosに基づいて回転角度θを算出するものであり、第１のＡ／Ｄ変換部３１（信号変換手段）、第２のＡ／Ｄ変換部３２（信号変換手段）、記憶部３３（テーブル記憶手段）及び演算部３４を備えている。
【００２０】
第１のＡ／Ｄ変換部３１は、ＧＭＲセンサ部２から入力される正弦信号Ｖsinをデジタル変換し、デジタル変換後の正弦信号ＤＶsinを演算部３４に出力する。第２のＡ／Ｄ変換部３２は、ＧＭＲセンサ部２から入力される余弦信号Ｖcosをデジタル変換し、デジタル変換後の余弦信号ＤＶcosを演算部３４に出力する。
【００２１】
記憶部３３は、例えばフラッシュメモリ或いはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリであり、演算部３４にて実行されるプログラムや設定データ等を予め記憶している。なお、詳細は後述するが、この記憶部３３には、回転角度θの算出に利用される逆正接テーブル３３ａ（図４参照）が予め記憶されている。
【００２２】
演算部３４は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)であり、記憶部３３に記憶されているプログラムに従って、正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcosから回転角度θを算出するために必要な処理を実行し、その回転角度θの算出結果を外部に出力する。具体的には、この演算部３４は、上記プログラムの実行によって実現されるソフトウェア的な機能として、信号補正部３４ａ（信号補正手段）、象限判定部３４ｂ（象限判定手段）、テーブル検索部３４ｃ（テーブル検索手段）及び角度補正部３４ｄ（角度補正手段）を備えている。
【００２３】
詳細は後述するが、信号補正部３４ａは、正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcosに含まれるＧＭＲセンサ部２の出力特性の変動に起因する誤差を補正する。象限判定部３４ｂは、補正後の正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcos（補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶc）に基づいて回転角度θの属する象限を判定する。
【００２４】
また、テーブル探索部３４ｃは、補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶcに対応する回転角度θ１を、記憶部３３に記憶されている逆正接テーブル３３ａから検索して取得する。角度補正部３４ｄは、上記の逆正接テーブル３３ａから得られた回転角度θ１を象限判定部３４ｂによる象限判定結果に応じて補正することで最終的な回転角度θを得る。
【００２５】
なお、上記のように、第１のＡ／Ｄ変換部３１、第２のＡ／Ｄ変換部３２、記憶部３３及び演算部３４を備える信号処理部３は、例えばマイクロコンピュータ（マイコン）等の、入出力インターフェイスやメモリ、Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ等が一体的に組み込まれた小型の演算処理装置によって実現することができる。
【００２６】
以下、上記のように構成された角度検出装置１による角度検出動作について説明する。
図２は、信号処理部３の演算部３４が、記憶部３３に記憶されているプログラムに従って実行する角度検出処理を示したフローチャートである。なお、角度検出装置１の動作中において、ＧＭＲセンサ部２から信号処理部３に対してアナログ信号である正弦信号Ｖsin及び余弦信号Ｖcosが連続的に入力される一方、第１のＡ／Ｄ変換部３１及び第２のＡ／Ｄ変換部３２から演算部３４に対しては、デジタル信号である正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcosが離散的に（一定のサンプリング間隔で）入力される。
【００２７】
つまり、演算部３４は、一定のサンプリング間隔で、換言すればサンプリングタイミングが到来する毎に、図２に示すフローチャートに従って角度検出処理を実行するものである。この図２に示すように、演算部３４は、今回のサンプリングタイミングが到来すると、まず、デジタル信号である正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcosの今回値をサンプリングする（ステップＳ１）。
【００２８】
続いて、演算部３４の信号補正部３４ａは、サンプリングした正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcosに含まれるＧＭＲセンサ部２の出力特性の変動に起因する誤差を補正する（ステップＳ２）。具体的には、信号補正部３４ａは、ＧＭＲセンサ部２の出力特性の変動に起因する誤差として、オフセット誤差と振幅誤差を補正するために、正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcosの中性点が所定の基準値となるようオフセット補正を行うと共に、両信号のピーク・ピーク（peak to peak）が同じ値となるようゲイン補正を行う。
【００２９】
ここで、図３（ａ）に示すように、余弦信号ＤＶcosのオフセット誤差は、余弦信号ＤＶcosの平均値ＶcRefと電圧値０（Ｖ）との差分として得られる。同様に、図３（ａ）では図示を省略しているが、正弦信号ＤＶsinのオフセット誤差も、正弦信号ＤＶsinの平均値ＶsRefと電圧値０（Ｖ）との差分として得られる。このようなオフセット誤差は、主に使用環境の温度による影響を受けて発生する。
【００３０】
正弦信号ＤＶsinの中性点が所定の基準値Ｖoy（例えば２．５（Ｖ））となるようオフセット補正を行うには、正弦信号ＤＶsinから平均値ＶsRefを減算して基準値Ｖoyを加算すれば良い。つまり、オフセット補正後の正弦信号ＤＶsinをＤＶs-offsetとすると、ＤＶs-offsetは下記（１）式により算出できる。
ＤＶs-offset＝ＤＶsin−ＶsRef＋Ｖoy      ・・・（１）
【００３１】
一方、余弦信号ＤＶcosの中性点が所定の基準値Ｖox（例えば２．５（Ｖ））となるようオフセット補正を行うには、余弦信号ＤＶcosから平均値ＶcRefを減算して基準値Ｖoxを加算すれば良い。つまり、オフセット補正後の余弦信号ＤＶcosをＤＶc-offsetとすると、ＤＶc-offsetは下記（２）式により算出できる。
ＤＶc-offset＝ＤＶcos−ＶcRef＋Ｖox      ・・・（２）
【００３２】
なお、正弦信号ＤＶsinの平均値ＶsRefと余弦信号ＤＶcosの平均値ＶcRefの算出式は、下記（３）式及び（４）式で表される。従って、これらの平均値ＶsRef、ＶcRefを算出するには、回転軸１０１を１回転させる必要がある。
ＶsRef＝（ＤＶsin最大値−ＤＶsin最小値）／２    ・・・（３）
ＶcRef＝（ＤＶcos最大値−ＤＶcos最小値）／２    ・・・（４）
【００３３】
そこで、角度検出装置１の実使用前に、予め、正弦信号ＤＶsinの平均値ＶsRefと余弦信号ＤＶcosの平均値ＶcRefの初期値を求めておき、その初期値を記憶部３３に記憶しておけば、少なくとも角度検出装置１の実使用時に初めの数回転分については上記（１）式及び（２）式の演算によってオフセット補正を行うことができる。角度検出装置１の実使用中は、回転軸１０１が１回転或いは数回転する毎に、正弦信号ＤＶsinの平均値ＶsRefと余弦信号ＤＶcosの平均値ＶcRefを新たに算出して更新すれば良い。
【００３４】
また、振幅誤差は、正弦信号ＤＶsinのピーク・ピークと、余弦信号ＤＶcosのピーク・ピークとの間に発生する差分（ズレ）として得られる。このような振幅誤差は、主に、ＧＭＲセンサ部２が備えるブリッジ回路の抵抗バラツキや回転軸１０１に対する取り付け位置の影響を受けて発生する。このような振幅誤差を補正するには、正弦信号ＤＶsinのピーク・ピークと、余弦信号ＤＶcosのピーク・ピークとを算出して、両信号のピーク・ピークが同じ値となるようゲイン補正を行えば良い。
【００３５】
なお、正弦信号ＤＶsinのピーク・ピークＤＶsp-pと、余弦信号ＤＶcosのピーク・ピークＤＶcp-pの算出式は、下記（５）式及び（６）式で表される。従って、正弦信号ＤＶsinのピーク・ピークＤＶsp-pと、余弦信号ＤＶcosのピーク・ピークＤＶcp-pを算出するには、回転軸１０１を１回転させる必要がある。
ＤＶsp-p＝ＤＶsin最大値−ＤＶsin最小値          ・・・（５）
ＤＶcp-p＝ＤＶcos最大値−ＤＶcos最小値          ・・・（６）
【００３６】
そこで、角度検出装置１の実使用前に、予め、正弦信号ＤＶsinのピーク・ピークＤＶsp-pと、余弦信号ＤＶcosのピーク・ピークＤＶcp-pを算出して、両信号のピーク・ピークが同じ値となるようなゲイン（乗数）の初期値を求めておき、その初期値を記憶部３３に記憶しておけば、少なくとも角度検出装置１の実使用時に初めの数回転分については、ゲインの初期値をＤＶs-offset及びＤＶc-offsetに乗算することにより、ゲイン補正を行うことができる。角度検出装置１の実使用中は、回転軸１０１が１回転或いは数回転する毎に、正弦信号ＤＶsinのピーク・ピークＤＶsp-pと、余弦信号ＤＶcosのピーク・ピークＤＶcp-pを算出すると共に、両信号のピーク・ピークが同じ値となるようなゲインを新たに算出して更新すれば良い。
【００３７】
以下では、上記のようにオフセット補正及びゲイン補正を実施した後に得られる正弦信号ＤＶsin及び余弦信号ＤＶcosを、補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶcと称す。
【００３８】
続いて、演算部３４の象限判定部３４ｂは、補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶcと、オフセット補正に使用した基準値（Ｖox、Ｖoy）との比較によって、回転角度θの属する象限を判定する（ステップＳ３）。具体的には、象限判定部３４ｂは、図３（ｂ）に示すような基準値（Ｖox、Ｖoy）を原点とし、ＤＶcを横軸、ＤＶsを縦軸とする２次元空間において、ＤＶs＞Ｖoy且つＤＶc＞Ｖoxならば、回転角度θが第１象限に属すると判定する。
【００３９】
また、象限判定部３４ｂは、同じく図３（ｂ）に示す２次元空間において、ＤＶs＞Ｖoy且つＤＶc＜Ｖoxならば、回転角度θが第２象限に属すると判定する。また、象限判定部３４ｂは、同じく図３（ｂ）に示す２次元空間において、ＤＶs＜Ｖoy且つＤＶc＜Ｖoxならば、回転角度θが第３象限に属すると判定する。また、象限判定部３４ｂは、同じく図３（ｂ）に示す２次元空間において、ＤＶs＜Ｖoy且つＤＶc＞Ｖoxならば、回転角度θが第４象限に属すると判定する。
【００４０】
続いて、演算部３４のテーブル探索部３４ｃは、補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶcに対応する回転角度θ１を、記憶部３３に記憶されている逆正接テーブル３３ａから検索して取得する（ステップＳ４）。図４に、逆正接テーブル３３ａの一例を示す。この図４に示すように、逆正接テーブル３３ａは、補正正弦信号ＤＶsと補正余弦信号ＤＶcとの比を逆正接演算して得られる回転角度θ１を、補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶcに対応付けて第１象限分だけ格納したものである。
【００４１】
回転角度θ１は、下記（７）式を用いた演算によって算出できるが、逆正接演算による処理負荷が大きくなるため、本実施形態では、上記のような逆正接テーブル３３ａを用いて回転角度θ１を得る。この逆正接テーブル３３ａは、三角関数の性質により、第１象限分だけ用意すれば良いので、フルサイズの１／４のデータ量で済む。また、図４では、逆正接テーブル３３ａの一例として、基準値（Ｖox＝２．５（Ｖ）、Ｖoy＝２．５（Ｖ））を原点とする縦１６×横１６サイズのテーブルを図示しているが、精度向上のためには、縦２５６×横２５６サイズのテーブルとすることが好ましい。
θ１＝arctan（｜ＤＶs−Ｖoy｜／｜ＤＶc−Ｖox｜）    ・・・（７）
【００４２】
テーブル探索部３４ｃは、例えば、補正正弦信号ＤＶsが３．７５（Ｖ）、補正余弦信号ＤＶcが３．８（Ｖ）の場合、図４に示す逆正接テーブル３３ａから回転角度θ１として４５°を取得する。なお、逆正接テーブル３３ａの縦軸及び横軸を構成する補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶcには、オフセット補正に用いた基準値（Ｖox＝２．５（Ｖ）、Ｖoy＝２．５（Ｖ））が加算されているので、補正正弦信号ＤＶs及び補正余弦信号ＤＶcをそのまま用いて逆正接テーブル３３ａを参照すれば回転角度θ１を得られる。
【００４３】
続いて、演算部３４の角度補正部３４ｄは、上記の逆正接テーブル３３ａから得られた回転角度θ１を象限判定部３４ｂによる象限判定結果に応じて補正することで最終的な回転角度θを得る（ステップＳ５）。具体的には、角度補正部３４ｄは、象限判定結果が第１象限の場合、回転角度θ１を最終的な回転角度θとし、象限判定結果が第２象限の場合、１８０°から回転角度θ１を減算した値を最終的な回転角度θ（＝１８０−θ１）とし、象限判定結果が第３象限の場合、回転角度θ１に１８０°を加算した値を最終的な回転角度θ（＝１８０＋θ１）とし、象限判定結果が第４象限の場合、３６０°から回転角度θ１を減算した値を最終的な回転角度θ（＝３６０−θ１）とする。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、信号処理部３が、ＧＭＲセンサ部２から入力される正弦信号及び余弦信号に基づいて回転角度を算出するに当たって、正弦信号及び余弦信号に含まれるＧＭＲセンサ部２の出力特性の変動に起因する誤差を補正するので、回転角度の検出精度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、信号処理部３が、上記誤差補正後の正弦信号と余弦信号に対応する回転角度を予め用意された逆正接テーブル３３ａから検索して取得し、この逆正接テーブル３３ａから得られた回転角度を象限判定結果に応じて補正するので、従来のように回転角度を算出するために逆正接演算を行う必要がなく、信号処理部３として処理速度の遅い安価なマイコンを使用できるようになる。
すなわち、本実施形態によれば、回転角度の検出精度の向上及び低コスト化を実現可能な角度検出装置１を提供できる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、逆正接テーブル３３ａを第１象限分だけ用意する場合を例示したが、第２象限、第３象限或いは第４象限のいずれか１つ或いは複数の象限分の逆正接テーブルを用意しても良い。この場合、角度補正部３４ｄによる角度補正の方法が異なるだけである。
【符号の説明】
【００４６】
１…角度検出装置、２…ＧＭＲセンサ部（磁界センサ部）、３…信号処理部、３１…第１のＡ／Ｄ変換部（信号変換手段）、３２…第２のＡ／Ｄ変換部（信号変換手段）、３３…記憶部、３３ａ…逆正接テーブル、３４…演算部、３４ａ…信号補正部（信号補正手段）、３４ｂ…象限判定部（象限判定手段）、３４ｃ…テーブル検索部（テーブル検索手段）、３４ｄ…角度補正部（角度補正手段）、１００…モータ、１０１…回転軸
【図１】
2014013209.tif 000003
【図２】
2014013209.tif 000004
【図３】
2014013209.tif 000005
【図４】
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