JPH07117365B2

JPH07117365B2 - 操舵角検出器

Info

Publication number: JPH07117365B2
Application number: JP19100586A
Authority: JP
Inventors: 真人吹野; 貞博高橋; 登杉浦
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-08-14
Filing date: 1986-08-14
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS6347611A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、自動車等の車両に用いられる操舵角検出器
に関する。

〔従来の技術〕従来の操舵角検出器としては、例えば、この出願人が先
に出願したもので実開昭59−8161号公報に記載されてい
るようなものがある。

このものは、回転円盤の円周上又は回転軸上に連続的に
設けられた複数の被検出物を光学式センサにより検出し
て、前記回転円盤又は回転軸の回転量を検出する回転量
検出装置において、前記センサは、検出する光量に応じ
た検出信号を発生するものであり、前記被検出物は、そ
の時計方向及び反時計方向の回転に対して、前記センサ
の検出光量が異なる方向に変化する形態を有していて、
前記回転円盤又は回転軸の回転に伴って生じる検出光量
の変化状態を前記センサを介して検出し、回転方向を判
別すると共に検出光の発生数をカウントすることを特徴
としており、回転量と回転方向とを簡単な構造の電子回
路によって検出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の操舵角検出器にあって
は、回転軸又はこれと一体の回転円盤の外側にセンサを
配設し、そのセンサにより回転円盤に設けた被検出物又
は回転軸自体に設けた被検出物を検出する構造となって
いたため、ステアリングコラム全体が太くなり、その設
置のために大きなスペースが必要であるばかりでなく、
その部分が車室内に露出していることから運転者の足下
付近が狭くなるという不十分な点があった。

この発明は、このような従来の操舵角検出器の不十分な
点に着目してなされたものであり、電気抵抗部材に、車
両直進時に略中央に位置する第１の集電部材と、これと
電気的不感帯が一致しないように位置する第２の集電部
材とを設け、両集電部材の検出値のうち少なくとも現在
値及び前回検出値の４個を記憶することができる記憶手
段と、これら４個の検出値に基づき操舵角を演算する演
算手段と、を設けることにより、上記不十分な点を解決
することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、この発明は、第１図の基本
構成図に示すように、操舵量に応じた相対回転変位を生
ずるように入力軸をハウジングに回転自在に支持し、前
記入力軸及びハウジングの、一方には片面又は両面に前
記回転軸心線に対して同心をなすように配設された電気
抵抗部材を有する円盤状基板を設けると共に、他方には
前記電気抵抗部材に摺接し且つ電源に接続された集電部
材を設け、前記相対回転変位により生ずる電圧の変化か
ら操舵角を演算する演算装置を備えた操舵角検出器にお
いて、前記集電部材は、車両直進時に前記電気抵抗部材
の略中央に位置する第１の集電部材と、この第１の集電
部材と電気的不感帯が一致しない位置に設けられた第２
の集電部材とを少なくとも有し、前記演算装置は、前記
第１及び第２の集電部材により検出された電圧情報のう
ち、少なくとも現在値と前回の検出値との４個の電圧情
報を記憶することができる記憶手段と、これら４個の電
圧情報に基づき操舵角を演算する演算手段とを設けたこ
とを特徴としている。

〔作用〕

而して、この発明では、操舵操作によって入力軸とハウ
ジングとの間に相対回転変位が生じると、その操舵量に
応じて円盤状基板に設けた電気抵抗部材と第１の集電部
材及び第２の集電部材との間に生じる電圧が変化するた
め、その電圧検出値のうち、少なくとも現在値と前回検
出値の４個の電圧情報を記憶手段で記憶し、その４個の
電圧情報に基づいて演算手段で操舵角を演算すると共
に、電圧検出値が設定された範囲を越えている時にはそ
の検出値は異常であると判定し、残りの正常な検出値を
用いて操舵角を算出するようにして、操舵角を精度良く
検出することができるようにすると共に、装置の小型化
を図りつつ安価に製造できるようにする。

〔実施例〕

以下、この発明を図示実施例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すもの
で、電動機の回転力で操舵力を補助するようにした電動
式動力舵取り装置に適用した図である。

まず、構成を説明すると、第２図に示す、１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の一部を構成する入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側の開口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13,13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1
4,14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10,1
1に予圧を付与するためのナット、17は、ナット16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、
その穴にはバネ部材の一具体例を示すトーションバー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1aとはピン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1a側の端面に対向す
る軸方向孔9bに挿入され且つピン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1a側の端
部には、当該スタブシャフト1a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の穴を貫通する前記スタブシャフト1aの下端部と
当該ハブ9cとの間には針状コロ軸受23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の外側にはウォームホイ
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、ウォームホイール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、ウォームホイール24にはギヤボックス４に回転自在
に支持されたウォーム26が噛合しており、このウォーム
26の軸部にモータ27の回転軸が連結されている。モータ
27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1b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1aにカシメにより固定して、スタブシャフト
1aと円盤状基板28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のウォームホイール24側の面には、
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2
8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1a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側の面には、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41,42,43,4
4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の、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46を介して反対面に形成さ
れた前記接続用電気良導体33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50のウォームホイー
ル24側への軸方向移動を平ワッシャ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ッ
シャ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、ウォームホイール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、ウォ
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
ォームホイール24と回転部材50とを回転方向へ一体とし
ている。そして、回転部材50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、これによりウォームホイール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ヵ所には、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58a,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,59b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ヵ所に
は、第８図に示すような形状をなす櫛歯状の集電部材60
a,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,61,62,63,64は、６枚の
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
31,32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、両固定
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_hから最小出力値T_lまでの間で変化し、また、操舵角
に応じた出力電圧は第11図に示すように、最大出力値E_h
から最小出力値E_lまでの間で変化するように設定してい
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とピニオンシャフト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とピニオ
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32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の抵抗値変化に基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、この実施例では、互いに180度回転変位した
２ヵ所で舵角の検出を行っている。すなわち、通常の操
舵角検出信号としては、車両直進時の電気抵抗部材40の
中央部に設定された第１の集電部材60aにより検出され
る信号Ｅを使用する。これは、約±180度以内の範囲で
は電気抵抗部材40の不連続点（電気的不感帯）が存在し
ないので、絶対回転変位量が約360度以内の小舵角及び
中舵角時には、上記操舵角検出信号Ｅのみを使用する。

これに対して、電気抵抗部材40には10〜20度程度の不連
続部分である電気的不感帯ｇ（第11図参照）が存在して
おり、約±180度付近では電気抵抗部材40が電気的不感
帯ｇ内に入り、操舵角検出信号Ｅの出力電圧が零となる
ため、この場合には、これを補正するために設けた第２
の集電部材60bにより検出される信号Ｆを使用する。

次に、操舵角検出信号Ｅが電気的不感帯ｇ内にある時の
操舵角θ、操舵角速度及び操舵角加速度θの補正方法
について説明する。

上記操舵角θを検出する動作を、前記制御装置30を構成
する例えばマイクロコンピュータの演算処理装置での処
理手順を示す第12図に従って説明する。

上記マイクロコンピュータは、少なくとも入出力装置と
してのインタフェース回路と、演算処理装置と、記憶装
置とを有している。そして、記憶装置には、少なくとも
演算処理装置の演算処理に必要な処理プログラムと、前
記第１及び第２の集電部材60a,60bにより検出された電
圧情報のうち、少なくとも現在値と前回のタイマ割込処
理時における検出値との４個の情報を記憶することがで
きる記憶手段としての４個の操舵角情報記憶領域と、操
舵状態に応じた状態記憶変数Ｇを記憶することができる
状態記憶変数記憶領域（初期設定時は０にセット）とが
設けられていると共に、演算処理装置の演算結果を逐次
的に記憶する。

なお、制御装置30は、検出されたアナログ電圧値をデジ
タル値に変換するA/D変換器と、演算結果としてのデジ
タル値をアナログ値に変換するD/A変換器等を有してい
る。

第12図に示す処理は、例えば予め設定された所定のメイ
ンプログラムに対して所定時間（例えば50msec）の間隔
毎にタイマ割込処理として実行される。

すなわち、ステップでは、操舵角検出信号E,Fを読み
込み、これらを主操舵角検出値E_k及び副操舵角検出値F_k
として記憶装置の現在の操舵角検出値記憶領域に一時記
憶する。

次に、ステップに移行して、ステップで記憶した主
操舵角検出値E_kを読み出し、その主操舵角検出値E_kが０
であるか否かを判定する。その判定の結果、E_k＝０であ
る時には、第１の集電部材60aが電気的不感帯ｇ内にあ
るものと判定して、ステップに移行する。

このステップでは、前回の操舵角検出値記憶領域に記
憶した主操舵角検出値E_k-1を読み出し、その主操舵角検
出値E_k-1が０であるか否かを判定する。その判定の結
果、E_k-1≠０である時には、第１の集電部材60aが電気
的不感帯ｇ内に突入したものと判定して、ステップに
移行する。

このステップでは、前回のタイマ割込処理において演
算された操舵角θ_k-1を基準操舵角θ_ｆとして記憶装置
の基準操舵角記憶領域に一時記憶する。

次いで、ステップに移行して、前回の操舵角検出値記
憶領域に記憶した副操舵角検出値F_k-1を基準値F_inとし
て記憶装置の基準値記憶領域に一時記憶する。

続いて、ステップに移行する一方、前記ステップの
判定結果がE_k-1＝０である時には、直接ステップに移
行する。

このステップでは、下記の（１）式に基づいて操舵角
θ_ｋを算出し、これでタイマ割込処理を終了してメイン
プログラムに復帰する。

θ_ｋ＝θ_ｆ＋Ｋ・（F_k−F_in） ……（１）但し、Ｋは電圧値を角度に換算する定数また、前記ステップの判定結果がE_k≠０である時に
は、ステップに移行して、前回の操舵角検出値記憶領
域に記憶した主操舵角検出値E_k-1が０であるか否かを判
定する。その判定の結果、E_k-1＝０である場合には、ス
テップに移行する。

このステップでは、今回の主操舵角検出値E_kが予め設
定された中間電圧値E_mより大であるか否かを判定する。
この場合の判定は、現在の操舵位置が右側操舵領域にあ
るか左側操舵領域にあるかを見るものであり、その判定
の結果、E_k＞E_mである場合には現在の操舵位置は右側操
舵領域にあるものと判定して、ステップに移行する。

このステップでは、今回と前回の副操舵角検出値F_k,F
_k-1を読み出し、今回の副操舵角検出値F_kから前回の副
操舵角検出値F_k-1を減算して得た差値が０より大である
か否かを判定する。この場合の判定は、操舵方向が右で
あるか左であるかを見るものであり、その判定の結果、
F_k−F_k-1≦０である場合にはステアリングホイール２が
右切りされているものと判定して、ステップに移行す
る。

このステップでは、記憶装置に設けた状態記憶変数記
憶領域の内容である状態記憶変数Ｇを０とし、続いてス
テップに移行して、下記の（２）式に基づき操舵角θ
_ｋを算出し、これでタイマ割込処理を終了してメインプ
ログラムに復帰する。

θ_ｋ＝Ｋ・（E_k−E_m） ……（２）また、前記ステップの判定結果がF_k−F_k-1≦０である
場合には、ステップに移行して、状態記憶変数記憶領
域の状態記憶変数Ｇを１に書き替え、続いてステップ
に移行して、下記の（３）式に基づき操舵角θ_ｋを算出
し、これでタイマ割込処理を終了する。

θ_ｋ＝180゜＋ｇ＋Ｋ・（E_k−K_l） …（３）また、前記ステップの判定結果がE_k≦E_mである場合に
は、現在の操舵位置は左側操舵領域にあるものと判定し
て、ステップに移行する。

このステップでは、前記ステップと同様に今回の副
操舵角検出値F_kから前回の副操舵角検出値F_k-1を減算し
て得た差値が０より大であるか否かを判定する。その判
定の結果、F_k−F_k-1＞０である場合にはステアリングホ
イール２が右切りされているものと判定して、前記ステ
ップに移行する一方、F_k−F_k-1≦０である場合にはス
テップに移行する。

このステップでは、状態記憶変数記憶領域の状態記憶
変数Ｇを２に書き替え、続いてステップに移行して、
下記の（４）式に基づき操舵角θ_ｋを算出し、これでタ
イマ割込処理を終了する。

θ_ｋ＝−180゜＋Ｋ・（E_k−E_h） …（４）さらに、前記ステップの判定結果がE_k-1≠０である場
合には、ステップに移行して、状態記憶変数記憶領域
の状態記憶変数Ｇを読み出し、その状態記憶変数Ｇが０
であるか否かを判定する。その判定の結果、Ｇ＝０であ
る場合には前記ステップに移行する一方、Ｇ≠０であ
る場合にはステップに移行する。

このステップでは、状態記憶変数Ｇが１であるか否か
を判定する。その判定の結果、Ｇ＝１である場合には前
記ステップへ移行する一方、Ｇ≠１である場合には前
記ステップへ移行する。

なお、上述した説明では、固定抵抗67.68によって操舵
角に応じた出力電圧の最小出力値E_Lを設定したが、固定
抵抗37.68を用いずE_K,E_Lが電源電圧とアース電圧間で変
動するようにしても、不感帯幅相当の舵角ｇの分精度が
低下するのみで実用は可能である。

次に、操舵速度を算出する場合について説明する。

この場合、操舵角検出値Ｅ（Ｆも同様）が有限値から０
に落ちる瞬間は＝−∞、これとは反対に操舵角検出値
Ｅ（Ｆ）が０から有限値に上がる瞬間は＝＋∞、ま
た、操舵角検出値Ｅ（Ｆ）が電気的不感帯内にある時は
＝０である。

従って、予め操舵角速度の最小値_min及び最大値_max
を設定しておき、操舵角検出値Ｅ（Ｆ）に基づいて算出
された操舵速度算出値が両設定値間（_min≦_max）
にある方の値を操舵速度として用いることができる。
この場合、主操舵角検出値Ｅ及び副操舵角検出値Ｆが共
に所定範囲内の値（_min≦≦_max）である場合に
は、主操舵角検出値Ｅに基づいて算出された値を操舵速
度算出値として用いる。

また、操舵加速度θの算出は、上記操舵速度算出値を
用いて、これを微分することにより容易に求めることが
できる。

而して、この実施例では、マイクロコンピュータ等を用
いて上記処理を実行することにより、操舵角θ、操舵速
度及び操舵加速度θを簡単に精度良く検出することが
できる。しかも、操舵角検出値E,Fを常時モニタできる
ことから、次のような異常判断処理を行うこともでき
る。

すなわち、操舵角検出用電気抵抗部材40及びトルク検出
用電気抵抗部材31,32に対して直列接続されるように電
源66の前後に２個の固定抵抗器67,68を設け、その電位
差を調整して予め出力電圧の最大値E_hと最小値E_lとを設
定したため、主操舵角検出値E_k及び副操舵角検出値F_kの
うち、最大値E_hを高い側に、また最小値E_lを低い側に越
える値をもつ検出信号は異常であると判断することがで
きる。さらに、E_k＜E_l且つF_k＜E_lである場合も異常であ
るが、これだけではどちらの検出部が異常であるか区別
がつかないため、この場合には、E_k＜E_lの状態であるう
ちにF_kの変化量が予め設定した変化量ΔＦ（＞不感帯ｇ
に相当する値）を越えた時は、E_kを異常と判定し、これ
とは逆に、F_k＜E_lの状態であるうちにE_kの変化量ΔＥを
越えた時はF_kを異常と判定する。

かかる実施例の動作を、前記マイクロコンピュータの演
算処理装置での処理手順の他の例を示す第13図に従って
説明する。この実施例の場合も、前記実施例と同様にタ
イマ割込処理として実行される。

まず、ステップでは、操舵角検出信号E,Fを読み込
み、これらを主操舵角検出値E_k及び副操舵角検出値F_kと
して記憶装置の現在の操舵角検出値記憶領域に一時記憶
する。

次に、ステップに移行して、ステップで記憶した主
操舵角検出値E_kを読み出し、その主操舵角検出値E_kがE_l
より小であるか否かを判定する。その判定の結果、E_k≧
E_lである時には、主操舵角検出値E_kは正常であるものと
判定して、ステップに移行する。

このステップでは、ステップで記憶した副操舵角検
出値F_kを読み出し、その副操舵角検出値F_kがE_lより小で
あるか否かを判定する。その判定の結果、F_k≧E_lである
時には、副操舵角検出値F_kも正常であるものと判定し
て、これでタイマ割込処理を終了してメインプログラム
に復帰する。

これに対して、ステップの判定結果がF_k＜E_lである時
には、副操舵角検出値F_kは異常であるものと判定して、
ステップに移行する。

このステップでは、前回のタイマ割込処理で記憶した
副操舵角検出値F_k-1を読み出し、F_k-1＜E_lであるか否か
を判定する。その判定の結果、F_k-1≧E_lである時にはス
テップに移行して、前回の主操舵角検出値E_k-1を主基
準値E_inとして主基準値記憶領域に一時記憶し、次い
で、ステップに移行する一方、F_k-1＜E_lである時には
直接ステップに移行する。

このステップでは、ステップで記憶した主操舵角検
出値E_kとステップで記憶した主基準値E_inとを読み出
し、主操舵角検出値E_kと主基準値E_inとの差値を算出す
ると共に、その差値の絶対値|E_k−E_in|を主操舵角検出
値E_kの変化量ΔＥとして記憶装置の所定記憶領域に一時
記憶する。

次に、ステップに移行して、ステップで記憶した変
化量ΔＥと予め設定された不感帯幅相当値ｇとを読み出
し、ΔＥ＞ｇであるか否かを判定する。その判定の結
果、ΔＥ≦ｇである場合には第１の集電部材60aが不感
帯内にあるため主操舵角検出値E_kが主基準値E_lより小さ
い値を示しているものと判定し、これでタイマ割込処理
を終了する。

一方、ステップの判定結果がΔＥ＞ｇである場合に
は、副操舵角検出値F_kが異常であるものと判定して、ス
テップに移行して、ワーニングランプを点灯させて警
報を発生する。

次いで、ステップに移行して、正常な主操舵角検出値
E_kのみに基づき暫定的な舵角算出方法を実行して操舵角
を算出する。

かかる暫定的な舵角算出方法としては、例えば次のよう
な処理によって実行される。すなわち、電気的不感帯内
では操舵角検出値E_kは０となるため、前回の操舵角検出
値E_k-1をホールドしておき、そのホールド値を用いて上
記演算を継続する。この場合、前記ホールド値は、第14
図に示すように切込み側と切戻し側とで電位差ｓを設
け、その電位差ｓから操舵方向が切込み側か切戻し側か
を判断するようにする。

同様に、操舵速度は、前記操舵角算出値θ_ｋを用いる
と不連続部分での絶対値が非常に大きな値となるた
め、E_k＜E_lの場合には、このE_k＜E_l状態に入る１ステッ
プ前の基準操舵角θ_ｆを記憶しておき、その値で操舵角
算出値θ_ｋを代用して操舵速度を算出する。この場
合、操舵速度が急変する部分は電気的不感帯ｇという
約10度程度の小さな幅であり、操舵速度の急変が生じ
る確率は極めて低いものであるため、上記暫定方法によ
って充分に補うことができる。

また、前記ステップの判定結果がE_k＜E_lである場合に
は、ステップに移行して、前回のタイマ割込処理で記
憶した主操舵角検出値E_k-1を読み出し、E_k-1＜E_lである
か否かを判定する。その判定の結果、E_k-1≧E_lである時
にはステップに移行して、前回の副操舵角検出値F_k-1
を副基準値F_inとして副基準値記憶領域に一時記憶し、
次いで、ステップに移行する一方、E_k-1＜E_lである時
には直接ステップに移行する。

このステップでは、ステップで記憶した副操舵角検
出値F_kとステップで記憶した副基準値F_inとを読み出
し、副操舵角検出値F_kから副基準値F_inを減算して差値
を算出すると共に、その差値の絶対値|F_k−F_in|を副操
舵角検出値F_kの変化量ΔＦとして記憶装置の所定記憶領
域に一時記憶する。

次に、ステップに移行して、ステップで記憶した変
化量ΔＦと不感帯幅相当値ｇとを読み出し、ΔＦ＞ｇで
あるか否かを判定する。その判定の結果、ΔＦ≦ｇであ
る場合には第２の集電部材60bが不感帯内にあるため副
操舵角検出値F_kが副基準値F_lより小さい値を示している
ものと判定し、これでタイマ割込処理を終了する。

一方、ステップの判定結果がΔＦ＞ｇである場合に
は、主操舵角検出値E_kが異常であるものと判定して、ス
テップに移行して、ワーニングランプを点灯させて警
報を発生する。

次いで、ステップに移行して、正常な副操舵角検出値
F_kのみに基づき前記暫定的な舵角算出方法を実行して操
舵角を算出する。

上記ステップ，及びの処理で記憶手段を構成して
いると共に、ステップ，，及びの処理で演算手
段を構成している。

第15図乃至第18図には、この発明の第２の実施例を示
す。

この実施例は、第15〜17図に示すように、円盤状基板70
の片面のみに操舵角検出用電気抵抗部材40と、トルク検
出用電気抵抗部材71と、３個の電気良導体41,42,43を設
けたものである。そのため、この実施例では、前記実施
例における最外側に位置する電気良導体44を廃止して、
その後に１個のトルク検出用電気抵抗部材71を設けると
共に、この電気抵抗部材71と同心円上に所定距離隔てて
電気良導体72を設け、この電気良導体72を新たに最外側
に位置することになった電気良導体43に接続している。
そして、電気抵抗部材71の一側に接続したリベット73と
アースライン用電気良導体42の端子42aに接続したリベ
ット46とを裏面においてハーネス74で接続していると共
に、同電気抵抗部材71の他側に接続したリベット75と電
源ライン用電気良導体41の端子41aに接続したリベット4
5とを裏面においてハーネス76で接続している。

さらに、上記電気抵抗部材71と電気良導体72とには、第
18図に示すように長手方向の両側に櫛歯状の接触部を設
けた集電部材77の各櫛歯部分を接触させている。この集
電部材77も前記実施例と同様に、ウォームホイール24と
一体に回転する回転部材78に取付けられている。他の構
成は前記実施例と同様である。

而して、この実施例では、トルク検出用抵抗部材71を１
個としたため、信号を外部へ取り出すためのハーネスを
１本省略することができると共に、円盤状基板70の片面
にのみ抵抗部材40等を印刷しているため、基板製造の容
易化と構造の簡素化とを図ることができ、安価に製造で
きる。

さらに、第19図及び第20図には、この発明の第３の実施
例を示す。

この実施例は、電源ライン用電気良導体41に前記第８図
に示した集電部材を２個接触させると共に、アースライ
ン用電気良導体42に同集電部材を２個接触させることに
より、電源ライン80及びアースライン81を共に２系統と
したものである。他の構成は前記第１の実施例と同様で
あり、このように構成することにより、電源ライン及び
アースラインの断線による不具合を防止して、その信頼
性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、電気抵抗
部材に、車両直進時に略中央に位置する第１の集電部材
と、これと電気的不感帯が一致しないように位置する第
２の集電部材とを設け、両集電部材の検出値のうち少な
くとも現在値及び前回検出値の４個を記憶することがで
きる記憶手段と、これら４個の検出値に基づき操舵角を
演算する演算手段と、を設ける構成としたため、操舵角
を精度良く検出することができると共に、装置の小型化
を図りつつ安価に製造することができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を示すブロック図、第２図
はこの発明の全体構成を示す概略説明図、第３図は第２
図のIII−III線部分の拡大断面図、第４図はこの発明に
係わる円盤状基板の一面を示す図、第５図は同じく円盤
状基板の他面を示す図、第６図は同じく波形バネを示す
斜視図、第７図及び第８図は同じく集電部材を夫々示す
斜視図、第９図は同じく電気回路図、第10図は操舵力と
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図は同じく制御装置の
処理手順の一例を示すフローチャート、第13図は制御装
置の処理手順の他の例を示すフローチャート、第14図は
操舵角と出力電圧との関係を示すグラフ、第15図はこの
発明の第２の実施例を示すもので第３図に相当する部分
の拡大断面図、第16図は同じく円盤状基板の一面を示す
図、第17図は同じく円盤状基板の他面を示す図、第18図
は同じく波形バネを示す斜視図、第19図はこの発明の第
３の実施例を示すもので第３図に相当する部分の拡大断
面図、第20図はその電気回路図である。 1a……スタブシャフト（入力軸）、４……ギヤボックス
（ハウジング）、９……ピニオンシャフト、20……トー
ションバー、24……ウォームホイール、28,70……円盤
状基板、30……制御装置、40……電気抵抗部材、50,78
……回転部材、51……リング部材、60a……第１の集電
部材、60b……第２の集電部材、66……電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵量に応じた相対回転変位を生ずるよう
に入力軸をハウジングに回転自在に支持し、前記入力軸
及びハウジングの、一方には片面又は両面に前記回転軸
心線に対して同心をなすように配設された電気抵抗部材
を有する円盤状基板を設けると共に、他方には前記電気
抵抗部材に摺接し且つ電源に接続された集電部材を設
け、前記相対回転変位により生ずる電圧の変化から操舵
角を演算する演算装置を備えた操舵角検出器において、
前記集電部材は、車両直進時に前記電気抵抗部材の略中
央に位置する第１の集電部材と、この第１の集電部材と
電気的不感帯が一致しない位置に設けられた第２の集電
部材とを少なくとも有し、前記演算装置は、前記第１及
び第２の集電部材により検出された電圧情報のうち、少
なくとも現在値と前回の検出値との４個の電圧情報を記
憶することができる記憶手段と、これら４個の電圧情報
に基づき操舵角を演算する演算手段とを設けたことを特
徴とする操舵角検出器。
【請求項２】前記演算手段は、前記第１の集電部材及び
第２の集電部材により検出された電圧情報のうち、一方
の電圧情報が設定値以下である間に他方の電圧情報の電
圧変化量が基準値を越えた時には、前記一方の電圧情報
が異常であると判断して前記他方の電圧情報にのみ基づ
いて操舵角を演算することを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の操舵角検出器。