特許 6312077 回転角検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6312077

(24)【登録日】2018年3月30日

(45)【発行日】2018年4月18日

(54)【発明の名称】回転角検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/165 20060101AFI20180409BHJP

   H01C 10/32 20060101ALI20180409BHJP

   H01C 13/00 20060101ALI20180409BHJP

   G01D 5/12 20060101ALI20180409BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/165 B

   H01C10/32 A

   H01C13/00 V

   G01D5/12 N

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-1474(P2014-1474)

(22)【出願日】2014年1月8日

(65)【公開番号】特開2015-129686(P2015-129686A)

(43)【公開日】2015年7月16日

【審査請求日】2016年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプス電気株式会社

(72)【発明者】

【氏名】安宅 竜二

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 譲

(72)【発明者】

【氏名】尼子 定幸

【審査官】 吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】 実開平３−９９３０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平５−５５０２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平３−２１００４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−２４３３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９４００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６２５３６３０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００２−２６７４３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

Ｈ０１Ｃ ８／００−１０／５０、

１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が第１の導電パターンを介して電源に接続され、他端が第２の導電パターンを介して接地される抵抗体と、前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとの間に設けた不感帯と、前記抵抗体の表面を摺接する２つの摺動子と、を有する回転型のポテンショメータと、
前記２つの摺動子が前記抵抗体の表面を摺接することに伴って発生する電圧を検出する制御部と、を備えた回転角検出装置であって、
一端が前記２つの摺動子のそれぞれに接続される２つの抵抗素子と、
前記制御部の制御に従って、前記２つの抵抗素子の他端と電源との接続状態を切換える切換え手段とを更に備え、
前記制御部は、前記２つの抵抗素子が電源と接続されていない状態であって、且つ、前記２つの摺動子から共に中間電圧が出力された場合に、前記切換え手段を制御し、前記２つの抵抗素子を電源に接続した状態で前記２つの摺動子から出力される電圧から前記２つの摺動子のうちの一方の摺動子が前記不感帯の上に位置すると判断して、他方の摺動子から出力される電圧から回転角を検出することを特徴とする回転角検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポテンショメータを用いた回転角検出装置に関し、特に、誤検出を防止することができる回転角検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、抵抗体と、摺動位置が異なる２つの摺動子を有するポテンショメータを回転角センサに用いて、２つの摺動子から出力される電位の変化から回転軸の回転角を検出する回転角検出装置が知られている。

【0003】

ポテンショメータを回転角センサとして用いた場合、抵抗体の両端部付近に不感帯が形成され、一方の摺動子が抵抗体と不感帯との境界部分に位置している場合に、その摺動子が抵抗器に微接触して他方の摺動子と同様に出力電位が最大電位と最小電位との間の中間電位を出力することで誤検出する可能性がある。

【0004】

特許文献１（従来例１）に記載の操舵角検出装置（回転角検出装置）９００では、図６に示すように、軸部材９０１と、支持部材９０２と、抵抗器９０３と、抵抗器９０３に設けられた第１及び第２集電部材９０３ｂ，９０３ｂと、操舵角演算手段９０４と、操舵角補正値演算手段９０５とを備えている。

【0005】

操舵角演算手段９０４と操舵角補正値演算手段９０５と、は第１集電部材９０３ａ及び第２集電部材９０３ｂの、前回サンプリング時の検出信号と、今回サンプリング時の検出信号から角度の検出及び補正を行う技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６３−１８６１０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述した従来例では、前回の検出信号と、今回の検出信号から角度の検出及び補正を行うため、集電部（摺動子）が微接触した状態に留まって、中間電位を出力し続けた場合には、角度を誤検出する虞があるという課題があった。

【0008】

本発明は、上述した課題を解決するもので、摺動子が微接触した状態に留まったとしても誤検出を防ぐことができる回転角検出装置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】

【0009】

この課題を解決するために、本発明の回転角検出装置は、一端が第１の導電パターンを介して電源に接続され、他端が第２の導電パターンを介して接地される抵抗体と、前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとの間に設けた不感帯と、前記抵抗体の表面を摺接する２つの摺動子と、を有する回転型のポテンショメータと、前記２つの摺動子が前記抵抗体の表面を摺接することに伴って発生する電圧を検出する制御部と、を備え、一端が前記２つの摺動子のそれぞれに接続される２つの抵抗素子と、前記制御部の制御に従って、前記２つの抵抗素子の他端と電源との接続状態を切換える切換え手段とを更に備え、前記制御部は、前記２つの抵抗素子が電源と接続されていない状態であって、且つ、前記２つの摺動子から共に中間電圧が出力された場合に、前記切換え手段を制御し、前記２つの抵抗素子を電源に接続した状態で前記２つの摺動子から出力される電圧から前記２つの摺動子のうちの一方の摺動子が前記不感帯の上に位置すると判断して、他方の摺動子から出力される電圧から回転角を検出することを特徴とする。

【0010】

これによれば、２つの抵抗素子を電源に接続されていない状態と接続されている状態とに切換えることができるので、２つの摺動子と電源との間に接続されている抵抗の合成抵抗値を変化させることができる。このため、一方の摺動子が微接触した状態で生じる接触抵抗の値よりも、抵抗素子が接続されることで構成される合成抵抗の値を小さくすることができるので一方の摺動子の出力は大きく変化し、出力電圧は高くなる。他方の摺動子は抵抗体上に摺接しているので、出力電圧は、抵抗素子が接続された場合でも変化が小さい。この変化から、他方の摺動子が抵抗体上に存在すると判断できるので、正しい操作位置を検出することが可能となる。従って一方の摺動子が微接触した状態に留まった状態でも誤検出を防ぐことができる回転角検出装置を提供することができる。
また、２つの摺動子から出力される電圧が中間電位となった場合にだけ切換え手段を制御し、２つの抵抗素子が電源に接続された状態で２つの摺動子から出力される電圧から回転角を検出する。このため、切換え手段を制御する回数が少なくてすむので効率よく回転角を検出することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、摺動子が抵抗体に微接触した状態に留まった状態でも誤検出を防ぐことができる回転角検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る回転角検出装置の構成を示す図である。

【図2】回転角検出装置に用いるポテンショメータの動きを説明する図である。

【図3】本実施形態の回転角検出装置の動作を説明する図である。

【図4】本実施形態の回転角検出装置の動作を説明する図である。

【図5】本実施形態の回転角検出装置の動作を説明する図である。

【図6】従来技術の操舵角検出装置（回転角検出装置）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１実施形態］
以下に第１実施形態における回転角検出装置１００について説明する。

【0016】

まず始めに本実施形態における回転角検出装置１００の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は本実施形態に係る回転角検出装置１００の構成を示す図で、図１（ａ）は回転角検出装置１００の構成を示すブロック図であり、図１（ｂ）は回転角検出装置１００の回路図である。図２は回転角検出装置１００に用いるポテンショメータ１の動きを説明する図で、図２（ａ）は抵抗体１ａと２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）の位置及び動きを説明する図で、図２（ｂ）は２つの摺動子の位置と出力電圧との関係を示す図である。

【0017】

回転角検出装置１００は図１（ａ）に示すように、回転型のポテンショメータ１と、制御部２と、２つの抵抗素子３と、切換え手段４と、を備えている。また、回転角検出装置１００は、その他に、図２（ｂ）に示すように、第１のプルアップ抵抗Ｒ５と、第２のプルアップ抵抗Ｒ６とを有している。

【0018】

ポテンショメータ１は図１（ｂ）に示すように、抵抗体１ａと、第１の摺動子１ｂと第２の摺動子１ｃの２つの摺動子と、を有している。抵抗体１ａの一端は電源に接続されており、他端は電源の基準電位に接続されて接地されている。本実施形態では、抵抗体１ａの全抵抗値を１０キロオーム、（以下、ｋΩと記す）とし、基準電位を０ボルト（以下、Ｖで記す）、電源の電圧を５（Ｖ）として説明する。２つの摺動子は抵抗体１ａの表面を摺接し、摺動子の摺接位置に対応した０〜５（Ｖ）の間の電圧がそれぞれの摺動子に発生することになる。第１の摺動子１ｂと第２の摺動子１ｃの２つの摺動子は、それぞれ制御部２に接続されている。

【0019】

ポテンショメータ１の抵抗体１ａは、図２（ａ）に示すように、ポテンショメータ１の回転軸Ｃを中心とする円周のうち内角θ１に対応する弧の部分に形成されている。抵抗体１ａは一端が第１の導電パターン１ｄを介して電源に接続され、他端は第２の導電パターン１ｅを介して接地されている。

【0020】

第１の導電パターン１ｄは図２（ａ）に示すように、ポテンショメータ１の回転軸Ｃを中心とする円周のうち、内角θ２に対応する弧の部分に形成されており、図２（ａ）に示す”Ａ”の部分で抵抗体１ａと接続されている。第２の導電パターン１ｅは図２（ａ）に示すように、ポテンショメータ１の回転軸Ｃを中心とする円周のうち、内角θ４に対応する弧の部分に形成されており、図２（ａ）に示す”Ｂ”の部分で抵抗体１ａと接続されている。

【0021】

第１の摺動子１ｂまたは第２の摺動子１ｃによって、第１の導電パターン１ｄと第２の導電パターン１ｅとが短絡されることがないように、絶縁体によって不感帯１ｆが内角θ３の範囲で形成されている。尚、本実施形態では、内角θ１が概ね１９０°、θ２とθ４とがそれぞれ８０°、θ３が１０°の範囲で形成されているものとする。

【0022】

第１の摺動子１ｂと第２の摺動子１ｃとは、回転軸Ｃを挟んで向かい合う位置となるように配置されており、第１の摺動子１ｂが図２（ａ）に示す抵抗体１ａの上面のＰ１の位置にある場合には、第２の摺動子１ｃは不感帯１ｆの上に位置することとなる。また、第１の摺動子１ｂが図２（ａ）に示す抵抗体１ａのＰ２の位置にある場合には、第２の摺動子１ｃはＰ３に位置することとなる。

【0023】

第１の摺動子１ｂと第２の摺動子１ｃの位置と出力電圧との関係について図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）はポテンショメータ１の回転角と、第１の摺動子１ｂと第２の摺動子１ｃの位置に応じて出力される電圧との関係を示す図である。図２（ｂ）において、実線で示されているのが第１の摺動子１ｂの出力電圧で、破線で示されているのが第２の摺動子１ｃの出力電圧である。

【0024】

第１の摺動子１ｂが、図２（ａ）に示すＰ１の位置にある場合、抵抗体１ａのほぼ中央に位置しているため、出力電圧は電源電圧の半分となる２．５（Ｖ）の電圧が出力される。第１の摺動子１ｂが、抵抗体１ａの存在する内角θ１の範囲にある場合には図２（ｂ）に示すように回転角に応じて回転角に比例した電圧が出力される。全抵抗が１０（ｋΩ）で抵抗体１ａが１９０°の範囲で配置されているため回転角５°で電圧が０・１３（Ｖ）変化することになる。

【0025】

第１の摺動子１ｂが図２（ａ）に示すＰ２の位置にある場合、第２の導電パターン１ｅとの接続点（Ｂ）から約５°だけＰ１側に回転した位置であるため、抵抗体１ａの抵抗比から出力電圧は０．１３（Ｖ）になる。この場合、第２の摺動子１ｃは図２（ａ）に示すＰ３の位置にあるため、同様に出力電圧は４．８７（Ｖ）となる。

【0026】

第１の摺動子１ｂが図２（ａ）に示すＰ３の位置にある場合、第１の導電パターン１ｄとの接続点（Ａ）から約５°だけＰ１側に回転した位置であるため、抵抗体１ａの抵抗比から出力電圧は４．８７（Ｖ）になる。この場合、第２の摺動子１ｃは図２（ａ）に示すＰ２の位置にあるため、同様に出力電圧は０．１３（Ｖ）となる。

【0027】

第１の摺動子１ｂが図２（ｂ）に示すＰ４のように内角θ２の範囲にある場合、電源に接続されている第１の導電パターン１ｄに接しているため、電源電圧の５（Ｖ）がそのまま出力される。また、第１の摺動子１ｂが図２（ｂ）に示すＰ５のように内角θ４の範囲にある場合、基準電位に接続されている第２の導電パターン１ｅに接しているため、０（Ｖ）が出力される。

【0028】

第１の摺動子１ｂが、不感帯１ｆが存在する内角θ３の範囲にある場合、第１の摺動子１ｂは絶縁されている状態となり、出力される電圧は不定となる。本実施形態では図１（ｂ）に示すように第１のプルアップ抵抗Ｒ５を第１の摺動子１ｂと電源との間に接続することで電源電圧にプルアップされるように構成しているため、この範囲では電源電圧が出力される。また、第２の摺動子１ｃも回転角が１８０°ずれた状態で第１の摺動子１ｂと同様に機能するため、出力電圧は、図２（ｂ）に破線で示す電圧が出力されることとなる。尚、第２の摺動子１ｃと電源との間には図１（ｂ）に示すように第２のプルアップ抵抗Ｒ６が接続されている。

【0029】

制御部２は、第１のアナログ電圧入力ポートＡＤ１と、第２のアナログ電圧入力ポートＡＤ２と、第１の出力ポートＰＯ１と、第２の出力ポートＰＯ２と、を有している。図１（ｂ）に示すように、第１のアナログ電圧入力ポートＡＤ１にはポテンショメータ１の第１の摺動子１ｂが接続され、第２のアナログ電圧入力ポートＡＤ２には第２の摺動子１ｃが接続され、第１の出力ポートＰＯ１と第２の出力ポートＰＯ２は切換え手段４と接続されている。

【0030】

制御部２には、２つの摺動子が抵抗体１ａの表面を摺接することに伴ってそれぞれの摺動子に生じる電圧が、第１のアナログ電圧入力ポートＡＤ１と第２のアナログ電圧入力ポートＡＤ２に入力される。制御部２は入力された電圧をアナログ信号からデジタル信号へ変換するアナログ‐デジタル変換し（以下、ＡＤ変換と記す）、その結果を電圧データとして電圧値を検出し、検出した電圧値に基づいて演算を行う。出力ポートＰＯには、制御部２が行った演算の結果に基づいて切換え手段４を制御するための制御信号が出力される。また、制御部２にはタイマ機能やメモリ（図示せず）が備えられ、タイマ機能による制御間隔の管理や、取得した電圧値や電圧値を演算した結果を記憶することなどを行うことができる。

【0031】

２つの抵抗素子３は図１（ａ）に示すように、一端が２つの摺動子のそれぞれに接続されている。２つの抵抗素子３を区別する場合には図１（ｂ）に示すように、第１の摺動子１ｂに接続されている抵抗素子３をＲ１、第２の摺動子１ｃに接続されている抵抗素子３をＲ２と記述する。２つの抵抗素子３の他端は切換え手段４に接続されている。尚、本実施形態では、２つの抵抗素子３の抵抗値は１００（ｋΩ）として説明する。

【0032】

切換え手段４は図１（ａ）に示すように、電源と、制御部２と、２つの抵抗素子３の他端と、に接続されている。切換え手段４は図１（ｂ）に示すように、第１のトランジスタＴｒ１と第２のトランジスタＴｒ２の２つのトランジスタと、ベース抵抗Ｒ３と、ベース抵抗Ｒ４と、によって構成されている。２つのトランジスタ（Ｔｒ１，Ｔｒ２）は、それぞれベースとエミッタとコレクタとの３つの端子を有しており、２つのトランジスタ（Ｔｒ１，Ｔｒ２）のエミッタは電源に接続されている。第１のトランジスタＴｒ１のコレクタは２つの抵抗素子３のＲ１の他端と接続され、第２のトランジスタＴｒ２のコレクタは２つの抵抗素子３のＲ２の他端と接続されている。第１のトランジスタＴｒ１のベースはベース抵抗Ｒ３を介して制御部２の第１の出力ポートＰＯ１と接続されており、第２のトランジスタＴｒ２のベースはベース抵抗Ｒ４を介して制御部２の第２の出力ポートＰＯ２と接続されている。第１の出力ポートＰＯ１及び第２の出力ポートＰＯ２からの出力によって、２つのトランジスタ（Ｔｒ１，Ｔｒ２）のそれぞれのベースに流れる電流がオンまたはオフすることで、それぞれのトランジスタのエミッタとコレクタの間のオンまたはオフが切換えられる。このため、制御部２の制御に従って、２つの抵抗素子３の他端と電源との接続状態を切換えられる。

【0033】

第１のプルアップ抵抗Ｒ５は、一端が第１の摺動子１ｂに接続され、他端が電源に接続されており、第１の摺動子１ｂがポテンショメータ１の不感帯１ｆの範囲にあるときに出力電圧が不定とならないように、第１の摺動子１ｂをプルアップしている。また、第２のプルアップ抵抗Ｒ６は、一端が第２の摺動子１ｃに接続され、他端が電源に接続されており、第２の摺動子１ｃがポテンショメータ１の不感帯１ｆの範囲にあるときに出力電圧が不定とならないように、第２の摺動子１ｃをプルアップしている。

【0034】

第１のプルアップ抵抗Ｒ５及び第２のプルアップ抵抗Ｒ６の値は、ポテンショメータ１の回転角度に対する出力電圧に対する影響が許容できる程度に小さくなるように選択される。本実施形態では、第１のプルアップ抵抗Ｒ５及び第２のプルアップ抵抗Ｒ６の値は１メガオーム（以下、ＭΩと記す）とする。

【0035】

次に、回転角検出装置１００の動作について、図２から図５を用いて説明する。図３は回転角検出装置１００の動作を説明する図で、切換え手段４がオフ状態の動作を説明する図である。図３（ａ）は、制御部２の第１の出力ポートＰＯ１と第２の出力ポートＰＯ２の出力状態を示した回路図であり、図３（ｂ）は、切換え手段４がオフ状態で第２の摺動子１ｃが微接触している状態の等価回路図である。図４は回転角検出装置１００の動作を説明する図で、切換え手段４がオン状態の動作を説明する図である。図４（ａ）は、制御部２の第１の出力ポートＰＯ１と第２の出力ポートＰＯ２の出力状態を示した回路図であり、図４（ｂ）は、切換え手段４がオン状態で第２の摺動子１ｃが微接触している状態の等価回路図である。図５は回転角検出装置１００の動作を説明する図で、２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）に抵抗素子３が接続された場合の摺動子に接続された場合の等価回路図である。図５（ａ）は第１の摺動子１ｂがＰ６に位置する場合を示す等価回路図であり、図５（ｂ）は第２の摺動子１ｃがＰ７にある場合を示す等価回路図である。

【0036】

初期状態では図３（ａ）に示すように、制御部２は切換え手段４をオフ状態とするため、出力ポートＰＯに電源電圧と同じ５（Ｖ）の電圧を出力している。この状態の出力を”Ｈ”レベルと表す。また、第１の出力ポートＰＯ１または第２の出力ポートＰＯ２に０（Ｖ）が出力される場合には”Ｌ”レベルと表す。制御部２の第１の出力ポートＰＯ１と第２の出力ポートＰＯ２から”Ｈ”レベルが出力されているため、切換え手段４はオフ状態となる。このため図３（ｂ）に示すように、第１の抵抗素子Ｒ１と第２の抵抗素子Ｒ２は電源に接続されていない状態となっている。

【0037】

制御部２は、第１の摺動子１ｂの出力電圧と、第２の摺動子１ｃの出力電圧をそれぞれ検出する。

【0038】

第１の摺動子１ｂから出力された電圧値が０．１３（Ｖ）以上で２．５（Ｖ）未満の範囲であり、第２の摺動子１ｃの出力が４．８７（Ｖ）以上の場合に、制御部２は第１の摺動子１ｂの出力電圧値から、回転角を演算する。この場合、第１の摺動子１ｂは図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すＰ２とＰ１の間に位置していることになる。

【0039】

また、第１の摺動子１ｂから出力された電圧値が２．５（Ｖ）より大きく４．８７（Ｖ）以下の範囲であり、第２の摺動子１ｃの出力が０．１３（Ｖ）未満の場合も、制御部２は第１の摺動子１ｂの出力電圧値から、回転角を演算する。この場合、第１の摺動子１ｂは図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すＰ１とＰ３の間に位置していることになる。

【0040】

同様に、第２の摺動子１ｃから出力された電圧値が０．１３（Ｖ）以上で２．５（Ｖ）未満の範囲であり、第１の摺動子１ｂの出力が４．８７（Ｖ）以上の場合に、制御部２は第２の摺動子１ｃの出力電圧値から、回転角を演算する。この場合、第２の摺動子１ｃは図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すＰ２とＰ１の間に位置していることになる。

【0041】

また、第２の摺動子１ｃから出力された電圧値が２．５（Ｖ）より大きく４．８７（Ｖ）以下の範囲であり、第１の摺動子１ｂの出力が０．１３（Ｖ）未満の場合も、制御部２は第２の摺動子１ｃの出力電圧値から、回転角を演算する。この場合、第２の摺動子１ｃは図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すＰ１とＰ３の間に位置していることになる。

【0042】

第１の摺動子１ｂが図２（ａ）に示すＰ１からＰ３の方向へ５°回転したＰ６の位置となった場合、第２の摺動子１ｃがＰ７の位置となって、不感帯１ｆと第２の導電パターン１ｅの間に位置することとなる。Ｐ７で示す位置で第２の摺動子１ｃが第２の導電パターン１ｅに微接触した場合、図３（ｂ）の等価回路に示すように微接触で生じる接触抵抗Ｒｓが第２の摺動子１ｃと基準電位との間に接続されたのと等価となる。

【0043】

微接触による接触抵抗Ｒｓが１（ＭΩ）の場合には、電源電圧が第２のプルアップ抵抗Ｒ６と接触抵抗Ｒｓとで分圧されて、第２の摺動子１ｃの出力には２．５（Ｖ）が出力される。このとき、第１の摺動子１ｂの出力には、２．６３（Ｖ）の電圧が出力されている。

【0044】

このように、切換え手段４がオフ状態で、２つの抵抗素子３が電源と接続されていない状態で第１の摺動子１ｂと第２の摺動子１ｃの２つの摺動子から共に２．５（Ｖ）程度の中間電圧が出力された場合に、制御部２は切換え手段４をオン状態となるように制御する。図４（ａ）に示すように、制御部２が第１の出力ポートＰＯ１と第２の出力ポートＰＯ２に”Ｌ”レベルを出力し、切換え手段４をオン状態とすることで図４（ｂ）の等価回路に示すように２つの抵抗素子３は電源に接続された状態となる。

【0045】

図３（ｂ）の状態で第１の摺動子１ｂに出力される電圧が２．６３（Ｖ）であった場合に、図４（ｂ）に示すように２つの抵抗素子３が接続された状態では、図５（ａ）に示すように抵抗が接続されているのと等価になる。従って、第１の摺動子１ｂに出力される電圧は２．６９（Ｖ）となり０．０６（Ｖ）しか変化しない。

【0046】

図３（ｂ）の状態で第２の摺動子１ｃに出力される電圧が２．５（Ｖ）であった場合に、図４（ｂ）に示すように２つの抵抗素子３が接続された状態では、図５（ｂ）に示すように抵抗が接続されているのと等価になる。従って、第２の摺動子１ｃに出力される電圧は４．５８（Ｖ）となり、２（Ｖ）以上変化する。

【0047】

このため、第２の摺動子１ｃが不感帯１ｆと第２の導電パターン１ｅとの間に位置し、第２の導電パターン１ｅと微接触していることが判断できる。従って、２つの摺動子から出力される電圧から、制御部２は切換え手段４がオフ状態で第１の摺動子１ｂから出力された電圧値を用いて回転角を演算することで誤検出することなく回転角を検出することができる。また、検出する角度の誤差が許容される場合は、切換え手段４がオン状態で第１の摺動子１ｂから出力された電圧値を用いて回転角を演算することもできる。以上のように、２つの抵抗素子３が電源に接続された状態での２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）から出力される電圧によって回転角を検出することができる。

【0048】

第１の摺動子１ｂが図２（ａ）に示すＰ７の位置となり、第２の摺動子１ｃがＰ６の位置で第２の導電パターン１ｅと微接触した場合も同様の手順で回転角を検出することができる。

【0049】

尚、以上の説明で示した摺動子の出力電圧の値は概算値であり、実際にはポテンショメータ１や抵抗素子３の値が持つ誤差などによって多少の変動がある。

【0050】

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

【0051】

本実施形態の回転角検出装置１００では、一端が電源に接続され他端が接地される抵抗体１ａと、抵抗体１ａの表面を摺接する２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）を有する回転型のポテンショメータ１と、２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）が抵抗体１ａの表面を摺接することに伴って発生する電圧を検出する制御部２と、一端が２つの摺動子のそれぞれに接続される２つの抵抗素子３と、制御部２の制御に従って、２つの抵抗素子３の他端と電源との接続状態を切換える切換え手段４とを備える構成とした。

【0052】

これにより、２つの抵抗素子３を電源に接続されていない状態と接続されている状態とに切換えることができるので、２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）と電源との間に接続されている抵抗の合成抵抗値を変化させることができる。このため、一方の摺動子が微接触した状態で生じる接触抵抗Ｒｓの値よりも、抵抗素子３が接続されることで構成される合成抵抗の値を小さくすることができるので一方の摺動子の出力は大きく変化し、出力電圧は高くなる。他方の摺動子は抵抗体１ａの上に摺接しているので、出力電圧は、抵抗素子３が接続された場合でも変化が小さい。この変化から、他方の摺動子が抵抗体１ａの上に存在すると判断できるので、正しい操作位置を検出することが可能となる。従って一方の摺動子が微接触した状態に留まった状態でも誤検出を防ぐことができる回転角検出装置を提供することができる。

【0053】

また、本実施形態の回転角検出装置１００では、制御部２は、２つの抵抗素子３が電源と接続されていない状態であって、且つ、２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）から共に中間電圧が出力された場合に、切換え手段４を制御し、２つの抵抗素子３を電源に接続した状態で２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）から出力される電圧から回転角を検出するよう構成した。

【0054】

これにより、２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）から出力される電圧が中間電位となった場合にだけ切換え手段４を制御し、２つの抵抗素子３が電源に接続された状態で２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）から出力される電圧から回転角を検出する。このため、切換え手段４を制御する回数が少なくてすむので効率よく回転角を検出することができる。

【0055】

以上のように、本発明の実施形態に係る回転角検出装置１００を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

【0056】

（１）本実施形態において、第１のプルアップ抵抗Ｒ５及び第２のプルアップ抵抗Ｒ６が、２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）と電源との間にそれぞれ接続されている例を示して説明を行ったが、第１のプルアップ抵抗Ｒ５及び第２のプルアップ抵抗Ｒ６を省略しても良い。この場合でも、２つの摺動子（１ｂ，１ｃ）から共に中間電位が出力された場合に、制御部２が切換え手段４を制御して２つの抵抗素子３の他端を電源に接続した状態とすることで、どちらの摺動子が抵抗体１ａの上に位置しているかを判別することができる。

【0057】

（２）本実施形態において、ポテンショメータ１の全抵抗値、２つの抵抗素子３、第１のプルアップ抵抗Ｒ５及び第２のプルアップ抵抗Ｒ６の値について、具体的な数値を示して説明を行ったが、抵抗値は適宜変更して実施しても良い。

【0058】

（３）本実施形態において、切換え手段４は２つのトランジスタで構成されている例を示して説明を行ったが、ＦＥＴや他のスイッチ素子を用いて構成しても良い。

【0059】

（４）本実施形態において、切換え手段４がオン状態の場合に２つの抵抗素子３が電源に接続される例を示して説明を行ったが、切換え手段４がオン状態の場合に２つの抵抗素子３が基準電位に接続されるように変形して実施しても良い。また第１のプルアップ抵抗Ｒ５及び第２のプルアップ抵抗Ｒ６をプルダウン抵抗に変えて基準電位に接続するように構成しても良い。

【0060】

（５）本実施形態において、切換え手段４と制御部２とが個別に構成されている例を示して説明を行ったが、制御部に切換え手段を内蔵して一体的に構成されていても良い。例えば制御部のアナログ電圧入力ポートにプルアップ抵抗の接続有無を選択できる機能を持つマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等を用いて構成することができる。

【0061】

（６）本実施形態において、中間電位の範囲については具体的な範囲を示さずに代表値として２．５（Ｖ）を用いて説明を行ったが、微接触によって生じる接触抵抗は不安定な上に、温度や湿度などによっても変動する。このため、回転検出装置が適用される機器や条件に合わせて切換え手段を制御する電圧の範囲を適宜決定して実施するようにしても良い。

【符号の説明】

【0062】

１ ポテンショメータ
１ａ 抵抗体
１ｂ 第１の摺動子
１ｃ 第２の摺動子
１ｄ 第１の導電パターン
１ｅ 第２の導電パターン
１ｆ 不感帯
２ 制御部
３ 抵抗素子
４ 切換え手段
１００ 回転角検出装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】