(57)【要約】【課題】モータと一体化し、回転角を確実に検出することの可能な回転角検出装置を提供する。【解決手段】ステータに相対回転可能に設けられたロータ２０の第１極巻線２１に第１コンデンサ４１が並列に接続され、第２極巻線２２に第１コンデンサ４１よりも静電容量の小さい第２コンデンサ４２が並列に接続される。ロータ２０の巻線に整流子３０を通して通電する直流電源５０に重畳して交流電源５３が設けられる。ブラシ５１、５２の間に形成される回路のインピーダンスがロータ２０の回転によって３つの状態に変化するので、電流検出手段５４は３つの振幅状態の電流を検出する。信号検出部５５と回転角検出部５６は、電流振幅の状態遷移する順序により、ロータ２０の回転方向を検出し、状態遷移回数のカウント値を回転方向に応じて増減することによりロータまたは被駆動体の回転角度を算出する。【選択図】図１
2011101489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を形成するステータ及びこのステータに相対回転可能に設けられたロータを有し、前記ロータの有する三極以上の巻線にブラシを通じて通電されることで回転駆動するモータの回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記三極の巻線のうちの第１極巻線に並列に接続される第１コンデンサと、
前記三極の巻線のうちの第２極巻線に並列に接続され、前記第１コンデンサとは静電容量の異なる第２コンデンサと、
前記三極の巻線に通電する直流電源、及びこの直流電源に重畳して設けられる交流電源と、
前記モータに形成される回路を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出した電流の振幅の状態が遷移する順序により前記ロータの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
電流振幅の状態遷移回数をカウントし、そのカウント値を前記回転方向検出手段の検出した回転方向に応じて増減することにより前記ロータの回転角度または被駆動体の回転角度を算出する回転角度算出手段を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記回転方向検出手段は、前記電流検出手段の検出した電流の振幅変化を、電圧の異なるパルス信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部の出力するパルス信号の状態を少なくとも３つのステータスに判別し、これらのステータスが第１ステータス、第２ステータス、第３ステータスの順に遷移するとき前記ロータが正方向に回転したことを検出し、第１ステータス、第３ステータス、第２ステータスの順に遷移するとき前記ロータが逆方向に回転したことを検出する回転角検出部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記モータのブラシに電気的に接続する整流子の各セグメントと電気的に接続するバリスタの各電極間に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記モータのブラシに電気的に接続する整流子の各セグメント間に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
磁界を形成するステータと、
前記ステータに相対回転可能に設けられ、少なくとも三極の巻線を有するロータと、
前記ロータの巻線に電気的に接続する整流子と、
前記整流子に電気的に接続する少なくとも２つのブラシと、
前記三極の巻線のうちの第１極巻線に並列に接続される第１コンデンサと、
前記三極の巻線のうちの第２極巻線に並列に接続され、前記第１コンデンサとは静電容量の異なる第２コンデンサと、
前記三極の巻線に通電する直流電源に重畳して設けられる交流電源と、
前記２つのブラシの間に形成される回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出した電流の振幅の状態が遷移する順序により前記ロータの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
電流振幅の状態遷移回数をカウントし、そのカウント値を前記回転方向検出手段の検出した回転方向に応じて増減することにより前記ロータの回転角度または被駆動体の回転角度を算出する回転角度算出手段を備えることを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータの回転角を検出する回転角検出装置が公知である。特許文献１に記載の回転角検出装置では、モータのシャフトの端部に回転角の検出に用いられるコンミュテータを取付け、このコンミュテータに接続する２つのブラシの間の電気的接続がシャフトの回転によってオン、オフすることで生じるパルス信号をカウントすることによりモータの回転角度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の回転角検出装置は、モータのシャフトの端部にステータ及びロータとは別体で設けられており、回転角検出装置の体格が大型化することが懸念される。また、この回転角検出装置は、モータの回転方向を検出することができないので、例えばモータが外力によって正逆方向のいずれかに回転された場合等、モータの回転角を正確に検出することが困難になることが懸念される。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータと一体化し、回転角を確実に検出することの可能な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】
【０００５】
請求項１に係る発明によると、ステータに相対回転可能に設けられたロータの第１極巻線に第１コンデンサが並列に接続され、第２極巻線に第１コンデンサとは静電容量の異なる第２コンデンサが並列に接続される。ロータの巻線に通電する直流電源と重畳して交流電源が設けられ、このモータに形成される回路を流れる電流を電流検出手段が検出する。この電流検出手段の検出した電流の振幅の状態が遷移する順序により、回転方向検出手段はロータの回転方向を検出する。回転角度算出手段は、電流振幅の状態遷移回数をカウントし、そのカウント値を回転方向に応じて増減することにより、ロータの回転角度または被駆動体の回転角度を算出する。ここで、被駆動体とは、ロータの回転によってモータに駆動されるものを示す。
【０００６】
ロータの第１極巻線と第２極巻線にそれぞれ静電容量の異なる第１コンデンサと第２コンデンサが並列に接続されることで、少なくとも２つのブラシの間にインピーダンスの異なる少なくとも３つの電気回路が形成される。したがって、電流検出手段の検出する電流は少なくとも３つの振幅の状態に遷移する。回転方向検出手段は、電流の振幅の状態が例えば第１状態、第２状態、第３状態の順に遷移するときロータが正方向に回転していることを検出し、例えば第１状態、第３状態、第２状態の順に遷移するときロータが逆方向に回転していることを検出する。従って、回転角度算出手段は、回転方向を考慮した回転角度を算出することができる。なお、第１状態、第２状態、第３状態とは、異なる振幅を有する任意の状態である。
【０００７】
また、ロータの巻線に静電容量の異なる２つのコンデンサを並列接続することで、電流検出手段の検出する電流は、ロータの１回転で少なくとも３つの振幅の状態に遷移する。これにより、回転角度検出の分解能を高めることができる。
さらに、静電容量の異なる２つのコンデンサをロータの巻線に並列接続することでロータの回転方向を検出することが可能となるので、回転角検出装置とモータが一体化され、体格を小型化することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、信号処理部は、電流検出手段の検出した電流の振幅変化を、電圧の異なるパルス信号に変換する。回転角検出部は、信号処理部の出力する信号を少なくとも３つのステータスに判別し、これらのステータスが第１ステータス、第２ステータス、第３ステータスの順に遷移するときロータが正方向に回転したことを検出し、第１ステータス、第３ステータス、第２ステータスの順に遷移するときロータが逆方向に回転したことを検出する。これにより、回転方向検出手段は、ロータの回転方向を正確に検出することができる。なお、第１ステータス、第２ステータス、第３ステータスとは、異なる電圧を有する任意のステータスである。
【０００９】
請求項３に係る発明によると、第１、第２コンデンサは、前記モータのブラシに電気的に接続する整流子の各セグメントと電気的に接続するバリスタの各電極間に設けられる。これにより、コンデンサの取付けを確実、かつ容易に行うことができる。
請求項４に係る発明によると、第１、第２コンデンサは、整流子の各セグメント間に設けられる。これにより、バリスタを備えていないモータにコンデンサを容易に取付けることができる。
【００１０】
請求項５に係る発明によると、ステータに相対回転可能に設けられたロータの有する少なくとも三極の巻線に整流子及びブラシを通して通電されることで回転駆動するモータは、ロータの第１極巻線に第１コンデンサが並列に接続され、第２極巻線に第１コンデンサとは静電容量の異なる第２コンデンサが並列に接続される。ロータの巻線に通電する直流電源と重畳して交流電源が設けられ、２つのブラシの間に形成される回路に流れる電流を電流検出手段が検出する。この電流検出手段の検出した電流の振幅の状態が遷移する順序により、回転方向検出手段はロータの回転方向を検出する。回転角度算出手段は、電流振幅の状態遷移回数をカウントし、そのカウント値を回転方向に応じて増減することにより、ロータの回転角度または被駆動体の回転角度を算出する。
【００１１】
ロータの第１極巻線と第２極巻線にそれぞれ静電容量の異なる第１コンデンサと第２コンデンサが並列に接続されることで、２つのブラシの間に形成される回路のインピーダンスがロータの回転により少なくとも３つの状態に変化する。このため、電流検出手段の検出する電流は少なくとも３つの振幅の状態に遷移する。これにより、回転方向検出手段は、電流の振幅の状態の遷移する順序によって、ロータの回転方向を検出することができる。
また、ロータの巻線に静電容量の異なる２つのコンデンサを並列接続することで、電流検出手段の検出する電流は、ロータの１回転で少なくとも３つの振幅の状態に遷移する。これにより、回転角度検出の分解能を高めることができる。
さらに、静電容量の異なる２つのコンデンサをロータの巻線に並列接続することでロータの回転方向を検出することが可能となるので、モータの体格を小型化することができる。
なお、請求項５に記載の発明に請求項２〜４に記載の発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による回転角検出装置を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態による回転角検出装置のモータを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による回転角検出装置のロータを示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による回転角検出装置を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態による回転角検出装置を示す回路図である。
【図６】本発明の一実施形態による回転角検出装置を示す回路図である。
【図７】本発明の一実施形態による回転角検出装置を示す回路図である。
【図８】本発明の一実施形態による回転角検出装置の電流の状態を示す波形図である。
【図９】本発明の一実施形態による回転角検出装置のパルスの状態を示す波形図である。
【図１０】本発明の一実施形態による回転角検出装置の論理回路を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による回転角検出装置の真理値表である。
【図１２】本発明の一実施形態による回転角検出装置の適用される吸気制御システムを示す構成図である。
【図１３】本発明の比較例の回転角検出装置の回路図である。
【図１４】本発明の比較例の回転角検出装置の電流の状態を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態の回転角検出装置を図１〜図１２に示す。
先ず、本実施形態の回転角検出装置１の回路の構成を図１を参照して説明する。
モータは、図１に示すように、ロータ２０の有する三極の巻線２１、２２、２３がデルタ結線され、三極の巻線の端部が整流子３０の各セグメント３１、３２、３３に接続されている。三極の巻線のうちの第１極巻線２１と第１コンデンサ４１が並列に接続され、第２極巻線２２と第２コンデンサ４２が並列に接続されている。第２コンデンサ４２は、第１コンデンサ４１よりも静電容量が小さいものである。
【００１４】
直流電源５０からブラシ５１、整流子３０を経由し、各巻線２１、２２、２３に駆動電流が供給される。直流電源５０に交流電源５３が重畳されている。ブラシ５２とグランドとの間に設けられた電流検出手段５４がモータに流れる電流を検出し、この検出された電流の振幅変化を信号処理部５５がパルス信号に変換する。このパルス信号を回転角検出部５６が解析することで、ロータ２０の回転角が検出される。回転角を検出する方法については後述する。
【００１５】
次に、本実施形態の回転角検出装置１を適用したモータの構成を図２〜図４を参照して説明する。
モータ１０は、ステータ６０、ロータ２０、整流子３０、リングバリスタ７０及び第１、第２コンデンサ４１、４２等を備えている。
ステータ６０は、筒状のモータケース６１の径方向の内壁に固定された複数の永久磁石によってＮ極とＳ極が周方向に交互に設けられ、磁界を形成する。
ロータ２０は、ステータ６０の径方向内側に所定のクリアランスを有して設置されている。ロータ２０は、ロータコア２４、インシュレータ２５及び巻線２１、２２、２３等を有している。ロータコア２４は積層鉄心から形成され、例えば３つの突極を形成している。各突極の外側にインシュレータ２５を介在して三極の巻線２１、２２、２３が巻回されている。
ロータコア２４の軸中心に設けられた軸孔２６にシャフト２７が固定されている。シャフト２７は軸方向の両端がそれぞれモータケース６１に回転可能に支持されている。これにより、ロータ２０はモータケース６１及びステータ６０に対し回転可能となる。
【００１６】
シャフト２７の径方向の外壁に、整流子３０が固定されている。なお、図２及び図３では、各巻線２１、２２、２３と整流子３０の各セグメント３１、３２、３３とを接続する配線は省略してある。
整流子３０の径方向外側に円盤状のリングバリスタ７０が設けられている。リングバリスタ７０は、整流子３０の各セグメント３１、３２、３３に電気的に接続する３つの電極７１、７２、７３と、これらの電極の間を接続する抵抗体７４、７５、７６を有している（図４参照）。リングバリスタ７０は、サージ電圧が加わるとき、電流をグランド側に流すことで、ノイズを抑制する。
リングバリスタ７０の有する３つの電極のうち、第１電極７１と第３電極７３との間に第１コンデンサ４１が設けられ、第１電極７１と第２電極７２との間に第２コンデンサ４２が設けられている。この構成により、第１コンデンサ４１は、第１極巻線２１と並列に接続され、第２コンデンサ４２は第２極巻線２２と並列に接続される。
【００１７】
整流子３０のセグメントに電気的に接続するブラシ５１、５２に、ターミナル５７、５８を経由して直流電源及び交流電源から電流が供給されると、三極の巻線２１、２２、２３に電流が流れ、ロータ２０が回転する。
【００１８】
続いて、本実施形態の回転角検出装置がモータ１０の回転角を検出する方法について説明する。
モータ１０は、ロータが６０°回転する毎に、図５〜図７に示すように、インピーダンスの異なる３種の電気回路を形成する。各電気回路に電流が流れることで、電流検出手段５４は、図８に示すように、振幅の異なる３つの状態の脈流を検出する。
先ず、第１ブラシ５１が第１セグメント３１と接触し、第２ブラシ５２が第３セグメント３３と接触するとき、モータ１０は図５に示す電気回路を形成する。この電気回路では、直流成分は、第１、第２コンデンサ４１、４２を備える第１、第２分路１０１、１０２を流れることなく、第３、第４分路１０３、１０４を流れる。一方、コイルの誘導リアクタンスと周波数は比例するので、交流成分は主に第１分路１０１を流れる。
第１コンデンサ４１は第２コンデンサ４２と比べて静電容量が大きく、静電容量に反比例する容量リアクタンスが第２コンデンサ４２と比べて小さいので、この電気回路に流れる電流を検出する電流検出手段５４は、図８の時刻Ｔ１〜Ｔ２の状態に示すように、振幅の大きい第１状態の脈流を検出する。
【００１９】
次に、ロータ２０が図１の時計回りに回転し、第１ブラシ５１が第１セグメント３１と接触し、第２ブラシ５２が第２セグメント３２と接触するとき、モータ１０は図６に示す電気回路を形成する。この電気回路では、直流成分は第５、第６分路１０５、１０６を流れ、交流成分は主に第７分路１０７を流れる。
第２コンデンサ４２は第１コンデンサ４１と比べて静電容量が小さく、静電容量に反比例する容量リアクタンスが第１コンデンサ４１と比べて大きいので、この電気回路に流れる電流を検出する電流検出手段５４は、図８の時刻Ｔ２〜Ｔ３の状態に示すように、時刻Ｔ１〜Ｔ２の状態よりも振幅の小さい第２状態の脈流を検出する。
【００２０】
続いて、ロータ２０が図１の時計回りにさらに６０°回転し、第１ブラシ５１が第３セグメント３３と接触し、第２ブラシ５２が第２セグメント３２と接触するとき、モータ１０は図７に示す電気回路を形成する。この電気回路では、直流成分は第９、第１０分路１０９、１１０を流れ、交流成分は主に第１１、第１２分路１１１、１１２を流れる。
第１１、第１２分路では、第１コンデンサ４１と第２コンデンサ４２が直列接続されることで、第１コンデンサ４１と第２コンデンサ４２との合計の静電容量は第１コンデンサ４１及び第２コンデンサ４２に比べて小さくなり、この電気回路に流れる電流を検出する電流検出手段５４は、図８の時刻Ｔ３〜Ｔ４の状態に示すように、時刻Ｔ２〜Ｔ３の状態よりも振幅の小さい第３状態の脈流を検出する。
【００２１】
ロータ２０が図１の時計回りにさらに６０°回転し、第１ブラシ５１が第３セグメント３３と接触し、第２ブラシ５２が第１セグメント３１と接触するとき、モータ１０は再び図５に示す電気回路を形成する。この電気回路に流れる電流を検出する電流検出手段５４は、時刻Ｔ４〜Ｔ５の状態に示すように、時刻Ｔ１〜Ｔ２の状態と略同じ第１状態の脈流を検出する。
【００２２】
次に、信号処理部５５は、図９に示すように、電流検出手段５４の検出した電流の振幅変化をＡ／Ｄ変換、整流、平滑等により電圧の異なるパルス信号に変換する。
回転角検出部５６は、図１０に示すように、信号処理部５５の出力する信号を複数の比較回路に入力する。
信号処理部５５の出力する信号Ｘは、第１比較回路８１によって、閾値ａと比較される。信号処理部５５の出力する信号Ｘが閾値ａ以上のとき、第１比較回路８１は「１」を出力する。信号処理部５５の出力する信号Ｘが閾値ａ未満のとき、第１比較回路８１は「０」を出力する。
これと同時に、信号処理部の出力する信号Ｘは、第２比較回路８２によって、閾値ｂと比較される。信号処理部５５の出力する信号Ｘが閾値ｂ以上のとき、第２比較回路８２は「１」を出力する。信号処理部５５の出力する信号Ｘが閾値ｂ未満のとき、第２比較回路８２は「０」を出力する。
【００２３】
続いて、回転角検出部５６は、第１、第２比較回路８１、８２の出力を図１１に示す真理値表に照合する。この真理値表では、第１比較回路８１の出力をＡブロック、第２比較回路８２の出力をＢブロックに示している。回転角検出部５６は、Ａブロック「０」、Ｂブロック「０」のとき、信号処理部５５の出力する信号Ｘを第３ステータスと判定する。Ａブロック「０」、Ｂブロック「１」のとき、信号処理部５５の出力する信号Ｘを第２ステータスと判定する。Ａブロック「１」、Ｂブロック「１」のとき、信号処理部５５の出力する信号Ｘを第１ステータスと判定する。
【００２４】
回転角検出部５６は、信号処理部５５の出力する信号Ｘが第１ステータス、第２ステータス、第３ステータスの順、又は第２ステータス、第３ステータス、第１ステータスの順、又は第３ステータス、第１ステータス、第２ステータスの順に遷移するとき、ロータ２０が正方向に回転していることを検出する。
一方、回転角検出部５６は、信号処理部５５の出力する信号Ｘが第１ステータス、第３ステータス、第２ステータスの順、又は第３ステータス、第２ステータス、第１ステータスの順、又は第２ステータス、第１ステータス、第３ステータスの順に遷移するとき、ロータ２０が逆方向に回転していることを検出する。
【００２５】
続いて、回転角検出部５６は、信号処理部５５の出力する信号Ｘが各ステータスに遷移する回数をカウントする。そして、そのカウント値を例えば正方向に回転しているときは加算し、逆方向に回転しているときは減算する等、回転方向に応じて増減することによりロータ２０の回転角度または被駆動体となる吸気制御弁９６（図１２参照）等の回転角度を算出する。
なお、信号処理部５５と回転角検出部５６は、ロータの回転方向を検出するものとして特許請求の範囲に記載の回転方向検出手段に相当し、ロータ又は被駆動体の回転角度を検出するものとして特許請求の範囲に記載の回転角度算出手段に相当する。
【００２６】
本実施形態の回転角検出装置１を備えたモータ１０を適応した吸気制御システム９０を図１２に示す。
吸気制御システム９０は、エンジン９１の各気筒毎の燃焼室９２に吸入空気を供給する吸気通路９３に設けられる。吸気制御システム９０は、制御装置９４、モータ１０、減速機９５及び吸気制御弁９６等を備えている。
制御装置９４は、制御プログラム又は制御ロジックに基づき、モータ１０に駆動電流を印加することで、モータ１０を回転する。モータ１０の回転は減速機９５により、例えば４０分の１に減速され、吸気制御弁９６に伝達される。吸気制御弁９６は、回転角度を変更することで、吸気通路９３の通路断面積を可変する。これにより、吸気制御システム９０は、運転状態に適応した吸気渦流を燃焼室９２内に形成する。
回転角検出装置１は、モータ１０の回転角を６０°毎に検出することが可能であるので、減速比４０で伝達される吸気制御弁９６の回転角について、１．５°の分解能を有する。このため、制御装置９４は、回転角検出装置１の検出結果に基づき、吸気制御弁９６が目標とする回転角に回転するようにモータ１０に駆動電流を印加することができる。
【００２７】
（比較例）
次に、本発明の比較例の回転角検出装置を図１３及び図１４に示す。
比較例の回転角検出装置は、図１３に示すように、ロータ２００の有する三極の巻線のうちの第１極巻線２１にコンデンサ４３が並列接続されている。第２極巻線２２及び第３極巻線２３にはコンデンサは接続されていない。
比較例の回転角検出装置では、モータは、６０°又は１２０°回転する毎に、インピーダンスの異なる２種の電気回路を形成する。これらの電気回路に電流が流れることで、電流検出手段５４は、図１４に示すように、振幅の大きさが異なる２つの状態の脈流を検出する。
【００２８】
先ず、第１ブラシ５１が第１セグメント３１と接触し、第２ブラシ５２が第３セグメント３３と接触するとき、電流検出手段５４は、時刻Ｔ１〜Ｔ２の状態に示すように、振幅の大きい脈流を検出する。
次に、ロータ２００が図１５の時計回りに回転し、第１ブラシ５１が第１セグメント３１と接触し、第２ブラシ５２が第２セグメント３２と接触するとき、電流検出手段５４は、時刻Ｔ２〜Ｔ３の状態に示すように、時刻Ｔ１〜Ｔ２の状態よりも振幅の小さい脈流を検出する。ロータ２００がさらに６０°回転し、第１ブラシ５１が第３セグメント３３と接触し、第２ブラシが第２セグメント３２と接触するとき、電流検出手段５４は、時刻Ｔ３〜Ｔ４の状態に示すように、時刻Ｔ２〜Ｔ３の状態と同じ振幅の脈流を検出する。
次に、ロータが６０°さらに回転し、第１ブラシ５１が第３セグメント３３と接触し、第２ブラシが第１セグメント３１と接触するとき、電流検出手段５４は、時刻Ｔ４〜Ｔ５の状態に示すように、時刻Ｔ１〜Ｔ２の状態と略同じ振幅の脈流を検出する。
【００２９】
信号処理部５５は、電流検出手段５４の検出した電流の振幅変化を電圧の異なる２段階のパルス信号に変換する。回転角検出部５６は、所定時間内に各パルス信号の状態が遷移する回数をカウントすることで、ロータ２００の回転角度を検出する。したがって、比較例の回転角検出装置では、ロータ２００の回転角度を６０°又は１２０°毎に検出することが可能である。なお、比較例では、電流の振幅状態遷移によってロータ２００の回転方向の検出をすることは困難である。
【００３０】
（一実施形態の効果）
本実施形態では、静電容量の異なる２つのコンデンサ４１、４２をロータ２０の第１極巻線２１と第２極巻線２２に並列に接続することで、電流検出手段５４は３つの状態の振幅の脈流を検出することが可能となる。電流検出手段５４の検出した振幅の変化を信号処理部５５がパルス信号に変換し、このパルス信号を回転角検出部５６が３種のステータスに判別する。
回転角検出部５６は、各ステータスが第１、第２、第３ステータス等の順に遷移するとき、ロータ２０が正方向に回転していることを検出し、第１、第３、第２ステータス等の順に遷移するとき、ロータ２０が逆方向に回転していることを検出する。また、回転角検出部５６は、信号処理部５５の出力する信号Ｘが第１、第２、第３ステータスを遷移する回数をカウントする。そして、回転角検出部５６は、そのカウント値を回転方向に応じて増減することにより、ロータ２０の回転角度または吸気制御弁９６の回転角度を算出することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、第１コンデンサ４１と第２コンデンサ４２がリングバリスタ７０の各電極間に設けられている。このため、第１、第２コンデンサ４１、４２の取付けを確実に、かつ容易に行うことができる。
【００３２】
ここで、吸気制御システム９０では、燃焼室９２へ向かう吸入空気の流れによって、吸気制御弁９６の燃焼室９２と反対側の面に力が加わる。また、燃焼室９２からの空気の逆流によって、吸気制御弁９６の燃焼室９２側の面に力が加わる。比較例の回転角検出装置は、電流検出手段５４の検出した電流の振幅変化が２つの状態であるので、ロータの回転方向を検出することができない。これに対し、本実施形態の回転角検出装置１は、吸気制御弁９６の回転角が吸入空気又は燃焼室からの逆流によって変更された場合にも、ロータ２０又は吸気制御弁９６の回転方向を検出することが可能である。
【００３３】
さらに、比較例の回転角検出装置では、モータの回転角を６０°又は１２０°毎に検出するので、減速比４０で伝達される吸気制御弁９６の回転角について、３°の分解能を有する。これに対し、本実施形態の回転角検出装置１は、吸気制御弁９６の回転角について、１．５°の分解能を有するので、分解能が倍増する。したがって、本実施形態の回転角検出装置１を吸気制御システム９０に適用すると、吸気制御弁９６の正確な位相制御が可能となる。これにより、吸気制御システム９０は、燃焼室９２内に最適の吸気渦流を形成することが可能となり、エミッションを低減し、燃費を向上することができる。
【００３４】
（他の実施形態）
上述した一実施形態では、吸気制御システムに適用した回転角検出装置について説明した。これに対し、本発明の回転角検出装置は、ブラシ付きモータを用いた他のシステムに適用してもよい。
上述した一実施形態では、ロータの有する三極の巻線をデルタ結線したモータについて説明した。これに対し、本発明の回転角検出装置は、ロータの巻線をスター結線したモータ等に適用してもよい。また、ロータの巻線の極数は三以上あればよく、コンデンサは、静電容量の異なるものを２つ以上設置すればよい。したがって、ロータの巻線全てに対応するようにコンデンサを並列接続することも可能である。
【００３５】
上述した一実施形態では、容量の異なる２つのコンデンサをリングバリスタの電極間に接続した。これに対し、コンデンサは、ロータの巻線に並列に接続されればよく、整流子の各セグメント間に接続してもよい。
また、上述した一実施形態では、信号処理部の検出した電流の振幅変化を電圧の異なる信号に変換した。これに対し、信号処理部を設けることなく、電流検出手段の検出した脈流の振幅の変化の遷移によってロータの回転方向及び回転角度を検出してもよい。
以上説明したように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態による実施が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１：回転角検出装置、１０：モータ、２０：ロータ、２１：第１極巻線、２２：第２極巻線、２３：第３極巻線、３０：整流子、４１：第１コンデンサ、４２：第２コンデンサ、５０：直流電源、５１、５２：ブラシ、５３：交流電源、５４：電流検出手段、５５：信号処理部（回転方向検出手段、回転角度算出手段）、５６：回転角検出部（回転方向検出手段、回転角度算出手段）、６０：ステータ、７０：リングバリスタ（バリスタ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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