JP2004191138A - Steering angle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリングの操舵角度を検出する舵角検出装置に係り、特に、ステアリングの絶対角度を高精度に検出する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のステアリングシャフトは、左右方向全体の回転角度を合わせると、数回転分の回転が可能となっている。このため、舵角を検出する際には、ステアリングと同期して回転する回転板の絶対角を検出するのみでは、現在何回転目であるかを判断することができない。
【0003】
そこで、このような問題を解決するため、実開平5−2007号CD−ROM(以下、特許文献1という)に記載された操舵角検出装置が提案されている。
【0004】
該特許文献1では、ステアリングシャフトと連動して回転するハンドル同回転ギヤと、該ギヤと噛合され、ハンドル同回転ギヤよりも歯数の少ない増速ギヤとを配置し、ハンドル同回転ギヤ、及び増速ギヤの双方に取り付けられたポテンショメータの出力信号に基づいて、絶対舵角を算出している。
【0005】
【特許文献1】
実開平5−2007号CD−ROM(図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献1に記載された操舵角検出装置では、互いに周期ずれが生じている2つのギヤに取り付けられたポテンショメータの出力を用いて、絶対舵角を算出する方式を用いているので、個々のセンシング部の誤差が大きくなると、誤った周期を認識する場合があり、このような場合には真値とはかけ離れた角度を算出してしまうという問題があった。
【0007】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、センシング部の誤差に影響されず、常に高精度にステアリングシャフトの絶対舵角を求めることのできる舵角検出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項1に記載の発明は、車両に搭載されたステアリングシャフトの回転角度を検出する舵角検出装置において、前記ステアリングシャフト側、またはコラム側のいずれか一方に配設され、螺旋状に捲回された磁歪線と、前記ステアリングシャフト側、またはコラム側の他方に配設され、前記螺旋状に捲回された磁歪線にガイドされ、ステアリングシャフトの軸方向に沿って摺動可能な磁石と、を有し、前記磁歪線の一端側から電流を流し、前記磁石により磁気的な歪みが発生した部位を検出して、前記一端側から歪みが発生した部位までの距離を算出し、この算出結果に基づいて、前記ステアリングシャフトの回転角度を検出することを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の発明は、車両に搭載されたステアリングシャフトの回転角度を検出する舵角検出装置において、前記ステアリングシャフトの周囲に設けられた固定ケースに、螺旋状に捲回された磁歪線と、前記ステアリングシャフトと連動して回転する回転ケースに取り付けられ、前記磁歪線にガイドされ、ステアリングシャフトの軸方向に摺動可能に配設された磁石と、を有し、前記磁歪線の一端側から電流を流し、前記磁石により磁気的な歪みが発生した部位を検出して、前記一端側から歪みが発生した部位までの距離を算出し、この算出結果に基づいて、前記ステアリングシャフトの回転角度を検出することを特徴とする。
【0010】
請求項3に記載の発明は、車両に搭載されたステアリングシャフトの回転角度を検出する舵角検出装置において、前記ステアリングシャフトの周囲に設けられた固定ケースに、螺旋状に捲回された磁歪線と、前記ステアリングシャフトと連動して回転する回転ケースに取り付けられ、前記磁歪線にガイドされ、ステアリングシャフトの軸方向に摺動可能に配設された磁石と、前記磁歪線の一端側から電流を流すと共に、当該磁歪線にて発生する磁気的な歪み発生位置を検出する磁気検出手段と、前記磁気検出手段で検出された歪み信号の発生位置に基づいて、前記ステアリングシャフトの舵角を求める舵角検出手段と、を具備することを特徴とする。
【0011】
請求項4に記載の発明は、前記磁気検出手段は、前記磁歪線に電流を流した後、前記磁石より発せられる磁界に起因して生じる磁気的な歪みにより、磁歪線に発生する圧力波が戻るまでの時間に基づいて、前記歪み信号の発生位置を検出することを特徴とする。
【0012】
請求項5に記載の発明は、前記磁歪線は、前記ステアリングシャフトの周囲に巻回されるスパイラルケーブル内に配置されたことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る舵角検出装置の構成を示す説明図であり、車両に搭載されるステアリングシャフトの側面方向の断面を示している。同図に示すように、該舵角検出装置1は、車両に搭載されるステアリングシャフト2の貫通口11周囲部に配設され、コラム側に固定された(即ち、ステアリングシャフト2と共に回転しない)固定ケース5と、該固定ケース5に螺旋状に捲回された磁歪線3と、該磁歪線3の一端側に接続され、当該磁歪線3の一端側からパルス電流を流すと共に、磁歪線3にて発生する圧力波(歪み信号)を検出する磁気センサ(磁気検出手段)4と、を具備している。また、磁気センサ4は、後述する図3に示すように、舵角検出部(舵角検出手段)10と接続されている。
【0014】
また、固定ケース5の外周部には、ステアリングシャフト2と共に回転する回転ケース6が設けられており、該回転ケース6の内周面には、磁歪線3にガイドされながら、回転ケース6の軸方向(即ち、ステアリングシャフト2の長手方向)に向けて摺動可能な磁石7が配設されている。
【0015】
また、回転ケース6の外周側には、ステアリング側とコラム側とを電気的に連結するための、スパイラルケーブル8が配設されている。
【0016】
図2は、磁歪線3をステアリングシャフト2外周部の固定ケース5に捲回した様子を示す説明図であり、同図に示すように、該磁歪線3は、円筒形状の固定ケース5に対し、周回毎の間隔が等しくなるように螺旋状に捲回されている。
【0017】
また、該磁歪線3は、例えばFe−Ni等の材質で構成されており、当該磁歪線3の近傍に外部より磁界が与えられると、この部分において磁気的な歪みが発生する。
【0018】
更に、固定ケース5に巻き付けられる磁歪線3の周回数が、ステアリングの回転数(例えば、5回転)よりも多くなるように設定されている。
【0019】
図3は、磁歪線3と磁気センサ4との接続の様子を示す説明図であり、同図に示すように、磁歪線3は、固定ケース5に捲回されており、この一方の先端部には、磁気センサ4が取り付けられている。また、磁気センサ4にて検出された圧力波に基づいて、ステアリングシャフト2の絶対舵角を求める舵角検出部10を有している。
【0020】
図4は、磁歪線3と磁石7との位置関係を示す説明図であり、図示のように、磁石7は、回転ケース6の内周面に形成された摺動溝9に沿って摺動可能とされており、且つ、該磁石7は、螺旋状に捲回された磁歪線4にガイドされながら、摺動溝9に沿って摺動するようになっている。
【0021】
従って、運転者がステアリングを回転させ、ステアリングシャフト2が回転駆動すると、これに伴って回転ケース6が回転し、その結果、磁石7が摺動溝9に沿って、ステアリングシャフト2の軸方向にスライド移動することになる。
【0022】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る舵角検出装置1の動作について説明する。
【0023】
舵角検出装置1が駆動すると、磁気センサ4より、パルス電流が出力される。このパルス電流により、磁歪線3の周囲に円磁界が発生する。このとき、磁歪線3のうちの、磁石7が近接している部分では、磁石7による磁界との合成磁界により、捻れ磁界が発生する。
【0024】
このとき、磁歪線3が瞬時的に変形するため振動が生じ、圧力波として、磁歪線3中を伝搬し、磁気センサ4にて検出される。そして、磁気センサ4にて、パルス電流を出力してから、圧力波が検出されるまでの時間が計測され、且つこの計測時間に基づいて、磁歪線3中で、変形が発生した位置、即ち、磁石7が近接した部位までの距離が求められる。
【0025】
その後、舵角検出部10では、この距離に基づいて、ステアリングシャフト2の回転角度、即ち、ステアリングの絶対舵角を求めることができる。
【0026】
このようにして、本実施形態に係る舵角検出装置1では、ステアリングシャフト2の周囲部の固定ケース5に磁歪線3を螺旋状に捲回し、更に、ステアリングシャフト2と連動して回転する回転ケース6に磁石7を摺動可能に取り付け、ステアリングの回転に伴って、磁石7がスライド移動するように構成している。更に、磁歪線3の一端側からパルス電流を出力し、圧力波が戻るまでの時間に基づいて、磁石7の位置を特定し、これに基づいて、ステアリングの絶対舵角を求めている。
【0027】
従って、全体で複数の回転数を有するステアリングの絶対舵角を高精度に検出することができる。
【0028】
また、スパイラルケーブル8の内側となる部分に、磁歪線3及び磁石7を配設するので、装置の小型化を図ることができる。
【0029】
以上、本発明の舵角検出装置1を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【0030】
例えば、本実施形態では、固定ケース5に磁歪線3を捲回し、回転ケース6に磁石7を配設する例について説明したが、これとは反対に、回転側(ステアリングシャフト側)に磁歪線3を捲回し、固定側(コラム側)に磁石7を搭載する構成とすることも可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による舵角検出装置では、車両のステアリングシャフト側、またはコラム側の一方に磁歪線を捲回し、他方に当該磁歪線にガイドされながらステアリングシャフトの軸方向に摺動可能な磁石を取り付け、当該磁石により磁歪線に磁気的な歪みを発生させることにより、磁石が近接した部位を求め、これに基づいて、ステアリングの絶対舵角を求めている。従って、従来のように、ステアリング舵角の誤検出を引き起こすことなく、高精度な絶対舵角の検出が可能となる。
【0032】
また、スパイラルケーブルの内側となる部分に、磁歪線及び磁石を配設するので、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る舵角検出装置が搭載された、車両のステアリングシャフトの部分を示す説明図である。
【図2】固定ケースに磁歪線を捲回する様子を示す説明図である。
【図3】磁歪線と磁気センサとの接続の様子を示す説明図である。
【図4】磁歪線と磁石との位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 舵角検出装置
2 ステアリングシャフト
3 磁歪線
4 磁気センサ(磁気検出手段)
5 固定ケース
6 回転ケース
7 磁石
8 スパイラルケーブル
9 摺動溝
10 舵角検出部(舵角検出手段)
11 ステアリングシャフト貫通口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering angle detection device that detects a steering angle of a steering of a vehicle, and more particularly to a technique for detecting an absolute steering angle with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
The steering shaft of an automobile can rotate several rotations when the entire rotation angle in the left-right direction is matched. For this reason, when detecting the steering angle, it is not possible to judge the current rotation only by detecting the absolute angle of the rotating plate that rotates in synchronization with the steering.
[0003]
Therefore, in order to solve such a problem, a steering angle detecting device described in a CD-ROM of Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-2007 (hereinafter referred to as Patent Document 1) has been proposed.
[0004]
In Patent Document 1, a steering wheel rotating gear that rotates in conjunction with a steering shaft, and a speed increasing gear that meshes with the gear and has fewer teeth than the steering wheel rotating gear are arranged, and the steering wheel rotating gear; The absolute steering angle is calculated based on output signals of potentiometers attached to both the speed increasing gears.
[0005]
[Patent Document 1]
No. 5-2007 CD-ROM (Fig. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the steering angle detection device described in Patent Document 1 described above uses a method of calculating an absolute steering angle using outputs of potentiometers attached to two gears having a period shift from each other. However, if the error of each sensing unit becomes large, an incorrect cycle may be recognized. In such a case, there is a problem that an angle far from the true value is calculated.
[0007]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to always obtain the absolute steering angle of the steering shaft with high accuracy without being affected by the error of the sensing unit. It is an object of the present invention to provide a steering angle detecting device that can perform the following.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 of the present application is directed to a steering angle detecting device for detecting a rotation angle of a steering shaft mounted on a vehicle, which is disposed on one of the steering shaft side and the column side. Provided on the other side of the steering shaft side or the column side, and guided by the spirally wound magnetostrictive wire, and along the axial direction of the steering shaft. And a slidable magnet, having a current flowing from one end of the magnetostrictive wire, detecting a portion where the magnet is magnetically distorted, and detecting a portion from the one end to the portion where the distortion is generated. A distance is calculated, and a rotation angle of the steering shaft is detected based on the calculation result.
[0009]
The invention according to
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the steering angle detecting device for detecting a rotation angle of a steering shaft mounted on a vehicle, a magnetostrictive wire spirally wound around a fixed case provided around the steering shaft. A magnet attached to a rotating case that rotates in conjunction with the steering shaft, guided by the magnetostrictive wire, and slidably disposed in the axial direction of the steering shaft; and a current from one end of the magnetostrictive wire. A magnetic detecting means for detecting a position of a magnetic distortion generated by the magnetostrictive line, and a steering angle for obtaining a steering angle of the steering shaft based on a position of the distortion signal detected by the magnetic detecting means. And angle detecting means.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the magnetism detecting means is configured such that, after applying a current to the magnetostrictive wire, a pressure wave generated in the magnetostrictive wire is generated by a magnetic strain caused by a magnetic field generated by the magnet. The generation position of the distortion signal is detected based on the time required to return.
[0012]
The invention according to
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a steering angle detection device according to an embodiment of the present invention, and illustrates a cross section in a side direction of a steering shaft mounted on a vehicle. As shown in FIG. 1, the steering angle detecting device 1 is disposed around a through
[0014]
A rotating
[0015]
Further, a spiral cable 8 for electrically connecting the steering side and the column side is arranged on the outer peripheral side of the rotating
[0016]
FIG. 2 is an explanatory view showing a state where the
[0017]
The
[0018]
Further, the number of turns of the
[0019]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of connection between the
[0020]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the
[0021]
Therefore, when the driver turns the steering wheel and the
[0022]
Next, an operation of the steering angle detection device 1 according to the present embodiment configured as described above will be described.
[0023]
When the steering angle detection device 1 is driven, the
[0024]
At this time, since the
[0025]
Thereafter, the steering
[0026]
In this manner, in the steering angle detection device 1 according to the present embodiment, the
[0027]
Therefore, the absolute steering angle of the steering having a plurality of rotation speeds as a whole can be detected with high accuracy.
[0028]
Further, since the
[0029]
As described above, the steering angle detection device 1 of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit may be any configuration having the same function. Can be replaced.
[0030]
For example, in the present embodiment, an example in which the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, in the steering angle detecting device according to the present invention, the magnetostrictive wire is wound on one of the steering shaft side and the column side of the vehicle, and the other slides in the axial direction of the steering shaft while being guided by the magnetostrictive wire. By attaching a possible magnet and causing magnetic distortion of the magnetostriction line by the magnet, a portion where the magnet is in close proximity is determined, and based on this, the absolute steering angle of the steering is determined. Therefore, unlike the related art, it is possible to detect the absolute steering angle with high accuracy without causing erroneous detection of the steering angle.
[0032]
In addition, since the magnetostrictive wire and the magnet are provided inside the spiral cable, the size of the device can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a steering shaft portion of a vehicle on which a steering angle detecting device according to an embodiment of the present invention is mounted.
FIG. 2 is an explanatory view showing a state where a magnetostrictive wire is wound around a fixed case.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of connection between a magnetostrictive wire and a magnetic sensor.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a magnetostrictive line and a magnet.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering
11 Steering shaft penetration
Claims (5)
前記ステアリングシャフト側、またはコラム側のいずれか一方に配設され、螺旋状に捲回された磁歪線と、
前記ステアリングシャフト側、またはコラム側の他方に配設され、前記螺旋状に捲回された磁歪線にガイドされ、ステアリングシャフトの軸方向に沿って摺動可能な磁石と、を有し、
前記磁歪線の一端側から電流を流し、前記磁石により磁気的な歪みが発生した部位を検出して、前記一端側から歪みが発生した部位までの距離を算出し、この算出結果に基づいて、前記ステアリングシャフトの回転角度を検出することを特徴とする舵角検出装置。In a steering angle detection device that detects a rotation angle of a steering shaft mounted on a vehicle,
The steering shaft side, or disposed on one of the column side, a magnetostrictive wire spirally wound,
A magnet disposed on the other side of the steering shaft side or the column side, guided by the spirally wound magnetostrictive wire, and slidable along the axial direction of the steering shaft;
An electric current flows from one end of the magnetostrictive wire, a part where magnetic distortion is generated by the magnet is detected, a distance from the one end to the part where the distortion is generated is calculated, and based on the calculation result, A steering angle detecting device for detecting a rotation angle of the steering shaft.
前記ステアリングシャフトの周囲に設けられた固定ケースに、螺旋状に捲回された磁歪線と、
前記ステアリングシャフトと連動して回転する回転ケースに取り付けられ、前記磁歪線にガイドされ、ステアリングシャフトの軸方向に摺動可能に配設された磁石と、を有し、
前記磁歪線の一端側から電流を流し、前記磁石により磁気的な歪みが発生した部位を検出して、前記一端側から歪みが発生した部位までの距離を算出し、この算出結果に基づいて、前記ステアリングシャフトの回転角度を検出することを特徴とする舵角検出装置。In a steering angle detection device that detects a rotation angle of a steering shaft mounted on a vehicle,
A fixed case provided around the steering shaft, a magnetostrictive wire spirally wound,
A magnet attached to a rotating case that rotates in conjunction with the steering shaft, guided by the magnetostrictive line, and slidably disposed in the axial direction of the steering shaft;
An electric current flows from one end of the magnetostrictive wire, a part where magnetic distortion is generated by the magnet is detected, a distance from the one end to the part where the distortion is generated is calculated, and based on the calculation result, A steering angle detecting device for detecting a rotation angle of the steering shaft.
前記ステアリングシャフトの周囲に設けられた固定ケースに、螺旋状に捲回された磁歪線と、
前記ステアリングシャフトと連動して回転する回転ケースに取り付けられ、前記磁歪線にガイドされ、ステアリングシャフトの軸方向に摺動可能に配設された磁石と、
前記磁歪線の一端側から電流を流すと共に、当該磁歪線にて発生する磁気的な歪み発生位置を検出する磁気検出手段と、
前記磁気検出手段で検出された歪み信号の発生位置に基づいて、前記ステアリングシャフトの舵角を求める舵角検出手段と、
を具備することを特徴とする舵角検出装置。In a steering angle detection device that detects a rotation angle of a steering shaft mounted on a vehicle,
A fixed case provided around the steering shaft, a magnetostrictive wire spirally wound,
A magnet attached to a rotating case that rotates in conjunction with the steering shaft, guided by the magnetostrictive line, and slidably disposed in the axial direction of the steering shaft;
A current is applied from one end side of the magnetostrictive wire, and a magnetic detecting unit that detects a magnetic strain occurrence position generated in the magnetostrictive wire,
Steering angle detection means for obtaining a steering angle of the steering shaft based on a position where the distortion signal detected by the magnetic detection means is generated,
A steering angle detecting device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002358291A JP2004191138A (en) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | Steering angle detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007248172A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Jtekt Corp | Rotational position sensor, compound rotational position sensor, and electric power steering apparatus |
-
2002
- 2002-12-10 JP JP2002358291A patent/JP2004191138A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007248172A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Jtekt Corp | Rotational position sensor, compound rotational position sensor, and electric power steering apparatus |
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