JP3379138B2 - ステアリング中立演算装置 - Google Patents

ステアリング中立演算装置

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明浩 大野
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ステアリング中立を求
める演算装置に関する。 【0002】 【従来技術】従来、一定走行距離毎にサンプリングされ
る操舵角の平均値からステアリング中立を求めるものが
知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ここで、通常の走行に
おける左右操舵による操舵角の平均値は、ある程度のサ
ンプリング数があればステアリング中立にほぼ等しくな
ることが想定できる。ところが、右回転操舵ばかりが続
くような場合に、操舵角の平均値は真のステアリング中
立から大きくずれてしまうこととなる。即ち、ステアリ
ング中立の確定においては、このような場合も想定する
必要がある。そこで、回転操舵をしている時には車速が
一定以上と成り難いことから車速が一定以上となった時
のみ操舵角をサンプリングするという方法が採用され
る。又、ほぼ直進走行している場合には、ステアリング
ホイールの操舵速度が大きくなることはないため、その
操舵速度が一定以下の時のみ操舵角をサンプリングする
という方法が採用される。このように、操舵角のサンプ
リングは所定の条件を満たした場合のみとされるため、
所定のサンプリング数を得てステアリング中立を確定す
るまでには相当な時間を要していた。このため、ステア
リング中立からの左右操舵角に基づく制御(例えば、舵
角感応パワーステアリング制御)に入るタイミングがそ
の時間分だけ遅れるという問題があった。 【0004】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、ステアリ
ング中立を確定するまでの時間が少なくて済むステアリ
ング中立演算装置を提供することである。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、車両のステアリングホイールの回転に
伴うステアリングシャフトの相対的な回転角度とその回
転方向とを検出する舵角検出部及び前記ステアリングシ
ャフトが操舵中立位置を含む所定角度範囲内にあること
を検出して中立範囲信号を出力する中立範囲検出部から
成るステアリングセンサを有し、該センサからの信号に
基づいてステアリング中立を求めるステアリング中立演
算装置において、前記センサの中立範囲検出部から出力
される前記中立範囲信号の所定角度範囲である角度幅と
その幅の片側エッジから前記ステアリングの真の中立ま
での角度とを記憶する角度記憶手段と、前記ステアリン
グシャフトの回転に基づき前記センサの中立範囲検出部
から出力される前記中立範囲信号のうち真の中立を含む
中立範囲信号を特定する信号特定手段と、前記信号特定
手段により特定された真の中立を含む中立範囲信号から
該真の中立を含む中立範囲信号の所定角度範囲である角
度幅の片側エッジの位置を決定し、この決定された片側
エッジの位置と前記角度記憶手段に記憶された片側エッ
ジから真の中立までの角度とにより真の中立である角度
位置を求める中立演算手段とを備えたことを特徴とす
る。 【0006】 【作用】上記の手段によれば、ステアリングシャフトの
回転に伴ってステアリングセンサの中立範囲検出部から
出力される中立範囲信号のうち真の中立を含む中立範囲
信号が、頻度演算などにより特定され、中立範囲信号の
所定角度範囲である角度幅の片側エッジの位置が決定さ
れ、この決定された片側エッジの位置と予め記憶された
片側エッジから真の中立までの角度とにより真の中立で
ある角度位置が求められる。このように、真の中立を含
む中立範囲信号が決まれば、直ちに中立が決定される。 【0007】 【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は本発明に係るステアリング中立演算装置
を構成するステアリングセンサの機械的構成を示し、図
2は同センサからの出力信号を示した説明図である。
又、図3は同実施例装置の電気的構成を示したブロック
ダイヤグラムである。車両のステアリングホイール10
が固設されたステアリングシャフト11と図示しないパ
ワーステアリング装置側の入力軸15とを連結する回転
軸13には、スリットディスク25が同心的に固定され
ている。このスリットディスク25を挟むようにコの字
形状で3組のフォトインタラプタが固定側部材に設けら
れてステアリングセンサ20が構成されている。上記ス
リットディスク25の外周の一部には扇形切欠部25a
が形成され、その内側の円周方向全範囲には等角度間隔
で多数の同形状のスリット部25bが形成されている。 【0008】上記ステアリングセンサ20からは、ステ
アリングホイール10を操舵することにより、図2に示
したような3つの出力信号が出力される。上記扇形切欠
部25aとその領域で対向する1組のフォトインタラプ
タとによりステアリングシャフト11の中立範囲信号で
ありαの角度幅を有する1種のオン/オフ信号(SSC
信号)が出力される。ここで、ステアリングの真の中立
位置は上記中立範囲信号の片方エッジ(L側エッジ)か
ら角度βだけ離れた角度であることが予め分かってお
り、これらの値α,βは後述のECU30内のRAM3
3の角度幅記憶領域331、中立角度記憶領域332に
記憶されている。又、上記スリット部25bと2組のフ
ォトインタラプタとによりステアリングシャフト11の
回転に伴って等角度間隔で1/4周期ずれた2種のオン
/オフ信号(SS1信号及びSS2信号)が出力され
る。このSS1信号及びSS2信号の出力状態が左右回
転方向により異なることによりステアリングシャフト1
1の回転方向と回転角度とが検出される。即ち、SS1
信号の立ち上がり時点においてSS2信号がH(High)レ
ベルであると右回転、SS1信号の立ち上がり時点にお
いてSS2信号がL(Low)レベルであると左回転であ
り、SS1信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでは
所定の角度であると分かるのである。このSS1信号の
立ち上がりから次の立ち上がりまでの変化(ステアリン
グシャフト11が回転される単位角度に相当)は、後述
のECU30内のRAM33のカウンタC領域333に
カウンタC値としてその都度インクリメント或いはデク
リメントされて記憶される。 【0009】図3は、ステアリングセンサ20から出力
されるSSC信号、SS1信号及びSS2信号と、それ
らの信号が入力されるECU(Electronic Control Uni
t:電子制御装置)30との電気的構成を示したブロッ
クダイヤグラムである。ECU30は、CPU31と制
御プログラムを記憶したROM32と各種データを記憶
するRAM33とインタフェース34とから成る。上記
RAM33には、中立範囲信号の角度幅を記憶する角度
幅記憶領域331、その角度幅の片側エッジから中立ま
での角度を記憶する中立角度記憶領域332及びステア
リングシャフト11の現在角度算出のためのカウンタC
値を記憶するカウンタC領域333とが形成されてい
る。 【0010】次に、本実施例装置で使用されている上記
CPU31の処理手順を示した図4のフローチャートに
基づいて説明する。このプログラムは、ステアリングシ
ャフト11の回転に伴う角度とその回転方向とを求める
ものであり、SS1信号の立ち上がりによる割込処理と
なっている。SS1信号の立ち上がりがあると、ステッ
プ100で、SS2信号を読み込んだ後、ステップ10
2に移行する。ステップ102では、ステップ100で
読み込まれたSS2信号がHレベルであるか否かが判定
される。SS2信号がHレベルであるとステップ104
に移行し、上述したようにステアリングシャフト11は
右回転であるので、右回転方向フラグFRをオン、左回
転方向フラグFLをオフとする。次にステップ106に
移行して、ステアリングシャフト11の回転角度を表す
カウンタCが(C+1)とインクリメントされ、本プロ
グラムを終了する。尚、上記カウンタCは後述の図5及
び図6のプログラムにより予め初期化(C=0)されて
いる。ここで、上述のステップ102で、SS2信号が
Lレベルであるとステップ108に移行し、上述したよ
うにステアリングシャフト11は左回転であるので、右
回転方向フラグFRをオフ、左回転方向フラグFLをオ
ンとする。そして、この場合にはステップ110で、カ
ウンタCが(C−1)とデクリメントされるのである。 【0011】次に、本実施例装置で使用されている上記
CPU31の処理手順を示した図5及び図6のフローチ
ャートに基づいて説明する。このプログラムは、SSC
信号の現出する頻度に基づきステアリング中立を求める
ためのものであり、イグニッションスイッチのオン時点
から車両の単位走行距離毎に繰り返し実行される。上記
SSC信号は、ステアリングシャフト11(ステアリン
グホイール10)の1回転に対して1回発生する。通常
の車両では、ステアリングホイール10を左回転端から
右回転端まで最大回転させるとほぼ3回転であり、この
間に発生するSSC信号は3回である。ここで、ステア
リングホイール10を左回転端又は右回転端までいっぱ
いに操舵した状態でイグニッションスイッチをオンした
としても検出が可能なように、最初に検出されるSSC
信号をSSC3とする。そして、図7に示したように、
左回転端から右回転端までの 360°毎に発生するSSC
信号がSSC1〜SSC5と設定される。これらSSC
1〜SSC5のSSC信号に対応してSSC1頻度カウ
ンタ〜SSC5頻度カウンタがそれぞれ設定されてい
る。 【0012】先ず、ステップ200で初期化としてステ
アリングシャフト11の現在角度を表すカウンタCを0
とする。このカウンタCは整数カウンタであり、その値
が0から1に変化することはステアリングシャフト11
の右方向回転に伴うSS1信号の1ピッチ分の角度変化
を生じたことを示している。又、右方向回転フラグFR
をオン、左方向回転フラグFLをオフとする。次に、ス
テップ202でSSC信号が読み込まれ、ステップ20
4で、そのSSC信号の立ち上がり状況が監視される。
ステップ204で、SSC信号の立ち上がりがあるとス
テップ206に移行し、右方向回転フラグFRがオンで
あるか否かが判定される。ステップ206で、右方向回
転フラグFRがオンでない、即ち、左方向回転フラグF
Lがオンであるとステップ208に移行し、そのSSC
信号の立ち上がり位置におけるカウンタCの値が0と設
定される。この反対に、右方向回転フラグFRがオンで
あるとステップ210に移行し、カウンタCの値がRA
M331に記憶されたαと設定される。即ち、この処理
により、扇形切欠部25aのL側エッジの位置が暫定的
にカウンタCの原点となる。尚、第1基準設定手段は、
上述のステップ204〜ステップ210により達成され
る。 【0013】次にステップ212に移行して、SSC信
号を読み込み、ステップ214で、その読み込まれたS
SC信号がLレベルであるか否かが判定される。ステッ
プ212で読み込まれたSSC信号がLレベルであると
ステップ216に移行し、その時のカウンタCの値が読
み込まれる。次にステップ218に移行して、カウンタ
Cの値から現在角度DC が算出される。この現在角度D
C はカウンタCの値に予め設定されたSS1信号の1ピ
ッチの角度が乗算されて求められる。上記現在角度DC
の大きさが、角度設定手段に基づき設定された角度範囲
に対応して、ステップ220,224,228,232
の不等式の正否がそれぞれ比較判定される。これらのス
テップ220,224,228,232の不等式判定に
基づきステップ222,226,230,234,23
6のうちの何れかに移行し、対応するSSC1頻度カウ
ンタ〜SSC5頻度カウンタのうちの一つのカウンタが
インクリメントされる。 【0014】この後、図6のステップ238に移行し、
頻度の1番目に高いSSC信号が算出される。次にステ
ップ240に移行して、頻度の2番目に高いSSC信号
が算出される。次にステップ242に移行して、頻度の
1番目と2番目との差が算出される。次にステップ24
4に移行して、上述のステップ242で算出された差が
所定数(例えば、64)以上であるか否かが判定され
る。ステップ244の判定がYES となると、ステップ2
46に移行し、RAM33の中立角度記憶領域332に
記憶されたSSC信号のL側エッジからステアリング中
立までのオフセット角度であるβとカウンタC領域33
3に記憶された現在角度に対応するカウンタC値とが読
み出される。これらの値と上記頻度の1番目に高いSS
C信号(SSCk)のL側エッジの値LH1{= 360×
(k−3)}とから{C−(LH1+β)}の値をカウンタC
に入れた後、本プログラムを終了する(図2参照)。こ
の処理により、ステアリング中立においてカウンタCの
値が0となる(ステアリング中立の確定)。尚、ステッ
プ244で、差が所定数未満であると上述の図5及び図
6のステップ212〜ステップ244の処理が所定のタ
イミングにて繰り返される。 【0015】上述の処理によれば、サンプリングにおけ
る異常値が現出し難いためサンプリング数が少なくて済
むためステアリング中立を確定する時間が少なくなる。
これにより、ステアリング中立からのカウンタCの値
(左右操舵角に比例した値)に基づく制御(例えば、舵
角感応パワーステアリング制御)に入るタイミングを速
く設定することができる。 【0016】ここで、上述のステップ242で算出され
た差が所定数以上であるとステアリング中立が確定であ
り、例えば、パワーステアリング制御を 100%舵角感応
とする。一方、上記差が所定数未満で中立が確定してい
ない状態では、完全な舵角感応とせず、上記差に応じて
舵角感応とその他の車速感応などとの間を補間し制御す
るようにすることができる。 【0017】 【発明の効果】以上説明したように、本発明装置では、
真の中立を含んだ中立範囲信号が特定されると、中立範
囲信号の所定角度範囲である角度幅の片側エッジの位置
が決定され、この決定された片側エッジの位置と予め記
憶された片側エッジから真の中立までの角度とにより、
即、中立が確定されるため、中立判定までに要する時間
が短縮できる。従って、舵角を検出してその値に基づき
制御を行うような制御装置に対して、本発明のステアリ
ング中立演算装置を適用することにより舵角制御への素
早い移行が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の具体的な一実施例に係るステアリング
中立演算装置を構成するステアリングセンサの機械的構
成を示した説明図である。 【図2】ステアリングセンサからの出力信号を示した説
明図である。 【図3】同実施例装置の電気的構成を示したブロックダ
イヤグラムである。 【図4】同実施例装置で使用されているCPUの処理手
順を示したフローチャートである。 【図5】同実施例装置で使用されているCPUの処理手
順を示したフローチャートである。 【図6】同実施例装置で使用されているCPUの図5に
続く処理手順を示したフローチャートである。 【図7】同実施例において設定される5個のSSC信号
の関係を示した説明図である。 【符号の説明】 10…ステアリングホイール 11…ステアリングシャフト 20…ステアリングセンサ 21…舵角検出部 22…中立範囲検出部 25…スリットディスク
フロントページの続き (72)発明者 白井 隆 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 柴田 由之 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 上田 政博 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−250713(JP,A) 特開 昭63−53174(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 B62D 1/16 G01B 21/22

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 車両のステアリングホイールの回転に伴
    うステアリングシャフトの相対的な回転角度とその回転
    方向とを検出する舵角検出部及び前記ステアリングシャ
    フトが操舵中立位置を含む所定角度範囲内にあることを
    検出して中立範囲信号を出力する中立範囲検出部から成
    るステアリングセンサを有し、該センサからの信号に基
    づいてステアリング中立を求めるステアリング中立演算
    装置において、 前記センサの中立範囲検出部から出力される前記中立範
    囲信号の所定角度範囲である角度幅の片側エッジから前
    記ステアリングの真の中立までの角度を記憶する角度記
    憶手段と、 前記ステアリングシャフトの回転に基づき前記センサの
    中立範囲検出部から出力される前記中立範囲信号のうち
    真の中立を含む中立範囲信号を特定する信号特定手段
    と、前記信号特定手段により特定された真の中立を含む中立
    範囲信号から該真の中立を含む中立範囲信号の所定角度
    範囲である角度幅の片側エッジの位置を決定し、この決
    定された片側エッジの位置と 前記角度記憶手段に記憶さ
    れた片側エッジから真の中立までの角度とにより真の中
    立である角度位置を求める中立演算手段とを備えたこと
    を特徴とするステアリング中立演算装置。
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