JP6807361B2 - 回転位置検出装置、回転位置検出方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、回転体の回転位置を検出する装置とその検出方法及びプログラムに係り、例えば、エンジンのクランク軸とともに回転する回転体の回転位置を検出する装置に関するものである。

一般的なエンジン（内燃機関）は、ＥＣＵ（engine control unit）において燃料噴射タイミングや点火タイミングを制御するため、クランク軸とともに回転する回転体（タイミングローター、シグナルローター、トリガホイールなどとも呼ばれる）を備えている。この回転体は、外周部に複数の凸部（歯）を持った歯車状の円盤であり、回転体の外周部の近くには、回転体の歯を検出するセンサ（磁気ピックアップなど）が配置される。ＥＣＵは、センサにおいて歯が検出されるタイミングに基づいてクランク軸の回転位置を判別し、判別した回転位置に応じて燃料噴射や点火などの制御を行う。

下記の特許文献１には、エンジン１０のシリンダ内の圧力を測定する圧力測定システム１００が記載されている。このエンジン１０は、クランク軸とともに回転する欠け歯プレート１３（回転体）と、欠け歯プレート１３の歯を検出するセンサ１５と、センサ１５から出力される同期パルスに基づいて制御を行うＥＣＵ１４とを備えている。圧力測定システム１００は、センサ１５からＥＣＵ１４へ出力される同期パルスに基づいて、圧力センサ２００の出力からオーバーサンプリングされた圧力データをリサンプリングする。これにより、欠け歯プレート１３の歯の間隔に対応する回転角よりも角度分解能が細かい圧力データを取得することが可能となる。

特開２０１３−９２４５４号公報

図１０Ａは、クランク軸の回転位置の検出に用いられる一般的な回転体の例を示す図である。図１０Ａに示す回転体９５は、円盤形状の外周部において等間隔に配置された複数の凸部（歯）を持つ。ただし、この回転体９５は、１回転の基準となる回転位置を検出できるようにするため、歯の等間隔の配列において１つの歯が欠けている。この歯が欠けている部分では、他の部分と比較して、隣接する２つの歯の間隔が２倍となっている。図１０Ａに示すように一部の歯が欠けている回転体は、「欠け歯」とも呼ばれる。

図１０Ｂは、図１０Ａに示す回転体９５の歯を検出するセンサ９１の検出信号ＳＡの波形を示す図である。図１０Ａに示すセンサ９１は、鉄などの磁性材料により形成された回転体９５の外周部の近傍に配置された磁気ピックアップである。センサ９１は、回転体９５の歯が近くを通過する際の磁界の変化に応じた検出信号ＳＡを出力する。検出信号ＳＡの波形は、パルス状の変化を繰り返す繰り返し波形であり、回転体９５の回転速度が一定の場合、繰り返し波形の１サイクルの期間は概ね一定となる。磁気ピックアップのコイルに生じる起電力が交流であるため、検出信号ＳＡの平均値は概ね一定の値（基準値Ｓｒ）となる。

図１０Ｂにおいて、「Ｔ（１）」〜「Ｔ（６）」は繰り返し波形の１サイクルの期間をそれぞれ表す。この１サイクルの期間は、検出信号ＳＡが上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングにより区切られている。図１０Ｂに示すように、回転体９５の歯が欠けている部分に対応した期間Ｔ（４）は、他の期間に比べて約２倍となっている。従って、欠け歯タイプの回転体９５の場合、検出信号ＳＡが基準値Ｓｒを横切るタイミングに基づいて繰り返し波形の１サイクルの期間を測定し、測定した期間同士を比較し、他の期間よりも相対的に長い期間を見つけることにより、回転体９５の１回転の基準となる回転位置を検出することが可能である。

一方、図１１Ａは、クランク軸の回転位置の検出に用いられる一般的な回転体の他の例を示す図である。図１０Ｂに示す回転体９６は、図１０Ａに示す回転体９５において欠けていた歯が存在している。ただし、その歯の位置は、前後の歯の中央位置に対してずれている。すなわち回転体９６は、１回転の基準となる回転位置を検出できるようにするため、歯の等間隔の配列において１つの歯の位置が前後の一方の歯に寄っている。図１１Ａに示すように一部の歯の位置が前後の一方の歯に寄っている回転体は、「寄せ歯」とも呼ばれる。寄せ歯タイプの回転体は、例えば自動二輪車のエンジンなどにおいて一般的に用いられている。

図１１Ｂは、図１１Ａに示す回転体９５の歯を検出するセンサ９１の検出信号ＳＡの波形を示す図である。図１１Ｂにおける１サイクルの期間（Ｔ（１）〜Ｔ（７））も、図１０Ｂと同様に、検出信号ＳＡが上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングにより区切られている。回転体９６における歯の位置ずれの影響は、図１１Ｂに示す波形において、期間Ｔ（４）と期間Ｔ（５）との違いとして表れている。しかしながら、この期間Ｔ（４）と期間Ｔ（５）との違いは、欠け歯タイプの回転体９５の波形（図１０Ｂ）における期間Ｔ（４）と他の期間との違いに比べて顕著でないため、この違いを正確に検出し難いという問題がある。期間Ｔ（４）と期間Ｔ（５）との違いを正確に検出できないと、回転体９６の１回転の基準となる回転位置を正しく定めることができない。

このような問題を解決する１つの方法として、検出信号ＳＡの１サイクルの期間を定めるしきい値を、基準値Ｓｒよりも小さい値に設定することが考えられる。図１１Ｂに示す検出信号ＳＡの波形は、１サイクルの期間を定めるしきい値を波形の下側のピークに近づけるほど、歯の位置ずれ部分における１サイクルの期間の違いが顕著になる。しかしながら、検出信号ＳＡの振幅は、回転体９５の回転速度に応じて変化する（回転速度が速いほど検出信号ＳＡの振幅が大きくなる）傾向がある。そのため、基準値Ｓｒと異なるしきい値を用いて１サイクルの期間を定めようとした場合、回転速度に応じてしきい値を変更しなくてはならず、適切なしきい値を設定するための処理が複雑になるという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で回転体の回転位置を正確に検出することが可能な回転位置検出装置、回転位置検出方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の第１の観点は、回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号に基づいて、回転体の回転位置を検出する回転位置検出装置に関する。ここで、回転体は、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部を備えており、検出信号は、１つの被検出部が所定の検出位置を通過する度にパルス状の変化を繰り返す繰り返し波形を持った信号である。回転体における被検出部の配列は、全ての被検出部が等間隔に並んだ配列において、一部の特定の被検出部を前後２つの被検出部の中央位置からずらした配列となっている。上記第１の観点に係る回転位置検出装置は、検出信号の波形が上側及び下側の一方のピークに達する第１タイミング、検出信号の波形が上側及び下側の他方のピークに達する第２タイミング、検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、検出信号の波形が上昇して基準値を横切る第４タイミングの少なくとも１つを検出するタイミング検出部と、タイミング検出部が同一のタイミングを連続して２回検出する間の検出信号の積分値、又は、繰り返し波形の１サイクル分の期間においてタイミング検出部が異なる２つのタイミングを検出する間の検出信号の積分値であって、積分開始時点又は積分終了時点を基準とする検出信号の変化量を積分した積分値を算出する積分値算出部と、繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて積分値算出部が算出した２つの積分値の比に基づいて、特定の被検出部が検出位置を通過したか否か判定する判定部とを有する。

上記第１の観点に係る回転位置検出装置によれば、回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号の波形が上側及び下側の一方のピークに達する第１タイミング、検出信号の波形が上側及び下側の他方のピークに達する第２タイミング、検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、検出信号の波形が上昇して基準値を横切る第４タイミングの少なくとも１つが検出される。また、検出された一連のタイミングに基づいて、同一のタイミングが連続して２回検出される間の検出信号の積分値、又は、検出信号が持つ繰り返し波形の１サイクル分の期間において異なる２つのタイミングが検出される間の検出信号の積分値が算出される。この積分値は、積分開始時点又は積分終了時点を基準とする検出信号の変化量が積分されたものである。そして、回転体が持つ特定の被検出部がセンサの検出位置を通過したか否かの判定は、繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて算出された２つの積分値の比に基づいて行われる。従って、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部における一部の特定の被検出部が前後２つの被検出部の中央位置からずれている回転体であっても、当該２つの積分値の比に基づいて、特定の被検出部がセンサの検出位置を通過する際の回転位置を正確に判定することが可能となる。

第１の観点に係る回転位置検出装置において、積分値算出部は、連続した２つの第１タイミングの間における検出信号の変化量を積分した第１積分値、連続した２つの第２タイミングの間における検出信号の変化量を積分した第２積分値、連続した２つの第３タイミングの間における検出信号の変化量を積分した第３積分値、連続した２つの第４タイミングの間における検出信号の変化量を積分した第４積分値、検出信号の１サイクル分の期間における第３タイミングから第４タイミングまでの検出信号の変化量を積分した第５積分値、又は、検出信号の１サイクル分の期間における第４タイミングから第３タイミングまでの検出信号の変化量を積分した第６積分値を算出してよい。

本発明の第２の観点に係る回転位置検出装置は、回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号に基づいて、回転体の回転位置を検出する回転位置検出装置に関する。ここで、回転体は、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部を備えており、検出信号は、１つの被検出部が所定の検出位置を通過する度にパルス状の変化を繰り返す繰り返し波形を持った信号である。回転体における被検出部の配列は、全ての被検出部が等間隔に並んだ配列において、一部の特定の被検出部を前後２つの被検出部の中央位置からずらした配列となっている。上記第２の観点に係る回転位置検出装置は、検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、検出信号の波形が上昇して基準値を横切る第４タイミングを検出するタイミング検出部と、繰り返し波形の１サイクル分の期間における第３タイミングから第４タイミングまで検出信号を積分した第５積分値、及び、繰り返し波形の１サイクル分の期間における第４タイミングから第３タイミングまで検出信号を積分した第６積分値であって、基準値に対する検出信号の変化量をそれぞれ積分した積分値である第５積分値及び第６積分値を算出する積分値算出部と、繰り返し波形の１サイクル分の期間において積分値算出部が算出した第５積分値と第６積分値との比に基づいて、特定の被検出部が検出位置を通過したか否か判定する判定部とを有する。

上記第２の観点に係る回転位置検出装置によれば、回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、検出信号の波形が上昇して基準値を横切る第４タイミングが検出される。また、検出された一連の第３タイミング及び第４タイミングに基づいて、検出信号が持つ繰り返し波形の１サイクル分の期間における第３タイミングから第４タイミングまで検出信号を積分した第５積分値、及び、繰り返し波形の１サイクル分の期間における第４タイミングから第３タイミングまで検出信号を積分した第６積分値が算出される。第５積分値及び第６積分値は、基準値に対する検出信号の変化量が積分されたものである。そして、回転体が持つ特定の被検出部がセンサの検出位置を通過したか否かの判定は、繰り返し波形の１サイクル分の期間において算出された第５積分値と第６積分値との比に基づいて行われる。従って、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部における一部の特定の被検出部が前後２つの被検出部の中央位置からずれている回転体であっても、第５積分値と第６積分値との比に基づいて、特定の被検出部がセンサの検出位置を通過する際の回転位置を正確に判定することが可能となる。

上記第１の観点又は上記第２の観点に係る回転位置検出装置において、積分値算出部は、検出信号の各時点の信号値を表したデータからなる時系列データに基づいて、積分開始時点又は積分終了時点の信号値と各時点の信号値との差の絶対値を算出し、絶対値を積分開始時点から積分終了時点まで積算した和として積分値を算出してよい。

上記第１の観点又は上記第２の観点に係る回転位置検出装置において、検出信号は、特定の被検出部が検出位置を通過する場合、検出信号の波形が上側及び下側の一方のピークに達する第１タイミングの時間間隔が不均等になるとともに、検出信号の波形が上側及び下側の他方のピークに達する第２タイミングの時間間隔がほぼ均等に保たれる信号であってよい。この場合、タイミング検出部は、回転体の回転角を表す情報として第２タイミングを検出してよい。

本発明の第３の観点は、回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号に基づいて、回転体の回転位置を検出する回転位置検出方法に関する。ここで、回転体は、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部を備えており、検出信号は、１つの被検出部が所定の検出位置を通過する度にパルス状の変化を繰り返す繰り返し波形を持った信号である。回転体における被検出部の配列は、全ての被検出部が等間隔に並んだ配列において、一部の特定の被検出部を前後２つの被検出部の中央位置からずらした配列となっている。上記第３の観点に係る回転位置検出方法は、検出信号の波形が上側及び下側の一方のピークに達する第１タイミング、検出信号の波形が上側及び下側の他方のピークに達する第２タイミング、検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、検出信号の波形が上昇して基準値を横切る第４タイミングの少なくとも１つを検出するタイミング検出工程と、タイミング検出工程により同一のタイミングを連続して２回検出する間の検出信号の積分値、又は、繰り返し波形の１サイクル分の期間においてタイミング検出工程により異なる２つのタイミングを検出する間の検出信号の積分値であって、積分開始時点又は積分終了時点を基準とする検出信号の変化量を積分した積分値を算出する積分値算出工程と、繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて積分値算出工程により算出した２つの積分値の比に基づいて、特定の被検出部が検出位置を通過したか否か判定する判定工程とを有する。

本発明の第４の観点は、上記第３の観点に係る回転位置検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

本発明によれば、簡易な構成で回転体の回転位置を正確に検出することが可能な回転位置検出装置、回転位置検出方法及びプログラムを提供できる。

図１Ａは、検出対象の回転体の一例を示す図である。図１Ｂは、本実施形態に係る回転位置検出装置の一例を示す図である。 図２Ａ〜図２Ｃは、検出信号の積分値を算出する方法の例を示す図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、検出信号の積分値を算出する方法の例を示す図である。 図４Ａ〜図４Ｄは、第１の実施形態に係る回転位置検出装置の動作を説明するための図である。 図５Ａ〜図５Ｄは、第１の実施形態に係る回転位置検出装置の第１変形例の動作を説明するための図である。 図６Ａ〜図６Ｄは、第１の実施形態に係る回転位置検出装置の第２変形例の動作を説明するための図である。 図７Ａ〜図７Ｄは、第１の実施形態に係る回転位置検出装置の第３変形例の動作を説明するための図である。 図８Ａ〜図８Ｄは、第２の実施形態に係る回転位置検出装置の動作を説明するための図である。 図９Ａ〜図９Ｄは、第２の実施形態に係る回転位置検出装置の一変形例の動作を説明するための図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、欠け歯タイプの回転体とセンサの検出信号について図解した図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、寄せ歯タイプの回転体とセンサの検出信号について図解した図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照し本発明の第１の実施形態に係る回転位置検出装置について説明する。図１Ａは、検出対象の回転体２０の一例を示す図である。図１Ｂは、本実施形態に係る回転位置検出装置１０の一例を示す図である。一例において、回転体２０は、エンジン（内燃機関）における燃料噴射や点火の制御を行うために設けられたタイミングローター等であり、エンジンのクランク軸とともに回転する。回転体２０は、回転軸２１を中心として回転し、その回転軸２１の周りに環状に配置された複数の被検出部Ｃ１〜Ｃ１８（以下、各々を区別せずに「被検出部Ｃ」と記す場合がある。）を持つ。図１Ａの例において、回転体２０は円盤状の形状を持ち、その周縁部に凸状の被検出部Ｃ１〜Ｃ１８が配置されている。回転体２０における被検出部Ｃ１〜Ｃ１８の配列は、全ての被検出部Ｃ１〜Ｃ１８が等間隔に並んだ配列において、特定の被検出部Ｃ１８を前後２つの被検出部Ｃ１７及びＣ１の中央位置からずらした配列となっている。図１Ａの例において、被検出部Ｃ１８は、被検出部Ｃ１７と被検出部Ｃ１との中央位置に対して被検出部Ｃ１７側に寄っている。

センサ３０は、回転体２０の回転を検出する。センサ３０が生成する検出信号ＳＡは、回転体２０の１つの被検出部Ｃが所定の検出位置を通過する度にパルス状の変化を繰り返す繰り返し波形を持った信号である。図１Ｂの例において、センサ３０は磁気ピックアップ方式のセンサであり、鉄などの磁性材料により形成された回転体２０の周縁部の近くに配置される。センサ３０は、固定された検出位置において被検出部Ｃが移動することに伴う磁界の変化に応じた検出信号ＳＡを生成する。図１Ｂに示すセンサ３０は、永久磁石などの磁性体３２と、磁性体３２に対して巻かれたコイル３１と、コイル３１に誘起した起電力による電気信号を入力し、増幅やノイズ除去等の信号処理が施された検出信号ＳＡを出力する検出回路３３とを有する。

回転位置検出装置１０は、処理部１１と、記憶部１２と、Ａ／Ｄ変換器１３とを有する。Ａ／Ｄ変換器１３は、検出回路３３において出力されるアナログの検出信号ＳＡをデジタル値の検出信号Ｓに変換し、処理部１１に入力する。処理部１１は、記憶部１２に格納されるプログラム１１０に従って種々の処理を実行するコンピュータ（マイクロプロセッサ等）を含む。処理部１１は、回転位置検出に関する全ての処理をコンピュータによって実行してもよいし、その少なくとも一部の処理を専用のハードウェア（ＦＰＧＡ等）によって実行してもよい。

処理部１１は、回転体２０の回転位置の検出に関する処理を行うブロックとして、タイミング検出部１０１と、積分値算出部１０２と、判定部１０３を含む。

［タイミング検出部１０１］
タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの波形（繰り返し波形）が上側のピークに達するタイミングＡ（ｉ）と、検出信号Ｓの波形が下側のピークに達するタイミングＢ（ｉ）とをそれぞれ検出する。なお、括弧の中の「ｉ」は、回転体２０の１回転の間に生じる繰り返し波形の各サイクルの順番を表す数字（自然数）である。図１Ａ及び図１Ｂの例において、回転体２０は１８個の被検出部Ｃを持つため、回転体２０の１回転の間に生じる繰り返し波形のサイクル数は１８であり、「ｉ」は１から１８までの自然数を示す。なお、以下の説明では、各サイクルにおけるタイミングＡ（ｉ）を区別せずに「タイミングＡ」と記す場合がある。また、各サイクルにおけるタイミングＢ（ｉ）を区別せずに「タイミングＢ」と記す場合がある。

［積分値算出部１０２］
積分値算出部１０２は、タイミング検出部１０１がタイミングＢを連続して２回検出する間（タイミングＢ（ｉ）からタイミングＢ（ｉ＋１）まで）の検出信号Ｓの積分値Ｚ（ｉ）を算出する（以下、各サイクルにおける積分値Ｚ（ｉ）を区別せずに「積分値Ｚ」と記す場合がある）。

例えば、積分値算出部１０２は、図２Ａに示すように、積分開始時点（タイミングＢ（ｉ））を基準とする検出信号Ｓの変化量を積分した値として、積分値Ｚ（ｉ）を算出する。具体的には、積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの各時点の信号値Ｓ（ｔ）を表したデータからなる時系列データに基づいて、タイミングＢ（ｉ）からタイミングＢ（ｉ＋１）までの各時点における変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」を算出する。変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」は、積分開始時点（タイミングＢ（ｉ））における検出信号Ｓの信号値「ＳＢ（ｉ）」を、検出信号Ｓの各時点の信号値Ｓ（ｔ）から減算した値である。積分値算出部１０２は、算出した各時点の変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」を積算することにより、積分値Ｚ（ｉ）を算出する。

なお、積分値算出部１０２は、負の値となる変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」については、積分値Ｚ（ｉ）の積算対象に含めなくてもよい。例えば図２Ｂの場合、時刻ｔ０からタイミングＢ（ｉ＋１）までの期間において変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」が負の値となる。そのため、積分値算出部１０２は、この期間における変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」を積分値Ｚ（ｉ）の積算対象から除外している。

また、積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの時系列データに基づいて、タイミングＢ（ｉ）での信号値「ＳＢ（ｉ）」と検出信号Ｓの各時点の信号値Ｓ（ｔ）との差の絶対値｜Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）｜を検出信号Ｓの変化量として算出し、タイミングＢ（ｉ）からタイミングＢ（ｉ＋１）までの各時点における変化量｜Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）｜を積算した和として、積分値Ｚ（ｉ）を算出してもよい。例えば図２Ｃの場合、積分値算出部１０２は、時刻ｔ０からタイミングＢ（ｉ＋１）までの期間において変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」が負になるため、この期間では正の変化量「ＳＢ（ｉ）−Ｓ（ｔ）」を算出し、これを積分値Ｚ（ｉ）の積算対象に含めている。

また他の例において、積分値算出部１０２は、タイミングＢ（ｉ）における検出信号Ｓの値「ＳＢ（ｉ）」とタイミングＢ（ｉ＋１）における検出信号Ｓの値「ＳＢ（ｉ＋１）」とを比較し、何れか値が小さい方を検出信号Ｓの変化量の基準となる値として選択してもよい。すなわち、積分値算出部１０２は、「ＳＢ（ｉ）」又は「ＳＢ（ｉ＋１）」のうち、タイミングＢ（ｉ）からタイミングＢ（ｉ＋１）までの範囲のピーク（下側ピーク）である方を、検出信号Ｓの変化量の基準となる値として選択してよい。例えば図３Ｃの場合、「ＳＢ（ｉ＋１）」が「ＳＢ（ｉ）」より小さいため（「ＳＢ（ｉ＋１）」がタイミングＢ（ｉ）〜Ｂ（ｉ＋１）間の下側ピークであるため）、積分値算出部１０２は、変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ＋１）」の積算値を積分値Ｚ（ｉ）として算出する。

図３Ｂ及び図３Ｃは、積分値算出部１０２における積分値Ｚ（ｉ）の算出方法に関する更に別の例を示す。

図３Ｂの例において、積分値算出部１０２は、タイミングＢ（ｉ）からタイミングＢ（ｉ＋１）までの範囲に存在する上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を境として、検出信号Ｓの変化量の基準となる値を切り替えている。すなわち、積分値算出部１０２は、タイミングＢ（ｉ）からタイミングＡ（ｉ）までの範囲においては、タイミングＢ（ｉ）における検出信号Ｓの値「ＳＢ（ｉ）」を基準として変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ）」を算出し、タイミングＡ（ｉ）からタイミングＢ（ｉ＋１）までの範囲においては、タイミングＢ（ｉ＋１）における検出信号Ｓの値「ＳＢ（ｉ＋１）」を基準として変化量「Ｓ（ｔ）−ＳＢ（ｉ＋１）」を算出する。積分値算出部１０２は、それぞれの範囲の各時点において算出した変化量を積算することにより、積分値Ｚ（ｉ）を算出する。

また図３Ｃの例において、積分値算出部１０２は、時刻ｔを関数とする一次関数Ｌ（ｔ）＝αｔ＋β（α、βはそれぞれ定数）を特定し、タイミングＡ（ｉ）からタイミングＢ（ｉ＋１）までの範囲における変化量「Ｓ（ｔ）−Ｌ（ｔ）」の積算値を積分値Ｚ（ｉ）として算出する。ただし、一次関数Ｌ（ｔ）の値は、時刻ｔが「Ｂ（ｉ）」のときに「ＳＢ（ｉ）」であり、時刻ｔが「Ｂ（ｉ＋１）」のときに「ＳＢ（ｉ＋１）」である。

［判定部１０３］
判定部１０３は、検出信号Ｓの繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて積分値算出部１０２が算出した２つの積分値Ｚ（ｉ）及びＺ（ｉ＋１）の比に基づいて、回転体２０の特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する。例えば判定部１０３は、積分値Ｚ（ｉ＋１）を積分値Ｚ（ｉ）で除した値と所定のしきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する。

次に図４Ａ〜図４Ｄを参照して、本実施形態に係る回転位置検出装置１０の動作を説明する。

図４Ａは、タイミング検出部１０１において検出信号Ｓの上側ピークが検出されるタイミングＡ（ｉ）を示す。図４Ｂは、センサ３０の検出信号Ｓを示す。図４Ｃは、タイミング検出部１０１において検出信号Ｓの下側ピークが検出されるタイミングＢ（ｉ）を示す。図４Ｃにおける期間Ｔ（ｉ）は、連続する２つのタイミングＢ（ｉ）及びＢ（ｉ＋１）によって区切られた期間であり、検出信号Ｓの繰り返し波形における１サイクルの期間を表す。図４Ｄは、判定部１０３における回転位置の判定結果を示す。

図４Ｂに示すように、検出信号Ｓの繰り返し波形におけるピークの時間間隔は、上側ピークと下側ピークとで異なった傾向を持つ。すなわち、回転体２０の特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過する期間（期間Ｔ（４）及びＴ（５））において、下側ピークの時間間隔は不均等になるが、上側ピークの時間間隔はほぼ均等に保たれる。従って、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を、回転体２０の回転角を表す情報として検出する。図１Ａ及び図１Ｂの例において回転体２０は１８個の被検出部Ｃを持つため、連続する２つのタイミングＡ（ｉ）及びＡ（ｉ＋１）が検出された場合、回転体２０の回転角は約２０°である。回転位置検出装置１０は、例えば図１Ｂに示すように、検出信号Ｓの上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を表す信号として角度信号Ｐ１を生成する。角度信号Ｐ１は、図４Ａに示すように、回転体２０が２０°回転する度にアクティブ状態となる。

他方、回転体２０の回転位置を検出する動作において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの下側ピークのタイミングＢ（ｉ）を繰り返し検出する（タイミング検出工程）。積分値算出部１０２は、２回連続して検出されたタイミングＢ（ｉ）及びＢ（ｉ＋１）の間における検出信号Ｓの積分値Ｚ（ｉ）を算出する（積分値算出工程）。そして判定部１０３は、検出信号Ｓの繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて算出された２つの積分値Ｚ（ｉ）及びＺ（ｉ＋１）の比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する（判定工程）。

例えば判定部１０３は、積分値の比「Ｚ（ｉ＋１）／Ｚ（ｉ）」が１より大きい所定のしきい値を超えた場合、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したと判定する。図４Ｂに示す検出信号Ｓの波形の例を見ると、積分値の比「Ｚ（２）／Ｚ（１）」，「Ｚ（３）／Ｚ（２）」，「Ｚ（４）／Ｚ（３）」はいずれも１付近若しくは１より小さい値となっているのに対して、積分値の比「Ｚ（５）／Ｚ（４）」は１より確実に大きい値となっている。判定部１０３は、この積分値の比「Ｚ（５）／Ｚ（４）」が所定のしきい値を超えたことを判定すると、図４Ｄに示すように、期間Ｔ（５）の直後の期間Ｔ（６）において、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したことを表す判定結果を出力する。回転位置検出装置１０は、図１Ｂに示すように、判定部１０３の判定結果を表す信号として、回転位置信号Ｐ２を生成する。回転位置信号Ｐ２は、図４Ｄに示すように、回転体２０が１回転する度に検出信号Ｓの１サイクルの期間だけアクティブ状態となる。

次に、本実施形態に係る回転位置検出装置１０の幾つかの変形例（第１変形例〜第３変形例）について、図５Ａ〜図５Ｄ、図６Ａ〜図６Ｄ、及び、図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。なお、図５Ａ、図６Ａ及び図７Ａはそれぞれ図４Ａと同じであり（タイミングＡ）、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂはそれぞれ図４Ｂと同じである（検出信号Ｓ）。

（第１の実施形態に係る回転位置検出装置１０の第１変形例）
図５Ａ〜図５Ｄに示す回転位置検出装置１０の第１変形例において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を検出するとともに、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲ（ｉ）を検出する（以下、各サイクルのタイミングＲ（ｉ）を区別せずに「タイミングＲ」と記す場合がある）。基準値Ｓｒは検出信号Ｓの平均値であり、概ね一定の値をとなる。図５Ｃは、タイミング検出部１０１においてタイミングＲ（ｉ）が検出されるタイミングを示す。図５Ｃにおける期間Ｔ（ｉ）は、連続する２つのタイミングＲ（ｉ）及びＲ（ｉ＋１）によって区切られた期間であり、検出信号Ｓの繰り返し波形における１サイクルの期間を表す。図５Ｄは、判定部１０３における回転位置の判定結果を示す。

この第１変形例において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲ（ｉ）を繰り返し検出する（タイミング検出工程）。積分値算出部１０２は、２回連続して検出されたタイミングＲ（ｉ）及びＲ（ｉ＋１）の間における検出信号Ｓの積分値Ｚ（ｉ）を算出する（積分値算出工程）。すなわち、積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの時系列データに基づいて、検出信号Ｓの各時点の信号値Ｓ（ｔ）と基準値Ｓｒとの差の絶対値｜Ｓ（ｔ）−Ｓｒ｜を検出信号Ｓの変化量として算出し、タイミングＲ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ＋１）までの各時点における変化量｜Ｓ（ｔ）−Ｓｒ｜を積算した和として、積分値Ｚ（ｉ）を算出する。判定部１０３は、検出信号Ｓの繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて算出された２つの積分値Ｚ（ｉ）及びＺ（ｉ＋１）の比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する（判定工程）。

例えば判定部１０３は、積分値の比「Ｚ（ｉ＋１）／Ｚ（ｉ）」が１より大きい所定のしきい値を超えた場合、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したと判定する。図５Ｂの例において、積分値の比「Ｚ（５）／Ｚ（４）」は、しきい値を超える大きな値となっている。そのため、判定部１０３は、図５Ｄに示すように、期間Ｔ（５）の直後の期間Ｔ（６）において、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したことを表す回転位置信号Ｐ２を出力する。

（第１の実施形態に係る回転位置検出装置１０の第２変形例）
図６Ａ〜図６Ｄに示す回転位置検出装置１０の第２変形例において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を検出するとともに、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦ（ｉ）を検出する（以下、各サイクルのタイミングＦ（ｉ）を区別せずに「タイミングＦ」と記す場合がある）。図６Ｃは、タイミング検出部１０１においてタイミングＦ（ｉ）が検出されるタイミングを示す。図６Ｃにおける期間Ｔ（ｉ）は、連続する２つのタイミングＦ（ｉ）及びＦ（ｉ＋１）によって区切られた期間であり、検出信号Ｓの繰り返し波形における１サイクルの期間を表す。図６Ｄは、判定部１０３における回転位置の判定結果を示す。

この第２変形例において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦ（ｉ）を繰り返し検出する（タイミング検出工程）。積分値算出部１０２は、２回連続して検出されたタイミングＦ（ｉ）及びＦ（ｉ＋１）の間における検出信号Ｓの積分値Ｚ（ｉ）を算出する（積分値算出工程）。すなわち、積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの時系列データに基づいて、検出信号Ｓの各時点の信号値Ｓ（ｔ）と基準値Ｓｒとの差の絶対値｜Ｓ（ｔ）−Ｓｒ｜を検出信号Ｓの変化量として算出し、タイミングＦ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ＋１）までの各時点における変化量｜Ｓ（ｔ）−Ｓｒ｜を積算した和として、積分値Ｚ（ｉ）を算出する。判定部１０３は、検出信号Ｓの繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて算出された２つの積分値Ｚ（ｉ）及びＺ（ｉ＋１）の比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する（判定工程）。

例えば判定部１０３は、積分値の比「Ｚ（ｉ＋１）／Ｚ（ｉ）」が１より大きい所定のしきい値を超えた場合、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したと判定する。図６Ｂの例において、積分値の比「Ｚ（５）／Ｚ（４）」は、しきい値を超える大きな値となっている。そのため、判定部１０３は、図６Ｄに示すように、期間Ｔ（５）の直後の期間Ｔ（６）において、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したことを表す回転位置信号Ｐ２を出力する。

（第１の実施形態に係る回転位置検出装置１０の第３変形例）
図７Ａ〜図７Ｄに示す回転位置検出装置１０の第３変形例において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を検出するとともに、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲ（ｉ）と、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦ（ｉ）とを検出する。図７Ｃは、タイミング検出部１０１においてタイミングＲ（ｉ）及びタイミングＦ（ｉ）が検出されるタイミングを示す。図７Ｃにおける期間Ｔ（ｉ）は、連続する２つのタイミングＲ（ｉ）及びＲ（ｉ＋１）によって区切られた期間であり、検出信号Ｓの繰り返し波形における１サイクルの期間を表す。図７Ｄは、判定部１０３における回転位置の判定結果を示す。

この第３変形例において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲ（ｉ）と、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦ（ｉ）とを繰り返し検出する（タイミング検出工程）。積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間におけるタイミングＲ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ）までの検出信号Ｓの積分値Ｚ（ｉ）を算出する（積分値算出工程）。例えば、積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの時系列データに基づいて、検出信号Ｓの各時点の信号値Ｓ（ｔ）から基準値Ｓｒを減算した値「Ｓ（ｔ）−Ｓｒ」を検出信号Ｓの変化量として算出し、タイミングＲ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ）までの各時点における変化量「Ｓ（ｔ）−Ｓｒ」を積算した和として、積分値Ｚ（ｉ）を算出する。判定部１０３は、検出信号Ｓの繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて算出された２つの積分値Ｚ（ｉ）及びＺ（ｉ＋１）の比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する（判定工程）。

例えば判定部１０３は、積分値の比「Ｚ（ｉ＋１）／Ｚ（ｉ）」が１より大きい所定のしきい値を超えた場合、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したと判定する。図７Ｂの例において、積分値の比「Ｚ（５）／Ｚ（４）」は、しきい値を超える大きな値となっている。そのため、判定部１０３は、図７Ｄに示すように、期間Ｔ（５）の直後の期間Ｔ（６）において、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したことを表す回転位置信号Ｐ２を出力する。

（第１の実施形態に係る回転位置検出装置１０の他の変形例）
上述した検出信号Ｓの繰り返し波形では、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過する際に、下側ピークの時間間隔が不均等になり、上側ピークの時間間隔がほぼ均等となっている。しかしながら、検出信号Ｓの繰り返し波形は、これとは逆の場合（下側ピークの時間間隔がほぼ均等になり、上側ピークの時間間隔が不均等になる場合）もあり得る。この場合、図４Ａ〜図４Ｄに示す回転位置検出動作において、積分値算出部１０２は、下側ピークのタイミングＢ（ｉ）の代わりに上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を用いての積分値Ｚ（ｉ）を算出してもよい。すなわち、積分値算出部１０２は、連続した２つのタイミングＡ（ｉ）及びＡ（ｉ＋１）の間における検出信号Ｓの変化量を積分することにより、積分値Ｚ（ｉ）を算出してもよい。

また、上記のように検出信号Ｓの繰り返し波形の上下が逆になる場合、図７Ａ〜図７Ｄに示す回転位置検出動作において、積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間におけるタイミングＦ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ）までの検出信号Ｓの積分値Ｚ（ｉ）を算出してもよい。例えば、積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの時系列データに基づいて、検出信号Ｓの各時点の信号値Ｓ（ｔ）を基準値Ｓｒから減算した値「Ｓｒ−Ｓ（ｔ）」を検出信号Ｓの変化量として算出し、タイミングＦ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ）までの各時点における変化量「Ｓｒ−Ｓ（ｔ）」を積算した和として、積分値Ｚ（ｉ）を算出してもよい。判定部１０３は、検出信号Ｓの繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて算出された２つの積分値Ｚ（ｉ）及びＺ（ｉ＋１）の比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る回転位置検出装置１０によれば、回転体２０の回転を検出するセンサ３０において生成された検出信号Ｓの波形が上側のピークに達するタイミングＡ、検出信号Ｓの波形が下側のピークに達するタイミングＢ、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦ、及び、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲの少なくとも１つが検出される。また、検出された一連のタイミングに基づいて、同一のタイミングが連続して２回検出される間の検出信号Ｓの積分値Ｚ、又は、検出信号Ｓが持つ繰り返し波形の１サイクル分の期間において異なる２つのタイミングが検出される間の検出信号Ｓの積分値Ｚが算出される。この積分値Ｚは、例えば、積分開始時点又は積分終了時点を基準とする検出信号Ｓの変化量が積分されたものである。そして、回転体２０が持つ特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定の判定は、検出信号Ｓの繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて算出された２つの積分値Ｚの比に基づいて行われる。従って、回転軸２１の周りに環状に配置された複数の被検出部Ｃにおける特定の被検出部Ｃ１８が前後２つの被検出部Ｃの中央位置からずれている寄せ歯タイプ等の回転体２０であっても、当該２つの積分値Ｚの比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過する際の回転体２０の回転位置を正確に判定することが可能となる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る回転位置検出装置１０は、判定部１０３の判定に使用される検出信号Ｓの積分値の比が、検出信号Ｓの１サイクル分の期間において算出される２つの積分値の比である点で第１の実施形態に係る回転位置検出装置１０と異なる。

第２の実施形態に係る回転位置検出装置１０において、タイミング検出部１０１は、検出信号Ｓの上側ピークのタイミングＡ（ｉ）を検出するとともに、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲ（ｉ）と、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦ（ｉ）とを検出する。

積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間をタイミングＲ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ＋１）までとした場合に、１サイクル分の期間におけるタイミングＲ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ）まで検出信号Ｓを積分した積分値ＺＡ（ｉ）、及び、１サイクル分の期間におけるタイミングＦ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ＋１）まで検出信号Ｓを積分した積分値ＺＢ（ｉ）を算出する。ただし、積分値ＺＡ（ｉ）及び積分値ＺＢ（ｉ）は、基準値Ｓｒに対する検出信号Ｓの変化量を積分したものである。以下の説明では、各サイクルにおける積分値ＺＡ（ｉ）、積分値ＺＢを区別せずに「積分値ＺＡ」、「積分値ＺＢ」と記す場合がある。

例えば、積分値算出部１０２は、基準値Ｓｒに対する検出信号Ｓの変化量「Ｓ（ｔ）−Ｓｒ」をタイミングＲ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ）までの各時点において算出して積算することにより、積分値ＺＡ（ｉ）を算出する。また、積分値算出部１０２は、基準値Ｓｒに対する検出信号Ｓの変化量「Ｓｒ−Ｓ（ｔ）」をタイミングＦ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ）までの各時点において算出して積算することにより、積分値ＺＢ（ｉ）を算出する。

判定部１０３は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間において積分値算出部１０２が算出した積分値ＺＡ（ｉ）と積分値ＺＢ（ｉ）との比に基づいて、回転体２０の特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する。

例えば、判定部１０３は、２つの積分値の比「ＺＢ（ｉ）／ＺＡ（ｉ）」を所定のしきい値と比較した結果に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する。

次に図８Ａ〜図８Ｄを参照して、本実施形態に係る回転位置検出装置１０の動作を説明する。

図８Ａは、タイミング検出部１０１において検出信号Ｓの上側ピークが検出されるタイミングＡ（ｉ）を示し、既に説明した図４Ａと同じである。図８Ｂは、センサ３０の検出信号Ｓを示す。図８Ｃは、タイミング検出部１０１において検出されるタイミングＲ（ｉ）及びタイミングＦ（ｉ）を示す。図８Ｃにおける期間Ｔ（ｉ）は、連続する２つのタイミングＲ（ｉ）及びＲ（ｉ＋１）によって区切られた期間であり、検出信号Ｓの繰り返し波形における１サイクルの期間を表す。図８Ｄは、判定部１０３における回転位置の判定結果を示す。

回転体２０の回転位置を検出する動作において、タイミング検出部１０１は、検出信号ＳのタイミングＲ（ｉ）及びタイミングＦ（ｉ）を繰り返し検出する（タイミング検出工程）。積分値算出部１０２は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間において、タイミングＲ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ）までの検出信号Ｓの積分値ＺＡ（ｉ）と、タイミングＦ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ＋１）までの検出信号Ｓの積分値ＺＢ（ｉ）とを算出する。（積分値算出工程）。そして判定部１０３は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間において算出された積分値ＺＡ（ｉ）と積分値ＺＢ（ｉ）との比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する（判定工程）。

例えば判定部１０３は、積分値の比「ＺＢ（ｉ）／ＺＡ（ｉ）」が１より大きい所定のしきい値を超えた場合、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したと判定する。図８Ｂに示す検出信号Ｓの波形の例を見ると、積分値の比「ＺＢ（１）／ＺＡ（１）」，「ＺＢ（２）／ＺＡ（２）」，「ＺＢ（３）／ＺＡ（３）」はいずれも１付近の値となっているのに対して、積分値の比「ＺＢ（４）／ＺＡ（４）」は１より確実に大きい値となっている。判定部１０３は、この積分値の比「ＺＢ（４）／ＺＡ（４）」が所定のしきい値を超えたことを判定すると、図８Ｄに示すように、期間Ｔ（４）の直後の期間Ｔ（５）において、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したことを表す回転位置信号Ｐ２を生成する。回転位置信号Ｐ２は、回転体２０が１回転する度に検出信号Ｓの１サイクルの期間だけアクティブ状態となる。

次に、本実施形態に係る回転位置検出装置１０の一変形例について図９Ａ〜図９Ｄを参照して説明する。

図９Ａ〜図９Ｄに示す回転位置検出装置１０の変形例においても、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲ（ｉ）と、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦ（ｉ）とを検出する（タイミング検出工程）。検出信号Ｓの１サイクル分の期間をタイミングＦ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ＋１）までとした場合に、１サイクル分の期間におけるタイミングＦ（ｉ）からタイミングＲ（ｉ）まで検出信号Ｓを積分した積分値ＺＢ（ｉ）、及び、１サイクル分の期間におけるタイミングＲ（ｉ）からタイミングＦ（ｉ＋１）まで検出信号Ｓを積分した積分値ＺＡ（ｉ）を算出する。ただし、積分値ＺＡ（ｉ）及び積分値ＺＢ（ｉ）は、基準値Ｓｒに対する検出信号Ｓの変化量を積分したものである。そして判定部１０３は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間において算出された積分値ＺＢ（ｉ）と積分値ＺＡ（ｉ）との比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定する（判定工程）。

例えば判定部１０３は、積分値の比「ＺＢ（ｉ）／ＺＡ（ｉ）」が１より大きい所定のしきい値を超えた場合、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したと判定する。図９Ｂの例において、積分値の比「ＺＢ（４）／ＺＡ（４）」は、しきい値を超える大きな値となっている。そのため、判定部１０３は、図９Ｄに示すように、期間Ｔ（４）の直後の期間Ｔ（５）において、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したことを表す回転位置信号Ｐ２を出力する。

第２の実施形態に係る回転位置検出装置１０によれば、検出信号Ｓの波形が上昇して基準値Ｓｒを横切るタイミングＲ、及び、検出信号Ｓの波形が下降して基準値Ｓｒを横切るタイミングＦが検出される。また、検出された一連のタイミングＲ及びタイミングＦに基づいて、検出信号Ｓの１サイクル分の期間におけるタイミングＲからタイミングＦまで検出信号Ｓを積分した積分値ＺＡ、及び、検出信号Ｓの１サイクル分の期間におけるタイミングＦからタイミングＲまで検出信号Ｓを積分した積分値ＺＢが算出される。積分値ＺＡ及び積分値ＺＢは、基準値Ｓｒに対する検出信号Ｓの変化量が積分されたものである。そして、回転体２０が持つ特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過したか否か判定の判定は、検出信号Ｓの１サイクル分の期間において算出された積分値ＺＡと積分値ＺＢとの比に基づいて行われる。回転軸２１の周りに環状に配置された複数の被検出部Ｃにおける特定の被検出部Ｃ１８が前後２つの被検出部Ｃの中央位置からずれている寄せ歯タイプ等の回転体２０であっても、２つの積分値ＺＡ及びＺＢの比に基づいて、特定の被検出部Ｃ１８がセンサ３０の検出位置を通過する際の回転体２０の回転位置を正確に判定することが可能となる。

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を含んでいる。

例えば、回転体２０の回転を検出するセンサは、コイル３１を用いた磁気ピックアップ方式のセンサ３０に限定されず、ホール素子や磁気抵抗効果素子を用いたセンサでもよいし、発光素子と光検出素子を含んだ光学式のセンサでもよい。

１０…回転位置検出装置、１１…処理部、１２…記憶部、１３…Ａ/Ｄ変換器、１０１…タイミング検出部、１０２…積分値算出部、１０３…判定部、１１０…プログラム、２０…回転体、２１…回転軸、３０…センサ、３１…コイル、３２…磁性体、３３…検出回路、Ｃ１〜Ｃ１８…被検出部、Ｓ…検出信号、Ｓｒ…基準値、Ｐ１…角度信号、Ｐ２…回転位置信号

Claims (7)

1. 回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号に基づいて、前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出装置であって、
   前記回転体は、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部を備えており、
   前記検出信号は、１つの前記被検出部が所定の検出位置を通過する度にパルス状の変化を繰り返す繰り返し波形を持った信号であり、
   前記回転体における前記被検出部の配列は、全ての前記被検出部が等間隔に並んだ配列において、一部の特定の前記被検出部を前後２つの前記被検出部の中央位置からずらした配列となっており、
   前記検出信号の波形が上側及び下側の一方のピークに達する第１タイミング、前記検出信号の波形が上側及び下側の他方のピークに達する第２タイミング、前記検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、前記検出信号の波形が上昇して前記基準値を横切る第４タイミングの少なくとも１つを検出するタイミング検出部と、
   前記タイミング検出部が同一のタイミングを連続して２回検出する間の前記検出信号の積分値、又は、前記繰り返し波形の１サイクル分の期間において前記タイミング検出部が異なる２つのタイミングを検出する間の前記検出信号の積分値であって、積分開始時点又は積分終了時点を基準とする前記検出信号の変化量を積分した積分値を算出する積分値算出部と、
   前記繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて前記積分値算出部が算出した２つの前記積分値の比に基づいて、前記特定の被検出部が前記検出位置を通過したか否か判定する判定部と
   を有する回転位置検出装置。
2. 前記積分値算出部は、
   連続した２つの前記第１タイミングの間における前記検出信号の前記変化量を積分した第１積分値、
   連続した２つの前記第２タイミングの間における前記検出信号の前記変化量を積分した第２積分値、
   連続した２つの前記第３タイミングの間における前記検出信号の前記変化量を積分した第３積分値、
   連続した２つの前記第４タイミングの間における前記検出信号の前記変化量を積分した第４積分値、
   前記検出信号の１サイクル分の期間における前記第３タイミングから前記第４タイミングまでの前記検出信号の前記変化量を積分した第５積分値、又は、
   前記検出信号の１サイクル分の期間における前記第４タイミングから前記第３タイミングまでの前記検出信号の前記変化量を積分した第６積分値を算出する、
   請求項１に記載の回転位置検出装置。
3. 回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号に基づいて、前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出装置であって、
   前記回転体は、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部を備えており、
   前記検出信号は、１つの前記被検出部が所定の検出位置を通過する度にパルス状の変化を繰り返す繰り返し波形を持った信号であり、
   前記回転体における前記被検出部の配列は、全ての前記被検出部が等間隔に並んだ配列において、一部の特定の前記被検出部を前後２つの前記被検出部の中央位置からずらした配列となっており、
   前記検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、前記検出信号の波形が上昇して前記基準値を横切る第４タイミングを検出するタイミング検出部と、
   前記繰り返し波形の１サイクル分の期間における前記第３タイミングから前記第４タイ
   ミングまで前記検出信号を積分した第５積分値、及び、前記繰り返し波形の１サイクル分の期間における前記第４タイミングから前記第３タイミングまで前記検出信号を積分した第６積分値であって、前記基準値に対する前記検出信号の変化量をそれぞれ積分した積分値である前記第５積分値及び前記第６積分値を算出する積分値算出部と、
   前記繰り返し波形の１サイクル分の期間において前記積分値算出部が算出した前記第５積分値と前記第６積分値との比に基づいて、前記特定の被検出部が前記検出位置を通過したか否か判定する判定部と
   を有する回転位置検出装置。
4. 前記積分値算出部は、前記検出信号の各時点の信号値を表したデータからなる時系列データに基づいて、積分開始時点又は積分終了時点の前記信号値と各時点の前記信号値との差の絶対値を算出し、前記絶対値を積分開始時点から積分終了時点まで積算した和として前記積分値を算出する、
   請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の回転位置検出装置。
5. 前記検出信号は、前記特定の被検出部が前記検出位置を通過する場合、前記検出信号の波形が上側及び下側の一方のピークに達する第１タイミングの時間間隔が不均等になるとともに、前記検出信号の波形が上側及び下側の他方のピークに達する第２タイミングの時間間隔がほぼ均等に保たれる信号であり、
   前記タイミング検出部は、前記回転体の回転角を表す情報として前記第２タイミングを検出する、
   請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の回転位置検出装置。
6. 回転体の回転を検出するセンサにおいて生成された検出信号に基づいて、前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出方法であって、
   前記回転体は、回転軸の周りに環状に配置された複数の被検出部を備えており、
   前記検出信号は、１つの前記被検出部が所定の検出位置を通過する度にパルス状の変化を繰り返す繰り返し波形を持った信号であり、
   前記回転体における前記被検出部の配列は、全ての前記被検出部が等間隔に並んだ配列において、一部の特定の前記被検出部を前後２つの前記被検出部の中央位置からずらした配列となっており、
   前記検出信号の波形が上側及び下側の一方のピークに達する第１タイミング、前記検出信号の波形が上側及び下側の他方のピークに達する第２タイミング、前記検出信号の波形が下降して基準値を横切る第３タイミング、及び、前記検出信号の波形が上昇して前記基準値を横切る第４タイミングの少なくとも１つを検出するタイミング検出工程と、
   前記タイミング検出工程により同一のタイミングを連続して２回検出する間の前記検出信号の積分値、又は、前記繰り返し波形の１サイクル分の期間において前記タイミング検出工程により異なる２つのタイミングを検出する間の前記検出信号の積分値であって、積分開始時点又は積分終了時点を基準とする前記検出信号の変化量を積分した積分値を算出する積分値算出工程と、
   前記繰り返し波形の連続した２サイクルにおいて前記積分値算出工程により算出した２つの前記積分値の比に基づいて、前記特定の被検出部が前記検出位置を通過したか否か判定する判定工程と
   を有する回転位置検出方法。
7. 請求項６に記載の回転位置検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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