(57)【要約】【課題】本発明は回転角度検出装置に関し、演算手段の回路規模を変えることなく、回転体の回転角度の検出精度が高い回転角度検出装置を得ることを目的とする。【解決手段】演算手段３は、回転体１の回転角度を検出する角度検出手段２の検出信号ａにより、回転体１の回転方向と回転角度を算出して記憶する回転角度演算部５と、回転体１の回転速度を演算する回転速度演算部６と、これら回転角度演算部５と、回転速度演算部６とに接続された回転角度補正部７とから形成されて、これら角度検出手段２と演算手段３から回転角度検出装置１１は構成されている。【選択図】図１
2005274193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由速度で左右に回転する回転体と、この回転体の回転角度を検出する角度検出手段と、この角度検出手段の検出信号で前記回転角度を演算する演算手段からなり、前記演算手段は、一定時間毎の２点間の前記検出信号から、前記回転体の回転方向と回転速度を算出して、現在の回転角度を予測して演算する回転角度検出装置。
【請求項２】
演算手段を、外部からの起動信号により起動する請求項１記載の回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のハンドル操作に応じて回転するステアリングなどの回転角度検出に用いられる回転角度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車には電子制御化が進む中、ステアリングの回転角度に応じて、ブレーキの制動やヘッドライトの照射方向を制御するなどの車体制御に用いる回転角度検出装置が搭載されている。
【０００３】
このような従来の回転角度検出装置について、図３〜図４を用いて説明する。
【０００４】
図３は従来の回転角度検出装置の構成ブロック図、図４は同動作説明図であり、同図において、１はハンドル（図示せず）に連結されたステアリング９を挿通して一体に係合し、ステアリング９の回転と共に左右に回転する回転体である。
【０００５】
そして、５２は回転体１に対向して配置され、この回転体１の回転角度を磁石と磁気検出素子（図示せず）との組合わせなどで検出する角度検出手段で、角度検出手段５２は、回転体１の回転角度を電気信号に変換して連続する検出信号ａを出力している。
【０００６】
また、５３は角度検出手段５２に接続されたマイクロコンピュータ（以後、マイコンと記載する）からなる演算手段で、演算手段５３は、角度検出手段５２の検出信号ａで回転体１の回転角度を演算する。
【０００７】
ここで演算手段５３は、検出信号ａから回転体１の回転角度を演算し記憶する演算記憶部５４と、この演算記憶部５４の回転角度の演算による角度変化を出力制御する制御部５５から形成されている。
【０００８】
このように角度検出手段５２と、演算手段５３とから回転角度検出装置５１は構成されている。
【０００９】
以上の構成において、ハンドル操作によるステアリング９の回転に伴って回転体１が回転すると、角度検出手段５２は連続する検出信号ａを出力する。
【００１０】
そして、演算手段５３は、一定時間毎の２点間の角度変化を車体本体の中央装置（図示せず）に出力することで、中央装置は、この角度変化や走行速度などに応じてブレーキの制動などを行うものである。
【００１１】
例えば、図４において、走行中にハンドル操作がなされていない場合には、演算手段５３は、一定時間毎の２点間の時間ｔ１，ｔ２の検出信号ａ１，ａ２から回転体１の回転角度をそれぞれ演算する。
【００１２】
そして、いずれの回転角度ａ１，ａ２も略ａ１＝ａ２であることから、その角度変化０度を車体本体の中央装置に出力することで、中央装置は、車体走行が直線走行で有ると認識し、ブレーキの制動を行うかを判断する。
【００１３】
次に、例えば、右方向にハンドル操作がされた場合には、図４に示すように、時間ｔ２から矢印に示す回転方向（時計方向）で検出信号ａが変化する。
【００１４】
そして、時間ｔ２で記憶された回転角度ａ２と、一定時間後の時間ｔ３の検出信号ａ３で演算された回転角度ａ３から、演算手段５３は、今回の回転角度ａ３と一つ前の回転角度ａ２の差を演算する。
【００１５】
ここで、回転角度の差はａ３−ａ２＝Δａであり、その角度変化Δａ度を車体本体の中央装置に出力することで、中央装置は、角度変化の値が正であることから車体走行が右旋回走行で有ると認識し、この角度変化や走行速度などに応じてブレーキの制動などを行う。
【００１６】
この時の、時間ｔ３における検出信号ａ３の入力から中央装置に出力するまでの演算手段５３の処理時間は、演算手段５３の処理速度などにより決まる一定の時間Δｔを必要とする。
【００１７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平６−３１７４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら上記従来の回転角度検出装置５１においては、図４に示すように、回転体１が回転動作を続けている状態では、演算手段５３の処理時間Δｔ後には、回転体１の現在角度はｂの位置である。
【００１９】
つまり、処理時間Δｔ後の角度変化（現在の角度変化のこと）はΔａではなく、このΔａに処理時間Δｔの角度変化分Δｂを加えたものであり、角度誤差Δｂを生じることになる。
【００２０】
この角度誤差Δｂは、現在の車体制御に要求される範囲であり問題はないが、今後、より高精度な車体制御が要求される場合においては課題となる。
【００２１】
この課題解決のために、角度誤差Δｂを小さくするには、一例として演算手段５３の処理速度を向上して処理時間Δｔを小さくするなどの方法があるが、演算手段５３の回路規模が大きくなるため高価格になるという課題があった。
【００２２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、演算手段の回路規模を変えることなく、回転体の検出精度が高い回転角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために本発明の回転角度検出装置は、以下の構成を有するものである。
【００２４】
本発明の請求項１に記載の発明は、演算手段は、一定時間毎の２点間の検出信号から、回転体の回転方向と回転速度を算出することによって、現在の回転角度を予測できるものであり、演算手段の回路規模を変えることなく、検出精度が高い回転角度検出装置を得ることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、演算手段を、外部からの起動信号により起動するものであり、起動信号により演算手段が起動されるため、省電力化を図ることができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によれば、回転体の検出精度が高い回転角度検出装置を得ることができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転角度検出装置の構成ブロック図、図２は同動作説明図であり、同図において、１はハンドル（図示せず）に連結されたステアリング９を挿通して一体に係合し、ステアリング９の回転と共に左右に回転する回転体である。
【００２９】
そして、２は回転体１に対向して配置され、この回転体１の回転角度を磁石と磁気検出素子（図示せず）との組合わせなどで検出する角度検出手段で、角度検出手段２は、回転体１の回転角度を電気信号に変換して連続する検出信号ａを出力している。
【００３０】
また、３は角度検出手段に接続されたマイコンからなる演算手段で、演算手段３は、角度検出手段２の検出信号ａで回転体１の回転角度を演算する。
【００３１】
ここで演算手段３は、検出信号ａから回転体１の回転方向と回転角度を算出して記憶する回転角度演算部５と、回転体１の回転速度を演算する回転速度演算部６と、これら回転角度演算部５と、回転速度演算部６とに接続された回転角度補正部７とから形成されている。
【００３２】
このように角度検出手段２と、演算手段３とから回転角度検出装置１１は構成されている。
【００３３】
以上の構成において、ハンドル操作によるステアリング９の回転に伴って回転体１が回転すると、角度検出手段２は連続する検出信号ａを出力して、演算手段３が検出信号ａの角度変化を車体本体の中央装置に出力することで、中央装置は、この角度変化や走行速度などに応じてブレーキの制動などを行うことは従来の技術に同じである。
【００３４】
従来の技術と異なるのは、演算手段３が、一定時間ｔ０毎の２点間の検出信号ａから、回転体１の回転方向と回転速度を算出して、これら回転方向と回転速度により現在の回転角度を予測することである。
【００３５】
例えば、図２において、走行中にハンドル操作がなされていない場合には、演算手段３は、一定時間毎の２点間の時間ｔ１，ｔ２の検出信号ａ１，ａ２から次のように動作する。
【００３６】
まず、回転角度演算部５は、一定時間毎の２点間の時間ｔ１，ｔ２の検出信号ａ１，ａ２から、それぞれの時間における回転角度ａ１，ａ２を算出すると共に、回転方向を算出する。
【００３７】
この場合の回転方向θ２は、いずれの回転角度ａ１，ａ２も略ａ１＝ａ２であることから、回転角度の差はａ２−ａ１＝０であり、その角度変化の値が０であることから回転方向θ２＝０である（つまり、回転していない）。
【００３８】
また、回転速度演算部６は、一定時間ｔ０間に動いた回転角度の差からａ２−ａ１／ｔ０＝ｓ２＝０と演算して、その回転速度ｓ２＝０を記憶する。
【００３９】
さらに、回転角度補正部７は、これら回転角度演算部５と、回転速度演算部６との演算結果から、時間ｔ１における検出信号ａ１の入力から中央装置に出力するまでの処理時間Δｔ後の回転角度変化を予測する。
【００４０】
この場合の予測回転角度変化Δｂ２は、［式１］により行うもので、［式１］からΔｂ２＝０、つまり、処理時間Δｔ後の回転角度は変化しないと予測する。なお、［式１］において、ｎは自然数である。
【００４１】
［式１］  Δｂｎ＝Δａｎ＋Δｔ×ｓｎ
そして、これら、今回の回転角度ａ２、回転方向θ２、回転速度ｓ２、予測回転角度変化Δｂ２を演算手段３に記憶すると共に、少なくとも、予測回転角度変化Δｂ２を車体本体の中央装置に出力することで、中央装置は、回転体１が回転していない、つまり、車体走行が直線走行で有る、と認識してブレーキの制動などを行うかどうかを判断する。
【００４２】
次に、例えば、右方向にハンドル操作がされて、図２に示すように時間ｔ２から矢印に示す回転方向（時計方向）に検出信号ａが変化した場合には、演算手段３は、次の一定時間ｔ０の時間ｔ２，ｔ３の検出信号ａ２，ａ３から次のように動作する。
【００４３】
ここで、今後の説明は、時間ｔ２，ｔ３をそれぞれ２０ミリ秒、３０ミリ秒とし、この間の検出信号ａ２，ａ３の回転角度ａ２，ａ３をそれぞれ２０度、３０度、処理時間Δｔを０．５ミリ秒とした場合について記載する。
【００４４】
まず、回転角度演算部５は、演算手段３に記憶された前回の回転角度ａ２＝２０度とした場合、（回転方向θ２＝０、回転速度ｓ２＝０、予測回転角度変化Δｂ２＝０度）、今回の時間ｔ３の検出信号ａ３から回転角度ａ３＝３０度を算出すると共に、回転方向を算出する｛今回の算出には（）の値は用いない｝。
【００４５】
この場合の回転方向θ３は、記憶された前回の回転角度ａ２＝２０度と、今回演算された回転角度ａ３＝３０度から
ａ３−ａ２＝３０−２０＝１０度＝Δａと算出して、その角度変化の値が正であることから右に回転していると認識する。
【００４６】
また、回転速度演算部６は、一定時間ｔ０＝１０ミリ秒間に動いた回転角度の差から
ａ３−ａ２／ｔ０＝３０−２０／１０＝１度／ミリ秒＝ｓ３と演算して、その回転速度ｓ３を１度／ミリ秒と認識する。
【００４７】
さらに、回転角度補正部７は、これら回転角度演算部５と、回転速度演算部６との演算結果から、時間ｔ２における検出信号ａ２の入力から中央装置に出力するまでの処理時間Δｔ＝０．５ミリ秒後の回転角度変化を上記［式１］により予測する。
【００４８】
この場合の予測回転角度変化Δｂ３は、［式１］から
Δｂ３＝Δａ＋Δｔ×ｓ３＝１０度＋０．５ミリ秒×１度／ミリ秒＝１０．５度となって、回転角度補正部７は、予測回転角度変化Δｂ３＝１０．５度などを車体本体の中央装置に出力する。
【００４９】
このことで、中央装置は、角度変化の値が正であることから車体走行が右旋回走行で有ると認識すると共に、この右旋回時の現在の予測回転角度変化や走行速度などに応じてブレーキの制動などを行う。
【００５０】
このように、中央装置によるブレーキの制動が、車体走行の右旋回か左旋回かを認識して行われるようにできるため、より安全な車体制御が可能にできる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、一定時間ｔ０毎の２点間の時間ｔ１，ｔ２などとして説明したが、演算手段３を、図１に示すように、車体本体の中央装置などの外部からの起動信号８により起動するとしても実施は可能である。
【００５２】
例えば、外部からの起動信号８により時間ｔ１，ｔ２などを、起動信号８による起動時間ｔｇ１，ｔｇ２とすることでも実施は可能である。
【００５３】
また、時間ｔ０は、一定時間毎でなくても、不定期な時間でも実施は可能である。
【００５４】
さらに、本実施の形態では回転体１の回転方向を、右上がりの方向を時計方向として説明したが、右上がりの方向を反時計方向に回転しているとしても同様に実施は可能である。
【００５５】
このように本実施の形態によれば、演算手段３は、回転体１の回転方向、回転角度、回転速度および自身の処理時間とから現在の回転角度を予測して予測回転角度変化を演算できるため、演算手段３の回路規模を変えることなく、回転体の検出精度が高い回転角度検出装置を得ることができる。
【００５６】
また、演算手段３は、外部からの起動信号により起動されるため、省電力化を図ることができる。
【００５７】
つまり、演算手段３を、起動信号８が入力されるまでは起動していない状態、つまり待機状態にでき、その間は電力を消費することが無いために省電力化が図れるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明による回転角度検出装置は、現在の回転角度を予測できるため検出精度の向上が図れ自動車のハンドル操作に応じて回転するステアリングなどの回転角度検出に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態による回転角度検出装置の構成ブロック図
【図２】同動作説明図
【図３】従来の回転角度検出装置の構成ブロック図
【図４】同動作説明図
【符号の説明】
【００６０】
１  回転体
２  角度検出手段
３  マイコン（演算手段）
５  回転角度演算部
６  回転速度演算部
７  回転角度補正部
８  起動信号
【図１】
2005274193.tif 000003
【図２】
2005274193.tif 000004
【図３】
2005274193.tif 000005
【図４】
2005274193.tif 000006