JPS6353175A - 操舵トルク検出装置 - Google Patents
操舵トルク検出装置Info
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- JPS6353175A JPS6353175A JP19469986A JP19469986A JPS6353175A JP S6353175 A JPS6353175 A JP S6353175A JP 19469986 A JP19469986 A JP 19469986A JP 19469986 A JP19469986 A JP 19469986A JP S6353175 A JPS6353175 A JP S6353175A
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- JP
- Japan
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- torque
- zero point
- steering
- measured value
- lever
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- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、動力舵取装置等に使用される操舵トルク検出
装置に関する。
装置に関する。
従来、動力舵取装置に使用されている操舵トルク検出装
置は、ステアリングシャフトにかかる操舵トルクによっ
て生じたシャフトのねじれ量を直線変位に変換し、この
変位を差動トランス等の変位検出器のアナログ出力で検
出するような措造になっている。そして、動力舵取装置
は、検出された保舵トルクに応じた補助操舵力を出力す
るようにしている。また、操舵トルクの零値に対応する
保舵トルク検出装置の出力は一定不変な値とし、この値
を境に操舵トルクの向きを判定している。
置は、ステアリングシャフトにかかる操舵トルクによっ
て生じたシャフトのねじれ量を直線変位に変換し、この
変位を差動トランス等の変位検出器のアナログ出力で検
出するような措造になっている。そして、動力舵取装置
は、検出された保舵トルクに応じた補助操舵力を出力す
るようにしている。また、操舵トルクの零値に対応する
保舵トルク検出装置の出力は一定不変な値とし、この値
を境に操舵トルクの向きを判定している。
ところが、振動等の影晋により差動トランスの機械的中
立点が当初の位置から変位してしまう場合があり、また
、機械的変位を電気信号として出力するための電気回路
部の温度変化等の影Ｕにより出力の零点がドリフトする
という問題があった。 このため、操舵トルクがかかっていない時に補助操舵力
が発生したり、操舵トルクの向きと反対方向に補助操舵
力が発生したりして適正な制御が困難となるという問題
があった。
立点が当初の位置から変位してしまう場合があり、また
、機械的変位を電気信号として出力するための電気回路
部の温度変化等の影Ｕにより出力の零点がドリフトする
という問題があった。 このため、操舵トルクがかかっていない時に補助操舵力
が発生したり、操舵トルクの向きと反対方向に補助操舵
力が発生したりして適正な制御が困難となるという問題
があった。
上記問題点を解決するための発明の構成は、自動車のス
テアリングシャフトにかかるトルクを検出するトルク検
出器き、 前記トルク検出器に接続され、そのアナログ出力を、そ
の出力に応じた周波数のパルス信号に変換する電圧／周
波数変換器と、 前記電圧／周波数変換器に接続され、それの出力するパ
ルス信号の周期から測定値を求め、測定値の統計的処理
から測定系の零点を決定し、その零点に対する測定値の
偏差をトルクの測定値として出力する測定値較正手段と
を備えたことである。
テアリングシャフトにかかるトルクを検出するトルク検
出器き、 前記トルク検出器に接続され、そのアナログ出力を、そ
の出力に応じた周波数のパルス信号に変換する電圧／周
波数変換器と、 前記電圧／周波数変換器に接続され、それの出力するパ
ルス信号の周期から測定値を求め、測定値の統計的処理
から測定系の零点を決定し、その零点に対する測定値の
偏差をトルクの測定値として出力する測定値較正手段と
を備えたことである。
トルク検出器により検出されたアナログ出力は、電圧／
周波数変換器に入力し、その出力に応じた周波数のパル
ス信号に変換される。このパルス信号は測定値較正手段
に入力される。測定値較正手段は、過去の測定値の累５
１から統計的手法により測定系の零点を決定し、その零
点に対する測定値の偏差をトルクの測定値として出力す
る。したがって、トルク検出器の機械的中立点の変位、
電気回路のドリフト等に基づく零点のシフトがあっても
正値な操舵トクルを測定することが出来る。
周波数変換器に入力し、その出力に応じた周波数のパル
ス信号に変換される。このパルス信号は測定値較正手段
に入力される。測定値較正手段は、過去の測定値の累５
１から統計的手法により測定系の零点を決定し、その零
点に対する測定値の偏差をトルクの測定値として出力す
る。したがって、トルク検出器の機械的中立点の変位、
電気回路のドリフト等に基づく零点のシフトがあっても
正値な操舵トクルを測定することが出来る。
以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて詳述する。
第１図は、本実施例装置のトルク検出器の構成を示した
断面図である。ステアリングシャフト１１は、ハンドル
軸１０１と、舵取り軸１０２と、その二つの軸を連結す
るトーションバー１０３とで構成されている。操向ハン
ドル（図示路）が回転するとハンドル軸１０１が回転し
その回転力はトーションバー１０３を介して舵取り軸１
０２に伝達される。この時トーションバー１０３にマニ
ュアルトルクに比例したねじれ量が発生する。 舵取り軸１０２は内部にトーションバーが貫通している
リング部１０４を有しており、そのリング部１０４のハ
ンドル軸１０１側の端面はその一部分円が軸方向に切り
込まれた係合端Ｂ１０５を有している。係合端部１０５
にはレバー１０６の一端部１０７が当接している。レバ
ー１０６はピン１０８によりハンドル軸１０１に揺動自
在に軸支され、レバー１０６の一端部１０９は可動円板
１１０の一端面１１１と当接している。又、ハンドル軸
１０１には、他のレバー１４６がレバー１０６と軸対称
に軸支されている。可動板１１０の他の端面１１３には
コイルスプリング１１４が当接しており、コイルスプリ
ングの他端は固定板１１５と当接している。その固定板
１１５はハンドル軸１０１に固設されている。可動板１
１０の端部にはロッド１１６がハンドル軸１０１方向に
配設されており、そのロッド１１６の先端には高透磁率
の金属体１１７が取り付けられている。一方、ハンドル
コラム１１８の内面には、差動トランス１１９が固設さ
れており、その差動トランス１１９の内部に金属体１１
７とロッド１１６がＩｆｉ＋ｉＴ＋されている。このよ
うな構成においてステアリングシャフトのねじれ量は金
属体１１７の差動トランス１１９に対するＸ軸方向の相
対変位量として検出される。 その作用について次に説明する。ハンドル軸１０１と舵
取り軸１０２との間に図示するａ矢視方向のねじれ口が
発生するとレバー１０６の一端部１０７は係合端面１０
５からａ矢視方向のトルクに比例した反作用を受ける。 この結果、レバー１０Ｇは、ピン１０８を中心としてｂ
矢視方向に回転し、可動板１１０は固定板１１５の方に
コイルスプリング１１４の付勢力に抗して押し下げられ
る。このため可動板１１０に固設されたロッド１１６は
差動トランス１１９に対してＸ軸の正方向に変位するこ
とになる。又、逆方向の回転トルクが加わった場合には
、コイルスプリング１１４の付勢力がレバー１０６．１
０７の応圧力より大きくなりロッド１１６はＸ釉の負の
方向に移動する。 このようにして、マニュアルトルクＴｍの大きさを可動
板１１０およびロッド１１６従って金属体１１７の変位
量として検出することが出来る。 差動トランス１１９は第２図に示すように励振回路１０
により交流励磁されており、変位量に応じた大きさの交
流電圧が出力される。差動トランス１１９の交流出力は
、第２図に示すように、整流増幅器２により整流され増
幅されて、−Ｖｍ〜Ｖｍレンジの測定直流信号となる。 この信号は、シフター回路４により０〜２Ｖｍ レンジ
にシフトされる。尚、測定系の零点の公称値はＶｍとな
る。 かかる信号は、Ｖ／Ｆコンバータ６により、入力電圧値
に対応した周期のパルス信号に変換されて、マイクロプ
ロセッサユニット（以下ｒＭＰＵＪという。）８に入力
される。 次にＭ Ｐ Ｕ ８の処理手順を第３図、第４図、第５
図のフローチャートに基づいて説明する。装置の電源が
入れられると、第４図のプログラムが実行される。まず
、各変数の初期設定が行われる（２００）。Ｋは入力信
号Ｓ２の起乃後最初の測定が行われた時に１に設定され
る変数であり、その初期値はＯに設定される。また、ｎ
は起動後の零点算出処理（第５図）の実行回数がＮにな
るまで計数するための変数であり、その初期値は０に設
定される。フラグＦＬＧは、信号Ｓ２の周期が測定可能
状態になった時に０にリセットされるフラグであり、そ
の初期値はＩにセットされる。次に最初の周期の測定が
完了するのを待ち（２０２）、測定が完了した時は、信
号の周期Ｆが読み込まれその値が初期の測定系の零点Ｃ
とされる（２０４）。このようにして、起動開始直後の
処理が完了される。 次に、信号Ｓ２の周期の測定は、第３図のプログラムに
従って行われる。Ｖ／Ｆコンバータ６からパルス信号Ｓ
２が入力されると、その信号を割り込み信号として、第
３図のプログラムが起動される。先ず、タイマの値ｔが
読み込まれ（１００）、その後、次のパルス信号の周期
を計測するため、タイマはリセット後直ちに再スタート
される（１０２）。起動開始直後は最初のパルスが入力
された時にタイマがリセット、スタートされ、第２のパ
ルス信号を入力した時に初めて周期の測定が可能となる
ため、この状態を示したフラグＦＬＧの状態が調査され
る（１０４）。ＦＬＧが１の時は、第１のパルスの入力
を意味しているため、ステップ１０６へ移行して次のパ
ルス入力から周期が測定可能とするため、ＦＬＧが０に
設定され、本プログラムが終了される。即ち、装置の起
動開始直後１のパルスが入力された時にタイマがリセッ
ト、スタートされ周期測定の始期が与えられる。 次に第２以降のパルスが入力された時は、ステップ１０
４の判定はＮＯとなり、ステップ１０８へ移行して入力
パルス信号の周期Ｆが算定される。ここで、Ｆの値は、
測定系の公称零点に対する偏差で与えられる。公称零点
は、第６図に示すように、Ｖ／Ｆコンバータ６の入力信
号Ｓ１では、電圧■ｍであり、その出力信号Ｓ２では周
期ｔ。である。 そして、最初の周期の測定が完了すると変数には１に設
定される（１１０）。このようにして、リアルタイムに
入力信号Ｓ２の周期Ｆが測定される。 〜ＩＰＵ８は、車速センサ９から信号を入力しており、
自動車が一定距離走行する度に、第５図の零点演算プロ
グラムが実行される。まず、周期Ｆの位が読み込まれ、
零点１算回数が判定され（３０２）、それがＮより小さ
い時は、ステップ３０４以下が実行される。即ち、演算
回数ｎが更新され（３０４）、測定された周期Ｆがそれ
までのその総和Ｓに加算され（３０６）、Ｓを演算回数
ｎで除して測定周期の平均値として零点Ｃ１が算出され
る（３０８）。それに対し、演算回数ｎが所定値Ｎ以上
になると、Ｃ，＝ （Ｆ／Ｎ）＋ （（Ｎ−１） ／Ｎ
）・Ｃ７−１なる式によって、新しい零点Ｃ，，が求め
られる（３１０）。このような役作は、平均母数が無制
限に大きくなることを防止すると共に、最も新しい期間
の測定値が零点の決定に反映されるようにするためであ
る。 このようにして求められた測定系の零点は、動力舵取装
置における真の操舵トルクを求めるために使用される。 即ち、較正後の周期Ｆｃは、次式で算定される。 Ｆｃ＝Ｆ−Ｃ，。 そして、操舵トルクはこの値Ｆｃによって与えられる。
断面図である。ステアリングシャフト１１は、ハンドル
軸１０１と、舵取り軸１０２と、その二つの軸を連結す
るトーションバー１０３とで構成されている。操向ハン
ドル（図示路）が回転するとハンドル軸１０１が回転し
その回転力はトーションバー１０３を介して舵取り軸１
０２に伝達される。この時トーションバー１０３にマニ
ュアルトルクに比例したねじれ量が発生する。 舵取り軸１０２は内部にトーションバーが貫通している
リング部１０４を有しており、そのリング部１０４のハ
ンドル軸１０１側の端面はその一部分円が軸方向に切り
込まれた係合端Ｂ１０５を有している。係合端部１０５
にはレバー１０６の一端部１０７が当接している。レバ
ー１０６はピン１０８によりハンドル軸１０１に揺動自
在に軸支され、レバー１０６の一端部１０９は可動円板
１１０の一端面１１１と当接している。又、ハンドル軸
１０１には、他のレバー１４６がレバー１０６と軸対称
に軸支されている。可動板１１０の他の端面１１３には
コイルスプリング１１４が当接しており、コイルスプリ
ングの他端は固定板１１５と当接している。その固定板
１１５はハンドル軸１０１に固設されている。可動板１
１０の端部にはロッド１１６がハンドル軸１０１方向に
配設されており、そのロッド１１６の先端には高透磁率
の金属体１１７が取り付けられている。一方、ハンドル
コラム１１８の内面には、差動トランス１１９が固設さ
れており、その差動トランス１１９の内部に金属体１１
７とロッド１１６がＩｆｉ＋ｉＴ＋されている。このよ
うな構成においてステアリングシャフトのねじれ量は金
属体１１７の差動トランス１１９に対するＸ軸方向の相
対変位量として検出される。 その作用について次に説明する。ハンドル軸１０１と舵
取り軸１０２との間に図示するａ矢視方向のねじれ口が
発生するとレバー１０６の一端部１０７は係合端面１０
５からａ矢視方向のトルクに比例した反作用を受ける。 この結果、レバー１０Ｇは、ピン１０８を中心としてｂ
矢視方向に回転し、可動板１１０は固定板１１５の方に
コイルスプリング１１４の付勢力に抗して押し下げられ
る。このため可動板１１０に固設されたロッド１１６は
差動トランス１１９に対してＸ軸の正方向に変位するこ
とになる。又、逆方向の回転トルクが加わった場合には
、コイルスプリング１１４の付勢力がレバー１０６．１
０７の応圧力より大きくなりロッド１１６はＸ釉の負の
方向に移動する。 このようにして、マニュアルトルクＴｍの大きさを可動
板１１０およびロッド１１６従って金属体１１７の変位
量として検出することが出来る。 差動トランス１１９は第２図に示すように励振回路１０
により交流励磁されており、変位量に応じた大きさの交
流電圧が出力される。差動トランス１１９の交流出力は
、第２図に示すように、整流増幅器２により整流され増
幅されて、−Ｖｍ〜Ｖｍレンジの測定直流信号となる。 この信号は、シフター回路４により０〜２Ｖｍ レンジ
にシフトされる。尚、測定系の零点の公称値はＶｍとな
る。 かかる信号は、Ｖ／Ｆコンバータ６により、入力電圧値
に対応した周期のパルス信号に変換されて、マイクロプ
ロセッサユニット（以下ｒＭＰＵＪという。）８に入力
される。 次にＭ Ｐ Ｕ ８の処理手順を第３図、第４図、第５
図のフローチャートに基づいて説明する。装置の電源が
入れられると、第４図のプログラムが実行される。まず
、各変数の初期設定が行われる（２００）。Ｋは入力信
号Ｓ２の起乃後最初の測定が行われた時に１に設定され
る変数であり、その初期値はＯに設定される。また、ｎ
は起動後の零点算出処理（第５図）の実行回数がＮにな
るまで計数するための変数であり、その初期値は０に設
定される。フラグＦＬＧは、信号Ｓ２の周期が測定可能
状態になった時に０にリセットされるフラグであり、そ
の初期値はＩにセットされる。次に最初の周期の測定が
完了するのを待ち（２０２）、測定が完了した時は、信
号の周期Ｆが読み込まれその値が初期の測定系の零点Ｃ
とされる（２０４）。このようにして、起動開始直後の
処理が完了される。 次に、信号Ｓ２の周期の測定は、第３図のプログラムに
従って行われる。Ｖ／Ｆコンバータ６からパルス信号Ｓ
２が入力されると、その信号を割り込み信号として、第
３図のプログラムが起動される。先ず、タイマの値ｔが
読み込まれ（１００）、その後、次のパルス信号の周期
を計測するため、タイマはリセット後直ちに再スタート
される（１０２）。起動開始直後は最初のパルスが入力
された時にタイマがリセット、スタートされ、第２のパ
ルス信号を入力した時に初めて周期の測定が可能となる
ため、この状態を示したフラグＦＬＧの状態が調査され
る（１０４）。ＦＬＧが１の時は、第１のパルスの入力
を意味しているため、ステップ１０６へ移行して次のパ
ルス入力から周期が測定可能とするため、ＦＬＧが０に
設定され、本プログラムが終了される。即ち、装置の起
動開始直後１のパルスが入力された時にタイマがリセッ
ト、スタートされ周期測定の始期が与えられる。 次に第２以降のパルスが入力された時は、ステップ１０
４の判定はＮＯとなり、ステップ１０８へ移行して入力
パルス信号の周期Ｆが算定される。ここで、Ｆの値は、
測定系の公称零点に対する偏差で与えられる。公称零点
は、第６図に示すように、Ｖ／Ｆコンバータ６の入力信
号Ｓ１では、電圧■ｍであり、その出力信号Ｓ２では周
期ｔ。である。 そして、最初の周期の測定が完了すると変数には１に設
定される（１１０）。このようにして、リアルタイムに
入力信号Ｓ２の周期Ｆが測定される。 〜ＩＰＵ８は、車速センサ９から信号を入力しており、
自動車が一定距離走行する度に、第５図の零点演算プロ
グラムが実行される。まず、周期Ｆの位が読み込まれ、
零点１算回数が判定され（３０２）、それがＮより小さ
い時は、ステップ３０４以下が実行される。即ち、演算
回数ｎが更新され（３０４）、測定された周期Ｆがそれ
までのその総和Ｓに加算され（３０６）、Ｓを演算回数
ｎで除して測定周期の平均値として零点Ｃ１が算出され
る（３０８）。それに対し、演算回数ｎが所定値Ｎ以上
になると、Ｃ，＝ （Ｆ／Ｎ）＋ （（Ｎ−１） ／Ｎ
）・Ｃ７−１なる式によって、新しい零点Ｃ，，が求め
られる（３１０）。このような役作は、平均母数が無制
限に大きくなることを防止すると共に、最も新しい期間
の測定値が零点の決定に反映されるようにするためであ
る。 このようにして求められた測定系の零点は、動力舵取装
置における真の操舵トルクを求めるために使用される。 即ち、較正後の周期Ｆｃは、次式で算定される。 Ｆｃ＝Ｆ−Ｃ，。 そして、操舵トルクはこの値Ｆｃによって与えられる。
本発明は、トルク検出器のアナログ出力を電圧／周波数
変換してパルス信号とし、この信号の周期から操舵トル
クを測定するとともに、累積された測定値から測定系の
零点を決定し、その値に基づいて測定値を較正するよう
にした操舵トルク検出装置である。 したがって、トルク検出器の機械的中立点の変位、電気
回路部の温度変化等の影ワによる零点のドリフトがあっ
ても、零点が測定値の統計的処理により決定されるため
、真の較正された測定値を得ることが出来る。 また、測定値較正手段への入力信号線は１本でよいため
、測定値較正手段をマイクロプロセッサで構成した場合
には、入力ボートの数を大幅に節約できる利点もある。
変換してパルス信号とし、この信号の周期から操舵トル
クを測定するとともに、累積された測定値から測定系の
零点を決定し、その値に基づいて測定値を較正するよう
にした操舵トルク検出装置である。 したがって、トルク検出器の機械的中立点の変位、電気
回路部の温度変化等の影ワによる零点のドリフトがあっ
ても、零点が測定値の統計的処理により決定されるため
、真の較正された測定値を得ることが出来る。 また、測定値較正手段への入力信号線は１本でよいため
、測定値較正手段をマイクロプロセッサで構成した場合
には、入力ボートの数を大幅に節約できる利点もある。
第１図は、本発明の具体的な一実施例に係る操舵トルク
検出装置のトルク検出器の構成を示した断面図、第２図
は、同装置の電気的構成を示したブロックダイヤグラム
、第３図、第４図、第５図は、同実施例装置のＭＰＩＪ
の処理手順を示したフローチャート、第６図は、電圧信
号とパルス信号の周波数との関係を示した説明図である
。 ６ ・Ｖ／Ｆコンバータ ８ マイクロプロセッサユニ
ット １１ ステアリングシャフト １０１・−ハンド
ル軸 １０２−舵取り軸 １０３−） −ジョンバー
１０５−係合端部 １０６ レバー１１０−可動円板
１１４ コイルスプリング１１５ ・固定板 １１６０
ツド １１７ ゛金属体 １１９ 差動トランス
検出装置のトルク検出器の構成を示した断面図、第２図
は、同装置の電気的構成を示したブロックダイヤグラム
、第３図、第４図、第５図は、同実施例装置のＭＰＩＪ
の処理手順を示したフローチャート、第６図は、電圧信
号とパルス信号の周波数との関係を示した説明図である
。 ６ ・Ｖ／Ｆコンバータ ８ マイクロプロセッサユニ
ット １１ ステアリングシャフト １０１・−ハンド
ル軸 １０２−舵取り軸 １０３−） −ジョンバー
１０５−係合端部 １０６ レバー１１０−可動円板
１１４ コイルスプリング１１５ ・固定板 １１６０
ツド １１７ ゛金属体 １１９ 差動トランス
Claims (2)
- （１）自動車のステアリングシャフトにかかるトルクを
検出するトルク検出器と、 前記トルク検出器に接続され、そのアナログ出力を、そ
の出力に応じた周波数のパルス信号に変換する電圧／周
波数変換器と、 前記電圧／周波数変換器に接続され、それの出力するパ
ルス信号の周期から測定値を求め、測定値の統計的処理
から測定系の零点を決定し、その零点に対する測定値の
偏差をトルクの測定値として出力する測定値較正手段と
、からなる操舵トルク検出装置。 - （２）前記統計的処理は、累積された測定値の平均を求
める処理であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の操舵トルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19469986A JPS6353175A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 操舵トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19469986A JPS6353175A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 操舵トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353175A true JPS6353175A (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=16328799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19469986A Pending JPS6353175A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 操舵トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6353175A (ja) |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19469986A patent/JPS6353175A/ja active Pending
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