JP2003004411A - ステアリング角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、確実にステアリングの角度を
検出することのできるステアリング角度検出装置を提供
することが課題である。 【解決手段】 ステアリングの回転に伴って回転する回
転板２の円周方向に沿って複数のＳ極、Ｎ極が交互に設
けられる磁性体３を配設する。また、この回転板２の近
傍にウィガンドセンサ６を設置する。ウィガンドセンサ
６は、電力を必要とせずに、周囲の磁極の変化を検出す
ることができる。よって、車両のイグニッションオフ時
には、待機モードとしてホールＩＣ４をオフ状態とし、
ウィガンドセンサ６により回転板２の回転が検出された
ときに通常動作モードとしてホールＩＣ４を駆動させ
る。これにより、電力を消費することなく、ステアリン
グの回転角度を高精度に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
ステアリングの角度を検出するステアリング角度検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、４ＷＳ制御や、居眠り検知等の
運転補助システムを搭載した車両では、ステアリングの
回転角度を検出するために、ステアリング角度検出装置
を具備している。このようなステアリング角度検出装置
の従来例として、例えば、特表平８−５１１３５０号公
報（以下、従来例１という）に記載されたものが知られ
ている。

【０００３】該従来例１に記載されたステアリング角度
検出装置は、ステアリングの絶対角を２進数で示すセン
サを用いることにより、ステアリングの回転角を絶対的
な角度で求める構成を有しており、アブソリュートタイ
プのセンサである。ところが、このようなアブソリュー
トタイプのセンサでは、回転角を高精度に検出する場合
には、センサの数が多くなり、コストが高くなるという
欠点がある。

【０００４】即ち、回転角の分解能を１deg とすると、
ステアリング１回転に対応する３６０度分の検出を行う
場合には、２^８＜３６０＜２^９であるから、最低でも９
個以上のセンサを搭載する必要があり、コスト高を招
く。

【０００５】また、このような問題を解決するために、
特開昭６３−２９５９１８号公報（以下、従来例２とい
う）に記載されたものが知られている。該従来例では、
ステアリングの角度を絶対的に求めるのではなく、ステ
アリングの操作量に基づいて、相対的に現在角度を求め
る方式（インクリメントタイプ）を採用しているので、
センサの数を削減することができ、上記の問題を解決す
ることができる。

【０００６】しかし、従来例２のステアリング角度検出
装置では、車両のイグニッションがオフとされていると
きに、ステアリングが回転すると、このときの回転角度
を検出することができない。よって、このような操作が
行われた場合には、次回イグニッションをオンとしたと
きに、正確なステアリング角度を検出することができな
い。

【０００７】つまり、イグニッションオフのときには、
ほとんどの場合、ステアリングは回転しないが、場合に
より回転操作されることがある。このようなときには、
イグニッションをオンとし、更に、車両の直進状態が確
認されるまでの間は、正確なステアリングの角度が分か
らなくなるという問題が発生する。

【０００８】更に、この問題を解決するために、イグニ
ッションがオフとされているときにおいても、ステアリ
ングの回転角度を検出する方式が提案されているが、こ
の場合には、イグニッションオフ時においても、センサ
への電力供給が必要となるため、消費電力が増大するの
で、実用的ではない。

【０００９】即ち、インクリメントタイプのステアリン
グ角度検出装置では、ＬＥＤとフォトＩＣとの組み合わ
せを用いる方式、或いは磁石とホール素子、ＭＲ素子
（磁気抵抗素子）を用いる方式が採用されるが、いずれ
の方式においても、センシング部の消費電力が大きい。
例えば、５Ｖ通電時に、最低でもＬＥＤを用いる方式で
は１０ｍＡ、ＭＲ素子を用いる方式では０．５ｍＡ、ホ
ール素子を用いる方式では６ｍＡ程度の電流が流れる。
このため、イグニッションがオフのときにセンサ回路を
駆動させると、バッテリ上がりの問題が発生するため、
実用化が困難であるという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
例１に記載されたアブソリュートタイプのステアリング
角度検出装置では、センサ数が多くなるのでコスト高を
招くという欠点があり、従来例２に記載されたインクリ
メントタイプのステアリング角度検出装置では、イグニ
ッションがオフとされているときにステアリングが操作
されると、正確な角度を検出することができないという
問題がある。更に、インクリメントタイプのステアリン
グ角度検出装置を、イグニッションがオフのときにも動
作させる方式が考えられるが、この方式では、消費電力
が大きくなるという問題がある。

【００１１】この発明は、このような従来の課題を解決
するためになされたものであり、その目的とするところ
は、簡単な構成で、且つ、確実にステアリングの角度を
検出することのできるステアリング角度検出装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項１に記載の発明は、車両に搭載されるス
テアリングの回転角度を検出するステアリング角度検出
装置において、前記ステアリングに伴って回転する回転
板の円周方向に沿って複数のＳ極、Ｎ極が交互に設けら
れる磁性体を設置し、該回転板の近傍に前記磁性体の極
性変化を検出するウィガンドセンサを設け、前記車両の
イグニッションがオフとされているときに、該ウィガン
ドセンサにて前記回転板の回転に伴う前記磁性体の極性
変化が検出された際に、前記回転板の回転角度を検出す
る操作を行うことを特徴とする。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、車両に搭
載されるステアリングの回転角度を検出するステアリン
グ角度検出装置において、前記ステアリングに取り付け
られ、該ステアリングに伴って回転する回転板と、前記
回転板の円周方向に沿って配置され、複数のＳ極、Ｎ極
が交互に設けられる磁性体と、前記磁性体の近傍に設置
され、前記回転板の回転に伴う前記磁性体の極性変化を
検知するウィガンドセンサと、前記回転板の回転角度を
検出する回転角度検出手段と、前記回転角度検出手段へ
電力を供給して動作させる通常動作モードと、電力供給
を停止して動作を停止させる待機モードとの切り換えが
可能であり、待機モードとされているときに、前記ウィ
ガンドセンサにて極性変化が検知された際に、通常モー
ドに切り換えるべく制御する制御手段と、を有すること
を特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の発明は、前記回転角度検
出手段は、前記回転板の回転に伴う前記磁性体の極性変
化を検知するホール素子、または磁気抵抗素子のいずれ
かで構成されることを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の発明は、前記回転角度検
出手段は、発光素子と受光素子とを有し、前記回転板の
円周方向に沿って複数のスリットを形成し、且つ、該ス
リットが形成された部位の回転板を挟んで前記発光素
子、及び受光素子を対向配置し、前記発光手段より出射
された光が前記スリットにより遮られる回数を計測し
て、前記回転板の回転角度を検出することを特徴とす
る。

【００１６】請求項５に記載の発明は、前記制御手段
は、通常動作モードとされているときには、車両のイグ
ニッションがオンとされた後、或いは前記ウィガンドセ
ンサによる検出が停止された後、所定時間経過してから
待機モードに切り換え、待機モードとされているときに
は、前記ウィガンドセンサによる検出信号が発生したと
き、或いはイグニッションがオンとされたときに、通常
動作モードに切り換えることを特徴とする。

【００１７】請求項６に記載の発明は、前記制御手段
は、前記回転板の角度データを記憶するメモリを有し、
前記通常モードから待機モードに切り換えられるとき
に、前記回転板の角度データを当該メモリに書き込み、
次回通常動作モードに切り換えられたときに、前記メモ
リに保存された角度データを読み出して、前記回転板の
回転角度を求めることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
ステアリング角度検出装置の構成図であり、（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図を示す。

【００１９】同図に示すように、該ステアリング角度検
出装置１は、円形収納部９ａ及び矩形収納部９ｂからな
るケース９内に収納配置されており、円形収納部９ａ内
には、車両に搭載されるステアリングシャフト１０の回
転に伴って回転する回転板２が配置されている。即ち、
回転板２の中央部には、ステアリングシャフト１０が貫
通しており、該回転板２の周囲部の２箇所に形成された
引掛部２ａ，２ｂがステアリングシャフト１０係合して
固定されるので、該回転板２は、ステアリングシャフト
１０に伴って回転する。更に、該回転板２の周囲部に
は、Ｓ極、及びＮ極の磁石が交互に配置された磁性体３
が搭載されている。

【００２０】矩形収納部９ｂ内の、回転板２の円周部近
傍には、ホール素子が搭載されたホールＩＣ（回転角度
検出手段）４、及びウィガンドセンサ６が配置され、該
ホールＩＣ４、及びウィガンドセンサ６は、マイコン
（制御手段）７に接続されている。更に、マイコン７
は、バッテリ５と接続されて電源電圧が供給されるよう
になっている。ホールＩＣ４，ウィガンドセンサ６，マ
イコン７，バッテリ５は、基板８に固定されている。

【００２１】マイコン７は、当該ステアリング角度検出
装置１を制御するものであり、電力を消費しない待機モ
ードと、電力を消費してホールＩＣ４を駆動させ、ステ
アリングの回転角度を求める通常動作モードとを切り換
えることができるように構成されている。また、ステア
リングの角度を記憶するためのメモリ７ａを有してい
る。

【００２２】図２は、ウィガンドセンサ６の詳細な構成
を示す説明図であり、図示のように、ウィガンドセンサ
６は、ウィガンドワイヤ６ａにコイル６ｂを巻回して形
成される。ウィガンドワイヤ６ａは、パーマロイ及びピ
ッカロイを材質成分として製造されており、ワイヤの表
面と内部とに二重磁極が形成されている。そして、ウィ
ガンドセンサ６の外部から、別個の磁性体を近接、或い
は離反させると、上記の二重磁極が反転し、これによ
り、コイル６ｂに出力パルスが発生する。従って、電力
を消費することなく（駆動電流を必要とせず）、該ウィ
ガンドセンサ６周囲の磁極の変化を検出することができ
る。

【００２３】次に、上記のように構成された本実施形態
の動作を図３に示すフローチャートを参照しながら説明
する。車両のイグニッションがオンとされているとき
は、マイコン７は通常動作モードとされており、ホール
ＩＣ４がオンとされている（ステップＳＴ１）。

【００２４】この状態で、ステアリングが回転操作され
ると、該ステアリングの回転に伴って回転板２が回転す
るので、回転板２の近傍に配置されたホールＩＣ４によ
り、磁性体３が有する磁極（Ｓ極、Ｎ極）の変化が検出
され、この検出結果よりステアリングの回転角度が求め
られる（ステップＳＴ２）。

【００２５】その後、車両のイグニッションがオフとさ
れた場合には（ステップＳＴ３でＹＥＳ）、オフ状態が
５分間（所定時間）継続されたかどうかが判断され（ス
テップＳＴ４）、５分間継続された場合には（ステップ
ＳＴ４でＹＥＳ）、イグニッションオフ時におけるステ
アリングの回転角度を、マイコン７が有するメモリ７ａ
内に書き込む（ステップＳＴ５）。

【００２６】ここで、イグニッションがオフとされてか
ら暫くの間（例えば、５分間）は、運転者或いはその他
の乗員が車両内に残ってる場合が多く、ステアリングが
操作される可能性が高いので、本実施形態では、イグニ
ッションがオフとされてから５分間待機した後、ステア
リングの回転角度をメモリ７ａ内に記憶保存するように
している。

【００２７】次いで、マイコン７を待機モードとし、且
つ、ホールＩＣ４をオフとする（ステップＳＴ６）。こ
れにより、ホールＩＣ４の消費電力をゼロ或いは極めて
小さくし、且つ、その他の各構成要素による消費電力を
低減する。

【００２８】その後、ウィガンドセンサ６による検出信
号が得られなければ（ステップＳＴ７でＮＯ）、マイコ
ン７の待機モードを継続させ、ウィガンドセンサ６によ
り、ステアリングの回転が検出された場合には（ステッ
プＳＴ７でＹＥＳ）、マイコン７を通常動作モードに切
り換え、且つ、ホールＩＣ４をオンとする（ステップＳ
Ｔ１に戻る）。これにより、ステアリングの回転角度を
求めることができる。

【００２９】このようにして、本実施形態に係るステア
リング角度検出装置１では、回転板２の近傍にウィガン
ドセンサ６を設置し、マイコン７が待機モードとされて
いるときに、該ウィガンドセンサ６により、磁極の変化
が検出された場合には、マイコン７を通常動作モードに
切り換えて、ホールＩＣ４を動作させるようにしてい
る。

【００３０】従って、車両のイグニッションがオフのと
きに、ステアリングが回転操作された場合であっても、
この操作量はホールＩＣ４により検出され、マイコン７
が有するメモリ７ａ内に書き込むことができるので、次
回イグニッションをオンとして車両を走行させる際に、
正確なステアリング角度を得ることができる。また、ウ
ィガンドセンサ６を用いることにより、イグニッション
オフ時における電力消費をゼロ或いは極めて小さくして
いるので、バッテリ上がりの問題は発生しない。

【００３１】更に、従来のアブソリュートタイプの検出
装置のように、多数のセンサを用いていないので、構成
が簡素化され、且つ、コストダウンを図ることができ
る。

【００３２】以上、本発明のステアリング角度検出装置
を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能
を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

【００３３】例えば、上記の実施形態では、回転板２の
周囲部に磁性体３を形成し、これをホールＩＣ４を用い
て検出する構成としたが、ホールＩＣ４の代わりにＭＲ
素子（磁気抵抗素子）を用いることも可能である。

【００３４】また、回転板２の周囲部にスリットを形成
し、該スリットが形成された回転板２の部位を挟むよう
にＬＥＤ（発光素子）及びフォトＩＣ（受光素子）を設
置し、ＬＥＤより出射される光がスリットにより遮られ
る回数を検出することにより、ステアリングの回転角度
を求める方式とすることも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るステ
アリングの角度検出装置では、イグニッションがオフと
されているときには、待機モードとすることにより、回
転角度検出手段への電力供給を停止し、ウィガンドセン
サにより、磁性体の磁極変化が検出されたときに、通常
動作モードに切り換えている。

【００３６】従って、イグニッションがオフとされてい
るときには、電力消費をゼロ或いは極めて小さくするこ
とができるので、バッテリ上がり等のトラブルの発生を
回避することができる。イグニッションがオフとされて
いるときに、ステアリングが回転操作されると、通常動
作モードに切り換えられるので、ステアリングのオン、
オフに関わらず、確実にステアリングの回転角度を求め
ることができる。また、多数のセンサを必要としないの
で、構成が簡素化され、コストダウンを図ることができ
る。

【００３７】更に、イグニッションがオフとされた際に
は、所定時間（例えば、５分間）経過後に、待機モード
に切り換えて回転角度検出手段への電力供給を停止する
ように構成すれば、イグニッションがオフとされた後、
車両に残っている運転者や乗員がステアリングを操作し
た場合でも、確実にこのときの回転角度を検出すること
ができる。

【００３８】また、通常動作モードから待機モードに切
り換えられるときの回転角度データを、制御手段に搭載
されるメモリに書き込み、通常動作モードに切り換えら
れたときに、このメモリに書き込まれている回転角度デ
ータを読み出して、その後の回転角度検出を行うように
構成すれば、イグニッションをオンとしたときに、即時
に高精度なステアリングの回転角度データを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るステアリング角度検
出装置の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面
図を示す。

【図２】ウィガンドセンサの構成を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るステアリング角度検
出装置の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ステアリング角度検出装置 ２ 回転板 ３ 磁性体 ４ ホールＩＣ（回転角度検出手段） ５ バッテリ ６ ウィガンドセンサ ６ａ ウィガンドワイヤ ６ｂ コイル ７ マイコン（制御手段） ７ａ メモリ ８ 基板 ９ ケース ９ａ 円形収納部 ９ｂ 矩形収納部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA35 AA36 BA08 CA40 DA05 DD08 EA03 GA52 KA02 KA04 2F077 AA23 AA24 CC02 CC09 NN24 PP12 PP13 PP14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されるステアリングの回転角
   度を検出するステアリング角度検出装置において、 前記ステアリングに伴って回転する回転板の円周方向に
   沿って複数のＳ極、Ｎ極が交互に設けられる磁性体を設
   置し、該回転板の近傍に前記磁性体の極性変化を検出す
   るウィガンドセンサを設け、 前記車両のイグニッションがオフとされているときに、
   該ウィガンドセンサにて前記回転板の回転に伴う前記磁
   性体の極性変化が検出された際に、前記回転板の回転角
   度を検出する操作を行うことを特徴とするステアリング
   角度検出装置。
2. 【請求項２】 車両に搭載されるステアリングの回転角
   度を検出するステアリング角度検出装置において、 前記ステアリングに取り付けられ、該ステアリングに伴
   って回転する回転板と、 前記回転板の円周方向に沿って配置され、複数のＳ極、
   Ｎ極が交互に設けられる磁性体と、 前記磁性体の近傍に設置され、前記回転板の回転に伴う
   前記磁性体の極性変化を検知するウィガンドセンサと、 前記回転板の回転角度を検出する回転角度検出手段と、 前記回転角度検出手段へ電力を供給して動作させる通常
   動作モードと、電力供給を停止して動作を停止させる待
   機モードとの切り換えが可能であり、待機モードとされ
   ているときに、前記ウィガンドセンサにて極性変化が検
   知された際に、通常モードに切り換えるべく制御する制
   御手段と、 を有することを特徴とするステアリング角度検出装置。
3. 【請求項３】 前記回転角度検出手段は、前記回転板の
   回転に伴う前記磁性体の極性変化を検知するホール素
   子、または磁気抵抗素子のいずれかで構成されることを
   特徴とする請求項２に記載のステアリング角度検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記回転角度検出手段は、発光素子と受
   光素子とを有し、 前記回転板の円周方向に沿って複数のスリットを形成
   し、且つ、該スリットが形成された部位の回転板を挟ん
   で前記発光素子、及び受光素子を対向配置し、前記発光
   手段より出射された光が前記スリットにより遮られる回
   数を計測して、前記回転板の回転角度を検出することを
   特徴とする請求項２に記載のステアリング角度検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、通常動作モードとされ
   ているときには、車両のイグニッションがオンとされた
   後、或いは前記ウィガンドセンサによる検出が停止され
   た後、所定時間経過してから待機モードに切り換え、 待機モードとされているときには、前記ウィガンドセン
   サによる検出信号が発生したとき、或いはイグニッショ
   ンがオンとされたときに、通常動作モードに切り換える
   ことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に
   記載のステアリング角度検出装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記回転板の角度デー
   タを記憶するメモリを有し、前記通常モードから待機モ
   ードに切り換えられるときに、前記回転板の角度データ
   を当該メモリに書き込み、次回通常動作モードに切り換
   えられたときに、前記メモリに保存された角度データを
   読み出して、前記回転板の回転角度を求めることを特徴
   とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載のステ
   アリング角度検出装置。