方向舵偏角传感器制造技术

一种更高精度的方向舵偏角传感器，它是固定到转向轴（１０５）用于测量所述转向轴（１０５）的绝对角度的传感器，其包括：用于测量转动预定次数的转向轴的转角的粗略信号测量机构（４５）和精细信号测量机构（１５），所述粗略信号测量机构（４５）输出粗略信号，并且所述精细信号测量机构（１５）输出精细信号；以及根据分别由所述粗略信号和所述精细信号转换成的粗略信号测量数据和精细信号测量数据计算所述转向轴（１０５）绝对角度的计算机构（３９），其中，所述计算机构（３９）包括用于检测和消除从所述测量数据中的偏离预定范围的异常数据的异常数据检测和消除单元。由此，主传动齿轮（转向轴）转角的检测精度变得更高。因此实现所述方向舵偏角传感器精度的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测安装在车辆(例如汽车)上的主传动齿轮(转向轴)的旋转角度的方向舵偏角传感器。
技术介绍
例如在专利文献1中描述了一种目前已知的方向舵偏角传感器(以下相应地称为“第一传统传感器”)。所述方向舵偏角传感器包括与主传动齿轮(转向轴)联锁以进行旋转的第一齿轮以及与所述第一齿轮联锁从而以比所述第一齿轮的速度高的速度旋转的第二齿轮。在所述第一传统传感器中，要求高度精确地检测转向轴的旋转角度，因而在其中设置了与所述第一齿轮接合的第三齿轮作为达到该要求的部件。[专利文献1]日本专利申请公开No.2004-198287(参见第0016段和图3)另外，在专利文献2中公开的方向舵偏角传感器(以下相应地称为“第二传统传感器”)用于检测四轮操纵车辆前轮的方向舵偏角(转向轴的旋转角度)，并且根据所检测的前轮方向舵偏角确定用于操纵后车轮的目标后车轮方向舵偏角。为了防止受在所检测的前轮方向舵偏角中的微小变化的影响，所述第二传统传感器被构造成下述形式，在预定的时间间隔进行采样，并且根据前轮方向舵偏角(在该时刻前已经在预定时刻采样)的加权平均值计算后轮的目标转向角。作为采用这种结构的原因，专利文献2中说明，旨在当所检测的前轮方向舵偏角中出现微小变化时防止该微小变化影响加权平均值。[专利文献2]日本专利申请公开No.H07-25349(参见第0010段至0020段以及图3)-->此外，在专利文献3中公开的方向舵偏角传感器(以下相应地称为“第三传统传感器”)构成为包括霍尔元件和磁体。在所述第三传统传感器中，需要以高精度检测转向轴的转角，作为实现该要求的手段，围绕所述磁体设置有环形的铁磁材料。由于检测装置由多个磁性检测部件构成，在各磁体之间存在相互的磁场干扰。专利文献3中说明，这种干扰导致转角检测值中的精度减低的问题，但是，由于第三传统传感器围绕磁体设置有环形铁磁材料，并且磁体和ARM元件之间的距离被限制成磁体和环形铁磁材料之间距离的大约十分之一或者更小，可非常有效地防止两个磁体产生的磁力线的耗散，由此可在各磁体的磁场不互相干扰的条件下保持检测的高精度。[专利文献3]日本专利申请公开No.2004-271427(参见第0017段、0023段以及图1)不用提，方向舵偏角传感器要求具有高精度，但存在各种因素影响该高精度。例如，由于在使用汽车的周围环境中的变化，在包括所述方向舵偏角传感器的电子零件中会产生温度、湿度等的变动。在该情形中，由于上述变化的反作用可能导致异常数据并最终影响检测精度。在使用仅采用齿轮组合的第一传统传感器时无法避免这种异常的数据。另外，即使使用采用前轮方向舵偏角采样的加权平均值的第二传统传感器的方向舵偏角检测，也无法避免这种异常数据。这是因为第二传统传感器仅构造为用于消除在前轮方向舵偏角中的微小变化的影响。而且，在使用第三传统传感器时，不能完全消除磁体的影响。尽管第三传统传感器表明，由于磁体和霍尔元件(ARM元件)之间的距离限定成磁体和铁磁材料之间距离的大约十分之一或更小(如上所述，第0023段)，所以磁场没有相互干扰，但是，该距离取决于磁体的磁力之间的相互关系，因此，很难说完全避免了检测精度的降低。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种更高精度的方向舵偏角传感-->器，这通过如下方式实现，首先，根据异常数据检测来避免转角检测精度的减低，其次，消除磁场的相互干扰。本专利技术的专利技术人进行了研发工作，以解决上述问题，并且获得了通过下述方式来增加转向轴转角的检测精度的方法，即，获取粗略信号和精细信号的测量数据，并且还通过在预定时间间隔处仅测量一次正常测量的位置进行持续的额外测量获得额外测量数据，从所获得的数据中消除偏离预定范围的异常数据，并且消除磁场的相互影响。已经就此观点完成了本专利技术。下面将描述其具体内容。要注意的是，根据某一权利要求解释的本专利技术术语的定义等在它们的可能特性范围内同样适用于根据其它权利要求的本专利技术。(本专利技术第一个方面中描述的本专利技术的特征)在本专利技术第一个方面中描述的根据本专利技术的方向舵偏角传感器(以下相应地称为“第一个方面的方向舵偏角传感器”)是固定到转向轴用于测量该转向轴的绝对角度的传感器。具体地说，该方向舵偏角传感器包括：用于测量旋转预定次数的转向轴的转角的粗略信号测量机构和精细信号测量机构，所述粗略信号测量机构输出粗略信号，并且所述精细信号测量机构输出精细信号；以及计算机构，其根据分别由所述粗略信号和精细信号转换得到的粗略信号测量数据和精细信号测量数据来计算所述转向轴的绝对角度。此处，所述计算机构包括异常数据检测和消除单元，其用于检测和消除与测量数据偏离预定范围的异常数据。采用第一个方面的方向舵偏角传感器时，所述粗略信号测量机构输出粗略信号，并且所述精细信号测量机构输出精细信号。在接收到由所述粗略信号和精细信号转换得到的粗略信号测量数据和精细信号测量数据时，所述计算机构根据这两种信号来计算所述转向轴的绝对角度。包含于所述计算机构中的所述异常数据检测和消除单元检测测量数据中偏离预定范围的异常数据，并且去除所检测到的异常数据。异常数据的检测和消除非常有助于大大增加绝对角度的精度。具体地说，通过消除所述异常数据，消除了在不执行消除时必然会产生-->的转向轴绝对角度的反作用，由此增加了绝对角度的精度。(本专利技术第二个方面中描述的本专利技术的特征)在本专利技术第二个方面中描述的根据本专利技术的方向舵偏角传感器(以下相应地称为“第二个方面的方向舵偏角传感器”)中，除了第一个方面的方向舵偏角传感器包括的基本结构外，所述测量机构还分别包括过采样单元，其至少从所述精细信号进行多次额外测量。在使用第二个方面的方向舵偏角传感器时，除了第一个方面的方向舵偏角传感器的操作和效果，所述测量机构至少从所述精细信号进行多次额外测量的过采样，从而改善精度。应注意的是，过采样必须至少在精细信号上进行，但是优选的是也在粗略信号上进行。与所述精细信号类似，粗略信号可包括异常数据，并且在包括异常数据时，这种异常数据导致对转向轴的绝对值的反作用。因此，对于增加绝对角度精度，优选的是还消除与粗略信号相关的异常数据。(本专利技术第三个方面中描述的本专利技术的特征)    在本专利技术第三个方面中描述的根据本专利技术的方向舵偏角传感器(以下相应地称为“第三个方面的方向舵偏角传感器”)中，除了第一或第二个方面的方向舵偏角传感器包括的基本结构外，所述计算机构还包括数据插值处理单元，其将从测量数据和额外测量数据中任意选出的作为被消除的异常数据的替代的所选数据进行插值处理。在使用第三个方面的方向舵偏角传感器时，除了第一或第二个方面的方向舵偏角传感器的操作和效果，可通过插值法最大化绝对角度的精度。具体地说，由于消除了异常数据，在测量数据中出现缺失，如果任由这种缺失存在，这种缺失的量将减低精度。因此，通过将计算机构构造为包括数据插值处理单元，可通过从现存的数据中选择的所选数据用插值法插入由于消除而缺失的量，由此增加测量精度。具体地说，在没有设置过采样单元的第一个方面的情形中，在从第一个方面的方向舵偏角传感器的基本结构获得的测量数据中进行异常数据的检测和消除，可通过从现存的数据中选择的所选数据用插值法插入由于消除而缺失的量，由此增加测量数据的可靠性。具体地说，能--本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方向舵偏角传感器，其固定到转向轴，用于测量所述转向轴的绝对角度，该方向舵偏角传感器包括：用于测量转动预定次数的所述转向轴的转角的粗略信号测量机构和精细信号测量机构，所述粗略信号测量机构输出粗略信号，并且所述精细信号测量机构输出精 细信号；以及根据分别由所述粗略信号和所述精细信号转换成的粗略信号测量数据和精细信号测量数据计算所述转向轴绝对角度的计算机构，其中，所述计算机构包括用于检测和消除从所述测量数据中的偏离预定范围的异常数据的异常数据检测和消除单元 。

【技术特征摘要】
JP 2006-7-4 184098/2006;JP 2006-7-21 199790/20061.一种方向舵偏角传感器，其固定到转向轴，用于测量所述转向轴的绝对角度，该方向舵偏角传感器包括：用于测量转动预定次数的所述转向轴的转角的粗略信号测量机构和精细信号测量机构，所述粗略信号测量机构输出粗略信号，并且所述精细信号测量机构输出精细信号；以及根据分别由所述粗略信号和所述精细信号转换成的粗略信号测量数据和精细信号测量数据计算所述转向轴绝对角度的计算机构，其中，所述计算机构包括用于检测和消除从所述测量数据中的偏离预定范围的异常数据的异常数据检测和消除单元。2.如权利要求1所述的方向舵偏角传感器，其中，所述测量机构还分别包括用于至少从所述精细信号进行多次额外测量的过采样单元。3.如权利要求1或2所述的方向舵偏角传感器，其中，所述计算机构还包括数据插值处理单元，该数据插值处理单元将从所述测量数据中任选的所选数据进行插值处理，作为被消除的异常数据的替代。4.如权利要求1所述的方向舵偏角传感器，其中，所述计算机构还包括数据插值处理单元，该数据插值处理单元计算紧靠从所测量数据中被消除的异...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田雅博，岩城义则，中村纳，
申请(专利权)人：东洋电装株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]