(57)【要約】【課題】経時、温度変化に影響されることなく、検出手段の所定の出力信号を得ることが可能な舵角センサを提供する。【解決手段】検出手段６の出力基準信号を揮発性メモリ８または不揮発性メモリ９に記憶させ、経時および温度変化がによる出力信号値の基準変化がある場合にその出力信号値を更新させる舵角センサである。【選択図】　図１
2004053444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯を備えた第１の回転体と、この第１の回転体の歯に係合される歯車、およびこの歯車に設けた磁石とを備えた第２の回転体と、この第２の回転体の回転角度を検出する検出手段と、前記磁石の回転により発信されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号から算出される各々の基準信号値を記憶する機能を備えた不揮発性メモリと、電源投入時毎にこの不揮発性メモリに記憶された前記基準信号値を呼び出して記憶する機能を備えた揮発性メモリとを有し、前記電源投入時毎にこの揮発性メモリに記憶した前記基準信号値に対応するｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を創出し、このｓｉｎ信号とｃｏｓ信号によりｔａｎ信号を算出し、このｔａｎ信号により前記第１の回転体の回転角度を検出することを特徴とする舵角センサ。
【請求項２】
自動車の走行中における温度変化で発生するｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値の変化に対して、この変化後のｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値を算出し、揮発性メモリに記憶されている各々の基準信号を更新する請求項１記載の舵角センサ。
【請求項３】
自動車の時間経過、または使用環境による温度変化で発生するｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値の変化に対して、この変化後のｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値を算出し、不揮発性メモリに記憶されている各々の基準信号値を更新する請求項１記載の舵角センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体制御システムなどに用いられる舵角センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ハンドルなどのように１回転以上に有限で回転する回転体の回転角度を検出する舵角センサとしては、特表平１１−５００８２８号公報等に記載されたものが知られている。以下、従来の舵角センサの構成について説明する。図７（ａ）は従来の回転角度検出装置の平面図、図７（ｂ）は斜視図、図８はこの舵角センサにおける出力信号を示した特性図である。
【０００３】
図７（ａ），（ｂ）において、軸３１の外周に歯車３２が設置され、この歯車３２に接するように歯車３３，３４が設置されている。さらに歯車３３，３４にはそれぞれ磁石３５，３６が取り付けられている。この構成において、軸３１が回転することにより歯車３２，３３，３４がそれぞれ回転し、この回転に伴い磁石３５，３６が回転するため、磁界方向も回転する。そしてこの磁界方向の回転角に対してｓｉｎ信号４１およびｃｏｓ信号４２を検出手段によって出力し、この出力した信号によって軸３１の回転角度を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成において、温度等の変化により、舵角センサにおける検出手段の特性も変化するため、図８に示すように、例えば温度が２５℃から８５℃に変化した場合、ｓｉｎ信号４１が４３に、ｃｏｓ信号４２が４４にそれぞれ変化する。これに伴い基準信号値４５が４６に変化し、このため検出手段から出力される信号値も変化する。また、この装置では、この変化した信号値を補正することができないので、軸３１の回転角度を正しく検出することができなくなり、その結果自動車のハンドルの回転を、車体に正確に伝達することができなくなるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は上記の課題を解決するものであり、センサ単体で検出手段の所定の出力信号を得ることができ、自動車のハンドルの回転角度を常時正しく検出することができる舵角センサを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そして、この目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、特に、歯を備えた第１の回転体と、この第１の回転体の歯に係合される歯車、およびこの歯車に設けた磁石とを備えた第２の回転体と、この第２の回転体の回転角度を検出する検出手段と、前記磁石の回転により発信されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号から算出される各々の基準信号値を記憶する機能を備えた不揮発性メモリと、電源投入時毎にこの不揮発性メモリに記憶された前記基準信号値を呼び出して記憶する機能を備えた揮発性メモリとを有し、前記電源投入時毎にこの揮発性メモリに記憶した前記基準信号値に対応するｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を創出し、この創出したｓｉｎ信号とｃｏｓ信号によりｔａｎ信号を算出し、このｔａｎ信号により前記第１の回転体の回転角度を検出することを特徴とする舵角センサであり、この構成により、自動車の電源投入時毎における検出手段から出力される信号値の変化の影響を抑えることができ、自動車のハンドルの回転角度を正しく検出することが可能になるという効果を有する。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、自動車の走行中における温度変化で発生するｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値の変化に対して、この変化後のｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値を算出し、揮発性メモリに記憶されている各々の基準信号値を更新する請求項１記載の舵角センサであり、この構成により、短時間の温度変化による検出手段から出力される信号値の変化の影響を抑えることができ、自動車のハンドルの回転角度を正しく検出することが可能になるという効果を有する。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、自動車の時間経過、または使用環境による温度変化で発生するｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値の変化に対して、この変化後のｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の基準信号値を算出し、不揮発性メモリに記憶されている各々の基準信号値を更新する請求項１記載の舵角センサであり、この構成により、長時間の温度変化による検出手段から出力される信号値の変化の影響を抑えることができ、自動車のハンドルの回転角度を、正しく検出することが可能になるという効果を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態を用いて、図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態１における舵角センサを示す構成図を図１に、図１における第２の回転体と磁気検出手段の斜視図を図２に示す。
【００１０】
図１において、自動車のハンドルの軸の外周に接し、固定されるように第１の回転体１が配置され、この第１の回転体１の外周にある歯２と、第２の回転体３の外周にある歯４が係合する構成になっている。よって、自動車のハンドルが回転すると第１の回転体１が回転し、さらに第２の回転体３も回転する。このときの第１の回転体１の歯の歯数をａ、第２の回転体３の歯の歯数をｂとすると、第２の回転体３は第１の回転体１に対してａ／ｂ倍の速さで回転する。すなわち、第１の回転体１が１回転すると第２の回転体３はａ／ｂ回転する。例えば、歯数比ａ：ｂを３：１とすると、第１の回転体１が１回転した場合、第２の回転体３は３回転する。すなわち第１の回転体１が６０ｄｅｇ回転すると、第２の回転体３は１８０ｄｅｇ回転する。
【００１１】
さらに、この第２の回転体３には磁石５が組み込まれており、この磁石５の上方もしくは下方に異方性磁気検出素子を含む検出手段６が配置されている。検出手段６からは増幅器を介して演算手段（例えば、マイクロコンピュータ）７が接続されており、さらに演算手段７には揮発性メモリ（例えば、ＲＡＭ）８が内蔵されている。また、演算手段７からは不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）９が接続されている。
【００１２】
次に、第２の回転体３に固定されている磁石５の回転を検出する検出手段６からの絶対角度算出方法について説明する。検出手段から出力される信号値を示す特性図をそれぞれ図３〜５に、検出手段から出力される信号値と角度換算値を示す特性図を図６に示す。図１の装置において、第２の回転体３の回転に伴い磁石５も回転するので、この磁石５の回転とともに磁界方向も回転し、この磁界方向を検出手段６で検出する。検出手段６からは前記磁界方向の回転角に対してｓｉｎ信号２１とｃｏｓ信号２２を出力する。これらの出力信号値は演算手段７に入力されるが、図３に示すように、通常時は、ｓｉｎ信号２１とｃｏｓ信号２２の（最大値＋最小値）／２で算出される基準信号値２４，２５が等しいので、ｓｉｎ信号２１とｃｏｓ信号２２の除算によりｔａｎ信号２３を算出することができ、このｔａｎ信号２３により絶対回転角度が精度良く検出される。
【００１３】
しかし図４に示すように、検出手段６の特性変化等でｓｉｎ信号２１の基準信号値２４とｃｏｓ信号２２の基準信号値２５とが等しくなくなり、これらの間に差が発生した場合、この差を補正せずにｔａｎ信号２３を算出しようとすると絶対回転角度を正確に検出することができない。そこで基準信号値２４，２５の変化時に、通信ラインを通してこれらの基準信号値２４，２５を算出するモードにするコードを演算手段７に送信し、第２の回転体３を１回転以上回転させることによりｓｉｎ信号２１およびｃｏｓ信号２２の最大値、最小値を検出し、さらにそれぞれの（最大値＋最小値）／２で算出した値を各々の基準信号値２４，２５として不揮発性メモリ９に記憶し、その後通信ラインを通して、この基準信号値２４，２５のずれ量を算出するモードから通常モードにするコードを演算手段７に送信する。そして自動車の電源投入時毎に不揮発性メモリ９に記憶されている基準信号値２４，２５を呼び出し、これらを演算手段７に内蔵される揮発性メモリ８に記憶し、これらの基準信号値２４，２５に対応するｓｉｎ信号２１、ｃｏｓ信号２２に補正してからｔａｎ信号２３を算出することによって、第１の回転体１の絶対回転角度を検出する。
【００１４】
一方、時間の経過や温度変化によって、基準信号値２４，２５は変化していく。図５に示すように、例えば温度が２５℃から８５℃に変化したとき、ｓｉｎ信号２１は２６、ｃｏｓ信号２２は２７に変化し、これに伴い基準信号値はそれぞれ２８，２９に変化する。このため不揮発性メモリ９に記憶されている基準信号値２４，２５を書き換える必要がある。これらを書き換えるため、第２の回転体３を１回転以上回転させることにより、この回転により発信されるｓｉｎ信号２１、ｃｏｓ信号２２の各々の最大値、最小値を確定する。例えば図６に示すように、ｓｉｎ信号２１およびｃｏｓ信号２２の変化に対応して変動する角度変換値３０の、第１の範囲でｓｉｎ信号２１の最大値取得、第２の範囲でｃｏｓ信号２２の最小値取得、第３の範囲でｓｉｎ信号２１の最小値取得、第４の範囲でｃｏｓ信号２２の最大値取得を行う。これらによってｓｉｎ信号２１、ｃｏｓ信号２２の最大値、最小値を確定し、ここから（最大値＋最小値）／２を求めることにより補正後の各々の基準信号値２４ａ，２５ａを算出し、不揮発性メモリ９に記憶されている基準信号値をそれぞれ書き換える。
【００１５】
ここで、自動車の走行等の短時間の温度変化の場合、この温度変化後の基準信号値２４ａ，２５ａを算出後、揮発性メモリ８に記憶されている基準信号値２４，２５を、それぞれ２４ａ，２５ａに更新するように書き換え、この書き換えられた基準信号値２４ａ，２５ａに対応するｓｉｎ信号２１、ｃｏｓ信号２２に補正してからｔａｎ信号２３を算出することによって、第１の回転体１の回転角度を検出する。
【００１６】
一方、自動車の経時および使用環境等による長時間の温度変化の場合、この温度変化後の基準信号値２４ａ，２５ａを算出後、不揮発性メモリ９に記憶されている基準信号値２４，２５を、それぞれ２４ａ，２５ａに更新するように書き換え、この書き換えられた基準信号値２４ａ，２５ａに対応するｓｉｎ信号２１、ｃｏｓ信号２２に補正してからｔａｎ信号２３を算出することによって、第１の回転体１の回転角度を検出する。
【００１７】
以上のように、本実施の形態によれば、時間の経過または温度変化等により変化した基準信号値を現在の設定値に更新することにより、第１の回転体１の回転角度を検出することができるので、検出手段から出力される信号値の変化の影響を抑えることができ、自動車のハンドルの回転角度を正しく検出することができるようになった。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、経時および温度変化による影響を受けることなく、回転体の絶対回転角度を精度良く検出することができる舵角センサを実現でき、その結果自動車のハンドルの回転を正確に車体に伝達することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における舵角センサの構成図
【図２】同実施の形態における第２の回転体と検出手段の拡大斜視図
【図３】同実施の形態における第２の回転体の回転角と検出手段の出力信号を示す特性図
【図４】同実施の形態における第２の回転体の回転角と検出手段の出力信号を示す特性図
【図５】同実施の形態における第２の回転体の回転角と検出手段の出力信号を示す特性図
【図６】同実施の形態における第２の回転体の回転角と検出手段の出力信号と角度換算値を示す特性図
【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来の例を示す平面図、斜視図
【図８】従来の例を示す特性図
【符号の説明】
１　第１の回転体
２　第１の回転体の歯
３　第２の回転体
４　第２の回転体の歯
５　磁石
６　検出手段
７　演算手段
８　揮発性メモリ
９　不揮発性メモリ
【図１】
2004053444.tif 000003
【図２】
2004053444.tif 000004
【図３】
2004053444.tif 000005
【図４】
2004053444.tif 000006
【図５】
2004053444.tif 000007
【図６】
2004053444.tif 000008
【図７】
2004053444.tif 000009
【図８】
2004053444.tif 000010