JPH0610778B2

JPH0610778B2 - 回転体のセンタ位置判定装置

Info

Publication number: JPH0610778B2
Application number: JP435486A
Authority: JP
Inventors: 裕己柴田; 敦之戸田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS62163120A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車両のハンドル操舵に連動して回転する回転
体の時計方向および反時計方向への回転センタ位置を判
定する回転体のセンタ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個隣接して配設して、ハンドル操舵に連動した
各種の制御を行なっている。

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を生じせしめ、この電気信号のカウ
ントを行なって、ハンドルの回転方向および回転位置を
検出している。

一般に、このように構成された回転位置検出器において
は、回転円板の所定回転角度位置に原点位置検出用のス
リット（原点ゾーン）を開設し、この原点位置検出用ス
リットの通過および停留を基準角度位置に配置した第３
のフォトインタラプタを用いて検出している。すなわ
ち、回転円板に設けられた原点位置検出用スリットが基
準角度位置と回転対向する位置を原点位置とし、この原
点位置に回転体が位置している場合に第３のフォトイン
タラプタに原点位置検出信号を生じさせるものとしてい
る。そして、回転円板の１回転毎に発生する原点位置検
出信号に基づいて、回転円板の１回転毎に位置する原点
位置の中からその一つを、この回転円板の時計方向およ
び反時計方向への回転センタ位置すなわち直進操舵位置
と判定するものとし、この判定した回転センタ位置で第
１および第２のフォトインタラプタの送出する電気信号
のカウントを行うカウンタの補正を行うものとしてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の回転位置検出器による
と、原点位置検出用のスリット幅が狭いため、自動車が
直進走行状態にあるにもかかわらず原点位置検出信号が
発生しないという不具合が生ずる虞れがあった。すなわ
ち、自動車のハンドルには所定回転角度量の遊びがあ
り、この遊び量よりも原点位置検出用スリットの角度幅
が狭いため、直進走行状態時に原点位置検出信号が発生
しないということがあり、回転体のセンタ位置すなわち
直進操舵位置の判定が適確に行われないという問題があ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
車輌のハンドル操舵に連動して回転する回転体の所定回
転角度位置に、ハンドルの遊び量よりも広角度範囲の原
点ゾーンを設けたものである。

〔作用〕

したがってこの発明によれば、ハンドル操舵の遊びより
も広い範囲で原点位置を検出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る回転体のセンタ位置判定装置を詳細
に説明する。第１図はこのセンタ位置判定装置における
回転位置検出器の一実施例を示す概略構成図である。同
図において、１は自動車のハンドル操舵に連動して回転
する回転円板、２〜４は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である。回転円板１の外周縁
面には、等間隔角度幅で同一矩形々状の回転角検出用ス
リット1aが複数個開設されており、この回転角検出用ス
リット1aの所定回転角度位置において隣接する３個を、
円弧状のスリット部1bでつなげて原点位置検出用スリッ
ト1c（原点ゾーン）が形成されている。

そして、回転角検出用スリット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、このフォ
トインタラプタ２および３に回転円板１の回転に伴って
同一波形で位相の略90゜ずれたパルス状の電気信号が発
生するようになっている。また、原点位置検出用スリッ
ト1cの円弧状のスリット部1bの通過位置には、フォトイ
ンタラプタ４が配置されており、このフォトインタラプ
タ４を用いて回転円板１の回転に伴うスリット部1bの通
過および停留を検出するようになっている。すなわち、
フォトインタラプタ４がスリット部1bを検出している
間、原点位置検出信号が発生するようになっている。

このように構成された回転位置検出器においては、スリ
ット部1bが基準角度位置に配置されたフォトインタラプ
タ４に回転対向する位置をこの回転円板１の原点位置と
しており、この原点位置が直進走行時におけるハンドル
操舵位置に対応づけて設定されている。すなわち、スリ
ット部1bの角度幅αの中心がフォトインタラプタ４に回
転対向する位置を（同図に示した状態）この回転円板１
の原点位置の中心とし、この原点位置の中心を直進走行
時におけるハンドル操舵位置の中心に対応づけて設定し
ている。そして、スリット部1bの角度幅αがハンドルの
遊び角よりも広角度幅に設定されている。

したがって、直進走行中におけるハンドルの遊びにより
回転円板１が揺動したとしても、フォトインタラプタ４
はスリット部1bに必ず対向し、原点位置検出信号は自動
車の直進操舵位置において途切れることなく継続して発
生する。

第２図は、このように構成された回転位置検出器を用い
たハンドル操舵連動システムの一実施例を示すブロック
構成図である。以下、このハンドル操舵連動システムの
構成および動作を説明しながらこの回転位置検出器の特
徴を説明する。

すなわち、第２図において、５は回転位置検出器のフォ
トインタラプタ２および３の送出するパルス状の電気信
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切換回路、６
はこのUP/DOWN切換回路５の送出する処理信号を入力と
するUP/DOWNカウンタ、７はこのカウンタ６におけるカ
ウント値に応じた位置の出力端子（図示せず）を選択
し、そのレベルを「L」あるいは「H」として、ハンドル操舵
に連動して動作する外部機器、例えばコーナリングラン
プシステム等の制御を行なうデコーダである。

UP/DOWN切換回路５は、入力されるパルス状電気信号を
処理して、ハンドルの時計方向（以下、右方向）への操
舵量および反時計方向（以下、左方向）への操舵量に応
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により送出するようになっており、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
カウントするようになっている。すなわち、直進走行時
に回転円板１が位置する原点位置の中心をこの回転円板
の回転センタの中心とし、この回転センタの中心に回転
円板１が位置しているときを基準にしてUP/DOWNカウン
タ６におけるカウント値が零と定められており、ハンド
ルの右操舵によりそのカウント値が順次アップし、左操
舵によりそのカウント値が順次ダウンするようになって
いる。そして、UP/DOWNカウンタ６は、そのカウント値
をデコーダ７およびコンパレータ８〜１０に送出するよ
うになっている。

コンパレータ８〜１０には、ハンドルの所定操舵位置に
対応するカウント値に応じた比較基準値が各々設定され
ており、この比較基準値とUP/DOWNカウンタ６を介して
入力されるカウント値を比較し、その出力レベルを「H」
レベルとするようになっている。すなわち、コンパレー
タ８には、ハンドルの直進操舵位置（以下、ハンドルセ
ンタと呼ぶ）の中心を基準とする180゜右方向（＋方向）
の操舵位置に対応するカウント値N₁が+1回転基準値とし
て設定されており、コンパレータ１０には、ハンドルセ
ンタの中心を基準とする180゜左方向（−方向）の操舵位
置に対応するカウント値N₂が-1回転基準値として設定さ
れている。そして、コンパレータ９に前記N₁およびN₂が
センタ基準値として設定されており、コンパレータ９は
UP/DOWNカウンタ６を介して入力されるカウント値がN₂
以上且つN₁以下の時、即ち入力されるカウント値をＮと
したとき、N₂<N<N₁であれば、その出力端子9aのレベル
を「H」レベルとするようになっている。また、コンパレ
ータ８は入力されるカウント値Ｎが、N≧N₁の時、その
出力端子8aのレベルを「H」レベルとし、コンパレータ１
０は入力されるカウント値Ｎが、N≦N₂の時、その出力
端子10aのレベルを「H」レベルとするようになっている。
そして、コンパレータ８〜１０より送出される「H」レベ
ルの出力信号が、アンドゲート１１〜１３の一端に入力
されるようになっており、アンドゲート１１〜１３の他
端には、アンドゲート１４の出力が入力されるようにな
っている。

ところで、第１図に示した回転位置検出器のフォトイン
タラプタ４より送出される原点位置検出信号は、ハンド
ルセンタを中心とするハンドルの右方向および左方向へ
の１回転毎に発生する。一般に、自動車のハンドルはハ
ンドルセンタを中心として右方向および左方向に２回転
未満回転させることができるようになっており、したが
ってフォトインタラプタ４は回転センタを合わせて合計
３箇所の原点位置を検出し、原点位置検出信号を送出す
る。すなわち、この原点位置検出信号送出時に第２図に
おけるアンドゲート１４の入力端の一方に「H」レベルの
原点検出信号が入力されるようになっており、この原点
検出信号が入力された時、基準クロック発生器１５の送
出するクロック信号がアンドゲート１４を通過し、アン
ドゲート１１〜１３に入力されるようになっている。

そして、アンドゲート１１〜１３を通過するクロック信
号がカウンタ１６〜１８に入力されるようになってお
り、各カウンタにおけるカウント値は、無安定マルチバ
イブレータ１９の送出する１ショット信号の立ち上がり
エッジでラッチ回路２０〜２２に取り込まれ、ラッチ回
路２０〜２２に取り込まれたカウント値がコンパレータ
２３〜２５の所定の入力端に入力されるようになってい
る。すなわち、ラッチ回路２０，２１および２２に取り
込まれるカウント値をそれぞれα，βおよびγとする
と、ラッチ回路２０の送出するカウント値αがコンパレ
ータ２３および２５の非反転入力端に、ラッチ回路２１
の送出するカウント値βがコンパレータ２３の反転入力
端およびコンパレータ２４の非反転入力端に入力される
ようになっており、ラッチ回路２２の送出するカウント
値γがコンパレータ２４および２５の反転入力端に入力
されるようになっている。そして、コンパレータ２３〜
２５の出力がデコーダ２６の入力端子26a〜26cに入力さ
れるようになっており、デコーダ２６は入力端子26a〜2
6cに入力される信号の組み合わせに基づいて出力端子26
d〜26iの内の所定の端子を選択し、その端子の出力レベ
ルを「H」レベルとするようになっている。第１表にデコ
ーダ２６の真理値表を示す。

すなわち、ラッチ回路２０，２１および２２に取り込ま
れるカウント値α，βおよびγの大小関係によって、
「H」レベルとなる出力端子の選択位置が第１表に示すよ
うに決定されるようになっており、出力端子26d〜26iよ
り送出される信号がナンドゲート２７〜３２の一端に入
力されるようになっている。そして、ナンドゲート２７
および２８の他端にアンドゲート１３の出力が分岐され
て入力されるようになっており、ナンドゲート29および
３２の他端にアンドゲート１２の出力が分岐されて入力
され、ナンドゲート３０および３１の他端にアンドゲー
ト１１の出力が分岐されて入力されるようになってい
る。そして、ナンドゲート２７〜３２の出力が単安定マ
ルチバイブレータ３３に入力されるようになっており、
単安定マルチバイブレータ３３は入力される信号の立ち
下がりエッジで作動し、UP/DOWNカウンタ６にこのカウ
ンタにおけるカウント値を零に戻すリセット信号を送出
するようになっている。また、マルチバイブレータ３３
の送出するリセット信号は分岐されてラッチ回路２０〜
２２にも入力されるようになっており、このラッチ回路
２０〜２２におけるラッチデータをリセットするように
なっている。

尚、単安定マルチバイブレータ１９の送出する１ショッ
ト信号の立ち下がりエッジで単安定マルチバイブレータ
３４が作動するようになっており、このマルチバイブレ
ータ３４の送出する１ショット信号がカウンタ１６〜１
８におけるカウント値を零に戻すリセット信号となって
いる。また、単安定マルチバイブレータ１９は、タイマ
回路３５の送出する、所定時間継続して「H」レベルとな
る発信タイマ信号の立ち下がりエッジで作動し、ラッチ
回路２０〜２２に送出する１ショット信号を所定時間々
隔毎に繰り返して送出するようになっている。

次に、このように構成された装置の動作を説明する。す
なわち、今、自動車が直進走行を行っており、ハンドル
操舵に連動して回転する回転円板１が第１図に示したよ
うな回転センタの中心にあるものとする。この時、UP/D
OWNカウンタ６におけるカウント値は実際には零となっ
ていなければならないはずであるが、前述したような電
気雑音あるいはイグニッションスイッチオフ後のハンド
ル回転等により、零に対してずれたカウント値となって
いる場合が有り得る。このようなずれたカウント値がデ
コーダ７に入力されると、このデコーダ７を用いて制御
される外部機器がそのカウント値に応じてずれた動作を
行ってしまうという不具合が生じてしまう。しかし、本
実施例においては、以下に説明するような補正動作が速
やかに行われるので、支障なく外部機器をハンドル操舵
に連動させて制御することができるようになる。

すなわち、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値は、
デコーダ７に入力されると同時にコンパレータ８〜１０
にも入力されるようになっており、コンパレータ８〜１
０において各基準値と比較される。つまり、UP/DOWNカ
ウンタ６におけるカウント値ＮがＮ≧Ｎ_１の時は、コン
パレータ８がその出力端子8aより「H」レベルの信号を送
出し、Ｎ≦Ｎ_２の時はコンパレータ１０がその出力端子
10aより「H」レベルの信号を送出する。また、Ｎ_２＜Ｎ＜
Ｎ_１の時はコンパレータ９がその出力端子9aより「H」レ
ベルの信号を送出し、コンパレータ８〜１０の出力状態
によりアンドゲート１１〜１３の内のいずれかがセット
状態となる。一方、アンドゲート１４は、入力される原
点検出信号の発生期間において、基準クロック発生器１
５の送出するクロック信号を通過させ、アンドゲート１
１〜１３の他端へ送る。アンドゲート１１〜１３の他端
へ送られたクロック信号は、カウンタ６におけるカウン
ト値に応じて既にセット状態にあるアンドゲート（１１
〜１３の内のいずれか）を通過して後段のカウンタへ送
られる。すなわち、アンドゲート１４に入力される原点
検出信号は、回転円板の回転センタ位置と、この回転セ
ンタ位置を中心とする左右方向への１回転位置とにおい
て発生し、カウンタ６におけるカウント値のずれがハン
ドル操舵角にして±180゜未満であれば、回転センタ位置
における原点検出信号発生時には、カウンタ６における
カウント値に基づきコンパレータ９の出力が「H」とな
る。また、右方向１回転位置において原点検出信号が発
生する場合にはカウンタ６におけるカウント値に基づき
コンパレータ８の出力が「H」となり、左方向１回転位置
において発生する場合にはコンパレータ１０の出力が
「H」となる。したがって、回転センタ位置において原点
検出信号が発生している間は、カウンタ１７が基準クロ
ック発生器１５のクロック信号のカウントを行い、右方
向１回転位置において原点検出信号が発生している間は
カウンタ１６がクロック信号のカウントを行う。また、
左方向１回転位置において原点検出信号が発生している
間は、カウンタ１８がクロック信号のカウントを行うよ
うになる。つまり、カウンタ１６〜１８の各々は、各回
転位置において原点検出信号が発生している時間、即ち
回転円板１の３箇所における原点位置停留時間の各々を
クロック信号のカウント値に置き換えて積算する。そし
て、各カウンタ１６〜１８におけるカウント値は、タイ
マ回路３５の送出する発信タイマ信号の立ち下がりエッ
ジで動作する単安定マルチバイブレータ１９の１ショッ
ト信号によりラッチ回路２０〜２２に取り込まれること
になる。一方、そのカウント値が取り込まれた後のカウ
ンタ１６〜１８は、単安定マルチバイブレータ１９の送
出する１ショット信号の立ち下がりエッジで動作する単
安定マルチバイブレータ３４の１ショット信号でリセッ
トされ、そのカウント値が零に戻り、次に入力されるク
ロック信号のカウンタに備える。つまり、カウンタ１６
〜１８は、タイマ回路３５の送出する発信タイマ信号の
周期で定まる所定時間内に入力されるクロック信号のカ
ウントを行い、ラッチ回路２０〜２２にはこの所定時間
内においてカウントされたカウント値が入力されるよう
になる。

しかして、ラッチ回路２０，２１および２２に取り込ま
れたカウント値（α，βおよびγ）がコンパレータ２３
〜２５を用いて比較される。一般に、自動車の走行中に
おいては、その殆んどが直進走行であるといっても過言
ではなく、このため、回転円板の回転センタ位置におい
て原点検出信号が発生する積算時間は、右方向１回転位
置および左方向１回転位置に比して長くなる。まして
や、本実施例においては、回転円板１の原点位置検出用
スリット1cの角度幅αがハンドルの遊び角よりも広角度
幅に設定されているので、直進走行中にハンドルがその
遊び角の範囲内で回転していたとしても確実に原点検出
信号が継続して発生し、回転円板の回転センタ位置にお
いて原点検出信号が発生する積算時間は、右および左方
向１回転位置に比して必ず長くなる。したがって、カウ
ンタ６におけるカウント値のずれがハンドル操舵角にし
て±180゜未満であり且つ通常の運転状態時であれば、ラ
ッチ回路２１に取り込まれるカウント値βは必然的に最
大となる。つまり、デコーダ26は、ラッチ回路２０，２
１および２２におけるカウント値α，βおよびγの大小
関係によって、出力端子26fあるいは26iより「H」レベル
の信号を送出するようになる。このような状態におい
て、アンドゲート１２が基準クロック発生器１５の送出
するクロック信号を通せば、ナンドゲート２９および３
２の他方側の入力端が「H」レベルとなり、単安定マルチ
バイブレータ３３に入力される入力信号が立ち下がり、
UP/DOWNカウンタ６にリセット信号が入力されてそのカ
ウント値が零となる。つまり、所定時間内において最大
のカウントを行なうカウンタ１７にアンドゲート１２を
介してクロック信号が入力される時点でUP/DOWNカウン
タ６がリセットされるので、即ち３箇所の原点位置内の
内回転センタ位置に回転円板１が位置した時点でUP/DOW
Nカウンタ６がリセットされるので、UP/DOWNカウンタ６
の適確な補正がなされる。尚、単安定マルチバイブレー
タ３３の送出するリセット信号はラッチ回路２０〜２２
にも入力され、これらラッチ回路におけるラッチ動作を
リセットし、次のデータ取り込み動作に備える。

以上は、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値のずれ
がハンドル操舵角にして±180゜未満であることを前提に
して説明をしたが±180゜以上であってもUP/DOWNカウン
タ６におけるカウント値の補正は支障なく行なわれる。

例えば、今、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値の
ずれがハンドル操舵角にして+180゜以上、例えば+360゜で
あったとする。この時、UP/DOWNカウンタ６の送出する
カウント値Ｎは、回転円板の回転センタ位置および右方
向１回転位置においてN₁以上となり、左方向１回転位置
にあってはＮ_２＜Ｎ＜Ｎ_１となる。したがって、回転セ
ンタ位置および右方向１回転位置において、コンパレー
タ８の出力が「H」レベルとなり、アンドゲート１１を通
過するクロック信号がカウンタ１６によって積算してカ
ウントされる。また、左方向１回転位置においては、コ
ンパレータ９の出力が「H」レベルとなり、アンドゲート
１２を通過するクロック信号がカウンタ１７によって積
算してカウントされる。自動車の走行中においては、前
述した通りその殆んどが直進走行であるため、回転セン
タ位置において原点検出信号が発生する時間が最も長
い。つまり、カウンタ１６は右方向１回転位置における
原点検出信号の発生時間をも含んでカウントするが、そ
のカウント値に含まれる右方向１回転位置成分は極めて
少なく、このカウンタ１６にアンドゲート１１を介して
クロック信号が入力される時点を直進走行時点として判
定しても差し支えない。すなわち、ラッチ回路２０，２
１および２２に取り込まれるα，βおよびγなるカウン
ト値のコンパレータ２３〜２５を用いた比較例により、
αが最大であると判定され、デコーダ26の出力端子26g
および26hより「H」レベルの信号が送出される。そして、
アンドゲート１１を介してクロック信号が送出された時
点で、即ち３箇所の原点位置の内回転センタ位置に回転
円板１が位置した時点で、ナンドゲート３０および３１
の他方の入力端が「H」レベルとなり、UP/DOWNカウンタ６
がリセットされ、そのカウンタ値が適確に補正されるこ
とになる。

また、UP/DOWNカウンタ６におけるカウント値のずれが
ハンドル操舵角にして-180゜以上であった場合も同様に
して、今度はラッチ回路２２におけるカウント値γが最
大となり、回転円板が回転センタに位置した時、UP/DOW
Nカウンタ６のカウント値の適確な補正がなされる。

以上説明したように、本実施例においては、回転円板１
の原点位置検出用スリット1cの角度幅をハンドルの遊び
角よりも広角度幅としたので、直進走行中にハンドルが
その操舵位置の中心に正確に位置していなくとも、即ち
遊び角の範囲内で回転していたとしても確実に原点検出
信号がアンドゲート１４に入力され、この原点検出信号
に基づいて適確にUP/DOWNカウンタ６を補正することが
できる。

尚、本実施例においては、回転円板１に原点位置検出用
のスリット1cを開設するようにしたが、このスリットと
同一形状の鏡面とし、発光素子の光を反射させて受光素
子で受けるように構成してもよい。また、原点位置検出
用のスリット1cは本実施例のような形状に限るものでは
なく、ハンドルの遊び角よりも広角度幅のスリットであ
れば、任意の形状としてもよい。また発光素子および受
光素子よりなるフォトインタラプタで原点位置の検出を
行なうようにしたが、ホール素子等を用いた磁気的セン
サ等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
車輌のハンドル操舵に連動して回転する回転体の所定回
転角度位置にハンドルの遊び量よりも広角度範囲の原点
ゾーンを設けたので、ハンドル操舵の遊びよりも広い範
囲で原点位置を検出することができ、ハンドルの操舵位
置がその遊び量によりずれていたとしても、回転体のセ
ンタ位置すなわち直進操舵位置を適確に判定することが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転体のセンタ位置判定装置にお
ける回転位置検出器の一実施例を示す概略構成図、第２
図はこの回転位置検出器を用いたハンドル操舵連動シス
テムの一実施例を示すブロック構成図である。１……回転円板、２〜４……フォトインタラプタ、1a…
…回転角検出用スリット、1b……円弧状スリット部、1c
……原点位置検出用スリット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輌のハンドル操舵に連動して時計方向お
よび反時計方向へ回転する回転体と、この回転体の所定回転角度位置に設けられた原点ゾーン
が基準角度位置と回転対向する位置を原点位置とし、こ
の回転体が１回転毎に通過する原点位置を検出する原点
位置検出手段と、この原点位置検出手段の検出結果に基づいて、前記回転
体の１回転毎に位置する原点位置の中から、その一つを
前記回転体の時計方向および反時計方向への回転センタ
位置として判定するセンタ位置判定手段とを備えた回転
体のセンタ位置判定装置であって、前記原点ゾーンが前記ハンドルの遊び量よりも広角度範
囲とされていることを特徴とする回転体のセンタ位置判
定装置。