(57)【要約】【課題】回転体の算出回転角度値を求める演算処理を軽減できる回転角度演算装置及び回転角度検出装置を提供する。【解決手段】第１アナログ信号は、ステアリングシャフトＳが所定角度回転する毎に１周期となる。第２アナログ信号は、ステアリングシャフトＳが所定角度回転する毎に１周期となると共に第１アナログ信号に対して１／４周期の位相差を持つ。マイコンは、第１アナログ信号の信号値及び第２アナログ信号の信号値に基づいて、ＲＯＭに記憶した複数の角度要素値のうち一つの角度要素値を選定する。その角度要素値を用いて加減算処理することでステアリングシャフトＳのステアリング操舵角を求める。【選択図】  図１
2004325317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体が所定角度回転する毎に１周期となる正弦波形の第１アナログ信号と、前記回転体が所定角度回転する毎に１周期となる正弦波形であり前記第１アナログ信号に対して１／４周期の位相差の第２アナログ信号とに基づいて前記回転体の算出回転角度値を求める回転角度演算装置であって、
複数の角度要素値を記憶した記憶手段を備え、
前記第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値に基づいて前記記憶手段に記憶した複数の角度要素値のうち一つの角度要素値を選定する選定手段を備え、
前記選定した角度要素値を用いた加減算にて前記回転体の前記算出回転角度値を求めることを特徴とする回転角度演算装置。
【請求項２】
所定時間毎に前記選定手段に前記角度要素値を選定させる制御手段を備え、
前記制御手段は、前記選定手段が前に選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値と、前記選定手段が今回選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値との差である回転角度値差を求め、
前記制御手段は、前に求めた算出回転角度値に前記回転角度値差を加算して今回の算出回転角度値を求めることを特徴とする請求項１に記載の回転角度演算装置。
【請求項３】
前記各角度要素値は、複数の行及び複数の列からなる行列データの要素であり、
前記選定手段は、前記第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値に基づいて行及び列を選んで角度要素値を選定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転角度演算装置。
【請求項４】
互いに直交するｘ軸及びｙ軸が平面を４つに分けたそれぞれの部分を第１象限、第２象限、第３象限、及び第４象限とし、
前記第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値のうち一方をｘの値、他方をｙの値とした場合に、
ｘの値とｙの値とがなす点が前記第１象限及び前記第３象限に位置する際と、ｘの値とｙの値とがなす点が前記第２象限及び前記第４象限に位置する際とでは、前記第１及び第２アナログ信号の信号値に基づいてそれぞれ選ぶ行と列とが互いに反対になることを特徴とする請求項３に記載の回転角度演算装置。
【請求項５】
回転体が所定角度回転する毎に１周期となる正弦波形の第１アナログ信号及びその第１アナログ信号に対して１／４周期の位相差の正弦波形の第２アナログ信号を出力する角度検出手段と、
請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の回転角度演算装置と
を備えたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項６】
回転体が所定角度回転する毎に磁束が一回転する磁束発生体を備え、
前記角度検出手段は、前記磁束が一回転する毎に１周期となる前記第１アナログ信号及び前記第２アナログ信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転角度を演算する回転角度演算装置及び回転角度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体（回転体）の回転角度に応じて磁気センサなどから出力されるｓｉｎθのアナログ信号とｃｏｓθのアナログ信号に基づいて移動体の回転角度を検出する位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、位置検出装置は、入力したｓｉｎθのアナログ信号及びｃｏｓθのアナログ信号と、ＲＯＭに記憶された所定の値とを用いて乗算処理、微分処理、減算処理などを行うことにより移動体の回転角度を求めている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３５０１８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この回転角度演算装置を車両のステアリングホイール（上記移動体に相当する）の回転角度を求めるものに採用すると、回転角度をリアルタイムで求める必要性がある。そして、特許文献１においては、乗算処理や微分処理を行うことから演算回数が多い。従って、多くの演算を短時間で行わなければならないことから、演算処理が早い演算回路を用いなければならならない。しかしながら、演算処理が早い演算回路ほどその回路のコストが高くなるため、この結果、回転角度演算装置が全体としてコスト高となってしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は回転体の算出回転角度値を求める演算処理を軽減できる回転角度演算装置及び回転角度検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転体が所定角度回転する毎に１周期となる正弦波形の第１アナログ信号と、前記回転体が所定角度回転する毎に１周期となる正弦波形であり前記第１アナログ信号に対して１／４周期の位相差の第２アナログ信号とに基づいて前記回転体の算出回転角度値を求める回転角度演算装置であって、複数の角度要素値を記憶した記憶手段を備え、前記第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値に基づいて前記記憶手段に記憶した複数の角度要素値のうち一つの角度要素値を選定する選定手段を備え、前記選定した角度要素値を用いた加減算にて前記回転体の前記算出回転角度値を求めることを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転角度演算装置において、所定時間毎に前記選定手段に前記角度要素値を選定させる制御手段を備え、前記制御手段は、前記選定手段が前に選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値と、前記選定手段が今回選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値との差である回転角度値差を求め、前記制御手段は、前に求めた算出回転角度値に前記回転角度値差を加算して今回の算出回転角度値を求めることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の回転角度演算装置において、前記各角度要素値は、複数の行及び複数の列からなる行列データの要素であり、前記選定手段は、前記第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値に基づいて行及び列を選んで角度要素値を選定することを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の回転角度演算装置において、互いに直交するｘ軸及びｙ軸が平面を４つに分けたそれぞれの部分を第１象限、第２象限、第３象限、及び第４象限とし、前記第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値のうち一方をｘの値、他方をｙの値とした場合に、ｘの値とｙの値とがなす点が前記第１象限及び前記第３象限に位置する際と、ｘの値とｙの値とがなす点が前記第２象限及び前記第４象限に位置する際とでは、前記第１及び第２アナログ信号の信号値に基づいてそれぞれ選ぶ行と列とが互いに反対になることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、回転体が所定角度回転する毎に１周期となる正弦波形の第１アナログ信号及びその第１アナログ信号に対して１／４周期の位相差の正弦波形の第２アナログ信号を出力する角度検出手段と、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の回転角度演算装置とを備えたことを要旨とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の回転角度検出装置において、回転体が所定角度回転する毎に磁束が一回転する磁束発生体を備え、前記角度検出手段は、前記磁束が一回転する毎に１周期となる前記第１アナログ信号及び前記第２アナログ信号を出力することを要旨とする。
【００１２】
（作用）
従って、請求項１に記載の発明においては以下に示す作用を得る。回転体が所定角度回転すると、第１アナログ信号及び第２アナログ信号は１周期となる。選定手段は、第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値に基づいて記憶手段に記憶した複数の角度要素値のうち一つの角度要素値を選定する。選定した角度要素値を用いた加減算にて回転体の算出回転角度値を求める。
【００１３】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明の作用に加えて以下に示す作用を得る。制御手段は、所定時間毎に選定手段に角度要素値を選定させる。制御手段は、選定手段が前に選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値と、選定手段が今回選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値との差である回転角度値差を求める。制御手段は、前に求めた算出回転角度値に回転角度値差を加算して今回の算出回転角度値を求める。
【００１４】
請求項３に記載の発明においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて以下に示す作用を得る。選定手段は、第１アナログ信号の信号値及び第２アナログ信号の信号値に基づいて行及び列を選んで角度要素値を選定する。
【００１５】
請求項４に記載の発明においては、請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の発明の作用に加えて以下に示す作用を得る。第１アナログ信号の信号値及び第２アナログ信号の信号値のうち一方をｘの値、他方をｙの値とする。ｘの値とｙの値とがなす点が第１象限及び第３象限に位置する際と、ｘの値とｙの値とがなす点が第２象限及び第４象限に位置する際とでは、第１及び第２アナログ信号の信号値に基づいてそれぞれ選ぶ行と列とが互いに反対になる。
【００１６】
請求項５に記載の発明においては、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の発明の作用に加えて以下に示す作用を得る。角度検出手段は、回転体が所定角度回転する毎に１周期となる正弦波形の第１アナログ信号及びその第１アナログ信号に対して１／４周期の位相差の正弦波形の第２アナログ信号を出力する。選定手段は、第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値に基づいて記憶手段に記憶した複数の角度要素値のうち一つの角度要素値を選定する。選定した角度要素値を用いた加減算にて回転体の算出回転角度値を求める。
【００１７】
請求項６に記載の発明においては、請求項５に記載の発明の作用に加えて以下に示す作用を得る。回転体が所定角度回転すると、磁束発生体の磁束が一回転する。磁束が一回転すると、第１アナログ信号及び第２アナログ信号は１周期となる。選定手段は、第１アナログ信号の信号値及び前記第２アナログ信号の信号値に基づいて記憶手段に記憶した複数の角度要素値のうち一つの角度要素値を選定する。選定した角度要素値を用いた加減算にて回転体の算出回転角度値を求める。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転角度検出装置を車両におけるステアリングの操舵角を検出する操舵角検出装置として具体化した一実施形態を図１〜図８に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、回転角度検出装置としての操舵角検出装置１は、ハウジング２、回転板３、ギア体４、磁束発生体としての永久磁石５、角度検出手段としての磁気抵抗素子１１を備えている。操舵角検出装置１は、図示しない車両のステアリングコラム内に配設され、回転体としてのステアリングシャフトＳに装着されている。略円環形状をなすハウジング２は図示しない固定部材に固定され、そのハウジング２にはステアリングシャフトＳが遊挿されている。ハウジング２には回転板３が回転可能に支持されている。
【００２０】
この回転板３はステアリングシャフトＳに外嵌した状態で固定され、ステアリングシャフトＳと共に回動する。つまり、回転板３は、ステアリングシャフトＳが回転されると、同ステアリングシャフトＳと等しく回転する。また、回転板３の外周面にはギア部３ａが形成されている。そして、回転板３の近辺には、ギア部３ａと歯合するギア体４が回転可能にハウジング２に支持されている。このため、ステアリングシャフトＳが所定角度回転する毎に、回転板３の回転に伴ってギア体４が一回転するようになっている。本実施形態では、例えばギア体４は、ステアリングシャフトＳ（回転板３）の１回転当たり３回転する歯数比で形成されている。
【００２１】
図２にも併せ示すように、ギア体４の中心部には、永久磁石５が固定されている。この永久磁石５は、ギア体４において所定の径方向に磁束を発生させるように設けられている。このため、ギア体４が１回転すると、永久磁石５が発生する磁束の方向も３６０゜回転する。
【００２２】
図２に示すように、ハウジング２内において永久磁石５と対向する箇所には、角度検出手段としての磁気抵抗素子１１が配設されている。この磁気抵抗素子１１は永久磁石５が発生する磁束を検出してギア体４の回転角に応じて連続的に変化する角度検出用のアナログ信号を出力する。詳しくは、ステアリングシャフトＳが１２０゜回転する毎にギア体４が１回転（３６０゜回転）する。このため、図４に示すように、磁気抵抗素子１１は、ステアリングシャフトＳが１２０゜回転する毎に１周期となる正弦波形の第１アナログ信号Ａｎ１と、その第１アナログ信号Ａｎ１に対して１／４周期だけ位相がずれた正弦波形の第２アナログ信号Ａｎ２とを出力する。
【００２３】
次に、こうした操舵角検出装置１の電気的構成について説明する。
図３に示すように、操舵角検出装置１は、前記磁気抵抗素子１１、マイコン（マイクロコンピュータ）１２、電源回路１３及びインターフェイス部１４を備えている。マイコン１２は、回転角度演算装置、選定手段、制御手段に相当する。
【００２４】
マイコン１２は、具体的には記憶手段としてのＲＯＭ１２ａ、及び図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器等を備えたＣＰＵユニットであり、図２に示すプリント配線板６に配設されている。このマイコン１２の第１入力端子ＩＮ１及び第２入力端子ＩＮ２には、前記磁気抵抗素子１１からの第１アナログ信号Ａｎ１及び第２アナログ信号Ａｎ２がそれぞれ入力されるようになっている。
【００２５】
また、マイコン１２の電源入力端子Ｖｉｎには電源回路１３が電気的に接続され、マイコン１２はこの電源回路１３から電力供給されている。電源回路１３は、バッテリ電圧を降圧してマイコン１２の駆動電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータによって構成され、２つの入力端子を備えている。そして、一方の入力端子には図示しないイグニッションＯＮリレーを介してバッテリ電圧が入力され、他方の入力端子にはイグニッションＯＮリレーを介さずにバッテリ電圧が入力されている。また、電源回路１３には、トランジスタＴｒ１を介して磁気抵抗素子１１が電気的に接続されている。詳しくは、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子が電源回路１３に接続され、エミッタ端子が磁気抵抗素子１１に接続されている。そして、トランジスタＴｒ１のベース端子はマイコン１２に接続されている。このため、マイコン１２からトランジスタＴｒ１に対してベース電流が通電された際にトランジスタＴｒ１が作動し、電源回路１３から磁気抵抗素子１１に対して電力が供給される。よって、磁気抵抗素子１１は、マイコン１２によって給電が制御され、給電されているときに前記第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２を出力する。
【００２６】
前記マイコン１２のＲＯＭ１２ａ内には、第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２の電圧値に基づいてステアリングシャフトＳの回転角度（以下、ステアリング操舵角φｋという。）を求めるための「角度要素値Ｔａ」を選定する行列データとしての二次元配列テーブルＴ（図６参照）を備えている。マイコン１２は、今回選定した「角度要素値Ｔａ」に基づいて求めた「要素回転角度値θｋ」と、前回選定した「角度要素値Ｔａ」に基づいて求めた「要素回転角度値θｚ」との差である回転角度値差Δθを求める。また、マイコン１２は、その回転角度値差Δθを前回のステアリング操舵角φｚ（ステアリングシャフトＳの回転角度）に加算することにより今回のステアリング操舵角φｋを算出する。「今回のステアリング操舵角φｋ」は「今回の算出回転角度値」に相当し、「ステアリング操舵角φｚ」は、「前に求めた算出回転角度値」及び「前回の算出回転角度値」に相当する。
【００２７】
次に、上記今回のステアリング操舵角φｋ（ステアリングシャフトＳの回転角度）の算出方法について図４〜６及び図７，８に示すフローチャートに基づいて詳述する。
【００２８】
図７に示すように、ステップ（以下、ステップを単に「Ｓ」と示す）１０１では、第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２をディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）する。詳述すると、図４に示すように、本実施形態では、例えば、第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２の振幅の最大値を４Ｖ、最小値を１Ｖ、中間値を２．５Ｖとしている。マイコン１２は、第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２が入力されると、第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２を例えば８ｂｉｔの第１及び第２ディジタル信号Ｄ１，Ｄ２にそれぞれ変換する。８ｂｉｔのＡ／Ｄ変換の場合には、第１及び第２ディジタル信号Ｄ１，Ｄ２は、「０」〜「２５５」のうち何れかの数値と対応する。
【００２９】
本実施形態では、例えば第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２が振幅の中心の電圧値である２．５Ｖの際にＡ／Ｄ変換された第１及び第２ディジタル信号Ｄ１，Ｄ２は「１２８」の数値に対応する。また、第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２が４Ｖの際にＡ／Ｄ変換された第１及び第２ディジタル信号Ｄ１，Ｄ２は「２０５」の数値に対応し、第１及び第２アナログ信号Ａｎ１，Ａｎ２が１Ｖの際にＡ／Ｄ変換された第１及び第２ディジタル信号Ｄ１，Ｄ２は「５１」の数値に対応する。
【００３０】
Ｓ１０２では、以下の式に基づいてｘの値、ｙの値を設定する。
ｘ＝Ｄ１−１２８
ｙ＝Ｄ２−１２８
従って、図４に示すように、ステアリングシャフトＳの回転角度である横軸の値が例えば０ｄｅｇ（０°）の時には、
ｘ＝２０５−１２８＝７７（第１アナログ信号Ａｎ１に対応）
ｙ＝１２８−１２８＝０（第２アナログ信号Ａｎ２に対応）
となる。
【００３１】
Ｓ１０３では、「ｘ≧０，ｙ≧０」か否かを判定している。
なお、Ｓ１０３及び後述するＳ１０９，Ｓ１１３，Ｓ１１７では、マイコン１２は、ｘの値とｙの値とがなす点Ｐが図５に示すｘ軸及びｙ軸からなる平面の第１〜第４象限のうちいずれの象限に位置するかを判定している。点Ｐが第１象限、第２象限、第３象限、第４象限にそれぞれ位置する際には、それぞれＳ１０３、Ｓ１０９、Ｓ１１３、Ｓ１１７において「Ｙｅｓ」の判定を行うようになっている。
【００３２】
Ｓ１０３では、図５は互いに直交するｘ軸及びｙ軸において、ｘの値とｙの値とがなす点Ｐの０ｄｅｇ〜１２０ｄｅｇまでの変位をグラフにしたものである。なお、例えば１２０ｄｅｇはステアリングシャフトＳの回転角度（ステアリング操舵角φｋ）１２０°に相当する。即ち、図５は三角関数のグラフである。
【００３３】
Ｓ１０３では、「ｘ≧０，ｙ≧０」の際に点Ｐが第１象限に位置しているものとしＳ１０４へ移り、そうでない際にはＳ１０９へ移る。
Ｓ１０４では、予めマイコン１２のＲＯＭ１２ａ内に記憶されている二次元配列テーブルＴ（図６参照）から、ｘの値及びｙの値に基づく角度要素値Ｔａを選定する。詳述すると、二次元配列テーブルＴは複数の列Ａと複数の行Ｂとからなる。本実施形態では、０〜１２７の数値がそれぞれ付された１２８個の列Ａと、０〜１２７の数値がそれぞれ付された１２８個の行Ｂとからなる。二次元配列テーブルＴには、１２８個×１２８個の角度要素値Ｔａを備えている。二次元配列テーブルＴには、図５の第１象限における点Ｐの角度θ１が座標値（ｘ，ｙ）に対応づけて記憶されている。即ち、各角度要素値Ｔａが第１象限における点Ｐの角度θ１にそれぞれ対応している。
【００３４】
そして、ｘの値に対応する列Ａを選び、さらにｙの値に対応する行Ｂを選ぶことによりその交点の角度要素値Ｔａを選定している。
例えば、点Ｐが（７７，０）に位置する際には、図６に示す列Ａの「７７」と、行Ｂの「０」とから「０ｄｅｇ（θ１＝０°）」が選定される。また例えば、点Ｐが（０，７７）に位置する際には、図６に示す列Ａの「０」と、行Ｂの「７７」とから「３０ｄｅｇ（θ１＝３０°）」が選定される。
【００３５】
二次元配列テーブルＴには、点Ｐと対応しない要素に「ＦＡＩＬ」を示す値が記憶されている。例えば、第１アナログ信号Ａｎ１及び第２アナログ信号Ａｎ２のうち少なくとも一方にノイズが含まれていることにより、点Ｐが図５に示す円周上又は円周上の付近に位置しないことがある。点Ｐが図５に示す円周上又は円周上の付近に位置しない場合に、「ＦＡＩＬ」の角度要素値Ｔａを選定するようになっている。
【００３６】
Ｓ１０５では、選定した角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」か否かを判定している。角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」の際には一旦このルーチンを終了し、角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」でない際には、Ｓ１０６へ移る。詳しく述べると、選定した角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」である場合には、ｘの値及びｙの値のうち少なくとも一方が不正であるものとして、この角度要素値Ｔａを無視するべく今回のフローチャートのルーチンは終了する。なお、フローチャートのルーチンを所定回数繰り返し、その各ルーチンで角度要素値Ｔａが全て「ＦＡＩＬ」となった場合には、操舵角検出装置１が異常であるものとして警告信号を操舵角検出装置１以外の所望の装置へ出力するように構成してもよい。
【００３７】
Ｓ１０６では、角度要素値Ｔａを要素回転角度値θｋ（θｋ←Ｔａ）に代入してＳ１０７へ移る。
Ｓ１０７では、以下に示す加減算により今回のステアリング操舵角φｋを求める。まず、今回求めた要素回転角度値θｋと前回求めた要素回転角度値θｚとの差である回転角度値差Δθを求める。
【００３８】
Δθ←θｋ−θｚ
前回のステアリング操舵角φｚに上記回転角度値差Δθを加えたものを今回のステアリング操舵角φｋとする。
【００３９】
φｋ←φｚ＋Δθ
即ち、上記の２式により、
φｋ←φｚ＋（θｋ−θｚ）
となり、この式に基づいて今回のステアリング操舵角φｋを求める。
【００４０】
Ｓ１０８では、以下に示す式のように、今回のステアリング操舵角φｋを前回のステアリング操舵角φｚ（φｚ←φｋ）に代入し、今回求めた要素回転角度値θｋを前回求めた要素回転角度値θｚ（θｚ←θｋ）に代入して一旦このルーチンを終了する。
【００４１】
一方、Ｓ１０９では、「ｘ＜０，ｙ≧０」の際に点Ｐ（図５参照）が第２象限に位置しているものとしＳ１１０へ移り、そうでない際にはＳ１１３へ移る。
Ｓ１１０では、予めマイコン１２のＲＯＭ１２ａ内に記憶されている二次元配列テーブルＴからｘの絶対値に対応する行Ｂを選び、ｙの値に対応する列Ａを選ぶことによりその交点の角度要素値Ｔａを選定している。
【００４２】
例えば、点Ｐ（図５において「Ｐ’」と図示する。）が（−５４，５４）に位置する際には、図６に示す行Ｂの「５４」と、列Ａの「５４」とから「１５ｄｅｇ」が選定される。ここでの「１５ｄｅｇ」は図５におけるθ２に対応する。この「１５ｄｅｇ（θ２）」に「３０ｄｅｇ」を加えるとθ３に対応する（詳しくは、後述する「Ｓ１１２」参照）。このように、図６は本来点Ｐが第１象限に位置する際に参照するデータであるが、このデータを、点Ｐが第２象限及び後述する第３，第４象限に位置する際にも流用し、この結果、要素回転角度値θｋを求めるようにしている。
【００４３】
Ｓ１１１では、選定した角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」か否かを判定している。角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」の際には一旦このルーチンを終了する。角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」でない際にはＳ１１２へ移る。
【００４４】
Ｓ１１２では、角度要素値Ｔａに「３０ｄｅｇ」を加えた数値を要素回転角度値θｋ（θｋ←３０ｄｅｇ＋Ｔａ）としてＳ１０７へ移り、上記したＳ１０７，Ｓ１０８の処理を行い一旦このルーチンを終了する。
【００４５】
また、図８に示すように、Ｓ１１３では、「ｘ＜０，ｙ＜０」の際に点Ｐ（図５参照）が第３象限に位置しているものとしＳ１１４へ移り、そうでない際にはＳ１１７へ移る。
【００４６】
Ｓ１１４では、予めマイコン１２のＲＯＭ１２ａ内に記憶されている二次元配列テーブルＴからｘの絶対値に対応する列Ａを選び、ｙの絶対値に対応する行Ｂを選ぶことによりその交点の角度要素値Ｔａを選定している。
【００４７】
Ｓ１１５では、選定した角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」か否かを判定している。角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」の際には一旦このルーチンを終了する。角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」でない際にはＳ１１６へ移る。
【００４８】
Ｓ１１６では、角度要素値Ｔａに「６０ｄｅｇ」を加えた数値を要素回転角度値θｋ（θｋ←６０ｄｅｇ＋Ｔａ）として図７に示すＳ１０７へ移り、上記したＳ１０７，Ｓ１０８の処理を行い一旦このルーチンを終了する。
【００４９】
さらに、Ｓ１１７では、「ｘ≧０，ｙ＜０」の際に点Ｐ（図５参照）が第４象限に位置しているものとしＳ１１８へ移り、そうでない際には一旦このルーチンを終了する。
【００５０】
Ｓ１１８では、予めマイコン１２のＲＯＭ１２ａ内に記憶されている二次元配列テーブルＴからｘの値に対応する行Ｂを選び、ｙの絶対値に対応する列Ａを選ぶことによりその交点の角度要素値Ｔａを選定している。
【００５１】
Ｓ１１９では、選定した角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」か否かを判定している。角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」の際には一旦このルーチンを終了する。角度要素値Ｔａが「ＦＡＩＬ」でない際にはＳ１２０へ移る。
【００５２】
Ｓ１２０では、角度要素値Ｔａに「９０ｄｅｇ」を加えた数値を要素回転角度値θｋ（θｋ←９０ｄｅｇ＋Ｔａ）として図７に示すＳ１０７へ移り、上記したＳ１０７，Ｓ１０８の処理を行い一旦このルーチンを終了する。
【００５３】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）マイコン１２は、第１アナログ信号Ａｎ１の信号値及び第２アナログ信号Ａｎ２の信号値に基づいて、ＲＯＭ１２ａに記憶した複数の角度要素値Ｔａのうち一つの角度要素値Ｔａを選定した。その角度要素値Ｔａを用いて加減算処理することでステアリングシャフトＳのステアリング操舵角φｋを求めるようにした。
【００５４】
特許文献１の演算回路では、乗算処理、微分処理、減算処理などの複雑な演算処理を行うことにより移動体（回転体）の算出回転角度値を求めてた。従って、本実施形態のマイコン１２は、加減算処理のみの単純な演算処理にてステアリングシャフトＳのステアリング操舵角φｋを求めることができ、特許文献１に比して演算処理を軽減できる。このため、車両のステアリングホイールの回転角度のようにリアルタイムで求める必要性があるのもに本実施形態のマイコン１２を操舵角検出装置１に採用しても演算遅れが発生することを抑制でき、回転角度検出を良好に行うことができる。
【００５５】
また、本実施形態のマイコン１２は、特許文献１の演算回路に比して演算処理が遅い演算回路を採用しても、特許文献１の演算回路と同等の速さでステアリングシャフトＳのステアリング操舵角φｋを求めることができる。一般的に、演算処理が早い演算回路ほどその回路のコストが高くなる。従って、本実施形態のマイコン１２は、特許文献１の演算回路に比して安価な回路を採用してもステアリングシャフトＳのステアリング操舵角φｋを同等の速さで求めることができる。
【００５６】
（２）マイコン１２は、所定時間毎に角度要素値Ｔａを選定し、今回選定した角度要素値Ｔａに基づいて求めた要素回転角度値θｋと、前回求めた要素回転角度値θｚとの差から回転角度値差Δθを求める。そして、マイコン１２はその回転角度値差Δθを前回求めたステアリング操舵角φｚに加算することで、今回のステアリング操舵角φｋとした。従って、所定時間毎に前回求めたステアリング操舵角φｚに回転角度値差Δθを加算処理するだけで今回のステアリング操舵角φｋを求めることができるため、乗算処理、微分処理、減算処理などを行う必要がなく容易に演算処理できる。
【００５７】
（３）マイコン１２は、点Ｐが第１及び第３象限に位置する際に、第１アナログ信号Ａｎ１の信号値に基づいて列Ａを選ぶと共に第２アナログ信号Ａｎ２の信号値に基づいて行Ｂを選んで角度要素値Ｔａを選定する。マイコン１２は、点Ｐが第２及び第４象限に位置する際に、第１アナログ信号Ａｎ１の信号値に基づいて行Ｂを選ぶと共に第２アナログ信号Ａｎ２の信号値に基づいて列Ａを選んで角度要素値Ｔａを選定する。従って、状況に応じて一つの二次元配列テーブルＴが四つの二次元配列テーブルＴと同じ働きをするため、その分、二次元配列テーブルＴのデータ量（角度要素値Ｔａの数）を４分の１にできる。この結果、記憶容量が少ないＲＯＭ１２ａを採用でき、ＲＯＭ１２ａのコストを抑えることができる。
【００５８】
（４）磁気抵抗素子１１は、その中心をギア体４の中心に一致するように配置し、ギア体４（永久磁石５）の回転を介してステアリングシャフトＳの回転角度を間接的に検出するように構成した。このため、磁気抵抗素子１１の中心をステアリングシャフトＳの中心に一致するように配置する必要がなく、ステアリングシャフトＳと磁気抵抗素子１１との互いの配置位置の自由度を高めることができる。従って、設計時間を短縮でき、この結果、製作コストを低減できる。
【００５９】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態は以下のような他の実施形態に変更して具体化してもよい。
【００６０】
・前記実施形態では、角度検出手段として磁気抵抗素子１１を用いていた。これに限らず、角度検出手段として例えば巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ素子）や、磁気インピーダンス素子、ホール素子などの各種磁気センサや、ポテンションメータ等の接触型の素子に変更してもよい。要するに、角度検出手段は、ステアリングシャフトＳの回転に伴って連続的に変化するアナログ信号を出力する素子によって構成されていればよい。
【００６１】
・回転角度検出装置は、ステアリングシャフトＳの回転角度（ステアリング操舵角φｋ）を検出する操舵角検出装置１以外の用途、例えば回転軸を備えた工作機械における回転軸の回転角度を検出する回転角度検出装置として用いられてもよい。
【００６２】
・前記実施形態では、今回選定した角度要素値Ｔａに基づいて求めた要素回転角度値θｋと、前回求めた要素回転角度値θｚとの差から回転角度値差Δθを求める。そして、マイコン１２はその回転角度値差Δθを前回求めたステアリング操舵角φｚに加算することで、今回のステアリング操舵角φｋとしていた。これに限らず、今回選定した角度要素値Ｔａに基づいて求めた要素回転角度値θｋと、所定回数前に求めた要素回転角度値θｚとの差から回転角度値差Δθを求める。そして、マイコン１２はその回転角度値差Δθを所定回数前に求めたステアリング操舵角φｚに加算することで、今回のステアリング操舵角φｋとしてもよい。なお、「所定回数」とは、フローチャートの「ＳＴＡＲＴ」から「ＥＮＤ」までの一連の工程を一回とした際に、その繰り返しを所定の数行ったことをいう。
【００６３】
・前記実施形態では、二次元配列テーブルＴは点Ｐが第１象限に位置する際のデータ（複数の角度要素値Ｔａ）を備え、そのデータを点Ｐが第２〜第３象限に位置する際においても流用していた。これに限らず、二次元配列テーブルＴは、点Ｐが第１及び第２象限に位置する際のデータ（複数の角度要素値Ｔａ）を備え、そのデータを点Ｐが第３及び第４象限に位置する際において流用するようにしてもよい。この場合、点Ｐが第１及び第２象限に位置する際には、第１アナログ信号Ａｎ１に基づいて行又は列を選び、第２アナログ信号Ａｎ２に基づいて列又は行を選ぶことにより、その二次元配列テーブルＴから角度要素値Ｔａを選定する。点Ｐが第３及び第４象限に位置する際には、第１アナログ信号Ａｎ１に基づいて行又は列を選び、第２アナログ信号Ａｎ２に基づいて列又は行を選ぶことにより、その二次元配列テーブルＴから角度要素値Ｔａを選定し、その角度要素値Ｔａに６０ｄｅｇを加えて要素回転角度値θｋとする。このようにすると、各象限毎に二次元配列テーブルのデータを備えている場合と比べて、二次元配列テーブルＴのデータ量（角度要素値Ｔａの数）を半減でき、この結果、記憶容量が少ないＲＯＭ１２ａを採用でき、ＲＯＭ１２ａのコストを抑えることができる。
【００６４】
・前記実施形態では、二次元配列テーブルＴは点Ｐが第１象限に位置する際のデータ（複数の角度要素値Ｔａ）を備え、そのデータを点Ｐが第２〜第３象限に位置する際においても流用していた。これに限らず、第１〜第４象限の各象限において、それぞれ独立した二次元配列テーブルＴをＲＯＭ１２ａに備え、第１アナログ信号Ａｎ１に基づいて行又は列を選び、第２アナログ信号Ａｎ２に基づいて列又は行を選ぶことにより、その二次元配列テーブルＴから角度要素値Ｔａを選定するようにしてもよい。この場合、Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１２０の処理を省略する。
【００６５】
・前記実施形態では、ギア体４は、ステアリングシャフトＳの１回転当たり３回転するように構成していた。これに限らず、例えばギア体４は、ステアリングシャフトＳの１回転当たり２回転するように構成したり、ステアリングシャフトＳの１回転当たり４回転するように構成したりしてもよい。この場合、二次元配列テーブルＴの各角度要素値Ｔａのデータや、Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１２０の計算式を予め適宜変更する。
【００６６】
次に、上記実施形態及び他の実施形態から把握できる技術的思想について以下に追記する。
・所定時間毎に前記選定手段に前記角度要素値を選定させる制御手段を備え、前記制御手段は、前記選定手段が前回選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値と、前記選定手段が今回選定した角度要素値に基づいて求めた要素回転角度値との差である回転角度値差を求め、前記制御手段は、前回求めた算出回転角度値に前記回転角度値差を加算して今回の算出回転角度値を求めることを特徴とする請求項１に記載の回転角度演算装置。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回転体の算出回転角度値を求める演算処理を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の操舵角検出装置の概略構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】同実施形態の操舵角検出装置の概略ブロック図。
【図４】同実施形態のステアリングシャフトの回転角度と第１及び第２アナログ信号の特性図。
【図５】同実施形態のｘの値とｙの値との関係を示す特性図。
【図６】同実施形態の二次元配列テーブル。
【図７】同実施形態のマイコンの処理を示すフローチャート。
【図８】同実施形態のマイコンの処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…回転角度検出装置としての操舵角検出装置、５…磁束発生体としての永久磁石、１１…角度検出手段としての磁気抵抗素子、１２…回転角度演算装置、選定手段、制御手段としてのマイコン、１２ａ…記憶手段としてのＲＯＭ、Ａ…列、Ｂ…行、Ｐ…点、Ｓ…回転体としてのステアリングシャフト、Ｔ…行列データとしての二次元配列テーブル、Ａｎ１…第１アナログ信号、Ａｎ２…第２アナログ信号、Ｔａ…角度要素値、Δθ…回転角度値差、θｋ…「今回求めた要素回転角度値」としての「要素回転角度値」、θｚ…「前に求めた要素回転角度値」としての「要素回転角度値」、φｋ…「今回の算出回転角度値」としての「今回のステアリング操舵角」、φｚ…「前に求めた算出回転角度値」としての「ステアリング操舵角」。
【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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