JPH0794980B2

JPH0794980B2 - 回転体の原点位置判定装置

Info

Publication number: JPH0794980B2
Application number: JP7853088A
Authority: JP
Inventors: 明浩松本
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH01250714A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車輛等のハンドル操舵に連動して回転する回
転体の直進走行時における原点位置（操舵中立位置）を
判定するために用いて好適な回転体の原点位置判定装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、自動車等の車輛においては、ハンドル操舵に
連動して回転する回転円板に等角度間隔（所定角度ピッ
チ）で複数のスリットを開設し、このスリットの通過位
置にフォトインタラプタを２個隣接して配置してハンド
ル操舵に連動した各種制御を行っている。

すなわち、ハンドル操舵に連動させて、第１および第２
のフォトインタラプタに同一波形で位相の略90゜ずれた
パルス状の電気信号（２相のインクリメンタル信号）を
生じせしめ、このインクリメンタル信号のカウントを行
って、操舵方向および操舵角度の検出を行っている。

通常、上記２相のインクリメンタル信号のみでは原点位
置の検出が不可能であるために、原点位置を検出するた
めに回転円板に原点スリットを設け、この原点スリット
の第３のフォトインタラプタに対する通過により原点信
号を得るようになして３ビット構成とし、原点位置から
の回転円板の相対位置をインクリメンタル信号で検出す
る方式を採用している。

しかし、ステアリングシャフトとハンドルとのセレーシ
ョンのずれ、ステアリングシャフトとステアリングセン
サとの取付公差、ホイルアライメントの調整不良等を考
えると、その組付誤差はワーストケースで数10゜にも及
ぶ。このため、通常、原点信号を得るために、回転円板
に設ける原点スリットの角度幅を拡大し、数10゜の組付
誤差があっても、車輛が直進走行を行っている限りは、
原点信号を得ることができるものとしている。

その結果、原点信号の発生の有無だけでは、原点位置を
特定することができないという問題が生じ、このような
問題を解消するために、特開昭61−28811号公報に開示
されているような操舵位置検出装置が提案されている。
すなわち、この操舵位置検出装置は、ステアリング操作
によって回転する操舵部材に設けられ、操舵角を検出
し、操舵角信号を出力する操舵角検出手段と、実操舵角
零点に相当する操舵位置を中心に、所定の操舵範囲（本
発明でいう原点範囲）を検出し、操舵中立ゾーン信号を
出力する中立ゾーン検出手段と、操舵中立ゾーン信号が
検出されている時の操舵角信号の平均値を演算し、この
平均値を中立位置信号として出力する中立位置演算手段
とを備えており、このような操舵位置検出装置を用いる
ことによって、車輛の整備状況や車輛への乗員状況の如
何に拘わらず、車輛の直進状態における操舵中立位置を
検出することができるものとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような操舵位置検出装置によると、
操舵中立ゾーン信号が検出されている間の平均値を演算
して中立位置信号として出力させるようにしているた
め、更新すべき新たな中立位置信号を得るために時間が
かかるという問題があった。

また、操舵中立ゾーン信号が検出されている時の操舵角
信号の平均値を演算するために、重み付け移動平均演算
を行い、平均値を算出しているようにしており、このよ
うな種々の処理演算により、その回路構成が複雑となる
ものであった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、その外周縁面に所定角度ピッチで設けられたスリッ
トゾーンとこのスリットゾーンの２角度ピッチよりも広
い角度幅で設けられた原点ゾーンとを有し外部操作に連
動して時計および反時計方向へ回転する回転体と、この
回転体のスリットゾーンの通過に基づき該回転体の回転
角度位置を検出する回転位置検出手段と、この回転体の
原点ゾーンの通過に基づき該回転体の原点範囲を検出す
る原点範囲検出手段と、この原点範囲検出手段により原
点範囲が検出されている間、前記回転位置検出手段の検
出する回転角度位置に基づき前記原点ゾーンを複数のサ
ブゾーンに分割し、この分割したサブゾーンの各々の原
点範囲の検出に貢献した時間を積算し、この積算時間が
所定時間内において最大となるサブゾーンを原点位置と
判定する原点位置判定手段とを備え、前記原点位置の判
定結果を更新する際、前記積算時間が所定時間内におい
て最大となるサブゾーン方向へ隣接するサブゾーンを原
点位置として判定するようにしたものである。

〔作用〕

したがってこの発明によれば、判定前の原点位置と判定
後の原点位置とが互いに隣接するサブゾーンでない場
合、原点位置を一つずつ隣接するサブゾーンにシフトさ
せながら、１サブゾーン毎に真の原点位置に漸近させる
ことが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る回転体の原点位置判定装置を詳細に
説明する。

第１図は、この原点位置判定装置の一実施例を示すブロ
ック構成図である。同図において、５は回転位置検出セ
ンサ（操舵角センサ）100（第２図）の送出するパルス
状電気信号を入力とし、ハンドル操舵に応じた処理信号
（アップ信号およびダウン信号）を送出するUP/DOWN切
替回路、６はこのUP/DOWN切替回路５の送出する処理信
号を入力とするUP/DOWNカウンタである。

操舵角センサ100は、ハンドル操舵に連動して回転する
回転円板１と、発光素子および受光素子を有してなるフ
ォトインタラプタ２〜４から構成されており、回転円板
１の外周縁面に等角度間隔（所定角度ピッチＰ）で同一
形状のスリット1aが開設されている。そして、このスリ
ット1aの通過位置にフォトインタラプタ２および３が隣
接して配置されおり、このフォトインタラプタ２および
３に、回転円板１の回転に伴うスリット1aの通過によっ
て、第３図（ａ）および（ｂ）に示すような「１」レベ
ルおよび「０」レベルの交互する同一波形のパルス状電
気信号が発生するようになっている。すなわち、今、第
２図に示されるような操舵状態から、ハンドルを時計方
向へ回転（第２図において右回転）すると、Ｎ点を中心
とする正方向への電気信号が、反時計方向へ回転する
と、Ｎ点を中心とする負方向への電気信号が発生するも
のとなっている。フォトインタラプタ２に発生する電気
信号は、フォトインタラプタ３に発生する電気信号より
も位相が90゜進んでおり、設計上理想とする回転円板１
の原点位置（操舵中立位置）において、即ち第３図に示
すＮ点において、フォトインタラプタ２に発生する電気
信号が「１」レベルより「０」レベルへ或いは「０」レ
ベルから「１」レベルへと変化する立ち下がり或いは立
ち上がり時期にあり、フォトインタラプタ３に発生する
電気信号は「０」レベル状態にある。そして、このフォ
トインタラプタ２および３の送出する電気信号がUP/DOW
N切替回路５に入力されるものとなっている。

一方、回転円板１の外周縁面の所定回転角度位置には、
独立して、原点ゾーンとしてのスリット1bが開設されて
おり、このスリット1bの通過をフォトインタラプタ４で
検出するものとしている。すなわち、スリット1bがフォ
トインタラプタ４に対向する回転位置をこの回転円板１
の原点範囲としており、この原点範囲の角度幅すなわち
スリット1bの角度幅αを、ステアリングシャフトとハン
ドルとのセレーションのずれ、ステアリングシャフトと
ステアリングセンサとの取付公差、ホイルアライメント
の調整不良等を考慮した組付誤差のワーストケース以上
に拡大して設定している。本実施例においては、スリッ
ト1bの角度幅αを60゜としており、発明者の調査では上
記組付誤差のワーストケースとして54゜という値を実験
的に得ているので、スリット1bの角度幅αを60゜に設定
すれば、車輛が直進走行を行っているときには必ず、フ
ォトインタラプタ４の送出する電気信号として「１」レ
ベルの原点範囲検出信号（第３図（ｃ））を得ることが
できる。そして、この「１」レベルの原点範囲検出信号
が、第１図において、その端子101を介して、３入力ア
ンドゲート14,アンドゲート39,デコーダ44の「Ａ」入力
端およびインバータ41を介してアンドゲート40に入力さ
れるものとなっている。ここで、フォトインタラプタ４
は、回転円板１の設計上理想とする原点位置において、
即ち第３図に示すＮ点において、スリット1bの角度幅α
の中央に位置するものとなっている。また、本実施例に
あっては、スリット1bの角度幅αをスリット1aの角度ピ
ッチＰの３倍（３角度ピッチ）よりやや広めに設定して
いる。

一方、UP/DOWN切替回路５は、入力されるパルス状電気
信号を処理して、ハンドルの右操舵量および左操舵量に
応じた数のアップ信号およびダウン信号を送出するよう
になっており、UP/DOWNカウンタ６は、入力されるアッ
プ信号あるいはダウン信号の数だけそのカウント値をア
ップカウントあるいはダウンカウントするものとなって
いる。すなわち、回転円板１の設計上理想とする原点位
置を基準として、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント
値を基本的に零と定めており、ハンドルの右操舵により
そのカウント値が、フォトインタラプタ２の出力の立ち
下がりエッジ毎に順次アップするものとなっている。ま
た、ハンドルの左操舵によりそのカウント値が、フォト
インタラプタ２の出力の立ち上がりエッジ毎に順次ダウ
ンするものとなっている。すなわち、第３図において、
Ｎ点を起点としてハンドルを右方向へ回転させれば、ａ
点においてUP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が＋
１へ、ｂ点において＋２へと順次アップするものとな
り、Ｎ点から左方向へ回転させれば、ｃ点においてUP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値が−１へ、ｄ点にお
いて−２へと順次ダウンするものとなる。そして、UP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値が、デコーダ７およ
びディジタルコンパレータ８〜10に入力されるものとな
っており、デコーダ７は入力されるカウント値に応じた
位置の出力端子を選択し、そのレベルを「０」あるいは
「１」として、ハンドル操舵に連動して動作せしめる外
部機器、例えばコーナリングランプシステム等の制御を
行うものとして構成されている。本図においては、デコ
ーダ７の出力端子7aしか示していないが、UP/DOWNカウ
ンタ６におけるカウント値が±０のとき、この出力端子
7aの出力レベルが「１」となるものとなっている。

コンパレータ８〜10には所定の比較基準値が各々設定さ
れており、ここでその比較基準値とUP/DOWNカウンタ６
を介して入力されるカウント値とが比較されるものとな
っている。すなわち、コンパレータ８には、UP/DOWNカ
ウンタ６におけるカウント値にして＋１が右１ビット以
上基準値として設定されており、コンパレータ10には、
UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値にして−１が左
１ビット以下基準値として設定されている。コンパレー
タ９には、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値にし
て±０がセンタ基準値として設定されており、UP/DOWN
カウンタ６を介して入力されるカウント値が±０のと
き、コンパレータ９における出力レベルが「１」となる
ものとなっている。また、UP/DOWNカウンタ６を介して
入力されるカウント値が＋１以上（≧１）のとき、コン
パレータ８における出力レベルが「１」となり、UP/DOW
Nカウンタ６を介して入力されるカウント値が−１以下
（≦１）のとき、コンパレータ10における出力レベルが
「１」となるものとなっている。そして、コンパレータ
８〜10の送出する「１」レベルの信号が、アンドゲート
11〜13の一端に入力されるものとなっており、アンドゲ
ート11〜13の他端には、アンドゲート14の出力が入力さ
れるものとなっている。アンドゲート14の第１の入力端
には、前述した通り、第２図に示したフォトインタラプ
タ４を介して原点範囲検出信号が入力されるものとなっ
ているが、第２の入力端には基準クロック発生器15の送
出するクロック信号が入力されるものとなっており、第
３の入力端には車速検出回路16を介してその処理信号が
入力されるものとなっている。車速検出回路16は、抵抗
R1〜R8、コンデンサC1,C2、ダイオードD1、トランジス
タQ1,Q2およびコンパレータCPにより構成されており、
端子102を介して入力される車速信号に基づき、車速が
生じた場合、アンドゲート14へのコンパレータCPの出力
が「１」レベルとなるものとなっている。すなわち、車
輛の停車中においては、コンパレータCPの出力が「０」
レベルとなるものとなっている。

一方、アンドゲート11〜13の出力は、カウンタ17〜19に
入力されるようになっており、各カウンタにおけるカウ
ント値は、ワンショットマルチバイブレータ（以下、単
にワンショットと呼ぶ）20の送出するワンショット信号
の立ち下がりエッジ毎にラッチ回路21〜23に取り込まれ
るようになっている。そして、ラッチ回路21,22および2
3に取り込まれたカウント値が、ディジタルコンパレー
タ24〜26の所定の入力端に入力されるようになってい
る。すなわち、ラッチ回路21,22および23に取り込まれ
るカウント値をそれぞれα，βおよびγとすると、ラッ
チ回路21の送出するカウント値αがコンパレータ24およ
び26の非反転入力端に、ラッチ回路22の送出するカウン
ト値βがコンパレータ24の反転入力端およびコンパレー
タ25の非反転入力端に入力されるようになっており、ラ
ッチ回路23の送出するカウント値γがコンパレータ25お
よび26の反転入力端に入力されるようになっている。そ
して、コンパレータ24〜26の出力がデコーダ27の入力端
子27a〜27cに入力されるようになっており、デコーダ27
は入力端子27a〜27cに入力される信号の組み合わせに基
づいて出力端子27d〜27iの内の所定の端子を選択し、そ
の端子の出力レベルを「１」とするようになっている。
デコーダ27の真理値表を表１および表２に分けて示す。

すなわちラッチ回路21,22および23に取り込まれるカウ
ント値α，βおよびγの大小関係によって、「１」レベ
ルとなる出力端子の選択位置が表２に示すように決定さ
れるようになっており、出力端子27d〜27iより送出され
る信号がナンドゲート28〜33の一端に入力されるように
なっている。そして、ナンドゲート28およ 29の他端にアンドゲート13の出力が分岐されて入力され
るようになっており、ナンドゲート30および33の他端に
アンドゲート12の出力が分岐されて入力され、ナンドゲ
ート31および32の他端にアンドゲート11の出力が分岐さ
れて入力されるようになっている。そして、ナンドゲー
ト28および29の出力がナンドゲート47に、ナンドゲート
30および33の出力がナンドゲート48に、ナンドゲート31
および32の出力がナンドゲート49に入力されるものとな
っており、ナンドゲート47および49の出力がフリップフ
ロップ62および63のセット端子に入力され、フリップフ
ロップ62および63のＱ出力がアンドゲート34および35の
一端ならびにオアゲート51および50の一端へ入力される
ものとなっている。アンドゲート34および35の他端に
は、デコーダ７を介してその出力端子7aに生ずる「１」
レベルの信号が入力されるものとなっており、アンドゲ
ート34および35の出力が４入力オアゲート60の第１およ
び第２の入力端へ入力されるものとなっている。そし
て、ナンドゲート48の出力がオアゲート61を介してUP/D
OWNカウンタ６に入力されるものとなっており、このオ
アゲート61を通過する「１」レベルの信号により、UP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値がリセットされ±０
に戻されるものとなっている。

また、ワンショット20の送出するワンショット信号に基
づきワンショット36が作動するものとなっており、この
ワンショット36の送出するワンショット信号がカウンタ
17〜19におけるカウント値を零に戻すリセット信号とな
る。また、ワンショット20はリングカウンタ37の送出す
るオーバフロー信号（CARRY信号）に基づき作動するも
のとなっており、ラッチ回路21〜23へのワンショット信
号を所定時間々隔毎に繰り返して送出せしめる。なお、
カウンタ37には、車速検出回路16においてそのコンパレ
ータCPの比較出力が「１」レベルである間、基準クロッ
ク発生器15の送出するクロック信号が、アンドゲート38
を介して入力されるものとなっている。

一方、アンドゲート39および40の他端には、コンパレー
タ42の送出する比較出力が入力されるものとなってお
り、コンパレータ42は、端子103に電源投入と同時に所
定電圧が印加されることにより、その比較出力を即座に
「１」レベルとなし、コンデンサC3への充電々位の上昇
に基づき、所定時間遅れてその比較出力を「０」レベル
へ戻すものとして構成されている。そして、アンドゲー
ト39の出力がオアゲート61の他端に入力されるものとな
っており、アンドゲート40の出力がフリップフロップ43
のセット端子に入力され、フリップフロップ43のＱ出力
がデコーダ44の「Ｂ」入力端へ入力されるものとなって
いる。デコーダ44の「Ｃ」および「Ｄ」入力端にはUP/D
OWN切替回路５を介してダウン信号およびアップ信号が
入力されるものとなっており、デコーダ44は、その入力
端「Ｄ」，「Ｃ」，「Ｂ」，「Ａ」に、「０」，
「１」，「１」，「１」の信号が入力されたとき、その
出力端子44aのレベルを「１」となし、「１」，
「０」，「１」，「１」の信号が入力されたとき、その
出力端子44bのレベルを「１」となすものとなってい
る。なお、「Ｄ」，「Ｃ」，「Ｂ」，「Ａ」が表３以外
の組み合わせのとき、出力端子44a,44bのレベルは共に
「０」となる。

そして、デコーダ44の出力端子44aおよび44bより送出さ
れる「１」レベルの信号が、オアゲート60の第３および
第４の入力端ならびにオアゲート51および50の他端へ入
力されるものとなっており、オアゲート60を「１」レベ
ルの信号が通過することによってワンショット52が作動
し、このワンショット52の送出するワンショット信号が
UP/DOWNカウンタ６に対しそのロード信号として入力さ
れるものとなっている。そして、このロード信号が入力
されたとき、オアゲート51を通過して「１」レベルの信
号がエンコーダ46に入力されていた場合、この時のエン
コーダ46の出力Q_A〜Q_Dが取り込まれることにより、UP/D
OWNカウンタ６におけるカウンタ値が＋１にセットされ
るものとなっている。また、ロード信号が入力されたと
き、オアゲート50を通過して「１」レベルの信号がエン
コーダ46に入力されていた場合、この時のエンコーダ46
の出力Q_A〜Q_Dが取り込まれることにより、UP/DOWNカウ
ンタ６におけるカウント値が−１にセットされるものと
なっている。

なお、ワンショット52の送出するワンショット信号の立
ち下がりエッジでワンショット53が作動するものとなっ
ており、このワンショット53の送出するワンショット信
号によりフリップフロップ43,62,63およびラッチ回路21
〜23におけるラッチデータがリセットされるものとなっ
ている。

次に、このように構成された装置の動作を説明する。す
なわち、今、自動車が直進走行を行っており、回転円板
１が真の直進操舵位置において、第２図に示した如き設
計上理想とする原点位置に部位するものとすると、端子
101を介して「１」レベルの原点範囲検出信号が入力さ
れている間、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値は
±０となっている期間が長くなる。すなわち、UP/DOWN
カウンタ６におけるカウント値は、デコーダ７に入力さ
れると同時にコンパレータ８〜10にも入力され、このコ
ンパレータ８〜10において各基準値と比較される。UP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値が＋１以上のとき
は、コンパレータ８が「１」レベルの信号を送出し、UP
/DOWNカウンタ６におけるカウント値が−１以下のとき
は、コンパレータ10が「１」レベルの信号を送出する。
また、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０の
ときはコンパレータ９が「１」レベルの信号を送出す
る。そして、コンパレータ８〜10の送出する「１」レベ
ルの信号に基づき、端子101を介して「１」レベルの原
点範囲検出信号が入力されている間、アンドゲート14を
通過する基準クロック発生器15からのクロック信号が、
アンドゲート11〜13を通過してカウンタ17〜19に入力さ
れる。すなわち、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント
値が＋１以上のときはカウンタ17におけるカウント値が
積算されてアップし、UP/DOWNカウンタ６におけるカウ
ント値が−１以下のときはカウンタ19におけるカウント
値が積算されてアップする。また、UP/DOWNカウンタ６
におけるカウント値が±０のときはカウンタ18における
カウンタ値が積算されてアップする。そして、各カウン
タにおけるカウント値は、ワンショット20の送出するワ
ンショット信号の立ち下がりエッジにより、ラッチ回路
21〜23に取り込まれるようになる。一方、そのカウント
値が取り込まれた後のカウンタ17〜19は、ワンショット
36の送出するワンショット信号によりリセットされ、そ
のカウント値が零に戻され、次に入力されるクロック信
号のカウントに備える。つまり、カウンタ17〜19は、カ
ウンタ37の送出するCARRY信号の出力周期により定まる
所定時間（本実施例においては、この時間を１分として
いる）内に入力されるクロック信号のカウントを行い、
ラッチ回路21〜23には、この所定時間内においてカウン
ト17〜19にてカウントされたカウント値が保持されるも
のとなる。

而して、ラッチ回路21,22および23に取り込まれたカウ
ント値（α，βおよびγ）がコンパレータ24〜26を用い
て比較されるようになる。この場合、UP/DOWNカウンタ
６におけるカウント値は±０となっている期間が長いの
で、ラッチ回路21〜23のうちラッチ回路22の保持するカ
ウント値βが最大となり、デコーダ27はこのラッチ回路
21,22および23におけるカウント値の大小関係によっ
て、その出力端子27fあるいは27iより「１」レベルの信
号を送出するようになる。このような状態において、ア
ンドゲート12が基準クロック発生器15の送出するクロッ
ク信号を通せば、ナンドゲート30および33の他端が
「１」レベルとなり、ナンドゲート48の出力レベルが
「１」となってUP/DOWNカウンタ６にオアゲート61を介
してリセット信号が入力され、そのカウント値が±０と
なる。つまり、所定時間内において最大のカウントを行
うカウンタ18にアンドゲート12を介してクロック信号が
入力される時点で、UP/DOWNカウンタ６がリセットされ
るようになる。この場合、UP/DOWNカウンタ６における
カウント値は既に±０であり、これによりUP/DOWNカウ
ンタ６におけるカウント値は±０を維持し続けることに
なる。

上述の動作は、自動車の直進走行時に、回転円板１が真
の直進操舵位置においてその設計上理想とする原点位置
に部位するものとして説明したが、その組付誤差により
回転円板１が設計上理想とする原点位置に対してずれて
いた場合等においては、本実施例の特徴とする補正動作
が以下のようにして速やかに行われ、支障なく外部機器
をハンドル操舵に連動させて制御でき得るものとなる。

すなわち、回転円板１が設計上理想とする原点位置にあ
る場合には、第３図に示したZ1（ｄ）点からZ2（ｂ）ま
での範囲をスリット1bにおける原点ゾーンとしたとき、
この原点ゾーンを分割するｃ点からａ点までの領域（以
下、この領域を第１のサブゾーンと呼ぶ）内で、直進走
行中、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０を
維持する時間が長くなる。しかし、その組付誤差により
回転円板１が設計上理想とする原点位置に対してずれて
いた場合等にあっては、直進走行中、UP/DOWNカウンタ
６におけるカウント値が＋１あるいは−１を維持する期
間が長くなるようになる。すなわち、原点ゾーンを分割
するａ点からｂ点までの領域（以下、この領域を第２の
サブゾーンと呼ぶ）内あるいはｃ点からｄ点までの領域
（以下、この領域を第３のサブゾーンと呼ぶ）内で、UP
/DOWNカウンタ６におけるカウンタ値が＋１あるいは−
１となる積算時間が長くなるようになる。

第２のサブゾーン内でUP/DOWNカウンタ６におけるカウ
ント値が＋１となる積算時間が長くなると、ラッチ回路
21〜23のうちラッチ回路21の保持するカウント値αが最
大となり、デコーダ27の出力端子27gあるいは27hより
「１」レベルの信号が送出されるようになる。そして、
アンドゲート11をクロック信号が通過した時点で、即ち
３箇所のサブゾーンのうち第２のサブゾーンを検出して
いる時点で、ナンドゲート31および32の他端が「１」レ
ベルとなり、ナンドゲート49の出力レベルが「１」とな
って、フリップフロップ63をセット状態とする。そし
て、このフリップフロップ63の送出する「１」レベルの
Ｑ出力がオアゲート50を介してエンコーダ46に設定され
る。これにより、エンコーダ46の出力Q_A〜Q_Dは、−１
（カウント値）を示す出力状態となる（表４参照）。こ
のような状況下、ハンドル操舵に伴い、デコーダ７の出
力端子7aのレベルが「１」となると、即ちUP/DOWNカウ
ンタ６におけるカウンタ値が±０となると、アンドゲー
ト35をフリップフロップ63の「１」レベルのＱ出力が通
過し、この「１」レベルのＱ出力がオアゲート60を通過
することによってワンショット52が作動し、このワンシ
ョット52の送出するワンショット信号がUP/DOWNカウン
タ６にロード信号として入力される。そして、そのロー
ド信号の入力によって、UP/DOWNカウンタ６は、この時
のエンコーダ46の出力Q_A〜Q_Dを取り込み、そのカウント
値を±０からQ_A〜Q_Dの示す−１へと設定変更する。これ
により、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が第１
のサブゾーンで−１、第２のサブゾーンで±０となり、
第２のサブゾーンを原点位置と素速く判定して、UP/DOW
Nカウンタ６におけるカウント値の補正が速やかに行わ
れるようになる。

また、第３のサブゾーン内でUP/DOWNカウンタ６におけ
るカウント値が−１となる積算時間が長くなると、ラッ
チ回路21〜23のうちラッチ回路23の保持するカウンタ値
γが最大となり、デコーダ27の出力端子27dあるいは27e
より「１」レベルの信号が送出されるようになる。そし
て、アンドゲート13をクロック信号が通過した時点で、
即ち３箇所のサブゾーンのうち第３のサブゾーンを検出
している時点で、ナンドゲート28および29の他端が
「１」レベルとなり、ナンドゲート47の出力レベルが
「１」となって、フリップフロップ62をセット状態とす
る。そして、このフリップフロップ62の送出する「１」
レベルのＱ出力がオアゲート51を介してエンコーダ46に
設定される。これにより、エンコーダ46の出力Q_A〜Q
_Dは、＋１（カウント値）を示す出力状態となる（表４
参照）。このような状況下、ハンドル操舵に伴い、デコ
ーダ７の出力端子7aのレベルが「１」となると、即ちUP
/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０となると、
アンドゲート34をフリップフロップ62の「１」レベルの
Ｑ出力が通過し、この「１」レベルのＱ出力がオアゲー
ト60を通過することによってワンショット52が作動し、
このワンショット52の送出するワンショット信号がUP/D
OWNカウンタ６にロード信号として入力される。そし
て、このロード信号の入力によって、UP/DOWNカウンタ
６は、この時のエンコーダ46の出力Q_A〜Q_Dを取り込み、
そのカウント値を±０からQ_A〜Q_Dの示す＋１へと設定変
更する。これにより、UP/DOWNカウンタ６におけるカウ
ント値が第１のサブゾーンで＋１、第３のサブゾーンで
±０となり、第３のサブゾーンを原点位置と素早く判定
して、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値の補正が
速やかに行われるようになる。

さらに、本実施例においては、左右に大きく傾斜した路
面上を走行する場合等の特殊な走行状態を考慮し、この
場合、原点位置の判定結果の更新が、離れたサブゾーン
間で急激に行われないようにするために、次のようなワ
ンクッションおいたUP/DOWNカウンタ６におけるカウン
ト値の補正が行われる。すなわち、例えば今、第３のサ
ブゾーン内に原点位置があるものとする判定結果を得て
いるものとすると、ハンドル操舵に伴い、UP/DOWNカウ
ンタ６におけるカウント値は第３のサブゾーンで±０、
第１のサブゾーンで＋１、第２のサブゾーンで＋２とな
る（表５参照）このような状態において、上述した特殊走行状態に基づ
き、「１」レベルの原点範囲検出信号の発生期間中、UP
/DOWNカウンタ６においてそのカウント値が＋２となる
積算時間が長くなるものとすると、UP/DOWNカウンタ６
におけるカウント値が＋１以上であるとするコンパレー
タ８での比較結果に基づき、ラッチ回路21〜23のうちラ
ッチ回路21にて保持されるカウント値αが最大となり、
デコーダ27の出力端子27gあるいは27hが「１」レベルと
なり、アンドゲート11をクロックが通過した時点でナン
ドゲート49の出力が「１」レベルとなって、フリップフ
ロップ63をセット状態とする。そして、このフリップフ
ロップ63の送出する「１」レベルのＱ出力がオアゲート
50を介してエンコーダ46に設定される。これにより、エ
ンコーダ46の出力Q_A〜Q_Dは、−１（カウント値）を示す
出力状態となる（表４参照）。このような状況下、ハン
ドル操舵に伴い、デコーダ７の出力端子7aのレベルが
「１」となると、即ちUP/DOWNカウンタ６におけるカウ
ント値±０となると、アンドゲート35をフリップフロッ
プ63の「１」レベルのＱ出力が通過し、この「１」レベ
ルのＱ出力がオアゲート60を通過することによってワン
ショット52が作動し、このワンショット52の送出するワ
ンショット信号がUP/DOWNカウンタ６にロード信号とし
て入力される。そして、このロード信号の入力によっ
て、UP/DOWNカウンタ６は、この時のエンコーダ46の出
力Q_A〜Q_Dを取り込み、そのカウント値を±０からQ_A〜Q_D
の示す−１へと設定変更する。これにより、UP/DOWNカ
ウンタ６の値は、第３のサブゾーンで−１、第１のサブ
ゾーンで±０、第２のサブゾーンで＋１となる（表５
参照）。なお、この後、フリップフロップ63は、ワンシ
ョット53の送出するワンショット信号によりリセットさ
れることになる。

この結果、今度は、「１」レベルの原点範囲検出信号の
発生期間中、UP/DOWNカウンタ６において、そのカウン
ト値が＋１となる積算時間が長くなり、コンパレータ８
での比較結果に基づき、再びラッチ回路21にて保持され
るカウント値αが最大となって、アンドゲート11をクロ
ックが通過した時点でフリップフロップ63を再セット状
態とする。そして、このフリップフロップ63の送出する
「１」レベルのＱ出力に基づき、上述と同様にして、UP
/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０となる時点
で、そのカウント値が−１へ設定変更されるようにな
る。これにより、UP/DOWNカウンタ６の値は、第３のサ
ブゾーンで−２、第１のサブゾーンで−１、第２のサブ
ゾーンで±０となる（表５参照）。

以降、「１」レベルの原点範囲検出信号の発生期間中、
UP/DOWNカウンタ６においてそのカウント値が±０とな
る積算時間が長くなって、ラッチ回路22にて保持される
カウント値βが最大となり、このようにして、原点位置
の判定結果が第３のサブゾーンから第１のサブゾーンを
経て第２のサブゾーンへと更新されるようになる。すな
わち、第３のサブゾーンから第２のサブゾーンへと一気
にその原点位置を更新した場合には、UP/DOWNカウンタ
６のカウント値に基づく前照灯の照射方向の可変位置が
急激に変化するものとなり、運転者に対し戸惑いが生じ
る結果となる。これに対し、本実施例にあっては、判定
前の原点位置と判定後の原点位置とが互いに隣接するサ
ブゾーンでない場合、その原点位置の更新がワンクッシ
ョンおいて行われるので、コーナリングランプシステム
による前照灯の照射方向の急激な変化が起こることがな
い。

なお、車輛の停車中にあっては、車速検出回路16におけ
るコンパレータCPの出力が「０」レベルとなるので、基
準クロック発生器15からのクロック信号がアンドゲート
14を通過し得ず、原点位置においてその第１〜第３のサ
ブゾーンの原点範囲の検出に貢献する時間は、カウンタ
17〜19において積算されない。

また、この装置への電源の投入直後においては、コンパ
レータ42の送出する比較出力が所定時間継続して「１」
レベルとなるので、端子101を介して「１」レベルの原
点範囲検出信号が入力されている場合に電源が投入され
ると、コンパレータ42の送出する「１」レベルの比較出
力がアンドゲート39を通過し、オアゲート61を介してUP
/DOWNカウンタ６におけるカウント値を強制的に±０と
なし、これにより電源投入直後に検出されていたサブゾ
ーンが、初期の原点位置として設定されるようなる。

また、端子101を介して「１」レベルの原点範囲検出信
号が入力されていない場合（原点範囲検出信号が「０」
レベルの場合）に電源が投入されると、インバータ41を
介して「１」レベルの信号がアンドゲート40に入力さ
れ、このアンドゲート40を通過するコンパレータ42の比
較出力によって、フリップフロップ43がセット状態とな
る。これにより、デコーダ44の「Ｂ」入力端へフリップ
フロップ43の「１」レベルのＱ出力が設定されるように
なる。そして、その後のハンドル操舵により、端子101
を介して「１」レベルの原点範囲検出信号が入力される
ようになると、この「１」レベルの原点範囲検出信号が
デコーダ44の「Ａ」入力端に設定されるようになる。
今、右操舵に伴う回転円板１の右回転により「１」レベ
ルの原点範囲検出信号が発生したものとすると（第４図
（ａ）参照）、この右操舵に伴うUP/DOWN切替回路５か
らの「１」レベルのアップ信号のデコーダ44の「Ｄ」入
力端への設定により、「Ｄ」，「Ｃ」，「Ｂ」，「Ａ」
が「１」，「０」，「１」，「１」となり、デコーダ44
の出力端子44bのレベルが「１」レベルとなる（表３参
照）。このデコーダ44の出力端子44bからの「１」レベ
ルの信号はオアゲート60を介してUP/DOWNカウンタ６に
ロード信号として与えられる。このロード信号を受け
て、UP/DOWNカウンタ６は、エンコーダ46の出力Q_A〜Q_D
を取り込む。この時、エンコーダ46の出力Q_A〜Q_Dは、デ
コーダ44の出力端子44aが「０」,44bが「１」レベルで
あるため、すなわちオアゲート51の出力が「０」，オア
ゲート50の出力が「１」レベルであるため、−１（カウ
ント値）を示している（表４参照）。これにより、UP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値が−１に設定され、
すなわち第３のサブゾーンで−1,第１のサブゾーンで±
0,第２のサブゾーンで＋１とされ、三つのサブゾーンの
うち第１のサブゾーンが初期の原点位置として設定され
る。

また、左操舵に伴う回転円板１の左回転により「１」レ
ベルの原点範囲検出信号が発生したものとすると（第４
図（ｂ）参照）、この左操舵に伴うUP/DOWN切替回路５
からの「１」レベルのダウン信号のデコーダ44の「Ｃ」
入力端への設定により、「Ｄ」，「Ｃ」，「Ｂ」，
「Ａ」が「０」，「１」，「１」，「１」となり、デコ
ーダ44の出力端子44aのレベルが「１」レベルとなる
（表３参照）。このデコーダ44の出力端子44aからの
「１」レベルの信号はオアゲート60を介してUP/DOWNカ
ウンタ６にロード信号として与えられる。このロード信
号を受けて、UP/DOWNカウンタ６は、エンコーダ46の出
力Q_A〜Q_Dを取り込む。この時、エンコーダ46の出力Q_A〜
Q_Dは、デコーダ44の出力端子44aが「１」,44bが「０」
レベルであるため、すなわちオアゲート51の出力が
「１」，オアゲート50の出力が「０」レベルであるた
め、＋１（カウント値）を示している（表４参照）。こ
れにより、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が＋
１に設定され、すなわち第２のサブゾーンで＋1,第１の
サブゾーンで±0,第３のサブゾーンで−１とされ、三つ
のサブゾーンのうち第１のサブゾーンが初期の原点位置
として設定される。

なお、本実施例においては、原点ゾーンを複数のサブゾ
ーンに分割する際、操舵角センサの最小分解能で分割す
るものとしたが、これらのサブゾーンの設定は必ずしも
操舵角センサの最小分解能である必要はなく、この最小
分解能の整数倍としても良い。また、サブゾーンの設定
を最小分解能の整数倍とした場合、各サブゾーンは互い
にオーバラップする部分を持たせても良い。

さらに、本実施例においては、スリット1bの角度幅αを
スリット1aの３角度ピッチよりやや広めに設定するもの
としたが、少なくともスリット1aの２角度ピッチよりも
広い角度幅とすればよく、このようにすることによって
操舵角センサの検出する操舵角度位置に基づき、原点ゾ
ーンを複数のサブゾーンに分割することができ、その幅
を拡大した原点ゾーン内での原点位置の正確な判定が可
能となる。

また、本実施例においては、原点ゾーンを３分割するも
のとしたが、さらに細かく分割しても良く、このように
細かく分割した場合であっても、原点範囲の検出に貢献
した積算時間が所定時間内において最大となるサブゾー
ン方向に隣接するサブゾーンを仮の原点位置として判定
することにより、原点位置を一つずつ隣接するサブゾー
ンにシフトさせながら、１サブゾーン毎に真の原点位置
に漸近させるようにできることは言うまでもない。

なお、本実施例の基本を示す例として、本出願人による
特願昭60−298018号（回転体のセンタ位置判定方法）が
あるが、この方法の場合、原点位置検出用のスリットの
角度幅が狭いため、本実施例の目的を達し得ない。

また、本実施例においては、車輛における操舵中立位置
の判定を例にとって説明したが、車輛のみに限定される
ものではなく、外部操作に連動して回転する種々の回転
体の原点位置の判定に適用して好適であり、この判定し
た原点位置を基準にして各種の制御を行うことができ、
その利用価値は極めて高い。また、上記実施例では、回
転体の原点位置判定装置を具体的な回路でハード的に構
成したが、マイクロコンピュータ等を利用してソフト的
な技術によって実現することも可能であることは言うま
でもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による回転体の原点位置判定
装置によると、その外周縁面に所定角度ピッチで設けら
れたスリットゾーンとこのスリットゾーンの２角度ピッ
チよりも広い角度幅で設けられた原点ゾーンとを有し外
部操作に連動して時計および反時計方向へ回転する回転
体と、この回転体のスリットゾーンの通過に基づき該回
転体の回転角度位置を検出する回転位置検出手段と、こ
の回転体の原点ゾーンの通過に基づき該回転体の原点範
囲を検出する原点範囲検出手段と、この原点範囲検出手
段により原点範囲が検出されている間、前記回転位置検
出手段の検出する回転角度位置に基づき前記原点ゾーン
を複数のサブゾーンに分割し、この分割したサブゾーン
の各々の原点範囲の検出に貢献した時間を積算し、この
積算時間が所定時間内において最大となるサブゾーンを
原点位置と判定する原点位置判定手段とを備え、前記原
点位置の判定結果を更新する際、前記積算時間が所定時
間内において最大となるサブゾーン方向へ隣接するサブ
ゾーンを原点位置として判定するようにしたので、判定
前の原点位置と判定後の原点位置とが互いに隣接するサ
ブゾーンでない場合、原点位置を一つずつ隣接するサブ
ゾーンにシフトさせながら、１サブゾーン毎に真の原点
位置に漸近させることが可能となり、例えばこの回転体
を車輛のハンドル操作に連動させて回転させた場合、簡
単な回路構成でその操舵中立位置を正確且つ素早く判定
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転体の原点位置判定装置の一実
施例を示すブロック構成図、第２図はこの装置に用いる
操舵角センサを示す概略構成図、第３図はこの操舵角セ
ンサの出力波形図、第４図はこの操舵角センサの回転円
板１におけるスリット1bとフォトインタラプタ４との回
転対向状況を示す図である。１……回転円板、1a……スリット、1b……スリット、2,
3,4……フォトインタラプタ、５……UP/DOWN切替回路、
６……UP/DOWNカウンタ、８〜10……コンパレータ、15
……基準クロック発生器、17〜19……カウンタ、21〜23
……ラッチ回路、24〜26……コンパレータ、27……デコ
ーダ、37……リングカウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その外周縁面に所定角度ピッチで設けられ
たスリットゾーンとこのスリットゾーンの２角度ピッチ
よりも広い角度幅で設けられた原点ゾーンとを有し外部
操作に連動して時計および反時計方向へ回転する回転体
と、この回転体のスリットゾーンの通過に基づき該回転
体の回転角度位置を検出する回転位置検出手段と、この
回転体の原点ゾーンの通過に基づき該回転体の原点範囲
を検出する原点範囲検出手段と、この原点範囲検出手段
により原点範囲が検出されている間、前記回転位置検出
手段の検出する回転角度位置に基づき前記原点ゾーンを
複数のサブゾーンに分割し、この分割したサブゾーンの
各々の原点範囲の検出に貢献した時間を積算し、この積
算時間が所定時間内において最大となるサブゾーンを原
点位置と判定する原点位置判定手段とを備え、前記原点
位置の判定結果を更新する際、前記積算時間が所定時間
内において最大となるサブゾーン方向へ隣接するサブゾ
ーンを原点位置として判定するようにしたことを特徴と
する回転体の原点位置判定装置。