JPH0248211A - 車両用操舵角検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車両の操舵角が操舵中立位置にあることを検
出するのに有効な車両用操舵角検出装置に関する。

［従来の技術］ 車両の姿勢制御や制動制御等を行なう場合に、車両の操
舵角を正確に検出する技術が、従来より知られている。

このようなものとして、例えは、「車両の操舵角検出装
置」　（特開昭６０−１７６８０４号公報）等が提案さ
れている。すなわち、ステアリング機構の操舵を検出す
る操舵角検出器の相対的変化量を平均化して中立位置情
報を算定し、この中立位置情報と現在の操舵角情報との
差値に基づき操舵角を検出する技術である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来技術では、操舵角検出器の検出信号に基
づいて、操舵方向および操舵量から操舵角情報を求め、
この操舵角情報を車両の所定走行距離毎にサンプリング
して平均化し、操舵角の中立位置を算定する構成を取っ
ていた。しかし、例えは、所定走行距離に亘って、車両
が定常回旋回走行状態にあるような場合は、算定される
操舵角の中立位置が定常円旋回走行時の操舵角に漸近し
、正確な中立位置を検出できず、誤判定を招致するとい
う問題点があった。

また、操舵角検出器に、操舵角の中立位置に相当する操
舵中立位置識別信号を発生する機能を付加すると、装置
構成が複雑になると共に、ステアリング機構への機械的
取付精度を高める必要が生じるので、中立位置検出専用
の機能部分を付加する必要を招き、信頼性も低下すると
いう問題もあった。

本発明は、簡単な構成で、操舵中立位置を正確に識別可
能な車両用操舵角検出装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、 車両の操舵状態を検出する操舵状態検出手段Ｍ１と、 該操舵状態検出手段Ｍ１の検出結果に基づいて上記車両
の操舵角を算出する操舵角算出手段Ｍ２と、 上記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段Ｍ３と
、 該走行状態検出手段Ｍ３の検出結果に基づいて、上記車
両が直進走行状態に有るか否かを判定する直進走行状態
判定手段Ｍ４と、 該直進走行状態判定手段Ｍ４により上記車両が直進走行
状態にあると判定されている期間中に、所定時間以上継
続して、上記操舵角算出手段Ｍ２の算出した操舵角の変
化が所定値以下であるときは、操舵角が操舵中立位置に
あると識別する操舵中立位置識別手段Ｍ５と、 を備えたことを特徴とする車両用操舵角検出装置を要旨
とするものである。

［作用コ 本発明の車両用操舵角検出装置は、第１図に例示するよ
うに、操舵状態検出手段Ｍ１の検出した車両の操舵状態
に基づいて、操舵角算出手段Ｍ２が車両の操舵角を算出
する。また、走行状態検出手段Ｍ３の検出した車両の走
行状態に基づいて、車両が直進走行状態に有るか否かを
直進走行状態判定手段Ｍ４が判定する。ここで、直進走
行状態判定手段Ｍ４により車両が直進走行状態にあると
判定されている期間中に、所定時間以上継続して、操舵
角算出手段Ｍ２の算出した操舵角の変化が所定（＋Ｍ以
下であるときは、操舵角は操舵中立位置にあると操舵中
立位置識別手段Ｍ５が識別するよう働く。

すなわち、車両の走行状態に基づいて、直進走行状態に
あると判定される期間中に、検出された操舵状態から求
まる操舵角の変化が所定時間以上継続して所定値以下で
あるときは、車両の操舵角が操舵中立位置にあると識別
するのである。

従って、本発明の車両用操舵角検出装置は、検出された
操舵状態から定まる操舵角を、直進走行状態継続中の操
舵角の変化に応じて補正し、操舵中立位置を正確に識別
するよう働く。

［実施例コ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の一実施例である操舵中立位置検出機能を
備えた制動制御装置のシステム構成を第２図に示す。

同図に示すように、制動制御装置１は、車両の操舵角を
検出して検出信号を出力する操舵角センサ２、操舵角セ
ンサ２の検出信号から操舵角を算出する操舵信号処理装
置３、車両の各車輪４ａ。

５ａ、６ａ、７ａの回転速度を検出して車輪速度信号を
出力する車輪速度センサ４．５．　６．　７、これらを
集中制御する電子制御装置（以下、単にＥＣＵと呼ぶ。

）８から構成されている。

また、制動制御装置１は、ブレーキペダル９ａの踏込量
に応じた油圧を発生するマスクシリンダ９、マスクシリ
ンダ９の油圧をＥＣＵ３の制御の基に調圧するブレーキ
液圧アクチュエータ１０、調圧された油圧の給排により
各車輪４ａ、　　５ａ。

６ａ、７ａに制動力を作用させるホイールシリンダ４ｂ
、５ｂ、６ｂ、７ｂを備えている。

さらに、制動制御装置１は、検出器として、ブレーキペ
ダル１１の操作を検出するブレーキスイッチ１１、車速
を検出する車速センサ１２、車両に作用する横加速度を
検出する横加速度センサ１３、車両に作用するヨーレイ
トを検出するヨーレイトセンサ１４を有する。

操舵角センサ２は、第３図に示すように、ステアリング
シャフト２１に圧入され、全周に亘って等間隔でスリッ
ト２２が穿設されたスリット板２３、スリット板２３を
挟む位置に配設された２刊のフォトインタラプタ２ａ、
２ｂから構成されている。両フォトインタラプタ２ａ、
２ｂは、発光ダイオード２４ａ、２５ａ、フォトトラン
ジスタ２４ｂ、２５ｂを備えている。ステアリングシャ
フト２１の回転に伴ってスリット板２３がフォトインタ
ラプタ２ａ、２ｂの光路を遮光・透光すると、両フォト
インタラプタ２ａ、２ｂの配設位置に応じて定まる位相
差だけ位相ずれした操舵角センサ検出信号が出力される
。したがって、第４図に示すように、操舵角センサ第１
検出信号ＳＳＩ、操舵角センサ第２検出信号Ｓ５２の出
力状態の推移により、操舵方向および操舵量を検出でき
る。

この操舵角センサ第１検出信号ＳＳＩ、操舵角センサ第
２検出信号ＳＳ２は、第２図に示す操舵信号処理装置３
に人力される。操舵信号処理装置３は、ＣＰＵ３ａ、、
ＲＯＭ３ｂ、ＲＡＭ３ｃを中心に論理演算回路として構
成され、コモンバス３ｄを介して人力部３ｅ、人出力部
３ｆに接続され、外部との人出力を行なう。操舵角セン
サ２の出力する操舵角センサ第１検出信号ＳＳＩ、操舵
角センサ第２検出信号ＳＳ２は人力部３ｅを介して、一
方、ＥＣＵ３からの送信信号は人出力部３ｆを介して、
各々ＣＰＵ３ａに人力される。一方、ＣＰＵ３ａは、人
出力部３ｆを介して、ＥＣＵ３に送信信号を出力する。

また、操舵信号処理装置３の送信信号、各センサやスイ
ッチの検出信号は、ＥＣＵ３に人力される。ＥＣＵ３は
、　ＣＰ［Ｊ８ａ、　　ＲＯＭ８ｂ、　　ＲＡＭ８ｃ、
バックアップＲＡＭ８ｄを中心に論理演算回路として構
成され、コモンバス８ｅを介して人出力部８ｆ、出力部
８ｇに接続され、外部との人出力を行なう。車輪速度セ
ンサ４．　５．　６．　７の検出した車輪速度信号は、
波形整形回路８ｈ。

人出力部８ｆを介して、操舵信号処理装置３の送信信号
、車速センサ１２、横加速度センサ１３、ヨーレイＩ・
センサ１４の検出信号は人出力部８ｆを介して、各々Ｃ
ＰＵ８ａに人力される。一方、ＣＰＵ８ａは、人出力部
８ｆを介して操舵信号処理装置３に送信信号を、出力部
８ｇ、駆動回路８１を介してブレーキ液圧アクチュエー
タ１０に制御信号を、各々出力する。

次に、操舵信号処理装置３が実行する操舵角検出処理を
、第５図に示すフローチャートに従って説明する。本操
舵角検出処理は、操舵信号処理装置３の起動に伴って実
行される。まず、ステップ１００では、操舵角算出用の
カウンタＣをｆｉＯにリセットする等の初期化処理が行
われる。続くステップ１０５では、前回処理時の操舵角
センサ第１検出信号Ｓ　Ｓ　１　（ｎ−１）、前回処理
時の操舵角センサ第２検出信号Ｓ　Ｓ　２　（ｎ−１）
、今回処理時の操舵角センサ第１検出信号Ｓ　Ｓ　１　
（ｎ）、今回処理時の操舵角センサ第２検出信号５Ｓ２
（ｎ）を全て値０にリセットする処理が行われる。次に
ステップ１１０に進み、後述するように、ＥＣＵ３から
送信される操舵中立位置信号ＳＣを読み込む処理が行わ
れる。

続くステップ１１５では、操舵中立位置信号ＳＣが＃１
１であるか否かを判定し、肯定判断されるとステップ１
２０に、一方、否定判断されるとステップ１２５に、各
々進む。ここで、操舵中立位置信号ＳＣは、操舵角が操
舵中立位置にあるときに値１を、一方、操舵角が操舵中
立位置にないときはその他の値に設定される。操舵角が
操舵中立位置にあるときに実行されるステップ１２０で
は、カウンタＣを値０にリセ・ン卜する処理を行った後
、ステップ１２５に進む。ステップ１２５では、今回処
理時の操舵角センサ第１検出信号５ＳＩ（ｎ）および今
回処理時の操舵角センサ第２検出信号５Ｓ２（ｎ）を読
み込む処理が行われる。続くステップ１３０では、記憶
されている前回処理時の操舵角センサ第１検出信号Ｓ　
Ｓ　１　（ｎ−１）、前回処理時の操舵角センサ第２検
出信号Ｓ　Ｓ　２　（ｎ−１）、ステップ１２５で読み
込んだ今回処理時の操舵角センサ第１検出信号Ｓ　Ｓ　
１　（ｎ）、今回処理時の操舵角センサ第２検出信号５
Ｓ２（ｎ）に応じて、予めＲＯＭ３ｂに記憶されている
、第６図に示すマツプに従って、カウンタＣの加算値Ｃ
Ｉを算出する処理が行われる。

加算値ＣＩの値は操舵量を、正負の符号は操舵方向を、
各々示す。次にステップ１３５に進み、カウンタＣの計
数値に、ステップ１３０で算出した加算値ＣＩを加算し
、カウンタＣの計数値を更新する処理が行われる。続く
ステップ１４０では、カウンタＣの計数１直のオーバー
フロー　アンダーフローを防止するガード処理が行われ
る。次にステップ１４５に進み、カウンタＣの計数値が
正常であるか否かを判定し、肯定判断されるとステップ
１５０に、一方、否定判断されるとステップ１５５に、
各々進む。カウンタＣの計’ＩＩｉｔｍが正常であると
きに実行されるステップ１５０では、操舵角δＨにカウ
ンタＣの計数値を設定する処理を行った後、ステップ１
６０に進む。一方、カウンタＣの計数値が正常でないと
きに実行されるステップ１５５では、操舵角δＨに異常
を示すデータＥＲＲを設定する処理を行った後、ステッ
プ１６０に進む。ステップ１６０では、操舵角δＨの値
を、ＥＣＵ３に出力する処理が行われる。続くステップ
１６５では、次回の処理に備えて、今回処理時の操舵角
センサ第１検出信号Ｓ　Ｓ　１　（ｎ）を前回処理時の
操舵角センサ第１検出信号Ｓ　Ｓ　１　（ｎ−１）に、
今回処理時の操舵角センサ第２検出信号５Ｓ２（ｎ）を
前回処理時の操舵角センサ第２検出信号５Ｓ２（ｎ−１
）に、各々設定した後、再びステップ１１０に戻る。以
後、本操舵角検出処理は、ステップ１１０〜ステツプ１
６５を繰り返して実行する。

次に、ＥＣＵ３が実行する操舵角補正処理を、第７図の
フローチャートにしたがって説明する。

本操舵角補正処理は、ＥＣＵ３の起動に伴って実行され
る。まず、ステップ２００では、後述する補正条件成立
時間を計数する補正カウンタＣＨを１直０にリセットす
る等の初回化処理が行われる。

次にステップ２０３に進み、後述する補正条件成立後の
操舵中立位置信号出力処理が正常に終了したか否かを示
す補正完了フラグＦＨを値０にリセットする処理が行わ
れる。続くステップ２０５では、未だ補正条件成立後の
操舵中立位置信号出力処理が正常に終了していないので
、操舵信号処理装置３に操舵中立位置信号５Ｃ（ｆ直１
）を出力する処理が行われる。次にステップ２１０に進
み、車輪速度センサ４．　５．　６．　７の検出した各
車輪の車輪速度信号を読み込む処理が行われる。続くス
テップ２１５では、ステップ２１０で読み込んだ各車輪
の車輪速度信号から、各車輪の車輪速度Ｖ（、Ｊｉ　（
ｉ＝ＰＬ、ＰＲ，ＲＬ、ＲＲ）および車輪加速度９ωｉ
　（ｉ＝ＦＬ、ＰＲ，ＲＬ、ＲＲ）を算出する処理が行
われる。次にステ・ンブ２２０に進み、操舵信号処理装
置３から送信される操舵角δＨを読み込む処理が行われ
る。続くステップ２２５では、ステップ２２０で読み込
んだ操舵角δＨの値が異常を示すデータＥＲＲであるか
否か、または、補正完了フラグＦＨが値０にリセットさ
れているか否かを判定し、肯定判断されると、操舵角δ
Ｈの値が異常であるか、あるいは、補正条件成立後の操
舵中立位置信号出力処理が正常に終了していないため、
ステップ２３０に進んで操舵信号処理装置３に操舵中立
位置信号ＳＣ（値１）を出力する処理を行ない、ざらに
、ステップ２３３に進んで補正完了フラグＦＨを値Ｏに
リセットする処理を行った後、ステップ２１０に戻り、
−方、否定判断されると、ステップ２３５に進む。

操舵角δＨが正常であるときに実行されるステ・ンプ２
３５では、補正条件が成立するか否かを判定し、肯定判
断されるとステップ２４５に、一方、否定判断されると
ステップ２４０に、各々進む。

ここで、補正条件とは、車両が直進走行状態にあること
であり、以下の各式（１）〜（６）が成立することであ
る。すなわち、低速走行時は誤判定し易いので、次式（
１）に示すように、４輪の車輪速度Ｖω１が全て基準速
度Ｖ　（Ｊ　Ｔ　１１以上であること。

Ｖω１　　≧　　ＶωＴｌ　　・・・　　（１）４輪の
車輪加速度９ω１が、全て基準加速度９ωＴＨ以下であ
り、車両が加減速状態にないこと。

９ωｉ　≦　９ωＴ１４　　・・・　（２）左右前輪の
速度差が前輪基準速度差Ｖω□１．１２以下であり、車
両が旋回走行状態にないこと。

Ｖ（Ａ）Ｆｌｌｌ　　Ｖｃ、＋ｐｃｌ　　ｓ；　　Ｖω
ｖＨ２・”　　（３）左右後輪の速度差が後輪基準速度
差■ωＴ１．１３以下であり、車両が旋回走行状態にな
いこと。

■ωＲＲＶωＲＬＩ　　≦　■ωＴＨ３・・・　（４）
前後対角軸の速度差が両基準速度差Ｖ　ｆａ）　Ｔ　）
＋４および■ωＴＨ５以下であり、左右車輪間のタイヤ
直径差に起因して直進走行状態を誤判定していないこと
。

ＩＶ（ＪＦＩＩＩ　　ＶωＲＬＩ　　≦　Ｖωｒｙ４”
”　　（５）■ωＦし−ＶωρＲ１≦　　■ωＴＨ５・
・・　　　（６）これらの各式（１）〜（６）の何れか
１つでも不成立の場合、すなわち、補正条件が成立しな
いときに実行されるステップ２４０では、補正カウンタ
ＣＨの計数値を値０にリセットする処理を行った後、ス
テップ２１０に戻る。一方、各式（１）〜（６）の全て
が成立する場合、すなわち、補正条件が成立するときに
実行されるステップ２４５では、補正カウンタＣｌ−１
の計数値に値１を加算する処理が行われる。続くステッ
プ２５０では、ステップ２２０で読み込み、補正条件成
立時間中に亘って記憶されている操舵角δＨから、操舵
角最大値δＨＭＡＸ、操舵角最小値δＨＭＩＮを算出す
る処理が行われる。次にステップ２５５に進み、補正カ
ウンタＣＨの計数値が基準継続時間に相当する基準計数
値Ｎを上回ったか否かを判定し、否定判断されると１．
未だ補正条件成立状態が基準継続時間以上継続していな
いものとしてステップ２１０に戻り、一方、肯定判断さ
れると、補正条件成立状態が基準継続時間以上継続した
ものとしてステップ２６０に進む。補正条件成立状態が
基準継続時間以上継続したときに実行されるステップ２
６０では、ステップ２５０で算出した操舵角最大値δＨ
ＭＡＸと操舵角最小値δＨＭＩＮとの差が微小角度ε以
下であるか否かを判定し、否定判断されると操舵角が操
舵中立位置にないものとして、ステップ２４０を経てス
テップ２１０に戻り、一方、肯定判断されるとステップ
２６５に進む。

ステップ２６５では、操舵角が操舵中立位置にあるもの
として、操舵中立位置信号５Ｃ（ｆ直１）を操舵信号処
理装置３に送信する処理が行われる。

続くステップ２７０では、補正条件成立後の操舵中立位
置信号出力処理が正常に終了したことを示す補正完了フ
ラグＦＨを値１にセットする処理を行った後、ステップ
２１０に戻る。以後、本操舵角補正処理は、ステップ２
１０〜ステツプ２７０を繰り返して実行する。

なお本実施例において、操舵角センサ２が操舵状態検出
手段Ｍ１に該当し、操舵信号処理装置３および操舵信号
処理装置３の実行する処理（ステップ１２５〜ステツプ
１６５）が操舵角算出手段Ｍ２として機能する。また、
車輪速度センサ４゜５、　６．　７が走行状態検出手段
Ｍ３に該当し、ＥＣＵ３およびＥＣＵ３の実行する処理
（ステップ２１０．２１５，２３５）が直進走行状態判
定手段Ｍ４として、（ステップ２２０，２４５〜２６５
）が操舵中立位置識別手段Ｍ５として、各々機能する。

以上説明したように本実施例によれは、操舵角センサ２
の出力した操舵角センサ第１検出信号ＳＳ１、操舵角セ
ンサ第２検出信号ＳＳ２から定まる操舵角δＨを、車輪
速度センサ４．　５．　６．　７の検出した車輪速度信
号から求まる車輪速度Ｖω１、車輪加速度ｙ（、Ｊ＋に
基づいて車両が直進走行状態にあると判定される補正条
件成立状態継続時間中に、操舵角δＨの変化が１版小頭
ε以下のときは操舵中立位置にあるものとして、操舵角
δＨを定めるカウンタＣを値Ｏにリセットするので、車
両の走行状態によらず、操舵中立位置誤判定を防止し、
當時的確に操舵中立位置を判定できる。

また、操舵角センサ２に操舵中立位置に相当する原点信
号発生機能や、操舵信号処理装置３に操舵中立位置判定
機能を備えなくて済むので、簡単な装置構成で、信頼性
の高い操舵中立位置検出性能を発揮できる。

さらに、操舵角センサ２に原点信号発生機能を必要とし
ないので、操舵角センサ２の機械的取付に際し、さほど
高い精度を要求されない。

なお、本実施例では、操舵角補正処理で、車輪速度セン
サ４．　５．　６．　７の検出した車輪速度信号に基づ
いて車両が直進走行状態にある補正条件が成立するか否
かを判定した。しかし、例えば、横加速度センサ１３、
ヨーレイトセンサ１４等の検出した車両の横加速度、あ
るいは、ヨーレイトが、各々設定された所定基準値以下
であるときは、車両が直進走行状態にあるものとし、補
正条件が成立すると判定するよう構成しても、同様な効
果を奏する。

［発明の効果コ 以上詳記したように本発明の車両用操舵角検出装置は、
車両の走行状態に基づいて、直進走行状態にあると判定
される期間中に、検出された操舵状態から求まる操舵角
の変化が所定時間以上継続して所定値以下であるときは
、車両の操舵角が操舵中立位置にあると識別するよう構
成されている。

このため、検出された操舵状態から定まる操舵角を、直
進走行状態継続中の操舵角の変化に応じて補正するので
、操舵角が操舵中立位置にあることを正確に識別できる
という優れた効果を奏する。

また、操舵状態検出手段、あるいは、操舵角算出手段に
、操舵中立位置識別信号を発生、あるいは、判定する専
用の機能を備える必要が無いので、装置構成が簡単で済
み、信頼性も高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を概念的に例示した基本的構成図、第２
図は本発明一実施例のシステム構成図、第３図は同じく
その操舵角センサの斜視図、第４図は同じくその操舵角
センサ検出信号のタイミングチャート、第５図は同じく
その制御を示すフローチャート、第６図は同じくその制
御マツプを示すグラフ、第７図は同じくその制御を示す
フローチャートである。 Ｍｌ・・・操舵状態検出手段、Ｍ２・・・操舵角算出手
段、Ｍ３・・・走行状態検出手段、Ｍ４・・・直進走行
状態判定手段、Ｍ５・・・操舵中立位置識別手段１・・
・制動制御Ｈ装置、２・・・操舵角センサ、３・・・操
舵信号処理装置、４．　５．　６．　７・・・車輪速度
センサ、８・・・電子制御装置（ＥＣＵ）、 ３ａ、８ａ−・−ＣＰＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　車両の操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、 該操舵状態検出手段の検出結果に基づいて上記車両の操
   舵角を算出する操舵角算出手段と、上記車両の走行状態
   を検出する走行状態検出手段と、 該走行状態検出手段の検出結果に基づいて、上記車両が
   直進走行状態に有るか否かを判定する直進走行状態判定
   手段と、 該直進走行状態判定手段により上記車両が直進走行状態
   にあると判定されている期間中に、所定時間以上継続し
   て、上記操舵角算出手段の算出した操舵角の変化が所定
   値以下であるときは、操舵角が操舵中立位置にあると識
   別する操舵中立位置識別手段と、 を備えたことを特徴とする車両用操舵角検出装置。