JPS60183518A - 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】 （イブ技術分野 本発明は正確な操舵角の検出ができるようにした操舵角
検出装置に関する。

（ロフ従来技術 従来、車両の走行距離を進行方位とに基づいて車両の現
在位置を演算して地図上に表示する走行誘導装置が提案
されている。この種の走行誘導装置においては、磁気コ
ンパスなどを用いて地磁気の方向を検出しているが、地
磁気は大電流を流しである鉄道線路や送電線の近くまた
は建造物あるいは他の車両などの影響を受けると乱れる
ので検出方位が狂ってしまいそのために演算され表示さ
れる車両の現在位置Ｏこ誤差を生じるという問題がある
。

そこでたとえば特開昭５７−１６６５１３号公報では地
磁気に基づく検出方位に誤差を生ずるときには操舵輪の
操舵角に基づいて車両の進行方位角を演算することによ
り進行方位の補正を行なっている。

ところで、上述した走行誘導装置において地磁気の乱れ
による検出方位の誤差を操舵角を用いて補正する場合に
は絶対操舵角を知る必要があり１例えば回転変位検出型
のセンサを用いた場合には、ステアリングの切り角の基
準（中心ジとなるニュートラル位置を検出するため実舵
側（すなわちステアリング）にニュートラル位置検出用
のスイッチなどを設けろ必要があるが。

センサの取り付は位置をこばらつきがあったり、操舵と
実舵とのギア比が１５〜２０倍程度あるため、実舵では
正確なニュートラル位置が検出できずまた同じニュート
ラル位置でもステアリングの遊び分の誤差を吸収できな
い等の理由から車両の位置換出において地磁気が乱れた
場合の補正が充分でないという問題があった。

一方、特開昭５７−４１２６７号公報には、車両がある
速度以上で直進している時の操舵角の振れ幅は一定の幅
以内にあり且つその状態は一定時間の間維持されるとい
う性質を利用して常に安定した操舵角センサ　を検出す
る方法が提案されており、この方法を利用すれば車両の
直進走行を判別することができる。

そこで」１記特開昭５７−４１２６７号公報で提案され
ている操舵角センタ　の検出方法を用いて直進走行を判
別し、前記相対操舵検出と組合せて検出方位誤差の補正
をすることが考えられるが、高速でゆるやかなカーブを
走行する場合は直進走行と判断されてしまい正確な方位
の検出ができないという問題がある。また、車両が傾斜
している道路を走行する場合は直進しているときでもス
テアリングがニュートラル位置にないために同様の問題
がある。

（ハ）発明の目的および構成 本発明は上記の点しこかんがみてなされたもので、操舵
角の検出を正確に行なうことを目的とし、この目的を達
成するためＱこ、所定走行距離間裔こおける進行方位の
変化と操舵角の変化とに基づいて車両の直進走行を判別
するように構成したものである。

第１図は本発明の全体構成を示すブロック線図であり、
車両が一定距離走行するごとに距離データを出力する距
離センサと、地磁気を利用して車両の進行方位を検出す
る方位センサと、ステアリングの回転により操舵角を検
出する操舵角センサとを設け、距離データを用いて所定
走行距−間での進行方位の変化と操舵角の変化を変化判
別手段により判別し、この判別結果【こ基づいて直進判
別手段により直進走行を判別するように構成したもので
ある。

に））実施例 以下本発明を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明Ｇこよる操舵角検出装置の一実施例のブ
ロック線図である。

図９こおいて、１はステアリングの回転角を検出する操
舵角センサ、２は単位走行距離ごとにパルスを発生する
距離センサ、３は車両の進行方位を検出し方位データを
出力する地磁気センサ、４は方位データを一定走行距離
ごとに平均（移動平均）するための平滑装置である。５
は操舵角センサ］からの操舵変移と距離センサがらの走
行距離とから操舵角の変化を判別する操舵変化判別装置
、６は移動平均された方位データと走行距離とから進行
方位の変化を判別する方位変化判別装（谷、７は変化判
別装置５．６からの信号により所定距離走行する間に操
舵がないか少なく且つ方位変化がない場合には、直進走
行と判別する直進走行判別装置、８は直進走行判別装置
７からの信号Ｇこより直進状態で操舵角カウンタをリセ
ットするニュートラル位置設定装置である。

第３図はステアリングホイール内に組込まれた操舵角セ
ンサで、ステアリングホイール９内にスリットを設けた
円盤１ａと二組のフォトカプラ１１）ＲおよびｌｂＬを
有するフォトセンザｌｂとを設けて構成したもので、ス
テアリングの左右の回転角を検出する。

第４図は本発明による操舵角検出装置を用いてマイコン
により車両の走行誘導を行なう走行誘導装置のｉｌｉ＋
Ｊ御回路の一例である。

図ニオイて、地磁気センサ３は地磁気により車両の進行
方位に応じた方位信号データ（Ｘ。

Ｙ）を出力する方位センサで、方位信号データはＡ／Ｄ
変換器１ｏによりデジタル侶−いこ変換される。操舵角
センサｌおよび距離センサ２がらのパルス信号およびＡ
／Ｄ変換器１ｏがらの信号は周辺インターフェース用Ｉ
ＣＰＩＡＩＩを介してＣＰＵ１２に伝送される。ＣＰＵ
］２は後述する演算処理を行なう。ＣＰＵ１２における
演算処理結果は表示装置駆動用インターフェース１３を
介して表示装置１４に表示される。

次に−１−記走行誘導装置の動作を説明する。

第５図は走行誘導装置がドライブガイド機能を発揮する
ための基本的処理で、電源ＯＮ※こよりスタートする。

まず初期処理ルーチンで周辺インターフェース用ＩＣな
ど入力装置、カウンタなどをセットするとともに、さら
にここでは操舵角センサ１からのパルスをカウントする
ステアリングカウンタＮｓをゼロＱこセットする１−１
０，、Ｏ）。次に操舵角センサ１、距離センサ２．地磁
気センサ３からの出力データに基づい−Ｃ車両の現在位
置を演算し、表示装置１４Ｑこ表示するための制御など
通常の処理を電源ＯＮの間Ｑこ繰返し行なう（Ｆ−１０
１、Ｆ−１０２）。

第６図は第５図をこ示した処理中ステップ（Ｆ−１０１
）で行なわれる処理の１つで操舵角を検出するための処
理であり、ステアリングホイール９の正転時における操
舵角センサｌからのパルス信号５ＥＮＩの立上りによっ
て割り込み処理される。ステアリングホイール９の（イ
）正転時および（ロ）逆転時に発生するパルス信号Ｓ　
Ｅ　Ｎ　１と５ＥＮ２は第７図に示すように４分の１波
長分だけずれている。そこでまず操舵角セン”Ｊｌから
の正転時パルス信号５ＥＮＩの立」エリ時における逆転
時パルス信号５ＥＮ２のレベルを判別しくＦ−２００）
、第７図かられかるようにＬ　（Ｌｏｗ）“レベルのと
きは、正転と判断してステップ（Ｆ−２０１）Ｇこ進み
、’　Ｈ（Ｈｉｇｈ）“レベルのときは逆転と判断して
ステップＣＦ−２’０２）へ進む。ステアリングが正転
時ではステアリングカウンタＮｓをカウントアツプし、
ステアリングが逆転時ではステアリングカウンタＮｓを
カウントダウンする。

第８図は本発明Ｑ二おける操舵角検出装置においてニュ
ートラル位置を設定するためＱこステアリングカウンタ
Ｎ３をリセットする処理で、車両が一定距離走行するご
とに距離センサ２から′出力する距離パルヌ昏こより割
り込み処理が行なわれる。

距離パルスをこより割り込みが行なわれると、まず操舵
がされているか否かを判別するために、ステップ（Ｆ−
３００）Ｇこおいてステアリングカウンタの基準値ＮＢ
と第６図で演算処理するカウント値Ｎ８とを比較し、そ
の差が１パルス以内であればステップ（Ｆ−３０１）へ
進み、２パルス以上であればステップ（Ｆ−３０５）の
処理ヘジャンブする。ステップ（１’ｌ’−３０１）で
は、走行方位が変化しているかそれとも変化が少ないか
を判別するために、後のステップ（Ｆ−３０７）で定め
る基準方位データθＢと。

地磁気センサ３からの方位データを平滑装置４により平
均した平均方位データθ訂と比較し、その差がθａ（た
とえば約５度）以内であれば次のステップ（Ｆ−３０２
）Ｇこ進み、θ３より大きければステップ（Ｆ−３０５
）の処理昏こ移る。

ステップ（Ｆ−３００、Ｆ−３０１）の条件を満足した
場合、すなわち、操舵がほとんどされず且つ進行方位が
あまり変化しない場合すなわち直進走行状態で走行距離
をカウントアツプしてゆ＜（Ｆ−３０’２）。次に直進
走行状態での走行距離を判別するために、ステップ（Ｆ
−３０３）において、走行距離カウンタＣＮＴの内容と
所定値Ａ（たとえば１０　ｔ）、、−相当）とを比較し
、カウンタＣＮＴの内容がＡ以上であれば次のステップ
（Ｆ−３０４）Ｇこ進み、Ａ未満であればリターンＲＴ
Ｓへ進む。そこで、ステップ（Ｆ−３０３）においてＣ
ＮＴ≧Ａの条件を満足した場合、すなわち操舵変化およ
び方位変化が少ない状態で且つ所定距離以上走行した場
合には、ステアリングカウンタＮＳをクリア（リセット
）Ｌ（Ｆ−３０４）、ステアリングのニュートラル位置
と設定する。このように比較的長い走行距離で直進状態
が確認できるので精度ノよいニュートラル位置の検出が
できる。

ただし、ニュートラル位置のリセットが行なわれる時は
、操舵角から車両の進行方位をめられないのでなるべく
早くリセットを行なう必要がちり、最初のリセット条件
はあまい（すなわち所定走行距離が短い）方がよい。

次に続くステップ（Ｆ　−３０５、Ｆ　−３０６。

Ｆ−３０７）でステップ（Ｆ−３０４）におけるリセッ
トを行なう条件の初期セットをする。

すなわち走行距離カウンタＣＮＴをクリアし、ステアリ
ングカウンタの基準値ＮＢをセットし、基準方位データ
ＯＢをセットする。その後は割り込み前の処理にもどる
。

第９図および第１０図は本発明による操舵角検出装置に
おけるニュートラル位置を設定する他の二つの実施例の
フローチャートを示しており、これらの実施例において
は、第８図と同じステップ番号のものは同じ処理を行な
うものである。

第９図は、直進状態を判別する所定走行距離をリセット
のたびごとに長くする処理プログラムで、ステップ（Ｆ
−３０４）のリセット処理の次にステップ（Ｆ−３０８
）で示される処理を付加して実現している。このステッ
プ（Ｆ−３０８）の処理は、所定走行距離Ａに増加距離
Ｂ（たとえば５０−）を加えて新しい所定走行距離とし
てＡを設定しなおすもので、所定走行距離Ａの初期値は
第５図の初期処理（Ｆ−１，００）でセットされるもの
とする（たとえば５０−）。

さらに、所定走行距離Ａは電源ＯＦＦからＯＮのたびご
と【こ初期値を設定され、また最大値（たとえば５００
−）を設けてリミットをかけることも可能である。

第１０図は走行車速に応じて所定走行距離を変化させる
プログラムで、ステップ（Ｆ−３０２）で示される走行
距離カウントアツプ処理の次ｔこ破線で囲んだステップ
（Ｆ−３０９〜Ｆ−３１２）の処理を付加して実現して
し・る。

まず、ステップ（Ｆ−３０９）は車両の走行速度を判別
する処理で、車速が低速（たとえば３０　ｋｍ／　ｈ　
未満）のときはステップ（、Ｆ−３１０）へ、中速（た
とえば３０〜６０　ｋｍ／　ｈ　）のときはステップ（
Ｆ−３１１）へ、高速（たとえば６０１ａｎ／　ｈ以上
）のときはステップ（Ｆ−３１２）へ進む。ここでＡ１
−Ａ３はたとえばＡ］、　＝　３０　ｆｉ　。

Ａ２　＝　８０−　、　Ａ３　＝　１５０　＝とする。

この場合、走行車速の検出は距離センサから出力する距
離パルスのパルス間隔すなわち第９図の処理プログラム
を処理する時間間隔を検出し、その間の時間から判別す
ることができる。また、ステップ（Ｆ−３１３）で示さ
れる処理をステップ（Ｆ−３０４）の次に挿入すること
により、一度リセットがかかると次の条件はより長い距
離（ただし最大長をＡ３とする）になるようにしである
。

なお、上記実施例ではリセット条件の変化を走行距離の
変化【こより決めているが、操舵角変化幅や方位角変化
幅を変えてもよい。また渋滞路では、車速も低くのろの
ろ運転であるため、道路は直線路であっても操舵変化は
ほとんどなく長距離走行することはあまりなし・。従っ
て車速の低い場合のリセット条件をあまくしておけば、
比較的早い時期【こ操舵角補正を行なうことができる。

ただし２回目以降のリセット条件は徐々にきびし択より
精度のよいリセットを行なってゆく必要がある。

け９発明の詳細 な説明したように、本発明においては、所定の走行距離
間での進行方位と操舵角の変化を判別し、その判別結果
Ｏこ基づいて車両の直進状態を判別し、直進走行と判別
されたときは検出されている操舵角をリセットするよう
にしたので、ゆるやかなカーブを走行したとき直線と誤
って判断されることがなく、また回転変位検出型のステ
アリングセンサを用いた場合に、ステアリングのニュー
トラル位置検出用のスイッチなどを設けなくとも正確な
ニュートラル位置が検出できるため５操舵角から車両の
方位変化を検出し、地磁気方位データ補正が正確にでき
る。

従って本発明による操舵角検出装置を車両の走行誘導装
置Ｑこ用いて車両の現在位置を表示する場合は正確な位
置表示ができる。また、走行中に再リセットを繰り返し
行なうため路面の傾きなどによるステアリングの遊び分
も吸収できる。

さらに本発明の操舵角検出装置は、距離センサや地磁気
センサ等を用いてニュートラル位置を検出しているので
、本装置を地磁気センサを用いて車両の位置検出を行な
う装置に組み込んだ場合には、コストの増加も特Ｇこな
く且つ精度のよい外乱補正を行なうことができる。

また、本発明においては、電源（イグニッションスイッ
チ）ＯＮ後比較的短い距離でリセットがかかり直ちに方
位データの補正が行なえ、その後はそれより長い走行距
離ごとにリセットをやり直すことが可能である。また走
行状態に応じてリセットをかけるため渋滞時などのよう
な従来リセットのかかりにくかった状態でもニュートラ
ル位置のリセットをかけることができ、方位データの補
正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による操舵角検出装置の全体構成図、第
２図は本発明昏こよる操舵角検出装置のブロック図、第
３図は操舵角センサの取付は状態と構成とをっ示す概略
線図、第４図は本発明ニヨる操舵角検出装置を用いてマ
イクロコンピュータにより車両の走行誘導を行なう走行
誘導装置の制御回路のブロック線図、第５図は本発明１
こよる操舵角検出動作のマイクロコンピュータによるメ
インルーチン処理のフローチャート、第６図は操舵角検
出処理のフロ−チャート、第７図はステアリングパルス
信号のタイムチャート、第８図、第９図および第１０図
は本発明による操舵角のニュートラル位置のリセット処
理のフローチャートの異なる３つの例を示す。 ■・・・操舵角センサ　２・・・距離センサ３・・・地
磁気センサ　５・・・操舵変化判別装置６・パ方位変化
判別装置　７・・・直進走行判別装置訃・・ニュートラ
ル位置設定装置 ９・・・ステアリングホイール へ １４・・・表ボ装置 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　鈴　木　弘　男 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 １カー−人４ ＥＮＩ ＥＮ２ 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両が一定距離走行するごとに距離データを出力する距
   離センサと、地磁気を利用して車両の進行方法を検出す
   る方位センサと、ステアリングの回転により操舵角を検
   出する操舵角センサと、前記距離データと進行方位およ
   び操舵角とから所定走行距離間での進行方位の変化およ
   び操舵角の変化を判別する変化判別手段と、該変化判別
   手段の判別結果に基づいて車両の直進走行を判別する直
   進判別手段とを有することを特徴とする操舵角検出装置
   。