JP2021050962A - Rotation detection device - Google Patents

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雄一 佐橋
Yuichi Sahashi
雄一 佐橋
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Abstract

To provide a rotation detection device capable of accurately determining whether a detection part is normal or not.SOLUTION: When a detection gear 15 rotates, a first detection signal Sk1 is outputted from a first detection part 35a which detects the rotation of a magnet 32, and a second detection signal Sk2 is outputted from a second detection part 35b which detects the rotation of a magnet 33. A determination part 44 obtains a radius value on the plane coordinate of the first detection signal Sk1, and the radius value on the plane coordinate of the second detection signal Sk2. Through the comparison of these values, it is determined whether or not the first detection part 35a and the second detection part 35b are operated normally.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、回転体の回転角を検出する回転検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation detection device that detects the rotation angle of a rotating body.

従来、車両のステアリングホイールの回転操作を検出する回転検出装置が周知である（特許文献１等参照）。この種の回転検出装置は、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトと一体回転するメインギヤと、このメインギヤに噛合ってメインギヤとともに回転する検知ギヤとを備える。検知ギヤは、例えば互いに噛合するように２つ設けられ、片側がメインギヤに噛合される。これら検知ギヤには、検知ギヤと一体回転するようにマグネットが設けられ、これらマグネットの対向位置に、マグネットの磁界を検出する磁気センサが各々配置される。 Conventionally, a rotation detection device that detects a rotation operation of a steering wheel of a vehicle is well known (see Patent Document 1 and the like). This type of rotation detection device includes a main gear that rotates integrally with a steering shaft connected to a steering wheel, and a detection gear that meshes with the main gear and rotates together with the main gear. Two detection gears are provided so as to mesh with each other, for example, and one side is meshed with the main gear. Magnets are provided in these detection gears so as to rotate integrally with the detection gears, and magnetic sensors for detecting the magnetic field of the magnets are arranged at positions facing the magnets.

磁気センサは、検知ギヤの回転時、マグネット１回転を１周期として変化する検出信号を出力する。磁気センサが２つ設けられる場合、これら磁気センサからは、互いに位相が異なる検出信号が出力される。例えば、一方の磁気センサから正弦波状の検出信号が出力される場合、他方の磁気センサから余弦波状の検出信号が出力される位相差に設定される。回転検出装置は、これら検出信号の組み合わせを基に、ステアリングホイールの回転角を演算する。 The magnetic sensor outputs a detection signal that changes with one rotation of the magnet as one cycle when the detection gear rotates. When two magnetic sensors are provided, detection signals having different phases are output from these magnetic sensors. For example, when a sinusoidal detection signal is output from one magnetic sensor, the phase difference is set so that a cosine wave detection signal is output from the other magnetic sensor. The rotation detection device calculates the rotation angle of the steering wheel based on the combination of these detection signals.

特開２００７−１２７６０９号公報JP-A-2007-127609

ところで、この種の車両においては、車両のイグニッションスイッチがオン中、演算した回転角の変化が前回値から所定の閾値以上となるか否かの判定、いわゆる誤舵角の判定を実施する場合がある。誤舵角が検出された場合には、回転検出装置に異常があると判断され、例えば回転検出装置の出力を無視したり、回転検出装置の作動を強制停止したりする対処がとられる。 By the way, in this type of vehicle, while the ignition switch of the vehicle is on, it may be determined whether or not the calculated change of the rotation angle is equal to or more than a predetermined threshold value from the previous value, that is, a so-called missteering angle determination is performed. is there. When an erroneous steering angle is detected, it is determined that there is an abnormality in the rotation detection device, and measures are taken such as ignoring the output of the rotation detection device or forcibly stopping the operation of the rotation detection device.

誤舵角の発生要因には、例えば磁気センサの故障がある。例えば、磁気センサが故障した状態のまま回転検出装置を作動させてしまうと、回転角の演算を正常に行えない要因となってしまうので、正確な回転角の認識を維持するためにも、誤舵角を正確に検出する必要があった。 The cause of the mis-steering angle is, for example, a failure of the magnetic sensor. For example, if the rotation detection device is operated while the magnetic sensor is out of order, it will be a factor that the rotation angle cannot be calculated normally. Therefore, in order to maintain accurate recognition of the rotation angle, it is erroneous. It was necessary to accurately detect the angle of rotation.

また、車両のイグニッションスイッチがオフされた場合、現状の回転角がメモリ等に記憶され、イグニッションスイッチが再度オンされると、メモリから回転角を読み出して、これを現状の回転角として認識する。このように、現状、車両のイグニッションスイッチがオフ中は、前述の誤舵角の判定を実施していない。よって、イグニッションスイッチがオフ中に誤舵角が発生してしまうと、イグニッションスイッチオン後に認識する回転角が大きくずれてしまうので、この点からも誤舵角を正確に検出するニーズは高い。 Further, when the ignition switch of the vehicle is turned off, the current rotation angle is stored in a memory or the like, and when the ignition switch is turned on again, the rotation angle is read from the memory and recognized as the current rotation angle. As described above, at present, the above-mentioned missteering angle determination is not performed while the vehicle ignition switch is off. Therefore, if an erroneous steering angle occurs while the ignition switch is off, the rotation angle recognized after the ignition switch is turned on will deviate significantly, and there is a great need to accurately detect the erroneous steering angle from this point as well.

本発明の目的は、検知部が正常か否かの精度のよい判定を可能にした回転検出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rotation detection device capable of accurately determining whether or not the detection unit is normal.

前記問題点を解決する回転検出装置は、回転体に取り付けられたメインギヤが前記回転体と一体回転した場合に、前記メインギヤとは異なる歯数に形成された１以上の検知ギヤが前記メインギヤとともに回り、回転検出の対象とされた複数ギヤの回転を各々個別の検知部で検出し、複数の各検知部から出力される検出信号を基に前記回転体の回転角を求める構成において、前記回転体の回転に応じて周期的に変化する前記検出信号を複数の前記検知部から取得し、これら前記検出信号の振幅に関係する特性値を比較することにより、前記検知部が正常に作動しているか否かを判定する判定部を備えた。 In the rotation detection device for solving the above problems, when the main gear attached to the rotating body rotates integrally with the rotating body, one or more detection gears formed in a number of teeth different from the main gear rotate together with the main gear. In a configuration in which the rotation of a plurality of gears targeted for rotation detection is detected by individual detection units and the rotation angle of the rotating body is obtained based on the detection signals output from each of the plurality of detection units, the rotating body By acquiring the detection signals that periodically change according to the rotation of the detection signals from the plurality of detection units and comparing the characteristic values related to the amplitudes of the detection signals, whether the detection units are operating normally. It is equipped with a determination unit for determining whether or not it is present.

本発明によれば、検知部が正常か否かを精度よく判定できる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not the detection unit is normal.

一実施形態の回転検出装置の斜視図。The perspective view of the rotation detection apparatus of one Embodiment. 回転検出装置の電気構成図。Electrical configuration diagram of the rotation detector. 回転検出装置の分解斜視図。An exploded perspective view of the rotation detection device. （ａ）は第１検知部の検知信号の波形図であり、（ｂ）はその検出信号の座標平面図。(A) is a waveform diagram of the detection signal of the first detection unit, and (b) is a coordinate plan view of the detection signal. （ａ）は第２検知部の検知信号の波形図であり、（ｂ）はその検出信号の座標平面図。(A) is a waveform diagram of the detection signal of the second detection unit, and (b) is a coordinate plan view of the detection signal. （ａ）は非正常時の第１検知部の検知信号の波形図であり、（ｂ）はその検出信号の座標平面図。(A) is a waveform diagram of the detection signal of the first detection unit at the time of normality, and (b) is a coordinate plan view of the detection signal. 検知部が正常か否かを判定する際に実行されるフローチャート。A flowchart executed when determining whether or not the detection unit is normal.

以下、回転検出装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、回転検出装置１は、回転検出装置１が搭載される物体２としての車両３に設けられ、運転の操舵時に操作されるステアリングホイール（図示略）と一体回転する回転体４としてのステアリングシャフト５の回転角を検出する。回転検出装置１は、回転検出装置１の各種部品を収納するケース６を備える。ケース６は、組をなす第１ハウジング７及び第２ハウジング８を組み付けることで一体化されている。ケース６には、円形状の貫通孔９が形成され、この貫通孔９にステアリングシャフト５が相対回転可能に挿通されている。回転検出装置１の側部には、回転検出装置１の電気接続箇所として複数（本例は２つ）のコネクタ１０，１１が設けられている。 Hereinafter, an embodiment of the rotation detection device will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
As shown in FIG. 1, the rotation detection device 1 is provided on the vehicle 3 as an object 2 on which the rotation detection device 1 is mounted, and is a rotating body that rotates integrally with a steering wheel (not shown) operated during steering of driving. The rotation angle of the steering shaft 5 as 4 is detected. The rotation detection device 1 includes a case 6 for storing various parts of the rotation detection device 1. The case 6 is integrated by assembling the first housing 7 and the second housing 8 which form a pair. A circular through hole 9 is formed in the case 6, and the steering shaft 5 is inserted through the through hole 9 so as to be relatively rotatable. A plurality of (two in this example) connectors 10 and 11 are provided on the side portion of the rotation detection device 1 as electrical connection points of the rotation detection device 1.

図３に示すように、回転検出装置１は、ステアリングシャフト５に取り付けられて該ステアリングシャフト５と一体回転するメインギヤ１４と、メインギヤ１４と一体に回転する検知ギヤ１５とを備える。メインギヤ１４の外周には、複数の歯部１６が周方向に沿って等間隔に複数形成されている。第１ハウジング７側の貫通孔９ａの周縁には、周方向一帯に突状の縁部１７が設けられ、第２ハウジング８側の貫通孔９ｂの周縁にも、同様の形状の縁部１８が設けられている。メインギヤ１４においてステアリングシャフト５が通される開口１９の周縁には、縁部１７，１８に係止される上下一対のリブ２０が周方向一帯に形成されている。メインギヤ１４の内周面には、ステアリングシャフト５に係止される一対の係止部２１が形成されている。 As shown in FIG. 3, the rotation detection device 1 includes a main gear 14 that is attached to the steering shaft 5 and rotates integrally with the steering shaft 5, and a detection gear 15 that rotates integrally with the main gear 14. A plurality of tooth portions 16 are formed on the outer periphery of the main gear 14 at equal intervals along the circumferential direction. A protruding edge portion 17 is provided in the circumferential direction on the peripheral edge of the through hole 9a on the first housing 7 side, and an edge portion 18 having the same shape is provided on the peripheral edge of the through hole 9b on the second housing 8 side. It is provided. A pair of upper and lower ribs 20 locked to the edges 17 and 18 are formed in the circumferential direction on the peripheral edge of the opening 19 through which the steering shaft 5 is passed in the main gear 14. A pair of locking portions 21 that are locked to the steering shaft 5 are formed on the inner peripheral surface of the main gear 14.

本例の検知ギヤ１５は、メインギヤ１４に噛合された第１検知ギヤ１５ａと、第１検知ギヤ１５ａに噛合う第２検知ギヤ１５ｂとを備える。第１検知ギヤ１５ａの外周には、複数の歯部２４が形成され、筒状の軸部２５を介してケース６（第２ハウジング８）の軸支部２６に回転可能に取り付けられている。第２検知ギヤ１５ｂの外周には、複数の歯部２７が形成され、筒状の軸部２８を介してケース６（第２ハウジング８）の軸支部２９に回転可能に取り付けられている。第１検知ギヤ１５ａの歯部２４と第２検知ギヤ１５ｂの歯部２７は、互いに異なる歯数に形成されている。 The detection gear 15 of this example includes a first detection gear 15a meshed with the main gear 14 and a second detection gear 15b meshed with the first detection gear 15a. A plurality of tooth portions 24 are formed on the outer periphery of the first detection gear 15a, and are rotatably attached to the shaft support portion 26 of the case 6 (second housing 8) via the tubular shaft portion 25. A plurality of tooth portions 27 are formed on the outer periphery of the second detection gear 15b, and are rotatably attached to the shaft support portion 29 of the case 6 (second housing 8) via the tubular shaft portion 28. The tooth portions 24 of the first detection gear 15a and the tooth portions 27 of the second detection gear 15b are formed to have different numbers of teeth.

回転検出装置１は、ステアリングシャフト５の回転を磁気の変化から検出する磁気検出式である。本例の場合、第１検知ギヤ１５ａには、第１検知ギヤ１５ａと同軸上で一体回転するマグネット３２が取り付けられている。また、第２検知ギヤ１５ｂには、第２検知ギヤ１５ｂと同軸上で一体回転するマグネット３３が取り付けられている。メインギヤ１４の回転時、第１検知ギヤ１５ａとともにマグネット３２が回り、第２検知ギヤ１５ｂとともにマグネット３３も回る。 The rotation detection device 1 is a magnetic detection type that detects the rotation of the steering shaft 5 from a change in magnetism. In the case of this example, a magnet 32 that rotates coaxially with the first detection gear 15a is attached to the first detection gear 15a. Further, a magnet 33 that rotates coaxially with the second detection gear 15b is attached to the second detection gear 15b. When the main gear 14 rotates, the magnet 32 rotates together with the first detection gear 15a, and the magnet 33 also rotates together with the second detection gear 15b.

ケース６の内部に収納された基板３４には、マグネット３２，３３から付与される磁界を検出する検知部３５が実装されている。本例の検知部３５は、第１検知ギヤ１５ａのマグネット３２の磁界を検出する第１検知部３５ａと、第２検知ギヤ１５ｂのマグネット３３の磁界を検出する第２検知部３５ｂとの計２つが設けられている。本例の検知部３５は、基板３４の裏面に実装されている。検知部３５は、例えば磁界方向を検知して該磁界方向に応じた信号を出力する磁気抵抗素子（ＭＲＥ：Magnetic Resistance Element）を備えた磁気センサであることが好ましい。検知部３５は、検出した磁界（磁界の向き）に応じた検出信号Ｓｋを出力する。なお、この基板３４には、前述のコネクタ１０，１１も取り付けられている。 A detection unit 35 for detecting a magnetic field applied from magnets 32 and 33 is mounted on a substrate 34 housed inside the case 6. The detection unit 35 of this example is a total of 2 including a first detection unit 35a that detects the magnetic field of the magnet 32 of the first detection gear 15a and a second detection unit 35b that detects the magnetic field of the magnet 33 of the second detection gear 15b. There is one. The detection unit 35 of this example is mounted on the back surface of the substrate 34. The detection unit 35 is preferably a magnetic sensor including, for example, a magnetic resistance element (MRE) that detects the direction of the magnetic field and outputs a signal corresponding to the direction of the magnetic field. The detection unit 35 outputs a detection signal Sk according to the detected magnetic field (direction of the magnetic field). The above-mentioned connectors 10 and 11 are also attached to the substrate 34.

図４（ａ）に示すように、第１検知部３５ａから出力される第１検出信号Ｓk1は、例えば磁気抵抗素子のブリッジ回路を複数組設けて、これらを所定角度傾けて配置することにより、互いに位相が異なる２つの信号（電圧信号Ｓk1a，Ｓk1b）を出力する。本例の場合、電圧信号Ｓk1a，Ｓk1bの位相差は、１／４周期（例えば約２２．５度）に設定されている。この場合、電圧信号Ｓk1aが正弦波信号（sin信号）の変化をとるとした場合、もう片方の電圧信号Ｓk1bが余弦波信号（cos信号）をとる。 As shown in FIG. 4A, the first detection signal Sk1 output from the first detection unit 35a is obtained by, for example, providing a plurality of sets of bridge circuits of magnetoresistive elements and arranging them at a predetermined angle. Two signals (voltage signals Sk1a and Sk1b) that are out of phase with each other are output. In the case of this example, the phase difference between the voltage signals Sk1a and Sk1b is set to 1/4 period (for example, about 22.5 degrees). In this case, assuming that the voltage signal Sk1a changes the sine wave signal (sin signal), the other voltage signal Sk1b takes the cosine wave signal (cos signal).

図５（ａ）に示すように、第２検知部３５ｂから出力される第２検出信号Ｓk2は、例えば第１検出信号Ｓk1に対して位相が異なるとともに、互いに位相が異なる２つの信号（電圧信号Ｓk2a，Ｓk2b）を出力する。本例の場合、電圧信号Ｓk2a，Ｓk2bの位相差は、１／４周期（例えば約２２．５度）に設定されている。この場合、電圧信号Ｓk2aが正弦波信号（sin信号）の変化をとるとした場合、もう片方の電圧信号Ｓk2bが余弦波信号（cos信号）をとる。 As shown in FIG. 5A, the second detection signal Sk2 output from the second detection unit 35b has two signals (voltage signals) having different phases and different phases from each other, for example, with respect to the first detection signal Sk1. Sk2a, Sk2b) is output. In the case of this example, the phase difference between the voltage signals Sk2a and Sk2b is set to 1/4 period (for example, about 22.5 degrees). In this case, if the voltage signal Sk2a takes a change in the sine wave signal (sin signal), the other voltage signal Sk2b takes the cosine wave signal (cos signal).

図２に示すように、回転検出装置１は、回転検出装置１において回転角の演算処理を実行する角度演算部４２と、各種データを記憶するメモリ４３とを備える。ところで、ステアリングシャフト５が回転するとメインギヤ１４が一体回転し、検知ギヤ１５及びマグネット３２，３３が回転することにより、マグネット３２，３３から第１検知部３５ａ及び第２検知部３５ｂにかかる磁界の向きが変化する。このとき、角度演算部４２は、第１検知部３５ａから入力する第１検出信号Ｓk1と、第２検知部３５ｂから入力する第２検出信号Ｓk2とを基に、回転体４（本例はステアリングシャフト５）の回転角を演算する。 As shown in FIG. 2, the rotation detection device 1 includes an angle calculation unit 42 that executes a rotation angle calculation process in the rotation detection device 1, and a memory 43 that stores various data. By the way, when the steering shaft 5 rotates, the main gear 14 rotates integrally, and the detection gear 15 and the magnets 32, 33 rotate, so that the direction of the magnetic field applied from the magnets 32, 33 to the first detection unit 35a and the second detection unit 35b. Changes. At this time, the angle calculation unit 42 uses the rotating body 4 (in this example, steering) based on the first detection signal Sk1 input from the first detection unit 35a and the second detection signal Sk2 input from the second detection unit 35b. Calculate the rotation angle of the shaft 5).

また、角度演算部４２は、車両３の電源（イグニッションスイッチ）がオン中、演算した回転角が前回値から大きく変位した場合に誤舵角と判定して、回転角を求める処理を強制終了する機能（誤舵角判定機能）を実行する。本例の誤舵角判定機能は、イグニッションスイッチのオン中、回転角が前回値から一定値以上変化した場合に誤舵角と判定して、回転角を求める処理を強制終了する。強制終了には、例えば回転検出装置１の電源を落としたり、回転検出装置１で演算される回転角の値を無視したりする処理がある。 Further, the angle calculation unit 42 determines that the calculated rotation angle is a missteering angle when the calculated rotation angle is significantly deviated from the previous value while the power supply (ignition switch) of the vehicle 3 is on, and forcibly terminates the process of obtaining the rotation angle. Execute the function (mis-steering angle judgment function). The missteering angle determination function of this example determines that the missteering angle is a missteering angle when the rotation angle changes by a certain value or more from the previous value while the ignition switch is on, and forcibly terminates the process of obtaining the rotation angle. The forced termination includes, for example, a process of turning off the power of the rotation detection device 1 or ignoring the value of the rotation angle calculated by the rotation detection device 1.

ところで、車両３の電源（イグニッションスイッチ）がオフ中、回転検出装置１には電源が供給されず、電源がオフされる。このため、車両３のイグニッションスイッチがオフ中、誤舵角判定の処理は実施されていない。この場合、イグニッションスイッチのオフ時、現在の回転角がメモリ４３に保持され、イグニッションスイッチが再度オンされたとき、メモリ４３の回転角を読み出して、現状の回転角を認識する。ここで、車両３のステアリングシャフト５がロックされた状態でも多少の隙があり、イグニッションオフ時にステアリングシャフト５が回転し、再度イグニッションオンしたときに、本来、誤舵角と判定してほしくはない（磁気センサは正常である）ものの誤舵角と判定されてしまうと、メモリ４３に保持した回転角と実角度がずれてしまい、車両３のイグニッションスイッチが再度オンされた際に、正確な回転角を認識することができない問題に繋がる。 By the way, while the power supply (ignition switch) of the vehicle 3 is off, the power supply is not supplied to the rotation detection device 1 and the power supply is turned off. Therefore, while the ignition switch of the vehicle 3 is off, the missteering angle determination process is not performed. In this case, when the ignition switch is turned off, the current rotation angle is held in the memory 43, and when the ignition switch is turned on again, the rotation angle of the memory 43 is read out to recognize the current rotation angle. Here, there is some gap even when the steering shaft 5 of the vehicle 3 is locked, and when the steering shaft 5 rotates when the ignition is off and the ignition is turned on again, it is not desired to determine that the steering angle is erroneous. (The magnetic sensor is normal) However, if it is determined that the steering angle is incorrect, the rotation angle held in the memory 43 and the actual angle deviate from each other, and when the ignition switch of the vehicle 3 is turned on again, the rotation is accurate. It leads to the problem of not being able to recognize the corners.

回転検出装置１は、検知部３５が正常に作動しているか否かを判定する判定部４４を備える。判定部４４は、角度演算部４２に設けられている。判定部４４は、ステアリングシャフト５の回転に応じて周期的に変化する検出信号Ｓｋを複数の検知部３５から取得し、これら検出信号Ｓｋの振幅に関係する特性値を比較することにより、検知部３５が正常に作動しているか否かを判定する。本例の場合、特性値は、検出信号Ｓｋの座標平面上の値から求まる半径値θａ，θｂであることが好ましい。また、判定部４４は、車両３の電源（例えば、イグニッションスイッチ）がオフとなっている間、検知部３５が正常に作動しているか否かの判定を実行することが好ましい。 The rotation detection device 1 includes a determination unit 44 that determines whether or not the detection unit 35 is operating normally. The determination unit 44 is provided in the angle calculation unit 42. The determination unit 44 acquires detection signals Sk that periodically change according to the rotation of the steering shaft 5 from the plurality of detection units 35, and compares the characteristic values related to the amplitude of these detection signals Sk to detect the detection units 44. It is determined whether or not 35 is operating normally. In the case of this example, the characteristic values are preferably radius values θa and θb obtained from the values on the coordinate plane of the detection signal Sk. Further, it is preferable that the determination unit 44 determines whether or not the detection unit 35 is operating normally while the power supply (for example, the ignition switch) of the vehicle 3 is off.

次に、図４〜図７を用いて、本実施形態の回転検出装置１の作用について説明する。
図７に示すように、ステップ１０１において、角度演算部４２は、車両３のイグニッションスイッチから出力されるスイッチ信号を基に、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったことを検出すると、次ステップに移行する。 Next, the operation of the rotation detection device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7.
As shown in FIG. 7, in step 101, when the angle calculation unit 42 detects that the ignition switch has been switched from on to off based on the switch signal output from the ignition switch of the vehicle 3, the process proceeds to the next step. To do.

ここで、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１検知部３５ａの出力から求まる半径値θａは、第１検出信号Ｓk1（sin波の電圧信号Ｓk1aとcos波の電圧信号Ｓk1b）の座標平面上のsin値及びcos値から求まる座標値Ｐ１と、座標平面の原点「０」との間の距離である。また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第２検知部３５ｂの出力から求まる半径値θｂは、第２検出信号Ｓk2（sin波の電圧信号Ｓk2aとcos波の電圧信号Ｓk2b）の座標平面上のsin値及びcos値から求まる座標値Ｐ２と、座標平面の原点「０」との間の距離である。 Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, the radius value θa obtained from the output of the first detection unit 35a is the first detection signal Sk1 (sine wave voltage signal Sk1a and cos wave voltage signal Sk1b). ) Is the distance between the coordinate value P1 obtained from the sin value and the cos value on the coordinate plane and the origin "0" of the coordinate plane. Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the radius value θb obtained from the output of the second detection unit 35b is the second detection signal Sk2 (sine wave voltage signal Sk2a and cos wave voltage signal Sk2b). It is the distance between the coordinate value P2 obtained from the sin value and the cos value on the coordinate plane of the above and the origin "0" of the coordinate plane.

ところで、図４（ｂ）に示すように、第１検知部３５ａが正常に作動する場合、第１検出信号Ｓk1の座標値Ｐ１の軌跡は、原点「０」を中心とした半径が「１」の真円となる。すなわち、第１検知部３５ａが正常であれば、その出力から求まる半径値θａは、いずれの回転角のときでも「１」又はその付近の値をとる。また、図５（ｂ）に示すように、第２検知部３５ｂが正常に作動する場合、第２検出信号Ｓk2の座標値Ｐ２の軌跡は、原点「０」を中心とした半径が「１」の真円となる。すなわち、第２検知部３５ｂが正常であれば、その出力から求まる半径値θｂは、いずれの回転角のときでも「１」又はその付近の値をとる。よって、第１検知部３５ａ及び第２検知部３５ｂがともに正常に作動するのであれば、第１検知部３５ａの半径値θａと第２検知部３５ｂの半径値θｂとの差分（例えば、｜θａ−θｂ｜）は、所定の閾値α未満に収まる。 By the way, as shown in FIG. 4B, when the first detection unit 35a operates normally, the locus of the coordinate value P1 of the first detection signal Sk1 has a radius of "1" centered on the origin "0". It becomes a perfect circle of. That is, if the first detection unit 35a is normal, the radius value θa obtained from the output takes a value of “1” or a value in the vicinity thereof at any rotation angle. Further, as shown in FIG. 5B, when the second detection unit 35b operates normally, the locus of the coordinate value P2 of the second detection signal Sk2 has a radius of "1" centered on the origin "0". It becomes a perfect circle of. That is, if the second detection unit 35b is normal, the radius value θb obtained from the output takes a value of “1” or a value in the vicinity thereof at any rotation angle. Therefore, if both the first detection unit 35a and the second detection unit 35b operate normally, the difference between the radius value θa of the first detection unit 35a and the radius value θb of the second detection unit 35b (for example, | θa). −θb |) falls below a predetermined threshold value α.

ここで、図６（ａ）に示すように、例えば第１検知部３５ａが正常に作動せず、第１検出信号Ｓk1が振幅方向（同図の縦軸の＋方向）にシフトした場合を想定する。このとき、第１検出信号Ｓk1のピーク値が、正常時よりも高くなってしまう。図６（ｂ）に示すように、第１検知部３５ａが正常に作動しない場合、第１検出信号Ｓk1から求まる半径値θａ’の軌跡は、中心が平面座標の原点「０」からずれた真円をとる。このため、第１検知部３５ａが正常に作動しない場合、第１検知部３５ａの半径値θａ’は、第２検知部３５ｂの半径値θｂから乖離した値をとる。よって、半径値θｂ，θａ’の差分（｜θａ’−θｂ｜）をとった場合、この差分は、所定の閾値α以上となってしまう可能性が高い。 Here, as shown in FIG. 6A, it is assumed that, for example, the first detection unit 35a does not operate normally and the first detection signal Sk1 shifts in the amplitude direction (the + direction of the vertical axis in the figure). To do. At this time, the peak value of the first detection signal Sk1 becomes higher than in the normal state. As shown in FIG. 6B, when the first detection unit 35a does not operate normally, the locus of the radius value θa'obtained from the first detection signal Sk1 is true with the center deviated from the origin "0" in the plane coordinates. Take a circle. Therefore, when the first detection unit 35a does not operate normally, the radius value θa'of the first detection unit 35a takes a value deviating from the radius value θb of the second detection unit 35b. Therefore, when the difference between the radius values θb and θa'(| θa'-θb |) is taken, there is a high possibility that this difference will be equal to or greater than the predetermined threshold value α.

図７に示す通り、ステップ１０２において、判定部４４は、第１検知部３５ａの出力から求まる半径値θａと、第２検知部３５ｂの出力から求まる半径値θｂとを求め、これらの差分が閾値α以上か否かを判定する。このとき、差分が閾値α以上であれば、ステップ１０３に移行する。一方、差分が閾値α以上とならない場合には、ステップ１０２の処理を再度繰り返す。 As shown in FIG. 7, in step 102, the determination unit 44 obtains a radius value θa obtained from the output of the first detection unit 35a and a radius value θb obtained from the output of the second detection unit 35b, and the difference between them is a threshold value. Judge whether it is α or more. At this time, if the difference is equal to or greater than the threshold value α, the process proceeds to step 103. On the other hand, if the difference does not exceed the threshold value α, the process of step 102 is repeated again.

ステップ１０３において、判定部４４は、差分が閾値α以上の場合、回転検出装置１が正常に作動していない旨を通知するフェールフラグを設定する。これにより、角度演算部４２は、外部のＥＣＵ等に対し、角度演算が正常に実行できていない旨の通知を実行する。 In step 103, when the difference is equal to or greater than the threshold value α, the determination unit 44 sets a fail flag for notifying that the rotation detection device 1 is not operating normally. As a result, the angle calculation unit 42 executes a notification to the external ECU or the like that the angle calculation has not been normally executed.

上記実施形態の回転検出装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）回転検出装置１には、回転体４の回転に応じて周期的に変化する検出信号Ｓｋを複数の検知部３５から取得し、これら検出信号Ｓｋの振幅に関係する特性値（本例は、半径値θａ，θｂ）を比較することにより、検知部３５が正常に作動しているか否かを判定する判定部４４が設けられる。ところで、検知部３５が正常に作動していない場合、検知部３５から出力される検出信号Ｓｋは、振幅方向に値が変位する可能性が高い。よって、検知部３５から出力される検出信号Ｓｋの振幅に関係する特性値を用いて、検知部３５が正常に作動しているか否かを精度よく検出することができる。 According to the rotation detection device 1 of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The rotation detection device 1 acquires detection signals Sk that periodically change according to the rotation of the rotating body 4 from a plurality of detection units 35, and characteristic values related to the amplitude of these detection signals Sk (this example). Is provided with a determination unit 44 that determines whether or not the detection unit 35 is operating normally by comparing the radius values θa and θb). By the way, when the detection unit 35 is not operating normally, the value of the detection signal Sk output from the detection unit 35 is likely to be displaced in the amplitude direction. Therefore, it is possible to accurately detect whether or not the detection unit 35 is operating normally by using the characteristic value related to the amplitude of the detection signal Sk output from the detection unit 35.

（２）検知ギヤ１５は、複数設けられる。回転検出の対象とされた複数ギヤは、複数の検知ギヤ１５である。よって、これら検知ギヤ１５の回転から、高い分解能で回転体４の回転各を演算することができる。 (2) A plurality of detection gears 15 are provided. The plurality of gears targeted for rotation detection are the plurality of detection gears 15. Therefore, each rotation of the rotating body 4 can be calculated with high resolution from the rotation of the detection gear 15.

（３）特性値は、検出信号Ｓｋの座標平面上の値から求まる半径値θａ，θｂである。判定部４４は、各々の検出信号Ｓｋから求まる半径値θａ，θｂを比較することにより、検知部３５が正常に作動しているか否かを判定する。よって、検知部３５の出力から求められる半径値θａ，θｂを用いて、検知部３５が正常に作動しているか否かを精度よく検出することができる。 (3) The characteristic values are radius values θa and θb obtained from the values on the coordinate plane of the detection signal Sk. The determination unit 44 determines whether or not the detection unit 35 is operating normally by comparing the radius values θa and θb obtained from the respective detection signals Sk. Therefore, it is possible to accurately detect whether or not the detection unit 35 is operating normally by using the radius values θa and θb obtained from the output of the detection unit 35.

（４）判定部４４は、回転体４が搭載されている物体２の電源がオフとなっている間、検知部３５が正常に作動しているか否かの判定を実行する。よって、回転体４が搭載されている物体２の電源がオフ中であっても、検知部３５が正常に作動しているか否かを精度よく検出することができる。 (4) The determination unit 44 determines whether or not the detection unit 35 is operating normally while the power of the object 2 on which the rotating body 4 is mounted is off. Therefore, even when the power of the object 2 on which the rotating body 4 is mounted is off, it is possible to accurately detect whether or not the detection unit 35 is operating normally.

（５）物体２は、車両３である。判定部４４は、車両３のイグニッションスイッチがオフ中、検知部３５が正常に作動しているか否かの判定を実行する。このように、本例の場合、イグニッションスイッチがオフ中であっても、検知部３５が正常に作動しているか否かを精度よく検出することができる。よって、イグニッションスイッチが再度オンされたときに、正しい回転角を認識することができる。 (5) The object 2 is a vehicle 3. The determination unit 44 determines whether or not the detection unit 35 is operating normally while the ignition switch of the vehicle 3 is off. As described above, in the case of this example, it is possible to accurately detect whether or not the detection unit 35 is operating normally even when the ignition switch is off. Therefore, when the ignition switch is turned on again, the correct rotation angle can be recognized.

（６）回転検出は、回転検出の対象とされた各ギヤ（本例は、検知ギヤ１５）に設けられたマグネット３２，３３の磁界を、各々組をなす検知部３５で検知して、各ギヤの回転を検出する磁気検出式である。よって、回転検出装置１を汎用的な磁気式の構成とすることができる。 (6) In the rotation detection, the magnetic fields of the magnets 32 and 33 provided in each gear (in this example, the detection gear 15) targeted for the rotation detection are detected by the detection units 35 forming a set, respectively. It is a magnetic detection type that detects the rotation of the gear. Therefore, the rotation detection device 1 can have a general-purpose magnetic configuration.

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
［回転体４、メインギヤ１４及び検知ギヤ１５について］
・回転体４は、ステアリングシャフト５に限定されず、回転する部材であればよい。 In addition, this embodiment can be implemented by changing as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
[About rotating body 4, main gear 14 and detection gear 15]
-The rotating body 4 is not limited to the steering shaft 5, and may be a rotating member.

・メインギヤ１４は、ステアリングシャフト５に外嵌される構造に限定されず、検知ギヤ１５と同じような円板状の部材としてもよい。
・複数の検知ギヤ１５がメインギヤ１４と噛み合う構造としてもよい。 The main gear 14 is not limited to a structure that is externally fitted to the steering shaft 5, and may be a disc-shaped member similar to the detection gear 15.
A structure in which a plurality of detection gears 15 mesh with the main gear 14 may be used.

・検知ギヤ１５は、複数設けられることに限らず、１つとしてもよい。
・メインギヤ１４及び検知ギヤ１５の歯数は、他の値に適宜変更できる。
［回転検出の対象とされた複数ギヤについて］
・回転検出の対象とされる複数ギヤは、検知ギヤ１５に限定されず、例えばメインギヤ１４と１つの検知ギヤ１５としてもよい。 -The number of detection gears 15 is not limited to a plurality, and may be one.
The number of teeth of the main gear 14 and the detection gear 15 can be appropriately changed to other values.
[Multiple gears targeted for rotation detection]
The plurality of gears to be detected for rotation are not limited to the detection gear 15, and may be, for example, a main gear 14 and one detection gear 15.

・回転検出の対象とされる複数ギヤは、例えばメインギヤ１４と複数の検知ギヤ１５としてもよい。
・メインギヤ１４及び検知ギヤ１５の形状や、ケース６に対しての収納構造は、実施例以外の他の形状や構造に適宜変更できる。 -The plurality of gears to be detected for rotation may be, for example, the main gear 14 and the plurality of detection gears 15.
-The shapes of the main gear 14 and the detection gear 15 and the storage structure for the case 6 can be appropriately changed to other shapes and structures other than those in the embodiment.

［検知部３５について］
・検知部３５の各検出信号Ｓｋの位相のずらし量は、実施例で述べた以外の他の値に適宜変更できる。 [About detector 35]
The phase shift amount of each detection signal Sk of the detection unit 35 can be appropriately changed to a value other than that described in the examples.

・検知部３５は、磁気センサに限定されず、例えば光学センサ等の他のセンサ種類を使用してもよい。
・検知部３５は、回転検出装置１においてどこに配置されてもよい。 The detection unit 35 is not limited to the magnetic sensor, and other sensor types such as an optical sensor may be used.
The detection unit 35 may be arranged anywhere in the rotation detection device 1.

［回転角を求める処理について］
・角度演算部４２は、Ｈｉ及びＬｏｗのパルス信号に変換された電圧信号Ｓk1a，Ｓk1b，Ｓk2a，Ｓk2bのオン／オフの組み合わせから、回転体４であるステアリングシャフト５の回転角を演算するようにしてもよい。 [About the process of finding the rotation angle]
The angle calculation unit 42 calculates the rotation angle of the steering shaft 5 which is the rotating body 4 from the on / off combination of the voltage signals Sk1a, Sk1b, Sk2a, and Sk2b converted into the pulse signals of Hi and Low. You may.

・回転角を求める処理は、誤舵角の判定を含む処理（誤舵角判定機能）に限定されず、正常な回転角の変化をとるか否かを監視できる処理であればよい。
・回転角を求める処理は、回転体４の角度を演算する処理であればよい。 -The process of obtaining the rotation angle is not limited to the process including the determination of the mis-steering angle (mis-steering angle determination function), and may be any processing that can monitor whether or not the change of the normal rotation angle is taken.
-The process of obtaining the rotation angle may be any process of calculating the angle of the rotating body 4.

［特性値について］
・特性値は、半径値θａ，θｂに限定されず、例えば正弦値及び余弦値でもよいし、これらから求まる正接値でもよい。 [Characteristic value]
-The characteristic value is not limited to the radius values θa and θb, and may be, for example, a sine value or a cosine value, or a tangent value obtained from these.

・特性値は、例えば検出信号Ｓｋにおける振幅方向のずれ量でもよい。
・特性値は、半径値θａ，θｂに限定されず、検出信号Ｓｋの振幅に係る値であればよい。 The characteristic value may be, for example, the amount of deviation in the amplitude direction of the detection signal Sk.
The characteristic value is not limited to the radius values θa and θb, and may be any value related to the amplitude of the detection signal Sk.

［検知部３５が正常に作動しているか否かの判定］
・検知部３５が正常に作動しているか否かの判定は、車両３のイグニッションスイッチ（物体２の電源）がオンのときに実施されてもよい。 [Determination of whether or not the detection unit 35 is operating normally]
-The determination as to whether or not the detection unit 35 is operating normally may be performed when the ignition switch (power supply of the object 2) of the vehicle 3 is on.

・検知部３５が正常に作動しているか否かの判定は、電源のオン／オフに関わらず、常時実施されてもよい。
・検知部３５が正常に作動しているか否かの判定は、半径値θａ，θｂを比較する方式に限定されず、検出信号Ｓｋの振幅に係る値を用いた方式であればよい。 -The determination as to whether or not the detection unit 35 is operating normally may be performed at all times regardless of whether the power is turned on or off.
The determination of whether or not the detection unit 35 is operating normally is not limited to the method of comparing the radius values θa and θb, and may be a method using a value related to the amplitude of the detection signal Sk.

［その他］
・判定部４４は、角度演算部４２以外の箇所に設けられてもよい。
・物体２は、車両３に限定されず、種々の装置や機器としてもよい。 [Other]
The determination unit 44 may be provided at a location other than the angle calculation unit 42.
-The object 2 is not limited to the vehicle 3, and may be various devices or devices.

・電源は、車両電源（イグニッションスイッチ）に限定されず、回転検出装置１に電源供給を行うものであればよい。
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。 -The power supply is not limited to the vehicle power supply (ignition switch), and may be any power supply to the rotation detection device 1.
Next, the technical idea that can be grasped from the above-described embodiment and modified example will be described.

（イ）前記回転検出装置において、前記回転検出は、回転検出の対象とされた各ギヤに設けられたマグネットの磁界を、各々組をなす前記検知部で検知して、各ギヤの回転を検出する磁気検出式である。 (B) In the rotation detection device, the rotation detection detects the rotation of each gear by detecting the magnetic field of the magnet provided in each gear targeted for rotation detection by the detection unit forming each set. It is a magnetic detection type.

１…回転検出装置、２…物体、３…車両、４…回転体、１４…メインギヤ、１５…検知ギヤ、１５ａ…第１検知ギヤ、１５ｂ…第２検知ギヤ、３５…検知部、３５ａ…第１検知部、３５ｂ…第２検知部、４４…判定部、Ｓｋ…検出信号、θａ，θｂ…半径値。 1 ... Rotation detection device, 2 ... Object, 3 ... Vehicle, 4 ... Rotating body, 14 ... Main gear, 15 ... Detection gear, 15a ... 1st detection gear, 15b ... 2nd detection gear, 35 ... Detection unit, 35a ... No. 1 detection unit, 35b ... second detection unit, 44 ... judgment unit, Sk ... detection signal, θa, θb ... radius value.

Claims (5)

回転体に取り付けられたメインギヤが前記回転体と一体回転した場合に、前記メインギヤとは異なる歯数に形成された１以上の検知ギヤが前記メインギヤとともに回り、回転検出の対象とされた複数ギヤの回転を各々個別の検知部で検出し、複数の各検知部から出力される検出信号を基に前記回転体の回転角を求める回転検出装置において、
前記回転体の回転に応じて周期的に変化する前記検出信号を複数の前記検知部から取得し、これら前記検出信号の振幅に関係する特性値を比較することにより、前記検知部が正常に作動しているか否かを判定する判定部を備えた回転検出装置。 When the main gear attached to the rotating body rotates integrally with the rotating body, one or more detection gears formed with a number of teeth different from the main gear rotate together with the main gear, and the plurality of gears targeted for rotation detection In a rotation detection device that detects rotation by individual detection units and obtains the rotation angle of the rotating body based on detection signals output from each of the plurality of detection units.
By acquiring the detection signals that periodically change according to the rotation of the rotating body from the plurality of detection units and comparing the characteristic values related to the amplitudes of the detection signals, the detection units operate normally. A rotation detection device provided with a determination unit for determining whether or not the signal is being used. 前記検知ギヤは、複数設けられ、
回転検出の対象とされた前記複数ギヤは、複数の前記検知ギヤである
請求項１に記載の回転検出装置。 A plurality of the detection gears are provided.
The rotation detection device according to claim 1, wherein the plurality of gears targeted for rotation detection are the plurality of the detection gears. 前記特性値は、前記検出信号の座標平面上の値から求まる半径値であり、
前記判定部は、各々の前記検出信号から求まる前記半径値を比較することにより、前記検知部が正常に作動しているか否かを判定する
請求項１又は２に記載の回転検出装置。 The characteristic value is a radius value obtained from a value on the coordinate plane of the detection signal.
The rotation detection device according to claim 1 or 2, wherein the determination unit determines whether or not the detection unit is operating normally by comparing the radius values obtained from the respective detection signals. 前記判定部は、前記回転体が搭載されている物体の電源がオフとなっている間、前記検知部が正常に作動しているか否かの判定を実行する
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の回転検出装置。 The determination unit is any one of claims 1 to 3 that executes determination as to whether or not the detection unit is operating normally while the power of the object on which the rotating body is mounted is off. The rotation detection device according to one item. 前記物体は、車両であり、
前記判定部は、前記車両のイグニッションスイッチがオフ中、前記検知部が正常に作動しているか否かの判定を実行する
請求項４に記載の回転検出装置。 The object is a vehicle
The rotation detection device according to claim 4, wherein the determination unit determines whether or not the detection unit is operating normally while the ignition switch of the vehicle is off.
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