JPS6128811A - 操舵位置検出装置 - Google Patents

操舵位置検出装置

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JPS6128811A
JPS6128811A JP14908184A JP14908184A JPS6128811A JP S6128811 A JPS6128811 A JP S6128811A JP 14908184 A JP14908184 A JP 14908184A JP 14908184 A JP14908184 A JP 14908184A JP S6128811 A JPS6128811 A JP S6128811A
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JP
Japan
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steering
steering angle
neutral
signal
neutral zone
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Pending
Application number
JP14908184A
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English (en)
Inventor
Haruto Tanaka
田中 晴人
Takanobu Kaneko
金子 貴信
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6128811A publication Critical patent/JPS6128811A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/36—Forming the light into pulses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

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、自動車等の車両に設けられ、ステアリング制
御装置やサスペンション制御装置等の入力センサとして
用いられる操舵位置検出装置に関する。
(従来の技術) 従来の操舵位置検出装置としては、例えば、実開昭59
−907号公報に記載されているようなものが知られて
いる。
この従来の装置は、ステアリングシャフトに回転円盤を
設け、この回転円盤に操舵角検出のための孔と、操舵中
立位置検出のための孔とを設け、光学センサをこの孔位
置に配置させたものであり、ステアリングホイールの操
舵中立位置を光学センサにより検出できるものであった
。
尚、従来例では、最初に操舵中立位置を検出し、ステア
リングシャフトが一回転以上の回転奉行なった後は、遮
断機構により検出できないようにすることで操舵中立位
置の誤検出を防止させている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の操舵位置検出装置にあ
っては、ステアリングホイールの操舵中立位置は正確に
検出できるが、車両が直進しているか否かに影響する左
右輪空気圧、サスペンションアライメントの調整状況等
が悪い場合には、ステアリングホイールが直進中立位置
であっても車両が直進しているか否かは判別不可能なた
め、角度検出分解能が高いにもかかわらず、正確な中立
位置情報を必要とするパワージチアリング制御やエアサ
スペンションのロール抑制を司どるバネ定数制御に使用
できないという問題点があった。
(問題点を解決するための手段) そこで、上述のような問題点を解決することを目的とし
て本発明はなされたもので、この目的を達成するために
本発明では、第1図にその概要を示すようにステアリン
グ操作によって回転する操舵部材に設けられ、操舵角を
検出し、操舵角信号を出力する操舵角検出手段と、実舵
角零点に相当する操舵位置を中心に、所定の操舵範囲を
検出し、操舵中立ゾーン信号を出力する中立ゾーン検出
手段と、前記操舵中立ゾーン信号が検出されている時の
操舵角信号の平均値を演算し、この平均値を中立位置信
号として出力する中立位置演算手段と、を備えた。
(作 用) 従って、本発明の操舵位置検出装置では、操舵中立ゾー
ン信号が検出されている時の操舵角信号の平均値を演算
することで、車両の整備状況や車両への乗員状況等の如
何にかかわらず、車両の直進走行状態におけるステアリ
ング中立位置を検出することができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたって、自動車の操舵位置
検出装置を例にとり説明する。
まず、第1図に示す第1実施例について、その構成を説
明する。
■はステアリングシャフトであって、ステアリング操作
に伴なって回転する操舵部材の一つである。
2は回転円板であって、前記ステアリングシャツ)1に
は同心円的に配置固定されたもので、この回転円板2に
は、等角度ピッチ(例えば1度や2度ピッチ)にてスリ
ット3を開孔させると共に、開孔角度が所定範囲角度(
例えば20度)の中立ゾーン孔4を開孔させている。
5.6は操舵角検出用フォトカプラであって、前記スリ
ット3の通過位置に、イ角度ピッチだけずらして2個配
置させたもので、このフォトカプラ5,6はフォトトラ
ンジスタと発光ダイオードの組合せにより構成される。
尚、この操舵検出用フォトカプラ5.6からは、光の通
過拳遮断により第1パルス信号(PI)及び第2パルス
信号(P2)が出力される。
以上、スリット3とフォトカプラ5,6とにより操舵角
検出手段が構成される。
7は中立ゾーン検出用フォトカプラであって、前記中立
ゾーン孔4の実舵角零点に相当する位置に配置させたも
ので、このフォトカプラ7のフォトトランジスタと発光
ダイオードの組合せにより構成される。
尚、この中立ゾーン検出用フォトカプラ7からは、中立
ゾーン孔4内に位置している時にON状態の操舵中立ゾ
ーン信号(Z)が出力される。
、  以上、中立ゾーン孔4とフォトカプラ7とにより
中立ゾーン検出手段が構成される。
8は操舵角処理手段であって、前記第1パルス信号(P
I)と第2パルス信号(P2)を入力信号とし、操舵方
向を判別すると共に、パルスカウンタ値(ステアリング
シャフトlの操舵角に比例)としての″操舵角信号(S
)を出力させるものである。
9は中立位置演算手段であって、前記操舵中立ゾーン信
号C”1)が検出されている時の操舵角信号(S)の平
均値を演算し、この平均値を中立位置信号CM)として
出力させるもので、操舵中立ゾーン信号(’Z )が検
出されていない時は、その前に出力された中立位置信号
(M)をそのまま保持させるものである。
次に、第1実施例の作用を説明する。
まず、操舵角処理手段8での作用を説明する。
操舵角検出用フォトカプラ5,6は、第2図に示すよう
に、%ピッチずらした検出位置Aと検出位置Bとに配置
させていることで、ステアリングシャツ)1が右回り(
第2図矢印R方向)と左回リ(第2図矢印り方向)とで
は、第3図及び第4図に示すように、第1パルス信号(
P1)と第2パルス信号(P2)の変化が異なり、この
変化の相異を判別することでステアリングシャフト1の
回転方向が検出でき、さらに、第1パルス信号(P1)
と第2パルス信号(P2)の変化時、つまり立上りIか
立下り1かの時点で角度が更新され、そのパルス数をカ
ウントすることで操舵角を検出することができる。
尚、第3図と第4図に示した第1実施例での第1パルス
信号(P 1)と第2パルス信号(P2)の変化を時間
経過順に各々■〜■、■〜■の符号を付してまとめると
表1に示すようになり、この表でカウンタは相対角度を
示すもので、例えばその値(+1または−1)が実際に
はステアリング上で操舵角1度とか2度とかを意味して
いる。
また、Hはパルス信号での高い信号値、Lはパルス信号
での低い信号値を示す。
表  1 そして、実際の走行時におけるカウンタ値の変化の様子
をみると、第4図に示すような状態である。     
                         
I尚、カウンタ値Oは操舵角検出開始時の点を示し、実
舵角としての零点をあられしてはいす、例えば第4図で
示す例の場合には、+側に実舵角零点が寄っている。
また、操舵中立ゾーン信号(Z)の検出は、第4図に示
す中立ゾーンの範囲内にステアリング位置がある時に検
出される。
この中立ゾーンは、実舵角零点を中心に、ある一定の角
度(例えば+10度)を検出するようにしているもので
、この角度は、車の状態変化による中立位置の変化と、
車体のロールをある範囲内にする操舵角等から決まるも
ので、この範囲内で操舵角が変化している時は、ロール
が少ない状態である。
次に、第6図に示すフローチャート図により、入力信号
としての第1パルス信号(Pi)、第2パルス信号(P
2)を操舵角処理手段8により処理し、出力信号である
操舵角信号(S)(第6図ではANGLE)として第1
ポー1−10に出力させる流れと、操舵角信号(S)と
操舵中立ゾーン信号(Z)を入力信号として、中立位置
演算手段9により処理し、中立位置信号(M)(第6図
ではAVANGLE)を第2ポート11に出力させる流
れを説明する。
まず、操舵角処理手段8での流れは、第2図〜第4図と
表1により説明してきたように、ステアリングの回転方
向を判別して、パルスカウンタ値による操舵角信号(S
)を第1ボートlOに出力させる流れであって、第6図
において、■〜■は第3図及び第4図に示す■〜■に該
当する。
また、ANGLEは表1で述べたカウンタに該当する。
そして、中立位置演算手段9での流れは、第1ポート1
0に出力された操舵角信号(S)(第6図の■で示す)
と、検出位置C(第2図に示す)による操舵中立ゾーン
信号(Z)とを入力させ、まず、第6図の[株]におい
て操舵中立ゾーン信号(Z)が検出されているか否かを
チェックし、もし検出されている場合(CがHの場合)
、第6図の■において、重み付は移動平均を演算し、平
均値(AVANGLE)を算出して、これを中立位置信
号(M)として第2ボート11に出力させる(第6図の
@)。
尚、平均値の計算式において、αは平均値計算用の重み
付は係数であって、その値は0.01〜0.03程度で
、新たに入力される操舵角信号(S)によって平均値が
大幅に変わることのないようにしている。
また、第6図の[相]において操舵中立ゾーン信号(Z
)が検出されていない時は、■での処理がスキップされ
、もとの値がホールドされる。
次に、第7図に示す第2実施例について説明する。
この実施例は、操舵位置の検出をマイクロコンピュータ
で行なった場合には、検出タイミングを短かくすること
ができないために、例えば、検出位置Aの信号が!lを
短い時間に繰り返す場合(例えばスリット3の境目付近
で路面の凹凸によりステアリングが往復振動した場合)
、■の検出はできるが1の検出ができない(逆の場合も
ある)ことになりカウントミスを起すことがある。
そのため、中立ゾーン孔4゛を検出するフォトカプラ7
による検出信号が王と土となる境目(第7図の0点と0
点)の操舵角をあらかじめ記憶しておいて、王や土を検
出したときに、あらかじめ記憶した値(ANGLEl 
、ANGLE2)で修正することによりカウントミスを
最小限に食い止めようとするものである。
次に、前記0点と0点とを検出するための境目検出手段
12における作用は、第8図に示すフローチャート図に
示す通りであって、フローチャート図でのANGLE増
減の方向は、第7図に示す方向である。
次に、第9図に示すフローチャート図について説明する
と、このフローチャート図は第2実施例の中立位置演算
手段9での処理の流れを示すもので、第9図の■は、A
NGLEIの初期設定を示し、第9図の■は、ANGL
、E2の初期設定を示し、第9図の■は、0点及び0点
を検出する毎にANGLEを修正する部分を示している
。
次に、第10図に示す第3実施例について説明する。
この実施例は、図面で示すような回転円板を用いて操舵
角を検出しようとする場合は、ステアリングシャツl−
1を1回転させる毎に中立ゾーン孔4を検出するため、
駐車時等の中立ゾーン孔4を繰り返し検出する場合等、
場合によっては正確な中立ゾーンの検出を行なうことが
困難な場合があり、これを防ぐためにある車速以上とい
う条件を加えて、さらに正確に検出しようとするもので
ある。
つまり、車速センサ13を追加し、該車速センサ13か
らの車速信号(R)を中立位置演算手段9に入力させ、
所定の車速Vc以上の時のみに中立位置を検出させるよ
うにした。
次に、第fillに示すフローチャート図により、第3
実施例の作用を説明する。
このフローチャート図から明らかなように、車速が所定
の車速Vc以上か否かを第11図のOにより判別し、車
速VC以上の時のみに操舵角の平均値演算を行なうよう
にしているもので、他の流れは第1実施例と同様である
。
これは、高速走行時においては、360度以上にステア
リングシャフトlを回転させることはほとんどなく、中
立ゾーン孔4も1回転以上回した位置での中立ゾーン孔
4を検出することはあり得ないことを利用して、車速が
低い時は、中立ゾーン検出を無視して、車速が高い時に
検出した中立ゾーンが真の中立ゾーンであるとしている
。
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更等があっ
ても本発明に含まれる。
例えば、実施例では操舵角検出手段及び中立ゾーン検出
手段として、回転円板とフォトカプラ等による検出手段
を示したが、光の反射を利用するタイプの検出手段や、
磁気を利用する検出手段等であってもよく、また、設置
場所も角検出手段を別々に設置したものであってもよい
。
(発明の効果) 以上説明してきたように本発明の操舵位置検出装置にあ
っては、操舵中立ゾーン信号が検出されている時の操舵
角信号の平均値を演算することで、車両の整備状況や車
両への乗員状況等の如何にかかわらず、車両の直進走行
状態におけるステアリング中立位置を検出できるという
効果が得られる。
そして、この効果によって、パワーステアリング制御や
ロール制御を司どるバネ定数制御等の制御装置に対して
安価なセンサを提供できる。
また、第2実施例にあっては、上述の効果に加えて、マ
イクロコンピュータの検出誤差を少なくすることができ
る。
さらにまた、第3実施例にあっては、上述の効果に加え
て、いかなる場合も正確な操舵中立位置を検出すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第1実施例の操舵位置検出装置を示す全
体図、第2図は第1実施例装置の回転円板の要部拡大図
、第3図(A)(B)はステアリングシャフトが右回り
のときの第1パルス信号と第2パルス信号を示す図、第
4図(A)(B)はステアリングシャフトが左回りのと
きの第1パルス信号と第2パルス信号を示す図、第5図
は走行状態での操舵角検出手段によるパルス信号のカウ
ント値を示すグラフ図、第6図は第1実施例装置におけ
る操舵角処理手段と中立位置演算手段での作用の流れを
示すフローチャート図、第7図は本発明第2実施例の操
舵位置検出装置を示す全体図、第8図は第2実施例装置
における境目検出手段での作用の流れを示すフローチャ
ート図、第9図は第2実施例装置における操舵角処理手
段と中立位置演算手段での作用の流れを示すフローチャ
ート図、第1θ図は本発明第3実施例の操舵位置検出装
置を示す全体図、第11図は第3実施例装置における操
舵角処理手段と中立位置演算手段での作用の流れを示す
フローチャート図である。 l・・・ステアリングシャフト(操舵部材)2・・・回
転円板 3・・・スリット 4・・・中立ゾーン孔 5.6・・・操舵角検出用フォトカプラ(操舵角検出手
段) 7・・・中立ゾーン検出用フォトカプラ(中立ゾーン検
出手段) 8・・・操舵処理手段(操舵角検出手段)9・・・中立
位置演算手段 (S)・・・操舵角信号 (Z)・・・操舵中立ゾーン信号 (M)・・・中立位置信号 特  許  出  願  人 日産自動車株式会社 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)ステアリング操作によって回転する操舵部材に設け
    られ、操舵角を検出し、操舵角信号を出力する操舵角検
    出手段と、実舵角零点に相当する操舵位置を中心に、所
    定の操舵範囲を検出し、操舵中立ゾーン信号を出力する
    中立ゾーン検出手段と、前記操舵中立ゾーン信号が検出
    されている時の操舵角信号の平均値を演算し、この平均
    値を中立位置信号として出力する中立位置演算手段と、
    を備えたことを特徴とする操舵位置検出装置。
JP14908184A 1984-07-18 1984-07-18 操舵位置検出装置 Pending JPS6128811A (ja)

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Cited By (8)

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