(57)【要約】【課題】  検出対象の回転角度範囲に関わらず少ない工数で磁気検出素子の出力信号を補正する回転角度検出装置および回転角度検出方法を提供する。【解決手段】  ヨーク２０および永久磁石２２、２４は、回転角度を検出する対象である検出対象とともに回転する。ホール素子３０とホール素子３２とは、検出対象の回転方向に９０°の角度を形成して設置されており、ホール素子３４がホール素子３０およびホール素子３２と検出対象の回転方向に形成する角度は４５°である。磁界の影響を受けない状態でホール素子３０、３２、３４の出力信号を読込み、オフセットを補正する。オフセット補正したホール素子３４の出力が０になる回転角度位置において、オフセット補正したホール素子３０、３２のゲインが一致するように補正する。そして、オフセット補正およびゲイン補正の終了したホール素子３０、３２の出力から逆正接演算により検出対象の回転角度を検出する。【選択図】      図１
2005351849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置において、
磁界を発生する磁界発生手段と、
磁界の方向に応じて変化する信号を出力する第１磁気検出素子、第２磁気検出素子および第３磁気検出素子を有する磁気検出手段と、
を備え、
前記磁界発生手段または前記磁気検出手段の一方は前記検出対象とともに回転し、
前記３個の磁気検出素子は、前記磁界発生手段に対して前記磁気検出手段が相対回転することにより互いに異なる位相差の信号を出力するように設置されているとともに、前記３個の磁気検出素子は、各磁気検出素子の出力信号が他の２個の磁気検出素子の出力信号の反転位相と異なるように設置されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記３個の磁気検出素子の出力信号から前記検出対象の回転角度を算出する算出手段をさらに備え、
前記算出手段は、
前記磁界が発生していない状態で、各磁気検出素子の出力をそれぞれ０に補正するオフセットを求め、
前記磁界が発生している状態で、前記第３磁気検出素子の出力が０になる前記検出対象の回転角度位置において、前記第１磁気検出素子と前記第３磁気検出素子とが前記検出対象の回転方向に形成する角度と、前記第２磁気検出素子と前記第３磁気検出素子とが前記検出対象の回転方向に形成する角度とから規定される前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子との理想出力比を元に、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の出力が一致するように前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の少なくとも一方の出力のゲインを補正し、
前記オフセットおよび前記ゲインを補正した前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の出力を元に、三角関数の逆演算により前記検出対象の回転角度を算出することを特徴とする請求項１載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記磁気検出素子はホール素子であることを特徴とする請求項１または２記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子とは出力信号の位相差が９０°になるように設置されていることを特徴とする請求項３記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記磁気検出素子は磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１または２記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子とは出力信号の位相差が４５°になるように設置されていることを特徴とする請求項５記載の回転角度検出装置。
【請求項７】
前記第１磁気検出素子と前記第３磁気検出素子とが前記検出対象の回転方向に形成する角度と、前記第２磁気検出素子と前記第３磁気検出素子とが前記検出対象の回転方向に形成する角度とは等しいことを特徴とする請求項４または６記載の回転角度検出装置。
【請求項８】
検出対象の回転角度を検出する回転角度検出方法において、
磁界を発生する磁界発生手段と、
磁界の方向に応じて変化する信号を出力する第１磁気検出素子、第２磁気検出素子および第３磁気検出素子を有する磁気検出手段と、
を備え、
前記磁界発生手段または前記磁気検出手段の一方は前記検出対象とともに回転し、
前記３個の磁気検出素子は、前記磁界発生手段に対して前記磁気検出手段が相対回転することにより互いに異なる位相差の信号を出力するように設置されているとともに、前記３個の磁気検出素子は、各磁気検出素子の出力信号が他の２個の磁気検出素子の出力信号の反転位相と異なるように設置されている回転角度検出装置を用い、
前記磁界が発生していない状態で、各磁気検出素子の出力をそれぞれ０に補正するオフセットを求めるオフセット補正工程と、
前記磁界が発生している状態で、前記第３磁気検出素子の出力が０になる前記検出対象の回転角度位置において、前記第１磁気検出素子と前記第３磁気検出素子とが前記検出対象の回転方向に形成する角度と、前記第２磁気検出素子と前記第３磁気検出素子とが前記検出対象の回転方向に形成する角度とから規定される前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子との理想出力比を元に、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の出力が一致するように前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の少なくとも一方の出力のゲインを補正するゲイン補正工程と、
前記オフセットおよび前記ゲインを補正した前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の出力を元に、三角関数の逆演算により前記検出対象の回転角度を算出する回転角度算出工程とを、
を含むことを特徴とする回転角度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置および回転角度検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出対象の回転にともない、例えば永久磁石等の磁界発生手段に対して２個の磁気検出素子を有する磁気検出手段を相対回転させ、検出対象の回転により変化する磁気検出素子の出力信号から検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
このような回転角度検出装置の例を図８に示す。円筒状のヨーク３１０の内周壁に平行磁界を形成する一対の永久磁石３１２、３１４が設置されている。ヨーク３１０および永久磁石３１２、３１４は、回転角度を検出する対象である検出対象とともに回転する。ヨーク３１０の中心付近に、磁気検出素子として例えばホール素子３２０、３２２が、検出対象の回転方向に９０°の角度を形成して図示しない支持部材に支持されて設置されている。つまり、図９に示すように、ホール素子３２０、３２２の出力信号１００、１０２の位相差は９０°異なっており、ｓｉｎとｃｏｓの関係になっている。
【０００３】
したがって、図９に示す出力信号１００、１０２から、三角関数の逆正接演算により、図１０に示すように、検出対象の回転角度に対して１８０°周期で１対１に変化する演算角度１１０を算出できる。
そして、図１２に示すように、出力信号１００（Ｖａ）、１０２（Ｖｂ）の符号から、検出対象の回転角度位置を０°〜３６０°の範囲において識別し、図１０の演算角度１１０にオフセット角度を加えて演算角度１１０を結合することにより、図１１に示すように検出対象の回転角度に対して３６０°周期で１対１に変化する出力角度１２０を算出する。これにより、０°〜３６０°の範囲において、検出対象の回転角度を検出できる。
【０００４】
しかしながら、実際には、ホール素子の出力信号は、図１３に示す出力信号１３０のように中心がずれてオフセットが加わっていたり、出力信号１３０、１３２のゲインがホール素子でばらつくことがある。このようなオフセットの発生やゲインのばらつきは、ホール素子の製造時に発生したり、回転角度検出装置の組付時に発生する。
オフセットが発生したり、ゲインにばらつきのある出力信号から検出対象の回転角度を正しく検出することはできないので、特許文献３、４のように出力信号１３０、１３２のオフセットおよびゲインを補正してから、回転角度を検出する必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−９５４０２号公報
【特許文献２】特開昭６０−４７９０１号公報
【特許文献３】特開２００１−３１１６０５号公報
【特許文献４】特開２００４−４５２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３、４のように、出力信号の最大値と最小値とを検出してオフセットおよびゲインを求める補正では、例えば磁気検出素子としてホール素子を用いる場合、磁界を形成する永久磁石等を１８０°以上回転する必要があり、出力信号を補正する作業工数が増加するという問題がある。
また、回転角度検出装置を検出対象に組み付けた後に、経時変化によりホール素子の出力信号を補正する必要が生じた場合、検出対象の回転角度範囲が小さく例えば９０°未満であると、出力信号の最大値または最小値を検出できず、出力信号の補正ができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、検出対象の回転角度範囲に関わらず少ない工数で磁気検出素子の出力信号を補正する回転角度検出装置および回転角度検出方法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】
【０００８】
請求項１から８記載の発明によると、磁界発生手段または磁気検出手段の一方は回転角度を検出する対象である検出対象とともに回転し、磁気検出手段の第１磁気検出素子、第２磁気検出素子および第３磁気検出素子は、磁界発生手段が発生する磁界の方向に応じて変化する信号を出力する。そして、３個の磁気検出素子は、磁界発生手段に対して磁気検出手段が相対回転することにより互いに異なる位相差の信号を出力するように設置されているとともに、３個の磁気検出素子は、各磁気検出素子の出力信号が他の２個の磁気検出素子の出力信号の反転位相と異なるように設置されている。
【０００９】
このように設置された磁気検出手段の磁気検出素子において、磁界発生手段が磁界を発生していない状態、例えば磁界発生手段を組み付けていない状態で、各磁気検出素子のオフセットを検出できる。そして、検出したオフセットにより磁気検出素子の出力を補正できる。
オフセットを補正した磁気検出素子に対し、磁界発生手段が磁界を発生している状態で、第３磁気検出素子の出力信号が０になる検出対象の回転角度位置において、第１磁気検出素子と第２磁気検出素子との出力が一致するように第１磁気検出素子と第２磁気検出素子の出力信号のゲインを補正する。
【００１０】
このように、３個の磁気検出素子のオフセットを補正した後、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子のゲインを補正することにより、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の出力から逆三角関数演算により、検出対象の回転角度を検出することができる。
また、第３磁気検出素子の出力が０になる回転角度位置において第１磁気検出素子および第２磁気検出素子のゲインを補正できるので、検出対象の回転角度範囲内で第３磁気検出素子のオフセット補正後の出力が０になる回転角度位置で検出対象に回転角度検出装置を組み付ければ、検出対象に回転角度検出装置を組み付けた状態で、検出対象を殆ど回転することなく、つまり検出対象の回転角度範囲に関わらずゲインの補正ができる。
【００１１】
したがって、検出対象の回転角度範囲が狭い場合にも、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子のゲインを容易に補正できる。その結果、検出対象に回転角検出装置を組み付けた後、経時変化による磁気検出素子のゲインの変化を容易に補正できる。
請求項３記載の発明によると、３６０°の周期で出力が変化するホール素子を磁気検出素子として用いているので、検出対象の回転角度を３６０°の範囲で検出できる。
【００１２】
請求項４記載の発明によると、３６０°の周期で出力が変化するホール素子を用いた第１磁気検出素子と第２磁気検出素子とは出力信号の位相差が９０°になるように設置されているので、出力信号がｓｉｎとｃｏｓの関係になる。したがって、三角関数の逆正接演算で検出対象の回転角度を容易に算出できる。
請求項５記載の発明によると、磁気検出素子として１８０°の周期で出力が変化する磁気抵抗素子を用いているので、検出対象の回転角度を１８０°の範囲で検出できる。
【００１３】
請求項６記載の発明によると、１８０°の周期で出力が変化する磁気検出素子を用いた第１磁気検出素子と第２磁気検出素子とは出力信号の位相差が４５°になるように設置されているので、出力信号がｓｉｎとｃｏｓの関係になる。したがって、三角関数の逆正接演算で検出対象の回転角度を容易に算出できる。
請求項７記載の発明によると、第１磁気検出素子の出力信号と第２磁気検出素子の出力信号とがｓｉｎとｃｏｓの関係になる請求項４および６記載の構成において、第１磁気検出素子と第３磁気検出素子とが検出対象の回転方向に形成する角度と、第２磁気検出素子と第３磁気検出素子とが検出対象の回転方向に形成する角度とは等しい。つまり、第３磁気検出素子の出力が０になる角度位置において、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の出力はゲインのばらつきがなければ一致する筈である。したがって、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の出力のゲイン補正が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の複数の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転角度検出装置を図１に示す。回転角度検出装置１０は、例えばクランクシャフトや車輪等の検出対象１の回転角度を検出する装置である。回転角度検出装置１０は、円筒状のヨーク２０、平行磁界を形成する一対の永久磁石２２、２４、ホール素子３０、３２、３４、および算出手段である電子制御装置（ＥＣＵ）４０を有している。図１では、ＥＣＵ４０はホール素子３０、３２、３４から離れた位置でホール素子３０、３２、３４と配線されているように示されているが、実際には、ホール素子３０、３２、３４およびＥＣＵ４０は、１チップの半導体素子として構成されている。この半導体素子は、図示しない支持部材に取り付けられている。ホール素子３０、３２、３４およびＥＣＵ４０を有する半導体素子を取り付けた支持部材の組付け、ならびに永久磁石２２、２４を内周壁に設置したヨーク２０の検出対象への組付けは、嵌合溝、位置決めピン等により位置決めされる。この組付け位置は、後述するオフセット補正した後、磁界が発生している状態でホール素子３４の出力が０になる４５°の回転角度位置付近である。
【００１５】
ヨーク２０および永久磁石２２、２４は磁界発生手段であり、回転角度を検出する対象である検出対象とともに回転する。永久磁石２２、２４は円弧状に形成されており、円筒状のヨーク２０の内周壁に１８０°反対側に設置されている。永久磁石２２、２４は、平行な一定の磁束密度の磁界を形成する。
ホール素子３０、３２、３４はヨーク２０の中心付近に設置されており、ホール素子３０、３２、３４には定電流が供給されている。ホール素子３０、３２の一方が第１磁気検出素子に対応し、他方が第２磁気検出素子に対応する。そして、ホール素子３４は第３磁気検出素子に対応する。ホール素子３０とホール素子３２とは、検出対象の回転方向に９０°の角度を形成して設置されている。そして、ホール素子３４とホール素子３０が検出対象の回転方向に形成する角度と、ホール素子３４とホール素子３２が検出対象の回転方向に形成する角度とは等しく４５°である。
【００１６】
検出対象とともにヨーク２０、永久磁石２２、２４が回転することにより、図９に示すように、ホール素子３０が電圧として出力する正弦波形の出力信号１００と、ホール素子３２が電圧として出力する正弦波形の出力信号１０２とは位相が９０°異なる。つまり、ホール素子３０、３２の出力信号は、ｓｉｎとｃｏｓの関係になっている。したがって、検出対象の回転角度をθ、ホール素子３０の出力信号１００をＶａ、ホール素子３２の出力信号１０２をＶｂ、ホール素子３０、３２の感度で決定される係数をｋ、永久磁石２２、２４が形成する磁界の磁束密度をＢ、ホール素子３０、３２に供給する定電流をＩとすると、Ｖａ、Ｖｂは次式（１）、（２）で示される。
Ｖａ＝ｋＢＩ・ｓｉｎθ                            ・・・（１）
Ｖｂ＝ｋＢＩ・ｓｉｎ（θ＋９０）＝ｋＢＩ・ｃｏｓθ・・・（２）
【００１７】
ＥＣＵ４０は、回転角度検出プログラムを記憶したＥＥＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリと、回転角度検出プログラムを実行するＣＰＵとを有している。
ここで、背景技術の欄で述べたように、製造時、または組付時にホール素子の出力にオフセットが発生したり、ホール素子の出力のゲインがばらつくことがある。オフセットが発生したり、ゲインがばらついているホール素子３０、３２の出力信号Ｖａ、Ｖｂを元に検出対象の回転角度を正確に検出することはできない。
【００１８】
そこで、以下にホール素子３０、３２、３４の出力信号を元に、ホール素子３０、３２、３４のオフセットを補正し、ホール素子３０、３２のゲインを補正して検出対象の回転角度を検出する過程を、図５の回転角度検出プログラムに基づいて説明する。図５に示す回転角度検出プログラムは、回転角度検出装置が作動中、常時実行される。図５に示す回転角度検出プログラムを最初に実行するときは、ホール素子３０、３２、３４は、ヨーク２０および永久磁石２２、２４と組み付けられておらず、磁界の影響を受けない状態である。また、初期状態では、図５に示す回転角度検出プログラムの各フラグはクリされている。
【００１９】
（１）オフセット補正工程
まず、ステップ２００において、ホール素子３０、３２、３４の出力信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを読み込む。次に、ステップ２０２において、経時補正ＳＷが押されることにより経時補正ＳＷがオンになっているか否かを判定する。経時補正ＳＷは、操作者が押下することによりオンになる。経時補正ＳＷがオンであれば、経時補正フラグをセットする（ステップ２０４）。
ステップ２０２において経時補正ＳＷがオフであればステップ２０６に移行する。経時補正ＳＷ以外にも、回転角度検出装置１０を組み付けてから、例えばオフセット補正されたホール素子３４の出力が０になった回数が所定数以上になると経時補正フラグをセットしてもよい。経時補正フラグとして不揮発性のメモリが使用される。
【００２０】
ステップ２０６において、経時補正フラグがオンか否かを判定する。経時補正フラグがオンであれば、経時補正フラグおよびゲイン補正フラグをクリアし（ステップ２０８、２１０）、ステップ２２０に移行する。
ステップ２０６において経時補正フラグがオフであれば、ステップ２１２において、オフセット補正フラグがオンか否かを判定し、オフセット補正フラグがオン、つまりオフセットが補正済みならステップ２１８に移行する。オフセット補正フラグとして不揮発性のメモリが使用される。
ステップ２１２において、オフセット補正フラグがオフ、つまりオフセットを補正済みでなければ、ホール素子３０、３２、３４はヨーク２０および永久磁石２２、２４と組み付けられておらず、ホール素子３０、３２、３４は磁界の影響を受けない状態であると判断する。磁界の影響を受けない状態で読み込んだホール素子３０、３２、３４の出力信号１４０、１４２、１４４は、オフセットがなければ０であるが、実際には、図２に示すようにオフセットα、β、γが発生することがある。
【００２１】
ステップ２１４において、ホール素子３０、３２、３４のオフセットα、β、γを検出し、不揮発性のメモリに記憶する。そして、ステップ２１６においてオフセット補正フラグをセットする。オフセットを補正した後、ホール素子３０、３２、３４とヨーク２０および永久磁石２２、２４とを組み付ける。ホール素子３０、３２、３４とヨーク２０および永久磁石２２、２４とを組み付けると、オフセット補正したホール素子３０、３２、３４の出力１５０（Ｖａ＋α）、１５２（Ｖｂ＋β）、１５４（Ｖｃ＋γ）は、図３に示すように同じ回転角度位置で０にならない。
【００２２】
（２）ゲイン補正工程
ステップ２１８では、オフセット補正したホール素子３０、３２、３４の出力が０か否かを判定する。この判定は、ステップ２１４においてオフセット補正した後、ホール素子３０、３２、３４とヨーク２０および永久磁石２２、２４とを組み付けたか否かを判定するものである。
ステップ２１８において、オフセット補正したホール素子３０、３２、３４の出力が０であれば、ホール素子３０、３２、３４とヨーク２０および永久磁石２２、２４とが組み付けられていないと判断し、ステップ２００に戻る。オフセット補正したホール素子３０、３２、３４の出力が０でなければ、ホール素子３０、３２、３４とヨーク２０および永久磁石２２、２４とが組み付けられたと判断し、ステップ２２０に移行する。
【００２３】
ステップ２２０では、ゲイン補正フラグがオンか否かを判定し、ゲイン補正フラグがオン、つまりゲインの補正済ならステップ２２８に移行する。ゲイン補正フラグとして不揮発性のメモリが使用される。
ステップ２２０において、ゲイン補正フラグがオフ、つまりゲインを補正済みでなければ、オフセット補正したホール素子３４の出力（Ｖｃ＋γ）が０かを判定する（ステップ２２２）。オフセット補正したホール素子３４の出力が０でなければ、ステップ２００に戻る。
【００２４】
前述したように、ホール素子３０、３２、３４およびＥＣＵ４０を有する半導体素子を取り付けた支持部材の組付け位置、ならびに永久磁石２２、２４を内周壁に設置したヨーク２０の検出対象への組付け位置は、嵌合溝、位置決めピン等により、オフセット補正したホール素子３４の出力（Ｖｃ＋γ）が０になる４５°の回転角度付近である。したがって、検出対象を僅かに回転することにより、ステップ２２２において、（Ｖｃ＋γ）＝０を検出できる。
【００２５】
（Ｖｃ＋γ）＝０になる４５°の回転角度位置においては、オフセット補正したホール素子３０、３２の出力（Ｖａ＋α）、（Ｖｂ＋β）の理想出力比（Ｖａ＋α）／（Ｖｂ＋β）は、ホール素子３０、３２のゲインにばらつきがなければ、第１実施形態の回転角度検出装置１０では（Ｖａ＋α）／（Ｖｂ＋β）＝１である。そこで、オフセット補正されたホール素子３０、３２のゲインが一致するように、オフセット補正されたホール素子３２の出力（Ｖｂ＋β）に掛けるゲイン係数Ｇを求め（ステップ２２４）、ゲイン補正フラグをセットする（ステップ２２６）。ゲイン係数は不揮発性のメモリに記憶される。これにより、図４に示すように、ホール素子３０、３２の出力１５０、１６０のゲインは一致する。図４では、ホール素子３０、３２のゲインとホール素子３４のゲインとが一致しているが、ホール素子３４は、ホール素子３４の出力が０になる回転角度位置を検出するために使用されているだけであり、ホール素子３４のゲインとホール素子３０、３２のゲインとが一致する必要はない。
【００２６】
（３）回転角度算出工程
ステップ２２８では、オフセット補正およびゲイン補正の終了したホール素子３０、３２の出力である（Ｖａ＋α）と（Ｖｂ＋β）・Ｇとの比から次式（３）によりｔａｎθを算出し、次式（４）の逆正接演算により図１０に示す演算角度１１０を算出する。演算角度１１０の周期は１８０°である。
（Ｖａ＋α）／（Ｖｂ＋β）・Ｇ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔａｎθ  ・・・（３）
θ＝ａｒｃｔａｎ｛（Ｖａ＋α）／（Ｖｂ＋β）・Ｇ｝    ・・・（４）
【００２７】
さらに、ＥＣＵ４０は、前述したように、図１２に示すようにオフセット補正およびゲイン補正をされたホール素子３０、３２の出力信号の符号を判定し、３６０°の角度範囲内において、検出対象の回転角度位置を識別する。この識別した検出対象の回転角度位置に基づき、演算角度１１０にオフセット角度を加えて結合し、図１１に示す出力角度１２０を算出する。このようにして、検出対象の回転角度を検出する。そして、ステップ２３０において、検出した回転角度を出力し、ステップ２００に戻る。
【００２８】
第１実施形態では、ホール素子３０、３２の出力信号の位相差を９０°にしたので、式（３）、（４）から、ａｒｃｔａｎを用いた逆正接演算により検出対象の回転角度を簡単に算出できた。しかし、ホール素子３０とホール素子３２とが検出対象の回転方向に形成する角度が９０°ではなく、ホール素子３０、３２の出力信号の位相差αが９０°ではないときにも、ホール素子３０、３２の出力信号であるＶａ、Ｖｂを元に、次式（５）、（６）に示すように、三角関数の逆演算により検出対象の回転角度θを算出できる。式５、６において、Ｖａ、Ｖｂは、オフセット補正およびゲイン補正がされたものとする。
ｔａｎθ＝ｃｏｔα・（Ｖａ−Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）・・・（５）
θ＝ａｒｃｔａｎ｛ｃｏｔα・（Ｖａ−Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）｝・・・（６）
【００２９】
（第２実施形態、第３実施形態）
本発明の第２実施形態を図６に、第３実施形態を図７に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図６に示す第２実施形態の回転角度検出装置５０では、第３磁気検出素子としてのホール素子３４を、第１実施形態のホール素子３４の設置位置とは１８０°反対側、つまりホール素子３０とホール素子３２とが検出対象の回転方向に形成する２７０°の中間位置に設置した。この場合、ホール素子３４の出力信号の位相は、図４の出力１５４の位相を１８０°反転した位相である。第２実施形態においても、図６に示す回転角度検出プログラムと同様にオフセット補正およびゲイン補正をし、検出対象の回転角度を検出する。
【００３０】
図７に示す第３実施形態では、ホール素子３０とホール素子３２とが検出対象の回転方向に形成する角度は９０°であるが、第３磁気検出素子としてのホール素子３４と第１磁気検出素子としてのホール素子３０とが検出対象の回転方向に形成する角度θ1は６０°、第３磁気検出素子としてのホール素子３４と第２磁気検出素子としてのホール素子３２とが検出対象の回転方向に形成する角度θ2は３０°に設定されている。したがって、ホール素子３４の出力信号は、図３に示すオフセット補正後のホール素子３４の出力１５４の位相が１５°ずれ、６０°の回転角度位置で０になる。この場合、６０°の回転角度位置において、オフセット補正された後のホール素子３０およびホール素子３２のゲインのばらつきがないと仮定した出力（Ｖａ＋α）、（Ｖｂ＋β）の理想出力比は、（Ｖａ＋α）／（Ｖｂ＋β）＝３1/2である。
したがって、ホール素子３４の出力が０になる６０°の回転角度位置において、（Ｖａ＋α）／（Ｖｂ＋β）＝３1/2を満たすように、次式（７）を満たすゲイン係数Ｇを求める。
（Ｖａ＋α）＝（Ｖｂ＋β）・３1/2・Ｇ      ・・・（７）
【００３１】
以上説明した上記複数の実施形態では、磁界が発生していない状態でホール素子３０、３２、３４の出力のオフセットを補正した後、第３磁気検出素子としてのホール素子３４の出力が０になる回転角度位置で、ホール素子３０、３２のゲインが一致するようにホール素子３０、３２の出力のゲインを補正する。その結果、第３磁気検出素子としてのホール素子３４の出力が０になる回転角度付近で僅かに検出対象を回転するだけで、ホール素子３０、３２のの出力のゲインを補正できる。したがって、検出対象の回転角度を検出するためのホール素子３０、３２の出力補正の工数を低減できる。
また、検出対象の回転角度範囲が狭く、例えば９０°未満の場合にも、ホール素子３０、３２の出力を補正できる。
【００３２】
（他の実施形態）
以上説明した上記複数の実施形態では、磁界発生手段が検出対象と回転したが、磁気検出手段が検出対象と回転してもよい。
また、磁気検出素子としてホール素子を用いたが、磁気抵抗素子を磁気検出素子として用い、検出対象の回転角度を検出してもよい。磁気検出素子は１周期が１８０°なので、三角関数の逆正接演算で容易に検出対象の回転角度を算出するために、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子として用いる磁気抵抗素子の位相差を４５°にすることが望ましい。この場合にも、第１磁気検出素子として用いる磁気抵抗素子と第３磁気検出素子として用いる磁気抵抗素子とが検出対象の回転方向に形成する角度と、第２磁気検出素子として用いる磁気抵抗素子と第３磁気検出素子として用いる磁気抵抗素子とが検出対象の回転方向に形成する角度とは等しいことが望ましい。
ホール素子および磁気抵抗素子以外にも、磁界の方向の変化に応じた信号を出力し、オフセットが発生したり、ゲインがばらつくのであれば、どのような磁気検出素子を用いてもよい。
【００３３】
上記複数の実施形態では、ホール素子３０、３２、３４およびＥＣＵ４０を１チップの半導体素子で構成したが、ホール素子３０、３２、３４およびＥＣＵ４０をそれぞれ別素子として構成してもよい。
上記実施形態の回転角度検出装置は、回転角度の時間当たりの変化率を求めることにより、回転角速度検出装置としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態による回転角度検出装置を示す模式的構成図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】各ホール素子のオフセットを示す特性図である。
【図３】オフセットを補正した後の回転角度と各ホール素子の出力との関係を示す特性図である。
【図４】ゲインを補正した後の回転角度と各ホール素子の出力との関係を示す特性図である。
【図５】回転角度検出プログラムを示すフロチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による回転角度検出装置を示す模式的構成図である。
【図７】本発明の第３実施形態による回転角度検出装置を示す模式的構成図である。
【図８】（Ａ）は従来の回転角度検出装置を示す模式的構成図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】回転角度とホール素子の出力との関係を示す図である。
【図１０】回転角度と、出力信号から三角関数の逆演算で求めた演算角度との関係を示す特性図である。
【図１１】回転角度と、図１０に示す演算角度にオフセット角度を加えて３６０°の周期にした出力角度との関係を示す特性図である。
【図１２】出力信号の符号と回転角度との関係を示す図である。
【図１３】出力信号に生じるオフセットおよびゲインと回転角度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０、５０、６０  回転角度検出装置、２０  ヨーク（磁界発生手段）、２２、２４  永久磁石（磁界発生手段）、３０  ホール素子（第１磁気検出素子、第２磁気検出素子、磁気検出手段）、３２  ホール素子（第１磁気検出素子、第２磁気検出素子、磁気検出手段）、３４  ホール素子（第３磁気検出素子、磁気検出手段）、４０  ＥＣＵ（算出手段）
【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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