JPH01320429A - 操舵角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両のステアリングホイールの操舵角を検
出する操舵角検出装置に関し、特に、１回転型の回転位
置センサによって複数回転可能なステアリングホイール
の操舵角を検出する操舵角検出装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来のステアリングホイールの操舵角を検出する装置と
しては、例えば、本出願人が先に提案した、特開昭６３
−４７６１１号公報や特願昭６２−１７６２７号に記載
されたものがある。

これらは、いずれも１回転型のポテンショメータを用い
た操舵角検出装置であって、ステアリングホイールの回
転位置に応じた値を繰り返し出力する第１の回転位置セ
ンサと、この第１の回転位置センサの出力とは位相差を
有した値を繰り返し出力する第２の回転位置センサとを
備えていて、これら二つの回転位置センサの出力に基づ
いてステアリングホイールの操舵角を検出するものであ
る。

なお、上記回転位置センサは、周方向に連続した電気抵
抗器及びこの電気抵抗器に摺接する集電部材を有する所
謂ポテンショメータで構成されているため、ステアリン
グホイールの回転数が異なっても、その回転位置即ちポ
テンショメータと集電部材とが接触する位置が同じであ
れば同じ値を出力するから、その回転数が判っていなけ
れば正確な操舵角を求めることができなかった。

そこで、従来は、出力値の変化が所定幅以上のとき、又
は、第１及び第２の回転位置センサの変化量の極性が異
なるときに、ステアリングホイールの回転数が変化した
と判断してセンサの回転数を表すオフセット値をインク
リメント又はデクリメントするようにしておき、実際の
操舵角は、そのオフセット値に基づく操舵角と第１又は
第２の回転位置センサの出力値に基づく操舵角とを加算
して算出するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、回転位置センサを構成するポテンショメ
ータは、例えば集電部材の接触不良が起こったとき等に
誤ってその出力値が零となってしまったり、ポテンショ
メータを構成する回路にノイズが発生して出力値の変化
量が実際の変化量と異なってしまった場合等に、回転数
の変更ではないのにオフセント値が加減算されてしまう
恐れがあり、オフセット値が誤って加減算されてしまう
と、正確な操舵角から大きく離れた操舵角が算出されて
しまうという未解決の課題があった。

そこで、この発明は、上記従来技術の未解決の課題に着
目してなされたものであり、ステアリングホイールの回
転位置を検出する回転位置センサを二つ設けると共に、
回転位置センサの出力値に有効出力範囲を設定し、その
有効出力範囲内にある回転位置センサの出力値に基づい
て操舵角を算出することにより、正確な操舵角を検出で
きる操舵角検出装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明の操舵角検出装置
は、第１図の基本構成図に示すように、ステアリングホ
イールの回転位置に応じて最大出力値及び最小出力値間
で連続した値を繰り返し出力する第１の回転位置センサ
と、ステアリングホイールの回転位置に応じて最大出力
値及び最小出力値間で連続し且つ前記第１の回転位置セ
ンサの出力とは位相差を有した値を繰り返し出力する第
２の回転位置センサと、前記第１の回転位置センサの出
力値を記憶する第１の出力値記憶手段と、前記第２の回
転位置センサの出力値を記憶する第２の出力値記憶手段
と、前記第１及び第２の回転位置センサの出力値が最大
出力値及び最小出力値間に設定された有効出力範囲内に
あるか否かを判定する有効範囲判定手段と、この有効範
囲判定手段によって有効出力範囲内にあると判定された
前記第１又は第２の回転位置センサの現在の出力値。

過去の出力値及び同過去の操舵角算出値に基づいて現在
の操舵角を算出する操舵角算出手段と、この操舵角算出
手段で算出された操舵角算出値を記憶する操舵角算出値
記憶手段とを備えた。

〔作用］ ステアリングホイールを操舵すると、その回転位置に応
じて最大出力値及び最小出力値間で連続して変化する値
が、第１の回転位置センサから繰り返し出力されると共
に、その第１の回転位置センサの出力値とは位相差を有
した値が第２の回転位置センサから出力される。

これら第１及び第２の回転位置センサの各出力値は、そ
れぞれが第１及び第２の出力値記憶手段に記憶されると
共に、最大出力値及び最小出力値間に設定された有効出
力範囲内にあるか否かが有効範囲判定手段で判定される
。

そして、操舵角算出手段で、この判定手段で有効出力範
囲内にあると判定された第１又は第２の回転位置センサ
の現在の出力値、過去の出力値及び同過去の操舵角算出
値に基づいて、現在の操舵角が算出される。なお、算出
された操舵角は、操舵角算出値記憶手段に記憶され、次
回以降の処理で操舵角を算出する際に使用される。

〔実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図乃至第１２図は、この発明の一実施例を示したも
のであり、これは、操舵トルクに応じた操舵補助トルク
を操舵系に発生させて、操舵操作を軽く行えるようにし
た電動パワーステアリング装置に、本発明の操舵角検出
装置を設けたものである。

まず、構成を説明すると、第２図に示す、■がステアリ
ングシャフトであり、その上端にはステアリングホイー
ル２が取付けられていると共に、その下端には、第３図
に拡大して断面して示すように、ステアリングシャフト
１の一部を構成する人力軸であるスタブシャフト１ａが
スプライン結合されていて、このスタブシャフト１ａの
下部がラックアンドピニオン式ステアリングギヤ３のギ
ヤボックス４内に挿入されている。

上記スタブシャフト１ａは、ギヤボックス４のステアリ
ングホイール２例の開口４ａを閉じるリング状をなす軸
受ホルダ５の穴を貫通しており、その穴に嵌合された軸
受６を介して当該軸受ホルダ５に回転自在に支持されて
いる。軸受ホルダ５はスナップリング７によってギヤボ
ックス４に位置決めされていると共に、スタブシャフト
１ａとの間をオイルシール８によりシールしている。

また、ギヤボックス４内には、ピニオンギヤ９ａを一体
に設けた出力軸であるピニオンシャフト９がスタブシャ
フト１ａの下方で同軸上に配置されていて、そのピニオ
ンギヤ９ａの軸方向両側に外嵌された２個の軸受１０，
１１を介して、当該ピニオンシャフト９がギヤボックス
４に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ９ａは、
ギヤボックス４内でラック軸１２のラック１２ａと噛合
していると共に、ラック軸１２の両端にはタイロッド１
３．１３が夫々揺動可能に連結されていて、各タイロッ
ド１３．１３の外側に、車輪１４，１４を回転自在に支
持するナックル１５．１５が揺動可能に連結されている
。

１６はピニオンシャフト９に外嵌された２個の軸受１０
，１１に予圧を付与するためのナツト、１７はナツト１
６を着脱するためギヤボックス４に設けたネジ穴に螺合
するキャップ、１８はラックリテーナ、１９はアジャス
トボルトである。

また、前記スタブシャフト１ａはパイプ状をなしており
、その穴には弾性体としてのトーションバー２０が挿通
されていて、そのステアリングホイール２側の端部とス
タブシャフトｌａとはビン２１により締結されて回転方
向へ一体をなしていると共に、その反対側の端部はピニ
オンシャフト９のスタブシャフトｌａ側の端面に対向す
る軸方向孔９ｂに挿入され且つビン２２により当該ピニ
オンシャフト９と締結されて回転方向へ一体をなしてい
る。さらに、ピニオンシャフト９のスタブシャフトｌａ
側の端部には、当該スタブシャフトｌａ側に突出するハ
ブ９Ｃと半径方向外側に突出するフランジ９ｄとが形成
されていて、ハブ９ｃの穴を貫通するスタブシャツ１−
１ａの下端部と当該ハブ９ｃとの間には針状コロ軸受２
３を介在させている。

上記ピニオンシャフト９のハブ９ｃには切欠き９ｅを設
ける一方、この切欠き９ｅ内に挿入される凸部１ｂをス
タブシャフト１ａの下端部に設け、この凸部１ｂと切欠
き９ｅとでストッパを形成して、スタブシャフト１ａ及
びピニオンシャフト９間の所定以上の相対回転変位（例
えば５度程度）を防止している。さらに、ハブ９Ｃの外
側にはウオームホイール２４が外嵌されていて、これを
貫通してフランジ９ｄに螺合するネジ２５により、ウオ
ームホイール２４とピニオンシャフト９とを回転方向へ
一体に構成している。そして、ウオームホイール２４に
はギヤボックス４に回転自在に支持されたウオーム２６
が噛合しており、このウオーム２６の軸部に、電動機と
してのモータ２７の回転軸が連結されている。モータ２
７には、後述する制御装置３０が接続されていて、この
制御装置３０から出力される制御信号により当該モータ
２７が駆動制御される。

また、スタブシャフト１ａには、フェノール樹脂等の絶
縁性の高い部材により形成された円盤状基板２８が外嵌
されて、前記凸部１ｂと軸受６との間に配置されている
。この円盤状基板２８の径方向内側には、凸部ｔｂ側に
突出するボス２８ａと軸受６側に突出するボス２８ｂと
が形成されていて、両ボス２８ａ、２８ｂにはメタルブ
シュ２９ａ、２９ｂが夫々外嵌されていると共に、軸受
６側のメタルブシュ２９ｂはスタブシャフトｌａにカシ
メにより固定して、スタブシャフトｌａと円盤状基板２
８とを回転方向及び軸方向へ一体に構成している。

かかる円盤状基板２８のウオームホイール２４例の面に
は、第４図に示すような形状に、コンダクティブプラス
チック素子（ＣＰ素子）等からなる２個の電気抵抗部材
３１．３２と、両電気抵抗部材３１．３２を接続する抵
抗値の低いスリップリング等からなる電気良導体３３．
３４と、各電気抵抗部材３１．３２の外側に同心に配置
された電気良導体３５．３６とが印刷されている。電気
抵抗部材３１．３２は、円盤状基板２８の軸心線を中心
として同心上に互いに１８０度隔てて設けられており、
これらはトルク検出用抵抗部材をなしていて、後述する
ようにスタブシャフトｌａとピニオンシャフト９との間
に生ずる操舵トルクに対応した捩れ量を電圧値として検
出する。

さらに、円盤状基板２８の軸受６例の面には、第５図に
示すような形状に、ＣＰ素子等からなる周方向の一部が
切断されたリング状をなす電気抵抗部材４０と、周方向
に完全に連続したリング状をなす４個の電気良導体４１
，４２，４３．４４とが、軸心線を中心として同心をな
すように印刷されている。電気抵抗部材４０は、ギヤボ
ックス４に対するスタプシャフ）ｌａの相対回転位置即
ち操舵角を検出する操舵角検出用抵抗部材であり、内側
から２番目に位置していて、その不連続部が後述する電
気的不感帯を形成している。

上記操舵角検出用抵抗部材４０は、一端には最も内側に
位置する電源ライン用電気良導体４１の端子４１ａが接
続されていると共に、他端には内側から３番目に位置す
るアースライン用電気良導体４２の端子４２ａが接続さ
れている。そして、電源ライン用電気良導体４１の端子
４１ａは、リベット４５を介して反対面に形成された前
記接続用電気良導体３４に接続されていると共に、アー
スライン用電気良導体４２の端子４２ａは、リベット４
６を介して反対面に形成された前記接続用電気良導体３
３に接続されている。さらに、内側から４番目に位置す
る電気良導体４３は、リベット４７を介して反対面に形
成された前記トルク検出用電気良導体３６に接続されて
いると共に、最も外側に位置する電気良導体４４は、リ
ベット４８を介して反対面に形成された前記トルク検出
用電気良導体３５に接続されている。

また、前記メタルブシュ２９ａ及び２９ｂには、絶縁性
の高い樹脂製の回転部材５０及びリング部材５１が夫々
回転可能に外嵌されていると共に、円盤状基板２８と回
転部材５０及びリング部材５１との間には、第６図に示
すような形状のリング状をなす波形バネ５２及び５３が
夫々介在されていて、波形バネ５２の付勢力による回転
部材５゜のウオームホイール２４側への軸方向移動を平
ワツシヤを介してスナップリング５４により制限してい
ると共に、波形バネ５３の付勢力によるリング部材５１
の軸受６側への軸方向移動を平ワツシヤを介してスナッ
プリング５５により制限している。

上記回転部材５０は、ウオームホイール２４側に突出す
る突部５０ａと、円盤状基板２８及びリング部材５１の
外側を覆うように延在する周縁部５０ｂとを有し、突部
５０ａには、ウオームホイール２４に設けた穴に挿入さ
れて先端が軸受６側に突出する結合ピン５６が圧入され
ていて、これによりウオームホイール２４と回転部材５
ｏとを回転方向へ一体としている。そして、回転部材５
０の周縁部５０ｂには、ギヤボックス４の開口４ａの内
周面に接触するシールリング５７が取付けられており、
これによりウオームホイール２４側に収容された潤滑剤
が円盤状基板２８側に浸入するのを防止している。

さらに、回転部材５０の２カ所には、第７図に示すよう
な二股形状をなす櫛歯状の集電部材５８゜５９が取付け
られており、各集電部材５８．５９の一方の集電片５８
ａ、５９ａは前記トルク検出用電気抵抗部材３１．３２
に個別に接触していると共に、他方の集電片５８ｂ、５
９ｂは前記電気良導体３５．３６に個別に接触している
。

また、前記リング部材５１には前記軸受ホルダ５に設け
た突起５ａを係合しており、これにより当該リング部材
５１の回転を防止している。かかるリング部材５１の６
カ所には、第８図に示すような形状をなす櫛歯状の集電
部材６Ｑａ、６０ｂ。

６１．６２，６３．６４が取付けられている。２枚の集
電部材６０ａ、６０ｂは、互いに１８０度回転変位した
位置で前記操舵角検出用電気抵抗部材４０と摺接するよ
うに配置されていると共に、車両直進時には一方の集電
部材６０が電気抵抗部材４０の中央部に位置するように
設定している。

その他の４枚の集電部材６１，６２，６３．６４は、４
個の前記電気良導体４１，４２，４３．４４と個別に摺
接するように配置されている。

かかる６枚の集電部材６０ａ、６０ｂ、６１゜６２．６
３．６４は、６本のハーネス６５を介して制御装置３０
及びバッテリー等の電源６６に接続されており、その電
気回路構成を第９図に示す。

電源６６の前後には、操舵トルク検出用電気抵抗部材３
１．３２及び操舵角検出用電気抵抗部材４０と夫々直列
をなすように２個の固定抵抗器６７゜６８を設けており
、再固定抵抗器６７．６８で各電気抵抗部材３１，３２
．４０に電位差を与えることにより、電気回路が正常な
状態にある時には、操舵力に応じた出力電圧は第１０図
に示すように、最大出力値Ｔ、ｌから最小出力値Ｔ、ま
での間で変化し、その出力電圧は、操舵トルク検出値と
して制御装置３０に供給される。

而して、ステアリングホイール２を回して操舵操作を行
うと、その操舵力の大きさは、トーションバー２０を介
して連結されたスタブシャフト１ａとビニオンシャフト
９との間の相対的な回転変化量として現れる。そのため
、スタブシャフト１ａと一体に回転する円盤状基板２８
ととニオンシャフト９と一体に回転する回転部材５０と
の間に生じる相対回転変化量を電気抵抗部材３１又は３
２の抵抗値変化に基づく出力電圧の変化量として見るこ
とにより、運転者から舵取り機構に付与された操舵力を
検出することができる。この場合、２個の集電部材５８
．５９は、車両が直進状態にある時には各電気抵抗部材
３１．３２の中央部に位置するように設定されており、
従って、操舵力に応じて第１０図に示すような特性の出
力電圧が出力される。なお、この実施例では、電気抵抗
部材と集電部材との組み合わせを２組設けたが、これは
トルク検出の安全性を考慮したものであり、少なくとも
１組あれば操舵トルクを検出することができる。

また、操舵角の大きさは、スタブシャフト１ａとギヤボ
ックス４との間の絶対的な回転変化量として現れる。そ
のため、スタブシャフト１ａと一体に回転する円盤状基
板２８とギヤボックス４に回転不能に支持されたリング
部材５１との間に生じる絶対回転変化量を操舵角用電気
抵抗部材４０の抵抗値変化に尽づく出力電圧の変化量と
して見ることにより、舵取り機構の操舵角を検出するこ
とができる。

この場合、本実施例では、互いに１８０度回転変位した
２カ所で舵角の検出を行っているから、集電部材６０ａ
及び６０ｂの出力電圧ｅｌ＋　　ｅＺは、第１１図に示
すように、最大出力値ＥＨ及び最小出力値ＥＬ間で連続
すると共に、ステアリングホイール２が１回転する毎に
同じ出力が繰り返し発生する。また、出力電圧ｅ、、ｅ
ｇは、互いに１８０度の位相差を有していて、一方が中
間値を出力する際に他方が電気的不感帯に接触するよう
になっている。なお、電気的不惑帯に接触しているとき
には、集電部材６０ａ、６０ｂの出力電圧はＯとなるか
ら、第１１図に示すように出力値がＯとなる不惑帯ｇが
存在する。

そして、本実施例では、最大出力値Ｅ）Ｉ及び最小出力
値ＥＬ間に、上限設定値ＥＭＡＸ及び下限設定値ＥＭＩ
Ｎを設定しこれら設定値間を有効出力範囲としており、
後述する演算処理では、この有効出力範囲内の出力電圧
ｅｌ＋８２に基づいてステアリングホイール２の操舵角
を算出する。なお、上限設定値ＥＭＡに及び下限設定値
ＥＭＩＮは、全操舵角（−５４０〜＋５４０度）に対し
て必ず有効出力範囲の出力電圧ｅ、又はｅ２が存在する
と共に、最大出力値Ｅ、と上限設定値Ｅ　ＭＡＸとの間
及び最小出力値ＥＬと下限設定値Ｅ　ｓ　ｒ　Ｈとの間
に、所定の間隔があるように設定されている。

第９図に戻って、３０は制御装置であり、この制御装置
３０は、マイクロコンピュータ７０と、集電部材６０ａ
からのアナログ量の電圧信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器７１と、集電部材６０ｂからのアナログ
量の電圧信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
７２と、集電部材５８及び６４からのアナログ量の電圧
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器７３と、
集電部材５９及び６３からのアナログ量の電圧信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器７４とを含んで構
成される。

マイクロコンピュータ７０は、少なくともインタフェー
ス回路７５と、演算処理装置７６と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等
の記憶装置７７とを含んで構成され、インタフェース回
路７５には、Ａ／Ｄ変換器７１〜７４が接続される。

なお、マイクロコンピュータ７０の記憶装置７７は、少
なくとも集電部材６０ａ、６０ｂから供給される出力電
圧ｅｌ＋　　０２の前回の処理の値。

前回の処理において算出された操舵角算出値及び処理に
必要な変数の記憶領域を有すると共に、操舵角の算出に
必要な処理プログラムや所定数等を予め記憶している。

次に、上記実施例の動作を説明する。

イグニッションスイッチがオンになると、制御装置３０
の電源が投入され、集電部材６０ａ、６０ｂ、５８及び
５９の検出信号がマイクロコンピュータ７０に供給され
る。

そして、演算処理装置７６は、供給される検出信号に基
づき、第１２図に示す処理手順に従って車両の操舵角を
算出するものであり、この処理は、所定時間（例えば、
１０ｍ５ｅｃ）毎の割込処理として実行されることが望
ましい。

以下、第１２図の操舵角算出処理を詳細に説明する。先
ず、ステップ■において、集電部材６０ａ、６０ｂから
供給される出力電圧を読み込み、それぞれを現在の出力
電圧ｅＩＮ＋　　ｅＫＮとして、記憶装置７７の所定記
憶領域に記憶する。

次いで、ステップ■に移行して、フラグＦＳが「１」で
あるか否かを判定する。このフラグＦＳは、以下のステ
ップ■乃至ステップ■に示す初期設定処理を制御開始直
後の第１回目の処理の時にだけ実行するためのフラグで
あり、制御開始直後即ちイグニッションスイッチがオン
になった直後には「０」に設定されている。

このフラグＦＳが「０」即ち制御開始時の第１回目の処
理と判断された場合には、ステップ■に移行し、フラグ
ＦＳを「１」に設定してこの初期設定処理を実行したこ
とを表し、ステップ■に移行する。

ステップ■では、下記の（１１弐に基づいて、現在の操
舵角θ８を算出する。

θｓ　＝　Ｋ　Ｘ　（ｅ　ＩＮ　　ＥＸ　）　　　　　
””（１）なお、Ｋは電圧値を操舵角に変換するための
比例定数であり、また、Ｅ、４は検出値の中間値即ち車
両直進時に集電部材６０ａが検出する電圧値である。

次いで、ステップ■に移行し、前記ステップ■で算出さ
れた操舵角θ８を基準操舵角θ□として記憶装置７７に
記憶すると共に、集電部材６０ａの現在の出力電圧ｅｌ
Ｎを基準出力電圧ｅｌ）ｌとして記憶装置７７に記憶し
、さらに基準出力電圧ｅ２□を０クリアする。

次いで、ステップ■に移行し、前記ステップ■で算出し
た現在の操舵角θ９と前記ステップ■で読み込んだ現在
の出力電圧ｅＩＮ＋　　”２Ｎとを、それぞれ第２回目
以降の操舵角算出処理で使用する可能性のある、過去の
操舵角θ。、過去の出力電圧ｅｌｏ及びｅ！。として記
憶装置７７に記憶し、第１回目の操舵角算出処理を終了
する。

ここで、第２回目以降の操舵角算出処理について簡単に
説明すると、前記ステップ■で設定した基準出力電圧ｅ
１Ｍと第２回目以降の処理で検出された出力電圧ｅ＋Ｈ
との差から求められる操舵角変化量と、ステップ■で設
定した基準操舵角θ８とを加算して操舵角θ８を算出す
るようにする。そして、第２回目以降の処理で検出され
た出力電圧ｅＩＮが有効出力範囲外の値となった場合に
は、現在実行中の処理の前回の処理で記憶した集電部材
６０ｂの出力電圧ｅｚｏを基準出力電圧ｅ２□とすると
共に、その前回の処理で算出された操舵角θ。

を基準操舵角θ□とし、それ以降の処理では、これら基
準値に基づいて操舵角を算出するようにする。さらに、
それ以降の処理で出力電圧ｅＺＮが有効出力範囲外の値
となった場合には、前記と同様に、その時実行中の処理
の前回の処理で記憶した集電部材６０ａの出力電圧ｅ１
゜を新たな基準出力電圧’３１８とすると共に、同じ前
回の処理で記憶した操舵角θ。を基準操舵角θ、とじて
操舵角を算出する。以下、その時使用している基準出力
電圧を出力した集電部材の出力電圧が有効出力範囲外の
値となる度に、上記の処理手順を繰り返し行うようにす
る。

即ち、第２回目以降の処理では、第１回目と同様に、ス
テップ■で集電部材６０ａ、６０ｂから供給される出力
電圧を読み込み、それぞれを現在の出力電圧ｅＩＮ＋　
　８２Ｎとして記憶装置７７の所定記憶領域に記憶し、
ステップ■に移行するが、このステップ■の判定は、前
記ステップ■でフラグＦＳが「１」に設定されているか
ら、第２回目以降の処理では必ずｒＹＥｓＪとなり、ス
テップ■に移行する。

そして、ステップ■では、′基準出力電圧ｅｔＨが０で
あるか否かを判定し、この判定がｒＹＥｓｊの場合（第
２回目の処理では、必ずｒＹＥＳＪとなる。）にはステ
ップ■に移行する。

ステップ■では、前記ステップ■で読み込んだ集電部材
６０ａの現在の出力電圧ｅｌＮが、有効出力範囲（ＥＮ
ＩＮ　−ＥＭＡＸ　）内に存在するか否かを判定し、ｒ
ＹＥＳＪ即ちＥ１４１Ｎ　＜　６　＋Ｈ＜　ＥＭＡＸの
場合には、ステップ■に移行して、下記の（２）式に基
づいて現在の操舵角θ８を算出する。

θ８＝θＨ＋　ＫＸ　（ｅ＋ｓ　　ｅｇｏ）　　・・・
−（２）この（２）式の第１項が前回又はそれ以前に算
出された操舵角であり、同第２項が出力電圧の増減から
求められる操舵角変化量である。

次いで、ステップ■に移行し、前記ステップ■で算出し
た現在の操舵角θ８と前記ステップ■で読み込んだ現在
の出力電圧ｅｌＮ＋　　６２Ｈとを、それぞれ過去の操
舵角θ。及び過去の出力電圧ｅｌｏ＋ｅｇｏとして記憶
装置７７に記憶し、この操舵角算出処理を終了する。

一方、前記ステップ■の判定がｒＮＯＪ　、つまり、集
電部材６０ａの現在の出力電圧ｅＩＮが有効出力範囲外
にあると判定された場合には、この集電部材６０ａの出
力によって操舵角を算出することをやめ、他の集電部材
６０ｂの出力に基づいて操舵角を算出する。

従って、ステップ［相］に移行し、基準操舵角θ。

に前回の処理で算出し記憶装置７７に記憶しである過去
の操舵角θ。を代入すると共に、基準出力電圧ｅ０を０
クリアし、さらに基準出力電圧６２Ｈに前回の処理で検
出し記憶装置７７に記憶しである集電部材６０ｂの過去
の出力電圧ｅｇｏを代入する。

そして、ステップ０に移行し、下記の（３）式に基づい
て現在の操舵角θ８を算出する。

θ９−〇ｏ　十ＫＸ　（ｅｚＮｅｔＨ）　　＝−（３）
次いで、ステップ■に移行し、前記ステップ０で算出し
た現在の操舵角θ８と前記ステップ■で読み込んだ現在
の出力電圧ｅＩＬＬ＋　　８２Ｎとを、それぞれこれ以
降の操舵角算出処理で使用する過去の操舵角θ。及び過
去の出力電圧ｅＩＯ＋　　８２０として記憶装置７７に
記憶しこの処理を終了する。

このステップ［相］及びステップ■の処理を実行した後
の操舵角算出処理では、基準出力電圧ｅ２□に集電部材
６０ｂの過去の出力電圧ｅｇｏが代入されているから、
ステップ■の判定がｒＮＯＪとなりステップ＠に移行す
る。

ステップ＠では、ステップ■で読み込んだ集電部材６０
ｂの現在の出力電圧ｅＺＮが、有効出力範囲（ＥＭＩＮ
　−ＥＭＡＸ　）内に存在するか否かを判定し、ｒＹＥ
ｓＪ即ちＥｌ、１＋１１　＜　６２Ｎ＜　ＥＭＡＸの場
合には、ステップ■に移行して、上述したように上記（
３）式に基づいて操舵角θ８を算出し、次いでステップ
■の処理を実行して、今回の操舵角算出処理を終了する
。

また、ステップ０の判定がｒＮＯＪの場合には、集電部
材６０ｂの現在の出力電圧ｅｔＮが有効出力範囲外にあ
ると判断し、この集電部材６０ｂの出力によって操舵角
を算出することをやめ、今回の操舵角算出処理からは他
の集電部材６０ａの出力に基づいて操舵角を算出する。

従って、ステップ０に移行し、基準操舵角θ、に前回の
処理で算出し記憶装置７７に記憶しである過去の操舵角
θ。を代入すると共に、基準出力電圧８１Ｈに前回の処
理で検出し記憶装置７７に記憶しである集電部材６０ａ
の過去の出力電圧ｅｌ。

を代入し、さらに基準出力電圧ｅＺＨを０クリアする。

そして、ステップ■に移行し、上述したように上記（２
）式に基づいて現在の操舵角θ８を算出し、ステ・７プ
■の処理を実行して、この操舵角算出処理を終了する。

つまり、上記実施例の操舵角算出処理では、−方の集電
部材の出力電圧が有効出力範囲内に存在し続けている場
合には、その一方の集電部材の出力電圧に基づいて操舵
角を算出するが、その一方の集電部材の出力電圧が一度
でも有効出力範囲外の値となった場合には、それ以降の
処理は、その他方の出力電圧が有効出力範囲外の値とな
るまで、その他方の集電部材の出力電圧に基づいて操舵
角を算出する。

ここで、電気抵抗部材４０と集電部材６０ａとが第１の
回転位置センサの具体例を、電気抵抗部材４０と集電部
材６０ｂとが第２の回転位置センサの具体例を、マイク
ロコンピュータ７０内の記憶装置７７が第１及び第２の
出力値記憶手段、操舵角算出値記憶手段の具体例を、前
記ステップ■及びステップ＠の処理が有効範囲判定手段
の具体例を・前記ステップ■及びステ・ツブ０の処理が
操舵角算出手段の具体例をそれぞれ示している。

このように、上記実施例の操舵角検出装置では、その算
出処理において、最大出力値Ｅ□及び最小出力値ＥＬ間
に上限設定値Ｅ　ＷＡ％及び下限設定値ＥＨＩＮを設定
して、これら設定値間を有効出力範囲とし、この有効出
力範囲外の出力電圧は使用せず、有効出力範囲内に存在
する何れか一方の集電部材の現在の出力電圧（ｅ＋ｓ又
は８２Ｎ）と、同じ集電部材の過去の出力電圧（ｅｌＨ
又はｅｚｎ）と、その過去の出力電圧が検出された時の
操舵角算出値（θＨ）とに基づいてステアリングホイー
ル２の現在の操舵角θ８を算出するようにしているから
、集電部材６０ａ、６０ｂの接触不良やノイズ等の影響
を受けやすい両回転位置センサの回転数の変更点即ち最
大出力値Ｅ、及び最小出力値ＥＬ（不感帯ｇ）に近い出
力値を使用する必要がなくなり、操舵角検出装置が誤検
出をする恐れが低減される。従って、１回転型のポテン
ショメータを多回転型として正常に動作させることが可
能となる。

また、この操舵角検出装置は、出力電圧の変化量に基づ
いて操舵角を算出しているため、最大出力値Ｅｌ（及び
最小出力値ＥＬの影響が操舵角には全く現れないから、
これら最大出力値Ｅｌｌ及び最小出力値ＥＬに多少誤差
が生じても操舵角が不連続になることがないし、集電部
材６０ａ、６０ｂに組付誤差があってその周方向間隔が
正確に１８０度ではなくても、正確な操舵角を検出する
ことができる。

なお、上記実施例の操舵角算出処理では、基準操舵角及
び基準出力電圧を設定し、現在の出力電圧が有効出力範
囲内にある限りこれら各基準値に基づいて現在の操舵角
を算出するようにしているが、例えば、常に前回の処理
で算出された操舵角及び検出された出力電圧に基づいて
現在の操舵角を算出するようにしても、上記実施例と同
様の作用効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の操舵角検出装置にあって
は、各回転位置センサの最大出力値及び最小出力値間に
有効出力範囲を設定し、この有効出力範囲外の出力電圧
は使用せず、有効出力範囲内にある回転位置センサの現
在の出力電圧と、その回転位置センサの過去の出力電圧
と、その過去の出力電圧が検出された時の操舵角算出値
とに基づいてステアリングホイールの現在の操舵角を算
出するようにしているため、各回転位置センサの接触不
良やノイズ等の影響を受けやすい両回転位置センサの回
転数の変更点即ち最大出力値及び最小出力値に近い出力
値を使用する必要がなくなるから、操舵角検出装置が誤
検出をする危険性を低減できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例の全体構成を示す概略構成図、第
３図は第２図のｍ−ｍ線断面図、第４図は円盤状基板の
一面を示す平面図、第５図は円盤状基板の他面を示す平
面図、第６図は波形バネを示す斜視図、第７図及び第８
図は集電部材を夫々示す斜視図、第９図は電気回路図、
第１０図は操舵トルクと出力電圧との関係を示すグラフ
、第１１図は操舵角と出力電圧との関係を示すグラフ、
第１２図はマイクロコンピュータ内で実行される操舵角
算出処理の処理手順を示したフローチャートである。 １ａ・・・スタブシャフト、２・・・ステアリングホイ
ール、９・・・ピニオンシャフト、３０・・・制御装置
、４０・・・電気抵抗部材、５０・・・回転部材、６０
ａ。 ６０ｂ・・・集電部材、７０・・・マイクロコンピュー
タ、７７・・・記憶装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホィールの回転位置に応じて最大出
   力値及び最小出力値間で連続した値を繰り返し出力する
   第１の回転位置センサと、ステアリングホィールの回転
   位置に応じて最大出力値及び最小出力値間で連続し且つ
   前記第１の回転位置センサの出力とは位相差を有した値
   を繰り返し出力する第２の回転位置センサと、前記第１
   の回転位置センサの出力値を記憶する第１の出力値記憶
   手段と、前記第２の回転位置センサの出力値を記憶する
   第２の出力値記憶手段と、前記第１及び第２の回転位置
   センサの出力値が最大出力値及び最小出力値間に設定さ
   れた有効出力範囲内にあるか否かを判定する有効範囲判
   定手段と、この有効範囲判定手段によって有効出力範囲
   内にあると判定された前記第１又は第２の回転位置セン
   サの現在の出力値、過去の出力値及び同過去の操舵角算
   出値に基づいて現在の操舵角を算出する操舵角算出手段
   と、この操舵角算出手段で算出された操舵角算出値を記
   憶する操舵角算出値記憶手段と、を備えたことを特徴と
   する操舵角検出装置。