专利名称：旋转角度检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测车辆的转向操控角度等的旋转角度检测装置。
背景技术：
作为旋转角度检测装置，有例如与车辆的方向盘连动而可将前照灯的照射方向朝左右可变地控制等用于自动控制的转向操控角度检测装置。此种操控角度的检测是朝左右分别旋转转向盘数次，因而被要求可测定超过转向轴的360°的旋转角度。
作为此种操控角度检测装置，本案申请人在日本特愿2000-009822号公报，提出一种在与转向轴连动而旋转的旋转构件附设检测其周期性角度位置的磁阻(MR)传感器，CPU(中央处理器)使用存储在非易失性数据存储部的基准位置来运算处理来自MR传感器的数据，能算出包括转向是第几次的绝对操控角度的装置。在该装置中，在点火开关断开时，由于未使用操控角度数据，因此利用间歇运转可进行角度位置的追踪，而且可以抑制进行运算的耗电。
在上述装置中，虽有关于点火开关断开时的耗电，以间歇运转，可有效地抑制耗电，但在无法进行电池充电的状态持续时，仍担心使电池的残留电力相当地降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种改进的旋转角度检测装置，在检测数据不使用的暂停时，可显著地降低耗电。
所以，本发明是一种旋转角度检测装置，其特征为具备连动于测定对象旋转体而旋转的旋转构件，及附设在该旋转构件，检测其周期性角度位置的角度传感器，及存储上述角度传感器的基准位置的非易失性数据存储部，及运算处理来自上述基准位置与角度传感器的检测输出，求出上述旋转构件的周期数，算出测定对象旋转体的绝对旋转角度作为检测数据，而且从外部接受暂停信号，连续地读取来自上述角度检测器的检测数据并实行运算处理的通常动作模式，切换成停止运算处理的停止模式的运算控制装置，及在停止模式中，检测上述旋转构件旋转成了预定角度位置的旋转检测装置；上述运算控制装置是存储着切换成上述停止模式时的上述旋转构件的角度位置与上述周期数，通过来自上述旋转检测装置的输出信号，解除上述停止模式，以从切换成上述停止模式直到解除的上述旋转构件的角度位置变化，求出上述旋转构件的周期数的修正值，并进行修正。
当接受暂停信号时，则运算控制装置被切换成停止运算处理的模式，因此在暂停中可抑制耗电。在停止模式中，旋转构件被旋转成预定角度位置时，暂时地解除停止模式，并通过旋转构件的角度位置变化，判断旋转构件是否超过基准位置，若超过时，会进行周期数的修正，因此在暂停期间也不会错失周期数。
在本发明中，上述旋转检测装置是将上述角度传感器的输出信号作为比较器的。
作为旋转检测装置通过使用比较器，在比较器的输出状态下可简单地判断旋转构件是否被旋转成预定角度位置。
在本发明中，上述比较器的输出设定有磁滞现象。
通过对比较器的输出设定磁滞(hysteresis)现象，则使比较器安定而可检测旋转构件被旋转。
本发明在上述停止模式中，供给上述角度传感器的电源电压被设定得较低。
在停止模式中，通过将供给角度传感器的电源电压设定得较低，可更减低耗电。
第1图是表示实施例的角度传感器部的布置图。
第2图是表示电子控制单元的构成的图式。
第3图是表示从动齿轮的角度位置与比较器的输出关系的图式。
具体实施例方式
以下，利用实施例说明将本发明适用于车辆的操控角度检测的实施形态。
图1是表示实施例的角度传感器部的布置图。图1(a)是从转向轴的轴向观看的图；(b)是从其侧方观看的图。
驱动齿轮2被固定在作为测定对象旋转体的转向轴1，成为与转向轴1一体地旋转的状态。在驱动齿轮2啮合有齿数相同的从动齿轮3(3a、3b)，从动齿轮3a、3b仅以相同角度互相地旋转。在从动齿轮3a、3b的背面分别固定有磁铁7a、7b。
在从各动齿轮3a、3b的下方，与磁铁7相对向，MR(磁阻)传感器6a、6b被安装在车体侧的固定构件上。MR传感器6a、6b具有90°的相位差，并利用磁场变化检测与磁铁7一体的从动齿轮3的旋转。即，MR传感器6a、6b检测在从动齿轮3的1/2旋转(1周期)内的角度位置，并根据从动齿轮3的旋转输出周期性的角度位置。
图2是表示输入MR传感器的输出的电子控制单元(ECU)10的构成的图。
电子控制单元10具备CPU12与电源部11；MR传感器6a、6b的输出信号分别通过放大器8a，8b被放大而被输出至CPU12。在放大器8a的输出进一步与比较器4连接。比较器4的输出信号输出到CPU12。在CPU12连接有闪存器13。
电源部11直接与车辆装载的电池(BATT)连接，将电池电压变压成MR传感器动作用的预定电压后，供给MR传感器6a、6b。在电源部11与MR传感器6a、6b之间，设有由CPU12控制的开关部5a、5b。
CPU12还经由通信装置14与车辆侧的控制装置相连接，同时形成为输入点火开关(IGN SW)的导通、断开信号。
CPU12依据通过放大器8a、8b放大的MR传感器6a、6b的输出信号进行预定的运算处理，求出转向轴1的操控角度，并经由通信装置14输出至控制装置。
闪存器13与通信装置14经由电源部11、开关部5b被供电，放大器8a、8b及比较器4由电源部11直接供电。
以下，说明上述构成的动作。
MR传感器6a、6b如上述，从根据动齿轮3的旋转而输出周期性角度位置，并将驱动齿轮2的齿数设为m，将从动齿轮3的齿数设为n，将从动齿轮3的旋转角度设为β，尤其是，从动齿轮3在第S周期，并将周期内的角度位置设为γ时，则转向轴1的操控角度α用下式(1)表示。
α＝(n/m)×β＝(n/m)×(γ-γ0+S×180°) (1)式中，γ0是绝对操控角度的基准位置，相当于直进位置。
操控角度α与周期内的角度位置γ之关系如图3的(c)所示。
由MR传感器6a、6b通过放大器8a、8b被放大的信号V01、V02，对应从动齿轮3的旋转，如图3(a)所示地，偏离90°位置以输出至CPU12。信号V01、V02如下所示。
V01＝V0×sin2γV02＝V0×cos2γ式中，V0是振幅电压。
CPU12依据来自各放大器8a、8b的信号电压V01、V02，用如下的表达式来运算角度位置γ。
γ＝tan-1(V01/V02)
而且，通过角度位置γ与追踪γ所得到的周期数S，依据上述式(1)来运算操控角度α。
而且，绝对操控角的基准位置γ0，在对从动齿轮3设置MR传感器6a、6b时，将车辆作为直进状态，而将此时的γ作为γ0，将此时的周期数作为S＝0，经由通信装置14从外部被初期设定，并分别被存储在闪存13中。
上述的运算通过CPU12进行，周期数S的变化通过追踪上述角度位置γ所得到。
为了追踪角度位置γ，在运转以外也使电子控制单元10间歇动作，这使得车辆装载的电池在未充电的时间过久时，成为为了储存而消耗电池的电力，因而在本实施例，电子控制单元10相对点火开关导通时的通常动作模式，点火开关断开的期间成为停止模式。
在停止模式，CPU12停止操控角度的运算处理，同时控制开关部5b，以停止供电至MR传感器6b及通信装置14、非易失性内存13。而且，控制开关部5a以降低MR传感器6a的输出电压。由此在停止模式，例如设定成通常动作模式的五分之一。
如此，利用电源的断路或电压的降低，在停止模式中，使电子控制单元10的耗电大幅度地减低。
另一方面，在电子控制单元10的通常动作模式中，CPU12监视电源部11的输出。而且，利用起动引擎时的摇动等，使得电压降低在预定值以上时，从通常动作模式切换至低耗电的停止模式，来减少耗电。
若恢复电源部11的输出电压，则再回到通常动作模式。
从通常进行模式切换成停止模式时，CPU12在接受点火开关断开信号的时刻，将所运算的从动齿轮3的角度位置γ与其周期数S存储在闪存13，存储比较器4的输出状态。而且，在比较器4的输出状态有变化时，设定成能插入暂时解除停止模式。
在停止模式中，通过操作转向盘使从动齿轮3旋转，当从MR传感器6a通过放大器8a放大的输出V01超过比较器4的基准电压Vref时，比较器4的输出状态发生变化。CPU12检测其变化，暂时地解除停止模式，控制成将通常动作模式时的电压输出至开关部5a，且将电压输出至开关部5b。
CPU12依据放大器8a、8b的输出电压，来运算从动齿轮3的角度位置γ。
依据该角度位置γ，判断是否进行超过从动齿轮3在周期的转变点的基准位置(0°)的操控，并在进行超过基准位置的操控时，根据从动齿轮3的旋转方向来修正周期数S。
以下依据第3图说明周期数S的修正。
在此，通过供给MR传感器6a的电源电压与通常动作模式相同电压，且MR传感器6a的输出电压与通常动作模式相同的状态进行说明，但实际的输出电压与基准电压Vref1、Vref2均是它的五分之一。而且，比较器4的输出状态变化的位置是不变。
在比较器4设定两个基准电压，该两个基准电压是通过反馈输出所得到。亦即，输出为高电平时，成为Vref1的基准电压，而在低电平时，成为Vref2的基准电压。如此地通过在输出设置磁滞，使MR传感器6a的输出电压在基准电压附近停止操控时，也可通过横切相当于基准电压的位置的操控振动，使比较器4重复地运转，频繁地发生插入暂时地解除停止模式，以防止重复地进行用于修正周期数S的运算，较低地抑制耗电成为可能。
图3(b)表示在停止模式中转向盘被操作，并从动齿轮3旋转时的比较器4的输出状态的变化。
在比较器的输出状态变化时，CPU12解除停止模式来运算从动齿轮3的角度位置γ，比较切换成停止模式时的角度位置，判断是否进行从动齿轮3超过基准位置的操控，在超过时，修正所存储的从动齿轮3的周期数S。
解除停止模式，到可检测角度位置为止的时间延迟较短，因而在该期间可将从动齿轮3的角度位置变化假定相等于1周期的E1的范围内。另一方面，相同地，也可假定在E2范围内。
以下，说明从动齿轮3的旋转变化的各情形。
(1)在切换成停止模式时，从动齿轮3的角度位置γ在周期数S的比较器4的输出为高电平(H)的C领域时，当解除停止模式时角度位置γ在0°～135°的范围内时，从动齿轮3朝正方向旋转，此时从动齿轮3的旋转不会超过基准位置0°(180°)，因而在周期数S没有变化。因此未进行周期数S的修正。
另一方面，当角度位置γ在135°～180°的范围内时，成为从动齿轮3朝负方向超过基准位置0°(180°)旋转，因而从周期数S减去1进行修正。
(2)在切换成停止模式时，从动齿轮3的角度位置γ为比较器4的输出是H，但在S-1的B领域时，当解除停止模式时的角度位置γ在135°～180°的范围内时，成为从动齿轮3朝负方向未超过基准位置来旋转，因而未修正周期数S-1。
另一方面，当解除停止模式时的角度位置γ在0°～135°的范围内时，朝正方向超过基准位置进行旋转，因而在周期数S-1加上1进行修正。
(3)在切换成停止模式时，从动齿轮3的角度位置γ在周期数S的比较器4的输出为低电平(L)的F领域时，当解除停止模式时的角度位置γ在45°～180°的范围内时，成为从动齿轮3朝负方向未超过基准位置0°(180°)来旋转，因而在周期数S没有变化。
另一方面，当角度位置γ在0～45°的范围内时，从动齿轮3朝正方向超过基准位置来旋转，因而在存储的周期数S加上1进行修正。
(4)在切换成停止模式时，角度位置γ在比较器4的输出为L，但是在S+1的G领域时，当解除停止模式时的角度位置γ在0～45°的范围内时，成为从动齿轮3朝负方向未超过基准位置来旋转，因而未修正周期数S+1。
另一方面，当解除停止模式时的角度位置γ在45°～180°的范围内时，成为朝负方向超过基准位置进行旋转，因而从周期数S+1减去1进行修正。
如上所述，CPU12通过在切换成停止模式时所存储的角度位置与比较器4的输出，判断切换成停止模式时的区域。另外，通过比较在解除停止模式时所检测的角度位置，判断在停止模式时是否进行超过基准位置的操控，并在超过基准位置的操控时，修正周期数。经修正的周期数再被存储在闪存中。由此，点火开关导通并在复原成通常动作模式时，不会产生误差。
本实施例如上所述地所构成，当点火开关断开时，切换成停止运算处理等的停止模式，而且通过停止模式，在进行超过基准位置的操控时，修正所存储的周期数S，因而可抑制点火开关断开时的耗电，而且在暂停期间，也可以通过操控不会错失周期数S，而在点火开关导通时，不会产生检测误差地可检测绝对操控角度。
发明效果如上所述，当运算控制装置从外部接受暂停信号时，通过读取来自上述角度传感器的检测数据，从进行运算处理的通常动作模式切换成停止运算处理的停止模式，而且，当旋转检测装置检测到旋转构件旋转了预定角度位置时，暂时地解除停止模式，并根据从自动切换成停止模式时到解除时的旋转构件的角度位置变化，求出旋转构件的周期数的修正值来进行修正，因而在暂停期间，也不会错失周期数。由此，在暂停被解除时，可立即地运算绝对旋转角度。
而且，在停止模式中，只要旋转构件未旋转至预定角度位置，为周期数而不必解除停止模式来进行运算处理，可得到显著地抑制耗电的效果。
使用比较器作为旋转检测装置时，可简单地判断在比较器的输出状态下旋转构件是否旋转至预定角度位置。
而且，若在比较器的输出设定磁滞，则可以使比较器安定而可检测旋转构件被旋转。
而且，在停止模式，通过将供给角度传感器的电源电压设定成较低，与演算控制装置停止运算处理一起，可更减低耗电。
权利要求
1.一种旋转角度检测装置，其特征为具备旋转构件，其与测定对象旋转体连动来旋转；角度传感器，其附设在该旋转构件上，并检测该旋转构件的周期性角度位置；非易失性数据存储部，其存储上述角度传感器的基准位置；运算控制装置，其运算处理来自上述基准位置与角度传感器的检测数据，以求出上述旋转构件的周期数，并算出测定对象旋转体的绝对旋转角度来作为检测输出，而且，从外部接受暂停信号，通过连续地读取来自上述角度检测器的检测数据来实行运算处理的通常动作模式，切换成停止运算处理的停止模式；及旋转检测装置，其在停止模式中，检测上述旋转构件旋转了预定角度位置；上述运算控制装置存储着切换成上述停止模式时的上述旋转构件的角度位置与上述周期数，并通过来自上述旋转检测装置的输出信号，暂时地解除上述停止模式，根据从切换成上述停止模式直到解除为止的上述旋转构件的角度位置变化，求出上述旋转构件的周期数的修正值，并进行修正。
2.如权利要求1所述的旋转角度检测装置，其特征在于上述旋转检测装置是将上述角度传感器的输出信号作为输入的比较器。
3.如权利要求2所述的旋转角度检测装置，其特征在于对上述比较器的输出设定了磁滞。
4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转角度检测装置，其特征在于在上述停止模式中，供给上述角度传感器的电源电压被较低地设定。
全文摘要
提供一种减低耗电的转向操控角度检测装置。附设在与转向轴连动进行旋转的旋转构件上，使检测周期性角度位置的磁阻传感器(6a、6b)与CPU(12)连接，CPU运算处理来自磁阻传感器的数据，算出包括第几次旋转(周期数)的绝对操控角度。当点火开关断开时，CPU(12)将周期数与旋转构件的角度γ存储在闪存(13)中，并切换成停止运算处理的停止模式。在停止模式中，当进行磁阻传感器(6a)的输出电压超过基准电压Vref的操控时，通过变更比较器(4)的输出状态，CPU暂时地解除停止模式，利用切换成停止模式时的角度位置和解除时的角度，来运算周期数的修正值并进行修正。
文档编号G01D5/12GK1432789SQ0216046
公开日2003年7月30日 申请日期2002年12月30日 优先权日2001年12月28日
发明者古贺修, 宇野浩二, 河村泰治 申请人:耐劳赐部品株式会社