JP2000505193A - 操舵角センサモジュールの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は自動車の操舵角を測定するための操舵角センサに関する。このようなセンサは走行安定性コントロールのために必要である。本発明の課題は、コードディスク（２）をセンサのケーシング（１，３７）に対して簡単に定めて支承することである。この課題は、コードディスク（２）がケーシング（１）に直接支承されていることによって解決される。有利な他の実施形は支承の例示的な構造を示している。

Description

【発明の詳細な説明】 操舵角センサモジュールの構造 本発明は、例えば市販のユニットとして車両のステアリングホイールに取付け 可能である操舵角センサに関する。操舵角センサは車両のヨー角コントロールの ために必要である。このヨー角コントロールは、例えばスリップしやすいカーブ で車両がスリップしないようにする。このようなコントロール装置は前輪の瞬時 の操舵角を知る必要がある。この操舵角と他のパラメータから、車両の走行状態 が測定および制御される。このようなセンサの場合にはコードディスクが設けら れている。このコードディスクはステアリングホイールに少なくとも間接的に連 結されているので、ステアリングホイールの位置が付設のコードに基づいてコー ドディスクから直接読みとることができる。このようなコードディスクの作用は ドイツ連邦共和国特許出願第１９５３２９０３．１号明細書に既に説明されてい る。このようなコードディスクは比較的に正確に作動する。これは正確なコント ロールのために必要である。他方では、簡単かつ低コストの構造を達成するため に、操舵角の走査装置がセンサの印刷回路基板に一体化されている。更に、測定 値エラーを避けるために、走査装置とコードを有するコードディスクとの間隔を 正確に保つことが非常に重要である。そのための一例では、コードディスクと走 査装置が一つの構造グループとしてまとめられ、この構造グループがケーシング 内に完全に取付けられる。このような手段は勿論、比較的にコストがかかる。コ ードディスクが固有の組み立て板に回転可能に支承され、この組み立て板がケー シング内に組み込まれると、更に、ベース板と、走査装置の印刷回路基板または 組み立て板の誤差が加算されることに留意すべきである。 そこで、本発明は、請求項１の上位概念に記載された種類の、操舵角を測定す るためのセンサモジュールから出発する。本発明の課題は、センサにとって必要 な部品と構造グループを、所属のケーシング内に簡単かつ低コストで取付けるこ とである。この課題は本発明に従い、請求項１の特徴部分に記載された特徴の組 み合わせによって解決される。本発明は原理的には、コードディスクをケーシン グに直接回転可能に支承することにある。これにより、コードディスクを非常に 正確に調節することができる。特に、駆動舌片に対してコードディスク駆動装置 を正確に配向することによってコードディスクの位置を非常に正確に定めなけれ ばならない場合には、本発明によって多くの利点が生じる。なぜなら、ケーシン グの位置がコードディスクの強制される位置によって定まるからである。走査装 置の位置をコードディスクに一義的に付設するために、本発明の他の実施形に従 って、請求項２記載の手段が推奨される。走査装置がケーシングに一義的に結合 されるので、位置がコードディスクに対して一義的に固定される。というのは、 走査装置とコードディスクがケーシングに直接連結されているからである。 コードディスクをケーシングに直接支承するための簡単な構造は、請求項３記 載の特徴によって達成される。コードディスクを直接的または間接的に駆動する ステアリングホイールの位置によって、一方では、センサモジュールのケーシン グの位置が予め定められる。他方では、ステアリングホイールに達するステアリ ングコラムは、ステアリングロッドとステアリングリンクを連結できるようにす るために、スペースを維持しなければならない。従って、コードディスクの駆動 装置と支承部との間の距離を短くするために、ケーシングを通るステアンリング コラムの貫通穴の縁部に支承部を設けることが所望される。そのために、環状壁 がケーシング底内の貫通穴の縁部に取付けられる。この環状壁はケーシング底に 対して離してコードディスクの蓋面を保持するので、コード歯のためのスペース が確保される。このコード歯は特に、コードディスクの蓋面から軸方向にケーシ ング底まで延びる。他方では、コードディスクの位置はケーシング底に対して一 義的に固定される。というのは、ばねアームがコードディスクをケーシング底の 環状壁に係合させて弾性的に保持するからである。ケーシング底からコードディ スクが外れないようにするために、本発明の他の実施形では、請求項３記載の特 徴の組み合わせが推奨される。この特徴の組み合わせによれば、コードディスク をケーシング底に挿入する際に、ばねアームは、その係止フックがばね壁の縁部 に背後から係合するまで、環状壁によって偏向させられる。ばねアームは減張状 態で特にコードディスクの回転軸線に対して特に平行に延び、係止フックのスペ ースを作るために、組み込み時にのみ幾分偏向し、円形穴を通過することができ る。 請求項４記載の溝がケーシング底と円形穴の方へ開放しているので、この溝は ケーシング底に沿って延びるＬ字形の輪郭を有する。ケーシング内でのコードデ ィスクの係止連結部と、コードディスクの駆動装置を簡単に形成するために、他 の実施形では、請求項５記載の特徴の組み合わせが推奨される。この特徴の組み 合わせによれば、コードディスクはケーシング底よりも幾分小さな円形穴を有す る。従って、ばねアームは穴寄りの環状壁の内面に対して平行に延びている。し かし、コードディスクの穴の縁部からばねアームだけでなく、ほぼ同じ高さの支 持壁が立設されている。この支持壁は環を有し、この環を介して、コードディス クが少なくとも間接的にステアリングホイールによって駆動される。 コーディングを形成するコードディスクの歯に対して、光学的な走査装置を簡 単にセンタリングするために、本発明の他の実施形では、請求項６記載の特徴の 組み合わせが推奨される。コードディスクがケーシング底の支承個所に直接作用 するので、請求項２に記載したケーシングのセンタリングピン（または他のセン タリング手段）を介して走査装置をその位置に配向すると有利である。請求項６ 記載の特徴によれば、走査装置の構成要素が共通のソケット内で互いに調節され 、それによってケーシング底を介して、コードディスクのコーディングされた歯 に対して調節される。従って、走査装置の構成要素はそれに付設された窪みによ って互いに動かないように配向され、溝内に達するスリットを経て光学的に互い に連結される。この溝軌道に沿って、円形に並べられた長方形のコード歯が移動 する。このコード歯は走査され、それによってコード歯の位置が測定される。 コードディスクの印刷回路基板の両側を装備のために使用できるようにするた めに、本発明の他の実施形では、請求項７記載の手段が推奨される。これは特に 、走査装置の走査要素が印刷回路基板に一体化されている場合に当てはまる。ケ ーシング底に対する印刷回路基板の間隔により、印刷回路基板の片側または場合 によっては両側に装備できるようにするために必要なスペースが形成される。実 際には、印刷回路基板の片側に装備し、反対側で印刷回路基板上の導線に対する 連結部をろう付けすることが有利である。その際、歩進機構（ＥＭ９５／３６４ 参照）の接触片と接触リングは同じ側にあり、この側で接触個所がろう付けされ る。走査装置のソケットが別個に取付け可能なユニットとして形成され、それに よってソケットが容易に交換可能であるかあるいは組み立て時に容易に適合可能 であると、本発明の他の実施形において、請求項８記載の特徴の組み合わせが推 奨される。なぜなら、この場合にも、ケーシング内での走査装置の位置とコード ディスクの位置とをしっかりと関連づけることができるからである。 次に、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 図１は、コードディスクを取付けたケーシング底の開放状態を示す斜視図、 図２はコードディスクを駆動するための伝達モジュールを備えたケーシングの 断面図、 図３はコードディスクが係止されたケーシング底を下側から見た斜視図、 図４〜６は操舵角センサのためのケーシングの平面図、側面図および底面図で ある。 図１には、開放したケーシング底が示してある。このケーシング底にコードデ ィスク２が回転可能に支承されている。その際、コードディスクはケーシング環 状壁２１（図２参照）に支持されている。このケーシング環状壁はケーシング１ の円形開口２２を画成している。ケーシング環状壁での支承はコードディスクに よって半径方向と軸方向に行われる。というのは、コードディスク２の蓋面１２ がケーシング環状壁の端縁に載っているからである。更に、コードディスク２は 同様に円形貫通穴２３を有する。この円形貫通穴は円形開口２２よりも幾分小さ い。この円形貫通穴の縁部からばねアーム（例えばばねアーム３，４）が軸方向 下方に延び、その際円形開口２２寄りのケーシング環状壁２１の面に寄りかかっ ているので、コードディスクは半径方向においても保持されている。弾性的なホ イールアームはその自由端に、半径方向外側に向いた図示していない係止フック を備えている。この係止フックは分離壁２１の下側縁部に下側から係合し、それ によってコードディスクを軸方向で保持している。係止アーム４の間には、支持 壁２４が設けられている。この支持壁は係止アームと同じ円周上にあり、ばねア ームとほぼ同じ長さを有するがしかし、ばねアームよりも幅が非常に広い。それ によって弾性ではないこの支持壁は搬送環５，６を支持する。コードディスクは この搬送環を介してステアリングホイールによって間接的に駆動される。この場 合、ステアリングホイールによって駆動される回転可能な伝達ユニットの搬送舌 片２５，２６は回転運動のためにコードディスクを駆動する。 コードディスクの外側縁部と、半径方向において更に内側にあるインクリメン タル円に沿って、コードトラックとインクリメンタルトラックがコードディスク に取付けられている。この場合、コードトラック３１は下側に突出する歯を備え ている。この歯はコードの形をしてコードディスク２の回転位置を示し、インク リメンタルトラック３２の歯が瞬時の位置変化を測定するために役立つ。このイ ンクリメンタル歯は互いに等間隔をおいて配置され、下側に向いている。コード ディスクの作用は本出願人のドイツ連邦共和国特許１９５３２９０３．１号明細 書に既に記載されている。印刷回路基板３４は段付き位置決めピン３３（図１参 照）を介してケーシング底に対して間隔をおいて固定されている。この場合、印 刷回路基板はコードディスクの外側輪郭をほぼ弧状に取り囲んでいる。図示して いない位置決めピンによって、象徴的に示したソケット３５がケーシング底に対 して固定されている。この場合、ソケットはコードディスクを操作するために送 光器と受光器を備えている。ソケットはケーシング底内に対応する輪郭を有する 窪み内に配置され、扇形（弓形）の溝を有する。この溝はコードディスク２の回 転時にインクリメンタル歯またはコード歯を通過させる。コードディスク２の位 置測定は送光器と受光器の間の光束を通過するコーディング歯およびインクリメ ンタル歯に基づく光束の変化によって行われる。図６はソケット３５を収容する ための下側に湾曲する窪み３６を示している。この窪みにより、ソケット３５内 の扇形の溝の底がこの溝を通過するコードディスク２の歯の開放端部よりも低い 位置にある。この場合、コードディスクは平らに保持可能である。 図１には更に、ステッピングスイッチに属するラチェットホイール８が示して ある。このラチェットホイールは本出願人のドイツ連邦共和国特許出願Ｐ８６３ ６に関連して既に説明した。ラチェットホイール８に固定連結された回転軸２０ は印刷回路基板３４を通ってケーシング内の支承穴に回転可能に支承されている 。これにより、支承軸の上端部はケーシング底に載置されたケーシング蓋３７に 支承されている。 図３はケーシング底１を下側から見た図である。この図から係止アーム４が良 好に見える。この係止アームは係止フック３８を介して、円形開口２２の下側縁 部の周方向の開放溝３９に係合している。搬送環５，６は所属の搬送舌片２５， ２６と同様に異なる幅を有するので、コードディスク２の位置は搬送舌片に対し て固定されている。この場合、２個の環５または２個の舌片２５は環６または舌 片２６よりも幅が狭い。本発明の範囲内では、コードトラックを伝達ユニット２ ７の舌片２５，２６上に搬送する必要はない。それどころか、ステアリングホイ ールによって直接的な駆動が行われる。ケーシング底１は図３から明らかなよう に、係止ばね４０によって係止される。ケーシング蓋３７は伝達ユニット２７と 関連してこのユニットのための収容室を形成するために内側に段が付けられてい る。それによって、ケーシング蓋３７は同時に伝達ユニット２７のためのケーシ ング底を形成する。この構造は本発明に関連して強制されるものではなく、本出 願人の特許出願ＥＭ９５／３６４明細書に別個に説明されている。 走査装置のソケットと共に所属の電子回路を交換できるようにするために、ソ ケットに印刷回路基板部分を付設し、この印刷回路基板をソケットの窪み３６に 別個に挿入することか推奨される。それによって、ソケットと印刷回路基板部分 は上下に配置される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１のケーシング部分特にケーシング底（１）と、第２のケーシング部分特 にケーシング蓋（３７）と、ケーシング内に配置された回転可能なコードディ スク（２）と、電気回路（３４）と、コードディスクを走査する少なくとも１ 個の走査装置（３５）とを備えた、操舵角センサのモジュールにおいて、コー ドディスク（２）が第１のケーシング部分（１）に対して間隔をおいてこのケ ーシング部分に回転可能に直接支承されていることを特徴するモジュール。 ２．走査装置（３５）が第１のケーシング部分（１）に固定連結されたソケット に挿入されていることを特徴とする請求項１記載のモジュール。 ３．第１のケーシング部分が円形の穴（２）を有し、この円形の穴の縁部におい て環状壁（２１）がケーシング内部の方に向き、コードディスク（２）がケー シング内部に向く環状壁（２１）の端面に支持され、コードディスク（２）か ら突出する係止アーム（４）が環状壁（２１）を介して半径方向外向きの係止 フック（３８）によってケーシング底（１）の外面（３９）に作用しているこ とを特徴とする請求項１または２記載のモジュール。 ４．環状壁（１）が周方向の溝（３９）を備え、この溝に係止フック（３８）が 係合していることを特徴とする請求項３記載のモジュール。 ５．円形のコードディスク（２）が底の穴（２２）に対応する中央の円形貫通穴 （２３）を備え、この貫通穴の縁から係止アーム（４）が突出し、グループを なして貫通穴の円形縁部に設けられた係止アームの間に、扇形の支持壁（２４ ）が立設され、この支持壁が円形穴（２２）内に挿入された扇形の搬送環（４ ，５）を支持していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の モジュール。 ６．走査装置のソケット（２５）が複数の光源と、この光源に付設された複数の 検出器を収容窪み内に収容し、この収容窪みが３列をなして扇形に配置され、 ソケット（３５）が収容窪みの壁内に、光ビームを送受信するためのスリット 状の開口を備え、ソケット（３５）が端面のところで開放した扇形の溝を備え 、この溝に、半径方向で互いに対向する穴が開口し、溝が円形に動く、コード ディスク（２）のコードトラックまたはインクリメンタルトラックの突起（３ １，３２）を収容することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の モジュール。 ７．ケーシング底（１）に段付きのセンタリングピン（３３）が設けられ、コー ドディスクを取り囲む印刷回路基板（３４）がこのセンタリングピンを介して センタリングされ、かつケーシング底（１）に対して間隔をおいて保持されて いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のモジュール。 ８．ケーシング底（１）に窪み（３６）成形され、光源と検出器に付設された印 刷回路基板とソケット（３５）がこの窪み内でセンタリングして積層可能であ り、特にソケット（３５）およびまたは印刷回路基板が窪み壁によって付加的 にセンタリング可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記 載のモジュール。