JPH0361887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は車両が左右に旋回することなく、直進
するステアリングホイールの操作位置、いわゆる
ステアリング中立位置を正確に推定することがで
きる車両のステアリング中立位置推定装置に関す
る。

［従来技術］ 車両の走行性能を向上させるため、ステアリン
グホイールの操作を正確に検出し、ステアリング
ホイールの操作角度に応じて車両のサスペンシヨ
ンの制御およびパワーステアリングの操舵力調整
を実行する装置が提案されている。これらの装置
において、その制御性能をより良くするためには
ステアリング中立位置を常に正確に検出し、該中
立位置からのステアリング操作角を知ることが不
可欠のものである。

しかしながら、ステアリング操作角を検出する
装置は改良を加えられ電気的信号処理系によりそ
の精度の向上が図られているにも拘らず、ステア
リング中立位置の検出は未だに回動するステアリ
ングホイールと、非回転部材であるステアリング
コラムとの間に機械的に信号を発生するスイツ
チ、例えば接触型のスイツチを用いたり、中立位
置にスリツトを設け、該スリツトによる光線の透
過・遮断により検出する装置等によつて行なわれ
ていた。

上記のごとき従来の中立位置検出装置は接触型
のスイツチの組付け、あるいはスリツトの穿設等
による装置製造過程による誤差を内在するととも
に、車両の長年の使用によるステアリング中立位
置の経年変化等に対しての補正手段を持たず正確
なステアリング中立位置を検出するのは困難であ
つた。

［発明の目的］ 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、ス
テアリング中立位置を常に正確に推定することの
できる車両のステアリング中立位置推定装置を提
供することをその目的としている。

［発明の構成］ 上記目的を達成するための本発明の構成は第１
図の基本的構成図に示すごとく、 車両のステアリングホイールの回転角速度
を検出する回転角速度検出手段と、 前記車両の停車時の車両姿勢を基準として車
両の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段
と、 前記回転角速度が第１の所定範囲内であり、か
つ前記車両の姿勢変化が第２の所定範囲内であ
るときのステアリング位置を検出するステアリン
グ位置検出手段と、 記憶されているステアリング中立位置と前記検
出されたステアリング位置とを所定の重み付け平
均してステアリング中立位置を更新すると共に、
該更新されたステアリング中立位置を記憶する更
新記憶手段とを備えることを特徴とする車両の
ステアリング中立位置推定装置をその要旨として
いる。

以下、実施例を挙げて具体例について詳細に説
明する。

［実施例］ 第２図は実施例であるステアリング中立位置推
定装置を利用した、車両の車軸と車体との間に設
けられるシヨツクアブソーバの減衰力を制御する
サスペンシヨン制御装置の全体構成ブロツク図を
表わしている。

図において、１１は車両の走行速度を検出する
ためにプロペラシヤフトに装着され、該シヤフト
の回転数に対応した信号を出力する車速センサ
を、１２は後述するごとくステアリングホイール
の回転方向および回転角度を検出するステアリン
グセンサを、１３，１４および１５は各々車両前
輪の左右、または、後輪のサスペンシヨン作動量
を検出する車高センサを表わしている。これら１
１ないし１５の各種センサにより検出された車両
情報は演算回路１６に取り込まれ、後述する制御
に供される。演算回路１６とは公知のマイクロコ
ンピユータにより構成されるもので論理演算を実
行するCPU１６Ａ、制御プログラムを予め記憶
するROM１６Ｂ、データの一時的な記憶を行な
うRAM１６Ｃおよび前記各種センサと後述する
駆動回路１７ないし２０との情報伝送を実行する
入出力回路１６Ｄとから成る。１７，１８，１９
および２０は駆動回路で、演算回路１６からの信
号に応じて減衰力の可変な４つのシヨツクアブソ
ーバ２１，２２，２３および２４の減衰力を変更
するのに適した信号を出力するもの、例えば数
程度の信号が入力されると油圧制御弁を開閉する
のに充分な電力供給を実行する電力増幅器から構
成されるものである。

次に、ステアリングセンサ１２の構成例につい
て説明する。

ステアリングセンサ１２は光電変換方式、電磁
ピツクアツプ方式、あるいは接点方式などで構成
され、図示しないステアリングシヤフトに配設さ
れステアリングの移動角速度に比例した周波数の
パルス信号を発生する。第３図は光電変換方式を
とるステアリングセンサ１２とステアリングの操
作に連動するステアリングシヤフト２５との関係
を表わした図を示しており、このステアリングセ
ンサ１２は互いに所定の位相差をもつて固定配置
された２個のセンサ１２−１，１２−２を有する
と共に、ステアリングシヤフト２５の回転にした
がつて回転する回転体２６を備え、回転体２６を
挟んでセンサ１２−１，１２−２の対向位置に配
置された光源（図示せず）からの発射光が回転体
２６の回転によつてセンサ１２−１，１２−２に
受光、遮光されるようにしてある。

従つて回転体２６が右回りをする場合における
センサ１２−１およびセンサ１２−２の出力波形
は第４図Ａに図示する如きものとなり、一方回転
体２６が左回りをする場合における出力波形は第
４図Ｂに図示する如きものとなり、この両出力波
形から明らかなごとく、１２−１，１２−２の出
力波形の位相の正負からステアリングシヤフト２
５の回転方向を知ることができる。また出力波形
パルス数から移動角度（操作移動位置）を知るこ
とができ、さらに出力波形の周波数から移動角速
度（操作速度）を知ることがてきるものである。

従つて、キースイツチがONした状態を基準と
してセンサ１２−１，１２−２の出力波形を観測
すれば、任意の時点でのステアリングシヤフト２
５の操作移動位置やその操作の速度を簡単に検出
することができるのである。

以上のごとく構成される本実施例のステアリン
グ中立位置推定装置は、ROM１６Ｂ内に格納さ
れている第５図に示す制御プログラムに従つて次
のように作動する。

まず、イグニツシヨンキーがON状態となり車
両が始動するとステツプ100が実行され前輪右車
高センサ１３、前輪左車高センサ１４および後輪
車高センサ１５の出力HR、HLおよびHBが取り
込まれる。

次のステツプ110では車速センサ１１の出力よ
り現在の車速を検出し、車速が「０」、即ち
停車中であるか否かの判断が行なわれ、＝「０」
と判断されると再びステツプ100が、≠「０」と
判断されると次のステツプ120が実行される。

ステツプ120では、まず車両が発進する直前の
３つの車高センサ１３ないし１５の情報を変数
HRO、HLOおよびHBOに格納、記憶処理が行
なわれ、次に車速センサ１１の出力パルス数をカ
ウントして車両の走行距離を求めるためのカウン
タＸを「０」にリセツトする。

続くステツプ130では、現在の車速に応じた
ステアリングホイールの回転角速度ωの上限値
ωO、前輪右車高の変化許容範囲HRB、前輪左車
高の変化許容範囲HLB、後輪車高の変化許容範
囲HBBがそれぞれ演算、算出される。ここで車
速とωOとの関係は、例えば車速が上昇する
ほどωOの値を小さくすると、僅かなステアリン
グホイールの操作でも車両が大きく左右に旋回す
る車速の大きいときには直進走行を行なつてい
ないとみなすことができるので直進走行状態検出
の精度の向上が図られる。また、同様に車速と
車高の変化許容範囲HRB、HLB、HBBとの関
係も車速が大きいほど車両旋回時の遠心力によ
る車高の変化は大きいのでその変化許容範囲を小
さくすることで精度の向上が達成できるのであ
る。

このようにして定められる基準値ωO、HRB、
HLBおよびHBBを用いて以下のステツプ140〜
ステツプ180の判断ステツプにより車両の直進走
行状態が検出される。

即ち、ステツプ140ではステアリングセンサ１
２の出力より求まるステアリングホイールの回転
角速度ωが上限値ωOよりも小さいか否かが判断
され、もしステアリングホイールをほぼ固定し、
回動操作がされていなければステツプ150以下の
制御が実行され、それ以外で車両を旋回させよう
として回転角速度ωO以上で回動操作していたな
らばステツプ200へ飛び、それまで車速センサ１
１の出力パルス数をカウントしていたカウンタＸ
をリセツトし後述するステツプ220へと処理は進
められる。

ステツプ150では前輪右車高センサ１３の出力
HRとステツプ120で変数HROに格納された車両
発進直前の同センサ１３の出力との差が変化許容
範囲HRB内であるか否か、即ち車両が旋回して
おり遠心力による車高の変化が生じているか否か
の判断がなされる。

次のステツプ160では上記ステツプ150同様に前
輪左車高センサ１４の出力HL、およびHLB、
HLOとを用い同じ処理が施される。

そして、この２つのステツプ150、ステツプ160
によつて車両が旋回せず直進走行を行なつている
と判断されたときのみ続くステツプ170が実行さ
れ、それ以外であれば上記同様にステツプ200に
処理は移る。

ステツプ170では後輪車高センサ１５の出力が
前述のステツプ150、ステツプ160同様に判断され
る。これは車両が急加速状態にあつたり、制御状
態にあつたり等で後輪車高センサ１５の出力HB
が発車時（HBO）に比べて大きく変化、即ち
HBBより大きく変化した場合には車両は安定し
た走行が未だになされておらず、この条件下でス
テアリング中立位置の演算を実行しても高い精度
は得られないのでステツプ200へと移り、それ以
外のときにのみ次のステツプ180へ進む。

ステツプ180は、上記の処理が実行されるまで
の間に車両がどれほど走行したかを判断するもの
で、カウンタＸ内に格納されている実際の走行距
離に比例した車速センサ１の出力パルス数と、予
め定められている走行距離に比例したパルス数
X₀とを比較し、X₀≦Ｘのときにのみ以後のステ
ツプ190へ進み、それ以外であればステツプ190お
よびステツプ210の処理を飛び越して後述するス
テツプ220へ移るのである。即ち、車両がある程
度の間安定した走行状態であり、ステツプ140か
らステツプ170までの判断ステツプの全てを満足
する走行状態を所定の走行距離（X₀）だけ実行
していたならばステツプ190へ進み、所定の走行
距離（X₀）だけ走行する間にステツプ140からス
テツプ170までの判断ステツプのいずれかを満足
しないものであればステツプ200によりカウンタ
Ｘをリセツトしてステツプ220へと処理を移すの
である。

ステツプ190は上記説明で明らかなごとく、ス
テアリングホイールの回動がほとんど実行されて
おらずかついずれの車高センサの出力も車両発進
時から変化許容範囲内だけの変化しか生じていな
いとき、即ち、車両が安定した直進走行を所定の
走行距離の間実行しているときにのみ実行される
ものである。

ここでは、下記の式に基づいてステアリングセ
ンサ１２の出力であるステアリングホイールの操
作移動位置θによりステアリング中立位置
θCENTが演算される。

θCENT＝ａ／ａ＋ｂθCENT＋ｂ／ａ＋ｂθ 即ち、上記ステツプ180までの処理により現在
車両は直進走行を実行していることは明らかであ
り、現在のステアリングセンサ１２の出力である
操作移動量θはほぼステアリング中立位置を表わ
しているものと推定できる。そこで、従前までの
ステアリング中立位置として更新、記憶してきた
値θCENTを、新たに求められた操作移動量θに
よつて更新し、記憶するのである。ここで、定数
ａ、ｂを用いて上記のような式を利用するのは従
前までのデータθCENTと今回のデータθとに重
み付けを施し、ステアリング中立位置の推定値
θCENTが急変しないように、いわゆるなまし処
理を行なつたりするためである。

なお、本ステツプ190が初めて実行されるとき
には変数θCENTにステアリングセンサ１２の出
力θをそのまま設定し、後の２回以後のときに上
記式を用いてθCENTの更新が行なわれるように
構成されている。

そして、次いで実行されるステツプ210にてス
テツプ200同様に実走行距離をカウントしてきた
カウンタＸをリセツトし、次回の処理に備える。

これらの処理によりステアリング中立位置
θCENTが更新されたとき、あるいはθCENTの
更新を行う条件が未だに成立していないと判断さ
れたとき、ステツプ220が実行され車速センサ１
１の出力により現在の車速が「０」か否かが判
断される。そして、車速が「０」ならば新たに乗
員の乗り降り、あるいは荷物の積み込み等により
車両の車高が変化することが予想されるためステ
ツプ100まで戻り、車速が「０」でなければ再び
ステツプ130に戻り、以下同様の処理を操り返し
てθCENTの更新を続けステアリング中立位置を
推定するのである。

なお、ステアリングセンサ１２が回転角速度手
段として働き、車高センサ１３〜１５が姿勢変
化検出手段として働く。また、ステアリングセ
ンサ１２、及びステツプ100〜ステツプ180の処理
の実行がステアリング位置検出手段として働
き、ステツプ190の処理の実行が更新記憶手段
として働く。

以上のごとく第５図に示した制御プログラムに
よつてステアリング中立位置が正確に推定される
と、その中立位置から大きな角速度でステアリン
グホイールが回動されたときにのみシヨツクアブ
ソーバ２１ないし２４の減衰力を大きくするよう
に制御すれば減衰力の過制御を行なうことのない
理想的なサスペンシヨン制御が可能となるのであ
る。

このように、本実施例のステアリング中立位置
推定装置は、車両が直進走行をしていることをス
テアリングセンサ１２の出力および車高センサ１
３ないし１５の出力に基づいて検出し、かつ、車
両が所定の走行距離を走行する間中安定している
ならば、その直進走行中のステアリングホイール
の位置をステアリング中立位置と推定するもので
ある。従つて、ステアリング角は一定であるが、
車両は定常円旋回を行つているといつた場合に間
違つてデータを出力してしまうこともなく、ステ
アリング中立位置の経年変化を補正しつつ常に正
確な中立位置の推定が可能となる。また、従来の
ように機械的に定めたスイツチのON、OFFによ
り中立位置を検出するものではないため、車両の
組立時に生じる誤差もなく優れたステアリング中
立位置推定ができる。

なお、車両の走行速度を考慮に入れることによ
りステアリング中立位置推定の精度の向上も図ら
れる。

［発明の効果］ 以上実施例を挙げて詳述したごとく、本発明の
ステアリング中立位置推定装置は、回転角速度検
出手段により検出されたステアリングホイールの
回転角速度、及び姿勢変化検出手段により検出さ
れた停車時の車両姿勢を基準として車両の姿勢変
化のいずれもが所定範囲内であるときにのみステ
アリング中立位置を演算、算出するものである。

従つて、ステアリング角は一定であるが、車両
は定常円旋回を行つているといつた場合に間違つ
てデータを出力してしまうこともなく、直進走行
を行なつていることを簡単に検出し、その直進走
行時のステアリング操作角度に基づいてステアリ
ング中立位置の推定を実行することができるた
め、従来のステアリングシヤフト等に取り付けら
れたスイツチのように車両組立時の組立誤差が生
じることもなく、また中立位置の経年変化をも正
確に補正する優れた装置となる。

このような優れたステアリング中立位置検出装
置を用いれば車両のサスペンシヨン制御、更には
パワーステアリングの操舵力調整等の精度の向上
が図られ、車両走行の安全性、安定性の面より好
ましい。

なお、直進走行を判定するための所定範囲を車
両の走行速度に応じて可変なものとすればより一
層の中立位置推定の精度向上が達せられるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施
例の構成ブロツク図、第３図はステアリングセン
サの構造概略図、第４図はその出力の説明図、第
５図はその制御プログラムの流れ図を示す。 ……回転角速度検出手段、……姿勢変化検
出手段、……ステアリング位置検出手段、…
…更新記憶手段、１１……車速センサ、１２……
ステアリングセンサ、１３，１４，１５……車高
センサ、１６……演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両のステアリングホイールの回転角速度を
   検出する回転角速度検出手段と、 前記車両の発車時の車両姿勢を基準として車両
   の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段と、 前記回転角速度が第１の所定範囲内であり、か
   つ前記車両の姿勢変化が第２の所定範囲内である
   ときのステアリング位置を検出するステアリング
   位置検出手段と、 記憶されているステアリング中立位置と前記検
   出されたステアリング位置とを所定の重み付け平
   均してステアリング中立位置を更新すると共に、
   該更新されたステアリング中立位置を記憶する更
   新記憶手段とを備えることを特徴とする車両のス
   テアリング中立位置推定装置。 ２ 前記ステアリング位置検出手段が、前記回転
   角速度検出手段及び前記姿勢変化検出手段の検出
   結果を判定する基準である前記第１及び第２の所
   定範囲を前記車両の速度に応じて変更することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両のス
   テアリング中立位置推定装置。