JP2003202224A - 回転角検出装置 - Google Patents
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- G—PHYSICS
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2451—Incremental encoders
- G01D5/2452—Incremental encoders incorporating two or more tracks having an (n, n+1, ...) relationship
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/20—Detecting rotary movement
- G01D2205/26—Details of encoders or position sensors specially adapted to detect rotation beyond a full turn of 360°, e.g. multi-rotation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/20—Detecting rotary movement
- G01D2205/28—The target being driven in rotation by additional gears
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力消費を低減させたステアリング操舵角検
出装置を提供する。 【解決手段】 ステアリングシャフトと連動して回転す
る回転部材に付設されて周期的な角度位置を検出するＭ
Ｒセンサ６ａ、６ｂがＣＰＵ１２に接続し、ＣＰＵはＭ
Ｒセンサからのデータを演算処理して、何回転目（周期
数）かを含めた絶対操舵角を算出する。イグニションオ
フ時は、ＣＰＵ１２は、周期数と回転部材の角度位置γ
をフラッシュメモリ１３に記憶させて、演算処理を停止
するストップモードに切り替わる。ストップモード中
に、ＭＲセンサ６ａの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超
えた操舵が行われると、コンパレータ４の出力状態が変
化することによって、ＣＰＵは、ストップモードを一時
的に解除し、ストップモードに切り替わったときの角度
位置と、解除したときの角度位置とにより、周期数の補
正値を演算し補正を行う。
出装置を提供する。 【解決手段】 ステアリングシャフトと連動して回転す
る回転部材に付設されて周期的な角度位置を検出するＭ
Ｒセンサ６ａ、６ｂがＣＰＵ１２に接続し、ＣＰＵはＭ
Ｒセンサからのデータを演算処理して、何回転目（周期
数）かを含めた絶対操舵角を算出する。イグニションオ
フ時は、ＣＰＵ１２は、周期数と回転部材の角度位置γ
をフラッシュメモリ１３に記憶させて、演算処理を停止
するストップモードに切り替わる。ストップモード中
に、ＭＲセンサ６ａの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超
えた操舵が行われると、コンパレータ４の出力状態が変
化することによって、ＣＰＵは、ストップモードを一時
的に解除し、ストップモードに切り替わったときの角度
位置と、解除したときの角度位置とにより、周期数の補
正値を演算し補正を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のステアリン
グ操舵角検出などに用いる回転角検出装置に関する。
グ操舵角検出などに用いる回転角検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転角検出装置として、例えば車両にお
けるステアリングハンドルに連動してヘッドランプの照
射方向を左右に可変に制御するなど自動制御のためのス
テアリング操舵角検出装置がある。このような操舵角の
検出はステアリングハンドルが左右にそれぞれ数回転さ
れるので、ステアリングシャフトの３６０°を超える回
転角度を測定可能であることが要求される。
けるステアリングハンドルに連動してヘッドランプの照
射方向を左右に可変に制御するなど自動制御のためのス
テアリング操舵角検出装置がある。このような操舵角の
検出はステアリングハンドルが左右にそれぞれ数回転さ
れるので、ステアリングシャフトの３６０°を超える回
転角度を測定可能であることが要求される。
【０００３】このような操舵角検出装置として、本出願
人は、特願２０００−００９８２２号公報で、ステアリ
ングシャフトと連動して回転する回転部材にその周期的
な角度位置を検出するＭＲセンサを付設し、ＣＰＵが不
揮発性のデータ記憶部に記憶された基準位置を用いてＭ
Ｒセンサからのデータを演算処理して、ステアリングが
何回転目かを含めた絶対操舵角を算出するようにしたも
のを提案している。この装置では、イグニションスイッ
チオフ時には、操舵角データを使用しないため、間欠作
動させることにより角度位置の追跡を可能にするととも
に、演算を行う消費電流を抑えている。
人は、特願２０００−００９８２２号公報で、ステアリ
ングシャフトと連動して回転する回転部材にその周期的
な角度位置を検出するＭＲセンサを付設し、ＣＰＵが不
揮発性のデータ記憶部に記憶された基準位置を用いてＭ
Ｒセンサからのデータを演算処理して、ステアリングが
何回転目かを含めた絶対操舵角を算出するようにしたも
のを提案している。この装置では、イグニションスイッ
チオフ時には、操舵角データを使用しないため、間欠作
動させることにより角度位置の追跡を可能にするととも
に、演算を行う消費電流を抑えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記装置では、イグニ
ションスイッチオフ時の消費電流に関して間欠作動で、
電流消費を有効に抑えることができるが、バッテリの充
電ができない状態が長く続いた場合は、やはりバッテリ
の残存電力を相当に低下させる恐れがある。したがって
本発明は、検出データ不使用の休止時には顕著に消費電
力を低減できるように改良された回転角検出装置を提供
することを目的とする。
ションスイッチオフ時の消費電流に関して間欠作動で、
電流消費を有効に抑えることができるが、バッテリの充
電ができない状態が長く続いた場合は、やはりバッテリ
の残存電力を相当に低下させる恐れがある。したがって
本発明は、検出データ不使用の休止時には顕著に消費電
力を低減できるように改良された回転角検出装置を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明は、測定対象回転体に連動して回転する回転部材と、
該回転部材に付設されて、その周期的な角度位置を検出
する角度センサと、前記角度センサの基準位置を記憶す
る不揮発性のデータ記憶部と、前記基準位置と角度セン
サからの検出データを演算処理して前記回転部材の周期
数を求め、測定対象回転体の絶対回転角度を算出して検
出出力とするとともに、外部から休止信号を受けて、連
続的に前記角度センサからの検出データを読み込んで演
算処理を実行する通常作動モードから、演算処理を停止
するストップモードに切り替わる演算・制御手段と、ス
トップモード中に、前記回転部材が所定の角度位置に回
転したことを検出する回転検出手段とを備え、前記演算
・制御手段は、前記ストップモードに切り替わるときの
前記回転部材の角度位置と前記周期数を記憶させ、前記
回転検出手段からの出力信号によって、前記ストップモ
ードを解除し、前記ストップモードに切り替わってから
解除までの前記回転部材の角度位置の変化で、前記回転
部材の周期数の補正値を求め、補正を行うものとした。
休止信号を受けると、演算・制御手段は演算処理を停止
するストップモードに切り替わるから、休止中に、電力
消費を抑えることができる。ストップモード中には、回
転部材が所定の角度位置に回転された場合、ストップモ
ードを一時的に解除し回転部材の角度位置変化で、回転
部材が基準位置を超えたか否かを判断し、超えた場合に
周期数の補正を行うから、休止している間も周期数を見
失うことがない。
明は、測定対象回転体に連動して回転する回転部材と、
該回転部材に付設されて、その周期的な角度位置を検出
する角度センサと、前記角度センサの基準位置を記憶す
る不揮発性のデータ記憶部と、前記基準位置と角度セン
サからの検出データを演算処理して前記回転部材の周期
数を求め、測定対象回転体の絶対回転角度を算出して検
出出力とするとともに、外部から休止信号を受けて、連
続的に前記角度センサからの検出データを読み込んで演
算処理を実行する通常作動モードから、演算処理を停止
するストップモードに切り替わる演算・制御手段と、ス
トップモード中に、前記回転部材が所定の角度位置に回
転したことを検出する回転検出手段とを備え、前記演算
・制御手段は、前記ストップモードに切り替わるときの
前記回転部材の角度位置と前記周期数を記憶させ、前記
回転検出手段からの出力信号によって、前記ストップモ
ードを解除し、前記ストップモードに切り替わってから
解除までの前記回転部材の角度位置の変化で、前記回転
部材の周期数の補正値を求め、補正を行うものとした。
休止信号を受けると、演算・制御手段は演算処理を停止
するストップモードに切り替わるから、休止中に、電力
消費を抑えることができる。ストップモード中には、回
転部材が所定の角度位置に回転された場合、ストップモ
ードを一時的に解除し回転部材の角度位置変化で、回転
部材が基準位置を超えたか否かを判断し、超えた場合に
周期数の補正を行うから、休止している間も周期数を見
失うことがない。
【０００６】請求項２記載の発明は、前記回転検出手段
が、前記角度センサの出力信号を受けるコンパレータで
あるものとした。回転検出手段としてコンパレータを用
いることにより、コンパレータの出力状態で回転部材が
所定の角度位置に回転されたか否かを簡単に判断するこ
とができる。
が、前記角度センサの出力信号を受けるコンパレータで
あるものとした。回転検出手段としてコンパレータを用
いることにより、コンパレータの出力状態で回転部材が
所定の角度位置に回転されたか否かを簡単に判断するこ
とができる。
【０００７】請求項３記載の発明は、前記コンパレータ
の出力にはヒステリシスが設定されているものとした。
コンパレータの出力にヒステリシスを設定することによ
って、コンパレータが安定して回転部材が回転されたこ
とを検出できる。
の出力にはヒステリシスが設定されているものとした。
コンパレータの出力にヒステリシスを設定することによ
って、コンパレータが安定して回転部材が回転されたこ
とを検出できる。
【０００８】請求項４記載の発明は、前記ストップモー
ドでは、前記角度センサに供給される電源電圧が低く設
定されているものとした。ストップモード中に、角度セ
ンサに供給する電源電圧を低く設定することによって、
より一層、電力消費を低減させることができる。
ドでは、前記角度センサに供給される電源電圧が低く設
定されているものとした。ストップモード中に、角度セ
ンサに供給する電源電圧を低く設定することによって、
より一層、電力消費を低減させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を車両の操舵角検出
に適用した実施の形態を実施例により説明する。図１
は、実施例における角度センサ部のレイアウトを示す。
図の（ａ）はステアリングシャフトの軸方向に見た図、
（ｂ）はその側方から見た図である。測定対象回転体と
してのステアリングシャフト１に駆動歯車２が固定さ
れ、ステアリングシャフト１と一体に回転するようにな
っている。駆動歯車２には歯数が同じ従動歯車３（３
ａ、３ｂ）が噛み合っており、従動歯車３ａ、３ｂは互
いに同一角度だけ回転する。従動歯車３ａ、３ｂの裏面
にはそれぞれマグネット７ａ、７ｂが固定されている。
に適用した実施の形態を実施例により説明する。図１
は、実施例における角度センサ部のレイアウトを示す。
図の（ａ）はステアリングシャフトの軸方向に見た図、
（ｂ）はその側方から見た図である。測定対象回転体と
してのステアリングシャフト１に駆動歯車２が固定さ
れ、ステアリングシャフト１と一体に回転するようにな
っている。駆動歯車２には歯数が同じ従動歯車３（３
ａ、３ｂ）が噛み合っており、従動歯車３ａ、３ｂは互
いに同一角度だけ回転する。従動歯車３ａ、３ｂの裏面
にはそれぞれマグネット７ａ、７ｂが固定されている。
【００１０】従動歯車３ａ、３ｂのそれぞれの下方に
は、マグネット７に対向してＭＲ（磁気抵抗）センサ６
ａと６ｂが車体側の固定部材に取付けられている。ＭＲ
センサ６ａ、６ｂは、９０°の位相差をもって磁界の変
化によりマグネット７と一体の従動歯車３の回転を検出
する。すなわち、ＭＲセンサ６ａ、６ｂは従動歯車３の
１／２回転（１周期）内での角度位置を一義的に検出
し、従動歯車３の回転に対応して周期的な角度位置を出
力する。
は、マグネット７に対向してＭＲ（磁気抵抗）センサ６
ａと６ｂが車体側の固定部材に取付けられている。ＭＲ
センサ６ａ、６ｂは、９０°の位相差をもって磁界の変
化によりマグネット７と一体の従動歯車３の回転を検出
する。すなわち、ＭＲセンサ６ａ、６ｂは従動歯車３の
１／２回転（１周期）内での角度位置を一義的に検出
し、従動歯車３の回転に対応して周期的な角度位置を出
力する。
【００１１】図２は、ＭＲセンサの出力が入力される電
子制御ユニット（ＥＣＵ）１０の構成を示す図である。
電子制御ユニット１０は、ＣＰＵ１２と電源部１１を備
え、ＭＲセンサ６ａ、６ｂの出力信号は、それぞれ増幅
器８ａ、８ｂによって増幅されてＣＰＵ１２に出力され
るようになっている。増幅器８ａの出力にはさらにコン
パレータ４が接続されている。コンパレータ４の出力信
号はＣＰＵ１２に出力される。ＣＰＵ１２にはフラッシ
ュメモリ１３が接続されている。電源部１１は車両搭載
のバッテリ（ＢＡＴＴ）に直接接続され、バッテリ電圧
をＭＲセンサ動作用の所定電圧に変圧して、ＭＲセンサ
６ａ、６ｂへ供給する。電源部１１とＭＲセンサ６ａ、
６ｂの間には、ＣＰＵ１２により制御されるスイッチ部
５ａ、５ｂが設けられている。
子制御ユニット（ＥＣＵ）１０の構成を示す図である。
電子制御ユニット１０は、ＣＰＵ１２と電源部１１を備
え、ＭＲセンサ６ａ、６ｂの出力信号は、それぞれ増幅
器８ａ、８ｂによって増幅されてＣＰＵ１２に出力され
るようになっている。増幅器８ａの出力にはさらにコン
パレータ４が接続されている。コンパレータ４の出力信
号はＣＰＵ１２に出力される。ＣＰＵ１２にはフラッシ
ュメモリ１３が接続されている。電源部１１は車両搭載
のバッテリ（ＢＡＴＴ）に直接接続され、バッテリ電圧
をＭＲセンサ動作用の所定電圧に変圧して、ＭＲセンサ
６ａ、６ｂへ供給する。電源部１１とＭＲセンサ６ａ、
６ｂの間には、ＣＰＵ１２により制御されるスイッチ部
５ａ、５ｂが設けられている。
【００１２】ＣＰＵ１２はさらに通信装置１４を介して
車両側の制御装置と接続されているとともに、イグニシ
ョンスイッチ（ＩＧＮ ＳＷ）のＯＮ、ＯＦＦ信号が入
力されるようになっている。ＣＰＵ１２は、増幅器８
ａ、８ｂによって増幅されたＭＲセンサ６ａ、６ｂの出
力信号を基に所定の演算処理を行って、ステアリングシ
ャフト１の操舵角を求め、通信装置１４を介して車両側
の制御装置へ出力する。フラッシュメモリ１３と通信装
置１４は電源部１１、スイッチ部５ｂを経て、増幅器８
ａ、８ｂおよびコンパレータ４は、電源部１１から直接
電源供給される。
車両側の制御装置と接続されているとともに、イグニシ
ョンスイッチ（ＩＧＮ ＳＷ）のＯＮ、ＯＦＦ信号が入
力されるようになっている。ＣＰＵ１２は、増幅器８
ａ、８ｂによって増幅されたＭＲセンサ６ａ、６ｂの出
力信号を基に所定の演算処理を行って、ステアリングシ
ャフト１の操舵角を求め、通信装置１４を介して車両側
の制御装置へ出力する。フラッシュメモリ１３と通信装
置１４は電源部１１、スイッチ部５ｂを経て、増幅器８
ａ、８ｂおよびコンパレータ４は、電源部１１から直接
電源供給される。
【００１３】つぎに上記の構成における動作について説
明する。ＭＲセンサ６ａ、６ｂは前述のように従動歯車
３の回転に対応して周期的な角度位置を出力するから、
駆動歯車２の歯数をｍ、従動歯車３の歯数をｎ、従動歯
車３の回転角をβとし、とくに従動歯車３がＳ周期目で
周期内の角度位置をγとすると、ステアリングシャフト
１の操舵角αは次の式（１）で表わされる。 α＝（ｎ／ｍ）×β ＝（ｎ／ｍ）×（γ−γ０＋Ｓ×１８０°） （１） ただし、γ０は絶対操舵角の基準位置であり、直進位置
に相当する。操舵角αと周期内の角度位置γの関係は図
３の（ｃ）に示すようになる。
明する。ＭＲセンサ６ａ、６ｂは前述のように従動歯車
３の回転に対応して周期的な角度位置を出力するから、
駆動歯車２の歯数をｍ、従動歯車３の歯数をｎ、従動歯
車３の回転角をβとし、とくに従動歯車３がＳ周期目で
周期内の角度位置をγとすると、ステアリングシャフト
１の操舵角αは次の式（１）で表わされる。 α＝（ｎ／ｍ）×β ＝（ｎ／ｍ）×（γ−γ０＋Ｓ×１８０°） （１） ただし、γ０は絶対操舵角の基準位置であり、直進位置
に相当する。操舵角αと周期内の角度位置γの関係は図
３の（ｃ）に示すようになる。
【００１４】ＭＲセンサ６ａ、６ｂから増幅器８ａ、８
ｂによって増幅された信号Ｖ０１、Ｖ０２は、従動歯車
３の回転に応じて、図３の（ａ）に示すように９０°位
置をずらしてＣＰＵ１２に出力されている。信号Ｖ０
１、Ｖ０２は以下のように表される。 Ｖ０１＝Ｖ０×ｓｉｎ２γ Ｖ０２＝Ｖ０×ｃｏｓ２γ 但し、Ｖ０は、振幅電圧である。ＣＰＵ１２は、各増幅
器８ａ、８ｂからの信号電圧Ｖ０１、Ｖ０２に基づい
て、以下のような演算式で角度位置γを演算する。 γ＝ｔａｎ−１（Ｖ０１／Ｖ０２） そして、角度位置γと、γを追跡して得られた周期数Ｓ
とにより、上記式（１）に基づいて操舵角αを演算す
る。
ｂによって増幅された信号Ｖ０１、Ｖ０２は、従動歯車
３の回転に応じて、図３の（ａ）に示すように９０°位
置をずらしてＣＰＵ１２に出力されている。信号Ｖ０
１、Ｖ０２は以下のように表される。 Ｖ０１＝Ｖ０×ｓｉｎ２γ Ｖ０２＝Ｖ０×ｃｏｓ２γ 但し、Ｖ０は、振幅電圧である。ＣＰＵ１２は、各増幅
器８ａ、８ｂからの信号電圧Ｖ０１、Ｖ０２に基づい
て、以下のような演算式で角度位置γを演算する。 γ＝ｔａｎ−１（Ｖ０１／Ｖ０２） そして、角度位置γと、γを追跡して得られた周期数Ｓ
とにより、上記式（１）に基づいて操舵角αを演算す
る。
【００１５】なお、絶対操舵角の基準位置γ０は、従動
歯車３に対してＭＲセンサ６ａ、６ｂを設置した際に、
車両を直進状態としてそのときのγをγ０、そのときの
周期数をＳ＝０として、通信装置１４を介して外部から
初期設定され、それぞれフラッシュメモリ１３に記憶さ
れている。上記の演算はＣＰＵ１２で行われ、周期数Ｓ
の変化は上記の角度位置γを追跡することによって得ら
れる。
歯車３に対してＭＲセンサ６ａ、６ｂを設置した際に、
車両を直進状態としてそのときのγをγ０、そのときの
周期数をＳ＝０として、通信装置１４を介して外部から
初期設定され、それぞれフラッシュメモリ１３に記憶さ
れている。上記の演算はＣＰＵ１２で行われ、周期数Ｓ
の変化は上記の角度位置γを追跡することによって得ら
れる。
【００１６】角度位置γの追跡のため運転時以外も電子
制御ユニット１０を間欠動作させておくことは、車両搭
載のバッテリが充電されない時間が長かった場合に、蓄
積でバッテリの電力を消費することになるので、本実施
例では電子制御ユニット１０がイグニションスイッチオ
ン時の通常作動モードに対して、イグニションスイッチ
オフの間はストップモードとなる。
制御ユニット１０を間欠動作させておくことは、車両搭
載のバッテリが充電されない時間が長かった場合に、蓄
積でバッテリの電力を消費することになるので、本実施
例では電子制御ユニット１０がイグニションスイッチオ
ン時の通常作動モードに対して、イグニションスイッチ
オフの間はストップモードとなる。
【００１７】ストップモードでは、ＣＰＵ１２は、操舵
角の演算処理を停止するとともに、スイッチ部５ｂを制
御して、ＭＲセンサ６ｂおよび通信装置１４、不揮発性
メモリ１３への電源供給を停止する。さらに、スイッチ
部５ａを制御してＭＲセンサ６ａの出力電圧を低下させ
る。これによりストップモードでは、例えば、通常作動
モードの５分の１に設定される。このように、電源の遮
断または電圧の低下により、ストップモード中は、電子
制御ユニット１０での電力消費が大幅に低減される。
角の演算処理を停止するとともに、スイッチ部５ｂを制
御して、ＭＲセンサ６ｂおよび通信装置１４、不揮発性
メモリ１３への電源供給を停止する。さらに、スイッチ
部５ａを制御してＭＲセンサ６ａの出力電圧を低下させ
る。これによりストップモードでは、例えば、通常作動
モードの５分の１に設定される。このように、電源の遮
断または電圧の低下により、ストップモード中は、電子
制御ユニット１０での電力消費が大幅に低減される。
【００１８】一方、電子制御ユニット１０の通常作動モ
ードにおいては、ＣＰＵ１２は電源部１１の出力を監視
している。そして、エンジン始動時のクランキングなど
により所定値以上電圧が低下したときは、通常作動モー
ドから低消費電流のストップモードへ切替わって、消費
電流を少なくする。電源部１１の出力電圧が回復すれ
ば、再び通常モードに戻る。
ードにおいては、ＣＰＵ１２は電源部１１の出力を監視
している。そして、エンジン始動時のクランキングなど
により所定値以上電圧が低下したときは、通常作動モー
ドから低消費電流のストップモードへ切替わって、消費
電流を少なくする。電源部１１の出力電圧が回復すれ
ば、再び通常モードに戻る。
【００１９】通常作動モードからストップモードに切り
替わるとき、ＣＰＵ１２は、イグニションスイッチオフ
信号を受けた時点で演算した従動歯車３の角度位置γと
その周期数Ｓをフラッシュメモリ１３に記憶させるとと
もに、コンパレータ４の出力状態を記憶する。また、コ
ンパレータ４の出力状態に変化があった場合には、スト
ップモードを一時的に解除する割り込みがかかるように
設定する。
替わるとき、ＣＰＵ１２は、イグニションスイッチオフ
信号を受けた時点で演算した従動歯車３の角度位置γと
その周期数Ｓをフラッシュメモリ１３に記憶させるとと
もに、コンパレータ４の出力状態を記憶する。また、コ
ンパレータ４の出力状態に変化があった場合には、スト
ップモードを一時的に解除する割り込みがかかるように
設定する。
【００２０】ストップモード中に、ステアリングが操作
され従動歯車３が回転することによって、ＭＲセンサ６
ａから増幅器８ａで増幅された出力Ｖ０１がコンパレー
タ４の基準電圧Ｖｒｅｆを超えると、コンパレータ４の
出力状態が変化する。ＣＰＵ１２は、その変化を検出
し、ストップモードを一時的に解除し、スイッチ部５ａ
に通常作動モード時の電圧、スイッチ部５ｂに電圧を出
力するように制御する。ＣＰＵ１２は、増幅器８ａ、８
ｂの出力電圧に基づいて従動歯車３の角度位置γを演算
する。この角度位置γを基に、従動歯車３が周期の変り
目である基準位置（０°）を超えた操舵が行われた否か
を判断し、基準位置を超えた操舵が行われた場合は、従
動歯車３の回転方向に応じての周期数Ｓを補正する。
され従動歯車３が回転することによって、ＭＲセンサ６
ａから増幅器８ａで増幅された出力Ｖ０１がコンパレー
タ４の基準電圧Ｖｒｅｆを超えると、コンパレータ４の
出力状態が変化する。ＣＰＵ１２は、その変化を検出
し、ストップモードを一時的に解除し、スイッチ部５ａ
に通常作動モード時の電圧、スイッチ部５ｂに電圧を出
力するように制御する。ＣＰＵ１２は、増幅器８ａ、８
ｂの出力電圧に基づいて従動歯車３の角度位置γを演算
する。この角度位置γを基に、従動歯車３が周期の変り
目である基準位置（０°）を超えた操舵が行われた否か
を判断し、基準位置を超えた操舵が行われた場合は、従
動歯車３の回転方向に応じての周期数Ｓを補正する。
【００２１】次に、周期数Ｓの補正について図３に基づ
いて説明する。ここでは、ＭＲセンサ６ａに供給される
電源電圧は、通常作動モードと同じ電圧で、ＭＲセンサ
６ａの出力電圧は通常作動モードと同じ状態で説明をす
るが、実際の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ
２は、ともにその５分の１になっている。なお、コンパ
レータ４の出力状態が変化する位置は変わらない。
いて説明する。ここでは、ＭＲセンサ６ａに供給される
電源電圧は、通常作動モードと同じ電圧で、ＭＲセンサ
６ａの出力電圧は通常作動モードと同じ状態で説明をす
るが、実際の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ
２は、ともにその５分の１になっている。なお、コンパ
レータ４の出力状態が変化する位置は変わらない。
【００２２】コンパレータ４に２つの基準電圧を設定し
ており、この２つの基準電圧は、出力をフィードバック
することによって得ている。すなわち、出力がＨレベル
のとき、Ｖｒｅｆ１の基準電圧となり、Ｌレベルのとき
には、Ｖｒｅｆ２の基準電圧となる。このように出力に
ヒステリシスを設けることによって、ＭＲセンサ６ａの
出力電圧が基準電圧の付近で操舵が停止された場合で
も、基準電圧に相当する位置を横切る操舵振動で、コン
パレータ４が繰り返して作動し、ストップモードを一時
的に解除する割り込みが頻繁に発生して、周期数Ｓを補
正するための演算が繰り返して行われることを防ぎ、電
力消費を低く抑えることが可能になる。
ており、この２つの基準電圧は、出力をフィードバック
することによって得ている。すなわち、出力がＨレベル
のとき、Ｖｒｅｆ１の基準電圧となり、Ｌレベルのとき
には、Ｖｒｅｆ２の基準電圧となる。このように出力に
ヒステリシスを設けることによって、ＭＲセンサ６ａの
出力電圧が基準電圧の付近で操舵が停止された場合で
も、基準電圧に相当する位置を横切る操舵振動で、コン
パレータ４が繰り返して作動し、ストップモードを一時
的に解除する割り込みが頻繁に発生して、周期数Ｓを補
正するための演算が繰り返して行われることを防ぎ、電
力消費を低く抑えることが可能になる。
【００２３】図３の（ｂ）は、ストップモード中にステ
アリングが操作され、従動歯車３が回転したときのコン
パレータ４の出力状態の変化を示す。コンパレータの出
力状態が変化したときに、ＣＰＵ１２は、ストップモー
ドを解除して従動歯車３の角度位置γを演算し、ストッ
プモードに切り替わったときの角度位置とを比較して従
動歯車３が基準位置を超えた操舵が行われたか否かを判
断し、超えた場合には、記憶した従動歯車３の周期数Ｓ
を補正する。
アリングが操作され、従動歯車３が回転したときのコン
パレータ４の出力状態の変化を示す。コンパレータの出
力状態が変化したときに、ＣＰＵ１２は、ストップモー
ドを解除して従動歯車３の角度位置γを演算し、ストッ
プモードに切り替わったときの角度位置とを比較して従
動歯車３が基準位置を超えた操舵が行われたか否かを判
断し、超えた場合には、記憶した従動歯車３の周期数Ｓ
を補正する。
【００２４】ストップモードを解除して、角度位置を検
出できるまでの時間遅れが短いので、その間、従動歯車
３の角度位置変化を１周期に等しいＥ１の範囲内に仮定
することができる。一方、同じように、Ｅ２の範囲内に
仮定することもできる。
出できるまでの時間遅れが短いので、その間、従動歯車
３の角度位置変化を１周期に等しいＥ１の範囲内に仮定
することができる。一方、同じように、Ｅ２の範囲内に
仮定することもできる。
【００２５】以下、従動歯車３の回転変化の各ケースに
ついて説明する。 (１)ストップモードに切り替わる時に、従動歯車３の角
度位置γが周期数Ｓにおけるコンパレータ４の出力がＨ
であるＣ領域にあるとき、ストップモードを解除したと
きの角度位置γが０°〜１３５°の範囲内にある場合に
は、従動歯車３がプラス方向に回転し、このとき従動歯
車３の回転が基準位置０°（１８０°）を超えないの
で、周期数Ｓに変化はない。したがって周期数Ｓの補正
を行わない。一方角度位置γが１３５°〜１８０°の範
囲内にある場合には、従動歯車３がマイナス方向に、基
準位置０°（１８０°）を超えて回転したことになるか
ら、周期数Ｓから１を引いて補正する。
ついて説明する。 (１)ストップモードに切り替わる時に、従動歯車３の角
度位置γが周期数Ｓにおけるコンパレータ４の出力がＨ
であるＣ領域にあるとき、ストップモードを解除したと
きの角度位置γが０°〜１３５°の範囲内にある場合に
は、従動歯車３がプラス方向に回転し、このとき従動歯
車３の回転が基準位置０°（１８０°）を超えないの
で、周期数Ｓに変化はない。したがって周期数Ｓの補正
を行わない。一方角度位置γが１３５°〜１８０°の範
囲内にある場合には、従動歯車３がマイナス方向に、基
準位置０°（１８０°）を超えて回転したことになるか
ら、周期数Ｓから１を引いて補正する。
【００２６】（２）ストップモードに切り替わる時に、
従動歯車３の角度位置γがコンパレータ４の出力がＨで
あるが、Ｓ−１のＢ領域にあるとき、ストップモードを
解除したときの角度位置γが１３５°〜１８０°の範囲
内にある場合には、従動歯車３がマイナス方向に基準位
置を超えないで回転したことになるので、周期数Ｓ−１
を補正しない。一方ストップモードを解除したときの角
度位置γが０°〜１３５°範囲内にあるときには、プラ
ス方向に、基準位置を超えて回転したので、周期数Ｓ−
１に１を足して補正する。
従動歯車３の角度位置γがコンパレータ４の出力がＨで
あるが、Ｓ−１のＢ領域にあるとき、ストップモードを
解除したときの角度位置γが１３５°〜１８０°の範囲
内にある場合には、従動歯車３がマイナス方向に基準位
置を超えないで回転したことになるので、周期数Ｓ−１
を補正しない。一方ストップモードを解除したときの角
度位置γが０°〜１３５°範囲内にあるときには、プラ
ス方向に、基準位置を超えて回転したので、周期数Ｓ−
１に１を足して補正する。
【００２７】（３）ストップモードに切り替わる時に、
従動歯車３の角度位置γが周期数Ｓにおけるコンパレー
タ４の出力がＬであるＦ領域にあるとき、ストップモー
ドを解除したときの角度位置γが４５°〜１８０°の範
囲内にある場合には、従動歯車３がマイナス方向に基準
位置０°（１８０°）を超えないで回転したことになる
ので、周期数Ｓに変化はない。一方角度位置γが０〜４
５°の範囲内にある場合には、従動歯車３がプラス方向
に基準位置を超えて回転したので、記憶した周期数Ｓに
１を足し補正する。
従動歯車３の角度位置γが周期数Ｓにおけるコンパレー
タ４の出力がＬであるＦ領域にあるとき、ストップモー
ドを解除したときの角度位置γが４５°〜１８０°の範
囲内にある場合には、従動歯車３がマイナス方向に基準
位置０°（１８０°）を超えないで回転したことになる
ので、周期数Ｓに変化はない。一方角度位置γが０〜４
５°の範囲内にある場合には、従動歯車３がプラス方向
に基準位置を超えて回転したので、記憶した周期数Ｓに
１を足し補正する。
【００２８】（４）ストップモードに切り替わる時に、
角度位置γがコンパレータ４の出力がＬであるが、Ｓ＋
１のＧ領域にあるとき、ストップモードを解除したとき
の角度位置γが０〜４５°の範囲内にある場合に、従動
歯車３がマイナス方向に基準位置を超えて回転していな
いことになるから、周期数Ｓ＋１を補正しない。一方、
ストップモードを解除したときの角度位置γが４５°〜
１８０°の範囲内にあるときには、マイナス方向に基準
位置を超えて回転したことになるから、周期数Ｓ＋１か
ら１を引いて補正する。
角度位置γがコンパレータ４の出力がＬであるが、Ｓ＋
１のＧ領域にあるとき、ストップモードを解除したとき
の角度位置γが０〜４５°の範囲内にある場合に、従動
歯車３がマイナス方向に基準位置を超えて回転していな
いことになるから、周期数Ｓ＋１を補正しない。一方、
ストップモードを解除したときの角度位置γが４５°〜
１８０°の範囲内にあるときには、マイナス方向に基準
位置を超えて回転したことになるから、周期数Ｓ＋１か
ら１を引いて補正する。
【００２９】ＣＰＵ１２は上記のように、ストップモー
ドに切り替わる時に記憶させた角度位置とコンパレータ
４の出力で、ストップモードに切り替わったときの領域
を判断する。そしてストップモード解除時に検出した角
度位置とを比較することによって、ストップモード時
に、基準位置を超えた操舵が行われたか否かを判断し、
基準位置を超えた操舵があった場合には、周期数を補正
する。補正した周期数は再びフラッシュメモリに記憶さ
れる。これによりイグニションスイッチがオンとなり通
常作動モードに復帰したときに、誤差が生じない。
ドに切り替わる時に記憶させた角度位置とコンパレータ
４の出力で、ストップモードに切り替わったときの領域
を判断する。そしてストップモード解除時に検出した角
度位置とを比較することによって、ストップモード時
に、基準位置を超えた操舵が行われたか否かを判断し、
基準位置を超えた操舵があった場合には、周期数を補正
する。補正した周期数は再びフラッシュメモリに記憶さ
れる。これによりイグニションスイッチがオンとなり通
常作動モードに復帰したときに、誤差が生じない。
【００３０】本実施例は、以上のように構成され、イグ
ニションスイッチがオフのとき、演算処理などを停止す
るストップモードに切り替わって、そして、ストップモ
ードで、基準位置を超えた操舵が行われたときに、記憶
した周波数Ｓを補正するようにしたので、イグニション
スイッチがオフ時の電力消費を抑えることができるとと
もに、休止している間も、操舵によって周期数Ｓを見失
うことなく、イグニションスイッチがオンになると、絶
対操舵角を検出誤差を生ずることなく検出できる。
ニションスイッチがオフのとき、演算処理などを停止す
るストップモードに切り替わって、そして、ストップモ
ードで、基準位置を超えた操舵が行われたときに、記憶
した周波数Ｓを補正するようにしたので、イグニション
スイッチがオフ時の電力消費を抑えることができるとと
もに、休止している間も、操舵によって周期数Ｓを見失
うことなく、イグニションスイッチがオンになると、絶
対操舵角を検出誤差を生ずることなく検出できる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した通り、演算・制御手段が外
部から休止信号を受けると、連続的に前記角度センサか
らの検出データを読み込んで演算処理を実行する通常作
動モードから、演算処理を停止するストップモードに切
り替わるとともに、回転検出手段が回転部材が所定の角
度位置に回転したことを検出すると、一時的にストップ
モードを解除し、ストップモードに切り替わったときか
ら解除するまでの回転部材の角度位置の変化で、回転部
材の周期数の補正値を求めて補正を行うから、休止して
いる間にも、周期数を見失うことはない。これによっ
て、休止が解除された場合、ただちに絶対回転角度を演
算することができる。
部から休止信号を受けると、連続的に前記角度センサか
らの検出データを読み込んで演算処理を実行する通常作
動モードから、演算処理を停止するストップモードに切
り替わるとともに、回転検出手段が回転部材が所定の角
度位置に回転したことを検出すると、一時的にストップ
モードを解除し、ストップモードに切り替わったときか
ら解除するまでの回転部材の角度位置の変化で、回転部
材の周期数の補正値を求めて補正を行うから、休止して
いる間にも、周期数を見失うことはない。これによっ
て、休止が解除された場合、ただちに絶対回転角度を演
算することができる。
【００３２】また、ストップモードでは、回転部材が所
定の角度位置に回転されない限り、周期数のためにスト
ップモードを解除して演算処理を行う必要がなく、電力
消費を顕著に抑えられる効果が得られる。回転検出手段
としては、コンパレータを用いた場合に、コンパレータ
の出力状態で回転部材が所定の角度位置に回転されたか
否かを簡単に判断することができる。また、コンパレー
タの出力にヒステリシスを設定すれば、コンパレータが
安定して回転部材が回転されたことを検出できる。さら
に、ストップモードでは、角度センサに供給する電源電
圧を低く設定することによって、演算・制御手段が演算
処理を停止するのと併せて、より一層、電力消費を低減
させることができる。
定の角度位置に回転されない限り、周期数のためにスト
ップモードを解除して演算処理を行う必要がなく、電力
消費を顕著に抑えられる効果が得られる。回転検出手段
としては、コンパレータを用いた場合に、コンパレータ
の出力状態で回転部材が所定の角度位置に回転されたか
否かを簡単に判断することができる。また、コンパレー
タの出力にヒステリシスを設定すれば、コンパレータが
安定して回転部材が回転されたことを検出できる。さら
に、ストップモードでは、角度センサに供給する電源電
圧を低く設定することによって、演算・制御手段が演算
処理を停止するのと併せて、より一層、電力消費を低減
させることができる。
【図１】実施例における角度センサ部のレイアウトを示
す。
す。
【図２】電子制御ユニットの構成を示す図である。
【図３】従動歯車の角度位置とコンパレータの出力関係
を示す図である。
を示す図である。
１ ステアリングシャフト（測定対象回転体）
２ 駆動歯車
３ａ、３ｂ 従動歯車（回転部材）
４ コンパレータ（回転検出手段）
５ａ、５ｂ スイッチ部
６ａ、６ｂ ＭＲセンサ（角度センサ）
７ａ、７ｂ マグネット
８ａ、８ｂ 増幅器
１０ 電子制御ユニット
１１ 電源部
１２ ＣＰＵ（演算・制御手段）
１３ フラッシュメモリ（不揮発性のデータ記憶
部） １４ 通信装置
部） １４ 通信装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 河村 泰治
東京都大田区大森西５丁目28番６号 ナイ
ルス部品株式会社内
Ｆターム(参考） 2F063 AA36 BA08 CA15 DA05 DC03
DD03 GA52 KA01 LA03
2F069 AA86 BB40 DD04 GG04 GG06
HH30
2F077 AA24 CC02 CC08 DD05 JJ01
JJ09 JJ23 TT52 VV01
Claims (4)
- 【請求項１】 測定対象回転体に連動して回転する回転
部材と、該回転部材に付設されて、その周期的な角度位
置を検出する角度センサと、前記角度センサの基準位置
を記憶する不揮発性のデータ記憶部と、前記基準位置と
角度センサからの検出データを演算処理して前記回転部
材の周期数を求め、測定対象回転体の絶対回転角度を算
出して検出出力とするとともに、外部から休止信号を受
けて、連続的に前記角度センサからの検出データを読み
込んで演算処理を実行する通常作動モードから、演算処
理を停止するストップモードに切り替わる演算・制御手
段と、ストップモード中に、前記回転部材が所定の角度
位置に回転したことを検出する回転検出手段とを備え、
前記演算・制御手段は、前記ストップモードに切り替わ
るときの前記回転部材の角度位置と前記周期数を記憶さ
せ、前記回転検出手段からの出力信号によって、前記ス
トップモードを一時的に解除し、前記ストップモードに
切り替わるときから解除までの前記回転部材の角度位置
の変化で、前記回転部材の周期数の補正値を求め、補正
を行うことを特徴とする回転角検出装置。 - 【請求項２】 前記回転検出手段は、前記角度センサの
出力信号を入力とするコンパレータであることを特徴と
する請求項１記載の回転角検出装置。 - 【請求項３】 前記コンパレータの出力にはヒステリシ
スが設定されていることを特徴とする請求項２記載の回
転角検出装置。 - 【請求項４】 前記ストップモードでは、前記角度セン
サに供給される電源電圧が低く設定されていることを特
徴とする請求項１、２または３記載の回転角検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001401084A JP2003202224A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 回転角検出装置 |
| EP02028476A EP1323621A3 (en) | 2001-12-28 | 2002-12-19 | Rotation angle detector |
| US10/327,853 US6738725B2 (en) | 2001-12-28 | 2002-12-26 | Rotation angle detector |
| CN02160466A CN1432789A (zh) | 2001-12-28 | 2002-12-30 | 旋转角度检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001401084A JP2003202224A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 回転角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003202224A true JP2003202224A (ja) | 2003-07-18 |
Family
ID=19189722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001401084A Pending JP2003202224A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 回転角検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6738725B2 (ja) |
| EP (1) | EP1323621A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003202224A (ja) |
| CN (1) | CN1432789A (ja) |
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| JP2012103091A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Nsk Ltd | アングルセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
| JP2018508769A (ja) * | 2015-02-04 | 2018-03-29 | 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 自動磁気流量記録デバイス |
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| DE102005036287B3 (de) * | 2005-08-02 | 2007-05-16 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Leistungsversorgung von Sensoren in einer Sensoranordnung und Sensoranordnung |
| JP4567575B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2010-10-20 | 株式会社東海理化電機製作所 | 回転角度検出装置 |
| JP5128766B2 (ja) * | 2005-11-08 | 2013-01-23 | 東洋電装株式会社 | 舵角センサ |
| JP4607049B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2011-01-05 | 株式会社デンソー | 回転角検出装置 |
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| FR2910961A1 (fr) * | 2007-05-29 | 2008-07-04 | Siemens Vdo Automotive Sas | Procede de mesure d'un angle de rotation a prevention d'erreur, et application |
| JP4617368B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2011-01-26 | 山洋電気株式会社 | バッテリレス絶対位置検出用エンコーダ |
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| JP5263024B2 (ja) * | 2009-06-18 | 2013-08-14 | 株式会社日立製作所 | 回転角検出装置および回転速度検出装置 |
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| CN101975549B (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-23 | 昌辉汽车电气系统（安徽）有限公司 | 超大量程绝对位置角度传感器及绝对位置的角度检测方法 |
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