JPH0799330B2

JPH0799330B2 - 回転体の原点位置判定装置

Info

Publication number: JPH0799330B2
Application number: JP7853288A
Authority: JP
Inventors: 計一田島
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH01250716A

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、原点位置は
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
一番早く所定の時間に到達した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、前記積算時間が一番早く所定の時
間に到達す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
号を入力するUP/DOWNカウンタである。

操舵角センサ100は、バ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
接して配置されており、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23,デコーダ26の「Ａ」入力
端およびインバータ27を介してアンドゲート24並びに４
入力オアゲート20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５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/DOWN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/DOWN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の出力端子として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、同進カウンタ17〜
19に入力されるようになっており、このカウンタ17〜19
のオーバフロー信号（CARRY信号）が、４入力オアゲー
ト20の第２〜第４の入力端に入力されるものとなってい
る。そして、このオアゲート20を通過する「１」レベル
の出力がカウンタ17〜19へのリセット信号として入力さ
れるものとなっている。また、カウンタ17および19の送
出するCARRY信号は、フリップフロップ31および32のセ
ット端子にも入力されるようになっており、このフリッ
プフロップ31および32のＱ出力がアンドゲート33および
34の一端ならびにオアゲート35および36の一端へ入力さ
れるものとなっている。アンドゲート33および34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33および34の出力が４入力オアゲート28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、カウンタ18の送出するCARRY信号がオアゲート2
1を介してUP/DOWN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21を通過する「１」レベルの信号
により、UP/DOWN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。

一方、アンドゲート23および24の他端には、コンパレー
タ22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22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。そして、アンドゲート23の出力がオアゲート21
の他端に入力されるものとなっており、アンドゲート24
の出力はフリップフロップ25のセット端子に入力され、
フリップフロップ25のＱ出力がデコーダ26の「Ｂ」入力
端へ入力されるものとなっている。デコーダ26の「Ｃ」
および「Ｄ」入力端にはUP/DOWN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26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26a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26b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１以外の組み合わせのとき、出力端
子26a,26bのレベルは共に「０」となる。

そして、、デコーダ26の出力端子26aおよび26bより送出
される「１」レベルの信号が、オアゲート28の第３およ
び第４の入力端ならびにオアゲート36および35の他端へ
入力されるものとなっており、オアゲート28を「１」レ
ベルの信号が通過することによって、ワンショットマル
チバイブレータ（以下、単にワンショットと呼ぶ）37が
作動し、このワンショット37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36を通過して「１」レベル
の信号がエンコーダ29に入力されていた場合、この時の
エンコーダ29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。また、ロード信号が入力され
たとき、オアゲート35を通過して「１」レベルの信号が
エンコーダ29に入力されていた場合、この時のエンコー
ダ29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37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30が作動するものとなっ
ており、このワンショット30の送出するワンショット信
号によりフリップフロップ25,31および32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
カウント値が積算されてアップし、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、カウンタ17〜19のうちカウンタ18が一番早
くオーバフローして「１」レベルのCARRY信号を送出
し、このCARRY信号がオアゲート21を通過してUP/DOWNカ
ウンタ６に入力され、UP/DOWNカウンタ６をリセッット
してそのカウント値を±０とする。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
（例えば、前照灯の照射方向を可変するコーナリングラ
ンプシステム）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）点
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におけるカウント値が＋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、カウンタ17
〜19のうちカウンタ17が一番早くオーバフローし、フリ
ップフロップ31をセット状態とする。そして、このフリ
ップフロップ31の送出する「１」レベルのＱ出力がオア
ゲート35を介してエンコーダ29に設定される。これによ
り、エンコーダ29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２参照）。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33をフリッ
プフロップ31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28を通過することに
よってワンショット37が作動し、このワンショット37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/DOWN6は、この時のエンコーダ29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±０となり、第２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。

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、カウ
ンタ17〜19のうちカウンタ19が一番早くオーバフロー
し、フリップフロップ32をセット状態とする。そして、
このフリップフロップ32の送出する「１」レベルのＱ出
力が、オアゲート36を介してエンコーダ29に設定され
る。これにより、エンコーダ29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２参照）。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32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28を通過
することによってワンショット37が作動し、このワンシ
ョット37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29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/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。

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。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３参照）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、カウンタ17〜19のうちカウ
ンタ17が一番早くオーバフローし、フリップフロップ31
をセット状態とする。そして、このフリップフロップ31
の送出する「１」レベルのＱ出力がオアゲート35を介し
てエンコーダ29に設定される。これにより、エンコーダ
29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２参照）。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33をフリップフロップ31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28を通過することによってワンショッ
ト37が作動し、このワンショット37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/D
OWNカウンタ６は、この時のエンコーダ29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３参照）。
なお、この後、フリップフロップ31は、ワンショット30
の送出するワンショット信号により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、カウンタ17〜19のうちカウンタ
17が一番早くオーバフローし、フリップフロップ31を再
セット状態とする。そして、このフリップフロップ31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３参照）。

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
る積分時間が長くなり、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
ザ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22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22の送出する「１」レベルの比較出
力がアンドゲート23を通過し、オアゲート21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になる。

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27を
介して「１」レベルの信号がアンドゲート24に入力さ
れ、このアンドゲート24を通過するコンパレータ22の
「１」レベルの比較出力によって、フリップフロップ25
がセット状態となる。これにより、デコーダ26の「Ｂ」
入力端へフリップフロップ25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26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/DOW
N切替回路５からの「１」レベルのアップ信号のデコー
ダ26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26の出力端子26bのレベルが「１」レベル
となる（表１参照）。このデコーダ26の出力端子26bか
らの「１」レベルの信号はオアゲート28を介してUP/DOW
N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29
の出力Q_A〜Q_Dを取り込む。この時、エンコーダ29の出力
Q_A〜Q_Dは、デコーダ26の出力端子26aが「０」,26bが
「１」レベルであるため、すなわちオアゲート36の出力
が「０」，オアゲート35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２参照）。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26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26の出力端子26aのレベルが「１」レベルとなる
（表１参照）。このデコーダ26の出力端子26aからの
「１」レベルの信号はオアゲート28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29の出
力Q_A〜Q_Dを取り込む。この時、エンコーダ29の出力Q_A〜
Q_Dは、デコーダ26の出力端子26aが「１」,26bが「０」
レベルであるため、すなわちオアゲート36の出力が
「１」，オアゲート35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２参照）。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ザブゾ
ーンに分割する際、操舵角センサの最小分解能で分解す
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
ーンを複数のザ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よく、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
した積算時間が一番早く所定の時間に達するサブゾーン
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、上記実施例において
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灯を利用してソ
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
積算時間が一番早く所定の時間に到達したサブゾーンを
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、前記積算時間が一番早
く所定の時間に到達するサブゾーン方向へ隣接するサブ
ゾーンの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、31,32
……フリップフロップ。

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
算時間が一番早く所定の時間に到達したサブゾーンを原
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、前記積算時間が一番早く
所定の時間に到達す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。