JPH03246401A - 回転角度検出装置 - 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 本発明は、車両のステアリング等の回転軸の回転量と方
向を検知することができる回転角度検出装置に関するも
のである。

従来の技術 従来、この種の回転角検出装置としてステアリングシャ
フトの回転を検出するものは、スリット板の両側に２＆
Ｉｌのフォトインタラプタを取り付け、スリットを通過
する光のオン・オフパターンを検知してステアリングシ
ャフトの回転角を検出し、且つ、２個のセンサーの位相
差によりステアリングホイールの右回転、左回転を識別
するようなものであった。

又、実開昭５８−１４５５０６号公報の第２図に示すよ
うに、ハンドル直下の円環状箱体内に土偶と同様のスリ
ット板を設け、フォトインタラプタをセンサーとして配
置するようなものもあった。

さらにこれらのフォトインクラブタを１個追加して、ハ
ンドルの１回転に１パルス発生させ、ハンドルの中立位
置を検知するものもあった。

発明が解決しようとする課題 ステアリングシャフトにフォトインタラプタ等のセンサ
ー素子を取りつける方式では組み付けの作業性が悪く、
また円環状箱体内に同様のセンサーを内蔵する方式は、
箱体が大きなものになりスペース効率が悪いという難点
があり、更に、フオトインタラプタとスリットの組合せ
による光学的検知方法は、埃や回転部の潤滑剤などによ
り光が遮断され誤検知が発生することを防ぐため、堅牢
な外装や潤滑剤の充填方法に留意する必要があった。

又、ハンドルを回転させた状態で、イブニラシランキー
を切ったり、バッテリーをはずした時に、回転位置を記
憶する手段が無いため、次の作動時にハンドルの回転量
がわからなくなる。

したがって、このような方式であれば、バッテリー交換
時、ハンドルを中立にして交換するか、又は学習回路的
な複雑なセンター判別回路が必要となるという課題を有
するものであった。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、車両ハンドルにより回転さ
せられると共にスプリングを介し本体に取り付けられた
カムと、このカムの直下部に配置され、前記カムにより
回転させられるガイドに固定された実質的にリング状の
磁石体と、この磁石体に対向させられた１個ないし複数
個の磁気抵抗素子と、これらの磁気抵抗素子が検知した
磁界をパルス信号に変換する回路と、前記カムが１回転
する毎にｌ接点ずつ切換えるスイッチを設けたものであ
る。

作用 本発明は上記のような構成により、ハンドル等と連動し
て回転するカムに係止した、磁石リングの回転移動に対
し、センサーとして配置した磁気抵抗素子が磁界の通過
を検知し電圧変動を生起させ、その電圧変動をパルスに
変換し、外部に設置されたマイコン等の制御装置に伝送
する。その制御装置は、回転量をパルスの回数で、又、
回転方向を２個のパルスの位相差によって検知するとと
もに、カムの回路によって、１回転に１接点ずつ切換え
るスイッチによって、１回転単位の回転量を読み取るも
のであるため、バッテリを外したり、イグニンシッンス
イッチをオフにしても、上記スイッチによってハンドル
が回転していても１回転単位の位置が確認できるもので
ある。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図、第２図において、１はハンドルの直下に配置さ
れイグニシシッンキーユニットなどに固定されるスイッ
チ本体である。２は揉作稈２ａによって操作されるター
ンシグナル・ライトなどのスイッチユニット、３は操作
稈３ａによって操作れれるワイパー・ウオッシヤなどの
スイッチユニットである。４はスプリング９によって上
方に加勢され、図示されないが上方に配置されたハンド
ルに、カムピン４ａ、４ｂ、４ｃによって係合し、ハン
ドルの回転に呼応して回転するカムである。

５はガイド６に係合ないし接着固定されるリング状の磁
石体であり、磁石体５の凸部７ａをガイド６の凸部７ｂ
により位置規制されている。ガイド６の下端部２１は、
外周に広がるツバ状となっており、本体１に１個ないし
複数個設けられたつめ部２２にガイドされ、上下方向の
動きを規制されながら、自在回転するようになっている
。さらにガイド６の上面凹部２３には、カム４の下方突
起部２４が嵌合係止され、カム４の回転と呼応するよう
になっている。又ハンドルに取り付けられる前にカム４
が脱着しないように、カム４に設けた抜は止め部１２が
、本体ボス１０に設けられたカム係止部１１に係合する
ようになっている。８は２個の磁気抵抗素子によりなる
センサーユニットである。

ここで、センサーユニット８の磁気抵抗素子は磁石体５
とほぼ対向するように配置する必要があるが、カム４は
、ハンドルに取り付けられる時、自動車組み付は構成上
、上下方向で±２〜３ＩＩＩ１１程度の組み付は誤差が
あるため、カム４に磁石体５を取り付けると、センサー
ユニット８の磁気抵抗素子と、対向しなくなる恐れがあ
り、磁石体５の厚み方向の寸法を大きく取る必要が出来
、構成が大型になったり、コスト高となったりする。

そこで、磁石体５を保持するガイド６とカム４を分離さ
せ、ガイド６を本体のつめ部２２で係止する構造にし、
磁石体５の上下方向の移動を規制し、つねにセンサーユ
ニット８の磁気抵抗素子と対向するようにした。又、カ
ム４の下方突起部２４と、ガイド６の上面凹部２３は、
カム４が取り付は誤差範囲（±２〜３ｓｍ）で上下して
も脱離せず確実に係合するような寸法関係になっている
。

ここで前述した磁石体５とガイド６は、磁石体５をプラ
スチックマグネット等を利用することにより一体的に構
成しても良い。

また、２５はガイド６の上面に設けられた突起であり、
本体１に取り付けられた有接点型のスイ・ンチ２７をハ
ンドル１回転に１接点ずつ切換えるためのものである。

ここで、スイッチ２７は、車両ハンドルの回転量が、左
右全回転置で４〜５回転であるため、４〜５接点のもの
を適宜利用すれば良い。

第５図は磁石体５の詳細図であり、磁石ないし樹脂マグ
ネットなどで形成され、磁石体５は予めラジアル方向に
配向され、外周にＮ、Ｓ極が一定の数だけ着磁されてい
る。

第６図において、１６は磁気抵抗素子１３とパルス発生
回路１４（詳細回路構成は第８図に記載）からなるセン
サーであり、１６ａのセンサーも同様に磁気抵抗素子１
３ａとパルス発生回路１４ａから構成されており、本実
施例ではＮないしＳ極の着磁幅を“Ｐ”とすると、２個
の磁気抵抗素子１３．１３ａのピッチは“Ｐ／４″とな
るよう構成されている。

第８図は磁気抵抗素子１３の構造とパルス発生回路の構
成を示したものである。磁気抵抗素子１３は、電源■Ｃ
ＣよりＴ２に一定の電圧（例えば５Ｖ）を供給されてお
り、抵抗Ｒ１はＲ２に等しくなる様な点からＴ１を介し
て比較器１９の負側に接続されている。またＴ３はアー
スされている。　１７は磁気抵抗素子１３がＮないしＳ
極の通過による磁界の変動により電圧変化を生じた際、
比較器１９で比較するための基準となる電圧を生じさせ
るための回路であり、抵抗Ｒ３とＲ４から構成されてお
り、抵抗Ｒ３は電源に、抵抗Ｒ４はアースに結続されて
いる。尚、ＶＲＩは設定値を微調する可変抵抗器であり
、比較器１９の正側に接続されている。１日は比較器１
９でパルスを発生させる際、基準電圧近傍でのチャタリ
ング等による誤検知を防止するため第７図に示すようス
ライス電圧にヒステリシスを持たせるための抵抗Ｒ５と
Ｒ６より構成される回路であり、Ｒ７はプルアップ用の
抵抗である。

２ＯＡは発生した一定パルスを、図示されていないマイ
コン等の制御装置に伝送する端子である。

以上の構成による本発明の一実施例の動作を以下に説明
する。

例えば、図示されない車両のハンドルが反時計方向（第
６図ＡＣ方向）に回転させられた場合、ハンドルの回転
に呼応してカム４及びガイド６も反時計方向に回転し、
例えば、磁石体５の５ｉｆｆ極端５ａが磁気抵抗素子１
３に近接したとき磁気抵抗素子１３に作用する磁界は暫
時太き（なり、抵抗Ｒ１Ｏ値も暫時小さくなっていき磁
極の中心５ｃが通過する際最小となる。更に、５ｃが通
過後は抵抗は暫時大きくなりはじめ、磁極端５ｂが通過
する際最大となる。

以上の抵抗変化に呼応し、端子Ｔ１を介して比較器１９
にかかる電圧は、第７図の出力波形の実線で表される変
化曲線のＶＦｍｉｎ→■■ａｘ→ＶＦｍｉｎに変化する
０次に隣合うＮ極が通過する際も同様の挙動を示す、さ
て抵抗Ｒ５とＲ６で構成される回路１８は、パルスを発
生させるスライス電圧レベルにヒステリシスをもたせる
よう構成されているため、ＶＦｍｉｎ→■■ａＸの電圧
変化の際には、パルスは上部スライス電圧ｖＳＵで立ち
上がり、Ｖｍａｘ→ＶＦ■ｉｎに変化する際には下部ス
ライス電圧ＶＳＬで立ち上がる０以上のような挙動をく
りかえし出力２ＯＡは第７図の出力パルスのようなパル
スを発生する。磁気抵抗素子１３ａも同様の挙動を示す
が、その電圧波形（点線で図示）と出力パルスは素子の
配置の寸法上Ｐ／４だけ磁気抵抗素子１３と位相がずれ
ることとなる。

従ってセンサー１６と１６Ａは、以上の挙動に従った各
々のパルス信号出力２０Ａと２０Ｂを図示されないマイ
コン等の制御装置に転送することとなる。

逆に、ハンドルが時計方向に回転したときはセンサー１
６と１６ａのパルス発生のタイミングは逆転し、図示さ
れないマイコン等の制御装置に転送する。

制？ｉｌ装置では、パルスの数からハンドルの回転量を
、又、センサー１６と１６ａのパルスの発生のタイミン
グから回転方向を演算・検出することができる。

又、ハンドルが一回転した時は、ガイド６の突起２５が
本体に取り付けたスイッチ２７を１接点分切換えを行い
、ハンドルの何回軽口のセンターであるかを検出するも
のである。

ここで図示していないが、スイッチ２７は、本実施例の
ような突起２６に呼応して回転する。ロータリスイッチ
式の他に、突起２６により、ブツシュされスイッチ内部
でロータリ運動する、ブツシュロータリー式や、スライ
・ド弐等の内でハンドルの全回転量に対応する接点数を
有する有接点形スイッチを適宜選択して用いれば良いも
のである。

発明の効果 以上に述べてきたように、本発明によれば、極めて部品
な構造と回路により、埃や潤滑剤による誤検知を配慮す
る必要のない回転角検出装置を供することができるとと
もに、ハンドル１回転毎に接点を切換える有接点形スイ
ッチを設けたので、ハンドルの回転途中で、イグニッシ
ョンキーをオフしたり、バッテリーをはずすなどの行為
を行っても、復旧させれば有接点スイッチ位置でハンド
ルの回転量を認識できるので、１回転単位での誤検知を
防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はその分解
斜視図、第３図、第４図は本発明の一実施例の要部断面
図、第５図は要部である磁石リン８図はセンサーの回路
図である。 １・・・・・・本体、４・・・・・・カム、５・・・・
・・磁石リング、６・・・・・・ガイド、８・・・・・
・センサーユニット、１３．１３ａ・・・・・・磁気抵
抗素子、２７・・・・・・有接点形スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドルにより回転させられる共にスプリングを介し本
   体に取り付けられたカムと、このカムの直下部に、配置
   され前記カムにより回転させられるガイドに固定された
   実質的にリング上の磁石の磁石体と、この磁石体に対向
   させられた１個ないし複数個の磁気抵抗素子と、これら
   の磁気抵抗素子が検知した磁界をパルス信号に変換する
   回路と、前記カムが１回転する毎に１接点ずつ切換える
   スイッチを取り付けてなる回転角度検出装置。