JP2000506615A - 自動車のステアリングホイールの角度位置を決定するための装置 - Google Patents

自動車のステアリングホイールの角度位置を決定するための装置

Info

Publication number
JP2000506615A
JP2000506615A JP10522056A JP52205698A JP2000506615A JP 2000506615 A JP2000506615 A JP 2000506615A JP 10522056 A JP10522056 A JP 10522056A JP 52205698 A JP52205698 A JP 52205698A JP 2000506615 A JP2000506615 A JP 2000506615A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
rotor
ring
angle sensor
steering angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10522056A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3336363B2 (ja
Inventor
ボン,ヘルムート
ヘスバッハー,ゲルハルト
ザビトキ,ウルリッヒ
Original Assignee
ペトリ・アーゲー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ペトリ・アーゲー filed Critical ペトリ・アーゲー
Publication of JP2000506615A publication Critical patent/JP2000506615A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3336363B2 publication Critical patent/JP3336363B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/147Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the movement of a third element, the position of Hall device and the source of magnetic field being fixed in respect to each other
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • G01D5/165Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/249Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
    • G01D5/2492Pulse stream
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/3473Circular or rotary encoders

Abstract

(57)【要約】 本発明は、自動車のステアリングホイールの角度位置を、ステアリング角度センサと角度位置を決定するための電子評価装置とを用いて決定するための装置に関する。本発明によれば、ステアリング角度センサは、エネルギー及びデータを自動車の固定サブアセンブリからステアリングホイールに、あるいはその逆方向に伝送するためのコンタクトユニットに一体化されている。好ましくは、ステアリング角度センサは、非接触で動作し、ステータ(3)及びロータ(5)を有するコンタクトユニット内にステータ及びロータの部分として配置される。これにより、ステアリング角度センサを設置するための余分なスペースが不要となり、コストが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車のステアリングホイールの角度位置を決定するための装置 [詳細な説明] 本発明は、請求項1の前文に記載されている、自動車のステアリングホイール の角度位置を決定するための装置に関する。 ステアリングホイールの角度位置を決定するものとして、誘導式及び光学式の ステアリング角度センサが知られている。これらの手段を用いて求めた測定値は 、ステアリング角度を決定するために出力側の電子回路に供給される。従来のス テアリング角度センサは、自動車のドロップアームスイッチ(drop arm switch )の下側に別個の部品として取り付けられている。この配置の欠点は、ステアリ ング角度センサに対する付加的な構造スペースが必要であり、コストが増大する ことである。 本発明の目的は、付加的な構造スペースを必要とせず、安価にステアリング角 度を決定できるようにすることである。 本発明では、この目的は、請求項1の特徴的部分によって達成されている。 ステアリング角度センサ及び角度位置を決定するための電子評価装置を用いる ことによって自動車のステアリングホイールの角度位置を決定するための装置に 関し、本発明では、ステアリング角度センサは、自動車の固定構造グループ(st ationary structural group)からステアリングホイールへあるいはその逆方 向にエネルギー及びデータを伝送するためのコンタクトユニット内に一体化され ている。 さらに詳しく説明すると、ステアリング角度センサは、ステータ及びロータを 有し非接触で動作するコンタクトユニット内に、ステータ及びロータの構成部分 として取り付けられている。ステアリング角度センサを、いずれにしても設けら れるコンタクトユニット内に一体化することによって、構造スペース及び必要な コストの両方を低減することが可能となる。このステアリング角度センサと様々 なタイプのコンタクトユニットとを一つのシステム内で組み合わせることにより 、構造ユニットとして自動車業界へ供給することができる。 第1の実施の形態では、ステアリングホイールの角度位置を表すバーコードを ロータ又はステータ上に有する光学式ステアリング角度センサが設けられている 。この光学式ステアリング角度センサは、バーコードによって決定される角度位 置を検出及び伝送するために、ステータ又はロータ上の構造グループと協働する 。バーコードは、2成分法によってロータ又はステータ上に射出成形することが できる。パルス光源をバーコードとうまく組み合せることにより、光が当てられ ていないバーコードは断続的に照明されて動作状態となる。それによって、エネ ルギーを節約している。光学式コンタクトユニット内に光学式ステアリング角度 センサを配置する場合、バーコードは、エネルギー伝送のために設けられている LEDによって照明される。これにより、付加的な照明が不要となる。 検出及び伝送のための構造グループとして、少なくとも一つの送信器と受信器 が、ステータ上のリング内に、互いに半径方向に間隔をあけて取り付けられてい る。送信器と受信器の間には、バーコードが取り付けられている仕切壁(partiti onwall)が設けられている。送信器、受信器及び仕切壁は、互いに同心状に配置 されているか、あるいは軸方向に互いに対向するように配置するのが好ましい。 送信器及び受信器は、赤外線波長領域で動作するのが好ましい。信号は、赤外 線送信器から赤外線受信器にコードトラック(code track)を介して伝送され る。 ステアリング角度は、周知の方法によって増分的(incrementally)に測定さ れる。すなわち、マイクロコントローラは、反射された光ビームのインパルス( impulses)をカウントし、これからステアリング角度を決定する。したがって、 許容回転速度とマイクロコントローラコンタクト(micro-controller contact )との間には関連性がある。 別の実施の形態では、拡大レンズを有するCCD素子を検出及び伝送のための 構造グループとして設けることが提案されている。拡大レンズによる焦点合わせ によって、より大きな軸方向及び半径方向の公差を補償することができるように なる。 この光学式ステアリング角度センサでは、バーコードは、ステアリングホイー ルの角度位置上の情報を受信する。このデータは、ダイオードあるいはCCD素 子によって検出され、出力側の電子装置(それ自身は周知)に伝送される。そこ で、コード化された測定値から角度位置が計算される。 ある実施の形態では、バーコードを、CCD素子が半径方向で協働するリング 状のキャリヤに取り付けることが提案されている。しかしながら、CCD素子と 協働するステアリングホイール内に、多機能化のために設けられたデータリング にバーコードを設けることも可能である。 バーコードとCCD素子を半径方向に協働させるかわりに、軸方向に協働させ ることも可能である。このように、ある実施の形態では、バーコードをステアリ ングホイールヘ取り付け、CCD素子をステータ上に軸方向に取り付けることが 提案されている。 さらに別の実施の形態では、遠隔式ステアリング角度センサが設けられている 。このセンサは、ロータあるいはステータ上に設けられたリング状の受信アンテ ナと協働するリング状の送信アンテナをステータあるいはロータ上に有している 。したがって、これらのリングの軸は異なる方向に延びている。より詳しく説明 すると、送信アンテナはステータ上に固定されており、その軸はステアリングコ ラム軸(steering column axis)の方向に延びている。そして、受信アンテナ はロータ上に固定されていて、その軸はステアリングコラム軸に対してある角度 で延びている。 このように、この実施の形態では、リング状の送信アンテナ及び受信アンテナ は、その周囲に異なるスペースを有している。特に、最後に述べた実施の形態で は、ロータ上に固定された受信アンテナは、送信アンテナに対してタンブリング (tumbling)運動を行う。ロータが回転すると、ゼロから上昇を開始する磁場が発 生する。この磁場は、取り付けられている電子装置によって角度に変換される。 第3の実施の形態では、ステータ及びロータのそれぞれに抵抗経路(resistanc epath)及びコレクタ経路(collector path)を有する誘導式ステアリング角度 センサが設けられている。抵抗経路は、交流電源に接続されている。コレタタ経 路は、抵抗経路からコレクタ経路にデータを伝送するためにロータ及びステータ のそれぞれに設けられたプローブ(probe)と協働する方向に延びている。プロー ブとしては、変位電流の容量減少に適しているものが設けられている。この実施 の形態では、変位電流はコレクタ経路に伝送され、そこから評価電子装置に供給 される。 第1の実施の形態では、抵抗経路及びコレクタ経路は、リング状のステータの 内側に取り付けられている。そして、プローブは、ステータと同心状のロータの 外側に設けられている。 第2の実施の形態では、プローブは、ステアリングホイールハブ(steering wheel hub)に直接取り付けられるか、あるいはステアリングホイールに固定さ れたプラスチックリングに取り付けられている。そして、抵抗経路及びコレクタ 経路は、ステータに互いに軸方向に対向するように固定されている。 ステアリング角度センサのさらに別の実施の形態は、以下の特徴を有している 。すなわち、コンタクトユニットのロータ部分に金属リングが取り付けられてお り、この金属リングはコンタクトユニットのステータ部分に設けられたエコーセ ンサ(echo sensor)と協働することである。これにより、金属リングは、連続 的に増大する幅を有し、磁気リングとして形成される。ステアリングホイール、 すなわち金属リングが回転すると、回転角度に応じて異なる大きさのエコー電圧 (echo voltage)が発生し、このエコー電圧は回転角度を測定するために用い られる。 金属リングの幅の変化は、下端を傾斜させることによって実現されるのが好ま しい。 ステアリング角度センサが取り付けられるコンタクトユニットとしては、誘導 式、遠隔式又は光学式のコンタクトユニットが設けられ、ステアリング角度セン サが同じタイプのコンタクトユニットに設けられていることが好ましい。しかし ながら、例えば誘導式又は遠隔式のコンタクトユニットに光学式のステアリング 角度センサを設けたり、あるいは前述した他のタイプのコンタクトユニットに誘 導式又は遠隔式のステアリング角度センサを設けたりすることも可能である。 光学式ステアリング角度センサを用いる場合、あるいは電気式コンタクトユニ ットにステアリング角度センサを配置する場合には、光学式の構成要素が曇らな いようにするために、光学式の伝送部分に湿気除去手段あるいは金属リングを設 けることができる。これらは、光学式の伝送部分に直接設けたり、あるいは光学 式の伝送部分を取り囲むラビリンス(Iabyrinth)内に設けることができる。 以下に、添付図面に示されている実施の形態を参照しつつ、例を用いて本発明 を説明する。 図1は、光学式ステアリング角度センサを有するステアリングホイールアセン ブリを示している。 図1aは、ステアリング角度センサの第2の実施の形態を有するステアリング ホイール構造の切り欠き断面を示している。 図1bは、ステアリング角度センサの第3の実施の形態を有するステアリング ホイール構造の切り欠き断面を示している。 図2は、遠隔式コンタクトユニット及びそのユニット内に一体化された別個の 遠隔式ステアリング角度センサを有するステアリングホイール構造を示している 。 図3は、一体化されたステアリング角度センサを備えた遠隔式コンタクトユニ ットを有するステアリングホイール構造を示している。 図4は、誘導式コンタクトユニット及び一体化されたステアリング角度センサ と有するステアリングホイール構造を示している。 図4aは、図4に対応する、ステアリング角度センサの第2の実施の形態の断 面を示している。 図4bは、図4に対応する、ステアリング角度センサの第3の実施の形態の断 面を示している。 図5は、半径方向に信号伝送を行うステアリング角度センサの第4の実施の形 態の概略を示している。 図6は、ステアリングホイールが1回転したあとに、図5に対応するステアリ ング角度センサによって得られる信号を示している。 図1は、エネルギー及びデータを伝送するための構造グループを有する、多機 能ステアリングホイール1及び固定されたステアリングコラムトリム(steering column trim)2を示している。この目的のために、発光ダイオード(LED) 4が、送信器として、コンタタトユニットのステータ3にリング状に配置されて いる。ステータ3は、固定用フック3aによってステアリングコラムトリム2に 固定されている。 光電セル6が受信器としてリング状に取り付けられているロータ5は、ステー タ3と協働する。これにより、ステータ3のLED4及びロータ5の光電セル6 は、エネルギー及びデータを自動車の固定構造グループからステアリングホイー ルへ伝送する第1の電流回路における伝送部分を形成している。ロータ5は、固 定用フック5aによってステアリングホイールに固定されている。ステータ3と ロータ5は、円形であり、それぞれ外側端部7、8を有している。 さらに、光ダイオード9が、送信器としてロータ5に設けられている。光ダイ オード9は、同じようにロータ5に固定されている透明なプラスチックリング1 0の中に埋め込まれている。ステータ3に設けられている光電セル11は、受信 器として光ダイオード9と協働する。プラスチックリング10を有する光ダイオ ード9及び光電セル11は、ステアリングホイールから固定構造グループにデー タを伝送する第2の電流回路における伝送部分を形成している。 上述した構造グループは、エネルギー及びデータを固定構造グループからステ アリングホイールヘ非接触で伝送し、そしてデータをステアリングホイールから 固定構造グループヘ伝送するコンタクトユニットを示す。さらに、ステアリング 角度センサがこのコンタクトユニットの中に設けられている。図1の第1の実施 の形態では、外側端部7と平行するように延び、バーコードを有する中間壁12 が設けられている。このコードは、ステアリングホイールの様々な角度位置に関 する情報を含んでいる。この情報は、ステータ3に固定され、拡大レンズを備え ているCCD素子13によって検出される。バーコードの照明は、ステアリング ホイールにエネルギーを伝送するために設けられているLED4によって行われ る。次に、周知の電子回路によってステアリング角度が決定される。 この実施の形態では、バーコードをプラスチックリング10に設けることもで きる。その場合には、CCD素子は、点線で示す位置に取り付けられる。 図1aに対応する第2の実施の形態では、反射光ビームが用いられる。端部7 と平行に延び、同様にバーコードが設けられ、そして使用される放射、好ましく は赤外線の放射に対して透過性を有する仕切壁14が設けられている。このバー コードは、ステータ3に固定され仕切壁14と対向する側に隣接している送信器 15及び受信器16と協働する。すなわち、バーコードは、送信用ダイオードと 受信用ダイオードの間に位置している。赤外線送信用ダイオードは、コードによ って、信号を赤外線受信用ダイオードへ伝送する。赤外線受信用ダイオードは、 ステアリングホイールの角度位置を決定する計算器を有する周知の電子回路に接 続されている。 これまでの実施の形態では、一方側のバーコードと、他方側のCCD素子ある いは送信器及び受信器は、互いに半径方向に対向するように配置されているが、 図1bに対応する第3の実施の形態では、軸方向の配置が用いられている。従っ て、リング状のバーコード17が、ステアリングホイールハブ18の下側に設置 されている。CCD素子20は、バーコードと軸方向に対向するようにステータ 19に取り付けられている。 図2の実施の形態では、多機能ステアリングホイール1及び固定されたステア リングコラムトリム2が示されており、多機能ステアリングホイール1と固定さ れたステアリングコラムトリム2との間では、エネルギー及びデータが、コンタ クトユニットを用い℃近接場伝送システムの形態で伝送される。これは、送信器 モジュール21と受信器モジュール22を有している。送信器モジュールは、ス テアリングコラムトリム2に固定されている制御電子装置23に接続されている 。送信器モジュール21は、真ちゅうを穿孔することによって、開口したリング 状に形成された部分を有する。この部分は、開口側に、リング面に対して丸く9 0度曲げられていて、プラグコンタクト26、27に接続されている連結用タブ 24、25を有している。送信器モジュール21は、これらのプラグコンタクト によって制御電子装置に接続されている。 同様に真ちゅうを穿孔することによって、開口したリング状に形成された部分 を有する受信器モジュール22は、開口側に評価電子回路28を有している。評 価電子回路28は、ステアリングホイール1のプラグ(図示されていない)に接 続するためにソケット29が設けられている。エアバッグやその他の機能グルー プに対するデータ及びエネルギーは、コンタタトユニット内のこれらのモジュー ルによって伝送される。 さらに、ステアリング角度センサがこのコンタクトユニットに取り付けられて いる。このセンサは、送信器モジュール30及び受信器モジュール31を有して いる。送信器モジュール30及び受信器モジュール31は、全周にわたって互い に同じ間隔となるように取り付けられている送信器モジュール21及び受信器モ ジュール22とは異なり、互いに傾斜している。従って、この実施の形態では、 送信器モジュール30の軸A1はステアリングコラムの軸の方向に延びており、 一方、受信器モジュール31の軸A2はステアリングコラムの軸の方向からずれ ている。これにより、ステアリングホイールが回転すると、受信器モジュール3 1はタンブリング運動を行い、ステアリングホイールの回転角を表す磁場がゼロ から上昇を開始する。コンタクトユニットのステータの構成要素である送信器モ ジュール30は、コンタクトユニットのロータの受信器モジュール31にデータ を非接触方式で伝送する。ステアリング角度に応じた様々な磁場は、計算器を有 する周知の電子装置によって角度に変換される。 図3は、図2の実施の形態の変形を示している。この変形では、一般的なエネ ルギー及びデータの伝送のために機能するとともに、ステアリング角度センサと しても機能する、ただ一つの送信器モジュール34及びただ一つの受信器モジュ ール35が設けられている。 図4の実施の形態では、自動車の固定構造グループからステアリングホイール にエネルギー及びデータを伝送し、そしてステアリングホイールから固定構造グ ループにデータを伝送するためのコイルシステムが設けられている。この目的の ために、第1のコイル32を有する第1の電流回路がステアリングコラムトリム 2に固定した状態で取り付けられている。このコイル32は、ステアリングホイ ール1に設けられた第2のコイル33と協働する。これらのコイルは、非接触方 式で動作するコンタクトユニットを形成している。 ステアリング角度センサは、このコンタクトユニットに一体化されている。そ れは、同様にステアリングコラム2に固定されている固定構造グループ34を有 している。この固定構造グループは、ステアリングホイール1に固定された構造 グループ35と協働する。構造グループ34は、リング形状の抵抗経路36と、 抵抗経路より小さい直径を有し、抵抗経路と同心状のリング状のコレクタ経路3 7を有している。ステアリングホイールに固定されている構造グループ35は、 プローブ39が固定されているプラスチックリング38から成る。抵抗経路36 には、交流電流が供給される。ステアリングホイールが回転すると、プローブの 位置は抵抗経路及びコレクタ経路に対して変化する。そして、プローブによって 、変位方向におけるプローブの関連する位置に応じた大きさの変位電流が容量的 に取り出される。変位電流は、プローブによってコレタタ経路37に伝送され、 そのあと評価される。定められた時間間隔内で加算された充電変位は、プローブ の位置に対する測定値になる。 図4aに示されているステアリング角度センサの構造は、プローブ39がステ アリングホイールハブ18に直接固定されるようにステアリングホイールハブ1 8が形成されている点で、図4の構造とは異なっている。従って、付加的なプラ スチックリング38が無くなっている。 ステアリング角度センサのこれまでの実施の形態では、一方のセンサと他方の 抵抗経路及びコレタタ経路が互いに軸方向に対向するように配置されているが、 図4bに示されているステアリング角度センサの第3の実施の形態では、それら は互いに半径方向に対向するように配置されている。この実施の形態では、プラ スチックのリング状のロータ40は、ステアリングホイール1に設けられている コンタクトユニットの経路上にフック41によって固定されている。プローブ4 2は、ロータ40の外側に設けられている。 プラスチックのリング状のステータ43が、コンタクトユニットの固定部分に 、ロータ40を囲むように同心状に設けられている。抵抗経路44及びコレクタ 45が、ステータ43の内側に設けられている。ステータ43は、フック46に よってコンタクトユニットに固定されている。動作方法は、これまでの実施の形 態と同じである。この実施の形態の別の利点は、システムが故障したときに即座 にステアリング角度センサを交換できることである。 図5の実施の形態では、ステアリング角度センサは、半径方向の信号伝送を行 う。この実施の形態では、金属リング47がコンタクトユニットのロータ部分に 取り付けられていて、コンタクトユニットのステータ部分に設けられたエコーセ ンサ48と協働する。金属リングは、幅が連続的に増大している。これは、この 実施の形態では、傾斜した下端49によって達成されている。金属リングは、磁 気リングとして形成されている。これにより、金属リングの回転とともに、連続 的に変化する磁場がエコーセンサを横切る。その結果、エコーセンサで発生する エコー電圧は、回転角度に応じて変化する。図6には、ステアリングホイールが 完全に1回転した時のエコー電圧の変化が示されている。エコー電圧は、エコー センサによってコンタクト50、51のところで取り出され、周知の方法によっ てステアリング角度を表すように処理される。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年5月26日(1998.5.26) 【補正内容】 請求の範囲 1.自動車のステアリングホイールの角度位置をステアリング角度センサと角度 位置を決定するための電子評価装置とを用いて決定し、ステアリング角度センサ は、エネルギー及びデータを自動車の固定構造グループからステアリングホイー ルに、あるいはその逆方向に伝送するためのコンタクトユニットに一体化されて いる装置であって、 ステアリング角度センサは、ステータ(3)及びロータ(5)を有し、非接触 で動作する誘導式、遠隔式あるいは光学式のコンタクトユニットにステータ及び ロータの構成部分として取り付けられていることを特徴とする装置。 2.請求項1に記載の装置であって、光学式ステアリング角度センサは、ステア リングホイール(1)の角度位置を表すバーコード(17)をロータ(5)ある いはステータ(3)に有し、ステータあるいはロータに設けられた構造グループ と協働し、バーコードによって定められる角度位置を検出し、伝送することを特 徴とする装置。 3.請求項2に記載の装置であって、バーコード(17)は2成分法によって射 出成形されていることを特徴とする装置。 4.請求項2または3に記載の装置であって、パルス光源はバーコード(17) と協働することを特徴とする装置。 5.請求項2〜4のいずれかに記載の装置であって、少なくとも一つの送信器( 15)及び受信器(16)が検出及び伝送のための一つの構造グループとして設 けられており、送信器及び受信器はステータに互いに距離をおいて配置されてお り、送信器と受信器の間にバーコードが設けられた仕切壁(14)が設けられて いることを特徴とする装置。 6.請求項5に記載の装置であって、送信器(15)、受信器(16)及び仕切 (14)は、互いに同心状に配置されているか、あるいは軸方向に互いに対向し て配置されていることを特徴とする装置。 7.請求項2〜4のいずれかに記載の装置であって、拡大レンズを有する少なく とも一つのCCD素子(13)が検出及び伝送のための構造グループとして設け られていることを特徴とする装置。 8.請求項7に記載の装置であって、バーコードは、CCD素子(13)と半径 方向に協働するリング状のキャリヤ(12)に設けられていることを特徴とする 装置。 9.請求項7または8に記載の装置であって、バーコードは、CCD素子と協働 する、ステアリングホイールに設けられた多機能化のためのデータリングに設け られていることを特徴とする装置。 10.請求項9に記載の装置であって、バーコード(17)はステアリングホイ ールへ取り付けられており、CCD素子(20)はステータ(19)に軸方向に 取り付けられていることを特徴とする装置。 11.請求項1に記載の装置であって、ロータあるいはステータに設けられたリ ング状の受信アンテナ(31)と協働するリング状の送信アンテナ(30)がス テータあるいはロータに設けられた遠隔式ステアリング角度センサが設けられて おり、リング状のアンテナの軸(A1、A2)が異なる方向に延びていることを 特徴とする装置。 12.請求項11に記載の装置であって、送信アンテナ(30)はステータに固 定されていて、その軸(A1)がステアリングコラムの方向に延びており、受信 アンテナ(31)はロータに固定されていて、その軸(A2)がステアリングコ ラムの軸に対して角度(α)を成していることを特徴とする装置。 13.請求項1に記載の装置であって、交流電源に接続された抵抗経路(36、 44)、及び同じ方向に延び、データを抵抗経路(36、44)からコレクタ経 路(37、45)に伝送するためにロータもしくはステータに設けられたプロー ブ(39、42)と協働するコレクタ経路(37、45)をステータもしくはロ ータ上に有する誘導式ステアリング角度センサが設けられていることを特徴とす る装置。 14.請求項13に記載の装置であって、プローブ(39、42)は、電流が変 位すると容量が減少することを特徴とする装置。 15.請求項13または14に記載の装置であって、抵抗経路(44)及びコレ クタ経路(45)はリング状のステータ(43)の内側に取り付けられており、 プローブ(42)はステータ(43)と同心状に配置されたロータ(40)の外 側に設けられていることを特徴とする装置。 16.請求項13または14に記載の装置であって、プローブ(39)は、ステ アリングホイールハブ(18)に直接固定されているか、あるいはステアリング ホイールに固定されたプラスチックリング(38)に固定されており、抵抗経路 (36)及びコレクタ経路(37)はステータに互いに軸方向に対向して固定さ れていることを特徴とする装置。 17.請求項1に記載の装置であって、金属リング(47)は、コンタクトユニ ットのロータ部分に取り付けられていて、コンタクトユニットのステータ部分に 設けられたエコーセンサ(48)と協働し、また金属リングは、連続的に増大す る幅を有し、磁気リングとして形成されていることを特徴とする装置。 18.請求項17に記載の装置であって、金属リングは傾斜した下端を有するこ とを特徴とする装置。 19.請求項1〜18のいずれかに記載の装置であって、光学式伝送経路に湿気 除去手段あるいは金属リングが設けられていることを特徴とする装置。 20.請求項19に記載の装置であって、湿気除去手段あるいは金属リングは光 学式伝送経路を囲むラビリンス内に設けられていることを特徴とする装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.自動車のステアリングホイールの角度位置を、ステアリング角度センサと角 度位置を決定するための電子評価装置とを用いて決定するための装置であって、 ステアリング角度センサは、エネルギー及びデータを自動車の固定構造グルー プからステアリングホイールヘ、あるいはその逆方向に伝送するためのコンタク トユニットに一体化されていることを特徴とする装置。 2.請求項1に記載の装置であって、ステアリング角度センサは、ステータ(3 )及びロータ(5)を有し、非接触で動作するコンタクトユニットに、ステータ 及びロータの構成部分として取り付けられていることを特徴とする装置。 3.請求項1または2に記載の装置であって、光学式ステアリング角度センサは 、ステアリングホイール(1)の角度位置を表すバーコード(17)をロータ( 5)又はステータ(3)に有し、ステータ又はロータに設けられた構造グループ と協働し、バーコードによって定められる角度位置を検出し、伝送することを特 徴とする装置。 4.請求項3に記載の装置であって、バーコード(17)は2成分法によって射 出成形されていることを特徴とする装置。 5.請求項3又は4に記載の装置であって、パルス光源はバーコード(17)と 協働することを特徴とする装置。 6.請求項3〜5のいずれかに記載の装置であって、少なくとも一つの送信器( 15)及び受信器(16)が検出及び伝送のための一つの構造グループとして設 けられており、送信器及び受信器はステータに互いに距離をおいて配置されてお り、送信器と受信器の間にバーコードが設けられた仕切壁(14)が設けられて いることを特徴とする装置。 7.請求項6に記載の装置であって、送信器(15)、受信器(16)及び仕切 (14)は、互いに同心状に配置されているか、あるいは軸方向に互いに対向し て配置されていることを特徴とする装置。 8.請求項3〜5のいずれかに記載の装置であって、拡大レンズを有する少なく とも一つのCCD素子(13)が、検出及び伝送のための構造グループとして設 けられていることを特徴とする装置。 9.請求項8に記載の装置であって、バーコードは、CCD素子(13)と半径 方向で協働するリング状のキャリヤ(12)に設けられていることを特徴とする 装置。 10.請求項8または9に記載の装置であって、バーコードは、CCD素子と協 働する、ステアリングホイールに設けられた多機能化のためのデータリングに設 けられていることを特徴とする装置。 11.請求項8に記載の装置であって、バーコード(17)はステアリングホイ ールに取り付けられており、CCD素子(20)はステータ(19)に軸方向に 取り付けられていることを特徴とする装置。 12.請求項1または2に記載の装置であって、ロータあるいはステータに設け られたリング状の受信アンテナ(31)と協働するリング状の送信アンテナ(3 0)がステータあるいはロータに設けられた遠隔式ステアリング角度センサが設 けられており、リング状のアンテナの軸(A1、A2)が異なる方向に延びてい ることを特徴とする装置。 13.請求項12に記載の装置であって、送信アンテナ(30)はステータに固 定されていて、その軸(A1)がステアリングコラムの方向に延びており、受信 アンテナ(31)はロータに固定されていて、その軸(A2)がステアリングコ ラムの軸に対して角度(α)を成していることを特徴とする装置。 14.請求項1または2に記載の装置であって、交流電源に接続された抵抗経路 (36、44)、及び同じ方向に延び、データを抵抗経路(36、44)からコ レクタ経路(37、45)に伝送するためにロータもしくはステータに設けられ たプローブ(39、42)と協働するコレタタ経路(37、45)をステータも しくはロータ上に有する誘導式ステアリング角度センサが設けられていることを 特徴とする装置。 15.請求項14に記載の装置であって、プローブ(39、42)は電流が変位 すると容量が減少することを特徴とする装置。 16.請求項14または15に記載の装置であって、抵抗経路(44)及びコレ クタ経路(45)はリング状のステータ(43)の内側に取り付けられており、 プローブ(42)はステータ(43)と同心状に配置されたロータ(40)の外 側に設けられていることを特徴とする装置。 17.請求項14または15に記載の装置であって、プローブ(39)は、ステ アリングホイールハブ(18)に直接固定されているか、あるいはステアリング ホイールに固定されたプラスチックリング(38)に固定されており、抵抗経路 (36)及びコレクタ経路(37)はステータに互いに軸方向に対向して固定さ れていることを特徴とする装置。 18.請求項1または2に記載の装置であって、金属リング(47)は、コンタ クトユニットのロータ部分に取り付けられていて、コンタクトユニットのステー タ部分に設けられたエコーセンサ(48)と協働し、また金属リングは、連続的 に増大する幅を有し、磁気リングとして形成されていることを特徴とする装置。 19.請求項18に記載の装置であって、金属リングは傾斜した下端を有するこ とを特徴とする装置。 20.請求項1〜19のいずれかに記載の装置であって、ステアリング角度セン サは誘導式、遠隔式あるいは光学式のコンタタトユニットに取り付けられている ことを特徴とする装置。 21.請求項3〜20のいずれかに記載の装置であって、光学式伝送経路に湿気 除去手段あるいは金属リングが設けられていることを特徴とする装置。 22.請求項21に記載の装置であって、湿気除去手段あるいは金属リングは光 学式伝送経路を囲むラビリンス内に設けられていることを特徴とする装置。
JP52205698A 1996-11-11 1997-11-11 自動車のステアリングホイールの角度位置を決定するための装置 Expired - Fee Related JP3336363B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19647705A DE19647705C2 (de) 1996-11-11 1996-11-11 Vorrichtung zur Ermittlung der Winkelstellung des Lenkrades in einem Kraftfahrzeug
DE19647705.0 1996-11-11
PCT/DE1997/002675 WO1998021070A1 (de) 1996-11-11 1997-11-11 Vorrichtung zur ermittlung der winkelstellung des lenkrades in einem kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000506615A true JP2000506615A (ja) 2000-05-30
JP3336363B2 JP3336363B2 (ja) 2002-10-21

Family

ID=7812047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52205698A Expired - Fee Related JP3336363B2 (ja) 1996-11-11 1997-11-11 自動車のステアリングホイールの角度位置を決定するための装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6236119B1 (ja)
EP (1) EP0935541B1 (ja)
JP (1) JP3336363B2 (ja)
BR (1) BR9713004A (ja)
DE (1) DE19647705C2 (ja)
ES (1) ES2180070T3 (ja)
WO (1) WO1998021070A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433559B1 (en) * 1997-05-16 2002-08-13 Sc2N Capacitive angle sensor, in particular for motor vehicle steering column
US5900930A (en) * 1997-10-21 1999-05-04 Eaton Corporation Angle sensor using a multi-pixel optical device
DE19812842C2 (de) * 1998-03-24 2000-06-29 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Erfassen von Lenkraddrehungen
US6169339B1 (en) 1999-03-31 2001-01-02 Methode Electronics, Inc. Rotating signal transducer
DE10009798A1 (de) * 1999-07-31 2001-09-06 Valeo Schalter & Sensoren Gmbh Lenkwinkelsensor
DE19946934B4 (de) * 1999-09-30 2011-09-29 Ramsle Technology Group Gmbh, Llc Modul mit Winkelsensorik, berührungsloser Energieübertragung und berührungsloser Informationsübertragung
IT1307351B1 (it) * 1999-10-01 2001-11-06 Sylea Italia S P A Gruppo di comando per autoveicoli.
FR2800347B1 (fr) * 1999-10-29 2002-01-11 Valeo Electronique Haut de colonne de direction de vehicule automobile comprenant un ensemble de commutation comportant un boitier et un capteur d'angle volant loge dans ledit boitier
WO2001071287A1 (en) * 2000-03-21 2001-09-27 Techtronic A/S A potentiometer assembly providing an encoded output signal
DE10041507A1 (de) 2000-08-11 2002-02-28 Takata Petri Ag Lenkwinkelsensor für Kraftfahrzeuge
DE10055090A1 (de) * 2000-11-07 2002-05-08 Conducta Endress & Hauser Steckverbinder zum Anschluss einer Übertragungsleitung an mindestens einen Sensor
US20080149720A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Ncr Corporation Barcode environment enhancement
PL414483A1 (pl) 2015-10-23 2017-02-13 Boba Bartłomiej Mesa Sposób i system wyznaczania położenia kierownicy w pojazdach mechanicznych
EP3971063A1 (en) 2020-09-18 2022-03-23 Deere & Company A track deviation sensing mechanism

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58142509A (ja) * 1982-02-19 1983-08-24 Hitachi Ltd 回転部分を有する自動車部品への電源供給装置
DE3902809A1 (de) 1988-02-08 1989-08-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Fahrzeug mit einer angetriebenen lenkachse
ES2030254T3 (es) * 1988-11-02 1992-10-16 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Sensor del angulo de direccion de un vehiculo automovil.
DE3903359A1 (de) * 1989-02-05 1990-08-09 Bayerische Motoren Werke Ag Einrichtung zur bestimmung des lenkraddrehwinkels eines kraftfahrzeuges
DE3939905A1 (de) 1989-12-02 1991-06-06 Teldix Gmbh Winkelgeber
DE4018187A1 (de) 1990-06-07 1991-12-12 Bosch Gmbh Robert Induktiver winkelsensor zur bestimmung der drehung einer welle
DE4022837A1 (de) * 1990-07-18 1992-01-23 Morche Dirk W Dipl Ing Vorrichtung zur erzeugung eines elektrischen signales
DE4101163C1 (en) * 1991-01-17 1992-05-21 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Wire- and contactless command signal optical transmitter - has photoelectric transmitters, in addition to photoelectric receivers, secured to car chassis
DE4128159A1 (de) * 1991-08-24 1993-02-25 Bosch Gmbh Robert Messeinrichtung zur beruehrungsfreien bestimmung des wegs oder des drehwinkels eines bauteils
DE4131533A1 (de) 1991-09-21 1993-03-25 Fichtel & Sachs Ag Lenkwinkelsensor fuer kraftfahrzeuge
DE4228719A1 (de) * 1992-08-28 1994-03-03 Schaeffler Waelzlager Kg Kapazitiver Lenkwinkelsensor für ein Kraftfahrzeug
DE4409892A1 (de) * 1994-03-23 1995-09-28 Bosch Gmbh Robert Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels
JPH07296926A (ja) 1994-04-26 1995-11-10 Nippondenso Co Ltd コネクタ装置
US5819194A (en) * 1994-09-21 1998-10-06 Nissan Motor Co., Ltd. System for controlling four-wheel drive for motor vehicle
DE19508607C1 (de) * 1995-03-10 1996-08-01 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Lenkwinkel-Sensoreinrichtung für Kraftfahrzeuge und Verfahren zu ihrer Initialisierung
US5668722A (en) * 1995-10-02 1997-09-16 General Motors Corporation Electric power steering control
DE29607713U1 (de) 1996-04-17 1996-07-25 Petri Ag Vorrichtung zur induktiven Übertragung von Elektroenergie und von Signalen in Kraftfahrzeugen

Also Published As

Publication number Publication date
ES2180070T3 (es) 2003-02-01
WO1998021070A1 (de) 1998-05-22
JP3336363B2 (ja) 2002-10-21
DE19647705C2 (de) 1998-10-08
US6236119B1 (en) 2001-05-22
DE19647705A1 (de) 1998-05-20
EP0935541B1 (de) 2002-07-10
BR9713004A (pt) 2000-01-25
EP0935541A1 (de) 1999-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000506615A (ja) 自動車のステアリングホイールの角度位置を決定するための装置
US7202468B2 (en) Power transfer device with contactless optical encoder and color reflective surface
AU2828501A (en) Device for measuring the angle and/or the angular velocity of a rotatable body and/or the torque acting upon said body
US5712478A (en) Apparatus for measuring position of ball joint
CA2975338C (en) Cableless rotational speed, torque and output sensor for bicycles
CN1252533C (zh) 用于光学编码器的多分辨率光电二极管传感器阵列
EP3127241B1 (en) Contactless rotary pull switch
CN108414785A (zh) 传感器和检测装置
EP1988367B1 (en) Bearing assembly with built-in absolute encoder
CN101373558B (zh) 高速转轴传感数据的无线光传输、拾取方法
US20050115087A1 (en) Optical torque and angle sensor
US10014932B2 (en) Method and apparatus for determining a signal transmission quality of a light transmission path
CN105865407A (zh) 一种激光测距装置
JPH11177426A (ja) ロータリエンコーダー
CN208420964U (zh) 传感器和检测装置
JPH11142186A (ja) 光学式増分発信器
CN111965377B (zh) 一种汽车车速传感器及检测方法
CN108481365A (zh) 用于机器人的绝对零位检测装置及检测方法、机器人
CN104880207B (zh) 发动机的曲轴位置检测系统及具有其的汽车
CN216437003U (zh) 一种应用新型绝对位置磁编码芯片的伺服电机
CN215158600U (zh) 一种超薄反射型光电传感器
DE69805700T2 (de) Vorrichtung für kontaktlose Positions- und Verschiebungsmessung
JPS61262832A (ja) 座標入力装置
JPH058423U (ja) タキシーメータ
SU1762156A1 (ru) Устройство дл отбора проб

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees