JPH0361886B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ステアリングの操舵角を検出する操
舵角検出器に係り、特に操舵零の中立位置を検出
できる操舵角検出器に関する。

（従来技術） 従来、操舵角検出器としては、例えば第１図に
示すような検出器が知られている。

この従来の検出器は、ステアリングシヤフト１
に軸心を合わせて配設された円板２に等角度ピツ
チでスリツト３を設け、フオトトランジスタと発
光ダイオード等の組合せからなるフオトカプラ
４，５を前記スリツト３の位置に1/4角度ピツチ
だけずらした位置に二台配置し、ステアリングシ
ヤフト１の回転に対応して得られる二つの等角度
パルス信号を処理することにより、ステアリング
シヤフト１の回転方向と回転角度を検出するよう
にしたものであつた。

従つて、従来の検出器によれば、円板２の直径
を大きくとれるし、スリツト３の加工精度を高く
することができるし、検出がデジタル信号による
検出であるために、きわめて高い角度分解能で検
出できると共に、アナログ信号により検出する場
合のように経年変化や温度による変化等を受けに
くいという特徴を具備している。

しかしながら、かかる従来の操舵角検出器にあ
つては、操舵角の中立位置（操舵角零）を検出す
る手段を備えていないものであつたために、ステ
アリングシヤフト１を数回転させて行なわれる操
舵の際は、一回転までは操舵角を検出できるが、
一回転を越えた操舵角は検出できず、ステアリン
グのアクテイブ制御装置等へ適用するのが困難だ
という問題点を有していた。

尚、アクテイブ制御装置とは、急に操舵を行な
う際に、車両ロールを招くオーバーステアを防止
し、アンダーステアとなるように、サスペンシヨ
ンアームを移動させたり、ラツクのマウント剛性
を変えたりする制御装置をいい、このような制御
装置には操舵方向、操舵角度及び操舵角速度が入
力信号として必要とされる。

そこで、出願人は操舵零の位置である中立位置
を検出する装置として、実願昭57−96806号に記
載されている回転量検出器を提案した。

しかしながら、この回転量検出器にあつては、
被検出器が最初の回転基準位置を離脱した場合、
前記センサが受光する検出光を遮断する遮断機構
を設けて操舵の中立位置を検出する構成であるた
めに、構成的に複雑となり、しかもコスト的にも
不利なものであつた。

（発明の目的） 本発明は、上述のような問題点を解消しようと
なされたもので、その目的とするところは、簡単
な構成でもつて操舵角の基準位置を検出し、ステ
アリングシヤフトが１回転を越える操舵時にも操
舵角を検出することのできる操舵角検出器を提供
することに存する。

（発明の構成） 即ち、上述した目的を達成するために本発明
は、ステアリングシヤフトに固定された回転体
と、該回転体の円周方向に所定の角度ごとに列設
された複数の第１の被検出部と、前記回転体に設
けられた第２の被検出部と、前記第１の被検出部
に対向する位置において車体本体に固定して配置
され、前記第１の被検出部に対向するごとに角度
信号を出力する角度信号出力手段と、前記回転体
の回転方向を判別する開転方向判別手段と、前記
回転方向が一の方向の場合に前記角度信号を加算
し他の方向の場合減算することにより作動開始時
点から積算された回転角度を検出する回転角度検
出手段と、前記回転体に対向する位置において車
体本体に固定して配置され、第２の被検出部に対
向するごとに指示信号を出力する指示信号出力手
段と、前記ステアリングシヤフトと車輪とを連結
する操舵力伝達部材に設けられ、車輪の角度が車
輪直進位置を中心として車輪の所定範囲内にある
場合に車輪位置信号を出力する車輪位置検出手段
と、前記指示信号と車輪位置信号とが同時に入力
された場合、基準位置信号を出力する基準位置信
号発生手段と、前記基準位置信号に基づいて前記
回転角度検出手段に対する積算値ををリセツトす
るリセツト手段と、を備えたことを特徴とする。

尚、前記指示信号出力手段は、ステアリングシ
ヤフトが操舵の中立位置にある場合に前記基準位
置信号を出力する位置に配置しても良い。

（発明の効果） 従つて、かかる本発明の操舵角検出器にあつて
は、上述のように、指示信号出力手段からの指示
信号と車輪位置検出手段からの車輪位置信号とが
同時に入力された場合、基準位置信号を出力する
基準位置信号発生手段を設けた為、車輪の角度が
車輪直進位置を中心として車輪の所定範囲内にあ
る時の操舵角の基準位置が検出され、リセツト手
段において、この基準位置信号に基づいて回転角
度検出手段に対する積算値を基準位置に一致させ
るようにリセツトすることで、ステアリングシヤ
フトが１回転を越える操舵時にも操舵角を検出す
ることができる。

ここで、ステアリングシヤフトと車両とを連結
する操舵力伝達部材に設けられる車輪位置検出手
段は、車輪の角度が車輪直進位置を中心として所
定範囲内にある場合に車輪位置信号を出力できれ
ばよい為、車輪位置検出手段の取付けに際し厳密
な位置設定を要しなく、取付工数を軽減でき、構
成的にも簡単である。

尚、基準位置信号をステアリングシヤフトが操
舵の中立位置にある中立位置信号とした場合に
は、回転角度検出手段における積算値を零リセツ
トすることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、実施例を述べるにあたつて、自動車のラツ
クアンドピニオンタイプのステアリング装置にお
ける操舵角検出器を例にとり、従来の構成と同一
部分には同一符号を付して説明する。

まず、第２図〜第５図により構成を説明する
と、１はステアリングシヤフトであつて、その一
端にはステアリングホイール６が他端にはピニオ
ンギヤ７が取付けられている。

８は第１検出手段であつて、操舵により回転す
るステアリングシヤフト１（ステアリングシヤフ
ト１と一体的に回転するステアリングホイール６
やピニオンギヤ７を含む。）の回転方向と回転角
度とを検出するもので、この第１検出手段８は、
ステアリングシヤフト１に固定させた円板２（回
転体に相当）と、該円板２に穿孔させた単位角度
（例えば、0.2度や１度）毎の等角度パルス信号
(a)、(b)を得るためのスリツト３（第１の被検出部
に相当）と該スリツト３位置に回転方向判別のた
めに1/4ピツチずらした位置に配置された二台の
フオトカプラ４，５（角度信号出力手段に相当）、
と該フオトカプラ４，５から二つの等角度パルス
信号(a)、(b)を入力し、該等角度パルス信号(a)、(b)
の位相ズレを判別して回転方向を検出する回転光
大検出手段９（回転方向判別手段に相当）と、等
角度パルス信号(a)、(b)の数をカウントして、右回
転の場合は加算、左回転の場合は減算等の処理を
行なうことにより回転角度を検出する回転角度検
出手段１０（リセツト手段を含む）と、によつて
構成されている。

１１は第２検出手段であつて、前記ステアリン
グシヤフト１が一回転する毎に一つの指示信号(c)
を出力させるもので、この第２検出手段１１はス
テアリングシヤフト１に固定させた前記円板２
と、該円板２に穿孔させた操舵中立位置を検出す
るための一個のスリツト１２（第２の被検出部に
相当）と、該スリツト２位置に、操舵中立位置判
別のために操舵角零の位置で光がスリツト１２を
経過し、一回転（360度）毎に一つの指示信号(c)
を出力するように設けられたフオトカプラ１３
（指示信号出力手段に相当）と、によつて構成さ
れている。

尚、前記第１検出手段８のフオトカプラ４，５
と、第２検出手段１１のフオトカプラ１３とは、
第３図に示すように、車体本体に固定された同じ
取付枠１４に設けられ、フオトトランジスタと発
光ダイオードを組合せて各々のフオトカプラ４，
５，１３は構成されている。

１５は第３検出手段であつて、前記ステアリン
グシヤフト１と車輪とを連結する操舵力伝達部材
に設けられ、車輪直進位置を中心として車輪の所
定変位を検出し、前記所定変位内において車輪位
置信号(d)を出力させるもので、この第３検出手段
１５は、第４図に示すように、ラツクギヤ１６
（操舵力伝達部材に相当）に埋め込まれた磁石部
材１７と、ギヤハウジング１８に設けられたホー
ル素子や磁気抵抗素子からなる検出部材１９（車
輪位置検出手段に相当）と、によつて構成されて
いる。

つまり、操舵によつて直線変位をするラツクギ
ヤ１６の変位量を、実際の操舵角零の近辺範囲で
検出し、車輪位置信号(d)として出力できればよい
もので、検出精度としては、実際の操舵角零を含
み、かつ操舵角換算で±360度未満でありさえす
ればよく、−10度〜200度等のように左右のバラン
スがくずれていても全く問題がない。

２０は中立位置信号発生手段（基準位置信号発
生手段に相当）であつて、前記指示信号(c)と車輪
位置信号(d)とが同時に入力された際、中立位置信
号(e)を出力させるもので、前記両信号(c)、(d)のア
ンドを出力するアンド回路によつて構成され、複
数の指示信号(c)のうち操舵の中立位置である操舵
角零の時のみの信号が出力され、他の信号は抑止
させて中立位置を検出するものである。

そして、前記中立位置信号(e)は、前記回転角度
検出手段１０に対して零リセツト信号として入力
させ、回転角度検出手段１０からは、走行中にお
いて、常に中立位置からの操舵回転角信号(f)が出
力されるようにする。

尚、図中２１で示すものはタイロツド、２２は
ナツクルアームである。

次に、作用を説明する。

操舵による操舵回転方向及び操舵回転角度を検
出するに際しては、第５図に示すように、フオト
カプラ４，５から等角度パルス信号(a)、(b)が回転
方向検出手段９に入力されると、該回転方向検出
手段９において同角度パルス信号(a)、(b)の位相ズ
レを判別し、その位相ずれによつて操舵回転方向
が右回転であるか左回転であるか検出し、右回転
の場合は右回転パルス信号(g)を、左回転の場合は
左回転パルス信号(h)を出力する。

そして、前記右回転パルス信号(g)または左回転
パルス信号(h)を入力した回転角検出手段１０によ
つて、パルス信号の数をカウントして、右回転の
場合は加算、左回転の場合は減算等の処理がなさ
れ、操舵回転角信号(f)が出力される。

尚、前記回転角度検出手段１０によつて、操舵
の回転角を検出する場合は、操舵の中立位置を知
る必要があり、もし中立位置が不明であつて、右
または左に操舵角360度（１回転）以上を複数回
行なつた場合は、操舵回転角の基準がわからなく
なり、全くデタラメな値としての操舵回転角が検
出されることになる。

そこで、第２検出手段１１によつて、ステアリ
ングシヤフト１が一回転する毎に一つの指示信号
(c)を出力させ（第６図イを参照）、第３検出手段
１５によつて、操舵中立位置を含む所定変位幅の
車輪位置信号(d)を出力させ（第６図ロを参照）、
かつ中立位置信号発生回路２０によつて、前記両
信号(c)、(d)が同時に入力された際に中立位置信号
(e)（前記指示信号(c)のうち操舵角零の信号）を出
力させ（第６図ハを参照）、この中立位置信号(e)
を前記回転角度検出手段１０に対して零リセツト
信号として入力させることで、操舵角零からの操
舵回転角を知ることができる。

上述したように、かかる実施例の操舵角検出器
にあつては、スリツト３，１２を設けた円板２と
光学系の検出手段による高精度角度検出能力を行
かし、ラフな第３検出手段１５と組合せることに
よつて高精度に操舵角零（中立位置）からの操舵
回転角を検出することができる。

また、第３検出手段１５は、中立位置を含むラ
フな車輪位置を検出できればよいものであるため
に、厳密な取付位置設定を要さず、取付工数が軽
減されると共に、設置が容易な場所に簡単な構成
の検出手段を設けることができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、例えば、実施例はラツクアンドピニオ
ンタイプのステアリングにおける操舵角検出器を
示したが、その他のリサーキユレーシヨンボール
タイプやウオームピンタイプ等の如何なるタイプ
のステアリングにも適用してよいものである。

また、実施例の第３検出手段は、ラツクギヤの
直進変位を検出する検出手段を採用したが、例え
ばセクターシヤフトの回転変位を検出するもので
あつてもよく、要するに、ステアリングシヤフト
と車輪とを連結する操舵力伝達部材に設けたもの
であればよく、その検出も磁気検出い限られな
く、電気や光等の信号を出力する検出であつても
よい。

また、単位角度を検出する手段として、実施例
では光学的に検出し、パルス信号を発生する検出
手段を示したが、磁気により検出したり、静電気
により検出したり等、他の方式による検出であつ
てもよい。

また、本発明の操舵角検出器で得られる回転角
検出信号を微分回路に入力させ、操舵による回転
角検出信号を微分回路に入力させ、操舵による回
転速度まで検出し、ステアリングのアクテイブ制
御装置の入力信号として利用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の操舵角検出器を示す斜視図、第
２図は本発明実施例の操舵角検出器を備えたステ
アリングを示す斜視図、第３図は実施例検出器に
おける第１及び第２検出器を設けたステアリング
シヤフト部分を示す斜視図、第４図は実施例検出
器における第３検出器を設けたラツクギヤを有す
る操舵力伝達部材を示す断面図、第５図は実施例
検出器における信号の流れを示すフローチヤート
図、第６図は実施例検出器による指示信号イ、車
輪位置信号ロ、中立位置信号ハを示す図である。 １……ステアリングシヤフト、２……円板（回
転体）、３……スリツト（第１の被検出部）、４，
５……フオトカプラ（角度信号出力手段）、９…
…回転方向検出手段（回転方向判別手段）、１０
……回転角度検出手段（リセツト手段含）、１２
……スリツト（第２の被検出部）、１３……フオ
トカプラ（指示信号出力手段）、１６……ラツク
ギヤ（操舵力伝達部材）、１９……検出部材（車
輪位置検出手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステアリングシヤフトに固定された回転体
   と、 該回転体の円周方向に所定の角度ごとに列設さ
   れた複数の第１の被検出部と、 前記回転体に設けられた第２の被検出部と、 前記第１の被検出部に対向する位置において車
   体本体に固定して配置され、前記第１の被検出部
   に対向するごとに角度信号を出力する角度信号出
   力手段と、 前記回転体の回転方向を判別する回転方向判別
   手段と、 前記回転方向が一の方向の場合に前記角度信号
   を加算し他の方向の場合減算することにより作動
   開始時点から積算された回転角度を検出する回転
   角度検出手段と、 前記回転体に対向する位置において車体本体に
   固定して配置され、第２の被検出部に対向するご
   とに指示信号を出力する指示信号出力手段と、 前記ステアリングシヤフトと車輪とを連結する
   操舵力伝達部材に設けられ、車輪の角度が車輪直
   進位置を中心として車輪の所定範囲内にある場合
   に車輪位置信号を出力する車輪位置検出手段と、 前記指示信号と車輪位置信号とが同時に入力さ
   れた場合、基準位置信号を出力する基準位置信号
   発生手段と、 前記基準位置信号に基づいて前記回転角度検出
   手段に対する積算値をリセツトするリセツト手段
   と、 を備えたことを特徴とする操舵角検出器。 ２ 前記指示信号出力手段は、ステアリングシヤ
   フトが操舵の中立位置にある場合に前記基準位置
   信号を出力する位置に配置されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の操舵角検出
   器。