JP2514834B2

JP2514834B2 - 回転体の原点位置判定装置

Info

Publication number: JP2514834B2
Application number: JP19489488A
Authority: JP
Inventors: 裕己柴田; 操一八木; 清和田; 計一田島; 一樹高橋; 信三横山; 明浩松本; 貴司栗田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: JPH0245267A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車輌等のハンドル操舵に連動して回転する
回転体の直進走行時における原点位置（操舵中立位置）
を判定するために用いて好適な回転体の原点位置判定装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、自動車等の車輌においては、ハンドル操舵
に連動して回転する回転円板に等角度間隔（所定角度ピ
ッチ）で複数のスリットを開設し、このスリットの通過
位置にフォトインタラプタを２個隣接して配置してハン
ドル操舵に連動した各種制御を行っている。

すなわち、ハンドル操舵に連動させて、第１および第
２のフォトインタラプタに同一波形で位相の略90°ずれ
たパルス状の電気信号（２相のインクリメンタル信号）
を生じせしめ、このインクリメンタル信号のカウントを
行って、操舵方向および操舵角度の検出を行っている。

通常、上記２相のインクリメンタル信号のみでは原点
位置の検出が不可能であるために、原点位置を検出する
ために回転円板に原点スリットを設け、この原点スリッ
トの第３のフォトインタラプタに対する通過により原点
信号を得るようになして３ビット構成とし、原点位置か
らの回転円板の相対位置をインクリメンタル信号で検出
する方式を採用している。

しかし、ステアリングシャフトとハンドルとのセレー
ションのずれ、ステアリングシャフトとステアリングセ
ンサとの取付公差、ホイルアライメントの調整不良等を
考えると、その組付誤差はワーストケースで数10°にも
及ぶ。このため、通常、原点信号を得るために、回転円
板に設ける原点スリットの角度幅を拡大し、数10°の組
付誤差があっても、車両が直進走行を行っている限り
は、原点信号を得ることができるものとしている。

その結果、原点信号の発生の有無だけでは、原点位置
を特定することができないという問題が生じ、このよう
な問題を解消するために、特開昭61−28811号公報に開
示されているような操舵位置検出装置が提案されてい
る。すなわち、この操舵位置検出装置は、ステアリング
操作によって回転する操舵部材に設けられ、操舵角を検
出し、操舵角信号を出力する操舵角検出手段と、実操舵
角零点に相当する操舵位置を中心に、所定の操舵範囲
（本発明でいう原点範囲）を検出し、操舵中立ゾーン信
号を出力する中立ゾーン検出手段と、操舵中立ゾーン信
号が検出されている時の操舵角信号の平均値を演算し、
この平均値を中立位置信号として出力する中立位置演算
手段とを備えており、このような操舵位置検出装置を用
いることによって、車輌の整備状況や車輌への乗員状況
の如何に拘わらず、車輌の直進状態における操舵中立位
置を検出することができるものとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような操舵位置検出装置による
と、操舵中立ゾーン信号が検出されている間の平均値を
演算して中立位置信号として出力させるようにしている
ため、更新すべき新たな中立位置信号を得るために時間
がかかるという問題があった。

また、操舵中立ゾーン信号が検出されている時の操舵
角信号の平均値を演算するために、重み付け移動平均演
算を行い、平均値を算出しているようにしており、この
ような種々の処理演算により、その回路構成が複雑とな
るものであった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題を解決するためになされたも
ので、その外周縁面に所定角度ピッチで設けられたスリ
ットゾーンとこのスリットゾーンの３角度ピッチよりも
広い角度幅で設けられた原点ゾーンとを有し外部操作に
連動して時計および反時計方向へ回転する回転体と、こ
の回転体のスリットゾーンの通過に基づき該回転体の回
転角度位置を検出する回転位置検出手段と、この回転体
の原点ゾーンの通過に基づき該回転体の原点範囲を検出
する原点範囲検出手段と、この原点範囲検出手段により
原点範囲が検出されている間、前記回転位置検出手段の
検出する回転角度位置に基づき前記原点ゾーンを互いに
その一部がオーバラップする複数のサブゾーンに分割
し、この分割したサブゾーンのうち所定時間以上継続し
て原点範囲の検出に貢献したサブゾーンを原点位置と判
定する原点位置判定手段とを備え、前記原点位置を更新
する際、前記所定時間以上継続して原点範囲の検出に貢
献したサブゾーン方向へ隣接するサブゾーンを原点位置
として判定するようにしたものである。

また、上記分割したサブゾーンのうち所定距離以上走
行するあいだ継続して原点範囲の検出に貢献したサブゾ
ーンを原点位置と判定する原点位置判定手段を備え、前
記原点位置を更新する際、前記所定距離以上走行するあ
いだ継続して原点範囲の検出に貢献したサブゾーン方向
へ隣接するサブゾーンを原点位置として判定するように
したものである。

〔作用〕

したがってこの発明によれば、判定前の原点位置と判
定後の原点位置とが互いに隣接するサブゾーンでない場
合、原点位置を一つずつシフトさせながら、１サブゾー
ン毎に真の原点位置に漸近させることが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る回転体の原点位置判定装置を詳細
に説明する。

第１図は、この原点位置判定装置の一実施例を示すブ
ロック構成図である。同図において、５は回転位置検出
センサ（操舵角センサ）100（第２図）の送出するパル
ス状電気信号を入力とし、ハンドル操舵に応じた処理信
号（アップ信号およびダウン信号）を送出するUP/DOWN
切替回路、６はこのUP/DOWN切替回路５の送出する処理
信号を入力とするUP/DOWNカウンタである。

操舵角センサ100は、ハンドル操舵に連動して回転す
る回転円板１と、発光素子および受光素子を有してなる
フォトインタラプタ２〜４から構成されており、回転円
板１の外周縁面に等角度間隔（所定角度ピッチＰ）で同
一形状のスリット1aが開設されている。そして、このス
リット1aの通過位置にフォトインタラプタ２および３が
隣接して配置されており、このフォトインタラプタ２お
よび３に、回転円板１の回転に伴うスリット1aの通過に
よって、第３図（ａ）および（ｂ）に示すような「１」
レベルおよび「０」レベルの交互する同一波形のパルス
状電気信号が発生するようになっている。すなわち、
今、第２図に示されるような操舵状態から、ハンドルを
時計方向へ回転（第２図において右回転）すると、Ｎ点
を中心とする正方向への電気信号が、反時計方向へ回転
すると、Ｎ点を中心とする負方向への電気信号が発生す
るものとなっている。フォトインタラプタ２に発生する
電気信号は、フォトインタラプタ３に発生する電気信号
よりも位相が90°進んでおり、設計上理想とする回転円
板１の原点位置（操舵中立位置）において、即ち第３図
に示すＮ点において、フォトインタラプタ２に発生する
電気信号が「１」レベルより「０」レベルへ或いは
「０」レベルから「１」レベルへと変化する立ち下がり
或いは立ち上がり時期にあり、フォトインタラプタ３に
発生する電気信号は「０」レベル状態にある。そして、
このフォトインタラプタ２および３の送出する電気信号
がUP/DOWN切替回路５に入力されるものとなっている。

一方、回転円板１の外周縁面の所定回転角度位置に
は、独立して、原点ゾーンとしてのスリット1bが開設さ
れており、このスリット1bの通過をフォトインタラプタ
４で検出するものとしている。すなわち、スリット1bが
フォトインタラプタ４に対向する回転位置をこの回転円
板１の原点範囲としており、この原点範囲の角度幅すな
わちスリット1bの角度幅αを、ステアリングシャフトと
ハンドルとのセレーションのずれ、ステアリングシャフ
トとステアリングセンサとの取付公差、ホイルアライメ
ントの調整不良等を考慮した組付誤差のワーストケース
以上に拡大して設定している。本実施例においては、ス
リット1bの角度幅αを60°としており、発明者の調査で
は上記組付誤差のワーストケースとして50°という値を
実験的に得ているので、スリット1bの角度幅αを60°に
設定すれば、車輌が直進走行を行っているときには必
ず、フォトインタラプタ４の送出する電気信号として
「１」レベルの原点範囲検出信号（第３図（ｃ））を得
ることができる。そして、この「１」レベルの原点範囲
検出信号が、第１図において、その端子101を介して、
アンドゲート８の一端およびインバータ９を介してオア
ゲート10ならびに11の一端へ供与されるものとなってい
る。

ここで、フォトインタラプタ４は、回転円板１の設計
上理想とする原点位置において、即ち第３図に示すＮ点
において、スリット1bの角度幅αの中央に位置するもの
となっている。また、本実施例にあっては、スリット1b
の角度幅αをスリット1aの角度ピッチＰの５倍（５角度
ピッチ）よりやや広めに設定している。

一方、UP/DOWN切替回路５は、入力されるパルス状電
気信号を処理して、ハンドルの右操舵量および左操舵量
に応じた数のアップ信号およびダウン信号をその出力端
子5aおよび5bより送出し、UP/DOWNカウンタ６は、入力
されるアップ信号あるいはダウン信号の数だけそのカウ
ント値をアップカウントあるいはダウンカウントするも
のとなっている。すなわち、回転円板１の設計上理想と
する原点位置を基準として、UP/DOWNカウンタ６におけ
るカウント値を基本的に零と定めており、ハンドルの右
操舵によりそのカウント値が、フォトインタラプタ２の
出力の立ち下がりエッジ毎に順次アップするものとなっ
ている。また、ハンドルの左操舵によりそのカウント値
が、フォトインタラプタ２の出力の立ち上がりエッジ毎
に順次ダウンするものとなっている。すなわち、第３図
において、Ｎ点を起点としてハンドルを右方向へ回転さ
せれば、ａ点においてUP/DOWNカウンタ６におけるカウ
ント値が＋１へ、ｂ点において＋２へ、ｃ点において＋
３へと順次アップするものとなり、Ｎ点から左方向へ回
転させれば、ｄ点においてUP/DOWNカウンタ６における
カウント値が−１ヘ、ｅ点において−２へ,f点において
−３へと順次ダウンするものとなる。そして、UP/DOWN
カウンタ６におけるカウント値がデコーダ７へ与えられ
るものとなっており、デコーダ７は供与されるカウント
値に応じた位置の出力端子を選択し、そのレベルを
「０」あるいは「１」として、ハンドル操舵に連動して
動作せしめる外部機器、例えばコーナリングランプシス
テム等の制御を行うものとして構成されている。本図に
おいては、デコーダ７の出力端子7aしか示していない
が、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０のと
き、この出力端子7aの出力レベルが「１」となるものと
なっている。

そして、デコーダ７の出力端子7aに生ずる出力信号
が、アンドゲート21の一端およびインバータ22を介して
Ｄフリップフロップ23の「Ｄ」入力として供与されるも
のとなっており、Ｄフリップフロップ23の「Ｑ」出力が
アンドゲート24および25の一端へ入力されるものとなっ
ている。そして、このアンドゲート24および25の他端へ
Ｄフリップフロップ26の「Ｑ」および「Ｑバー」出力が
与えられ、UP/DOWNカウンタ６を介して、そのカウント
値が正のとき「０」レベル，負のとき「１」レベルとな
る「Q_D」出力が、Ｄフリップフロップ26の「Ｄ」入力と
して与えられるものとなっている。そして、アンドゲー
ト24および25の出力が、エンコーダ27の第１の入力端27
aおよび第２の入力端27bに与えられるものとなってお
り、エンコーダ27の第３の入力端27cに、アンドゲート2
4および25の出力がオアゲート28を介しインバータ35を
経て入力されるものとなっている。

一方、アンドゲート８の他端には、基準クロック発生
器12の送出するクロック信号が与えられるものとなって
おり、アンドゲート８を通過して入力されるクロック信
号に基づくそのカウントアップ動作により、カウンタ13
および14より「１」レベルのオーバフロー信号（CARRY
信号）が送出され、この「１」レベルのCARRY信号がオ
アゲート15を介してＤフリップフロップ23および26の
「CP」入力として供与されると共に、Ｒ・Ｓフリップフ
ロップ32へその「Ｓ」入力として与えられるものとなっ
ている。そして、Ｒ・Ｓフリップフロップ32の「Ｑ」出
力がアンドゲート21の他端へ与えられ、アンドゲート21
を通過して入力される「１」レベルの出力信号に促され
てワンショットマルチバンブレータ（以下、単にワンシ
ョットと呼ぶ）33よりワンショット信号が送出され、こ
のワンショット信号がUP/DOWNカウンタ６へそのロード
信号として与えられるものとなっている。そして、UP/D
OWNカウンタ６にこのロード信号が入力されたとき、エ
ンコーダ27の入力端子27aに「１」レベルの信号が設定
されていた場合、このときのエンコーダ27の出力状態に
基づき、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が＋１
にセットされるものとなっている。また、UP/DOWNカウ
ンタ６にロード信号が入力されたとき、エンコーダ27の
入力端子27bに「１」レベルの信号が設定されていた場
合、このときのエンコーダ27の出力状態に基づき、UP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値が−１にセットされ
るものとなっており、エンコーダ27の入力端子27cに
「１」レベルの信号が設定されていた場合、このときの
エンコーダ27の出力状態に基づき、UP/DOWNカウンタ６
におけるカウント値が±０にセットされるものとなって
いる。

なお、ワンショット33の送出するワンショット信号の
立ち下がりエッジでワンショット34が作動するものとな
っており、このワンショット34の送出するワンショット
信号によりＲ・Ｓフリップフロップ32がリセットされる
ものとなっている。

一方、UP/DOWN切替回路５の送出するアップ信号およ
びダウン信号は、オアゲート16を介してＴ・フリップフ
ロップ17の「CP」入力としても与えられ、Ｔ・フリップ
フロップ17の「Ｑ」出力および「Ｑバー」出力がアンド
ゲート18および19の一端に入力され、アンドゲート18お
よび19の他端にオアゲート40を介して２ビットシフトレ
ジスタ41および42の出力が与えられるものとなってい
る。そして、アンドゲート18および19を通過する「１」
レベルの信号に促されて、ワンショット43および44より
ワンショット信号が送出され、このワンショット43およ
び44の送出するワンショット信号およびインバータ９を
介する「１」レベルの信号がオアゲート10および11を介
して、カウンタ14および13へそのリセット信号として与
えられるものとなっている。

なお、シフトレジスタ41および42はＤフリップフロッ
プ41−1,41−２および42−1,42−２より構成されてな
り、Ｄフリップフロップ41−1,41−２の「CP」入力なら
びにＤフリップフロップ42−1,42−２の「Ｒ」入力とし
て、UP/DOWN切替回路５の送出するアップ信号が与えら
れるものとなっており、Ｄフリップフロップ42−1,42−
２の「CP」入力ならびにＤフリップフロップ41−1,41−
２の「Ｒ」入力として、UP/DOWN切替回路５の送出する
ダウン信号が与えられるものとなっている。

次に、このように構成された装置の動作を説明する。

今、自動車が直進走行を行っており、回転円板１が真
の直進操舵位置において、第２図に示した如き設計上理
想とする原点位置に部位するものとすると、端子101を
介して「１」レベルの原点範囲検出信号が入力されてい
る間、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値は±０を
維持する時間が他の値を継続する時間よりも遥かに長い
ものとなる。すなわち、端子101を介して「１」レベル
の原点範囲検出信号が入力されている間、基準クロック
発生器12の送出するクロック信号がアンドゲート８を通
過しカウンタ13および14へ供与される。UP/DOWNカウン
タ６におけるカウント値が±０を維持した状態で所定時
間が経過すると、即ちUP/DOWN切替回路５からアップ信
号もダウン信号も送出されずに所定時間が経過すると、
その供与クロック信号に基づくカウントアップ動作によ
り、カウンタ13および14より「１」レベルのCARRY信号
が送出され、この「１」レベルのCARRY信号がオアゲー
ト15を介してＤフリップフロップ23,26の「CP」入力な
らびにＲ・Ｓフリップフロップ32の「Ｓ」入力として与
えられる。このとき、UP/DOWNカウンタ６におけるカウ
ント値は±０を維持しているので、デコーダ７の出力端
子7aのレベルは「１」であり、したがってＤフリップフ
ロップ23の「Ｑ」出力はその「CP」入力が「１」レベル
となっても「０」レベルを維持するものとなり、アンド
ゲート24および25の出力は「０」レベル状態を維持し、
エンコーダ27にはその入力端子27cへ「１」レベルの信
号が設定され続けることになる。すなわち、カウンタ13
および14より送出される「１」レベルのCARRY信号によ
りＲ・Ｓフリップフロップ32がリセットされると、その
「１」レベルの「Ｑ」出力がアンドゲート21を通過す
る。これにより、ワンショット33を介しUP/DOWNカウン
タ６へロード信号が与えられるようになり、このときの
エンコーダ27の入力端子27cへの「１」レベル信号のセ
ット状態に基づき、UP/DOWNカウンタ６におけるカウン
ト値が±０に再セットされるものとなる。この場合、UP
/DOWNカウンタ６におけるカウント値は既に±０であ
り、このような動作に基づき、直進操舵位置において、
UP/DOWNカウンタ６のカウント値が±０に維持されるも
のとなる。

ここで、カウンタ13および14より「１」レベルのCARR
Y信号が送出される前に、UP/DOWNカウンタ６におけるカ
ウント値が±０から＋１あるいは±０から−１へ移行し
たとする。

すなわち、UP/DOWN切替回路５よりアップ信号が送出
されてUP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０か
ら＋１へアップしたとすると、UP/DOWN切替回路５の送
出するアップ信号はオアゲート16を介してＴ・フリップ
フロップ17へも与えられる。Ｔ・フリップフロップ17は
このオアゲート16を介するアップ信号を受けて、その
「Ｑ」出力および「Ｑバー」出力を「１」および「０」
レベルとする。一方、UP/DOWN切替回路５の送出するア
ップ信号は、シフトレジスタ41を構成するＤフリップフ
ロップ41−1,41−２の「CP」入力およびシフトレジスタ
42を構成するＤフリップフロップ42−1,42−２の「Ｒ」
入力として与えられ、Ｄフリップフロップ41−１の
「Ｑ」出力を「１」レベルとする一方、Ｄフリップフロ
ップ42−1,42−２をリセット状態とする。すなわち、ア
ンドゲート18の一端へＴ・フリップフロップ17の送出す
る「１」レベルの「Ｑ」出力が与えられても、その他端
へのオアゲート40の出力が「１」レベル状態とならない
ので、ワンショット43からはワンショット信号が送出さ
れず、カウンタ14におけるカウント動作はリセットされ
ない。もちろん、カウンタ13におけるカウント動作も、
ワンショット44からワンショット信号が送出されないの
で、リセットされることはない。このようにして、カウ
ンタ13および14において所定時間が経過すると、その供
与クロック信号に基づくカウントアップ動作により、カ
ウンタ13および14より「１」レベルのCARRY信号が送出
され、上述と同様の動作により、UP/DOWNカウンタ６に
おけるカウント値が＋１から±０へ戻されるものとな
る。

なお、カウンタ13および14より「１」レベルのCARRY
信号が送出される前に、UP/DOWNカウント６におけるカ
ウント値が±０から＋１へ移行し、さらに＋１から±０
へ移行した場合には、UP/DOWN切替回路５か送出される
ダウン信号がオアゲート16を介してＴ・フリップフロッ
プ17へ与えられ、このＴ・フリップフロップ17の「Ｑ」
出力および「Ｑバー」出力を「０」および「１」レベル
とする。一方、UP/DOWN切替回路５の送出するダウン信
号は、シフトレジスタ42を構成するＤフリップフロップ
42−1,42−２の「CP」入力およびシフトレジスタ41を構
成するＤフリップフロップ41−1,41−２の「Ｒ」入力と
して与えられ、Ｄフリップフロップ42−１の「Ｑ」出力
を「１」レベルとする一方、Ｄフリップフロップ41−1,
41−２をリセット状態とする。すなわち、アンドゲート
19の一端へＴ・フリップフロップ17の送出する「１」レ
ベルの「Ｑバー」出力が与えられても、その他端へのオ
アゲート40の出力が「１」レベル状態とならないので、
ワンショット44からはワンショット信号が送出されず、
カウンタ13におけるカウント動作はリセットされない。

つまり、UP/DOWNカウンタ６においてそのカウント値
が±０および＋１を維持する時間の合計が、カウンタ13
および14においてカウントされ、UP/DOWNカウンタ６に
おけるカウント値が、±０あるいは＋１となっている時
点で±０に再設定されるようになる。

以上は、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±
０から＋１へアップした場合の動作について説明した
が、±０から−１へダウンした場合も同様にして、UP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値が、±０あるいは−
１となっている時点で±０に再設定されるようになる。

このようにして、UP/DOWNカウンタ６におけるカウン
ト値は、回転円板１に形成されたスリット1aの２角度ピ
ッチ幅を検出ゾーンとして、直進操舵位置において、±
０を維持し続けることになる。すなわち、カウンタ13お
よび14への入力クロック信号のオーバフローするまでの
カウントアップ数を適当に定めてやることにより、UP/D
OWNカウンタ６においてそのカウント値が±０および＋
１あるいは±０および−１以外の隣接する２つのカウン
ト値を継続するような短い時間では、カウンタ13および
14におけるクロック信号のカウント動作を、UP/DOWN切
替回路５を介するアップ信号およびダウン信号に基づき
リセットするものとしている。例えば、UP/DOWNカウン
タ６におけるカウンタ値が±０から＋１へアップし、さ
らに±２へアップした場合には、このとき送出されるUP
/DOWN切替回路５からのアップ信号によりＴ・フリップ
フロップ17の「Ｑ」および「Ｑバー」出力が「０」およ
び「１」レベルとなり、シフトレジスタ41におけるＤフ
リップフロップ41−２の「Ｑ」出力が「１」レベルとな
って、ワンショット44よりワンショット信号が送出され
るようになり、カウンタ13におけるカウント動作がリセ
ットされるようになる。すなわち、UP/DOWNカウンタ６
において＋1,＋２を継続する時間は＋０を継続する時間
よりも遥かに短いので、カウンタ13および14においてそ
の入力クロック信号のオーバフローするまでのカウント
アップ数を適当に定めてやれば、このときカウンタ13お
よび14から「１」レベルのCARRY信号を送出し得ないも
のとすることができる。

これに対し、その組付誤差により回転円板１が設計上
理想とする原点位置に対してずれていた場合等において
は、本実施例の特徴とする補正動作が以下のようにして
速やかに行われ、支障なく外部機器をハンドル操舵に連
動させて制御でき得るものとなる。

すなわち、回転円板１が設計上理想とする原点位置に
ある場合には、第３図に示したZ1（ｆ）点からZ2（ｃ）
点までの範囲をスリット1bにおける原点ゾーンとしたと
き、この原点ゾーンを分割するｄ点からｂ点までの領域
（以下、この領域を第１のサブゾーンと呼ぶ）内あるい
はａ点からｅ点までの領域（以下、この領域を第２のサ
ブゾーンと呼ぶ）内で、直進走行中、UP/DOWNカウンタ
６におけるカウント値は±０および＋１あるいは±０お
よび−１を継続する時間が長くなる。しかし、その組付
誤差により回転円板１が設計上理想とする原点位置に対
してずれていた場合等にあっては、直進走行中、UP/DOW
Nカウンタ６におけるカウント値が±０以外の値を継続
する時間が長くなる。例えば、UP/DOWNカウンタ６にお
けるカウント値が＋２あるいは−２を継続する時間が長
くなると、原点ゾーンを分割するａ点からｃ点までの領
域（以下、この領域を第３のサブゾーンと呼ぶ）内ある
いはｄ点からｆ点までの領域（以下、この領域を第４の
サブゾーンと呼ぶ）内で、UP/DOWNカウンタ６における
カウント値が＋１および＋２あるいは−１および−２を
継続する時間が長くなる。

第３のサブゾーン内でUP/DOWNカウンタ６におけるカ
ウント値が＋１および＋２を継続する時間が長くなる
と、UP/DOWNカウンタ６のカウント値が＋１あるいは＋
２であるときに、即ち互いにその一部がオーバラップす
る４個所のサブゾーンのうち第３のサブゾーンを検出し
ている時点で、カウンタ13あるいは14より「１」レベル
のCARRY信号が送出されるものとなる。このとき、デコ
ーダ７の出力端子7aのレベルは「０」であり、したがっ
てＤフリップフロップ23の「Ｑ」出力は「１」レベルと
なる。また、Ｄフリップフロップ26の「Ｑバー」出力は
「１」レベルを維持し、これによりアンドゲート25を介
してエンコーダ27の入力端子27bに「１」レベルの信号
が設定されるものとなる。一方、カウンタ13および14よ
り「１」レベルのCARRY信号が送出されると、Ｒ・Ｓフ
リップフロップ32の「Ｑ」出力が「１」レベルとなる。
このＲ・Ｓフリップフロップ32の「１」レベルの「Ｑ」
出力は、デコーダ７の出力端子7aのレベルが「１」とな
ったとき、即ちUP/DOWNカウンタ６におけるカウント値
がハンドル操舵に伴い±０に戻された時点でアンドゲー
ト21を通過し、このアンドゲート21を通過する「１」レ
ベルの「Ｑ」出力により、ワンショット33を介してUP/D
OWNカウンタ６へロード信号が与えられるものとなる。
そして、このロード信号の入力によって、このときのエ
ンコーダ27の入力端子27bへの「１」レベル信号の設定
状態に基づき、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値
が±０から−１へと設定変更されるようになる。つま
り、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が第１のサ
ブゾーン内において−１および±０、第３のサブゾーン
内において±０および＋１となり、第３のサブゾーンを
原点位置と素早く判定して、UP/DOWNカウンタ６におけ
るカウント値の補正が速やかに行われるようになる。

また、第４のサブゾーン内でUP/DOWNカウンタ６にお
けるカウント値が−２および−１を継続する時間が長く
なると、UP/DOWNカウンタ６のカウント値が−２あるい
は−１であるときに、即ち互いにその一部がオーバラッ
プする４個所のサブゾーンのうち第４のサブゾーンを検
出している時点で、カウンタ13あるいは14より「１」レ
ベルのCARRY信号が送出されるものとなる。このとき、
デコーダ７の出力端子7aのレベルは「０」であり、した
がってＤフリップフロップ23の「Ｑ」出力は「１」レベ
ルとなる。また、Ｄフリップフロップ26の「Ｑ」出力も
「１」レベルとなり、これによりアンドゲート24を介し
てエンコーダ27の入力端子27aに「１」レベルの信号が
設定されるものとなる。一方、カウンタ13および14より
「１」レベルのCARRY信号が送出されると、Ｒ・Ｓフリ
ップフロップ32の「Ｑ」出力が「１」レベルとなる。こ
のＲ・Ｓフリップフロップ32の「１」レベルの「Ｑ」出
力は、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値がハンド
ル操舵に伴い±０に戻された時点でアンドゲート21を通
過し、このアンドゲート21を通過する「１」レベルの
「Ｑ」出力によりワンショット33を介してUP/DOWNカウ
ンタ６へロード信号が与えられるものとなる。そして、
このロード信号の入力によって、このときのエンコーダ
27の入力端子27aへの「１」レベル信号の設定状態に基
づき、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０か
ら＋１へと設定変更されるようになる。つまり、UP/DOW
Nカウンタ６におけるカウント値が第２のサブゾーン内
において±０および＋１、第４のサブゾーン内において
−１および±０となり、第４のサブゾーンを原点位置と
素早く判定して、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント
値の補正が速やかに行われるようになる。

さらに、本実施例においては、左右に大きく傾斜した
路面を走行する場合等の特殊な走行状態を考慮し、この
場合、原点位置の判定結果の更新が、離れたサブゾーン
間で急激に行われないようにするために、次のようなワ
ンクッションおいたUP/DOWNカウンタ６におけるカウン
ト値の補正が行われる。

すなわち、例えば今、第４のサブゾーン内に原点位置
があるものとする判定結果を得ているものとすると、ハ
ンドル操舵に伴い、UP/DOWNカウンタ６におけるカウン
ト値は、第４のサブゾーンで−１および±０、第２のサ
ブゾーンで±０および＋１、第１のサブゾーンで＋１お
よび＋２、第３のサブゾーンで＋２および＋３となる。
このような状態において、上述した特殊走行状態に基づ
き、「１」レベルの原点範囲検出信号の発生期間中、UP
/DOWNカウンタ６においてそのカウント値が＋３を継続
する時間が長くなるものとすると、UP/DOWNカウンタ６
のカウント値が＋３あるいは＋２であるときに、即ち互
いにその一部がオーバラップする４個所のサブゾーンの
うち第３のサブゾーンを検出している時点で、カウンタ
13および14より「１」レベルのCARRY信号が送出される
ものとなる。すなわち、この「１」レベルのCARRY信号
に基づきエンコーダ27の入力端子27bに「１」レベルの
信号が設定されるものとなり、UP/DOWNカウンタ６にお
けるカウント値がハンドル操舵に伴い±０に戻された時
点で、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０か
ら−１へと設定変更されるようになる。つまり、UP/DOW
Nカウンタ６におけるカウント値が、第４のサブゾーン
で−２および−１、第２のサブゾーンで−１および±
０、第１のサブゾーンで±０および＋１、第３のサブゾ
ーン＋１および＋２となる。

この結果、今度は「１」レベルの原点範囲検出信号の
発生期間中、UP/DOWNカウンタ６においてそのカウント
値が＋２を継続する時間が長くなり、UP/DOWNカウンタ
６のカウント値が＋２であるときに、カウンタ13および
14より「１」レベルのCARRY信号が送出されるものとな
る。すなわち、この「１」レベルのCARRY信号に基づき
エンコーダ27の入力端子27bに継続して「１」レベルの
信号が設定されるものとなり、UP/DOWNカウンタ６にお
けるカウント値がハンドル操舵に伴い±０に戻された時
点で、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値が±０か
ら−１へと設定変更されるようになる。つまり、UP/DOW
Nカウンタ６におけるカウント値が、第４のサブゾーン
で−３および−２、第２のサブゾーンで−２および−
１、第１のサブゾーンで−１および±０、第３のサブゾ
ーンで±０および＋１となる。以降、「１」レベルの原
点範囲検出信号の発生期間中、UP/DOWNカウンタ６にお
いてそのカウント値が±０および＋１を継続する時間が
長くなって、UP/DOWNカウンタ６のカウント値が±０あ
るいは＋１であるときに、即ち互いにその一部がオーバ
ラップする４個所のサブゾーンのうち第３のサブゾーン
を検出している時点で、カウンタ13および14より「１」
レベルのCARRY信号が送出されるものとなり、このよう
にして、原点位置の判定結果が第４のサブゾーンから第
2,第１のサブゾーンを経て第３のサブゾーンへと更新さ
れるようになる。

すなわち、第４のサブゾーンから第３のサブゾーンへ
と一気にその原点位置を更新した場合には、UP/DOWNカ
ウンタ６のカウント値に基づく前照灯の照射方向の可変
位置が急激に変化するものとなり、運転者に対し戸惑い
が生じる結果となる。これに対し、本実施例にあって
は、判定前の原点位置と判定後の原点位置とが互いに隣
接するサブゾーンでない場合、その原点位置の更新がワ
ンクッションおいて行われるので、コーナリングランプ
システムによる前照灯の照射方向の急激な変化が起こる
ことがない。

なお、第４図に示すように、アンドゲート８に代えて
３入力アンドゲート８′を用いるようになし、端子101
を介する原点範囲検出信号および基準クロック発生器12
を介するクロック信号に加えて、車速が生じた場合
「１」レベルとなる車速検出回路50からの処理信号をア
ンドゲート８′へ与えるようになせば、停車中におい
て、その第１〜第４のサブゾーンの原点範囲の検出に貢
献する時間を、カウンタ13および14にて積算させないよ
うにすることができる。また、第４図に示すように、初
期位置設定回路51を追加して設けるようになせば、電源
投入時に原点範囲が検出されている場合は、電源投入時
の検出原点ゾーンを初期の原点位置として設定すること
ができる。また、電源投入時に原点範囲が検出されてい
ない場合は、電源投入後走行を開始して最初に検出した
原点ゾーンのエッジに基づき、第１あるいは第２の原点
ゾーンを初期の原点位置として設定することができる。

すなわち、初期位置設定回路51の動作について説明す
れば、電源の投入直後において、コンパレータ51−１の
送出する比較出力が所定時間継続して「１」レベルとな
る。端子101を介して「１」レベルの原点範囲検出信号
が入力されている場合に電源が投入されると、コンパレ
ータ51−１の送出する「１」レベルの比較出力がアンド
ゲート51−２を通過し、UP/DOWNカウンタ６におけるカ
ウント値を強制的に±０となし、これにより電源投入直
後に検出されていたサブゾーンが、初期の原点位置とし
て設定されるようになる。また、端子101を介して
「１」レベルの原点範囲検出信号が入力されていない場
合に電源が投入されると、インバータ９を介して「１」
レベルの信号がアンドゲート51−３に入力され、このア
ンドゲート51−３を通過する「１」レベルの比較出力に
よって、フリップフロップ51−４がセット状態となる。
これにより、デコーダ51−５の「Ｂ」入力端へフリップ
フロップ51−４の「１」レベルのＱ出力が設定されるよ
うになり、その後のハンドル操舵により、端子101を介
して「１」レベルの原点範囲検出信号が入力されるよう
になると、この「１」レベルの原点範囲検出信号がデコ
ーダ51−５の「Ａ」入力端に設定されるようになる。
今、右操舵に伴う回転円板１の右回転により「１」レベ
ルの原点範囲検出信号が発生したものとすると、この右
操舵に伴うUP/DOWN切替回路５からの「１」レベルのア
ップ信号のデコーダ51−５の「Ｄ」入力端への設定によ
り、この時点でデコーダ51−５の出力端子51−5aのレベ
ルが「１」となり、UP/DOWNカウンタ６におけるカウン
ト値が第４のサブゾーンにおいて−２に設定され、これ
により第１および第２のサブゾーンにおいてオーバラッ
プする部分が初期の原点位置として設定されるようにな
る。また、左操舵に伴う回転円板１の左回転により
「１」レベルの原点範囲検出信号が発生したものとする
と、この左操舵に伴うUP/DOWN切替回路５からの「１」
レベルのダウン信号のデコーダ51−５の「Ｃ」入力端へ
の設定により、この時点でデコーダ51−５の出力端子51
−5bのレベルが「１」となり、UP/DOWNカウンタ６にお
けるカウント値が第３のサブゾーンにおいて＋２に設定
され、これにより第１および第２のサブゾーンにおいて
オーバラップする部分が初期の原点位置として設定され
るようになる。

なお、上述の各実施例においては、カウンタ13および
14へアンドゲート８あるいは８′を介し基準クロック発
生器12の送出するクロック信号を与えるものとして構成
したが、基準クロック発生器12の送出するクロック信号
に代えて、走行距離に応じたパルス信号（距離信号）を
与えるように構成してもよい。すなわち、アンドゲート
８あるいは８′を通過する距離信号に基づきその走行距
離が所定値以上となったとき、カウンタ13および14より
「１」レベルのCARRY信号を送出するものとし、このCAR
RY信号に基づきUP/DOWNカウンタ６におけるカウント値
を補正するものとしてもよい。つまり、互いにその一部
がオーバラップする４個所のサブゾーンのうち所定距離
以上走行するあいだ継続して原点範囲の検出に貢献した
サブゾーンを原点位置と判定し、UP/DOWNカウンタ６に
おけるカウント値の補正を行うように構成してもよい。
このように構成することによって、第４図に示した車速
検出回路50が不要となり、即ち停車中の原点範囲の検出
に対処する必要がなくなり、且つ走行速度が速くなるほ
ど素早い原点位置の判定が可能となる。

また、上述した実施例においては、互いにその一部が
オーバラップする複数のサブゾーンに原点ゾーンを分割
する際、そのサブゾーンを操舵角センサの最小分解能の
２倍の幅としたが、このサブゾーン幅は必ずしも操舵角
センサの最小分解能の２倍である必要はなく、２倍以上
の幅としてもよいことは言うまでもない。また、上述し
た実施例においては、スリット1bの角度幅αをスリット
1aの５角度ピッチよりやや広めに設定するものとした
が、少なくともスリット1aの３角度ピッチよりも広い角
度幅とすればよく、このようにすることによって操舵角
センサの検出する操舵角度位置に基づき、互いにその一
部がオーバラップする複数のサブゾーンに原点ゾーンを
分割することができ、その幅を拡大した原点ゾーン内で
の原点位置の正確な判定が可能となる。

また、上述した実施例においては、車輌における操舵
中立位置の判定を例にとって説明したが、車輌のみに限
定されるものではなく、外部操作に連動して回転する種
々の回転体の原点位置の判定に適用して好適であり、こ
の判定した原点位置を基準にして各種の制御を行うこと
ができ、その利用価値は極めて高い。また、実施例にお
いては、回転体の原点位置判定装置を具体的な回路でハ
ード的に構成したが、マイクロコンピュータ等を利用し
てソフト的な技術によって実現することも可能であるこ
とは言うまでもない。

なお、本実施例の基本を示す例として、本出願人によ
る特願昭63−78530号（回転体の原点位置判定装置）が
あるが、この装置の場合、分割したサブゾーンの各々の
原点範囲の検出に貢献した積算時間を記憶させるべく多
数のメモリエリアを必要とする。これに対し、本実施例
の如き原点位置判定装置とすれば、上記積算時間を記憶
させる方法に比してそのメモリエリアを節約し、回路構
成の簡略化を図ると共にコストダウンを促進することが
可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による回転体の原点位置検
出装置によると、その外周縁面に所定角度ピッチで設け
られたスリットゾーンとこのスリットゾーンの３角度ピ
ッチよりも広い角度幅で設けられた原点ゾーンとを有し
外部操作に連動して時計および反時計方向へ回転する回
転体と、この回転体のスリットゾーンの通過に基づき該
回転体の回転角度位置を検出する回転位置検出手段と、
この回転体の原点ゾーンの通過に基づき該回転体の原点
範囲を検出する原点範囲検出手段と、この原点範囲検出
手段により原点範囲が検出されている間、前記回転位置
検出手段の検出する回転角度位置に基づき前記原点ゾー
ンを互いにその一部がオーバラップする複数のサブゾー
ンに分割し、この分割したサブゾーンのうち所定時間以
上継続して原点範囲の検出に貢献したサブゾーンを原点
位置と判定する原点位置判定手段とを備え、前記原点位
置を更新する際、前記所定時間以上継続して原点範囲の
検出に貢献したサブゾーン方向へ隣接するサブゾーンを
原点位置として判定するようにしたたので、また分割し
たサブゾーンのうち所定距離以上走行するあいだ継続し
て原点範囲の検出に貢献したサブゾーンを原点位置と判
定する原点位置判定手段とを備え、前記原点位置を更新
する際、前記所定距離以上走行するあいだ継続して原点
範囲の検出に貢献したサブゾーン方向へ隣接するサブゾ
ーンを原点位置として判定するようにしたので、判定前
の原点位置と判定後の原点位置とが互いに隣接するサブ
ゾーンでない場合、原点位置を一つずつシフトさせなが
ら、１サブゾーン毎に真の原点位置に漸近させることが
可能となり、例えばこの回転体を車輌のハンドル操作に
連動させて回転させた場合、簡単な回路構成でその操舵
中立位置を正確且つ素早く判定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転体の原点位置判定装置の一実
施例を示すブロック構成図、第２図はこの装置に用いる
操舵角センサを示す概略構成図、第３図はこの操舵角セ
ンサの出力波形図、第４図はこの原点位置判定装置の他
の実施例を示すブロック構成図である。１……回転円板、1a……スリット、1b……スリット、2,
3,4……フォトインタラプタ、５……UP/DOWN切替回路、
６……UP/DOWNカウンタ、７……デコーダ、８……アン
ドゲート、12……基準クロック発生器、13,14……カウ
ンタ、17……Ｔ・フリップフロップ、23,26……Ｄフリ
ップフロップ、27……エンコーダ、32……Ｒ・Ｓフリッ
プフロップ、41,42……シフトレジスタ、43,44……ワン
ショット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田島計一静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (72)発明者高橋一樹静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (72)発明者横山信三静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (72)発明者松本明浩静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (72)発明者栗田貴司静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (56)参考文献特開平１−250714（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−163120（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−28811（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−19912（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】その外周縁面に所定角度ピッチで設けられ
たスリットゾーンとこのスリットゾーンの３角度ピッチ
よりも広い角度幅で設けられた原点ゾーンとを有し外部
操作に連動して時計および反時計方向へ回転する回転体
と、この回転体のスリットゾーンの通過に基づき該回転
体の回転角度位置を検出する回転位置検出手段と、この
回転体の原点ゾーンの通過に基づき該回転体の原点範囲
を検出する原点範囲検出手段と、この原点範囲検出手段
により原点範囲が検出されている間、前記回転位置検出
手段の検出する回転角度位置に基づき前記原点ゾーンを
互いにその一部がオーバラップする複数のサブゾーンに
分割し、この分割したサブゾーンのうち所定時間以上継
続して原点範囲の検出に貢献したサブゾーンを原点位置
と判定する原点位置判定手段とを備え、前記原点位置を
更新する際、前記所定時間以上継続して原点範囲の検出
に貢献したサブゾーン方向へ隣接するサブゾーンを原点
位置として判定するようにしたことを特徴とする回転体
の原点位置判定装置。
【請求項２】その外周縁面に所定角度ピッチで設けられ
たスリットゾーンとこのスリットゾーンの３角度ピッチ
よりも広い角度幅で設けられた原点ゾーンとを有し外部
操作に連動して時計および反時計方向へ回転する回転体
と、この回転体のスリットゾーンの通過に基づき該回転
体の回転角度位置を検出する回転位置検出手段と、この
回転体の原点ゾーンの通過に基づき該回転体の原点範囲
を検出する原点範囲検出手段と、この原点範囲検出手段
により原点範囲が検出されている間、前記回転位置検出
手段の検出する回転角度位置に基づき前記原点ゾーンを
互いにその一部がオーバラップする複数のサブゾーンに
分割し、この分割したサブゾーンのうち所定距離以上走
行するあいだ継続して原点範囲の検出に貢献したサブゾ
ーンを原点位置と判定する原点位置判定手段とを備え、
前記原点位置を更新する際、前記所定距離以上走行する
あいだ継続して原点範囲の検出に貢献したサブゾーン方
向へ隣接するサブゾーンを原点位置として判定するよう
にしたことを特徴とする回転体の原点位置判定装置。