JPS6352002A - 舵角検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は差動変圧器を利用した舵角検出器に関する。

（従来の技術） 例えば前後輪操舵（以下に４ＷＳと略称する）車におい
て、舵角情報を検出するために舵角検出器を装備するこ
とが行われ、従来はポテンショメータ、エンコーダ等の
検出器をＰｉ舵軸に対し機械的に連結し、ハンドル角度
から舵角情報を得るようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、ハンドルから車輪への操舵力伝達経路には機
械的なガタ、捩れ等があり、ハンドルには遊びがあるた
め、ハンドル角度から必ずしも実際の車輪舵角情報が正
確に得られるとは言い難い。

更に操舵機能部品に検出器を機械的に連結して設けると
、操舵機１走部品の振動もショックによるガタや捩れ、
またゴミ・温度の環境変化による影響を受は易い。

そこで本発明の目的は、操舵により車体幅方向に移動し
て車輪への舵角出力部材をなす棒部材に検出器を配置す
ることによって、実際の車輪舵角情報を正確に検出する
ことができるとともに、棒部材と検出器とを非接触状態
に保つことにより、ガタや捩れ、環境変化によってもそ
の影響を受けることがなく、正確な舵角情報を得ること
ができるようにした舵角検出器を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の目的を達成すべく本発明は、操舵により車体幅方
向に移動する棒部材に差動変圧器を配置し、即ち棒部材
に金属のコアを設ける一方、このコアの外周に対し間隔
を形成して１次コイル及び２次コイルを設けたことを特
徴とする。

（作用） 車輪への舵角出力部材をなす棒部材の移動量を直接検出
するため、実際の車輪舵角情報を正確に検出できる。

そしてその検出を差動変圧器を用いて行うため、操舵方
向と舵角を同時に検出できる。しかもコアと１次及び２
次コイル間には所要隙間が存在し、即ち棒部材とは非接
触となっているため、棒部材のガタや捩れ、ゴミ等に対
しても検出精度には影響がなく、また差動変圧器は温度
等の環境変化に強いので、舵角検出の信頼性が高い。

更にコイルの電圧を監視していれば、コイル・導線の断
線、接触不良も容易に検出できる。

（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を説明する。

第１図は４　Ｗ　Ｓ　９置の概略平面を示し、（１）は
ハンドル、（２）は操舵軸、（３）は前輪操舵ギヤボッ
クス、（４）はランク軸、（５）はナックルアーム、（
６）は前輪であり、ハンドル（１）の回転はギヤボック
ス（３）内のランクピニオン機構にてランク軸（４）の
車体幅方向（左右方向動）に変換され、ナックル（５）
を介して前輪（６）が転舵される。

先ず第１実施例では、ギヤボックス（３）から突出する
ラック軸（４）上に舵角検出器（１１）を配置する。即
ち第２図にも示すようにラック軸（４）上の一部分に大
径部（１２）を形成し、この大径部（１２）の両端部に
は銅またはアルミニウム製の金属環（１３）、（ｌａ）
を嵌着一体化し、これにより鉄心をなす金属のコア（１
４）を設ける。一方、車体側には大径部（１２）の外周
に対し間隔を形成して１次コイル（１５）を固設すると
ともに、その両側に２次コイル（Ｉｓ）、（Ｉｓ）を並
べて固設する。斯くしてラー２り軸（４）上に設けたコ
ア（１４）と車体側に設けた１次コイル（１５）及び２
次コイル（１Ｇ）、（ｔｓ）とから舵角検出器（１１）
を構成する。

この舵角検出器（１１）は差動変圧器と同じで、１次コ
イル（１５）に交流電圧を加えて励磁し、コア（１４）
が左右動すると、コア（１４）の中立位置、即ち零慨か
らの移動量に応じた２次電圧を２次コイル（１６）、（
１６）間で取り出す、これによりラック軸（４）の移動
方向及び移動量を直接検出でき、従って１ｔｔ輪（Ｂ）
の操舵方向と舵角の情報が得られる。

斯くシて舵角検出器（１１）で検出した前輪操舵情報は
、例えば車速検出器（２１）で検出した車速情報ととも
に制御ユニット（２２）に入力され、前輪操舵情報と車
速情報に基づいた制御信号が制御ユニッ）　（２２）か
らモータ（２３）に入力される。このモータ（２３）の
駆動軸（２４）の回転は後輪操舵ギヤボックス（２５）
内のラックピニオン機構にてランク軸（２６）の左右方
向動に変換され、ナックル（２７）を介して後輪（２８
）が転舵される。

次に第３図は第２実施例を示し、本実施例では、前記と
同様に前輪操舵用のラック軸（４）上に舵角検出器（１
１）を配置するとともに、後輪操舵用のラック軸（２Ｇ
）ｈにも同様の舵角検出器（１１１）を配置し、この後
輪側の舵角検出器（ｉｌｌ）で検出した後輪操舵情報を
制御ユニット（２２）にフィードバックする。

また第３実施例を示す第４図では、後輪側のラック軸（
２８）に平行するロッド（２８）を一体に設け、このロ
ー７ド（２９）上に舵角検出器（１１１）を配置し、他
の部品は前記第２実施例と同様とした。

以」二はギヤボックスから突出するラー２り軸部分に舵
角検出器を配置したが、ギヤボックス内のラック軸部分
に配置しても良い、即ち第４実施例を示す第５図のよう
に、ギヤボックス（３）の円筒部（３１）内に収納され
たラック軸（４）の一部分に前記と同様の大径部（１２
）と金属環（１３）　、（１３）とから成るコア（１４
）を設けるとともに、１次コイル（１５）とその両側の
２次コイル（１８）　、（１８）をギヤボックス円筒部
（３１）の内周面に固着する０図示では前輪操舵キャボ
・ンクス（３）に舵角検出器（１１）を内蔵したが、後
輪側についても同様の構造が可能である。

このようにギヤボックス（３）内に舵角検出器（１１）
を配置すると、スペース的に有利であるとともに、ブラ
ケットを用いることなくギヤボックス（３）を利用して
コイル（１５）、（１Ｂ）の支持が行える。

ところで、コア（１４）の形成は第６図（ａ）乃至（ｆ
）に示すように種々の構造が考えられる。即ち同図（ａ
）の如くラック軸（４）に大径部（１２）を設けただけ
のもの、同図（ｂ）の如く前記実施例と同様に大径部（
１２）の両側に金属１ｉ：１（１３）　、　（１３）を
設けたもの、同図（Ｃ）の如くラック軸（４）周に大径
の金属環（１７）を設けたもの、同図（ｄ）の如く大径
部（１２）の両側のラック軸（４）　Ｊ、！ｉｔにコー
ティング（１ｇ）、（１８）を施したもの、同図（ｅ）
の如くラック軸（０周に溝を設けて同径の金属環（１９
）を埋設したもの、同図（ｆ）の如くコア（１４）の両
側のラック軸（４）周にコーティング（１８）、（１８
）を施しただけのもの等がある。

ここで、ラック軸（４）に大径部（１２）を設けただけ
の第６図（ａ）タイプのものは、大径部（１２）以外の
ラック軸（４）周そのものの信号も受けるため、大径部
（１２）はラー２り軸（４）に対して太きなものとしな
いと信号が明確に出にくいし、大きくするとスペース、
重ら１的な問題もある。これに対し同図（Ｃ）タイプの
ように銅、アルミニウム等の非磁性体金属環（１７）の
みで大径のコア（１４）を形成すると、その非磁性体金
属で磁力線をうずＴＬＩＱとして吸収しやすいので、ラ
ック軸と該金属との差が明確に表れるため、大きな出力
信号が得られるというメリットがある。特に実験によっ
て第６図（ａ）、（ｂ）タイプ等に比べて同図（Ｃ）タ
イプの方が信号が大きく、検出精度が最も優れていると
いう結果が得られた。

次にこの第６図（Ｃ）タイプのコアを用いた舵角検出器
の実施例を説明する。

第７図は第５実施例の主動式後輪＃９舵装置の概略平面
を示し、前記と同様に（２７）はナックル、（２８）は
後輪であり、後輪操舵ギヤボックス（４１）の内部構造
は第８図の如くである。即ちギヤボックス（４１）内に
はネジ軸（４３）が車体幅方向に摺動自在に組込まれ、
ギヤボックス（４１）内のネジ軸（４３）　１にはモー
タ（５１）と舵角検出Ｗ（１１１）が設けられる。

ネジ軸（４３）上のポールネジ（４４）同にはポール（
４５）・・・を介してナツト部材（４Ｂ）が螺着され、
ギヤボックス（４１）内に回転自在に軸承したナツト部
材（４Ｂ）には筒状の回転軸（５２）が連動連結される
。この回転軸（５２）はネジ軸（４３）外周に隙間を設
けて配置され、回転軸（５２）外周には周方向複数の鉄
心（５３）・・・が固着され、鉄心（５３）・・・の周
囲には電機子巻線（５４）・・・が巻回され、更に鉄心
（５３）・・・の外周と隙間を設けて永久磁石（５５）
がギヤボックス（４１）の円筒部（４２）内周に固着さ
れ、（５８）は整流子、（５７）はブラシ、（５８）は
ブラシホルダである。

そして斯かるモータ（５１）近傍のネジ軸（４３）周に
は大径の金属環（１７）を設けてコア（１４）を形成し
、このコア（１４）周と隙間を設けて１次コイル（１５
）とその外周に並ぶ２次コイル（Ｉ８）、（１８）とを
ギヤボックス円筒部（４２）内周に固設し、これにより
前記第６図（ｃ）タイプの舵角検出器（１１１）を構成
する。

斯くしてモータ（５１）の作動でナンド部材（４６）が
回転すると、ポールネジ機構によりネジ軸（４３）が左
右方向に移動し、これにより後輪（２８）の転舵が行わ
れ、舵角検出器（１１１）によりその後輪操舵情報が検
出される。

このようにラックピニオン式操舵装置に限らず電動式の
ポールネジ機構式操舵装置にも本発明は適用でき、また
図示しないが、前輪操舵装置と機械的に連結して偏心ピ
ン、遊星歯車機構等によりジヨイント杆の左右方向動で
後輪を転舵するタイプの後輪操舵装置にも本発明を適用
することができる。要するにラー、り軸、ネジ軸、ジヨ
イント杆等の車輪への舵角出力部材をなす棒部材に差動
変圧器を配置して舵角検出器を構成すれば良い。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、差動変圧器を利用して車
輪への舵角出力部材をなす棒部材から舵角情報を検出す
るため、ガタや捩れ１環境変化による影響を受けること
なく正確な舵角情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を示す４ＷＳ装置の概略平面図、第
２図は舵角検出器の斜視断面図、第３図及び第４図は第
２実施例と第３実施例をそれぞれ示す４ＷＳ装置の各概
略平面図、第５図は第４実施例を示す操舵ギヤボックス
の要部破断背面図、第６図（ａ）乃至（ｆ）はコアの構
造例を示す各正面図、第７図及び第８図は第５実施例を
示す後輪操舵装置の概略平面図とそのギヤボックス内の
横断面図である。 尚、図面中、（４）　、　（２Ｂ）　、（４３）は棒部
材、　（１１）。 （１１１）は舵角検出器、（１２）は大径部、（１３）
、（１７）。 （１９）は金属環、（１４）はコア、（１５）　、（１
６）はコイルである。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　
　弁理士　　　下　　１）　容一部間　　　　　弁理士
　　　　大　　　橋　　　邦　　部同　　　弁理士　　
　小　　山　　　　有量　　　弁理士　　　野　　１）
　　　及第１図 第２図 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 操舵により車体幅方向に移動する棒部材に設けた金属の
   コアと、 該コアの外周に対し間隔を形成して設けた１次コイル及
   び２次コイルとから成る舵角検出器。