JPS63284064A - 操舵角センサの異常処理装置 - 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） 本発明は、自動車における動力舵取装置の操舵力制御装
置等に使用する操舵角センサの異常処理装置に関する。

（従来技術） 車速や操舵角等による走行状態に応じて操舵力を制御す
る動力操舵装置等においては、操舵角センサが使用され
ている。従来のこの種の操舵角センサは、例えば第５図
及び第６図に示すように、ハンドル軸１１＊たはこれと
連動して回転する紬（以下単にハンドル軸１１等という
）に固定された回動体３１と、これの回転角を検出する
検出器３３を主な構成部材としている。図示の例におい
ては、回動体３１は多数のスリ７）　３１ａを設けた円
形の遮光板であり、この遮光板３１は、細線方向に２分
割された支持部材３２の一方の半部３２ａに形成したい
んろう部に嵌合され、他方の半部３２ｂとの間に挾持さ
れて、全体が一体的に接着され、支持部材３２は圧入ま
たはセレーション結合等によりハンドル軸１１に固定さ
れている。また検出Ｂ３３は、遮光板３１を挾む両腕部
に発光ダイオードとフォトトランジスタを内蔵した７ｔ
トインタラプタ３３であり、スリット３１ａを通る光に
よるパルス数を計数して遮光板３１の回転角すなわちハ
ンドル軸１１の操舵角を検出するようになっている。

（発明が解決しようとする問題、へ） このような操舵角センサ３０においては、異常な外力が
加ったワ経年変化により接着剤が劣化したりすると、ハ
ンドル軸１１等と支持部材３２の間あるいは支持部材３
２と遮光板３１の間の固定がゆるんで、遮光板３１がハ
ンドル軸１１に対し回動するようになることがある。こ
のようなゆるみが生じると急激なハンドル操作の慣性力
等により遮光板３１がハンドル軸１１に対し相対回動す
るので、操舵角センサ３０は操舵角を実際とは異なる誤
った角度として検出するという問題がある。

これにより、例えば前述の操舵力制御においては、操舵
中立位置におけるハンドルが重くなると共にハンドルを
一方に切った位置においてハンドルが最も軽くなるとい
う左右非対称の揉蛇力特性となったり、あるいは走行状
態に応じた適正な操舵力制御が行われなくなるなど、運
転者に対し異常な操舵感覚を与えるようになるおそれが
ある。本発明はこのような問題を解決しようとするもの
である。

（開運、αを解決するための手段） このために、本発明による操舵角センサの異常処理装置
は、第１図に示す如く、ハンドル軸１１またはこれと連
動して回転する軸に固定された回動体３１と、この回動
体の回転角を検出する検出器３３を備えてなる操舵角セ
ンサ３０において、前記検出器３３により検出された回
転角を前記ハンドル軸１１またはこれと連動して回転す
る軸の最大回転角より多小大なる所定の限界回転角と比
較して前記検出された回転角が前記限界回転角に達すれ
ば異常信号を発する比較手段１と、通常は前記検出され
た回転角に対応する操舵角信号を出力するが、前記異常
信号が発せられた後はＯまたは一定値の操舵角信号を出
力する操舵角信号出力手段２を備えたことを特徴とする
ものである。

（作用） 回動体３１がハンドル帖１１等にしっかり固定されでい
れば、回動体３１の回転角は前記限界回転角に達するこ
とはないので比較手段１は異常信号を発することなく、
従って操舵角信号出力手段２は検出器３３により検出さ
れた回転角に対応する正しい操舵角信号を出力する。こ
の操舵角信号は操舵力制御装置等の制御装置に出力され
て正常な制御が行われる１回動体３１の固定がゆるんで
回動体３１がハンドル軸１１等に対し相対回動した場合
において、操舵ハンドルをその相対回動方向に大きく切
れば慣性力等により回動体３１の回転角は前記限界回転
角に達するので比較手段１は異常信号を発し、従ってそ
の後は操舵角信号出力手段２はＯまたは一定値の操舵角
信号を出力するようになる。此等の操舵角信号は操舵力
制御装置等の制御装置に出力され、比較手段１が異常信
号を発していない場合には正常な制御が行われ、比較手
段１が異常信号を発した場合には操舵角が０または一定
値であるとしての制御が行われる。

（発明の効果） 上述の如く、本発明によれば、ハンドル軸まなはこれと
２１！動じて回転する袖に対する可動体の固定がゆるん
で相対回動し、操舵角センサが操舵角を実際とは異なる
誤った角度として検出するようになった場合には、操舵
角を０またはまたは一定値として出力するようになるの
で、この出力により制御される操舵力制御装置等の制御
装置は操舵角に感応しなくなる。従って制御装置はきめ
細かい制御は１テわなくなるが、実際の操舵角とは異な
る誤った操舵角が入力されることにより異常な制御状態
となることを防止することができる。

（実施例） 以下に、第２図〜第４図に示す実施例により本発明の説
明をする。

第２図に示す如く、動力舵取装置２０は、ハンドル軸１
１を介して操舵ハンドル１０に連結された入力軸２３を
有するサーボ弁２１と、前車輪の操舵リンク機構に連結
された出力軸２４を有するバフ−シリング２２と、電磁
弁２５により構成されている。サーボ弁２１は操舵ハン
ドル１０よりハンドル軸１１を経て入力軸２３に加えら
れるハンドルトルクに応じて作動する公知のロータリー
形のものである。このサーボ弁２１には自動車エンジン
により駆動される供給ポンプ２８から一定流量の作動流
体が供給され、パワーシリング２２の画室へのこの作動
流体の給徘はハンドルトルクに応じて制御されてアシス
ト力を発生させ、これにより増大された出力トルクが出
力軸２４より操舵リンク機構に伝達されるよう構成され
ている。

電磁弁２５は後述の如く車速及び操舵角に応じて開度が
制御され、これによりハンドルトルクの出力トルクに対
する比率が、高車速域では低車速域よりも大になり、ま
た大操舵角域では小操舵角域よりも小になるように制御
されている。

＠２図に示す如く、電子制御装置４０はマイクロプロセ
ッサ（以下単にＣＰＵという）４１と、読出し専用メモ
リ（以下単にＲＯＭと言う）４２と、書込み可能メモリ
（以下単にＲＡＭと言う）４３を主要構成要素とし、こ
のＣＰＵ４１にはインターフェイス４５及び電磁弁駆動
回路４６を介して電磁弁２５のソレノイドが接続されて
、これに印加される電流を制御するようになっている。

また、ＣＰＵ４１にはインターフェイス４４を介して操
舵角センサ３０及び車速センサ３８が接続されている。

この操舵角センサ３０は第５図及び第６図に示したもの
と同様の遮光板３１及び７オトインタラプタ３３と位相
判定回路３５により構成され、遮光板３１はハンドル紬
１１に連結したサーボ弁２１の入力軸２３に支持部材３
２を介して固定され、遮光板３１の回転角を検出するこ
とにより操舵ハンドル１０の操舵角θを検出するように
なっている。また、車速センサ３８は、エンジンの駆動
力を後車輪に伝達するトランスミッシタンの出力軸に連
結された回転計により構成され、この車速センサ３８か
ら発生されるパルス信号の周波数に上り車速Ｖを検出す
るようになっている。

ＲＯＭ４２には、制御弁２５のソレノイドへ印加する電
流Ｉの操舵角θ及び車速ｖＩ：対する制御特性が、特性
マツプとして記憶されている。この特性マツプは１３図
に図形化して示す通りであり、印加電流■は、操舵角θ
の絶対値θの増大に応じて図示の如く増大し、また車速
Ｖの増大に応じて同様に減少するようになっている。電
磁弁２５は印加電流Ｉの増大に応じて開度が増大し、こ
れにより出力トルクに対するハンドルトルクの比率は前
述の如く制御される。

本実施例による操舵角センサの異常処理装置は、前記構
造の装置匂作動させて、正常な状態では操舵角θ及び車
速Ｖに基づいて電磁弁２５への印加電流Ｉを演算してこ
れを出力し、遮光板３１の固定がゆるんで入力軸２３に
対し回動するという異常が生じた場合には、出力される
操舵角の値を検出された操舵角とは無関係に次第に減少
させてＯとし、車速Ｖのみに応じて印加電流■を演算し
て出力するようにしたものであり、第４図にはこのよう
な制御を行うための７０−チャートが示されている。Ｒ
ＯＭ４２には、このような制御動作を実行するための制
御プログラムが記憶されている。

次に、第４図に示す７０−チャートにより本実施例の作
動を説明する。

自動車のメインスイッチを入れれば、電子制御装置４０
は各変数をＯまたは所定の初期値に設定する。異常７ラ
グＦｅは前回の作動終了時の値を保持し、その値は正常
な状態においては常に０である。自動車の走↑テ状態に
おいて時々刻々変化する操舵角θ及び車速Ｖは操舵角セ
ンサ３０及び車速センサ３８により検出され、それぞれ
の現在の値が図略のレノスタに記憶されている。ＣＰＵ
４１は、内蔵するクロックツエネレータにより作動する
図略の計時フローから所定の小時間間隔（例えば０．５
秒）毎に割込信号が入力される都度、第４図の７０−チ
ャートの制御プログラムに基づき処理動作を実行する。

ＣＰＵ４１は、先ずステップ１０１及び１０２において
前記レノスタに記憶された現在の操舵角θ及び車速Ｖを
読み込み、続くステップ１０３において異常７ラグＦｅ
が１であるが否かを判定する。

正常な状態においてはＦｅ＝０であるのでステップ１０
４に進み、ＣＰＵ４１は操舵角の絶対値１θ１を入力軸
２３の最大回転角よりも多少大なる所定の限界回転角α
（例えば１４４０度）と比較する。正常な状態において
は１θ１＞ａとなることはないのでステップ１０５に進
み、制御変数ｅに絶対値１θＩがセットされる。続くス
テップ１０６において、ＣＰＵ４１は車速Ｖ及び制御変
数θに基づ！第３図の特性マツプ上り印加電流Ｉを演算
し、ステップ１゜７においてインターフェイス４５及び
電磁弁駆動回路４６を介して値■なる電流を電磁弁２５
のソレノイドに印加する出力を行って、第４図の７０−
チャートの制御プログラムの実行を終了する。

以後、所定の小時間間隔毎に割込信号が入力される都度
、ＣＰＵ４１は上記制御プログラムを繰り返し実行し、
車速及び操舵角に応じて電磁弁３０の開度を最適に設定
し、これによりその走行状態に応じた最適のハンドルト
ルクが得られるようにする。

遮光板３１の固定がゆるんで入力軸２３に対し相対回動
するという異常が生じた場合には相対回動角の分だけ遮
光板３１の回転により検出される操舵角θに誤差を生じ
る。この場合において相対回動の方向にハンドルを切れ
ば検出される操舵角θは実際の操舵角よりも大となり、
従って大きくハンドルを切れば検出される操舵角θは前
記限界回転角αよりも大となる。このような事態が生じ
れば１θ１〉αとなるので、ＣＰＵ４１はステップ１０
４から制御動作をステップ１０８に進めるようになる。

ＣＰＵ４１はステップ１０８において異常７ラグＦｅの
値に１をセットした後、ステップ１０９において制御変
数ｅの値を前回の値から比較的小さい所定値β（例えば
４．５度）だけ減じたものとする。続くステップ１１０
においでθ≧Ｏならばそのまま、ｅ≧０でなければステ
ップ１１１においで９＝Ｏとした後、制御動作はステッ
プ１０６．１０７に進み、前述と同様に印加電流Ｉを演
算して電磁弁２５に出力して制御プログラムの実行を終
了する。この状態においてはＦｅ＝１となっているので
、次回以後の制御プログラム実行サイクルにおいてはス
テップ１０３からステップ１０９に進み、それ以後は前
記同様の作動を行う。すなわち、遮光板３１が入力軸２
３に対し回動するという異常が生じれば、いずれは一時
的にＩθ１〉αとなり、その後はステップ１０９，１１
０を通るようになり、印加電流Ｉの演算に使用される制
御変数ｅは操舵角センサ３０により検出される操舵角θ
とは無関係となり、次第に減少して０となる。

これにより、本実施例においては動力舵取装置１０は車
速にのみ感応し、操舵角には感応しないものとなる。

なお、上記実施例の如く、前述の異常が生じた場合に制
御変数ｅを次第に減少させて０にするようにすれば、ハ
ンドルトルクが急激に変化するようなことがないので好
ましい。また制御変数θはＯに収斂させる必要はなく、
比較的小さい操舵角（例えば１０度）に相当する一定値
に収斂させるようにしてもよい。

また、第４図の７０−チャートの制御プログラムは、上
記実施例の如く所定の小時間間隔毎に実行する代りに、
所定の小走行距離毎に実行するようにしてもよい。

また、本発明は実施例とは異なる揉舵力制御装置に適用
することもできるし、操舵角に応じて作動するその他の
制御装置に適用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による操舵角センサの異常処理ｉ＆置の
全体構成図、第２図〜第４図は本発明の一実施例を示し
、第２図は全体の説明図、第３図は操舵角及び車速に対
する電磁弁への印加電流の特性図、＠４図は制御プログ
ラムの７０−チャート、第５図は操舵角センサの一部の
断面図、第６図は操舵角センサの一部の斜視図である。 狩号の説明 １・・・比較手段、２・・・操舵角信号出力手段、１１
・・・ハンドル紬、３０・・・操舵角センサ、３１・・
・回動体（遮光板）、３３・・・検出器（７オトインタ
ラブタ）。 出願人　　豊田工機株式会社（外１名）代理人　　弁理
士　長谷照−（外１名）第１図 １１・・・ハンドル紬 ３０・・・撮舵角センサ ３１・・・回動体（１光［） ３３・・・検出器（７ｔ）インタラプタ）第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドル軸またはこれと連動して回転する軸に固定され
   た回動体と、この回動体の回転角を検出する検出器を備
   えてなる操舵角センサにおいて、前記検出器により検出
   された回転角を前記ハンドル軸またはこれと連動して回
   転する軸の最大回転角より多小大なる所定の限界回転角
   と比較して前記検出された回転角が前記限界回転角に達
   すれば異常信号を発する比較手段と、通常は前記検出さ
   れた回転角に対応する操舵角信号を出力するが、前記異
   常信号が発せられた後は０または一定値の操舵角信号を
   出力する操舵角信号出力手段を備えたことを特徴とする
   操舵角センサの異常処理装置。