回転角検出装置およびそれを用いたアクチュエータ
【課題】 部品点数が少ない回転角検出装置を提供する。
【解決手段】 ＥＣＵ７１は、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１のエッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ２とに基づいて各パルス信号ＰＳ１およびＰＳ２のエッジＥ１〜Ｅ７をカウントすることにより、ロータ２０の回転角を３．７５度ごとに検出する。この構成では、１つのホールＩＣ７５１に対し、ロータ２０の回転に同期した２つのパルス信号ＰＳ１および仮想パルス信号ＰＳ２を用いて回転角を検出することができる。そのため、従来２つあったホールＩＣの数を１つに減らしたとき従来と同等以上の分解能を得ることができる。つまり、分解能を維持しつつホールＩＣの数を減らすことが可能である。
【解決手段】 ＥＣＵ７１は、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１のエッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ２とに基づいて各パルス信号ＰＳ１およびＰＳ２のエッジＥ１〜Ｅ７をカウントすることにより、ロータ２０の回転角を３．７５度ごとに検出する。この構成では、１つのホールＩＣ７５１に対し、ロータ２０の回転に同期した２つのパルス信号ＰＳ１および仮想パルス信号ＰＳ２を用いて回転角を検出することができる。そのため、従来２つあったホールＩＣの数を１つに減らしたとき従来と同等以上の分解能を得ることができる。つまり、分解能を維持しつつホールＩＣの数を減らすことが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転角を検出する回転角検出装置およびそれを用いたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体の回転角を検出するには例えばロータリエンコーダが用いられる。ロータリエンコーダにはアブソリュート方式とインクリメンタル方式との２種類がある。アブソリュート方式のロータリエンコーダを備える回転角検出装置は、回転体の絶対的な回転位置を検出可能である。インクリメンタル方式のロータリエンコーダを備える回転角検出装置は、回転体の回転開始位置に対する相対的な回転角を検出可能である。
【０００３】
ロータリエンコーダには、例えば光学式や磁気式などがある。光学式のロータリエンコーダは、回転体とともに回転する例えばスリット円板に光を当て、スリット円板を通過した光に基づいて回転体の回転に同期したパルス信号を生成する。磁気式のロータリエンコーダは、回転体とともに回転する例えば磁気円板に磁気センサを対向させ、磁気センサが読み取る磁界の強弱に基づいて回転体の回転に同期したパルス信号を生成する。
【０００４】
特許文献１には、磁気式のロータリエンコーダを備える回転角検出装置が記載されている。特許文献１のロータリエンコーダは、２つのホールＩＣを有している。一方のホールＩＣは、他方のホールＩＣに対し周方向にずらして配置される。これにより、一方のホールＩＣが出力するパルス信号は、他方のホールＩＣが出力するパルス信号に対し１／４周期位相がずれるようになっている。回転角検出装置は、一方および他方のホールＩＣが出力するパルス信号のエッジをカウントすることにより回転体の回転角を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１２１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、回転角検出装置は、小型にするためや組立工数の低減のために部品点数を減らすことが求められている。特許文献１のような磁気式のロータリエンコーダの場合、磁気円板の着磁数を２倍にすることによって分解能を維持しつつホールＩＣを１つ減らすことが考えられる。しかしながら、磁気円板の大きさを変えずに着磁数を増やすのは困難である。仮に磁気円板の着磁数を増やすことができても、パルス信号の出力のため必要な磁束密度を得ることができない。
【０００７】
また、光学式のロータリエンコーダの場合、スリット円板のスリット数を２倍にすることによって分解能を維持しつつフォトトランジスタ等の受光素子を１つ減らすことが考えられる。しかしながら、スリット円板の大きさを変えずにスリット数を増やすのは困難である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数が少ない回転角検出装置およびそれを用いたアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明では、回転角検出装置は、発信部と受信部と制御部とを備える。発信部は、回転体と共に回転可能であり、磁界または光を発生する。受信部は、発信部が発生する磁界または光を受け、回転体の回転に同期したパルス信号を出力する。制御部は、前記パルス信号に対し位相がずれる単数または複数の仮想パルス信号を生成し、これらパルス信号および仮想パルス信号のエッジ数をカウントする。制御部は、パルス信号および仮想パルス信号のエッジ数に基づいて回転体の回転角を検出する。
【０００９】
「パルス信号のエッジ」とは、パルス信号のうち出力が変化する部分のことを指す。「パルス信号の立上りエッジ」とは、パルス信号の出力が低レベルから高レベルに変化する部分のことを指す。「パルス信号の立下りエッジ」とは、パルス信号の出力が高レベルから低レベルに変化する部分のことを指す。
【００１０】
この構成では、１つの受信部に対し、回転体の回転に同期した複数のパルス信号を用いて回転角を検出することができる。そのため、従来２つあった例えばホールＩＣ等の受信部の数を１つ減らしたとき従来と同等以上の分解能を得ることができる。つまり、分解能を維持しつつ受信部の数を減らすことが可能である。その結果、部品点数が少ない回転角検出装置を得ることができる。
【００１１】
請求項２および３に仮想パルス信号のエッジをカウントするカウント手段の具体的な構成を示す。
請求項２に記載の発明では、制御部は、パルス信号のうち連続する第１立上りエッジ、立下りエッジおよび第２立上りエッジをカウントする。制御部は、パルス信号の第１立上りエッジのカウント時点から立下りエッジのカウント時点までのオン時間を算出し、パルス信号の立下りエッジのカウント時点からオン時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき、仮想パルス信号の立下りエッジをカウントする。制御部は、パルス信号の立下りエッジのカウント時点から第２立上りエッジのカウント時点までのオフ時間を算出し、パルス信号の第２立上りエッジのカウント時点からオフ時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき、仮想パルス信号の立上りエッジをカウントする。
請求項３に記載の発明では、所定の時間比は０．５である。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、回転角検出装置は、多極磁石からなる送信部と磁気センサからなる受信部とから構成される磁気式のロータリエンコーダを備える。送信部は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に並ぶように、且つ、周方向に連続するＮ極同士の周方向間隔および周方向に連続するＳ極同士の周方向間隔が等しくなるように構成される。これによれば、多極磁石の大きさを変えずに磁極数を増やすことが困難であるとき小スペースに回転角検出装置を構成することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、送信部を構成する多極磁石の各磁極は、周方向に等間隔に配置される。これによれば、回転体の回転角を等間隔に検出することができる。
請求項６に記載の発明では、回転角検出装置は、アクチュエータに適用される。このアクチュエータは、ステータおよびロータからなるモータと、請求項１〜５に記載の回転角検出装置によって構成され、モータのロータの回転角を検出するロータリエンコーダと、を備える。これによれば、アクチュエータ搭載上スペースの制約があるとき小スペースに回転角検出装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による回転角検出装置を備えるシフトバイワイヤシステムの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のアクチュエータの縦断面図である。
【図３】図２のアクチュエータのリングギヤ、プラネタリギヤ、およびドライブギヤを図２のＹ矢印方向から見た図である。
【図４】図２のアクチュエータの後ハウジングおよびモータのステータ、ロータリエンコーダを図２のＹ矢印方向から見た図である。
【図５】図２のアクチュエータの駆動軸、リングギヤおよびプラネタリギヤを模式的に示す斜視図である。
【図６】図２のロータリエンコーダのマグネットを示す図であって、（ａ）マグネットの正面図、（ｂ）ＶＩｂ−ＶＩｂ線断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【図８】本発明の第１実施形態による回転角検出装置の制御作動を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の第２実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による回転角検出装置のマグネットを示す図であって、（ａ）マグネットの正面図、（ｂ）ＸＩｂ−ＸＩｂ線断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態による回転角検出装置を図面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検出装置を適用したシフトバイワイヤシステムを図１に示す。シフトバイワイヤシステム７は、運転者により操作されるセレクトレバーの操作位置に応じてアクチュエータ１を作動させて図示しない車両用自動変速機のシフトレンジを切り換える。シフトバイワイヤシステム７は、セレクトレバーとシフトアクチュエータ１とがワイヤ（電線）を経由して電気的に接続されるバイワイヤシステムである。
【００１６】
第１実施形態の車両用自動変速機に採用する遊星歯車式の変速機は、入出力部材間に設けられる複数の遊星歯車装置の各回転要素と他部材との係合関係を油圧式クラッチで制御することにより変速段およびシフトレンジを切り換える。油圧式クラッチに所定圧の作動油を供給する油圧制御装置には、レンジ切換弁としてのマニュアルバルブ７０が設けられる。このマニュアルバルブ７０は、バルブボディ７００内に軸方向に移動可能に収容される弁部材７０１を備え、この弁部材７０１が軸方向に移動することで油圧制御装置内の油路を切り換えて変速機のシフトレンジを切り換える。変速機のシフトレンジには、前進走行用のＤレンジ、後進走行用のＲレンジ、駐車用のＰレンジ、および動力遮断用のＮレンジが設定されている。
【００１７】
シフトバイワイヤシステム７は、シフトアクチュエータ１、コントロールロッド７２、ディテント機構７３、パーキングロック機構７４および電子制御ユニット７１（Electric Control Unit；以下「ＥＣＵ」という）を備えている。
図２〜図４に示すように、シフトアクチュエータ１は、モータ２、サイクロイド減速部３、平行軸歯車減速部４、および出力軸５を外郭部材６内に備えている。外郭部材６は、前ハウジング６０、中ハウジング６１および後ハウジング６２からなる。
【００１８】
モータ２は、スイッチドリラクタンスモータ（ＳＲモータ）から構成され、ロータ２０およびステータ２１を備えている。
ロータ２０は、駆動軸２００およびロータコア２０１から構成されている。駆動軸２００は、後ハウジング６２および前ハウジング６０により回転可能に支持されている。駆動軸２００の一端部２００ａと他端部２００ｂとの間には、大径部２００ｃと、一端部２００ａおよび他端部２００ｂの第１軸φ１に対し偏心する偏心軸φ３を有する偏心部２００ｄとが設けられている。ロータコア２０１は、駆動軸２００の大径部２００ｃの外壁に固定されている。ロータコア２０１は、周方向の４５度毎に径外方向へ向けて突出する複数の突極（図示せず）を形成する。
【００１９】
ステータ２１は、ロータ２０の径外方向で後ハウジング６２の内壁に固定されている。ステータ２１は、ステータコア２１０およびコイル２１１から構成されている。ステータコア２１０は、周方向の３０度毎に径内方向に向けて突出する複数のステータティース（図示せず）を形成する。コイル２１１は、各ステータティースに巻回されるＵ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルから成る。
【００２０】
後ハウジング６２には、モータ２および後述のロータリエンコーダ７５からの配線部材６２２が埋め込まれている。配線部材６２２は、後ハウジング６２が形成するコネクタ６２３まで延びている。モータ２およびロータリエンコーダ７５は、ＥＣＵ７１からの配線を収容する図示しないコネクタがコネクタ６２３に接続されることによりＥＣＵ７１に電気的に接続される。
【００２１】
サイクロイド減速部３は、遊星歯車減速機の一種であり、リングギヤ３０およびプラネタリギヤ３１を備えている。
リングギヤ３０は、第１軸φ１と同軸に配置される環状の内歯車である。リングギヤ３０は、駆動軸２００の偏心部２００ｄの径外方向で中ハウジング６１の内壁に固定される。
プラネタリギヤ３１は、偏心軸φ３と同軸に配置されリングギヤ３０に噛み合う外歯車である。プラネタリギヤ３１は、駆動軸２００の偏心部２００ｄの外壁に嵌合する軸受８２により、偏心軸φ３まわりに自転可能に且つ第１軸φ１まわりに公転可能に支持されている。プラネタリギヤ３１は、偏心軸φ３の同心円上において周方向に等間隔にドライブギヤ４０側へ突出する複数のトルク伝達用突起３１０を形成する。このトルク伝達用突起３１０は、後述のトルク伝達用穴４０２と共に、プラネタリギヤ３１の自転成分をドライブギヤ４０に伝達するための回転伝達手段として機能する。
【００２２】
平行軸歯車減速部４は、ドライブギヤ４０およびドリブンギヤ４１から構成されている。
ドライブギヤ４０は、第１軸φ１と同軸に配置される外歯車である。ドライブギヤ４０は、前ハウジング６０に嵌合する軸受８３により回転可能に支持されている。ドライブギヤ４０は、プラネタリギヤ３１のトルク伝達用突起３１０が遊嵌する複数のトルク伝達用穴４０２を有する。このトルク伝達用穴４０２は、第１軸φ１の同心円上において周方向に等間隔に形成される貫通穴であり、トルク伝達用穴４０２と共に回転伝達手段を構成する。ドライブギヤ４０は、トルク伝達用突起３１０とトルク伝達用穴４０２とが係合することによりプラネタリギヤ３１にトルク伝達可能に連結されている。
ドリブンギヤ４１は、第１軸φ１に平行な第２軸φ２と同軸に配置される扇状の外歯車である。
【００２３】
出力軸５は、前ハウジング６０に嵌合する軸受８４により第２軸φ２まわりに回転可能に支持されている。出力軸５の外壁には、ドリブンギヤ４１が固定されている。出力軸５の嵌合穴５１０には、コントロールロッド７２が嵌合する。この嵌合により出力軸５とコントロールロッド７２とがトルク伝達可能に連結される。
【００２４】
このように構成されるシフトアクチュエータ１では、ＥＣＵ７１によりモータ２のコイル２１１にＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順で通電が切り換えられるとロータ２０は一方向へ回転する。そして、ＥＣＵ７１によりモータ２のコイル２１１にＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順で通電が切り換えられるとロータ２０は他方向へ回転する。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルへの通電が一巡する毎にロータ２０は４５度回転する。
【００２５】
モータ２が作動して駆動軸２００が第１軸φ１まわりに回転すると、サイクロイド減速部３のプラネタリギヤ３１は、図５に矢印ｂで示すように第１軸φ１まわりに公転しつつ図５に矢印ｃで示すように偏心軸φ３まわりに自転する。プラネタリギヤ３１は、駆動軸２００が第１軸φ１まわりに１回転する毎に、プラネタリギヤ３１とリングギヤ３０の歯数差に応じた所定の角度だけプラネタリギヤ３１の公転方向とは反対側へ自転する。そのプラネタリギヤ３１の自転速度は、駆動軸２００の第１軸φ１まわりの回転速度に比べて大きく減速する。サイクロイド減速部３は、モータ２から入力される回転を減速してドライブギヤ４０に出力する。
【００２６】
プラネタリギヤ３１の自転成分がトルク伝達用突起３１０およびトルク伝達用穴４０２を経由してドライブギヤ４０に入力されると、平行軸歯車減速部４は、ドライブギヤ４０の回転を減速してドリブンギヤ４１から出力軸５に出力する。出力軸５は、ドリブンギヤ４１から入力される回転をコントロールロッド７２に出力する。
シフトアクチュエータ１は、セレクトレバーにより選択されるシフトレンジに対応する回転位置にコントロールロッド７２を回転させる。
【００２７】
シフトアクチュエータ１には、ＥＣＵ７１と共に回転角検出装置を構成するロータリエンコーダ７５が組み込まれている。
ロータリエンコーダ７５は、マグネット７５０とホールＩＣ７５１とエンコーダボード７５２とから構成されている。図６に示すように、「送信部、磁気部材」としてのマグネット７５０は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に着磁された多極磁石である。マグネット７５０は、各磁極が周方向に等間隔に配置される。第１実施形態では、マグネット７５０のＮ極およびＳ極の各着磁数は例えば２４である。すなわち、１周期１５°である。マグネット７５０は、「回転体」としてのロータ２０に固定される。
【００２８】
ホールＩＣ７５１およびエンコーダボード７５２は、「受信部」に対応する。これらホールＩＣ７５１およびエンコーダボード７５２は、後ハウジング６２の内底壁に固定されている。「磁気センサ」としてのホールＩＣ７５１は、ホール素子を有している。このホール素子は、マグネット７５０が発生する磁界の向きおよび大きさを検出可能である。
エンコーダボード７５２は、ホールＩＣ７５１を実装する基板を含む。エンコーダボード７５２は、ホールＩＣ７５１が出力するパルス状の電気信号に基づいてロータ２０の回転に同期したパルス信号を生成する。エンコーダボード７５２は、前記パルス信号を「制御部」としてのＥＣＵ７１に出力する。第１実施形態では、ロータ２０が１回転する間に２４パルスのパルス信号が出力される。
【００２９】
コントロールロッド７２には、ディテント機構７３のディテントプレート７３０が固定されている。シフトアクチュエータ１から出力される回転は、コントロールロッド７２を経由してディテントプレート７３０に伝達される。
【００３０】
ディテント機構７３は、ディテントプレート７３０およびディテントスプリング７３３を備えている。
ディテントプレート７３０は、コントロールロッド７２から径外方向に突出する板状部材であり、突出先端面に複数の係合溝７３１を有している。ディテントプレート７３０は、コントロールロッド７２の軸方向に平行な方向へ突出する係合突起７３２を形成する。この係合突起７３２は、マニュアルバルブ７０の弁部材７０１に対し軸方向に係合可能である。
【００３１】
ディテントスプリング７３３は、マニュアルバルブ７０のバルブボディ７００に基端部が固定される方持ち状のばね板である。二股に分かれるディテントスプリング７３３の先端部にはローラ７３４が設けられている。ディテントプレート７３０およびコントロールロッド７２の回動位置は、ディテントスプリング７３３のローラ７３４がディテントプレート７３０の複数の係合溝７３１のいずれか１に係合することによって固定される。ディテント機構７３は、コントロールロッド７２の回り止め手段として機能する。
【００３２】
パーキングロック機構７４は、パークロッド７４０、カム部材７４１、パーキングロックポール７４２、およびパーキングギヤ７４３を備えている。
パークロッド７４０の基端部は、ディテントプレート７３０に連結されている。パークロッド７４０の先端部は、ディテントプレート７３０が回動するに従ってパーキングギヤ７４３の軸方向に略平行な方向へ往復移動する。カム部材７４１は、パークロッド７４０の先端部と共に往復移動する。パーキングロックポール７４２には、パーキングギヤ７４３に接近および離間可能な噛合突起部７４２ａが設けられている。この噛合突起部７４２ａは、カム部材７４１がパーキングロックポール７４２の先端部と台座７４４との間に挿入されるとパーキングギヤ７４３側へ移動し、パーキングギヤ７４３に噛み合う。この噛み合いにより、パーキングギヤ７４３は、有段変速機の出力軸を回転不能に固定する。
【００３３】
ＥＣＵ７１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータから構成されている。ＥＣＵ７１は、図示しないレバーポジションセンサ、ロータリエンコーダ７５およびインヒビタスイッチ７６に電気的に接続している。レバーポジションセンサは、セレクトレバーの操作位置に対応する電気信号をＥＣＵ７１に出力する。ロータリエンコーダ７５は、シフトアクチュエータ１のモータ２のロータ２０の回転に同期したパルス信号をＥＣＵ７１に出力する。インヒビタスイッチ７６は、コントロールロッド７２の絶対的な回転位置に対応する電気信号をＥＣＵ７１に出力する。インヒビタスイッチ７６は、例えばポテンショメータから構成される。
【００３４】
ＥＣＵ７１は、入力される各信号に基づき、ＲＯＭに記録されている所定の制御プログラムに従ってシフトアクチュエータ１を制御する。具体的には、ＥＣＵ７１は、シフトアクチュエータ１を作動に先立って、セレクトレバーの操作位置に対応する指示シフトレンジへ切り換えるためのコントロールロッド７２の目標回転角を算出する。そして、ＥＣＵ７１は、コントロールロッド７２の目標回転角が得られるまでシフトアクチュエータ１を回転駆動させる。第１実施形態では、ＥＣＵ７１は、インヒビタスイッチ７６から供給される電気信号に基づいてコントロールロッド７２の回転位置を把握する。また、ＥＣＵ７１は、インヒビタスイッチ７６から供給される電気信号に基づいてモータ２およびコントロールロッド７２の回転方向を把握する。
【００３５】
以上のように構成されるシフトバイワイヤシステム７は、セレクトレバーにより指示される指示シフトレンジが変更されると、ＥＣＵ７１からシフトアクチュエータ１の作動指令信号を出力する。その作動指令信号に従いシフトアクチュエータ１が作動すると、コントロールロッド７２およびディテントプレート７３０が回動する。その回動によりディテントプレート７３０に係合する弁部材７０１が軸方向に移動すると、マニュアルバルブ７０が作動してシフトレンジが切り換わると共にカム部材７４１が軸方向へ移動する。指示シフトレンジがＰレンジである場合、カム部材７４１がパーキングロックポール７４２を押し上げることでパーキングロックポール７４２の噛合突起部７４２ａとパーキングギヤ７４３とが噛み合い、有段変速機の出力軸を回転不能に固定する。
【００３６】
次に、ＥＣＵ７１の回転角検出のための機能について詳しく説明する。
ＥＣＵ７１は、ロータリエンコーダ７５が出力するパルス信号に対し位相がずれる仮想パルス信号を生成し、これらパルス信号および仮想パルス信号のエッジ数をカウントする。そして、カウントしたエッジ数に比例するロータ２０の回転角を検出する。その検出について以下に具体的に示す。
【００３７】
図７は、ＥＣＵ７１に供給されるパルス信号ＰＳ１を示す。図７には、ＥＣＵ７１が生成する仮想パルス信号ＰＳ２を二点鎖線で示す。
ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ１、Ｅ３および立下りエッジＥ２、Ｅ４をカウントする。ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ１のカウント時点ｔ１から立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２までのオン時間Ｔ１を算出する。ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２から立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ４までのオフ時間Ｔ２を算出する。ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ４から立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ６までのオン時間Ｔ３を算出する。
【００３８】
ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２からオン時間Ｔ１の半分の時間｛（Ｔ１）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ５をカウントする。ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ４からオフ時間Ｔ２の半分の時間｛（Ｔ２）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立上りエッジＥ６をカウントする。ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ６からオン時間Ｔ３の半分の時間｛（Ｔ３）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ７をカウントする。
【００３９】
ＥＣＵ７１は、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１のエッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ２とに基づいて各パルス信号ＰＳ１およびＰＳ２のエッジＥ１〜Ｅ７をカウントすることにより、ロータ２０の回転角を３．７５度ごと即ち１５°の１／４周期ごとに検出する。
【００４０】
次に、ＥＣＵ７１の作動を図８に基づいて説明する。図８は、ＥＣＵ７１の回転角検出の制御作動に関する処理フローを示したものである。図８に示す一連の処理は、例えば、ＥＣＵ７１からシフトアクチュエータ１の作動指令信号が出力されてから、コントロールロッド７２が目標回転角回転するまで繰り返し実行される。コントロールロッド７２が目標回転角回転したか否かは、例えばインヒビタスイッチ７６により検出される。
【００４１】
図８のステップＳ１では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ１のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が１を示す場合に立上りエッジＥ１のカウント条件が成立していると判定する。立上りエッジＥ１のカウント条件が成立している場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２へ移行する。一方、立上りエッジＥ１のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、モータ２が回転していないと判断し、本ルーチンを抜ける。
【００４２】
ステップＳ２では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ１をカウントする。
ステップＳ３では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が０を示す場合に立下りエッジＥ２のカウント条件が成立していると判定する。立下りエッジＥ２のカウント条件が成立している場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４へ移行する。一方、立下りエッジＥ２のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、本ルーチンを抜ける。
【００４３】
ステップＳ４では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２をカウントする。
ステップＳ５では、ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ１のカウント時点から立下りエッジＥ２のカウント時点までのオン時間Ｔ１を算出する。
ステップＳ６では、ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点からオン時間Ｔ１の半分の時間｛（Ｔ１）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ５をカウントする。
【００４４】
ステップＳ７では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が１を示す場合に立上りエッジＥ３のカウント条件が成立していると判定する。立上りエッジＥ３のカウント条件が成立している場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７へ移行する。一方、立上りエッジＥ３のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、本ルーチンを抜ける。
【００４５】
ステップＳ８では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３をカウントする。
ステップＳ９では、ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点から立上りエッジＥ３のカウント時点までのオフ時間Ｔ２を算出する。
ステップＳ１０では、ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点からオフ時間Ｔ２の半分の時間｛（Ｔ２）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立上りエッジＥ６をカウントする。
【００４６】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ４のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が０を示す場合に立下りエッジＥ４のカウント条件が成立していると判定する。立下りエッジＥ４のカウント条件が成立している場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２へ移行する。一方、立下りエッジＥ４のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、本ルーチンを抜ける。
【００４７】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ４をカウントする。
ステップＳ１３では、ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点から立下りエッジＥ４のカウント時点までのオン時間Ｔ３を算出する。
ステップＳ１４では、ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ４のカウント時点からオン時間Ｔ３の半分の時間｛（Ｔ３）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ７をカウントし、本ルーチンを抜ける。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態では、ＥＣＵ７１は、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１のエッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ２とに基づいて各パルス信号ＰＳ１およびＰＳ２のエッジＥ１〜Ｅ７をカウントすることにより、ロータ２０の回転角を３．７５度ごとに検出する。
この構成では、１つのホールＩＣ７５１に対し、ロータ２０の回転に同期した２つのパルス信号ＰＳ１および仮想パルス信号ＰＳ２を用いて回転角を検出することができる。そのため、従来２つあったホールＩＣの数を１つに減らしたとき従来と同等以上の分解能を得ることができる。つまり、分解能を維持しつつホールＩＣの数を減らすことが可能である。その結果、部品点数が少ない回転角検出装置を得ることができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、マグネット７５０の各磁極は、周方向に等間隔に配置される。これによれば、回転体の回転角を等間隔に検出することができる。
また、第１実施形態では、回転角検出装置は、マグネット７５０とホールＩＣ７５１とエンコーダボード７５２とから構成される磁気式のロータリエンコーダ７５を備える。これによれば、マグネット７５０の大きさを変えずに磁極数を増やすことが困難であるとき小スペースにロータリエンコーダ７５を構成することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、回転角検出装置は、車両用変速機のシフトアクチュエータ１に適用され、モータ２のロータ２０の回転角を検出する。これによれば、車両搭載上スペースの制約があるとき小スペースにシフトアクチュエータ１を構成することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図９に示すように、第２実施形態では、ＥＣＵは、モータが等速回転する間、仮想パルス信号ＰＳ３の立下りエッジＥ５のカウント時点ｔ１３からオフ時間Ｔ２が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ３の立上りエッジＥ８をカウントする。また、ＥＣＵは、仮想パルス信号ＰＳ３の立上りエッジＥ８のカウント時点ｔ１５からオン時間Ｔ３が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ３の立下りエッジＥ９をカウントする。これにより、モータのロータの回転角を３．７５度ごと即ち１５°の１／４周期ごとに検出することができる。さらに、第１実施形態と比べて制御負荷を低減することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
図１０に示すように、第３実施形態では、ＥＣＵは、ロータリエンコーダ７５が出力するパルス信号ＰＳ１に対し位相がずれる２つの仮想パルス信号ＰＳ４、ＰＳ５を生成する。仮想パルス信号ＰＳ４は、パルス信号ＰＳ１に対し位相が１／６周期ずれる。仮想パルス信号ＰＳ５は、パルス信号ＰＳ１に対し位相が２／６周期ずれる。
【００５３】
ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２２からオン時間Ｔ１の１／３の時間｛（Ｔ１）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立下りエッジＥ１０をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ２５からオフ時間Ｔ２の１／３の時間｛（Ｔ２）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立上りエッジＥ１１をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ２８からオン時間Ｔ３の１／３の時間｛（Ｔ３）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立下りエッジＥ１２をカウントする。
【００５４】
ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２２からオン時間Ｔ１の２／３の時間｛２（Ｔ１）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ５の立下りエッジＥ１３をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ２５からオフ時間Ｔ２の２／３の時間｛２（Ｔ２）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ５の立上りエッジＥ１４をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ２８からオン時間Ｔ３の２／３の時間｛２（Ｔ３）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ５の立下りエッジＥ１５をカウントする。
【００５５】
ＥＣＵは、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１の各エッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ４、ＰＳ５とに基づいて各パルス信号ＰＳ１、ＰＳ４およびＰＳ５のエッジＥ１〜Ｅ４、Ｅ１０〜Ｅ１５をカウントすることにより、モータのロータの回転角を２．５度ごと即ち１５°の１／６周期ごとに検出することができる。
【００５６】
（第４実施形態）
図１１は、本発明の第４実施形態による回転角検出装置のマグネット７５３を示す図である。図１１に示すように、マグネット７５３は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に並ぶように、且つ、周方向に連続するＮ極同士の周方向間隔および周方向に連続するＳ極同士の周方向間隔が等しくなるように配置された多極磁石から構成される。マグネット７５３は、Ｓ極がＮ極に比べ周方向長さが長く形成されている。本実施形態では、Ｓ極の周方向長さはＮ極の周方向長さの２倍である。
【００５７】
図１２に示すように、第４実施形態では、モータが等速回転するときオン時間Ｔ１、Ｔ３がオフ時間Ｔ２に比べて半分になる。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ６の立下りエッジＥ１７のカウント時点ｔ３２からオン時間Ｔ１が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ７の立下りエッジＥ２０をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ６の立上りエッジＥ１８のカウント時点ｔ３４からオフ時間Ｔ２の１／４の時間｛（Ｔ２）／４｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ７の立上りエッジＥ２１をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ６の立下りエッジＥ１９のカウント時点ｔ３６からオン時間Ｔ３が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立下りエッジＥ２２をカウントする。これにより、モータのロータの回転角を最小で２．５度ごとに検出することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、ＥＣＵは、仮想パルス信号を３つ以上生成してもよい。これによりさらに細かく回転角を検出可能である。
また、本発明の他の実施形態では、マグネットは、Ｎ極がＳ極に比べ周方向長さが長く形成されてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、マグネットの着磁数は２４でなくてもよい。
【００５９】
また、本発明の他の実施形態では、ホールＩＣに代えて例えば磁気抵抗素子を用いた磁気センサ等を用いてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、光学式のロータリエンコーダを用いてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転角検出装置を例えば車両の他のバルブ装置等の駆動部に使用してもよいし、例えば産業ロボットや工作機械などの他の装置の駆動部に使用してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ＳＲモータ以外のモータを採用してもよい。
【００６０】
以上、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２０ ・・・ロータ（回転体）
７１ ・・・ＥＣＵ（制御部）
７５１・・・マグネット（発信部）
７５２・・・ホールＩＣ（受信部）
７５３・・・エンコーダボード（受信部）
Ｅ１，Ｅ３，Ｅ６，Ｅ８，Ｅ１１，Ｅ１４，Ｅ１６，Ｅ１８，Ｅ２１・・・立上りエッジ（第１立上りエッジ、第２立上りエッジ）
Ｅ２，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ７，Ｅ９，Ｅ１０，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ１５，Ｅ１７，Ｅ１９，Ｅ２０，Ｅ２２・・・立下りエッジ
ＰＳ１，ＰＳ６・・・パルス信号
ＰＳ２，ＰＳ３，ＰＳ４，ＰＳ５，ＰＳ７・・・仮想パルス信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転角を検出する回転角検出装置およびそれを用いたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体の回転角を検出するには例えばロータリエンコーダが用いられる。ロータリエンコーダにはアブソリュート方式とインクリメンタル方式との２種類がある。アブソリュート方式のロータリエンコーダを備える回転角検出装置は、回転体の絶対的な回転位置を検出可能である。インクリメンタル方式のロータリエンコーダを備える回転角検出装置は、回転体の回転開始位置に対する相対的な回転角を検出可能である。
【０００３】
ロータリエンコーダには、例えば光学式や磁気式などがある。光学式のロータリエンコーダは、回転体とともに回転する例えばスリット円板に光を当て、スリット円板を通過した光に基づいて回転体の回転に同期したパルス信号を生成する。磁気式のロータリエンコーダは、回転体とともに回転する例えば磁気円板に磁気センサを対向させ、磁気センサが読み取る磁界の強弱に基づいて回転体の回転に同期したパルス信号を生成する。
【０００４】
特許文献１には、磁気式のロータリエンコーダを備える回転角検出装置が記載されている。特許文献１のロータリエンコーダは、２つのホールＩＣを有している。一方のホールＩＣは、他方のホールＩＣに対し周方向にずらして配置される。これにより、一方のホールＩＣが出力するパルス信号は、他方のホールＩＣが出力するパルス信号に対し１／４周期位相がずれるようになっている。回転角検出装置は、一方および他方のホールＩＣが出力するパルス信号のエッジをカウントすることにより回転体の回転角を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１２１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、回転角検出装置は、小型にするためや組立工数の低減のために部品点数を減らすことが求められている。特許文献１のような磁気式のロータリエンコーダの場合、磁気円板の着磁数を２倍にすることによって分解能を維持しつつホールＩＣを１つ減らすことが考えられる。しかしながら、磁気円板の大きさを変えずに着磁数を増やすのは困難である。仮に磁気円板の着磁数を増やすことができても、パルス信号の出力のため必要な磁束密度を得ることができない。
【０００７】
また、光学式のロータリエンコーダの場合、スリット円板のスリット数を２倍にすることによって分解能を維持しつつフォトトランジスタ等の受光素子を１つ減らすことが考えられる。しかしながら、スリット円板の大きさを変えずにスリット数を増やすのは困難である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数が少ない回転角検出装置およびそれを用いたアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明では、回転角検出装置は、発信部と受信部と制御部とを備える。発信部は、回転体と共に回転可能であり、磁界または光を発生する。受信部は、発信部が発生する磁界または光を受け、回転体の回転に同期したパルス信号を出力する。制御部は、前記パルス信号に対し位相がずれる単数または複数の仮想パルス信号を生成し、これらパルス信号および仮想パルス信号のエッジ数をカウントする。制御部は、パルス信号および仮想パルス信号のエッジ数に基づいて回転体の回転角を検出する。
【０００９】
「パルス信号のエッジ」とは、パルス信号のうち出力が変化する部分のことを指す。「パルス信号の立上りエッジ」とは、パルス信号の出力が低レベルから高レベルに変化する部分のことを指す。「パルス信号の立下りエッジ」とは、パルス信号の出力が高レベルから低レベルに変化する部分のことを指す。
【００１０】
この構成では、１つの受信部に対し、回転体の回転に同期した複数のパルス信号を用いて回転角を検出することができる。そのため、従来２つあった例えばホールＩＣ等の受信部の数を１つ減らしたとき従来と同等以上の分解能を得ることができる。つまり、分解能を維持しつつ受信部の数を減らすことが可能である。その結果、部品点数が少ない回転角検出装置を得ることができる。
【００１１】
請求項２および３に仮想パルス信号のエッジをカウントするカウント手段の具体的な構成を示す。
請求項２に記載の発明では、制御部は、パルス信号のうち連続する第１立上りエッジ、立下りエッジおよび第２立上りエッジをカウントする。制御部は、パルス信号の第１立上りエッジのカウント時点から立下りエッジのカウント時点までのオン時間を算出し、パルス信号の立下りエッジのカウント時点からオン時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき、仮想パルス信号の立下りエッジをカウントする。制御部は、パルス信号の立下りエッジのカウント時点から第２立上りエッジのカウント時点までのオフ時間を算出し、パルス信号の第２立上りエッジのカウント時点からオフ時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき、仮想パルス信号の立上りエッジをカウントする。
請求項３に記載の発明では、所定の時間比は０．５である。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、回転角検出装置は、多極磁石からなる送信部と磁気センサからなる受信部とから構成される磁気式のロータリエンコーダを備える。送信部は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に並ぶように、且つ、周方向に連続するＮ極同士の周方向間隔および周方向に連続するＳ極同士の周方向間隔が等しくなるように構成される。これによれば、多極磁石の大きさを変えずに磁極数を増やすことが困難であるとき小スペースに回転角検出装置を構成することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、送信部を構成する多極磁石の各磁極は、周方向に等間隔に配置される。これによれば、回転体の回転角を等間隔に検出することができる。
請求項６に記載の発明では、回転角検出装置は、アクチュエータに適用される。このアクチュエータは、ステータおよびロータからなるモータと、請求項１〜５に記載の回転角検出装置によって構成され、モータのロータの回転角を検出するロータリエンコーダと、を備える。これによれば、アクチュエータ搭載上スペースの制約があるとき小スペースに回転角検出装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による回転角検出装置を備えるシフトバイワイヤシステムの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のアクチュエータの縦断面図である。
【図３】図２のアクチュエータのリングギヤ、プラネタリギヤ、およびドライブギヤを図２のＹ矢印方向から見た図である。
【図４】図２のアクチュエータの後ハウジングおよびモータのステータ、ロータリエンコーダを図２のＹ矢印方向から見た図である。
【図５】図２のアクチュエータの駆動軸、リングギヤおよびプラネタリギヤを模式的に示す斜視図である。
【図６】図２のロータリエンコーダのマグネットを示す図であって、（ａ）マグネットの正面図、（ｂ）ＶＩｂ−ＶＩｂ線断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【図８】本発明の第１実施形態による回転角検出装置の制御作動を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の第２実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による回転角検出装置のマグネットを示す図であって、（ａ）マグネットの正面図、（ｂ）ＸＩｂ−ＸＩｂ線断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による回転角検出装置が処理するパルス信号および仮想パルス信号を示すタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態による回転角検出装置を図面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検出装置を適用したシフトバイワイヤシステムを図１に示す。シフトバイワイヤシステム７は、運転者により操作されるセレクトレバーの操作位置に応じてアクチュエータ１を作動させて図示しない車両用自動変速機のシフトレンジを切り換える。シフトバイワイヤシステム７は、セレクトレバーとシフトアクチュエータ１とがワイヤ（電線）を経由して電気的に接続されるバイワイヤシステムである。
【００１６】
第１実施形態の車両用自動変速機に採用する遊星歯車式の変速機は、入出力部材間に設けられる複数の遊星歯車装置の各回転要素と他部材との係合関係を油圧式クラッチで制御することにより変速段およびシフトレンジを切り換える。油圧式クラッチに所定圧の作動油を供給する油圧制御装置には、レンジ切換弁としてのマニュアルバルブ７０が設けられる。このマニュアルバルブ７０は、バルブボディ７００内に軸方向に移動可能に収容される弁部材７０１を備え、この弁部材７０１が軸方向に移動することで油圧制御装置内の油路を切り換えて変速機のシフトレンジを切り換える。変速機のシフトレンジには、前進走行用のＤレンジ、後進走行用のＲレンジ、駐車用のＰレンジ、および動力遮断用のＮレンジが設定されている。
【００１７】
シフトバイワイヤシステム７は、シフトアクチュエータ１、コントロールロッド７２、ディテント機構７３、パーキングロック機構７４および電子制御ユニット７１（Electric Control Unit；以下「ＥＣＵ」という）を備えている。
図２〜図４に示すように、シフトアクチュエータ１は、モータ２、サイクロイド減速部３、平行軸歯車減速部４、および出力軸５を外郭部材６内に備えている。外郭部材６は、前ハウジング６０、中ハウジング６１および後ハウジング６２からなる。
【００１８】
モータ２は、スイッチドリラクタンスモータ（ＳＲモータ）から構成され、ロータ２０およびステータ２１を備えている。
ロータ２０は、駆動軸２００およびロータコア２０１から構成されている。駆動軸２００は、後ハウジング６２および前ハウジング６０により回転可能に支持されている。駆動軸２００の一端部２００ａと他端部２００ｂとの間には、大径部２００ｃと、一端部２００ａおよび他端部２００ｂの第１軸φ１に対し偏心する偏心軸φ３を有する偏心部２００ｄとが設けられている。ロータコア２０１は、駆動軸２００の大径部２００ｃの外壁に固定されている。ロータコア２０１は、周方向の４５度毎に径外方向へ向けて突出する複数の突極（図示せず）を形成する。
【００１９】
ステータ２１は、ロータ２０の径外方向で後ハウジング６２の内壁に固定されている。ステータ２１は、ステータコア２１０およびコイル２１１から構成されている。ステータコア２１０は、周方向の３０度毎に径内方向に向けて突出する複数のステータティース（図示せず）を形成する。コイル２１１は、各ステータティースに巻回されるＵ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルから成る。
【００２０】
後ハウジング６２には、モータ２および後述のロータリエンコーダ７５からの配線部材６２２が埋め込まれている。配線部材６２２は、後ハウジング６２が形成するコネクタ６２３まで延びている。モータ２およびロータリエンコーダ７５は、ＥＣＵ７１からの配線を収容する図示しないコネクタがコネクタ６２３に接続されることによりＥＣＵ７１に電気的に接続される。
【００２１】
サイクロイド減速部３は、遊星歯車減速機の一種であり、リングギヤ３０およびプラネタリギヤ３１を備えている。
リングギヤ３０は、第１軸φ１と同軸に配置される環状の内歯車である。リングギヤ３０は、駆動軸２００の偏心部２００ｄの径外方向で中ハウジング６１の内壁に固定される。
プラネタリギヤ３１は、偏心軸φ３と同軸に配置されリングギヤ３０に噛み合う外歯車である。プラネタリギヤ３１は、駆動軸２００の偏心部２００ｄの外壁に嵌合する軸受８２により、偏心軸φ３まわりに自転可能に且つ第１軸φ１まわりに公転可能に支持されている。プラネタリギヤ３１は、偏心軸φ３の同心円上において周方向に等間隔にドライブギヤ４０側へ突出する複数のトルク伝達用突起３１０を形成する。このトルク伝達用突起３１０は、後述のトルク伝達用穴４０２と共に、プラネタリギヤ３１の自転成分をドライブギヤ４０に伝達するための回転伝達手段として機能する。
【００２２】
平行軸歯車減速部４は、ドライブギヤ４０およびドリブンギヤ４１から構成されている。
ドライブギヤ４０は、第１軸φ１と同軸に配置される外歯車である。ドライブギヤ４０は、前ハウジング６０に嵌合する軸受８３により回転可能に支持されている。ドライブギヤ４０は、プラネタリギヤ３１のトルク伝達用突起３１０が遊嵌する複数のトルク伝達用穴４０２を有する。このトルク伝達用穴４０２は、第１軸φ１の同心円上において周方向に等間隔に形成される貫通穴であり、トルク伝達用穴４０２と共に回転伝達手段を構成する。ドライブギヤ４０は、トルク伝達用突起３１０とトルク伝達用穴４０２とが係合することによりプラネタリギヤ３１にトルク伝達可能に連結されている。
ドリブンギヤ４１は、第１軸φ１に平行な第２軸φ２と同軸に配置される扇状の外歯車である。
【００２３】
出力軸５は、前ハウジング６０に嵌合する軸受８４により第２軸φ２まわりに回転可能に支持されている。出力軸５の外壁には、ドリブンギヤ４１が固定されている。出力軸５の嵌合穴５１０には、コントロールロッド７２が嵌合する。この嵌合により出力軸５とコントロールロッド７２とがトルク伝達可能に連結される。
【００２４】
このように構成されるシフトアクチュエータ１では、ＥＣＵ７１によりモータ２のコイル２１１にＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順で通電が切り換えられるとロータ２０は一方向へ回転する。そして、ＥＣＵ７１によりモータ２のコイル２１１にＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順で通電が切り換えられるとロータ２０は他方向へ回転する。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルへの通電が一巡する毎にロータ２０は４５度回転する。
【００２５】
モータ２が作動して駆動軸２００が第１軸φ１まわりに回転すると、サイクロイド減速部３のプラネタリギヤ３１は、図５に矢印ｂで示すように第１軸φ１まわりに公転しつつ図５に矢印ｃで示すように偏心軸φ３まわりに自転する。プラネタリギヤ３１は、駆動軸２００が第１軸φ１まわりに１回転する毎に、プラネタリギヤ３１とリングギヤ３０の歯数差に応じた所定の角度だけプラネタリギヤ３１の公転方向とは反対側へ自転する。そのプラネタリギヤ３１の自転速度は、駆動軸２００の第１軸φ１まわりの回転速度に比べて大きく減速する。サイクロイド減速部３は、モータ２から入力される回転を減速してドライブギヤ４０に出力する。
【００２６】
プラネタリギヤ３１の自転成分がトルク伝達用突起３１０およびトルク伝達用穴４０２を経由してドライブギヤ４０に入力されると、平行軸歯車減速部４は、ドライブギヤ４０の回転を減速してドリブンギヤ４１から出力軸５に出力する。出力軸５は、ドリブンギヤ４１から入力される回転をコントロールロッド７２に出力する。
シフトアクチュエータ１は、セレクトレバーにより選択されるシフトレンジに対応する回転位置にコントロールロッド７２を回転させる。
【００２７】
シフトアクチュエータ１には、ＥＣＵ７１と共に回転角検出装置を構成するロータリエンコーダ７５が組み込まれている。
ロータリエンコーダ７５は、マグネット７５０とホールＩＣ７５１とエンコーダボード７５２とから構成されている。図６に示すように、「送信部、磁気部材」としてのマグネット７５０は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に着磁された多極磁石である。マグネット７５０は、各磁極が周方向に等間隔に配置される。第１実施形態では、マグネット７５０のＮ極およびＳ極の各着磁数は例えば２４である。すなわち、１周期１５°である。マグネット７５０は、「回転体」としてのロータ２０に固定される。
【００２８】
ホールＩＣ７５１およびエンコーダボード７５２は、「受信部」に対応する。これらホールＩＣ７５１およびエンコーダボード７５２は、後ハウジング６２の内底壁に固定されている。「磁気センサ」としてのホールＩＣ７５１は、ホール素子を有している。このホール素子は、マグネット７５０が発生する磁界の向きおよび大きさを検出可能である。
エンコーダボード７５２は、ホールＩＣ７５１を実装する基板を含む。エンコーダボード７５２は、ホールＩＣ７５１が出力するパルス状の電気信号に基づいてロータ２０の回転に同期したパルス信号を生成する。エンコーダボード７５２は、前記パルス信号を「制御部」としてのＥＣＵ７１に出力する。第１実施形態では、ロータ２０が１回転する間に２４パルスのパルス信号が出力される。
【００２９】
コントロールロッド７２には、ディテント機構７３のディテントプレート７３０が固定されている。シフトアクチュエータ１から出力される回転は、コントロールロッド７２を経由してディテントプレート７３０に伝達される。
【００３０】
ディテント機構７３は、ディテントプレート７３０およびディテントスプリング７３３を備えている。
ディテントプレート７３０は、コントロールロッド７２から径外方向に突出する板状部材であり、突出先端面に複数の係合溝７３１を有している。ディテントプレート７３０は、コントロールロッド７２の軸方向に平行な方向へ突出する係合突起７３２を形成する。この係合突起７３２は、マニュアルバルブ７０の弁部材７０１に対し軸方向に係合可能である。
【００３１】
ディテントスプリング７３３は、マニュアルバルブ７０のバルブボディ７００に基端部が固定される方持ち状のばね板である。二股に分かれるディテントスプリング７３３の先端部にはローラ７３４が設けられている。ディテントプレート７３０およびコントロールロッド７２の回動位置は、ディテントスプリング７３３のローラ７３４がディテントプレート７３０の複数の係合溝７３１のいずれか１に係合することによって固定される。ディテント機構７３は、コントロールロッド７２の回り止め手段として機能する。
【００３２】
パーキングロック機構７４は、パークロッド７４０、カム部材７４１、パーキングロックポール７４２、およびパーキングギヤ７４３を備えている。
パークロッド７４０の基端部は、ディテントプレート７３０に連結されている。パークロッド７４０の先端部は、ディテントプレート７３０が回動するに従ってパーキングギヤ７４３の軸方向に略平行な方向へ往復移動する。カム部材７４１は、パークロッド７４０の先端部と共に往復移動する。パーキングロックポール７４２には、パーキングギヤ７４３に接近および離間可能な噛合突起部７４２ａが設けられている。この噛合突起部７４２ａは、カム部材７４１がパーキングロックポール７４２の先端部と台座７４４との間に挿入されるとパーキングギヤ７４３側へ移動し、パーキングギヤ７４３に噛み合う。この噛み合いにより、パーキングギヤ７４３は、有段変速機の出力軸を回転不能に固定する。
【００３３】
ＥＣＵ７１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータから構成されている。ＥＣＵ７１は、図示しないレバーポジションセンサ、ロータリエンコーダ７５およびインヒビタスイッチ７６に電気的に接続している。レバーポジションセンサは、セレクトレバーの操作位置に対応する電気信号をＥＣＵ７１に出力する。ロータリエンコーダ７５は、シフトアクチュエータ１のモータ２のロータ２０の回転に同期したパルス信号をＥＣＵ７１に出力する。インヒビタスイッチ７６は、コントロールロッド７２の絶対的な回転位置に対応する電気信号をＥＣＵ７１に出力する。インヒビタスイッチ７６は、例えばポテンショメータから構成される。
【００３４】
ＥＣＵ７１は、入力される各信号に基づき、ＲＯＭに記録されている所定の制御プログラムに従ってシフトアクチュエータ１を制御する。具体的には、ＥＣＵ７１は、シフトアクチュエータ１を作動に先立って、セレクトレバーの操作位置に対応する指示シフトレンジへ切り換えるためのコントロールロッド７２の目標回転角を算出する。そして、ＥＣＵ７１は、コントロールロッド７２の目標回転角が得られるまでシフトアクチュエータ１を回転駆動させる。第１実施形態では、ＥＣＵ７１は、インヒビタスイッチ７６から供給される電気信号に基づいてコントロールロッド７２の回転位置を把握する。また、ＥＣＵ７１は、インヒビタスイッチ７６から供給される電気信号に基づいてモータ２およびコントロールロッド７２の回転方向を把握する。
【００３５】
以上のように構成されるシフトバイワイヤシステム７は、セレクトレバーにより指示される指示シフトレンジが変更されると、ＥＣＵ７１からシフトアクチュエータ１の作動指令信号を出力する。その作動指令信号に従いシフトアクチュエータ１が作動すると、コントロールロッド７２およびディテントプレート７３０が回動する。その回動によりディテントプレート７３０に係合する弁部材７０１が軸方向に移動すると、マニュアルバルブ７０が作動してシフトレンジが切り換わると共にカム部材７４１が軸方向へ移動する。指示シフトレンジがＰレンジである場合、カム部材７４１がパーキングロックポール７４２を押し上げることでパーキングロックポール７４２の噛合突起部７４２ａとパーキングギヤ７４３とが噛み合い、有段変速機の出力軸を回転不能に固定する。
【００３６】
次に、ＥＣＵ７１の回転角検出のための機能について詳しく説明する。
ＥＣＵ７１は、ロータリエンコーダ７５が出力するパルス信号に対し位相がずれる仮想パルス信号を生成し、これらパルス信号および仮想パルス信号のエッジ数をカウントする。そして、カウントしたエッジ数に比例するロータ２０の回転角を検出する。その検出について以下に具体的に示す。
【００３７】
図７は、ＥＣＵ７１に供給されるパルス信号ＰＳ１を示す。図７には、ＥＣＵ７１が生成する仮想パルス信号ＰＳ２を二点鎖線で示す。
ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ１、Ｅ３および立下りエッジＥ２、Ｅ４をカウントする。ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ１のカウント時点ｔ１から立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２までのオン時間Ｔ１を算出する。ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２から立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ４までのオフ時間Ｔ２を算出する。ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ４から立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ６までのオン時間Ｔ３を算出する。
【００３８】
ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２からオン時間Ｔ１の半分の時間｛（Ｔ１）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ５をカウントする。ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ４からオフ時間Ｔ２の半分の時間｛（Ｔ２）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立上りエッジＥ６をカウントする。ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ６からオン時間Ｔ３の半分の時間｛（Ｔ３）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ７をカウントする。
【００３９】
ＥＣＵ７１は、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１のエッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ２とに基づいて各パルス信号ＰＳ１およびＰＳ２のエッジＥ１〜Ｅ７をカウントすることにより、ロータ２０の回転角を３．７５度ごと即ち１５°の１／４周期ごとに検出する。
【００４０】
次に、ＥＣＵ７１の作動を図８に基づいて説明する。図８は、ＥＣＵ７１の回転角検出の制御作動に関する処理フローを示したものである。図８に示す一連の処理は、例えば、ＥＣＵ７１からシフトアクチュエータ１の作動指令信号が出力されてから、コントロールロッド７２が目標回転角回転するまで繰り返し実行される。コントロールロッド７２が目標回転角回転したか否かは、例えばインヒビタスイッチ７６により検出される。
【００４１】
図８のステップＳ１では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ１のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が１を示す場合に立上りエッジＥ１のカウント条件が成立していると判定する。立上りエッジＥ１のカウント条件が成立している場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２へ移行する。一方、立上りエッジＥ１のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、モータ２が回転していないと判断し、本ルーチンを抜ける。
【００４２】
ステップＳ２では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ１をカウントする。
ステップＳ３では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が０を示す場合に立下りエッジＥ２のカウント条件が成立していると判定する。立下りエッジＥ２のカウント条件が成立している場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４へ移行する。一方、立下りエッジＥ２のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、本ルーチンを抜ける。
【００４３】
ステップＳ４では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２をカウントする。
ステップＳ５では、ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ１のカウント時点から立下りエッジＥ２のカウント時点までのオン時間Ｔ１を算出する。
ステップＳ６では、ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点からオン時間Ｔ１の半分の時間｛（Ｔ１）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ５をカウントする。
【００４４】
ステップＳ７では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が１を示す場合に立上りエッジＥ３のカウント条件が成立していると判定する。立上りエッジＥ３のカウント条件が成立している場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７へ移行する。一方、立上りエッジＥ３のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、本ルーチンを抜ける。
【００４５】
ステップＳ８では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３をカウントする。
ステップＳ９では、ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ２のカウント時点から立上りエッジＥ３のカウント時点までのオフ時間Ｔ２を算出する。
ステップＳ１０では、ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点からオフ時間Ｔ２の半分の時間｛（Ｔ２）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立上りエッジＥ６をカウントする。
【００４６】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ４のカウント条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１が０を示す場合に立下りエッジＥ４のカウント条件が成立していると判定する。立下りエッジＥ４のカウント条件が成立している場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２へ移行する。一方、立下りエッジＥ４のカウント条件が成立していない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ７１は、本ルーチンを抜ける。
【００４７】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ７１は、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ４をカウントする。
ステップＳ１３では、ＥＣＵ７１は、立上りエッジＥ３のカウント時点から立下りエッジＥ４のカウント時点までのオン時間Ｔ３を算出する。
ステップＳ１４では、ＥＣＵ７１は、立下りエッジＥ４のカウント時点からオン時間Ｔ３の半分の時間｛（Ｔ３）／２｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ２の立下りエッジＥ７をカウントし、本ルーチンを抜ける。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態では、ＥＣＵ７１は、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１のエッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ２とに基づいて各パルス信号ＰＳ１およびＰＳ２のエッジＥ１〜Ｅ７をカウントすることにより、ロータ２０の回転角を３．７５度ごとに検出する。
この構成では、１つのホールＩＣ７５１に対し、ロータ２０の回転に同期した２つのパルス信号ＰＳ１および仮想パルス信号ＰＳ２を用いて回転角を検出することができる。そのため、従来２つあったホールＩＣの数を１つに減らしたとき従来と同等以上の分解能を得ることができる。つまり、分解能を維持しつつホールＩＣの数を減らすことが可能である。その結果、部品点数が少ない回転角検出装置を得ることができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、マグネット７５０の各磁極は、周方向に等間隔に配置される。これによれば、回転体の回転角を等間隔に検出することができる。
また、第１実施形態では、回転角検出装置は、マグネット７５０とホールＩＣ７５１とエンコーダボード７５２とから構成される磁気式のロータリエンコーダ７５を備える。これによれば、マグネット７５０の大きさを変えずに磁極数を増やすことが困難であるとき小スペースにロータリエンコーダ７５を構成することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、回転角検出装置は、車両用変速機のシフトアクチュエータ１に適用され、モータ２のロータ２０の回転角を検出する。これによれば、車両搭載上スペースの制約があるとき小スペースにシフトアクチュエータ１を構成することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図９に示すように、第２実施形態では、ＥＣＵは、モータが等速回転する間、仮想パルス信号ＰＳ３の立下りエッジＥ５のカウント時点ｔ１３からオフ時間Ｔ２が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ３の立上りエッジＥ８をカウントする。また、ＥＣＵは、仮想パルス信号ＰＳ３の立上りエッジＥ８のカウント時点ｔ１５からオン時間Ｔ３が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ３の立下りエッジＥ９をカウントする。これにより、モータのロータの回転角を３．７５度ごと即ち１５°の１／４周期ごとに検出することができる。さらに、第１実施形態と比べて制御負荷を低減することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
図１０に示すように、第３実施形態では、ＥＣＵは、ロータリエンコーダ７５が出力するパルス信号ＰＳ１に対し位相がずれる２つの仮想パルス信号ＰＳ４、ＰＳ５を生成する。仮想パルス信号ＰＳ４は、パルス信号ＰＳ１に対し位相が１／６周期ずれる。仮想パルス信号ＰＳ５は、パルス信号ＰＳ１に対し位相が２／６周期ずれる。
【００５３】
ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２２からオン時間Ｔ１の１／３の時間｛（Ｔ１）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立下りエッジＥ１０をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ２５からオフ時間Ｔ２の１／３の時間｛（Ｔ２）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立上りエッジＥ１１をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ２８からオン時間Ｔ３の１／３の時間｛（Ｔ３）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立下りエッジＥ１２をカウントする。
【００５４】
ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ２のカウント時点ｔ２２からオン時間Ｔ１の２／３の時間｛２（Ｔ１）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ５の立下りエッジＥ１３をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立上りエッジＥ３のカウント時点ｔ２５からオフ時間Ｔ２の２／３の時間｛２（Ｔ２）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ５の立上りエッジＥ１４をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ１の立下りエッジＥ４のカウント時点ｔ２８からオン時間Ｔ３の２／３の時間｛２（Ｔ３）／３｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ５の立下りエッジＥ１５をカウントする。
【００５５】
ＥＣＵは、ホールＩＣ７５１により検出されたパルス信号ＰＳ１と、パルス信号ＰＳ１の各エッジ間のオン時間Ｔ１、オフ時間Ｔ２およびオン時間Ｔ３から生成した仮想パルス信号ＰＳ４、ＰＳ５とに基づいて各パルス信号ＰＳ１、ＰＳ４およびＰＳ５のエッジＥ１〜Ｅ４、Ｅ１０〜Ｅ１５をカウントすることにより、モータのロータの回転角を２．５度ごと即ち１５°の１／６周期ごとに検出することができる。
【００５６】
（第４実施形態）
図１１は、本発明の第４実施形態による回転角検出装置のマグネット７５３を示す図である。図１１に示すように、マグネット７５３は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に並ぶように、且つ、周方向に連続するＮ極同士の周方向間隔および周方向に連続するＳ極同士の周方向間隔が等しくなるように配置された多極磁石から構成される。マグネット７５３は、Ｓ極がＮ極に比べ周方向長さが長く形成されている。本実施形態では、Ｓ極の周方向長さはＮ極の周方向長さの２倍である。
【００５７】
図１２に示すように、第４実施形態では、モータが等速回転するときオン時間Ｔ１、Ｔ３がオフ時間Ｔ２に比べて半分になる。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ６の立下りエッジＥ１７のカウント時点ｔ３２からオン時間Ｔ１が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ７の立下りエッジＥ２０をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ６の立上りエッジＥ１８のカウント時点ｔ３４からオフ時間Ｔ２の１／４の時間｛（Ｔ２）／４｝が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ７の立上りエッジＥ２１をカウントする。ＥＣＵは、パルス信号ＰＳ６の立下りエッジＥ１９のカウント時点ｔ３６からオン時間Ｔ３が経過したとき仮想パルス信号ＰＳ４の立下りエッジＥ２２をカウントする。これにより、モータのロータの回転角を最小で２．５度ごとに検出することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、ＥＣＵは、仮想パルス信号を３つ以上生成してもよい。これによりさらに細かく回転角を検出可能である。
また、本発明の他の実施形態では、マグネットは、Ｎ極がＳ極に比べ周方向長さが長く形成されてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、マグネットの着磁数は２４でなくてもよい。
【００５９】
また、本発明の他の実施形態では、ホールＩＣに代えて例えば磁気抵抗素子を用いた磁気センサ等を用いてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、光学式のロータリエンコーダを用いてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転角検出装置を例えば車両の他のバルブ装置等の駆動部に使用してもよいし、例えば産業ロボットや工作機械などの他の装置の駆動部に使用してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ＳＲモータ以外のモータを採用してもよい。
【００６０】
以上、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２０ ・・・ロータ（回転体）
７１ ・・・ＥＣＵ（制御部）
７５１・・・マグネット（発信部）
７５２・・・ホールＩＣ（受信部）
７５３・・・エンコーダボード（受信部）
Ｅ１，Ｅ３，Ｅ６，Ｅ８，Ｅ１１，Ｅ１４，Ｅ１６，Ｅ１８，Ｅ２１・・・立上りエッジ（第１立上りエッジ、第２立上りエッジ）
Ｅ２，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ７，Ｅ９，Ｅ１０，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ１５，Ｅ１７，Ｅ１９，Ｅ２０，Ｅ２２・・・立下りエッジ
ＰＳ１，ＰＳ６・・・パルス信号
ＰＳ２，ＰＳ３，ＰＳ４，ＰＳ５，ＰＳ７・・・仮想パルス信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と共に回転可能であり、磁界または光を発生する発信部と、
前記発信部が発生する磁界または光を受け、前記回転体の回転に同期したパルス信号を出力する受信部と、
前記パルス信号に対し位相がずれる単数または複数の仮想パルス信号を生成し、前記パルス信号および前記仮想パルス信号のエッジ数をカウントし、前記エッジ数に比例する前記回転体の回転角を検出する制御部と、
を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記パルス信号のうち連続する第１立上りエッジ、立下りエッジおよび第２立上りエッジをカウントし、
前記第１立上りエッジのカウント時点から前記立下りエッジのカウント時点までのオン時間を算出し、
前記立下りエッジのカウント時点から前記オン時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき前記仮想パルス信号の立下りエッジをカウントし、
前記立下りエッジのカウント時点から前記第２立上りエッジのカウント時点までのオフ時間を算出し、
前記第２立上りエッジのカウント時点から前記オフ時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき前記仮想パルス信号の立上りエッジをカウント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】
前記所定の時間比は０．５であることを特徴とする請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記送信部は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に並ぶように、且つ、周方向に連続するＮ極同士の周方向間隔および周方向に連続するＳ極同士の周方向間隔が等しくなるように配置された多極磁石から構成され、
前記受信部は、磁気センサから構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記送信部を構成する前記多極磁石の各磁極は、周方向に等間隔に配置されることを特徴とする請求項４に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
ステータおよびロータからなるモータと、
請求項１〜５に記載の回転角検出装置によって構成され、前記モータの前記ロータの回転角を検出するロータリエンコーダと、
を備えることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１】
回転体と共に回転可能であり、磁界または光を発生する発信部と、
前記発信部が発生する磁界または光を受け、前記回転体の回転に同期したパルス信号を出力する受信部と、
前記パルス信号に対し位相がずれる単数または複数の仮想パルス信号を生成し、前記パルス信号および前記仮想パルス信号のエッジ数をカウントし、前記エッジ数に比例する前記回転体の回転角を検出する制御部と、
を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記パルス信号のうち連続する第１立上りエッジ、立下りエッジおよび第２立上りエッジをカウントし、
前記第１立上りエッジのカウント時点から前記立下りエッジのカウント時点までのオン時間を算出し、
前記立下りエッジのカウント時点から前記オン時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき前記仮想パルス信号の立下りエッジをカウントし、
前記立下りエッジのカウント時点から前記第２立上りエッジのカウント時点までのオフ時間を算出し、
前記第２立上りエッジのカウント時点から前記オフ時間に所定の時間比を掛けた時間が経過したとき前記仮想パルス信号の立上りエッジをカウント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】
前記所定の時間比は０．５であることを特徴とする請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記送信部は、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互に並ぶように、且つ、周方向に連続するＮ極同士の周方向間隔および周方向に連続するＳ極同士の周方向間隔が等しくなるように配置された多極磁石から構成され、
前記受信部は、磁気センサから構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記送信部を構成する前記多極磁石の各磁極は、周方向に等間隔に配置されることを特徴とする請求項４に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
ステータおよびロータからなるモータと、
請求項１〜５に記載の回転角検出装置によって構成され、前記モータの前記ロータの回転角を検出するロータリエンコーダと、
を備えることを特徴とするアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７６７１（Ｐ２０１３−７６７１Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４０９６０（Ｐ２０１１−１４０９６０）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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