JP2595506B2 - 操舵中立角検出装置 - Google Patents

操舵中立角検出装置

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JP2595506B2 JP61043284A JP4328486A JP2595506B2 JP 2595506 B2 JP2595506 B2 JP 2595506B2 JP 61043284 A JP61043284 A JP 61043284A JP 4328486 A JP4328486 A JP 4328486A JP 2595506 B2 JP2595506 B2 JP 2595506B2
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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、ステアリングゴ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け上の誤差
やばらつきがあること、使用中に構成部品やその取付け
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操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
る構成となっているため、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置より大き
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、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
定走行距離と比較し、所定走行距離以上であるか否かを
判定する走行距離判定手段と、該走行距離判定手段で所
定走行距離以上であると判定される毎に、当該所定距離
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で所定走行距離以上となった
ことが判定される毎に、前記操舵角検出手段により検出
された操舵角値に基づく、最大操舵角値と最小操舵角値
との差を予め設定された所定値と比較し、所定値以下で
あるか否かを判定する操舵角変化量判定手段と、該操舵
角変化量判定手段で所定値以下であると判定されたとき
に、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くその操
舵角値の最大値及び最小値の差が予め設定された所定値
以下であるか否かを操舵角変化量判定手段で判定し、そ
の判定結果が所定値以下であるときに、操舵角平均値演
算手段により演算された操舵角平均値に基づいて操舵中
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の一例としての光電式のものを示
す。
第3図において、操舵角センサ1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。フォトインタラプタ5
は、スリット4を挟んで対向する2組の発光素子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又はそ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E1,E2が出力される。
この場合、検出信号E1,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)が逆転
(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(a)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E1,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Δ
τ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(t)
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E1,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1の検出刻みΔθを減じたものを今回周
期の操舵角θ(t)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(t)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(t)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Δl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
(t)の値を所定記憶領域に記憶してある最大値θmax
及び最小値θminと比較し、θ(t)の値がθmaxより大
きければそのθmaxの値を、θ(t)の値がθminより小
さければそのθminの値を、それぞれ更新していく。
次にステップに移行して、ステップで計測された
走行距離lが予め設定してある所定走行距離Lより小さ
いか否かを比較する。l<Lである場合は、次にステッ
プに移行して、走行距離lが所定走行距離Lに達しな
い間の走行区間の操舵角θ(t)の和θSUMを求め、メ
インプログラムにリターンする。
ステップでl≧Lである、すなわち走行距離lが所
定走行距離Lに達したと判定されたら、次にステップ
に移行して、ステップにおいて積算されている所定走
行距離Lの間の操舵角の和θSUMをその間のサンプル数
(L/Δl)で割って、操舵角平均値θAVEを求める。次
いでステップに移行して、ステップにおいて更新記
憶されているθmax及びθminの値から、操舵角θ(t)
の変化量として両者の差(θmax−θmin)を演算し、そ
の差値を予め設定してある所定変化量Δθの値と比較す
る。車両の走行が直進又は直進に近い場合は(θmax
θmin)≦Δθとなるが、このように(θmax−θmin
≦Δθである場合は、次にステップに移行して、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θ(n)を始めて設定する
場合は、次にステップに移行して、ステップで演算
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、次にステップに移行
して、前回周期の操舵中立角θ(n−1)、ステップ
において求めた操舵角平均値θAVE、及び定数α(た
だし、0≦α≦1である。)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θ(n)を、 θ(n)=θ(n-1)+α{θ(n-1)−θAVE} として演算する。
次いでステップに移行して、l,θSUMmaxmin
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ダーン
する。
ステップにおいて、(θmax−θmin)>Δθである
場合は、これは所定走行距離Lを走行した間に大きく旋
回したものであり、この場合は上述したステップ〜
における操舵中立角θ(n)の設定処理は行わず、ス
テップに移行する。
なお、第6図に破線で示すように、ステップ又は
で操舵中立角θ(n)の値を設定した後、ステップ
を追加し、このステップにおいて、ステップを演算
した操舵角変化量(θmax−θmin)の値をもって所定変
化量Δθの値を更新するようにしてもよい。こうする
と、演算の走行距離が大きくなる程、操舵中立角の検出
精度を徐々に高めていくことができる。
第7図は、上述した動作の第1具体例として、走行区
間L1〜L2及びL4〜L5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)及び操舵中立角θ(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、この場合においては、(θmax
θmin)>Δθである走行区間L1,L2,L4,L5においては、
精度を欠く操舵角平均値θAVEは操舵中立角の設定に用
いないため、操舵中立角が大きく狂うことがない。そし
て、(θmax−θmin)≦Δθを満たす走行区間L3,L6
おいてのみ、その区間の平均値θAVEを操舵中立角の設
定に用いるので、操舵中立角の検出精度が著しく向上す
るものである。
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(t)
及び操舵中立角θ(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t1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同様に大き
く狂うが、しかし、(θmax−θmin)≦Δθを満たす走
行区間L2において、その区間の精度の高い平均値θAVE
を操舵中立角の設定に用いるので、操舵中立角が真の値
に速やかに近づくものである。
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θSUM
サンプル数(L/Δl)で割って求めるものを示したが、 θAVE=(1/2)(θmax+θmin) 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、ステップでは操舵角の変化量として(θmax
−θmin)の値を用いたが、これに代えて操舵角θ
(t)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(t)−θAVE で与えられる。
また、ステップにおいて、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θAVE
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、ステップの処理は
操舵角変化量判定手段の具体例を、ステップ〜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検出値に基づ
く最大操舵角及び最小操舵角の差が予め設定された所定
量以下であるときにのみ、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、10……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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川畑 一信 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−143913(JP,A) 特開 昭60−176804(JP,A) 特開 昭61−28811(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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
    定走行距離と比較し、所定走行距離以上であるか否かを
    判定する走行距離判定手段と、該走行距離判定手段で所
    定走行距離以上であると判定される毎に、当該所定距離
    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で所定走行距離以上となった
    ことが判定される毎に、前記操舵角検出手段により検出
    された操舵角値に基づく、最大操舵角値と最小操舵角値
    との差を予め設定された所定値と比較し、所定値以下で
    あるか否かを判定する操舵角変化量判定手段と、該操舵
    角変化量判定手段で所定値以下であると判定されたとき
    に、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。
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