JP2003042753A - Device for detecting angle of rotation - Google Patents
Device for detecting angle of rotationInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角検出装置に
係り、特に、回転体、例えば自動車のステアリングシャ
フトの回転状態を角度検出信号として検出し、その検出
結果に基づいて角度設定信号を発生し、その角度設定信
号を用いて被制御機構を制御する場合、制御部等に動作
異常が発生して誤った角度設定信号が出力される際に、
迅速に異常信号を加えた角度設定信号の出力を行い、被
制御機構が誤制御状態に陥るのを防ぐようにした回転角
検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation angle detecting device, and more particularly to detecting a rotation state of a rotating body such as a steering shaft of an automobile as an angle detection signal and generating an angle setting signal based on the detection result. However, if the controlled mechanism is controlled using the angle setting signal, when an abnormal angle setting signal is output due to a malfunction in the control unit,
The present invention relates to a rotation angle detection device that quickly outputs an angle setting signal to which an abnormal signal is added to prevent a controlled mechanism from falling into an erroneous control state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、回転角検出装置は、回転体の回
転角度を検出し、その検出結果に対応して被制御機構を
制御するもので、少くとも、回転体の回転状態を検出し
て角度検出信号を発生し、その角度検出信号を制御部に
供給する回転角度検出部と、供給された角度検出信号に
所定の演算を行って角度設定信号を発生し、その角度設
定信号をバスラインに出力する制御部と、バスラインを
通して角度設定信号が供給され、供給された角度設定信
号に応答して被制御機構を制御するコントローラーとを
備えている。2. Description of the Related Art Generally, a rotation angle detecting device detects a rotation angle of a rotating body and controls a controlled mechanism according to the detection result, and at least detects a rotating state of the rotating body. A rotation angle detection unit that generates an angle detection signal and supplies the angle detection signal to the control unit, and performs a predetermined calculation on the supplied angle detection signal to generate an angle setting signal, and then outputs the angle setting signal to the bus line. And a controller which is supplied with an angle setting signal through a bus line and controls the controlled mechanism in response to the supplied angle setting signal.
【０００３】そして、この回転角検出装置が自動車のス
テアリングシャフトの回転角度の検出に適用される場合
には、回転角検出装置が自動車に搭載され、回転角度検
出部が自動車のステアリングシャフトに結合される。When this rotation angle detecting device is applied to detect the rotation angle of a steering shaft of an automobile, the rotation angle detecting device is mounted on the automobile and the rotation angle detecting portion is connected to the steering shaft of the automobile. It
【０００４】ところで、自動車に搭載される回転角検出
装置は、回転角度検出部に種々のタイプの回転型センサ
ーを用いているもので、その中の１つとして次のような
回転型センサーが提案されている。By the way, the rotation angle detecting device mounted on an automobile uses various types of rotation type sensors in the rotation angle detecting section, and one of them is the following rotation type sensor. Has been done.
【０００５】図６（ａ）、（ｂ）は、前記提案による回
転型センサーの構成例を示す断面図であって、（ａ）は
その横断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線部分の
断面図である。6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views showing an example of the structure of the rotary sensor proposed above, (a) is a transverse cross-sectional view thereof, and (b) of (a) is shown. It is sectional drawing of the AA line part.
【０００６】図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、回
転型センサーは、筐体７１と、ローター７２と、回転軸
７３と、軸受７４と、ウォームギア７５と、摺動体７６
と、第１磁石７７1 と、第２磁石７７2 と、第１ホール
素子７８1 と、第２ホール素子７８2 と、第３ホール素
子７８3 と、回路基板７９とを有する。この場合、ロー
ター７２は、中央部に自動車のステアリングシャフトが
結合され、外周に多数のギア歯が形成されている。回転
軸７３は、外周にウォームギア７５が填め込まれ、回転
軸７３とウォームギア７５とが一体的に回転する。ま
た、回転軸７３の外周に設けたスクリュウ溝に摺動体７
６の内周に設けたスクリュウ溝とが噛合い、回転軸７３
が回転すると、摺動体７６が回転軸７３の軸方向に摺動
する。ウォームギア７５とローター７２に設けたギア歯
とが噛み合い、ローター７２が回転するとき、ウォーム
ギア７５を通して回転軸７３がローター７２に対して所
定の回転比率で連動回転する。ウォームギア７５は、一
端に円筒状の磁石保持部７５Ａが連結され、磁石保持部
７５Ａの外周に円筒状の第１磁石７７1 が嵌め込まれ
る。摺動体７６は、外周に板状の第２磁石７７2 が装着
される。回路基板７９は、回転軸７３に沿うように配置
され、回路基板７９上に第１ホール素子７８1 、第２ホ
ール素子７８2 、第３ホール素子７８3 が取着される。
この場合、第１ホール素子７８1 と第２ホール素子７８
2 は、第１磁石７７1 の外周に近接した位置で、かつ、
第１磁石７７1 の中心軸に対して略９０°の角度をなす
位置に配置され、第３ホール素子７８3 は、第２磁石７
７2 の外周に近接した位置に配置される。 回転体、す
なわちローター７２の回転時に、第１ホール素子７８1
及び第２ホール素子７８2 から一定最大振幅、同一周期
で、１／４波長分の位相差を持った正弦波状の第１角度
検出信号及び第２角度検出信号が出力され、同時に、第
３ホール素子７８3 からローター部の全回転範囲を１周
期とし、直線状に増加する第３角度検出信号が出力され
るものである。As shown in FIGS. 6A and 6B, the rotary sensor includes a housing 71, a rotor 72, a rotary shaft 73, a bearing 74, a worm gear 75, and a sliding body 76.
A first magnet 77 1 , a second magnet 77 2 , a first hall element 78 1 , a second hall element 78 2 , a third hall element 78 3, and a circuit board 79. In this case, the rotor 72 has a steering shaft of an automobile coupled to the center thereof and a large number of gear teeth formed on the outer periphery thereof. A worm gear 75 is fitted on the outer periphery of the rotary shaft 73, and the rotary shaft 73 and the worm gear 75 rotate integrally. In addition, the sliding member 7 is placed in the screw groove provided on the outer periphery of the rotary shaft 73.
6 meshes with the screw groove provided on the inner circumference of the rotary shaft 73.
When is rotated, the sliding body 76 slides in the axial direction of the rotating shaft 73. When the worm gear 75 meshes with the gear teeth provided on the rotor 72 and the rotor 72 rotates, the rotary shaft 73 rotates in conjunction with the rotor 72 at a predetermined rotation ratio through the worm gear 75. The worm gear 75 has a cylindrical magnet holding portion 75A connected to one end thereof, and the cylindrical first magnet 77 1 is fitted around the magnet holding portion 75A. A plate-shaped second magnet 77 2 is attached to the outer periphery of the sliding body 76. The circuit board 79 is arranged along the rotary shaft 73, and the first hall element 78 1 , the second hall element 78 2 , and the third hall element 78 3 are attached onto the circuit board 79.
In this case, the first Hall element 78 1 and the second Hall element 78 1
2 is a position close to the outer circumference of the first magnet 77 1 , and
The third Hall element 78 3 is arranged at a position forming an angle of approximately 90 ° with respect to the central axis of the first magnet 77 1 , and the third Hall element 78 3 is
It is arranged at a position close to the outer circumference of 7 2 . When the rotating body, that is, the rotor 72 rotates, the first hall element 78 1
And the second hall element 78 2 outputs a first angle detection signal and a second angle detection signal of a sine wave shape having a constant maximum amplitude, the same period, and a phase difference of ¼ wavelength, and at the same time, the third hall element The third rotation angle detection signal, which increases linearly, is output from the element 78 3 with the entire rotation range of the rotor section as one cycle.
【０００７】回転型センサーから出力された第１角度検
出信号、第２角度検出信号及び第３角度検出信号は、制
御部に供給される。このとき、制御部は、供給された第
３角度検出信号に基づきステアリングホイール（ステア
リングシャフト）のニュートラル位置を基準とした粗回
転角度及び回転方向を検出し、供給された第１角度検出
信号及び第２角度検出信号に基づきステアリングホイー
ルのニュートラル位置を基準とした微回転角度を検出し
ている。そして、制御部は、ステアリングホイールのニ
ュートラル位置を基準とした回転角度及び回転方向の検
出結果に基づいて角度設定信号を形成し、形成した角度
設定信号をバスラインを通してコントローラに供給す
る。コントローラは、供給された角度設定信号に基づい
て、被制御機構である自動車のサスペンション制御やト
ラクションコントロール制御を極め細かに実行する。The first angle detection signal, the second angle detection signal and the third angle detection signal output from the rotary sensor are supplied to the control unit. At this time, the control unit detects the rough rotation angle and the rotation direction with reference to the neutral position of the steering wheel (steering shaft) based on the supplied third angle detection signal, and supplies the supplied first angle detection signal and the first rotation angle detection signal. Based on the two-angle detection signal, a slight rotation angle based on the neutral position of the steering wheel is detected. Then, the control unit forms an angle setting signal based on the detection result of the rotation angle and the rotation direction with reference to the neutral position of the steering wheel, and supplies the formed angle setting signal to the controller through the bus line. Based on the supplied angle setting signal, the controller executes suspension control and traction control control of an automobile, which is a controlled mechanism, in a finely detailed manner.
【０００８】ここで、図４は、前記提案による回転型セ
ンサーを用いた回転角検出装置において、回転型センサ
ーから出力されるステアリングホイールの回転角度と、
第１乃至第３角度検出信号の各検出信号電圧値との関係
を示す特性図である。Here, FIG. 4 shows the rotation angle of the steering wheel output from the rotation type sensor in the rotation angle detecting device using the rotation type sensor proposed above.
It is a characteristic view which shows the relationship with each detection signal voltage value of the 1st thru | or 3rd angle detection signal.
【０００９】図４において、５１は第１角度検出信号、
５２は第２角度検出信号、５３は第３角度検出信号であ
り、ステアリングホイールの全回転角度（ニュートラル
位置に対して±７２０°）における第１乃至第３角度検
出信号５１、５２、５３の検出信号電圧値の変化状態を
示す。In FIG. 4, 51 is a first angle detection signal,
Reference numeral 52 is a second angle detection signal, 53 is a third angle detection signal, and detection of the first to third angle detection signals 51, 52, 53 at all rotation angles of the steering wheel (± 720 ° with respect to the neutral position) The change state of the signal voltage value is shown.
【００１０】この場合、第１角度検出信号５１と第２角
度検出信号５２は同一最大振幅、同一周期で、１／４波
長位相が異なる正弦波状の信号であり、ともに最大値の
電圧値は４．５Ｖ、最小値の電圧値は０．５Ｖである。
そして、第１角度検出信号５１は、ニュートラル位置０
°に対して−２２．５°及び＋６７．５°の回転角度の
とき、−２２．５°から順次−９０°を減算した回転角
度のとき、及び、＋６７．５°に順次＋９０°を加算し
た回転角度のときにそれぞれ最小値（電圧値０．５Ｖ）
になり、第２角度検出信号５２は、ニュートラル位置０
°の回転角度のとき、０°から順次−９０°を減算した
回転角度のとき、及び、０°に順次＋９０°を加算した
回転角度のときにそれぞれ最小値（電圧値０．５Ｖ）に
なる。また、第３角度検出信号５３は、回転角度が−７
２０°から＋７２０°に至るまで直線状に増大するもの
で、−７２０°の回転角度のとき最小値（電圧値０．５
Ｖ）に、＋７２０°の回転角度が回転角度のとき最大値
（電圧値４．５Ｖ）になる。In this case, the first angle detection signal 51 and the second angle detection signal 52 are sinusoidal signals having the same maximum amplitude, the same period, and different 1/4 wavelength phases, and both have a maximum voltage value of 4 The minimum voltage value is 0.5 V.
Then, the first angle detection signal 51 has the neutral position 0.
When the rotation angle is −22.5 ° and + 67.5 ° with respect to °, the rotation angle is obtained by sequentially subtracting −90 ° from −22.5 °, and + 90 ° is sequentially added to + 67.5 °. The minimum value (voltage value 0.5V) for each rotation angle
Then, the second angle detection signal 52 becomes the neutral position 0.
The minimum value (voltage value: 0.5V) is obtained at a rotation angle of 0 °, a rotation angle obtained by sequentially subtracting −90 ° from 0 °, and a rotation angle obtained by sequentially adding + 90 ° to 0 °. . Further, the third angle detection signal 53 has a rotation angle of −7.
It increases linearly from 20 ° to + 720 °, and at a rotation angle of −720 ° the minimum value (voltage value 0.5
V), the maximum value (voltage value 4.5V) is obtained when the rotation angle of + 720 ° is the rotation angle.
【００１１】次に、図５は、図４に図示の特性図におい
て、回転角度−９０°から＋９０°の範囲を拡大して示
した特性図である。Next, FIG. 5 is an enlarged characteristic diagram showing the range of the rotation angle from -90 ° to + 90 ° in the characteristic diagram shown in FIG.
【００１２】図５において、５１Ｕは第１角度検出信号
５１の略直線状の立上り（傾斜）部、５１Ｄは第１角度
検出信号５１の略直線状の立下り（傾斜）部、５２Ｕは
第２角度検出信号５２の略直線状の立上り（傾斜）部、
５２Ｄは第２角度検出信号５２の略直線状の立下り（傾
斜）部であり、その他、図４に図示された要素と同じ要
素については同じ符号をつけている。In FIG. 5, 51U is a substantially linear rising (slope) portion of the first angle detection signal 51, 51D is a substantially linear falling (slope) portion of the first angle detection signal 51, and 52U is a second. A substantially linear rising (slope) portion of the angle detection signal 52,
Reference numeral 52D denotes a substantially linear falling (inclination) portion of the second angle detection signal 52, and other elements that are the same as those shown in FIG. 4 are given the same reference numerals.
【００１３】ここで、図４及び図５に図示された特性図
を用い、制御部で実行されるステアリングホィールの回
転方向及び回転角度の検出形態について述べる。Here, the manner of detecting the rotation direction and the rotation angle of the steering wheel executed by the control unit will be described with reference to the characteristic diagrams shown in FIGS. 4 and 5.
【００１４】始めに、制御部は、ステアリングホィール
のニュートラル位置（回転角度０°）からの回転方向を
検出する場合に、供給された第３検出信号５３の電圧値
によって検出する。すなわち、第３検出信号５３の電圧
値が２．５Ｖを超えていれば、ステアリングホィールの
回転方向が一方方向（正の回転角度方向）であることを
検出し、第３検出信号５３の電圧が２．５Ｖに満たなけ
れば、ステアリングホィールの回転方向が他方方向（負
の回転角度方向）であることを検出する。First, when detecting the rotation direction of the steering wheel from the neutral position (rotation angle 0 °), the control section detects the voltage value of the supplied third detection signal 53. That is, if the voltage value of the third detection signal 53 exceeds 2.5V, it is detected that the rotation direction of the steering wheel is one direction (positive rotation angle direction), and the voltage of the third detection signal 53 is If it is less than 2.5V, it is detected that the steering wheel is rotating in the other direction (negative rotation angle direction).
【００１５】次に、制御部は、図６に示されるように、
ステアリングホィールの全回転角度、例えば、１４４０
°（±７２０°）を、第１角度検出信号５１及び第２角
度検出信号５２の各１波長に相当する角度（例えば９０
°）区間Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１に分割し、供給された第３
角度検出信号５３の電圧値によって、ステアリングホィ
ールの回転角度がどの角度区間Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１に相
当するかを示す粗回転角度を検出する。例えば、制御部
が、第３角度検出信号５３の電圧値として２．８Ｖを検
出したとすれば、その電圧値に対応する角度区間として
角度区間Ｎを検出する。Next, the control unit, as shown in FIG.
Full rotation angle of steering wheel, eg 1440
The angle (± 720 °) corresponds to one wavelength of each of the first angle detection signal 51 and the second angle detection signal 52 (eg 90 °).
°) Divided into sections N-1, N, N + 1 and supplied third
Based on the voltage value of the angle detection signal 53, the rough rotation angle indicating which angle section N-1, N, N + 1 the rotation angle of the steering wheel corresponds to is detected. For example, if the control unit detects 2.8 V as the voltage value of the third angle detection signal 53, it detects the angle section N as the angle section corresponding to the voltage value.
【００１６】次いで、制御部は、検出した角度区間Ｎに
おいて、供給された第１角度検出信号５１と第２角度検
出信号５２の電圧値が一致したときの第１電圧値Ｖ1 及
び第２電圧値Ｖ2 を求め、求めた第１電圧値Ｖ1 と第２
電圧値Ｖ2 とを用いて、第１電圧値Ｖ1 と第２電圧値Ｖ
2 の範囲外にある一方の角度検出信号と、第１電圧値Ｖ
1 と第２電圧値Ｖ2 の範囲内にある他方の角度検出信号
とを特定する。Next, the control unit controls the first voltage value V 1 and the second voltage value when the voltage values of the supplied first angle detection signal 51 and the supplied second angle detection signal 52 match in the detected angle section N. The value V 2 is obtained, and the obtained first voltage value V 1 and second
By using the voltage value V 2 , the first voltage value V 1 and the second voltage value V 1
One angle detection signal outside the range of 2 and the first voltage value V
1 and the other angle detection signal within the range of the second voltage value V 2 are specified.
【００１７】続いて、制御部は、第１電圧値Ｖ1 と第２
電圧値Ｖ2 との範囲内にある他方の角度検出信号が第１
角度検出信号５１であるかまたは第２角度検出信号５２
であるかを判断する。これと同時に、第１電圧値Ｖ1 と
第２電圧値Ｖ2 の範囲外にある一方の角度検出信号が第
１電圧値Ｖ1 よりも小さいかまたは第２電圧値Ｖ2 より
も大きいかのいずれであるかを判断し、第１電圧値Ｖ1
と第２電圧値Ｖ2 との範囲内にある他方の角度検出信号
が１つの角度区間Ｎを４分割した第１分割角度区間Ｈ
１、第２分割角度区間Ｈ２、第３分割角度区間Ｈ３、第
４分割角度区間Ｈ４の中のいずれの分割角度区間にある
かを判断する。このようにして、他方の角度検出信号が
１つの角度区間Ｎの中のいずれの分割角度区間Ｈ１乃至
Ｈ４にあるかを求めることにより、ステアリングホィー
ルの微回転角度を検出する。Subsequently, the control unit controls the first voltage value V 1 and the second voltage value V 1
The other angle detection signal within the range of the voltage value V 2 is the first
The angle detection signal 51 or the second angle detection signal 52
To determine if. At the same time, whether one of the angle detection signals outside the range of the first voltage value V 1 and the second voltage value V 2 is smaller than the first voltage value V 1 or larger than the second voltage value V 2. It is determined which is the first voltage value V 1
And the other angle detection signal within the range of the second voltage value V 2 is a first division angle section H obtained by dividing one angle section N into four.
It is determined which one of the first, the second divided angle section H2, the third divided angle section H3, and the fourth divided angle section H4. In this way, the fine rotation angle of the steering wheel is detected by determining which of the divided angle sections H1 to H4 in one angle section N the other angle detection signal is in.
【００１８】図５に図示された例において、第１電圧値
Ｖ1 と第２電圧値Ｖ2 との範囲内にある他方の角度検出
信号は、第１角度区間Ｈ１が第１角度検出信号５１の直
線状の立上り（傾斜）部５１Ｕに該当し、第２角度区間
Ｈ２が第２角度検出信号５２の直線状の立上り（傾斜）
部５２Ｕに該当し、第３角度区間Ｈ３が第１角度検出信
号５１の直線状の立下り（傾斜）部５１Ｄに該当し、第
４角度区間Ｈ４が第２角度検出信号５２の直線状の立下
り（傾斜）部５２Ｄに該当する。In the example shown in FIG. 5, the other angle detection signal within the range between the first voltage value V 1 and the second voltage value V 2 is the first angle detection signal 51 in the first angle section H1. Corresponding to the linear rising (inclination) portion 51U of the second angle section H2 and the linear rising (inclination) of the second angle detection signal 52.
The third angle section H3 corresponds to the linear falling (inclination) section 51D of the first angle detection signal 51, and the fourth angle section H4 corresponds to the linear rising edge of the second angle detection signal 52. It corresponds to the descending (inclining) portion 52D.
【００１９】このような動作経緯を経て、制御部は、供
給された第１乃至第３角度検出信号５１乃至５３からス
テアリングホィールの角度を判定し、その判定結果に基
づいて角度設定信号を形成する。Through the above-described operation history, the control unit determines the angle of the steering wheel from the supplied first to third angle detection signals 51 to 53, and forms the angle setting signal based on the determination result. .
【００２０】[0020]
【発明が解決しようとする課題】既知の回転角検出装置
において、例えば、回転型センサー（回転角度検出部）
に前記提案による回転型センサーを用いた場合、回転型
センサーは、回転体（ローター）が回転するのに伴い、
第１角度検出信号５１、第２角度検出信号５２及び第３
角度検出信号５３をそれぞれ出力し、制御部に供給す
る。制御部は、供給された第１乃至第３角度検出信号５
１乃至５３に基づいて回転体の回転方向及び回転角度を
検出するときに、第３角度検出信号５３の振幅（電圧
値）に基づいて回転体の回転方向及び粗回転角度を検出
し、第１及び第２角度検出信号５１、５２の直線状の傾
斜部に基づいて回転体の微回転角度を検出している。こ
のため、制御部は、回転体の回転角度及び回転方向を広
い角度範囲にわたって高精度で検出が可能になり、その
検出結果から同じく高精度の角度設定信号を形成するこ
とができるものである。In a known rotation angle detection device, for example, a rotation type sensor (rotation angle detection unit)
When the rotary sensor according to the above-mentioned proposal is used for the rotary sensor, as the rotary body (rotor) rotates,
The first angle detection signal 51, the second angle detection signal 52, and the third
The angle detection signals 53 are output and supplied to the control unit. The control unit controls the supplied first to third angle detection signals 5
When detecting the rotation direction and the rotation angle of the rotating body based on 1 to 53, the rotation direction and the coarse rotation angle of the rotating body are detected based on the amplitude (voltage value) of the third angle detection signal 53, and Also, the fine rotation angle of the rotating body is detected based on the linear inclined portions of the second angle detection signals 51 and 52. Therefore, the control unit can detect the rotation angle and the rotation direction of the rotating body with high accuracy over a wide angle range, and can similarly generate the angle setting signal with high accuracy from the detection result.
【００２１】しかしながら、前記既知の回転角検出装置
は、過負荷またはその他の何等かの原因によって制御部
の動作または制御部の動作に直接関連する部分の動作が
異常状態に陥ったとき、必然的に制御部における第１角
度検出信号５１、第２角度検出信号５２及び第３角度検
出信号５３を用いた演算が不正確なものになり、その結
果として制御部から出力される角度設定信号も本来のも
のと異なる誤った角度設定信号になる。そして、このよ
うに誤った角度設定信号が制御部から出力され、バスラ
インを通してコントローラに供給された場合、自動車の
サスペンション制御やトラクションコントロール制御を
正常に実行することができなくなり、このような状態が
持続した場合、自動車の制御を適正に行うことが困難に
なる。However, the known rotation angle detecting device is inevitable when the operation of the control unit or the operation of a portion directly related to the operation of the control unit is in an abnormal state due to overload or some other reason. In addition, the calculation using the first angle detection signal 51, the second angle detection signal 52, and the third angle detection signal 53 in the control unit becomes inaccurate, and as a result, the angle setting signal output from the control unit is originally Incorrect angle setting signal different from that of When such an incorrect angle setting signal is output from the control unit and supplied to the controller through the bus line, it becomes impossible to normally execute suspension control or traction control control of the vehicle, and such a state is generated. If it continues, it will be difficult to properly control the vehicle.
【００２２】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、誤った角度設定信号の出
力状態になることを高精度で判定し、異常検出時に異常
信号を加えた角度設定信号の出力することにより、誤っ
た角度設定信号による誤制御の発生を未然に防ぐことを
可能にした回転角検出装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above technical background, and an object thereof is to determine with high accuracy that an output state of an erroneous angle setting signal will occur, and to add an abnormality signal when an abnormality is detected. Another object of the present invention is to provide a rotation angle detection device capable of preventing erroneous control due to an erroneous angle setting signal by outputting the angle setting signal.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係わる回転角検出装置は、回転体の回転状
態に対応した角度検出信号を検出して制御部に供給する
回転角度検出部と、供給された角度検出信号を演算して
角度設定信号を形成し、形成した角度設定信号をコント
ローラーを介して被制御機構に供給する制御部と、許容
最大設定値を記憶している記憶部とを備え、制御部は、
供給された角度検出信号の演算時に、第１処理過程によ
る演算と第２処理過程による演算とを並列的に実行して
第１角度設定信号及び第２角度設定信号を形成し、形成
した第１角度設定信号と第２角度設定信号との差を求
め、求めた差出力値と許容最大設定値とを比較し、差出
力値が許容最大設定値を超えていると判定したとき、角
度設定信号に代えて異常信号を出力する手段を具備す
る。In order to achieve the above object, a rotation angle detection device according to the present invention detects a rotation angle detection signal corresponding to a rotation state of a rotating body and supplies it to a control unit. Section, a control section that calculates an angle setting signal by calculating the supplied angle detection signal, and supplies the formed angle setting signal to the controlled mechanism via a controller, and a memory that stores an allowable maximum setting value. And a control unit,
When the supplied angle detection signal is calculated, the calculation in the first processing step and the calculation in the second processing step are executed in parallel to form the first angle setting signal and the second angle setting signal, and the formed first When the difference between the angle setting signal and the second angle setting signal is obtained, the obtained difference output value and the allowable maximum setting value are compared, and it is determined that the difference output value exceeds the allowable maximum setting value, the angle setting signal Instead of this, a means for outputting an abnormal signal is provided.
【００２４】前記手段によれば、記憶部は、許容最大設
定値を記憶しており、制御部は、回転角度検出部から供
給された角度検出信号に対して、第１処理過程による演
算と第２処理過程による演算とを並列的に実行して第１
角度設定信号及び第２角度設定信号をそれぞれ形成し、
形成した第１角度設定信号と第２角度設定信号との差出
力を求め、求めた差出力と記憶部から読み出した許容最
大設定値とを比較し、求めた差出力が許容最大設定値に
満たないと判定したとき、角度設定信号の出力タイミン
グ時に所定の角度設定信号を形成して出力し、一方、求
めた差出力が許容最大設定値を超えていると判定したと
き、角度設定信号の出力タイミング時に所定の角度設定
信号に加えて異常信号を形成して出力するようにしたの
で、回転角検出装置のユーザーは、異常信号の出力によ
り回転角検出装置の動作の異常を即座に知ることができ
るだけでなく、誤った角度設定信号の供給による被制御
機構の誤制御による危険を回避することができる。According to the above-mentioned means, the storage unit stores the maximum allowable set value, and the control unit performs the calculation and the first operation in the first processing step on the angle detection signal supplied from the rotation angle detection unit. First, by performing parallel operations with two processing steps
Forming an angle setting signal and a second angle setting signal,
The difference output between the formed first angle setting signal and the second angle setting signal is obtained, and the obtained difference output is compared with the maximum allowable setting value read from the storage unit, and the obtained difference output satisfies the maximum allowable setting value. When it is determined that there is no such difference, the predetermined angle setting signal is formed and output at the output timing of the angle setting signal, and when it is determined that the obtained difference output exceeds the maximum allowable setting value, the angle setting signal is output. Since the abnormal signal is generated and output in addition to the predetermined angle setting signal at the timing, the user of the rotation angle detection device can immediately know the abnormality of the operation of the rotation angle detection device by the output of the abnormality signal. In addition, it is possible to avoid the risk of erroneous control of the controlled mechanism due to supply of an incorrect angle setting signal.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】図１は、本発明による回転角検出装置の一
つの実施の形態の要部構成を示すブロック図であり、回
転角検出装置が自動車のステアリングホィールの回転角
度検出を行う場合の例を示すものである。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of one embodiment of a rotation angle detecting device according to the present invention. An example of a case where the rotation angle detecting device detects a rotation angle of a steering wheel of an automobile is shown. It is shown.
【００２７】図１に示されるように、この実施の形態の
回転角検出装置は、回転角度検出部１と、第１角度演算
部８と第２角度演算部９と出力判定部１０とを内蔵した
制御部（ＣＰＵ）２と、記憶部３と、異常信号形成部４
と、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）用バスライ
ン５と、コントローラー６と、被制御機構７とからなっ
ている。As shown in FIG. 1, the rotation angle detection device of this embodiment has a rotation angle detection unit 1, a first angle calculation unit 8, a second angle calculation unit 9, and an output determination unit 10 built therein. Control unit (CPU) 2, storage unit 3, and abnormal signal forming unit 4
A local area network (LAN) bus line 5, a controller 6, and a controlled mechanism 7.
【００２８】回転角度検出部１は、例えば、図６
（ａ）、（ｂ）に示されるような回転型センサーであっ
て、筐体７１と、ローター７２と、回転軸７３と、軸受
７４と、ウォームギア７５と、摺動体７６と、第１磁石
７７1 と、第２磁石７７2 と、第１ホール素子７８
1 と、第２ホール素子７８2 と、第３ホール素子７８3
と、回路基板７９とを有する。この場合、ローター７２
は、中央部に自動車のステアリングシャフトが結合さ
れ、外周に多数のギア歯が形成されている。回転軸７３
は、外周にウォームギア７５が填め込まれ、回転軸７３
とウォームギア７５とが一体的に回転する。また、回転
軸７３の外周に設けたスクリュウ溝に摺動体７６の内周
に設けたスクリュウ溝とが噛合い、回転軸７３が回転す
ると、摺動体７６が回転軸７３の軸方向に摺動する。ウ
ォームギア７５とローター７２に設けたギア歯とが噛み
合い、ローター７２が回転するとき、ウォームギア７５
を通して回転軸７３がローター７２に対して所定の回転
比率で連動回転する。ウォームギア７５は、一端に円筒
状の磁石保持部７５Ａが連結され、磁石保持部７５Ａの
外周に円筒状の第１磁石７７1 が嵌め込まれる。摺動体
７６は、外周に板状の第２磁石７７2 が装着される。回
路基板７９は、回転軸７３に沿うように配置され、回路
基板７９上に第１ホール素子７８1 、第２ホール素子７
８2 、第３ホール素子７８ 3 が取着される。この場合、
第１ホール素子７８1 と第２ホール素子７８2 は、第１
磁石７７1 の外周に近接した位置で、かつ、第１磁石７
７1 の中心軸に対して略９０°の角度をなす位置に配置
され、第３ホール素子７８3 は、第２磁石７７2 の外周
に近接した位置に配置される。The rotation angle detector 1 is shown in FIG.
It is a rotary sensor as shown in (a) and (b).
Housing 71, rotor 72, rotating shaft 73, and bearing
74, worm gear 75, sliding body 76, first magnet
771And the second magnet 772And the first hall element 78
1And the second hall element 782And the third hall element 783
And a circuit board 79. In this case, the rotor 72
Is connected to the steering shaft of the car in the center.
Thus, a large number of gear teeth are formed on the outer circumference. Rotating shaft 73
Is fitted with a worm gear 75 on the outer circumference,
And the worm gear 75 rotate integrally. Also rotation
The screw groove provided on the outer periphery of the shaft 73 and the inner periphery of the sliding body 76
The screw groove provided on the
Then, the sliding body 76 slides in the axial direction of the rotating shaft 73. C
The home gear 75 and the gear teeth provided on the rotor 72
When the rotor 72 rotates, the worm gear 75
Rotation shaft 73 rotates through rotor 72 in a predetermined manner
Rotate in conjunction with the ratio. Worm gear 75 is a cylinder at one end
75A of magnet holding parts are connected,
Cylindrical first magnet 77 on the outer circumference1Is fitted. Sliding body
76 is a plate-shaped second magnet 77 on the outer periphery2Is installed. Times
The path substrate 79 is arranged along the rotating shaft 73, and
The first hall element 78 is provided on the substrate 79.1, Second hall element 7
82, Third hall element 78 3Is attached. in this case,
First Hall element 781And the second hall element 782Is the first
Magnet 771At a position close to the outer periphery of the first magnet 7
71Placed at a position that makes an angle of approximately 90 ° with the central axis of
The third hall element 783Is the second magnet 772Perimeter
It is placed in a position close to.
【００２９】回転角度検出部１は、ステアリングホィー
ルの回転操作によってステアリングシャフトが回転する
と、ステアリングシャフトの回転によって第１磁石７７
1 が周期的に近接することによる磁束変化を第１ホール
素子７８1 及び第２ホール素子７８2 が検知し、同様
に、第２磁石７７2 が周期的に近接することによる磁束
変化を第３ホール素子７８3 が検知し、それらの検知に
基づいて、第１ホール素子７８1 から第１角度検出信号
が、第２ホール素子７８2 から第２角度検出信号が、第
３ホール素子７８3 から第３角度検出信号がそれぞれ出
力され、出力された第１乃至第３角度検出信号は短い周
期で制御部２に供給される。この場合、得られた角度検
出信号は、図４に示されるように、第１角度検出信号５
１、第２角度検出信号５２、第３角度検出信号５３にお
けるステアリングシャフトの回転角度に対応した各振幅
値を有するものである。When the steering shaft is rotated by rotating the steering wheel, the rotation angle detector 1 rotates the steering shaft to rotate the first magnet 77.
The first Hall element 78 1 and the second Hall element 78 2 detect the magnetic flux change caused by the periodical proximity of 1 to each other, and similarly, the magnetic flux change caused by the periodical proximity of the second magnet 77 2 to the third magnetic field 3 The Hall element 78 3 detects, and based on these detections, the first Hall element 78 1 outputs a first angle detection signal, the second Hall element 78 2 outputs a second angle detection signal, and the third Hall element 78 3 outputs a second angle detection signal. The third angle detection signals are output, and the output first to third angle detection signals are supplied to the control unit 2 in a short cycle. In this case, the obtained angle detection signal is the first angle detection signal 5 as shown in FIG.
The first, second, and third angle detection signals 52 and 53 have respective amplitude values corresponding to the rotation angle of the steering shaft.
【００３０】また、記憶部３は、第１角度設定信号と第
２角度設定信号との差出力における可能性のある最大の
出力値、すなわち許容最大設定値を記憶している。異常
信号発生部４は制御部２の制御によって異常信号を発生
する。ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）用バスラ
イン５は自動車の車内に装着されている。被制御機構７
は、この実施の形態において、自動車のサスペンション
機構やオートマチックトランスミッション機構である。The storage unit 3 also stores the maximum possible output value in the differential output between the first angle setting signal and the second angle setting signal, that is, the maximum allowable setting value. The abnormal signal generator 4 generates an abnormal signal under the control of the controller 2. The local area network (LAN) bus line 5 is installed inside the vehicle. Controlled mechanism 7
In this embodiment, is a vehicle suspension mechanism or an automatic transmission mechanism.
【００３１】そして、回転角度検出部１は、出力端が制
御部２の入力端に接続される。制御部２は、記憶部３と
異常信号形成部４に接続されるとともに、出力端がロー
カルエリアネットワーク用バスライン５を通してコント
ローラー６の入力端に接続される。コントローラー６は
制御端が被制御機構７に接続される。また、制御部２に
おいて、第１角度演算部８は、入力端が第２角度演算部
９の入力端に接続され、出力端が出力判定部１０の第１
入力端に接続される。第２角度演算部９は、出力端が出
力判定部１０の第２入力端に接続される。The output terminal of the rotation angle detector 1 is connected to the input terminal of the controller 2. The control unit 2 is connected to the storage unit 3 and the abnormal signal forming unit 4, and the output end thereof is connected to the input end of the controller 6 through the local area network bus line 5. The control end of the controller 6 is connected to the controlled mechanism 7. In the control unit 2, the first angle calculation unit 8 has the input end connected to the input end of the second angle calculation unit 9, and the output end of the first angle calculation unit 8 of the output determination unit 10.
Connected to the input end. The output terminal of the second angle calculation unit 9 is connected to the second input terminal of the output determination unit 10.
【００３２】ここで、前記構成を備えた回転角検出装置
の動作について説明する。The operation of the rotation angle detecting device having the above structure will be described below.
【００３３】操作者の操作によりステアリングホィール
が回転すると、図４に図示されるように、回転角度検出
部１から第１角度検出信号５１及び第２角度検出信号５
２が出力され、制御部２に供給される。これらの第１角
度検出信号５１及び第２角度検出信号５２は、ピーク・
ピーク間振幅が４．０Ｖ、周期がステアリングホィール
の回転角度で９０°のものであって、位相差が１／４波
長、すなわちステアリングホィールの回転角度で２２．
５°のものである。When the steering wheel is rotated by the operation of the operator, as shown in FIG. 4, the first angle detection signal 51 and the second angle detection signal 5 from the rotation angle detector 1 are detected.
2 is output and supplied to the control unit 2. The first angle detection signal 51 and the second angle detection signal 52 have peak and
The peak-to-peak amplitude is 4.0 V, the cycle is 90 ° in the rotation angle of the steering wheel, and the phase difference is 1/4 wavelength, that is, the rotation angle in the steering wheel is 22.
It is 5 °.
【００３４】この実施の形態において、回転角度検出部
１から制御部２に供給される角度検出信号の入力タイミ
ングと、制御部２から出力される角度設定信号の出力タ
イミングは、一例として、制御部２に供給される角度検
出信号が４００マイクロ秒（μｓｅｃ）の短い周期で順
次入力され、一方、制御部２から出力される角度設定信
号が１０ミリ秒（ｍｓｅｃ）の長い周期で順次出力され
るものであって、結果として制御部２は、角度検出信号
が２５回入力される度毎に１回づつ角度設定信号を出力
するように動作する。In this embodiment, the input timing of the angle detection signal supplied from the rotation angle detection unit 1 to the control unit 2 and the output timing of the angle setting signal output from the control unit 2 are, for example, the control unit. 2 is sequentially input in a short cycle of 400 microseconds (μsec), while the angle setting signal output from the control unit 2 is sequentially output in a long cycle of 10 milliseconds (msec). As a result, the control unit 2 operates to output the angle setting signal once every time the angle detection signal is input 25 times.
【００３５】回転角度検出部１から制御部２に角度検出
信号が供給されると、制御部２は、供給された角度検出
信号を第１角度演算部８と第２角度演算部９に同時に入
力させる。第１角度演算部８及び第２角度演算部９は、
後述するように、入力された角度検出信号を異なる処理
態様によって演算し、第１角度演算部８が第１角度設定
信号を形成し、第２角度演算部９が第２角度設定信号を
形成し、形成された第１角度設定信号と第２角度設定信
号を出力判定部１０に供給する。出力判定部１０は、供
給された第１角度設定信号と第２角度設定信号の差出力
を求め、求めた差出力と記憶部３から読み出した許容最
大設定値とを比較する。When the angle detection signal is supplied from the rotation angle detector 1 to the controller 2, the controller 2 inputs the supplied angle detection signal to the first angle calculator 8 and the second angle calculator 9 at the same time. Let The first angle calculation unit 8 and the second angle calculation unit 9 are
As will be described later, the input angle detection signal is calculated by different processing modes, the first angle calculation unit 8 forms the first angle setting signal, and the second angle calculation unit 9 forms the second angle setting signal. The first angle setting signal and the second angle setting signal thus formed are supplied to the output determination unit 10. The output determination unit 10 obtains the difference output between the supplied first angle setting signal and the supplied second angle setting signal, and compares the obtained difference output with the maximum allowable setting value read from the storage unit 3.
【００３６】このとき、出力判定部１０は、求めた差出
力が許容最大設定値に満たないとの判断をした場合、制
御部２の動作及び制御部２に関連する部分の動作が正常
であるとの判断になる。このような判断が行われた場
合、制御部２は、角度設定信号の出力タイミングが到来
したとき、第１角度設定信号と第２角度設定信号の中の
好適な状態を表している角度設定信号、例えば第１角度
設定信号を選択し、選択した第１角度設定信号を正規の
角度設定信号としてローカルエリアネットワーク用バス
ライン５に出力する。At this time, when the output determination unit 10 determines that the obtained differential output is less than the maximum allowable set value, the operation of the control unit 2 and the operation of the portion related to the control unit 2 are normal. It will be judged. When such a determination is made, the control unit 2 determines, when the output timing of the angle setting signal arrives, the angle setting signal indicating a suitable state in the first angle setting signal and the second angle setting signal. For example, the first angle setting signal is selected, and the selected first angle setting signal is output to the local area network bus line 5 as a regular angle setting signal.
【００３７】一方、出力判定部１０は、求めた差出力が
許容最大設定値を超えているとの判断をした場合、制御
部２の動作及び制御部２に関連する部分の動作が異常で
あるとの判断になる。このような判断が行われた場合、
制御部２は、角度設定信号の出力タイミングが到来した
とき、第１角度設定信号と第２角度設定信号の中の好適
な状態を表している角度設定信号を選択することに加え
て異常信号形成部４を動作させて異常信号を形成し、選
択した角度設定信号と形成した異常信号をローカルエリ
アネットワーク用バスライン５に出力する。On the other hand, when the output determination unit 10 determines that the obtained differential output exceeds the maximum allowable set value, the operation of the control unit 2 and the operation of the portion related to the control unit 2 are abnormal. It will be judged. If such a decision is made,
When the output timing of the angle setting signal arrives, the control unit 2 selects an angle setting signal representing a suitable state among the first angle setting signal and the second angle setting signal, and additionally forms an abnormal signal. The section 4 is operated to form an abnormal signal, and the selected angle setting signal and the formed abnormal signal are output to the local area network bus line 5.
【００３８】この後、制御部２からローカルエリアネッ
トワーク用バスライン５に出力された角度設定信号及び
異常信号はコントローラー６に供給される。コントロー
ラー６は、供給された角度設定信号に対応して、被制御
機構７を構成する自動車のサスペンション機構の制御や
トラクションコントロール機構の制御を実行する。After that, the angle setting signal and the abnormality signal output from the control unit 2 to the local area network bus line 5 are supplied to the controller 6. The controller 6 executes the control of the suspension mechanism of the vehicle constituting the controlled mechanism 7 and the control of the traction control mechanism in response to the supplied angle setting signal.
【００３９】一方、制御部２からローカルエリアネット
ワーク用バスライン５に出力された異常信号はローカル
エリアネットワーク用バスライン５に結合された警報機
器または表示機器（ともに図示なし）に供給される。警
報機器または表示機器は、異常信号が供給されると、そ
の異常信号に応答して、警報を出力したり、異常状態で
ある旨の表示をする。このため、自動車の搭乗者は、回
転角検出装置の動作に異常が発生したことを即座に知る
ことができる。なお、制御部２から角度設定信号が出力
されているとき、それに加えて異常信号が出力されるの
で、誤った角度設定信号の出力により、被制御機構７が
誤った制御動作を実行することがない。On the other hand, the abnormal signal output from the control unit 2 to the local area network bus line 5 is supplied to an alarm device or a display device (both not shown) connected to the local area network bus line 5. When an alarm signal is supplied, the alarm device or the display device outputs an alarm or displays that the device is in an abnormal state in response to the abnormal signal. Therefore, the passenger of the automobile can immediately know that an abnormality has occurred in the operation of the rotation angle detection device. When the angle setting signal is output from the control unit 2, an abnormal signal is output in addition to that, so that the controlled mechanism 7 may execute an erroneous control operation due to the output of the incorrect angle setting signal. Absent.
【００４０】次に、図２及び図３は、図１に図示された
制御部２におけるより詳細な構成例を示すブロック図で
あって、図２はその第１構成例を示し、図３はその第２
構成例を示すものである。Next, FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing a more detailed configuration example of the control unit 2 shown in FIG. 1, FIG. 2 showing the first configuration example, and FIG. The second
It shows a configuration example.
【００４１】なお、図２及び図３において、図１に示さ
れた構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付け
ている。In FIGS. 2 and 3, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【００４２】図２に示されるように、第１構成例による
制御部２は、それぞれ内蔵された第１角度演算部８、第
２角度演算部９、出力判定部１０を有する他に、第１角
度演算部８に結合された第１アルゴリズム格納部１１と
第２角度演算部９に結合された、第１アルゴリズム格納
部１１のアルゴリズムとは異なる態様のアルゴリズムを
有する第２アルゴリズム格納部１２とを有しており、出
力判定部１０と記憶部３が結合されている。As shown in FIG. 2, the control unit 2 according to the first configuration example has a first angle calculation unit 8, a second angle calculation unit 9, and an output determination unit 10, which are built in each other. A first algorithm storage unit 11 coupled to the angle calculation unit 8 and a second algorithm storage unit 12 coupled to the second angle calculation unit 9 and having a different algorithm from the algorithm of the first algorithm storage unit 11. The output determination unit 10 and the storage unit 3 are connected to each other.
【００４３】また、図３に示されるように、第２構成例
による制御部２は、それぞれ内蔵された第１角度演算部
８、第２角度演算部９、出力判定部１０を有する他に、
第１角度演算部８に結合された第１検索テーブル１３と
第２角度演算部９に結合された、第１検索テーブル１３
のテーブルとは異なる態様のテーブルを有する第２検索
テーブル１４とを有しており、出力判定部１０と記憶部
３が結合されている。Further, as shown in FIG. 3, the control unit 2 according to the second configuration example has a built-in first angle calculation unit 8, second angle calculation unit 9, and output determination unit 10, respectively.
The first search table 13 combined with the first angle calculation unit 8 and the first search table 13 combined with the second angle calculation unit 9
The second search table 14 having a table of a mode different from the above table is included, and the output determination unit 10 and the storage unit 3 are connected.
【００４４】始めに、第１構成例による制御部２の動作
を説明する。First, the operation of the control unit 2 according to the first configuration example will be described.
【００４５】第１アルゴリズム格納部１１には、回転角
度検出部１から出力される角度検出信号に基づいてｓｉ
ｎ-1θ成分による角度検出を行うアルゴリズムが格納さ
れており、第２アルゴリズム格納部１２には、回転角度
検出部１から出力される角度検出信号に基づいてｃｏｓ
-1θ成分による角度検出を行うアルゴリズムが格納され
ている。The first algorithm storage unit 11 stores si based on the angle detection signal output from the rotation angle detection unit 1.
An algorithm for detecting an angle based on the n −1 θ component is stored, and the second algorithm storage unit 12 stores the cos based on the angle detection signal output from the rotation angle detection unit 1.
-1 Stores the algorithm for angle detection by θ component.
【００４６】回転角度検出部１から出力される角度検出
信号に基づいて、第１アルゴリズム格納部１１において
は、ｓｉｎ-1θ成分により検出した角度に基づき、第１
角度演算部８において第１角度設定信号を発生して出力
判定部１０に供給するとともに、第２アルゴリズム格納
部１２においては、ｃｏｓ-1θ成分により検出した角度
に基づき、第２角度演算部９において第２角度設定信号
を発生して出力判定部１０に供給する。出力判定部１０
は、供給された第１角度設定信号と第２角度設定信号と
の差出力を求め、求めた差出力と記憶部３から読み出し
た許容最大設定値とを比較する。Based on the angle detection signal output from the rotation angle detection unit 1, in the first algorithm storage unit 11, based on the angle detected by the sin −1 θ component, the first
The angle calculation unit 8 generates the first angle setting signal and supplies it to the output determination unit 10, and the second algorithm storage unit 12 calculates the second angle calculation unit 9 based on the angle detected by the cos −1 θ component. At, the second angle setting signal is generated and supplied to the output determination unit 10. Output determination unit 10
Calculates the difference output between the supplied first angle setting signal and the second angle setting signal, and compares the calculated difference output with the maximum allowable setting value read from the storage unit 3.
【００４７】出力判定部１０における比較の結果、求め
た差出力が許容最大設定値よりも小さいと判断したとき
は、制御部２の動作及び制御部２に関連する部分の動作
が正常であると判定する。このような場合、制御部２
は、角度設定信号の出力タイミングが到来したとき、第
１角度設定信号と第２角度設定信号の中の好適な状態を
表している信号、例えば第１角度設定信号を選択し、選
択した第１角度設定信号を正規の角度設定信号としてロ
ーカルエリアネットワーク用バスライン５を介してコン
トローラ６に出力する。As a result of the comparison in the output judging unit 10, when it is judged that the obtained difference output is smaller than the maximum allowable set value, the operation of the control unit 2 and the operation of the portion related to the control unit 2 are normal. judge. In such a case, the control unit 2
When the output timing of the angle setting signal arrives, a signal indicating a suitable state among the first angle setting signal and the second angle setting signal, for example, the first angle setting signal is selected, and the selected first The angle setting signal is output to the controller 6 via the local area network bus line 5 as a regular angle setting signal.
【００４８】一方、出力判定部１０における比較の結
果、求めた差出力が許容最大設定値よりも大きいと判断
したときは、制御部２の動作及び制御部２に関連する部
分の動作が異常であると判定する。このような場合、制
御部２は、角度設定信号の出力タイミングが到来したと
き、第１角度設定信号と第２角度設定信号の中の好適な
状態を表している信号、例えば電圧値が２．５Ｖにより
近い値を適用して角度設定信号を選択し、選択した角度
設定信号を正規の角度設定信号としてローカルエリアネ
ットワーク用バスライン５を介してコントローラ６に出
力するとともに、異常信号形成部４を動作させて異常信
号を形成し、選択した角度設定信号と異常信号とをロー
カルエリアネットワーク用バスライン５を介してコント
ローラ６に出力する。On the other hand, as a result of the comparison in the output judging section 10, when it is judged that the obtained difference output is larger than the maximum allowable set value, the operation of the control section 2 and the operation of the section related to the control section 2 are abnormal. Judge that there is. In such a case, when the output timing of the angle setting signal arrives, the control unit 2 outputs a signal indicating a suitable state in the first angle setting signal and the second angle setting signal, for example, a voltage value of 2. A value closer to 5V is applied to select the angle setting signal, and the selected angle setting signal is output to the controller 6 via the local area network bus line 5 as a normal angle setting signal, and the abnormal signal forming unit 4 is activated. It is operated to form an abnormal signal, and the selected angle setting signal and the abnormal signal are output to the controller 6 via the local area network bus line 5.
【００４９】このように、第１構成例によれば、常時、
高い検出精度で角度検出した角度設定信号を得ることが
でき、回転角検出装置の動作に異常が発生したことを即
座に知ることができるとともに、制御部２から角度設定
信号が出力されるとき、異常信号と適宜選択した角度設
定信号とを出力することができるので、誤った角度設定
信号の出力によって被制御機構７が誤った制御動作をす
ることがない。As described above, according to the first configuration example,
An angle setting signal obtained by detecting the angle with high detection accuracy can be obtained, and it is possible to immediately know that an abnormality has occurred in the operation of the rotation angle detection device, and when the angle setting signal is output from the control unit 2, Since the abnormal signal and the angle setting signal appropriately selected can be output, the controlled mechanism 7 does not perform an erroneous control operation due to the output of the erroneous angle setting signal.
【００５０】次に、この第２構成例においては、まず、
Ｖ＝ｔａｎθの演算を行った結果に基づいて構成した第
１のテーブル１３を作成するとともに、Ｖ＝Ａ（ｓｉｎ
θ／ｃｏｓθ）の関係を利用し、ｓｉｎθとｃｏｓθの
演算、及び、それらの乗除算を予め行った結果に基づい
て構成した第２のテーブル１４を作成する。したがっ
て、これらの２つのテーブル１３、１４は、その構成方
法が異なるために数学的理論上は同一であるが、相異な
るものとして作成される。例えば第１及び第２のテーブ
ル１３、１４を作成し、製品に適用する際に、もし何等
かの原因で欠陥が生じた場合、これらの２つのテーブル
１３、１４の両方に欠陥が生じる可能性は極めて低くな
るので、第１及び第２のテーブル１３、１４のそれぞれ
による出力判定を行えば、異常をより適確に検出でき
る。これに対して、従来技術のように、例えばＶ＝ｔａ
ｎθの演算を行った結果に基づいて構成したテーブルの
みから出力を求めるため、このような欠陥を検出するこ
とが困難になる。Next, in this second configuration example, first,
The first table 13 configured based on the result of the calculation of V = tan θ is created, and V = A (sin
Using the relationship of θ / cos θ), the second table 14 configured based on the result of previously performing the calculation of sin θ and cos θ and the multiplication / division thereof is created. Therefore, these two tables 13 and 14 are created as being different from each other although they are the same in mathematical theory due to the different construction methods. For example, when creating the first and second tables 13 and 14 and applying them to a product, if a defect occurs for some reason, both of these two tables 13 and 14 may be defective. Is extremely low, the abnormality can be detected more accurately by making the output determination based on each of the first and second tables 13 and 14. On the other hand, as in the conventional technique, for example, V = ta
Since the output is obtained only from the table configured based on the result of the calculation of nθ, it becomes difficult to detect such a defect.
【００５１】この第２構成例は、第１検索テーブル１３
と第２検索テーブル１４とを異なるテーブルで構成した
場合、第１検索テーブル１３と第２検索テーブル１４の
いずれかに何等かの欠陥部分が含まれていたとき、その
欠陥部分を抽出する度に出力判定部１０の比較結果が正
常値と異なる値になるので、欠陥部分の存在を認識する
ことが可能になる。In this second configuration example, the first search table 13 is used.
If the first search table 13 and the second search table 14 include any defective portion, and the second search table 14 is composed of different tables, each time the defective portion is extracted, Since the comparison result of the output determination unit 10 becomes a value different from the normal value, it becomes possible to recognize the presence of the defective portion.
【００５２】なお、前記実施の形態による回転角検出装
置においては、制御部２に供給される角度検出信号の入
力周期を４００マイクロ秒に、制御部２から出力される
角度検出信号の出力周期を１０ミリ秒にした例を挙げて
説明したが、本発明による角度検出信号の入力周期及び
出力周期はそれぞれ４００マイクロ秒及び１０ミリ秒で
あるものに限られず、４００マイクロ秒や１０ミリ秒に
近い周期値であれば、他の周期値に選択してもよいこと
は勿論である。In the rotation angle detecting device according to the above embodiment, the input cycle of the angle detection signal supplied to the control unit 2 is 400 microseconds, and the output cycle of the angle detection signal output from the control unit 2 is set to 400 microseconds. Although the description has been given by taking the example of 10 milliseconds, the input period and the output period of the angle detection signal according to the present invention are not limited to 400 microseconds and 10 milliseconds, respectively, and are close to 400 microseconds and 10 milliseconds. It goes without saying that any other cycle value may be selected as long as it is a cycle value.
【００５３】また、前記実施の形態による回転角検出装
置においては、回転角検出装置が自動車のステアリング
ホィールの回転角度検出を行う場合を例に挙げて説明し
たが、本発明による回転角検出装置はこのようなステア
リングホィールの回転角度検出に適用したものに限られ
ず、ステアリングホィールの回転角度検出に類似した他
の回転角度検出を行うものについても同様に適用するこ
とができる。In the rotation angle detecting device according to the above-mentioned embodiment, the case where the rotation angle detecting device detects the rotation angle of the steering wheel of the automobile has been described as an example. The present invention is not limited to the above-described application for detecting the rotation angle of the steering wheel, but may be applied in the same manner to other detection for the rotation angle similar to the detection of the rotation angle of the steering wheel.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、記憶部
は、第１角度設定信号と第２角度設定信号との差を表す
可能性のある最大出力値である許容最大設定値を記憶し
ており、制御部は、回転角度検出部から供給された角度
検出信号に対して、第１処理過程による演算と第２処理
過程による演算とを並列的に実行して第１角度設定信号
及び第２角度設定信号をそれぞれ形成し、形成した第１
角度設定信号と第２角度設定信号との差出力を求め、求
めた差出力と記憶部から読み出した許容最大設定値とを
比較し、求めた差出力が許容最大設定値に満たないと判
定したとき、角度設定信号の出力タイミング時に所定の
角度設定信号を形成して出力し、一方、求めた差出力が
許容最大設定値を超えていると判定したとき、角度設定
信号の出力タイミング時に所定の角度設定信号に加えて
異常信号を形成して出力するようにしたので、回転角検
出装置のユーザーは、異常信号の出力により回転角検出
装置の動作の異常を即座に知ることができるだけでな
く、誤った角度設定信号の供給による被制御機構の誤制
御による危険を直ちに回避することができるという効果
がある。As described above, according to the present invention, the storage unit stores the allowable maximum setting value, which is the maximum output value that may represent the difference between the first angle setting signal and the second angle setting signal. The control unit stores the angle detection signal supplied from the rotation angle detection unit in parallel with the calculation in the first processing step and the calculation in the second processing step to perform the first angle setting signal. And a second angle setting signal respectively formed, and the first formed
The difference output between the angle setting signal and the second angle setting signal was obtained, and the obtained difference output was compared with the maximum allowable setting value read from the storage unit, and it was determined that the obtained difference output was less than the maximum allowable setting value. At this time, a predetermined angle setting signal is formed and output at the output timing of the angle setting signal. On the other hand, when it is determined that the obtained differential output exceeds the maximum allowable setting value, the predetermined angle setting signal is output at the predetermined timing. Since the abnormal signal is formed and output in addition to the angle setting signal, the user of the rotation angle detection device can immediately know the abnormality of the operation of the rotation angle detection device by the output of the abnormality signal. There is an effect that it is possible to immediately avoid the risk of erroneous control of the controlled mechanism due to supply of an incorrect angle setting signal.
【図１】本発明による回転角検出装置の一つの実施の形
態の要部構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main part configuration of an embodiment of a rotation angle detection device according to the present invention.
【図２】図１に図示された制御部におけるより詳細な第
１構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed first configuration example of a control unit shown in FIG.
【図３】図１に図示された制御部におけるより詳細な第
２構成例を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a more detailed second configuration example in the control unit shown in FIG. 1. FIG.
【図４】既知の回転角検出装置において、回転型センサ
ーから出力されるステアリングホイールの回転角度と、
第１乃至第３角度検出信号の各検出信号電圧値との関係
を示す特性図である。FIG. 4 is a known rotation angle detection device, in which the rotation angle of the steering wheel output from the rotation type sensor and
It is a characteristic view which shows the relationship with each detection signal voltage value of the 1st thru | or 3rd angle detection signal.
【図５】図４に図示の特性図において、回転角度−９０
°から＋９０°の範囲を拡大して示した特性図である。FIG. 5 is a rotation angle −90 in the characteristic diagram shown in FIG.
It is the characteristic view which expanded and showed the range from 90 degrees to +90 degrees.
【図６】回転型センサーの構成例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration example of a rotary sensor.
１ 回転角度検出部
２ 制御部（ＣＰＵ）
３ 記憶部
４ 異常信号形成部
５ ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）用バスライ
ン
６ コントローラー
７ 被制御機構
８ 第１角度演算部
９ 第２角度演算部
１０ 出力判定部
１１ 第１アルゴリズム格納部
１２ 第２アルゴリズム格納部
１３ 第１検索テーブル
１４ 第２検索テーブル1 Rotation Angle Detection Unit 2 Control Unit (CPU) 3 Storage Unit 4 Abnormal Signal Forming Unit 5 Local Area Network (LAN) Bus Line 6 Controller 7 Controlled Mechanism 8 First Angle Calculation Unit 9 Second Angle Calculation Unit 10 Output Determination Part 11 First algorithm storage unit 12 Second algorithm storage unit 13 First search table 14 Second search table
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA35 BA08 CA02 GA52 KA01 2F069 AA83 BB40 DD02 GG06 GG72 QQ03 2F077 AA02 AA49 DD05 JJ01 JJ08 JJ23 TT21 TT52 Continued front page F-term (reference) 2F063 AA35 BA08 CA02 GA52 KA01 2F069 AA83 BB40 DD02 GG06 GG72 QQ03 2F077 AA02 AA49 DD05 JJ01 JJ08 JJ23 TT21 TT52
Claims (5)
号を検出して制御部に供給する回転角度検出部と、供給
された角度検出信号を演算して角度設定信号を形成し、
形成した角度設定信号をコントローラーを介して被制御
機構に供給する制御部と、許容最大設定値を記憶してい
る記憶部とを備え、前記制御部は、前記供給された角度
検出信号の演算時に、第１処理過程による演算と第２処
理過程による演算とを並列的に実行して第１角度設定信
号及び第２角度設定信号を形成し、形成した第１角度設
定信号と第２角度設定信号との差を求め、求めた差出力
値と前記許容最大設定値とを比較し、前記差出力値が前
記許容最大設定値を超えていると判定したとき、前記角
度設定信号に加えて異常信号を出力することを特徴とす
る回転角検出装置。1. A rotation angle detection unit which detects an angle detection signal corresponding to a rotation state of a rotating body and supplies it to a control unit, and an angle detection signal which is supplied to form an angle setting signal.
A control unit that supplies the formed angle setting signal to the controlled mechanism via a controller, and a storage unit that stores an allowable maximum setting value, and the control unit, when calculating the supplied angle detection signal. , The calculation in the first processing step and the calculation in the second processing step are executed in parallel to form a first angle setting signal and a second angle setting signal, and the formed first angle setting signal and second angle setting signal The difference between the obtained difference output value and the allowable maximum setting value is compared, and when it is determined that the difference output value exceeds the allowable maximum setting value, an abnormal signal is added in addition to the angle setting signal. Is output.
演算及び前記第２処理過程による演算を異なる検索テー
ブルを用いて行うものであることを特徴とする請求項１
に記載の回転角検出装置。2. The control unit performs the calculation in the first processing step and the calculation in the second processing step using different search tables.
The rotation angle detection device according to.
演算及び前記第２処理過程による演算を異なるアルゴリ
ズムを用いて行うものであることを特徴とする請求項１
に記載の回転角検出装置。3. The control unit performs the calculation in the first processing step and the calculation in the second processing step using different algorithms.
The rotation angle detection device according to.
周期で検出し、前記角度設定信号を前記角度検出信号の
検出周期よりも長い周期で出力することを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかに記載の回転角検出装置。4. The control unit detects the angle detection signal in a short cycle, and outputs the angle setting signal in a cycle longer than a detection cycle of the angle detection signal. The rotation angle detection device according to any one of 1.
過程による演算とがそれぞれ別の複数の制御部によって
演算されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の回転角検出装置。5. The rotation angle according to claim 1, wherein the calculation in the first processing step and the calculation in the second processing step are calculated by a plurality of different control units. Detection device.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229859A JP2003042753A (en) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | Device for detecting angle of rotation |
| US10/200,887 US6778939B2 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-23 | Rotational angle detector which prevents controlled system from being improperly controlled |
| EP02016792A EP1281601B1 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-26 | Rotational angle detector which prevents controlled system from being improperly controlled |
| DE60232483T DE60232483D1 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-26 | The improper control of a controlled system preventing rotation angle sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229859A JP2003042753A (en) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | Device for detecting angle of rotation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003042753A true JP2003042753A (en) | 2003-02-13 |
Family
ID=19062154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001229859A Withdrawn JP2003042753A (en) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | Device for detecting angle of rotation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003042753A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013164325A (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Panasonic Corp | Encoder |
-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001229859A patent/JP2003042753A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013164325A (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Panasonic Corp | Encoder |
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