JPH11248450A - 傾斜角センサ - Google Patents
傾斜角センサInfo
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- JPH11248450A JPH11248450A JP5172598A JP5172598A JPH11248450A JP H11248450 A JPH11248450 A JP H11248450A JP 5172598 A JP5172598 A JP 5172598A JP 5172598 A JP5172598 A JP 5172598A JP H11248450 A JPH11248450 A JP H11248450A
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- slit
- weight
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両の姿勢制御のための微少な角度検出を行
うことができ、振動などの外乱に強い傾斜角センサを提
供することを目的とする。 【解決手段】 軸3の周りに回転可能なスリット板2の
円周方向に等間隔に配置された角度検出スリット22を
90°位相をずらして読み取る2対の光インタラプタ4
2,43と、0°の信号を読み取るための1対の光イン
タラプタ41を有しており、これにより高分解能な角度
信号をディジタル的に得ることが可能となる。
うことができ、振動などの外乱に強い傾斜角センサを提
供することを目的とする。 【解決手段】 軸3の周りに回転可能なスリット板2の
円周方向に等間隔に配置された角度検出スリット22を
90°位相をずらして読み取る2対の光インタラプタ4
2,43と、0°の信号を読み取るための1対の光イン
タラプタ41を有しており、これにより高分解能な角度
信号をディジタル的に得ることが可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車などの車両に
搭載され、重力方向に対してその傾斜角を測定する傾斜
角センサに関するものである。
搭載され、重力方向に対してその傾斜角を測定する傾斜
角センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の安全機構の一つとして、
その走行時のスリップなどの異常な挙動を自動的に制御
する車両姿勢制御の技術が注目を集めている。この異常
な挙動を検出するためのセンサとして、加速度センサ、
ヨーレイトセンサなどが実用化されており、また同様の
センサとしてロール方向・ピッチ方向のわずかな傾きを
検知する傾斜角センサが注目を集めている。
その走行時のスリップなどの異常な挙動を自動的に制御
する車両姿勢制御の技術が注目を集めている。この異常
な挙動を検出するためのセンサとして、加速度センサ、
ヨーレイトセンサなどが実用化されており、また同様の
センサとしてロール方向・ピッチ方向のわずかな傾きを
検知する傾斜角センサが注目を集めている。
【0003】従来、傾斜角センサは特開昭60−154
108号公報に記載されたものが知られている。図11
に従来の傾斜角センサを示す。図11において、振子部
材101は自動車の傾斜角度に応じて基板102に対す
る角度が変化する。このとき、振子部材101は相対向
する永久磁石103A,103Bの磁束を切る方向に回
転する。振子部材101が速度vで回転したとすると、
振子部材101には回転する方向と直角方向に誘起電圧
が発生し、その誘起電圧によって渦電流が生じる。この
渦電流によって振子部材101の回転方向と逆向きに速
度vに比例した力が発生し、この力が制動力となって振
子部材101の回転を安定させる。角度の検出は、振子
部材101に設けられたスリットを光インタラプタ10
4の光が透過するかどうかで行う。
108号公報に記載されたものが知られている。図11
に従来の傾斜角センサを示す。図11において、振子部
材101は自動車の傾斜角度に応じて基板102に対す
る角度が変化する。このとき、振子部材101は相対向
する永久磁石103A,103Bの磁束を切る方向に回
転する。振子部材101が速度vで回転したとすると、
振子部材101には回転する方向と直角方向に誘起電圧
が発生し、その誘起電圧によって渦電流が生じる。この
渦電流によって振子部材101の回転方向と逆向きに速
度vに比例した力が発生し、この力が制動力となって振
子部材101の回転を安定させる。角度の検出は、振子
部材101に設けられたスリットを光インタラプタ10
4の光が透過するかどうかで行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の傾斜角センサにおいて、高分解能化しようとする
と、機械的な分解能に制限されるため、鉛直方向0°か
らの微少角度を回転方向を含め正確に測定することは困
難であるという課題を有していた。
来の傾斜角センサにおいて、高分解能化しようとする
と、機械的な分解能に制限されるため、鉛直方向0°か
らの微少角度を回転方向を含め正確に測定することは困
難であるという課題を有していた。
【0005】本発明はこの課題を解決するためのもので
あり、自動車などの車両に搭載でき、そのロール方向ま
たはピッチ方向の傾斜角を高分解能に測定できる傾斜角
センサを提供することを目的とする。
あり、自動車などの車両に搭載でき、そのロール方向ま
たはピッチ方向の傾斜角を高分解能に測定できる傾斜角
センサを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の傾斜角センサは、滑らかに回転できるスリッ
ト板の円周方向に等間隔に配置された角度検出スリット
を90°位相をずらして読み取る2対の光インタラプタ
と、0°の信号を読み取るための1対の光インタラプタ
とを有しており、これにより高分解能な角度信号をディ
ジタル的に得ることが可能となる。
に本発明の傾斜角センサは、滑らかに回転できるスリッ
ト板の円周方向に等間隔に配置された角度検出スリット
を90°位相をずらして読み取る2対の光インタラプタ
と、0°の信号を読み取るための1対の光インタラプタ
とを有しており、これにより高分解能な角度信号をディ
ジタル的に得ることが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、軸周りに回転可能に支持され、一つの零点検出スリ
ットと円周方向に等間隔に複数個の角度検出スリットと
をもつスリット板と、前記スリット板に取り付けられた
おもりと、前記スリット板を挟んで対向するように軸受
けに対して固定された3対の受発光素子からなる光イン
タラプタと、前記軸受けに対して固定され、前記おもり
と渦電流による電磁的制動の相互作用を起こす位置に配
置された渦電流制動手段とを含み、前記3対の光インタ
ラプタの内の2対は前記スリット板の角度検出スリット
によって光が透過または遮断される位置にあり、またそ
れらはお互いにスリット板の回転方向に対して角度検出
スリットの出現周期が90°ずれた位置関係にあり、他
の1対の光インタラプタは前記スリット板が0°の位置
にあるときに零点検出スリットを光が透過する位置に配
置した構成のものであり、車両搭載時などにも振動など
の外乱の影響を抑え、ディジタル的に高分解能な角度信
号を得ることが可能となるという作用を有する。
は、軸周りに回転可能に支持され、一つの零点検出スリ
ットと円周方向に等間隔に複数個の角度検出スリットと
をもつスリット板と、前記スリット板に取り付けられた
おもりと、前記スリット板を挟んで対向するように軸受
けに対して固定された3対の受発光素子からなる光イン
タラプタと、前記軸受けに対して固定され、前記おもり
と渦電流による電磁的制動の相互作用を起こす位置に配
置された渦電流制動手段とを含み、前記3対の光インタ
ラプタの内の2対は前記スリット板の角度検出スリット
によって光が透過または遮断される位置にあり、またそ
れらはお互いにスリット板の回転方向に対して角度検出
スリットの出現周期が90°ずれた位置関係にあり、他
の1対の光インタラプタは前記スリット板が0°の位置
にあるときに零点検出スリットを光が透過する位置に配
置した構成のものであり、車両搭載時などにも振動など
の外乱の影響を抑え、ディジタル的に高分解能な角度信
号を得ることが可能となるという作用を有する。
【0008】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、スリット板が円盤形状である
ことを特徴とするものであり、360°全角の角度を検
出することができるという作用を有する。
1に記載の発明において、スリット板が円盤形状である
ことを特徴とするものであり、360°全角の角度を検
出することができるという作用を有する。
【0009】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、スリット板が扇形形状である
ことを特徴とするものであり、検出角度を制限すること
で、センサの垂直方向の高さを低くし、センサを小型化
することができるという作用を有する。
1に記載の発明において、スリット板が扇形形状である
ことを特徴とするものであり、検出角度を制限すること
で、センサの垂直方向の高さを低くし、センサを小型化
することができるという作用を有する。
【0010】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、おもりは半径方向に平面部を
もち、スリット板を前記おもりの平面部に貼り付けたも
のであり、これにより、スリット板の厚さを薄くするこ
とを可能とし、スリット板のスリット加工精度を上げる
ことができ、スリットの微細化が可能となり、スリット
板の直径を小さくすることができ、センサを小型化する
ことができるという作用を有する。
1に記載の発明において、おもりは半径方向に平面部を
もち、スリット板を前記おもりの平面部に貼り付けたも
のであり、これにより、スリット板の厚さを薄くするこ
とを可能とし、スリット板のスリット加工精度を上げる
ことができ、スリットの微細化が可能となり、スリット
板の直径を小さくすることができ、センサを小型化する
ことができるという作用を有する。
【0011】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、おもりは導電性であって、車
両搭載時の遠心力や加速、減速などの重力以外の力に対
する感度を小さくするように重心が固定されている軸の
近傍に構成したことを特徴とするものであり、車両搭載
時の遠心力や加速、減速による慣性力の影響を受けにく
くするという作用を有する。
1に記載の発明において、おもりは導電性であって、車
両搭載時の遠心力や加速、減速などの重力以外の力に対
する感度を小さくするように重心が固定されている軸の
近傍に構成したことを特徴とするものであり、車両搭載
時の遠心力や加速、減速による慣性力の影響を受けにく
くするという作用を有する。
【0012】本発明の請求項6に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、0°付近の緩やかな角度変化
と、それ以外の領域の急峻な角度変化を検出可能になる
ようにおもりが0°の付近のみに存在させたことを特徴
とするものであり、0°付近の車両姿勢制御用の角度検
出目的以外で、車両が横転するような角度に達したとき
にすばやい応答性をもって検知できるという作用を有す
る。
1に記載の発明において、0°付近の緩やかな角度変化
と、それ以外の領域の急峻な角度変化を検出可能になる
ようにおもりが0°の付近のみに存在させたことを特徴
とするものであり、0°付近の車両姿勢制御用の角度検
出目的以外で、車両が横転するような角度に達したとき
にすばやい応答性をもって検知できるという作用を有す
る。
【0013】本発明の請求項7に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、3対の光インタラプタからの
信号を入力して角度情報として処理し、またイグニッシ
ョンスイッチのオン・オフ信号を入力して通常動作と省
電力動作を切り替える制御手段を付加したものであり、
車両が停止状態にあっても常にその傾斜角を認識できる
という作用を有する。
1に記載の発明において、3対の光インタラプタからの
信号を入力して角度情報として処理し、またイグニッシ
ョンスイッチのオン・オフ信号を入力して通常動作と省
電力動作を切り替える制御手段を付加したものであり、
車両が停止状態にあっても常にその傾斜角を認識できる
という作用を有する。
【0014】本発明の請求項8に記載の発明は、軸周り
に回転可能に支持され、一つの零点検出スリットと円周
方向に等間隔に複数個の角度検出スリットとをもつスリ
ット板と、前記スリット板に取り付けられ、鉛直下向き
の位置に極をもつ磁石を含むおもりと、前記スリット板
を挟んで対向するように軸受けに対して固定された3対
の受発光素子からなる光インタラプタと、前記軸受けに
対して固定され、前記おもりと渦電流による電磁的制動
の相互作用を起こす位置に配置された渦電流制動手段
と、前記渦電流制動手段の位置に構成した電磁石と、電
源投入時のみに前記電磁石にパルス電流を供給するパル
ス回路とを含み、前記3対の光インタラプタの内の2対
は前記スリット板の角度検出スリットによって光が透過
または遮断される位置にあり、またそれらはお互いにス
リット板の回転方向に対して角度検出スリットの出現周
期が90°ずれた位置関係にあり、他の1対の光インタ
ラプタは前記スリット板が0°の位置にあるときに零点
検出スリットを光が透過する位置に配置したものであ
り、車両のイグニッションスイッチがオンされた瞬間に
傾斜角を認識できるという作用を有する。
に回転可能に支持され、一つの零点検出スリットと円周
方向に等間隔に複数個の角度検出スリットとをもつスリ
ット板と、前記スリット板に取り付けられ、鉛直下向き
の位置に極をもつ磁石を含むおもりと、前記スリット板
を挟んで対向するように軸受けに対して固定された3対
の受発光素子からなる光インタラプタと、前記軸受けに
対して固定され、前記おもりと渦電流による電磁的制動
の相互作用を起こす位置に配置された渦電流制動手段
と、前記渦電流制動手段の位置に構成した電磁石と、電
源投入時のみに前記電磁石にパルス電流を供給するパル
ス回路とを含み、前記3対の光インタラプタの内の2対
は前記スリット板の角度検出スリットによって光が透過
または遮断される位置にあり、またそれらはお互いにス
リット板の回転方向に対して角度検出スリットの出現周
期が90°ずれた位置関係にあり、他の1対の光インタ
ラプタは前記スリット板が0°の位置にあるときに零点
検出スリットを光が透過する位置に配置したものであ
り、車両のイグニッションスイッチがオンされた瞬間に
傾斜角を認識できるという作用を有する。
【0015】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図10を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
傾斜角センサの構成を示し、図1において、1は銅など
の導電性に優れた材料を用いたおもりである。2は薄い
スリット板であり、おもり1が固定されている。スリッ
ト板2の円周方向には等間隔θ°おきにN個の角度検出
スリット22が刻まれており、またそれとは別の半径位
置に一個所だけ後述する光インタラプタに対応して鉛直
方向に示す零点検出スリット21が刻まれている。3は
軸であり、おもり1とスリット板2はその周りに自由に
回転することができる。41は対面する発光素子及び受
光素子からなる光インタラプタであり、軸3の軸受け3
1に対して固定されており、傾斜角センサが鉛直方向に
対して0°に置かれたときにスリット板2の零点検出ス
リット21を光が透過し、それ以外のときはスリット板
2により光が遮断される位置にある。42及び43は同
様に光インタラプタであり、軸受け31に対して固定さ
れており、スリット板2の円周方向の角度検出スリット
22によって光が透過または遮断される位置にあり、ま
た角度検出スリット22の出現周期に対して90°ずれ
た位置にある。5は磁石からなる渦電流制動手段であ
り、軸受け31に対して固定されており、おもり1をそ
の磁束が貫通する位置に置かれている。ここで、光イン
タラプタ41,42,43はスリット21,22を設け
たスリット板2との間で光エンコーダを構成している。
から図10を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
傾斜角センサの構成を示し、図1において、1は銅など
の導電性に優れた材料を用いたおもりである。2は薄い
スリット板であり、おもり1が固定されている。スリッ
ト板2の円周方向には等間隔θ°おきにN個の角度検出
スリット22が刻まれており、またそれとは別の半径位
置に一個所だけ後述する光インタラプタに対応して鉛直
方向に示す零点検出スリット21が刻まれている。3は
軸であり、おもり1とスリット板2はその周りに自由に
回転することができる。41は対面する発光素子及び受
光素子からなる光インタラプタであり、軸3の軸受け3
1に対して固定されており、傾斜角センサが鉛直方向に
対して0°に置かれたときにスリット板2の零点検出ス
リット21を光が透過し、それ以外のときはスリット板
2により光が遮断される位置にある。42及び43は同
様に光インタラプタであり、軸受け31に対して固定さ
れており、スリット板2の円周方向の角度検出スリット
22によって光が透過または遮断される位置にあり、ま
た角度検出スリット22の出現周期に対して90°ずれ
た位置にある。5は磁石からなる渦電流制動手段であ
り、軸受け31に対して固定されており、おもり1をそ
の磁束が貫通する位置に置かれている。ここで、光イン
タラプタ41,42,43はスリット21,22を設け
たスリット板2との間で光エンコーダを構成している。
【0016】なお、おもり1と渦電流制動手段5で渦電
流制動機構を構成すればよいので、おもり1を磁石、渦
電流制動手段5を導電性材料で構成してもよい。
流制動機構を構成すればよいので、おもり1を磁石、渦
電流制動手段5を導電性材料で構成してもよい。
【0017】次に、これらの動作を説明する。軸受け3
1は測定対象に対して固定されており、おもり1は重力
方向を向く。よって測定対象が軸3の周りに傾くと、そ
の傾きと同一におもり1及びスリット板2が軸受け31
に対して回転する。このとき、光インタラプタ41,4
2,43はスリット板2のスリットを通過することによ
り、その受光素子からオン、オフの信号を出力する。0
°を通って左方向に回転した場合の各光インタラプタか
らの出力波形を図2に示す。図2(a)は角度検出スリ
ット22と光インタラプタ42,43との詳しい位置関
係を示す。図2(b)はその出力波形である。エッジの
変化が光インタラプタ42に先に現れた場合は左回転、
光インタラプタ43に先に現れた場合は右回転とする。
図2は左回転を表す。図2において、光インタラプタ4
1の立ち上がりAで0°の信号が得られ、このときから
光インタラプタ42及び43のエッジ変化をカウントす
る。左方向をプラスとして、光インタラプタ42のエッ
ジ変化Bを検出し+1とする。次に光インタラプタ43
のエッジ変化Cを検出し+2、以下同様にD,E,F,
Gのエッジ変化によりカウントしていく。これにより、
0°からの角度変化は、カウント数をnとすると、θ×
n/4°として、ディジタル的に測定することができ
る。この場合スリット22間のピッチ角度を4°とす
る。
1は測定対象に対して固定されており、おもり1は重力
方向を向く。よって測定対象が軸3の周りに傾くと、そ
の傾きと同一におもり1及びスリット板2が軸受け31
に対して回転する。このとき、光インタラプタ41,4
2,43はスリット板2のスリットを通過することによ
り、その受光素子からオン、オフの信号を出力する。0
°を通って左方向に回転した場合の各光インタラプタか
らの出力波形を図2に示す。図2(a)は角度検出スリ
ット22と光インタラプタ42,43との詳しい位置関
係を示す。図2(b)はその出力波形である。エッジの
変化が光インタラプタ42に先に現れた場合は左回転、
光インタラプタ43に先に現れた場合は右回転とする。
図2は左回転を表す。図2において、光インタラプタ4
1の立ち上がりAで0°の信号が得られ、このときから
光インタラプタ42及び43のエッジ変化をカウントす
る。左方向をプラスとして、光インタラプタ42のエッ
ジ変化Bを検出し+1とする。次に光インタラプタ43
のエッジ変化Cを検出し+2、以下同様にD,E,F,
Gのエッジ変化によりカウントしていく。これにより、
0°からの角度変化は、カウント数をnとすると、θ×
n/4°として、ディジタル的に測定することができ
る。この場合スリット22間のピッチ角度を4°とす
る。
【0018】また、スリット板2が回転すると、おもり
1と渦電流制動手段5の相互作用によって、その回転速
度に比例した電磁制動力がはたらき、回転を抑制する。
これにより振動などによる外乱の影響を抑えることがで
きる。
1と渦電流制動手段5の相互作用によって、その回転速
度に比例した電磁制動力がはたらき、回転を抑制する。
これにより振動などによる外乱の影響を抑えることがで
きる。
【0019】以上の構成により、機械的分解能θに対し
て、θ/4の分解能を得ることができ、高分解能化する
ことができる。
て、θ/4の分解能を得ることができ、高分解能化する
ことができる。
【0020】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2の傾斜角センサのスリット板の形状を示す。スリッ
ト板201は、円形状をしており、図示はしていないが
おもり1が固定されている。スリット板201の円周方
向には360°全周にわたり、等間隔θ°おきに360
/θ個の角度検出スリット22が刻まれており、またそ
れとは別の半径位置に一個所だけ鉛直方向を示す零点検
出スリット21が刻まれている。その他の構成部分は図
1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は省略す
る。
態2の傾斜角センサのスリット板の形状を示す。スリッ
ト板201は、円形状をしており、図示はしていないが
おもり1が固定されている。スリット板201の円周方
向には360°全周にわたり、等間隔θ°おきに360
/θ個の角度検出スリット22が刻まれており、またそ
れとは別の半径位置に一個所だけ鉛直方向を示す零点検
出スリット21が刻まれている。その他の構成部分は図
1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は省略す
る。
【0021】以上の構造による動作は、実施の形態1に
示したものと同様であるため、説明は省略する。ただ
し、360°にわたり角度検出スリット22の検出が可
能であるため、360°以上の多回転に対しても、正し
く角度を検出することができる。また、360°回転し
たときに、零点検出スリット21を検出することによ
り、角度のカウント数を0にリセットすることで、36
0°未満の絶対角度を検出することもできる。
示したものと同様であるため、説明は省略する。ただ
し、360°にわたり角度検出スリット22の検出が可
能であるため、360°以上の多回転に対しても、正し
く角度を検出することができる。また、360°回転し
たときに、零点検出スリット21を検出することによ
り、角度のカウント数を0にリセットすることで、36
0°未満の絶対角度を検出することもできる。
【0022】これにより、360°以上の多回転角度検
出、または360°未満の絶対角度検出に用いることが
できる。
出、または360°未満の絶対角度検出に用いることが
できる。
【0023】(実施の形態3)図4は本発明の実施の形
態3の傾斜角センサのスリット板の形状を示す。スリッ
ト板202は、中心角φ°の扇型形状をしており、図示
はしていないがおもり1が固定されている。スリット板
202の円周方向には等間隔θ°おきにφ/θ個の角度
検出スリット22が刻まれており、またそれとは別の半
径位置に一個所だけ鉛直方向を示す零点検出スリット2
1が刻まれている。その他の構成部分は図1に示す実施
の形態1と同一であるため、説明は省略する。
態3の傾斜角センサのスリット板の形状を示す。スリッ
ト板202は、中心角φ°の扇型形状をしており、図示
はしていないがおもり1が固定されている。スリット板
202の円周方向には等間隔θ°おきにφ/θ個の角度
検出スリット22が刻まれており、またそれとは別の半
径位置に一個所だけ鉛直方向を示す零点検出スリット2
1が刻まれている。その他の構成部分は図1に示す実施
の形態1と同一であるため、説明は省略する。
【0024】以上の構造による動作は、実施の形態1に
示したものと同様であるため、説明は省略する。ただ
し、角度検出スリット22は、±φ/2°のみに存在す
るため、それ以上の傾斜に対しては、角度カウントは更
新されない。
示したものと同様であるため、説明は省略する。ただ
し、角度検出スリット22は、±φ/2°のみに存在す
るため、それ以上の傾斜に対しては、角度カウントは更
新されない。
【0025】これにより、光インタラプタ42と43が
δ°の角度位置に配置されているとすると、±(φ−
δ)/2°未満の角度検出に用いることができ、スリッ
ト板202が一回転以上回転する必要がないため、傾斜
角センサの高さ方向を小さくすることができる。例え
ば、光インタラプタ42と43が30°の角度位置に配
置されており、スリット板202の中心角が90°の場
合、角度検出範囲は±30°となるが、この場合、実施
の形態2に示す構造に比べ、傾斜角センサの高さ方向の
大きさを約1/2とすることができ、小型化を図ること
ができる。
δ°の角度位置に配置されているとすると、±(φ−
δ)/2°未満の角度検出に用いることができ、スリッ
ト板202が一回転以上回転する必要がないため、傾斜
角センサの高さ方向を小さくすることができる。例え
ば、光インタラプタ42と43が30°の角度位置に配
置されており、スリット板202の中心角が90°の場
合、角度検出範囲は±30°となるが、この場合、実施
の形態2に示す構造に比べ、傾斜角センサの高さ方向の
大きさを約1/2とすることができ、小型化を図ること
ができる。
【0026】(実施の形態4)図5は本発明の実施の形
態4の傾斜角センサのおもり形状及びスリット板を示
す。おもり101は回転軸に対する半径方向に平面部1
01Aをもち、この平面部101Aに対してスリット板
2を貼り付けるように構成されている。その他の構成部
分は図1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は
省略する。
態4の傾斜角センサのおもり形状及びスリット板を示
す。おもり101は回転軸に対する半径方向に平面部1
01Aをもち、この平面部101Aに対してスリット板
2を貼り付けるように構成されている。その他の構成部
分は図1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は
省略する。
【0027】以上の構造による動作は、実施の形態1に
示したものと同様であるため、説明は省略する。
示したものと同様であるため、説明は省略する。
【0028】これにより、スリット板2の厚さを薄くし
ても剛性を保つことができる。スリット板2が薄くなる
とエッチングなどによる零点検出スリット21及び角度
検出スリット22の加工が容易となり、またおもり10
1に対してスリット板2の重さを非常に軽くすることに
より、スリット板2を付加したことによるおもり101
の慣性モーメントの変化量を小さくでき、傾斜角センサ
の応答性などの特性設計を容易にすることができる。
ても剛性を保つことができる。スリット板2が薄くなる
とエッチングなどによる零点検出スリット21及び角度
検出スリット22の加工が容易となり、またおもり10
1に対してスリット板2の重さを非常に軽くすることに
より、スリット板2を付加したことによるおもり101
の慣性モーメントの変化量を小さくでき、傾斜角センサ
の応答性などの特性設計を容易にすることができる。
【0029】(実施の形態5)図6は本発明の実施の形
態5の傾斜角センサのおもりを示す。その他の構成部分
は図1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は省
略する。図6において、11はおもりであり、その重心
0が回転軸の近傍にあることを特徴とする。
態5の傾斜角センサのおもりを示す。その他の構成部分
は図1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は省
略する。図6において、11はおもりであり、その重心
0が回転軸の近傍にあることを特徴とする。
【0030】以上の構造による動作は、実施の形態1に
示したものと同様であるが、軸3及び鉛直方向に垂直な
方向の加速度が加わったとき、おもり11の重心0と軸
3の距離が小さいため、軸3の周りに作用するおもり1
1を回転させるトルクが小さくなる。このため、重力以
外の影響をあまり受けずに傾斜角を正確に測定すること
ができる。
示したものと同様であるが、軸3及び鉛直方向に垂直な
方向の加速度が加わったとき、おもり11の重心0と軸
3の距離が小さいため、軸3の周りに作用するおもり1
1を回転させるトルクが小さくなる。このため、重力以
外の影響をあまり受けずに傾斜角を正確に測定すること
ができる。
【0031】これにより、傾斜角センサを車両のロール
方向に取り付けた場合には、遠心力の影響を小さくし、
ピッチ方向に取り付けた場合には、加速や減速による加
速度の影響を小さくすることができる。
方向に取り付けた場合には、遠心力の影響を小さくし、
ピッチ方向に取り付けた場合には、加速や減速による加
速度の影響を小さくすることができる。
【0032】(実施の形態6)図7は本発明の実施の形
態6の傾斜角センサのおもりを示す。その他の構成部分
は図1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は省
略する。図7において、12はおもりであり、その鉛直
下向き方向の一部分のみに渦電流制動手段5と相互作用
する部分121をもつことを特徴とする。
態6の傾斜角センサのおもりを示す。その他の構成部分
は図1に示す実施の形態1と同一であるため、説明は省
略する。図7において、12はおもりであり、その鉛直
下向き方向の一部分のみに渦電流制動手段5と相互作用
する部分121をもつことを特徴とする。
【0033】以上の構造による動作は、実施の形態1に
示したものと同様であるが、鉛直方向に対して0°近辺
の制動部分121と渦電流制動手段5とが相互作用する
部分では、スリット板2の回転は制動力を受けるが、そ
れ以外の部分ではその制動力を受けずに、すばやい応答
性を得ることができる。
示したものと同様であるが、鉛直方向に対して0°近辺
の制動部分121と渦電流制動手段5とが相互作用する
部分では、スリット板2の回転は制動力を受けるが、そ
れ以外の部分ではその制動力を受けずに、すばやい応答
性を得ることができる。
【0034】これにより、車両の姿勢制御のための微少
な角度の検出に対しては、制動の効いた安定した領域
で、また車両の横転などの大きな動作角度の検出には、
制動を効かせていない、すばやい応答性の領域で動作さ
せることが可能となる。
な角度の検出に対しては、制動の効いた安定した領域
で、また車両の横転などの大きな動作角度の検出には、
制動を効かせていない、すばやい応答性の領域で動作さ
せることが可能となる。
【0035】(実施の形態7)図8は本発明の実施の形
態7の傾斜角センサを示す。基本的には図1に示す実施
の形態1と同様の構成であるため、同一の部分について
はその詳細な説明は省略する。図8において、1はおも
りであり、2はスリットをもつスリット板であり、おも
り1とスリット板2は固定されており、軸3の周りに滑
らかに回転することができる。41,42,43はスリ
ット板2のスリットを読み取る光インタラプタである。
5はおもり1と電磁的な制動作用を起こす渦電流制動手
段である。6は制御手段としてのマイコンであり、光イ
ンタラプタ41,42,43の信号を入力し、またイグ
ニッションスイッチ7の信号を入力して、その結果、オ
ンのときには光インタラプタ41,42,43に定格電
力を供給し、オフのときには微少電力を供給する回路を
有する。
態7の傾斜角センサを示す。基本的には図1に示す実施
の形態1と同様の構成であるため、同一の部分について
はその詳細な説明は省略する。図8において、1はおも
りであり、2はスリットをもつスリット板であり、おも
り1とスリット板2は固定されており、軸3の周りに滑
らかに回転することができる。41,42,43はスリ
ット板2のスリットを読み取る光インタラプタである。
5はおもり1と電磁的な制動作用を起こす渦電流制動手
段である。6は制御手段としてのマイコンであり、光イ
ンタラプタ41,42,43の信号を入力し、またイグ
ニッションスイッチ7の信号を入力して、その結果、オ
ンのときには光インタラプタ41,42,43に定格電
力を供給し、オフのときには微少電力を供給する回路を
有する。
【0036】以上の構造による動作は、実施の形態1に
示したものと同様であるので、マイコン6の動作のみ説
明する。図9にフローチャートを示す。マイコン6は基
本的には常時電源が供給されており、ステップ61にお
いて常にイグニッションスイッチのオン・オフの判定を
行う。ステップ61においてイグニッションスイッチが
オンであると判断したときは、ステップ62において光
インタラプタに定格の光電力を供給し、ステップ63に
おいて三つの光エンコーダからの出力によって、そのエ
ッジのカウントにより傾斜角を算出する。この算出方法
は、実施の形態1で示したものと同様である。次に、ス
テップ61においてイグニッションスイッチがオフと判
断したとき、ステップ64において光インタラプタの光
電力を動作可能な最低値に制御した後、ステップ65に
おいてマイコンは省電力モードで動作する。このとき、
ステップ66において三つの光インタラプタまたはイグ
ニッションスイッチのいずれかのレベル変化を、外部割
込み信号として待機している。いずれかの外部割り込み
を受けると、イグニッションスイッチがオンのときの動
作を開始し、エンコーダ信号の処理を行う。
示したものと同様であるので、マイコン6の動作のみ説
明する。図9にフローチャートを示す。マイコン6は基
本的には常時電源が供給されており、ステップ61にお
いて常にイグニッションスイッチのオン・オフの判定を
行う。ステップ61においてイグニッションスイッチが
オンであると判断したときは、ステップ62において光
インタラプタに定格の光電力を供給し、ステップ63に
おいて三つの光エンコーダからの出力によって、そのエ
ッジのカウントにより傾斜角を算出する。この算出方法
は、実施の形態1で示したものと同様である。次に、ス
テップ61においてイグニッションスイッチがオフと判
断したとき、ステップ64において光インタラプタの光
電力を動作可能な最低値に制御した後、ステップ65に
おいてマイコンは省電力モードで動作する。このとき、
ステップ66において三つの光インタラプタまたはイグ
ニッションスイッチのいずれかのレベル変化を、外部割
込み信号として待機している。いずれかの外部割り込み
を受けると、イグニッションスイッチがオンのときの動
作を開始し、エンコーダ信号の処理を行う。
【0037】以上のように構成することにより、車両に
搭載された場合、車両が傾いた状態でイグニッションス
イッチがオンされても、0°の状態を経由することなく
常に正しい角度を測定することができる。
搭載された場合、車両が傾いた状態でイグニッションス
イッチがオンされても、0°の状態を経由することなく
常に正しい角度を測定することができる。
【0038】(実施の形態8)図10は本発明の実施の
形態8の傾斜角センサを示す。基本的には図1に示す実
施の形態1と同様の構成であるため、同一の部分につい
てはその詳細な説明を省略する。図10において、1は
磁石によるおもりであり、2はスリットをもつスリット
板であり、おもり1とスリット板2は固定されており、
軸3の回りに滑らかに回転することができる。図示はし
ていないが実施の形態1と同様にスリット板2のスリッ
トを読み取る3対の光インタラプタが存在することは言
うまでもない。8はおもり1と電磁的な制動作用を起こ
す渦電流制動手段であり、導電性の材料で構成されてお
り、またその周りには導線が巻かれており電磁石を形成
している。9はイグニッションスイッチ7の立ち上がり
時の一回だけパルス信号を発生するワンショットパルス
回路であり、これにより渦電流制動手段8において形成
されている電磁石に電流を供給する。
形態8の傾斜角センサを示す。基本的には図1に示す実
施の形態1と同様の構成であるため、同一の部分につい
てはその詳細な説明を省略する。図10において、1は
磁石によるおもりであり、2はスリットをもつスリット
板であり、おもり1とスリット板2は固定されており、
軸3の回りに滑らかに回転することができる。図示はし
ていないが実施の形態1と同様にスリット板2のスリッ
トを読み取る3対の光インタラプタが存在することは言
うまでもない。8はおもり1と電磁的な制動作用を起こ
す渦電流制動手段であり、導電性の材料で構成されてお
り、またその周りには導線が巻かれており電磁石を形成
している。9はイグニッションスイッチ7の立ち上がり
時の一回だけパルス信号を発生するワンショットパルス
回路であり、これにより渦電流制動手段8において形成
されている電磁石に電流を供給する。
【0039】以上の構造による動作は、実施の形態1に
示したものと同様であるので、イグニッションスイッチ
7がオンになったときの初期動作のみ説明する。イグニ
ッションスイッチ7がオンになると、ワンショットパル
ス回路9よりある一定期間、渦電流制動手段8の電磁石
に電流が供給される。このとき、電磁石には磁石ででき
たおもり1を引き付ける方向に磁界が形成され、おもり
1は渦電流制動手段8の方向を向く。このとき、光イン
タラプタ41により、零点検出スリットが検出され、角
度検出を開始することができる。以降は、電磁石に電流
は供給されず、実施の形態1に示したものと同様の動作
を行う。
示したものと同様であるので、イグニッションスイッチ
7がオンになったときの初期動作のみ説明する。イグニ
ッションスイッチ7がオンになると、ワンショットパル
ス回路9よりある一定期間、渦電流制動手段8の電磁石
に電流が供給される。このとき、電磁石には磁石ででき
たおもり1を引き付ける方向に磁界が形成され、おもり
1は渦電流制動手段8の方向を向く。このとき、光イン
タラプタ41により、零点検出スリットが検出され、角
度検出を開始することができる。以降は、電磁石に電流
は供給されず、実施の形態1に示したものと同様の動作
を行う。
【0040】以上のように構成することにより、車両が
傾いた状態でイグニッションスイッチをオンとしても、
必ず一度は零点検出を行うので、イグニッションスイッ
チをオンとした瞬間から角度検出が可能となり、かつ車
両停止中の消費電力も抑制することが可能である。
傾いた状態でイグニッションスイッチをオンとしても、
必ず一度は零点検出を行うので、イグニッションスイッ
チをオンとした瞬間から角度検出が可能となり、かつ車
両停止中の消費電力も抑制することが可能である。
【0041】本実施の形態においては、電磁石により傾
斜角センサを強制的に動作させ零点検出するように構成
したが、他にワンショットパルス回路9を、イグニッシ
ョンスイッチがオンになった瞬間に、正負両方の電流を
一回ずつ電磁石に供給する構成とすることにより、おも
り1を軸3の周りに振らせて、傾斜角センサの動作を確
認することができる。このようにして、自己診断機能を
もたせることが可能である。
斜角センサを強制的に動作させ零点検出するように構成
したが、他にワンショットパルス回路9を、イグニッシ
ョンスイッチがオンになった瞬間に、正負両方の電流を
一回ずつ電磁石に供給する構成とすることにより、おも
り1を軸3の周りに振らせて、傾斜角センサの動作を確
認することができる。このようにして、自己診断機能を
もたせることが可能である。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、重力以外
の外乱の影響を少なく、高分解能な角度信号がディジタ
ル的に得られ、小型化も図りやすいという有利な効果が
得られる。
の外乱の影響を少なく、高分解能な角度信号がディジタ
ル的に得られ、小型化も図りやすいという有利な効果が
得られる。
【図1】本発明の実施の形態1による傾斜角センサを示
す正面図
す正面図
【図2】(a)同センサの光インタラプタとスリットの
位置関係を示す図 (b)同光インタラプタの出力波形図
位置関係を示す図 (b)同光インタラプタの出力波形図
【図3】本発明の実施の形態2におけるスリット板を示
す平面図
す平面図
【図4】本発明の実施の形態3におけるスリット板を示
す平面図
す平面図
【図5】本発明の実施の形態4による傾斜角センサのお
もりを示す断面図
もりを示す断面図
【図6】本発明の実施の形態5による傾斜角センサのお
もりを示す平面図
もりを示す平面図
【図7】本発明の実施の形態6による傾斜角センサのお
もりを示す平面図
もりを示す平面図
【図8】本発明の実施の形態7による傾斜角センサを示
す構成図
す構成図
【図9】同センサにおけるマイコンのフローチャート
【図10】本発明の実施の形態8による傾斜角センサを
示す構成図
示す構成図
【図11】従来の傾斜角センサを示す断面図
1 おもり 2 スリット板 3 軸 5 渦電流制動手段 6 マイコン 7 イグニッションスイッチ 8 電磁石 9 ワンショットパルス回路 21 零点検出スリット 22 角度検出スリット 31 軸受け 41,42,43 光インタラプタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 31/12 H01L 31/12 D
Claims (8)
- 【請求項1】 軸周りに回転可能に支持され、一つの零
点検出スリットと円周方向に等間隔に複数個の角度検出
スリットとをもつスリット板と、前記スリット板に取り
付けられたおもりと、前記スリット板を挟んで対向する
ように軸受けに対して固定された3対の受発光素子から
なる光インタラプタと、前記軸受けに対して固定され、
前記おもりと渦電流による電磁的制動の相互作用を起こ
す位置に配置された渦電流制動手段とを含み、前記3対
の光インタラプタの内の2対は前記スリット板の角度検
出スリットによって光が透過または遮断される位置にあ
り、またそれらはお互いにスリット板の回転方向に対し
て角度検出スリットの出現周期が90°ずれた位置関係
にあり、他の1対の光インタラプタは前記スリット板が
0°の位置にあるときに零点検出スリットを光が透過す
る位置に配置した傾斜角センサ。 - 【請求項2】 スリット板が円盤形状であることを特徴
とする請求項1に記載の傾斜角センサ。 - 【請求項3】 スリット板が扇形形状であることを特徴
とする請求項1に記載の傾斜角センサ。 - 【請求項4】 おもりは半径方向に平面部をもち、スリ
ット板を前記おもりの平面部に貼り付けたことを特徴と
する請求項1に記載の傾斜角センサ。 - 【請求項5】 おもりは導電性であり、車両搭載時の遠
心力や加速、減速などの重力以外の力に対する感度を小
さくするように重心が固定されている軸の近傍に配設し
たことを特徴とする請求項1に記載の傾斜角センサ。 - 【請求項6】 0°付近の緩やかな角度変化と、それ以
外の領域の急峻な角度変化を検出可能になるようにおも
りを0°の付近のみに存在させたことを特徴とする請求
項1に記載の傾斜角センサ。 - 【請求項7】 3対の光インタラプタからの信号を入力
して角度情報として処理し、またイグニッションスイッ
チのオン・オフ信号を入力して通常動作と省電力動作を
切り替える制御手段を付加した請求項1に記載の傾斜角
センサ。 - 【請求項8】 軸周りに回転可能に支持され、一つの零
点検出スリットと円周方向に等間隔に複数個の角度検出
スリットとをもつスリット板と、前記スリット板に取り
付けられ、鉛直下向きの位置に極をもつ磁石を含むおも
りと、前記スリット板を挟んで対向するように軸受けに
対して固定された3対の受発光素子からなる光インタラ
プタと、前記軸受けに対して固定され、前記おもりと渦
電流による電磁的制動の相互作用を起こす位置に配置さ
れた渦電流制動手段と、前記渦電流制動手段の位置に構
成した電磁石と、電源投入時のみに前記電磁石にパルス
電流を供給するパルス回路とを含み、前記3対の光イン
タラプタの内の2対は前記スリット板の角度検出スリッ
トによって光が透過または遮断される位置にあり、また
それらはお互いにスリット板の回転方向に対して角度検
出スリットの出現周期が90°ずれた位置関係にあり、
他の1対の光インタラプタは前記スリット板が0°の位
置にあるときに零点検出スリットを光が透過する位置に
配置した傾斜角センサ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5172598A JPH11248450A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 傾斜角センサ |
EP98956008A EP0964222A4 (en) | 1997-12-02 | 1998-12-01 | TILT ANGLE DETECTOR |
PCT/JP1998/005399 WO1999028705A1 (fr) | 1997-12-02 | 1998-12-01 | Detecteur d'angle d'inclinaison |
US09/355,699 US6399941B1 (en) | 1997-12-02 | 1998-12-01 | Inclination angle sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5172598A JPH11248450A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 傾斜角センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11248450A true JPH11248450A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=12894874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5172598A Pending JPH11248450A (ja) | 1997-12-02 | 1998-03-04 | 傾斜角センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11248450A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100444063B1 (ko) * | 2002-05-09 | 2004-08-11 | 현대자동차주식회사 | 차량의 기울기 검출 제어장치 |
KR100448132B1 (ko) * | 2002-05-30 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 운전석 기울기 감지센서를 이용한 운전석 수평 유지장치및 방법 |
KR100448371B1 (ko) * | 2002-04-26 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 기울기 검출 제어장치 및 방법 |
KR100448372B1 (ko) * | 2002-05-09 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 기울기 검출 제어장치 |
JP2010500556A (ja) * | 2006-08-09 | 2010-01-07 | リー、ギュム−スク | 光ファイバー格子センサを用いた内空変位計測装置及びこれを用いた計測方法 |
KR101094040B1 (ko) | 2009-08-05 | 2011-12-19 | 황귀원 | 수준기(水準器) |
CN111895974A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-11-06 | 中冶赛迪重庆信息技术有限公司 | 自抑制干扰的倾斜度传感器 |
JP2023040028A (ja) * | 2017-12-04 | 2023-03-22 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | 原子力環境において制御ドラム装置と併用可能な回転装置 |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP5172598A patent/JPH11248450A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100448371B1 (ko) * | 2002-04-26 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 기울기 검출 제어장치 및 방법 |
KR100444063B1 (ko) * | 2002-05-09 | 2004-08-11 | 현대자동차주식회사 | 차량의 기울기 검출 제어장치 |
KR100448372B1 (ko) * | 2002-05-09 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 기울기 검출 제어장치 |
KR100448132B1 (ko) * | 2002-05-30 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 운전석 기울기 감지센서를 이용한 운전석 수평 유지장치및 방법 |
JP2010500556A (ja) * | 2006-08-09 | 2010-01-07 | リー、ギュム−スク | 光ファイバー格子センサを用いた内空変位計測装置及びこれを用いた計測方法 |
KR101094040B1 (ko) | 2009-08-05 | 2011-12-19 | 황귀원 | 수준기(水準器) |
JP2023040028A (ja) * | 2017-12-04 | 2023-03-22 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | 原子力環境において制御ドラム装置と併用可能な回転装置 |
CN111895974A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-11-06 | 中冶赛迪重庆信息技术有限公司 | 自抑制干扰的倾斜度传感器 |
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