JP2003315093A

JP2003315093A - 回転角度検出装置及び検出方法

Info

Publication number: JP2003315093A
Application number: JP2002115283A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ueno; 淳上野; Takashi Sato; 孝佐藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP4119153B2

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電流をより低減することができる回転角
度検出装置及び検出方法を提供する【解決手段】本発明の回転角度検出装置１０は、回転
体１８の全回転角度範囲を正逆双方向において１回転以
上の回転角度範囲に変換するギヤ機構１１と、このギヤ
機構１１の出力軸１２に取り付けられ出力軸１２と共に
回転し半径方向に着磁もしくは端面２極着磁された磁石
１３と、この磁石１３に近接して設けられ出力軸１２の
１回転で所定の角度に等分割された各角度で出力信号を
それぞれ出力すると共に、出力軸１２の１回転で各角度
で出力された複数の出力値を回転体１８の回転により繰
り返し出力する磁気センサ１４と、磁気センサ１４から
の出力値の累積値と回転体１８を回転させたときに磁気
センサ１４から出力された最新の新検出値と既に磁気セ
ンサ１４から出力されていた旧検出値とから回転体１８
を回転させたときの磁気センサ１４からの出力値の累積
値を更新して回転体１８の絶対回転角度を求める演算手
段１５とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の回転角度
を検出する回転角度検出装置及び検出方法に関し、特
に、ステアリングシャフトの舵角を検出するのに好適な
回転角度検出装置及び検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の回転角度検出装置としてのエン
コーダが特開昭６０−２１８０２７号公報に開示されて
いる。同公報のエンコーダでは、図９に示すように、第
１、第２の２つのセンサからの矩形状の信号１、２によ
り角度変化を検出し、カウンターにて絶対値を算出する
ことで、回転角度を検出している。また、同公報のエン
コーダでは、消費電流を少なくするために、２つのセン
サによる計測を間欠駆動させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
では、消費電流を少なくするために、２つのセンサによ
る検出を間欠駆動させてはいるものの、ステアリングの
高速回転による信号の読み飛ばしを防ぐためには短い周
期での２つのセンサによる計測を繰り返す必要があるの
で、結果的には消費電流を大幅に少なくすることはでき
ない。例えば、分解能を１deg、ステアリングの最高角
速度を１０００deg／secとした場合、最低でも１msecに
１回は２つのセンサを駆動して計測する必要があった。

【０００４】そこで、本発明は、消費電流をより低減す
ることができる回転角度検出装置及び検出方法の提供を
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、回転体の全回転角度範囲を正逆
双方向において１回転以上の回転角度範囲に変換するギ
ヤ機構と、このギヤ機構の出力軸に取り付けられ該出力
軸と共に回転し半径方向に着磁もしくは、端面２極磁着
された磁石と、この磁石に近接して設けられ前記出力軸
の１回転で所定の角度に等分割された各角度で出力信号
をそれぞれ出力すると共に、出力軸の１回転で各角度で
出力された複数の出力値を前記回転体の回転により繰り
返し出力する磁気センサと、前記磁気センサからの出力
値の累積値と前記回転体を回転させたときに磁気センサ
から出力された最新の新検出値と既に磁気センサから出
力されていた旧検出値とから前記回転体を回転させたと
きの前記磁気センサからの出力値の累積値を求めて更新
し、更新した累積値から前記回転体の絶対回転角度を求
める演算手段とからなることを特徴とする。

【０００６】この回転角度検出装置では、一つの磁気セ
ンサからの出力値として、磁気センサからの出力値の累
積値と新検出値と旧検出値から演算手段によって回転体
の絶対角度を求めるので、２つ以上のセンサを駆動する
ことがないので消費電流を低減することが可能となる。
また、回転体の高速回転の場合に信号の読み飛ばしを防
ぐために短い周期で計測を繰り返しても一つのセンサの
駆動だけなので消費電流をより低減することができる。

【０００７】また、消費電流を少なくするため間欠駆動
した場合、角度が、前記磁気センサの角度分割数の半分
の値以内の変化ならば、角度演算が可能なため、間欠駆
動の繰り返しタイミングを長く取れ、消費電流をより低
減することができる。

【０００８】また、この回転角度検出装置では、一つの
磁気センサからの出力値として、出力値の累積値、最新
の出力値としての新検出値、既に検出されている旧検出
値から演算手段が最新の累積値を演算し、累積値を順次
更新する。例えば、回転体を正逆双方向の中心位置から
ある一定角度回転させた位置からさらに所定の角度回転
させたときの回転角度を求める場合、磁気センサは１回
転で複数の出力信号を繰り返し出力しこの出力は演算手
段によって累積され一定角度回転させたときの累積値と
し、これと共に、一定角度回転させた位置での磁気セン
サの出力値を旧検出値とする。この一定角度回転させた
位置から、さらに回転体を所定角度回転させた場合の角
度は、所定角度回転させたときの磁気センサの出力を新
検出値として、既に検出されている累積値と、旧検出値
と、新検出値とから演算手段によって求められる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の回
転角度検出装置であって、前記演算手段が、前記磁気セ
ンサからの出力値の累積値を記憶する累積値記憶部と、
磁気センサが最後に検出した出力値を旧検出値として記
憶する旧検出値記憶部と、前記累積値と前記新検出値と
前記旧検出値とから累積値を更新する演算装置とを備
え、前記演算装置が、前記回転体を回転させたときの磁
気センサからの最新の新検出値と旧検出値記憶部に記憶
されている旧検出値との差の絶対値を求める絶対値演算
部と、この絶対値演算部によって求められた差の絶対値
と前記磁気センサの所定の角度分割数の半分の値とを比
較する比較部と、前記差の絶対値が前記角度分割数の半
分の値以下のとき前記累積値記憶部の累積値に新検出値
と旧検出値との差を加えて新累積値とし、前記差の絶対
値が前記角度分割数の半分の値より大きく前記新検出値
が前記角度分割数の半分の値以上のとき前記累積値記憶
部に記憶されている累積値から磁気センサの角度分割数
から新検出値を引いた値と旧検出値とを引いて新累積値
とし、前記差の絶対値が角度分割数の半分の値より大き
く前記新検出値が前記角度分割数の半分の値より小さい
とき累積値に磁気センサの角度分割数から旧検出値を引
いた値と新検出値とを加えて新累積値とする加減演算部
と、前記加減演算部で求めた新累積値から回転体の絶対
回転角度を求める絶対角度演算部とからなることを特徴
とする。

【００１０】この回転角度検出装置では、絶対値演算部
により回転体を回転させたときの磁気センサからの最新
の新検出値と旧検出値記憶部に記憶されている旧検出値
との差の絶対値が求められ、比較部によって差の絶対値
と磁気センサの所定の角度分割数の半分の値とを比較す
る。加減演算部では、差の絶対値が角度分割数の半分値
以下のとき累積値記憶部の累積値に新検出値と旧検出値
との差を加えて新累積値とする。また、差の絶対値が角
度分割数の半分の値より大きく新検出値が角度分割数の
半分の値以上のとき累積値記憶部に記憶されている累積
値から磁気センサの角度分割数から新検出値を引いた値
と旧検出値とを引いて新累積値とする。さらに、差の絶
対値が角度分割数の半分の値より大きく新検出値が角度
分割数の半分の値より小さいとき累積値に磁気センサの
角度分割数から旧検出値を引いた値と新検出値とを加え
て新累積値とする。絶対角度演算部では、加減演算部で
求められた新累積値を用いて、回転体の絶対回転角度を
求める。

【００１１】請求項３記載の発明は、転体の回転を１回
転以上の回転角度範囲に変換し、１回転で所定の角度に
分割された各角度で出力信号を出力すると共に、出力軸
の１回転で各角度で出力された複数の出力値を前記回転
体の回転により繰り返し出力する磁気センサで回転体の
回転角度を検出する回転角度検出方法であって、前記回
転体を回転させたときの磁気センサからの最新の新検出
値と既に検出している旧検出値との差の絶対値を求め、
この差の絶対値と前記磁気センサの所定の角度分割数の
半分の値とを比較し、前記差の絶対値が前記角度分割数
の半分の値以下のとき累積値に前記差の絶対値を加えて
新累積値とし、前記差の絶対値が前角度分割数の半分の
値より大きく前記新検出値が前記角度分割数の半分の値
以上のとき累積値から磁気センサの角度分割数から新検
出値を引いた値と旧検出値とを引いて新累積値とし、前
記差の絶対値が角度分割数の半分の値より大きく前記新
検出値が前記角度分割数の半分の値より小さいとき累積
値に磁気センサの角度分割数から旧検出値を引いた値と
新検出値とを加えて新累積値とし、前記新累積値から回
転体の絶対回転角度を求めることを特徴とする。

【００１２】この回転角度検出方法では、回転体を回転
させたときの磁気センサからの最新の新検出値と既に検
出している旧検出値との差の絶対値を求め、この差の絶
対値と磁気センサの所定の角度分割数の角度分割数の半
分の値とを比較する。この比較において、差の絶対値が
角度分割数の半分の値以下のとき累積値に差の絶対値を
加えて新累積値とする。また、差の絶対値が前記角度分
割数の半分の値より大きく新検出値が角度分割数の半分
の値以上のとき累積値から磁気センサの角度分割数から
新検出値を引いた値と旧検出値とを引いて新累積値とす
る。さらに、差の絶対値が角度分割数の半分の値より大
きく新検出値が角度分割数の半分の値より小さいとき累
積値に磁気センサの角度分割数から旧検出値を引いた値
と新検出値とを加えて新累積値とする。これらの新累積
値から回転体の絶対回転角度を求める。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、回転軸としてステアリング
シャフトの舵角を検出する回転角度検出装置１０を示す
平面図、図２は、回転角度検出装置の一部を拡大した斜
視図、図３は、磁気センサとしてのホールＩＣと磁石と
の関係を示す説明図、図４はホールＩＣの出力信号とス
テアリングシャフトの絶対角度との関係を示す出力波形
図である。

【００１４】図１に示すように、回転角度検出装置１０
は、ステアリングシャフト１８の全回転角度範囲を正逆
双方向において１回転以上の回転角度範囲に変換するギ
ヤ機構１１と、このギヤ機構１１の出力軸１２に取り付
けられ出力軸１２と共に回転し半径方向に着磁もしくは
端面２極着磁された磁石１３と、この磁石１３に近接し
て設けられた磁気センサ１４と、磁気センサ１４が出力
した出力値を用いてステアリングシャフトの絶対舵角を
演算する演算手段としてのマイコン１５とを備えてい
る。また、回転角度検出装置１０は、磁気センサ１４、
マイコン１５に電源を供給するレギュレータ１６と、発
振器１７とを備えている。

【００１５】上記ギヤ機構１１は、ステアリングシャフ
ト１８の外周に一体に固定されてステアリングシャフト
１８と一体に回転する大径歯車１９と、この大径歯車１
９に噛み合うと共に、所定の減速比に設定された小径歯
車２０とからなる。この小径歯車２０の出力軸１２に、
半径方向に着磁もしくは端面２極着磁された磁石１３が
一体に設けられている。そして、ステアリングシャフト
１８の回転により大径歯車１９を介して小径歯車２０
が、ステアリングシャフトの全回転角度範囲を正逆（左
右）方向において１回転以上の角度範囲で回転する。ま
た、小径歯車２０の出力軸１２に一体に設けられた磁石
１３の下部側にホールＩＣからなる磁気センサ（以下
「ホールＩＣ」という）１４が配置されている。そし
て、小径歯車２０の回転により磁石１３が回転すると、
ホールＩＣ１４を通過する磁束が変化することでホール
ＩＣ１４からの磁石１３の回転角度、すなわち小径歯車
２０の回転角度に応じて出力される。

【００１６】図３に示すように、ホールＩＣ１４は、１
回転（３６０°）を６４に等分割した分割数（０・・・
４・・・・６４）に応じた出力値を２進値で出力する。
この出力値は、小径歯車２０の回転に応じて繰り返し出
力されるため、ステアリングシャフト１８を回転させる
と、図４に示すように、ステアリングシャフト１８の絶
対角に対して小歯車２０の１回転ごとに繰り返し出力さ
れる。すなわち、図４において、Ｌ１が小歯車２０の一
回転（３６０°）分の出力値（６４個分）を示し、直線
Ｌ２は、６４分割分だけの出力値が示されている。

【００１７】また、本実施形態では、ホールＩＣ１４か
らの出力（小歯車２０の一回転における各絶対角度での
出力）は６４分割数あるので、３６０[deg]／６４[posi
tion]＝５．６２５[deg]の分解能を持つ。

【００１８】なお、さらに精度を上げる為にステアリン
グシャフト１８に大歯車を取り付け、それに噛み合わせ
た小歯車の増速された回転角度を検出する。例えば、４
５：８の増速比を持つギヤ機構を取り付けた場合バック
ラッシュ等の誤差を無視すると、５．６２５[deg]／（４５／８）＝１．０[deg] となるように検出の分解能を自由に調整することができ
る。この場合、減速比を大きくすると単位時間あたりの
検出回数を増やす必要があるので、要求される精度と追
従速度（ステアリングシャフトの回転速度）の関係を考
慮して増速比が設定されている。このホールＩＣ１４か
ら出力された出力値は演算手段であるマイコン１５に入
力されてステアリングシャフト１８の絶対角度が求めら
れる。

【００１９】演算手段としてのマイコン１５は、図５に
示すように、入力部２１、累積値記憶部２２、演算部２
３、旧検出値記憶部２４、出力部２５からなる。また、
演算部２３は、絶対値演算部２６、比較部２７、加減演
算部２８、絶対角度演算部２９とからなる。そして、マ
イコン１５は、ホールＩＣ１４からの出力値の累積値と
ステアリングシャフト１８を回転させたときにホールＩ
Ｃ１４から出力された最新の新検出値と既にホールＩＣ
１４から出力されていた旧検出値とからステアリングシ
ャフト１８を回転させたときのホールＩＣ１４からの出
力値の累積値を更新してステアリングシャフト１８の絶
対回転角度を求める。

【００２０】次に、上記構成の回転角度検出装置１０に
よるステアリングシャフト１８の回転角度を検出する検
出方法について、図６乃至図８に示すフローチャートを
用いて説明する。

【００２１】図６に示すように、ステアリングシャフト
１８の回転角度の検出が開始すると、ステップＳ１で初
期設定がなされ、次にステップＳ２で絶対舵角検出がな
され、ステップＳ３で通信処理される。ステップＳ１に
おける初期設定は、図７に示す手順で行われる。

【００２２】図７に示すようにステップＳ１１で減速比
「ＲＴ」が定義され、ステップＳ１２で上述した分解能
「ＲＺ」が定義される。次にステップＳ１３でホールＩ
Ｃ１４の絶対角「Ａθ」が初期化されて「０」に設定さ
れ、ステップＳ１４でステアリングシャフト１８の絶対
角「Ｂθ」が「０」に設定される。さらに、ステップＳ
１５で旧検出値「θ０」が初期化されて「０」に設定さ
れ、ステップＳ１６で新検出値「θ１」が初期化されて
「０」に設定される。

【００２３】そして、ＲＴ：歯車の減速比ＲＺ：センサ（ホールＩＣ１４）の分割数ＡＧ：センサ（ホールＩＣ１４）の分解能Ａθ：センサ（ホールＩＣ１４）の累積値Ｂθ：ステアリングシャフト１８の絶対角 θ０：旧検出値 θ１：新検出値がそれぞれ定義され、初期化されると、図８に示す手順
により、ステアリングシャフト１８の絶対角度が検出さ
れる。

【００２４】図８に示すように、絶対舵角の検出が開始
されると、ステップＳ２１で前回のホールＩＣ１４の検
出値θ１を旧検出値θ０に置き換えた後、ステップＳ２
２で現在の最新の新検出値θ１を取り込む。次に、ステ
ップＳ２３で絶対値演算部２６が新検出値θ１と旧検出
値θ０との差の絶対値Ａ（検出値差の絶対値）を求め、
ステップＳ２４でホールＩＣ１４の一回転分の出力の半
分の値、すなわち分解能の半分の値Ｂを求める。そし
て、ステップＳ２５で検出値差の絶対値Ａと分解能の半
分の値Ｂとの比較が比較部２７でなされ、検出値差の絶
対値Ａが分解能の半分の値Ｂより大きくない場合、すな
わち、検出値差の絶対値Ａが分解能の半分の値Ｂより小
さい場合には、ステップＳ２６でホールＩＣ１４からの
出力値の累積値Ａθに新検出値θ１と旧検出値θ０との
差が加えられて新累積値Ａθが求められる。この場合
は、ホールＩＣ１４の検出値が変化した間に０→６３の
繰り上がり（図４の線図において、ホールＩＣ１４の１
回転の出力波形の次の出力波形で示される出力になる場
合）や、６３→０の繰り下がり（ホールＩＣ１４の１回
転の出力波形の前の出力波形で示される出力波形になる
場合）がないので、新検出値から旧検出値を引いた値を
単純に累積値に加えて、新累積値とする。

【００２５】次にステップＳ２５で差の絶対値Ａが半分
の角度における出力値Ｂより大きい場合、すなわち、ホ
ールＩＣ１４の検出値が変化した間に０→６３の繰り上
がり（図４の線図において、ホールＩＣ１４の１回転の
出力波形の次の出力波形で示される出力になる場合）
や、６３→０の繰り下がり（ホールＩＣ１４の１回転の
出力波形の前の出力波形で示される出力波形になる場
合）がある場合は、ステップＳ２６で、新検出値θ１が
分割数の半分の値Ｂより小さいか否かが判断され、新検
出値が分割数の半分の出力より大きいか否かが判断さ
れ、上記繰り上がりの場合なのか、上記繰り下がりの場
合なのかが判断される。この判断において、新検出値θ
１が分割数の半分の値Ｂより小さい場合、すなわち新検
出値θ１が分割数の半分の値Ｂより大きく繰り上がりで
あるときは、ステップＳ２８で累積値記憶部２２に記憶
されている累積値ＡθからホールＩＣ１４の分割数ＲＺ
から新検出値θ１を引いた値と旧検出値θ０とを引いて
新累積値Ａθを求める。

【００２６】また、ステップＳ２７で、差の絶対値Ａが
分割数の半分の値Ｂより大きく新検出値θ１が分割数の
半分の値Ｂより小さいとき、すなわち繰り下がりである
とき、累積値ＡθにホールＩＣ１４の１回転での総出力
値ＲＺから旧検出値θ０を引いた値と新検出値θ１とを
加えて新累積値Ａθを求める。

【００２７】そして、ステップＳ３０で、絶対角度演算
部２９がステップＳ２６、２８、２９で求めたそれぞれ
の新累積値ＡθにホールＩＣ１４の分解能を掛けて、ギ
ヤ機構１１の減速比ＲＴで割ることによりステアリング
シャフト１８の絶対舵角を求める。そして、上記により
求めた最新の累積値が出力部２５から出力信号として出
力され、ステップＳ３の通信処理で通信処理される。

【００２８】また、ステアリングシャフト１８の回転方
向の判断方法については、前後２回の検出間にステアリ
ングシャフトが急に回転させられると、磁気式センサの
出力値の読み飛ばしが発生し回転方向の判断ができなく
なってしまう。従って、回転方向を判断するために検出
間隔の長さを制限する必要がある。すなわち、前後２回
の検出間における磁気式センサの出力値の差が分割数の
半分未満に収まるように検出間隔を短くする必要があ
る。このように設定することで、上述した出力値の繰り
上がりや、繰り下がりが起こっても上記図８のフローチ
ャートで示す手順に従って回転方向を判断することがで
きる。

【００２９】検出間隔は、演算時間を無視して考えると
次式で表すことができる。

【００３０】Ｘ＝１８０[deg]／（Ｖ[deg／sec]×Ｒ
Ｔ）ここで、Ｘは検出間隔、Ｖはステアリングシャフト１８
の最高回転速度、ＲＴは減速比である。磁気式センサの
角度分解能は、３６０[deg]／６４＝５．６２５[deg] である。ステアリングシャフト１８に対する角度検出の
分解能を１degとすると歯車機構の減速比は、５．６２５[deg]／１[deg]＝５．６２５で、ステアリングシャフトの最高回転速度を１０００de
g／secとした場合は、Ｘ＝１８０[deg]／（１０００[deg／sec]×５，６２
５）＝３２[msec] となる。

【００３１】上記実施形態の回転角度検出装置によれ
ば、一つのホールＩＣ（磁気センサ）１４からの出力値
として、ホールＩＣ１４からの出力値の累積値Ａθと新
検出値θ１と旧検出値θ０からマイコン１５によってス
テアリングシャフト（回転体）１８の絶対角度を求める
ので、２つ以上のセンサを駆動することがないので消費
電流を低減することが可能となる。

【００３２】また、ステアリングシャフト１８の高速回
転の場合に信号の読み飛ばしを防ぐために短い周期で計
測を繰り返しても一つのセンサの駆動だけなので消費電
流をより低減することができる。

【００３３】さらに、一つのホールＩＣ１４からの出力
値として、出力値の累積値Ａθ、最新の出力値として新
検出値θ１、既に検出されている旧検出値θ０からマイ
コン１５が最新の累積値Ａθを演算し、累積値Ａθを順
次更新することでステアリングシャフト１８の絶対角度
を演算しているので、疑似絶対角の検出を実現すること
で、検出範囲に限定がない。

【００３４】また、一つのホールＩＣ１４で回転角度を
求めることができるので、車両のステアリングシャフト
１８の舵角センサとして用いた場合、暗電流を低く押さ
えることができ、バッテリー上がり等の不具合の発生を
防止することができる。

【００３５】なお、上記実施形態では、回転体としてス
テアリングシャフト１８の絶対舵角を求める例に説明し
たが、これ以外の回転体の回転角度を求める場合におい
ても、本発明を適用することができる。

【００３６】また、上記実施形態では、ホールＩＣの１
回転における分割数を６４分割した例について説明した
が、この分割数は、６４以下であっても６４以上であっ
ても良い。

【００３７】さらに、上記ギヤ機構、磁石、ホールＩＣ
を用いて、ホールＩＣからの出力値の累積値と、新検出
値と、旧検出値とから新累積値を求める方法は、上記演
算方法以外であっても良く、上記演算方法の一部が異な
る方法であっても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、一つの磁気センサからの出力値として、累
積値と新検出値と旧検出値から演算手段によって回転体
の絶対角度を求めるので、２つ以上のセンサを駆動する
ことがないので消費電流を低減することが可能となる。
また、回転体の高速回転の場合に信号の読み飛ばしを防
ぐために短い周期で計測を繰り返しても一つのセンサの
駆動だけなので消費電流をより低減することができる。

【００３９】また、この回転角度検出装置では、一つの
磁気センサからの出力値として、出力値の累積値、最新
の出力値として新検出値、既に検出されている旧検出値
から演算手段が最新の累積値を演算し、累積値を順次更
新することで回転体の絶対角度を演算しているので、疑
似絶対角の検出を実現することで、検出範囲に限定がな
い。

【００４０】また、一つの磁気センサで回転角度を求め
ることができるので、例えば、車両のステアリングシャ
フトの舵角センサとして用いた場合、暗電流を低く押さ
えることができ、バッテリー上がり等の不具合の発生を
防止することができる。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、請求項１と
同様の効果が得られると共に、演算手段により回転体の
累積角度を演算するので検出する角度に範囲がなく、検
出範囲にかかわらず一定の精度の角度検出を行うことが
できる。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、２つ以上の
センサを駆動することがないので消費電流を低減するこ
とが可能となる。また、回転体の高速回転の場合に信号
の読み飛ばしを防ぐために短い周期で計測を繰り返して
も一つのセンサの駆動だけなので消費電流をより低減す
ることができる。

【００４３】また、この回転角度検出装置では、一つの
磁気センサからの出力値として、出力値の累積値、最新
の出力値として新検出値、既に検出されている旧検出値
から演算手段が最新の累積値を演算し、累積値を順次更
新することで回転体の絶対角度を演算しているので、疑
似絶対角の検出を実現することで、検出範囲に限定がな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転角度検出装置の構成を示す平
面図である。

【図２】図１に示す回転角度検出装置の一部を拡大した
斜視図である。

【図３】磁気センサ（ホールＩＣ）の分割数と磁石との
関係を示す説明図である。

【図４】ステアリングシャフトの絶対角に対する磁気セ
ンサ（ホールＩＣ）からの出力信号を示す線図である。

【図５】演算手段（マイコン）の内部を示す機能ブロッ
ク図である。

【図６】回転角度検出方法の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図７】回転角度検出方法の初期設定手順を示すフロー
チャートである。

【図８】回転角度検出方法の絶対舵角検出手順を示すフ
ローチャートである。

【図９】従来の２つのエンコーダから出力される信号を
示す波形図である。

【符号の説明】

１０回転角度検出装置１１ギヤ機構１２出力軸１３磁石１４ホールＩＣ（磁気センサ）１５マイコン（演算手段）１８ステアリングシャフト（回転体）

フロントページの続きＦターム(参考） 2F063 AA35 BA08 CA15 DA01 DA05 DD02 EA03 GA52 KA04 LA19 LA22 LA29 2F077 AA27 AA36 CC02 NN17 NN24 PP12 VV02 3D033 CA29 DB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体の全回転角度範囲を正逆双方向に
おいて１回転以上の回転角度範囲に変換するギヤ機構
と、このギヤ機構の出力軸に取り付けられ該出力軸と共
に回転し半径方向に着磁、もしくは端面２極着磁された
磁石と、この磁石に近接して設けられ前記出力軸の１回
転で所定の角度に等分割された各角度で出力信号をそれ
ぞれ出力すると共に、出力軸の１回転で各角度で出力さ
れた複数の出力値を前記回転体の回転により繰り返し出
力する磁気センサと、前記磁気センサからの出力値の累
積値と前記回転体を回転させたときに磁気センサから出
力された最新の新検出値と既に磁気センサから出力され
ていた旧検出値とから前記回転体を回転させたときの前
記磁気センサからの出力値の累積値を求めて更新し、更
新した累積値から前記回転体の絶対回転角度を求める演
算手段とからなることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】請求項１記載の回転角度検出装置であっ
て、前記演算手段が、前記磁気センサからの出力値の累
積値を記憶する累積値記憶部と、磁気センサが最後に検
出した出力値を旧検出値として記憶する旧検出値記憶部
と、前記累積値と前記新検出値と前記旧検出値とから累
積値を更新する演算装置とを備え、前記演算装置が、前記回転体を回転させたときの磁気セ
ンサからの最新の新検出値と旧検出値記憶部に記憶され
ている旧検出値との差の絶対値を求める絶対値演算部
と、この絶対値演算部によって求められた差の絶対値と
前記磁気センサの所定の角度分割数の半分の値とを比較
する比較部と、前記差の絶対値が前記角度分割数の半分
の値以下のとき前記累積値記憶部の累積値に新検出値と
旧検出値との差を加えて新累積値とし、前記差の絶対値
が前記角度分割数の半分の値より大きく前記新検出値が
前記角度分割数の半分の値以上のとき前記累積値記憶部
に記憶されている累積値から磁気センサの角度分割数か
ら新検出値を引いた値と旧検出値とを引いて新累積値と
し、前記差の絶対値が角度分割数の半分の値より大きく
前記新検出値記角度分割数の半分の値より小さいとき累
積値に磁気センサの角度分割数から旧検出値を引いた値
と新検出値とを加えて新累積値とする加減演算部と、前
記加減演算部で求めた新累積値から回転体の絶対回転角
度を求める絶対角度演算部とからなることを特徴とする
回転角度検出装置。
【請求項３】回転体の全回転角度範囲を１回転以上の
回転角度範囲に変換し、１回転で所定の角度に分割され
た各角度で出力信号を出力すると共に、出力軸の１回転
で各角度で出力された複数の出力値を前記回転体の回転
により繰り返し出力する磁気センサで回転体の回転角度
を検出する回転角度検出方法であって、前記回転体を回転させたときの磁気センサからの最新の
新検出値と既に検出している旧検出値との差の絶対値を
求め、この差の絶対値と前記磁気センサの所定の角度分
割数の半分の値とを比較し、前記差の絶対値が前記角度
分割数の半分の値以下のとき前記磁気センサからの出力
値の累積値に新検出値と旧検出値との差を加えて新累積
値とし、前記差の絶対値が前記角度分割数の半分の値よ
り大きく前記新検出値が前記角度分割数の半分の値以上
のとき前記累積値から磁気センサの角度分割数から新検
出値を引いた値と旧検出値とを引いて新累積値とし、前
記差の絶対値が角度分割数の半分の値より大きく前記新
検出値が前記角度分割数の半分の値より小さいとき累積
値に磁気センサの角度分割数から旧検出値を引いた値と
新検出値とを加えて新累積値とし、前記新累積値から回
転体の絶対回転角度を求めることを特徴とする回転角度
検出方法。