JPH0576564B2 - - 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。

＜従来の技術＞ 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。

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。

以上のことがらを総合的に評価すると、走行時
においてはもつぱら直進状態であることを利用し
て、走行状態におけるハンドル回転角の推移に基
づいて中立位置を求め、エンコーダにて検出され
た回転角を補正するようにすることが現実的かつ
安全な対応となる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記した中立位置の検出は、走行状態における
ハンドル回転角を例えば一定時間毎にサンプリン
グし、これらサンプリングデータをソフト的に処
理することによつて可能となるが、特に電源投入
後の走行開始時においては、低速状態でハンドル
が大きくきられる場合が多く、そこから得られる
データを処理しても偶然性に左右されやすく、そ
のために検出精度が悪くなつて正しい中立位置を
検出できるまでの走行距離あるいは時間が長くな
る問題がある。

＜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、ハンドル回転速度が高い場合
には、ハンドルが中立位置にないことが明らかで
あるので、そのような場合におけるハンドル回転
角はサンプリングデータより取り除くようにした
ものである。

すなわち、ハンドルの回転速度の絶対値が設定
値より大きいか小さくかを判別する判別手段と、
回転速度の絶対値が設定値より小さい場合にのみ
単位走行距離あるいは単位時間毎に計数手段に記
憶された回転角を複数サンプリングするようにな
し、これら複数のサンプリングデータをソフトウ
エア処理により統計処理して中立位置を求め、こ
の中立位置を起点とした回転角に補正するように
したものである。

また、前記ハンドルの回転速度の絶対値を検出
する代わりに車速を検出し、この車速が設定値よ
りも大きいかどうかを判別する手段を設け、車速
が設定値よりも大きい場合にのみ単位走行距離あ
るいは単位時間毎に計数手段に記憶された回転角
を複数サンプリングするようになし、これら複数
のサンプリングデータをソフトウエア処理により
統計処理して中立位置を求め、この中立位置を起
点とした回転角に補正するようにしたものであ
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、回転角演算手
段１６および回転速度検出手段１７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
はハンドルが連結され、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２
０上には回転板２１が取付けられ、この回転板２
１の円周上い多数のスリツト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を挾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２３，２４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の単位回転毎に第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１周期を「０」〜「３」の４
つの領域信号に区分し、現在の領域信号とその前
の領域信号とに基づいてハンドルの操舵方向を判
別するものである。

以下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。先ずステツプ30において前記エンコーダ１
０よりパルス信号が入力されると、ステツプ31に
おいて正転かどうか判別され、NOの場合には次
のステツプ32において逆転かどうかが判別され、
これもNOの場合にはハンド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。前記ス
テツプ31でハンドルの回転方向が正転であると判
別された場合には、ステツプ33でコンピユータ１
２のメモリに記憶されている回転角θに１を加算
する。また前記ステツプ32でハンドルの回転方向
が逆転であると判別された場合には、ステツプ34
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。このようにハンドル回転方向に応じて
ステツプ33もしくはステツプ34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。しか
してメモリの計数内容は、電源投入時のハンドル
回転角を起点とした相対回転角θを表す。

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。先ずステ
ツプ40においては処理回数ｎを累積するメモリカ
ウンタに１が加算され、ステツプ41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
る。次にステツプ42で前記回転速度検出手段１７
にて検出された回転速度の絶対値θ・が設定値θ・
LIMより小さいかどうか判別され、YESの場合
には次のステツプ43で単位走行距離毎の回転角を
累積するメモリカウンタに前記回転角θが加算さ
れる。次でステツプ44において回転角の累積値θ1
より累積回数ｎが除算されて回転角θの平均値が
求められ、この平均値がCENTERとしてメモリ
に記憶される。ステツプ45においては累積回数ｎ
が設定値n1に達したかどうかが判別され、NOの
場合にはステツプ46で前記回転角θより
CENTERが減算され、その結果が操舵角SAとし
てアウトプツトされる。なお前記ステツプ42にお
いてハンドル回転速度の絶対値θ・が設定値θ・
LIMより大きいと判別された場合には回転角θ
の累積加算を行うことなくステツプ45にジヤンプ
される。

このように車が単位距離走行する毎に回転角θ
を読込んでその平均値よりCENTERを求め、回
転角θをCENTERを起点とした回転角に演算す
ることにより、中立位置を起点とした操舵角SA
が検出できるようになる。しかもこの場合、ハン
ドル回転速度が高い場合の回転角θを中立位置を
演算するためのデータより取除くようにしてある
ため、正しい中立位置を検出するまでの走行距離
を短くできるようになる。第６図に回転角θの変
化に対して中立位置を演算するためのサンプリン
グ時期を示してある。

なお、前記ステツプ45における判別結果が
YESになると、ステツプ47において累積回数ｎ
がn2（０＜n2＜n1）に修正され、またステツプ48
においては修正後の累積回数n2に応じた累積回
転角θ1に修正するべく下記演算式を実行し、θ1の
オーバフローを防止する。

θ1＝θ1−（θ1／n1）×（n1−n2） 次に本発明の他の実施例を第７図に基づいて説
明する。この実施例のものは前記ハンドル回転速
度の絶対値θ・に代えて、車速Ｖが設定値VLIMよ
り大きい場合にのみ、回転角θをサンプリングす
るようにしたもので、その他は先の実施例と同じ
である。

第８図は本発明の更に他の実施例を示すもの
で、中立位置の検出を回転角θの頻度に基づいて
行うようにしたものである。この実施例のものは
前記コンピユータ１２のメモリに多数のバツフア
エリアが設けられ、ステツプ50において計数手段
１４に記憶された回転角θが読込まれると、ステ
ツプ51においてその回転角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
合にはステツプ53において全てのバツフアエリア
BF（ｉ）より最大内容のバツフアエリアのナンバ
ｉが求められる。しかしてステツプ54において回
転角θより前記ナンバｉが減算され、その結果が
操舵角SAとしてアウトプツトされる。なおある
バツフアエリアの内容が設定値BFLIMより大き
くなると、前記ステツプ52における判別結果が
YESとなり、ステツプ55において全てのバツフ
アエリアBF（ｉ）の内容を1/2に修正し、バツフ
アエリアのオーバーフローを防止する。

上記実施例においては、車が単位距離走行する
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うる。

＜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を単位走行距離あるいは単
位時間毎に複数サンプリングし、これら複数のサ
ンプリングデータを平均化処理あるいは頻度分布
処理等の統計処理によつてソフトウエア処理にて
中立位置を求めるようにした構成であるので、小
スペースで、経年変化のないエンコーダを用いな
がら操舵角を検出できるようになり、しかも電源
のOFFによつて操舵角の内容が消失されても電
源投入後の走行状況によつて操舵角を的確に検出
できる効果がある。

また本発明によれば、ハンドルの回転速度が設
定値より小さい場合や、車速が設定値より大きい
場合にのみ前記相対回転角をサンプリングするよ
うにしたので、正しい中立位置を短い走行距離あ
るいは時間で検出できる効果も併せて奏せられ
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
回転角の変化に対するサンプリング時期を示す
図、第７図および第８図は本発明の他の実施例を
示す図である。 １０……エンコーダ、１２……コンピユータ、
１４……計数手段、１５……中立位置検出手段、
１６……回転角演算手段、１７……回転速度検出
手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステアリングシヤフトの単位角度毎に２組の
   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て回転方向を判別
   する方向判別手段と、この方向判別手段にて判別
   された回転方向に応じて前記エンコーダからのパ
   ルス信号を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、前記ステアリングシヤフトの
   回転速度の絶対値を検出する手段と、この回転速
   度の絶対値が設定値より大きいか小さいかを判別
   する判別手段と、前記回転速度の絶対値が設定値
   より小さい場合にのみ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複数
   サンプリングするサンプリング手段と、サンプリ
   ングされた複数の回転角をソフトウエア処理によ
   り統計処理して中立位置を求める中立位置検出手
   段と、前記計数手段に記憶された回転角を中立位
   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 ステアリングシヤフトの単位角度毎に２組の
   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て回転方向を判別
   する方向判別手段と、この方向判別手段にて判別
   された回転方向に応じて前記エンコーダからのパ
   ルス信号を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、車速を検出する手段と、この
   車速が設定値より大きいか小さいかを判別する判
   別手段と、前記車速が設定値より大きい場合にの
   み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複数サンプリングするサ
   ンプリング手段と、サンプリングされた複数の回
   転角をソフトウエア処理により統計処理して中立
   位置を求める中立位置検出手段と、前記計数手段
   に記憶された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。 ３ 前記中立位置検出手段は、サンプリングした
   複数の回転角の平均値を演算して中立位置を求め
   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。 ４ 前記中立位置検出手段は、サンプリングした
   複数の回転角の頻度を比較して中立位置を求める
   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。 ５ 前記中立位置検出手段は、サンプリングした
   複数の回転角の平均値を演算して中立位置を求め
   るようになつている特許請求の範囲第２項に記載
   の操舵角検出装置。 ６ 前記中立位置検出手段は、サンプリングした
   複数の回転角の頻度を比較して中立位置を求める
   ようになつている特許請求の範囲第２項に記載の
   操舵角検出装置。