JPH09257462A - 変位量検出装置 - Google Patents

変位量検出装置

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JPH09257462A
JPH09257462A JP8063530A JP6353096A JPH09257462A JP H09257462 A JPH09257462 A JP H09257462A JP 8063530 A JP8063530 A JP 8063530A JP 6353096 A JP6353096 A JP 6353096A JP H09257462 A JPH09257462 A JP H09257462A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
sensors
rotation
shift
patterns
Prior art date
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Pending
Application number
JP8063530A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Tsuboi
正昭 坪井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP8063530A priority Critical patent/JPH09257462A/ja
Publication of JPH09257462A publication Critical patent/JPH09257462A/ja
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来装置の構成では1ステップ分の読み飛ば
しが発生したとき回転量の補正を行うことができず、精
度が悪化するという問題があった。 【解決手段】 変位を行う変位部材に変位方向に沿って
等間隔で設けられた検出用パターンM0と、検出用パタ
ーンの周期の(1±n/6)倍(但し、nは1乃至5)
の間隔で等間隔に離間して設けられ検出用パターンを検
出する第1〜第3のセンサM1〜M3と、第1〜第3の
センサの出力パターンが変位方向に応じて予め決められ
た順に変化したとき変位量を算出する算出手段M4と、
第1〜第3のセンサの出力パターンが1パターン読み飛
ばされたとき上記算出手段の算出する変化量を補正する
補正手段M5とを有する。このため3つのセンサの出力
パターンは6パターンとなり、そのうちの1パターンが
読み飛ばされても変位量を補正できるので、正確な変位
量を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は変位量検出装置に関
し、複数のセンサを用いて変位量を検出する変位量検出
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からエンコーダを用いてステアリン
グの操舵角を検出する変位量検出装置がある。例えば特
公平4−9444号公報には、円周上に等角度間隔で複
数のスリットが形成された回転板と、この回転板を挟ん
で互いにスリットの1/4周期位相をずらして設置さ
れ、夫々でスリットを検出する2つのフォトインタラプ
タとを有し、回転板の回転量と回転方向とを検出するこ
とが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来装置では、回転板
の回転により2つのフォトインタラプタは図8(A),
(B)に示す信号SS1,SS2を出力する。この信号
SS1,SS2夫々の値により回転ステップ0,1,
2,3とすると、正転時には回転ステップ0,1,2,
3の順に変化し、逆転時には回転ステップ0,3,2,
1の順に変化する。
【0004】ここで、回転板に対して2つのフォトイン
タラプタをスリットの1/4周期ずらして位置出しを行
い取り付けるのであるが、その際に取り付け誤差が発生
する場合がある。この場合、いずれかの回転ステップが
スリットの1/4周期より狭くなってしまう。
【0005】このようにいずれかの回転ステップがスリ
ットの1/4周期より狭くなった状態で、回転板が高速
回転すると、信号SS1,SS2の変化が追従でぎずに
狭くなった回転ステップを読み飛ばす場合がある。従来
装置の構成では1ステップ分の読み飛ばしが生じたとき
は、回転方向が正転又は逆転いずれの場合でも次の回転
ステップは同一である。例えば回転ステップ0から正転
又は逆転で1ステップ読み飛ばしたとき、次は共に回転
ステップ2となる。
【0006】このため読み飛ばしが発生したとき回転量
の補正を行うことができず、精度が悪化するという問題
があった。本発明は上記の点に鑑みなされたもので、3
つのセンサを用いて検出用パターンを検出し、1ステッ
プの読み飛ばしを補正することにより、読み飛ばしによ
る変位量の検出精度の悪化を防止し、正確な変位量を検
出できる回転検出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1に示す如
く、変位を行う変位部材に変位方向に沿って等間隔で設
けられた検出用パターンM0と、上記検出用パターンの
周期の(1±n/6)倍(但し、nは1乃至5)の間隔
で等間隔に離間して設けられ上記検出用パターンを検出
する第1〜第3のセンサM1〜M3と、上記第1〜第3
のセンサの出力パターンが上記変位方向に応じて予め決
められた順に変化したとき変位量を算出する算出手段M
4と、上記第1〜第3のセンサの出力パターンが1パタ
ーン読み飛ばされたとき上記算出手段の算出する変化量
を補正する補正手段M5とを有する。
【0008】このように3つのセンサを用いることによ
り、3つのセンサの出力パターンは6パターンとなり、
そのうちの1パターンが読み飛ばされても変位方向を推
定でき、変位量を補正できるので、正確な変位量を検出
できる。
【0009】
【発明の実施の形態】図2は本発明で使用される舵角セ
ンサディスクの平面図を示す。この舵角センサディスク
10はその半分だけを示している。舵角センサディスク
10はステアリングホイールの回転軸にその中心を一致
させて固定され、ステアリングホイールの回転と共に回
転する。舵角センサディスク10の外周近傍の所定半径
位置には等角度θ周期(θは、例えば9°)で検出用パ
ターンM0としての操舵角検出用の複数のスリット12
が開設されている。
【0010】図3は上記の舵角センサディスク10の外
周縁10aを直線状に引き延ばして示す。図3におい
て、スリット12の幅θ1 と間隔θ2 とは同一で、例え
ばθ1=θ2 =4.5 °とされている。つまり、スリット
12は周期θ(=2・θ1 =9°)で設けられている。
これに対して、第1〜第3のセンサM1〜M3であるフ
ォトインタラプタ20,21,22は互いに角度θ
3 (例えばθ3 =θ・5/6)間隔で離間して外周縁1
0aに沿って設けられている。
【0011】そして、固定されたフォトインタラプタ2
0〜22に対して、図3に示す舵角センサディスク10
が左方向に回転することにより、フォトインタラプタ2
0〜22でスリット12を検出することにより、フォト
インタラプタ20〜22夫々が出力する信号SS1,S
S2,SS3は図4に示す如く変化する。なお、フォト
インタラプタ20〜22はスリット12位置で値1を出
力し、スリット間で値0を出力するものとする。信号S
S1〜SS3の信号パターンを回転ステップSTEP0
〜STEP5で表わす。図5には図4に示す回転ステッ
プSTEP0〜STEP5に対応する信号SS1〜SS
3夫々の信号パターンを示している。なお、図3に示す
フォトインタラプタ20〜21の位置は回転STEP1
に対応する。
【0012】図6は本発明装置の一実施例の概略構成図
を示す。フォトインタラプタ20,21,22夫々の出
力するセンサ検出信号は電子制御回路(ECU)30に
供給される。ECU30は中央処理装置(CPU)32
と、処理プログラム等を記憶したリードオンリメモリ
(ROM)34と、作業領域として使用されるランダム
アクセスメモリ(RAM)36と、A/Dコンバータを
含む入力ポート回路38と、出力ポート回路40と、不
揮発性メモリであるEEPROM42とを有し、これら
は双方向性のバス44により互いに接続されている。入
力ポート回路38にはフォトインタラプタ20〜22夫
々の出力信号SS1,SS2,SS3が供給される。
【0013】図7はCPU32が実行する回転量検出処
理の一実施例のフローチャートを示す。この処理は所定
時間毎に繰り返し実行される。ここで、信号SS1,S
S2,SS3の3ビットを10進表示でcaseXとして表
わすと、図4のSTEP0はcase0,STEP1はcase
4,STEP2はcase6,STEP3はcase7,STE
P4はcase3,STEP5はcase1に夫々対応する。
【0014】図5のステップS10では3ビットの信号
SS1〜SS3を回転ステップの番号に変換する。つま
りcase0ならばステップ番号SS−nowに0をセット
し、case4ならばステップ番号SS−nowに1をセッ
トし、case6ならばステップ番号SS−nowに2をセ
ットし、case7ならばステップ番号SS−nowに3を
セットし、case3ならばステップ番号SS−nowに4
をセットし、case1ならばステップ番号SS−nowに
5をセットする。
【0015】次に、ステップS20では今回のステップ
番号SS−nowから前回のステップ番号SS−old
を減算して差CNTを求める。次にステップS30でC
NTが5ならばCNTに1をセットし、CNTが−5な
らばCNTに−1をセットし、CNTが4ならばCNT
に+2をセットし、CNTが−4ならばCNTに−2を
セットする。これは図4の回転ステップSTEP0とS
TEP5とは連続しており、STEP0とSTEP5間
を通る変化を連続する回転ステップ数に変換するための
操作である。
【0016】次にステップS35でCNTが0か否かを
判別し、CNT=0の場合はステップS130に進む。
ここでCNT≠0の場合はステップS40に進みCNT
が1か否かを判別する。CNT=1の場合はステップS
50に進み、回転ステップのステップ番号が1だけ増加
したので正転と判定して回転量を1LSBだけ増加させ
る。ここで、1LSBとは周期θの1/6である。
【0017】ステップS40でCNT≠1の場合はステ
ップS60に進みCNTが−1か否かを判別する。CN
T=−1の場合はステップS70に進み、回転ステップ
のステップ番号が1だけ減少したので逆転と判定して回
転量を1LSBだけ減少させる。ステップS60でCN
T≠−1の場合はステップS80に進みCNTが2か否
かを判別する。CNT=2の場合はステップS90に進
み、回転ステップのステップ番号が2だけ増加したので
正転で1回転ステップを読み飛ばしたと判定して回転量
を2LSBだけ増加させる。
【0018】ステップS80でCNT≠2の場合はステ
ップS100に進みCNTが−2か否かを判別する。C
NT=−2の場合はステップS110に進み、回転ステ
ップのステップ番号が2だけ減少したので逆転で1回転
ステップを読み飛ばしたと判定して回転量を2LSBだ
け減少させる。ステップS100でCNT≠−2の場
合、つまりCNT=3の場合は2回転ステップを読み飛
ばしが発生して正転か逆転かが判別できないため、ステ
ップS120に進み、誤検出と判定する。勿論、このス
テップS120で警報を発しても良い。
【0019】上記のステップS50,S70,S90,
S110,S120のいずれかを実行するとステップS
130に進み、今回のステップ番号SS−nowを前回
のステップ番号SS−oldにセットして処理を終了す
る。上記のステップS40〜S70が算出手段M4に対
応し、ステップS80〜S110が補正手段M5に対応
する。
【0020】このように3つのセンサを用いることによ
り、3つのセンサの出力パターンは6パターンとなり、
そのうちの1パターンが読み飛ばされても変位方向を推
定でき、変位量を補正できるので、読み飛ばしによる変
位量の悪化を防止して、正確な変位量を検出できる。
【0021】更に、フォトインタラプタ20〜22の離
間間隔は従来に比べて大きくなるため、隣接するフォト
インタラプタの出力する光による干渉を完全に防止でき
る。また、従来4ステップ(STEP0〜STEP3)
であった回転ステップ数が、6ステップ(STEP0〜
STEP5)となったため、同一の舵角センサディスク
10を使用しても1ステップ当りの分解能が2/3まで
向上する。
【0022】なお、上記実施例ではフォトインタラプタ
20〜22はθ・5/6間隔で設けているが、これはθ
・4/6又はθ・7/6又はθ・8/6のいずれであっ
ても良い。なお、上記実施例では変位量として回転量を
用いたが、図1に示す如くスリット12を設けた部材が
左右に移動する移動量を検出するものであっても良く、
上記実施例に限定されない。
【0023】
【発明の効果】上述の如く、本発明は、変位を行う変位
部材に変位方向に沿って等間隔で設けられた検出用パタ
ーンと、上記検出用パターンの周期の(1±n/6)倍
(但し、nは1乃至5)の間隔で等間隔に離間して設け
られ上記検出用パターンを検出する第1〜第3のセンサ
と、上記第1〜第3のセンサの出力パターンが上記変位
方向に応じて予め決められた順に変化したとき変位量を
算出する算出手段と、上記第1〜第3のセンサの出力パ
ターンが1パターン読み飛ばされたとき上記算出手段の
算出する変化量を補正する補正手段とを有する。
【0024】このように3つのセンサを用いることによ
り、3つのセンサの出力パターンは6パターンとなり、
そのうちの1パターンが読み飛ばされても変位方向を推
定でき、変位量を補正できるので、正確な変位量を検出
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】舵角センサディスクの平面図である。
【図3】本発明装置の概略構造図である。
【図4】検出信号波形を示す図である。
【図5】検出信号と回転ステップとの関係を示す図であ
る。
【図6】本発明装置のブロック図である。
【図7】回転検出装置のフローチャートである。
【図8】従来装置を説明するための図である。
【符号の説明】
10 舵角センサディスク 12 スリット 20〜22 フォトインタラプタ 30 ECU 32 CPU 34 ROM 36 RAM 38 入力ポート回路 40 出力ポート回路 42 EEPROM 44 バス M0 検出用パターン M1 第1のセンサ M2 第2のセンサ M3 第3のセンサ M4 算出手段 M5 補正手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変位を行う変位部材に変位方向に沿って
    等間隔で設けられた検出用パターンと、 上記検出用パターンの周期の(1±n/6)倍(但し、
    nは1乃至5)の間隔で等間隔に離間して設けられ上記
    検出用パターンを検出する第1〜第3のセンサと、 上記第1〜第3のセンサの出力パターンが上記変位方向
    に応じて予め決められた順に変化したとき変位量を算出
    する算出手段と、 上記第1〜第3のセンサの出力パターンが1パターン読
    み飛ばされたとき上記算出手段の算出する変化量を補正
    する補正手段とを有することを特徴とする変位量検出装
    置。
JP8063530A 1996-03-19 1996-03-19 変位量検出装置 Pending JPH09257462A (ja)

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JP8063530A JPH09257462A (ja) 1996-03-19 1996-03-19 変位量検出装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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