JP2005147794A - Steering angle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のステアリング操舵角を検出する操舵角検出手段の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of steering angle detection means for detecting the steering angle of a vehicle.
従来の操舵角検出装置は、ステアリングコラムシャフトに固定した主歯車と噛み合う磁石付きの従動歯車をステアリングパッドに設け、従動歯車の回転に伴う磁界の変化を、MRセンサで検出するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来技術にあっては、主歯車がステアリングシャフトに固定され、従動歯車とMRセンサがステアリングパッドに内設された構造であり、車両への組み付けは製造段階を前提としている。したがって、ステアリング部材への後付けが困難であり、車両に操舵角情報を必要とする車載機器を搭載できないという問題があった。 However, in the above prior art, the main gear is fixed to the steering shaft, the driven gear and the MR sensor are installed in the steering pad, and the assembly to the vehicle is premised on the manufacturing stage. Therefore, it is difficult to retrofit the steering member, and there is a problem in that an in-vehicle device that requires steering angle information cannot be mounted on the vehicle.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ステアリング部材への後付けを容易とし、車載機器の搭載を可能とする操舵角検出装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a steering angle detection device that facilitates retrofitting to a steering member and enables mounting of on-vehicle equipment.
上述の目的を達成するため、本発明の操舵角検出装置では、第1ステアリング部材と、操舵時に第1ステアリング部材と相対回転する第2ステアリング部材と、前記第1ステアリング部材に設け、第2ステアリング部材に光を照射する発光部と、前記第2ステアリング部材に発光部と対向するように設け、発光部から出力された光を反射する被検出部と、前記発光部と一体に設け、被検出部が反射した光を入力する受光部と、この受光部に入力された光の状態に応じて、被検出部の移動量を検出する移動量検出部と、検出された被検出部の移動量に基づいて、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出部と、を備える。 In order to achieve the above-described object, in the steering angle detection device of the present invention, a first steering member, a second steering member that rotates relative to the first steering member during steering, and the first steering member are provided on the first steering member. A light emitting unit that irradiates light to the member, a detected portion that reflects the light output from the light emitting unit, provided to the second steering member so as to face the light emitting unit, and a light detecting unit that are provided integrally with the light emitting unit. A light receiving unit that receives light reflected by the light receiving unit, a movement amount detecting unit that detects a movement amount of the detected unit according to the state of the light input to the light receiving unit, and a detected movement amount of the detected unit And a steering angle detector for detecting the steering angle of the steering.
本発明にあっては、発光部と受光部が第1ステアリング部材に一体に設けられ、第2部材に設けた被検出部は、電源線や信号線等の配線が不要であるため、ステアリング部材への組み付け作業が容易である。したがって、本発明を利用することで、操舵角検出装置が装備されていない車両であっても、操舵角情報を必要とする車載機器の搭載が可能となる。 In the present invention, the light emitting portion and the light receiving portion are integrally provided on the first steering member, and the detected portion provided on the second member does not require wiring such as a power supply line or a signal line. Assembling work is easy. Therefore, by using the present invention, it is possible to mount an in-vehicle device that requires steering angle information even if the vehicle is not equipped with a steering angle detection device.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below based on the first embodiment.
まず、構成を説明する。
図1は、操舵角検出装置の設置例を示す側面図であり、実施例1の操舵角検出装置1は、検出部2と被検出部4とを備えている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a side view illustrating an installation example of a steering angle detection device. A steering
検出部2は、ステアリングホイール3の車両前方側に位置するステアリングコラムカバー(第1ステアリング部材)5の上面側に設置されている。被検出部4は、ステアリングホイール3と回転軸を同一にし、ステアリングホイール3のステアリングコラムカバー(第2ステアリング部材)5側の底面であるホイール底部3aに固定され、外周部分である被検出部外周4aが検出部2と対向している。
The
図2は、検出部2の斜視図であり、検出部2は、ケーシング2fの同一面に面して、発光素子(発光部)2aと受光レンズ(受光部)2bとが設けられている。発光素子2aは、被検出部4に光を照射するもので、実施例1では、LEDを用いている。受光レンズ2bは、被検出部4により反射された発光素子2aの光を検出部2内に入力する。
FIG. 2 is a perspective view of the
検出部2は、受光レンズ2bから入力した光の状態に応じて、検出部2に対する被検出部4の相対移動量を検出する。検出された相対移動量は、相対移動量データ信号として、電源・信号ハーネス7を介して中央演算装置(操舵角検出部)6へ出力される。中央演算装置6は、入力した相対移動量データに基づいて、ステアリングホイールの操舵角を検出し、図外の車載機器へ操舵角信号を出力する。
The
図3は、被検出部4の正面図である。
被検出部4は中央に孔が空いた環状に形成され、ニュートラル位置特定用のスリット4bが形成されている。被検出部4の表面は、発光素子2aが発する光を反射するように設けられるとともに、一定角度刻みに角度検出線4cが刻まれている。この角度検出線4cは、他の表面と比較して、光を反射しにくいように設けられている。
FIG. 3 is a front view of the detected portion 4.
The detected portion 4 is formed in an annular shape with a hole in the center, and a neutral
これらのスリット4bおよび角度検出線4cは、共に被検出部外周4aに設けられ、操舵時に検出部2と対向したとき、発光素子2aの光を受光レンズ2bに反射するよう設定されている。
Both the
図4は、検出部2においてケーシング2fの内部を示す断面図である。
ケーシング2fの内部には、光学式イメージセンサ2cと回路基板(移動量検出部)2eが設けられ、回路基板2e上には、発光素子2a、受光レンズ2bおよび光学式イメージセンサ2cが実装されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the inside of the
An
光学式イメージセンサ2cは、受光レンズ2bと回路基板2eとの間に設置され、受光レンズ2bにより集められた光を検知して回路基板2eへ出力する。なお、光学式イメージセンサ2cの受光面には、受光板2dが設置されている。
The
図5は、操舵角検出装置1の制御ブロック図である。
発光素子2aが出力した光は、被検出部4表面で反射され、受光レンズ2bに集光されて光学式イメージセンサ2cへ入力される。上述したように、一定の回転角毎に、被検出部4の回転に伴う反射光の強弱が入力される。
FIG. 5 is a control block diagram of the steering
The light output from the
光学式イメージセンサ2cでは、入力された光に基づいて、被検出部4の移動量を検出する。この移動量は、ニュートラル位置からの絶対移動量ではなく、移動開始位置からの相対移動量である。検出した相対移動量データは、中央演算装置6へ入力される。
The
中央演算装置6は、移動量サンプリング処理部6aと、ゼロ点検出処理部6bと、移動量累積処理部6cと、変換定数部6dと、移動量→操舵角変換部6eと、操舵角平均化処理部6fとを備えている。
The
移動量サンプリング処理部6aは、相対移動量データをサンプリング処理し、サンプリング結果をゼロ点検出処理部6bと移動量累積処理部6cへ出力する。サンプリングとは、アナログ信号をサンプラー、サンプリングカードまたはスキャナなどを通じて、一定間隔の時間や座標で離散化し,有限の桁数の数値に変換することである。この処理により、アナログ信号である相対移動量データを変換してデジタル処理を可能とする。
The movement amount
ゼロ点検出処理部6bは、サンプリング処理したデータを基に、被検出部4のニュートラル位置を検出するゼロ点検出処理を実行し、ゼロ点の検出結果を移動量累積処理部6cへ出力する。
The zero point
移動量累積処理部6cは、検出されたゼロ点とサンプリング処理されたデータを基に、ゼロ点からの累積移動量である絶対移動量を算出し、算出結果を移動量→操舵角変換処理部6fへ出力する。
The movement amount
変換定数部6dは、移動量を操舵角に変換するための変換定数が記憶されている。
The
移動量→操舵角変換処理部6eは、算出された絶対移動量を、変換定数部6dに記憶された変換定数を参照して操舵角に変換する処理を実行し、変換結果を操舵角平均化処理部6fへ出力する。
The movement amount → steering angle
操舵角平均化処理部6fは、得られた絶対操舵角を平均化処理し、操舵角信号を車載機器の各種アプリケーションへ出力する。
The steering angle
次に、作用を説明する。
[操舵角検出]
ステアリングホイール3のニュートラル時には、発光素子2aからの光は、被検出部4のスリット4bを通過している。運転者の操舵開始によりステアリングホイール3が回転し、これと連動して被検出部4も回転する。
Next, the operation will be described.
[Steering angle detection]
When the
ステアリングホイール3の回転に伴い、ニュートラル時にスリット4bを通過していた光は、回転する被検出部4の表面で反射し、受光レンズ2bで集光され、受光板2dを通して光学式イメージセンサ2cに入力される。
Along with the rotation of the
被検出部4の回転に伴い、発光素子2aからの光の反射面は被検出部4上を回転移動し、被検出部4の表面に設けられた角度検出線4cを横切っていく。
With the rotation of the detected part 4, the reflection surface of the light from the
角度検出線4c上においては、他の被検出部4の他の表面よりも光が反射しにくいため、発光素子2aからの光が角度検出線4cを横切る際には反射光が弱まる。このように、発光素子2aからの光が角度検出線4cを横切るたびに反射光の強度が変化し、これを光学式イメージセンサ2cが検出し、中央演算装置6が被検出部4の回転角を算出し、もってステアリングホイール3の操舵角を計測する。
On the
[ステアリングへの組み付け]
図6は、操舵角検出装置1のステアリングへの組み付け方法を示す斜視図であり、組み付け時には、まず初めにステアリングホイール3をステアリングコラムシャフト8から取り外す。
[Assembling to steering]
FIG. 6 is a perspective view showing a method of assembling the steering
続いて、検出部2のケーシング2fを、ステアリングコラムカバー5の上面中央に、発光素子2aおよび受光レンズ2bをステアリングホイール3側に向けて固定する。固定方法としては、ボルト、接着剤およびシール等、任意の方法を用いてよい。
Subsequently, the
次に、ステアリングコラムカバー5とステアリングホイール3との間に、ニュートラル位置を合わせた状態で被検出部4を挟み、ステアリングコラムシャフト8にステアリングホイール3を取り付ける。
Next, the detected portion 4 is sandwiched between the
次に効果を説明する。
実施例1の操舵角検出装置1にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering
(1) 検出部2のケーシング2fをステアリングコラムカバー5に固定した後、被検出部4をステアリングコラムカバー5とステアリングホイール3との間に固定するだけで、ステアリングへの組み付けが完了するため、組み付け作業を容易に実施できる。よって、操舵角検出装置が装備されていない車両であっても、操舵角情報を必要とする車載機器の搭載が可能となる。
(1) After fixing the
(2) 検出部2により、操舵時における被検出部4の移動量を非接触で検出するため、被検出部4側に電源、信号等の配線の取り回しが不要であり、取り付け位置の自由度が高い。また、車両へ後付けした場合でも、ステアリング周りの美観を損なうことがない。
(2) Since the
(3) 被検出部4の移動量を光学式イメージセンサ2cを用いて検出するため、反射光を精密に測定できる。よって、加工精度に影響されることなく、高い分解能が得られる。
(3) Since the amount of movement of the detected portion 4 is detected using the
(4) ケーシング2f内に設けた回路基板6e上に、発光素子2a、受光レンズ2bおよび光学式イメージセンサ2cを実装したため、組み付け作業を少ない手順で行うことができる(請求項2に対応する効果)。
(4) Since the
(5) 検出部2をステアリングコラムカバー5の上面に固定し、被検出部4をステアリングホイール3のホイール底部3aに固定したため、検出部2と中央演算装置6とを接続する電源・信号ハーネス7が、操舵時に動いて運転の邪魔になることがない(請求項2に対応する効果)。
(5) Since the
(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
(Other examples)
Although the best mode for carrying out the present invention has been described based on the first embodiment, the specific configuration of the present invention is not limited to each embodiment and does not depart from the gist of the present invention. Any changes in the design of the range are included in the present invention.
例えば、実施例1では、被検出部4の表面に角度検出線4cを設けているが、光学式イメージセンサの解像度を上げることにより、角度検出線4cを設けずに被検出部4の表面をスキャンして角度を検出してもよい。
For example, in the first embodiment, the
また、実施例1では、検出部2をステアリングコラムカバー5の上面に設置し、円板状の被検出部4をステアリングホイール3とステアリングコラムカバー5の間隙に設置しているが、図7(a)、(b)に示すように、被検出部9を中空円筒とし、その外周部を被検出面9aとし、この被検出面9aに面して検出部20をステアリングコラムカバー5に設置してもよい。
Further, in the first embodiment, the
また、図8(a)に示すように、ホイール底部3aそのものを被検出部とし、検出部30をステアリングコラムカバー5内に設置し、ステアリングコラムカバー5のステアリングホイール3側の側面に孔5aを設け、ホイール底部3aの回転を検出してもよい。
Further, as shown in FIG. 8A, the wheel bottom 3a itself is used as a detected portion, the detecting
さらに、図8(b)に示すように、操舵角検出装置1をステアリングコラムカバー5内に設け、ステアリングコラムシャフト8の外周面8aを被検出部としてもよい。
Further, as shown in FIG. 8B, the steering
さらに、図8(c)に示すように、孔5aからホイール底部3aの回転を検出する際の操舵角検出装置1は、図8(c)に示すように、検出面側にボルト穴12aを形成したフランジ12を用いて固定することになる。
Further, as shown in FIG. 8 (c), the steering
1 操舵角検出装置
2 検出部
2a 発光素子
2b 受光レンズ
2c 光学式イメージセンサ
2d 受光板
2e 回路基盤
2f ケーシング
3 ステアリングホイール
3a ホイール底部
4 被検出部
4a 被検出部外周
4b スリット
4c 角度検出線
5 ステアリングコラムカバー
6 中央演算装置
6a 移動量サンプリング処理部
6b ゼロ点検出処理部
6c 移動量累積処理部
6d 変換定数部
6e 移動量→操舵角変換処理部
6f 操舵角平均化処理部
7 ハーネス
8 ステアリングコラムシャフト
DESCRIPTION OF
Claims (3)
操舵時に第1ステアリング部材と相対回転する第2ステアリング部材と、
前記第1ステアリング部材に設け、第2ステアリング部材に光を照射する発光部と、
前記第2ステアリング部材に発光部と対向するように設け、発光部から出力された光を反射する被検出部と、
前記発光部と一体に設け、被検出部が反射した光を入力する受光部と、
この受光部に入力された光の状態に応じて、被検出部の移動量を検出する移動量検出部と、
検出された被検出部の移動量に基づいて、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出部と、
を備えることを特徴とする操舵角検出装置。 A first steering member;
A second steering member that rotates relative to the first steering member during steering;
A light emitting unit provided on the first steering member and irradiating light on the second steering member;
A second detection member provided on the second steering member so as to face the light emitting unit, and a detected unit that reflects light output from the light emitting unit;
A light receiving unit that is provided integrally with the light emitting unit and that receives light reflected by the detected unit;
In accordance with the state of the light input to the light receiving unit, a movement amount detection unit that detects the movement amount of the detected unit;
A steering angle detector that detects a steering angle of the steering based on the detected movement amount of the detected part;
A steering angle detection device comprising:
前記移動量検出部を備える回路基板を設け、
前記発光部と受光部を基板上に実装したことを特徴とする操舵角検出装置。 In the steering angle detection device according to claim 1,
A circuit board provided with the movement amount detection unit is provided,
A steering angle detecting device, wherein the light emitting unit and the light receiving unit are mounted on a substrate.
前記発光部および受光部を、ステアリングコラムカバーの外側に固定し、
前記被検出部を、環状に形成し、ステアリングパッドに固定したことを特徴とする操舵角検出装置。 In the steering angle detection device according to claim 1 or 2,
The light emitting part and the light receiving part are fixed to the outside of the steering column cover,
A steering angle detecting device, wherein the detected portion is formed in an annular shape and fixed to a steering pad.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003383867A JP2005147794A (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Steering angle detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003383867A JP2005147794A (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Steering angle detection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005147794A true JP2005147794A (en) | 2005-06-09 |
Family
ID=34692463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003383867A Pending JP2005147794A (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Steering angle detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005147794A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011196784A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Steering angle measuring device |
JP2011214883A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Steering-angle detection device and steering-angle detection method |
JP2011220796A (en) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Rudder angle detecting apparatus and rudder angle detecting method |
JP2011257270A (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Steering angle detection device and steering angle detection method |
CN109283543A (en) * | 2018-11-02 | 2019-01-29 | 钧捷智能(深圳)有限公司 | A kind of intelligence two-dimensional infrared rotation direction sensor module and its distance measuring method |
-
2003
- 2003-11-13 JP JP2003383867A patent/JP2005147794A/en active Pending
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CN109283543B (en) * | 2018-11-02 | 2023-11-14 | 钧捷智能(深圳)有限公司 | Intelligent two-dimensional infrared steering sensor module and ranging method thereof |
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