JPS63148104A - 回転角検出装置 - 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、車両のステアリング等の回転軸の回転量と方
向を検知すると共に回転のステアリングの初期位置を併
せて検出することができる回転角検出装置に関するもの
である。

従来の技術 従来、この種の回転角検出装置としてステアリングシャ
フトの回転を検出するものは、スリット板の両側に２組
のフォトインタラプタを取り付け、スリントラ通過する
光のオン、オフパターンｌｔ知してステアリングシャフ
トの回転角を検出し、且つ、２個のセンサーの位相差に
よりステアリングホイールの右回転、左回転を識別する
ようなものであった。

又、実開昭５８−１４６５０６号公報の第２図に示すよ
うに、ハンドル直下の円環状箱体内に上側と同様のスリ
ット板を設け、フォトインタラプタを配置するようなも
のもあった。

更に、初期位置を検出する方法としては、特開昭６０−
１５８３１３号公報の第１図、第２図に示すような、二
列に配置したスリットと二組のフォトインタラプタと摩
擦機構を組み合せるようなものがあった。

発明が解決しようとする問題点 フォトインタラプタとスリットの組合せによる光学的検
知方法は、埃や回転部の潤滑剤などにより光が遮断され
誤検知が発生することを防ぐため、堅牢な外装や潤滑剤
の充填方法に留意する必要があった。

又、初期位置の検出も、同様に光学式である難点と共に
、機械的摩擦部分の耐久性にも難点があったＱ 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、多極の磁界を形成
し一部の磁極のピッチを他に比、べて狭めた構成の磁石
リングと、この磁石リングに対向させた複数個の磁気抵
抗素子と、これらの磁気抵抗素子が検知した磁界の変化
をパルス信号に変換する回路とから回転角検出装置を構
成したものである。

作用 本発明は上記のような構成により、ハンドルと連動して
回転するカムに係止した、ラジアル方向に配向し、一定
ピツチである数のＮ、Ｓ磁極を形成し磁界を形成せしめ
一部の磁極ピッチのみを狭めた構成とした磁石リングの
回転移動に対し、センサーとして配置した複数個の磁気
抵抗素子が磁界の通過を検知し電圧変動を生起せしめ、
その電圧変動をパルスに変換し、外部に設置されたマイ
コン等の制御装置に伝送する。制御装置は、回転量はパ
ルスの回数で、又、回転方向は２個のパルスの位相差に
よって検知する。又、意図的にピッチを狭めた所から発
生する、狭いピンチで幅の狭いパルスを検知することに
より初期位置を検出する０ 実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図及び第２図において、１はハンドルの直下に配置
されイグニッションキーユニットなどに固定されるスイ
ッチ本体である０２は操作枠２ａによって操作されるタ
ーンシグナル・ライトなどのスイッチユニットである。

３は操作枠３２Ｌによって操作されるワイパー・ウオッ
シャなどのスイッチユニットである。４はスプリング９
によって上方に加勢され、図示されないが上方に配置さ
れたハンドルに、カムビン４２Ｌ、４ｂ、４Ｃによって
係合し、ハンドルの回転に呼応して回転するカムである
。５はカム４に係合乃し接着固定される磁石リングであ
シ、６はカム４に設けたＤカット７に係合し、磁石リン
グ５の位置を規制する磁石リングガイド、８は２個の磁
気抵抗素子とパルス発生回路部分からなるセンサーユニ
ットである。

尚、ハンドルに取り付けられる前にカム４が脱着するこ
とを防止するため、カム４に設けた抜は止め部１２が、
本体ボス１ｏに設けられたカム係止部１１に係合する構
造になっている。

第３図は磁石リング５の詳細図であり、磁石乃し樹脂マ
グネットなどで形成され磁石リング５は予めラジアル方
向に配向され、外周にＮ、Ｓ極が一定の数だけ着磁され
ているが、他に比べてピンチの狭い３つの磁極狭隘部２
１を有しており、その位置は磁石リングガイド６と、カ
ム４のＤカット７と、等角ピッチには配置されていない
カムピン４ａ　、４ｂ　、４０の関係から、図示されな
いハンドルにくみつけられた際、ハンドルと一定の相関
関係を有するよう構成されている。

第４図において１６は磁気抵抗素子１３とパルス発生回
路１４（詳細回路構成は第６図に記載）からなるセンサ
ーであり、１６ａのセンサーも同様に磁気抵抗素子１３
１１Ｌとパルス発生回路１４２Ｌから構成されており、
本実施例ではＮ乃しＳ極の着磁幅を＋ｊｐ”とすると、
２１０３箇所の狭い磁極ピッチは９°ｐ／３”と々るよ
う構成されており、２個の磁気抵抗素子１３，１３１Ｌ
のピッチはｐ／４″となるよう構成されている。

第６図は磁気抵抗素子１３の構造とパルス発生回路の構
成を示したものである。磁気抵抗素子１３は、電源ＶＣ
ＣよりＴ２に一定の電圧（例えば５’ｌ／）が供給され
ておシ、抵抗Ｒ１はＲ２に等しくなる様な点からで１を
介して比較器１９の負側に接続されている。またＴ３は
アースされている。１７は磁気抵抗素子１３がＮ乃しＳ
極の通過による磁界の変動により電圧変化を生起した際
比較器１９で比較するための基準となる電圧を生起せし
めるための回路であり、抵抗Ｒ３とＲ４から構成されて
おり、抵抗Ｒ３は電源に抵抗Ｒ４はアースに接続されて
いる。尚、可変抵抗ｖＲ１は設定値を微調する可変抵抗
器であり、比較器１９の正側に結続されている０１８は
比較器１９でパルスを発生させる際、基準電圧近傍での
チャタリング等による誤検知を防止するため第５図に示
す様スライス電圧にヒステリシスを持たせるための抵抗
Ｒ５とＲ６より構成される回路であり、Ｒ７はプルアッ
プ用の抵抗である。２０人は発生した一定パルスを、図
示されていないマイコン等の制御装置に伝送する端子で
ある。

以上の構成による本発明の一実施例の動作を以下に説明
する。

例えば、図示されない車両の・・ンドルが反時計方向（
第４図ＡＣ方向）に回転せられた場合、ハンドルの回転
に呼応してカム４も反時計方向に回転し、磁石リング５
のＮ磁極端５２Ｌが磁気抵抗素子１３に近接したとき磁
気抵抗素子１３に作用する磁界は暫時大きくなり、抵抗
Ｒ１の値も暫時小さくなって行き磁極の中心５ｂが通過
する際最小となる。更に、５ｂが通過後は抵抗は暫時大
きくなりはじめ、磁極端５Ｃが通過する際最大となる。

以上の抵抗変化に呼応し、端子Ｔ１介して比較器１９に
かかる電圧は、第５図の出力波形の実線で表される変化
曲線のＶＦｍｉｎ−＋Ｖｍａｘ−＊ＶＦｍｉｎに変化す
るが、その際、抵抗Ｒ５とＲ６で構成される回路１８は
、パルスを発生させるスライス電圧レベルにヒステリシ
スをもたせる様構成されているため、ＶＦｍｉｎ−Ｖｍ
ｈｘの電圧変化の際には、パルス立ち上が９スライス電
圧ＶＳＤでパルスは立ち上がり、Ｖｍａｘ−＋ＶＦｍｉ
ｎに変化する際には、パルス立ち下がり電圧ＶＳＲで立
ち下がり、パルス２２亀を形成する。次に、５ｃ　、　
２１　＆、２１ｂが通過すると、基本的には上記と同様
の挙動を繰り返すが、磁極ピッチが’　ｐ　／　３　”
と狭いため、狭い幅のパルス２２＆を発生することとな
る。以後２１Ｃ，２１ｄ、２１６．２１ｆが通過する際
も全く同様に狭い幅のパルス２２Ｃ，２２（ｉを発生し
、そのパルスピッチは’り　／３’”となる。

次に、２１　ｆ　、５６．５ｅが通過する際は、磁極ピ
ッチがｐ′”になるため、２２ａと同じパルス２２６を
発生することとなる。以降）・ンドルが回転し続けると
、２２ａと同様の２２ｆのようなパルスを発生しつづけ
、第５図の出力波形および出力パルス２ＯＡの様になる
。

磁気抵抗素子１３ａも同様の挙動を示すが、磁気抵抗素
子１３と′ｐ／４”′の位置づれがあるため、出力パル
ス２ＯＡは、”　Ｉ）　／　４′′だけ遅れて発生する
事となる。

従ってセンサー１６と１６人は、以上の挙動に従った各
々のパルス信号出力２ＯＡと２０Ｂを図示されないマイ
コン等の制御装置に転送することとなる。

逆に、ハンドルが時計方向に回転したときはセンサー１
６と１６２Ｌのパルスの発生のタイミングは逆転し、図
示されないマイコン等の制御装置に転送する。

制御装置では、パルスの数からハンドルの回転量を、又
、センサー１６と１６＆のパルスの発生のタイミングか
ら回転方向を演算・検出することができし、狭ピッチで
、狭い幅のパルス２２ｂ。

２２Ｃ，２２ｄから、初期位置を演算・決定することが
できる。

以上の記述は、動作の説明を容易にするためノ・ンドル
が一定速度で回転する状態としたが、例えばハンドルが
大きな加速度を持って回転された際でも、パルス幅、パ
ルスピッチは可変するが、パルス２２ｂ　、２２Ｃ，２
２ｄは、２２＆や２２ｆ等に比べて極めて狭く、且つ、
複数の狭パルス幅。

狭ピッチのパルスが続くため、マイコン等の制御装置で
十分識別できる０ 又、初期位置の検出については、他に比べて狭い磁極の
磁極狭隘部２１の磁極数を増やし通常のパルスとの、パ
ルス幅、パルスピッチとの差を大きくすることにより検
出精度を高めることも容易である。

発明の効果 以上に述べてきたように、本発明によれば、極めて簡易
な機構と回路の構成により、埃や潤滑剤による誤検知を
配慮する必要のない回転角検出装置を供することができ
る０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回転角検出装置の斜視図、
第２図は回転角検出装置の主要機構部分の拡大分解斜視
図、第３図は磁石リングの詳細上面図、第４図は磁石リ
ングとセンサ一部の拡大構成図、第５図は要部波形図、
第６図はセンサーの回路図である。 ５・・・・・・磁石リング、１３，１３１Ｌ・・・・・
・磁気抵抗素子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名５−
磁石リング 第１図 第３図 どｌ 第４図 第５図 時ＭＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多極の磁界を形成し一部の磁極のピッチを他に比べて狭
   めた構成の磁石リングと、この磁石リングに対向させた
   複数個の磁気抵抗素子と、これらの磁気抵抗素子が検知
   した磁界の変化をパルス信号に変換する回路とから成る
   回転角検出装置。