JPS60188806A - 操舵角検出器 - 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、ステアリングの操舵角を検出する操Ｑ１−角
検出器に係り、特に操舵零の中立位置を検出できる操舵
角検出器に関する。

（従来技術） 従来、操舵角検出器としては、例えは第１図に示すよう
な検出器が知られている。

この従来の検出器は、ステアリングシャフト１に１１１
１心を合わせて配設された円板２に等角度ピンチでスリ
ット３を設け、フオトトシンシスタと発光ダイオード′
刃のＸｔ合せからなるフ第１・カプラ４．５を前記スリ
ンＩ・３の位置に％角度ピンチだけずらした位１６に二
台配ｔし、ステアリングシャツｌ−１の回転に対１心し
て（１）られる二つの′等角度パルス信壮を処理するこ
とにより、ステアリングシャツｌ−１の回転方向と回転
角度を検出するようにしたものであった・ 従って、従来の検出器によれば、円板２の１径を大きく
とれるし、スリシト３の加１．粘度をｌ’＋’＋ｌ　く
することかできるし、検出がデジタル１１１号−による
検出であるために、きわめて高い角度分解能で検出でき
ると共に、アナログ信′−士により検出する場合のよう
に経年変化や温度による変化等を受けに〈いという！Ｉ
ｌｆ′６！！、を几備している。

しかしながら、かかる従来の操舵角検出器にあっては、
操舵角の中立位置（操舵角界）を検出するｒ段を備えて
いないものであったために、ステアリングシャフトｌを
数回転させて行なわれる操舵の際は、　一回転までは操
舵角を検出できるか、　一回転を越えた操舵角は検出で
きず、ステアリングのアクティブ制御装置等へ適用する
のが困知だという問題点を右していた。

尚、アクティブ制御装置とは、急に操舵を１１なう際に
、中肉ロールを招くオーバーステアを防止し、アンター
ステアとなるように、サスペンションアーＪ、を移動さ
せたり、ランクのマウント剛性を変えたりする制御装置
をいい、このような制御装置には操舵方向、操舵角度及
び操舵角速度が人力信号−として心間とされる。

そこで、出願人は操舵零の位置である中立位置を検出す
る装置として、実願昭５７−９６８０６号に記載されて
いる回転量検出器を提案した。

しかしなから、この回転量検出器にあっては、被検出物
か最初の回転基べＩ！位置を離脱したＪ↓１合、前記セ
ンサか受光する検出光を遮断する遮断機構を設けて操舵
の中立位置を検出する構成であるために、構成的に複雑
となり、しかもコスト的にも不利なものであった。

（発明のＬｌ的） 本発明は、」−述のような問題点を解消しようとなされ
たもので、その１−１的とするところは、筒中な構成で
もって操舵零の中立位置を検出することのできる操舵角
検出器を提供することにイｆする。

（発明の構成） 即ち、上述した目的を達成するために本発明は、操舵に
より回転するステアリングシャツＩ・の回転方向と回転
角度を検出する第１検出「０段と、前記ステアリングシ
ャフトに設けられ、該ステアリングシャツＩ・が−・回
転する毎に−・つの指７１’＜　（＋ｊ号を出力する５
第２検出手段と、前記ステアリングシャフトと車輪とを
連結する操舵力伝達部材に設けられ、車輪直進位置を中
心として車輪の所定変（、’ｔを検出し、前記所〕ｊｌ
変位内において車輪位置信５じを出力する第３検出手段
と、前記指示信号と車輪位置信号とか回１１１ｔに入力
された際、中立位置信ｔｌを出力する中ヘシ、イ＼“ｌ
置（＋’ｊ号発生手段と、を偵１えた４１−成とした、 尚、前記第３検出手段において、車輪の所定変位とは、
ステアリングシャフトを左または右に一回転させること
による変位幅以内であって、操舵零の中Ｙ′７８位置を
含む変位幅をいう。

（発明の効果） 従って、かかる本発明の操舵角検出器にあっては、ｌ＝
述のように第２検出手段と第３検出手段とからのイ、１
号によって中立位置信号を出力する中立位置信−Ｊ発生
ｒ段を設けたものであるために、操舵角界で車輪か直進
状１ハ；である中立位置を検出し１″する効果を奏する
。

また、この中）“ノー位置検出効果によって、中立位置
（１ｉｔ、−を第１検出手段に人力させることで、ステ
アリングシャフトを１回転以上させた場合であっても、
操舵角界からの的確な操舵角を検出することかできる。

また、ステアリングシャフトと中輪とを連結する操舵力
連結部材に設けられる第３検出手段は、操舵角界である
中立位置を含むｌｊ輪位置信−号が出力できればよいた
めに、第３検出手段の数句けに際し厳密な位置設足を要
しなく、取（−Ｊ’　Ｉ：数を軽減でき、構成的にも簡
単になしく１１る効果を奏する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、実施例を述へるにあたって、自動中のランクアンド
ピニオンタイプのステアリング装置における操舵角検出
器を例にとり、従来の構成と同一部分には同一符号を伺
して説明する。

まず、第２図〜第５図により構成を説明すると、１はス
テアリングシャフトであって、その一端にはステアリン
グホイール６か他端にはピニオンギヤ７か取付けられて
いる。

８は第１検出手段であって、操舵により回転するステア
リングシャフトｌ（ステアリングシャフトｌと一体重に
回転するステアリングホイール６やビニオンギヤ７を含
む。）の回転方向と回転角度とを検出するもので、この
第１検出手段８は、ステアリングシャツ）１に固定させ
た円板２と、＋ｉＡ円板２に穿孔させた？１を位角度（
例えば、０．２瓜や１１１ｆｆｉ）　ｉｔｊの等角度パ
ルス信号（ａ）、（ｂ）をりするためのスリット３と該
スリンＩ・３位置に回転方向判別のために％ピッチずら
した位置に配置された二台のフォトカプラ４，５、と該
フォトカプラ４．５から二つの等角度パルス信号（ａ）
。

（ｂ）を入力し、該等角度パルス信号（ａ）。

（ｂ）の位相ズレを判別して回転方向を検出する回転方
向検出手段９と、等角度パルス信号（ａ）、（ｂ）の数
をカウントして、右回転の場合は加算、左機転の場合は
減算等の処理を行なうことにより回転角度を検出する回
転角検出器１０と、によって構成されている。

１１は第２検出手段であって、前記ステアリングシャフ
ト１が一回転する毎に一つの指示信号（ｃ）を出力させ
るもので、この第２検出ｒ段１１はステアリングシャフ
ト１に固定させた１１１Ｊ記円板２と、該円板２に穿孔
させた操舵中立位置を検出するための一個のスリン）１
２と１．該スリンＩ・２位置に、操舵中立位置判別のた
めに操舵角零の位置で光がスリット１２をを経過し、一
回転（３６０＋１１）毎に一つの指示信号（Ｃ）を出力
するように、没けられたフオｉ・カブラ１３と、によっ
て祁５成されている。

尚、前記第１検出手段８のフォトカプラ４．５と、第２
検出手段１１のフォトカプラ１３とは、第３図に示すよ
うに、同じ取イ」枠１４に設けられ、フォトトランジス
タと発光ダイオードを組合せて各々のフォトカプラ４，
５．１３は構成されている。

１５は第３検出手段であって、前記ステアリングシャフ
トｌと車輪とを連結する操舵力伝達部材に設けられ、車
輪直進位置を中心として車輪の所定変位を検出し、前記
所定変位内において車輪位置信号（ｄ）を出力させるも
ので、この第３検出ｒ１段１５は、第４図に示すように
、ランクギヤ１６に埋め込まれた磁石部材１７と、ギヤ
ハウジング１８に設けられたホール素子や磁気抵抗素子
からなる検出部材１９と、にょって構成されている。

つまり、操舵によって直線変位をするラックギヤ１６の
変位、Ｉ、ｊ、を、実際の操舵角零の近辺範囲で検出し
、車輪位置信号（ｄ）として出力できればよいもので、
検出精度としては、実際の操舵角零を含み、かつ操舵角
換算で±３６０度未満でありさえすればよく、−１０度
〜２００度等のように左右のバランスがくずれていても
全く問題がない。

２０は中）′１位♂ｉ４ｉ号発生手段であって、前記指
示信号（ｃ）と車輪位置信号（ｄ）とが同時に入力され
た際、中立位置信号（ｅ）を出力させるもので、１）１
」２両信号（ｃ）、（ｄ）のアンドを出方するアンド回
路によって構成され、複数の指示信号（Ｃ）のうち操舵
の中立位置である操舵角零の時のみの信号が出力され、
他の信号は抑止させて中立位置を検出するものである。

そして、前記中立位置信号（ｅ）は、前記回転検出手段
１０に対して本すセット信号−とじて入力させ、回転角
検出手段ｌｏがらは、走行中において、畠に中立位置か
らの操舵回転角信号（ｆ）が出力されるようにする。

尚、図中２１で示すものはタイロ、ド、２２はナックル
アームである。

次に、作用を説明する。

操舵による操舵回転方向及び操舵回転角度を検出するに
際しては、第５図に示すように、フォトカプラ４．５か
ら等角度パルス信号（ａ）、（ｂ）が回転方向検出手段
９に入力されると、該回転方向検出手段９において等角
度パルスイ＋ｒ　”Ｊ’　（ａ　）　＋（ｂ）の位相ズ
レを判別し、その位相ずれによって操舵回転方向が右回
転であるか左回転であるが検出し、右回転の場合は右回
転パルス４１１号−（ｇ）を、左回転の場合は左回転パ
ルス信号（ｈ）を出力する。

そして、前記右回転パルス信号（ｇ）または左回転パル
ス４ｉ号（ｈ）を人力した回転角検出手段１０によって
、パルス信号の数をカウントして、Ｉ５５回転場合は加
算、左回転の場合は減算等の処理がなされ、操舵回転角
信号（ｆ）が出力される。

尚、前記回転角検出手段１０によって、操舵の回転角を
検出する場合は、操舵の中立位置を知る心霊かあり、も
し中立位置が不明であって、右または左に操舵角３６０
度（１回転）以」二を複数回行なった場合は、操舵回転
角の基準がわからなくなり、全くブタラメな値としての
操舵回転角が検出されることになる。

そこで、第２検出手段１１によって、ステアリングシャ
フト１が一回転する毎に一つの指示信号（Ｃ）を出力さ
せ（第６図（イ）を参照）、第３検出り段１５によって
、操舵中立位置を含む所定変位１１ｖ、ｉの車輪位置信
号（ｄ）を出力させ（第６図（ロ）を参照）、かつ中立
位置信号発生手段２０によって、前記両信号（ｃ）、（
ｄ）が同時に入力された際に中立位置信号（ｅ）（前記
指示信号（Ｃ）のうち操舵角界の信号）を出力させ（：
５６図（ハ）を参照）、この中立位置イ。号（ｅ）を前
記回転角検出手段１０に対して零リセット信号として人
力させることで、操舵角界からの操舵回転角を知ること
ができる。

上述したように、かかる実施例の操舵角検出器にあって
は、スリット３．１２を、没けた円板２と光学系の検出
手段による高精度角度検出能力を行かし、ラフな第３検
出手段１５と組合せることによって高精度に操舵角界（
中立位ｉ！Ｌ）からの操舵回転角を検出することができ
る。

また、第３検出手段１５は、中立位置を含むラフな車輪
位置を検出できればよいものであるために、厳密な取イ
リ位置設定を要さず、取イ＝Ｉ工数が軽減されると共に
、設置が容易な場所に簡単な構成の検出手段を設けるこ
とができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、例え
ば、実施例はラックアンドピニオンタイプのステアリン
グにおける操舵角検出器を、Ｉベシたか、その他のりサ
ーキュレーションポールタイプやウオームピンタイプ等
の如何なるタイプのステアリングにも適用してよいもの
である。

また、″実施例の第３検出手段は、ラックギヤの直進変
位を検出する検出手段を採用したが、例えはセクターシ
ャフトの回転変位を検出するものであってもよく、要す
るに、ステアリングシャフトと車輪とを連結する操舵力
伝達部材に設けたものであればよく、その検出も磁気検
出に限られなく、電気や光等の信号を出力する検出であ
ってもよい。

また、単位角度を検出する手段として、実施例では光学
的に検出し、パルス信号を発生する検出ｒ・段を示した
が、磁気により検出したり、静電気により検出したり等
、他の方式による検出であってもよい。

また１本発明の操舵角検出器で得られる回転角検出（ｔ
ｉ号を微分回路に人力させ、操舵による回転角検出イ、
−ｊ号を微分回路に人力させ、操舵による回転速度まで
検出し、ステアリングのアクティブ制御装置の入力信号
として利用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の操舵角検出器を示す斜視図、第２図は本
発明実施例の操舵角検出器を備えたステアリングを示す
斜視図、第３図は実施例検出器における第１及θ第２検
出器を設けたステアリングシャフト部分を示す斜視図、
第４図は実施例検出器における第３検出器を＋ｌＱけた
ラックギヤを有する操舵力伝達部材を示す断面図、第５
図は実施例検出器における信号の流れを示すフローチャ
ート図、第６図は実施例検出器による指示信５５−（イ
）、車輪位置信号（ロ）、中立位置信号（ハ）を示す図
である。 ■・・・ステアリングシャフト ８・・・第１検出手段 １１・・・第２検出手段 １５・・・第３検出手段 ２０・・・中立位置信号発生手段 Ｃ・・・指示信号 ｄ・・・車輪位置信号 ｅ・・・中霞位置信号。 特　許　出　願　人 ＩＪ産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）操舵によりり回転するステアリングシャフトの回転
   方向と回転角度を検出する第１検出手段と、前記ステア
   リングシャフトに設けられ、該ステアリングシャフトか
   一回転するイＩすに−っの指ボイ１１号を出力する第２
   検出下段と、前記ステアリングシャフトと中輪とを連結
   する操舵力伝達部材に設けられ、Φ輪直進位置を中心と
   して中輪の所足変０°ｌを検出し、前記所′）Ｊｌ変位
   内において小輪位置（１，’／を出力する第３検出手段
   と、前記指示信′−）とΦ輪１位置４ｊ　”Ｊとか同時
   に入力された際、中立位置イ、１−；を出力する中）°
   ／位置４１１号発生手段と、をす１１えたことを４．’
   ｒ徴とする操舵角検出器。