JPH0420122B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はステアリングの操舵角を検出する操舵
角検出装置に関するものである。

＜従来技術＞ 近年、マイクロコンピユータを利用して動力舵
取装置の操舵力を車速およびハンドル回転角等に
応じて制御することが行われている。この場合ハ
ンドル回転角を検出するセンサとして、ステアリ
ングシヤフトが単位角度回転する毎にパルス信号
を送出するエンコーダを用い、このエンコーダの
パルス信号をマイクロコンピユータに入力して計
数するものが、スペース的あるいは精度的に有利
となる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、エンコーダを用いた操舵角検出
装置は、操舵の絶対角を得ることができないた
め、イグニツシヨンスイツチのオフによりメモリ
に記憶された操舵角が消失してしまうと、次の電
源投入時には停止状態におけるステアリングホイ
ールの位置を原点とした相対回転角しか検出でき
なく、ステアリングホイールの中立位置（直進状
態）を認識できなくなる問題がある。

この問題を解決する１つの方法として、イグニ
ツイヨンスイツチがオフになつてもメモリの記憶
内容が消失しないように、低消費の定電圧回路に
よつてマイクロコンピユータをバツクアツプする
ことが考えられるが、この場合にもバツテリ切れ
が生ずるといかんともし難く、根本的な解決対策
にはなり得ない。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は上記した従来の問題点を解決するため
になされたもので、単位走行距離あるいは単位時
間毎に計数手段に記憶された回転角を読込んでこ
れら回転角の頻度を記録し頻度が最大の回転角を
中立位置として検出する中立位置検出手段と、回
転角を中立位置を起点とした回転角に演算する回
転角演算手段とを備えたものである。

＜作用＞ 上記した構成により、車が単位距離あるいは単
位時間走行される毎にエンコーダの出力を入力し
て計数する計数手段に記憶された回転角を読込ん
でこれら回転角の頻度を記録し、頻度が最大の回
転角を中立位置として検出し、この中立位置を起
点とした回転角に演算することにより、ステアリ
ングホイールの中立位置を起点としたハンドル回
転角、すなわち操舵角が検出される。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図において、１０はエンコーダ、１１は
波形整形回路、１２はコンピユータを示し、この
コンピユータ１２は操舵方向判別手段１３、計数
手段１４、中立位置検出手段１５および回転角演
算手段１６にて構成されている。

第２図において、２０はステアリングシヤフト
を示し、このステアリングシヤフト２０の一端に
はステアリングホイールが連結され、他端にはパ
ワーステアリングが連結されている。ステアリン
グシヤフト２０上には回転板２１が取付けられ、
この回転板２１の円周上に多数のスリツト２２が
等角度間隔に形成されている。回転板２１の円周
上には、回転板２１を挟んで相対向する発光素子
と受光素子からなるＡ相検出センサ２３およびＢ
相検出センサ２４が1/4周期位相をずらして配置
され、これらセンサ２３，２４はステアリングコ
ラム等の固定部に固定されている。各センサ２
３，２４はスリツト２２を通過する光を受光して
ステアリングシヤフト２０が単位角度回転する毎
に第３図に示すように1/4周期ずれたパルス信号
SS１，SS２を発生する。これら回転板２１およ
びセンサ２３，２４により前記エンコーダ１０を
構成している。

前記操舵方向判別手段１３は第３図に示すよう
に、前記エンコーダ１０より発生された1/4周期
ずれた２つのパルス信号SS１，SS２の組合せに
より、パルス信号の一周期を「０」〜「３」の４
つの領域信号Ｓに区分し、現在の領域信号とその
前の領域信号とに基づいてステアリングホイール
の操舵方向を判別するものである。なお領域信号
は、信号SS１，SS２が共にローレベルの場合に
はＳは「０」に、信号SS１がローレベルでSS２
がハイレベルの場合にはＳは「１」に、信号SS
１がハイレベルでSS２がローレベルの場合には
Ｓは「２」に、信号SS１，SS２が共にハイレベ
ルの場合にはＳは「３」に区分される。

次に前記操舵方向判別手段１３および計数手段
１４を第４図に示すフローチヤートによつて説明
する。なお第４図中Ｓは現在の領域信号を、OS
はその前の領域信号を示すものとする。まずステ
ツプ30ではＳとOSとが同じであるかどうかが判
別され、YESの場合にはステアリングホイール
が停止されているものとしてプログラムはリター
ンされる。NOの場合には31以降のステツプに進
み、ステツプ31ではＳが「０」であるかどうか、
ステツプ32ではＳが「１」であるかどうか、ステ
ツプ33ではＳが「２」であるかどうかがそれぞれ
判別され、これらいずれでもない場合にはステツ
プ34でＳは「３」であると認識される。前記ステ
ツプ31でＳが「０」と判別された場合には、ステ
ツプ35に進み、OSが「１」であるかどうか判別
される。NOの場合にはステアリングホイールの
回転方向が正転（時計回り）であると判別し、ス
テツプ39でコンピユータ１２のメモリに記憶され
ている回転角θに１を加算する。またステツプ35
の判別結果がYESの場合には、ステアリングホ
イールの回転方向が逆転（反時計回り）であると
判別し、ステツプ40で前記メモリに記憶されてい
る回転角θより１を減算する。同様に前記ステツ
プ32でＳが「１」であると判別された場合には、
ステツプ36でOSが「０」であるかどうか判別さ
れ、また前記ステツプ33でＳが「２」であると判
別された場合には、ステツプ37でOSが「０」で
あるかどうか判別され、前記ステツプ34でＳが
「３」であると認識された場合には、ステツプ38
でOSが「１」であるかどうか判別され、それら
判別結果に応じて前記したようにステツプ39もし
くはステツプ40においてメモリに記憶された回転
角θの内容が加減算される。

前記中立位置検出手段１５は、上記したように
検出された回転角θの頻度に基づいて操舵の中立
位置を検出するもので、前記コンピユータ１２の
メモリには多数のバツフアエリアが設けられてい
る。かかるバツフアエリアの数ｉは、ステアリン
グホイールのロツクツーロツクまでの全角度を
θ1、前記エンコーダ１０の単位角度をＮとする
と、ｉ＝２×θ1／Ｎによつて表され、例えばステ
アリングホイールのロツクツーロツクの全角度を
３回転、エンコーダ１０の単位角度を３度とする
と、ｉは720となる。

次に前記中立位置検出手段１５および回転角演
算手段１６を第５図に示すフローチヤートに従つ
て説明する。車が単位距離走行する毎にパルス信
号を出力する図略の車速センサによりパルス信号
が出力されると、割込信号が送出されこの割込信
号によりプログラムがスタートされる。まずステ
ツプ50においては前記計数手段１４に記憶された
回転角θが読込まれ、ステツプ51において回転角
θに対応するバツフアエリアBF（θ）に１が加算
される。次いでステツプ52でバツフアエリアBF
（θ）の内容が設定値BFLIMより大きいかどうか
判別され、NOの場合には全バツフアエリアの最
初のバツフアエリアBF（θMIN）がアドレス指定
される。以下ステツプ54からステツプ57までのル
ープにより各バツフアエリアのうちの最大値が求
められ、そのバツフアエリアのナンバｉがレジス
タに記憶される。すなわちステツプ54において
は、アドレス指定されたバツフアエリアの内容が
現在までの最大値よりも大きいかどうかが判別さ
れ、YESの場合にはステツプ55においてそのバ
ツフアエリアのナンバｉが最大値を記憶するレジ
スタCNTRに記憶され、次いでステツプ56にお
いて次のバツフアエリアがアドレス指定される。
また前記ステツプ54における判別結果がNOの場
合にはステツプ56にジヤンプされる。このように
して全てのバツフアエリアの内容を比較して最大
内容のバツフアエリアのナンバｉを求め、しかし
てステツプ57において最終のバツフアエリアBF
（θMAX）が判別されるとステツプ58に移行され
る。ステツプ58においては前述したように求めら
れた回転角θよりｉが減算され、その結果が操舵
角Ａとしてアウトプツトされる。

尚、前記ステツプ52における判別結果がYES
になると、ステツプ60からステツプ63により全て
のバツフアエリアの内容が1/2に修正され、バツ
フアエリアのオーバーフローを防止する。

このように車が単位距離走行する毎に回転角θ
を読込んでその回転角θに対応するバツフアエリ
アに１を加算し、最大内容のバツフアエリアに対
応する回転角θを求めることにより、操舵の中立
位置を認識できるようになり、したがつて回転角
θを中立位置を起点とした回転角に演算すること
により、操舵角Ａが正確に求められるようにな
る。

すなわち、イグニツシヨンスイツチをオンした
際の車の停止状態においては、操向車輪の向きは
一定ではなく、従つてエンコーダ１０の出力によ
つて得られる回転角θは電源投入時のステアリン
グホイールの位置を起点としたものとなる。

たとえば今第６図に示すようにステアリングホ
イールが左にほぼいつぱいに切られたＰ１の状態
でイグニツシヨンスイツチがオンされ、車が走行
されたとすると、回転角θの頻度分布は実線で示
すようになり、操舵の中立位置に対応する回転角
θXにおいて最も頻度が高くなる。これに伴つて
その回転角θXに対応するバツフアエリアｉ（θX）
の内容が最大となり、従つてθよりｉを減算する
ことにより頻度の最大位置（操舵の中立位置）を
起点とした回転角に補正できるようになる。

上記実施例においては、車が単位距離走行毎に
回転角θをサンプリングする例について述べた
が、車が単位時間走行する毎に回転角θをサンプ
リングするようにしても同様に行い得る。

また上記実施例においては、ステアリングホイ
ールが左あるいは右にいつぱいに切られた状態で
電源がオフされることを考慮し、バツフアエリア
をステアリングホイールの回転角の２倍の数だけ
設けた例について述べたが、少なくとも操舵の中
立近傍の頻度のみ求めれば足り、従つてバツフア
エリアの数はほぼ半減させることも可能である。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、エンコーダによつ
て得られる相対回転角の頻度より中立位置を求め
操舵角を割出すようにした構成であるので、電源
のオフによつて操舵角の内容が消出されても電源
投入後の走行状況によつて操舵角を正確に検出で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
操舵角検出装置の制御回路図、第２図はエンコー
ダを示す図、第３図はその出力波形図、第４図お
よび第５図はフローチヤートを示す図、第６図は
動作を説明するための図である。 １０……エンコーダ、１２……コンピユータ、
１３……操舵方向判別手段、１４……計数手段、
１５……中立位置検出手段、１６……回転角演算
手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステアリングシヤフトと同期回転する回転板
   を有しこの回転板の単位角度毎にパルス信号を送
   出するエンコーダと、このエンコーダからのパル
   ス信号を入力し操舵方向に応じてカウントアツプ
   あるいはカウントダウンする計数手段と、単位走
   行距離あるいは単位時間毎に前記計数手段に記憶
   された回転角を読込んでこれらの回転角の頻度を
   記録し頻度が最大の回転角を中立位置として検出
   する中立位置検出手段と、前記回転角を中立位置
   を起点とした回転角に演算する回転角演算手段と
   によつて構成してなる操舵角検出装置。 ２ 前記中立位置検出手段は、回転角が読込まれ
   る毎にその回転角に対応したバツフアエリアに１
   を加算し、最大内容のバツフアエリアに対応する
   回転角を検出するようになつている特許請求の範
   囲第１項に記載の操舵角検出装置。