JP2004045083A

JP2004045083A - 回転角度検出装置

Info

Publication number: JP2004045083A
Application number: JP2002200088A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sato; 佐藤　孝
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】複数個の検出器を用いることなく安価で、容易に回転体の絶対回転角度を検出することができる回転角度検出装置を提供する。
【解決手段】本発明の回転角度検出装置（舵角センサ）１は、回転体（ステアリングシャフト）２の中立位置から正逆方向の全回転角度範囲を１回転未満の角度範囲に変換し１周期の角度粗信号を出力する粗信号検出手段３と、ステアリングシャフト２の中立位置から正逆方向の全回転角度角度範囲内で所定角度（６４度）ごとに繰り返し角度に相当する微信号を出力する微信号検出手段４と、粗信号検出手段３からの粗信号出力値から微信号検出手段４から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定し、その周期数に所定の角度（６４度）をかけた値に微信号出力値に相当する角度を加えてステアリングシャフト２の絶対舵角θ２を演算する演算手段５とからなる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多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に関し、特に、ステアリングシャフトの絶対舵角の検出に好適な回転角度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリングシャフト等の回転体の回転角度（絶対角度）を求める場合、回転体の全回転角度範囲において１周期程度の検出値として出力する粗信号と、複数周期の検出値として出力する微信号とを用いてこれらの信号から演算によって回転角度を検出する回転角度検出装置が特表平８−５１１３５０号で提案されている。
【０００３】
この回転角度検出装置では、微信号用に９つのホールＩＣと、粗信号用に３つのホールＩＣとが設けられ、角度分解能として２度を可能にしている。また、このように９つの微信号用のホールＩＣと３つの粗信号用のホールＩＣを設けることで回転体の絶対回転角度を検出する場合、外乱が実質的に除去でき、精度の高い角度検出ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記回転角度検出装置では、複数のホールＩＣを用いることで精度の高い角度検出を行うことができるが、複数個のホールＩＣを用いなければならので、製造コストが高いという課題を有している。
【０００５】
また、微信号検出用の９つのホールＩＣを基板上の高精度で実装しなければならず、これによっても製造コストが高くなる。
【０００６】
そこで、本発明は、複数個の検出器を用いることなく安価で、容易に回転体の絶対回転角度を検出することができる回転角度検出装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、回転体の中立位置から正逆方向の全回転角度範囲を１回転未満の角度範囲に変換しリニアに変化する１周期の角度粗信号を出力する粗信号検出手段と、前記回転体の中立位置から正逆方向の全回転角度角度範囲内で所定角度ごとに繰り返し出力し角度に相当する微信号を出力する微信号検出手段と、前記粗信号検出手段からの粗信号出力値から前記微信号検出手段から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定し、その周期数に所定角度をかけた値に微信号出力値に相当する角度を加えて回転体の絶対舵角を演算する演算手段とからなることを特徴としている。
【０００８】
この回転角度検出装置では、微信号検出手段からの微信号と、粗信号検出手段からの粗信号とにより演算手段が回転体の絶対回転角度を求める。演算手段は、粗信号検出手段からの粗信号出力値から、微信号検出手段から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定し、その周期数に所定角度をかけた値に微信号出力値に相当する角度を加えることで回転体の絶対回転角度を求める。
【０００９】
この場合、本発明では、微信号用の検出手段と粗信号用の検出手段のみで、複数個の検出器を用いることがないので、安価で、容易に回転体の絶対回転角度を検出することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の回転角度検出装置であって、前記演算手段が前記回転体の全回転角度範囲における前記粗信号検出手段からの出力値を前記全回転角度範囲内に存在する前記微信号の周期数で割った１周期分の出力値で、前記粗信号検出手段からの出力値を割ることにより前記微信号検出手段から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定することを特徴としている。
【００１１】
この回転角度検出装置では、演算手段は、回転体の全回転角度範囲における粗信号検出手段からの出力値を全回転角度範囲内に存在する微信号の周期数で割った１周期分の出力値で、粗信号検出手段からの出力値を割ることにより微信号検出手段から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定する。求められた周期数に所定角度をかけた値に、微信号検出手段の出力値に相当する角度を加えることで回転体の絶対角度が求められる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の回転角度検出装置であって、前記演算手段が前記微信号と前記粗信号の増減が一致したとき前記回転体が中立位置から正方向へ回転したと判断し、一致しないとき中立位置から逆方向へ回転したと判断することを特徴としている。
【００１３】
この回転角度検出装置では、微信号検出手段によって検出された微信号と、粗信号検出手段によって検出された粗信号の増減が一致したときに回転体が正方向へ回転したと判断し、増減が一致しないとき中立位置から逆方向へ回転したと判断する。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の回転角度検出装置であって、前記粗信号検出手段が、前記回転体の全回転角度範囲を１回転未満の回転角度範囲に変換する第１のギア機構と、この第１のギア機構の出力軸の近傍に設けられた粗信号用磁気回路部とで構成され、前記粗信号磁気回路部が第１のギア機構の出力軸に固定され半径方向に着磁された第１の磁石と、この磁石の周囲に設けられ所定のギャップを有する固定子と、前記ギャップに配置されて粗信号を出力する第１のホールＩＣとからなり、前記微信号検出手段が、前記回転体の全回転角度範囲において１回転以上の回転角度範囲に変換する第２のギア機構と、この第１のギア機構の出力軸に設けられた微信号磁気回路部とで構成され、前記微信号磁気回路部が、第２のギア機構の出力軸に固定され半径方向に着磁された第２の磁石と、この第２の磁石の近傍に設けられて微信号を出力する第２のホールＩＣとからなることを特徴としている。
【００１５】
この回転角度検出装置では、回転体が回転すると、第１のギア機構によってこの回転体の全回転角度範囲が１回転未満に変換され、第１のホールＩＣが粗信号を出力する。これと共に、第２のギア機構によってこの回転体の全回転角度範囲が１回転以上の回転角度範囲に変換され、第２のホールＩＣが微信号を出力する。これらの粗信号と、微信号とにより演算手段が、回転体の絶対回転角度を求める。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図１は回転検出装置（以下「舵角センサ」という）１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は内部を示す断面図、図２は粗信号用磁気回路部８の構成を示す平面図、第３図は第２のギア機構１９を示す平面図、第４図は第微信号用磁気回路部２１の構成を示す平面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の舵角センサ１は、回転体としてのステアリングシャフト２の中立位置から正逆方向（左右方向）の全回転角度範囲を１回転未満の角度範囲に変換しリニアに変化する１周期の角度粗信号を出力する粗信号検出手段３と、ステアリングシャフト２の中立位置から正逆方向（左右方向）の全回転角度範囲内で所定角度（実施形態では６４度）ごとに繰り返し出力し角度に相当する微信号を出力する微信号検出手段４と、粗信号検出手段３からの粗信号出力値か微信号検出手段４から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定し、その周期数に所定角度（６４）をかけた値に微信号出力値に相当する角度を加えてステアリングシャフト２の絶対舵角を演算する演算手段５とからなる。
【００１８】
粗信号検出手段３は、ステアリングシャフト２の全回転角度範囲を１回転未満の回転角度範囲に変換する第１のギア機構６と、この第１のギア機構６の出力軸７の近傍に設けられた粗信号用磁気回路部８とで構成されている。第１のギア機構６は、センサケース９内に収容されており、ステアリングシャフト２と一体に回転する第１の歯車１０と、この第１の歯車１０に噛み合う第２の歯車１１と、第２の歯車１１と同軸的に回転する第３の歯車１２と、第３の歯車１２と噛み合う第４の歯車１３とで形成されている。そして、ステアリングシャフト２の回転を約１／４に減速することによってステアリングシャフト２の最大角の回転を３６０度以下に変換する。また、第４の歯車１３の下部側に粗信号磁気回路部８が配置されている。
【００１９】
粗信号磁気回路部８は、図２に示すように第１のギア機構６の出力軸７に固定され半径方向に着磁された第１の磁石１４と、この磁石１４の周囲に設けられ所定のギャップ１５を有する固定子１６と、ギャップ１５に配置されて粗信号を出力する第１のホールＩＣ１７とで形成されている。そして、ホールＩＣ１７からは、図５に示すように、ステアリングシャフト２の回転に伴ってリニアに変化する粗信号１８が出力される。
【００２０】
上記微信号検出手段４は、ステアリングシャフト２の全回転角度範囲において１回転以上の回転角度範囲に変換する第２のギア機構１９と、この第２のギア機構１９の出力軸２０に設けられた微信号磁気回路部２１とで構成されている。第２のギア機構１９は、第１のギア機構６の第２の歯車１１に噛み合う第５の歯車からなる。この第５の歯車（第２のギア機構）１９の下部側に微信号用磁気回路部２１が配置されている。
【００２１】
微信号用磁気回路部２１は、第５の歯車１９の出力軸２０に固定され半径方向に着磁された第２の磁石２２と、この第２の磁石２２の近傍に設けられて微信号を出力する第２のホールＩＣ２３とで形成されている。そして、ホールＩＣ２３からは、図５に示すように、ステアリングシャフト２の回転に伴って周期的に繰り返す微信号２４が出力される。このホールＩＣ２３としては、例えばＡＭＳ社製「ＡＳ５０２０」（商品名）などが適当である。この「ＡＳ５０２０」は３６０度を６４ポジションで判断可能である。
【００２２】
上記ホールＩＣ１７とホールＩＣ２３から出力された粗信号１８、微信号２４は、演算手段５に入力され、演算手段５によってステアリングシャフト２の絶対舵角が求められる。
【００２３】
演算手段５は、図６に示すように、ホールＩＣ１７、ホールＩＣ２３からの信号が入力される入力ポート２５と、入力された粗信号１８、微信号２４が一旦記憶される記憶部２６と、これらの粗信号１８、微信号２４から絶対舵角を演算する演算部２７と、演算部２７によって求められたステアリングシャフト２の絶対舵角信号を出力する出力ポート２８とで構成されている。
【００２４】
なお、本実施形態において、１度のステアリングシャフト角分解能を得るための加速ギア比は、
加速ギア比＝ステアリングシャフトの１回転／センサの分解能
となる。分解能６４ポジションの場合は、
加速ギア比＝３６０／６４＝４５／８
となる。ここでステアリングシャフトは、ほぼどの車種もφ３０ｍｍ以上であるため、図３に示す第１の歯車１０は、φ４５ｍｍで第５の歯車（第２のギア機構）１９はφ８ｍｍとなる。ちなみに、ステアリング角１．５度の分解能を得るには、φ８ｍｍを１．５倍したφ１２ｍｍを用いればよい。
【００２５】
以下に、上記のように構成された舵角センサ１がステアリングシャフト２の絶対舵角を求める手順について図７乃至図１０に示すフローチャートに従って説明する。なお、ステアリングシャフト１の中立位置（車両が直進する位置）を０度とし、右へステアリングを回転させたとき（正転）プラス、左へ回転させたとき（逆転）をマイナスとする。
【００２６】
最初に図７に示す、ステアリングシャフト１が中立位置付近にある場合のステアリングシャフト１の舵角を求める手順について説明する。
【００２７】
図７に示すように、ステアリングシャフト１を回転させると、絶対舵角の検出が開始され、ステップＳ１で微信号θ１、粗信号Ｖ１が取り込まれる。この結果は、演算手段５の記憶部２６に記憶される。ステップＳ２で、微信号θ０＝θ１、粗信号Ｖ０＝Ｖ１、フラグＨ＝０として初期化を行う。ここで、フラグＨ＝０はステアリングシャフト２が中立位置にあることを示している。初期化を行った後に、ステップＳ３でステアリングシャフト１の現在の回転位置における微信号θ１、粗信号Ｖ１を取り込む。次にステップＳ４で粗信号出力値Ｖ１が０．３〜４．７の間にあるか否かを判断する。
【００２８】
第１のホールＩＣ１７が０〜５ボルトで出力可能な場合、第１のホールＩＣ１７の故障（ｏｐｅｎやｓｈｏｒｔ）を判断できるようにするため、０．４ボルト〜４．６ボルトを０〜７２０度に対して出力するように設定する。この設定により、０ボルトや５ボルトが出力された場合は第１のホール１Ｃ１７が故障したと判断する。ここで、０．３〜４．７ボルトの範囲（つまり、０．４ボルトを含む、０．４ボルト以上４．６ボルト以下の範囲、４．２ボルトの範囲）としたのは、７２０度の角度範囲を微信号が何周期存在するかを求めると、１２周期あることになるので、１２で割り切れる数値（４．２／１２＝０．３５）にしたためである。ここで、０．３５は、微信号出力の１周期分の粗信号出力値を示す。
【００２９】
ステップＳ４で粗信号出力値Ｖ１が０．３〜４．７ボルトの間にない場合は、ステップＳ１３で、舵角センサ１の検出エラーとなる。また、ステップＳ４で粗信号出力値Ｖ１が０．３〜４．７ボルトの間にある場合には、正常な検出がなされたことを示す。粗信号出力値Ｖ１が正常に検出されると、ステップＳ５でこの粗信号検出値Ｖ１が０．５５ボルト以下であるか否かが判断される。ステアリングシャフト１が中立位置付近にある場合（±６４度以下）は、誤認識を防ぐため、Ｖ１が０．５５ボルト以下に限定する。そして、ステップＳ５で、粗信号出力値Ｖ１が０．５５ボルト以下であるとき、ステップＳ６でこの範囲においては微信号θ１が３１度以下であるか否かが判断される。ステップＳ５において粗信号出力値Ｖ１が０．５５ボルト以下でない場合には、ステップＳ１４で、Ｈが０か否かが判断される。このＨは、ステアリングシャフト２の回転方向が右回転か、左回転なのかを表すもので、後述する図９に示すフローチャートにしたがってステアリングシャフト２が左右いずれの回転なのかが求められる。Ｈが０でない場合は、図８に示すフローチャートに従ってステアリングシャフト１の舵角が求められ、Ｈが０であるとき図９に示すフローチャートに従ってステアリングシャフト１の舵角が求められる。
【００３０】
ステップＳ５において粗信号出力値Ｖ１が０．５５ボルト以下であると、ステップＳ６にて微信号出力値θ１が３１度以下であるか否かが判断される。微信号出力値θ１が３１度以下である場合には、ステップＳ７で微信号出力値θ１がステアリングシャフト１の絶対舵角θ２となり、ステップＳ８でＨを＋１とする。すなわち、ステアリングシャフト１が中立位置より右側に回転していることを示す。ステップＳ６にて微信号出力値θ１が３１度以上である場合には、ステップＳ９で、６３度から微信号出力値θ１を引いた値にマイナス符号を付した値をステアリングシャフト１の絶対舵角θ２とし、ステップＳ１０でＨを−１とする。すなわち、ステアリングシャフト１が中立位置より左側に回転していることを示す。そして、ステップＳ１１にて、出力ポート２８から求められたステアリングシャフト１の絶対舵角θ２を出力する。ステップＳ１２で引き続きステアリングシャフト１の絶対舵角を検出するか否かを判断し、検出しない場合には終了し、検出する場合にはステップＳ３以下が再び実行される。
【００３１】
次にステップＳ１４にて、Ｈが０でない場合、すなわち、ステアリングシャフト１が中立位置から右側に回転しているときのステアリングシャフト１の絶対舵角の検出手順について図８に示すフローチャートのステップＳ２０以下に従い説明する。
【００３２】
ステアリングシャフト１を右側へ回転させた場合、微信号は０→６３への周期を繰り返し、粗信号はリニアに増加する（図５参照）。そこで、粗信号出力値Ｖ１ボルトから微信号が何周期目にあるかを求めることでステアリングシャフト１の絶対舵角を求める。ステップＳ２１で、（１）式により微信号が何周期目にあるかを演算する。
【００３３】
Ｖｎ＝（Ｖ１−０．４）／０．３５・・・・（１）
（１）式は、粗信号出力値Ｖ１から０．４ボルトを引いた値（Ｖ１−０．４）を、上記した微信号出力の１周期分の粗信号出力値（０．３５）で割ることによりＶｎを求める。次にステップＳ２２で、
Ｖｎａ＝Ｖｎの正数部・・・・（２）
Ｖｎｂ＝Ｖｎの少数部・・・・（３）
を定める。ステップＳ２３にて、Ｈが＋１であるか否かを判断する。すなわちステアリングシャフト２が右回転しているのか否か判断する。Ｈが＋であれば、ステップＳ２４にて、微信号出力値θ１が４度以上５９度以下の範囲にあるか否か、すなわち、Ｖｎの正数値が変わる近辺では、粗信号の精度やノイズ等の問題から値が繰り上がったり、繰り下がったりする。ここでは、微信号θ１が４度〜５９度の間に有る場合には、繰り上がったり、繰り下がったりすることがなく、この場合にはステップＳ２５で正数部Ｖｎａを６４倍した値に微信号出力値θ１を加えて、
θ２＝θ１＋Ｖｎａ×６４・・・（４）
ステアリングシャフト１の絶対舵角θ２を演算する。絶対舵角θ２が求められた後は、図７に示すフローチャートのステップＳ３１以下が実行されて出力ポート２８からステアリングシャフト１の絶対舵角θ２が出力され、ステップＳ１２が実行される。
【００３４】
ステップＳ２４において、微信号θ１が４度〜５９度の間にない場合、すなわち、繰り上がりか繰り下がりがった場合には、ステップＳ２６にて微信号θ１が４度以下であるか否かが判断される。微信号θ１が４度以下である場合には、ステップＳ２７でＶｎの小数部Ｖｎｂが０．５以下であるか否かが判断される。小数部Ｖｎｂが０．５以下である場合には、ステップＳ３２以下、すなわち、ステップＳ２５、ステップＳ３１が実行される。また、ステップＳ２７において小数部Ｖｎｂが０．５以下でない場合には、すなわち、繰り上がった場合には、ステップＳ２９で次式によりステアリングシャフト１の絶対舵角θ２が演算される。
【００３５】
θ２＝θ１＋（Ｖｎａ＋１）×６４・・・（５）
（５）式により絶対舵角θ２が演算されると、ステップＳ３１以下が実行される。ステップＳ２６において、微信号θ１が４度以上である場合には、ステップＳ２８にて、小数部Ｖｎｂが０．５以下であるか否かが判断される。小数部Ｖｎｂが０．５以下でない場合、すなわち０．５より大きい場合には、ステップＳ３２以下、ステップＳ２５、ステップＳ３１が実行される。ステップＳ２８において、小数部Ｖｎｂが０．５以下である場合にはステップＳ３０で、次式により絶対舵角が演算される。
【００３６】
θ２＝θ１＋（Ｖｎａ−１）×６４・・・（６）
以上により、ステアリングシャフト１が中立位置から右側へ回転したときの絶対舵角θ２が求められる。
【００３７】
次に、ステアリングシャフト１が中立位置から左右方向のどちら側に回転しているのかを判断する手順（図７に示すステップＳ４０以下）について図９に示すフローチャートに従い説明する。
【００３８】
図９に示すようにステップＳ４１で、以前のステアリングシャフト１の位置における微信号θ０が現在のステアリングシャフト１の位置における微信号θ１から１を引いた値より小さいか、大きいかが判断される。以前の微信号θ０が小さい場合には、ステップＳ４２で現在の粗信号出力値Ｖ１が、以前の粗信号出力値Ｖ０より大きいか否かが判断され、以前の粗信号出力値Ｖ０が小さい場合には、Ｈを＋１とし右回転であることが認識される。また、以前の粗信号出力値Ｖ０が大きい場合には、Ｈを−１とし左回転であることが認識される。これらの認識は、図８におけるステップＳ２０以下が実行されてステップＳ２３のときの判断として用いられる。
【００３９】
また、ステップＳ４１において現在の微信号θ１から１を引いた値より以前の微信号θ０が大きい場合には、ステップＳ４３で以前の微信号が現在の微信号に１を加えた値より大きいか否かが判断される。この判断において、以前の微信号θ０が大きい場合には、ステップＳ４４にて以前の粗信号出力値Ｖ０が現在の粗信号出力値Ｖ１より大きいか否かを判断する。ステップＳ４４において、以前の粗信号出力値Ｖ０が現在の粗信号出力値Ｖ１より大きい場合には、Ｈを＋１として、すなわち、ステアリングシャフト１が右回転であると認識し、以前の粗信号出力値Ｖ０が現在の粗信号出力値Ｖ１より大きくない場合は、Ｈを−１として、すなわち、ステアリングシャフト１が左回転であると認識する。これらの認識は、図８におけるステップＳ２０以下が実行されてステップＳ２３のときの判断として用いられる。
【００４０】
また、ステップＳ４３にて、以前の微信号が現在の微信号に１を加えた値より小さいと判断するとステップＳ４５で舵角センサ１がエラー信号を出しステップＳ３１以下（図７に示すフローチャートのステップＳ１１、１２）が実行される。
【００４１】
図８に示すフローチャートのステップＳ２３において、Ｈが＋１でない場合、すなわち、ステアリングシャフト１が左回転の場合のステアリングシャフト１の舵角を求める手順について図１０に示すフローチャートに従い説明する。
【００４２】
図８に示すフローチャートにおいてステップＳ２３においてＨが＋１でない場合には、ステップＳ５０で微信号θ１が４度〜５９度の間にあるか否かが判断される。微信号出力値θ１が４度以上５９度以下の範囲にあるか否か、すなわち、Ｖｎの正数値が変わる近辺では、粗信号の精度やノイズ等の問題から値が繰り上がったり、繰り下がったりする。ここでは、微信号θ１が４度〜５９度の間に有る場合には、ステップＳ５１で次式により粗信号の電圧Ｖ１から微信号θ１が何周期目かを上記（１）式、（２）式、（４）式から求めた後に次式から絶対舵角θ２を演算する。
【００４３】
θ２＝−（６３−θ１）＋Ｖｎａ×６４・・・（７）
この（７）式で求めた絶対舵角θ２はステップＳ３１（図７に示す）以下のステップＳ１１で出力ポート２８から出力される。
【００４４】
ここで、（２）式における小数部Ｖｎａの値が変化する近辺では、粗信号の精度やノイズ等の問題から、値が繰り上がったり、繰り下がったりする。そこで、ステップＳ５０において、微信号θ１が４〜５９の間にない場合は、ステップＳ５２で、微信号θ１が４以下か否かが判断され、微信号θ１が４以下である場合には、ステップＳ５３で小数部Ｖｎｂが０．５以下であるか否かが判断される。小数部Ｖｎｂが０．５より大きい場合には、ステップＳ５４以下が実行され、上式（７）によってステアリングシャフト１の絶対舵角が演算される。
【００４５】
ステップＳ５３において小数部Ｖｎｂが０．５より小さい場合にはステップＳ５５で次式により絶対舵角θ２が演算される。
【００４６】
θ２＝−（（６３−θ１）＋（Ｖｎａ−１）×６４）・・・（８）
この（８）式により求められた絶対舵角θ２は、ステップＳ３１以下によって出力ポート２８から出力される。
【００４７】
ステップＳ５２において、微信号θ１が４より大きい場合には、ステップＳ５６にて小数部Ｖｎｂが０．５より小さいか否かが判断され、小数部Ｖｎｂが０．５より小さい場合にはステップＳ５４以下が実行される。また、ステップＳ５６において、小数部Ｖｎｂが大きい場合には、ステップＳ５７で次式により絶対舵角θ２が演算される。
【００４８】
θ２＝−（（６３−θ１）＋（Ｖｎａ＋１）×６４）・・・（９）
この（９）式により求められた絶対舵角θ２は、ステップＳ３１以下によって出力ポート２８から出力される。
【００４９】
以上の手順により、ステアリングシャフト１が、中立位置近辺にある場合の絶対舵角、左回転したのか右回転したのかを判断する手順、この判断手順によって右回転したときの絶対舵角、左回転したときの絶対舵角が求められる。
【００５０】
なお、最初に説明した、ステアリングシャフト１の中立位置近辺での絶対舵角を求める式としては、
θ２＝θ１・・・・（１０）
θ２＝−（６３−θ１）・・・（１１）
である。
【００５１】
本実施形態の舵角センサ１によれば、第１のホールＩＣ１７からの粗信号出力値から第２のホールＩＣ２３からの微信号が何周期目の出力値なのかを判定し、その周期数を６４倍した値に微信号出力値に相当する角度を加えることでステアリングシャフト１の絶対舵角を求めるので、複数個の検出器を用いる必要がなく、安価で、容易に回転体の絶対回転角度を検出することができる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、所定角度ごとに繰り返し出力する微信号として６４度のものを用いたが、６４度以外の所定角度ごとに繰り返し出力する微信号を用いても良い。
【００５３】
また、本実施形態では、回転角度検出装置としてステアリングシャフト２の絶対舵角を検出する舵角センサについて説明したが、ステアリングシャフト以外に多回転する回転体の絶対角度を求める場合にも、本発明の回転角度検出装置を適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微信号用の検出手段と粗信号用の検出手段のみで、複数個の検出器を用いることがないので、安価で、容易に回転体の絶対回転角度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転角度検出装置を示し、（１）は平面図、（２）は断面図である。
【図２】本発明に係る回転角度検出装置に用いられる粗信号用磁気回路部を示す平面図である。
【図３】本発明に係る回転角度検出装置に用いられる第２のギア機構を示す平面図である。
【図４】本発明に係る回転角度検出装置に用いられる微信号用磁気回路部を示す斜視図である。
【図５】第１、第２のホールＩＣからの粗信号及び微信号の出力波形を示す波形図である。
【図６】演算手段の内部を示すブロック図である。
【図７】ステアリングシャフトが中立位置近辺にある場合のステアリングシャフトの絶対舵角を求める手順を示すフローチャートである。
【図８】ステアリングシャフトが右回転したときのステアリングシャフトの絶対舵角を求める手順を示すフローチャートである。
【図９】ステアリングシャフトが左回転なのか、右回転なのかを判断する手順を示すフローチャートである。
【図１０】ステアリングシャフトが左回転したときのステアリングシャフトの絶対舵角を求める手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　回転角度検出装置（舵角センサ）
２　回転体（ステアリングシャフト）
３　粗信号検出手段
４　微信号検出手段
５　演算手段

Claims

回転体の中立位置から正逆方向の全回転角度範囲を１回転未満の角度範囲に変換しリニアに変化する１周期の角度粗信号を出力する粗信号検出手段と、前記回転体の中立位置から正逆方向の全回転角度角度範囲内で所定角度ごとに繰り返し出力し角度に相当する微信号を出力する微信号検出手段と、前記粗信号検出手段からの粗信号出力値から前記微信号検出手段から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定し、その周期数に所定角度をかけた値に微信号出力値に相当する角度を加えて回転体の絶対舵角を演算する演算手段とからなることを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１記載の回転角度検出装置であって、前記演算手段が前記回転体の全回転角度範囲における前記粗信号検出手段からの出力値を前記全回転角度範囲内に存在する前記微信号の周期数で割った１周期分の出力値で、前記粗信号検出手段からの出力値を割ることにより前記微信号検出手段から出力された微信号が何周期目の出力値なのかを判定することを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１又は請求項２に記載の回転角度検出装置であって、前記演算手段が前記微信号と前記粗信号の増減が一致したとき前記回転体が中立位置から正方向へ回転したと判断し、一致しないとき中立位置から逆方向へ回転したと判断することを特徴とする回転角度検出装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の回転角度検出装置であって、前記粗信号検出手段が、前記回転体の全回転角度範囲を１回転未満の回転角度範囲に変換する第１のギア機構と、この第１のギア機構の出力軸の近傍に設けられた粗信号用磁気回路部とで構成され、前記粗信号磁気回路部が第１のギア機構の出力軸に固定され半径方向に着磁された第１の磁石と、この磁石の周囲に設けられ所定のギャップを有する固定子と、前記ギャップに配置されて粗信号を出力する第１のホールＩＣとからなり、
前記微信号検出手段が、前記回転体の全回転角度範囲において１回転以上の回転角度範囲に変換する第２のギア機構と、この第２のギア機構の出力軸に設けられた微信号磁気回路部とで構成され、前記微信号磁気回路部が、第２のギア機構の出力軸に固定され半径方向に着磁された第２の磁石と、この第２の磁石の近傍に設けられて微信号を出力する第２のホールＩＣとからなることを特徴とする回転角度検出装置。