JP2007322196A

JP2007322196A - 回転角度検出装置

Info

Publication number: JP2007322196A
Application number: JP2006151226A
Authority: JP
Inventors: Satoru Fukui; 覚福井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】主に自動車のステアリングの回転角度検出等に用いられる回転角度検出装置に関し、簡易な構成で、消費電力が少なく、回転角度の検出が確実なものを提供することを目的とする。
【解決手段】供給電源１０と制御手段１７との間に、第１のスイッチ手段９と並列に第２のスイッチ手段２２を設けると共に、第１のスイッチ手段９がオフになった時、制御手段１７が記憶手段２０に回転角度のデータを記憶させた後、第２のスイッチ手段２２をオフとすることによって、簡易な構成で、確実に回転角度の検出が行えると共に、エンジン停止後は制御手段１７に電源を供給する必要がなくなるため、消費電力が少なく、省電力化が可能な回転角度検出装置を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に用いられる回転角度検出装置に関するものである。

近年、自動車の高機能化が進む中、各種制御のため様々な回転角度検出装置を用いてステアリングの回転角度を検出するものが増えている。

このような従来の回転角度検出装置について、図３及び図４を用いて説明する。

図３は従来の回転角度検出装置のブロック回路図、図４は同斜視図であり、同図において、１は外周に平歯車部１Ａが形成された回転体で、中央部にはステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部１Ｂが設けられている。

そして、２は検出体で、この外周の平歯車部２Ａが回転体１の平歯車部１Ａに噛合すると共に、検出体２の中央には、磁石３がインサート成形等により装着されている。

また、４は検出体２上面にほぼ平行に配置された配線基板で、両面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、検出体２との対向面には磁気検出素子５が装着され、この対向した磁石３と磁気検出素子５によって検出手段６が形成されている。

さらに、７はマイコン等の電子部品によって配線基板４に形成された制御手段で、検出手段６や不揮発性メモリーなどの記憶手段１１が接続されると共に、この制御手段７の信号入力部７Ａが配線基板４の信号接続部４Ａに、電源入力部７Ｂが電源ＩＣなどの給電部８を介して電源接続部４Ｂに各々接続されて、回転角度検出装置が構成されている。

そして、このような回転角度検出装置は、信号接続部４Ａがイグニッションスイッチなどの第１のスイッチ手段９を介して、自動車のバッテリーなどの供給電源１０に接続されると共に、電源接続部４Ｂは直接供給電源１０に接続される。

また、制御手段７がコネクタ（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転体１中央部の係合部１Ｂにはステアリング軸が挿通されて、自動車に装着される。

以上の構成において、自動車の第１のスイッチ手段９をオンにしてエンジンを始動し、例えば電圧１２Ｖのオン信号が制御手段７の信号入力部７Ａに入力され、制御手段７によって検出手段６が起動された状態で、ステアリングを回転すると、これに伴って回転体１が回転すると共に、回転体１に噛合した検出体２も連動して回転する。

そして、この検出体２の回転に伴って、検出体２中央の磁石３の磁界方向が変化し、この変化する磁界方向を磁気検出素子５が検出して制御手段７に所定の電圧波形の検出信号を出力すると共に、この検出信号によって制御手段７が回転体１即ちステアリングの回転角度の検出を行う。

また、この回転角度のデータが制御手段７から、自動車本体の電子回路へ出力されて、車両の様々な制御が行われると共に、制御手段７がこのデータを記憶手段１１に記憶させる。

なお、一般に使用されている不揮発性メモリーなどの記憶手段１１は、その記憶容量にある程度の限界があり、制御手段７が回転角度を検出した都度そのデータを記憶させることは困難であるため、記憶手段１１への記憶は所定の間隔で定期的に行われる。

したがって、運転が終了し第１のスイッチ手段９をオフにして、エンジンを停止した際、制御手段７が記憶手段１１にデータを記憶させるタイミングによっては、運転終了時のステアリングの回転角度ではなく、それよりやや以前の回転角度のデータが記憶される場合がある。

このため、第１のスイッチ手段９とは別に、直接供給電源１０に接続された電源接続部４Ｂから、給電部８によって約５Ｖに変圧された電源を電源入力部７Ｂへ供給し、制御手段７が所定の時間間隔で検出手段６を起動させて、第１のスイッチ手段９をオフにした後も、回転角度を間欠的に検出し、データを記憶手段１１に記憶させるようになっている。

つまり、エンジン停止後も、制御手段７には供給電源１０から電源を常時供給し、制御手段７が間欠的に検出手段６を起動させて、ステアリングの回転角度を間欠的に検出し、記憶手段１１に記憶させることによって、次にエンジンを始動させた場合に、このデータに基づいた車両の各種制御が行えるように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−２１４７６３号公報

しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、制御手段７には供給電源１０から給電部８を介して電源が常時供給され、制御手段７が間欠的に検出手段６を起動して回転角度を検出しているため、消費電力が大きくなり、省電力化を図ることが困難であるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、消費電力が少なく、回転角度の検出が確実な回転角度検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、供給電源と制御手段との間に、第１のスイッチ手段と並列に第２のスイッチ手段を設けると共に、第１のスイッチ手段がオフになった時、制御手段が記憶手段に回転角度のデータを記憶させた後、第２のスイッチ手段をオフとするようにして回転角度検出装置を構成したものであり、イグニッションスイッチなどの第１のスイッチ手段９がオフになった時に、制御手段がその運転終了時のステアリングの回転角度を、確実に記憶手段に記憶させた後、第２のスイッチ手段をオフにして、制御手段への供給電源からの電源供給を遮断することによって、エンジン停止後は制御手段に電源を供給する必要がなくなるため、簡易な構成で、消費電力が少なく、回転角度の検出が確実な回転角度検出装置を得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、簡易な構成で、消費電力が少なく、回転角度の検出が確実な回転角度検出装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転角度検出装置のブロック回路図、図２は同斜視図であり、同図において、１は絶縁樹脂製で外周に平歯車部１Ａが形成された回転体で、中央部にはステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部１Ｂが設けられている。

そして、２は絶縁樹脂製の検出体で、この外周の平歯車部２Ａが回転体１の平歯車部１Ａに噛合すると共に、検出体２の中央には、磁石３がインサート成形等により装着されている。

また、１４は検出体２上面にほぼ平行に配置された配線基板で、両面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、検出体２との対向面には磁気検出素子５が装着され、この対向した磁石３と磁気検出素子５によって検出手段６が形成されている。

さらに、１７はマイコン等の電子部品によって配線基板１４に形成された制御手段で、検出手段６が接続されると共に、この制御手段１７には不揮発性メモリーのＲＯＭなどの記憶手段２０が接続されている。

そして、１８は電源ＩＣなどの給電部、２１はダイオードなどの整流素子で、給電部１８の一方にはダイオード２１のカソード側が接続されると共に、給電部１８の他方は制御手段１７の電源入力部１７Ｂに接続されている。

また、ダイオード２１のアノード側が配線基板１４に設けられたコネクタなどのスイッチ接続部１４Ａに接続されると共に、制御手段１７の信号入力部１７Ａがスイッチ接続部１４Ａに接続されて、給電部１８側からは信号入力部１７Ａへ電流が流れないようになっている。

さらに、２２Ａはリレーなどのスイッチ部で、このスイッチ部２２Ａの接点部の一方が電源接続部１４Ｂに、他方が給電部１８と整流素子２１との間に各々接続されている。

また、２２Ｂはトランジスタや電流制限抵抗などからなる駆動部で、一方がスイッチ部２２Ａに接続されると共に、他方が制御手段１７の駆動信号出力部１７Ｃに接続され、このスイッチ部２２Ａと駆動部２２Ｂによって、第２のスイッチ手段２２が形成されている。

つまり、信号入力部１７Ａは直接スイッチ接続部１４Ａに、電源入力部１７Ｂは給電部１８やダイオード２１を介して接続部１４Ａに各々接続されると共に、駆動信号出力部１７Ｃと電源接続部１４Ｂの間には、これらと並列に第２のスイッチ手段２２が設けられて、回転角度検出装置３０が構成されている。

そして、このような回転角度検出装置３０は、スイッチ接続部１４Ａがイグニッションスイッチなどの第１のスイッチ手段９を介して、自動車のバッテリーなどの供給電源１０に接続されると共に、電源接続部１４Ｂは直接供給電源１０に接続される。

また、制御手段１７がコネクタ（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転体１中央部の係合部１Ｂにはステアリング軸が挿通されて、自動車に装着される。

以上の構成において、自動車の第１のスイッチ手段９をオンにしてエンジンを始動すると、第１のスイッチ手段９から例えば直流電圧約１２Ｖのオン信号が、制御手段１７の信号入力部１７Ａに入力されると共に、同じく第１のスイッチ手段９から給電部１８によって約１２Ｖから約５Ｖに変圧された電源が、制御手段１７の電源入力部１７Ｂに入力される。

そして、信号入力部１７Ａにオン信号が入力されると、制御手段１７が駆動信号出力部１７Ｃから駆動部２２Ｂに駆動信号を出力し、この駆動信号によって駆動部２２Ｂがスイッチ部２２Ａの接点部をオンにするため、給電部１８は第１のスイッチ手段９と、これに並列な第２のスイッチ手段２２の両方を介して、供給電源１０に接続された状態になる。

また、制御手段１７から検出手段６に電源が供給されて、検出手段６が起動され、この状態で、ステアリングを回転すると、これに伴って回転体１が回転すると共に、回転体１に噛合した検出体２も連動して回転する。

そして、この検出体２の回転に伴って、検出体２中央の磁石３の磁界方向が変化し、この変化する磁界方向を磁気検出素子５が検出して制御手段１７に所定の電圧波形の検出信号を出力すると共に、この検出信号によって制御手段１７が回転体１即ちステアリングの回転角度を検出し、この回転角度のデータが制御手段１７から、自動車本体の電子回路へ出力されて、車両の様々な制御が行われる。

また、運転が終了し第１のスイッチ手段９をオフにして、エンジンを停止すると、スイッチ接続部１４Ａからの電源供給が遮断され、制御手段１７の信号入力部１７Ａには約０Ｖであるオフ信号が入力される。

そして、制御手段１７がこのオフ信号を検出すると、制御手段１７はこの時点で検出した回転体１の回転角度のデータを記憶手段２０に記憶させると共に、所定時間後、例えば約３秒間後に駆動信号出力部１７Ｃから、第２のスイッチ手段２２の駆動部２２Ｂへ停止信号を出力して、スイッチ部２２Ａの接点部をオフにし、電源接続部１４Ｂからの電源供給も遮断させる。

つまり、第１のスイッチ手段９がオフになった場合には、信号入力部１７Ａへのオフ信号によって、制御手段１７が第１のスイッチ手段９のオフ状態を検出すると共に、この時点での回転体１即ちステアリングの最新の回転角度を、記憶手段２０に記憶させた後、第２のスイッチ手段２２をオフにして、回転角度検出装置３０への電源供給を完全に遮断する。

すなわち、記憶手段２０には運転が終了しエンジンが停止した時のみ、この時点での最新のステアリングの回転角度が記憶されると共に、記憶手段２０がこのデータを記憶した後は、制御手段１７によって第２のスイッチ手段２２もオフとなり、供給電源１０の電源を消費しないように構成されている。

そして、次に第１のスイッチ手段９をオンにしてエンジンを始動させた場合には、供給電源１０から電源が供給されて制御手段１７や検出手段６が起動し、制御手段１７が記憶手段２０に記憶された回転角度のデータを基準に、始動後のステアリングの回転操作に伴う回転角度を検出し、これが車両の電子回路に出力されて、各種制御が行えるようになっている。

このように本実施の形態によれば、供給電源１０と制御手段１７との間に、第１のスイッチ手段９と並列に第２のスイッチ手段２２を設けると共に、第１のスイッチ手段９がオフになった時、制御手段１７が記憶手段２０に回転角度のデータを記憶させた後、第２のスイッチ手段２２をオフとすることによって、簡易な構成で、確実に回転角度の検出が行えると共に、エンジン停止後は制御手段１７に電源を供給する必要がなくなるため、消費電力が少なく、省電力化が可能な回転角度検出装置を得ることができるものである。

なお、以上の説明では、制御手段１７と記憶手段２０を別々に設け、これらを接続した構成について説明したが、制御手段１７内に記憶手段２０が内蔵され、一体に形成されたものを用いても、本発明の実施は可能である。

また、以上の説明では、第２のスイッチ手段２２として、リレーなどのスイッチ部２２Ａを、トランジスタや電流制限抵抗などからなる駆動部２２Ｂによって切換える構成について説明したが、半導体リレーなどスイッチ部と駆動部が一体となったスイッチング部材を用いても良い。

本発明による回転角度検出装置は、簡易な構成で、消費電力が少なく、回転角度の検出が確実なものを実現することができ、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に有用である。

本発明の一実施の形態による回転角度検出装置のブロック回路図同分解斜視図従来の回転角度検出装置のブロック回路図同分解斜視図

符号の説明

１回転体
１Ａ、２Ａ平歯車部
１Ｂ係合部
２検出体
３磁石
５磁気検出素子
６検出手段
９第１のスイッチ手段
１０供給電源
１４配線基板
１４Ａスイッチ接続部
１４Ｂ電源接続部
１７制御手段
１７Ａ信号入力部
１７Ｂ電源入力部
１７Ｃ駆動信号出力部
１８給電部
２０記憶手段
２１整流素子
２２第２のスイッチ手段
２２Ａスイッチ部
２２Ｂ駆動部
３０回転角度検出装置

Claims

ステアリングの回転に連動して回転する検出体と、この検出体の回転を検出する検出手段と、第１のスイッチ手段を介して供給電源に接続されると共に、上記検出手段からの検出信号により回転角度を検出する制御手段と、この制御手段に接続された記憶手段からなり、上記供給電源と上記制御手段との間に、上記第１のスイッチ手段と並列に第２のスイッチ手段を設けると共に、上記第１のスイッチ手段がオフになった時、上記制御手段が上記記憶手段に上記回転角度のデータを記憶させた後、上記第２のスイッチ手段をオフとする回転角度検出装置。