JP5541949B2 - Steering angle measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、車両のステアリングホイールの操舵角を計測することができる操舵角計測装置に関する。   The present invention relates to a steering angle measuring device capable of measuring a steering angle of a steering wheel of a vehicle.

車両の操縦安定性能や旋回性能等をテストする実車走行試験では、操舵角センサを用いてステアリングホイールの操舵角の計測が適宜行われている。   In an actual vehicle running test that tests the steering stability performance, turning performance, etc. of the vehicle, the steering angle of the steering wheel is appropriately measured using a steering angle sensor.

操舵角センサとしては、例えば、図１０（ａ）に示されるように、ステアリングホイールの形状をしたステアリングホイールタイプａ１が知られている。このタイプａ１は、元々車両に装着されているステアリングホイールを取り外し、そこに新たに装着されて使用されるため、交換作業が必要である。また、ステアリングホイールの交換に伴い、ステアリングホイールとステアリングシャフトとを接続するステアリングボス等も交換しなければならないという問題があった。   As a steering angle sensor, for example, as shown in FIG. 10A, a steering wheel type a1 having a steering wheel shape is known. Since this type a1 is used by removing the steering wheel originally attached to the vehicle and newly using it, an exchange work is required. In addition, with the replacement of the steering wheel, there is a problem that the steering boss and the like that connect the steering wheel and the steering shaft must also be replaced.

このような問題点を解決するために、操舵角センサとして、図１０（ｂ）に示されるような、車両のステアリングホイールｈに取り付けるタイプａ２が知られている。このタイプａ２は、車両に元々装着されているステアリングホイールｈに固定されるリング状の固定板ｂと、ステアリングホイールｈの操舵角を検出する角度検出器（図示せず）と、該固定板ｂに接続されたセンサ用のステアリングホイールｃとから構成される。   In order to solve such a problem, a type a2 attached to a steering wheel h of a vehicle as shown in FIG. 10B is known as a steering angle sensor. This type a2 includes a ring-shaped fixing plate b that is fixed to a steering wheel h that is originally mounted on the vehicle, an angle detector (not shown) that detects the steering angle of the steering wheel h, and the fixing plate b. And a steering wheel c for sensors connected to.

上記タイプａ２の操舵角センサは、ステアリングホイールｈやステアリングボスを交換する必要がない。しかしながら、タイプａ２の操舵角センサは、構成が複雑である他、車両に装着されている本来のステアリングホイールｈを使用できず、センサ用のステアリングホイールで車両を操縦しなければならないという問題があった。センサ用のステアリングホイールｃは、本来のステアリングホイールｈに比べて外径や把持部分の径が異なるため、操縦フィーリングが悪化するという問題があった。   The steering angle sensor of type a2 does not require replacement of the steering wheel h or the steering boss. However, the type a2 steering angle sensor has a complicated configuration and cannot use the original steering wheel h mounted on the vehicle, and the vehicle must be operated with the steering wheel for the sensor. It was. The sensor steering wheel c has a problem that the steering feeling deteriorates because the outer diameter and the diameter of the grip portion are different from those of the original steering wheel h.

なお、操舵角計測センサに関連する技術文献としては、次のものがある。   In addition, there are the following as technical documents related to the steering angle measurement sensor.

特開２００１−４３１３号公報JP 2001-4313 A 特開平６−３２１５３号公報JP-A-6-32153 特開平７−１０１３５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-101350 特開平１１−４３０６６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-43066

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ステアリングホイール側に反射板を設ける一方、車体側に前記反射板にレーザー光を照射してその反射光を受信するレーザー変位計を設けることを基本として、本来のステアリングホイールを有効に利用しつつ簡単な構成で操舵角を精度良く計測できる操舵角計測装置を提供することを主たる目的としている。   The present invention has been devised in view of the above-described problems. A laser displacement is provided in which a reflecting plate is provided on the steering wheel side, and the reflecting plate is irradiated with laser light on the vehicle body side to receive the reflected light. The main object is to provide a steering angle measuring device capable of accurately measuring the steering angle with a simple configuration while effectively utilizing the original steering wheel based on providing a meter.

本発明のうち請求項１記載の発明は、車両のステアリングホイールの操舵角を計測する操舵角計測装置であって、前記ステアリングホイール側に取り付けられかつ前記ステアリングホイールとともに回転する反射面を有する反射板と、車体側に固定されかつ前記反射板の前記反射面にレーザー光を照射してその反射光を受信することで前記反射面との距離に基づいた信号を出力するレーザー変位計とを含み、前記反射面は、前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて前記レーザー変位計との距離が変化し、前記ステアリングホイールは、ドライバーによって把持される円環状の把持部と、前記ステアリングホイールの中央部分をなしかつステアリングシャフトに固定される中央部と、前記把持部と中央部とを接続するスポーク部とを含み、前記反射板は、前記ステアリンホイールの中立状態において、前記中央部及び／又はスポーク部の上面に固着されることを特徴とする。
The invention according to claim 1 of the present invention is a steering angle measuring device for measuring a steering angle of a steering wheel of a vehicle, and has a reflecting surface attached to the steering wheel side and rotating together with the steering wheel. And a laser displacement meter that is fixed to the vehicle body side and outputs a signal based on the distance to the reflecting surface by irradiating the reflecting surface of the reflecting plate with laser light and receiving the reflected light, The distance between the reflecting surface and the laser displacement meter changes based on the steering angle of the steering wheel, and the steering wheel forms an annular gripping part gripped by a driver and a central part of the steering wheel. And a center portion fixed to the steering shaft, and a spoke portion connecting the grip portion and the center portion. The reflection plate is in the neutral state of the stearin wheel, characterized in that it is fixed to an upper surface of the central portion and / or the spoke section.

また請求項２記載の発明は、前記反射面は、前記ステアリングホイールの中立状態から一方側への操舵角の増大に基づいて前記レーザー変位計との距離を漸増させ、かつ、中立状態から他方側への操舵角の増大に基づいて前記レーザー変位計との距離を漸減させる傾斜面を含む請求項１記載の操舵角計測装置である。   According to a second aspect of the present invention, the reflecting surface gradually increases the distance from the laser displacement meter based on an increase in the steering angle from the neutral state to the one side of the steering wheel, and from the neutral state to the other side. The steering angle measuring device according to claim 1, further comprising an inclined surface that gradually decreases a distance from the laser displacement meter based on an increase in the steering angle toward the center.

また請求項３記載の発明は、前記操舵角計測装置は、操舵角の方向に基づいた信号を出力する傾斜センサーを含み、前記レーザ変位計ーは、第１の変位計と第２の変位計とを含み、これらの各変位計は、前記反射板のステアリング円周方向の両外端部よりも内側かつステアリング円周方向に隔てて設けられ、前記傾斜センサーの信号に基づいて前記第１又は第２の変位計のいずれか一方の信号が操舵角信号として選択される請求項１又は２記載の操舵角計測装置である。   According to a third aspect of the present invention, the steering angle measuring device includes an inclination sensor that outputs a signal based on a direction of the steering angle, and the laser displacement meter includes the first displacement meter and the second displacement meter. Each of these displacement meters is provided inside and spaced apart from the outer circumferential ends of the reflector in the steering circumferential direction, and is based on the signal from the tilt sensor. The steering angle measuring device according to claim 1 or 2, wherein one of the signals of the second displacement meter is selected as a steering angle signal.

また請求項４記載の発明は、前記反射板は、一定の厚さである請求項１乃至３のいずれかに記載の操舵角計測装置である。
A fourth aspect of the present invention is the steering angle measuring device according to any one of the first to third aspects, wherein the reflecting plate has a constant thickness .

また請求項５記載の発明は、前記反射板の上端部は、前記把持部に沿った円弧状をなすとともに、前記把持部の内方縁よりも内側に位置する該請求項１乃至４のいずれかに記載の操舵角計測装置である。
The invention according to claim 5, the upper end portion of the reflector, with an arc shape along the gripping portion, one of the claims 1 to 4 which is located inside the inner edge of the gripping portion a steering angle measuring device according to any.

本発明の操舵角計測装置は、ステアリングホイール側に取り付けられかつ前記ステアリングホイールとともに回転する反射面を有する反射板と、車体側に固定されかつ前記反射板の前記反射面にレーザー光を照射してその反射光を受信することで前記反射面との距離に基づいた信号を出力するレーザー変位計とを含む。そして、前記反射面は、前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて前記レーザー変位計との距離が変化することを特徴としている。   The steering angle measuring device of the present invention includes a reflecting plate attached to a steering wheel side and having a reflecting surface that rotates together with the steering wheel, and a laser beam that is fixed to a vehicle body side and that irradiates the reflecting surface of the reflecting plate with laser light. A laser displacement meter that receives the reflected light and outputs a signal based on the distance to the reflecting surface. The distance between the reflecting surface and the laser displacement meter changes based on a steering angle of the steering wheel.

このような操舵角計測装置では、車両に装着されている本来のステアリングホイールを交換することなく利用できる。また、レーザ変位計が出力する信号は、ステアリングホイールの回転によって変化するので、この信号の変化と操舵角との関係を予め記憶しておくことにより、簡単な構成でステアリングホイールの操舵角を精度良く計測できる。とりわけ、請求項４又は５の構成とした場合、本来のステアリングホイールの操縦の妨げをより確実に防止できる。   Such a steering angle measuring device can be used without replacing the original steering wheel mounted on the vehicle. In addition, since the signal output by the laser displacement meter changes with the rotation of the steering wheel, the steering angle of the steering wheel can be accurately determined with a simple configuration by storing the relationship between the change of this signal and the steering angle in advance. Can measure well. In particular, in the case of the configuration of claim 4 or 5, it is possible to more reliably prevent hindrance to the operation of the original steering wheel.

また請求項３に記載の発明のように、レーザー変位計を複数使用し、操舵角の傾斜方向に基づいた信号を出力する傾斜センサーと組み合わせることで、操舵角の測定レンジを拡大することができる。   Further, as in the third aspect of the invention, the measurement range of the steering angle can be expanded by using a plurality of laser displacement meters and combining with a tilt sensor that outputs a signal based on the tilt direction of the steering angle. .

本発明の操舵角計測装置が設けられた車体前室の斜視図である。It is a perspective view of the vehicle body front chamber provided with the steering angle measuring device of the present invention. （ａ）は、中立状態の操舵角計測装置を表す斜視図、（ｂ）は、ステアリングホイールを一方側に回転したときの操舵角計測装置を表す斜視図、（ｃ）は、ステアリングホイールを他方側に回転したときの操舵角計測装置を表す斜視図である。(A) is a perspective view showing a steering angle measuring device in a neutral state, (b) is a perspective view showing a steering angle measuring device when the steering wheel is rotated to one side, and (c) is a steering wheel on the other side. It is a perspective view showing a steering angle measuring device when rotating to the side. レーザー変位計を説明する概要図である。It is a schematic diagram explaining a laser displacement meter. 他の実施形態の反射板を示す平面図である。It is a top view which shows the reflecting plate of other embodiment. 図４に示される反射板の配置平面図である。FIG. 5 is an arrangement plan view of the reflecting plate shown in FIG. 4. （ａ）は、本発明の操舵角計測装置によるレーザー変位計が出力する信号と操舵角とを示すグラフ、（ｂ）は他の実施形態の操舵角計測装置によるレーザー変位計が出力する信号と操舵角とを示すグラフである。(A) is a graph which shows the signal and steering angle which the laser displacement meter by the steering angle measuring device of this invention outputs, (b) is the signal which the laser displacement meter by the steering angle measuring device of other embodiment outputs It is a graph which shows a steering angle. 本発明の他の実施形態の操舵角計測装置が設けられた車体前室の斜視図である。It is a perspective view of the vehicle body front chamber provided with the steering angle measuring device of other embodiments of the present invention. （ａ）乃至（ｃ）は、他の実施形態の操舵角計測装置による操舵角の計測を表す斜視図である。(A) thru | or (c) is a perspective view showing the measurement of the steering angle by the steering angle measuring device of other embodiment. 他の実施形態の操舵角計測装置のブロック図である。It is a block diagram of the steering angle measuring device of other embodiments. （ａ）は、従来の操舵角計測装置、（ｂ）は、従来の他の操舵角計測装置を表す概略図である。(A) is the conventional steering angle measuring device, (b) is the schematic showing the other conventional steering angle measuring device.

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の操舵角計測装置１を設けた車両２の前室の斜視図が示される。本実施形態の操舵角計測装置１は、車両２に装着されたステアリングホイール３の操舵角を計測するもので、乗用車に取り付けられている。ただし、本発明は、トラックやバス等の車両にも好適に使用される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a perspective view of a front chamber of a vehicle 2 provided with a steering angle measuring device 1 of the present embodiment. A steering angle measuring device 1 according to the present embodiment measures a steering angle of a steering wheel 3 mounted on a vehicle 2 and is attached to a passenger car. However, the present invention is also suitably used for vehicles such as trucks and buses.

図１及び図２（ａ）に示されるように、本実施形態の操舵角計測装置１は、ステアリングホイール３側に取り付けられかつ該ステアリングホイール３とともに回転する反射板４と、車体側に固定されかつ前記反射板４にレーザー光６を照射してその反射光６ａを受信しうるレーザー変位計７とを含んで構成される。   As shown in FIGS. 1 and 2 (a), the steering angle measuring device 1 according to the present embodiment is fixed to the vehicle body side with a reflector 4 attached to the steering wheel 3 side and rotating together with the steering wheel 3. In addition, it includes a laser displacement meter 7 that can irradiate the reflection plate 4 with laser light 6 and receive the reflected light 6a.

前記ステアリングホイール３は、図１に示されるように、ドライバーによって把持される円環状の把持部３ａと、前記ステアリングホイール３の中央部分をなしかつステアリングシャフト１１（図５に示す）に固定される中央部３ｂと、前記把持部３ａと中央部３ｂとを接続する本実施形態では複数本のスポーク部３ｃとから構成される。   As shown in FIG. 1, the steering wheel 3 forms an annular gripping portion 3a that is gripped by a driver, a central portion of the steering wheel 3, and is fixed to a steering shaft 11 (shown in FIG. 5). In the present embodiment in which the central portion 3b is connected to the grip portion 3a and the central portion 3b, a plurality of spoke portions 3c are formed.

前記反射板４は、本実施形態では略半円状の板材からなる。本実施形態では、反射板４の弦の部分をなす平らな面が、中立状態にあるステアリングホイール３の中央部３ｂの上面３ｂｃに、例えば、接着剤及び／又は粘着テープ等を用いて固着される。従って、反射板４は、ステアリングホイール３を操舵することにより、該ステアリングホイール３と一体となってステアリングシャフトの回りを回転する。   The reflection plate 4 is made of a substantially semicircular plate material in the present embodiment. In the present embodiment, the flat surface forming the string portion of the reflector 4 is fixed to the upper surface 3bc of the central portion 3b of the steering wheel 3 in a neutral state using, for example, an adhesive and / or an adhesive tape. The Therefore, the reflector 4 rotates around the steering shaft together with the steering wheel 3 by steering the steering wheel 3.

また、反射板４は、レーザー光６を反射する反射面５を具える。本実施形態では、反射面５が車両２の前方に向けて配されている。なお、反射面５は、レーザー光を反射しうるものであれば種々の材料、形状ないし表面特性で形成される。   The reflection plate 4 includes a reflection surface 5 that reflects the laser light 6. In the present embodiment, the reflecting surface 5 is arranged toward the front of the vehicle 2. The reflective surface 5 is formed of various materials, shapes, or surface characteristics as long as it can reflect laser light.

前記レーザ変位計７は、図１に示されるように、ステアリングホイールを除いた車体側、即ち、前記反射板４とともに回転しない車体側の部材に固定される。本実施形態では、一つのレーザー変位計７が、ステアリングシャフト１１（図５に示す）を覆うコラムカバー１２の上面部１２ａに固着される。そして、レーザ変位計７のレーザー光は、前記反射板４の反射面５に向けて照射される。なお、レーザ変位計７は、例えば接着剤及び／又は両面粘着テープ等を用いて車体側に固定される。   As shown in FIG. 1, the laser displacement meter 7 is fixed to a vehicle body side excluding the steering wheel, that is, a vehicle body side member that does not rotate together with the reflector 4. In the present embodiment, one laser displacement meter 7 is fixed to the upper surface portion 12a of the column cover 12 that covers the steering shaft 11 (shown in FIG. 5). The laser beam from the laser displacement meter 7 is irradiated toward the reflecting surface 5 of the reflecting plate 4. The laser displacement meter 7 is fixed to the vehicle body using, for example, an adhesive and / or a double-sided adhesive tape.

また、図２に示されるように、レーザー変位計７は、本実施形態では、前記反射板４のステアリング軸方向の中心かつ半径方向の外側に設けられるのが望ましい。これにより、ステアリングホイールの中立状態を中央値として精度良く操舵角θを計測できる。   In addition, as shown in FIG. 2, the laser displacement meter 7 is desirably provided at the center in the steering axis direction of the reflection plate 4 and outside in the radial direction in the present embodiment. As a result, the steering angle θ can be accurately measured with the neutral state of the steering wheel as the median value.

前記レーザ変位計７は、図３に示されるように、発光素子８と光位置検出素子９とを少なくとも含むユニットであり、測定対象物たる反射面５にレーザー光６を照射し、その反射光６ａを光位置検出素子９で受信する。そして、レーザ変位計７は、この光位置検出素子９で受光した位置に基づき、反射面５までの距離Ｌａに対応する例えば電圧の信号ｐを出力することができる。   As shown in FIG. 3, the laser displacement meter 7 is a unit including at least a light emitting element 8 and an optical position detecting element 9, and irradiates the reflecting surface 5 as a measurement object with a laser beam 6 and reflects the reflected light. 6 a is received by the optical position detecting element 9. The laser displacement meter 7 can output, for example, a voltage signal p corresponding to the distance La to the reflecting surface 5 based on the position received by the optical position detection element 9.

本実施形態の操舵角計測装置１は、レーザ変位計７の出力した信号ｐを処理する制御装置１３をさらに含む。該制御装置１３は、例えばパーソナルコンピュータが好適である。該パーソナルコンピュータは、例えば前記電圧の信号ｐを所定の操舵角θの情報に変換しかつ記憶又はモニタ上に表示することができる。なお、パーソナルコンピュータには、携帯型ものものが特に好ましい。   The steering angle measuring device 1 of the present embodiment further includes a control device 13 that processes the signal p output from the laser displacement meter 7. The control device 13 is preferably a personal computer, for example. The personal computer can, for example, convert the voltage signal p into information of a predetermined steering angle θ and display it on a memory or a monitor. The personal computer is particularly preferably a portable one.

本発明では、前記反射面５は、ステアリングホイール３の操舵角に基づいてレーザー変位計７との距離Ｌが変化するものとして構成されている。本実施形態の反射面５は、平面からなり、かつ、ステアリングシャフトに直交する平面に対して傾斜した傾斜面からなる。   In the present invention, the reflecting surface 5 is configured such that the distance L from the laser displacement meter 7 changes based on the steering angle of the steering wheel 3. The reflecting surface 5 of the present embodiment is a flat surface and an inclined surface that is inclined with respect to a plane orthogonal to the steering shaft.

図２の態様では、反射板４は、反射面５が傾斜面からなり、反射面と反対側の面がステアリングシャフトに直交する平面とほぼ平行をなしている。そして、反射板４の厚さｔは、その円弧面の周方向の一端４ａから他端４ｂに向かって漸増している。より好ましくは、前記厚さｔと操舵角θとが１次関数で変化している。   In the aspect of FIG. 2, the reflecting plate 4 has a reflecting surface 5 formed of an inclined surface, and the surface opposite to the reflecting surface is substantially parallel to a plane orthogonal to the steering shaft. The thickness t of the reflecting plate 4 gradually increases from one end 4a in the circumferential direction of the arc surface toward the other end 4b. More preferably, the thickness t and the steering angle θ are changed by a linear function.

また、他の形態として、図４の態様では、反射板４は一定の厚さｔ１を有する。この場合、図５に示されるように、レーザー変位計７のレーザー光６の照射方向に対して５〜１５度の角度αで傾けて配置される。   Moreover, as another form, in the aspect of FIG. 4, the reflecting plate 4 has a constant thickness t1. In this case, as shown in FIG. 5, the laser displacement meter 7 is disposed at an angle α of 5 to 15 degrees with respect to the irradiation direction of the laser beam 6.

以上のいずれの態様においても、前記反射面５とレーザー変位計７との距離Ｌは、ステアリングホイールの操舵角θに基づいて変化する。即ち、上述の反射面５は、図２（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、前記ステアリングホイール３の中立状態から前記他端４ｂ側への操舵角θの増大に基づいて前記レーザー変位計７との距離Ｌが漸増し、かつ、中立状態から一端４ａ側への操舵角θの増大に基づいて前記レーザー変位計７との距離Ｌが漸減する。   In any of the above aspects, the distance L between the reflecting surface 5 and the laser displacement meter 7 changes based on the steering angle θ of the steering wheel. That is, as shown in FIGS. 2A to 2C, the reflection surface 5 described above is displaced by the laser displacement based on the increase in the steering angle θ from the neutral state of the steering wheel 3 toward the other end 4b. The distance L with respect to the total 7 gradually increases, and the distance L with respect to the laser displacement meter 7 gradually decreases based on the increase in the steering angle θ from the neutral state toward the one end 4a.

以上のように構成された、本実施形態の操舵角計測装置１の作用について述べる。ドライバーにより車両に本来装着されているステアリングホイール３が操舵されると、これとともに反射板４も回転する。反射板４は、上述の傾斜面とされているため、ステアリングホイール３の操舵角に基づいて、前記レーザー変位計７との距離を変化させる。レーザ変位計７は、前記距離に基づいた信号ｐを制御装置１３に出力する。   The operation of the steering angle measuring apparatus 1 of the present embodiment configured as described above will be described. When the steering wheel 3 originally mounted on the vehicle is steered by the driver, the reflecting plate 4 also rotates together with the steering wheel 3. Since the reflecting plate 4 has the above-described inclined surface, the distance from the laser displacement meter 7 is changed based on the steering angle of the steering wheel 3. The laser displacement meter 7 outputs a signal p based on the distance to the control device 13.

制御装置１３には、例えば、図６（ａ）に示されるような操舵角−出力電圧の関係を規定する情報が予め記憶される。図６（ａ）は、上記反射板４及びレーザ変位計７の組合せ時におけるレーザー変位計７から出力された電圧Ｖｃｃと、ステアリングホイール３の操舵角θとの関係を示すグラフである。このように、反射面５とレーザー変位計７との距離Ｌと、前記操舵角θとを予め決定しておくことにより、レーザ変位計７の出力に基づいて、操舵角θが一義的かつ容易に求められる。とりわけ、前記距離Ｌと操舵角θとが一次関数で表されるのが望ましい。これにより、一層容易に操舵角θの精度が向上し、さらに操舵角θの検出方法も簡便となる。なお、制御装置１３は、演算された操舵角θを連続的に記憶装置に記憶できる。   In the control device 13, for example, information defining the relationship between the steering angle and the output voltage as shown in FIG. FIG. 6A is a graph showing the relationship between the voltage Vcc output from the laser displacement meter 7 and the steering angle θ of the steering wheel 3 when the reflector 4 and the laser displacement meter 7 are combined. Thus, by previously determining the distance L between the reflecting surface 5 and the laser displacement meter 7 and the steering angle θ, the steering angle θ is uniquely and easily based on the output of the laser displacement meter 7. Is required. In particular, it is desirable that the distance L and the steering angle θ are expressed by a linear function. As a result, the accuracy of the steering angle θ can be improved more easily, and the method for detecting the steering angle θ can be simplified. Note that the control device 13 can continuously store the calculated steering angle θ in the storage device.

また、図１に示されるように、反射板４の上端５ａは、ドライバーによるステアリングホイール３の操縦を阻害しないように、前記把持部３ａの内方縁３ａｂよりも内側かつ該把持部３ａに沿った円弧状をなすのが望ましい。これにより、反射板４とステアリングホイール３との間に手指を挿入可能な隙間部ｓが形成される。これにより、ドライバーは、把持部３ａを把持することができる。なお、反射板４の下端５ｂは、取付性を向上するために、中央部３ｂ及び／又はスポーク部３ｃの上面３ｂｃ、３ｃａに沿った形状が望ましい。   Further, as shown in FIG. 1, the upper end 5a of the reflector 4 is inside the inner edge 3ab of the grip portion 3a and along the grip portion 3a so as not to hinder the steering of the steering wheel 3 by the driver. It is desirable to form a circular arc. As a result, a gap portion s into which a finger can be inserted is formed between the reflecting plate 4 and the steering wheel 3. Thereby, the driver can grip the grip portion 3a. In addition, the lower end 5b of the reflecting plate 4 desirably has a shape along the upper surface 3bc, 3ca of the central portion 3b and / or the spoke portion 3c in order to improve the mounting property.

また、ステアリングホイール３の中央部３ｂは、人体を保護するためのエアバック機構（図示せず）やクラクション機構（図示せず）等が内蔵されており、中央部３ｂの運転席側である正面３ｂａ側には、前記エアバック機構の噴出口（図示せず）やクラクション操作ボタン（図示せず）等が設けられる。このため、前記反射板４は、前記正面３ｂａ側に設るよりも、上面３ｂｃに設けるのが望ましい。   The central portion 3b of the steering wheel 3 incorporates an air bag mechanism (not shown), a horn mechanism (not shown), and the like for protecting the human body, and is a front surface on the driver's seat side of the central portion 3b. On the 3ba side, an outlet (not shown) of the airbag mechanism, a horn operation button (not shown), and the like are provided. For this reason, it is desirable to provide the reflection plate 4 on the upper surface 3bc rather than providing it on the front surface 3ba side.

上記実施形態の操舵角計測装置１による操舵角θの測定範囲は、前記中立状態の操舵角を０度（以下同様に定義する。）とした場合、概ね−４０度〜４０度の範囲である。   The measurement range of the steering angle θ by the steering angle measuring device 1 of the above embodiment is approximately in the range of −40 degrees to 40 degrees when the neutral steering angle is 0 degrees (hereinafter defined similarly). .

図７には、本発明の他の実施形態に係る操舵角計測装置２１が示される。
この実施形態の操舵角計測装置２１は、操舵角の方向に基づいた信号ｑを出力する傾斜センサー１４（図９に示す）を含み、また、前記レーザー変位計７は、第１の変位計７ａと第２の変位計７ｂとを含んで構成される。なお、その他の構成や各構成に伴う作用は、前記実施形態の操舵角計測装置１と同じである。 FIG. 7 shows a steering angle measuring device 21 according to another embodiment of the present invention.
The steering angle measuring device 21 of this embodiment includes a tilt sensor 14 (shown in FIG. 9) that outputs a signal q based on the direction of the steering angle, and the laser displacement meter 7 is a first displacement meter 7a. And a second displacement meter 7b. In addition, the operation | movement accompanying other structure and each structure is the same as the steering angle measuring device 1 of the said embodiment.

前記傾斜センサー１４は、一例として、車体の向きの変化である角速度を検出するヨーレートセンサーが好適に用いられる。このような傾斜センサーは車体の任意の位置に設けることができる。   As the tilt sensor 14, for example, a yaw rate sensor that detects an angular velocity that is a change in the direction of the vehicle body is preferably used. Such a tilt sensor can be provided at any position on the vehicle body.

図７及び８に示されるように、レーザー変位計７ａ、７ｂは、前記反射板４のステアリング円周方向の両外端部４ｘ、４ｙよりも内側かつステアリング円周方向に隔てて設けられる。このように構成された操舵角計測装置２１は、図８（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、操舵角θの計測範囲が、レーザー変位計７が１台の操舵角計測装置１の場合よりも大きくなる。   As shown in FIGS. 7 and 8, the laser displacement meters 7 a and 7 b are provided on the inner side of both the outer circumferential ends 4 x and 4 y of the reflector 4 in the steering circumferential direction and spaced apart in the steering circumferential direction. As shown in FIGS. 8A to 8C, the steering angle measuring device 21 configured as described above has a measurement range of the steering angle θ, and the laser displacement meter 7 has one steering angle measuring device 1 as shown in FIGS. Larger than the case.

図９には、この実施形態の操舵角計測装置２１に関するブロック図が示される。前記傾斜センサー１４が、ステアリングホイール３の操舵角θの方向に基づいた信号ｑを、例えば前記制御装置１３の信号処理部に出力する。また、前記第１及び第２のレーザー変位計７ａ、７ｂも、前記反射面５との距離に基づいた信号ｐ１、ｐ２を信号処理部に出力する。この信号処理部で、前記信号ｑに基づいて前記第１及び第２のレーザー変位計７ａ、７ｂのいずれか一方の信号ｐ１又はｐ２が、操舵角信号として選択される。   FIG. 9 shows a block diagram relating to the steering angle measuring device 21 of this embodiment. The tilt sensor 14 outputs a signal q based on the direction of the steering angle θ of the steering wheel 3 to, for example, the signal processing unit of the control device 13. The first and second laser displacement meters 7a and 7b also output signals p1 and p2 based on the distance from the reflecting surface 5 to the signal processing unit. In this signal processing unit, one of the signals p1 or p2 of the first and second laser displacement meters 7a and 7b is selected as a steering angle signal based on the signal q.

また、この制御装置１３には、例えば図６（ｂ）に示されるような操舵角−出力電圧の関係を規定する情報が予め記憶部に記憶される。図６（ｂ）は、上記反射板４及びレーザー変位計７ａ又は７ｂの組合せ時におけるレーザー変位計７から出力された電圧Ｖｃｃと、ステアリングホイール３の操舵角θとの関係を示すグラフである。   Further, in the control device 13, for example, information defining the relationship between the steering angle and the output voltage as shown in FIG. 6B is stored in the storage unit in advance. FIG. 6B is a graph showing the relationship between the voltage Vcc output from the laser displacement meter 7 and the steering angle θ of the steering wheel 3 when the reflector 4 and the laser displacement meter 7a or 7b are combined.

この記憶部に記憶された情報と操舵角信号とが演算部に入力・演算処理されて操舵角θが算出される。次に、この算出された操舵角θが、表示部で表示される。   The information stored in the storage unit and the steering angle signal are input to the calculation unit and processed to calculate the steering angle θ. Next, the calculated steering angle θ is displayed on the display unit.

なお、図６（ｂ）に示されるように、レーザー変位計７を２台用いると、測定レンジを概ね−７５度〜７５度とでき、レーザー変位計７が１台の場合に比して概ね２倍にできる。   As shown in FIG. 6B, when two laser displacement meters 7 are used, the measurement range can be set to approximately -75 degrees to 75 degrees, which is approximately compared to the case where one laser displacement meter 7 is used. Can be doubled.

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。   As mentioned above, although the especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.

１ 操舵角計測装置
２ 車体
３ ステアリングホイール
４ 反射板
５ 反射面
６ レーザー光
６ａ 反射光
７ レーザー変位計
ｉ 中立状態
ｐ 信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering angle measuring device 2 Car body 3 Steering wheel 4 Reflecting plate 5 Reflecting surface 6 Laser light 6a Reflected light 7 Laser displacement meter i Neutral state p Signal

Claims (5)

車両のステアリングホイールの操舵角を計測する操舵角計測装置であって、
前記ステアリングホイール側に取り付けられかつ前記ステアリングホイールとともに回転する反射面を有する反射板と、
車体側に固定されかつ前記反射板の前記反射面にレーザー光を照射してその反射光を受信することで前記反射面との距離に基づいた信号を出力するレーザー変位計とを含み、
前記反射面は、前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて前記レーザー変位計との距離が変化し、
前記ステアリングホイールは、ドライバーによって把持される円環状の把持部と、前記ステアリングホイールの中央部分をなしかつステアリングシャフトに固定される中央部と、前記把持部と中央部とを接続するスポーク部とを含み、
前記反射板は、前記ステアリンホイールの中立状態において、前記中央部及び／又はスポーク部の上面に固着されることを特徴とする操舵角計測装置。 A steering angle measuring device for measuring a steering angle of a steering wheel of a vehicle,
A reflector having a reflecting surface attached to the steering wheel and rotating together with the steering wheel;
A laser displacement meter that is fixed to a vehicle body and outputs a signal based on a distance from the reflecting surface by irradiating the reflecting surface of the reflecting plate with laser light and receiving the reflected light;
The reflective surface changes a distance from the laser displacement meter based on a steering angle of the steering wheel,
The steering wheel includes an annular gripping part gripped by a driver, a central part that forms a central part of the steering wheel and is fixed to a steering shaft, and a spoke part that connects the gripping part and the central part. Including
The steering angle measuring device according to claim 1, wherein the reflector is fixed to an upper surface of the central portion and / or the spoke portion in a neutral state of the stearin wheel. 前記反射面は、前記ステアリングホイールの中立状態から一方側への操舵角の増大に基づいて前記レーザー変位計との距離を漸増させ、かつ、中立状態から他方側への操舵角の増大に基づいて前記レーザー変位計との距離を漸減させる傾斜面を含む請求項１記載の操舵角計測装置。   The reflecting surface gradually increases the distance from the laser displacement meter based on an increase in the steering angle from the neutral state to the one side of the steering wheel, and based on an increase in the steering angle from the neutral state to the other side. The steering angle measurement device according to claim 1, further comprising an inclined surface that gradually decreases a distance from the laser displacement meter. 前記操舵角計測装置は、操舵角の方向に基づいた信号を出力する傾斜センサーを含み、
前記レーザ変位計は、第１の変位計と第２の変位計とを含み、これらの各変位計は、前記反射板のステアリング円周方向の両外端部よりも内側かつステアリング円周方向に隔てて設けられ、
前記傾斜センサーの信号に基づいて前記第１又は第２の変位計のいずれか一方の信号が操舵角信号として選択される請求項１又は２記載の操舵角計測装置。 The steering angle measuring device includes a tilt sensor that outputs a signal based on the direction of the steering angle,
The laser displacement meter includes a first displacement meter and a second displacement meter, and each of these displacement meters is located inward of both outer ends of the reflector in the steering circumferential direction and in the steering circumferential direction. Spaced apart,
The steering angle measuring device according to claim 1 or 2, wherein one of the first and second displacement meters is selected as a steering angle signal based on a signal from the tilt sensor. 前記反射板は、一定の厚さである請求項１乃至３のいずれかに記載の操舵角計測装置。 The steering angle measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflecting plate has a constant thickness. 前記反射板の上端部は、前記把持部に沿った円弧状をなすとともに、前記把持部の内方縁よりも内側に位置する請求項１乃至４のいずれかに記載の操舵角計測装置。 The upper end of said reflector, said with an arc shape along the grip portion, a steering angle measuring device according to any one of 請 Motomeko 1 to 4 you located inside the inner edge of the gripping portion .
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