JPS6138515A - 車両の操舵角検出装置 - 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〕 この発明は、車両のステアリング機構における操舵角を
検出する車両の操舵角検出装置に関し、より詳細には、
操舵角の検出のみが行なえ、操舵中立位置検出の行なえ
ない操舵角検出器を用いた操舵角検出装置において、操
舵中立位置を予測し、この操舵中立位置に基づいて実際
の操舵角を求める車両の操舵角検出装置に関する。

〔従来技術〕

従来の車両の操舵角検出装置としては、例えば本出願人
が先に提案した特願昭５９−３１８７２号明細書に記載
されたものがある。この操舵角検出装置は、ステアリン
グ機構の操舵角に応じた操舵角情報を出力する操舵角検
出器と、その操舵角検出器の検出情報を平均化して中立
位置情報を算定する平均化処理手段と、該平均化処理手
段の中立位置情報と前記操舵角検出器の操舵角情報との
差値から実操舵角を演算する操舵角演算手段とを備え、
平均化処理手段によって、操舵角検出器の操舵角情報を
平均化して中立位置情報を算定し、この算定した中立位
置情報と現在の操舵角情報との差値を操舵角演算手段で
演算して現実の操舵角を検出することにより、操舵角検
出器のステアリング機構に対する取付位置を自由に選定
することを可能としたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の車両の操舵角検出装置
にあっては、中立位置を求めるための平均値演算方法す
なわち平均処理の時定数（具体的には、前回処理の平均
値と今回処理の操舵角検出値とを重み付は加算する際の
重み係数）が常に一定となっていたため、時定数を小さ
くとると、平均化するデータの個数が少ないために、カ
ーブ等での中立位置の誤差が大きくなり、逆に時定数を
大きくとると、その間に一度非常に大きい操舵角が生じ
ると、中立位置が大きく狂い、正しい中心位置に修正さ
れるまでに時間が掛かり過ぎるという未解決の課題があ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

そこでこの発明の車両の操舵角検出装置は、第１図に示
すように、車両の操舵角を検出する操舵角検出装置にお
いて、車両の走行状態を検出する走行状態検出器ｌと、
車両の舵取り機構の回動に応じた検出（３号を出力する
操舵状態検出器２と、前記走行状態検出器１の検出信号
に基づき重み係数を選定する重み係数選定手段４と、前
記操舵状態検出器２の検出信号に基づき前記重み係数に
従って操舵角中立位置を演算する操舵角中立位置演算手
段３と、前記操舵状態検出器２からの検出信号に基づく
操舵角ｆｖ叩と前記操舵角中立位置演算手段３からの操
舵角中立位置情報に基づいて実操舵角を演算する実操舵
角演算手段５とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

そして、この発明の車両の操舵角検出装置の作用は、操
舵角状態検出器で検出された操舵角情報に基づいて操舵
角中立位置を求める際の重み係数を、車両の走行状態に
応じて選定し、車両の走行状態が変化しても常に正しい
と予想される操舵角中立位置を求め、この中立位置情報
と前記操舵角情報とから実丘舵角を演算するものである
。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例につき、図面を参照して説明す
る。

先ず、この発明の車両の操舵角検出装置の第１実施例の
全体構成を、第２図の全体斜視図および第３図のブロッ
ク図により説明する。

第２図において、６，７は、車両の前輪および後輪であ
り、２は、ステアリング機構９に取り１寸けた操舵状態
検出器、１０は、例えばエンジンに連結された変速機に
取り付けた車速検出器、１）は、操舵状態検出器２およ
び車速検出器１０からの検出データが供給された制御装
置である。１２゜１３は、減衰力可変ショックアブ□ソ
ーバであり、これらは、各車輪６，７のサスペンション
装置に設けられており、制御装置１）の制御信号ＣＳに
よって、その減衰力が制御される。

操舵状態検出器２の一例は、第３図に示すように、ステ
アリングシャフト１４に嵌合されてこれと一体に回動す
る外周部に等各間隔で穿設した複数のスリット１５を有
するスリット円板１６と、このスリット円板１６を挟ん
で対向するフォトインクラブタ１７とから構成されてい
る。ここで、フォトインクラブタ１７は、前記スリット
を挟んで対向する２組の発光素子１８．１９および受光
素子（図示せず）を存し、これらがスリット１５間のピ
ッチＰの２又はその整数倍のピッチを保っそ配設され、
従って、各受光素子から第４図に示−すように、スリッ
ト１５間のピッチＰの×分位相がずれた検出信号Ｄ１．
’Ｄ２が出力される。この場合、検出信号ＤＩ、Ｄ２の
位相のずれ方向によってステアリング搬信９の操舵方向
すなわち回動方向を検出することができる。ずなわら、
検出信号ＤＩが“０”から“１”に立ち上がる時点で、
検出信号Ｄ２が“０”であるとき、又は検出信号Ｄ１が
“１”から“０”に立ち下がる時点で検出信号Ｄ２が１
）”であるときには、右切りであることが判断され、逆
の場合には、左切りであることが判断される。

車速検出器１０は、変速機の出力側の回転数を、磁気的
、光学的等の回転検出手段を使用して検出するもので、
例えば１回転毎に１つのパルス信号が出力される。この
場合、車速検出２３１ｏは、変速機に限らず、変速機に
連結された推進軸の回転数を検出するようにしてもよい
。

制御装置ｆ！１）は、第５図に示すように１０例えば、
マイクロコンピュータ２０によって構成されている。こ
のマイクロコンピュータ２ｏは、インターフェイス回路
２１、演算処理装置２２およびＲＡ〜１．ＲＯＭ等の記
ｔｌ装＝２３を含んで構成され、インターフェイス＠路
２１には、操舵状ＢｊＩｔ出器２および車速検出器１０
が接続されていると共に、駆動回路２４を介して減衰力
可変ショックアブソーバ１２，１３が接続されている。

また、演算処理装置２２は、インターフェイス回路２１
を介して操舵状態検出器２および車速検出器１０の検出
信号を読み込み、これらに基づき後述する演算処理を行
なう。さらに、記憶装置２３は、演算処理装置２２の演
算処理の実行に必要な所定のプログラムを記憶している
と共に、演算処理装置２２の演算結果等を記憶する。

そして、マイクロコンピュータ２０は、具体的には、第
６図に示すように、実際の操舵角θを検出する操舵角検
出部２５と、この検出された操舵角０を用いて例えば減
衰力可変ショックアブソーバ１２．１３の減衰力を制御
するための制御信号Ｃ３を出力する減衰力可変ショック
アブソーバ駆動制御部２６とを兼用している。

第６図は、この発明の第１実施例の具体的構成を示すブ
ロック図である。

同図において、操舵角検出部２５は、操舵状態検出器２
の検出信号Ｄｉ、Ｄ２に基づいて操舵方向を判定する操
舵方向判定手段２７と、この操舵方向判定手段２７の判
定結果に基づいてアップ・ダウンカウントする計数手段
２８と、車速検出器１０で検出された車速値■に基づい
て操舵角の中立位置を求めるための重み係数αを選定す
る重み係数選定手段、１と、前回処理の中立位置１ｒ１
報σ７−１と今回処理で計数手段２８によりカウントさ
れた操舵角情報θｎ　（添字１．は今回の処理を、＋ｓ
−１は前回の処理をそれぞれ表わす）に上記重み係数α
を考慮して今回処理の中立位置σ７を演算する操舵角中
立位置演算手段３と、この操舵角中立位置演算手段３か
らの中立位置情報σ７と計数手段２８からの操舵角情報
θ７との差値を演算して実操舵角ｅを演算する実操舵角
演算子段５とを備える。

すなわち、操舵角中立位置演算手段３は、前回処理の中
立位置情報σｎ−１と、今回処理の操舵角情報θ、およ
び重み係数αとから、今回処理の操−舵角中立位置１７
を、 σ７＝α・ｔｉｎ−＋　＋　（ｔ−α）・θ、・・・・
・・（１）により演算する。

重み係数選定手段４は、車速検出器１０によって検出さ
れた車速Ｖに応じて、第７図に示すように、 α−ｒ＋（ｖ）　　　　　　　　　　　・・・・・・（
２）（αは■の関数の意）で求める。このαの値は、比
較的低速の所定車速ｖ０以下ではα−１であり、車速ｖ
ｏを越えると１から徐々に減少していく。

（２）式は、実験値をテーブル化したものでもよいし、
関数として演算するものでもよい。

実操舵角演算手段５は、計数手段２８からの操舵角情報
θ７と操舵角中立位置演算手段３からの操舵角中立位置
情報σ１とから、実操舵角θをθ＝θ７−σ７　　　　
　　　　　　・・・・・・（３）により求めて出力する
。

第６図において、減衰力可変ショックアブソーバ駆動制
御部２６は、操舵角検出部°２５からの実操舵角情報ｅ
と、車速検出器１０からの車速情報■とに基づき、これ
ら情報により車両のロール葺が所定量以上になるか否か
を判定するロール量判定手段３２と、このロール回判定
手段３２によりロール量が所定値以上になると判定され
た時に、アンチロール効果を発揮するように減衰力可変
ショックアブソーバ１２．１３の減衰力を所定時間だけ
高めるような制御信号Ｃ３を出力する減衰力制御手段３
３とを備える。そして、この制御信号Ｃ８はインターフ
ェイス回路２１を介して駆動回路２４に出力され、減衰
力可変ショックアブソーバ１２．１３の減衰力を上述の
ようにアンチロール効果を発揮するように制御する。

次に上記マイクロコンピュータ２０の処理手順を説明す
る。

第１）図は、第６図の操舵方向判定手段２７および計数
手段２８における操舵方向の判定と操舵角θ７の検出の
処理手順を示す流れ図である。この処理は、操舵状態検
出器２の検出信号Ｄ１．０２がインターフェイス回路２
１に入力されると、それらの例えば立ち上がり時点によ
乏割込み処理として実行される。

すなわち、第１）図において、ステップ１０１で検出信
号Ｄ１が「１」であるか否かを判定し、「１」であれば
ステップ１０２に移行して、検出イ、ｌ　ＪｉｆＤ　２
が「０」であるか否かを判定し、「０」であればステッ
プ１０３に移行して計数手段２８としての記憶装置の所
定記憶領域に形成したカウンタをｒｌＪだけカウントア
ツプする。また、ステップ１０１で検出信号Ｄ１が「０
」である場合には、ステップ１０４に移行して検出信号
Ｄ２が「１」であるか否かを判定し、「１」であればス
テップ１０５に移行して、カウンタを「１」だけカウン
トダウンする。さらに、ステップ１０２で検出信号Ｄ２
が「１」であればステップ１０５に、また、ステップ１
０４で検出信号Ｄ２が「０」であればステップ１０３に
それぞれ移行する。かくして、カウントアンプの時は例
えば右切り、カウントダウンの時は左切りと判定され、
カウンタのカウント値が操舵角情報θｎとなる。

第１２図は、第６図の処理手順を示す流れ図である。

同図において、ステップ１０６および１０７ではそれぞ
れ操舵角情報θ、および車速情報■を読み込む、ステッ
プ１０８では車速情報Ｖに基づいて第７図（（２）式）
に従って重み係数αを選定し、ステップ１０９では（１
）式に従って中立位ＷＥ、ｌを演算し、ステップ１）０
では（３）式に従って実操舵角ｅを演算する。次に、ス
テップ１）２ではステップ１０９で演算された中立位置
情報σゎを（１ｍ−＋とじて所定記憶領域に更新記憶す
る。そして、このステップ１０６〜１）１は制御終了ま
で繰り返される。

次に第１実施例の作用を説明する。

第６図において、操舵状態検出器２からの検出信号ＤＩ
、Ｄ２に基づき操舵方向判定手段２７と計数手段２８に
より操舵角θ１が求められ、車速検出器１０から車速■
が得られる。この車速情報Ｖに基づいて第７図（（２）
式）に従って重み係数αを選定し、このαと上記θ７お
よび前回処理で得られた操舵角中立位置ｔｙｎ−＋に基
づいて、（１）式に−従って現在の操舵角中立位置σ７
が、操舵角中立演算手段３により演算され、さらに、こ
の１）立位置情報σ７と上記θ７に基づいて、実操舵角
演算手段５により実操舵角θが（３）式に従って演算さ
れる。

第７図から明らかなように、所定車速■。以下の低速域
では重み係数α＝１とし、（１）式において、操舵角検
出値θユを無視し、前回処理の中立位置情報σａ−１を
そのまま今回処理の中立位置りとする。これは、低速域
では右折や左折、車庫入れ、縦列駐車等の大きな操舵を
伴う走行を行なう蓋然性が高く、従って、そのような大
きな操舵角θ７を用いて（１）式の演算を行なうことに
よる中立位置σ７の狂いを阻止する。

また、所定車速ｖ０を越える高速域ではαを１より小さ
い値とし、高速になる程αを小さくしていって、り１）
式にｊゴいて、高速になる程前回処理の中立位２の重み
付けを小さくし、かつ、今回の提舵角検出値θ。の重み
付けを大きくしていく。こ−れは、高速域においては、
そして高速である程、車両は直進走行を行なう蓋然性が
高く、従って現在の丘舵角検出値θ１が中立位置ｉ、、
そのもの、またはそれに近いと見なすことができるので
、θ７の重み付けを大きくして、中立位置σ７を正しく
修正し、更新していく。

従って、第７図に従って車速■に基づいて得られた重み
係数αを用いることにより、低速域から高速域に亘って
、正しいと見なされる中立位置／Ｊ、。

が得られ、従って、正確な実操舵角θが得られる。

このようにして求められた実操舵角θは、例えば第６図
に示すように、減衰力可変ショックアブソーバ１２．１
３の減衰力を制御する制御信号Ｃ３に変換され、減衰力
可変シコックアブソーバ１２゜１３によるアンチロール
効果を発圧させるために使用される。

次に、この発明の第１実施例の変形例を説明する。

第８図乃至第１０図はそれぞれ、走行状態として横加速
度Ｇ、ロール角ρまたはヨーレートｆを考慮した場合の
、それらとαとの関係を示す図であり、上述した車速■
に基づくαに代えて、用いてもよい。

この場合のαは、直進走行であると見なすことのできる
所定横加速度Ｇ（１＋所定ロール角ρ０又は所定ヨーレ
ート検出器下ではαを１より小さい値とし、それらの所
定値を越えた旋回走行である領域ではα＝１とする。

処理の手順は、第１２図の流れ図において、ステップ１
０７で横加速度検出器（図示しない）からの横加速度Ｇ
、又はロール角検出器（図示しない）からのロール角ρ
、又はヨーレート検出器（図示しない）からの　　　　
　。

：　、　＋　−：　　ヨーレートｔを読み込み、ステッ
プ１０８ではそれらのＧ、ｐ又はｔに応じて第８図、第
９図又は第１θ図に示すように、α−ｆｚ（Ｇ）、　　
α−ｒｓ　　（ρ）又はα＝ｆ４　　（？）に従って、
重み係数αを求める。

その他の手順は、上述した車速Ｖによりαを求めて処理
を行なう場合と同じである。

このように、横加速度Ｇ、ロール角ρおよびヨーレート
？に基づいて制御するものは、前述の車速Ｖによる制御
に比べて、直進状態からのズレをより正確に検出できる
ため、操舵角中立位置をより精度良く求めることができ
る。

以上、第１実施例およびその変形例として説明したよう
に、このようにし°ζ求めた中立位置情報ｉいと計数手
段２８による操舵角情報θ７とは、通常はマイクロコン
ピュータ２０の記憶装置２３の所定記憶領域に処理周期
毎に更新記憶されるが、イグニッションをオフにすると
通常はこれらの値は消えてしまい、次のイグニッション
オン時にはｉ酸中立位７Ｌ　１）　ｏが初期値として設
定される。

しかしながらイグニッションオン時には、車画が車庫入
れや縦列駐車等によって大６（丘舵している状態である
場合が多い、従って、（１）式により求める中立位置は
初期状態で大きく狂い、求められた中立位置が正しい中
立位置に修正されるまでの時間が長いという問題がある
。

そこで、この発明の第２実施例として、イグニッション
オン後の走行開始状態では、次のような１操舵角検出を
行なってもよい。

第１３図は、イグニッションオン直後に最初に走行を開
始してからの走行距離りと重み係数αとの関係α＝ｆＳ
　（Ｌ）を示し、図から明らかなように、走行距離りが
小さい程αの値を小さくし、走行距離りが大きくなる程
αの値を太き（（但し、常に１より小さい）していく。

第１４図は、その走行開始状態における処理手順を示す
流れ図である。

同図において、ステップ１）４においてイグニッション
オンにより擬似中立位置σ。を初期設定し、ステップ１
）５および１）６ではそれぞれ操舵角情報および走行開
始後の走行距離りを読み込んだ車速情報■から算出し、
ステップ１）７では第１３図（α−ｒ、（Ｌ））に従っ
て重み係数αを選定する。そして、ステップ１）８にお
いて、このαとステップ１）５において読み出したａｆ
ｔａ角情報角情報上７所定領域に記憶されている前回処
理の中立位置情報σｎ−１を用いて、（１）式に従って
中立位置σ７を演算し、ステップ１）９では（３）式に
従って実操舵角θを演算し、ステップ１２０ではステッ
プ１）８で求めたｉ７を、所定記ｉ！領域に記憶されて
いるｆｉｎ−ｒに代えて更新記憶する。

そして、ステップ１２１に示すように、この走行開始状
態の制御は、走行距離りが所定値し３以下では繰り返し
て実行し、所定値り、を越えたら、この制御を終了し、
前述した車速■により選定した重み係数αによる制御に
移行することが好ましい。

この第２実施例によれば、操舵量を大きく切った縦列駐
車のような状態からイグニッションをオンして走行を開
始するような走行開始状態において、演算された中立位
置の誤差の修正が速やかになり、応答速度を向上させる
ことができる。

なお、この走行開始状態の制御は、上述した走行距離り
によりαを求めることに代えて、走行時間に基づいてα
を選定してもよい。

以上、この発明の実施例について説明したが、中立位置
σ７を求める際の重み係数αは、演算処理の実効の時定
数に相当する。

また、この発明の車両の操舵角検出装置の構成（第５図
および第６図参照）はマイクロコンピュータを用いたも
のについて説明したが、通常の電子回路を用いて構成し
てもよいことは、当業者には自明であろう。この場合に
、（１）式による中立位置σ７の演算をディジタルフィ
ルタ等を用いて行なうことも可能である。

さらに、この発明の車両の操舵角検出装置により得られ
る実操舵角情報θは、上述した減衰力可変ショックアブ
ソーバの減衰力の制御に使用されるのに限らず、ばね定
数可変スプリング装置のばね定数の制御や、ロール剛性
可変スタビライザのロール剛性の制御にも使用可能であ
る。

〔発明の、効果〕

以上説明、したように、この発明の車両の操舵角検出装
置によれば、操舵角中立位置を求める際の重み係数の大
きさを走行状Ｌｉ（例えば、車速、横加速度、ロール角
、ヨーレート等）に応じて適切な値に選定することとし
、直進走行であって操舵位置が中立位置に近いと見なさ
れる時には重み係数を小さくして操舵角検出値の重み付
けを大きくし、カーブ走行中で操舵中立位置が中立位置
よりずれていると予想される時には重み係数を大きくし
て前回処理の中立位置の重み付けを大きくする構成とし
たため、直進走行状態においては、演算された中立位置
が実際の中立位置からずれた場合の修正が速やかに行な
われ、またカーブ走行中においては、求められた中立位
置が実際の中立位置からずれる程度を小さく抑えること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車両の操舵角検出装置の構成を示す
ブロック図、第２図は第１図の装置の全体構成を示す斜
視図、第３図は操舵状態検出器の一例を示す平面図、第
４図はその検出器の検出信号の波形図、第５図は第２図
の装置のブロック図、第６図はこの発明の第１実施例の
構成を示すブロック図、第７図乃至第１０図はそれぞれ
車速、横加速度、ロール角およびヨーレートと重み係数
の関係を示す図、第１）図は操舵状態検出器の検出−信
号から操舵角を求める処理手順を示す流れ図、第１２図
はこの発明の第１実施例の処理手順を示す流れ図、第１
３図はイグニッションオン後の走行距離と重み係数の関
係を示す図、第１４図はこの発明の第２実施例としての
走行開始状態における処理手順を示す流れ図である。 １・・・走行状態検出器、２・・・操舵状態検出器、、
３・・・操舵角中立位置演算手段、４・・・重み係数選
定手段、５・・・実操舵角演算手段、９・・・ステアリ
ング機構、１０・・・車速検出器、１）・・・制御装置
、２０・・・マイクロコンピュータ、２２・・・演算処
理装置、２３・・・記憶装置、２５・・・操舵角検出部
、２７・・・操舵方向判定手段、２８・・・計数手段、
ＤＩ、Ｄ２・・・検出信号、Ｇ・・・横加速度、Ｌ・・
・走行距離、車速・・・■、α・・・重み係数、ｔ・・
・ヨーレート、ρ・・・ロール角、θ７・・・操舵角、
σ７・・・操舵角中立位置、ｅ・・・実操舵角。 第１図 ｖ、４図 第５図 Ｉ−二 第７図　　　　　第８図 第９１４　　　　　　第１Ｏ図 ’ｐ−１し用ｙ　　　　　　　　　　　　　　　ヨー糾
−トｒ第１３図 第１２１４ 第１４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の操舵角を検出する操舵角検出装置において
   、車両の走行状態を検出する走行状態検出器と、車両の
   舵取り機構の回動に応じた検出信号を出力する操舵状態
   検出器と、前記走行状態検出器の検出信号に基づき重み
   係数を選定する重み係数選定手段と、前記操舵状態検出
   器の検出信号に基づき前記重み係数に従って操舵角中立
   位置を演算する操舵角中立位置演算手段と、前記操舵状
   態検出器からの検出信号に基づく操舵角情報と前記操舵
   角中立位置演算手段からの操舵角中立位置情報に基づい
   て実操舵角を演算する実操舵角演算手段とを備えること
   を特徴とする車両の操舵角検出装置。
2. （２）走行状態検出器が、車速検出信号を出力する車速
   検出器又は横加速度検出信号を出力する横加速度検出器
   又はロール角検出信号を出力するロール角検出器又はヨ
   ーレート検出信号を出力するヨーレート検出器から選択
   された少なくとも一つである特許請求の範囲第１項記載
   の車両の操舵角検出装置。
3. （３）重み係数選定手段が、イグニッションオン直後の
   車両の走行開始処理状態において、走行開始後の走行距
   離又は走行時間に基づいて重み係数を選定するものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の車両の操舵角検出装置。