絶対角検出装置
【課題】イニシャライズに要する角度及び検出素子の故障判定に要する角度を循環型グレイコードの１ステップ分に相当する角度にできる絶対角検出装置を提供する。
【解決手段】符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードを記憶し、コードパターンに沿って配置されたＮ個の検出素子から出力されるＮビットのコード列を循環型グレイコードと照合することにより、回転体の絶対角を検出する。循環型グレイコードは、Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数をＮ／２又は（Ｎ＋２）／２とし、Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数を（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２とする。
【解決手段】符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードを記憶し、コードパターンに沿って配置されたＮ個の検出素子から出力されるＮビットのコード列を循環型グレイコードと照合することにより、回転体の絶対角を検出する。循環型グレイコードは、Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数をＮ／２又は（Ｎ＋２）／２とし、Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数を（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環型グレイコードを用いて回転体の絶対角を検出する絶対角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のステアリングシャフトと車体との間などに絶対角検出装置を備え、絶対角検出装置にて検出されたステアリングホイールの操舵角度、操舵速度及び操舵方向等に基づいてサスペンションの減衰力制御やオートマチックトランスミッションのシフトポジション制御それに四輪操舵車における後輪の操舵制御などを行う技術が知られている。
【０００３】
本願出願人は、先に、この種の絶対角検出装置として、循環型グレイコードを利用したものを提案した（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
循環型グレイコードは、１セクタ内の隣接するステップ間でコード列が１ビットずつ変化すると共に、１セクタの先頭のコード列と最後のコード列も１ビットの変化で連続し、かつ１セクタ内に同一のコード列が存在しないようにコード列の並びを設定したもので、特許文献１に記載の技術によれば、分解能が１．５度以下であって、しかもその値が３６０度の公約数である絶対角検出装置を実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−６２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５は、従来例に係る１０ビットの循環型グレイコードの例であり、１セクタが３６０度、分解能が１．５度、ステップ数が２４０の場合を示している。この図の「符号“１”の数」の欄から明らかなように、本例の循環型グレイコードにおいては、各ステップにおける符号“１”の数が、１〜９の間で変化している。このように、各ステップにおける符号“１”の数を１〜９の間で変化させると、各ステップに割り当てるコード列を選択しやすくなるので、高分解能の絶対角検出装置を設計しやすくなるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、かかる構成によると、１０ビットの循環型グレイコードを検出する１０個の検出素子のうちの１つが故障した場合、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転体の回転角度は、図６に示すように、最大２ステップ分の角度である３度になる。ここで、図６は、従来例に係る絶対角検出装置の検出素子の１つが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【０００７】
図６についてより詳細に説明すると、図５に例示した１０ビットの循環型グレイコードにおいては、第０ステップのコード列が（００００１０００００）に設定されているが、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障して、当該検出素子から出力される信号が全て“１”になったとすると、第０ステップにおいてコード列（００００１００１００）が検出されることになる。コード列（００００１００１００）は、第７３ステップのコード列と同一である。この状態から回転体を１．５度回転して第１ステップのコード列を検出すると、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障していてその出力が“１”になるため、１０個の検出素子によって検出される第１ステップのコード列は（０１００１００１００）になる。このコード列は、第７４ステップのコード列と同一である。この状態から更に回転体を１．５度回転して第２ステップのコード列を検出すると、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障していてその出力が“１”になるため、１０個の検出素子によって検出される第２ステップのコード列は（０１００１００１１０）になる。このコード列は、第７５ステップのコード列である（０１００１００１０１）と異なっているので、この段階に至って初めて絶対角検出装置は、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障していることを認識できる。その他、Ｄ８信号を出力する検出素子以外の検出素子が１個だけ故障した場合には、前記と同様に循環型グレイコードを構成する各ステップのコード列の並びから、絶対角検出装置は直ちに、或いは回転体を１．５度又は３度回転した段階で、これらの検出素子の故障を認識することができる。したがって、第０ステップについては、絶対角検出装置に電源が投入されてイニシャライズされるとき、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができず、また、イニシャライズ後においても、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができないことになる。
【０００８】
第１ステップのコード列を検出する際にＤ５信号を出力する検出素子が故障して、当該検出素子から出力される信号が全て“０”になった場合にも、第１６７ステップ〜第１７０ステップのコード列との関係で、絶対角検出装置に電源が投入されてイニシャライズされるとき、回転体を最大３度回転させないと回転体の絶対角を検出することができず、また、イニシャライズ後においても、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができない。その他、Ｄ５信号を出力する検出素子以外の検出素子が１個だけ故障した場合には、前記と同様にグレイコードを構成する各ステップのコード列の並びから、絶対角検出装置は直ちに、或いは回転体を１．５度又は３度回転した段階で、これらの検出素子の故障を認識することができる。したがって、第１ステップについても、絶対角検出装置に電源が投入されてイニシャライズされるとき、回転体を最大３度回転させないと回転体の絶対角を検出することができず、また、イニシャライズ後においても、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができない。
【０００９】
これに対して、第２ステップについては、Ｄ５信号を出力する検出素子が故障して当該検出素子から出力される信号が全て“０”になった場合、Ｄ７信号を出力する検出素子が故障して当該検出素子から出力される信号が全て“１”になった場合、及びＤ９信号を出力する検出素子が故障して当該検出素子から出力される信号が全て“０”になった場合、それぞれ第１６９ステップのコード列、第３ステップのコード列、及び第１ステップのコード列と同一になるが、回転体を第２ステップから第３ステップまで回転したときのコード列がいずれも正規のコード列にならないので、この段階でＤ５，Ｄ７，Ｄ９信号を出力する各検出素子の故障を判定することができる。その他、Ｄ１，Ｄ２、Ｄ３，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０の信号を出力する検出素子が故障した場合に第２ステップから検出されるコード列は、いずれのステップにも設定されていないので、絶対角検出装置は直ちにこれらの検出素子の故障を認識することができる。したがって、第２ステップにおいては、絶対角検出装置のイニシャライズ及び検出素子の故障判定に必要な回転角は最大１．５度である。このようなシミュレーションの結果をまとめたのが図６である。
【００１０】
従来例に係る絶対角検出装置においては、回転体を最大２ステップ分の回転角である３度回転しないと、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後における検出素子の故障判定を行うことができないが、絶対角検出装置の信頼性を高め、その使い勝手を良好なものにするためには、検出素子の故障判定に要する角度をより小さなものにすることが求められる。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術に課題を解決するためになされたものであり、その目的は、検出素子の故障判定に要する角度を循環型グレイコードの１ステップ分に相当する角度にすることができる絶対角検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するため、符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードが記憶され、コードパターンに沿って配列されたＮ個の検出素子から出力されるＮビットのコード列を前記Ｎビットの循環型グレイコードと照合することにより、回転体の絶対角を検出する絶対角検出装置において、前記循環型グレイコードは、前記Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数がＮ／２又は（Ｎ＋２）／２であり、Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数が（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２のであるという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、循環型グレイコードを構成する各ステップのコード列の並びのみならず、各ステップのコード列に含まれる符号“１”の数からもコード列の誤り、即ち、検出素子の故障を判定することができるので、絶対角検出装置のイニシャライズに要する角度及び検出素子の故障判定に要する角度を、循環型グレイコードの１ステップ分に相当する角度にすることができる。
【００１４】
また本発明は、第２に、前記第１の構成の絶対角検出装置において、前記Ｎが、７以上であるという構成にした。
【００１５】
コード列のビット数Ｎを７よりも小さくすると、ビット数Ｎを８とした場合と比較して循環型グレイコードに使用できるコード、すなわちどの桁から読み始めても異なるコードの数が極端に少なくなり、１セクタに分配する角度が小さくなるので、絶対角度の検出精度を高めることが困難になるという問題がある。例えば、コード列のビット数Ｎを６とすれば、コード列中に含まれる符号“１”の数が３又は４の循環型コード列の総数が２４個と少なくなるため、分解能を１．５度にすると１セクタに分配する角度が３６度（１．５度×２４）と小さくなるので、セクタに分配される角度を大きく設定できる場合（ビット数Ｎが８の場合）に比較して機械的ガタによるセクタ検出の精度低下が顕著となり、絶対角度の検出精度を高めることが困難になるという問題がある。したがって、コード列のビット数Ｎは、７以上が望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の絶対角検出装置は、符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードを、Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数をＮ／２又は（Ｎ＋２）／２とし、Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数を（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２としたので、循環型グレイコードを構成する各ステップのコード列の並びのみならず、各ステップのコード列に含まれる符号“１”の数からもコード列の誤りを判定することができ、絶対角検出装置のイニシャライズに要する角度及び検出素子の故障判定に要する角度を、循環型グレイコードの１ステップ分に相当する角度にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る絶対角検出装置の一実施形態を、図１乃至図４に基づいて説明する。図１は実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる回転ディスクの構成と回転ディスクからコード列を検出する検出素子群の配列とを示す平面図、図２は実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる制御部の構成図、図３は実施形態に係る絶対角検出装置に適用される循環型グレイコードのコード列表、図４は実施形態に係る絶対角検出装置の検出素子の１つが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る絶対角検出装置は、ステアリングシャフトなどの図示しない回転体に装着され、当該回転体と一体に回転する回転ディスク１と、当該回転ディスクに形成されたコードパターン列２と、当該コードパターン列２と対向に配置された第１乃至第１０の検出素子３ａ〜３ｊと、これら第１乃至第１０の検出素子３ａ〜３ｊの出力信号から１０ビットのコード列を生成し、生成されたコード列から回転ディスク１（回転体）の絶対角度を求める制御部４とから主に構成されている。
【００１９】
回転ディスク１の中心部には、ステアリングシャフトなどの回転体を挿入するための透孔１ａが設けられており、その片面には、遮光板からなるコードパターン列２が透孔１ａと同心に形成されている。
【００２０】
検出素子３ａ〜３ｊとしては、発光素子と受光素子とが一体的に組み合わされたフォトインタラプタが用いられる。各検出素子３ａ〜３ｊは、コードパターン列２を介してその両側に発光素子と受光素子とを配置する。本例においては、１０個の検出素子３ａ〜３ｊが、１条のコードパターン列２に沿って等分に配置されている。なお、これらの各検出素子３ａ〜３ｊは、各検出素子間の取付誤差を小さくするためには、１つのホルダーを用いて位置決めすることが望ましい。
【００２１】
信号処理部４は、図２に示すように、記憶部４ｂを内蔵するデータ判別部４ａを有する。データ判別部４ａは、検出素子３ａ〜３ｊから出力される１０ビットのコード列を入力し、連続して入力される２つのコード列が記憶部４ｂに予め記憶されたコード列（図３のコード列表）の順番になっているか否かを判定して、しかるべき順番になっていると判定されるとき、入力された最新のコード列に応じた角度信号を出力すると共に、しかるべき順番になっていないと判定されるときには、その判定時点に故障信号に応じた信号を出力する。このように、データ判定部４ａは、検出素子３ａ〜３ｊから角度信号が連続して入力されたときに初めて機能するものであり、例えば起動時のように、検出素子３ａ〜３ｊから出力される１０ビットのコード列が初めて入力された状態、すなわち連続して入力されない状態では、角度信号又は故障信号に応じた信号を出力することができない。
【００２２】
次に、図３のコード列表について説明する。この図に示すように、本例の循環型グレイコードは、３６０度が２４０ステップに分割されていて、分解能が１．５度になっており、各ステップが１０ビットのコード列から構成されている。図中の「符号“１”の数」の欄から明らかなように、各コード列中に含まれる符号“１”の数は、「５」又は「６」のみに制限されている。「５」又は「６」という数は、各コード列のビット数「１０」に対して、１０／２又は（１０＋２）／２に相当する。つまり、各コード列のビット数Ｎとしたとき、Ｎ／２又は（Ｎ＋２）／２に相当する。また、循環型グレイコードであるから、隣接するステップ間でコード列が１ビットずつ変化すると共に、第０ステップのコード列と第２３９ステップのコード列の間も１ビットだけ変化し、かつ３６０度内に同一のコード列が表れないように各ステップのコード列が設定されている。
【００２３】
循環型グレイコードをこのように構成すると、コード列中の符号“１”の数が「５」である第０ステップにおいて、Ｄ１信号を出力する検出素子３ａが故障して検出素子３ａから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ２信号を出力する検出素子３ｂが故障して検出素子３ｂから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ３信号を出力する検出素子３ｃが故障して検出素子３ｃから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ５信号を出力する検出素子３ｅが故障して検出素子３ｅから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、及びＤ７信号を出力する検出素子３ｇが故障して検出素子３ｇから常に“０”の信号が出力されるようになった場合には、いずれも第０ステップから検出されるコード列中に含まれる符号“１”の数が「４」になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｇのいずれかに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００２４】
Ｄ４信号を出力する検出素子３ｄが故障して検出素子３ｄから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、第０ステップから検出されるコード列は、第２３９ステップのコード列（１１１１１０１０００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第１ステップから検出されるコード列が（１１１１１０１１００）となり、第２３９ステップの次ステップ（第０ステップ）のコード列（１１１０１０１０００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｄに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００２５】
Ｄ６信号を出力する検出素子３ｆが故障して検出素子３ｆから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、第０ステップから検出されるコード列は、第１９ステップのコード列（１１１０１１１０００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第１ステップから検出されるコード列が（１１１０１１１１００）となり、第１９ステップの次ステップ（第２０ステップ）のコード列（１１１０１１００００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｆに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００２６】
Ｄ８信号を出力する検出素子３ｈが故障して検出素子３ｈから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、第０ステップから検出されるコード列は、第１ステップのコード列（１１１０１０１１００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第１ステップから検出されるコード列が（１１１０１０１１００）となり、第１ステップの次ステップ（第２ステップ）のコード列（１１１０１００１００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｆに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００２７】
Ｄ９信号を出力する検出素子３ｉが故障して検出素子３ｉから常に“１”の信号が出力されるようになった場合には、第０ステップから検出されるコード列が（１１１０１０１０１０）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｉに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００２８】
Ｄ１０信号を出力する検出素子３ｊが故障して検出素子３ｊから常に“１”の信号が出力されるようになった場合には、第０ステップから検出されるコード列が（１１１０１０１００１）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００２９】
また、コード列中の符号“１”の数が「６」である第１ステップにおいて、Ｄ４信号を出力する検出素子３ｄが故障して検出素子３ｄから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ６信号を出力する検出素子３ｆが故障して検出素子３ｆから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ９信号を出力する検出素子３ｉが故障して検出素子３ｉから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、及びＤ１０信号を出力する検出素子３ｊが故障して検出素子３ｊから常に“１”の信号が出力されるようになった場合には、いずれも第１ステップから検出されるコード列中に含まれる符号“１”の数が「７」になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｄ，３ｆ，３ｉ，３ｊのいずれかに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３０】
Ｄ１信号を出力する検出素子３ａが故障して検出素子３ａから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は（０１１０１０１１００）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３１】
Ｄ２信号を出力する検出素子３ｂが故障して検出素子３ｂから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は（１０１０１０１１００）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、この場合にもデータ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３２】
Ｄ３信号を出力する検出素子３ｃが故障して検出素子３ｃから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は（１１００１０１１００）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、この場合にもデータ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３３】
Ｄ５信号を出力する検出素子３ｅが故障して検出素子３ｅから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は、第４０ステップのコード列（１１１０００１１００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第２ステップから検出されるコード列が（１１１００００１００）となり、第４０ステップの次ステップ（第４１ステップ）のコード列（１１１１００１１００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｅに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合には、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００３４】
Ｄ７信号を出力する検出素子３ｇが故障して検出素子３ｇから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は、第２ステップのコード列（１１１０１００１００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第２ステップから検出されるコード列が（１１１０１００１００）となり、第２ステップの次ステップ（第３ステップ）のコード列（１１１０１００１１０）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｅに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００３５】
Ｄ８信号を出力する検出素子３ｈが故障して検出素子３ｈから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は、第０ステップのコード列（１１１０１０１０００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第２ステップから検出されるコード列が（１１１０１０００００）となり、第０ステップの次ステップ（第１ステップ）のコード列（１１１０１０１１００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｅに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００３６】
これらのことから、本例の絶対角検出装置に係る循環型グレイコードは、コード列中の符号“１”の数が「５」であるステップについても、「６」であるステップについても、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度を、１ステップ分の角度である１．５度にすることができる。図４に、２４０ステップの全てについての絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な各ステップ毎の回転ディスク１の最大の回転角度を示す。この図から明らかなように、実施形態に係る絶対角検出装置は、イニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度を、１ステップ分の角度にすることができるので、従来例に係る絶対角検出装置に比べて、信頼性及び使い勝手の良さを高めることができる。
【００３７】
なお、前記実施形態においては、偶数ビット（１０ビット）のコード列をもって循環型グレイコードを構成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、奇数ビットのコード列をもって循環型グレイコードを構成した場合にも、コード列のビット数をＮとしたとき、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数を（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２のいずれか、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２のいずれかにすることにより、前記実施形態に係る絶対角検出装置と同じ効果が得られる。
【００３８】
また、前記実施形態においては、１０ビットのコード列をもって循環型グレイコードを構成したが、コード列のビット数については特に制限はなく、要求される性能、例えば１セクタの角度や分解能などに応じて適宜増減することができる。但し、コード列のビット数を７よりも小さくすると、高分解能の循環型グレイコードを構成することが困難になるので、絶対角検出装置の小型化及び低コスト化が困難になる。したがって、コード列のビット数は、７以上とすることが特に望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる回転ディスクの構成と回転ディスクからコード列を検出する検出素子群の配列とを示す平面図である。
【図２】実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる制御部の構成図である。
【図３】実施形態に係る絶対角検出装置に適用される循環型グレイコードのコード列表である。
【図４】実施形態に係る絶対角検出装置の検出素子のうちのひとつが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【図５】従来例に係る絶対角検出装置に適用される循環型グレイコードのコード列表である。
【図６】従来例に係る絶対角検出装置の検出素子のうちのひとつが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 回転ディスク
２ コードパターン列
３ａ〜３ｊ 検出素子
４ 信号処理部
４ａ データ判定部
４ｂ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環型グレイコードを用いて回転体の絶対角を検出する絶対角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のステアリングシャフトと車体との間などに絶対角検出装置を備え、絶対角検出装置にて検出されたステアリングホイールの操舵角度、操舵速度及び操舵方向等に基づいてサスペンションの減衰力制御やオートマチックトランスミッションのシフトポジション制御それに四輪操舵車における後輪の操舵制御などを行う技術が知られている。
【０００３】
本願出願人は、先に、この種の絶対角検出装置として、循環型グレイコードを利用したものを提案した（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
循環型グレイコードは、１セクタ内の隣接するステップ間でコード列が１ビットずつ変化すると共に、１セクタの先頭のコード列と最後のコード列も１ビットの変化で連続し、かつ１セクタ内に同一のコード列が存在しないようにコード列の並びを設定したもので、特許文献１に記載の技術によれば、分解能が１．５度以下であって、しかもその値が３６０度の公約数である絶対角検出装置を実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−６２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５は、従来例に係る１０ビットの循環型グレイコードの例であり、１セクタが３６０度、分解能が１．５度、ステップ数が２４０の場合を示している。この図の「符号“１”の数」の欄から明らかなように、本例の循環型グレイコードにおいては、各ステップにおける符号“１”の数が、１〜９の間で変化している。このように、各ステップにおける符号“１”の数を１〜９の間で変化させると、各ステップに割り当てるコード列を選択しやすくなるので、高分解能の絶対角検出装置を設計しやすくなるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、かかる構成によると、１０ビットの循環型グレイコードを検出する１０個の検出素子のうちの１つが故障した場合、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転体の回転角度は、図６に示すように、最大２ステップ分の角度である３度になる。ここで、図６は、従来例に係る絶対角検出装置の検出素子の１つが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【０００７】
図６についてより詳細に説明すると、図５に例示した１０ビットの循環型グレイコードにおいては、第０ステップのコード列が（００００１０００００）に設定されているが、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障して、当該検出素子から出力される信号が全て“１”になったとすると、第０ステップにおいてコード列（００００１００１００）が検出されることになる。コード列（００００１００１００）は、第７３ステップのコード列と同一である。この状態から回転体を１．５度回転して第１ステップのコード列を検出すると、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障していてその出力が“１”になるため、１０個の検出素子によって検出される第１ステップのコード列は（０１００１００１００）になる。このコード列は、第７４ステップのコード列と同一である。この状態から更に回転体を１．５度回転して第２ステップのコード列を検出すると、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障していてその出力が“１”になるため、１０個の検出素子によって検出される第２ステップのコード列は（０１００１００１１０）になる。このコード列は、第７５ステップのコード列である（０１００１００１０１）と異なっているので、この段階に至って初めて絶対角検出装置は、Ｄ８信号を出力する検出素子が故障していることを認識できる。その他、Ｄ８信号を出力する検出素子以外の検出素子が１個だけ故障した場合には、前記と同様に循環型グレイコードを構成する各ステップのコード列の並びから、絶対角検出装置は直ちに、或いは回転体を１．５度又は３度回転した段階で、これらの検出素子の故障を認識することができる。したがって、第０ステップについては、絶対角検出装置に電源が投入されてイニシャライズされるとき、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができず、また、イニシャライズ後においても、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができないことになる。
【０００８】
第１ステップのコード列を検出する際にＤ５信号を出力する検出素子が故障して、当該検出素子から出力される信号が全て“０”になった場合にも、第１６７ステップ〜第１７０ステップのコード列との関係で、絶対角検出装置に電源が投入されてイニシャライズされるとき、回転体を最大３度回転させないと回転体の絶対角を検出することができず、また、イニシャライズ後においても、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができない。その他、Ｄ５信号を出力する検出素子以外の検出素子が１個だけ故障した場合には、前記と同様にグレイコードを構成する各ステップのコード列の並びから、絶対角検出装置は直ちに、或いは回転体を１．５度又は３度回転した段階で、これらの検出素子の故障を認識することができる。したがって、第１ステップについても、絶対角検出装置に電源が投入されてイニシャライズされるとき、回転体を最大３度回転させないと回転体の絶対角を検出することができず、また、イニシャライズ後においても、回転体を最大３度回転させないと絶対角検出装置の故障を検知することができない。
【０００９】
これに対して、第２ステップについては、Ｄ５信号を出力する検出素子が故障して当該検出素子から出力される信号が全て“０”になった場合、Ｄ７信号を出力する検出素子が故障して当該検出素子から出力される信号が全て“１”になった場合、及びＤ９信号を出力する検出素子が故障して当該検出素子から出力される信号が全て“０”になった場合、それぞれ第１６９ステップのコード列、第３ステップのコード列、及び第１ステップのコード列と同一になるが、回転体を第２ステップから第３ステップまで回転したときのコード列がいずれも正規のコード列にならないので、この段階でＤ５，Ｄ７，Ｄ９信号を出力する各検出素子の故障を判定することができる。その他、Ｄ１，Ｄ２、Ｄ３，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０の信号を出力する検出素子が故障した場合に第２ステップから検出されるコード列は、いずれのステップにも設定されていないので、絶対角検出装置は直ちにこれらの検出素子の故障を認識することができる。したがって、第２ステップにおいては、絶対角検出装置のイニシャライズ及び検出素子の故障判定に必要な回転角は最大１．５度である。このようなシミュレーションの結果をまとめたのが図６である。
【００１０】
従来例に係る絶対角検出装置においては、回転体を最大２ステップ分の回転角である３度回転しないと、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後における検出素子の故障判定を行うことができないが、絶対角検出装置の信頼性を高め、その使い勝手を良好なものにするためには、検出素子の故障判定に要する角度をより小さなものにすることが求められる。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術に課題を解決するためになされたものであり、その目的は、検出素子の故障判定に要する角度を循環型グレイコードの１ステップ分に相当する角度にすることができる絶対角検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するため、符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードが記憶され、コードパターンに沿って配列されたＮ個の検出素子から出力されるＮビットのコード列を前記Ｎビットの循環型グレイコードと照合することにより、回転体の絶対角を検出する絶対角検出装置において、前記循環型グレイコードは、前記Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数がＮ／２又は（Ｎ＋２）／２であり、Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数が（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２のであるという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、循環型グレイコードを構成する各ステップのコード列の並びのみならず、各ステップのコード列に含まれる符号“１”の数からもコード列の誤り、即ち、検出素子の故障を判定することができるので、絶対角検出装置のイニシャライズに要する角度及び検出素子の故障判定に要する角度を、循環型グレイコードの１ステップ分に相当する角度にすることができる。
【００１４】
また本発明は、第２に、前記第１の構成の絶対角検出装置において、前記Ｎが、７以上であるという構成にした。
【００１５】
コード列のビット数Ｎを７よりも小さくすると、ビット数Ｎを８とした場合と比較して循環型グレイコードに使用できるコード、すなわちどの桁から読み始めても異なるコードの数が極端に少なくなり、１セクタに分配する角度が小さくなるので、絶対角度の検出精度を高めることが困難になるという問題がある。例えば、コード列のビット数Ｎを６とすれば、コード列中に含まれる符号“１”の数が３又は４の循環型コード列の総数が２４個と少なくなるため、分解能を１．５度にすると１セクタに分配する角度が３６度（１．５度×２４）と小さくなるので、セクタに分配される角度を大きく設定できる場合（ビット数Ｎが８の場合）に比較して機械的ガタによるセクタ検出の精度低下が顕著となり、絶対角度の検出精度を高めることが困難になるという問題がある。したがって、コード列のビット数Ｎは、７以上が望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の絶対角検出装置は、符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードを、Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数をＮ／２又は（Ｎ＋２）／２とし、Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数を（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２としたので、循環型グレイコードを構成する各ステップのコード列の並びのみならず、各ステップのコード列に含まれる符号“１”の数からもコード列の誤りを判定することができ、絶対角検出装置のイニシャライズに要する角度及び検出素子の故障判定に要する角度を、循環型グレイコードの１ステップ分に相当する角度にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る絶対角検出装置の一実施形態を、図１乃至図４に基づいて説明する。図１は実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる回転ディスクの構成と回転ディスクからコード列を検出する検出素子群の配列とを示す平面図、図２は実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる制御部の構成図、図３は実施形態に係る絶対角検出装置に適用される循環型グレイコードのコード列表、図４は実施形態に係る絶対角検出装置の検出素子の１つが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る絶対角検出装置は、ステアリングシャフトなどの図示しない回転体に装着され、当該回転体と一体に回転する回転ディスク１と、当該回転ディスクに形成されたコードパターン列２と、当該コードパターン列２と対向に配置された第１乃至第１０の検出素子３ａ〜３ｊと、これら第１乃至第１０の検出素子３ａ〜３ｊの出力信号から１０ビットのコード列を生成し、生成されたコード列から回転ディスク１（回転体）の絶対角度を求める制御部４とから主に構成されている。
【００１９】
回転ディスク１の中心部には、ステアリングシャフトなどの回転体を挿入するための透孔１ａが設けられており、その片面には、遮光板からなるコードパターン列２が透孔１ａと同心に形成されている。
【００２０】
検出素子３ａ〜３ｊとしては、発光素子と受光素子とが一体的に組み合わされたフォトインタラプタが用いられる。各検出素子３ａ〜３ｊは、コードパターン列２を介してその両側に発光素子と受光素子とを配置する。本例においては、１０個の検出素子３ａ〜３ｊが、１条のコードパターン列２に沿って等分に配置されている。なお、これらの各検出素子３ａ〜３ｊは、各検出素子間の取付誤差を小さくするためには、１つのホルダーを用いて位置決めすることが望ましい。
【００２１】
信号処理部４は、図２に示すように、記憶部４ｂを内蔵するデータ判別部４ａを有する。データ判別部４ａは、検出素子３ａ〜３ｊから出力される１０ビットのコード列を入力し、連続して入力される２つのコード列が記憶部４ｂに予め記憶されたコード列（図３のコード列表）の順番になっているか否かを判定して、しかるべき順番になっていると判定されるとき、入力された最新のコード列に応じた角度信号を出力すると共に、しかるべき順番になっていないと判定されるときには、その判定時点に故障信号に応じた信号を出力する。このように、データ判定部４ａは、検出素子３ａ〜３ｊから角度信号が連続して入力されたときに初めて機能するものであり、例えば起動時のように、検出素子３ａ〜３ｊから出力される１０ビットのコード列が初めて入力された状態、すなわち連続して入力されない状態では、角度信号又は故障信号に応じた信号を出力することができない。
【００２２】
次に、図３のコード列表について説明する。この図に示すように、本例の循環型グレイコードは、３６０度が２４０ステップに分割されていて、分解能が１．５度になっており、各ステップが１０ビットのコード列から構成されている。図中の「符号“１”の数」の欄から明らかなように、各コード列中に含まれる符号“１”の数は、「５」又は「６」のみに制限されている。「５」又は「６」という数は、各コード列のビット数「１０」に対して、１０／２又は（１０＋２）／２に相当する。つまり、各コード列のビット数Ｎとしたとき、Ｎ／２又は（Ｎ＋２）／２に相当する。また、循環型グレイコードであるから、隣接するステップ間でコード列が１ビットずつ変化すると共に、第０ステップのコード列と第２３９ステップのコード列の間も１ビットだけ変化し、かつ３６０度内に同一のコード列が表れないように各ステップのコード列が設定されている。
【００２３】
循環型グレイコードをこのように構成すると、コード列中の符号“１”の数が「５」である第０ステップにおいて、Ｄ１信号を出力する検出素子３ａが故障して検出素子３ａから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ２信号を出力する検出素子３ｂが故障して検出素子３ｂから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ３信号を出力する検出素子３ｃが故障して検出素子３ｃから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ５信号を出力する検出素子３ｅが故障して検出素子３ｅから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、及びＤ７信号を出力する検出素子３ｇが故障して検出素子３ｇから常に“０”の信号が出力されるようになった場合には、いずれも第０ステップから検出されるコード列中に含まれる符号“１”の数が「４」になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｇのいずれかに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００２４】
Ｄ４信号を出力する検出素子３ｄが故障して検出素子３ｄから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、第０ステップから検出されるコード列は、第２３９ステップのコード列（１１１１１０１０００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第１ステップから検出されるコード列が（１１１１１０１１００）となり、第２３９ステップの次ステップ（第０ステップ）のコード列（１１１０１０１０００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｄに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００２５】
Ｄ６信号を出力する検出素子３ｆが故障して検出素子３ｆから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、第０ステップから検出されるコード列は、第１９ステップのコード列（１１１０１１１０００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第１ステップから検出されるコード列が（１１１０１１１１００）となり、第１９ステップの次ステップ（第２０ステップ）のコード列（１１１０１１００００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｆに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００２６】
Ｄ８信号を出力する検出素子３ｈが故障して検出素子３ｈから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、第０ステップから検出されるコード列は、第１ステップのコード列（１１１０１０１１００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第１ステップから検出されるコード列が（１１１０１０１１００）となり、第１ステップの次ステップ（第２ステップ）のコード列（１１１０１００１００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｆに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００２７】
Ｄ９信号を出力する検出素子３ｉが故障して検出素子３ｉから常に“１”の信号が出力されるようになった場合には、第０ステップから検出されるコード列が（１１１０１０１０１０）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｉに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００２８】
Ｄ１０信号を出力する検出素子３ｊが故障して検出素子３ｊから常に“１”の信号が出力されるようになった場合には、第０ステップから検出されるコード列が（１１１０１０１００１）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００２９】
また、コード列中の符号“１”の数が「６」である第１ステップにおいて、Ｄ４信号を出力する検出素子３ｄが故障して検出素子３ｄから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ６信号を出力する検出素子３ｆが故障して検出素子３ｆから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、Ｄ９信号を出力する検出素子３ｉが故障して検出素子３ｉから常に“１”の信号が出力されるようになった場合、及びＤ１０信号を出力する検出素子３ｊが故障して検出素子３ｊから常に“１”の信号が出力されるようになった場合には、いずれも第１ステップから検出されるコード列中に含まれる符号“１”の数が「７」になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｄ，３ｆ，３ｉ，３ｊのいずれかに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３０】
Ｄ１信号を出力する検出素子３ａが故障して検出素子３ａから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は（０１１０１０１１００）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３１】
Ｄ２信号を出力する検出素子３ｂが故障して検出素子３ｂから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は（１０１０１０１１００）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、この場合にもデータ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３２】
Ｄ３信号を出力する検出素子３ｃが故障して検出素子３ｃから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は（１１００１０１１００）となり、これと同一のコード列をもつステップはコード表中に設定されていないので、この場合にもデータ判定部４ｂは直ちに検出素子３ｊに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。
【００３３】
Ｄ５信号を出力する検出素子３ｅが故障して検出素子３ｅから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は、第４０ステップのコード列（１１１０００１１００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第２ステップから検出されるコード列が（１１１００００１００）となり、第４０ステップの次ステップ（第４１ステップ）のコード列（１１１１００１１００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｅに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合には、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００３４】
Ｄ７信号を出力する検出素子３ｇが故障して検出素子３ｇから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は、第２ステップのコード列（１１１０１００１００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第２ステップから検出されるコード列が（１１１０１００１００）となり、第２ステップの次ステップ（第３ステップ）のコード列（１１１０１００１１０）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｅに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００３５】
Ｄ８信号を出力する検出素子３ｈが故障して検出素子３ｈから常に“０”の信号が出力されるようになった場合、第１ステップから検出されるコード列は、第０ステップのコード列（１１１０１０１０００）と同一になるので、データ判定部４ｂは直ちに検出素子に故障が発生したと判定できないが、回転ディスク１を１．５度回転したときに第２ステップから検出されるコード列が（１１１０１０００００）となり、第０ステップの次ステップ（第１ステップ）のコード列（１１１０１０１１００）と異なるので、この段階でデータ判定部４ｂは検出素子３ｅに故障が発生したと判定でき、信号処理部４から故障信号に応じた信号を出力することができる。つまり、この場合にも、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度は、１ステップ分の角度である１．５度になる。
【００３６】
これらのことから、本例の絶対角検出装置に係る循環型グレイコードは、コード列中の符号“１”の数が「５」であるステップについても、「６」であるステップについても、絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度を、１ステップ分の角度である１．５度にすることができる。図４に、２４０ステップの全てについての絶対角検出装置のイニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な各ステップ毎の回転ディスク１の最大の回転角度を示す。この図から明らかなように、実施形態に係る絶対角検出装置は、イニシャライズするとき、及びイニシャライズ後の絶対角検出装置の故障検知に必要な回転ディスク１の回転角度を、１ステップ分の角度にすることができるので、従来例に係る絶対角検出装置に比べて、信頼性及び使い勝手の良さを高めることができる。
【００３７】
なお、前記実施形態においては、偶数ビット（１０ビット）のコード列をもって循環型グレイコードを構成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、奇数ビットのコード列をもって循環型グレイコードを構成した場合にも、コード列のビット数をＮとしたとき、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数を（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２のいずれか、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２のいずれかにすることにより、前記実施形態に係る絶対角検出装置と同じ効果が得られる。
【００３８】
また、前記実施形態においては、１０ビットのコード列をもって循環型グレイコードを構成したが、コード列のビット数については特に制限はなく、要求される性能、例えば１セクタの角度や分解能などに応じて適宜増減することができる。但し、コード列のビット数を７よりも小さくすると、高分解能の循環型グレイコードを構成することが困難になるので、絶対角検出装置の小型化及び低コスト化が困難になる。したがって、コード列のビット数は、７以上とすることが特に望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる回転ディスクの構成と回転ディスクからコード列を検出する検出素子群の配列とを示す平面図である。
【図２】実施形態に係る絶対角検出装置に備えられる制御部の構成図である。
【図３】実施形態に係る絶対角検出装置に適用される循環型グレイコードのコード列表である。
【図４】実施形態に係る絶対角検出装置の検出素子のうちのひとつが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【図５】従来例に係る絶対角検出装置に適用される循環型グレイコードのコード列表である。
【図６】従来例に係る絶対角検出装置の検出素子のうちのひとつが故障したときの各角度位置（ステップ）における故障判定に要する最大の回転角度を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 回転ディスク
２ コードパターン列
３ａ〜３ｊ 検出素子
４ 信号処理部
４ａ データ判定部
４ｂ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードが記憶され、コードパターンに沿って配列されたＮ個の検出素子から出力されるＮビットのコード列を前記Ｎビットの循環型グレイコードと照合することにより、回転体の絶対角を検出する絶対角検出装置において、
前記循環型グレイコードは、前記Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数がＮ／２又は（Ｎ＋２）／２であり、
Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数が（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２のであることを特徴とする絶対角検出装置。
【請求項２】
前記Ｎが、７以上であることを特徴とする請求項１に記載の絶対角検出装置。
【請求項１】
符号“１”と符号“０”の組み合わせからなるＮビットの循環型グレイコードが記憶され、コードパターンに沿って配列されたＮ個の検出素子から出力されるＮビットのコード列を前記Ｎビットの循環型グレイコードと照合することにより、回転体の絶対角を検出する絶対角検出装置において、
前記循環型グレイコードは、前記Ｎが偶数であるときには、各ステップ毎のコード列中に含まれる符号“１”の数がＮ／２又は（Ｎ＋２）／２であり、
Ｎが奇数であるときには、各ステップのコード列中に含まれる符号“１”の数が（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ−１）／２、若しくは（Ｎ＋１）／２又は（Ｎ＋３）／２のであることを特徴とする絶対角検出装置。
【請求項２】
前記Ｎが、７以上であることを特徴とする請求項１に記載の絶対角検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２７５５４１（Ｐ２００８−２７５５４１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２１８２２（Ｐ２００７−１２１８２２）
【出願日】平成１９年５月２日（２００７．５．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２日（２００７．５．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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