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JP5400583B2 - Rotation angle detection device and rotation angle detection method - Google Patents

Rotation angle detection device and rotation angle detection method Download PDF

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JP5400583B2 JP2009264596A JP2009264596A JP5400583B2 JP 5400583 B2 JP5400583 B2 JP 5400583B2 JP 2009264596 A JP2009264596 A JP 2009264596A JP 2009264596 A JP2009264596 A JP 2009264596A JP 5400583 B2 JP5400583 B2 JP 5400583B2
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Description

本発明は、回転角度検出装置および回転角度検出方法に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device and a rotation angle detection method.

従来より、360度を越えて回転可能な回転体の回転角度を検出する装置が提案されている。
例えば、特許文献1には、以下のように構成された回転角度検出装置が記載されている。すなわち、回転可能な回転体は、n個の歯が形成された歯車を有している。この歯車は、m個の歯を有している歯車とm+1個の歯を有している2つの歯車に係合されている。これら2つの歯車の角度ψとθは2つの周期的な角度センサを用いて測定される。この測定は接触式か又は非接触式に行われる。そして、これらの角度センサはそれぞれ電子評価回路に接続されており、この評価回路は、回転体の回転角度φの検出に必要な計算を行う。このように構成された回転角度検出装置において、いわゆる絶対値センサである2つの角度センサは、回転角度検出装置のスイッチオン直後に、スイッチオン時の2つの歯車の回転角度ψとθを供給する。これらの角度値、回転体の歯車の角度マークないし歯の数、および2つの歯車の角度マークないし歯の数により、回転体の角度φを検出する。
Conventionally, an apparatus for detecting the rotation angle of a rotating body that can rotate over 360 degrees has been proposed.
For example, Patent Document 1 describes a rotation angle detection device configured as follows. That is, the rotatable rotating body has a gear having n teeth. This gear is engaged with a gear having m teeth and two gears having m + 1 teeth. The angles ψ and θ of these two gears are measured using two periodic angle sensors. This measurement is performed in a contact or non-contact manner. Each of these angle sensors is connected to an electronic evaluation circuit, and this evaluation circuit performs a calculation necessary for detecting the rotation angle φ of the rotating body. In the rotation angle detection device configured as described above, the two angle sensors, which are so-called absolute value sensors, supply the rotation angles ψ and θ of the two gears at the time of switch-on immediately after the rotation angle detection device is switched on. . The angle φ of the rotating body is detected from these angle values, the angle marks or the number of teeth of the gears of the rotating body, and the angle marks or the number of teeth of the two gears.

特許第3792718号公報Japanese Patent No. 3792718

360度を越えて回転可能な回転体に取り付けられた歯車と噛み合う2つの従動歯車それぞれの回転角度を2つのセンサにて検出し、これら2つのセンサの検出結果に基づいて回転体の回転角度を演算する装置において、2つのセンサとして、測定した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を予め定められた周期で出力するセンサを用いることが考えられる。そして、2つのセンサそれぞれが各々独立して、回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号として出力する場合、回転体の回転角度を演算する際に用いる2つの従動歯車の回転角度の検出タイミングに最大でパルス幅変調信号の周期分のズレが生じる。このズレは回転体の停止時には影響ないが、回転している状態では回転体の回転角度の検出誤差の要因となり、回転体の回転角度が速いほど、パルス幅変調信号の周波数が低いほど、この誤差が大きくなる傾向にある。それゆえ、回転体の回転角度をより精度高く検出するには、かかる点を考慮して、回転体の回転角度を演算することが望ましい。   The rotation angle of each of the two driven gears that mesh with the gear attached to the rotating body that can rotate over 360 degrees is detected by two sensors, and the rotation angle of the rotating body is determined based on the detection results of these two sensors. In the device for calculation, it is conceivable to use a sensor that outputs a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the measured rotation angle at a predetermined cycle as the two sensors. When each of the two sensors detects the rotation angle independently and outputs the detection result as a pulse width modulation signal, the rotation angle of the two driven gears used when calculating the rotation angle of the rotating body is calculated. A maximum deviation of the period of the pulse width modulation signal occurs in the detection timing. This deviation does not affect when the rotating body is stopped, but in the rotating state, it causes a detection error of the rotational angle of the rotating body. The faster the rotational angle of the rotating body, the lower the frequency of the pulse width modulation signal, The error tends to increase. Therefore, in order to detect the rotation angle of the rotating body with higher accuracy, it is desirable to calculate the rotation angle of the rotating body in consideration of such points.

かかる目的のもと、本発明は、回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、前記回転体の回転に連動して回転する第1の従動体および第2の従動体と、前記第1の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第1の検出手段と、前記第2の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第2の検出手段と、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段により入力された検出結果に基づいて前記回転体の回転角度を予め定められた周期で演算する回転角度演算手段と、を備え、前記回転体は歯車を有し、前記第1の従動体は第1の従動歯車を有し、前記第2の従動体は前記第1の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第2の従動歯車を有し、前記第1の従動体および前記第2の従動体は、前記第1の従動歯車および前記第2の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転し、前記回転角度演算手段は、前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第1の検出手段の検出タイミングと前記第2の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算する位相差演算手段と、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段が前記第1の従動体あるいは前記第2の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第1の検出手段および当該第2の検出手段の検出結果に基づいて演算する検出角度演算手段と、前記位相差演算手段が演算した前記位相差に基づいて、前記検出角度演算手段が演算した前記第1の従動体および前記第2の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段が補正した前記一方の従動体の回転角度と前記検出角度演算手段が演算した他方の従動体の回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出装置である。 For this purpose, the present invention is a rotation angle detection device for detecting the rotation angle of a rotating body, the first driven body and the second driven body rotating in conjunction with the rotation of the rotating body, First detection means for detecting the rotation angle of the first follower at a predetermined period; and second detection means for detecting the rotation angle of the second follower at a predetermined period; Rotation angle calculating means for calculating the rotation angle of the rotating body at a predetermined cycle based on the detection results input by the first detecting means and the second detecting means, the rotating body comprising: The first driven body includes a first driven gear, and the second driven body includes a second driven gear having a number of teeth different from the number of teeth of the first driven gear. And the first driven body and the second driven body include the first driven gear and Serial second driven gear is rotated in conjunction with rotation of the rotary member by a rotational force is applied by the gear, the rotation angle calculation means, each for calculating a rotation angle of the rotating body, wherein A phase difference calculation means for calculating a phase difference between a detection timing of the first detection means and a detection timing of the second detection means; and the first detection means and the second detection means are the first follower. A detection angle calculation means for calculating a detection rotation angle, which is a rotation angle at the time when the rotation angle of the body or the second follower is detected, based on the detection results of the first detection means and the second detection means; Based on the phase difference calculated by the phase difference calculating means, the rotation angle of one of the first driven body and the second driven body calculated by the detection angle calculating means is corrected. Correction means, The rotation angle of the rotating body is calculated based on the rotation angle of the one driven body corrected by the correcting means and the rotation angle of the other driven body calculated by the detection angle calculating means. This is a rotation angle detection device.

ここで、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することが好適である。
また、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間を認識する認識手段をさらに備え、前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記認識手段が認識した前記第1の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第2の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することが好適である。
Here, the first detection means and the second detection means output a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the detected rotation angle at the predetermined period, and the rotation angle calculation means It is preferable that the phase difference calculation means calculates the phase difference based on a pulse width modulation signal input from the first detection means and the second detection means.
The phase difference calculating unit of the rotation angle calculating unit further includes a recognizing unit for recognizing a time when an edge of the pulse width modulation signal output from the first detecting unit and the second detecting unit is input. The time when the edge of the pulse width modulation signal output from the first detection means recognized by the recognition means and the edge of the pulse width modulation signal output from the second detection means are input. It is preferable to calculate the phase difference based on a difference from time.

また、前記補正手段は、前記検出角度演算手段が演算した、今回の演算時点における前記検出回転角度と前回の演算時点における当該検出回転角度との回転角度差と、前記位相差演算手段が演算した前記位相差とに基づいて前記一方の従動体の回転角度を補正することが好適である。   The correction means calculates the rotation angle difference between the detected rotation angle at the current calculation time and the detected rotation angle at the previous calculation time calculated by the detected angle calculation means, and the phase difference calculation means calculates It is preferable to correct the rotation angle of the one follower based on the phase difference.

また、他の観点から捉えると、本発明は、回転体の回転に連動して回転する第1の従動体および第2の従動体と、前記第1の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第1の検出手段と、前記第2の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第2の検出手段と、を備え、前記回転体は歯車を有し、前記第1の従動体は第1の従動歯車を有し、前記第2の従動体は前記第1の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第2の従動歯車を有し、前記第1の従動体および前記第2の従動体は、前記第1の従動歯車および前記第2の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転する回転角度検出装置における前記回転体の回転角度検出方法であって、前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第1の検出手段の検出タイミングと前記第2の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算し、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段が前記第1の従動体あるいは前記第2の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第1の検出手段および当該第2の検出手段の検出結果に基づいて演算し、演算した前記位相差に基づいて、前記第1の従動体および前記第2の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正し、補正した前記一方の従動体の回転角度と他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法である。 From another point of view, according to the present invention, the first driven body and the second driven body that rotate in conjunction with the rotation of the rotating body, and the rotation angle of the first driven body are predetermined. First detecting means for detecting at a cycle, and second detecting means for detecting a rotation angle of the second follower at a predetermined cycle , wherein the rotating body has a gear, The first driven body has a first driven gear, the second driven body has a second driven gear having a number of teeth different from the number of teeth of the first driven gear, and the first driven gear The driven body and the second driven body have a rotational angle detection in which the first driven gear and the second driven gear rotate in conjunction with the rotation of the rotating body when a rotational force is applied by the gear. A method of detecting a rotation angle of the rotating body in an apparatus, each time a rotation angle of the rotating body is calculated The phase difference between the detection timing of the first detection means and the detection timing of the second detection means is calculated, and the first detection means and the second detection means are the first follower or the second detection means. A detection rotation angle that is a rotation angle at the time when the rotation angle of the second follower is detected is calculated based on the detection results of the first detection means and the second detection means, and based on the calculated phase difference The rotation angle of one of the first driven body and the second driven body is corrected, and the corrected rotation angle of the one driven body and the detected rotation angle of the other driven body are corrected. The rotation angle detection method is characterized in that a rotation angle of the rotating body is calculated based on the rotation angle.

ここで、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することが好適である。
また、前記第1の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第2の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することが好適である。
Here, the first detection means and the second detection means output a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the detected rotation angle at the predetermined period, and the first detection means It is preferable to calculate the phase difference based on the pulse width modulation signal input from the second detection means.
The difference between the time when the edge of the pulse width modulation signal output from the first detection means is input and the time when the edge of the pulse width modulation signal output from the second detection means is input It is preferable to calculate the phase difference.

本発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、回転体の回転角度をより精度高く検出することができる。   According to the present invention, the rotation angle of the rotating body can be detected with higher accuracy than when the present invention is not employed.

本実施の形態に係る回転角度検出装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the rotation angle detection apparatus which concerns on this Embodiment. 回転体の回転角度と、第1の従動ギア、第2の従動ギアの回転角度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle of a rotary body, and the rotation angle of a 1st driven gear and a 2nd driven gear. 第1の従動ギアおよび第2の従動ギアの回転角度と、パルス幅変調信号のデューティ比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle of a 1st driven gear and a 2nd driven gear, and the duty ratio of a pulse width modulation signal. 第1の従動ギアおよび第2の従動ギアの回転角度と、第1の回転角度センサおよび第2の回転角度センサが出力するパルス幅変調信号との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle of a 1st driven gear and a 2nd driven gear, and the pulse width modulation signal which a 1st rotation angle sensor and a 2nd rotation angle sensor output. 第1の回転角度センサおよび第2の回転角度センサの検出および検出結果を出力するタイミングがずれる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the timing which outputs the detection of a 1st rotation angle sensor and a 2nd rotation angle sensor, and a detection result shifts | deviates. ECUが行う回転体の回転角度演算処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the rotation angle calculation process of the rotary body which ECU performs.

以下、添付図面を参照して、本実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る回転角度検出装置1の概略構成図である。
回転角度検出装置1は、例えば自動車などの乗り物の本体フレームに回転可能に支持される回転体100の回転角度を検出する装置である。
回転体100は、例えばステアリングホイールが連結される回転軸であり、本体フレームに固定される部材であるハウジング(不図示)に固定されたボールベアリングなどの軸受を介してハウジングに回転可能に支持されている。
Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a rotation angle detection device 1 according to the present embodiment.
The rotation angle detection device 1 is a device that detects the rotation angle of a rotating body 100 that is rotatably supported by a body frame of a vehicle such as an automobile.
The rotating body 100 is a rotating shaft to which, for example, a steering wheel is connected, and is rotatably supported by the housing via a bearing such as a ball bearing fixed to a housing (not shown) that is a member fixed to the main body frame. ing.

この回転角度検出装置1にて、回転体100の回転角度を検出することにより、回転体100に連結されたステアリングホイールの回転角度の検出、ひいてはステアリングホイールが搭載された乗り物の進行方向の把握が可能となる。そして、回転角度検出装置1の検出結果は、進路案内を行う装置、ステアリングの角度に応じてサスペンションの硬さを変える装置等の各種の制御装置において使用される。   By detecting the rotation angle of the rotating body 100 by the rotation angle detecting device 1, it is possible to detect the rotation angle of the steering wheel connected to the rotating body 100, and thus to grasp the traveling direction of the vehicle on which the steering wheel is mounted. It becomes possible. The detection result of the rotation angle detection device 1 is used in various control devices such as a device that performs route guidance and a device that changes the hardness of the suspension according to the steering angle.

以下に、回転角度検出装置1について詳述する。
回転角度検出装置1は、回転体100に取り付けられた歯車の一例としてのギア101と、ギア101と噛み合う第1の従動歯車の一例としての第1の従動ギア111と、ギア101と噛み合う第2の従動歯車の一例としての第2の従動ギア121とを有する。第1の従動ギア111は、例えば、ハウジングに回転可能に支持された第1の回転軸110に取り付けられることでハウジングに対して回転可能となっている。第2の従動ギア121も、例えば、ハウジングに回転可能に支持された第2の回転軸120に取り付けられることでハウジングに対して回転可能となっている。これら第1の従動ギア111と第1の回転軸110とで第1の従動体の一例を構成し、第2の従動ギア121と第2の回転軸120とで第2の従動体の一例を構成する。
Below, the rotation angle detection apparatus 1 is explained in full detail.
The rotation angle detection device 1 includes a gear 101 that is an example of a gear attached to the rotating body 100, a first driven gear 111 that is an example of a first driven gear that meshes with the gear 101, and a second that meshes with the gear 101. And a second driven gear 121 as an example of the driven gear. For example, the first driven gear 111 is rotatable with respect to the housing by being attached to the first rotation shaft 110 that is rotatably supported by the housing. The second driven gear 121 is also rotatable with respect to the housing, for example, by being attached to the second rotating shaft 120 that is rotatably supported by the housing. The first driven gear 111 and the first rotating shaft 110 constitute an example of a first driven body, and the second driven gear 121 and the second rotating shaft 120 constitute an example of a second driven body. Configure.

図2は、回転体100の回転角度と、第1の従動ギア111,第2の従動ギア121の回転角度との関係を示す図である。
ギア101の歯数はn個、第1の従動ギア111の歯数はm個、第2の従動ギア121の歯数は(m+1)個である。そして、ギア101の歯数と第1の従動ギア111の歯数との関係、ギア101の歯数と第2の従動ギア121の歯数との関係を考慮すると共に、第1の従動ギア111の歯数がm個、第2の従動ギア121の歯数が(m+1)個である点を考慮すると、図2に示すような、回転体100の回転角度と、第1の従動ギア111,第2の従動ギア121の回転角度との関係を示す図を得ることができる。なお、nは81、mは21であることを例示することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the rotation angle of the rotating body 100 and the rotation angles of the first driven gear 111 and the second driven gear 121.
The number of teeth of the gear 101 is n, the number of teeth of the first driven gear 111 is m, and the number of teeth of the second driven gear 121 is (m + 1). Then, the relationship between the number of teeth of the gear 101 and the number of teeth of the first driven gear 111 and the relationship between the number of teeth of the gear 101 and the number of teeth of the second driven gear 121 are taken into account, and the first driven gear 111 is taken into consideration. 2 and the number of teeth of the second driven gear 121 is (m + 1), the rotation angle of the rotating body 100 and the first driven gear 111, as shown in FIG. The figure which shows the relationship with the rotation angle of the 2nd driven gear 121 can be obtained. It can be exemplified that n is 81 and m is 21.

また、回転角度検出装置1は、第1の従動ギア111の回転角度を検出する第1の検出手段の一例としての第1の回転角度センサ112を有している。第1の回転角度センサ112は、第1の従動ギア111の回転半径方向の外側に配置されており、第1の従動ギア111の歯又は第1の回転軸110の周方向に複数形成された角度マークに基づいて第1の従動ギア111の回転角度を検出する。
同様に、回転角度検出装置1は、第2の従動ギア121の回転角度を検出する第2の検出手段の一例としての第2の回転角度センサ122を有している。第2の回転角度センサ122は、第2の従動ギア121の回転半径方向の外側に配置されており、第2の従動ギア121の歯又は第2の回転軸120の周方向に複数形成された角度マークに基づいて第2の従動ギア121の回転角度を検出する。
そして、回転角度検出装置1は、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122からの出力値に基づいて、言い換えれば第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122により入力された検出結果に基づいて回転体100の回転角度を演算する回転角度演算手段の一例としての電子制御ユニット(以下、単に「ECU」と称す。)150(図1参照)を有している。
Further, the rotation angle detection device 1 includes a first rotation angle sensor 112 as an example of first detection means for detecting the rotation angle of the first driven gear 111. The first rotation angle sensor 112 is arranged outside the first driven gear 111 in the radial direction of rotation, and a plurality of first rotation angle sensors 112 are formed in the teeth of the first driven gear 111 or in the circumferential direction of the first rotary shaft 110. Based on the angle mark, the rotation angle of the first driven gear 111 is detected.
Similarly, the rotation angle detection device 1 has a second rotation angle sensor 122 as an example of second detection means for detecting the rotation angle of the second driven gear 121. The second rotation angle sensor 122 is disposed outside the second driven gear 121 in the rotation radial direction, and a plurality of second rotation angle sensors 122 are formed in the circumferential direction of the second driven gear 121 or the second rotation shaft 120. Based on the angle mark, the rotation angle of the second driven gear 121 is detected.
Then, the rotation angle detection device 1 is based on the output values from the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122, in other words, by the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122. An electronic control unit (hereinafter simply referred to as “ECU”) 150 (see FIG. 1) as an example of a rotation angle calculation means for calculating the rotation angle of the rotating body 100 based on the input detection result is provided. .

第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122は、それぞれ、検出した第1の従動ギア111または第2の従動ギア121の回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号PWMを予め定められた周期で出力する。
図3は、第1の従動ギア111および第2の従動ギア121の回転角度と、パルス幅変調信号PWMのデューティ比との関係を示す図である。
図3に示すように、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122は、それぞれ、第1の従動ギア111または第2の従動ギア121の回転角度0度〜360度を、デューティ比5%〜95%のパルス幅変調信号PWMに変換して出力する。
The first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 respectively generate a pulse width modulation signal PWM having a duty ratio corresponding to the detected rotation angle of the first driven gear 111 or the second driven gear 121. Output at a predetermined cycle.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rotation angles of the first driven gear 111 and the second driven gear 121 and the duty ratio of the pulse width modulation signal PWM.
As shown in FIG. 3, the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 respectively set the rotation angles 0 to 360 degrees of the first driven gear 111 or the second driven gear 121 as duty cycles. It is converted into a pulse width modulation signal PWM having a ratio of 5% to 95% and output.

図4は、第1の従動ギア111および第2の従動ギア121の回転角度と、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122が出力するパルス幅変調信号PWMとの関係を示す図である。
図4に示すように、第1の回転角度センサ112は、第1の従動ギア111の回転角度に応じたPWM信号ON(High)時間PWMA_ONを有するパルス幅変調信号PWMAを、予め定められた周期PWMA_Tにて出力し、第2の回転角度センサ122は、第2の従動ギア121の回転角度に応じたPWM信号ON(High)時間PWMB_ONを有するパルス幅変調信号PWMBを、予め定められた周期PWMB_Tにて出力する。
FIG. 4 shows the relationship between the rotation angle of the first driven gear 111 and the second driven gear 121 and the pulse width modulation signal PWM output from the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122. FIG.
As shown in FIG. 4, the first rotation angle sensor 112 generates a pulse width modulation signal PWMA having a PWM signal ON (High) time PWMA_ON corresponding to the rotation angle of the first driven gear 111 at a predetermined cycle. The second rotation angle sensor 122 outputs a pulse width modulation signal PWMB having a PWM signal ON (High) time PWMB_ON corresponding to the rotation angle of the second driven gear 121, with a predetermined period PWMB_T. To output.

ECU150は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMなどからなる算術論理演算回路である。ECU150には、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122が接続されており、ECU150を介して第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122に電力が供給される。また、ECU150は、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122から出力されたパルス幅変調信号PWMAおよびPWMBを入力し、パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBの周期と、パルス幅変調信号PWMAとパルス幅変調信号PWMBとの位相差と、パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBのON(High)パルスの時間とを認識する。   The ECU 150 is an arithmetic logic circuit including a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like. The ECU 150 is connected to the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122, and power is supplied to the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 via the ECU 150. . ECU 150 also receives pulse width modulation signals PWMA and PWMB output from first rotation angle sensor 112 and second rotation angle sensor 122, and the period of pulse width modulation signals PWMA and PWMB and the pulse width modulation signal. The phase difference between the PWMA and the pulse width modulation signal PWMB and the time of the ON (High) pulse of the pulse width modulation signals PWMA and PWMB are recognized.

より具体的には、ECU150は、パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBの周期と、パルス幅変調信号PWMAとパルス幅変調信号PWMBとの位相差とを測定するためのタイマカウンタと、パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBそれぞれのON(High)パルスの時間を測定するための2つのタイマカウンタとの合計3つのタイマカウンタを備えている。
パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBの周期および位相差を測定するためのタイマカウンタは、フリーランカウンタ設定とし、パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBの立ち下がりエッジ時のカウンタの値をキャプチャ・レジスタに取り込む。また、バッファ機能を使用し、パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBの今回(n回目)のカウンタ値TA(n)およびTB(n)と、前回(n−1回目)のカウンタ値TA(n−1)およびTB(n−1)とを記憶できる構成とする。
パルス幅変調信号PWMAおよびPWMBそれぞれのON(High)パルスの時間を測定するための各タイマカウンタは、パルス幅変調信号PWMAあるいはPWMBの立ち上がりエッジ時にスタート、立ち下がりエッジ時にストップし、その間のカウンタの値をキャプチャ・レジスタに取り込みカウンタをクリアする。
More specifically, ECU 150 includes a timer counter for measuring the period of pulse width modulation signals PWMA and PWMB, the phase difference between pulse width modulation signal PWMA and pulse width modulation signal PWMB, and pulse width modulation signal PWMA. And a total of three timer counters including two timer counters for measuring the time of ON (High) pulse of each PWMB.
The timer counter for measuring the periods and phase differences of the pulse width modulation signals PWMA and PWMB is set to a free-run counter, and captures the value of the counter at the falling edge of the pulse width modulation signals PWMA and PWMB into the capture register. Also, using the buffer function, the current (n-th) counter values TA (n) and TB (n) of the pulse width modulation signals PWMA and PWMB, and the previous (n-1th) counter value TA (n−1) ) And TB (n-1) can be stored.
Each timer counter for measuring the time of the ON (High) pulse of each of the pulse width modulation signals PWMA and PWMB starts at the rising edge of the pulse width modulation signal PWMA or PWMB, stops at the falling edge, Captures the value into the capture register and clears the counter.

そして、ECU150は、予め定められた周期T(図4参照)で、キャプチャ・レジスタに取り込んだ、最新のパルス幅変調信号PWMAおよびPWMBのONパルスの時間を読み込み、この時間に基づいて回転体100の回転角度φを演算する演算処理を行う。図4には、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122が回転角度を検出する周期(PWMA_TおよびPWMB_T)およびタイミングと、ECU150が行う回転体100の回転角度φを演算する処理のタイミングおよび周期を示している。   Then, ECU 150 reads the latest pulse width modulation signals PWMA and PWMB ON pulse times taken into the capture register at a predetermined period T (see FIG. 4), and based on this time, rotator 100 An arithmetic processing for calculating the rotation angle φ of the. FIG. 4 shows a process for calculating the rotation angle φ of the rotating body 100 performed by the ECU 150 and the period (PWMA_T and PWMB_T) and timing at which the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 detect the rotation angle. The timing and cycle are shown.

ここで、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122は、各々独立して、つまり非同期で第1の従動ギア111あるいは第2の従動ギア121の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号PWMAあるいはPWMBとして出力する。それゆえ、第1の回転角度センサ112と第2の回転角度センサ122とが予め定められた同一の周期で検出および検出結果を出力するように意図されたとしても、これら両センサの個体差により、両センサの周期が異なる場合がある。かかる場合、ECU150の起動時、つまり第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122の起動時に、これらのセンサの検出および検出結果を出力するタイミングが同一であったとしても、両センサの周期の差異により、検出および検出結果を出力するタイミングがずれるおそれがある。図5は、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122の検出および検出結果を出力するタイミングがずれる様子を示す図である。また、図4には、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122によるn回目の検出タイミングに、位相差(ズレ)ΔTABが生じている場合を示している。   Here, the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 detect the rotation angle of the first driven gear 111 or the second driven gear 121 independently, that is, asynchronously, and detect the rotation angle. The result is output as a pulse width modulation signal PWMA or PWMB. Therefore, even if the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 are intended to output the detection and the detection result at the same predetermined cycle, the individual difference between these two sensors. The periods of both sensors may be different. In such a case, even when the ECU 150 is started, that is, when the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 are started, even if the detection timing of these sensors and the output timing of the detection result are the same, both sensors There is a possibility that the timing of detection and the output of the detection result may be shifted due to the difference in period. FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the detection of the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 and the timing of outputting the detection result are shifted. FIG. 4 shows a case where a phase difference (deviation) ΔTAB occurs at the n-th detection timing by the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122.

そして、第1の回転角度センサ112と第2の回転角度センサ122とが、第1の従動ギア111あるいは第2の従動ギア121の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号PWMAあるいはPWMBとして出力するタイミングに、図4に示した位相差(ズレ)ΔTABが生じている場合、回転体100の回転角度φを演算する演算処理を行うときに、最新のパルス幅変調信号PWMAおよびPWMBのONパルスの時間を読み込み、演算処理を行ったとしても、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122にて検出したタイミングが異なることから、回転体100の回転角度φに誤差が生じるおそれがある。特に、回転体100が回転しているときには、検出誤差の要因となり、回転体100の回転角度が速いほど、およびパルス幅変調信号PWMAおよびPWMBの周波数が低いほど、この誤差が大きくなる傾向にある。そこで、本実施の形態に係るECU150においては、かかる点をも考慮して以下のように回転体100の回転角度を演算する。   Then, the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 detect the rotation angle of the first driven gear 111 or the second driven gear 121, and the detection result is represented by the pulse width modulation signal PWMA or When the phase difference (TAB) ΔTAB shown in FIG. 4 occurs at the timing of output as PWMB, the latest pulse width modulation signals PWMA and PWMB are used when performing arithmetic processing for calculating the rotation angle φ of the rotating body 100. Even if the time of the ON pulse is read and the calculation process is performed, the timing detected by the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 is different, so that there is an error in the rotation angle φ of the rotating body 100. May occur. In particular, when the rotator 100 is rotating, it becomes a cause of detection error, and this error tends to increase as the rotation angle of the rotator 100 increases and the frequency of the pulse width modulation signals PWMA and PWMB decreases. . Therefore, ECU 150 according to the present embodiment calculates the rotation angle of rotating body 100 as follows in consideration of this point.

以下、フローチャートを用いて、ECU150が行う回転体100の回転角度演算処理について説明する。
図6は、ECU150が行う回転体100の回転角度演算処理の手順を示すフローチャートである。ECU150は、上述した周期Tにてこの回転角度演算処理を行う。
ECU150は、先ず、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122の検出周期PWMA_TおよびPWMB_Tを算出する(ステップ601)。
第1の回転角度センサ112の検出周期PWMA_Tを算出する処理は、RAMに記憶している、今回(n回目)のフローにおけるパルス幅変調信号PWMAの立ち下がりエッジ時のカウンタ値TA(n)から、前回(n−1回目)のフローにおけるパルス幅変調信号PWMAの立ち下がりエッジ時のカウンタ値TA(n−1)を減算する処理である(PWMA_T=TA(n)−TA(n−1))。
また、第2の回転角度センサ122の検出周期PWMB_Tを算出する処理は、今回(n回目)のフローにおけるパルス幅変調信号PWMBの立ち下がりエッジ時のカウンタ値TB(n)から、前回(n−1回目)のフローにおけるパルス幅変調信号PWMBの立ち下がりエッジ時のカウンタ値TB(n−1)を減算する処理である(PWMB_T=TB(n)−TB(n−1))。
Hereinafter, the rotation angle calculation process of the rotating body 100 performed by the ECU 150 will be described using a flowchart.
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the rotation angle calculation process of the rotating body 100 performed by the ECU 150. The ECU 150 performs this rotation angle calculation process in the cycle T described above.
First, ECU 150 calculates detection periods PWMA_T and PWMB_T of first rotation angle sensor 112 and second rotation angle sensor 122 (step 601).
The process of calculating the detection period PWMA_T of the first rotation angle sensor 112 is based on the counter value TA (n) at the falling edge of the pulse width modulation signal PWMA in the current (nth) flow stored in the RAM. This is a process of subtracting the counter value TA (n−1) at the falling edge of the pulse width modulation signal PWMA in the previous (n−1) th flow (PWMA_T = TA (n) −TA (n−1). ).
In addition, the process of calculating the detection cycle PWMB_T of the second rotation angle sensor 122 starts from the counter value TB (n) at the falling edge of the pulse width modulation signal PWMB in the current flow (n-th) flow (n− This is a process of subtracting the counter value TB (n−1) at the falling edge of the pulse width modulation signal PWMB in the first flow (PWMB_T = TB (n) −TB (n−1)).

その後、ECU150は、第1の従動ギア111の回転角度θAおよび第2の従動ギア121の回転角度θBを演算する(ステップ602)。
第1の従動ギア111の回転角度θAを演算する処理は、キャプチャ・レジスタに取り込んだ最新の第1の従動ギア111の回転角度に応じたPWM信号ON時間PWMA_ONを読み込み、以下の式(1)に代入するとともに、ステップ601にて算出した検出周期PWMA_Tを以下の式(1)に代入することにより演算する処理である。
θA=(PWMA_ON−PWMA_T×0.05)/(PWMA_T×0.9)×K1・・・(1)
ここで、K1は、パルス幅変調信号PWMAを回転角度θAに変換する係数であり、パルス幅変調信号PWMAに用いるデューティ比の幅と最大回転角度360度とに依存する係数であり、予めROMに記憶されている。
また、第2の従動ギア121の回転角度θBを演算する処理は、キャプチャ・レジスタに取り込んだ最新の第2の従動ギア121の回転角度に応じたPWM信号ON時間PWMB_ONを読み込み、以下の式(2)に代入するとともに、ステップ601にて算出した検出周期PWMB_Tを以下の式(2)に代入することにより演算する処理である。
θB=(PWMB_ON−PWMB_T×0.05)/(PWMB_T×0.9)×K2・・・(2)
ここで、K2は、パルス幅変調信号PWMBを回転角度θBに変換する係数であり、パルス幅変調信号PWMBに用いるデューティ比の幅と最大回転角度360度とに依存する係数であり、予めROMに記憶されている。
なお、本実施の形態においては、パルス幅変調信号PWMBに用いるデューティ比の幅と最大回転角度360度との関係は、パルス幅変調信号PWMAに用いるデューティ比の幅と最大回転角度360度との関係と同じであるので、K2=K1であることが好適である。
Thereafter, the ECU 150 calculates the rotation angle θA of the first driven gear 111 and the rotation angle θB of the second driven gear 121 (step 602).
The process of calculating the rotation angle θA of the first driven gear 111 reads the latest PWM signal ON time PWMA_ON corresponding to the rotation angle of the first driven gear 111 captured in the capture register, and the following equation (1) And the calculation is performed by substituting the detection cycle PWMA_T calculated in step 601 into the following equation (1).
θA = (PWMA_ON−PWMA_T × 0.05) / (PWMA_T × 0.9) × K1 (1)
Here, K1 is a coefficient for converting the pulse width modulation signal PWMA to the rotation angle θA, and is a coefficient depending on the width of the duty ratio used for the pulse width modulation signal PWMA and the maximum rotation angle of 360 degrees. It is remembered.
Further, the process of calculating the rotation angle θB of the second driven gear 121 reads the latest PWM signal ON time PWMB_ON corresponding to the rotation angle of the second driven gear 121 captured in the capture register, and the following equation ( This is a process of assigning to 2) and calculating by substituting the detection cycle PWMB_T calculated in step 601 into the following equation (2).
θB = (PWMB_ON−PWMB_T × 0.05) / (PWMB_T × 0.9) × K2 (2)
Here, K2 is a coefficient for converting the pulse width modulation signal PWMB into the rotation angle θB, and is a coefficient depending on the width of the duty ratio used for the pulse width modulation signal PWMB and the maximum rotation angle of 360 degrees. It is remembered.
In the present embodiment, the relationship between the width of the duty ratio used for pulse width modulation signal PWMB and the maximum rotation angle 360 degrees is the relationship between the width of the duty ratio used for pulse width modulation signal PWMA and the maximum rotation angle 360 degrees. Since the relationship is the same, it is preferable that K2 = K1.

次に、ECU150は、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122によるn回目の検出タイミングの位相差(ズレ)ΔTABを算出する(ステップ603)。ここで、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122によるn回目の検出タイミングとは、ECU150によるn回目の回転角度演算処理のタイミングから見て直前に立ち下がりエッジが入力されているパルス幅変調信号PWMAおよびPWMBの基になっている検出タイミングをいう。そして、このステップ603における処理は、カウンタ値TA(n)からカウンタ値TB(n)を減算した値の絶対値を算出する処理である(ΔTAB=|TA(n)−TB(n)|)。   Next, the ECU 150 calculates a phase difference (displacement) ΔTAB of the n-th detection timing by the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 (step 603). Here, the n-th detection timing by the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 is that a falling edge is input immediately before the timing of the n-th rotation angle calculation process by the ECU 150. This is the detection timing that is the basis of the pulse width modulation signals PWMA and PWMB. The processing in step 603 is processing for calculating the absolute value of the value obtained by subtracting the counter value TB (n) from the counter value TA (n) (ΔTAB = | TA (n) −TB (n) |). .

その後、ECU150は、カウンタ値TA(n)がカウンタ値TB(n)よりも大きい(TA(n)>TB(n))か否かを判別する(ステップ604)。
そして、ステップ604にて肯定判定された場合には、第2の回転角度センサ122によるn回目の検出タイミングの方が第1の回転角度センサ112によるn回目の検出タイミングよりも先であるので、ΔTAB間の第2の従動ギア121の回転角度を考慮して回転体100の回転角度φを演算するべく以下の処理を行う。
Thereafter, ECU 150 determines whether or not counter value TA (n) is larger than counter value TB (n) (TA (n)> TB (n)) (step 604).
If the determination in step 604 is affirmative, the n-th detection timing by the second rotation angle sensor 122 is ahead of the n-th detection timing by the first rotation angle sensor 112. The following processing is performed to calculate the rotation angle φ of the rotating body 100 in consideration of the rotation angle of the second driven gear 121 between ΔTAB.

すなわち、先ず、第2の従動ギア121の角速度ωBを算出する(ステップ605)。これは、今回(n回目)のフローにおけるステップ602にて算出した第2の従動ギア121の回転角度θB(n)から前回(n−1回目)のフローにおけるステップ602にて算出した第2の従動ギア121の回転角度θB(n−1)を減算した値に、予め定められた、第2の従動ギア121の回転角度差を角速度に変換する係数KBを乗算する処理である(ωB=(θB(n)−θB(n−1))×KB)。なお、係数KBは、1を回転角度演算処理の周期Tで除した値(1/T)であることが好適である。係数KBは、予めROMに記憶されている。
次に、ステップ602にて算出した第1の従動ギア111の回転角度θAおよび第2の従動ギア121の回転角度θBを補正する補正量αAおよびαBを算出する(ステップ606)。これは、位相差ΔTAB間の回転角度を考慮すべき第2の従動ギア121の補正量αBをステップ605にて算出した角速度ωBに位相差ΔTABを乗算することにより算出し(αB=ωB×ΔTAB)、第1の従動ギア111の補正量αAを零とする処理である(αA=0)
That is, first, the angular velocity ωB of the second driven gear 121 is calculated (step 605). This is based on the second angle calculated in step 602 in the previous (n-1) th flow from the rotation angle θB (n) of the second driven gear 121 calculated in step 602 in the current (nth) flow. This is a process of multiplying a value obtained by subtracting the rotational angle θB (n−1) of the driven gear 121 by a predetermined coefficient KB for converting the rotational angle difference of the second driven gear 121 into an angular velocity (ωB = ( θB (n) −θB (n−1)) × KB). The coefficient KB is preferably a value (1 / T) obtained by dividing 1 by the period T of the rotation angle calculation process. The coefficient KB is stored in advance in the ROM.
Next, correction amounts αA and αB for correcting the rotation angle θA of the first driven gear 111 and the rotation angle θB of the second driven gear 121 calculated in step 602 are calculated (step 606). This is calculated by multiplying the correction amount αB of the second driven gear 121 that should take into consideration the rotation angle between the phase differences ΔTAB by multiplying the angular velocity ωB calculated in step 605 by the phase difference ΔTAB (αB = ωB × ΔTAB). ), A process of setting the correction amount αA of the first driven gear 111 to zero (αA = 0).

他方、ステップ604にて否定判定された場合には、第1の回転角度センサ112によるn回目の検出タイミングの方が第2の回転角度センサ122によるn回目の検出タイミングよりも先であるので、ΔTAB間の第1の従動ギア111の回転角度を考慮して回転体100の回転角度φを演算するべく以下の処理を行う。
すなわち、先ず、第1の従動ギア111の角速度ωAを算出する(ステップ607)。これは、今回(n回目)のフローにおけるステップ602にて算出した第1の従動ギア111の回転角度θA(n)から前回(n−1回目)のフローにおけるステップ602にて算出した第1の従動ギア111の回転角度θA(n−1)を減算した値に、予め定められた、第1の従動ギア111の回転角度差を角速度に変換する係数KAを乗算する処理である(ωA=(θA(n)−θA(n−1))×KA)。なお、係数KAは、1を回転角度演算処理の周期Tで除した値(1/T)であることが好適である。係数KAは、予めROMに記憶されている。
次に、ステップ602にて算出した第1の従動ギア111の回転角度θAおよび第2の従動ギア121の回転角度θBを補正する補正量αAおよびαBを算出する(ステップ608)。これは、位相差ΔTAB間の回転角度を考慮すべき第1の従動ギア111の補正量αAをステップ607にて算出した角速度ωAに位相差ΔTABを乗算することにより算出し(αA=ωA×ΔTAB)、第2の従動ギア121の補正量αBを零とする処理である(αB=0)
On the other hand, when a negative determination is made in step 604, the n-th detection timing by the first rotation angle sensor 112 is ahead of the n-th detection timing by the second rotation angle sensor 122. The following processing is performed to calculate the rotation angle φ of the rotating body 100 in consideration of the rotation angle of the first driven gear 111 between ΔTAB.
That is, first, the angular velocity ωA of the first driven gear 111 is calculated (step 607). This is the first calculated in step 602 in the previous (n-1) th flow from the rotation angle θA (n) of the first driven gear 111 calculated in step 602 in the current (nth) flow. This is a process of multiplying a value obtained by subtracting the rotation angle θA (n−1) of the driven gear 111 by a predetermined coefficient KA for converting the rotation angle difference of the first driven gear 111 into an angular velocity (ωA = ( θA (n) −θA (n−1)) × KA). The coefficient KA is preferably a value (1 / T) obtained by dividing 1 by the period T of the rotation angle calculation process. The coefficient KA is stored in advance in the ROM.
Next, correction amounts αA and αB for correcting the rotation angle θA of the first driven gear 111 and the rotation angle θB of the second driven gear 121 calculated in step 602 are calculated (step 608). This is calculated by multiplying the correction amount αA of the first driven gear 111 that should consider the rotation angle between the phase differences ΔTAB by multiplying the angular velocity ωA calculated in step 607 by the phase difference ΔTAB (αA = ωA × ΔTAB). ), A process of setting the correction amount αB of the second driven gear 121 to zero (αB = 0).

その後、ECU150は、補正量αAおよびαBを考慮した第1の従動ギア111の回転角度θA´および第2の従動ギア121の回転角度θB´を算出する(ステップ609)。これは、ステップ602にて算出した第1の従動ギア111の回転角度θAおよび第2の従動ギア121の回転角度θBにステップ606あるいはステップ608にて算出した補正量αAおよびαBを加算する処理である(θA´=θA+αA、θB´=θB+αB)。   Thereafter, ECU 150 calculates rotation angle θA ′ of first driven gear 111 and rotation angle θB ′ of second driven gear 121 in consideration of correction amounts αA and αB (step 609). This is a process of adding the correction amounts αA and αB calculated in step 606 or step 608 to the rotation angle θA of the first driven gear 111 and the rotation angle θB of the second driven gear 121 calculated in step 602. (ΘA ′ = θA + αA, θB ′ = θB + αB).

その後、ECU150は、ステップ609にて補正した第1の従動ギア111の回転角度θA´と第2の従動ギア121の回転角度θB´との角度差ΔθABを算出する(ΔθAB=θA´−θB´)(ステップ610)。そして、ECU150は、ステップ610にて算出した角度差ΔθABが0度(deg)よりも小さいか否かを判別する(ステップ611)。そして、ステップ611にて肯定判定した場合には、ステップ610にて算出した角度差ΔθABに360度を加算した値をΔθABに置き換え(ΔθAB=ΔθAB+360)(ステップ612)、ステップ613へ進む。他方、ステップ611にて否定判定した場合には、ステップ613へ進む。   Thereafter, the ECU 150 calculates an angle difference ΔθAB between the rotation angle θA ′ of the first driven gear 111 and the rotation angle θB ′ of the second driven gear 121 corrected in step 609 (ΔθAB = θA′−θB ′). (Step 610). Then, ECU 150 determines whether or not angle difference ΔθAB calculated in step 610 is smaller than 0 degrees (deg) (step 611). If an affirmative determination is made in step 611, the value obtained by adding 360 degrees to the angle difference ΔθAB calculated in step 610 is replaced with ΔθAB (ΔθAB = ΔθAB + 360) (step 612), and the process proceeds to step 613. On the other hand, if a negative determination is made in step 611, the process proceeds to step 613.

そして、ECU150は、ステップ613において回転体100の回転角度φを算出する。これは、以下の式(3)により算出する処理である。
φ=ΔθAB×K3・・・(3)
ここで、K3は、第1の従動ギア111の回転角度θA´と第2の従動ギア121の回転角度θB´との角度差ΔθABを回転体100の回転角度φに変換する係数であり、ギア101の歯数、第1の従動ギア111の歯数、第2の従動ギア121の歯数、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122の検出角度である360度に依存する係数であり、予めROMに記憶された係数である。
Then, ECU 150 calculates rotation angle φ of rotating body 100 in step 613. This is a process of calculating by the following equation (3).
φ = ΔθAB × K3 (3)
Here, K3 is a coefficient for converting the angle difference ΔθAB between the rotation angle θA ′ of the first driven gear 111 and the rotation angle θB ′ of the second driven gear 121 into the rotation angle φ of the rotating body 100. The number of teeth of 101, the number of teeth of the first driven gear 111, the number of teeth of the second driven gear 121, and the detection angles of the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 are 360 degrees. It is a coefficient and is a coefficient stored in the ROM in advance.

このように、本実施の形態に係る回転角度検出装置1においては、回転体100の回転角度φを演算する処理を行う毎に、第1の回転角度センサ112と第2の回転角度センサ122との、第1の従動ギア111あるいは第2の従動ギア121の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号PWMAあるいはPWMBとして出力するタイミングの位相差ΔTABを算出し、算出した位相差ΔTAB分の第1の従動ギア111あるいは第2の従動ギア121の回転角度を考慮して回転体100の回転角度φを算出するので精度高く回転体100の回転角度φを検出することが可能となる。   As described above, in the rotation angle detection device 1 according to the present embodiment, the first rotation angle sensor 112, the second rotation angle sensor 122, and the like each time processing for calculating the rotation angle φ of the rotating body 100 is performed. The rotation angle of the first driven gear 111 or the second driven gear 121 is detected, the phase difference ΔTAB of the timing at which the detection result is output as the pulse width modulation signal PWMA or PWMB is calculated, and the calculated phase difference ΔTAB is calculated. Since the rotation angle φ of the rotating body 100 is calculated in consideration of the rotation angle of the first driven gear 111 or the second driven gear 121, the rotation angle φ of the rotating body 100 can be detected with high accuracy. .

なお、上述したECU150が行う回転体100の回転角度演算処理については、演算処理毎に、第1の回転角度センサ112および第2の回転角度センサ122の周期PWMA_TおよびPWMB_Tを算出し(ステップ601)、算出した周期PWMA_TおよびPWMB_Tを基に、第1の従動ギア111の回転角度θAおよび第2の従動ギア121の回転角度θBを演算しているが(ステップ602)、周期PWMA_TおよびPWMB_Tとして予め定めた値を用いてもよい。すなわち、ECU150は、回転体100の回転角度を演算するときに、図6で示したフローチャートにおけるステップ601の処理を行わずにステップ602の処理から始める。そして、ECU150は、ステップ602の処理において、ROMに記憶しておいたPWMA_TおよびPWMB_Tを読み込み、第1の従動ギア111の回転角度θAおよび第2の従動ギア121の回転角度θBを算出すればよい。かかる場合においても、回転体100の回転角度φを演算する処理を行う毎に、第1の回転角度センサ112と第2の回転角度センサ122との、検出および検出結果を出力するタイミングの位相差ΔTABを算出し、算出した位相差ΔTAB分の第1の従動ギア111あるいは第2の従動ギア121の回転角度を考慮して回転体100の回転角度φを算出するので精度高く回転体100の回転角度φを検出することが可能となる。   Regarding the rotation angle calculation processing of the rotating body 100 performed by the ECU 150 described above, the cycles PWMA_T and PWMB_T of the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 are calculated for each calculation processing (step 601). Based on the calculated cycles PWMA_T and PWMB_T, the rotation angle θA of the first driven gear 111 and the rotation angle θB of the second driven gear 121 are calculated (step 602), which are predetermined as the cycles PWMA_T and PWMB_T. May be used. That is, when calculating the rotation angle of the rotating body 100, the ECU 150 starts from the process of step 602 without performing the process of step 601 in the flowchart shown in FIG. In step 602, ECU 150 reads PWMA_T and PWMB_T stored in the ROM, and calculates rotation angle θA of first driven gear 111 and rotation angle θB of second driven gear 121. . Even in such a case, each time the process of calculating the rotation angle φ of the rotating body 100 is performed, the phase difference between the detection timings of the first rotation angle sensor 112 and the second rotation angle sensor 122 and the output of the detection result is detected. Since ΔTAB is calculated and the rotation angle φ of the rotating body 100 is calculated in consideration of the rotation angle of the first driven gear 111 or the second driven gear 121 corresponding to the calculated phase difference ΔTAB, the rotation of the rotating body 100 is accurately performed. It becomes possible to detect the angle φ.

1…回転角度検出装置、100…回転体、101…ギア、110…第1の回転軸、111…第1の従動ギア、112…第1の回転角度センサ、120…第2の回転軸、121…第2の従動ギア、122…第2の回転角度センサ、150…ECU DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation angle detection apparatus, 100 ... Rotating body, 101 ... Gear, 110 ... 1st rotating shaft, 111 ... 1st driven gear, 112 ... 1st rotating angle sensor, 120 ... 2nd rotating shaft, 121 ... Second driven gear, 122 ... Second rotation angle sensor, 150 ... ECU

Claims (7)

回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
前記回転体の回転に連動して回転する第1の従動体および第2の従動体と、
前記第1の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第1の検出手段と、
前記第2の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第2の検出手段と、
前記第1の検出手段および前記第2の検出手段により入力された検出結果に基づいて前記回転体の回転角度を予め定められた周期で演算する回転角度演算手段と、
を備え、
前記回転体は歯車を有し、
前記第1の従動体は第1の従動歯車を有し、
前記第2の従動体は前記第1の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第2の従動歯車を有し、
前記第1の従動体および前記第2の従動体は、前記第1の従動歯車および前記第2の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転し、
前記回転角度演算手段は、
前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第1の検出手段の検出タイミングと前記第2の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算する位相差演算手段と、
前記第1の検出手段および前記第2の検出手段が前記第1の従動体あるいは前記第2の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第1の検出手段および当該第2の検出手段の検出結果に基づいて演算する検出角度演算手段と、
前記位相差演算手段が演算した前記位相差に基づいて、前記検出角度演算手段が演算した前記第1の従動体および前記第2の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段が補正した前記一方の従動体の回転角度と前記検出角度演算手段が演算した他方の従動体の回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出装置。
A rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotating body,
A first driven body and a second driven body that rotate in conjunction with the rotation of the rotating body;
First detection means for detecting a rotation angle of the first follower at a predetermined cycle;
Second detection means for detecting a rotation angle of the second follower at a predetermined cycle;
A rotation angle calculation means for calculating a rotation angle of the rotating body at a predetermined cycle based on the detection results input by the first detection means and the second detection means;
With
The rotating body has a gear;
The first driven body has a first driven gear;
The second driven body has a second driven gear having a number of teeth different from the number of teeth of the first driven gear;
The first driven body and the second driven body rotate in conjunction with the rotation of the rotating body by applying a rotational force to the first driven gear and the second driven gear by the gear. And
The rotation angle calculation means includes
Phase difference calculating means for calculating a phase difference between the detection timing of the first detection means and the detection timing of the second detection means each time the rotation angle of the rotating body is calculated;
A detected rotation angle that is a rotation angle at the time when the first detection means and the second detection means detect the rotation angle of the first follower or the second follower, and the first detection means and the second detection means. Detection angle calculation means for calculating based on the detection result of the second detection means;
Correction for correcting the rotation angle of one of the first driven body and the second driven body calculated by the detection angle calculating means based on the phase difference calculated by the phase difference calculating means. Means,
Have
The rotation angle of the rotation body is calculated based on the rotation angle of the one follower corrected by the correction means and the rotation angle of the other follower calculated by the detection angle calculation means. Detection device.
前記第1の検出手段および前記第2の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、
前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。
The first detection means and the second detection means output a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the detected rotation angle at the predetermined period,
The phase difference calculation means of the rotation angle calculation means calculates the phase difference based on a pulse width modulation signal input from the first detection means and the second detection means. The rotation angle detection device according to 1.
前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間を認識する認識手段をさらに備え、
前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記認識手段が認識した前記第1の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第2の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することを特徴とする請求項2に記載の回転角度検出装置。
Recognizing means for recognizing the time when the edge of the pulse width modulation signal output from the first detecting means and the second detecting means is input;
The phase difference calculation means of the rotation angle calculation means is output from the time when the edge of the pulse width modulation signal output from the first detection means recognized by the recognition means is input and from the second detection means. The rotation angle detection device according to claim 2, wherein the phase difference is calculated based on a difference from a time when an edge of the pulse width modulation signal is input.
前記補正手段は、前記検出角度演算手段が演算した、今回の演算時点における前記検出回転角度と前回の演算時点における当該検出回転角度との回転角度差と、前記位相差演算手段が演算した前記位相差とに基づいて前記一方の従動体の回転角度を補正することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回転角度検出装置。   The correction means calculates the rotation angle difference between the detected rotation angle at the current calculation time and the detected rotation angle at the previous calculation time calculated by the detection angle calculation means, and the position calculated by the phase difference calculation means. The rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein a rotation angle of the one follower is corrected based on a phase difference. 回転体の回転に連動して回転する第1の従動体および第2の従動体と、
前記第1の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第1の検出手段と、
前記第2の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第2の検出手段と、
を備え
前記回転体は歯車を有し、
前記第1の従動体は第1の従動歯車を有し、
前記第2の従動体は前記第1の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第2の従動歯車を有し、
前記第1の従動体および前記第2の従動体は、前記第1の従動歯車および前記第2の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転する回転角度検出装置における前記回転体の回転角度検出方法であって、
前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第1の検出手段の検出タイミングと前記第2の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算し、
前記第1の検出手段および前記第2の検出手段が前記第1の従動体あるいは前記第2の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第1の検出手段および当該第2の検出手段の検出結果に基づいて演算し、
演算した前記位相差に基づいて、前記第1の従動体および前記第2の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正し、
補正した前記一方の従動体の回転角度と他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法。
A first driven body and a second driven body that rotate in conjunction with the rotation of the rotating body;
First detection means for detecting a rotation angle of the first follower at a predetermined cycle;
Second detection means for detecting a rotation angle of the second follower at a predetermined cycle;
Equipped with a,
The rotating body has a gear;
The first driven body has a first driven gear;
The second driven body has a second driven gear having a number of teeth different from the number of teeth of the first driven gear;
The first driven body and the second driven body rotate in conjunction with the rotation of the rotating body by applying a rotational force to the first driven gear and the second driven gear by the gear. A rotation angle detection method for the rotating body in a rotation angle detection device that comprises:
Every time the rotation angle of the rotating body is calculated, the phase difference between the detection timing of the first detection means and the detection timing of the second detection means is calculated,
A detected rotation angle that is a rotation angle at the time when the first detection means and the second detection means detect the rotation angle of the first follower or the second follower, and the first detection means and the second detection means. Calculation based on the detection result of the second detection means,
Based on the calculated phase difference, the rotation angle of one of the first driven body and the second driven body is corrected,
A rotation angle detection method comprising: calculating a rotation angle of the rotating body based on the corrected rotation angle of the one driven body and the detected rotation angle of the other driven body.
前記第1の検出手段および前記第2の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、
前記第1の検出手段および前記第2の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することを特徴とする請求項に記載の回転角度検出方法。
The first detection means and the second detection means output a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the detected rotation angle at the predetermined period,
6. The rotation angle detection method according to claim 5 , wherein the phase difference is calculated based on a pulse width modulation signal input from the first detection unit and the second detection unit.
前記第1の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第2の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することを特徴とする請求項に記載の回転角度検出方法。 The phase difference is determined by the difference between the time when the edge of the pulse width modulation signal output from the first detection means is input and the time when the edge of the pulse width modulation signal output from the second detection means is input. The rotation angle detection method according to claim 6 , wherein:
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