(57)【要約】【課題】回転体が回転を開始した直後の早い段階で、磁気センサが感知している磁極を特定できるようになる回転角検出装置を提供する。【解決手段】回転角演算装置２０は、各磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値を検出する。回転角演算装置２０は、検出されたピーク値に基づいて、任意の隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する第１または第２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比を演算する。回転角演算装置２０は、演算された極値比と、極値比データに基づいて、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定する。回転角演算装置２０は、特定した磁極に応じて、各出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅を補正する。回転角演算装置２０は、振幅補正後の各出力信号Ｖ１，Ｖ２に基づいて、ロータ１の電気角θＥを算出する。【選択図】図１
2012237619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転に応じて回転しかつ周方向に等角度間隔で設けられた複数の磁極を有する検出用ロータと、検出用ロータの回転に応じて、所定の位相差を有する第１および第２の正弦波信号をそれぞれ出力する第１および第２の磁気センサとを含み、これらの磁気センサの出力信号に基づいて前記回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記検出用ロータは、各磁極、または、Ｎ極もしくはＳ極のうちのいずれか一方の極性を有する各磁極を極位置特定用磁極とすると、少なくとも１組の隣り合う極位置特定用磁極に対する前記各正弦波信号の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する前記各正弦波信号の極値の比のいずれとも識別可能に異なるような磁極特性を有しており、
前記各正弦波信号の極値を検出する極値検出手段と、
前記極値検出手段によって検出される極値から演算される、任意の隣り合う極位置特定用磁極に対する前記第１または第２の正弦波信号の極値の比と、予め設定された極値比データに基づいて、各磁気センサが感知している磁極を特定する磁極特定手段と、
前記磁極特定手段によって特定された磁極に応じて、前記各正弦波信号の振幅を補正する振幅補正手段と、
振幅補正後の各正弦波信号に基づいて、前記回転体の回転角を演算する回転角演算手段と、
を含む回転角検出装置。
【請求項２】
前記検出用ロータは、隣り合う極位置特定用磁極の組合せ毎に、隣り合う極位置特定用磁極に対する前記各正弦波信号の極値の比が識別可能に異なるような磁極特性を有しており、
前記極値比データは、隣り合う極位置特定用磁極の組み合わせ毎に予め設定された、隣り合う極位置特定用磁極に対する前記第１の正弦波信号の極値の比および／または前記第２の正弦波信号の極値の比を含み、
前記磁極特定手段は、任意の隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する前記第１または第２の正弦波信号の極値が、前記極値検出手段によって検出されたときに、検出された２つの極値の大きさの比と、前記極値比データに基づいて、各磁気センサが感知している磁極を特定するように構成されている、請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記所定の位相差が電気角で９０°である請求項１または２に記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスモータのロータ等の回転体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】
電動パワーステアリング装置などに使用されるブラシレスモータを制御するためには、ロータの回転角度に合わせてステータ巻線に電流を通電する必要がある。そこで、ブラシレスモータの回転に応じて回転する検出用ロータを用いて、ブラシレスモータのロータの回転角を検出する回転角検出装置が知られている。具体的には、図８に示すように、検出用ロータ１０１（以下、「ロータ１０１」という）は、ブラシレスモータのロータに設けられている磁極対に相当する複数の磁極対を有する円筒状の磁石１０２を備えている。ロータ１０１の周囲には、２つの磁気センサ１２１，１２２が、ロータ１０１の回転中心軸を中心として所定の角度間隔をおいて配置されている。各磁気センサ１２１，１２２からは、所定の位相差を有する正弦波信号が出力される。これらの２つの正弦波信号に基づいて、ロータ１０１の回転角（ブラシレスモータのロータの回転角）が検出される。
【０００３】
この例では、磁石１０２は、４組の磁極対を有している。つまり、磁石１０２は、等角度間隔で配置された８個の磁極を有している。各磁極は、ロータ１０１の回転中心軸を中心として、４５°（電気角では１８０°）の角度間隔で配置されている。また、２つの磁気センサ１２１，１２２は、ロータ１０１の回転中心軸を中心として２２．５°（電気角では９０°）の角度間隔をおいて配置されている。
【０００４】
図８に矢印で示す方向を検出用ロータ１０１の正方向の回転方向とする。そして、ロータ１０１が正方向に回転されるとロータ１０１の回転角が大きくなり、ロータ１０１が逆方向に回転されると、ロータ１０１の回転角が小さくなるものとする。各磁気センサ１２１，１２２からは、図９に示すように、ロータ１０１が１磁極対分に相当する角度（９０°（電気角では３６０°））を回転する期間を一周期とする正弦波信号Ｖ１，Ｖ２が出力される。
【０００５】
ロータ１０１の１回転分の角度範囲を、４つの磁極対に対応して４つの区間に分け、各区間の開始位置を０°とし終了位置を３６０°として表したロータ１０１の角度を、ロータ１０１の電気角θＥということにする。
ここでは、第１の磁気センサ１２１からは、Ｖ１＝Ａ１・sinθＥの出力信号が出力され、第２の磁気センサ１２２からは、Ｖ２＝Ａ２・cosθＥの出力信号が出力されるものとする。Ａ１，Ａ２は、振幅である。両出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅Ａ１，Ａ２が互いに等しいとみなすと、ロータ１０１の電気角θＥは、両出力信号Ｖ１，Ｖ２を用いて、次式(1)に基づいて求めることができる。
【０００６】
θＥ＝tan−１（sinθＥ／cosθＥ）
＝tan−１（Ｖ１／Ｖ２）      …(1)
このようにして、求められた電気角θＥを使って、ブラシレスモータを制御する。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２８２３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したような従来の回転角検出装置においては、磁極ごとの磁力のばらつきなどにより、各磁気センサ１２１，１２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅が磁極ごとに変動するため、ロータ１０１の回転角の検出に誤差が発生する。そこで、ロータ１０１の機械角に応じて、各磁気センサ１２１，１２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅が等しくなるように、各磁気センサ１２１，１２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２を補正（振幅補正）した後、ロータ１０１の電気角θＥを演算することが考えられる。
【０００９】
磁極毎に磁力がばらつく場合には、各磁気センサ１２１，１２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２に対して、電気角の１周期または半周期ごとに振幅を補正するために用いられる振幅補正値を変更しなければならない。したがって、このような振幅補正を行うためには、各磁気センサ１２１，１２２が感知している磁極を特定する必要がある。ロータ１０１が１回転した後においては、各磁極のピーク値の違いから各磁気センサ１２１，１２２が感知している磁極を特定することができるので、各磁気センサ１２１，１２２が感知している磁極に応じた振幅補正を行うことができる。しかしなから、ブラシモータの起動直後には、各磁気センサ１２１，１２２が感知している磁極を特定することができないため、各磁気センサ１２１，１２２が感知している磁極に応じた振幅補正を行うことができない。
【００１０】
この発明の目的は、回転体が回転を開始した直後の早い段階で、磁気センサが感知している磁極を特定できるようになる回転角検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、回転体（１０）の回転に応じて回転しかつ周方向に等角度間隔で設けられた複数の磁極を有する検出用ロータ（１）と、検出用ロータの回転に応じて、所定の位相差を有する第１および第２の正弦波信号（Ｖ１，Ｖ２）をそれぞれ出力する第１および第２の磁気センサ（２１，２２）とを含み、これらの磁気センサの出力信号に基づいて前記回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、前記検出用ロータは、各磁極、または、Ｎ極もしくはＳ極のうちのいずれか一方の極性を有する各磁極を極位置特定用磁極とすると、少なくとも１組の隣り合う極位置特定用磁極に対する前記各正弦波信号の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する前記各正弦波信号の極値の比のいずれとも識別可能に異なるような磁極特性を有しており、前記各正弦波信号の極値を検出する極値検出手段（２０，Ｓ７）と、前記極値検出手段によって検出される極値から演算される、任意の隣り合う極位置特定用磁極に対する前記第１または第２の正弦波信号の極値の比と、予め設定された極値比データに基づいて、各磁気センサが感知している磁極を特定する磁極特定手段（２０，Ｓ１１）と、前記磁極特定手段によって特定された磁極に応じて、前記各正弦波信号の振幅を補正する振幅補正手段（２０，Ｓ１４）と、振幅補正後の各正弦波信号に基づいて、前記回転体の回転角を演算する回転角演算手段（２０，Ｓ１５）と、を含む回転角検出装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【００１２】
前記構成では、極値検出手段によって検出される極値から演算される、任意の隣り合う極位置特定用磁極に対する第１または第２の正弦波信号の極値の比と、予め設定された極値比データに基づいて、各磁気センサが感知している磁極が特定される。特定された磁極に応じて、各正弦波信号の振幅が補正される。そして、振幅補正後の各正弦波信号に基づいて、回転体の回転角が演算される。
【００１３】
上記構成では、検出用ロータは、各磁極、または、Ｎ極もしくはＳ極のうちのいずれか一方の極性を有する各磁極を極位置特定用磁極とすると、少なくとも１組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各正弦波信号の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各正弦波信号の極値の比のいずれとも識別可能に異なるような磁極特性を有している。たとえば、ある一組の隣り合う極位置特定用磁極（以下「基準の隣り合う磁極」という）に対する各正弦波信号の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各正弦波信号の極値の比のいずれとも識別可能に異なっている場合には、回転体が回転を開始してから、前記基準の隣り合う磁極それぞれに対応する第１または第２の正弦波信号の極値が検出手段によって検出された時点で、検出された極値を出力した方の磁気センサが感知している磁極を特定することが可能となる。また、両磁気センサの配置および角度間隔、検出用ロータの構成等により、他方の磁気センサが感知している磁極を特定することが可能となる。これにより、回転体が回転を開始した後、検出用ロータが１回転する前に、各磁気センサが感知している磁極を特定することができる可能性が高くなる。つまり、回転体が回転を開始した直後の早い段階で、各磁気センサが感知している磁極を特定することができるようになる。
【００１４】
また、隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対応する第１または第２の正弦波信号の極値の比と、予め設定された極値比データに基づいて、各磁気センサが感知している磁極を特定しているので、周辺温度の変化によって各正弦波信号が変動した場合でも、各磁気センサが感知している磁極を正確に特定することができる。
請求項２記載の発明は、前記検出用ロータは、隣り合う極位置特定用磁極の組合せ毎に、隣り合う極位置特定用磁極に対する前記各正弦波信号の極値の比が識別可能に異なるような磁極特性を有しており、前記極値比データは、隣り合う極位置特定用磁極の組み合わせ毎に予め設定された、隣り合う極位置特定用磁極に対する前記第１の正弦波信号の極値の比および／または前記第２の正弦波信号の極値の比を含み、前記磁極特定手段は、任意の隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する前記第１または第２の正弦波信号の極値が、前記極値検出手段によって検出されたときに、検出された２つの極値の大きさの比と、前記極値比データに基づいて、各磁気センサが感知している磁極を特定するように構成されている、請求項１に記載の回転角検出装置である。
【００１５】
この構成では、回転体が回転を開始してから、いずれか組の隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する第１または第２の正弦波信号の極値が最初に検出された時点で、各磁気センサが感知している磁極を特定することが可能となる。このため、回転体が回転を開始した直後の早い段階で、磁気センサが感知している磁極を特定できるようになる。
請求項３記載の発明は、前記所定の位相差が電気角で９０°である請求項１または２に記載の回転角検出装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態に係る回転角検出装置を、ブラシレスモータのロータの回転角を検出するための回転角検出装置に適用した場合の構成を示す模式図である。
【図２】検出用ロータの構成を示す模式図である。
【図３】第１および第２の磁気センサの出力信号波形および第１の磁気センサが感知している磁極を示す模式図である。
【図４】ピーク値テーブルの内容を示す模式図である。
【図５】回転角演算装置による回転角演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ３の相対的極番号の設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】相対的極番号の設定処理を説明するための模式図である。
【図８】従来の回転角検出装置による回転角検出方法を説明するための模式図である。
【図９】第１の磁気センサの出力信号波形および第２の磁気センサの出力信号波形を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、この発明を、ブラシレスモータのロータの回転角を検出するための回転角検出装置に適用した場合の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る回転角検出装置を、ブラシレスモータのロータの回転角を検出するための回転角検出装置に適用した場合の構成を示す模式図である。
この回転角検出装置１００は、ブラシレスモータ１０の回転に応じて回転する検出用ロータ（以下、単に「ロータ１」という）と、磁気センサ２１，２２と、回転角演算装置２０とを備えている。図２に示すように、ロータ１は、ブラシレスモータ１０のロータに設けられている磁極対に相当する複数の磁極対を有する円筒状の磁石（多極磁石）２を含んでいる。
【００１８】
磁石２は、４組の磁極対（Ｍ１，Ｍ２）（Ｍ３，Ｍ４）（Ｍ５，Ｍ６）（Ｍ７，Ｍ８）を有している。つまり、磁石２は、等角度間隔で配置された８個の磁極Ｍ１〜Ｍ８を有している。各磁極Ｍ１〜Ｍ８は、ロータ１の回転中心軸を中心として、４５°（電気角では１８０°）の角度間隔で配置されている。各磁極Ｍ１〜Ｍ８の磁力の大きさは、一定ではない。
【００１９】
ロータ１の周囲には、２つの磁気センサ２１，２２が配置されている。これらの磁気センサ２１，２２は、ロータ１の回転中心軸を中心として、所定角度２２．５°（電気角では９０°）の角度間隔をおいて配置されている。これら２つの磁気センサ２１，２２を、それぞれ第１の磁気センサ２１および第２の磁気センサ２２という場合がある。磁気センサとしては、たとえば、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用により電気的特性が変化する特性を有する素子を備えたものを用いることができる。
【００２０】
図２に矢印で示す方向をロータ１の正方向の回転方向とする。そして、ロータ１が正方向に回転されるとロータ１の回転角が大きくなり、ロータ１が逆方向に回転されると、ロータ１の回転角が小さくなるものとする。各磁気センサ２１，２２からは、図３に示すように、ロータ１が１磁極対分に相当する角度９０°（電気角では３６０°）を回転する期間を一周期とする正弦波信号Ｖ１，Ｖ２が出力される。
【００２１】
この実施形態では、ロータ１（磁石２）は、Ｎ極の極性を有する各磁極Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ７を極位置特定用磁極とすると、隣り合う極位置特定用磁極の組合せ（Ｍ１，Ｍ３），（Ｍ３，Ｍ５），（Ｍ５，Ｍ７），（Ｍ７，Ｍ１）毎に、隣り合う極位置特定用磁極に対する各正弦波信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値（極値）の比が識別可能に異なるような磁極特性を有している。
【００２２】
図３は、ロータ１の磁極Ｍ８と磁極Ｍ１との境界が第１の磁気センサ２１に対向している場合のロータ１の回転角を０°にとった場合のロータ角度（機械角）に対する、各磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２を示している。また、図３には、ロータ角度に対応して、第１の磁気センサ２１が感知している磁極Ｍ１〜Ｍ８が示されている。
所定の基準位置からのロータ１の絶対的な回転角を、ロータ１の機械角θＭということにする。ロータ１の１回転分の角度範囲を、５つの磁極対に対応して４つの区間に分け、各区間の開始位置を０°とし終了位置を３６０°として表したロータ１の回転角を、ロータ１の電気角θＥということにする。
【００２３】
ここでは、第１の磁気センサ２１からは、４つの磁極対に対応する区間毎に、Ｖ１＝Ａ１・sinθＥの出力信号が出力されるものとする。この場合、第２の磁気センサ２２からは、４つの磁極対に対応する区間毎に、Ｖ２＝Ａ２・sin（θＥ＋９０°）＝Ａ２・cosθＥの出力信号が出力される。したがって、各磁気センサ２１，２２からは、互いに所定の位相差９０°（電気角）を有する正弦波信号が出力される。Ａ１，Ａ２は、それぞれ振幅を表している。ただし、振幅Ａ１，Ａ２は、磁極の磁力の大きさによって変動する。各磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２を、それぞれ第１の出力信号Ｖ１および第２の出力信号Ｖ２という場合がある。
【００２４】
図１に戻り、各磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２は、回転角演算装置２０に入力される。回転角演算装置２０は、たとえば、マイクロコンピュータから構成され、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ，書き換え可能な不揮発性メモリ等）を含んでいる。
回転角演算装置２０は、各磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値（極値：極大値および極小値）を検出する。回転角演算装置２０は、検出されたピーク値に基づいて、任意の隣り合う極位置特定用磁極（この例では、Ｎ極の磁極）それぞれに対する第１または第２の出力信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値（この例では、極大値）の比を演算する。回転角演算装置２０は、演算された極値比と、隣り合う極位置特定用磁極の組み合わせ毎に予め設定された極値比データに基づいて、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定する。回転角演算装置２０は、特定した磁極に応じて、各出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅を補正する。回転角演算装置２０は、振幅補正後の各出力信号Ｖ１’，Ｖ２’に基づいて、ロータ１の電気角θＥを算出する。また、回転角演算装置２０は、得られた電気角θＥに基いて、ロータ１の機械角θＭを算出する。
【００２５】
回転角演算装置２０によって演算された電気角θＥおよび機械角θＭは、モータコントローラ３０に与えられる。モータコントローラ３０は、回転角演算装置２０から与えられる電気角θＥ等を用いて、ブラシレスモータ１０を制御する。
回転角演算装置２０の不揮発性メモリには、磁気センサ２１，２２毎に、ピーク値テーブルが記憶されているとともに、隣り合う極位置特定用磁極の組み合わせ毎に予め設定された極値比データが記憶されている。
【００２６】
図４は、ピーク値テーブルの内容を示す模式図である。
ピーク値テーブルには、各磁極Ｍ１〜Ｍ８の極番号１〜８毎に、その磁極に対応する第１の磁気センサ２１の出力信号Ｖ１のピーク値（極大値または極小値）Ｐ１（１）〜Ｐ１（８）（図３参照）と、その磁極に対応する第２の磁気センサ２２の出力信号Ｖ２のピーク値（極大値または極小値）Ｐ２（１）〜Ｐ２（８）とが記憶されている。なお、各磁気センサ２１，２２としては、特性がほぼ等しいものが用いられているので、同じ磁極に対する各磁気センサ２１，２２のピーク値はほぼ同様な値となる。
【００２７】
前記ピーク値テーブルへのピーク値の記憶は、たとえば、ブラシレスモータ１０の出荷前に行われる。前記振幅補正用ピーク値テーブルに記憶されるピーク値は、１周期分のデータから求めてもよいし、複数周期分のデータの平均値から求めてもよい。
極値比データは、この実施形態では、次の４種類のデータＤ１〜Ｄ４からなる。
(i) Ｄ１＝Ｐ１（１）／  Ｐ１（３）
磁極Ｍ１に対するピーク値（極大値）Ｐ１（１）と磁極Ｍ３に対するピーク値（極大値）Ｐ１（３）との比であり、この実施形態では、０．６である。なお、Ｄ１をＤ１＝Ｐ２（１）／  Ｐ２（３）によって求めてもよい。
(ii)Ｄ２＝ Ｐ１（３）／  Ｐ１（５）
磁極Ｍ３に対するピーク値（極大値）Ｐ１（３）と磁極Ｍ５に対するピーク値（極大値）Ｐ１（５）との比であり、この実施形態では、０．８３である。なお、Ｄ２をＤ２＝Ｐ２（３）／  Ｐ２（５）によって求めてもよい。
(iii) Ｄ３＝Ｐ１（５）／  Ｐ１（７）
磁極Ｍ５に対するピーク値（極大値）Ｐ１（５）と磁極Ｍ７に対するピーク値（極大値）Ｐ１（７）との比であり、この実施形態では、２．０である。なお、Ｄ３をＤ３＝Ｐ２（５）／  Ｐ２（７）によって求めてもよい。
(Vi) Ｄ４＝Ｐ１（７）／  Ｐ１（１）
磁極Ｍ７に対するピーク値（極大値）Ｐ１（７）と磁極Ｍ１に対するピーク値（極大値）Ｐ１（１）との比であり、この実施形態では、１．０である。なお、Ｄ４をＤ４＝Ｐ２（７）／  Ｐ２（１）によって求めてもよい。
【００２８】
なお、出力信号Ｖ１，Ｖ２毎に、極値比データを設定してもよい。具体的には、第１の出力信号Ｖ１に対しては、ＤＡ１＝Ｐ１（１）／  Ｐ１（３），ＤＡ２＝ Ｐ１（３）／  Ｐ１（５），ＤＡ３＝Ｐ１（５）／  Ｐ１（７）およびＤＡ４＝Ｐ１（７）／  Ｐ１（１）の４つの極値比データを設定する。一方、第２の出力信号Ｖ２に対しては、ＤＢ１＝Ｐ２（１）／  Ｐ２（３），ＤＢ２＝ Ｐ２（３）／  Ｐ２（５），ＤＢ３＝Ｐ２（５）／  Ｐ２（７）およびＤＢ４＝Ｐ２（７）／  Ｐ２（１）の４つの極値比データを設定する。
【００２９】
図５は、回転角演算装置２０による回転角演算処理の手順を示すフローチャートである。  
図５に示される回転角演算処理は、所定の演算周期毎に繰り返し行なわれる。
回転角演算処理開始時において第１の磁気センサ２１が感知している磁極を基準磁極として、各磁極に相対的な番号を割り当てた場合の各磁極の番号を相対的極番号と定義する。第１の磁気センサ２１が感知している磁極の相対的極番号（以下、「第１の相対的極番号」という）を変数ｒ１で表し、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の相対的極番号（以下、「第２の相対的極番号」という）を変数ｒ２で表すことにする。なお、各相対的極番号ｒ１，ｒ２は、１〜８の整数をとり、１より１少ない相対的極番号は８となり、８より１大きい相対的極番号は１となるものとする。
【００３０】
この実施形態では、回転角演算処理開始時において第１の磁気センサ２１が感知している磁極（基準磁極）がＮ極の磁極である場合には、当該磁極に”１”の相対的極番号が割り当てられる。一方、回転角演算処理の開始時において第１の磁気センサ２１が感知している磁極（基準磁極）がＳ極の磁極である場合には、当該磁極に”２”の相対的極番号が割り当てられる。
【００３１】
また、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号（絶対的極番号）をｑ１、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号（絶対的極番号）をｑ２で表すことにする。なお、各絶対的極番号ｑ１，ｑ２は、１〜８の整数をとり、１より１少ない極番号は８となり、８より１大きい極番号は１となるものとする。
回転角演算処理が開始されると、回転角演算装置２０は、各磁気センサ２１，２２の出力信号（センサ値）Ｖ１，Ｖ２を読み込む（ステップＳ１）。なお、回転角演算装置２０のメモリ（たとえば、ＲＡＭ）には、出力信号Ｖ１，Ｖ２毎に、所定回数前に読み込まれたセンサ値から最新に読み込まれたセンサ値までの、複数回数分のセンサ値が記憶されるようになっている。
【００３２】
また、この実施形態では、センサ値Ｖ１のピーク値（極大値および極小値）を検出するために、読み込まれたセンサ値Ｖ１のうち絶対値がより大きいセンサ値が、センサ値Ｖ１のピーク値候補としてメモリに保存される。同様に、センサ値Ｖ２のピーク値（極大値および極小値）を検出するために、読み込まれたセンサ値Ｖ２のうち絶対値がより大きいセンサ値が、センサ値Ｖ２のピーク値候補としてメモリに保存される。ただし、これらのピーク値候補は、対応する出力信号のゼロクロスが検出されたときには、後述するような所定のタイミングで零にリセットされる。
【００３３】
前記ステップＳ１で各センサ値Ｖ１，Ｖ２が読み込まれると、回転角演算装置２０は、今回の処理が回転角演算処理開始後の初回の処理であるか否かを判別する（ステップＳ２）。今回の処理が回転角演算処理開始後の初回の処理である場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、回転角演算装置２０は、相対的極番号の設定処理を行う（ステップＳ３）。
図６は、相対的極番号の設定処理の詳細な手順を示している。
【００３４】
回転角演算装置２０は、まず、第１の出力信号Ｖ１が０より大きいか否かを判別する（ステップＳ２１）。第１の出力信号Ｖ１が０より大きい場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、回転角演算装置２０は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極（基準磁極）がＮ極の磁極であると判別し、第１の相対的極番号ｒ１を１に設定する（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ２６に進む。
【００３５】
一方、第１の出力信号Ｖ１が０以下である場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、回転角演算装置２０は、第１の出力信号Ｖ１が０より小さいか否かを判別する（ステップＳ２２）。第１の出力信号Ｖ１が０より小さい場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、第１の磁気センサ２１が感知している磁極（基準磁極）がＳ極の磁極であると判別し、第１の相対的極番号ｒ１を２に設定する（ステップＳ２５）。そして、ステップＳ２６に進む。
【００３６】
前記ステップＳ２２において、第１の出力信号Ｖ１が０以上であると判別された場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、つまり、第１の出力信号Ｖ１が０である場合には、回転角演算装置２０は、ロータ回転角（電気角）が０°であるか１８０°であるかを判別するために、第２の出力信号Ｖ２が０より大きいか否かを判別する（ステップＳ２３）。第２の出力信号Ｖ２が０より大きい場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、回転角演算装置２０は、ロータ回転角（電気角）が０°であると判別し、第１の相対的極番号ｒ１を１に設定する（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ２６に進む。
【００３７】
一方、第２の出力信号Ｖ２が０以下である場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、回転角演算装置２０は、ロータ回転角（電気角）が１８０°であると判別し、第１の相対的極番号ｒ１を２に設定する（ステップＳ２５）。そして、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、回転角演算装置２０は、「Ｖ１＞０かつＶ２≦０」または「Ｖ１＜０かつＶ２≧０」の条件を満たしているか否かを判別する。この条件を満たしている場合には（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、回転角演算装置２０は、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号より１だけ大きい番号であると判別し、第２の相対的極番号ｒ２に、第１の相対的極番号ｒ１より１だけ大きい番号（ｒ２＝ｒ１＋１）を設定する（ステップＳ２７）。そして、図５のステップＳ１３に移行する。
【００３８】
一方、前記ステップＳ２６の条件を満たしていない場合には（ステップＳ２６：ＮＯ）、回転角演算装置２０は、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号と同じであると判別し、第２の相対的極番号ｒ２に第１の相対的極番号ｒ１と同じ番号（ｒ２＝ｒ１）を設定する（ステップＳ２８）。そして、図５のステップＳ１３に移行する。
【００３９】
前記ステップＳ２６の条件を満たしている場合に、第２の相対的極番号ｒ２に第１の相対的極番号ｒ１より１だけ大きい番号（ｒ２＝ｒ１＋１）を設定し、前記ステップＳ２６の条件を満たしていない場合に、第２の相対的極番号ｒ２に第１の相対的極番号ｒ１と同じ番号（ｒ２＝ｒ１）を設定している理由について説明する。
たとえば、ロータ１における磁極Ｍ１と磁極Ｍ２とからなる磁極対が第１の磁気センサ２１を通過する際の、第１および第２の磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の信号波形を模式的に表すと、図７（ａ）（ｂ）に示すようになる。
【００４０】
図７（ａ）（ｂ）において、Ｓ１で示す領域は、第１の磁気センサ２１が磁極Ｍ１を感知し、第２の磁気センサ２２が磁極Ｍ１を感知している領域である。Ｓ２で示す領域は、第１の磁気センサ２１が磁極Ｍ１を感知し、第２の磁気センサ２２が磁極Ｍ２を感知している領域である。Ｓ３で示す領域は、第１の磁気センサ２１が磁極Ｍ２を感知し、第２の磁気センサ２２が磁極Ｍ２を感知している領域である。Ｓ４で示す領域は、第１の磁気センサ２１が磁極Ｍ２を感知し、第２の磁気センサ２２が磁極Ｍ３を感知している領域である。
【００４１】
つまり、領域Ｓ１およびＳ３では、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号と同じ番号となる。一方、領域Ｓ２およびＳ４では、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号より１だけ大きくなる。
領域Ｓ１においては、両センサ値Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ１≧０かつＶ２＞０の第１条件を満たす。領域Ｓ２においては、両センサ値Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ１＞０かつＶ２≦０の第２条件を満たす。領域Ｓ３においては、両センサ値Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ１≦０かつＶ２＜０の第３条件を満たす。領域Ｓ４においては、両センサ値Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ１＜０かつＶ２≧０の第４条件を満たす。
【００４２】
そこで、回転角演算装置２０は、前記第２条件（Ｖ１＞０かつＶ２≦０）または前記第４条件（Ｖ１＜０かつＶ２≧０）を満たしている場合には、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号より１だけ大きくなると判別し、前記第２条件または前記第４条件を満たしていない場合には、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号と同じになると判別している。
【００４３】
図５に戻り、前記ステップＳ２において、今回の処理が回転角演算処理開始後の初回の処理ではないと判別された場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、回転角演算装置２０は、メモリに記憶されているセンサ値Ｖ１，Ｖ２に基づいて、センサ値Ｖ１，Ｖ２毎に、センサ値の符号が反転するゼロクロスを検出したか否かを判別する。ゼロクロスが検出されなかったときには（ステップＳ４：ＮＯ）、回転角演算装置２０は、ステップＳ１３に移行する。
【００４４】
前記ステップＳ４において、いずれかのセンサ値Ｖ１，Ｖ２に対してゼロクロスが検出された場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、回転角演算装置２０は、後述するステップＳ１１の極番号特定処理によって、各磁極センサ２１，２２が検知している磁極が既に特定されているか否かを判別する（ステップＳ５）。
各磁極センサ２１，２２が検知している磁極が特定されていない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、回転角演算装置２０は、相対的極番号の更新処理を行なう（ステップＳ６）。具体的には、回転角演算装置２０は、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された磁気センサに対して現在設定されている相対的極番号ｒ１またはｒ２を、ロータ１の回転方向に応じて、１だけ大きい番号または１だけ小さい番号に変更する。
【００４５】
ロータ１の回転方向が正方向（図２に矢印で示す方向）である場合には、回転角演算装置２０は、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された磁気センサに対して現在設定されている相対的極番号ｒ１またはｒ２を、１だけ大きい番号に更新する。一方、ロータ１の回転方向が逆方向である場合には、回転角演算装置２０は、ゼロクロスが検出された磁気センサに対して現在設定されている相対的極番号ｒ１またはｒ２を、１だけ小さい番号に更新する。ただし、前述したように、”１”の相対的極番号に対して、１だけ小さい相対的極番号は、”８”となる。また、”８”の相対的極番号に対して、１だけ大きい相対的極番号は、”１”となる。
【００４６】
なお、ロータ１の回転方向は、例えば、ゼロクロスが検出された出力信号の前回値および今回値と、他方の出力信号の今回値とに基づいて判定することができる。具体的には、ゼロクロスが検出された出力信号が第１の出力信号Ｖ１である場合には、「第１の出力信号Ｖ１の前回値が０より大きくかつその今回値が０以下であり、第２の出力信号Ｖ２が０より小さい」という条件、または「第１の出力信号Ｖ１の前回値が０未満でかつその今回値が０以上であり、第２の出力信号Ｖ２が０より大きい」という条件を満たしている場合には、回転方向は正方向（図２に矢印で示す方向）であると判定される。
【００４７】
一方、「第１の出力信号Ｖ１の前回値が０以上でかつその今回値が０未満であり、第２の出力信号Ｖ２が０より大きい」という条件、または「第１の出力信号Ｖ１の前回値が０以下でかつその今回値が０より大きく、第２の出力信号Ｖ２が０より小さい」という条件を満たしている場合には、回転方向は逆方向であると判定される。
ゼロクロスが検出された出力信号が第２の出力信号Ｖ２である場合には、「第２の出力信号Ｖ２の前回値が０より大きくかつその今回値が０以下であり、第１の出力信号Ｖ１が０より大きい」という条件、または「第２の出力信号Ｖ２の前回値が０未満でかつその今回値が０以上であり、第１の出力信号Ｖ１が０より小さい」という条件を満たしている場合には、回転方向は正方向（図２に矢印で示す方向）であると判定される。一方、「第２の出力信号Ｖ２の前回値が０以上でかつその今回値が０未満であり、第１の出力信号Ｖ１が０より小さい」という条件、または「第２の出力信号Ｖ２の前回値が０以下でかつその今回値が０より大きく、第１の出力信号Ｖ１が０より大きい」という条件を満たしている場合には、回転方向は逆方向であると判定される。
【００４８】
前記ステップＳ６の相対的極番号の更新処理が終了すると、回転角演算装置２０は、ピーク値検出処理を行なう（ステップＳ７）。ピーク値検出処理について具体的に説明する。前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号に対応する磁気センサをピーク値検出対象の磁気センサということにする。回転角演算装置２０は、まず、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化したか否かを判別する。つまり、回転角演算装置２０は、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極位置が、当該磁気センサの出力信号のゼロクロスが前回検出された時点と、今回検出された時点とで、異なっているか同じであるかを判定する。ロータ１の回転方向が逆転した場合には、前記両時点での磁極位置が同じになる可能性がある。
【００４９】
この判定は、たとえば、ピーク値検出対象の磁気センサの出力信号のゼロクロスが前回検出された時点でのロータ１の回転方向と、当該出力信号のゼロクロスが今回検出された時点でのロータ１の回転方向が同じ方向であるか否かに基づいて行うことができる。すなわち、回転角演算装置２０は、前記両時点でのロータ１の回転方向が同じ方向であれば、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化したと判定する。一方、前記両時点でのロータ１の回転方向が異なっていれば、回転角演算装置２０は、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化していないと判定する。
【００５０】
ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化したと判定された場合には、回転角演算装置２０は、ピーク値を検出したと判別するとともに、当該磁気センサに対応するピーク値候補をピーク値として特定する。一方、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化していないと判定された場合には、回転角演算装置２０は、ピーク値を検出しなかったと判定する。
【００５１】
なお、ピーク値には、０より大きな極大値と、０より小さな極小値とがある。この実施形態では、極位置特定用磁極がＮ極の磁極であるので、ピーク値のうち、極大値に基づいて、第１の磁気センサ２１が感知している磁極対が特定される。以下において、ピーク値検出処理において検出された第１の出力信号Ｖ１および第２の出力信号Ｖ２の極大値を、それぞれＰ１およびＰ２で表す場合がある。
【００５２】
ピーク値検出処理において極大値が検出されなかった場合には（ステップＳ８：ＮＯ）、回転角演算装置２０は、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号に対応するピーク値候補を０にリセットした後、ステップＳ１３に移行する。なお、ピーク値検出処理においてピーク値が検出された場合であっても、検出されたピーク値が極小値である場合には、ピーク値検出処理において極大値が検出されなかったと判別される。
【００５３】
ピーク値検出処理において極大値が検出されたときには（ステップＳ８：ＹＥＳ）、当該極大値を、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号に対する極大値Ｐ１またはＰ２としてメモリに記憶する（ステップＳ９）。なお、メモリには、極大値Ｐ１およびＰ２毎に、前回検出された極大値と今回検出された極大値との２回分の極大値が記憶されるようになっている。この後、回転角演算装置２０は、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号に対応するピーク値候補を０にリセットした後、ステップＳ１０に移行する。
【００５４】
ステップＳ１０では、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号の極大値が２回以上検出されているか否かを判別する。前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号の極大値が２回以上検出されていない場合には（ステップＳ１０：ＮＯ）、回転角演算装置２０は、ステップＳ１３に移行する。一方、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号の極大値が２回以上検出されている場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、回転角演算装置２０は、極番号特定処理を行なう（ステップＳ１１）。
【００５５】
極番号特定処理の考え方について説明する。前述したように、隣り合う極位置特定用磁極の組み合わせ（Ｍ１，Ｍ３），（Ｍ３，Ｍ５），（Ｍ５，Ｍ７），（Ｍ７，Ｍ１）毎に、隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値（この例では極大値）の比は異なる。したがって、任意の隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する第１の出力信号Ｖ１の極大値が検出された時点（ゼロクロス検出時点）において、それらの極大値の比と、極値比データＤ１〜Ｄ４と、ロータ１の回転方向とに基づいて、第１の磁気センサ２１が現在感知している磁極の極番号ｑ１を特定することができる。なお、極値比データが出力信号Ｖ１，Ｖ２毎に設定されている場合には、極値比データＤ１〜Ｄ４の代わりに第１の出力信号Ｖ１に対して設定されている極値比データＤＡ１〜ＤＡ４が用いられる。
【００５６】
たとえば、図３を参照して、ロータ１が正方向（図２に矢印で示す方向）に回転している場合に、図３にＺ１で示すゼロクロスが検出されたタイミングにおいて、磁極Ｍ３に対する第１の出力信号Ｖ１の極大値Ｐ１ｎ−１が検出され、その後に、図３にＺ２で示すゼロクロスが検出されたタイミングにおいて、磁極Ｍ５に対する第１の出力信号Ｖ１の極大値Ｐ１ｎが検出されたとする。この場合には、両極大値の比Ｐ１ｎ−１／Ｐ１ｎは、極値比データＤ１〜Ｄ４のうちのＤ２（＝Ｐ１（３）／Ｐ１（５））とほぼ等しくなるので、図３にＺ２で示すゼロクロスが検出されたタイミングにおいて、第１の磁気センサ２１は、磁極Ｍ６を感知していると判別することができる。
【００５７】
また、図３を参照して、ロータ１が逆方向に回転している場合に、図３にＺ３で示すゼロクロスが検出されたタイミングにおいて、磁極Ｍ５に対する第１の出力信号Ｖ１の極大値Ｐ１ｎ−１が検出され、その後に、図３にＺ４で示すゼロクロスが検出されたタイミングにおいて、磁極Ｍ５に対する第１の出力信号Ｖ１の極大値Ｐ１ｎが検出されたとする。この場合には、両極大値の比Ｐ１ｎ／Ｐ１ｎ−１は、極値比データＤ１〜Ｄ４のうちのＤ２（＝Ｐ１（３）／Ｐ１（５））とほぼ等しくなるので、図３にＺ４で示すゼロクロスが検出されたタイミングにおいて、第１の磁気センサ２１は、磁極Ｍ２を感知していると判別することができる。このようにして、現在感知している磁極の極番号ｑ１が特定できれば、相対的極番号ｒ１，ｒ２に基づいて第２の磁気センサ２２が現在感知している磁極の極番号ｑ２を特定することができる。
【００５８】
同様に、任意の隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する第２の出力信号Ｖ２の極大値が検出された時点（ゼロクロス検出時点）において、それらの極大値の比と、極値比データＤ１〜Ｄ４と、ロータ１の回転方向とに基づいて、第２の磁気センサ２２が現在感知している磁極の極番号ｑ２を特定することができる。なお、極値比データが出力信号Ｖ１，Ｖ２毎に設定されている場合には、極値比データＤ１〜Ｄ４の代わりに第２の出力信号Ｖ２に対して設定されている極値比データＤＢ１〜ＤＢ４が用いられる。第２の磁気センサ２２が現在感知している磁極の極番号ｑ２が特定できれば、相対的極番号ｒ１，ｒ２に基づいて第１の磁気センサ２３が現在感知している磁極の極番号ｑ１を特定することができる。
【００５９】
以下、より具体的に説明する。まず、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号が第１の出力信号Ｖ１である場合に行われる極番号特定処理について説明する。この場合には、回転角演算装置２０は、前回検出された第１の出力信号Ｖ１の極大値Ｐ１ｎ−１と今回検出された第１の出力信号Ｖ１の極大値Ｐ１ｎとの比と、極値比データＤ１〜Ｄ４と、ロータ１の回転方向とに基づいて、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号（絶対的極番号）ｑ１を特定する。極値比データＤ１〜Ｄ４を、ｉを極値比データ番号として、Ｄｉ（ｉ=１，２，３，４）で表す場合がある。
【００６０】
回転角演算装置２０は、ロータ１の回転方向が正方向（図２に矢印で示す方向）である場合には、Ｐ１ｎ−１/Ｐ１ｎを極値比Ｘとして演算し、ロータ１の回転方向が逆方向である場合には、Ｐ１ｎ／Ｐ１ｎ−１を極値比Ｘとして演算する。次に、回転角演算装置２０は、演算された極値比Ｘと極値比データＤ１〜Ｄ４とに基づいて、極値比Ｘに最も近い極値比データＤｉの極値比データ番号ｉを特定する。そして、回転角演算装置２０は、特定された極値比データ番号ｉと、ロータ１の回転方向と、次表１の内容とに基づいて、第１の磁気センサ２１が現在感知している磁極の極番号ｑ１を特定する。
【００６１】
表１は、極値比Ｘに最も近い極値比データＤｉの極値比データ番号ｉとロータ１の回転方向との組合せと、第１の磁気センサ２１が現在感知している磁極の極番号ｑ１との関係を示している。
【００６２】
【表１】
2012237619.tif 000003
【００６３】
具体的には、回転角演算装置２０は、ロータ１の回転方向が正方向である場合には、ｑ１＝２・ｉ＋２に基づいて、第１の磁気センサ２１が現在感知している磁極の極番号ｑ１を演算する。ただし、（２・ｉ＋２）の値が８を超える場合には、回転角演算装置２０は、ｑ１＝２・ｉ＋２−８に基づいてｑ１を演算する。一方、ロータ１の回転方向が逆方向である場合には、回転角演算装置２０は、ｑ１＝２・ｉ−２に基づいて、第１の磁気センサ２１が現在感知している磁極の極番号ｑ１を演算する。ただし、（２・ｉ−２）の値が０以下となる場合には、回転角演算装置２０は、ｑ１＝２・ｉ−２＋８に基づいてｑ１を演算する。
【００６４】
この後、回転角演算装置２０は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号ｑ１と、第１および第２の相対的極番号ｒ１，ｒ２とに基づいて、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号ｑ２を特定する。具体的には、回転角演算装置２０は、ｑ２＝(ｑ１−ｒ１)＋ｒ２に基づいて、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号ｑ２を特定する。
【００６５】
次に、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された出力信号が第２の出力信号Ｖ２である場合に行われる極番号特定処理について説明する。この場合には、回転角演算装置２０は、前回検出された第２の出力信号Ｖ２の極大値Ｐ２ｎ−１と今回検出された第２の出力信号Ｖ２の極大値Ｐ２ｎとの比と、極値比データＤ１〜Ｄ４と、ロータ１の回転方向とに基づいて、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号（絶対的極番号）ｑ２を特定する。
【００６６】
回転角演算装置２０は、ロータ１の回転方向が正方向（図２に矢印で示す方向）である場合には、Ｐ２ｎ−１/Ｐ２ｎを極値比Ｙとして演算し、ロータ１の回転方向が逆方向である場合には、Ｐ２ｎ／Ｐ２ｎ−１を極値比Ｙとして演算する。次に、回転角演算装置２０は、演算された極値比Ｙと極値比データＤ１〜Ｄ４とに基づいて、極値比Ｙに最も近い極値比データＤｉの極値比データ番号ｉを特定する。そして、回転角演算装置２０は、特定された極値比データ番号ｉと、ロータ１の回転方向と、次表２の内容とに基づいて、第２の磁気センサ２２が現在感知している磁極の極番号ｑ２を特定する。
【００６７】
表２は、極値比Ｙに最も近い極値比データＤｉの極値比データ番号ｉとロータ１の回転方向との組合せと、第２の磁気センサ２２が現在感知している磁極の極番号ｑ２との関係を示している。
【００６８】
【表２】
2012237619.tif 000004
【００６９】
具体的には、回転角演算装置２０は、ロータ１の回転方向が正方向である場合には、ｑ２＝２・ｉ＋２に基づいて、第２の磁気センサ２２が現在感知している磁極の極番号ｑ２を演算する。ただし、（２・ｉ＋２）の値が８を超える場合には、回転角演算装置２０は、ｑ２＝２・ｉ＋２−８に基づいてｑ２を演算する。一方、ロータ１の回転方向が逆方向である場合には、回転角演算装置２０は、ｑ２＝２・ｉ−２に基づいて、第２の磁気センサ２２が現在感知している磁極の極番号ｑ２を演算する。ただし、（２・ｉ−２）の値が０以下となる場合には、回転角演算装置２０は、ｑ２＝２・ｉ−２＋８に基づいてｑ２を演算する。
【００７０】
この後、回転角演算装置２０は、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号ｑ２と、第１および第２の相対的極番号ｒ１，ｒ２とに基づいて、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号ｑ１を特定する。具体的には、回転角演算装置２０は、ｑ１＝(ｑ２−ｒ２)＋ｒ１に基づいて、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号ｑ１を特定する。ステップＳ１１の極番号特定処理が終了すると、回転角演算装置２０は、ステップＳ１４に移行する。
【００７１】
前記ステップＳ５において、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極が既に特定されていると判別された場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、回転角演算装置２０は、極番号の更新処理を行なう（ステップＳ１２）。具体的には、回転角演算装置２０は、前記ステップＳ４でゼロクロスが検出された磁気センサに対して既に特定されている極番号ｑ１またはｑ２を、ロータ１の回転方向に応じて、１だけ大きい極番号または１だけ小さい極番号に変更する。
【００７２】
ロータ１の回転方向が正方向である場合には、回転角演算装置２０は、ゼロクロスが検出された磁気センサに対して既に特定されている前記極番号ｑ１またはｑ２を、１だけ大きい極番号に更新する。一方、ロータ１の回転方向が逆方向である場合には、回転角演算装置２０は、ゼロクロスが検出された磁気センサに対して既に特定されている前記極番号ｑ１またはｑ２を、１だけ小さい極番号に更新する。ただし、”１”の極番号に対して、１だけ小さい極番号は、”８”となる。また、”８”の極番号に対して、１だけ大きい極番号は、”１”となる。回転角演算装置２０は、ステップＳ１２の極番号の更新処理が終了すると、ステップＳ１４に移行する。
【００７３】
ステップＳ１４では、回転角演算装置２０は、振幅補正処理を行う。つまり、回転角演算装置２０は、各磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅を補正する。
具体的には、回転角演算装置２０は、第１の磁気センサ２１が感知している磁極の極番号ｑ１に対応する第１の出力信号Ｖ１のピーク値と、第２の磁気センサ２２が感知している磁極の極番号ｑ２に対応する第２の出力信号Ｖ２のピーク値とを、ピーク値テーブル（図４参照）から取得する。ピーク値テーブルから取得された第１および第２の出力信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値を、それぞれＰ１ｘ，Ｐ２ｘで表すことにする。そして、取得した各ピーク値（振幅補正値）Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘと予め設定されている基準振幅φとに基づいて、各出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅を補正する。
【００７４】
具体的には、第１および第２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅補正後の信号をそれぞれＶ１’，Ｖ２’とすると、補正後の第１および第２の出力信号Ｖ１’，Ｖ２’は、それぞれ次式（2）(3)に基づいて演算される。
Ｖ１’＝（Ｖ１／Ｐ１ｘ）×φ    …(2)
Ｖ２’＝（Ｖ２／Ｐ２ｘ）×φ    …(3)
振幅補正処理が終了すると、回転角演算装置２０は、振幅補正後の各出力信号Ｖ１’，Ｖ２’に基づいて、電気角θＥを演算する（ステップＳ１５）。具体的には、次式(4)に基づいて、ロータ１の回転角（電気角）θＥを演算する。
【００７５】
θＥ＝tan−１（Ｖ１’／Ｖ２’）  …(4)
電気角θＥが演算されると、回転角演算装置２０は、ロータ１の機械角（絶対角）θＭを演算する。具体的には、回転角演算装置２０は、前記ステップＳ１５で演算された電気角θＥと第１の磁気センサ２１が感知している極番号ｑ１とを用い、次式(5)に基づいて、機械角θＭを演算する（ステップＳ１６）。
【００７６】
θＭ＝｛θＥ＋ｍ×３６０°｝／４                  …(5)
ただし、ｑ１＝１または２の場合、ｍ＝０、
ｑ１＝３または４の場合、ｍ＝１、
ｑ１＝５または６の場合、ｍ＝２、
ｑ１＝７または８の場合、ｍ＝３である。
【００７７】
回転角演算装置２０は、前記ステップＳ１５で演算された電気角θＥと、ステップＳ１６で演算された、機械角θＭとをモータコントローラ３０に与える。そして、今演算周期での処理を終了する。
ステップＳ１３では、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極が特定されていないので、回転角演算装置２０は、前記ステップＳ１で読み込まれたセンサ値Ｖ１，Ｖ２に基づいて、電気角θＥを演算する。具体的には、次式(6)に基づいて、ロータ１の回転角（電気角）θＥを演算する。
【００７８】
θＥ＝tan−１（Ｖ１／Ｖ２）  …(6)
前記ステップＳ１３で電気角θＥが演算されると、回転角演算装置２０は、当該電気角θＥをモータコントローラ３０に与える。そして、今演算周期での処理を終了する。
前記実施形態によれば、いずれかの組の隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する第１の出力信号Ｖ１の極値Ｐ１ｎ−１，Ｐ１ｎまたは第２の出力信号Ｖ２の極大値Ｐ２ｎ−１，Ｐ２ｎが最初に検出された時点で、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定することが可能となる。このため、回転体が回転を開始した直後の早い段階で、磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定できるようになる。これにより、回転角演算処理開始後において、ロータ１が回転を開始した直後の早い段階で、各磁気センサ２１，２２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の振幅を補正することが可能となるから、ロータ１（ブラシレスモータ）の回転角演算精度が向上する。
【００７９】
また、隣り合う極位置特定用磁極それぞれに対する第１の出力信号Ｖ１の極値Ｐ１ｎ−１，Ｐ１ｎの比または第２の出力信号Ｖ２の極大値Ｐ２ｎ−１，Ｐ２ｎの比に基づいて、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定しているので、周辺温度の変化によって各出力信号Ｖ１，Ｖ２が変動した場合でも、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を正確に特定することができる。
【００８０】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、ロータ１は、隣り合う極位置特定用磁極の組合せ（Ｍ１，Ｍ３），（Ｍ３，Ｍ５），（Ｍ５，Ｍ７），（Ｍ７，Ｍ１）毎に、隣り合う極位置特定用磁極に対する各正弦波信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値の比が識別可能に異なるような磁極特性を有しているが、ロータ１は、少なくとも１組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比のいずれとも識別可能に異なるような磁極特性を有していればよい。たとえば、ある一組の隣り合う極位置特定用磁極（以下「基準の隣り合う磁極」という）に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比のいずれとも識別可能に異なっている場合には、回転体が回転を開始してから、前記基準の隣り合う磁極それぞれに対応する第１の出力信号Ｖ１または第２の出力信号Ｖ２の極値が検出手段によって最初に検出された時点で、検出された極値を出力した方の磁気センサが感知している磁極を特定することが可能となる。これにより、ブラシレスモータ３０が起動されてから、ロータ１が１回転する前に、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定することができる可能性が高くなる。つまり、ブラシレスモータが起動された直後の早い段階で、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定することができるようになる。
【００８１】
また、前記実施形態では、Ｎ極の極性を有する各磁極Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ７が極位置特定用磁極とされているが、Ｓ極の極性を有する各磁極Ｍ２，Ｍ４，Ｍ６，Ｍ８を極位置特定用磁極としてもよい。この場合にも、ロータ１は、少なくとも１組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比のいずれとも識別可能に異なるような磁極特性を有していればよい。ロータ１（磁石２）は、隣り合う極位置特定用磁極の組合せ（Ｍ２，Ｍ４），（Ｍ４，Ｍ６），（Ｍ６，Ｍ８），（Ｍ８，Ｍ２）毎に、隣り合う極位置特定用磁極に対する各正弦波信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値の比が識別可能に異なるような磁極特性を有していることが好ましい。この場合、回転角演算装置２０は、任意の隣り合う極位置特定用磁極に対する第１または第２の出力信号Ｖ１，Ｖ２の極小値の比と、極値比データとに基づいて、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定する。この場合には、極値比データは、例えば、Ｄ１＝Ｐ１（２）／  Ｐ１（４）、Ｄ２＝Ｐ１（４）／  Ｐ１（６）、Ｄ３＝Ｐ１（６）／  Ｐ１（８）およびＤ４＝Ｐ１（８）／  Ｐ１（２）の４つのデータＤ１〜Ｄ４からなる。
【００８２】
また、各磁極Ｍ１〜Ｍ８を極位置特定用磁極としてもよい。この場合にも、ロータ１は、少なくとも１組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比が、他の組の隣り合う極位置特定用磁極に対する各出力信号Ｖ１，Ｖ２の極値の比のいずれとも識別可能に異なるような磁極特性を有していればよい。ロータ１（磁石２）は、隣り合う極位置特定用磁極の組合せ（Ｍ１，Ｍ２），（Ｍ２，Ｍ３），（Ｍ３，Ｍ４），（Ｍ４，Ｍ５），（Ｍ５，Ｍ６），（Ｍ６，Ｍ７），（Ｍ７，Ｍ８），（Ｍ８，Ｍ１）毎に、隣り合う極位置特定用磁極に対する各正弦波信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値（極値）の比が識別可能に異なるような磁極特性を有していることが好ましい。この場合、回転角演算装置２０は、任意の隣り合う極位置特定用磁極に対する第１または第２の出力信号Ｖ１，Ｖ２のピーク値の比の絶対値と、極値比データとに基づいて、各磁気センサ２１，２２が感知している磁極を特定する。この場合には、極値比データは、例えば、Ｄ１＝｜Ｐ１（１）／  Ｐ１（２）｜、Ｄ２＝｜Ｐ１（２）／  Ｐ１（３）｜、Ｄ３＝｜Ｐ１（３）／  Ｐ１（４）｜、Ｄ４＝｜Ｐ１（４）／  Ｐ１（５）｜、Ｄ５＝｜Ｐ１（５）／  Ｐ１（６）｜、Ｄ６＝｜Ｐ１（６）／  Ｐ１（７）｜、Ｄ７＝｜Ｐ１（７）／  Ｐ１（８）｜およびＤ８＝｜Ｐ１（８）／  Ｐ１（１）｜の８つのデータＤ１〜Ｄ８からなる。
【００８３】
また、前記実施形態では、第１の出力信号Ｖ１と第２の出力信号Ｖ２との位相差は電気角で９０°であるが、両信号Ｖ１，Ｖ２間の位相差は、任意の角度であってもよい。たとえば、第１の出力信号Ｖ１と第２の出力信号Ｖ２との位相差をαとし、第１の出力信号Ｖ１をＶ１＝Ａ１・sinθＥとし、第２の出力信号Ｖ２をＶ２＝Ａ２・sin（θＥ＋α）とすると、振幅補正後の第１の出力信号Ｖ１’はＶ１’＝φ・sinθＥで表され、振幅補正後の第２の出力信号Ｖ２’はＶ２’＝φ・sin（θＥ＋α）で表される。この場合には、回転角演算装置２０は、たとえば、振幅補正後の第１および第２の出力信号Ｖ１’，Ｖ２’とから、振幅補正後の第１の出力信号Ｖ１’に対する位相差が９０°となる信号Ｖ１２’（＝φ・sin（θＥ＋９０°）＝φ・cosθＥ）を生成する。具体的には、回転角演算装置２０は、Ｖ１２’＝（Ｖ２’−Ｖ１’・cosα）／sinαに基づいて、信号Ｖ１２’を生成する。そして、回転角演算装置２０は、θＥ＝tan−１（Ｖ１’／Ｖ１２’）に基づいてロータの電気角θＥを演算する。
【００８４】
この発明は、ブラシレスモータのロータ以外の回転体の回転角を検出する場合にも、適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１…検出用ロータ、２…磁石、２１，２２…磁気センサ、１０…ブラシレスモータ、２０…回転角演算装置、Ｍ１〜Ｍ８…磁極
【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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