JPH02227373A - 車両用舵角センサの中立位置設定方法 - 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 本発明は車両用舵角センサの中立位置設定方法に関する
ものである。

従来の技術 操舵輪の転舵角に応じて各種の制御を行う車両において
は、該操舵輪の転舵角を検出する舵角センサを設けるこ
とが必要であり、舵角センサとして、円周を等分割する
ようなピッチで放射状にスリットを設けたスリット円板
をステアリングシャフトに固定し、該スリット円板のス
リット部を両側からはさむように発光素子と受光素子を
ステアリングコラム等の固定側に取付け、スリットを通
して受光した受光素子のパルスの数によってステアリン
グシャフトの回転角を検出する光学式ロータリエンコー
ダが従来より用いられている（例えば実開昭６２−５１
２１４号公報参照）。

発明が解決しようとする課題 上記のようなロータリエンコーダは一般的に舵角の相対
的変位量を検出するものであり、スリット円板に上記ス
リットとは別に中立位置マークを附加すると共に該中立
位置マークを検出する中立位置検出部を固定側に設け、
該中立位置検出部が検出した中立位置マークを基準位置
として上記スリットを通して受光した受光素子のパルス
の数をカウントすることにより、該基準位置からの回動
角即ちステアリングシャフトの絶対舵角を検出すること
ができる。

しかじなが２ら、ロータリエンコーダをステアリング系
に取付ける場合、スリット円板に設けた中立位置マーク
を実際の前輪直進位置に正確に一致させることは極めて
困難であり、どうしても幾分かの偏差が生じることが多
い。

又ステアリングシャフトは最大回転数が２回転以上４回
転未満に構成されるのが普通であるから、左右への最大
転舵中に上記中立位置マークは３回検出され、初期設定
で正しい中立位置を決めそこからの絶対舵角をカウント
し続けても、例えばバッテリ取外し等によって電源が一
時的に切れ上記カウントが途切れメモリが消滅すると、
上記３回検出する中立位置マークのうちのどれが基準位
置となるものであるかが判断できず絶対舵角の検出が不
可能となってしまうと言う課題を有しており、このよう
な場合再び初期設定をやりなおすのは極めて面倒である
。

本発明は上記のような課題に簡単に対処できる方法を提
供することを主目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記のように舵角センサとして中立位置マー
クを付したロータリエンコーダを用い、最大転舵角範囲
で複数回検出される中立位置マーク検出位置のうちの１
つを中立位置として設定し、マイクロコンピュータが上
記ロータリエンコーダから入力されるパルスに基づき上
記設定された中立位置を基準とした舵角を求める装置を
装備した車両において、車速と操舵範囲との条件又は車
速と操舵力と操舵範囲との条件を満足する連続時間が設
定時間以上となったとき車両がほぼ直進状態にあると判
断し、その間の中立位置マーク検出位置を中立位置とし
て設定する中立位置設定ロジックを上記マイクロコンピ
ュータに設けたことを特徴とするものであり、更に中立
位置の初期設定詩語中立位置と実際の直進位置とがずれ
ているときはその偏差Δθの値を不揮発性メモリデバイ
スに記憶設定しておき、マイクロコンピュータが上記中
立位置を基準として求めた舵角値を該偏差Δθで補正し
て絶対舵角を得るようにしたものに上記中立位置設定ロ
ジックを組込んだことを特徴とするものである。

作用 上記により、例えばバッテリを取りはずしたとき等、−
時的にマイクロコンピュータの電源が切れ中立位置を基
準とした舵角の記憶を喪失しても、車両が走行をはじめ
ると自動的に中立位置の再設定が行われ、該中立位置を
基準とした舵角の検出が行われるようになる。

又中立位置と実際の直進位置とが一致していない場合で
も、その偏差Δθが不揮発性メモリデバイスに記憶設定
されているので、中立位置が再設定された後は該中立位
置を基準とした舵角値を上記Δθで補正することにより
、絶対舵角を正確に検出することができる。

実施例 以下本発明の実施例を付図を参照して説明する。

本発明で使用する舵角センサは、スリット円板と発、受
光素子とをステアリングシャフトとステアリングコラム
等の固定側にそれぞれ取付け、スリット円板のスリット
を通して受光した受光素子のパルス数をカウントするこ
とにより、ステアリングシャフトの回転角を検出すると
共に、上記発、受光素子を位相をずらせて２組設は位相
のずれた２つのパルスによってステアリングシャフトの
回転方向を検出することができる従来より公知のインク
リメンタル形ロータリエンコーダの２相パルス出力タイ
プのものとする。

本発明では第１図に示すように、円周を等分割するよう
なピッチで放射状にスリット２を設は図示しないステア
リングシャフトに取付けられる円板１に、中立位置マー
ク３を附加し、ステアリングコラム等の固定側には該中
立位置マーク３を検出する中立位置検出部を設け、該中
立位置検出部が中立位置マーク３を検出した点即ち中立
位置Ａを基準としてスリット２を通して受光素子が受光
したパルス数をカウントすることにより中立位置Ａから
右に何度或は左に何度と言うようにステアリングシャフ
トの回転角が検出できるようにする。

上記のように構成したロータリエンコーダを実際にステ
アリングシャフト及びステアリングコラム等に組付ける
場合、上記中立位置Ａが正確に前輪の直進状態位置に合
致するよう精度良く取付けることは極めて困難であり、
幾分かの誤差が生じることが多い。

そこで組付完了後、例えば左最大転舵から右最大転舵ま
で実際にステアリングハンドルを回転操作しその間のロ
ータリエンコーダが発するパルス総数の局を実際の直進
位置とする等の手段にて、実際の直進位置Ｂを決めると
共に、該直進位置Ｂ近傍における中立位置マーク検出位
置を中立位置Ａと設定し、該ＡとＢ位置との偏差Δθを
各車両毎に求め、該偏差Δθの値を不揮発性メモリデバ
イスに記憶させておき、マイクロコンピュータが上記Ａ
点を基準としたパルスカウント値をΔθだけ補正するこ
とで正確な絶対舵角を得ることができる。

上記のようにして絶対舵角検出のための中立位置Ａ及び
偏差Δθの値を初期設定した後は、ロータリエンコーダ
からパルスがマイクロコンピュータに入力されると計数
装置（カウンタ）でそのパルスの数をカウントしそれを
記憶装置（メモリ）が記憶しては該記憶している値にロ
ータリエンコーダの次のパルスをカウントして加算する
と言う演算を連続して行い、電源が切れない限り絶対舵
角を検出し続けるが、例えば車両のバッテリの取りはず
し等で一旦マイクロコンピュータの電源が切れると記憶
装置の記憶が消滅し、その後バッテリを取付は電源が入
っても、中立位置Ａを基準としたその時点での絶対舵角
が不明となり中立位置Ａをあらためて設定しない限り以
後の絶対舵角検出は不可部となってしまう。

即ち、一般にステアリングシャフトの最大回転数は２回
転以上４回転未満程度に構成されているので、中立位置
マーク３の検出点は、第２図に示すように、真の中立位
置Ａのほかに該Ａ点から３６０°左及び右に回転した点
Ａ′及びＡ　”の合計３点となり、メモリ内容を喪失す
ると、どの中立位置マーク検出点が真の中立位置Ａであ
るか判断できなくなる。従って上記のように一旦電源が
切れてメモリ内容を喪失した後は再び初期設定時と同様
の設定操作を行って真の中立位置Ａを再設定しなければ
ならず、なかなか面倒である。

本発明は上記のように一旦メモリ内容を喪失した後の中
立位置Ａの再設定を自動的に行う方法を提供するもので
ある。

第３図は本発明における中立位置Ａの再設定方法の一例
を示すフローチャートであり、以下その方法を第３図を
参照して説明する。

バッテリの取りはずし等で一旦電源が切れた後、再び電
源が入り車両が発進走行をはじめると、先ず車速を検出
する車速センサからの信号によって車速がある設定車速
Ｖｔｈ（例えばＶｔｈ中２０に層／Ｈ程度に設定される
）以上であるかどうかを判断し、Ｖｔｈ以上の車速であ
ると次に操舵力を検出する操舵力センサの信号から操舵
力が設定値Ｔｔｈ　（例えばＴｔｈ中１にｇｔ程度に設
定される）以下であるかどうかを判断する。

この場合操舵力センサとしては従来より公知の油圧式又
は電動式のパワステアリング装置を装備している車両で
あれば、該パワステアリング装置の操舵補助力即ち油圧
式であれば油圧パワシリンダの左右の油圧室の油圧差を
検出する油圧センサ、電動式の場合は操舵補助力を発生
させる電動モータのモータ電流検出器等を採用すること
ができ、又ステアリングシャフトの捩りトルクを検出す
る捩りトルクセンザを用いても良い。

車速がＶｔｈ以上で操舵力が７ｔｈ以下であると、次に
操舵範囲が設定角θｔｈ（例えばｏｔｈ中１７０ｄｅｇ
程度に設定される）以内であるかどうかをロータリエン
コーダが検出する相対舵角から判断する。この場合中立
位置Ａは不明であるが、最終に通過した中立位置マーク
３の検出位置からの相対変位が上記設定角θｔｈ以下で
あるかどうかを判断するものとする。

上記車速はＶｔｈ以上、操舵力がＴｔｈ以下で且つ操舵
範囲がθｔｈ以下であると言う条件を満足している状態
が所定時間以上連続した場合、車両はほぼ直進状態にあ
ると判断し、上記θｔｈの範囲で検出した中立位置マー
ク３の検出位置を中立位置Ａと設定し、該中立位置Ａか
らのロータリエンコーダのパルス数をカウントすると共
に、予め不揮発性メモリデバイスに記憶保持しである前
記偏差Δθで上記カウント値を補正することにより、以
後の絶対舵角検出を行う、初期設定でΔθがゼロの場合
は当然中立位置Ａからのパルス数のカウント値が絶対舵
角となる。

上記において車速がＶｔｈ以上、操舵力がＴ’ｔｈ以下
、操舵範囲がθｔｈ以下と言う３つの条件を満足してい
る連続時間の所定値は、例えば第４図に示すように車速
Ｖが速くなるほど上記連続時間の所定値は短くなるもの
とする。

上記のような中立位置Ａの設定ロジックをマイクロコン
ピュータに組込むことにより、バッテリ取りはずし後の
ようにメモリ内容を喪失したときに、使用者が特別の操
作をすることなく、走行中の条件の判断のみにより車両
の直進状態を推定し自動的に中立位置Ａの再設定及びそ
の後の絶対舵角検出を行うことができるものである。

尚、上記はぼ直進状態と判断する諸条件のうちの操舵力
が７ｔｈ以下であると言う条件は必ずしも必要な条件で
はなく、これを省略して車速がＶｔｈ以上であり操舵範
囲がθｔｈ以下であると言う２つの条件を共に満足する
状態が所定時間連続したとき、はぼ直進状態にあると判
断し、上記θｔｈの範囲の中立位置マーク検出位置を中
立位置Ａとして設定するようにしても良い。

但し、操舵力の条件を省略した場合は、例えば車両の定
常円旋回状態を直進状態と判断してしまうおそれがある
ので、車速と操舵範囲の２つの条件を満足する状態の連
続時間を、一般道路での定常円旋回連続時間の考え得る
最大値以上に設定しておく必要があり、中立位置Ａの設
定に要する時間は比較的長くなる。それに対し操舵カフ
ｔｈ以下であると言う条件を加えると上記定常円旋回時
は該操舵力の条件によって除かれるので３つの条件を満
足する連続時間の設定値は短かくてすみ、従って中立位
置Ａの設定に要する時間も相当短縮することができる。

尚本発明に適用するロータリエンコーダとしては前記の
スリット円板と発、受光素子とからなる光学式ロータリ
エンコーダに限らず、ブラシ式ロータリエンコーダ或は
磁気式ロータリエンコーダ等、ステアリングシャフトに
取付けた円板と該円板の回転角に対応するパルスを発生
するパルス発生部とからなる従来より公知の任意のロー
タリエンコーダを適用することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、車両の舵角センサとして
ステアリングシャフトに取付けた円板と該円板の回転角
に対応するパルスを発生するパルス発生部とからなる通
常のロータリエンコーダを用い、該ロータリエンコーダ
からのパルスをマイクロコンピュータに入力することに
より、マイクロコンピュータが上記パルスの数をカウン
トしてステアリングシャフトの相対舵角を得るようにな
っているものにおいて、上記ロータリエンコーダの円板
に中立位置マークを付は該中立位置マークを検出する中
立位置マーク検出部を固定側に設けて、車両の直進状態
又はその近傍で中立位置検出部が検出した中立位置マー
ク検出位置を中立位置Ａと設定すると共に、該中立位置
Ａとステアリングシャフトの実際の直進状態位置Ｂとが
一致していないときはそのＡとＢとの偏差Δθを不揮発
性メモリデバイスに記憶保持させる所期設定を行うこと
によす、マイクロコンピュータがロータリエンコーダか
らのパルス入力にて上記中立位置Ａを基準としたステア
リングシャフトの回転角を求めると共にその求めた値を
上記偏差Δθにて補正して絶対舵角を得ることができる
ようにし、例えばバッテリ取りはずし等によってマイク
ロコンピュータの電源が一時的に切れ、上記初期設定し
た中立位置Ａの記憶を喪失した後は、車速。

操舵範囲及び時間の情報又は車速、操舵力。

操舵範囲及び時間の情報から、マイクロコンピュータが
車両がほぼ直進状態にあることを推定し、その操舵範囲
内の中立位置マーク検出位置を前記中立位置Ａとして自
動的に再設定するロジックを附加したことにより、使用
者が特別な操作をすることなく自動的に再び絶対舵角の
検出が行われるもので、車両の使用者の面倒な中立位置
Ａの設定操作を不要とし得る点、実用的効果極めて大な
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用するロータリエンコーダの円板の
一例を示す正面図、第２図はステアリングシャフトの最
大回転操作時における中立位置マークの検出位置を示す
図、第３図は本発明における車両のほぼ直進状態推定作
動の一例を示すフローチャート、第４図は第３図におけ
る時間の設定用テーブルの一例を示す図である。 １・・・スリット円板、２・・・スリット、３・・・中
立位置マー７、Ａ−・・中立位置、Ｂ・・・実際の直進
位置。 以　　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、舵角センサとして中立位置マークを付けたロー
   タリエンコーダを用い、最大転舵角範囲で複数回検出さ
   れる上記中立位置マーク検出位置のうち実際の直進状態
   位置に最も近い中立位置マーク検出位置を中立位置と設
   定し、マイクロコンピュータが上記ロータリエン コーダから入力されるパルスに基づき上記設定された中
   立位置を基準とした舵角を求める装置を装備した車両に
   おいて、上記マイクロコンピュータが、車速が設定値以
   上であり且つ操舵範囲が設定角範囲内である状態が所定
   時間以上連続したとき車両がほぼ直進状態にあると判断
   し、該操舵範囲内における中立位置マーク検出位置を上
   記中立位置として設定することを特徴とする車両用舵角
   センサの中立位置設定方法。
2. （２）、請求項（１）において、マイクロコンピュータ
   が、車両がほぼ直進状態にあると判断する条件を、車速
   が設定値以上であり操舵力が設定値以下であり且つ操舵
   範囲が設定角範囲内である状態が所定時間以上連続した
   ときとすることを特徴とする車両用舵角センサの中立位
   置設定方法。
3. （３）、請求項（１）又は（２）において、中立位置と
   実際の直進位置とがずれているときは、その偏差Δθの
   値を初期設定にて不揮発性メモ リデバイスに記憶保持させ、マイクロコン ピュータが上記中立位置を基準として求めた舵角値を該
   偏差Δθで補正して絶対舵角を得るようになっているこ
   とを特徴とする車両用舵角センサの中立位置設定方法。