JPS62201307A - 操舵中立角検出装置 - 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〕 この発明は、車両の操舵中立角検出装置に関し、特に、
応答性が良くかつ精度の高い操舵中立角検出装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の車両にあっては、操舵角を検出する操舵角センサ
として、一般に、ステアリングコラムに対するステアリ
ングホイール及びステアリングシャフトの回転位置を光
電式あるいはポテンショメータにより検出するものが用
いられている。

これらの操舵角センサは、センサ自体やステアリングホ
イールその他の構成部品に製造上及び取付は上の誤差や
ばらつきがあること、使用中に構成部品やその取付は関
係に変形が生じる場合があること、車両の整備時等に分
解・組立てを行った際に取付けに狂いが生じ易いこと等
の理由から、操舵角センサの取付けに際して操舵中立角
を精度良く設定することが難しく、このため、操舵中立
角を検出する装置を別に設けることが要請される。

従来のこの種の操舵中立角検出装置としては、例えば、
本出願人の出願に係わる特開昭６０−１７６８０４号公
報に開示されたものが知られている。

この従来装置は、操舵角センサにより検出された操舵角
値の平均値をもって１桑舵中立角としていた。

［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中立角検出装置に
あっては、操舵角の平均値をそのまま操舵中立角とする
構成となっていたため、例えば、イグニッションスイッ
チがオンになったときに操舵角が中立角位ｌより大きく
ずれている場合には操舵中立角がなかなか算出できず又
はなかなか真の値に収束しなかったり、あるいは同じ方
向の旋回走行が続くと操舵中立角が狂ってしまうという
問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、例えばイグニッションスイッチがオンになっ
たときに操舵角が中立角位置より大きくずれている場合
でも、真の操舵中立角を素早く検出でき、あるいは同じ
方向の旋回走行が続く場合でも、操舵中立角が大きく狂
うことがなく、従って、真の操舵中立角に速やかに戻り
、応答性が良く、精度の高い操舵中立角検出装置を提供
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明の操舵中立角検出装置は、第１図に示
すように、操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の
走行距離を計測する走行距離計測手段と、その走行距離
計測手段により計測された走行距離を予め設定された所
定走行距離と比較判定する走行距離判定手段と、その走
行距離判定手段により走行距離が所定走行距離以上とな
ったことが判定されたときに、その所定走行距離を走行
している間に操舵角検出手段により検出された操舵角値
の平均値を演算する操舵角平均値演算手段　。

と、走行距離判定手段により走行距離が所定走行距離以
上となったことが判定されたときに、操舵角検出手段に
より検出された操舵角値に基づいてその操舵角値の変化
量を演算する操舵角変化量演算手段と、その操舵角変化
量演算手段により演算された操舵角変化量に基づいて重
み係数を選定する重み係数選定手段と、操舵角平均値演
算手段により演算された操舵角平均値と重み係数選定手
段により選定された重み係数に基づいて操舵中立角を設
定する操舵中立角設定手段とを備えたものである。

（作用〕 操舵角検出手段により操舵角が検出され、かつ走行距離
計測手段により車両の走行距離が計測される。計測され
た走行距離を走行距離判定手段により予め設定された所
定走行距離と比較判定し、その走行距離判定手段により
走行距離が所定走行距離以上となったことが判定された
ときに、操舵角平均値演算手段により操舵角検出手段に
より検出された操舵角値の平均値を演算し、かつ、操舵
角検出手段により検出された操舵角値に基づいて操舵角
変化量演算手段によりその操舵角値の変化量を演算し、
その操舵角変化量演算手段により演算された操舵角変化
量に基づいて重み係数選定手段により重み係数を選定し
、操舵角平均値演算手段により演算された操舵角平均値
と重み係数選定手段により選定された重み係数に基づい
て操舵中立角設定手段により操舵中立角を設定するもの
である。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず構成を説明する。

第２図において、１は操舵角センサであり、第３図はそ
の操舵角センサ１の一例として光電式のものを示す。

第３図において、操舵角センサｌは、ステアリングシャ
フト２に嵌合されてこれと一体に回動し、外周部に等間
隔で穿設した複数のスリット４を有するスリット円板３
と、このスリット円板３を挟んで対向するフォトインタ
ラプタ５とから構成される。フォトインクラブタ５は、
スリット４を挟んで対向する２Ｍｉの発光素子６．７及
び受光素子（図示しない）を有し、これらがスリット４
間のピッチＰの１／４又は≠の整数倍のピッチを保って
配設され、従って、各受光素子から、第４図に示すよう
に、スリット４間のピッチＰの１／４分位相がずれた検
出信号Ｅｌ、Ｅ２が出力される。

この場合、検出信号Ｅｌ、Ｅ２の位相のずれ方向によっ
て、ステアリングシャフト２、すなわちステアリングホ
イール（図示しない）が正転（すなわち右切り）か逆転
（すなわち左切り）かを検出することができる。すなわ
ち、第４図（ａｌに示すように、検出信号Ｅ１がオフか
らオンに立ち上がる時点で、検出信号Ｅ２がオフである
とき、又は、検出信号Ｅ１がオンからオフに立ち下がる
時点で検出信号Ｅ２がオンであるときには、右切りであ
ることが判断され、第４図（ｂ）に示すように、逆の場
合には左切りであることが判断される。

第２図に戻って、９は車速を検出するための車速パルス
信号を発生する車速センサであり、この車速センサ９は
、例えばスピードメータケーブルの回転速度をリードス
イッチを用いてパルス信号に変換し、スピードメータケ
ーブル１回転当たり例えば２パルスの車速パルス信号を
出力するもの等が使用される。

１０はマイクロコンピュータであり、このマイクロコン
ピュータ１０は、少なくともインタフェース回路１１と
演算処理装置１２とＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置１３と
を含んで構成され、インタフェース回路１１には操舵角
センサ１及び車速センサ９が接続される。

演算処理装置１２は、インタフェース回路１１を介して
操舵角センサ１及び車速センサ９の検出信号を読み込み
、これらに基づいて後述する演算その他の処理を行う。

また、記憶装置１３はその演算その他の処理の実行に必
要な所定のプログラムを記憶しているとともに、演算処
理装置１２の演算その他の処理の結果等を記憶する。

次に、上記実施例の動作を説明する。

イグニッションスイッチがオンになると、マイクロコン
ピュータ１０の電源が投入され、操舵角センサ１及び車
速センサ９の検出信号がインタフェース回路１１に供給
される。

マイクロコンピュータ１０においては、インタフェース
回路１１を介して供給される操舵角センサ１からの検出
信号Ｅｌ、Ｅ２に基づいて、第５図に示す操舵角検出ル
ーチンが実行される。このルーチンは、好ましくは所定
周期Δτ毎のタイマ割込みにより実行される。

すなわち、第５図において、ステップ■では操舵入力が
あるか否かが判定され、操舵入力がない場合はステップ
■に移行して、前回周期の操舵角θ（ｔ−Δτ）（ただ
し、ｔは時刻を表す。）を今回周期の操舵角θ（１）と
する。ステップ■で操舵入力がある場合はステップ■に
移行し、操舵が右切りか否（左切り）かを判定する。こ
の判定は、第４図を参照して前述したように、操舵角セ
ンサ１からの検出信号Ｅｌ、Ｅ２の位相差により行われ
る。ステップ■において左切りと判定された場合は、ス
テップ■に移行して前回周期の操舵角θ（ｔ−Δτ）か
ら操舵角センサｌの検出刻みΔθを減じたものを今回周
期の操舵角θ　（１）とし、ステップ■において右切り
と判定された場合は、ステップ■に移行して前回周期の
操舵角θ（ｔ−Δτ）に検出刻みΔθを加えたものを今
回周期の操舵角θ　（１）とする。

次に、第６図を参照して操舵中立角を求める操舵中立角
検出ルーチンを説明する。このルーチンは、好ましくは
車速センサ９からの車速パルス信号が入る毎（これは、
その車速パルス信号に基づいて予め定まっている所定走
行距離Δｌだけ走行する毎である）に割込みとして実行
される。

すなわち、第６図において、まずステップ■で、上述し
た操舵角検出ルーチンにおいて演算され記憶装置１３の
所定記憶領域に記憶されている操舵角θ（１）の値が読
み出される。次いでステップ■において、走行距離ｌを
計測するカウンタに所定距離Δβを加算し、次いでステ
ップ■において、ステップ■で読み出した操舵角θ（１
）の値を所定記憶領域に記憶しである最大値θｍｉｘ及
び最小値θ０．。と比較し、θ（１）の値がθｆｆｉ、
Ｘより大きければそのθ、Ｘの値を、θ（Ｌ）の値がθ
、。

０より小さければそのθｆｆ１ｉｎの値を、それぞれ更
新していく。

次にステップ［相］に移行して、ステップ■で計測され
た走行距離ｌが予め設定しである所定走行路ＭＬより小
さいか否かを比較する。β〈してある場合は、次にステ
ップ■に移行して、走行距離ｌが所定走行路＋％Ｉｔ　
Ｌに達しない間の走行区間の操舵角θ（１）の和θＳｕ
Ｈを求め、メインプログラムにリターンする。

ステップ［相］でＡｋＬである、すなわち走行距離ｌが
所定走行距離りに達したと判定されたら、次にステップ
０に移行して、ステップ■において積算されている所定
走行路＃Ｌの間の操舵角の和θＳＬＩＭをその間のサン
プル数（Ｌ／Δｌ）で割って、操舵角平均値θＡＶゆを
求める。次いでステップ０に移行して、ステップ■にお
いて更新記憶されているθ□。及びθ１１、の値から、
操舵角θ（１）の変化量として両者の差（θ、−−θ１
．７）を演算し、さらに、定数Ａをその差値で割って重
み係数αを、 α−Ａ／（θ□、−θ□１） として演算する。ただし、０≦α≦１である。

次にステップ０に移行して、記憶装置１３（あるいはイ
グニッションスイッチ）がオンになった後１度以上操舵
中立角θ、（ｎ）の値を設定したか否かを判定し、操舵
中立角θ８　（ｎ）を始めて設定する場合は、次にステ
ップ［相］に移行して、ステップ０で演算した操舵角平
均値θＡＶＥをもって操舵中立角θ、（１）とする。ま
た、ステップ■において、記憶装置１３がオンになった
後操舵中立角θ、（ｎ）を設定するのが２度目以上であ
ると判定された場合は、次にステップ［相］に移行して
、前回周期の操舵中立角θＨ（ｎｌ）、ステップ＠にお
いて求めた操舵角平均値θＡｖＥ、及びステップ０にお
いて求めた重み係数αに基づいて、αを重み係数とする
加重平均を演算し、操舵中立角θＨ（ｎ）を、 θ、（ｎ）＝θＮ　　（ｎ−１）　　＋α　（θ８　（
ｎ−１）−θＡＶＥ　　） として演算する。

次いでステップＯに移行して、ｌ、θ、。９．θ７．Ｘ
、θ１８、の値を全てクリヤして、次の走行区間におけ
る上述した演算その他の処理に備え、メインプログラム
にリターンする。

第７図は、上述した動作の第１具体例として、走行区間
Ｌ　ｌ”’　Ｌ　ｚ及びＬ４〜Ｌ、において同じ方向の
旋回走行が行われた場合の操舵角θ　（ｔ）。

操舵角変化量（θ□８−θ６．。）２重み係数α。

及び操舵中立角θＮ　　（ｔ）の変化を示す。図中、破
線はこの発明の操舵中立角の変化を、一点鎖線は従来の
操舵中立角の変化をそれぞれ示す。

同図において、従来の場合は、各走行区間Ｌ１゜Ｌ２．
・・・毎に操舵角の平均値をとるだけであるから、同じ
方向の旋回走行が繰り返されると操舵中立角に誤判断が
起きてその値が狂ってしまう。

これに対して、この発明においては、（θ。ウ−θｍｉ
ｎ　）の値が大きい程小さくなる重み係数αを用いて操
舵角平均値の加重平均を行って操舵中立角を設定してい
るため、操舵中立角が太き（狂うことがないものである
。

第８図は、上述した動作の第２具体例として、イグニッ
ションスイッチがオンになった直後の操舵角θ　（１）
及び操舵中立角θＮ　　（ｔ）の変化を示す。図中、破
線はこの発明の操舵中立角の変化を、一点鎖線は従来の
操舵中立角の変化をそれぞれ示す。

同図において、従来の場合は、時刻（、にイグニッショ
ンスイッチがオンになり、時刻ｔ２に車両が走行を開始
したとき、操舵中立角が大きく狂うと、その狂いはなか
なか真の操舵中立角に近づいていかない。

これに対して、この発明においては、イグニッションス
イッチがオンになった時点では操舵中立角が同様に大き
く狂うが、しかし、（θ１．−θ１、。）の値が大きい
走行開始直後の走行区間Ｌｌにおいて、小さい値である
重み係数αに基づいて加重平均を行って操舵中立角を設
定するため、操舵中立角が真の値に近づくように太き（
補正され、さらにその後の走行区間Ｌ２．Ｌ：ｌ、・・
・において操舵中立角はさらに真の値に近づ（ように補
正され、従って、操舵中立角は真の値に速やかに収束す
るものである。

なお、第６図のフローチャートにおいて、ステップ＠で
操舵角平均値θＡＶＥとして操舵角θ（ｔ）の和θ、Ｕ
、４をサンプル数（Ｌ／Δｌ）で割って求めるものを示
したが、 θＡｖｔ　＝（１／２）　　（θ。、＋θｍｔｎ　）に
よって求めてもほぼ同等の結果が得られるとともに、こ
の場合は記憶装置１３の記憶容量を節約することができ
る。

また、ステップ０では操舵角の変化量として（θ１ｏ−
θ１．ｆｉ）の値を用いたが、これに代えて操舵角θ　
（１）の分散の値を用いてもよい。分散の値Ｖは、操舵
角のサンプル値をθ　（ｔ）、その平均値をθＡｖＥ、
サンプル数をＮとすると、Ｖ＝　（１／Ｎ）Σ　（θ（
１）−〇ＡＶＥ　ｌ　”で与えられる。

また、ステップ０において、定数Ａを操舵角変化量（θ
ｍａｘ−θｍｉ＋＋　）のみで除して重み係数αを求め
るものを示したが、これに代えて次の式によって求める
ようにしてもよい。すなわち、記憶装置１３あるいはイ
グニッションスイッチがオンになってからの通算走行距
離をＬア、定数をＢとしたとき、 α＝Ｂ　・（ＬＴ　）　−””／　（θ１ｏ−θ１．７
）として求めてもよい。

あるいは、この重み係数αを求める式の（ＬＴ）−１／
２０項は、走行距離りが大きい程αが小さくなる式であ
ればその他の式によって求めるものでもよい。

さらに、この重み係数αの設定は、上述したような式の
演算によって選定してもよいし、（θ、１８−θｌ’Ｒ
ｉｌ＋　）　＋　　ｔ、を等に基づくテーブルルックア
ップによって選定するものであってもよい。

また、ステップ［相］において、操舵中立角の値として
重み係数αに基づく加重平均により求めたものを示した
が、これに代えて所定サンプル数の操舵角平均値θＡｖ
Ｅの移動平均値を求めるものであってもよい。

また、操舵角センサとして光電式のものを例示したが、
この発明における操舵角センサとしては、その他ポテン
ショメータ式のもの等特に限定されない。

また、第１図、第２図及び第５図において、操舵角セン
サ１と第５図に示す処理とで操舵角検出手段の具体例を
示す。また、第１図及び第６図において、ステップ■の
処理は走行距離計測手段の具体例を、ステップ［相］の
処理は走行距離判定手段の具体例を、ステップ＠の処理
は操舵角平均値演算手段の具体例を、ステップ０の処理
は操舵角変化量演算手段及び重み係数選定手段の具体例
を、ステップ■〜［相］の処理は操舵中立角設定手段の
具体例を、それぞれ示す。

さらに、操舵中立角検出装置をマイクロコンピュータを
使用して構成したものを示したが、これに代えて、指令
値設定回路、比較回路、加算回路、減算回路、掛算回路
、割算回路、カウンタ回路、論理回路等の電子回路を組
み合わせて構成することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の操舵中立角検出装置は
、所定走行距離を走行した区間の操舵角変化量に基づい
て重み係数を選定し、その重み係数及びその走行区間の
操舵角平均値に基づいて操舵中立角を設定する構成とし
たため、例えば同じ方向の旋回走行が続いた場合でも操
舵中立角が狂うことがなく、また、イグニッションスイ
ッチをオンにしたときに操舵中立角が真の値から大きく
ずれても速やかに真の値に収束し、従って応答性が良く
、精度の高い検出結果が得られるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の操舵中立角検出装置の基本構成を示
すブロック図、第２図はこの発明の実施例の構成を示す
ブロック図、第３図は操舵角センサの一例を示す要部切
断平面図、第４図はその操舵角センサの出力信号の波形
図、第５図はマイクロコンピュータにおいて実行される
操舵角検出ルーチンの処理手順を示すフローチャート、
第６図はマイクロコンピュータにおいて実行される操舵
中立角検出ルーチンの処理手順を示すフローチャート、
第７図はこの発明の操舵中立角検出装置の動作の第１具
体例を示すタイムチャート、第８図はその動作の第２具
体例を示すタイムチャートである。 １・・・操舵角センサ、３・・・スリット円板、５・・
・フォトインタラプタ、９・・・車速センサ、ｌＯ・・
・マイクロコンピュータ、１１・・・インタフェース回
路、１２・・・演算処理装置、１３・・・記憶装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の走行距離を
   計測する走行距離計測手段と、該走行距離計測手段によ
   り計測された走行距離を予め設定された所定走行距離と
   比較判定する走行距離判定手段と、該走行距離判定手段
   により前記走行距離が前記所定走行距離以上となったこ
   とが判定されたときに、該所定走行距離を走行している
   間に前記操舵角検出手段により検出された操舵角値の平
   均値を演算する操舵角平均値演算手段と、前記走行距離
   判定手段により前記走行距離が前記所定走行距離以上と
   なったことが判定されたときに、前記操舵角検出手段に
   より検出された操舵角値に基づいて該操舵角値の変化量
   を演算する操舵角変化量演算手段と、該操舵角変化量演
   算手段により演算された前記操舵角変化量に基づいて重
   み係数を選定する重み係数選定手段と、前記操舵角平均
   値演算手段により演算された操舵角平均値と前記重み係
   数選定手段により選定された重み係数に基づいて操舵中
   立角を設定する操舵中立角設定手段とを備えた操舵中立
   角検出装置。