JP2004239668A - Rotation angle detection device and rotation angle detection method - Google Patents

Rotation angle detection device and rotation angle detection method Download PDF

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JP2004239668A
JP2004239668A JP2003026922A JP2003026922A JP2004239668A JP 2004239668 A JP2004239668 A JP 2004239668A JP 2003026922 A JP2003026922 A JP 2003026922A JP 2003026922 A JP2003026922 A JP 2003026922A JP 2004239668 A JP2004239668 A JP 2004239668A
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rotation
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Yasuhiko Futamura
康彦 二村
Toru Ueno
徹 上野
Seiji Kondo
誠二 近藤
Norimasa Sengoku
紀真 仙石
Motohisa Araki
幹久 荒木
Yosuke Obata
陽介 小畑
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Tokai Rika Co Ltd
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Tokai Rika Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detection device and a rotation angle detection method capable of reducing the power consumption. <P>SOLUTION: An angle detection part 10 is constituted by using first to fourth optical sensors 6-9. The optical sensors 6-9 output repeatedly in prescribed number of times during one rotation of a steering shaft, a gray code comprising a 4-bit binary code changing periodically following rotation of the steering shaft and set so as not to be overlapped during one period. A microcomputer 11 calculates the rotation angle of the steering shaft based on the repeated number of times of the gray code and the value of the gray code. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両においてステアリングホイールの操舵角を検出する回転角度検出装置及び回転角度検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車において、VSC(Vehicle Stability Control)システム(R)、ESP(Electronic Stability Program)システム(R)といった車両安定性制御システムや、電子制御サスペンションシステムなどを搭載する場合には、そのシステム制御のためにステアリングの操舵角を検出する必要がある。このため、従来、こうした車両においては、操舵角を検出するための回転角度検出装置をステアリングコラム内に組み込むことが行われている。
【0003】
一般に、回転角度検出装置としては、絶対角検出方式の回転角度検出装置と相対角検出方式の回転角度検出装置とが知られている。
従来、例えば特許文献1に示されるように絶対角検出方式の回転角度検出装置では、3つの光センサと1つの磁気抵抗素子が用いられ、各光センサによって回転板の1回転中の角度を検出し、磁気抵抗素子からの出力電圧に基づいて回転板の回転数を検出するようになっている。詳しくは、回転板には周方向にそれぞれパターンの異なる3列のスリット列が設けられ、それらスリット列と対応する位置に各光センサが配置されている。そして、それらスリット列のスリットの有無に基づいて各光センサは、合計3ビットのコードを出力するようになっている。このコードは、回転板の1回転中において重複しないようになっている。このため、回転角度検出装置は、該コードを認識することにより、回転板の回転角を絶対値で検出することができる。
【0004】
こうした絶対角検出方式の回転角度検出装置によれば、回転板の回転角を絶対値で検出することが可能であるため、機能停止中に回転板が回転されても、機能復帰時には該回転板の回転角度を検出することができる。しかし、こうした絶対角検出方式の回転角度検出装置では、角度検出のための素子数が多く必要であるとともに、回転板に設けるスリットのパターン設計が難しいといった不都合がある。
【0005】
一方、例えば特許文献2に示されるように相対角検出方式の回転角度検出装置では、3つの光センサが用いられ、各光センサによって回転板の回転角度を検出するとともに、フェールセーフが行われるようになっている。詳しくは、回転板には周方向に等間隔で複数のスリットが設けられ、回転板が回転されるとそれらスリットの有無に基づいて各光センサは交番2進符号を出力するようになっている。そして、回転角度検出装置は、基準となる角度データに各光センサからの交番2進符号の変移数を加減算することにより、回転板の回転角度を相対的に算出するようになっている。
【0006】
こうした相対角検出方式の回転角度検出装置によれば、最低で2つの光センサを用いれば回転板の回転角度を検出することができるとともに、回転板に設けるスリットのパターンも単純で済むため、該スリットのパターン設計も容易となる。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−98522号公報
【特許文献2】
特開2000−46536号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、相対角検出方式の回転角度検出装置においては、機能停止状態で回転板が回転されると、機能停止直前の回転板の回転角度と、機能復帰時における実際の回転板の回転角度とが相違してしまう。このため、たとえ車両がエンジン停止状態となっても、回転角度検出装置は回転板の回転角度を検出し続けなければならない。しかし、車両のエンジン停止状態において回転角度検出装置を連続的に動作させると、その電力消費によってバッテリ上がりが生じてしまうおそれがある。すなわち、回転角度検出装置に対して多量の暗電流が流れてしまい、これに起因してバッテリ上がりが生じてしまうおそれがある。そこで従来、エンジン停止状態においては回転角度検出装置の電力消費量を低減させるべく、回転角度検出装置を間欠的に動作させ、そのサンプリングされた算出角度に基づいて回転板の回転角度の誤検出を防止するようになっている。
【0009】
具体的には、前記特許文献2に示される相対角検出方式の回転角度検出装置の分解能は1.5゜に設定され、光センサからの出力位相差が1.5゜となっている。よって、回転角度検出装置が間欠的に動作される周期(サンプリング周期)は、少なくとも回転板が1.5゜回転されるまでに必要な時間よりも短い時間間隔に設定されている必要がある。すなわち、例えば回転板の許容最高回転速度が秒速2回転(=720゜/秒)の場合、約1ミリ秒以下のサンプリング周期が必要となる。
【0010】
ところが、近年では、車両の電子制御化や搭載電装品の増加等に伴い、暗電流の低減要求がよりシビアになっており、回転角度検出装置においてもエンジン停止時における電力消費量のさらなる低減が要求されている。
【0011】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力消費量の低減を図ることができる回転角度検出装置及び回転角度検出方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、少なくとも4対の光素子を用いて構成され、回転体の回転に伴って周期的に変動するとともにその1周期内において重複しないように設定された少なくとも4ビットの2進符号からなるグレーコードを、該回転体が1回転する間に所定回数繰り返し出力する角度検出手段と、前記グレーコードの繰り返し回数及び該グレーコードの値に基づいて前記回転体の回転角度を算出する角度算出手段とを備えることを要旨とする。
【0013】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の回転角度検出装置において、前記角度算出手段は、当該回転角度検出装置の非動作状態にあっては、予め設定された最高回転速度で前記回転体が回転された際に前記グレーコードが繰り返し出力されるまでの間に、少なくとも1回は該回転体の回転角度を算出するタイミングで前記角度検出手段を間欠的に動作させることを要旨とする。
【0014】
請求項3に記載の発明では、少なくとも4対の光素子によって構成され、回転体の回転に伴って周期的に変動するとともにその1周期内において重複しないように設定された少なくとも4ビットの2進符号からなるグレーコードを、該回転体が1回転する間に所定回数繰り返し出力する角度検出手段と、前記グレーコードの繰り返し回数及び該グレーコードの値に基づいて前記回転体の回転角度を算出する角度算出手段とを備えた回転角度検出装置における回転角度検出方法であって、当該回転角度検出装置の非動作状態にあっては、予め設定された最高回転速度で前記回転体が回転された際に前記グレーコードが繰り返し出力されるまでの間に、少なくとも1回は該回転体の回転角度を算出するタイミングで前記角度検出手段を間欠的に動作させることを要旨とする。
【0015】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項1〜3に記載の発明によると、回転体が所定角度回転する毎にグレーコードが1回繰り返される。このため、角度算出手段は、角度検出手段から出力されるグレーコードが何回繰り返し出力されたかを計数することにより、前記所定角度が何回繰り返されたかを算出可能となる。また、角度算出手段は、該グレーコードの2進符号値に基づき、前記所定角度内における回転体の回転角度を算出可能となる。つまり、グレーコードの繰り返し回数に基づいて回転体の大まかな回転角度が算出され、同グレーコードの2進符号値に基づいて回転体の微小な回転角度が算出される。このように、回転体が所定角度回転される間においてはグレーコードの2進符号値によって絶対角が検出されるため、角度算出手段は、少なくとも回転体が前記所定角度回転されるまでの間においてはサンプリングのための角度検出を行わなくても、回転角度の誤検出を生じることはない。よって、サンプリングのための角度検出の周期(サンプリング周期)を長くすることが可能となり、回転角度検出装置の電力消費量の低減を図ることが可能となる。
【0016】
請求項2に記載の発明によると、回転角度検出装置の非動作状態にあっては、予め設定された最高回転速度で回転体が回転された場合であっても、グレーコードが繰り返し出力されるまでの間に少なくとも1回は該回転体の回転角度が算出される。このため、角度算出手段は、グレーコードの繰り返し回数を確実に計数することが可能となる。よって、回転角度の誤検出が確実に防止される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転角度検出装置を車両におけるステアリングの操舵角を検出する操舵角検出装置として具体化した一実施形態を図1〜図3に基づき詳細に説明する。
【0018】
図1に示すように、回転角度検出装置としての操舵角検出装置1は、図示しない車両のステアリングコラム内に配設され、回転体としてのステアリングシャフトSに装着されている。操舵角検出装置1は、ステアリングシャフトSの周囲の構造体に固定されたハウジング2を備え、このハウジング2には回転板3が回転可能に支持されている。この回転板3はステアリングシャフトSに外嵌した状態で固定され、ステアリングシャフトSと共に回動する。つまり、回転板3は、ステアリングシャフトSが回転されると、同ステアリングシャフトSと等しく回転する。
【0019】
回転板3において、その軸心を中心とした所定の径の円周上には、複数のスリット4aによって所定のパターンをなすように構成された第1スリット列4が透設されている。この第1スリット列4は、回転板3の外周付近に透設されている。また、回転板3において、第1スリット列4が透設された円周の径よりも小さい径となる同心円周上には、複数のスリット5aによって所定のパターンをなすように構成された第2スリット列5が透設されている。すなわち、第2スリット列5は、第1スリット列4よりも内側に透設されている。
【0020】
第1スリット列4と対応する箇所には第1光センサ6及び第2光センサ7がそれぞれ所定の位置に配設され、第2スリット列5と対応する箇所には第3光センサ8及び第4光センサ9がそれぞれ所定の位置に配設されている。そして、これら第1〜第4光センサ6〜9によって角度検出手段としての角度検出部10が構成されている。第1〜第4光センサ6〜9は、回転板3を挟んで対向配置された発光素子と受光素子とからなる検知部6a〜9aを備えたフォトインタラプタによって構成されている。すなわち、本実施形態において角度検出部10は、4対の光センサ6〜9によって構成されている。このため、第1〜第4光センサ6〜9は、それぞれ対応する検知部6a〜9aが回転板3によって遮断されるか否かに基づいて2値信号S1〜S4(図3(a)に示す)を出力するようになっている。詳しくは、第1光センサ6は2値信号S1を出力し、第2光センサ7は2値信号S2を出力し、第3光センサ8は2値信号S3を出力し、第4光センサ9は2値信号S4を出力するようになっている。つまり、第1及び第2光センサ6,7は第1スリット列4の各スリット4aの有無に応じて2値信号S1,S2を出力し、第3及び第4光センサ8,9は第2スリット列5の各スリット5aの有無に応じて2値信号S3,S4を出力する。
【0021】
そして、各スリット4a,5aのパターン及び第1〜第4光センサ6〜9の配置関係は、図3(a)に示すように、2値信号S1〜S4からなる4ビットの2進符号が、回転板3の回転に伴って変移する16種の符号パターンからなるグレーコードとなるように設定されている。なお、同図に示すように、このグレーコードは、各2値信号のうちのいずれか1つのみが変化する符号体系、いわゆる交番2進符号となっている。また、本実施形態においてグレーコードは、回転板3が1.5゜回転する度に変化するように設定されている。
【0022】
次に、こうした操舵角検出装置1の電気的構成について説明する。
図2に示すように、操舵角検出装置1は、前記角度検出部10、角度算出手段としてのマイクロコンピュータ(マイコン)11、電源回路12及びインターフェイス部13を備えている。
【0023】
マイコン11は、具体的には図示しないCPU、ROM、RAM、A/D変換器等を備えたCPUユニットによって構成されている。このマイコン11には、角度検出部10(前記第1〜第4光センサ6〜9)からの出力信号が入力されるようになっている。また、マイコン11の電源入力端子Vinには電源回路12が電気的に接続され、マイコン11はこの電源回路12から電力供給されている。
【0024】
電源回路12は、バッテリ電圧を降圧してマイコン11の駆動電圧に変換するDC−DCコンバータによって構成され、2つの入力端子を備えている。そして、一方の入力端子には図示しないイグニッションONリレーを介してバッテリ電圧が入力され、他方の入力端子にはイグニッションONリレーを介さずにバッテリ電圧が入力されている。また、電源回路12には、トランジスタTr1を介して角度検出部10が電気的に接続されている。詳しくは、トランジスタTr1のコレクタ端子が電源回路12に接続され、エミッタ端子が角度検出部10に接続されている。そして、トランジスタTr1のベース端子はマイコン11に接続されている。このため、マイコン11からトランジスタTr1に対してベース電流が通電された際にトランジスタTr1が作動し、電源回路12から角度検出部10に対して電力が供給される。よって、角度検出部10は、マイコン11によって給電が制御され、給電されているときに前記2値信号S1〜S4を出力する。
【0025】
マイコン11は、角度検出部10から2値信号S1〜S4が入力されると、それら2値信号S1〜S4からなる4ビットの符号パターン(グレーコード)に基づいて前記回転板3の回転角度を算出する。
【0026】
詳しくは、マイコン11は、まず2値信号S1〜S4からなる4ビットの符号パターンを所定の角度信号に変換する。具体的には、マイコン11は、図3(a)に示すように、例えば2値信号S1〜S4の符号パターンが「0000」の場合には「1」となる値の角度信号に変換する。また、マイコン11は、例えば該符号パターンが「1111」の場合には「9」となる値の角度信号に変換するなどして、各符号パターンに対してそれぞれ異なる値の角度信号に変換する。すなわち、マイコン11は、各符号パターンを16種の角度信号に変換する。なお、本実施形態において角度信号が「1」の場合には、図3(b)にポイントP0で示すように、回転板3が基準位置(車輪が進行方向正面を向く位置=「0゜」)となるように設定されている。そして、本実施形態においては、回転板3が時計回り方向に回転されると、マイコン11は、角度信号が「1」ずつ加算し、「1」から「16」までの角度信号に変換しうるようになっている。前述したように本実施形態において符号パターンは回転板3が1.5゜回転する毎に変移するため、「0゜」から「22.5゜」まで回転される間にあっては、同回転板3が1.5゜回転する毎に角度信号が「1」ずつ加減算されることとなる。つまり、回転板3が「0゜」から「22.5゜」まで回転される間においては、同回転板3が時計回り方向に1.5゜回転される毎に角度信号は「1」ずつ加算され、反時計回り方向に1.5゜回転される毎に角度信号は「1」ずつ減算される。そして、図3(b)に模式的に示すように、該符号パターンは、回転板3が「24゜」まで回転された位置にあっては、符号パターンが再び「0000」となるため、角度信号は「1」となる。すなわち、2値信号S1〜S4からなるグレーコードは、回転板3が24゜回転する毎に1周期となるようにその符号パターンが変移するとともに、回転板3が1回転する間に15回繰り返し出力する。
【0027】
そして、こうした角度信号の値と該角度信号の周期数とに基づき、マイコン11は回転板3の回転角度を算出する。具体的には、例えば、図3(b)に示す領域A(角度信号の変移が基準位置に対して1周期)において角度信号の値が「9」の場合(ポイントP1)、マイコン11は、回転板3の回転角度を「12゜」(時計回り方向)と算出する。また、領域B(角度信号の変移が基準位置に対して2周期)において角度信号の値が「9」の場合(ポイントP2)、マイコン11は、回転板3の回転角度を「36゜」(時計回り方向)と算出する。つまり、マイコン11は、角度信号の変移が基準位置に対して何周期目にあるかに基づいて基準位置からの回転領域(ここでは領域A〜C)を算出し、その回転領域内において角度信号の値に基づいて回転板3の回転角度を絶対値で求めるようになっている。換言すれば、マイコン11は、基準位置からの角度信号の周期を計数し、その計数値に基づいて回転板3の回転領域を相対的に算出する。そして、その算出した領域と角度信号の値とに基づいて、マイコン11は回転板3の回転角度を算出するようになっている。なお、マイコン11は、算出した回転角度をインターフェイス部13を介して種々の車両システム(例えば車両安定性制御システムや、電子制御サスペンションシステムなど)に対して出力する。
【0028】
ところで、マイコン11は、前記電源回路12に対して前記イグニッションONリレーを介してバッテリ電圧が入力されているか否かを認識するようになっている。そして、電源回路12に対してイグニッションONリレーを介してバッテリ電圧が入力されている場合、マイコン11は、トランジスタTr1を連続的に作動させるようになっている。このため、角度検出部10は連続的に動作して2値信号S1〜S4をマイコン11に対して出力する。よって、マイコン11は、該2値信号S1〜S4に基づいて回転板3の回転角度を連続的に算出する。
【0029】
一方、電源回路12に対してイグニッションONリレーを介してバッテリ電圧が入力されていない場合、すなわち車両のエンジンが停止されている状態において、マイコン11は、トランジスタTr1を間欠的に作動させるようになっている。詳しくは、マイコン11は、回転板3が予め設定された最高回転速度(本実施形態では秒速5回転)で回転された際に回転板3の回転角度が12゜変移するまでの間に1回だけ角度検出部10を動作させるタイミング(サンプリング周期)で、トランジスタTr1を間欠的に作動させるようになっている。すなわち、エンジン停止状態においてマイコン11は、回転板3が前記最高回転速度で回転された際に2値信号S1〜S4の符号パターンが8種変移するまでの間に1回となるサンプリング周期で、回転板3の回転角度を算出する。
【0030】
このため、回転板3が例えば前記ポイントP2に示した位置にある状態(回転角度=36゜)でエンジンが停止され、その後にステアリングシャフトS及び回転板3が回転された場合、たとえ最高回転速度で回転されても、同図に示す領域b1内または領域b2内で角度が算出される。よって、マイコン11は、ディジタル信号値の変化から、回転板3が時計回り方向に回転されたか反時計回り方向に回転されたかを確実に認識可能となる。
【0031】
なお、角度検出部10を動作させるためのサンプリング周期は、「(サンプリング周期)<(1秒間当たりの許容回転角度)÷(1秒間当たりの最高回転角度)」という式から算出される。すなわち、本実施形態においては「(サンプリング周期)<12÷1800」から「(サンプリング周期)<0.0066・・・秒」となり、該サンプリング周期は「6ミリ秒程度」に設定されていればよい。ちなみに、前記従来の相対角検出式の回転角度検出装置においては、分解能が1゜、最高回転速度が秒速5回転に設定されている場合、「(サンプリング周期)<1÷1800」から「(サンプリング周期)<0.0005・・・秒」となり、該サンプリング周期は「0.5ミリ秒程度」に設定されていなければならない。よって、本実施形態の操舵角検出装置1によれば、サンプリング周期を従来の相対角検出式の回転角度検出装置よりも12倍程度長くすることが可能となる。
【0032】
したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)マイコン11は、角度検出部10(第1〜第4光センサ6〜9)から出力される2値信号S1〜S4からなる4ビットの符号パターン(グレーコード)の変移が基準位置に対して何周期目にあるかを計数する。これにより、マイコン11は、回転板3、すなわちステアリングシャフトSが所定角度(ここでは24゜)の回転を何回行ったかを算出することができる。また、マイコン11は、該2値信号の符号パターンに基づき、所定角度(24゜)内における絶対角を算出する。すなわち、2値信号S1〜S4からなるグレーコードの周期数(繰り返し回数)に基づいてステアリングシャフトSの大まかな回転角度が算出され、同グレーコードの値に基づいてステアリングシャフトSの微小な回転角度が算出される。このように、ステアリングシャフトSが所定角度(24゜)回転される間においては絶対角が検出されるため、マイコン11は、少なくともステアリングシャフトSが「24゜」回転されるまでの間においてはサンプリングのための角度検出を行わなくても、回転角度の誤検出を生じることはない。よって、エンジン停止状態におけるサンプリングのための角度検出の周期(サンプリング周期)を長くすることが可能となり、操舵角検出装置1の電力消費量の低減を図ることができる。
【0033】
(2)操舵角検出装置1の非動作(エンジン停止)状態にあっては、予め設定された最高回転速度(秒速5回転)でステアリングシャフトSが回転された場合であっても、該ステアリングシャフトSが12゜回転されるまでの間に少なくとも1回は該ステアリングシャフトSの回転角度が算出される。すなわち、2値信号S1〜S4からなるグレーコードが繰り返し出力されるまでの間に、少なくとも2回は該ステアリングシャフトSの回転角度が算出される。このため、マイコン11は、ステアリングシャフトSが時計回り方向に回転されたか反時計回り方向に回転されたかを確実に認識可能となる。よって、ステアリングシャフトSの回転角度の誤検出を確実に防止することができる。
【0034】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態において、角度検出部10から出力される2値信号S1〜S4は、回転板3が1.5゜回転される毎に変化するようになっており、これにより回転角度の検出分解能が1.5゜に設定されている。しかし、回転角度の検出分解能は、1.5゜に限らず、例えば1゜や2゜など、任意の分解能に設定してもよい。すなわち、該2値信号S1〜S4を、回転板3が1゜回転される毎に変化させたり、回転板3が2゜回転される毎に変化させたりするように任意に変更してもよい。このようにすれば、例えば検出分解能を高めても従来以上の電力消費量の低減効果を図ることができる。また、検出分解能を低くすれば電力消費量をさらに低減させることができる。
【0035】
・ 前記実施形態において角度検出部10は、4対の光センサ6〜9によって構成され、4ビットのグレーコードからなる2値信号S1〜S4を出力するようになっている。しかし、角度検出部10は、前記4対の光センサ6〜9に限らず、5対以上の光センサによって構成されていてもよい。このようにすれば、5ビット以上の符号パターンによってグレーコードが構成されるため、該符号パターンの種類が増える(5ビットで32種類、6ビットで64種類)。よって、該グレーコードの1周期(1回の繰り返し)に対する回転板3の回転角度を大きくすることが可能となるため、サンプリング周期を一層長くすることができる。よって、電力消費量を一層低減させることができる。但し、光センサを多用すると操舵角検出装置1の構造が複雑となるため、4〜6対の光センサを用いることがより好ましい。
【0036】
・ 回転角度検出装置は、ステアリングホイールの回転角度を検出する操舵角検出装置1以外の用途、例えば回転軸を備えた工作機械における回転軸の回転角度を検出する回転角度検出装置として用いられてもよい。そして、一方向(例えば時計回り方向)のみに回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置として用いた場合、その回転角度検出装置の非動作状態にあっては、前記マイコン11は、前記各実施形態とは異なるサンプリング周期で回転体の回転角度を算出するようになっていてもよい。具体的には、マイコン11は、回転体が前記最高回転速度で回転された際に前記2値信号S1〜S4からなる符号パターン(グレーコード)が1周期変移するまでの間に1回となるサンプリング周期で回転体の回転角度を算出するようになっていてもよい。このようにすれば、サンプリング周期をさらに長くすることができ、回転角度検出装置の電力消費量を一層低減させることができる。
【0037】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
(1) 請求項2に記載の回転角度検出装置において、前記最高回転速度は、前記回転体が秒速5回転する速度であること。
【0038】
(2) 請求項1,2、技術的思想(1)のいずれか1項に記載の回転角度検出装置において、前記角度検出手段は、前記回転体の回転に伴って順に変移する4ビット16種類の符号パターンで構成されたグレーコードを出力し、前記角度算出手段は、当該回転角度検出装置の非動作状態にあっては、予め設定された最高回転速度で前記回転体が回転された場合においても前記グレーコードが8種変移するまでの間に前記回転体の回転角度を算出するタイミングで前記角度検出手段を間欠的に動作させること。
【0039】
(3) 請求項1,2、技術的思想(1),(2)のいずれか1項に記載の回転角度検出装置において、当該回転角度検出装置は車両におけるステアリングホイールの回転角度を検出する操舵角検出装置として用いられること。
【0040】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜3に記載の発明によれば、回転角度検出装置の電力消費量の低減を図ることができる。
【0041】
請求項2に記載の発明によれば、回転角度の誤検出を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を車両における操舵角検出装置として具体化した一実施形態の概略構成図。
【図2】同実施形態の電気的構成を概略的に示すブロック図。
【図3】(a)は同実施形態におけるグレーコードの一覧を示す表、(b)は同実施形態の作用を説明するために模式的に示す説明図。
【符号の説明】
1…回転角度検出装置としての操舵角検出装置、11〜14…角度検出手段としての光センサ(第1〜第4光センサ)、15…角度算出手段としてのマイクロコンピュータ(マイコン)、S…回転体としてのステアリングシャフト。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotation angle detection device and a rotation angle detection method for detecting a steering angle of a steering wheel in a vehicle, for example.
[0002]
[Prior art]
In recent years, when a vehicle is equipped with a vehicle stability control system such as a VSC (Vehicle Stability Control) system (R) and an ESP (Electronic Stability Program) system (R), or an electronic control suspension system, the system control is performed. Therefore, it is necessary to detect the steering angle of the steering. Therefore, conventionally, in such vehicles, a rotation angle detecting device for detecting a steering angle is incorporated in a steering column.
[0003]
Generally, as a rotation angle detection device, a rotation angle detection device of an absolute angle detection method and a rotation angle detection device of a relative angle detection method are known.
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, in a rotation angle detection device of an absolute angle detection method, three optical sensors and one magnetoresistive element are used, and each optical sensor detects an angle during one rotation of a rotating plate. Then, the number of rotations of the rotating plate is detected based on the output voltage from the magnetoresistive element. Specifically, the rotating plate is provided with three slit rows having different patterns in the circumferential direction, and each optical sensor is arranged at a position corresponding to the slit rows. Each optical sensor outputs a code of a total of 3 bits based on the presence or absence of the slits in the slit rows. This code does not overlap during one rotation of the rotating plate. For this reason, the rotation angle detecting device can detect the rotation angle of the rotating plate as an absolute value by recognizing the code.
[0004]
According to such a rotation angle detection device of the absolute angle detection method, since the rotation angle of the rotation plate can be detected by an absolute value, even if the rotation plate is rotated while the function is stopped, the rotation plate is restored when the function is restored. Can be detected. However, such a rotation angle detection device of the absolute angle detection method has a disadvantage that a large number of elements are required for angle detection, and it is difficult to design a pattern of a slit provided on the rotation plate.
[0005]
On the other hand, for example, as shown in Patent Literature 2, in a rotation angle detection device of a relative angle detection method, three optical sensors are used, and each optical sensor detects a rotation angle of a rotating plate and performs fail-safe. It has become. Specifically, the rotating plate is provided with a plurality of slits at equal intervals in the circumferential direction, and when the rotating plate is rotated, each optical sensor outputs an alternating binary code based on the presence or absence of the slits. . Then, the rotation angle detection device is configured to relatively calculate the rotation angle of the rotating plate by adding or subtracting the number of changes of the alternating binary code from each optical sensor to the reference angle data.
[0006]
According to the rotation angle detection device of such a relative angle detection method, the rotation angle of the rotation plate can be detected by using at least two optical sensors, and the pattern of the slit provided on the rotation plate can be simplified. Slit pattern design is also facilitated.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-98522
[Patent Document 2]
JP-A-2000-46536
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the rotation angle detection device of the relative angle detection method, when the rotation plate is rotated in the function stop state, the rotation angle of the rotation plate immediately before the stop of the function and the actual rotation angle of the rotation plate at the time of the function return are changed. Will be different. For this reason, even if the vehicle is in the engine stopped state, the rotation angle detection device must continue to detect the rotation angle of the rotating plate. However, if the rotation angle detection device is operated continuously while the engine of the vehicle is stopped, the power consumption may cause the battery to run down. In other words, a large amount of dark current flows to the rotation angle detection device, which may cause the battery to run down. Therefore, conventionally, in order to reduce the power consumption of the rotation angle detection device when the engine is stopped, the rotation angle detection device is operated intermittently and erroneous detection of the rotation angle of the rotation plate is performed based on the sampled calculation angle. To prevent it.
[0009]
Specifically, the resolution of the rotation angle detection device of the relative angle detection method disclosed in Patent Document 2 is set to 1.5 °, and the output phase difference from the optical sensor is 1.5 °. Therefore, the cycle (sampling cycle) in which the rotation angle detecting device is intermittently operated needs to be set to a time interval shorter than at least the time required until the rotating plate is rotated by 1.5 °. That is, for example, when the permissible maximum rotation speed of the rotating plate is two revolutions per second (= 720 ° / sec), a sampling period of about 1 millisecond or less is required.
[0010]
However, in recent years, the demand for reduction in dark current has become more severe due to the increase in electronic control of vehicles and the increase in on-board electrical components, and the rotation angle detection device has further reduced power consumption when the engine is stopped. Is required.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device and a rotation angle detection method that can reduce power consumption.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is configured using at least four pairs of optical elements, which periodically fluctuates with the rotation of the rotating body and does not overlap within one cycle. Angle detection means for repeatedly outputting a gray code consisting of at least a 4-bit binary code, which is set as described above, a predetermined number of times while the rotator rotates once, and the number of repetitions of the gray code and the value of the gray code. And an angle calculation means for calculating a rotation angle of the rotating body based on the rotation angle.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the rotation angle detection device according to the first aspect, when the rotation angle detection device is in a non-operating state, the angle calculation unit operates at a preset maximum rotation speed. The point is that the angle detecting means is operated intermittently at least once at the timing of calculating the rotation angle of the rotating body before the gray code is repeatedly output when the rotating body is rotated. I do.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, at least four bits of binary elements are constituted by at least four pairs of optical elements, are periodically changed with the rotation of the rotating body, and are set so as not to overlap within one cycle. An angle detecting means for repeatedly outputting a gray code composed of a code a predetermined number of times while the rotator makes one rotation, and calculating a rotation angle of the rotator based on the number of repetitions of the gray code and the value of the gray code A rotation angle detection method in a rotation angle detection device provided with an angle calculation unit, wherein when the rotation angle detection device is in a non-operation state, the rotation body is rotated at a preset maximum rotation speed. The angle detecting means is intermittently moved at least once until the gray code is repeatedly output at the timing of calculating the rotation angle of the rotating body. And summarized in that to.
[0015]
Hereinafter, the “action” of the present invention will be described.
According to the first to third aspects of the present invention, the gray code is repeated once each time the rotating body rotates by a predetermined angle. For this reason, the angle calculation means can calculate how many times the predetermined angle has been repeated by counting how many times the gray code output from the angle detection means has been repeatedly output. Further, the angle calculation means can calculate the rotation angle of the rotating body within the predetermined angle based on the binary code value of the gray code. That is, a rough rotation angle of the rotating body is calculated based on the number of repetitions of the gray code, and a minute rotation angle of the rotating body is calculated based on the binary code value of the gray code. As described above, since the absolute angle is detected based on the binary code value of the gray code while the rotating body is rotated by the predetermined angle, the angle calculating unit determines at least until the rotating body is rotated by the predetermined angle. Does not erroneously detect the rotation angle even if the angle detection for sampling is not performed. Therefore, it is possible to lengthen the period of the angle detection for sampling (sampling period), and to reduce the power consumption of the rotation angle detection device.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, when the rotation angle detecting device is not operated, the gray code is repeatedly output even when the rotating body is rotated at the preset maximum rotation speed. During this period, the rotation angle of the rotating body is calculated at least once. For this reason, the angle calculation means can reliably count the number of repetitions of the gray code. Therefore, erroneous detection of the rotation angle is reliably prevented.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the rotation angle detection device of the present invention is embodied as a steering angle detection device that detects a steering angle of a steering in a vehicle will be described in detail with reference to FIGS.
[0018]
As shown in FIG. 1, a steering angle detection device 1 as a rotation angle detection device is disposed in a steering column (not shown) of a vehicle, and is mounted on a steering shaft S as a rotating body. The steering angle detecting device 1 includes a housing 2 fixed to a structure around a steering shaft S, and a rotating plate 3 is rotatably supported on the housing 2. The rotating plate 3 is fixed so as to be fitted on the steering shaft S, and rotates together with the steering shaft S. That is, when the steering shaft S is rotated, the rotating plate 3 rotates equally with the steering shaft S.
[0019]
In the rotating plate 3, a first slit row 4 configured to form a predetermined pattern by a plurality of slits 4a is provided on a circumference of a predetermined diameter centered on the axis thereof. The first slit row 4 is provided in the vicinity of the outer periphery of the rotating plate 3. In the rotating plate 3, a plurality of slits 5a are arranged on a concentric circumference having a smaller diameter than the circumference of the first slit row 4 so as to form a predetermined pattern. A slit row 5 is provided through. That is, the second slit row 5 is provided inwardly of the first slit row 4.
[0020]
A first optical sensor 6 and a second optical sensor 7 are respectively provided at predetermined positions at locations corresponding to the first slit row 4, and a third optical sensor 8 and a second optical sensor 8 are located at locations corresponding to the second slit row 5. Four optical sensors 9 are provided at predetermined positions, respectively. The first to fourth optical sensors 6 to 9 constitute an angle detecting unit 10 as angle detecting means. The first to fourth optical sensors 6 to 9 are configured by photointerrupters having detection units 6a to 9a each including a light emitting element and a light receiving element which are arranged to face each other with the rotating plate 3 interposed therebetween. That is, in the present embodiment, the angle detection unit 10 includes four pairs of optical sensors 6 to 9. For this reason, the first to fourth optical sensors 6 to 9 respectively determine the binary signals S1 to S4 (see FIG. 3A) based on whether or not the corresponding detectors 6a to 9a are blocked by the rotating plate 3. Shown) is output. Specifically, the first optical sensor 6 outputs a binary signal S1, the second optical sensor 7 outputs a binary signal S2, the third optical sensor 8 outputs a binary signal S3, and the fourth optical sensor 9 Outputs a binary signal S4. That is, the first and second optical sensors 6 and 7 output binary signals S1 and S2 according to the presence or absence of each slit 4a of the first slit row 4, and the third and fourth optical sensors 8 and 9 output the second and fourth optical sensors 8 and 9 respectively. Binary signals S3 and S4 are output according to the presence or absence of each slit 5a of the slit row 5.
[0021]
As shown in FIG. 3A, the pattern of the slits 4a and 5a and the arrangement relationship of the first to fourth optical sensors 6 to 9 are such that a 4-bit binary code composed of binary signals S1 to S4 is , And is set to be a gray code composed of 16 types of code patterns that change with the rotation of the rotating plate 3. As shown in the figure, this gray code is a so-called alternating binary code in which only one of the binary signals changes. In the present embodiment, the gray code is set so as to change each time the rotating plate 3 rotates 1.5 °.
[0022]
Next, an electrical configuration of the steering angle detecting device 1 will be described.
As shown in FIG. 2, the steering angle detection device 1 includes the angle detection unit 10, a microcomputer (microcomputer) 11 as an angle calculation unit, a power supply circuit 12, and an interface unit 13.
[0023]
The microcomputer 11 is constituted by a CPU unit having a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, and the like (not shown). Output signals from the angle detection unit 10 (the first to fourth optical sensors 6 to 9) are input to the microcomputer 11. A power supply circuit 12 is electrically connected to a power supply input terminal Vin of the microcomputer 11, and the microcomputer 11 is supplied with power from the power supply circuit 12.
[0024]
The power supply circuit 12 is configured by a DC-DC converter that reduces a battery voltage and converts the battery voltage into a drive voltage for the microcomputer 11, and has two input terminals. The battery voltage is input to one of the input terminals via an ignition ON relay (not shown), and the battery voltage is input to the other input terminal without passing through the ignition ON relay. Further, the angle detection unit 10 is electrically connected to the power supply circuit 12 via the transistor Tr1. Specifically, the collector terminal of the transistor Tr1 is connected to the power supply circuit 12, and the emitter terminal is connected to the angle detection unit 10. The base terminal of the transistor Tr1 is connected to the microcomputer 11. Therefore, when a base current is supplied from the microcomputer 11 to the transistor Tr1, the transistor Tr1 is activated, and power is supplied from the power supply circuit 12 to the angle detection unit 10. Therefore, the angle detection unit 10 is controlled by the microcomputer 11 to supply power, and outputs the binary signals S1 to S4 when power is supplied.
[0025]
When the microcomputer 11 receives the binary signals S1 to S4 from the angle detection unit 10, the microcomputer 11 determines the rotation angle of the rotary plate 3 based on a 4-bit code pattern (gray code) composed of the binary signals S1 to S4. calculate.
[0026]
More specifically, the microcomputer 11 first converts a 4-bit code pattern including the binary signals S1 to S4 into a predetermined angle signal. Specifically, as shown in FIG. 3A, for example, when the code pattern of the binary signals S1 to S4 is "0000", the microcomputer 11 converts the binary signal into an angle signal having a value of "1". Further, the microcomputer 11 converts each code pattern into an angle signal having a different value, for example, by converting the code pattern into an angle signal having a value of “9” when the code pattern is “1111”. That is, the microcomputer 11 converts each code pattern into 16 types of angle signals. In the present embodiment, when the angle signal is “1”, as shown by a point P0 in FIG. 3B, the rotating plate 3 is at the reference position (the position where the wheel faces the front in the traveling direction = “0 °”). ). Then, in the present embodiment, when the rotating plate 3 is rotated clockwise, the microcomputer 11 can add the angle signal by “1” and convert it into an angle signal from “1” to “16”. It has become. As described above, in the present embodiment, the code pattern changes every time the rotary plate 3 rotates by 1.5 °. Therefore, during the rotation from “0 °” to “22.5 °”, the code pattern changes. Is rotated by 1.5 °, the angle signal is added or subtracted by “1”. That is, while the rotating plate 3 is rotated from “0 °” to “22.5 °”, the angle signal is incremented by “1” every time the rotating plate 3 is rotated 1.5 ° clockwise. The angle signal is subtracted by “1” each time the angle signal is rotated by 1.5 ° in the counterclockwise direction. Then, as schematically shown in FIG. 3B, the code pattern becomes “0000” again at the position where the rotating plate 3 is rotated to “24 °”. The signal becomes "1". That is, the code pattern of the gray code composed of the binary signals S1 to S4 is shifted so that one cycle is obtained every time the rotating plate 3 rotates by 24 °, and is repeated 15 times while the rotating plate 3 makes one rotation. Output.
[0027]
Then, the microcomputer 11 calculates the rotation angle of the rotating plate 3 based on the value of the angle signal and the cycle number of the angle signal. More specifically, for example, when the value of the angle signal is “9” (point P1) in the area A (the transition of the angle signal is one cycle with respect to the reference position) illustrated in FIG. The rotation angle of the rotating plate 3 is calculated as “12 °” (clockwise). When the value of the angle signal is “9” in the area B (the change of the angle signal is two cycles with respect to the reference position) (point P2), the microcomputer 11 sets the rotation angle of the rotating plate 3 to “36 °” ( Clockwise direction). That is, the microcomputer 11 calculates a rotation area (here, areas A to C) from the reference position based on the number of cycles of the change of the angle signal with respect to the reference position, and within the rotation area, The rotation angle of the rotating plate 3 is obtained as an absolute value on the basis of the value of. In other words, the microcomputer 11 counts the period of the angle signal from the reference position, and relatively calculates the rotation area of the rotating plate 3 based on the counted value. The microcomputer 11 calculates the rotation angle of the rotating plate 3 based on the calculated area and the value of the angle signal. Note that the microcomputer 11 outputs the calculated rotation angle to various vehicle systems (for example, a vehicle stability control system, an electronic control suspension system, and the like) via the interface unit 13.
[0028]
Incidentally, the microcomputer 11 recognizes whether or not a battery voltage is input to the power supply circuit 12 via the ignition ON relay. When a battery voltage is input to the power supply circuit 12 via an ignition ON relay, the microcomputer 11 continuously operates the transistor Tr1. For this reason, the angle detector 10 operates continuously and outputs the binary signals S1 to S4 to the microcomputer 11. Therefore, the microcomputer 11 continuously calculates the rotation angle of the rotating plate 3 based on the binary signals S1 to S4.
[0029]
On the other hand, when the battery voltage is not input to the power supply circuit 12 via the ignition ON relay, that is, when the engine of the vehicle is stopped, the microcomputer 11 intermittently operates the transistor Tr1. ing. Specifically, when the rotating plate 3 is rotated at a preset maximum rotation speed (5 rotations per second in the present embodiment), the microcomputer 11 performs one rotation until the rotation angle of the rotating plate 3 shifts by 12 °. The transistor Tr1 is intermittently operated only at the timing (sampling cycle) at which the angle detection unit 10 is operated. That is, when the engine 3 is stopped, the microcomputer 11 performs one sampling cycle until the code patterns of the binary signals S1 to S4 change by eight kinds when the rotating plate 3 is rotated at the maximum rotation speed. The rotation angle of the rotating plate 3 is calculated.
[0030]
For this reason, when the engine is stopped in a state where the rotating plate 3 is at the position shown at the point P2 (rotation angle = 36 °), and then the steering shaft S and the rotating plate 3 are rotated, even if the maximum rotation speed is increased. , The angle is calculated within the region b1 or the region b2 shown in FIG. Therefore, the microcomputer 11 can reliably recognize whether the rotating plate 3 has been rotated clockwise or counterclockwise from the change in the digital signal value.
[0031]
Note that the sampling cycle for operating the angle detection unit 10 is calculated from the formula “(sampling cycle) <(allowable rotation angle per second) ÷ (maximum rotation angle per second)”. That is, in the present embodiment, “(sampling cycle) <12 ÷ 1800” is changed to “(sampling cycle) <0.0066... Second”, and if the sampling cycle is set to “about 6 milliseconds” Good. Incidentally, in the conventional relative angle detection type rotation angle detection device, when the resolution is set to 1 ° and the maximum rotation speed is set to 5 rotations per second, the sampling period is changed from “(sampling period) <1 ÷ 1800” to “(sampling period). Cycle) <0.0005... Seconds, and the sampling cycle must be set to “about 0.5 millisecond”. Therefore, according to the steering angle detection device 1 of the present embodiment, it is possible to make the sampling cycle about 12 times longer than that of the conventional relative angle detection type rotation angle detection device.
[0032]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The microcomputer 11 sets the transition of the 4-bit code pattern (gray code) composed of the binary signals S1 to S4 output from the angle detection unit 10 (first to fourth optical sensors 6 to 9) to the reference position. On the other hand, the number of the cycle is counted. Thereby, the microcomputer 11 can calculate how many times the rotating plate 3, that is, the steering shaft S has rotated by a predetermined angle (here, 24 °). Further, the microcomputer 11 calculates an absolute angle within a predetermined angle (24 °) based on the code pattern of the binary signal. That is, a rough rotation angle of the steering shaft S is calculated based on the number of cycles (number of repetitions) of the gray code composed of the binary signals S1 to S4, and a small rotation angle of the steering shaft S is calculated based on the value of the gray code. Is calculated. As described above, since the absolute angle is detected while the steering shaft S is rotated by the predetermined angle (24 °), the microcomputer 11 performs sampling at least until the steering shaft S is rotated by “24 °”. Even if the angle detection is not performed, the rotation angle will not be erroneously detected. Therefore, it is possible to lengthen the cycle (sampling cycle) of the angle detection for sampling in the engine stopped state, and to reduce the power consumption of the steering angle detecting device 1.
[0033]
(2) When the steering angle detecting device 1 is in a non-operating (engine stopped) state, even if the steering shaft S is rotated at a preset maximum rotation speed (5 rotations per second), the steering shaft is not rotated. The rotation angle of the steering shaft S is calculated at least once before S is rotated by 12 °. That is, the rotation angle of the steering shaft S is calculated at least twice before the gray code composed of the binary signals S1 to S4 is repeatedly output. Therefore, the microcomputer 11 can reliably recognize whether the steering shaft S has been rotated clockwise or counterclockwise. Therefore, erroneous detection of the rotation angle of the steering shaft S can be reliably prevented.
[0034]
Note that the embodiment of the present invention may be modified as follows.
In the above-described embodiment, the binary signals S1 to S4 output from the angle detection unit 10 change each time the rotating plate 3 is rotated by 1.5 °, thereby detecting the rotation angle. Is set to 1.5 °. However, the resolution for detecting the rotation angle is not limited to 1.5 °, and may be set to an arbitrary resolution such as 1 ° or 2 °. That is, the binary signals S1 to S4 may be arbitrarily changed so as to be changed every time the rotating plate 3 is rotated by 1 ° or to be changed every time the rotating plate 3 is rotated by 2 °. . In this way, for example, even if the detection resolution is increased, it is possible to achieve an effect of reducing power consumption more than before. If the detection resolution is reduced, the power consumption can be further reduced.
[0035]
In the above-described embodiment, the angle detection unit 10 includes four pairs of optical sensors 6 to 9 and outputs binary signals S1 to S4 each composed of a 4-bit gray code. However, the angle detection unit 10 is not limited to the four pairs of optical sensors 6 to 9 but may be configured by five or more pairs of optical sensors. In this case, since a gray code is formed by a code pattern of 5 bits or more, the types of the code patterns are increased (32 types with 5 bits and 64 types with 6 bits). Therefore, it is possible to increase the rotation angle of the rotating plate 3 with respect to one cycle (one repetition) of the gray code, so that the sampling cycle can be further lengthened. Therefore, power consumption can be further reduced. However, since the structure of the steering angle detecting device 1 becomes complicated when many optical sensors are used, it is more preferable to use four to six pairs of optical sensors.
[0036]
The rotation angle detection device may be used as an application other than the steering angle detection device 1 that detects the rotation angle of the steering wheel, for example, as a rotation angle detection device that detects the rotation angle of the rotation shaft in a machine tool having a rotation shaft. Good. When the microcomputer 11 is used as a rotation angle detection device that detects the rotation angle of a rotating body that rotates only in one direction (for example, clockwise), when the rotation angle detection device is not in operation, the microcomputer 11 The rotation angle of the rotating body may be calculated at a sampling cycle different from that of each of the above embodiments. Specifically, the microcomputer 11 performs one cycle until the code pattern (gray code) including the binary signals S1 to S4 changes by one cycle when the rotating body is rotated at the maximum rotation speed. The rotation angle of the rotating body may be calculated at a sampling cycle. By doing so, the sampling period can be further lengthened, and the power consumption of the rotation angle detecting device can be further reduced.
[0037]
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, technical ideas grasped by the above-described embodiments will be listed below.
(1) In the rotation angle detection device according to claim 2, the maximum rotation speed is a speed at which the rotating body rotates five times per second.
[0038]
(2) In the rotation angle detection device according to any one of the first and second aspects and the technical idea (1), the angle detection means includes four types of four bits that sequentially shift with the rotation of the rotating body. The angle calculation means outputs a gray code composed of a code pattern of the following. Also, the angle detecting means may be operated intermittently at the timing of calculating the rotation angle of the rotating body until the gray code changes by eight kinds.
[0039]
(3) In the rotation angle detection device according to any one of claims 1 and 2, and the technical ideas (1) and (2), the rotation angle detection device detects a rotation angle of a steering wheel in a vehicle. To be used as an angle detector.
[0040]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first to third aspects of the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the rotation angle detecting device.
[0041]
According to the invention described in claim 2, erroneous detection of the rotation angle can be reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment in which the present invention is embodied as a steering angle detection device in a vehicle.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of the embodiment.
FIG. 3A is a table showing a list of gray codes in the embodiment, and FIG. 3B is an explanatory diagram schematically showing an operation of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering angle detection device as rotation angle detection device, 11-14 ... Optical sensors (first to fourth optical sensors) as angle detection means, 15 ... Microcomputer (microcomputer) as angle calculation means, S ... Rotation Steering shaft as body.

Claims (3)

少なくとも4対の光素子を用いて構成され、回転体の回転に伴って周期的に変動するとともにその1周期内において重複しないように設定された少なくとも4ビットの2進符号からなるグレーコードを、該回転体が1回転する間に所定回数繰り返し出力する角度検出手段と、
前記グレーコードの繰り返し回数及び該グレーコードの値に基づいて前記回転体の回転角度を算出する角度算出手段とを備えることを特徴とする回転角度検出装置。
A gray code composed of at least four bits of optical elements, which periodically fluctuates with the rotation of the rotator and which is set so as not to overlap within one cycle, is composed of a binary code of at least four bits. Angle detecting means for repeatedly outputting a predetermined number of times while the rotating body makes one rotation;
A rotation angle detection unit that calculates a rotation angle of the rotating body based on a number of times the gray code is repeated and a value of the gray code.
前記角度算出手段は、当該回転角度検出装置の非動作状態にあっては、予め設定された最高回転速度で前記回転体が回転された際に前記グレーコードが繰り返し出力されるまでの間に、少なくとも1回は該回転体の回転角度を算出するタイミングで前記角度検出手段を間欠的に動作させることを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。The angle calculation means is in a non-operation state of the rotation angle detection device, until the gray code is repeatedly output when the rotating body is rotated at a preset maximum rotation speed, The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the angle detection unit is operated intermittently at least once at a timing of calculating the rotation angle of the rotating body. 少なくとも4対の光素子によって構成され、回転体の回転に伴って周期的に変動するとともにその1周期内において重複しないように設定された少なくとも4ビットの2進符号からなるグレーコードを、該回転体が1回転する間に所定回数繰り返し出力する角度検出手段と、前記グレーコードの繰り返し回数及び該グレーコードの値に基づいて前記回転体の回転角度を算出する角度算出手段とを備えた回転角度検出装置における回転角度検出方法であって、
当該回転角度検出装置の非動作状態にあっては、予め設定された最高回転速度で前記回転体が回転された際に前記グレーコードが繰り返し出力されるまでの間に、少なくとも1回は該回転体の回転角度を算出するタイミングで前記角度検出手段を間欠的に動作させることを特徴とする回転角度検出方法。
A gray code consisting of at least four pairs of optical elements, which periodically fluctuates with the rotation of the rotator and which is set so as not to overlap within one period, is formed by a binary code of at least 4 bits. A rotation angle comprising: angle detection means for repeatedly outputting a predetermined number of times during one rotation of the body; and angle calculation means for calculating the rotation angle of the rotating body based on the number of times the gray code is repeated and the value of the gray code. A rotation angle detection method in a detection device,
In the non-operation state of the rotation angle detection device, at least one rotation of the rotation code is performed until the gray code is repeatedly output when the rotating body is rotated at a preset maximum rotation speed. A rotation angle detection method, wherein the angle detection means is operated intermittently at the timing of calculating the rotation angle of the body.
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