JP2012112932A - Rotation angle detection device - Google Patents
Rotation angle detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012112932A JP2012112932A JP2011170680A JP2011170680A JP2012112932A JP 2012112932 A JP2012112932 A JP 2012112932A JP 2011170680 A JP2011170680 A JP 2011170680A JP 2011170680 A JP2011170680 A JP 2011170680A JP 2012112932 A JP2012112932 A JP 2012112932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- magnet
- rotation angle
- sub
- magnetic detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
【課題】主に自動車のブレーキペダル等の回転角度検出に用いられる回転角度検出装置に関し、簡易な構成で、確実な回転角度の検出とストップランプの消点灯等が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】回転体12に装着された磁石16の回転中心に対して、所定角度間隔で複数の磁気検出素子18Aと18Bを対向配置すると共に、制御回路19が複数の磁気検出素子18Aと18Bからの検出信号L1とM1を加算または減算し、演算信号N1やP1から回転体12の回転角度を検出することによって、高精度な回転角度の検出が行えると共に、簡易な構成で、確実な回転角度の検出と、ストップランプの消点灯等が可能な回転角度検出装置を得ることができる。
【選択図】図1[PROBLEMS] To provide a rotation angle detecting device mainly used for detecting a rotation angle of a brake pedal or the like of an automobile and capable of reliably detecting a rotation angle and turning off a stop lamp with a simple configuration. Objective.
A plurality of magnetic detection elements 18A and 18B are arranged opposite to each other at a predetermined angular interval with respect to a rotation center of a magnet 16 mounted on a rotating body 12, and a control circuit 19 has a plurality of magnetic detection elements 18A and 18B. By adding or subtracting the detection signals L1 and M1 from, and detecting the rotation angle of the rotating body 12 from the calculation signals N1 and P1, it is possible to detect the rotation angle with high accuracy, and with a simple configuration, reliable rotation A rotation angle detection device capable of detecting the angle and turning off the stop lamp can be obtained.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、主に自動車のブレーキペダル等の回転角度の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。 The present invention relates to a rotation angle detecting device mainly used for detecting a rotation angle of a brake pedal or the like of an automobile.
近年、自動車の高機能化が進むなか、様々な回転角度検出装置や各種スイッチ等を用いてブレーキペダル等の踏み込み量や回転角度を検出し、車両の多様な制御を行うものが増えている。 In recent years, as the functions of automobiles have advanced, the number of vehicles that perform various controls by detecting the amount of depression and the rotation angle of a brake pedal using various rotation angle detection devices and various switches has been increasing.
このような、従来の回転角度検出装置やストップランプ制御用のプッシュスイッチについて、図14及び図15を用いて説明する。 Such a conventional rotation angle detection device and stop lamp control push switch will be described with reference to FIGS.
図14(a)は従来の回転角度検出装置の斜視図であり、同図において、略箱型で絶縁樹脂製のケース1内には回転体2が回転可能に収納されると共に、回転体2の一端にはケース1の側面開口部から外方へ突出するレバー2Aが設けられている。 FIG. 14A is a perspective view of a conventional rotation angle detection device, in which a rotary body 2 is rotatably housed in a substantially box-shaped case 1 made of an insulating resin, and the rotary body 2 is shown in FIG. At one end, a lever 2A that protrudes outward from the side opening of the case 1 is provided.
そして、ケース1内側壁と回転体2の間には、コイル状のばね(図示せず)がやや撓んだ状態で装着され、このばねによって回転体2が所定角度に付勢されて、レバー2Aが所定の位置に保持されている。 A coiled spring (not shown) is mounted between the inner wall of the case 1 and the rotating body 2 in a slightly bent state, and the rotating body 2 is urged to a predetermined angle by the spring, so that the lever 2A is held at a predetermined position.
さらに、回転体2には磁石(図示せず)が装着されると共に、この磁石と所定の間隙を空けて、ホール素子等の磁気検出素子(図示せず)がケース1内に対向配置されて、回転角度検出装置5が構成されている。
Further, a magnet (not shown) is attached to the rotating body 2 and a magnetic detection element (not shown) such as a Hall element is disposed in the case 1 so as to face the magnet with a predetermined gap. The rotation
また、図14(b)は従来のプッシュスイッチの斜視図であり、同図において、略箱型で絶縁樹脂製のケース6内には作動体7が上下動可能に収納されると共に、作動体7上端の操作軸7Aがケース6上面から上方へ突出している。
FIG. 14B is a perspective view of a conventional push switch. In FIG. 14B, an actuating body 7 is accommodated in a substantially box-
そして、ケース6内底面と作動体7下端の間には、コイル状のばね(図示せず)がやや撓んだ状態で装着され、このばねによって作動体7が上方へ付勢されている。
A coiled spring (not shown) is mounted between the inner bottom surface of the
さらに、ケース6内には作動体7に装着された導電金属製の可動接点(図示せず)や、ケース6に植設された固定接点(図示せず)によって、スイッチ接点が形成されてプッシュスイッチ10が構成されている。
Further, a switch contact is formed in the
そして、このように構成された回転角度検出装置5が、図15の側面図に示すように、自動車のブレーキペダル31の回動軸近傍の、アーム31Aにレバー2Aが装着されると共に、磁気検出素子がリード線やコネクタ(図示せず)等によって、車両の電子回路(図示せず)等に接続される。
Then, as shown in the side view of FIG. 15, the rotation
また、プッシュスイッチ10がブレーキペダル31の手前に、アーム31Aによって操作軸7Aが押圧された状態で装着されると共に、スイッチ接点がリード線やコネクタ等によって、車両のストップランプ(図示せず)や電子回路等に接続される。
Further, the
つまり、図15に示すようにブレーキペダル31が踏み込まれず、シリンダボディ32内から突出したプッシュロッド33が伸びた状態では、プッシュスイッチ10の作動体7がばねを撓めながら押圧操作されて、可動接点が固定接点から離れ、スイッチ接点が電気的に切断された状態となっているため、ストップランプは消灯した状態となっている。
That is, as shown in FIG. 15, when the
以上の構成において、ブレーキペダル31が踏み込まれると、アーム31Aが回動してプッシュスイッチ10の操作軸7A先端から離れ、押圧力が除かれるため、ばねの弾性復帰力によって作動体7が元の位置へ移動すると共に、可動接点が固定接点に接触して、スイッチ接点が電気的に接続された状態となり、ストップランプが点灯する。
In the above configuration, when the
また、ブレーキペダル31の回動に伴って、回転角度検出装置5のレバー2Aが揺動して、ばねを撓めながら回転体2が回転し、回転体2に装着された磁石も回転するため、磁石から対向した磁気検出素子へ流れる磁界の方向が変化する。
Further, as the
そして、この磁気の強弱を磁気検出素子が検出し、磁気検出素子から出力された角度信号によって、車両の電子回路が回転体2の回転角度、すなわちブレーキペダル31の踏み込み量を算出して、この踏み込み量に応じた車両の様々な制御が行われる。
The magnetism detection element detects the strength of the magnetism, and the electronic circuit of the vehicle calculates the rotation angle of the rotating body 2, that is, the depression amount of the
つまり、ブレーキペダル31の操作によって、プッシュスイッチ10の作動体7を上下動させ、スイッチ接点の電気的接離を行うことで、ストップランプの消点灯を行うと共に、回転角度検出装置5の回転体2と磁石を回転させ、磁気検出素子が検出した磁気の変化から、電子回路が回転体2の回転角度、すなわちブレーキペダル31の踏み込み量を検出して、車両の様々な制御が行われるように構成されているものであった。
That is, by operating the
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。 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置5やプッシュスイッチ10においては、これらを車両のブレーキペダル31に装着する際、回転体2をやや回転させた状態で、回転角度検出装置5をブレーキペダル31の回動軸近傍に装着すると共に、ブレーキペダル31が踏み込まれた状態では、スイッチ接点が電気的に確実に接続され、踏み込まれていない状態ではスイッチ接点が電気的に確実に切断されるように、取付け位置を調整しながら、プッシュスイッチ10をブレーキペダル31に装着する必要があるため、構成部品数も多く、取付けにも手間がかかってしまうという課題があった。
However, in the conventional rotation
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ブレーキペダル等への装着が容易に行え、簡易な構成で、確実な回転角度の検出とストップランプの消点灯等が可能な回転角度検出装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and can be easily mounted on a brake pedal or the like, and can rotate with a simple configuration capable of reliably detecting a rotation angle and turning off a stop lamp. An object is to provide an angle detection device.
上記目的を達成するために本発明は、特に、回転体に装着された磁石の回転中心に対して、所定角度間隔で複数の磁気検出素子を対向配置すると共に、制御回路が複数の磁気検出素子からの検出信号を加算または減算して、回転体の回転角度を検出するようにして回転角度検出装置を構成したものである。 In order to achieve the above object, in particular, the present invention provides a plurality of magnetic detection elements opposed to each other at a predetermined angular interval with respect to a rotation center of a magnet mounted on a rotating body, and a control circuit includes a plurality of magnetic detection elements. The rotation angle detection device is configured to detect the rotation angle of the rotating body by adding or subtracting the detection signals from.
本発明によれば、回転体に装着された磁石の回転中心に対して、所定角度間隔で複数の磁気検出素子を対向配置すると共に、制御回路が複数の磁気検出素子からの検出信号を加算または減算して、回転体の回転角度を検出するように構成したことにより、制御回路が複数の磁気検出素子からの検出信号を加算または減算することで、高精度な回転角度の検出が行えると共に、ストップランプの消点灯を行うためのスイッチング信号も、一つの制御回路から出力できるので、簡易な構成で、確実な回転角度の検出と、ストップランプの消点灯等が可能な回転角度検出装置を得ることができる。 According to the present invention, a plurality of magnetic detection elements are arranged opposite to each other at a predetermined angular interval with respect to the rotation center of the magnet mounted on the rotating body, and the control circuit adds or detects detection signals from the plurality of magnetic detection elements. By subtracting and configured to detect the rotation angle of the rotating body, the control circuit can detect the rotation angle with high accuracy by adding or subtracting detection signals from a plurality of magnetic detection elements, Since a switching signal for turning off / off the stop lamp can also be output from one control circuit, a rotation angle detecting device capable of reliably detecting the rotation angle and turning off / off the stop lamp with a simple configuration is obtained. be able to.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図13を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(実施の形態1)
実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
The first aspect of the present invention will be described with reference to the first embodiment.
図1は本発明の第1の実施の形態による回転角度検出装置の断面図、図2は同分解斜視図であり、同図において、11は上面開口で略箱型のポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製のケース、12は略円柱状で同じく絶縁樹脂製の回転体で、回転体12下面に突出した回転軸12Aが、略円筒状で含油金属製のスペーサ13を介してケース11内底面に挿入されて、回転体12がケース11内に回転可能に収納されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotation angle detection device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the same, in which 11 is an insulating surface such as a polybutylene terephthalate having a top opening and a substantially box shape. A
また、14は鋼板等の金属製のレバーで、レバー14の一端がケース11下面から突出した回転軸12A下端に、かしめ等によって固着されると共に、レバー14の他端はケース11外方へ延出している。
そして、15はコイル状に巻回された鋼線または銅合金製のばねで、やや捩られた状態のばね15の上端が回転体12に、下端がケース11内底面に各々係止され、このばね15によって回転体12が所定角度に付勢されて、レバー14が所定の位置に保持されている。
And, 15 is a steel wire or copper alloy spring wound in a coil shape, and the upper end of the slightly
さらに、16は略直方体状でフェライトやNd−Fe−B合金等の磁石で、この磁石16が左右すなわち水平方向にN極とS極を向けて、中心が回転体12の回転中心に一致するように、接着やインサート成形等によって回転体12上面に装着固定されている。
Further,
そして、17は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、上下面には銅箔等によって複数の配線パターン(図示せず)が形成されると共に、回転体12上面に水平になるようにして、ケース11上方に収納されている。
また、18は角度センサで、図3の部分斜視図に示すように、検出面に対して垂直方向の磁気を検出するホール素子やGMR素子等の磁気検出素子18Aと18Bが、磁石16の回転中心に対して、所定角度間隔、例えば90度の間隔で配置されて形成されると共に、この角度センサ18が磁石16真上の配線基板17下面の配線パターンに半田付け等によって実装され、磁石16と所定の間隙を空けて対向配置されている。
さらに、19は配線基板17に実装された制御回路で、図4のブロック回路図に示すように、マイコン等の制御部19Aと、オペアンプやコンパレータ等の演算部19B、固定または可変抵抗器等の設定部19Cから形成されると共に、演算部19Bが磁気検出素子18Aと18Bに、演算部19Bと設定部19Cが制御部19Aに各々接続されている。
Further,
また、20は接点式のリレーや、GaNやSiC等を用いた半導体リレー等の開閉回路、21はバリスタやツェナーダイオード等の保護回路で、開閉回路20が制御部19Aに接続されると共に、保護回路21が角度センサ18に接続されている。
そして、22は略L字状で銅合金等の端子で、ケース11側面にインサート成形等によって植設されると共に、複数の端子22の一端が配線パターンを介して、端子22Aと22Bが保護回路21に、端子22Cが制御部19Aに、端子22Dが開閉回路20に各々接続されると共に、端子22の他端が略角筒状のコネクタ部11A内に延出している。
22 is a substantially L-shaped terminal made of copper alloy or the like, and is implanted in the side surface of the
さらに、23は鉄板等のカバーで、このカバー23がケース11の上面開口部を覆うと共に、ケース11上面にかしめ等によって固着されて、回転角度検出装置25が構成されている。
Further,
そして、このように構成された回転角度検出装置25が、図5の側面図に示すように、自動車のブレーキペダル31の回動軸近傍の、アーム31Aにレバー14が装着されると共に、複数の端子22がコネクタやリード線(図示せず)等によって、端子22Aと22Bがバッテリー等の電源とグランドに、端子22Cが車両の電子回路に、端子22Dがストップランプ(図示せず)等に各々接続されて、自動車に装着される。
As shown in the side view of FIG. 5, the rotation
なお、図5に示すようにブレーキペダル31が踏み込まれず、シリンダボディ32内から突出したプッシュロッド33が伸びた状態では、端子22Dを介してストップランプに接続された開閉回路20が、電気的に切断された状態となっているため、ストップランプは消灯した状態となっている。
As shown in FIG. 5, when the
以上の構成において、ブレーキペダル31が踏み込まれると、このブレーキペダル31の回動に伴って、レバー14が揺動して、ばね15を捩りながら回転体12が所定角度、例えば50度前後まで回転し、この回転中心に装着された磁石16も回転するため、磁石16の磁界の方向が変化し、これを磁石16真上に対向配置された磁気検出素子18Aと18Bが検出する。
In the above configuration, when the
そして、例えば、磁石16と対向した磁気検出素子18Aからは、図6(a)の波形図に示すような正弦波の検出信号L1が、磁気検出素子18Aと90度の間隔で配置された磁気検出素子18Bからは、余弦波の検出信号M1が各々制御回路19の演算部19Bに出力される。
For example, a sine wave detection signal L1 as shown in the waveform diagram of FIG. 6A is arranged from the
さらに、この検出信号L1と検出信号M1を演算部19Bが加算あるいは減算して、例えば図6(b)に示すような、検出信号M1から検出信号L1を減算して演算信号N1を、加算して演算信号P1を各々算出し、この演算信号N1やP1から制御部19Aが回転体12の回転角度、すなわちブレーキペダル31の踏み込み量を算出して、この角度信号が自動車本体の電子回路へ出力され、踏み込み量に応じた車両の様々な制御が行われる。
Further, the calculation unit 19B adds or subtracts the detection signal L1 and the detection signal M1, and subtracts the detection signal L1 from the detection signal M1 and adds the calculation signal N1 as shown in FIG. 6B, for example. The calculation signal P1 is calculated respectively, and the
そして、この時、検出信号L1とM1を加算または減算して算出された演算信号N1やP1は、例えば演算信号N1は、実際にブレーキペダル31が踏み込まれ、回転体12が回転する角度である0〜60度前後の間は、ほぼ直線状に変化するものとなるため、この角度の間は高精度な回転角度の検出が行えるようになっている。
At this time, for example, the calculation signal N1 or P1 calculated by adding or subtracting the detection signals L1 and M1 is the angle at which the
また、この時、ブレーキペダル31がやや踏み込まれ、回転体12が所定角度、例えば3〜10度前後回転した状態になると、制御回路19がこの回転角度を検出し、制御部19Aから開閉回路20へ所定のスイッチング信号が出力され、このスイッチング信号によって開閉回路20が電気的に接続された状態となって、ストップランプが点灯する。
At this time, when the
なお、ブレーキペダル31から足を離すと、ブレーキペダル31が元の位置に戻ると共に、回転体12とケース11の間に装着されたばね15によって、回転体12が所定角度に付勢されて、レバー14が元の位置に復帰し、制御部19Aからスイッチング信号が出力されて、開閉回路20が切断された状態となり、ストップランプが消灯する。
When the foot is released from the
つまり、磁気検出素子18Aと18Bが検出した磁石16の磁気の変化から、制御回路19が回転体12の回転角度、すなわちブレーキペダル31の踏み込み量を検出し、これを角度信号として電子回路へ出力すると共に、ブレーキペダル31の踏み込み量に応じて、スイッチング信号を出力して開閉回路20の電気的接離を行い、これによってストップランプの消点灯が行われるように構成されている。
That is, the
すなわち、制御回路19が磁気検出素子18Aと18Bからの磁気に応じて、回転体12の回転角度を角度信号として電子回路へ出力し、これによって車両の様々な制御が行われると共に、スイッチング信号を開閉回路20へ出力することによって、ストップランプの消点灯も行うようになっている。
That is, the
したがって、ストップランプを消点灯するためのプッシュスイッチ等の他の部品を設ける必要はなく、ブレーキペダル31の回動軸近傍に装着した一つの回転角度検出装置25のみで、ブレーキペダル31の踏み込み量の検出も、ストップランプの消点灯も行うことが可能となるため、使用する部品数も少なく、簡易で安価な構成にできると共に、ブレーキペダル31への装着も、短時間で容易に行うことができる。
Therefore, there is no need to provide other parts such as a push switch for turning off the stop lamp, and the amount of depression of the
さらに、回転体12に装着された磁石16の回転中心に対して、所定角度間隔で複数の磁気検出素子18Aと18Bを対向配置すると共に、制御回路19が複数の磁気検出素子18Aと18Bからの検出信号L1とM1を加算または減算し、0〜60度前後の間はほぼ直線状の演算信号N1やP1を用いて、制御回路19が回転体12の回転角度を検出することで、誤差が少なく、高精度な回転角度の検出が行えるように構成されている。
Further, a plurality of
このように本実施の形態によれば、回転体12に装着された磁石16の回転中心に対して、所定角度間隔で複数の磁気検出素子18Aと18Bを対向配置すると共に、制御回路19が複数の磁気検出素子18Aと18Bからの検出信号L1とM1を加算または減算し、演算信号N1やP1から回転体12の回転角度を検出することによって、高精度な回転角度の検出が行えると共に、プッシュスイッチ等の他の部品が不要となるため、ブレーキペダル等への装着も容易に行うことができ、簡易な構成で、確実な回転角度の検出と、ストップランプの消点灯等が可能な回転角度検出装置を得ることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, the plurality of
(実施の形態2)
実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項2記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention, particularly the invention according to claim 2 will be described.
なお、回転角度検出装置の構成は、制御回路19の一部の構成を除いて、図1〜図3で示した実施の形態1の場合と同一であるため、説明を省略する。
The configuration of the rotation angle detection device is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 except for a part of the configuration of the
図7は本発明の第2の実施の形態による回転角度検出装置のブロック回路図であり、同図において、制御回路19の設定部19Cが制御部19Aに接続されていることや、端子22Aと22Bが保護回路21に、端子22Cが制御部19Aに、端子22Dが開閉回路20に各々接続されていることは、実施の形態1の場合と同様である。
FIG. 7 is a block circuit diagram of a rotation angle detection device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the setting unit 19C of the
また、磁気検出素子18Aと18Bに、演算部19Bが接続されていることも実施の形態1の場合と同様であるが、磁気検出素子18Aと18Bにはもう一つの演算部19Dが接続されている。
Further, the calculation unit 19B is connected to the
さらに、この演算部19Bと19Dが演算部19Eに接続されると共に、演算部19Eが制御部19Aに接続されて制御回路19が形成され、この制御回路19や角度センサ18等が、図1〜図3で示したように、回転体12の回転中心に装着固定された磁石16真上の配線基板17に実装され、磁気検出素子18Aと18Bが磁石16と所定の間隙を空けて対向配置されて、回転角度検出装置25が構成されている。
Further, the arithmetic units 19B and 19D are connected to the
なお、このように構成された回転角度検出装置25が、図5の側面図に示すように、自動車のブレーキペダル31の回動軸近傍の、アーム31Aにレバー14が装着されると共に、複数の端子22がコネクタやリード線(図示せず)等によって、電源やグランド、車両の電子回路やストップランプ(図示せず)等に各々接続されて自動車に装着されることは、実施の形態1の場合と同様である。
As shown in the side view of FIG. 5, the rotation
以上の構成において、ブレーキペダル31が踏み込まれると、このブレーキペダル31の回動に伴って、レバー14が揺動して、ばね15を捩りながら回転体12が所定角度、例えば50度前後まで回転し、この回転中心に装着された磁石16も回転するため、磁石16の磁界の方向が変化し、これを磁石16真上に対向配置された磁気検出素子18Aと18Bが検出する。
In the above configuration, when the
そして、例えば、磁石16と対向した磁気検出素子18Aからは、図8(a)の波形図に示すような、正弦波の検出信号L1が制御回路19の演算部19Bに、磁気検出素子18Aと90度の間隔で配置された磁気検出素子18Bからは、図8(b)に示すような、余弦波の検出信号M1が演算部19Dに各々出力される。
For example, from the
ただ、この時、回転角度検出装置25の使用されている周囲の温度が、常温ではなく極端に高温や低温になった場合、例えば高温になった場合には、磁気検出素子18Aや18Bから出力される検出信号が、検出信号L2やM2のように変化してしまい、これらが演算部19Bと19Dに出力される。
However, at this time, when the ambient temperature in which the rotation
したがって、この検出信号L2とM2を演算部19Bと19Dが加算あるいは減算した場合、例えば図9(a)や(b)の波形図に示すように、常温での誤差のない検出信号M1から検出信号L1を減算した演算信号N1や、加算した演算信号P1に対して、誤差のあるずれた演算信号N2やP2となってしまう。 Accordingly, when the calculation units 19B and 19D add or subtract the detection signals L2 and M2, the detection is performed from the detection signal M1 having no error at room temperature as shown in the waveform diagrams of FIGS. 9A and 9B, for example. The calculation signal N2 or P2 having a deviation from the calculation signal N1 obtained by subtracting the signal L1 or the addition calculation signal P1 is generated.
しかし、本実施の形態においては、この演算信号N2やP2がそのまま制御部19Aへ出力されるのではなく、演算部19Bと19Dから演算部19Eに出力され、これらが演算部19Eで除算される。
However, in the present embodiment, the calculation signals N2 and P2 are not output as they are to the
つまり、例えば図9(c)に示すように、検出信号M2から検出信号L2を減算した演算信号N2を、加算した演算信号P2で除算した演算信号R1が、演算部19Eから制御部19Aへ出力され、この演算信号R1から制御部19Aが回転体12の回転角度、すなわちブレーキペダル31の踏み込み量を算出し、この角度信号が自動車本体の電子回路へ出力されて、踏み込み量に応じた車両の様々な制御が行われる。
That is, for example, as shown in FIG. 9C, the calculation signal R1 obtained by dividing the calculation signal N2 obtained by subtracting the detection signal L2 from the detection signal M2 by the added calculation signal P2 is output from the
すなわち、周囲の温度が変化し、磁気検出素子18Aや18Bから出力される検出信号が、検出信号L2やM2のように変化した場合でも、これらを演算部19Bと19Dで加算及び減算した後、さらにこれを演算部19Eで除算して演算信号R1を算出し、演算信号N1やP1よりはやや直線性には劣るが、0〜90度前後の間は直線状に近い演算信号R1を用いて、制御部19Aが回転角度を検出することで、誤差のない高精度な検出が行えるように構成されている。
That is, even when the ambient temperature changes and the detection signals output from the
なお、ブレーキペダル31がやや踏み込まれ、回転体12が所定角度、例えば3〜10度前後回転した状態になると、制御回路19がこの回転角度を検出して、制御部19Aから開閉回路20へ所定のスイッチング信号が出力され、このスイッチング信号によって開閉回路20が電気的に接続された状態となって、ストップランプが点灯することや、ブレーキペダル31から足を離した場合には、開閉回路20が切断されてストップランプが消灯することは、実施の形態1の場合と同様である。
When the
なお、以上の説明では、略直方体状で水平方向にN極とS極が形成された磁石16を、回転体12上面に装着固定した構成について説明したが、略円柱状の磁石を用いた構成や、あるいはN極とS極を垂直方向に形成した構成としても、本発明の実施は可能である。
In the above description, the configuration in which the
また、垂直方向の磁気を検出するホール素子やGMR素子等の磁気検出素子18Aと18Bを、90度の間隔で磁石16に対向配置した構成について説明したが、45度の間隔で配置された水平方向の磁気を検出するAMR(異方性磁気抵抗)素子を用いて、これによって回転体12の回転角度を検出する構成としてもよい。
In addition, the configuration in which the
さらに、90度の角度間隔で配置された磁気検出素子18Aと18Bに加え、これらに対向するようにもう二つの磁気検出素子を設け、すなわち、四つの磁気検出素子を磁石16の回転中心に対して90度の角度間隔で配置した構成とすることで、外部からの磁気によって図8に示したような、誤差のある検出信号L2やM2が出力された場合にも、高精度で確実な回転角度の検出を行うことが可能となる。
Further, in addition to the
つまり、制御回路19がこれらの対向する一対の磁気検出素子からの検出信号を減算することで、例えば磁気検出素子18Aの検出信号から、これに対向した磁気検出素子からの検出信号を減算すると共に、磁気検出素子18Bの検出信号から、これに対向した磁気検出素子からの検出信号を減算することによって、これらの誤差が相殺されるため、誤差のない高精度な回転角度の検出を行うことができるようになる。
That is, the
また、このように四つの磁気検出素子を、磁石16の回転中心に対して90度の角度間隔で配置することによって、これらの磁気検出素子に上下あるいは左右方向の位置ずれが生じた場合にも、検出する磁気の強弱によって制御回路19が、こうした位置ずれを検出できるため、これを補正し誤差のない状態で回転角度の検出を行うことも可能となる。
In addition, by arranging the four magnetic detection elements at an angular interval of 90 degrees with respect to the rotation center of the
(実施の形態3)
実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項3、4記載の発明について説明する。
(Embodiment 3)
The third and fourth embodiments of the present invention will be described with reference to the third embodiment.
図10は回転角度検出装置65の断面図で、図11は回転角度検出装置65の分解斜視図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the rotation
ここで、回転角度検出装置65は、回転角度検出装置25と比較し、以下の点が主として異なる。
Here, the rotation
まず、回転体12に代えて、主回転体51と、主回転体51に連動して回転する副回転体52を備えている。また、磁石16に代えて、主磁石53と副磁石54を備えている。さらに、角度センサ18に代えて、主角度センサ55と副角度センサ56を備えている。そして、端子22に代えて端子58を備えている。
First, instead of the
この回転角度検出装置65は、主角度センサ55と副角度センサ56で主回転体51の回転角度を検出できるので、主角度センサ55と副角度センサ56のいずれかが故障したとしても、角度信号の出力あるいはストップランプの点灯制御の片方を正しく行うことができるという利点がある。
The rotation
次に、各構成部品について説明する。 Next, each component will be described.
ここで、主回転体51は歯車で外縁に所定のピッチの歯を備え、副回転体52も歯車で、外縁に主回転体51とほぼ同等のピッチで歯を備えている。この主回転体51と副回転体52は互いの歯が噛み合い連動して回転するもので、副回転体52の直径は主回転体51の直径より小さい。そのため、主回転体51と副回転体52が連動して回転する際に、副回転体52の回転数は主回転体51の回転数より多くなる。
Here, the main
また、主磁石53と副磁石54は、略直方体状でフェライトあるいはNd−Fe−B合金等を材料とする。ここで、主磁石53が主回転体51の回転中心に配置され、副磁石54が副回転体52の回転中心に配置され、これらの主磁石53と副磁石54は水平面方向にS極、N極を備える。例えば右端がS極、左端がN極である。そして、主磁石53と副磁石54は、主回転体51、副回転体52の回転に伴い、それぞれ回転する。
The
そして、主角度センサ55が主磁石53に所定の間隙を空けて対向配置され、副角度センサ56が副磁石54に所定の間隙を空けて対向配置される。ここで、主角度センサ55には、検出面に対して垂直方向の磁気を検出するホール素子あるいはGMR素子等の主磁気検出素子55Aと55Bが、主磁石53の回転中心に対して、所定角度間隔、例えば90度の間隔で配置される。同様に副角度センサ56には、副磁気検出素子56Aと56Bが、所定角度間隔、例えば90度の間隔で配置される。
The
次に図12を用いて、内蔵回路66の構成を説明する。 Next, the configuration of the built-in circuit 66 will be described with reference to FIG.
同図において、内蔵回路66は、主角度センサ55と、副角度センサ56と、制御回路19と、開閉回路20と、保護回路21と、端子58の一端となる端子58A〜58Fとを備えている。
In the figure, the built-in circuit 66 includes a
ここで、制御回路19の設定部19Cが制御部19Aに接続され、端子58Aと58B、58Fが保護回路21に、端子58Cが制御部19Aに、端子58Dが開閉回路20に各々接続される。端子58Eは接続されていない。
Here, the setting unit 19C of the
また、保護回路21は、主角度センサ55と副角度センサ56に接続され、主角度センサ55と副角度センサ56に電源を供給する。ここで、端子58Aが車両の電圧5Vの電子回路に、端子58Bが電圧12Vのバッテリーに、端子58Fはグランド電位に接続される。これにより主角度センサ55には電圧5Vが、副角度センサ56には12Vが供給される。
The
そして、主角度センサ55は主磁気検出素子55A、55Bを備え、主磁気検出素子55Aと55Bは、演算部19Bに接続されている。ここで、主磁気検出素子55A、55Bから出力された検出信号は演算部19Bに入力される。制御回路19は、主角度センサ55から出力された検出信号を基に、端子58Cに角度信号を出力する。なお、制御回路19は、検出信号の割算などを行う第二の制御回路の構成を複合して、あるいは置き換えて、備えても良い。
The
ここで、制御回路19は、回転角度検出装置25の制御回路19と異なり、スイッチング信号を出力しないものである。それ以外の制御回路19の処理は回転角度検出装置25の制御回路19と同様である。
Here, unlike the
そして、副角度センサ56は副磁気検出素子56A、56Bを備えている。また、副磁気検出素子56A、56Bは開閉回路20に接続され、副磁気検出素子56A、56Bから出力された検出信号は開閉回路20に入力される。開閉回路20は、検出信号によって電気的に接続された状態か否かが切り替わり、ストップランプを点灯あるいは消灯する。
The
この副角度センサ56は、制御回路19及び主角度センサ55より、高い電圧で動作するが、動作電流は300マイクロA以下と小さく、小さい電力でストップランプの点灯制御が可能となる。
The
また、内蔵回路66に代えて、図13の内蔵回路67のように構成しても良い。
Further, instead of the built-in circuit 66, a built-in
ここで、内蔵回路67の構成は内蔵回路66の構成に比べ、比較回路57が加えられており、比較回路57により、主角度センサ55と、副角度センサ56のいずれかが故障していることを判定することができる。そして、内蔵回路67の制御回路19は、内蔵回路67の制御回路19と異なり、スイッチング信号を出力するものである。
Here, the configuration of the built-in
また、比較回路57は副角度センサ56と制御回路19と端子58Eに接続される。ここで、比較回路57には制御回路19からスイッチング信号が入力されると共に、副角度センサ56から出力された検出信号が入力される。
The
この比較回路57は、スイッチング信号と副角度センサ56から出力された検出信号を比較し、所定の対応関係にある場合は、主角度センサ55、副角度センサ56は共に正常であると判定する。
The
一方、所定の対応関係から外れている場合は、比較回路57は、主角度センサ55と副角度センサ56のいずれかが故障していると判定し、報知信号を端子58Eから出力する。所定の対応関係にあるか否かは、内蔵回路67の制御回路19の設定部19Cに記憶された所定の基準値を用いて判定する。あるいは、比較回路57の内部に論理回路などで構成し、判定しても良い。なお、比較回路57は、制御回路19に内蔵して構成しても良い。
On the other hand, if the predetermined correspondence relationship is not satisfied, the
さらに、以上の説明では、磁気検出素子18Aと18Bを一体に形成した角度センサ18を用いると共に、これが実装された配線基板17に制御回路19や開閉回路20等を設けた構成について説明したが、磁気検出素子18Aや18Bを配線基板17に直接実装した構成や、演算部19Eに代えて制御部19Aが除算を行う構成、あるいは、配線基板17には磁気検出素子18Aや18Bのみを設け、制御回路19や開閉回路20等は車両の電子回路側に設けた構成としても、本発明の実施は可能である。
Furthermore, in the above description, the
また、回転角度検出装置25を用いて、主にブレーキペダル31の踏み込み量の検出と、ストップランプの消点灯を行う構成について説明したが、この他にもクラッチペダルやアクセルペダル等、様々な車両のペダルの動作を検出する構成としても、本発明の実施は可能である。
In addition, the configuration in which the rotation
このように本実施の形態によれば、制御回路19が複数の磁気検出素子18Aや18Bからの検出信号を加算及び減算した後、これを除算して回転体12の回転角度を検出することによって、簡易な構成で、確実な回転角度の検出と、ストップランプの消点灯等が行えると共に、周囲の温度変化によって、磁気検出素子18Aや18Bからの検出信号に誤差が生じた場合でも、高精度で確実な回転角度の検出を行うことができるものである。
As described above, according to the present embodiment, the
また、主回転体51と副回転体52、主磁石53と副磁石54、主角度センサ55と副角度センサ56を備えて構成しているので、主角度センサ55と副角度センサ56のいずれかが故障したとしても、角度信号の出力あるいはストップランプの点灯制御の片方を正しく行うことができる。
Further, since the main
さらに、制御回路19と副角度センサ56に接続された比較回路57をさらに備え、比較回路57が、制御回路19から入力されたスイッチング信号と副角度センサ56から入力された検出信号を比較し、所定の対応関係から外れている場合は報知信号を出力するよう構成しているので、主角度センサ55と、副角度センサ56のいずれかが故障していることを判定することができる。
Further, the
本発明による回転角度検出装置は、簡易な構成で、確実な回転角度の検出と、ストップランプの消点灯等が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に自動車のブレーキペダル等の操作用として有用である。 The rotation angle detection device according to the present invention has an advantageous effect that it is possible to obtain a device that can detect a reliable rotation angle and can turn off / off a stop lamp with a simple configuration. This is useful for operating pedals and the like.
11 ケース
11A コネクタ部
12 回転体
12A 回転軸
13 スペーサ
14 レバー
15 ばね
16 磁石
17 配線基板
18 角度センサ
18A、18B 磁気検出素子
19 制御回路
19A 制御部
19B、19D、19E 演算部
19C 設定部
20 開閉回路
21 保護回路
22、22A、22B、22C、22D、58、58A〜58F 端子
23 カバー
25、65 回転角度検出装置
31 ブレーキペダル
31A アーム
32 シリンダボディ
33 プッシュロッド
51 主回転体
52 副回転体
53 主磁石
54 副磁石
55 主角度センサ
55A、55B 主磁気検出素子
56 副角度センサ
56A、56B 副磁気検出素子
66、67 内蔵回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011170680A JP2012112932A (en) | 2010-11-04 | 2011-08-04 | Rotation angle detection device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010247068 | 2010-11-04 | ||
| JP2010247068 | 2010-11-04 | ||
| JP2011170680A JP2012112932A (en) | 2010-11-04 | 2011-08-04 | Rotation angle detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012112932A true JP2012112932A (en) | 2012-06-14 |
Family
ID=46497282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011170680A Withdrawn JP2012112932A (en) | 2010-11-04 | 2011-08-04 | Rotation angle detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012112932A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150100794A (en) * | 2012-12-20 | 2015-09-02 | 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 | Sensor for emitting an electrical signal |
| JP2016099191A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | アイシン精機株式会社 | Rotation angle detector |
| JP2020052016A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Displacement detector |
-
2011
- 2011-08-04 JP JP2011170680A patent/JP2012112932A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150100794A (en) * | 2012-12-20 | 2015-09-02 | 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 | Sensor for emitting an electrical signal |
| KR102113897B1 (en) * | 2012-12-20 | 2020-05-22 | 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 | Sensor for emitting an electrical signal |
| JP2016099191A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | アイシン精機株式会社 | Rotation angle detector |
| JP2020052016A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Displacement detector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8773116B2 (en) | Rotation angle detecting device | |
| US8334688B2 (en) | Multi-position switch having dual output hall device | |
| JP4115388B2 (en) | Butterfly valve connection piece | |
| US7880572B2 (en) | Lever switch | |
| JP6002930B2 (en) | Rotation angle detector | |
| WO2011065223A1 (en) | Liquid level detection device | |
| JP2012118048A (en) | Rotation angle detection device | |
| JP2012112932A (en) | Rotation angle detection device | |
| RU2615612C2 (en) | Contactless true dual axis shaft encoder | |
| JP5226619B2 (en) | Position detecting device and shift device | |
| US11054487B2 (en) | Multiple redundancy position sensor device | |
| JP2016050841A (en) | Magnetism detection device | |
| US6534971B1 (en) | Measurement device for the non-contact detection of an angle of rotation | |
| US8902058B2 (en) | Brake pedal sensor and stop lamp lighting device | |
| JP2014095615A (en) | Magnetic detection unit and stroke detection device using the same | |
| US7211999B2 (en) | Rotation angle detector | |
| JP2014095614A (en) | Stroke detection device | |
| WO2014073196A1 (en) | Magnetic detecting unit and stroke detecting device using magnetic detecting unit | |
| JP2012046046A (en) | Shift lever device | |
| CN101655541B (en) | Magnetic sensor and magnetic sensor device | |
| JP2009222518A (en) | Magnetic position detection device | |
| JP2010271298A (en) | Angle sensor and rotation angle detection apparatus using the same | |
| JP6056009B2 (en) | Rotation angle detector | |
| JP2012091700A (en) | Brake pedal sensor | |
| JP2016011834A (en) | Magnetic detection unit and stroke detection device using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |