JPS63223504A - 回転角度検出装置 - 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
向を検知することがモ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７オトインタラプタを取シ付け、スリットを通過する
光のオン・オフパターンを検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５８−１４５５０６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士別と同様のスリ
ット板を設け、フォトインタラプタをセンサーとして配
置するようなものもあった。

発明が解決しようとする問題点 ステアリングシャフトに７オトインタラプタ等のセンサ
ー素子を取りつける方式では組み付けの作業性が悪く、
また円環状箱体内に同様のセンサーを内蔵する方式は、
箱体が大きなものになシスペース効率が悪いという難点
があり、更に、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
シ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。

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に、外部手段により
回転するカムと、カムに係止された実質的にリング状を
した磁石体と、この磁石体に対向させられた１個ないし
複数個の磁気抵抗素子と、これらの磁気抵抗素子が検知
した磁界をパルス信号に変換するパルス発生回路よりな
り、前記パルス発生回路は、基準電圧を生起せしめる磁
気抵抗素子を有する構成としたものである。

作用 本発明は上記のような構成により、ハンドル等と連動し
て回転するカムに係止した、磁石体の回転移動に対し、
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。

その制御装置は、回転量をパルスの回数で、又、回転方
向を２個のパルスの位相差によって検知する。

この時、磁界検知用の磁気抵抗素子が、電圧変動を生起
した際にパルスを発生するパルス発生回路において、基
準電圧用の抵抗も前記磁界検知用の磁気抵抗素子と同じ
ものを利用するため、周囲温度の変化による抵抗変化率
も殆んど等しくなるため、前記磁界検知用の磁気抵抗素
子の出力波形に対するスライス電圧位置が常に（相対的
に）等しくなるため、出力されるパルス信号も常に一定
の値とすることが出来る。

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２図、第３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・
ソチ本体である。２は操作稈２１Ｌ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シト、３は
操作稈３ａによって操作されるワイパーもウオッシャな
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４＆、４１）、４０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。

６はカム４に係合力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６
の位置を規制する磁石リングガイド、８は２個の磁界検
知用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、ハンドルに取シ付けられる前
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４図は磁石リング６の詳細図でアシ、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。

第５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１図に記載）からなるセン
サーであり、１６１Ｌのセンサーも同様に磁界検知用磁
気抵抗素子１３＆とパルス発生回路１４ａ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′ｐ′とす
ると、２個の磁気抵抗素子１３，１３ａのピッチは＝　
ｐ　／　４−＋となるよう構成されている。

第１図は磁界検知用磁気抵抗素子１３の構造とパルス発
生回路の構成を示したものである。磁界検知用磁気抵抗
素子１３は、電源ＶＣＣよ、９Ｔ２に一定の電圧（例え
ばｓＶ）を供給されており、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。まだＴ３はアースされている。２１は磁界検知
用磁気抵抗素子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だめの基準電圧用
磁気抵抗素子であり、抵抗Ｒ３とＲ４から構成されてお
り、抵抗Ｒ３は電源に、抵抗Ｒ４はアースに結続されて
いる。この時基準電圧用磁気抵抗素子２１が磁界の変化
を受けることは好ましくないため、■磁気抵抗素子の磁
界方向と配置位置による不感特性（配置方向性）を利用
して磁界の変化を影響を受けない方向に配置する方法、
■磁界よシ距離をはなす方法、■磁気シールドする方法
を採用することが望ましい。

Ｒ６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６
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
の抵抗であシ、Ｒ６はプルア、ツブ用の抵抗である。２
０ム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ハンドルが反時計方向（第
５図１０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、例えば、磁石リ
ング６の８磁極端６ＩＬが磁界検知用磁気抵抗素子１３
に近接したとき磁界検知用磁気抵抗素子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
ていき磁極の中心５Ｃが通過する際最小となる。更に、
６Ｃが通過後は抵抗は暫時大きくな９はしめ、磁極端６
ｂ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を介して比較器１９
にかかる電圧は、第６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。

次に隣合うＮ極が通過する際も同様の挙動を示す。ここ
で基準電圧用磁気抵抗素子２１と抵抗Ｒ６によシパルス
を発生させるスライス電圧レベル及びそれにヒステリシ
スを持たせるものであシ、ＶＦｍｉｎ　−＋　Ｖｍａｘ
　の電圧変化の際には、パルスは上部スライス電圧ＶＳ
Ｕで立ち上がシ、Ｖｍａｘ→ＶＦｍｉｎ　　に変化する
際には下部スライス電圧ＶＳＩ。

で立ち下がる。以上のような挙動を〈シかえし出力２Ｏ
Ａは第６図の出力パルスのようなパルスを発生する。磁
気抵抗素子１３１Ｌも同様の挙動を示すが、その電圧波
形（点線で図示）と出力パルスは素子の配置の寸法上ｐ
／４だけ磁気抵抗素子１３と位相がずれることとなる、 従ってセンサー１６と１６ムは、以上の挙動に従った各
々のパルス信号出力２ｏムと２０Ｂｆ、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１６１Ｌ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。

ここで動作中に周囲温度が変化した場合、磁界検知用磁
気抵抗素子１３は、一定の変化率を持って抵抗が変化す
るため、検知した電圧レベルも相対的に高くなったり低
くなったりするが、基準電圧用の磁気抵抗素子２１も同
様の特性を持っているため、磁界検知用の磁気抵抗素子
１３と同様の変化をする。したがって相対的な位置関係
には変化が生じないため、出力パルスのデユーティ変化
も於んど発生せず、安定したパルスを得ることが出来る
。又、基準電圧用の磁気抵抗素子２１には磁界の変化に
影響されない配慮がなされているため、誤動作等の発生
の恐れもない。

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１５！Ｌ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、極めて簡単
な構造と回路により、埃や潤滑剤による誤検知を配慮す
る必要のない、又、温度変化による誤動作を受けること
のないすぐれた回転角検出装置を供給することが出来る
。

又、磁界検知用磁気抵抗素子と、基準電圧用磁気抵抗素
子を同一チップで一体的にパターンニングにより構成す
ることも可能であり、より小型で高信頼性のものとする
ことが出来る。さらに、磁界検知用磁気抵抗素子と基準
電圧用磁気抵抗素子を同一の物で構成することにより両
者の抵抗値のバランスが確保出来、一般的に考えられる
基準電圧可変用のボリウムを廃止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明及び従来例の一実施例を示す斜視図、第３図はその主
要機構部分の拡大斜視図、第４図はその磁石リング詳細
上面図、第６図はその磁石リングとセンサ一部の拡大上
面図、第６図はその要部波形図である。 ４・・・・・・カム、５・・・・・・磁石リン／（磁石
体）、１３．２１・・・・・・磁気抵抗素子、１９・・
・・・・比較器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１３
．２１−一磁気庖抗素子 ９−スプリング 第４図 第　５　図 どυＡ　　　　７０ｓ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部手段により回転するカムと、このカムに係止
   された略リング状の磁石体と、この磁石体に対向され、
   磁界を検知する為の１個ないし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をパルス信号に
   変換するためパルス発生回路より、前記パルス発生回路
   には基準電圧発生用の磁気抵抗素子を設けた回転角度検
   出装置。
2. （２）パルス発生回路は、２個の直列に接続された磁界
   を検知する為の第１の磁気抵抗素子と、これらの第１の
   磁気抵抗素子が検知した磁界をパルス信号に変換するた
   めの基準電圧を生起せしめるものであって、磁石体の磁
   界に影響を受けないように配置された２個の直列に接続
   された第２の磁気抵抗素子と、前記第１、第２の磁気抵
   抗素子のそれぞれの中間点を比較器に接続した特許請求
   の範囲第１項に記載の回転角度検出装置。
3. （３）第１、第２の磁気抵抗素子を同一チップ上に一体
   に形成した特許請求の範囲第１項、または第２項に記載
   の回転角度検出装置。