JPH0454455Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案はパワーステアリング装置を電子制御す
る際に好適なステアリングシヤフト回転センサに
関する。

＜従来の技術＞ パワーステアリング装置は、操舵力を軽減する
ために油圧を利用した倍力装置を備えたステアリ
ングシステムであり、従来のものは、エンジンに
よつて駆動されるオイルポンプから油が送られる
ようになつている。

このようなパワーステアリング装置の従来例を
第７図に示す。

このものは、ラツクピニオン式のものであり、
ピニオン１軸部にコントロールバルブとしてのロ
ータリバルブ２を、ラツク３軸部にパワーシリン
ダ４を設け、ロータリバルブ２とパワーシリンダ
４の間をパイプ５等で結合してある。

ロータリバルブ２は、ステアリングホイール６
による操舵力が伝達される入力軸に連結された図
示しないロータと、出力軸に連結されたスリーブ
とによつて構成され、ロータがスリーブに対して
相対回転することによりバルブ機能を与えるよう
になつている。

そして、オイルポンプ７から送られる油は、運
転者が操舵することによつて作動する前記ロータ
リバルブ２の機能に従つて、右又は左の操作方
向、操作速度に応じた油量、操舵負荷に応じた油
圧が決められアクチユエータとしてのパワーシリ
ンダ４に導かれ、操舵出力を倍力するようになつ
ている。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、このような従来の油圧式のパワ
ーステアリング装置においては、前記エンジン駆
動のオイルポンプ７が回り放しであるため、エネ
ルギーロスが大なるものであり、エンジンの燃費
にも影響を与えていた。又、従来のものでは、ス
テアリングホイールの操作によるステアリングシ
ヤフトの回転トルクに応じて直接操舵力を制御す
る構成ではないため、操舵力が路面反力の影響を
受け易い等の問題点があつた。

そこで、本考案者は上記問題点を解消した電子
制御式のパワーステアリング装置を先に提案した
（実願昭60−076533号）。

これは、エンジン駆動のオイルポンプに代えて
パワーアシスト専用の電気式オイルポンプを油圧
源とし、ステアリングシヤフトの操舵状態、即
ち、回転トルク、回転速度及び回転方向を電気的
に検出し、これら検出信号に基づいてオイルポン
プ及びコントロールバルブを制御するようにした
ものである。そして、かかる電子制御式のパワー
ステアリング装置に、より好適なステアリングシ
ヤフト回転センサが要望されている。

そこで、本考案は上記の実情に鑑み、ステアリ
ングの遊び量をも考慮し、ステアリングシヤフト
の回転方向及び回転速度を同時にかつ精度良く検
出可能なステアリングシヤフト回転センサを提供
することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ このため本考案では、外周近傍全周に略等間隔
で設けたスリツトからなる第１スリツト群と、該
第１スリツト群より内方に同様に設けたスリツト
からなる第２スリツト群とを有し、両スリツト群
のスリツトが周方向において互いに部分的に重な
り合う位置関係となるよう形成した円板部材をス
テアリングシヤフトに連動して回転する構成と
し、円板部材のスリツト群形成部を挾んで一側に
発光素子を有し、他側に発光素子と対向し該発光
素子からの光を第１及び第２スリツト群の各スリ
ツトを介してそれぞれ受光して出力する２つの受
光素子を有するフオトカプラを設けると共に、ス
テアリング操舵時、前記フオトカプラの２つの出
力パルスが所定回数入力したことを確認する確認
手段と、該確認手段が出力パルスの所定入力回数
を確認した後、２つの出力パルス状態を所定サン
プリング時間毎に検出し、初回の出力パルス状態
とそれ以後の出力パルスが変化したときの出力パ
ルス状態とに基づいてステアリングシヤフトの回
転方向を識別して回転方向検出信号を出力する回
転方向検出手段を設けるようにした。

＜作用＞ 上記構成において、ステアリングシヤフトが回
転すると、スリツト群を有する円板部材も回転し
フオトカプラの２つの受光素子からそれぞれ出力
パルスが発し、この出力パルスは互いに所定の位
相差をもつて出力される。そして、この２つの出
力パルスがステアリングの遊び量に相当する所定
回数入力したことが確認された後、２つの出力パ
ルス状態を所定時間間隔で検出し、初回の出力パ
ルス状態と次に出力パルスが変化したときの出力
パルス状態とによるそのときの出力パルスパター
ンに基づいてステアリングシヤフトの回転方向を
識別するようにした。また、ステアリングシヤフ
トの回転速度に関してはフオトカプラの出力パル
スの周波数を計測することによつて検出可能であ
る。

＜実施例＞ 以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本実施例の回転センサ取付状態を示す
図である。

図において、ステアリングシヤフト１１外周に
は外周近傍に第１及び第２スリツト群１３，１４
を設けた円板部材としてのスリツトデイスク１２
が固定されている。各スリツト群１３，１４は、
デイスク１２全周に略等間隔で設けられた同一形
状の多数のスリツト１３ａ，１４ａから構成され
ている。しかも、第１スリツト群１３のスリツト
１３ａと第２スリツト群１４のスリツト１４ａ
は、第２図に示す如くその周方向において部分的
に重なり合う位置関係となるように形成されてい
る。

前記スリツトデイスク１２のスリツト群形成部
には、フオトカプラ１５が装着されている。かか
るフオトカプラ１５は、スリツトデイスク１２の
スリツト群形成部を挾んで一側に設けられ２つの
端子ａ，ｂを介してバツテリ１６に接続される図
示しない発光素子と、他側に前記発光素子と対向
して配置され発光素子からの光を第１スリツト群
１３のスリツト１３ａと第２スリツト群１４のス
リツト１４ａをそれぞれ介して受光して出力する
図示しない２つの受光素子とから構成されてい
る。

１７はフオトカプラ１５の２つの受光素子の各
出力端Ｘ，Ｙからの出力パルスに基づいてステア
リングシヤフト１１の回転方向を識別し回転方向
検出信号を出力する回転方向検出手段としての検
出回路で、例えばマイクロコンピユータで構成す
る。

該検出回路１７では、所定のサンプリング時間
毎にフオトカプラ１５の２つの出力パルス状態を
検出し、所定回数検出した後の初回の出力パルス
状態と、それ以後の出力パルスが変化したときの
出力パルス状態とに基づいてステアリングシヤフ
ト１１の回転方向を識別するようになつている。
従つて、前記検出回路１７は、ステアリング操舵
時にステアリングの遊びに相当するフオトカプラ
１５からの出力パルスの所定回数入力を確認する
確認手段としての機能を有する。１８は周波数−
電圧変換器（以下Ｆ−Ｖ変換器する）で、フオト
カプラ１５の一方の出力例えば出力端Ｘからの出
力パルスの周波数を電圧に変換してステアリング
シヤフト１１の回転速度信号をアナログ値で出力
する。尚、回転速度信号をデジタル出力とする場
合には、出力端Ｘから出力される出力パルスをそ
のまま出力すればよい。

次に第４図〜第６図を参照しながら作用を説明
する。

ステアリングシヤフト１１が回転すると、スリ
ツトデイスク１２も一体に回転し、第１及び第２
スリツト群１３，１４のスリツト１３ａ，１４ａ
が通過する毎に各受光素子に発光素子からの光が
入光し、入光した受光素子の出力レベルが“１”
となる。そして、両スリツト群１３，１４の互い
のスリツト１３ａ，１４ａは部分的に重なり合つ
ており、従つて、ステアリングシヤフト１１の回
転時には、フオトカプラ１５の出力端Ｘ，Ｙから
第５図に示すように互いに位相のずれた出力パル
スが出力され検出回路１７に入力する。

そして、これら２つの出力パルスに基づいて第
４図に示す制御フローに従つて検出回路１７によ
りステアリングシヤフト１１の回転方向が検出さ
れる。

まず、Ｓ１でフオトカプラ１５の出力するパル
スの数をカウントし、ステアリングの遊び量に応
じて設定したパルス数が出力されたことを確認す
る。設定パルス数が出力されたら、次に所定サン
プリング時間毎に２つの出力パルス状態の検出を
行い、その初回の出力パルス状態と、その後に２
つの出力パルスの一方が変化したときの出力パル
ス状態とを記憶する（Ｓ２，Ｓ３）。

ここで、前記初回の出力パルス状態のパターン
としては、第５図中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す４通
りがある。即ち、Ｘ＝“１”、Ｙ＝“１”（Ａの場
合）、Ｘ＝“１”、Ｙ＝“０”（Ｂの場合）、Ｘ＝
“０”、Ｙ＝“０”（Ｃの場合）及びＸ＝“０”、Ｙ＝
“１”（Ｄの場合）である。そして、それぞれのパ
ターンについて、ステアリングシヤフト１１の右
回転時と左回転時では、出力パルス状態の変化パ
ターンが異なりそのパターンは第６図に示すよう
になり、これらのパターンは予め検出回路１７に
記憶されている。

従つて、Ｓ４でＳ２及びＳ３で記憶した出力パ
ルス状態と第６図のパターンデータとの対照を行
う回転方向を決定する。そして、Ｓ５では決定し
た回転方向を示す検出信号の出力を行う。

例えば、初回の出力パルス状態がＸ＝“１”、Ｙ
＝“１”（Ａの場合）のときに、その後、出力パル
ス状態がＸ＝“１”、Ｙ＝“０”になつたときには
ステアリングシヤフト１１が右回転と判定し、Ｘ
＝“０”、Ｙ＝“１”になつたときには左回転と判
定する。

また、ステアリングシヤフト１１の回転速度に
応じてフオトカプラ１５の出力パルスの周波数が
変化し、速ければ高く、遅ければ低くなる。従つ
て、例えばフオトカプラ１５の出力端Ｘの出力パ
ルスから回転速度検出信号を得ることができる。
そして、本実施例では、Ｆ−Ｖ変換器１８に入力
して周波数に応じた電圧信号を出力することによ
つてアナログの回転速度検出信号を得るようにし
ている。

＜考案の効果＞ 以上述べたように本考案によれば、スリツトを
設けた円板部材とフオトカプラを用いフオトカプ
ラの出力状態に基づいてステアリングシヤフトの
回転を検出する構成としたので、ステアリングシ
ヤフトの回転方向及び回転速度を同時に検出で
き、しかも、ステアリングの遊び量を考慮してフ
オトカプラからの出力パルスが所定回数入力した
後、前記回転方向と回転速度の検出を開始する構
成としてあるので、電子制御式パワーステアリン
グに好適である。また、精度良く検出できるの
で、操舵フイーリングがより一層良好となる。更
に、円板部材に特定の位置関係を持つて２つのス
リツト群を形成する構成とすることで、１枚の円
板部材のみでステアリングシヤフトの回転方向検
出ができるので、部品点数が少なく構造が極めて
簡単であり、低コストにできるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の取付状態を示す
図、第２図は同上実施例のスリツトデイスクの部
分拡大図、第３図は同上実施例の電気回路図、第
４図は同上実施例の制御フローチヤート、第５図
はフオトカプラの出力状態を示す図、第６図は回
転方向識別パターンを示す図、第７図は従来例を
示す簡略構成図である。 １１……ステアリングシヤフト、１２……スリ
ツトデイスク、１３……第１スリツト群、１４…
…第２スリツト群、１３ａ，１４ａ……スリツ
ト、１５……フオトカプラ、１６……バツテリ、
１７……検出回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外周近傍全周に略等間隔で設けたスリツトから
   なる第１スリツト群と、該第１スリツト群より内
   方に同じく全周に略等間隔で設けたスリツトから
   なる第２スリツト群とを有し、両スリツト群のス
   リツトが周方向において互いに部分的に重なり合
   う位置関係となるよう形成した円板部材をステア
   リングシヤフトに連動して回転する構成とする一
   方、前記円板部材のスリツト群形成部を挟んで一
   側に少なくとも１つの発光素子を有し、他側に発
   光素子と対向し該発光素子からの光を第１及び第
   ２スリツト群の各スリツトを介してそれぞれ受光
   して出力する２つの受光素子を有するフオトカプ
   ラを設けると共に、ステアリング操舵時、前記フ
   オトカプラの２つの出力パルスが所定回数入力し
   たことを確認する確認手段と、該確認手段が出力
   パルスの所定入力回数を確認した後、２つの出力
   パルス状態を所定サンプリング時間毎に検出し、
   初回の出力パルス状態とそれ以後の出力パルスが
   変化したときの出力パルス状態とに基づいてステ
   アリングシヤフトの回転方向を識別して回転方向
   検出信号を出力する回転方向検出手段とを設けて
   構成したことを特徴とするステアリングシヤフト
   回転センサ。