JP2007198819A

JP2007198819A - 回転角度検出装置

Info

Publication number: JP2007198819A
Application number: JP2006015905A
Authority: JP
Inventors: Masaru Shimizu; 勝清水
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】自動車のステアリングの回転角度検出等に用いられる回転角度検出装置に関し、回転角度の確実な検出が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】タイヤの横方向の加速度を検出する加速度検出手段１６を設けると共に、制御手段１５がこの加速度検出手段１６と第一及び第二の回転検出手段９、１０の各検出信号から、回転体１の回転角度を検出することによって、例えば、これらのデータがある範囲以上異なっている場合には、いずれかが誤っていると制御手段１５が判定し、誤ったデータが車両の電子回路に出力されることを防ぐことができるため、回転角度の確実な検出が可能な回転角度検出装置を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に用いられる回転角度検出装置に関するものである。

近年、自動車の高機能化が進む中、ブレーキや横滑り防止等の各種制御を行うため、様々な回転角度検出装置を用いてステアリングの回転角度を検出するものが増えている。

このような、従来の回転角度検出装置について、図３を用いて説明する。

図３は従来の回転角度検出装置の要部斜視図であり、同図において、１は外周に平歯車部１Ａが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部１Ｂが設けられている。

そして、２は外周に平歯車部２Ａが形成された第一の検出体、３は外周に第一の検出体２とは歯数の異なる平歯車部３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体２が回転体１に、第二の検出体３が第一の検出体２に各々噛合すると共に、第一の検出体２と第二の検出体３の中央には、磁石４と５がインサート成形等により各々装着されている。

また、６は第一の検出体２と第二の検出体３の上面にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体２の磁石４との対向面には磁気検出素子７が、第二の検出体３の磁石５との対向面には磁気検出素子８が各々装着され、これらの対向した磁石と磁気検出素子によって、第一の回転検出手段９と第二の回転検出手段１０が形成されている。

さらに、配線基板６にはマイコン等の電子部品によって、第一の回転検出手段９と第二の回転検出手段１０に接続された制御手段１１が形成されて、回転角度検出装置が構成されている。

そして、このような回転角度検出装置は、制御手段１１がコネクタ（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転体１中央の係合部１Ｂにはステアリング軸が挿通されて、自動車に装着される。

以上の構成において、ステアリングを回転すると、これに伴って回転体１が回転し、この外周の平歯車部１Ａに平歯車部２Ａが噛合した第一の検出体２、及び第一の検出体２に平歯車部３Ａが噛合した第二の検出体３が連動して回転する。

そして、第一の検出体２と第二の検出体３の回転に伴って、これらの中央に装着された磁石４と５の磁気の方向が変化し、これを磁気検出素子７と８が各々検出して、増減を繰返す略鋸歯状の電圧波形が連続する検出信号が、第一の回転検出手段９と第二の回転検出手段１０から制御手段１１へ出力される。

なお、この時、第一の検出体２と第二の検出体３の歯数が異なっているため、第一の回転検出手段９から出力される回転検出信号と、第二の回転検出手段１０から出力される回転検出信号とは、データ波形の形状が異なり位相差のあるものとなって制御手段１１へ出力される。

そして、制御手段１１が各平歯車部の歯数、及びこの電圧波形の異なる二つの回転検出信号の電圧値を演算して、回転体１の回転角度、つまり、ステアリングの回転角度を検出し、これが車両の電子回路に出力される。

また、車両の電子回路には、上記のような回転角度検出装置からのステアリングの回転角度に加え、車体の各所に装着されたセンサ等から、タイヤの方向や空気圧、或いは車両の速度等の様々なデータが入力され、電子回路がこれらを演算して、ブレーキの効きや横滑り防止等の各種制御が行われるように構成されている。

なお、この時、電子回路に入力された様々なデータの間に誤差や食い違いがあった場合、例えば、回転角度検出装置からのステアリングの回転角度と、本来これと一致するはずのタイヤの方向のデータに大きな差があった場合には、電子回路がこれを演算して各種制御を停止する。

つまり、例えば、回転角度検出装置の第一の検出体２や第二の検出体３に、大きながたつきや歯車の欠けが生じ、誤った回転角度が電子回路に出力された場合には、この回転角度とタイヤの方向のデータを電子回路が比較し、いずれかが誤ったデータであると判定するように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−３６２５号公報

しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、第一の検出体２や第二の検出体３に、大きながたつきや歯車の欠けが生じた際、誤った回転角度が出力されてしまい、これを車両の電子回路で演算・判定する必要があるため、特に長期間使用された場合等に、確実な回転角度の検出が困難であるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、確実な回転角度の検出が可能な回転角度検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、車体またはタイヤの横方向の加速度を検出する加速度検出手段を設けると共に、制御手段がこの加速度検出手段と回転検出手段からの検出信号によって、回転体の回転角度を検出するようにして回転角度検出装置を構成したものであり、制御手段が回転検出手段と加速度検出手段からの検出信号を比較し、例えば、これらのデータがある範囲以上異なっている場合には、いずれかが誤っていると判定することによって、誤ったデータが車両の電子回路に出力されることを防ぎ、回転角度の確実な検出が可能な回転角度検出装置を得ることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、確実な回転角度の検出が可能な回転角度検出装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転角度検出装置のブロック回路図、図２は同要部斜視図であり、同図において、１は外周に平歯車部１Ａが形成された略リング状で絶縁樹脂または金属製の回転体で、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部１Ｂが設けられている。

そして、２は外周に平歯車部２Ａが形成された絶縁樹脂または金属製の第一の検出体、３は外周に平歯車部２Ａとは歯数の異なる平歯車部３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体２の平歯車部２Ａが回転体１の平歯車部１Ａに、第二の検出体３の平歯車部３Ａが第一の検出体２の平歯車部２Ａに各々噛合すると共に、第一の検出体２と第二の検出体３の中央には、磁石４と５がインサート成形等により各々装着されている。

また、６は第一の検出体２と第二の検出体３の上面にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体２の磁石４との対向面にはＡＭＲ素子（異方性磁気抵抗素子）等の磁気検出素子７が、第二の検出体３の磁石５との対向面には同じく磁気検出素子８が各々装着され、これらの対向した磁石と磁気検出素子によって、第一の回転検出手段９と第二の回転検出手段１０が形成されている。

さらに、配線基板６にはマイコン等の電子部品によって、制御回路１５Ａや受信回路１５Ｂから形成された制御手段１５が設けられ、この制御手段１５に第一の回転検出手段９と第二の回転検出手段１０が接続されている。

また、１６はマイコン等によって形成された加速度検出手段で、車両の前後左右のタイヤに装着され、各タイヤの横方向に加わる力、つまり、加速度の方向を検出すると共に、この加速度信号を送信回路１６Ａから、電波によって制御手段１５の受信回路１５Ｂへ送信するようにして、回転角度検出装置が構成されている。

そして、このように構成された回転角度検出装置は、制御手段１５がコネクタ（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続すると共に、回転体１中央の係合部１Ｂにはステアリング軸が挿通されて、自動車に装着される。

そして、第一の検出体２と第二の検出体３の回転に伴って、これらの中央に装着された磁石４と５の磁気の方向が変化し、これを磁気検出素子７と８が各々検出して、増減を繰返す略鋸歯状の電圧波形が連続する検出信号が、第一の回転検出手段９と第二の回転検出手段１０から制御手段１５へ出力される。

なお、この時、第一の検出体２と第二の検出体３の歯数が異なっているため、第一の回転検出手段９から出力される回転検出信号と、第二の回転検出手段１０から出力される回転検出信号とは、データ波形の形状が異なり位相差のあるものとなって制御手段１５へ出力される。

そして、制御手段１５が各平歯車部の歯数、及びこの電圧波形の異なる二つの回転検出信号の電圧値から、回転体１の回転角度を演算、つまり、ステアリングの回転角度を検出する。

また、この時、ステアリングの回転に伴い、タイヤの向きが直進状態から変化して、各タイヤに横方向の力が加わり、この加速度の方向を各タイヤに装着された加速度検出手段１６が検出して、送信回路１６Ａから加速度信号を制御手段１５の受信回路１５Ｂへ送信する。

そして、制御手段１５が第一の回転検出手段９と第二の回転検出手段１０からの回転検出信号と、加速度検出手段１６からの加速度信号を比較、つまり、ステアリングの回転角度に対する、タイヤに加わった加速度の方向を比較し、これらが所定範囲内である場合には、これらのデータを制御手段１５が車両の電子回路に出力し、電子回路によってブレーキの効きや横滑り防止等の各種制御が行われる。

また、この時、ステアリングの回転検出信号とタイヤの加速度信号のデータが、あらかじめ記憶した値とある範囲以上異なっている場合、例えば、本来一致するはずのステアリングの回転角度と、タイヤへの加速度の方向が大きく異なっていたり、タイヤが直進状態であるのにステアリングの回転角度が検出されたりした場合には、いずれかが誤っていると判定し、制御手段１５はこれらのデータを電子回路に出力しない。

つまり、例えば、もし回転角度検出装置の第一の検出体２や第二の検出体３に、大きながたつきや歯車の欠けが生じ、誤った回転角度が出力された場合には、制御手段１５がこの回転検出信号と、加速度検出手段１６からの加速度信号を比較し、誤っていると判定して、この誤ったデータを車両の電子回路に出力しないようになっている。

このように本実施の形態によれば、タイヤの横方向の加速度を検出する加速度検出手段１６を設けると共に、制御手段１５がこの加速度検出手段１６と第一及び第二の回転検出手段９、１０の各検出信号から、回転体１の回転角度を検出することによって、例えば、これらのデータがある範囲以上異なっている場合には、いずれかが誤っていると制御手段１５が判定し、誤ったデータが車両の電子回路に出力されることを防ぐことができるため、回転角度の確実な検出が可能な回転角度検出装置を得ることができるものである。

なお、以上の説明では、加速度検出手段１６を複数のタイヤに装着し、各タイヤの横方向に加わる加速度を検出する構成について説明したが、車体の中央部等に加速度検出手段１６を装着し、車体そのものに加わる加速度を検出する構成としても本発明の実施は可能である。

また、以上の説明では、回転体１や第一及び第二の検出体２、３の外周に平歯車部を形成して、これらが噛合して互いに連動して回転する構成として説明したが、平歯車部以外にも傘歯車等、他の形状の歯車を用いた構成としたり、歯車に代えて、回転を伝達できる凹凸部や高摩擦部などを回転体や検出体の外周に形成し、これによって互いに連動して回転する構成としたりしてもよい。

さらに、回転体１に第一の検出体２を、第一の検出体２に第二の検出体３を各々噛合させた構成について説明したが、第一の検出体２と第二の検出体３の両方を回転体１に噛合させた構成や、或いは一方の検出体のみを回転体１に噛合させた構成としても実施は可能である。

本発明による回転角度検出装置は、回転角度の確実な検出が可能なものを実現することができ、自動車のステアリングの回転角度検出等に有用である。

本発明の一実施の形態による回転角度検出装置のブロック回路図同要部斜視図従来の回転角度検出装置の要部斜視図

符号の説明

１回転体
１Ａ，２Ａ，３Ａ平歯車部
１Ｂ係合部
２第一の検出体
３第二の検出体
４、５磁石
６配線基板
７、８磁気検出素子
９第一の回転検出手段
１０第二の回転検出手段
１５制御手段
１５Ａ制御回路
１５Ｂ受信回路
１６加速度検出手段
１６Ａ送信回路

Claims

ステアリングに連動して回転する回転体と、この回転体に連動して回転する検出体と、この検出体の回転を検出する回転検出手段と、この回転検出手段に接続された制御手段からなり、車体またはタイヤの横方向の加速度を検出する加速度検出手段を設けると共に、上記制御手段が上記回転検出手段と上記加速度検出手段からの検出信号によって、回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置。