JP2010256232A - Rotation angle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出対象となる回転体の回転角度を相対角度及び絶対角度で検出することが可能な回転角度検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device capable of detecting a rotation angle of a rotating body to be detected by a relative angle and an absolute angle.
近年、車両の横滑りを抑制すべくエンジン出力制御や各車輪のブレーキ制御などを自動的に行う横滑り防止システムが周知である。この横滑り防止システムは、車両のヨーレートやステアリングホイールの操舵角に基づいて車両が横滑りをしているか否かを判断し、その判断結果に基づいてエンジン出力を低下させる制御などを行うものであるため、同システムには通常、ステアリングホイールの操舵角を検出する装置が必要となる。また、こうした横滑り防止システムに限らず、例えば車両後退時の予想進路をディスプレイに表示することにより運転者の車両後退操作を補助するBGM(Back Guide Monitor)システムなどの各種車載制御システムでもステアリングホイールの操舵角を検出する装置は必要である。そして従来、こうした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としては、例えば特許文献1及び2に記載の回転角度検出装置が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, a skid prevention system that automatically performs engine output control, brake control of each wheel, and the like to suppress a skid of a vehicle is well known. This skid prevention system determines whether the vehicle is skidding based on the yaw rate of the vehicle or the steering angle of the steering wheel, and performs control to reduce the engine output based on the judgment result. The system usually requires a device for detecting the steering angle of the steering wheel. In addition to such a skid prevention system, for example, various on-vehicle control systems such as a BGM (Back Guide Monitor) system that assists the driver in retreating the vehicle by displaying the expected course when the vehicle retreats on the display are also used for the steering wheel. A device for detecting the steering angle is necessary. Conventionally, as a rotation angle detection device for detecting the steering angle of such a steering wheel, for example, rotation angle detection devices described in
この特許文献1に記載の回転角度検出装置は、車両のステアリングホイールの回転軸であるステアリングシャフトと一体的に回転するメインギヤを有し、このメインギヤに一つの検知ギヤが歯合されている。また、この装置では、検知ギヤに磁石が設けられるとともに、この磁石に対向するかたちで、同磁石から発せられる磁界の方向に応じた電圧信号を出力する磁気検出部が配設されている。ちなみに、この磁気検出部は、印加される磁界の方向に応じて磁気抵抗効果により抵抗値が変化する磁気抵抗素子により構成されている。すなわち、この装置では、メインギヤの回転に伴って検知ギヤが回転すると、磁気検出部から出力される電圧信号に変化が生じる。そして、この装置では、磁気検出部の出力信号の出力値及びその周期に基づいて所要の演算処理を施すことにより、メインギヤの回転角度を相対角度で、換言すればステアリングホイールの操舵角を相対角度で検出する。なお、ステアリングホイールの相対角度とは、ステアリングホイールが回転したときにある基準点からの変化量で回転角度を示すものであって、車両直進状態からのステアリングホイールの操舵角と一対一に対応しない角度である。例えば、このステアリングホイールの相対角度は、図7に実線にて示すように、ある位置を「0°」としたときからのステアリングホイールの回転角度の変化に対して「60°」を一周期として、60°内の角度と周期数で示すことが可能である。
The rotation angle detection device described in
そして、上記車載制御システムでは、この回転角度検出装置から出力される相対角度を示す信号(相対角度信号)を取り込むことにより、ステアリングホイールの相対角度を検出することができる。また、上記車載制御システムでは、例えば相対角度信号が何周期変化したかをカウントするとともに、そのカウント値及びステアリングホイールの相対角度に基づいてステアリングホイールの所定の基準位置からの操舵角、すなわちステアリングホイールの絶対角度を検出することもできる。 And in the said vehicle-mounted control system, the relative angle of a steering wheel is detectable by taking in the signal (relative angle signal) which shows the relative angle output from this rotation angle detection apparatus. Further, in the on-vehicle control system, for example, the number of cycles of the relative angle signal is counted, and the steering angle from the predetermined reference position of the steering wheel based on the count value and the relative angle of the steering wheel, that is, the steering wheel. It is also possible to detect the absolute angle.
一方、特許文献2に記載の回転角度検出装置は、この特許文献1に記載の回転角度検出装置と同様にメインギヤと検知ギヤとを有するものではあるが、互いに異なる歯数を有する2つの検知ギヤがメインギヤに歯合しているといった点で異なる構成を有している。また、この装置では、2つの検知ギヤに磁石がそれぞれ設けられるとともに、これらの磁石に対向するかたちで、同磁石から発せられる磁界の方向に応じた電圧信号を出力する磁気検出部がそれぞれ配設されている。ちなみに、これらの磁気検出部も、印加される磁界の方向に応じて磁気抵抗効果により抵抗値が変化する磁気抵抗素子により構成されている。そして、この装置では、各磁気検出部の出力信号に基づいてそれぞれの検知ギヤの回転角度を算出し、算出された回転角度の差分値を利用して所要の演算処理を施すことによってステアリングホイールの操舵角を絶対角度で検出するとともに、検出された絶対角度に応じた信号(絶対角度信号)を上記車載制御システムに出力する。なお、このステアリングホイールの絶対角度とは、上述のように、また先の図7に二点鎖線にて示すように、ステアリングホイールの操舵角と一対一に対応する角度である。
On the other hand, the rotation angle detection device described in
そして、上記車載制御システムでは、この回転角度検出装置から出力される絶対角度信号を取り込むことにより、ステアリングホイールの絶対角度を直接検出することができる。このため、上記車載制御システムでは、ステアリングホイールの絶対角度を検出するために各種演算処理を施す必要がないため、同システムの演算負担を軽減することができるようになる。 And in the said vehicle-mounted control system, the absolute angle of a steering wheel is directly detectable by taking in the absolute angle signal output from this rotation angle detection apparatus. For this reason, in the said vehicle-mounted control system, since it is not necessary to perform various arithmetic processing in order to detect the absolute angle of a steering wheel, it becomes possible to reduce the calculation burden of the system.
ところで、ステアリングホイールの絶対角度を検出する回転角度検出装置では、上記メインギヤや検知ギヤの歯数などによってその検出範囲が予め設定されているため、同装置を車両に組み付ける際に、上記メインギヤの所定の基準位置とステアリングホイールの所定の基準位置とを正確に一致させる必要がある。しかしながら、当該回転角度検出装置の車両への誤組み付けなどにより互いの基準位置がずれてしまうと、運転者によってステアリングホイールが回転操作された際に、同装置の検出範囲を超える角度が検出されてその出力信号が適正値から外れてしまう、いわゆる出力信号のオーバーフローが生じるおそれがある。そして、こうした出力信号のオーバーフローが生じた場合には、車載制御システムがステアリングホイールの操舵角を誤検出して、同システムの誤動作を招くおそれがある。ちなみに、ステアリングホイールの相対角度を検出する回転角度検出装置ではこうした出力信号のオーバーフローの問題が生じることがない。したがって、出力信号のオーバーフローの観点からセンサ取り付け時の冗長性を考慮すると、絶対角度信号を利用して各種制御を行うよりも相対角度信号を利用して各種制御を行った方が有利であると言える。 By the way, in the rotation angle detection device that detects the absolute angle of the steering wheel, the detection range is set in advance depending on the number of teeth of the main gear and the detection gear. Therefore, it is necessary to accurately match the reference position of the steering wheel and the predetermined reference position of the steering wheel. However, if the reference position of the rotation angle detector is misaligned to the vehicle, the angle exceeding the detection range of the device is detected when the steering wheel is rotated by the driver. There is a possibility that so-called overflow of the output signal that the output signal deviates from an appropriate value occurs. When such an overflow of the output signal occurs, the in-vehicle control system may erroneously detect the steering angle of the steering wheel, which may cause malfunction of the system. Incidentally, such a problem of overflow of the output signal does not occur in the rotation angle detection device that detects the relative angle of the steering wheel. Therefore, from the viewpoint of overflow of the output signal, considering the redundancy when mounting the sensor, it is more advantageous to perform various controls using relative angle signals than to perform various controls using absolute angle signals. I can say that.
一方、上述した横滑り防止システムやBGMシステムなどの車載制御システムには、そのシステムにかかる各種制御を実行するためにステアリングホイールの相対角度を必要とするシステムもあれば、ステアリングホイールの絶対角度を必要とするシステムもある。具体的には、ステアリングホイールの相対角度を必要とするシステムとしては、例えば上記横滑り防止システムが、また、ステアリングホイールの絶対角度を必要とするシステムとしては、例えば上記BGMシステムがある。 On the other hand, in-vehicle control systems such as the above-mentioned skid prevention system and BGM system, some systems require the relative angle of the steering wheel to execute various controls related to the system, and the absolute angle of the steering wheel is required. There is also a system. Specifically, the system that requires the relative angle of the steering wheel includes, for example, the above-mentioned skid prevention system, and the system that requires the absolute angle of the steering wheel includes, for example, the above-mentioned BGM system.
ここで、横滑り防止システムのうち、例えば上述したステアリングホイールの相対角度から絶対角度を演算するシステムでは、仮に回転角度検出装置から出力される信号が絶対角度信号であったとしても、同信号に対して何ら特殊な演算処理を施すことなくステアリングホイールの絶対角度を検出することが可能である。したがって、こうした横滑り防止システムにあっては、相対角度信号に代えて絶対角度信号を出力するようにしたとしても実用上は問題がない。 Here, among the skid prevention systems, for example, in the system that calculates the absolute angle from the relative angle of the steering wheel described above, even if the signal output from the rotation angle detection device is an absolute angle signal, Thus, it is possible to detect the absolute angle of the steering wheel without any special arithmetic processing. Therefore, in such a skid prevention system, there is no practical problem even if an absolute angle signal is output instead of the relative angle signal.
このため従来は、横滑り防止システム及びBGMシステムの双方が搭載されている車両であっても、あるいは横滑り防止システム及びBGMシステムのいずれか一方のシステムが搭載されている車両であっても、ステアリングホイールの絶対角度を検出する回転角度検出装置を車両に搭載することにより、車両としての標準化を図るようにしていた。すなわち、全てのシステムに絶対角度信号を出力するようにしていた。 For this reason, even if the vehicle is equipped with both the skid prevention system and the BGM system, or the vehicle equipped with either the skid prevention system or the BGM system, the steering wheel By mounting a rotation angle detection device that detects the absolute angle of the vehicle on the vehicle, standardization as a vehicle has been attempted. That is, an absolute angle signal is output to all systems.
ただし、こうした構成を採用するようにした場合には、仮に上述した回転角度検出装置の車両への誤組み付けなどにより絶対角度信号にオーバーフローが生じたときに、全ての車載システムが誤動作してしまうおそれがある。すなわち、ステアリングホイールの相対角度を必要とする横滑り防止システムでは、入力信号が相対角度信号であるならばオーバーフローの問題が本来生じることがなかったにもかかわらず、横滑り防止システムが誤動作してしまうおそれがある。 However, if such a configuration is adopted, if the absolute angle signal overflows due to, for example, incorrect assembly of the rotation angle detection device described above to the vehicle, all in-vehicle systems may malfunction. There is. That is, in a skid prevention system that requires the relative angle of the steering wheel, if the input signal is a relative angle signal, the skid prevention system may malfunction even though the overflow problem did not originally occur. There is.
なお、こうした問題は、横滑り防止システムやBGMシステムが搭載される車両に限らず、ステアリングホイールの絶対角度及び相対角度を必要とする各種制御システムが搭載された車両であれば同様に発生し得る。また、ステアリングホイールの操舵角を検出するための回転角度検出装置に限らず、所定の回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であれば同様に発生し得る。 Such a problem is not limited to a vehicle on which a skid prevention system or a BGM system is mounted, but may similarly occur on a vehicle on which various control systems that require the absolute angle and relative angle of the steering wheel are mounted. Further, the present invention is not limited to the rotation angle detection device for detecting the steering angle of the steering wheel, and may be generated in the same manner as long as the rotation angle detection device detects the rotation angle of a predetermined rotating body.
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、回転体への誤組み付けなどに起因する制御システムの誤動作を抑制することのできる回転角度検出装置を提供することにある。 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 that can suppress malfunction of a control system due to erroneous assembly to a rotating body.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、検出対象となる回転体の回転角度を相対角度及び絶対角度で検出することが可能であるとともに、この検出した相対角度を示す信号及び絶対角度を示す信号を前記回転体の回転角度に基づいて各種制御を実行する制御システムに出力する回転角度検出装置において、前記制御システムが前記相対角度及び前記絶対角度のいずれを必要としているかを判断し、この判断結果に基づいて前記制御システムに前記相対角度を示す信号及び前記絶対角度を示す信号のいずれの信号を出力するかを決定することを要旨としている。
In order to solve the above problem, the invention according to
同構成によれば、回転体の絶対角度を必要とする制御システムには絶対角度を示す信号を出力することによって同システムの適正な動作を確保しつつも、回転体の相対角度を必要とする制御システムには相対角度を示す信号を出力することができるようになる。そして、このように回転体の相対角度を必要とする制御システムに相対角度を示す信号を出力するようにすれば、仮に回転角度検出装置が回転体に誤組み付けされるような異常事態が生じたとしても、この回転体の相対角度を必要とする制御システムに入力される信号にオーバーフローが生じることはない。したがって、少なくとも回転体の相対角度を必要とする制御システムについてはその適正な動作を確保することができるようになるため、制御システムの誤動作を抑制することができるようになる。 According to this configuration, a control system that requires the absolute angle of the rotating body requires a relative angle of the rotating body while ensuring proper operation of the system by outputting a signal indicating the absolute angle. A signal indicating the relative angle can be output to the control system. If a signal indicating the relative angle is output to the control system that requires the relative angle of the rotating body in this way, an abnormal situation occurs in which the rotational angle detecting device is erroneously assembled to the rotating body. However, an overflow does not occur in the signal input to the control system that requires the relative angle of the rotating body. Therefore, since it becomes possible to ensure the proper operation of the control system that requires at least the relative angle of the rotating body, the malfunction of the control system can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回転角度検出装置において、前記制御システムには、前記相対角度及び前記絶対角度のいずれが必要であるかを示す必要角度情報が予め記憶され、前記制御システムが前記相対角度及び前記絶対角度のいずれを必要としているかを判断するにあたり、前記制御システムから前記必要角度情報を取得し、この取得した必要角度情報に基づいて前記制御システムが前記相対角度及び前記絶対角度のいずれを必要としているかを判断することを要旨としている。 According to a second aspect of the present invention, in the rotation angle detecting device according to the first aspect, the control system stores in advance necessary angle information indicating which of the relative angle and the absolute angle is necessary. In determining whether the control system requires the relative angle or the absolute angle, the control system obtains the necessary angle information from the control system, and the control system uses the relative angle information to obtain the relative angle. The gist is to determine which of the angle and the absolute angle is required.
同構成によれば、相対角度及び絶対角度のいずれが必要であるかを示す必要角度情報を制御システムに記憶させるだけで、当該回転角度検出装置は、制御システムが相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断することができるようになる。このため、制御システムが相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断するための構成を容易に実現することができるようになる。 According to this configuration, the rotation angle detection device can detect which of the relative angle and the absolute angle only by storing the necessary angle information indicating whether the relative angle or the absolute angle is necessary in the control system. You will be able to judge what you need. For this reason, the structure for judging whether the control system requires a relative angle or an absolute angle can be easily realized.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の回転角度検出装置において、前記制御システムに前記絶対角度を必要とするシステムが少なくとも1つ存在していることが検知されたとき、前記制御システムの全てに前記絶対角度を示す信号を出力し、前記制御システムの全てが前記相対角度を必要とするシステムであることが検知されたとき、前記制御システムの全てに前記相対角度を示す信号を出力することを要旨としている。 According to a third aspect of the present invention, in the rotation angle detecting device according to the first or second aspect, when it is detected that at least one system that requires the absolute angle exists in the control system, A signal indicating the absolute angle is output to all of the control systems, and when it is detected that all of the control systems are systems that require the relative angle, the relative angle is displayed to all of the control systems. The gist is to output a signal.
上述のように、回転体の相対角度を必要とする制御システムに相対角度を示す信号を出力するようにすることで、少なくとも回転体の相対角度を必要とする制御システムについてはその適正な動作を確保することができるようにはなる。ただし、例えば回転体の相対角度を必要とする制御システムには相対角度を示す信号を、また、回転体の絶対角度を必要とする制御システムには絶対角度を示す信号を出力するようにしたとしても、絶対角度を示す信号にオーバーフローが生じた場合には、結局、回転体の絶対角度を必要とする制御システムは誤動作してしまう。そしてこのように回転体の絶対角度を必要とする制御システムが誤動作してしまえば、制御システム全体としての正常な動作に支障をきたすおそれがある。したがって、上記構成によるように、制御システムに回転体の絶対角度を必要とする制御システムが少なくとも1つ存在している場合には制御システムの全てに絶対角度を示す信号を、また、制御システムの全てが回転体の相対角度を必要とする制御システムである場合には制御システムの全てに相対角度を示す信号を出力するようにすることで、制御システム全体としての正常な動作を確保するといった効果を十分に得ることはできる。 As described above, by outputting a signal indicating the relative angle to the control system that requires the relative angle of the rotating body, at least the control system that requires the relative angle of the rotating body performs the proper operation. It will be possible to secure. However, for example, a control system that requires the relative angle of the rotating body outputs a signal indicating the relative angle, and a control system that requires the absolute angle of the rotating body outputs a signal indicating the absolute angle. However, if an overflow occurs in the signal indicating the absolute angle, the control system that requires the absolute angle of the rotating body will eventually malfunction. If a control system that requires the absolute angle of the rotating body malfunctions in this way, there is a risk of hindering normal operation of the entire control system. Therefore, as described above, when there is at least one control system that requires the absolute angle of the rotating body in the control system, a signal indicating the absolute angle is given to all of the control systems, and the control system When all of the control systems require a relative angle of the rotating body, an effect of ensuring the normal operation of the entire control system by outputting a signal indicating the relative angle to all of the control systems. Can get enough.
本発明にかかる回転角度検出装置によれば、回転体への誤組み付けなどに起因する制御システムの誤動作を抑制することができるようになる。 According to the rotation angle detection device of the present invention, it is possible to suppress malfunction of the control system due to erroneous assembly to the rotating body.
以下、本発明にかかる回転角度検出装置を車両のステアリングホイールの操舵角を検出する装置に具体化した一実施形態について図1〜図6を参照して説明する。ここで、図1は、本実施形態にかかる回転角度検出装置の平面構造を、また、図2は、図1のII−II線に沿った断面構造を示したものであり、はじめに、これら図1及び図2を参照して、本実施形態にかかる回転角度検出装置の概略構成について説明する。なお、図1では、便宜上、回転角度検出装置を構成する各種部品を外部環境から保護するハウジング(図2のハウジング15)の図示を割愛している。
Hereinafter, an embodiment in which a rotation angle detection device according to the present invention is embodied as a device for detecting the steering angle of a steering wheel of a vehicle will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 shows a planar structure of the rotation angle detection device according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional structure taken along the line II-II of FIG. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, a schematic configuration of the rotation angle detection device according to the present embodiment will be described. In FIG. 1, for the sake of convenience, the illustration of a housing (
同図1に示されるように、この回転角度検出装置も、ステアリングホイールの操舵角を検出するための構成は、先の特許文献2に記載の回転角度検出装置と基本的に同様である。すなわち、この回転角度検出装置は、車両のステアリングホイール(図示略)の回転軸として機能するステアリングシャフトSの外周に一体的に嵌合されるメインギヤ10を有しており、ステアリングシャフトSの回転に伴ってメインギヤ10が図中の中心軸Cを中心に図中の矢印c1及びc2で示す方向に回動する構造となっている。また、このメインギヤ10の外歯には、第1の検知ギヤ11が歯合されるとともに、この第1の検知ギヤ11と異なる歯数を有する第2の検知ギヤ12も歯合されている。ちなみに、図2に併せ示されるように、第1の検知ギヤ11の中心部には、ハウジング15の内壁面に形成された凹部15aに係合する凸部11aが設けられており、この凹凸係合構造、並びに第1の検知ギヤ11の底部を保持する保持部材19等により第1の検知ギヤ11は凸部11aを中心に回動可能に支持されている。また、この第1の検知ギヤ11において凸部11aの形成される側の面と反対側の面には第1の磁石13が固定配設されており、第1の検知ギヤ11の回動に伴って第1の磁石13が凸部11aを中心に回動する。すなわち、第1の検知ギヤ11の回動に伴って第1の磁石13から発せられる磁界の方向が変化する。また、ハウジング15の第1の磁石13に対向する部分には基板18が配設されており、この基板18に、磁石13から発せられる磁界の方向に応じた、換言すれば第1の検知ギヤ11の回転角度に応じた電圧信号を出力する第1の磁気検出部16が実装されている。
As shown in FIG. 1, this rotation angle detection device is also basically the same in configuration for detecting the steering angle of the steering wheel as the rotation angle detection device described in
ちなみに、第2の検知ギヤ12の構造はこの第1の検知ギヤ11の構造に準ずるものであり、この第2の検知ギヤ12も、その中央部に形成された凸部12aを中心に回動可能に支持されるとともに、この第2の検知ギヤ12にも第2の磁石14が固定配設されている。さらに、ハウジング15には、この第2の磁石14に対向するかたちで、同磁石14から発せられる磁界の方向に応じた、換言すれば第2の検知ギヤ12の回転角度に応じた電圧信号を出力する第2の磁気検出部17が配設されている。
Incidentally, the structure of the
なお、第1及び第2の磁気検出部16,17は、先の特許文献1及び2に記載の回転角度検出装置と同様に、印加される磁界の方向に応じて磁気抵抗効果により抵抗値が変化する磁気抵抗素子により構成されている。
The first and second
そして、この回転角度検出装置では、ユーザによるステアリングホイールの回転操作に伴ってステアリングシャフトSが回動するとメインギヤ10が回動し、これに伴って第1及び第2の検知ギヤ11,12が回動する。また、第1及び第2の検知ギヤ11,12の回動に伴って上記第1及び第2の磁石13,14が回動するとこれらの磁石13,14から発せられる磁界の方向が変化し、第1及び第2の磁気検出部16,17の電圧信号がそれぞれ変化する。そして、この回転角度検出装置では、これら第1及び第2の磁気検出部16,17のそれぞれの電圧信号に基づいてメインギヤ10の回転角度を、換言すればステアリングホイールの操舵角を絶対角度及び相対角度で検出する。
In this rotation angle detection device, when the steering shaft S is rotated in accordance with the rotation operation of the steering wheel by the user, the
図3は、この回転角度検出装置のシステム構成をブロック図として示したものであり、次に、この図3を参照して、本実施形態にかかる回転角度検出装置の構成をより具体的に説明する。 FIG. 3 is a block diagram showing the system configuration of the rotation angle detection device. Next, with reference to FIG. 3, the configuration of the rotation angle detection device according to the present embodiment will be described more specifically. To do.
同図3に示されるように、上記第1及び第2の磁気検出部16,17の出力信号は、それらの信号に基づいてステアリングホイールの操舵角を絶対角度及び相対角度で検出する部分として機能するマイクロコンピュータ(マイコン)20に入力されている。すなわち、このマイコン20は、第1の磁気検出部16の出力信号に基づいて先の特許文献1に記載の回転角度検出装置による演算処理に準じた演算処理を実行することにより、メインギヤ10の回転角度の相対角度を示す信号を生成する。換言すれば、ステアリングホイール操舵角の相対角度を示す信号(相対角度信号)を生成する。また、マイコン20は、第1及び第2の磁気検出部16,17のそれぞれの出力信号に基づいて先の特許文献2に記載の回転角度検出装置による演算処理に準じた演算処理を実行することにより、メインギヤ10の回転角度の絶対角度を示す信号を生成する。換言すれば、ステアリングホイールの操舵角の絶対角度を示す信号(絶対角度信号)を生成する。
As shown in FIG. 3, the output signals of the first and second
また、この車両には、上述した横滑り防止システムにかかる各種制御を統括的に実行する横滑り防止システム制御装置30と、上述したBGMシステムにかかる各種制御を統括的に実行するBGMシステム制御装置31とが搭載されている。ただし、車両によっては横滑り防止システムのみを搭載している車両もあり、こうした車両は横滑り防止システム制御装置30のみを有している。また、車両によってはBGMシステムのみを搭載している車両もあり、こうした車両はBGMシステム制御装置31のみを有している。なお、横滑り防止システム制御装置30は、ステアリングホイールの相対角度に基づいて横滑り防止システムにかかる各種制御を実行し、また、BGMシステム制御装置31は、ステアリングホイールの絶対角度に基づいてBGMシステムにかかる各種制御を実行する。
In addition, the vehicle includes a skid prevention
そして、横滑り防止システム制御装置30に内蔵されている不揮発性のメモリ30aにはステアリングホイールの相対角度を必要とすることを示す必要角度情報が、また、BGMシステム制御装置31に内蔵されている不揮発性のメモリ31aには、ステアリングホイールの絶対角度を必要とすることを示す必要角度情報がそれぞれ記憶されている。ここで、マイコン20は、各制御装置30,31のメモリ30a,31aに記憶されている必要角度情報を取得するとともに、この取得した必要角度情報に基づいて上記相対角度信号及び絶対角度信号のいずれの信号を各制御装置30,31に出力するかを判断する。また、マイコン20は、この判断結果に基づいて相対角度信号及び絶対角度信号のいずれかの信号を生成し、生成された信号を各制御装置30,31に出力する。
The
ちなみに、同図に示されるように、本実施形態にかかる回転角度検出装置には、車載バッテリ40の電圧に基づき定電圧を出力する定電圧回路21が設けられており、この定電圧回路21から出力される定電圧により上記第1及び第2の磁気検出部16,17やマイコン20の駆動電源が確保されている。また、同図において、符号41は当該車両のイグニッションスイッチを示している。
Incidentally, as shown in the figure, the rotation angle detection device according to the present embodiment is provided with a
次に、図4,図5を参照して、マイコン20を通じて生成される相対角度信号α及び絶対角度信号βについて説明する。図4及び図5は、ステアリングホイールの操舵角θを横軸に、また相対角度信号α及び絶対角度信号βを縦軸にとって、相対角度信号α及び絶対角度信号βの信号波形の一例をそれぞれ示したものである。なお、この図4及び図5では、ステアリングホイールが所定の基準位置に位置しているときの操舵角θを「0°」として示している。また、このステアリングホイールの操舵角θは、上記メインギヤ10が上記矢印c1で示す方向に回動したときに正の値に変化するものとして示している。
Next, the relative angle signal α and the absolute angle signal β generated through the
同図4に示されるように、相対角度信号αは、例えばステアリングホイールの操舵角θが、出力分解能「1°」で、「0°〜89°」の範囲や「90°〜179°」の範囲で変化したときに「0〜89」の範囲で直線状に変化する信号である。換言すれば、この相対角度信号αは、ステアリングホイールの操舵角θが「90°」変化する毎に単調増加を繰り返して鋸波状に変化する信号である。 As shown in FIG. 4, the relative angle signal α indicates that, for example, the steering angle θ of the steering wheel has an output resolution of “1 °” and a range of “0 ° to 89 °” or “90 ° to 179 °”. It is a signal that changes linearly in the range of “0 to 89” when it changes in the range. In other words, the relative angle signal α is a signal that changes monotonically and changes in a sawtooth shape every time the steering angle θ of the steering wheel changes by “90 °”.
一方、図5に示されるように、絶対角度信号βは、例えばステアリングホイールの操舵角θが「0°〜1620°」の範囲で変化したときに「0〜1620」の範囲で直線状に変化する信号であり、操舵角θの値と一対一に対応する値を示す。ちなみに、この絶対角度信号βは、このステアリングホイールの操舵角θが「0°〜1620°」の範囲外の値をとると、その値が操舵角θの値と一対一に対応しなくなる、いわゆるオーバーフローが生じる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, the absolute angle signal β changes linearly in the range of “0 to 1620” when the steering angle θ of the steering wheel changes in the range of “0 ° to 1620 °”, for example. And a value corresponding to the steering angle θ on a one-to-one basis. Incidentally, if the steering angle θ of the steering wheel takes a value outside the range of “0 ° to 1620 °”, this absolute angle signal β does not correspond to the value of the steering angle θ on a one-to-one basis. Overflow occurs.
そして、図6は、上記マイコン20を通じて実行される、相対角度信号α及び絶対角度信号βのいずれの信号を生成して上記各制御装置30,31に出力するかを決定する処理についてその処理手順をフローチャートとして示したものであり、以下、この図6に基づいて同処理の具体的手順を総括する。なお、この図6に示す処理は、車両の組み立て後に上記イグニッションスイッチ41が初めてオン操作されて上記定電圧回路21を介して定電圧がマイコン20に初めて供給されたときに実行される。
FIG. 6 shows the processing procedure for determining which of the relative angle signal α and the absolute angle signal β is generated and outputted to each of the
同図6に示されるように、この処理では、まず、各制御システムの必要角度情報が取得される(ステップS1)。具体的には、例えば横滑り防止システム及びBGMシステムの双方が搭載されている車両にあっては、各制御装置30,31のメモリ30a,31aから必要角度情報が取得される。一方、例えば横滑り防止システムのみが搭載されている車両にあっては、横滑り防止システム制御装置30のみから必要角度情報が取得される。
As shown in FIG. 6, in this process, first, necessary angle information of each control system is acquired (step S1). Specifically, for example, in a vehicle equipped with both a skid prevention system and a BGM system, necessary angle information is acquired from the
そして、このステップS1の処理に続いて、取得した必要角度情報に基づいてステアリングホイールの絶対角度を必要とする制御システムが存在しているか否かが判断される(ステップS2)。具体的には、まず、上記取得した必要角度情報に基づいて上記各制御装置30,31がステアリングホイールの相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断する。続いて、この判断結果に基づいてステアリングホイールの絶対角度を必要とする制御装置が少なくとも1つ存在していることが検知されたとき、ステアリングホイールの絶対角度を必要とする制御システムが存在している旨が判断される。
Then, following the process of step S1, it is determined whether or not there is a control system that requires the absolute angle of the steering wheel based on the acquired necessary angle information (step S2). Specifically, first, based on the acquired necessary angle information, it is determined whether each of the
そして、絶対角度信号を必要とする制御システムが存在している旨が判断された場合には(ステップS2:YES)、上記絶対角度信号βを生成するとともに、生成した絶対角度信号βを上記各制御装置30,31に出力する状態に設定されて(ステップS3)、マイコン20はこの一連の処理を終了する。
When it is determined that there is a control system that requires an absolute angle signal (step S2: YES), the absolute angle signal β is generated and the generated absolute angle signal β is The
一方、ステップS2に処理において、取得した必要角度情報に基づいてステアリングホイールの絶対角度を必要とする制御システムが存在していないことが検知された場合には、換言すればステアリングホイールの相対角度を必要とする制御システムのみが存在していることが検知された場合には、絶対角度を必要とするシステムが存在していない旨が判断される(ステップS2:NO)。そしてこの場合には、上記相対角度信号αを生成するとともに、生成した相対角度信号αを上記各制御装置30,31に出力する状態に設定されて(ステップS4)、マイコン20はこの一連の処理を終了する。
On the other hand, if it is detected in the process in step S2 that there is no control system that requires the absolute angle of the steering wheel based on the acquired necessary angle information, in other words, the relative angle of the steering wheel is determined. When it is detected that only the necessary control system exists, it is determined that there is no system that requires the absolute angle (step S2: NO). In this case, the relative angle signal α is generated, and the generated relative angle signal α is set to be output to the
回転角度検出装置としてのこうした構成によれば、横滑り防止システム及びBGMシステムの双方が搭載されている車両では、各制御装置30,31に絶対角度信号βが出力されるようになる。また、BGMシステムのみが搭載されている車両でも、同様に、BGMシステム制御装置31に絶対角度信号βが出力されるようになる。このため、BGMシステム制御装置31の正常な動作を確保することができる。一方、横滑り防止システムのみが搭載されている車両では、横滑り防止システム制御装置30に相対角度信号αが出力されるようになる。そして、このように横滑り防止システム制御装置30に相対角度信号αが出力されるようになることにより、仮に当該回転角度検出装置がステアリングシャフトSに誤組み付けされるような異常事態が生じたとしても、同横滑り防止システム制御装置30に入力される信号にオーバーフローが生じることはない。したがって、仮にこうした異常事態が生じたとしても、横滑り防止システム制御装置30の適正な動作を確保することができるようになるため、同横滑り防止システムの誤動作を抑制することができるようになる。
According to such a configuration as the rotation angle detection device, the absolute angle signal β is output to each of the
なお、本実施形態にかかる回転角度検出装置によれば、例えば横滑り防止システム制御装置30に相対角度信号αを出力するとともに、BGMシステム制御装置31に絶対角度信号βを出力するといった構成を採用することも一応は可能である。ただし、仮にこうした構成を採用するようにしたとしても、絶対角度信号βにオーバーフローが生じてしまえば、結局、BGMシステム制御装置31は誤動作してしまう。そして、このようにBGMシステム制御装置31が誤動作してしまえば、車両のBGMシステムの機能が正常に働かなくなるため、車両全体としての正常な動作に支障をきたすおそれがある。したがって、本実施形態にかかる回転角度検出装置によるように、車両に横滑り防止システムのみが搭載されている場合に限り横滑り防止システム制御装置30に相対角度信号αを出力するといった構成を採用するようにすることで、車両全体としての正常な動作を確保するといった効果を十分に得ることはできる。
The rotation angle detection device according to the present embodiment employs a configuration in which, for example, the relative angle signal α is output to the skid prevention
以上説明したように、本実施形態にかかる回転角度検出装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
(1)各制御装置30,31がステアリングホイールの相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断するとともに、その判断結果に基づいてステアリングホイールの絶対角度を必要とする制御システムが少なくとも1つ検知された場合には各制御装置30,31に絶対角度信号βを出力するようにした。また、ステアリングホイールの相対角度を必要とするシステムのみが検知された場合には各制御装置30,31に相対角度信号αを出力するようにした。これにより、横滑り防止システム及びBGMシステムの双方が搭載されている車両、あるいはBGMシステムのみが搭載されている車両では、BGMシステム制御装置31の正常な動作を確保することができるようになる。また、横滑り防止システムのみが搭載される車両では、仮に当該回転角度検出装置がステアリングシャフトSに誤組み付けされるような異常事態が生じたとしても、横滑り防止システム制御装置30の適正な動作を確保することができるため、横滑り防止システムの誤動作を抑制することができるようになる。また、こうした構成を採用するようにすれば、車両全体としての正常な動作を確保するといった効果を十分に得ることはできる。
As described above, according to the rotation angle detection device according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Each
(2)各制御装置30,31のメモリ30a,31aにステアリングホイールの相対角度及び絶対角度のいずれが必要であるかを示す必要角度情報を予めそれぞれ記憶させるようにした。そして、メモリ30a,31aに記憶されている必要角度情報を取得して、取得した必要角度情報に基づいて各制御装置30,31が相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断するようにした。これにより、各制御装置30,31が相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを容易に判断することができるようになる。
(2) Necessary angle information indicating which of the steering wheel relative angle and absolute angle is necessary is stored in advance in the
(3)先の特許文献2に記載の回転角度検出装置を利用してステアリングホイールの相対角度及び絶対角度を検出するようにした。これにより、ステアリングホイールの相対角度及び絶対角度を容易に検出することができるようになる。
(3) The relative angle and absolute angle of the steering wheel are detected using the rotation angle detection device described in the above-mentioned
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・横滑り防止システム及びBGMシステムの双方が搭載されている車両にあっては、横滑り防止システム制御装置30に相対角度信号αを、またBGMシステム制御装置31に絶対角度信号βを出力するようにしてもよい。こうした構成を採用することにより、仮に当該回転角度検出装置がステアリングシャフトSに誤組み付けされるような異常事態が生じて絶対角度信号βにオーバーフローが生じたとしても、少なくとも横滑り防止システム制御装置30の適正な動作を確保することができるため、横滑り防止システムの誤動作を回避することができるようになる。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In a vehicle equipped with both a skid prevention system and a BGM system, the relative angle signal α is output to the skid prevention
・上記実施形態では、上記車両の組み立て後に上記イグニッションスイッチ41が初めてオン操作されて上記定電圧回路21を介して定電圧がマイコン20に初めて供給されたときに図6に例示した処理を実行するようにした。これに代えて、例えばイグニッションスイッチ41がオン操作される毎に図6に例示した処理を実行するようにしてもよい。
In the above embodiment, when the
・上記実施形態では、各制御装置30,31のメモリ30a,31aにステアリングホイールの相対角度及び絶対角度のいずれが必要であるかを示す必要角度情報を予め記憶させるようにした上で、この必要角度情報を取得することにより各制御装置が相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断するようにした。これに代えて、例えば各制御装置30,31がステアリングホイールの相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを示す情報をマイコン20に内蔵されているメモリに記憶させる。そして、このマイコン20のメモリに記憶されている情報に基づいて各制御装置30,31が相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断するようにしてもよい。要は、マイコン20において各制御装置30,31がステアリングホイールの相対角度及び絶対角度のいずれを必要としているかを判断することができる回転角度検出装置であればよい。
-In the above embodiment, the necessary angle information indicating which of the steering wheel relative angle and absolute angle is necessary is stored in advance in the
・上記実施形態では、先の特許文献2に記載の回転角度検出装置、すなわち1つのメインギヤ10と2つの検知ギヤとを備える回転角度検出装置を利用してステアリングホイールの絶対角度及び相対角度を検出するようにした。これに代えて、例えばメインギヤ10の周方向にそれぞれパターンの異なる複数のスリット列を設けた上で、各スリット列に対応する位置に光センサを配置する。そして、それらスリット列のスリットの有無に応じて各光センサから出力される信号に基づいてステアリングホイールの相対角度及び絶対角度を検出するようにしてもよい。要は、ステアリングホイールの操舵角を相対角度及び絶対角度で検出することが可能な回転角度検出装置であればよい。
In the above embodiment, the absolute angle and the relative angle of the steering wheel are detected by using the rotation angle detection device described in
・横滑り防止システム制御装置30がステアリングホイールの絶対角度を必要とするものであって且つ、BGMシステム制御装置31がその相対角度を必要とするものであっても本発明は同様に適用することができる。また、各制御装置30,31がステアリングホイールの絶対角度を必要とするものであっても、あるいはそれらがステアリングホイールの相対角度を必要とするものであっても、本発明は同様に適用することができる。
-Even if the skid prevention
・上記実施形態では、相対角度信号、あるいは絶対角度信号を出力する対象として、横滑り防止システム制御装置30及びBGMシステム制御装置31を採用するようにした。これらの制御装置に代えて、あるいはこれらの制御装置に加えて、例えばステアリングホイールと車両の操舵輪との間の機械的な連結を排除した上で、ステアリングホイールの操舵角に基づいて操舵輪を転舵させるようにした、いわゆるステアバイワイヤシステムについてその各種制御を統括的に司る制御装置を採用するようにしてもよい。すなわち、相対角度信号、あるいは絶対角度信号を出力する対象は、ステアリングホイールの相対角度、あるいは絶対角度に基づいて各種制御を実行する制御装置であればよい。
In the above-described embodiment, the skid prevention
・上記実施形態では、検出対象となる回転体として車両のステアリングホイールを採用したが、軸等の回転体の相対角度、あるいは絶対角度を必要とする各種制御システムにそれらの角度情報を出力する回転角度検出装置であれば、本発明にかかる回転角度検出装置は適宜適用することができる。 In the above embodiment, the steering wheel of the vehicle is adopted as the rotating body to be detected. However, the rotation that outputs the angle information to various control systems that require the relative angle or absolute angle of the rotating body such as the shaft. If it is an angle detection apparatus, the rotation angle detection apparatus concerning this invention can be applied suitably.
・上記実施形態にかかる回転角度検出装置を利用して、例えば各制御装置30,31に絶対角度信号βを出力している状況で同絶対角度信号βがオーバーフローするおそれがあることが検知されたときに、各制御装置30,31に出力する信号を絶対角度信号βから相対角度信号αに切り替えるといった制御を行うことも可能である。
(付記)
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
Using the rotation angle detection device according to the above embodiment, for example, it is detected that the absolute angle signal β may overflow in a situation where the absolute angle signal β is output to each of the
(Appendix)
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and its modifications will be additionally described.
(イ)請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転角度検出装置において、前記回転体と一体的に回動するメインギヤと、該メインギヤに歯合する第1の検知ギヤと、該第1の検知ギヤと異なる歯数を有して前記メインギヤに歯合する第2の検知ギヤと、前記第1の検知ギヤの回転角度に応じた信号を出力する第1の信号出力部と、前記第2の検知ギヤの回転角度に応じた信号を出力する第2の信号出力部とを備え、前記第1及び第2の信号出力部のいずれか一方の信号出力部の出力信号に基づいて前記相対角度を示す信号を生成し、前記第1及び第2の信号出力部の双方の出力信号に基づいて前記絶対角度を示す信号を生成することを特徴とする回転角度検出装置。同構成によれば、基本的には先の特許文献2に記載の回転角度検出装置を利用して回転体の絶対角度及び相対角度の双方を検出することができるため、回転体の絶対角度及び相対角度の双方を検出することのできる回転角度検出装置を容易に実現することができるようになる。すなわち、上記請求項1〜3に記載の回転角度検出装置を容易に実現することができるようになる。
(A) In the rotation angle detection device according to any one of
(ロ)請求項1〜3、及び付記イのいずれか一項に記載の回転角度検出装置において、前記回転体は、車両のステアリングホイールであることを特徴とする回転角度検出装置。上述のように、車両には、ステアリングホイールの操舵角の相対角度、あるいはその絶対角度を利用して各種制御を行う制御システムが複数搭載される場合がある。したがって、こうした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に上記請求項1〜3、及び付記イに記載の装置が適用することの意義は大きい。
(B) The rotation angle detection device according to any one of
10…メインギヤ、11…第1の検知ギヤ、11a…凸部、12…第2の検知ギヤ、12a…凸部、13…第1の磁石、14…第2の磁石、15…ハウジング、15a…凹部、16…第1の磁気検出部、17…第2の磁気検出部、18…基板、19…保持部材、20…マイクロコンピュータ(マイコン)、21…定電圧回路、30…横滑り防止システム制御装置、30a,31a…メモリ、31…BGMシステム制御装置、40…車載バッテリ、41…イグニッションスイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御システムが前記相対角度及び前記絶対角度のいずれを必要としているかを判断し、この判断結果に基づいて前記制御システムに前記相対角度を示す信号及び前記絶対角度を示す信号のいずれの信号を出力するかを決定する
ことを特徴とする回転角度検出装置。 It is possible to detect the rotation angle of the rotating body to be detected as a relative angle and an absolute angle, and various signals indicating the detected relative angle and signals indicating the absolute angle are used based on the rotation angle of the rotating body. In the rotation angle detection device that outputs to a control system that executes control,
It is determined whether the control system requires the relative angle or the absolute angle, and based on the determination result, either a signal indicating the relative angle or a signal indicating the absolute angle is output to the control system. A rotation angle detection device characterized by determining whether to perform.
請求項1に記載の回転角度検出装置。 The control system stores in advance necessary angle information indicating whether the relative angle or the absolute angle is necessary, and determines whether the control system requires the relative angle or the absolute angle. 2. The rotation according to claim 1, wherein the required angle information is acquired from the control system, and the control system determines which of the relative angle and the absolute angle is required based on the acquired required angle information. Angle detection device.
請求項1又は2に記載の回転角度検出装置。 When it is detected that at least one system requiring the absolute angle exists in the control system, a signal indicating the absolute angle is output to all of the control systems, and all of the control systems 3. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein when it is detected that the system requires a relative angle, a signal indicating the relative angle is output to all of the control systems. 4.
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CN113029058A (en) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 中国第一汽车股份有限公司 | Pose parameter acquisition method and device, vehicle and storage medium |
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