JPH04213036A - 操舵力センサ中点補正装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操舵力センサ中点補正
装置に関し、特に、センサの経年変化によって、実際の
操舵力とセンサ出力の中点で代表される操舵力とがずれ
た場合に、このずれを自動的に補正することができる操
舵力センサ中点補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】差動トランス等のストロークセンサを用
いて油圧または電動パワーステアリング制御されている
自動車の操舵力を検出し、検出された操舵力に基づいて
４輪駆動制御を行うシステムがある。前記パワーステア
リング制御では、操舵輪（ステアリングホイル）の軸の
回転動作を直線動作に変換し、さらに、この直線動作を
スプールバルブに伝達して油送路のバルブ開度を調整し
、操舵力の供給源である油圧またはモータの出力を制御
している。

【０００３】したがって、このスプールバルブの変位量
は操舵力を代表していることになり、前記ストロークセ
ンサでこの変位量を電圧に変換して検出することによっ
て操舵力を検出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の操舵力検出方式
では次のような問題点がある。すなわち、前記センサと
スプールバルブとの取付け位置関係がずれていると、セ
ンサ出力で代表される操舵力と実際の操舵力とが対応し
ないことになる。例えば、センサ出力の中点が操舵力“
ゼロ”を示すように設定されているべきところが、実際
には、センサ出力の中点設定値が操舵力“ゼロ”と対応
しないことがある。

【０００５】このような不具合を防止するためには、セ
ンサの取付けに高い精度が要求されることになり、取付
け時間が長くなったり、高精度の取付け治具を準備した
りする必要が生じてくる。

【０００６】また、一般に、上記のセンサは、経時劣化
によって出力が変動（ドリフト）するために、定期的に
ドリフト量を検出して中点を補正する必要がある。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、センサの取付け誤差や経時劣化に起因するセン
サの出力と実際値とのずれを自動的に補正できるように
して、自動車の自動制御装置の信頼性を高めることがで
きる操舵力センサ中点補正装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決し、
目的を達成するために、本発明は、車輪の回転速度が各
車輪相互に予定の関係を満足していることを検出する手
段を具備し、前記予定の関係が満足されている時を車体
が直進状態にある時と判断し、その時点のセンサ出力が
操舵力を代表する値の中点となるように、前記センサの
出力で中点の設定値を更新するように構成した点に特徴
がある。

【０００９】

【作用】上記の特徴を有する本発明では、車体が直進し
ているときは、ステアリングホイルがいずれの方向にも
回動されていない状態、つまりパワーステアリング制御
の操舵力がほぼゼロである点に鑑み、車体が直進してい
る時のセンサの出力を中点設定値にするようにした。そ
して、本発明では、各車輪の回転速度を検出し、各車輪
相互の回転速度が予定の関係を満足している時を車体の
直進状態であると判断するようにした。したがって、各
車輪相互の回転速度が予定の関係を満足していることが
検出された時点でのセンサ出力で中点の値が更新される
。

【００１０】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明の一実施例を
説明する。図２は本発明に関する自動車の自動制御シス
テムの要部構成を示すブロック図である。同図において
、車輪１ａ、１ｂ、１ｃ、および１ｄには、これらと共
に回転するディスク２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄが装
着されている。このディスク２ａ〜２ｄにはその外周に
沿って所定数の歯またはスリットが設けられている。 各ディスク２ａ〜２ｄには、それぞれの歯またはスリッ
トの部分に近接させてパルス発生器３ａ、３ｂ、３ｃ、
および３ｄが配設されている。

【００１１】このパルス発生器３ａ〜３ｄは近接センサ
を有している。車輪１ａ〜１ｄの回転に伴ってディスク
２ａ〜２ｄが回転すると、前記近接センサによってディ
スク２ａ〜２ｄの歯の有無、またはスリットの有無が検
出され、パルス発生器３ａ〜３ｄはこの検出結果に対応
したパルス信号を発生する。

【００１２】ステアリングホイル４の軸４ａの端部には
スプールバルブ（図示せず）に連結された操舵力センサ
５が設けられる。

【００１３】ＥＣＵ（電子制御装置）６にはセンサの中
点補正用のプログラムおよびこのプログラムを実行する
ためのＣＰＵが含まれている。前記パルス発生器３ａ〜
３ｄおよび操舵力センサ５による検出信号はＥＣＵ６に
供給される。ＥＣＵ６ではパルス発生器３ａ〜３ｄから
供給されたパルス信号に基づいて車輪１ａ〜１ｄの回転
速度が演算され、その演算結果は、車体の直進状態を示
す予定の関係が満足されているか否かを判定するために
使用される。

【００１４】次に、操舵力センサ５の中点設定値を自動
的に補正するためのＥＣＵ６の機能を説明する。図１は
ＥＣＵ６の要部機能構成を示すブロック図であり、図２
と同符号は同等または同一部分を示す。

【００１５】同図において、変化量判定部８では、操舵
力センサ５の出力を予定時間毎に検出し、前回および今
回の検出時における検出値の変化量を基準値と比較する
。操舵力センサ５の出力値の変化量が基準値より小さい
場合は、ゲート１１に供給する信号ａを“Ｈ”（ハイレ
ベル）にする。

【００１６】車輪速度算出部１９では、前記パルス発生
器３ａ〜３ｄから供給されるパルス信号を計数して各車
輪１ａ〜１ｄの回転速度を算出する。算出された車輪１
ａ〜１ｄの回転速度は直進条件判定部９に供給され、こ
の回転速度に基づき、自動車が直進しているかどうかが
判断される。この判断は、後述する直進条件を満たして
いるか否かによって行われ、直進条件を満たしていると
判定された場合は、ゲート１１に供給する信号ｂを“Ｈ
”にする。

【００１７】さらに、車速判定部１０では、車速センサ
７から供給される信号に基づき、自動車の速度が基準値
以上に達しているか否かを判定する。速度が基準値以上
に達している場合は、ゲート１１に供給する信号ｃを“
Ｈ”にする。なお、車速センサ７は図２には示していな
いが、自動車の走行速度を計測するための周知のセンサ
を用いることができる。

【００１８】変化量判定部８、直進条件判定部９、およ
び車速判定部１０からゲート１１に供給される信号ａ，
ｂ，ｃがすべて“Ｈ”になると、ゲート１１が開き、操
舵力センサ５の出力信号ｅが偏差検出部１２に供給され
る。偏差検出部１２では、中点設定部１８に設定されて
いる中点と操舵力センサ５の出力値との偏差が算出され
る。

【００１９】偏り方向判定部１３では、偏差検出部１２
での検出結果に基づいて、操舵力センサ５の値が中点に
対して大小いずれの方向に偏っているかが判定される。 偏り方向設定部１４には、前記偏り方向判定部１３の判
定結果に基づき、中点に対する操舵力センサ５の出力の
偏り方向が設定される。偏り方向はフラグの設定により
行う。

【００２０】カウンタ１６では、操舵力センサ５の出力
値が中点に対して一方向に継続して偏っている時間が計
測される。カウンタ値判定部１７ではカウンタ１６の値
が予定値に達しているか否か、つまり一方向への偏りが
予定時間以上継続しているか否かが判定され、予定の値
に達したと判定されるまで、判定の都度、カウンタ１６
の値はインクリメントされる。カウンタ１６の値は、中
点に対する操舵力センサ５の出力値の偏り方向が変化し
た場合、および中点補正部１５で中点設定部１８の設定
値を補正した場合にクリアされる。

【００２１】中点補正部１５は、カウンタ値判定部１７
でカウンタ１６の値が予定値に達したと判定されると、
偏り方向設定部１４のフラグに基づいて中点設定部１８
の値を予定量だけ増大または減少させる。

【００２２】また、中点に対する操舵力センサ５の出力
値の偏りがないと判定された場合は、偏り方向判定部１
３から中点補正部１５に補正禁止信号が出力されて中点
設定部１８に設定されている中点の値は現在値に保持さ
れる。

【００２３】前記直進条件の成立条件を次に示す。次式
（１）および（２）を満足している場合、または式（１
）および（３）を満足している場合に自動車が直進して
いる状態にあると判定される。 ｜前輪速度−後輪速度｜÷後輪速度≦２％……（１）左
右前輪の速度差÷前輪速度≦０．５％………（２）左右
後輪の速度差÷後輪速度≦０．５％………（３）但し、
前輪速度は、前輪１ａおよび１ｂの平均速度、後輪速度
は、後輪１ｃおよび１ｄの平均回転速度とする。 なお、算出式（２）および（３）で得られた値は、それ
ぞれ左右前輪速度比、左右後輪速度比という。

【００２４】次に、本実施例の動作をフローチャートを
参照して説明する。図３および図４は本実施例の動作を
示すフローチャートである。同図において、ステップＳ
１からステップＳ４までの処理では、中点を更新するか
否かの判断が行われる。まず、ステップＳ１では自動車
の速度が予定の値以上であるか否かによって中点を更新
するか否かの判断を行う。自動車が基準の車速、例えば
時速１０ｋｍを超過していればステップＳ２に進む。

【００２５】一方、自動車の速度が時速１０ｋｍに達し
ていない場合は、直進条件を判定するための車輪１ａ〜
１ｄの回転数を安定して検出できる速度でないと判断し
、中点の更新を行わないでステップＳ８に移行する。 ステップＳ２では、車輪の回転速度に基づく前記直進条
件を満足しているか否かを、直進条件成立フラグが立っ
ているか否かで判断する。直進条件成立フラグが立って
いれば、ステップＳ３に進み、直進条件成立フラグが立
っていなければ、ステップＳ８に移行する。ステップＳ
３では、予定時間内、例えば１００ミリ秒間における操
舵力センサ５の出力値の変化量が、中点を更新するため
の基準値以下であるか否かを判断する。変化量が基準値
以下であれば、センサの出力が安定していて、中点の更
新をするのに適しているタイミングであると判断してス
テップＳ４に進む。

【００２６】変化量が基準値を超過していれば、ステア
リングホイルが操作されている途中であり、操舵力セン
サ５の出力が安定していないと判断してステップＳ８に
ジャンプする。ステップＳ４では、操舵力センサ５の出
力値と中点の設定値との大小関係が判断される。両者の
値が等しい場合はステップＳ８に移行し、操舵力センサ
５からの入力値が中点の設定値より大きい場合はステッ
プＳ５に進む。また、操舵力センサ５からの入力値が中
点の設定値より小さい場合は図４のステップＳ９に進む
。

【００２７】ステップＳ５では、操舵力センサ５からの
入力値が中点の設定値より大きいことを示すフラグ（上
昇フラグとする）が立っているか否を判断する。すなわ
ち、この上昇フラグに基づいて前回の判断でも同様の状
態が検出されたか否かを判定する。

【００２８】今回の判断で、操舵力センサ５からの入力
値が中点の設定値より大きいことが新たに検出されたの
であれば、ステップＳ５の判断は否定となってステップ
Ｓ１２に進む。ステップＳ１２では上昇フラグがセット
される。前回の判断でも操舵力センサ５からの入力値が
中点の設定値より大きいことが検出されていれば、ステ
ップＳ５の判断は肯定となり、ステップＳ６に進む。

【００２９】ステップＳ６では、カウンタ１６の値に基
づいて予定の時間が経過しているか否かが判断される。 カウンタ値が予定の値以上であれば、操舵センサ５から
の入力値が中点の設定値よりも大きい側にずれている状
態が予定時間継続していると判断してステップＳ７に進
み、中点の設定値を操舵力センサ５の出力値に近付ける
ため１段階インクリメントさせる。

【００３０】中点の設定値を１段階インクリメントさせ
た後はステップＳ８に進み、カウンタ１６の値をクリア
する。ステップＳ６において、予定時間が経過していな
いと判断された場合はステップＳ１４に移行してカウン
タ１６の値をインクリメントする。

【００３１】一方、操舵力センサ５からの入力値が中点
の設定値より小さい場合は、図４のステップＳ９におい
て、上昇フラグが立っているか否を判断する。上昇フラ
グが立っていればステップＳ１３に進み、この上昇フラ
グをクリアする。上昇フラグが立っていない場合は、ス
テップＳ１０に進み、カウンタ１６の値に基づいて予定
の時間が経過しているか否かが判断される。予定時間が
経過していればステップＳ１１に進み、中点の設定値を
１段階ディクリメントさせる。予定時間が経過していな
い場合は、ステップＳ１０から図３のステップＳ１４に
進み、カウンタ１６の値をインクリメントする。

【００３２】このように、本実施例では、操舵力センサ
５の出力値が安定していて、かつ予定の速度以上で自動
車が走行している場合に、車輪の速度に基づいて自動車
が直進しているかどうかを判定するようにした。

【００３３】そして、自動車が直進していると判定され
た場合に、中点設定値と操舵力センサ５の出力値との偏
差が小さくなるよう中点の設定値を予定値ずつ段階的に
増減させて補正するようにした。

【００３４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例では、直進条件成立要件をさらに追加し
た。図５は、第２実施例を示す要部機能ブロック図であ
り、図１と同符号は同一または同等部分を示す。同図に
おいて、第２直進条件判定部２０では、左右車輪速度比
算出部２１で算出される左右の車輪速度比と、基準車輪
速度比算出部２２で算出される車輪速度比基準値つまり
しきい値とが比較される。そして、左右の車輪速度比が
しきい値以下の場合に、第２直進条件を満足したとして
ゲート１１に供給される検出信号ｄを“Ｈ”にする。

【００３５】すなわち、この第２実施例では、ゲート１
１に供給される信号ａ，ｂ，ｃ，ｄがすべて“Ｈ”にな
った場合に、操舵力センサ５の出力信号ｅが偏差検出部
１２に出力されるのである。

【００３６】前記しきい値は、横Ｇが予定の値、例えば
０．１Ｇになるような車輪速度比であり、車速センサ７
から読込まれる車体の速度に基づいて次式（４）を用い
て算出される。

【００３７】算出式（４）において、しきい値はＲ［％
］、車体の速度はＶ［ｋｍ／ｈ］、トレッドはＬ［ｍ］
であり、操舵力（Ｇ）は０．１とした。 　　Ｒ＝（Ｇ×Ｌ÷Ｖ２　）×（６０×６０÷１０００
）２　×９．８×１００　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　………（４）算出
式（４）で求められたしきい値Ｒと車体速度との関係を
図６に示す。同図に示したように、車体速度の増加に伴
ってしきい値Ｒは極端に小さくなる。第２直進条件判定
部２０では左右車輪速度比がしきい値Ｒ以下の場合に前
記信号ｄを“Ｈ”にするが、直進条件判定部９からの信
号ｂは、左右車輪速度比が０．５％以下の場合にしか“
Ｈ”にならない。したがって、少なくともこの２つの条
件から、操舵力センサ５の出力信号ｅが偏差検出部１２
に供給されるのは、図６においてハッチングを施して示
した領域に限定されるということになる。

【００３８】一方、左右車輪速度比算出部２１では、前
記算出式（２）および（３）を用いて前輪および後輪の
それぞれの左右車輪速度比が算出される。なお、左右車
輪速度比算出部２１では、前輪および後輪の左右車輪速
度比のうち、いずれか一方の値を算出するようにしても
よいし、両方の値を算出し、いずれか一方の値を第２直
進条件判定部２０に供給するようにしてもよい。

【００３９】前輪および後輪の左右車輪速度比の双方を
算出し、いずれか一方の値を選択して使用する際の選択
基準は、例えば次のように決定する。つまり、双方の速
度比が０．５％以下になっていることが多い方、つまり
直進が成立する頻度が高い方の値を採用する。この方法
の具体例を図７のフローチャートを参照して説明する。

【００４０】同図において、ステップＳ５０では、前輪
左右速度比ＲＶＷ−Ｆを算出する。ステップＳ５１では
、前輪左右速度比ＲＶＷ−Ｆが０．５％以下か否かを判
断する。この判断が肯定の場合はステップＳ５２に進み
、前輪用のカウンタ（Ｆカウンタ）の値をインクリメン
トする。

【００４１】ステップＳ５３では、後輪左右速度比ＲＶ
Ｗ−Ｒを算出する。ステップＳ５４では、後輪左右速度
比ＲＶＷ−Ｒが０．５％以下か否かを判断する。この判
断が肯定の場合はステップＳ５５に進み、後輪用のカウ
ンタ（Ｒカウンタ）の値をインクリメントする。

【００４２】ステップＳ５６では、Ｆカウンタの値とＲ
カウンタの値との大小関係を判断する。Ｆカウンタの値
が大きい場合はステップＳ５７に進んで、前輪左右速度
比ＲＶＷ−Ｆを第２直進判定部２０に出力し、Ｒカウン
タの値が大きい場合はステップＳ５８に進んで、後輪左
右速度比ＲＶＷ−Ｒを第２直進判定部２０に出力する。

【００４３】ステップＳ５９では、予定時間が経過した
か否かを判断し、予定時間が経過した場合はステップＳ
６０でＦカウンタの値、およびＲカウンタの値をクリア
する。すなわち、定期的にカウンタをクリアすることに
よって極端に古いデータは判断基準として採用しないよ
うにした。

【００４４】なお、第２実施例の全体の動作は、図３お
よび図４のフローチャートに示した動作と同様であるの
で図示は省略する。すなわち、前記信号ｂが“Ｈ”であ
って、かつ信号ｄが“Ｈ”の場合に直進条件成立フラグ
を立てるようにしておけば、ステップＳ２の処理として
は、このような条件を示すフラグを参照して直進条件成
立か否かを判断すればよいのである。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果が得られる。 （１）　自動車が走行している状態、すなわち、実際に
操舵力センサの出力値に基づいて４輪駆動制御等所望の
制御を行う状態において、センサ出力の補正を自動的に
行うことができる。 （２）　センサ取付け位置はおおまかで良いので、セン
サ取付けに高精度な治具を必要としないし、取付け時間
を短縮できる。 （３）　経時劣化によるセンサ出力のドリフト量を、自
動的に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す機能ブロック図である
。

【図２】自動車の自動制御システムの要部構成を示すブ
ロック図である。

【図３】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図４】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図５】第２実施例の機能ブロック図である。

【図６】左右車輪速度比と車体速度との関係を示す図で
ある。

【図７】後輪および前輪の左右車輪速度比選択動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車輪の回転速度を検出する手段と、各
   車輪相互間における車輪の回転速度の関係が、自動車の
   直進条件を示す予定の関係を満足していることを検出す
   る直進条件判定手段と、前記予定の関係が満足された時
   点における操舵力センサの出力および中点の偏差を検出
   する手段と、中点を操舵力センサの出力に近付けて前記
   偏差を補正する中点補正手段とを具備したことを特徴と
   する操舵力センサ中点補正装置。
2. 【請求項２】　　前記直進条件判定手段が、｜前輪速度
   −後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右前輪の速度差÷前輪速度≦０．５％を共に満足した
   場合に自動車の直進条件を満足していると判定する手段
   であることを特徴とする請求項１記載の操舵力センサ中
   点補正装置。
3. 【請求項３】　　前記直進条件判定手段が、｜前輪速度
   −後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右後輪の速度差÷後輪速度≦０．５％を共に満足した
   場合に自動車の直進条件を満足していると判定する手段
   であることを特徴とする請求項１記載の操舵力センサ中
   点補正装置。
4. 【請求項４】　　横方向加速度が予定値になるためのし
   きい値を算出する手段を具備し、 前記直進条件判定手段が、 ｜前輪速度−後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右前輪の速度差÷前輪速度≦０．５％を共に満足し、
   さらに、左右前輪の速度差÷前輪速度の計算値が前記し
   きい値を下回った場合に自動車の直進条件を満足してい
   ると判定する手段であることを特徴とする請求項１記載
   の操舵力センサ中点補正装置。
5. 【請求項５】　　横方向加速度が予定値になるためのし
   きい値を算出する手段を具備し、 前記直進条件判定手段が、 ｜前輪速度−後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右後輪の速度差÷後輪速度≦０．５％を共に満足し、
   さらに、左右後輪の速度差÷後輪速度の計算値が前記し
   きい値を下回った場合に自動車の直進条件を満足してい
   ると判定する手段であることを特徴とする請求項１記載
   の操舵力センサ中点補正装置。
6. 【請求項６】　　予定期間内における操舵力センサの出
   力の変化量が基準値以下であることを検出する手段を具
   備し、予定期間内における操舵力センサの出力の変化量
   が基準値以下であった場合に、前記直進条件判定手段で
   の判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の操舵力センサ中点補正装置。
7. 【請求項７】　　予定期間内における操舵力センサの出
   力の変化量が基準値以下であることを検出する手段と、
   自動車の速度が基準値以上であることを検出する手段と
   を具備し、予定期間内における操舵力センサの出力の変
   化量が基準値以下であり、かつ自動車の速度が基準値以
   上であることが検出された場合に、前記直進条件判定手
   段での判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の操舵力センサ中点補正装置。
8. 【請求項８】　　操舵力センサの出力に対し、中点がい
   ずれの方向にずれているかを判定する偏り方向判定手段
   と、同一方向に予定時間継続して前記中点がずれている
   ことを検出する手段とを具備し、同一方向に予定時間継
   続して前記中点がずれていることが検出された場合に、
   前記中点補正手段によって操舵力センサの出力および中
   点の偏差を補正することを特徴とする請求項１〜７のい
   ずれかに記載の操舵力センサ中点補正装置。
9. 【請求項９】　　前記偏差を予定の微少量ずつ補正する
   ことを特徴とする請求項１〜８記載の操舵力センサ中点
   補正装置。