JP2004138606A - Steering angle sensor - Google Patents
Steering angle sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004138606A JP2004138606A JP2003319843A JP2003319843A JP2004138606A JP 2004138606 A JP2004138606 A JP 2004138606A JP 2003319843 A JP2003319843 A JP 2003319843A JP 2003319843 A JP2003319843 A JP 2003319843A JP 2004138606 A JP2004138606 A JP 2004138606A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- magnetic sensor
- angle
- signal
- detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されるステアリングの回転角度を検出する舵角センサに係り、特に、検出の精度を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a steering angle sensor for detecting a rotation angle of a steering mounted on a vehicle, and particularly to a technique for improving detection accuracy.
車両に搭載される舵角センサの従来例として、例えば、ステアリングと同軸的に大径のギヤを設置し、更に、この大径ギヤと噛合する小径のギヤを設置し、この小径ギヤの回転角度を検出する方式を用いたものが知られている。 As a conventional example of a steering angle sensor mounted on a vehicle, for example, a large-diameter gear is installed coaxially with the steering, and a small-diameter gear meshing with the large-diameter gear is installed. Is known that uses a method of detecting the
即ち、図１０に示すように、ステアリングシャフト１０１が回転すると、これに伴って、大径のギヤ１０２が回転し、該大径のギヤ１０２と噛合している小径のギヤ１０３が回転駆動する。また、小径のギヤ１０３の中心部には、磁石１０４が設置されており、更に、この磁石１０４近傍の固定側には、ホールＩＣ１０５が設置されている。従って、ホールＩＣ１０５により、磁石１０４の方向を検出することができ、ひいては小径のギヤ１０３の回転角度を検出することができる。
That is, as shown in FIG. 10, when the
よって、ホールＩＣ１０５の出力信号に基づいて、ステアリングシャフト１０１の回転角度を求めることができる。
ところが、上述した構成を有する舵角センサにおいては、大径のギヤ１０２と小径のギヤ１０３の歯数が例えば、４：１といったように、小径のギヤ１０２の方が歯数が少なく、且つ、ステアリングシャフト１０１は、全体の操舵角度が約４回転足らずあるので、小径のギヤ１０３は全体で約１５回転することになる。
Therefore, the rotation angle of the
However, in the steering angle sensor having the above-described configuration, the small-
従って、ホールＩＣ１０５により、小径のギヤ１０３の回転角度を検出することができるものの、ステアリングシャフト１０１の絶対位置、つまり、小径のギヤ１０３が、１５回転のうちの何回転目にあるかを認識することができない。このため、ステアリングシャフト１０１の操舵角度が０度、即ち、車両が直進状態となった位置を基準として、操舵角度を検出しなければならず、車両側から直進状態となったときの基準位置信号が与えられるまで、操舵角を検出することができないという欠点があった。
Therefore, although the rotation angle of the small-diameter gear 103 can be detected by the Hall IC 105, the absolute position of the
また、この問題を解決するために、車両のイグニッションのオフ時においても舵角センサに通電することにより、舵角の変化量を常時監視する方法が提案されているが、この方法では、イグニッションオフ時においても、電力を消費するため、バッテリへの負担が大きいという問題が発生していた。
上述したように、従来における舵角センサにおいては、車両の直進状態が検出されるまで舵角の検出ができないという問題があり、更に、イグニッションオフ時においても舵角センサに通電する方法では、消費電力が大きくなり、実用的でないという欠点があった。 As described above, in the conventional steering angle sensor, there is a problem that the steering angle cannot be detected until the straight traveling state of the vehicle is detected. There was a drawback that the power became large and was not practical.
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な方法で、車両の舵角を検出することのできる舵角センサを提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a steering angle sensor capable of detecting a steering angle of a vehicle by a simple method. It is in.
上記目的を達成するため、本発明は、ステアリングシャフトと連動して回転する第１のギヤと、該第１のギヤと連動して回転し、第１のギヤよりも速い回転速度で回転する第２のギヤと、を有し、該第２のギヤの回転角度を測定して、前記ステアリングシャフトの回転角度を検出する舵角センサにおいて、前記第２のギヤに設けられ、該第２のギヤと共に回転する小角度検出用磁石と、前記第２のギヤ近傍の固定側に配置され、前記小角度検出用磁石の磁力線を検出する小角度検出用磁気センサと、前記第１のギヤと連動して回転し、前記第２のギヤよりも遅い回転速度で回転する第３のギヤと、前記第３のギヤに設けられ、該第３のギヤと共に回転する大角度検出用磁石と、前記第３のギヤ近傍の固定側に配置され、前記大角度検出用磁石の磁力線を検出する大角度検出用磁気センサと、を有し、前記小角度検出用磁気センサ、及び大角度検出用磁気センサにて検出された角度データに基づいて、前記ステアリングシャフトの回転角度を求めることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first gear that rotates in conjunction with a steering shaft, and a first gear that rotates in conjunction with the first gear and rotates at a higher rotation speed than the first gear. And a second gear, wherein the steering angle sensor detects the rotation angle of the steering shaft by measuring the rotation angle of the second gear, the second gear being provided on the second gear. A small-angle detecting magnet that rotates together with the small-angle detecting magnet, a small-angle detecting magnetic sensor that is disposed on a fixed side near the second gear, and detects a magnetic line of force of the small-angle detecting magnet, and interlocks with the first gear. A third gear rotating at a lower rotation speed than the second gear, a large-angle detecting magnet provided on the third gear and rotating together with the third gear, The large-angle detection magnet is disposed on the fixed side near the gear. A magnetic sensor for detecting a large angle of magnetic force, and a rotation angle of the steering shaft based on angle data detected by the magnetic sensor for detecting a small angle and the magnetic sensor for detecting a large angle. It is characterized by seeking.
請求項２に記載の発明は、前記小角度検出用磁気センサは、前記第２のギヤの回転動に伴って、三角波の周期信号を出力し、前記大角度検出用磁気センサは、前記第３のギヤの回転動に伴って、前記小角度検出用磁気センサが出力する周期信号よりも、長い周期となる、三角波の周期信号を出力することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the small angle detection magnetic sensor outputs a triangular wave periodic signal in accordance with the rotation of the second gear, and the large angle detection magnetic sensor outputs the third angle signal. In accordance with the rotation of the gear, a triangular wave period signal having a longer period than the period signal output from the small angle detection magnetic sensor is output.
請求項３に記載の発明は、前記ステアリングシャフトの絶対的な角度位置に応じて、前記小角度検出用磁気センサによる検出データと、前記大角度検出用磁気センサによる検出データとが異なるように設定されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the detection data by the small-angle detection magnetic sensor and the detection data by the large-angle detection magnetic sensor are set differently according to the absolute angular position of the steering shaft. It is characterized by being performed.
請求項４に記載の発明は、前記大角度検出用磁気センサにより検出される検出値を、前記小角度検出用磁気センサにより検出される検出値に傾斜と一致させた信号を、変換信号として生成し、前記変換信号と、前記小角度検出用磁気センサによる検出結果との差分を求め、当該差分値を、所定のステップ数で除したときの余りの値に応じて、前記ステアリングシャフトの絶対舵角が前記大角度用磁気センサより出力される周期波形のうちの、何番目の周期に属しているかを判断することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a signal in which a detection value detected by the large-angle detection magnetic sensor is made coincident with an inclination of a detection value detected by the small-angle detection magnetic sensor is generated as a conversion signal. Then, a difference between the conversion signal and the detection result by the small angle detection magnetic sensor is obtained, and the absolute value of the steering shaft is determined in accordance with a remainder obtained by dividing the difference value by a predetermined number of steps. It is characterized in that it determines which cycle the angle belongs to in the periodic waveform output from the large angle magnetic sensor.
請求項５に記載の発明は、前記小角度検出用磁気センサにより検出される検出値を、前記大角度検出用磁気センサにより検出される検出値に傾斜と一致させた信号を、変換信号として生成し、前記変換信号と、前記大角度検出用磁気センサによる検出結果との差分を求め、当該差分値を、所定のステップ数で除したときの余りの値に応じて、前記ステアリングシャフトの絶対舵角が前記小角度用磁気センサより出力される周期波形のうちの、何番目の周期に属しているかを判断することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a signal in which a detection value detected by the small-angle detection magnetic sensor is made coincident with an inclination to a detection value detected by the large-angle detection magnetic sensor is generated as a conversion signal. Then, a difference between the conversion signal and the detection result obtained by the large-angle detection magnetic sensor is obtained, and the absolute value of the steering shaft is determined in accordance with a remainder obtained by dividing the difference value by a predetermined number of steps. It is characterized in that it is determined at what order the angle belongs to the periodic waveform output from the small angle magnetic sensor.
本発明に係る舵角センサでは、第１のギヤと連動して回転する第２のギヤ、及び第３のギヤを設け、第２のギヤは、第１のギヤよりも速い回転速度で回転するように設定し、且つ第３のギヤは第２のギヤよりも遅い回転速度で回転するように設定している。従って、第２のギヤの回転位置と、第３のギヤの回転位置を検出することにより、ステアリングシャフトの絶対舵角を確実、且つ容易に求めることができる。 In the steering angle sensor according to the present invention, the second gear and the third gear that rotate in conjunction with the first gear are provided, and the second gear rotates at a higher rotation speed than the first gear. , And the third gear is set to rotate at a lower rotation speed than the second gear. Therefore, by detecting the rotational position of the second gear and the rotational position of the third gear, the absolute steering angle of the steering shaft can be reliably and easily obtained.
また、ステアリングシャフトの絶対的な角度位置に応じて、小角度検出用磁気センサによる検出データと、大角度検出用磁気センサによる検出データとが異なるように設定すれば、第２のギヤの回転位置と第３の回転位置により、ステアリングシャフトの舵角が一義的に決定されるので、より高精度な舵角の検出が可能となる。 Further, if the detection data by the small angle detection magnetic sensor and the detection data by the large angle detection magnetic sensor are set differently according to the absolute angular position of the steering shaft, the rotational position of the second gear can be changed. And the third rotation position, the steering angle of the steering shaft is uniquely determined, so that the steering angle can be detected with higher accuracy.
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、本発明の第１の実施形態に係る舵角センサを示す概略構成図である。同図に示すように、この舵角センサ１は、ケース８内に収納されており、車両に搭載されるステアリングシャフト２と連動して回転するギヤ（第１のギヤ）３と、該ギヤ３と噛合しギヤ３と連動して回転するギヤ（第２のギヤ）４と、ギヤ３と噛合しギヤ３と連動して回転するギヤ５と、を具備している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a steering angle sensor according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
また、ギヤ５と同軸的に連結され、当該ギヤ５よりも小径のギヤ６と、該ギヤ６と噛合されたギヤ７（第３のギヤ）と、を有している。そして、各ギヤ３〜７は、それぞれ基板９の上に設けられている。
In addition, the
ギヤ４の中心部には、２極着磁の磁石（小角度検出用磁石）１０が設けられ、且つ、該磁石１０近傍の固定側の基板９上には、該磁石１０の磁力線の方向を検出するための磁気センサ（小角度検出用磁気センサ）１１が設けられている。
A two-pole magnetized magnet (small angle detection magnet) 10 is provided at the center of the
同様に、ギヤ７の中心部には、２極着磁の磁石（大角度検出用磁石）１２が設けられ、該磁石１２の近傍の固定側の基板９上には、該磁石１２の磁力線の方向を検出するための磁気センサ（大角度検出用磁気センサ）１３が設けられている。
Similarly, a two-pole magnetized magnet (magnet for large-angle detection) 12 is provided at the center of the
また、図２は、当該舵角センサ１の制御系を示すブロック図であり、同図に示すように、各磁気センサ１１，１３は、制御部１４と連結されており、該制御部１４では、各磁気センサ１１，１３より出力される検出信号に基づいて、ステアリングシャフト２の回転角度を求める。
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the
図３は、磁石１０，１２と磁気センサ１１，１３との位置関係を示す説明図であり、ギヤ４，７の回転に伴って、磁石１０，１２が回転すると、該磁石１０，１２と対向して配置された磁気センサ１１，１３により、この方向が検出されるので、該磁気センサ１１，１３の出力信号に基づいて、ギヤ４、及びギヤ７の回転角度を求めることができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the
各磁気センサ１１，１３は、１回転３６０［deg］を、２b分割してデジタル出力するように構成されている。そして、ギヤ３とギヤ４との間のギヤの速度比、及びギヤ３とギヤ７との間のギヤの速度比（ギヤ５，６を介した速度比）は、以下に示すように設定される。
The
舵角センサ１の分解能（磁気センサ１１の角度ステップ）を「rez」とし、磁気センサ１１，１３のビット数を「ｂ」とし、ギヤ３に対するギヤ４，及びギヤ７の速度比をそれぞれｉ１，ｉ２とし、ギヤ３に対する磁気センサ１１，１３の周期をそれぞれｃ１，ｃ２とすると、磁気センサ１１，１３のそれぞれの周期ｃ１，ｃ２は、以下に示す（１），（２）式にて求めることができる。
The resolution (angle step of the magnetic sensor 11) of the
ｃ１＝rez×２b ＝３６０／ｉ１ ・・・（１）
ｃ２＝３６０／ｉ２ ・・・（２）
操舵角範囲内で、磁気センサ１１と磁気センサ１３の出力の組み合わせを一義的な組み合わせとするために、２つの磁気センサ１１，１３の周期は、（３）式の条件を満たすように設定される。
c1 = rez × 2 b = 360 / i1 (1)
c2 = 360 / i2 (2)
In order to make the combination of the outputs of the
（ｃ１とｃ２の最小公倍数）≧（操舵角範囲） ・・・（３）
例えば、分解能を１［deg］とし、磁気センサ１１，１３のビット数を６ビットとし、操舵角範囲を±１０８０［deg］とした場合には、ギヤ７の速度比ｉ２を「２」とすれば、磁気センサ１１の周期ｃ１は６４［deg］、磁気センサ１３の周期ｃ２は１８０［deg］となる。このとき、ギヤ４の速度比ｉ１は、３６０／６４＝５．６２５となり、ギヤ７の速度比ｉ２は、３６０／１８０＝２となる。
(Least common multiple of c1 and c2) ≧ (steering angle range) (3)
For example, when the resolution is 1 [deg], the number of bits of the
これらの最小公倍数は、２８８０［deg］となり、通常の自動車の操舵角度範囲（±１０８０［deg］）を満足する値となる。
このときの、磁気センサ１１，１３の全操舵角度範囲における出力信号の変化を図４に示す。また、その詳細図を図５に示す。
The least common multiple of these is 2880 [deg], which is a value that satisfies the normal vehicle steering angle range (± 1080 [deg]).
FIG. 4 shows changes in output signals of the
図４に示すように、磁気センサ１３の出力信号ｓ２は、１８０［deg］の周期で鋸歯状（三角波状）に変化している。この出力信号ｓ２の周期数（鋸歯状波の個数）をｘ２（この例では１６個）とする。また、磁気センサ１１の出力信号は、６４［deg］の周期で鋸歯状に変化している。この基準信号ｓ１の周期数をｘ１（この例では４５個）とする。
出力 As shown in FIG. 4, the output signal s2 of the
そして、上述した（３）式に示したように、ｃ１（６４［deg］）とｃ２（１８０［deg］）の最小公倍数が、１０８０［deg］以上（具体的には、２８８０［deg］）となるように設定されているので、ステアリングシャフト２の各操舵角度において、磁気センサ１１の出力信号と磁気センサ１３の出力信号とが同一となる角度位置は存在しない。換言すれば、磁気センサ１１の出力信号と、磁気センサ１３の出力信号が得られれば、ステアリングシャフト２の操舵角度は、一義的に決定されることになる。
Then, as shown in the above equation (3), the least common multiple of c1 (64 [deg]) and c2 (180 [deg]) is not less than 1080 [deg] (specifically, 2880 [deg]). Therefore, there is no angular position where the output signal of the
図５は、各磁気センサ１１，１３による、操舵角度の検出精度を示す説明図であり、磁気センサ１１の出力の各周期を、磁気センサ１３の出力信号を基準として示している。つまり、センサ１１-0〜１１-15は、図４に示した磁気センサ１３の出力信号波形ｓ２の、１個目の三角形から１６個目の三角形に対応する、磁気センサ１１の出力信号波形ｓ１を示しており、波形ｓ２の１個目の三角形に対応する波形ｓ１（波形ｓ１の三角形３個分）の立ち上がり点と、波形ｓ２の立ち上がり点は、一致しているので、センサ１１-0の出力信号波形は、原点（０，０）がスタート地点となっている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the detection accuracy of the steering angle by each of the
そして、磁気センサ１３による操舵角度の検出点が３［deg］であり、このときの精度範囲が、図中「Ａ」に示す範囲である場合で、磁気センサ１１による検出誤差が「ｑ」よりも大きい場合には、磁気センサ１１の出力信号と対応させることができない。つまり、図示の例では、センサ１１-5の信号であるか、センサ１１-10の信号であるか、を特定することができなくなり、結果として、磁気センサ１３と磁気センサ１１との一義的な対応がとれなくなってしまう。
The detection point of the steering angle by the
この磁気センサ１３の精度範囲「Ａ」内での、磁気センサ１１の隣り合った周期の出力との関係を、認識可能範囲ｑとすると、ｑは、以下の（４）式で求めることができる。
ｑ＝｛２b−ｘ１×
（磁気センサ１３の精度範囲［LSB］）｝／ｘ２ ・・・（４）
そして、この認識可能範囲ｑが、１よりも大きければ、上述した一義的な決定が可能となる。このとき、磁気センサ１３の出力値に基づいて絶対値を演算する方式を採用すると、認識可能範囲ｑは小さくなる。このため、本実施形態では、認識可能範囲ｑを大きくするために、磁気センサ１３の立ち上がりの点を検出するようにし、デジタル的な誤差分を含まず、より正確な舵角位置を検出することが可能になるように設定している。
Assuming that the relationship between the outputs of the
q = ｛2 b -x1 ×
(Accuracy range of magnetic sensor 13 [LSB])｝ / x2 (4)
If the recognizable range q is larger than 1, the above-described unambiguous determination is possible. At this time, if a method of calculating an absolute value based on the output value of the
但し、この誤差幅は、磁気センサ１３の精度に寄与することが大きい。従って、精度の良い磁気センサを用いれば、（４）式に示す条件や、立ち上がりを検出する方法を採用しなくても良い。また、磁気センサ１３のビット数ｂや分解能も、同様に精度範囲に寄与する。磁気センサ１３の精度範囲を１［LSB］としたとき、前述した例では、ｑの値が「１．１８７５（＞１）」となり、全ての条件を満たしている。
However, this error width greatly contributes to the accuracy of the
次に、上述のように構成された本実施形態の動作を、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ステアリングシャフト２の舵角検出処理が開始されると、磁気センサ１１よりギヤ３の回転角度が検出され（ステップＳＴ１）、この検出信号が制御部１４に供給される。そして、制御部１４では、この検出信号に基づいて、ステアリングシャフト２の絶対舵角を求めることができるかどうかが判断され（ステップＳＴ２）、絶対舵角が不明である場合には（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、磁気センサ１３により検出されるギヤ７の回転角度を検出する（ステップＳＴ３）。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the steering angle detection process of the
その後、磁気センサ１１の検出信号、及び磁気センサ１３の検出信号に基づいて、ステアリングシャフト２の絶対舵角を求める（ステップＳＴ４）。
この際、図４に示したように、磁気センサ１１の出力信号と、磁気センサ１３の出力信号とが得られれば、舵角を一義的に求めることができるので、確実且つ高精度にステアリングシャフト２の絶対舵角を検出することができる。
Thereafter, the absolute steering angle of the
At this time, as shown in FIG. 4, if the output signal of the
このようにして、第１の実施形態に係る舵角センサ１では、ギヤ（第１のギヤ）３と連動して回転するギヤ（第２のギヤ）４、及びギヤ（第３のギヤ）７を配設し、各ギヤ４，７の回転角度を検出し、これらの検出値に基づいて、ステアリングシャフト２の舵角を求めるようにしているので、僅かな角度変化量に対しても、正確な舵角位置を検出することができるようになる。
Thus, in the
次に、第２の実施形態について説明する。装置構成は、図１に示した概略図、及び図２に示したブロック図と同様であるので、その説明を省略する。
まず、第２の実施形態の原理について説明する。
Next, a second embodiment will be described. The device configuration is the same as the schematic diagram shown in FIG. 1 and the block diagram shown in FIG.
First, the principle of the second embodiment will be described.
本実施形態では、前述した第１の実施形態と同様に、ギヤ４の速度比をｉ１、ギヤ７の速度比をｉ２とする。そして、図４に示したように、磁気センサ１１の出力を角度信号ｓ１、磁気センサ１３の出力信号を基準信号ｓ２とする。
In this embodiment, as in the first embodiment, the speed ratio of the
そして、基準信号ｓ２を、角度信号ｓ１と同一の傾きに変換した信号をｓ２′（以下、変換信号ｓ２′という）、以下の（１１）式にて求める。
ｓ２′＝ｓ２×ｉ１／ｉ２ ・・・（１１）
次いで、（１１）式にて求めた変換信号ｓ２′と、角度信号ｓ１との差分を演算し、その結果を信号sig０とする。即ち、以下の（１２）式の演算を行う。
Then, a signal obtained by converting the reference signal s2 into the same inclination as the angle signal s1 is obtained by s2 '(hereinafter, referred to as a converted signal s2') and the following equation (11).
s2 ′ = s2 × i1 / i2 (11)
Next, a difference between the converted signal s2 'obtained by the equation (11) and the angle signal s1 is calculated, and the result is set as a signal sig0. That is, the calculation of the following equation (12) is performed.
sig０＝ｓ２′−ｓ１ ・・・（１２）
すると、この波形sig０は、図７に示す如くの、階段状に増加する波形Ｓa１となる。また、上述したように、基準信号ｓ２は、角度信号ｓ１の倍数となっていないので、１周期目の変換信号ｓ２′の立ち下がりの部分にて、波形sig０は若干マイナス側へ振幅し、その後、再度階段状に増加する波形Ｓa2となる。この際、図７の、点ｐ１，点ｐ２に示すように、変換信号ｓ２′の立ち上がり点と、角度信号ｓ１の立ち上がり点とは一致しないことになる。
sig0 = s2'-s1 (12)
Then, the waveform sig0 becomes a waveform Sa1 that increases stepwise as shown in FIG. Further, as described above, since the reference signal s2 is not a multiple of the angle signal s1, the waveform sig0 slightly swings to the minus side at the falling portion of the converted signal s2 ′ in the first cycle, and thereafter, The waveform Sa2 increases stepwise again. At this time, as shown by points p1 and p2 in FIG. 7, the rising point of the converted signal s2 'does not coincide with the rising point of the angle signal s1.
従って、点ｐ２の地点から階段状に増加する波形Ｓa2は、ステップ［LSB］（図７の縦軸方向）について、波形Ｓa1とは若干ずれた位置となっている。つまり、Ｌ１だけ嵩上げされている。そして、信号ｓ２′の、次の周期（３周期目）においては、再度ずれ幅（信号ｓ２′の立ち上がり点と、信号ｓ１の立ち上がり点とのずれ）が発生するので、波形Ｓa1、及びＳa2に対し、上下方向にずれた位置となる階段状の波形が得られる。 Therefore, the waveform Sa2 that increases stepwise from the point p2 is a position slightly deviated from the waveform Sa1 in step [LSB] (the direction of the vertical axis in FIG. 7). That is, the height is increased by L1. Then, in the next cycle (third cycle) of the signal s2 ', a shift width (a shift between the rising point of the signal s2' and the rising point of the signal s1) occurs again. On the other hand, a step-like waveform at a position shifted vertically is obtained.
よって、図７に示すように、変換信号ｓ２′の全周期において、回転角度の変化に対して、段階状に変化する波形Ｓa1、Ｓa2、・・が得られる。また、図４に示すように、信号ｓ２（或いは、信号ｓ２′）は、全部で１６個存在するので、階段状に変化する波形は、全部で１６個、即ち、Ｓa1、Ｓa2、・・・、Ｓa16まで存在することになる。 Therefore, as shown in FIG. 7, in the entire cycle of the conversion signal s2 ', waveforms Sa1, Sa2,... Also, as shown in FIG. 4, since there are a total of 16 signals s2 (or signal s2 '), there are 16 waveforms that change stepwise, that is, Sa1, Sa2,. , Sa16.
次いで、前述の（１２）式にて得られたsig０に、バイアス成分δを加えることにより、sig１を求める。即ち、以下の（１３）式により、sig１を求める。
sig１＝sig０＋δ ・・・（１３）
なお、バイアス成分δは、実際に検出される信号ｓ２の変動を平均化するために設定する値である。
Next, sig1 is obtained by adding a bias component δ to sig0 obtained by the above equation (12). That is, sig1 is obtained by the following equation (13).
sig1 = sig0 + δ (13)
The bias component δ is a value set for averaging the fluctuation of the actually detected signal s2.
そして、（１３）式にて求められた信号sig１を、磁気センサ１１の分割数２b（例えば、ｂ＝６で２b＝６４）で除し、このときの余りｔ２を求める。即ち、以下の（１４）式にてｔ２を求める。
Then, the signal sig1 obtained by the equation (13) is divided by the number of
ｔ２＝（sig１／２b）の余り
＝（sig１／６４）の余り ・・・（１４）
ここで、図７に示したように、縦軸のステップ数として、操舵角度と同一のスケールを設定する。その結果、各波形ｓ１，ｓ２，ｓ２′は、４５°の傾きで変化する。sig１の波形Ｓa1（１周期目の波形）と、波形ｓ１は、スタート位置が共に原点（０，０）であるので、sig１は６４で割り切れることになる。つまり、ｔ２＝０となる。
t2 = (sig1 / 2 b) the remainder of = (sig1 / 64) too much of ... (14)
Here, as shown in FIG. 7, the same scale as the steering angle is set as the number of steps on the vertical axis. As a result, each of the waveforms s1, s2, and s2 'changes at an inclination of 45 °. Since the start position of the waveform Sa1 of the sig1 (the waveform of the first cycle) and the waveform s1 are both at the origin (0, 0), sig1 is divisible by 64. That is, t2 = 0.
また、sig１の波形Ｓa2（２周期目の波形）は、前述したように、点ｐ１と点ｐ２とがずれていることにより（一致しないことにより）、図中Ｌ１に示す分だけステップ数が増加しているので、（１４）式の演算結果はＬ１となる。そして、１６個の波形Ｓa1、Ｓa2、・・・、Ｓa16全てにおいて、Ｌ１はそれぞれ異なる値となる。 In addition, as described above, the waveform Sa2 of sig1 (the waveform in the second cycle) increases the number of steps by the amount indicated by L1 in FIG. Therefore, the calculation result of Expression (14) is L1. L1 has different values in all of the 16 waveforms Sa1, Sa2,..., Sa16.
換言すれば、（１４）式にてｔ２が求められると、このｔ２の値に基づいて、１６個存在するｓ２（或いは、ｓ２′）のうちの、どの波形に該当するかを、検知することができる。 In other words, when t2 is obtained by the equation (14), it is detected which of the 16 s2 (or s2 ') waveforms corresponds to, based on the value of t2. Can be.
以下に、１６個の波形のうちの、どの波形に該当するかを検知する手順について、詳細に説明する。
いま、磁気センサ１１の速度比を５．６２５、磁気センサ１３の速度比を２、ｂ＝６とし、且つ、ｓ２（或いは、ｓ２′）の１６個の波形Ｓa1、Ｓa2、・・・、Ｓa16の番号をそれぞれ、ｊ＝０，１，２，・・，１５とする。即ち、波形Ｓa1はｊ＝０、Ｓa2はｊ＝１、・・・、Ｓa16はｊ＝１５である。
Hereinafter, a procedure for detecting which waveform among the 16 waveforms corresponds to will be described in detail.
Now, the speed ratio of the
そして、各ｊに対して、以下の（１５）式に示す演算を行うことにより、変数ｔ１の値を求める。
ｔ１＝２b×［｛（ｉ１／ｉ２×ｊ）を切り上げた値｝−ｉ１／ｉ２×ｊ］
＝６４×［｛（5.625／2×ｊ）を切り上げた値｝−5.625／2×ｊ］
・・・（１５）
（１５）式の演算を行うことにより、波形Ｓa1、Ｓa2、・・・、Ｓa16について、それぞれ、ｔ１＝０，１２，２４，３６，４８，６０，８，２０，３２，４４，５６，４，１６，２８，４０，５２、という結果が得られる。
Then, the value of the variable t1 is obtained by performing the operation shown in the following equation (15) for each j.
t1 = 2 b × [{( i1 / i2 × j) value rounded up} -i1 / i2 × j]
= 64 × [｛(5.625 / 2 × j) rounded up value｝ −5.625 / 2 × j]
... (15)
By performing the calculation of the expression (15), t1 = 0, 12, 24, 36, 48, 60, 8, 20, 32, 44, 56, 4 for the waveforms Sa1, Sa2,. , 16, 28, 40, 52.
つまり、以下の通りである。
ｔ１＝ ０のとき、ｊ＝０
ｔ１＝１２のとき、ｊ＝１
ｔ１＝２４のとき、ｊ＝２
ｔ１＝３６のとき、ｊ＝３
ｔ１＝４８のとき、ｊ＝４
ｔ１＝６０のとき、ｊ＝５
ｔ１＝ ８のとき、ｊ＝６
ｔ１＝２０のとき、ｊ＝７
ｔ１＝３２のとき、ｊ＝８
ｔ１＝４４のとき、ｊ＝９
ｔ１＝５６のとき、ｊ＝１０
ｔ１＝ ４のとき、ｊ＝１１
ｔ１＝１６のとき、ｊ＝１２
ｔ１＝２８のとき、ｊ＝１３
ｔ１＝４０のとき、ｊ＝１４
ｔ１＝５２のとき、ｊ＝１５
これを図に示すと、図８に示す如くとなり、ｔ１の値は、Δｔ刻み（Δｔ＝４）となっていることが分かる。
That is, it is as follows.
When t1 = 0, j = 0
When t1 = 12, j = 1
When t1 = 24, j = 2
When t1 = 36, j = 3
When t1 = 48, j = 4
When t1 = 60, j = 5
When t1 = 8, j = 6
When t1 = 20, j = 7
When t1 = 32, j = 8
When t1 = 44, j = 9
When t1 = 56, j = 10
When t1 = 4, j = 11
When t1 = 16, j = 12
When t1 = 28, j = 13
When t1 = 40, j = 14
When t1 = 52, j = 15
This is shown in FIG. 8, which shows that the value of t1 is in increments of Δt (Δt = 4).
従って、前述したｔ２の値と、ｔ１の値とを比較することにより、ｊを特定することができる。つまり、測定により求められた値ｔ２に対し、（１６）式が成立するｔ１の値を求め、この値に基づいて、ｊを特定することができる。 Accordingly, j can be specified by comparing the value of t2 with the value of t1. That is, the value of t1 that satisfies the expression (16) is obtained for the value t2 obtained by measurement, and j can be specified based on this value.
ｔ１≦ｔ２＜ｔ１＋Δｔ ・・・（１６）
例えば、測定データに基づいて求められたｔ２の値が、「５」であった場合は、ｔ１＝４（４≦５＜８）であるので、ｊ＝１１であることが検知される。
t1 ≦ t2 <t1 + Δt (16)
For example, when the value of t2 obtained based on the measurement data is “5”, since t1 = 4 (4 ≦ 5 <8), it is detected that j = 11.
そして、ｊは、図４に示した周期波形ｓ２（或いは、ｓ２′）の、左側からの順番（０から始まる順番）を示しているので、波形ｓ２の周期（この例では、１８０°）をｊ倍し、且つ、ｓ２′の検出値を加えれば、絶対舵角Θを求めることができる。 J indicates the order from the left side (the order starting from 0) of the periodic waveform s2 (or s2 ') shown in FIG. 4, so that the period (180 ° in this example) of the waveform s2 is By multiplying by j and adding the detected value of s2 ', the absolute steering angle Θ can be obtained.
即ち、以下に示す（１７）式により、絶対舵角Θを算出することができる。
Θ＝ｓ２′＋ｃ２×ｊ ・・・（１７）
但し、ｃ２は、波形ｓ２の周期である。
That is, the absolute steering angle Θ can be calculated by the following equation (17).
Θ = s2 ′ + c2 × j (17)
Here, c2 is the cycle of the waveform s2.
これを、図４を用いて説明すると、上述のｔ２＝５である場合には、ｃ２＝１８０°とすると、角度Ｍ１として、１８０×１１＝１９８０が求められ、更に、角度Ｍ２（ｓ２′の値）を加算することにより、絶対舵角Θを求めることができる。 This will be described with reference to FIG. 4. In the case where t2 = 5, if c2 = 180 °, 180 × 11 = 1980 is obtained as the angle M1, and further, the angle M2 (of s2 ′) Value), the absolute steering angle Θ can be obtained.
更に、信号ｓ１をカウントアップし、（１８）式に示すように、これを加算することにより、より分解能の高い絶対舵角位置を求めることができる。
α＝Θ＋ｓ１ ・・・（１８）
また、この外にも、角度に対するｓ１、ｓ２の組み合わせをデータテーブルの形でメモリ内に記憶しておき、測定されたｓ１、ｓ２の組み合わせと比較することにより、絶対舵角を求めるように構成することも可能である。
Further, by counting up the signal s1 and adding it as shown in the equation (18), an absolute steering angle position with higher resolution can be obtained.
α = Θ + s1 (18)
In addition to the above, the combination of s1 and s2 with respect to the angle is stored in the memory in the form of a data table, and is compared with the measured combination of s1 and s2 to obtain the absolute steering angle. It is also possible.
次に、上述した処理の手順を、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、磁気センサ１１、及び磁気センサ１３の検出信号に基づいて、信号ｓ１、及び信号ｓ２を検出する（ステップＳＴ１１）。次いで、上述した（１１）式により、ｓ２′を求める（ステップＳＴ１２）。その後、（１３）式により、sig１を求め（ステップＳＴ１３）、（１４）式により、ｔ２を求める（ステップＳＴ１４）。
Next, the procedure of the above-described processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, the signals s1 and s2 are detected based on the detection signals of the
そして、ステップＳＴ１４で求められたｔ２に対して、順次ｊをインクリメントし、（１６）式が成立するときの、ｔ１の値を求める（ステップＳＴ１５〜ＳＴ１７）。
その後、求められたｔ１の値に対応するｊの値を用いて、（１７）式により、絶対舵角Θを求める（ステップＳＴ１８）。
Then, j is sequentially incremented with respect to t2 obtained in step ST14, and the value of t1 when Expression (16) is satisfied is obtained (steps ST15 to ST17).
Then, using the value of j corresponding to the obtained value of t1, the absolute steering angle Θ is obtained by equation (17) (step ST18).
このようにして、本実施形態に係る舵角センサでは、磁気センサ１１、及び磁気センサ１３で得られる波形の、周期の差分に基づいて、現在の操舵角度が信号ｓ２の１６個の波形のうちのどの波形に対応しているかを検出する構成としている。また、磁気センサ１１により検出される信号ｓ１の周期と、磁気センサ１３により検出される信号ｓ２の周期の最小公倍数が、ステアリングの全体の操舵角度よりも大きくなるように設定されているので、ｔ２（１４式にて得られる値）として求められる余りの値は、１６個の波形で全て異なる値となり、絶対舵角Θを一意的に求めることができる。
In this manner, in the steering angle sensor according to the present embodiment, the current steering angle of the 16 waveforms of the signal s2 is determined based on the cycle difference between the waveforms obtained by the
次に、本発明の舵角センサに係る第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、図１１に示すフローチャートの処理手順に従って、ステアリングの絶対舵角を求める。即ち、図１１は、第３の実施形態に係る舵角センサにおける舵角の概略的な検出手順を示すフローチャートであり、該フローチャートに示すように、まず、磁気センサ１１による検出信号に基づいて角度信号を検出し、更に、磁気センサ１３による検出信号に基づいて基準信号を検出する（ステップＳＴ２１）。
Next, a third embodiment according to the steering angle sensor of the present invention will be described. In the third embodiment, the absolute steering angle of the steering is obtained according to the processing procedure of the flowchart shown in FIG. That is, FIG. 11 is a flowchart showing a schematic detection procedure of the steering angle in the steering angle sensor according to the third embodiment. As shown in the flowchart, first, the angle is determined based on the detection signal from the
次いで、検出した角度信号に基づいて、ステアリングの絶対位置を検出する（ステップＳＴ２２）。その後、絶対舵角位置を算出する（ステップＳＴ２３）。本実施形態では、前述した第２の実施形態と比較し、角度信号（磁気センサ１１の検出信号）に基づいて絶対舵角を測定する点で相違している。 Next, the absolute position of the steering is detected based on the detected angle signal (step ST22). Thereafter, the absolute steering angle position is calculated (step ST23). The present embodiment is different from the above-described second embodiment in that the absolute steering angle is measured based on the angle signal (the detection signal of the magnetic sensor 11).
図１５は、角度を算出する詳細な手順を示すフローチャートであり、以下、該フローチャートを参照しながら、ステアリングの絶対舵角を算出する手順について説明する。
まず、ギヤ（第２のギヤ）４に設けられた磁気センサ（小角度検出用磁気センサ）１１の出力信号（角度信号）ｓ１、及びギヤ（第３のギヤ）７に設けられた磁気センサ１３の出力信号（基準信号）ｓ２を検出する（ステップＳＴ３１）。
FIG. 15 is a flowchart showing a detailed procedure for calculating the angle. Hereinafter, the procedure for calculating the absolute steering angle of the steering will be described with reference to the flowchart.
First, an output signal (angle signal) s1 of a magnetic sensor (small angle detection magnetic sensor) 11 provided on a gear (second gear) 4 and a
次いで、磁気センサ１１の出力信号（角度信号）ｓ１を、磁気センサ１３の出力信号（基準信号）ｓ２の傾きに合わせた波形ｓ１′を生成する（ステップＳＴ３２）。そして、この波形ｓ１′を用いることにより、以下の手順で絶対舵角を求める。
Next, a waveform s1 ′ is generated by matching the output signal (angle signal) s1 of the
本実施形態では、ギア４の周期を９０°（ギヤ３が９０°回転するとギヤ４が１回転する）、ギヤ７の周期を１０２．３°（ギヤ３が１０２．３°回転するとギヤ７が１回転する）としており、その波形は、図１０に示す如くの鋸歯状波形となる。
In this embodiment, the period of the
以下、この具体的な処理手順について説明する。まず、以下に示す（１９）式にてｓ１′を求める。
ｓ１′＝ｓ１×ｉ２／ｉ１ ・・・（１９）
次いで、以下の（２０）式により、波形ｓ１′と基準信号ｓ２との差分sig０を求める。
Hereinafter, this specific processing procedure will be described. First, s1 'is obtained by the following equation (19).
s1 ′ = s1 × i2 / i1 (19)
Next, a difference sig0 between the waveform s1 'and the reference signal s2 is obtained by the following equation (20).
sig０＝ｓ１′−ｓ２ ・・・（２０）
この際、前述した第２の実施形態と同様に、角度信号ｓ１と基準信号ｓ２は、周期が異なっているので、差分sig０は、階段状の波形となると共に、立ち下がりの部分で、急激に小さい値をとることになる。
sig0 = s1'-s2 (20)
At this time, similarly to the above-described second embodiment, since the angle signal s1 and the reference signal s2 have different periods, the difference sig0 becomes a step-like waveform and sharply falls at the falling portion. It will take a small value.
その結果、図１２に示す如くの差分信号sig０が得られる。このsig０の値を磁気センサの総ＬＳＢ数で除し、その余りを求めることにより、ｓ１の周期により一義的な値として求めることができる。 As a result, a difference signal sig0 as shown in FIG. 12 is obtained. By dividing the value of sig0 by the total number of LSBs of the magnetic sensor and determining the remainder, the value can be uniquely determined by the period of s1.
また、図１３は、各磁気センサ１１，１３による操舵角度の検出精度を示す説明図であり、磁気センサ１３の各周期を、磁気センサ１１の出力信号を基準として示している。つまり、センサ１３-0〜１３-24は、図１３に示した角度信号ｓ１の、２５個の三角形の左側からの順番を示しており、図５に示した場合と同様に、認識可能範囲ｑよりも小さい検出誤差とすることにより、高精度な検出が可能となる。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the detection accuracy of the steering angle by each of the
また、図１４は、図１２に示した特性図を拡大したものであり、前述したように、信号ｓ１′と基準信号ｓ２との差分sig０は、角度信号ｓ１及び基準信号ｓ２がそれぞれデジタル信号であるので、該sig０は図１４のΔsig０に示す如くの、幅を持った値となっている。 FIG. 14 is an enlarged view of the characteristic diagram shown in FIG. 12, and as described above, the difference sig0 between the signal s1 ′ and the reference signal s2 is obtained by converting the angle signal s1 and the reference signal s2 into digital signals. Therefore, the sig0 has a value having a width as shown by Δsig0 in FIG.
これに加え、前述したように、判定する値ｔ２は、ｓ１の周期を判定するための判定範囲（２b／ｘ１）の、下限値を中心として算出するので、判定範囲の中心を嵩上げする必要がある。 In addition, as described above, the determination value t2 is calculated centering on the lower limit value of the determination range (2 b / x1) for determining the period of s1, so that the center of the determination range needs to be raised. There is.
ここで、嵩上げ値δは、判定範囲の半分とすれば良いので、以下の（２１）式にて嵩上げ値δを求める。
δ＝（２b／ｘ１）／２ ・・・（２１）
そして、以下に示す（２２）式により、この嵩上げ値δを、上述のsig０に加算することにより、嵩上げしたデータsig１を求める（図１５のステップＳＴ３３）。
Here, since the raising value δ may be set to half of the determination range, the raising value δ is obtained by the following equation (21).
δ = (2 b / x1) / 2 (21)
Then, the raised value δ is added to the above-mentioned sig0 according to the following equation (22) to obtain the raised data sig1 (step ST33 in FIG. 15).
sig１＝sig０＋δ ・・・（２２）
そして、この値sig１を磁気センサ１１の総ＬＳＢで除し、その余りを求めることにより、信号ｓ１の周期により一義的な舵角を求めることができる（ステップＳＴ３４）。
sig1 = sig0 + δ (22)
Then, by dividing this value sig1 by the total LSB of the
ｔ２＝ＭＯＤ（sig１，２b） ・・・（２３）
このｔ２の値と、ｔ２の理論値とを比較して、信号ｓ１の何周期目かを判定する。ｔ２の理論値をｔ１とすると、ｔ１は以下に示す（２４）式にて求めることができる。
t2 = MOD (sig1,2 b) ··· (23)
The value of t2 is compared with the theoretical value of t2 to determine the cycle of the signal s1. Assuming that the theoretical value of t2 is t1, t1 can be obtained by the following equation (24).
ｔ１＝２ｂ＊［｛（ｉ２／ｉ１＊ｊ）を切り上げた値｝−ｉ２／ｉ１＊ｊ］
・・・（２４）
但し、ｊは周期番号を表し、ｊ＝０，１，２，３，・・・，（ｘ１−１）の整数とする。
t1 = 2b * [｛(i2 / i1 * j) rounded up value｝ −i2 / i1 * j]
... (24)
Here, j represents a cycle number and is an integer of j = 0, 1, 2, 3,..., (X1-1).
このｔ１の値は、ｘ１個存在し、その幅Δｔは、以下の（２５）式で示される。
Δｔ＝２b／ｘ１ ・・・（２５）
従って、ｔ２とｔ１が以下の（２６）式の関係を満たすときのｊが、周期番号となるのである（ステップＳＴ３５〜ＳＴ３７）。
There are x1 t1 values, and the width Δt is given by the following equation (25).
Δt = 2 b / x1 (25)
Therefore, when t2 and t1 satisfy the relationship of the following equation (26), j is the cycle number (steps ST35 to ST37).
ｔ１（ｊ）≦ｔ２＜｛ｔ１（ｊ）＋Δｔ｝ ・・・（２６）
以上の演算により得られた「ｊ」の値を用いて、以下の（２７）式により、ステアリングの絶対舵角αを算出することができる（ステップＳＴ３８）。
t1 (j) ≦ t2 <{t1 (j) + Δt} (26)
Using the value of “j” obtained by the above calculation, the absolute steering angle α of the steering can be calculated by the following equation (27) (step ST38).
α＝ｃ１＊ｊ＋ｓ１［ｓ１の分解能］
＝ｃ１＊ｊ＋ｓ１＊｛（３６０／２b）／ｉ１｝ ・・・（２７）
このようにして、第３の実施形態に係る舵角センサにおいては、前述した第２の実施形態とは反対に、磁気センサ１１より得られる角度信号ｓ１の傾きを、磁気センサ１３より得られる基準信号ｓ２の傾きに合わせて信号ｓ１′を生成し、更に、この信号ｓ１′と信号ｓ２との差分sig０を求める。その後、この差分データsig０に嵩上げ値δを加算することにより、信号sig１を生成し、この信号sig１を磁気センサ１３の総ＬＳＢ数（２b）で除することにより、その余りを求め、求められた余りの値に基づいて、ステアリングの絶対舵角αを求めている。従って、ステアリングの絶対舵角を高精度に求めることができる。
α = c1 * j + s1 [resolution of s1]
= C1 * j + s1 * {(360/2 b ) / i1} (27)
In this manner, in the steering angle sensor according to the third embodiment, the inclination of the angle signal s1 obtained from the
また、従来より用いられている、ギヤ４，ギヤ７の構造をそのままとし、これらのギヤ４，７に取り付けられた磁気センサ１１，１３の分解能を変更することなく、高精度な絶対舵角の検出が可能となる。
Further, the structure of the
ステアリングシャフト等の、複数回転する回転体の舵角検出に極めて有用である。 極 め て It is extremely useful for detecting the steering angle of a rotating body such as a steering shaft that rotates multiple times.
１ 舵角センサ
２ ステアリングシャフト
３ ギヤ（第１のギヤ）
４ ギヤ（第２のギヤ）
５，６ ギヤ
７ ギヤ（第３のギヤ）
８ ケース
９ 基板
１０ 磁石（小角度検出用磁石）
１１ 磁気センサ（小角度検出用磁気センサ）
１２ 磁石（大角度検出用磁石）
１３ 磁気センサ（大角度検出用磁気センサ）
１４ 制御部
4 gears (second gear)
5, 6
8
11 Magnetic sensor (magnetic sensor for small angle detection)
12 magnets (magnets for large angle detection)
13 Magnetic sensor (magnetic sensor for large angle detection)
14 Control unit
Claims (5)
前記第２のギヤに設けられ、該第２のギヤと共に回転する小角度検出用磁石と、
前記第２のギヤ近傍の固定側に配置され、前記小角度検出用磁石の磁力線を検出する小角度検出用磁気センサと、
前記第１のギヤと連動して回転し、前記第２のギヤよりも遅い回転速度で回転する第３のギヤと、
前記第３のギヤに設けられ、該第３のギヤと共に回転する大角度検出用磁石と、
前記第３のギヤ近傍の固定側に配置され、前記大角度検出用磁石の磁力線を検出する大角度検出用磁気センサと、を有し、
前記小角度検出用磁気センサ、及び大角度検出用磁気センサにて検出された角度データに基づいて、前記ステアリングシャフトの回転角度を求めることを特徴とする舵角センサ。 A first gear that rotates in conjunction with the steering shaft, and a second gear that rotates in conjunction with the first gear and rotates at a higher rotation speed than the first gear; A steering angle sensor for measuring the rotation angle of the gear 2 and detecting the rotation angle of the steering shaft;
A small angle detection magnet provided on the second gear and rotating with the second gear;
A small angle detection magnetic sensor that is arranged on the fixed side near the second gear and detects a magnetic line of force of the small angle detection magnet;
A third gear that rotates in conjunction with the first gear and rotates at a lower rotation speed than the second gear;
A large-angle detecting magnet provided on the third gear and rotating together with the third gear;
A large-angle detection magnetic sensor that is disposed on the fixed side near the third gear and detects a magnetic line of force of the large-angle detection magnet;
A steering angle sensor for determining a rotation angle of the steering shaft based on angle data detected by the small angle detection magnetic sensor and the large angle detection magnetic sensor.
前記大角度検出用磁気センサは、前記第３のギヤの回転動に伴って、前記小角度検出用磁気センサが出力する周期信号よりも、長い周期となる、三角波の周期信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の舵角センサ。 The small angle detection magnetic sensor outputs a triangular wave periodic signal with the rotation of the second gear,
The large angle detection magnetic sensor outputs a triangular wave periodic signal having a longer cycle than the periodic signal output by the small angle detection magnetic sensor with the rotation of the third gear. The steering angle sensor according to claim 1, wherein:
前記変換信号と、前記小角度検出用磁気センサによる検出結果との差分を求め、当該差分値を、所定のステップ数で除したときの余りの値に応じて、前記ステアリングシャフトの絶対舵角が前記大角度用磁気センサより出力される周期波形のうちの、何番目の周期に属しているかを判断することを特徴とする請求項３に記載の舵角センサ。 A signal in which a detection value detected by the large angle detection magnetic sensor is made to match a slope with a detection value detected by the small angle detection magnetic sensor is generated as a conversion signal,
The difference between the conversion signal and the detection result by the small angle detection magnetic sensor is obtained, and the absolute steering angle of the steering shaft is calculated according to the remainder obtained by dividing the difference value by a predetermined number of steps. 4. The steering angle sensor according to claim 3, wherein it is determined which cycle of the periodic waveform output from the large-angle magnetic sensor belongs to.
前記変換信号と、前記大角度検出用磁気センサによる検出結果との差分を求め、当該差分値を、所定のステップ数で除したときの余りの値に応じて、前記ステアリングシャフトの絶対舵角が前記小角度用磁気センサより出力される周期波形のうちの、何番目の周期に属しているかを判断することを特徴とする請求項３に記載の舵角センサ。
A signal in which a detection value detected by the small angle detection magnetic sensor is made coincident with a slope to a detection value detected by the large angle detection magnetic sensor is generated as a conversion signal,
The absolute steering angle of the steering shaft is calculated based on the difference between the conversion signal and the detection result obtained by the large-angle detection magnetic sensor, and the difference value is divided by a predetermined number of steps. 4. The steering angle sensor according to claim 3, wherein it is determined at what order the periodic waveform output from the small angle magnetic sensor belongs to.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003319843A JP2004138606A (en) | 2002-09-24 | 2003-09-11 | Steering angle sensor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002277189 | 2002-09-24 | ||
| JP2003319843A JP2004138606A (en) | 2002-09-24 | 2003-09-11 | Steering angle sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004138606A true JP2004138606A (en) | 2004-05-13 |
Family
ID=32473046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003319843A Pending JP2004138606A (en) | 2002-09-24 | 2003-09-11 | Steering angle sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004138606A (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258728A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Komatsu Ltd | Measuring device of rotation angle |
| JP2007132685A (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Toyo Denso Co Ltd | Steering angle sensor |
| KR100757373B1 (en) | 2006-10-19 | 2007-09-11 | 엘지이노텍 주식회사 | Apparatus for sensing steering angle |
| JP2007333520A (en) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Rotation angle detector |
| JP2008026180A (en) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toyo Denso Co Ltd | Steering angle sensor |
| WO2008050843A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Rotation angle detecting device |
| KR100856749B1 (en) | 2006-11-15 | 2008-09-05 | 대성전기공업 주식회사 | Vehicle's steering wheel angle sensing device |
| JP2009505097A (en) * | 2006-07-25 | 2009-02-05 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Steering angle sensing device and sensing method |
| JP2009524831A (en) * | 2006-01-25 | 2009-07-02 | カブリコ コーポレイション | Multi-channel RVDT with dual load path and fail-safe mechanism |
| JP2011053501A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Hitachi Metals Ltd | Lens drive device |
| WO2013008634A1 (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | オリエンタルモーター株式会社 | Device for calculating absolute amount of displacement, and method for same |
| JP2013226943A (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Hitachi Automotive Systems Steering Ltd | Power steering device and control device of the same |
| KR101350321B1 (en) | 2006-04-13 | 2014-01-10 | 콘티넨탈 오토모티브 프랑스 | Method and device for measuring the angular position between two steering lock stops on a vehicle steering wheel |
| JP5435450B2 (en) * | 2006-10-27 | 2014-03-05 | 古河電気工業株式会社 | Rotation angle detection device and rotation angle detection method |
| US9513142B2 (en) | 2011-01-07 | 2016-12-06 | Oriental Motor Co., Ltd. | Device for detecting multi-turn absolute rotation angle and method for detecting the same |
| US9528855B2 (en) | 2011-11-14 | 2016-12-27 | Oriental Motor Co., Ltd. | Multi-turn absolute rotation angle detection device and method of detecting absolute rotation angle |
-
2003
- 2003-09-11 JP JP2003319843A patent/JP2004138606A/en active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258728A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Komatsu Ltd | Measuring device of rotation angle |
| JP4671405B2 (en) * | 2005-03-18 | 2011-04-20 | 株式会社小松製作所 | Rotation angle measuring device |
| JP2007132685A (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Toyo Denso Co Ltd | Steering angle sensor |
| JP2009524831A (en) * | 2006-01-25 | 2009-07-02 | カブリコ コーポレイション | Multi-channel RVDT with dual load path and fail-safe mechanism |
| KR101350321B1 (en) | 2006-04-13 | 2014-01-10 | 콘티넨탈 오토모티브 프랑스 | Method and device for measuring the angular position between two steering lock stops on a vehicle steering wheel |
| JP2007333520A (en) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Rotation angle detector |
| JP2008026180A (en) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toyo Denso Co Ltd | Steering angle sensor |
| US8047066B2 (en) | 2006-07-25 | 2011-11-01 | Lg Innotek Co., Ltd. | Steering angle sensing apparatus and method thereof |
| JP2009505097A (en) * | 2006-07-25 | 2009-02-05 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Steering angle sensing device and sensing method |
| KR100757373B1 (en) | 2006-10-19 | 2007-09-11 | 엘지이노텍 주식회사 | Apparatus for sensing steering angle |
| WO2008050843A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Rotation angle detecting device |
| JP5435450B2 (en) * | 2006-10-27 | 2014-03-05 | 古河電気工業株式会社 | Rotation angle detection device and rotation angle detection method |
| KR100856749B1 (en) | 2006-11-15 | 2008-09-05 | 대성전기공업 주식회사 | Vehicle's steering wheel angle sensing device |
| JP2011053501A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Hitachi Metals Ltd | Lens drive device |
| US9513142B2 (en) | 2011-01-07 | 2016-12-06 | Oriental Motor Co., Ltd. | Device for detecting multi-turn absolute rotation angle and method for detecting the same |
| WO2013008634A1 (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | オリエンタルモーター株式会社 | Device for calculating absolute amount of displacement, and method for same |
| JP2013019785A (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Oriental Motor Co Ltd | Device and method for calculating absolute displacement |
| US9841947B2 (en) | 2011-07-12 | 2017-12-12 | Oriental Motor Co., Ltd. | Device and method for calculating absolute amount of displacement, and method for same |
| US9528855B2 (en) | 2011-11-14 | 2016-12-27 | Oriental Motor Co., Ltd. | Multi-turn absolute rotation angle detection device and method of detecting absolute rotation angle |
| JP2013226943A (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Hitachi Automotive Systems Steering Ltd | Power steering device and control device of the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004138606A (en) | Steering angle sensor | |
| US6745116B2 (en) | Steering angle sensor for vehicle | |
| KR101272699B1 (en) | Apparatus for sensing steering angle and sensing method of the same | |
| JP4923730B2 (en) | Compensation method and angle detection apparatus using the same in resolver angle detection | |
| JP6561330B2 (en) | Rotation detection device and correction method thereof | |
| US7834616B2 (en) | Magnetic speed, direction, and/or movement extent sensor | |
| US6519549B1 (en) | Method and device for determining absolute angular position of a rotating body | |
| JP5435450B2 (en) | Rotation angle detection device and rotation angle detection method | |
| EP0331189B1 (en) | Position/speed detection method and apparatus | |
| JP2008051507A (en) | Correction circuit of encoder signal | |
| JP2009541739A (en) | Method and apparatus for analog rotation sensor | |
| JP2006220529A (en) | Detection device for absolute angle of rotation and torque | |
| JP2008058252A (en) | Correction circuit of encoder signal | |
| US20050075828A1 (en) | Rotation angle sensor | |
| JP3920113B2 (en) | Rotation angle detector | |
| CN110617760B (en) | Initial setting method and initial setting device for rotation angle detection device | |
| US6697680B2 (en) | Method for compensating signals from an absolute angular position sensor assembly | |
| JP2009008536A (en) | Device for detecting rotation position of rotator using resolver | |
| US6031223A (en) | Rotary encoder having a sensor activation controller | |
| JP2010236935A (en) | Rotation angle detection device | |
| JP4823021B2 (en) | Rotation detection device and bearing with rotation detection device | |
| JP2023538316A (en) | System and method for detecting magnetic turn counter errors | |
| KR100824027B1 (en) | Device and method for measuring steering angle of steering shaft for vehicle | |
| JP2004045083A (en) | Detecting device for rotation angle | |
| CN117419887B (en) | ABZ type inclination sensor Z signal interference correction method for wind tunnel test environment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040422 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050801 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050830 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051021 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |