JPH0585369A - 操舵角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中立範囲検出部を備えた操舵角検出装置にお
いて、正しい中立範囲信号を速やかにかつ簡単に確定す
る。 【構成】 制御手段１は、操舵角検出装置の作動開始後
に中立範囲検出部３６からの中立範囲信号を初めて受け
れば舵角検出部３５により検出されたその時のハンドル
軸回転角度を第１の領域２ａに記憶させ、これと所定角
度以上異なるハンドル軸回転角度において中立範囲信号
を受ければその回転角度を第２の領域２ｂに記憶させ、
この２つのハンドル軸回転角度の何れとも所定角度以上
異なるハンドル軸回転角度において中立範囲信号を受け
ればその回転角度を第３の前記領域２ｃに記憶させる。
判定手段３はこの３つの領域２ａ〜２ｃに記憶された各
ハンドル軸回転角度のうち中央に位置する回転角度を選
択し、同回転角度付近において出力される中立範囲信号
を正しい中立範囲信号と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両のハン
ドル軸に設けられて操向車輪の操舵角を検出する操舵角
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の操舵角検出装置においては、検
出の基準となる操舵中立位置を必要とする。この中立位
置を精度よく定めるために、例えば特開昭６１−２８８
１１号公報に開示されたように、ハンドル軸の回転角度
位置が操舵中立位置付近の所定角度範囲内にあることを
検出する中立範囲検出器を設け、この所定角度範囲内に
あるとき、すなわち中立範囲検出器が中立範囲信号（以
下単に SSC信号ともいう）を生じているときに所定走行
距離毎に舵角検出器により検出されるハンドル軸回転角
度の平均値を演算して、その角度位置を操舵中立位置と
するものがある。この操舵中立範囲の検出は、例えば図
３に示すように、ハンドル軸と共に回転するスリット円
板３２の扇形切欠３６ａを光電ピックアップ３６ｂによ
り検出して得られる SSC信号により行っている。この技
術によれば、例えば高速道路のランプウエイやループ橋
の走行時等のように、長期間一定方向にハンドルを切っ
ていた場合でも回転角度の平均値がずれて操舵中立位置
が狂うおそれがない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、操舵ハ
ンドルは例えば３．３回転（片側で５９４度）程度回転
するので、図４に示すように、操舵中立位置付近におけ
る SSC信号SSCoのみでなく操舵ハンドルが左右に各１回
転した位置付近でも SSC信号SSCa，SSCbが生じ、このた
め操舵中立位置の演算の前に先ずどの SSC信号が正しい
かを判断しなければならない。そこで、例えば各 SSC信
号発生中における舵角検出部の出力の頻度を比較しこの
頻度がもっとも多い SSC信号が正しいものとして、ある
いは１回転の操舵を行うことがないような車速以上にお
いてハンドル軸回転角度の平均値による操舵中立位置の
演算を行うようにしている。しかしながら前者の方法で
は正しい操舵中立位置を確定するために相当な距離を走
らなければならないので時間がかかると共に頻度計算の
ためにやや複雑な演算処理を必要とし、後者の方法では
ある車速以下では操舵中立位置を確定することができな
いという問題がある。本発明はこのような各問題を解決
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る操舵角検出装置は、図１に示すように、操向車輪を操
舵するハンドル軸４７の回転角度を検出して操舵角を求
める舵角検出部３５と、前記ハンドル軸４７の回転角度
位置が操舵中立位置付近の所定角度範囲内にあることを
検出する中立範囲検出部３６よりなる操舵センサ３０を
備えてなる操舵角検出装置において、前記舵角検出部３
５の検出値を記憶する３つの領域２ａ〜２ｃを有する記
憶手段２と、各作動開始後に前記中立範囲検出部３６か
らの中立範囲信号を初めて受ければ前記舵角検出部３５
により検出されたその時のハンドル軸回転角度を第１の
前記領域２ａに記憶させ、これと所定角度以上異なるハ
ンドル軸回転角度において同中立範囲検出部からの中立
範囲信号を受ければその回転角度を第２の前記領域２ｂ
に記憶させ、前記２つのハンドル軸回転角度の何れとも
前記所定角度以上異なるハンドル軸回転角度において同
中立範囲検出部からの中立範囲信号を受ければその回転
角度を第３の前記領域２ｃに記憶させる制御手段１と、
前記３つの領域２ａ〜２ｃに記憶された各ハンドル軸回
転角度のうち中央に位置する回転角度を選択し同回転角
度付近において出力される中立範囲信号を正しい中立範
囲信号と判断する判定手段３を備えたことを特徴とする
ものである。

【０００５】

【作用】操舵角検出装置の作動開始後、制御手段１は中
立範囲検出部３６からの中立範囲信号を初めて受ければ
舵角検出部３５により検出されたその時のハンドル軸回
転角度を第１の領域２ａに記憶させ、次いでこれと所定
角度以上異なるハンドル軸回転角度において中立範囲検
出部３６からの中立範囲信号を受ければその回転角度を
第２の領域２ｂに記憶させ、更にすでに記憶された２つ
の回転角度の何れとも所定角度以上異なるハンドル軸回
転角度において同中立範囲検出部からの中立範囲信号を
受ければその回転角度を第３の領域２ｃに記憶させる。
次いで判定手段３は、３つの領域２ａ〜２ｃに記憶され
た回転角度を比較して中央に位置する回転角度を選択
し、その回転角度付近において出力される中立範囲信号
を正しい中立範囲信号と判断する。操舵角検出装置はこ
の正しい中立範囲信号が出力されている間に舵角検出部
３５から入力されるハンドル軸４７の回転角度に基づい
て操舵中立位置を演算する。そしてこの操舵中立位置を
基準として舵角検出部３５からの信号に基づき操舵角を
演算する。

【０００６】

【発明の効果】操舵角検出装置の作動開始時すなわち車
両の走行開始時にはハンドルを大きく回転することが多
いが、本発明によれば、この大きなハンドル回転により
中立範囲信号出力時における３つの異なるハンドル軸回
転角度を検出し、これに基づき正しい中立範囲信号を判
断するので、走行開始のごく初期に車速とは無関係に正
しい中立範囲信号を確定することができる。また３つの
回転角度を取り扱えばよいので正しい中立範囲信号確定
のための演算も簡単となる。

【０００７】

【実施例】図２〜図４は本発明を動力舵取装置の操舵力
制御に適用した場合の実施例を示す。図２に示すよう
に、動力舵取装置１０は、操舵リンク機構を介して図略
の操向車輪に連結された作動ロッド１１に設けたパワー
シリンダ１２と、制御装置１５よりなり、この制御装置
１５の入力軸１６は、操舵センサ３０の回転軸３１を介
して操舵ハンドル４６のハンドル軸４７に連結されてい
る。入力軸１６と同軸的に設けられた出力軸１６ａはラ
ック・ピニオン機構１３を介して作動ロッド１１に連結
され、入力軸１６と出力軸１６ａの間にはサーボ弁１７
及び反力機構１８が設けられている。

【０００８】バイパス弁（図示省略）が内蔵されたベー
ンポンプ等の供給ポンプ２０は、一定流量の作動流体を
制御装置１５に供給する。この作動流体は所定比率で分
流されてそれぞれサーボ弁１７及び反力機構１８に供給
される。反力機構１８に印加する作動流体圧を制御する
ために、反力機構１８への作動流体供給路とリザーバの
間には常閉形の電磁制御弁２６が設けられている。サー
ボ弁１７は公知のロータリータイプのオープンセンタ形
４ポート絞り切換弁で、操舵ハンドル４６に加わるハン
ドルトルクに基づく入力軸１６と出力軸１６ａの間の捩
れにより作動し、パワーシリンダ１２の両作動室への作
動流体の給排を制御してハンドルトルクに応じたアシス
ト力を作動ロッド１１に与えるものである。反力機構１
８は印加される作動流体圧に応じて入力軸１６と出力軸
１６ａの間の捩りばね特性を変え、これによりパワーシ
リンダ１２の両作動室に対する作動流体の給排を制御す
るサーボ弁１７の作動特性を変えるものである。電磁制
御弁２６は、そのソレノイドへの印加電流の増大に応じ
て開度が増加し、これに伴い反力機構１８に印加される
作動流体圧が低下して入力軸１６と出力軸１６ａの間の
捩りばね特性は柔らかくなり、パワーシリンダ１２によ
るアシスト力は増大する。

【０００９】次に図２及び図３により操舵センサ３０の
説明をする。操舵ハンドル４６を設けたハンドル軸４７
と制御装置１５の入力軸１６を連結する回転軸３１に同
心に固定されたスリット円板３２には、円周方向全範囲
に沿って等角度間隔で多数のスリット３５ａが形成さ
れ、また外周の一部に扇形切欠３６ａが形成されてい
る。このスリット円板３２を挟むようにコ字形状の２個
の光電ピックアップ３５ｂ，３６ｂが固定側部材に設け
られている。懐が深い第１の光電ピックアップ３５ｂの
先端部にはスリット３５ａの両側に対向する位置に発光
素子と受光素子が設けられ、このスリット３５ａと第１
光電ピックアップ３５ｂにより、ハンドル軸４７に固定
された回転軸３１の回転角度に応じた舵角パルス信号を
発生する舵角検出部３５が構成される。この舵角検出部
３５により操向車輪の操舵角が検出される。発光素子と
受光素子は複数組設けて回転軸３１の回転方向も検出す
るようにする。

【００１０】懐が浅い第２の光電ピックアップ３６ｂの
先端部には扇形切欠３６ａを形成したスリット円板３２
の外周部を挟む位置に発光素子と受光素子が設けられ、
この扇形切欠３６ａと第２光電ピックアップ３６ｂによ
り、ハンドル軸４７に固定された回転軸３１が操舵中立
位置付近の所定角度範囲内にある場合に中立範囲信号
（ SSC信号）を発生する中立範囲検出部３６が構成され
る。この実施例では扇形切欠３６ａの中心角αは６０度
である。扇形切欠３６ａはハンドル軸４７が操舵中立位
置付近にある場合だけでなく、ハンドル軸４７が３６０
度回転した付近においても第２光電ピックアップ３６ｂ
の間に入るので、図４に示すように、操舵中立位置付近
において６０度の角度範囲で SSC信号SSCoを発生するほ
かに、左右に約３６０度回転した付近においても６０度
の角度範囲でそれぞれ SSC信号SSCa及びSSCbを発生す
る。なお舵角検出部３５と中立範囲検出部３６とは一体
的に構成してもよい。

【００１１】第２図に示すように、電子制御装置５０は
中央処理装置（以下単にＣＰＵという）５１と、読出し
専用メモリ（以下単にＲＯＭという）５２と、書込み可
能メモリ（以下単にＲＡＭという）５３を主要構成要素
とし、このＣＰＵ５１には図略のインターフェイス並び
にソレノイド駆動回路を介して電磁制御弁２６のソレノ
イドが接続されて印加電流を制御するようになってい
る。また、ＣＰＵ５１には図略のインターフェイスを介
して操舵センサ３０の舵角検出部３５及び中立範囲検出
部３６並びに車速センサ４０が接続されている。車速セ
ンサ４０はエンジンの駆動力を後輪に伝達するトランス
ミッションの出力軸に設けられて車速及び走行距離を検
出するものである。

【００１２】ＲＯＭ５２には、次に述べる本実施例の作
動を実行するための制御プログラム、電磁制御弁２６の
ソレノイドへ出力する印加電流の車速及び操舵角に対す
る特性などが記憶されている。ＲＡＭ５３には、中立範
囲検出部３６がSSC信号を発生した場合において舵角検
出部３５により検出されたハンドル軸４７の回転角度が
所定角度以上異なっているときにその回転角度を記憶す
る３つの記憶領域２ａ〜２ｃ（図１参照）が設けられて
いる。

【００１３】次に、上記実施例の制御動作を、図５に示
すフローチャートにより説明する。自動車のメインスイ
ッチを投入すれば、電子制御装置５０は先ず各記憶領域
２ａ〜２ｃの記憶内容を０にリセットし、その他の変数
も０または所定の初期値にリセットする。自動車の走行
状態において時々刻々変化するハンドル軸４７の回転角
度θ、 SSC信号、車速等は、操舵センサ３０の舵角検出
部３５、中立位置検出部３６及び車速センサ４０等によ
り検出されてそれぞれの現在値が所定のレジスタに入力
される。そしてＣＰＵ５１は図５のフローチャートに示
す制御プログラムに基づいて処理動作の実行を開始す
る。

【００１４】ＣＰＵ５１は先ずステップ１００〜１０２
において前回のサンプリングから所定の小時間経過する
毎に中立範囲検出部３６からの SSC信号が入力している
か否かを判断し、 SSC信号が入力していればその時のハ
ンドル軸４７の回転角度θを読み込む。この時の回転角
度θの基準値は適当な仮の値（例えばメインスイッチ投
入時の値）に設定しておけばよい。続くステップ１０３
においてＣＰＵ５１は第１領域２ａの記憶値θ1 が０で
あるか否かを判断し、 θ1＝０であればステップ１０４
においてθ1 にその時の回転角度の値θをセットし、ス
テップ１０５においてこのθ1 を第１領域２ａに記憶さ
せて制御動作をステップ１００に戻す。作動開始直後の
初めて SSC信号入力がされたときは必ず以上の動作が行
われる。ステップ１０１で SSC信号が入力されていなけ
れば、ＣＰＵ５１はそのまま制御動作をステップ１００
に戻す。

【００１５】第１領域２ａにθ1 が記憶された後は θ1
＝０でないので、ＣＰＵ５１は制御動作をステップ１０
３から１１０に進め、第２領域２ｂの記憶値θ2 が０で
あるか否かを判断し、 θ2＝０であればステップ１１１
において第１領域２ａの記憶値θ1 とその時の回転角度
θの差の絶対値が所定角度Θより大であるか否かを判断
する。所定角度Θより大でなければＣＰＵ５１はそのま
ま制御動作をステップ１００に戻し、所定角度Θより大
であればステップ１１２においてθ2 にその時の回転角
度の値θをセットし、ステップ１１３においてこのθ2
を第２領域２ｂに記憶させて制御動作をステップ１００
に戻す。この所定角度Θは、扇形切欠３６ａの中心角α
より大で３６０度−αより小であれば任意である。

【００１６】ステップ１１０において θ2＝０でなけれ
ばＣＰＵ５１は制御動作をステップ１２０に進め、第３
領域２ｃの記憶値θ3 が０であるか否かを判断し、 θ3
＝０であればステップ１２１においてθ1とθの差の絶
対値及びθ2 とθの差の絶対値が何れも所定角度Θより
大であるか否かを判断する。いずれかが所定角度Θより
大でなければＣＰＵ５１はそのまま制御動作をステップ
１００に戻し、いずれも所定角度Θより大であればステ
ップ１２２においてθ3 にその時の回転角度の値θをセ
ットし、ステップ１２３においてこのθ3 を第２領域２
ｂに記憶させる。続いてＣＰＵ５１はステップ１２４に
おいて各記憶領域２ａ〜２ｃに記憶された回転角度θ1
，θ2 ，θ3 を比較して、各回転角度のうちの中間の
値のものを選択し、このハンドル軸回転角度付近におい
て出力される SSC信号を正しい SSC信号SSCoと判断し
て、図５の制御プログラムの実行を終了する。

【００１７】その後においては、操舵角検出装置は別の
制御プログラム（図示省略）に基づいて、この正しい S
SC信号SSCoが出力されている間に舵角検出部３５から入
力されるハンドル軸４７の回転角度θの平均値を演算
し、あるいはその他の演算をして操舵中立位置を確定す
る。その後はこの操舵中立位置を基準として舵角検出部
３５からの信号に基づき操舵角を演算する。

【００１８】操舵角検出装置が作動を開始する車両の走
行開始時には、車庫や路地などから出るなどしてハンド
ルを大きく回転することが多いが、本実施例によれば、
この大きなハンドル回転により SSC信号出力時におけ
る、約３６０度ずつ異なる３つのハンドル軸回転角度を
検出し、これに基づき正しい SSC信号SSCoを判断するの
で、走行開始のごく初期に車速とは無関係に正しい SSC
信号SSCoを確定することができる。これにより早期に操
舵中立位置の演算を開始し、操舵角の演算を開始するこ
とができる。また３つの回転角度を取り扱えばよいので
正しい SSC信号SSCo確定のための演算も簡単となる。

【００１９】なお本実施例では所定の小時間毎に SSC信
号の入力の有無を判断して実施したが、本発明は車速セ
ンサ４０を利用して所定の小走行距離毎に SSC信号の入
力の有無を判断して実施することもできる。また舵角検
出部３５及び中立範囲検出部３６は本実施例のように光
電式のものにかぎらず、マイクロスイッチを利用したも
のなど任意のものを使用することができる。また本発明
は、従来の技術、例えば SSC信号発生中における舵角検
出部の出力の頻度を比較しこの頻度がもっとも多い SSC
信号、あるいは１回転の操舵を行うことがないような車
速以上におけるSSC信号が正しいものとする技術と組み
合わせて実施することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による操舵角検出装置の全体構成を示
す図である。

【図２】 本発明による操舵角検出装置の一実施例の全
体構造図である。

【図３】 操舵センサの要部を示す横断面図である。

【図４】 ハンドル軸の回転角度と SSC信号の関係を示
す図である。

【図５】 制御プログラムのフローチャートを示す図で
ある。

【符号の説明】

１…制御手段、２…記憶手段、２ａ〜２ｃ…第１〜第３
領域、３…判定手段、３０…操舵センサ、３５…舵角検
出部、３６…中立範囲検出部、４７…ハンドル軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向車輪を操舵するハンドル軸の回転角
   度を検出して操舵角を求める舵角検出部と、前記ハンド
   ル軸の回転角度位置が操舵中立位置付近の所定角度範囲
   内にあることを検出する中立範囲検出部よりなる操舵セ
   ンサを備えてなる操舵角検出装置において、前記舵角検
   出部の検出値を記憶する３つの領域を有する記憶手段
   と、各作動開始後に前記中立範囲検出部からの中立範囲
   信号を初めて受ければ前記舵角検出部により検出された
   その時のハンドル軸回転角度を第１の前記領域に記憶さ
   せ、これと所定角度以上異なるハンドル軸回転角度にお
   いて同中立範囲検出部からの中立範囲信号を受ければそ
   の回転角度を第２の前記領域に記憶させ、前記２つのハ
   ンドル軸回転角度の何れとも前記所定角度以上異なるハ
   ンドル軸回転角度において同中立範囲検出部からの中立
   範囲信号を受ければその回転角度を第３の前記領域に記
   憶させる制御手段と、前記３つの領域に記憶された各ハ
   ンドル軸回転角度のうち中央に位置する回転角度を選択
   し同回転角度付近において出力される中立範囲信号を正
   しい中立範囲信号と判断する判定手段を備えたことを特
   徴とする操舵角検出装置。