(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアリングホイールのステアリングチューブに接続され、ステアリングホイールの回転をリニア運動に転換するリニア運動転換部材と、前記リニア運動転換部材に電気的に接続され、前記リニア運動転換部材によって転換されたリニア運動に基づき、ステアリングホイールの回転情報を確定する処理部材と、を備えるステアリングホイール回転情報確定装置を提供する。【解決手段】ステアリングチューブに接続されたギヤと、前記ギヤに噛み合うラックと、自体の長さ方向に沿って移動するように設置されているラックを載置することに用いられるラックキャリアと、ステアリングホイールの回転角度が０度である場合のラックとギヤの噛合位置である噛合原点に対して、ラックが、その長さ方向に沿う移動距離及び移動方向に基づいて、ステアリングホイールの回転角度を確定する処理部材と、を備える。【選択図】図１
2017120264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール回転情報確定装置であって、
ステアリングホイールのステアリングチューブに接続され、ステアリングホイールの回転をリニア運動に転換するリニア運動転換部材と、前記リニア運動転換部材に電気的に接続され、前記リニア運動転換部材によって転換されたリニア運動に基づき、ステアリングホイールの回転情報を確定する処理部材と、を備える、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記リニア運動転換部材は、
ステアリングチューブに接続されたギヤと、
前記ギヤに噛み合うラックと、
自体の長さ方向に沿って移動できるように設置されているラックを載置することに用いられるラックキャリアと、を備え、
ステアリングホイールの連動で、前記ステアリングチューブを回転させ、当該ステアリングチューブに接続されたギヤを回転させ、前記ギヤの回転により、それに噛み合うラックが噛合原点に対してラックの長さ方向に沿って移動し、及び、
前記処理部材は、
ステアリングホイールの回転角度が０度である場合のラックとギヤの噛合位置である噛合原点に対して、ラックが、その長さ方向に沿う移動距離及び移動方向に基づいて、ステアリングホイールの回転角度を確定する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記処理部材は、
ラックが噛合原点に対する移動距離及び移動方向をセンシングするセンシングユニットと、
前記センシングユニットと電気的に接続され、前記センシングユニットのセンシング結果から前記移動距離及び移動方向を確定することにより、前記ステアリングホイールの回転情報を確定する算出ユニットと、を備える、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項４】
請求項３に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記センシングユニットは、
伸縮エンドがラックの移動に従って伸縮するように当該ラックに接続された弾性部材と、当該弾性部材の弾性力をセンシングできるように当該弾性部材と組み合わせる圧力センサーと、を備える、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項５】
請求項４に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記算出ユニットと前記圧力センサーとは電気的に接続され、前記圧力センサーは前記弾性部材が伸び、または縮むことによって生じた力をセンシングし、かつ当該力を示す信号を前記算出ユニットに伝達し、前記算出ユニットは前記力により、前記ラックが噛合原点に対する移動距離及び移動方向を確定する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項６】
請求項３に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記センシングユニットは、
前記ラックに噛み合う測定ギヤと、
前記測定ギヤがラックの移動による回転周数及び回転方向をセンシングするギヤ回転センシング部材と、を備える、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項７】
請求項６に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記算出ユニットは、前記ギヤの回転周数及び回転方向により、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項８】
請求項３に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記センシングユニットはスライド可変抵抗器であり、そのコイル群またはスライダーがステアリングホイール回転情報確定装置に固定され、コイル群が当該ステアリングホイール回転情報確定装置に固定される時、スライダーと前記ラックが接続され、前記ラックが移動する時、前記スライダーの移動を連動し、スライダーが当該ステアリングホイール回転情報確定装置に固定される時、コイル群と前記ラックが接続され、前記ラックが移動する時、前記コイル群の移動を連動する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項９】
請求項８に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記算出ユニットは前記スライド可変抵抗器の出力に基づき、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１０】
請求項３に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記センシングユニットは、容格子変位センサーであり、前記容格子変位センサーは、
固定的に設置された定規と、
前記ラックが移動するとき、その移動方向に従い前記ラックに接続されたスライド定規と、
前記定規に設置された発射極片と、
前記スライド定規に設置された受信極片を備え、
前記発射極片と前記受信極片は静電容量を形成し、前記ラックの連動で前記スライド定規が移動する場合、前記発射極片と前記受信極片は相対的に移動することにより、その間の静電容量も変化する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記算出ユニットは前記静電容量の変化によりラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１２】
請求項３に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記センシングユニットは格子変位センサーであり、前記格子変位センサーは、
固定的に設置された第一格子と、
前記ラックが移動する時に移動するように前記ラックに接続された第二格子と、
光源と、
感光素子と、を備え、
前記第一格子と第二格子は前記光源と前記感光素子の間に設置され、前記第二格子が移動する場合、前記光源と前記感光素子は前記第二格子に従い移動する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記算出ユニットは前記感光素子の出力に基づき、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１４】
請求項３に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記センシングユニットは、
前記ステアリングホイール回転情報確定装置に固定するように設置されたホール素子と、
前記ラックが移動する時に移動するように前記ラックに接続されるホールルーラーと、を備える、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記算出ユニットは、前記ホールルーラーが前記ホール素子に対し移動することで生じた磁場変化に基づき、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１６】
請求項２〜１５の何れか一項に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記ギヤは中間軸によって前記ステアリングチューブに接続され、前記中間軸が自在継手で前記ステアリングチューブに接続されている、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１７】
請求項１に記載のステアリングホイール回転情報確定装置であって、
前記リニア運動転換部材はタービンとウォームで構成されている、
ステアリングホイール回転情報確定装置。
【請求項１８】
ステアリングホイール回転情報確定方法であって、
a）ステアリングホイールに接続されていないステアリングチューブの一端に、ステアリングホイールの回転をリニア運動に転換されるリニア運動転換部材を設置すること、及び、b）前記リニア運動転換部材により転換されたリニア運動に基づき、ステアリングホイールの回転情報を確定すること、を含む
ステアリングホイール回転情報確定方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のステアリングホイール回転情報確定方法であって、
ステップa）は、ステアリングホイールが接続されていないステアリングチューブの一端に、ギヤが設置されることと、
前記ギヤに噛み合うラックを設置し、そのうち、ステアリングホイールの連動で、前記ステアリングチューブを回転させ、前記ステアリングチューブに接続されたギヤを回転させ、前記ギヤの回転により、それに噛み合うラックが噛合原点に対してラックの長さ方向に沿って移動することと、を含み、及び、
ステップｂ）は、ステアリングホイール回転角度が０度である場合のラックとギヤの噛合位置である噛合原点に対して、当該ラックがその長さ方向に沿う移動距離及び移動方向により、ステアリングホイールの回転情報を確定する、ステアリングホイール回転情報確定方法。
【請求項２０】
自動車であって、
請求項１〜１７の何れか一項に記載のステアリングホイール回転情報確定装置、または請求項１８又は１９の記載のステアリングホイール回転情報確定方法、を用いるものを含む自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車技術、より具体的には、ステアリングホイールの回転に関する情報確定技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングアングルセンサーは、車両の安定性制御システムの構成部分であり、一般に、ステアリングホイールの下方のステアリングコラム内に取り付けられ、車両が転向するときのステアリングホイールの回転角度を測定するためである。
【０００３】
ステアリングホイールセンサーは大抵、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）に基づいて設計されたものである。簡単的に言えば、ステアリングホイールが回転すると、Ｎ極とＳ極で構成された回転子がギヤによって回転する。回転子の内部には、Ｎ極からＳ極までの磁場方向を検出するためのＧＭＲが設置されている。また、位相が９０°ずれている波形を検出する磁気センサーが設置され、二種類の波形によって回転角度が算出される。ＧＭＲに基づいたステアリングホイールセンサーに用いられる部材が多く、かつ必要なギヤの精度も高く求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の事情に鑑みて、本発明は、ステアリングホイールのステアリングチューブに接続され、ステアリングホイールの回転をリニア運動に転換するリニア運動転換部材と、前記リニア運動転換部材に電気的に接続され、前記リニア運動転換部材によって転換されたリニア運動に基づき、ステアリングホイールの回転情報を確定する処理部材と、を備えるステアリングホイール回転情報確定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、リニア運動転換部材は、ステアリングチューブに接続されたギヤと、前記ギヤに噛み合うラックと、自体の長さ方向に沿って移動できるように設置されているラックを載置することに用いられるラックキャリアと、を備える。ステアリングホイールの連動で、前記ステアリングチューブを回転させ、当該ステアリングチューブに接続されたギヤを回転させ、前記ギヤの回転により、それに噛み合うラックが噛合原点に対してラックの長さ方向に沿って移動する。処理部材は、ステアリングホイールの回転角度が０度である場合のラックとギヤの噛合位置である噛合原点に対して、ラックが、その長さ方向に沿う移動距離及び移動方向に基づいて、ステアリングホイールの回転角度を確定する。
【０００６】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記処理部材は、ラックが噛合原点に対する移動距離及び移動方向をセンシングするセンシングユニットと、前記センシングユニットと電気的に接続され、前記センシングユニットのセンシング結果から前記移動距離及び移動方向を確定することにより、前記ステアリングホイールの回転角度を確定する算出ユニットと、を備える。
【０００７】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記センシングユニットは、伸縮エンドがラックの移動に従って伸縮するように当該ラックに接続された弾性部材と、当該弾性部材の弾性力をセンシングできるように当該弾性部材と組み合わせる圧力センサーと、を備える。
【０００８】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記算出ユニットと前記圧力センサーとが電気的に接続されている。前記圧力センサーは前記弾性部材が伸び、または縮むことによって生じた力をセンシングし、かつ当該力を示す信号を前記算出ユニットに伝達し、前記算出ユニットは前記力により、前記ラックが噛合原点に対する移動距離及び移動方向を確定する。
【０００９】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記センシングユニットは、前記ラックに噛み合う測定ギヤと、前記測定ギヤがラックの移動による回転周数及び回転方向をセンシングするギヤ回転センシング部材と、を備える。
【００１０】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記算出ユニットは、前記ギヤの回転周数及び回転方向により、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する。
【００１１】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記センシングユニットはスライド可変抵抗器である。そのコイル群またはスライダーがステアリングホイール回転情報確定装置に固定されている。コイル群が当該ステアリングホイール回転情報確定装置に固定される時、スライダーと前記ラックが接続され、前記ラックが移動する時、前記スライダーの移動を連動する。スライダーが当該ステアリングホイール回転情報確定装置に固定される時、コイル群と前記ラックが接続され、前記ラックが移動する時、前記コイル群の移動を連動する。
【００１２】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記算出ユニットは前記スライド可変抵抗器の出力に基づき、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する。
【００１３】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記センシングユニットは、固定的に設置された定規と、前記ラックが移動するとき、その移動方向に従い前記ラックに接続されたスライド定規と、前記定規に設置された発射極片と、前記スライド定規に設置された受信極片を備えた容格子変位センサーである。そのうち、前記発射極片と前記受信極片は静電容量を形成する。前記ラックの連動で前記スライド定規が移動する場合、前記発射極片と前記受信極片は相対的に移動することにより、その間の静電容量も変化する。
【００１４】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記算出ユニットは前記静電容量の変化によりラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する。
【００１５】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記センシングユニットは格子変位センサーであり、前記格子変位センサーは、固定的に設置された第一格子と、前記ラックが移動する時に移動するように前記ラックに接続された第二格子と、光源と、感光素子と、を備える。そのうち、前記第一格子と第二格子は前記光源と前記感光素子の間に設置され、前記第二格子が移動する場合、前記光源と前記感光素子は前記第二格子に従い移動する。
【００１６】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記算出ユニットは前記感光素子の出力に基づき、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する。
【００１７】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記センシングユニットは、前記ステアリングホイール回転情報確定装置に固定するように設置されたホール素子と、前記ラックが移動する時に移動するように前記ラックに接続されるホールルーラーと、を備える。
【００１８】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記算出ユニットは、前記ホールルーラーが前記ホール素子に対し移動することで生じた磁場変化に基づき、ラックが噛合原点に対しラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定する。
【００１９】
本発明のステアリングホイール回転情報確定装置の例により、前記ギヤは中間軸によって前記ステアリングチューブに接続され、前記中間軸が自在継手で前記ステアリングチューブに接続されている。
【００２０】
本発明の別の例により、前記ステアリングホイール回転情報確定装置においては、前記リニア運動転換部材はタービンとウォームで構成されている。
【００２１】
本発明の他面により、ステアリングホイール回転情報確定方法も提供されている。それは、a）ステアリングホイールに接続されていないステアリングチューブの一端に、ステアリングホイールの回転をリニア運動に転換されるリニア運動転換部材を設置すること、及び、b）前記リニア運動転換部材により転換されたリニア運動に基づき、ステアリングホイールの回転情報を確定すること。
【００２２】
本発明の例に係るステアリングホイール回転情報確定方法により、そのうち、ステップa）は、ステアリングホイールが接続されていないステアリングチューブの一端に、ギヤが設置されることと、前記ギヤに噛み合うラックを設置し、そのうち、ステアリングホイールの連動で、前記ステアリングチューブを回転させ、前記ステアリングチューブに接続されたギヤを回転させ、前記ギヤの回転により、それに噛み合うラックが噛合原点に対してラックの長さ方向に沿って移動することとを含み、及び、ステップｂ）は、ステアリングホイール回転角度が０度である場合のラックとギヤの噛合位置である噛合原点に対して、当該ラックがその長さ方向に沿う移動距離及び移動方向により、ステアリングホイールの回転情報を確定する。
【００２３】
本発明の他面により、前記の任意のステアリングホイール回転情報確定装置を含む自動車も提供される。本発明の例により、上記のステアリングホイール回転情報確定方法を実施する自動車も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係るステアリングホイール回転情報確定装置の構造模式図である。
【図２】別の角度から見る場合、図１に示したステアリングホイール回転情報確定装置の模式図であって、そのうち、図１のＡ部分の構造が示されている。
【図３】本発明の具体例に係るステアリングホイール回転情報確定装置の構造模式図である。
【図４】本発明の別の具体例に係るステアリングホイール回転情報確定装置の構造模式図である。
【図５】本発明の例に係る測定ギヤ５０１とラック１２が噛み合う模式図である。
【図６】本発明の例に係るスライド可変抵抗器の模式図である。
【図７Ａ】本発明の例に係る容格子変位センサーの模式図である。
【図７Ｂ】本発明の例に係る容格子変位センサー７０の構造模式図である。
【図８】本発明の例に係る格子変位センサー８０の模式図である。
【図９】本発明の例に係る格子変位センサー８０の格子距離及びモアレ縞の模式図である。
【図１０】ホール素子９０とホールルーラー９２を含む本発明の例に係るセンシングユニットの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の模式的な例を説明する。同じ符号で同じ素子を示す。下記の各実施例は当業者が本発明を深く理解することに寄与でき、本発明を限定するのではなく、例示するものしかない。図面における各素子と、部材と、モジュールと、装置及び設備本体は、必ずしも比率で描されたとは限らず、これらの素子と、部材と、モジュールと、装置及び設備本体の間の相対的な関係を示すものに過ぎない。
【００２６】
本発明の実施形態のステアリングホイール回転情報確定装置により、それは、ステアリングホイールのステアリングチューブに接続され、ステアリングホイールの回転をリニア運動に転換するリニア運動転換部材と、前記リニア運動転換部材に電気的に接続され、前記リニア運動転換部材で転換されたリニア運動に基づき、ステアリングホイールの回転情報を確定する処理部材と、を備える。当該リニア運動転換部材は、例えば、タービンとウォームで構成されている。ステアリングチューブは実際の応用においても、ステアリングロッドとステアリングコラムポールとも称する。
【００２７】
図１は本発明の実施例に係るステアリングホイール回転情報確定装置の構造模式図である。図２は別の角度から見る場合、図１に示すステアリングホイール回転情報確定装置の模式図であって、そのうち、図１のＡ部分の構造が示された。
【００２８】
図１と図２を同時に参照しながら、当該ステアリングホイール回転情報確定装置は、ギヤ１０と、ラック１２と、ラックキャリア１４及び処理部材（図示しない）を備える。ギヤ１０とステアリングチューブ２０とが接続され、ステアリングチューブ２０が回転する時、ギヤ１０の回転を連動する。ラックキャリア１４はラック１２を載置し、ラック１２はその自体の長さ方向に沿って移動できるようにラックキャリア１４に設置されている。ギヤ１０がラック１２に噛み合うことにより、ギヤ１０が回転する時、ラック１２がその長さ方向に沿って移動できるように連動する。
【００２９】
本発明の例によれば、ラックキャリア１４はロッド部材であって、ラック１２を結合する位置に、ラック１２がその内に移動できる滑り溝が設置されている。本発明の別の例により、ラックキャリア１４は互いに嵌め合う二つのカップリングを備える。そのうち、固定的に設置されたカップリングのオス側の外に嵌められたカップリングのメス側は、当該カップリングのオス側に沿って移動できる。ラック１２はカップリングのメス側に固定的に設置され、カップリングのメス側をカップリングのオス側よりも短くするよう設置する。例として、カップリングのメス側とオス側は互いに嵌められたリング状の部材である。ラックキャリア１４は複数の構造方式を有し、ラック１２を載置する方法も複数ある。要するに、ラックキャリア１４の構造、及び、ラックキャリア１４とラック１２の接合方式は、列挙されたものに限っていない。ギヤ１０の連動でラック１２がその長さ方向に沿って移動する機能を果たさせればよいのである。
【００３０】
当業者にとって分かるように、ステアリングホイールの回転を車輪に伝達すべきである。本発明の例によれば、ステアリングホイール２２の回転は、ステアリングチューブ２０と、ギヤ１０と、ラック１２とを介して、第一タイロッド１６と第二タイロッド１８に伝達される。これで分かるように、第一タイロッド１６と第二タイロッド１８はそれぞれ両側の車輪とラックの間に設置された部材であり、かつギヤ１０とラック１２によって伝達されたステアリングホイールの回転をさらに車輪に伝達するように、ラック１２と対応的な車輪に接続されている。具体的に、第一タイロッド１６はラック１２と車輪２４と（図面に向かう方向から見れば、当該車輪が左側に位置し、下文には左側車輪２４と記載されている）の間に設置され、ラック１２の移動を車輪２４に伝達するように、ラック１２及び車輪２４に接続されている。第二タイロッド１８はラック１２と車輪２６と（図面に向かう方向から見れば、当該車輪が右側に位置し、下文には右側車輪２６と記載されている）の間に設置され、ラック１２の移動を車輪２６に伝達するようにラック１２及び車輪２６に接続されている。
【００３１】
制限することではなく例示するように、ギヤ１０とステアリングチューブ２０とは、中間軸１１で接続され、中間軸１１の一端が自在継手でステアリングチューブ２０に接続され、他端がギヤ１０の固定に用いられる。図２を参照してもよい。ステアリングチューブ２０は中間軸１１の回転を連動し、中間軸１１はさらにギヤ１０の回転を連動する。
【００３２】
制限することではなく例示するように、ギヤ１０とステアリングチューブ２０とは、中間軸１１で接続され、ラック１２に噛み合うように、中間軸１１の一端がギヤ状の構造１０である。中間軸１１の他端が自在継手でステアリングチューブ２０に接続されている。
【００３３】
本発明の例においては、噛合原点はステアリングホイールが０度である場合のギヤ１０とラック１２との噛合位置である。
【００３４】
本発明の制限的ではない具体例によれば、噛合原点はラック１２を二つの部分に分けて、ラック１２と第一タイロッド１６とが接続される第一サブ部分の長さがａであり、ラック１２と第二タイロッド１８とが接続された第二部分の長さがｂである。この例においては、ギヤとラックの噛合位置が噛合原点である時、ａとｂは等しい。図１を参照して、ステアリングホイール２２は時計回り方向に沿って回転し、ステアリングチューブ２０が時計回り方向に沿って回転するように連動する。ステアリングチューブ２０はさらにギヤ１０が時計回り方向に沿って回転するように連動し、ギヤ１０はラック１２がその長さ方向に左側車輪２４へ移動するように連動することで、第一サブ部分の長さａと第二サブ部分の長さｂを変化させる。両者の差は即ち、ラック１２の移動距離である。下記の式（１）と（２）により、ステアリングチューブ２０の角速度ωとステアリングホイールの回転角度を確定できる。
x=a-b                          （１）
x=∫vdt=∫f (ω)・rdt          （２）
そのうち、xはラック１２の移動距離であり、ωはステアリングチューブ２０の角速度であり、中間軸１１の角速度はωの関数ｆ（ω）であり、rはギヤ１０の基準円直径である。
【００３５】
代わりに、ラックとギヤの噛合箇所が噛合原点である時、aとbは等しなくてもよい。この場合、ステアリングホイール２２の回転でラック１２が移動する場合、aとbの差も変化する。当該差の変化がラック１２の移動距離を反映できる。
【００３６】
本発明の例によれば、当該ステアリングホイール回転情報確定装置の処理部材は、ラックが噛合原点に対する移動をセンシングするためのセンシングユニットと、センシングユニットと電気的に接続され、センシングユニットのセンシング結果でラックが噛合原点に対してラックの長さ方向に沿う移動距離及び移動方向を確定することにより、式（１）と（２）に呈した関係で前記ステアリングホイールの回転情報を確定する算出ユニットと、を備える。本発明の各例においては、ステアリングホイールの回転情報は、例えば、ステアリングホイールの回転角度と、ステアリングホイールの回転方向と、ステアリングホイールの回転数を含んでよい。本発明の各例においては、ステアリングホイールの回転角度の確定過程を具体的に記載していないが、ステアリングホイールの回転角度がステアリングホイールが回転した角度と時間といった情報で確定できることは、当業者にとって自明なことである。
【００３７】
図３は本発明の具体例に係るステアリングホイール回転情報確定装置の構造模式図である。この例においては、センシングユニットは弾性部材４０である。弾性部材４０の固定端、即ち本例の第一端４０１は、車両の内部構造における適当な部材に固定されている。第二端４０２はラック１２（図２参照）が噛合原点に対して移動するに従って伸縮する。この伸縮はラック１２が噛合原点に対して移動した距離と方向を示すことができる。この例においては、弾性部材４０が圧縮されることは、ステアリングホイールが時計回りに回転することを意味する。逆に、ステアリングホイールが反時計回りに回転する。図３の例においては、弾性部材４０の第一端４０１は、例えば、ラックキャリア１４（図２参照）に固定されている。選択的に、弾性部材４０の第一端４０１は車両の別の弾性部材４０の固定に相応しい固定的な部材に固定できる。ここで、「相応しい」は、弾性部材４０の当該部材を固定する車両における位置で、当該弾性部材４０がそれに固定された後、正常に作動できることを意味する。実際の応用においては、第一端４０１を固定するための部材がラック１２またはラックキャリア１４に近づくのは好ましい。
【００３８】
図３の実施例においては、ラック１２の移動距離xは式（３）によって確定できる。
F = kx1                （３）
ここで、Fは弾性部材の弾性力であり、kは弾性係数であり、x1は弾性部材の第二端４０２の移動距離である。この例においては、当該第二端４０２の移動距離は即ちラック１２の移動距離である。圧力センサーなどでFが得られる。そのうち、圧力センサーは当該弾性部材の弾性力をセンシングできるように、当該弾性部材に組み合わせている。例えば、第一端４０１に装備されている。
【００３９】
図３の実施例においては、弾性部材は例えば、スプリングである。
【００４０】
図４は本発明の別の具体例に係るステアリングホイール回転情報確定装置の構造模式図である。この例においては、センシングユニット５０は測定ギヤ５０１とギヤ回転センシング部材（図示しない）とを含む。図５に示すように、測定ギヤ５０１とギヤ１２（図２参照）は噛み合い、ラック１２の移動で測定ギヤ５０１の回転を連動する。測定ギヤ５０１は固定部材で車両に固定されてもよい。ここで、当該測定ギヤ５０１は当該固定部材を回って回転できる。例示されたように、当該固定部材は、例えばラックキャリア１４に固定されている（図２参照）。ギヤ回転センシング部材は、例えばホールセンサーであり、測定ギヤ５０１の回転角度と回転数を計測し、測定信号が算出ユニットに伝達される。算出ユニットは、これにより噛合原点に対してラック１２がその長さ方向に沿う移動距離と移動方向を確定する。測定ギヤ５０１とギヤ１０の大きさは同じであってもよいし、異なってもよい。その代わりに、さらにセンシングユニット５０に噛み合うラックを設置してもよい。ラック１２に従い移動するように、さらに設置された当該ラックはラックキャリア１４に設置され、かつラック１２に接続されてもよい。
【００４１】
本発明の別の具体例に係るステアリングホイール回転情報確定装置において、センシングユニットはスライドレオスタットである。図６はスライドレオスタットの模式図である。当該ステアリングホイール回転情報確定装置の例と引例４の実施例とを比べ、違いは主にセンシングユニットにある。従って、図４と図６を参照して、この例を説明する。センシングユニットとしてのスライドレオスタット６０は、コイル群６０１が車両に固定され、例えば、ラックキャリア１４（図２参照）または車内の他の適当な部材に固定されている。スライダー６０２とラック１２は、ラック１２（図２参照）が移動する時スライダー６０２をそれに従い移動するように接続させている。取り替えられるように、スライダー６０２は、ラックキャリア１４または車内の他の適当な部材に固定されている。コイル群６０１とラック１２は、ラック１２が移動する時スライダー６０２がそれに従い移動するように接続させている。スライダー６０２の移動距離xとコイル６０１との抵抗値（コイル群６０１の全体の抵抗値はＲである）との変化は線形関係を持ち、線形係数がkであることは知られている。この例において、ラック１２が左側の車輪２４に向かって距離x移動する場合、コイル群６０１の抵抗値はkx減少し、出力電圧はV-kxである。そのうち、Vはラック１２とギヤ１０との噛合位置が噛合原点にある時の出力電圧であり、ｋは係数である。ラック１２が右側の車輪２６に向かって距離x移動する場合、コイル群６０１の抵抗値はkx増加し、出力電圧はがV+kxである。移動と電圧との前記関係によって、この摺動抵抗の電圧信号をモニターすれば、ラック１２の移動距離の大きさと方向を確定できる。本発明によれば、摺動抵抗の電圧出力信号は算出ユニットに伝達され、後者によって上記の関係に基づき、ラック１２が噛合原点に対して移動する移動距離と移動方向を確定する。
【００４２】
本発明の別の具体例のステアリングホイール回転情報確定装置において、センシングユニットは容格子変位センサーである。図７Ａに示すように、当該容格子変位センサー７０の全体的な構造はカリパスに類似している。図７Ｂは容格子変位センサー７０の構造模式図である。この容格子変位センサー７０は定規７０１と、スライド定規７０２と、定規７０１に設置された発射極片と、スライド定規７０２に設置された受信極片と、を含む。定規７０１は車両を固定され、例えば、ラックキャリア１４（図２参照）、または車内の他の適当な部材に固定されている。スライド定規７０２とラック１２（図２参照）とは、ラック１２が移動する時スライド定規７０２がそれに従い移動するように接続されている。スライド定規７０２が移動し、発射極片と受信極片とが相対的に移動することで、これらの間の静電容量が変化する。当該具体例において、発射極片は、符号が１、２、３、４、５、６、７、８である八つの極片を含む第一グループの発射極片Eと、第一グループの発射極片Eに類似した第二グループの発射極片と、第三グループの発射極片と第四グループの発射極片とを含む。例示的には、各極片の幅はＬｏであり、番号が異なる発射極片によって励起された電圧も異なる。定規７０１はＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の四つの受信極片を含み、各受信極片の間に絶縁遮断されている。また、各受信極片の幅は４Ｌｏである。この例においては、各受信極片の間隔も４Ｌｏである。発射極片と受信極片はそれぞれの静電容量を構築した。極片の距離が一定であるため、静電容量の大きさは対向面積と正比例を成す。また、各発射極片によって励起された電圧値は異なっている。従って、静電容量の大きさの変化も発射極片とは関係がある。また、静電容量が大きいか、小さいかは、スライド定規７０２が定規７０１に対する移動方向が示されている。スライド定規７０２が定規７０１に対して任意の位置まで移動する場合、受信極片（出力信号）に対向している発射極片があり、遮断分野（即ち、遮断され、信号を出力しない）に対向している発射極片もある。スライド定規７０２が定規７０１に対して移動することは、静電容量の対向面積が変化することに相当する。よって、静電容量も変化する。静電容量の値でスライド定規７０２の移動速度と移動コースを確定できる。静電容量の変化を示す信号を算出ユニットに伝達し、これに基づき、算出ユニットは噛合原点に対してラックがその長さ方向に沿う移動距離と移動方向を確定する。
【００４３】
本発明の別の具体的な実施例のステアリングホイール回転情報確定装置において、図８に示すように、センシングユニットは格子変位センサー８０である。格子変位センサー８０は、第一格子８０１と、第一格子８０２と、光源８０４と、感光素子８０６とを備える。第一格子８０１は当該ステアリングホイール回転情報確定装置に設置され、例えば、ラックキャリア１４に設置されている（図２参照）。第二格子８０２とラック１２（図２参照）は接続されることで、ラック１２が移動する時に移動する。第一格子８０１の各格子と第二格子８０２の各格子の間に小さな夾角があり、当該夾角の大きさは光源８０４によって発射された光の波長によって決められている。第一格子８０１と第二格子８０２は光源８０４と感光素子８０６との間に設置されている。また、第二格子８０２が移動する場合、光源８０４と感光素子８０６がそれに従って移動する。図９に示すように、二つの格子が互いに一つの格子距離Ｐ移動する場合、モアル縞が一つの格子距離Ｗ移動する。格子が反対方向に移動する時、モアル縞も反対方向に移動する。このような対応関係を利用して、感光素子８０６で受信された縞の数に基づき、この第二格子８０２が移動する距離が得られる。格子変位センサー８における感光素子８０６は縞の数を示す信号を出力し、算出ユニットに伝達する。第二格子８０２の格子の大きさを互いに異なるよう設置できる。これにより、感光素子８０６でセンシングされた光の強度は具体的な格子によって異なる。これをもとに、第二格子８０２の移動方向を示すことができる。当該算出ユニットは感光素子８０６の出力によってラックが噛合原点に対してラックの長さ方向に沿う移動距離と移動方向を確定する。
【００４４】
本発明の別の具体例のステアリングホイール回転情報確定装置において、センシングユニットは、ホール素子９０とホールルーラー９２を含む。図１０に示すように、当該ホール素子９０は車両に固定され、例えば、ラックキャリア１４に設置され（図２参照）、または車内の当該ホール素子９０を固定するの適当な他の部材に設置されている。ホールルーラー９２とラック１２（図２参照）はラックが移動する時にホールルーラー９２がそれに従い移動するように接続されている。ホールルーラー９２の各突出部はいずれも磁極であり、図面には二つの磁極の電磁誘導線９２０と９２１が示されている。磁極との距離が変化するため、ホールルーラー９２の移動に従い、ホール素子９０でセンシングされた磁場の大きさは引き続き変化する。これにより、ホールルーラー９２のリニア運動、即ちラック１２のリニア運動を、磁場の変化に転換し、さらに電流出力に転換する。当該出力された電流の信号を算出ユニットに伝達し、これにより、当該信号によってホール効果に基づき、変位量を算出し、当該ラックの移動方向が確定できる。
【００４５】
本発明はさらにステアリングホイール回転情報確定方法を提出した。当該方法により、ステアリングホイールに接続されていないステアリングチューブの一端に、ステアリングホイールの回転をリニア運動に転換するリニア運動転換部材を設置し、かつ前記リニア運動転換部材によって転換されたリニア運動に基づき、ステアリングホイールの回転情報を確定する。
【００４６】
本発明の実施例のステアリングホイール回転情報確定方法により、当該方法により、ステアリングホイールに接続されていないステアリングチューブの一端にギヤを設置してもよい。例えば、上記の各例に係るステアリングチューブ２０に接続されたギヤ１０である。当該ギヤに噛み合う歯を設置し、そのうち、ステアリングホイールの連動でステアリングチューブを回転し、当該ステアリングチューブに接続されたギヤを回転するように連動し、ギヤの回転により、それに噛み合うラックに、噛合原点に対してラックの長さ方向に沿って移動させる。当該ラックは、例えば、上記の各例に係るラック１２である。ステアリングチューブの回転角度が０度である場合のラックとギヤの噛合位置である噛合原点に対して、当該ラックがその長さ方向に沿う移動距離と移動方向に基づき、ステアリングチューブの回転情報を確定する。当該ステップの詳細を実現するために、ステアリングホイール回転情報確定装置を説明する場合に示された複数の例を参照してください。そのうち、上記に記載されているように、ステアリングホイールの回転情報はステアリングホイールの回転角度と回転方向を含み、ステアリングホイールの回転数も含んでよい。
【００４７】
本発明によれば、当該ステアリングホイール回転情報確定装置を備えた車両、または当該ステアリングホイール回転情報確定方法を実施する車両をさらに提出した。
【００４８】
上記のように、各実施例の記載を参照して、本発明の各例に係るステアリングホイール回転情報確定装置によれば、その構造が簡単で、必要が部材が少なく、装置が実現されやすい。通常のＧＭＲに基づいた方向センサーと比べ、部材が減少されたとともに、ギヤの精度への希望も高くない。例えば、図３の例を参照して、ステアリングホイール回転情報確定装置は、ラックの移動距離と弾性部材の伸縮との関係に基づき、その装置のコストと通常のＧＭＲに基づいた方向センサーと比べ、コストが低くなり装備も簡単になった。他の各実施例は通常のＧＭＲのセンサーと比べ、装備が簡単で、コストが低くなり、制度が高い利点の一つまたは複数を有する。
【００４９】
また、本発明の上記の各実施例において、リニア運動転換部材はギヤと、ラック及びラックキャリアで構成されている。また、ある実施例においては、ギヤは自在継手でステアリングチューブに接続されている。なお、リニア運動転換部材は別の形式も用いられている。例えば、タービンとウォーム及び、必要に応じてウォームキャリアも用いられる。そのうち、例えば、タービンを適当な形式でステアリングチューブに接続され、タービンはウォームの運動を連動し、ウォームはタービンの回転を車輪に伝達するように車輪に接続されている。回転を直接的な運動に転換できる、ここで記載されていない構造も、本発明に提出された他の技術的手段にも用いられることができる。
【００５０】
図面を参照して、上記の記載において、本発明の具体的な実施例が開示されたが、本発明の思想を脱離しない状況では、開示された具体的な実施例を変形させ、または補正できることは、当業者にとって理解できることである。本発明の実施例は本発明を制限するためではなく、説明するためのみにある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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