JP2000289636A - 車両のステアリング角度制御装置 - Google Patents
車両のステアリング角度制御装置Info
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/001—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits the torque NOT being among the input parameters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
- B62D1/28—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
- B62D15/021—Determination of steering angle
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い範囲にわたって制御精度を向上させた車
両のステアリング角度制御装置を得る。 【解決手段】 ステアリング駆動手段１０を介してステ
アリング角度θｄを目標角度θｏと一致するように制御
する装置において、ステアリング角度検出手段は、第１
の角度検出値θ１を出力する第１のポテンショメータ１
１と、第２の角度検出値θ２を出力する第２のポテンシ
ョメータ１２とを含み、目標トルク演算手段２０は、第
１および第２の角度検出値に基づいてステアリング角度
を算出する角度演算処理部２２を含み、角度演算処理部
は、第２の角度範囲外では第１の角度検出値をステアリ
ング角度として出力し、第２の角度範囲内では第２の角
度検出値をステアリング角度として出力する。
両のステアリング角度制御装置を得る。 【解決手段】 ステアリング駆動手段１０を介してステ
アリング角度θｄを目標角度θｏと一致するように制御
する装置において、ステアリング角度検出手段は、第１
の角度検出値θ１を出力する第１のポテンショメータ１
１と、第２の角度検出値θ２を出力する第２のポテンシ
ョメータ１２とを含み、目標トルク演算手段２０は、第
１および第２の角度検出値に基づいてステアリング角度
を算出する角度演算処理部２２を含み、角度演算処理部
は、第２の角度範囲外では第１の角度検出値をステアリ
ング角度として出力し、第２の角度範囲内では第２の角
度検出値をステアリング角度として出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ステアリングシ
ャフトの回転角度（ステアリング角度）を目標値に自動
制御する車両のステアリング角度制御装置に関し、特に
広いステアリング角度範囲にわたって制御精度を向上さ
せた車両のステアリング角度制御装置に関するものであ
る。
ャフトの回転角度（ステアリング角度）を目標値に自動
制御する車両のステアリング角度制御装置に関し、特に
広いステアリング角度範囲にわたって制御精度を向上さ
せた車両のステアリング角度制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、たとえば自動車技術会の学術
講演前刷集９４４（１９９４−１０）に参照されるよう
に、省人化による生産性の向上や作業改善などを目的と
して、無線操縦式構内専用車両（以下、「無線操縦車
両」という）のステアリング角度を目標角度に自動制御
する装置はよく知られている。
講演前刷集９４４（１９９４−１０）に参照されるよう
に、省人化による生産性の向上や作業改善などを目的と
して、無線操縦式構内専用車両（以下、「無線操縦車
両」という）のステアリング角度を目標角度に自動制御
する装置はよく知られている。
【０００３】この種の無線操縦車両のステアリング角度
を制御するためには、ステアリングシャフトの回転角度
を絶対値として検出する必要があるが、現状では、ポテ
ンショメータの検出電圧をＡ／Ｄコンバータでデジタル
値に変換して角度検出値としている。
を制御するためには、ステアリングシャフトの回転角度
を絶対値として検出する必要があるが、現状では、ポテ
ンショメータの検出電圧をＡ／Ｄコンバータでデジタル
値に変換して角度検出値としている。
【０００４】また、同様の自動制御装置は、たとえば特
開平９−２５８８２２号公報の車両用無線操縦装置や特
開昭６１−１３１０６号公報の車両用操舵角検出装置な
どに参照することができる。
開平９−２５８８２２号公報の車両用無線操縦装置や特
開昭６１−１３１０６号公報の車両用操舵角検出装置な
どに参照することができる。
【０００５】しかしながら、上記公報に記載された従来
装置は、ステアリング角度の制御精度および制御応答性
が不足しているので、たとえば高速道路などの自動車専
用道路における自動運転制御装置に適用しようとした場
合に、十分な制御性が得られず、車線内走行を持続する
ことが困難になるおそれがある。
装置は、ステアリング角度の制御精度および制御応答性
が不足しているので、たとえば高速道路などの自動車専
用道路における自動運転制御装置に適用しようとした場
合に、十分な制御性が得られず、車線内走行を持続する
ことが困難になるおそれがある。
【０００６】また、ステアリング角度の制御精度および
制御応答性を向上させるためには、ステアリング角度の
検出精度を高める必要があるが、ポテンショメータを用
いた場合にＡ／Ｄコンバータの分解能を高めようとする
と、ノイズの影響を受け易くなってしまい、結局、検出
精度を十分に向上させることはできない。
制御応答性を向上させるためには、ステアリング角度の
検出精度を高める必要があるが、ポテンショメータを用
いた場合にＡ／Ｄコンバータの分解能を高めようとする
と、ノイズの影響を受け易くなってしまい、結局、検出
精度を十分に向上させることはできない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両のステアリ
ング角度制御装置は以上のように、ステアリング角度の
制御精度および制御応答性が不足しているので、自動車
専用道路における自動運転などに適用することができな
いという問題点があった。
ング角度制御装置は以上のように、ステアリング角度の
制御精度および制御応答性が不足しているので、自動車
専用道路における自動運転などに適用することができな
いという問題点があった。
【０００８】また、ステアリング角度の制御精度および
応答性を向上させるために、Ａ／Ｄコンバータの分解能
を高めてポテンショメータの検出精度を高めようとする
と、ノイズの影響を受け易くなり、結局、ステアリング
角度の検出精度を十分に向上させることができないとい
う問題点があった。
応答性を向上させるために、Ａ／Ｄコンバータの分解能
を高めてポテンショメータの検出精度を高めようとする
と、ノイズの影響を受け易くなり、結局、ステアリング
角度の検出精度を十分に向上させることができないとい
う問題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、全ステアリング角度に相当する
第１の角度範囲では第１のポテンショメータの角度検出
値を用い、ステアリング角度の中立点付近の狭い第２の
角度範囲では分解能の高い第２のポテンショメータの角
度検出値を用いて、広い範囲にわたって制御精度を向上
させた車両のステアリング角度制御装置を得ることを目
的とする。
ためになされたもので、全ステアリング角度に相当する
第１の角度範囲では第１のポテンショメータの角度検出
値を用い、ステアリング角度の中立点付近の狭い第２の
角度範囲では分解能の高い第２のポテンショメータの角
度検出値を用いて、広い範囲にわたって制御精度を向上
させた車両のステアリング角度制御装置を得ることを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車両のステアリング角度制御装置は、ステアリングシ
ャフトを回転駆動するステアリング駆動手段と、ステア
リングシャフトの回転角度を角度検出値として出力する
ステアリング角度検出手段と、ステアリングシャフトの
目標角度と角度検出値に基づくステアリング角度との角
度偏差に基づいて、ステアリングシャフトに印加すべき
目標トルクを算出する目標トルク演算手段とを備え、ス
テアリング駆動手段を介して目標トルクをステアリング
シャフトに印加して、ステアリング角度を目標角度と一
致するように制御する車両のステアリング角度制御装置
において、ステアリング角度検出手段は、ステアリング
シャフトが回転可能な第１の角度範囲にわたって回転位
置に比例した第１の角度検出値を出力する第１のポテン
ショメータと、ステアリングシャフトの中立点を含み且
つ第１の角度範囲よりも狭い第２の角度範囲にわたって
回転位置に比例した第２の角度検出値を出力する第２の
ポテンショメータとを含み、目標トルク演算手段は、第
１および第２の角度検出値に基づいてステアリング角度
を算出する角度演算処理部を含み、角度演算処理部は、
第１の角度検出値が第２の角度範囲外にある場合には、
第１の角度検出値をステアリング角度として出力し、第
１の角度検出値が第２の角度範囲内にある場合には、第
２の角度検出値をステアリング角度として出力するもの
である。
る車両のステアリング角度制御装置は、ステアリングシ
ャフトを回転駆動するステアリング駆動手段と、ステア
リングシャフトの回転角度を角度検出値として出力する
ステアリング角度検出手段と、ステアリングシャフトの
目標角度と角度検出値に基づくステアリング角度との角
度偏差に基づいて、ステアリングシャフトに印加すべき
目標トルクを算出する目標トルク演算手段とを備え、ス
テアリング駆動手段を介して目標トルクをステアリング
シャフトに印加して、ステアリング角度を目標角度と一
致するように制御する車両のステアリング角度制御装置
において、ステアリング角度検出手段は、ステアリング
シャフトが回転可能な第１の角度範囲にわたって回転位
置に比例した第１の角度検出値を出力する第１のポテン
ショメータと、ステアリングシャフトの中立点を含み且
つ第１の角度範囲よりも狭い第２の角度範囲にわたって
回転位置に比例した第２の角度検出値を出力する第２の
ポテンショメータとを含み、目標トルク演算手段は、第
１および第２の角度検出値に基づいてステアリング角度
を算出する角度演算処理部を含み、角度演算処理部は、
第１の角度検出値が第２の角度範囲外にある場合には、
第１の角度検出値をステアリング角度として出力し、第
１の角度検出値が第２の角度範囲内にある場合には、第
２の角度検出値をステアリング角度として出力するもの
である。
【００１１】また、この発明の請求項２に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項１において、角度演
算処理部は、第１および第２の角度検出値を重み付けし
て合成するための重み付け合成手段を含み、第１および
第２の角度検出値が切り換えられる角度位置の近傍範囲
においては、重み付け合成手段の出力値をステアリング
角度として出力し、重み付け合成手段は、近傍範囲にお
いて相補的に且つ徐々に可変設定される第１および第２
の重み付け係数を用い、第１および第２の角度検出値に
第１および第２の重み付け係数をそれぞれ乗算して加算
した値を出力し、第１の重み付け係数は、第２の角度範
囲外においては１に設定され、且つ第２の角度範囲内に
おいては０に設定され、第２の重み付け係数は、第２の
角度範囲外においては０に設定され、且つ第２の角度範
囲内においては１に設定されたものである。
テアリング角度制御装置は、請求項１において、角度演
算処理部は、第１および第２の角度検出値を重み付けし
て合成するための重み付け合成手段を含み、第１および
第２の角度検出値が切り換えられる角度位置の近傍範囲
においては、重み付け合成手段の出力値をステアリング
角度として出力し、重み付け合成手段は、近傍範囲にお
いて相補的に且つ徐々に可変設定される第１および第２
の重み付け係数を用い、第１および第２の角度検出値に
第１および第２の重み付け係数をそれぞれ乗算して加算
した値を出力し、第１の重み付け係数は、第２の角度範
囲外においては１に設定され、且つ第２の角度範囲内に
おいては０に設定され、第２の重み付け係数は、第２の
角度範囲外においては０に設定され、且つ第２の角度範
囲内においては１に設定されたものである。
【００１２】また、この発明の請求項３に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項１または請求項２に
おいて、角度演算処理部は、第１および第２の角度検出
値の検出値偏差に基づいて、第１および第２のポテンシ
ョメータの間のオフセット誤差を算出するオフセット誤
差演算手段と、オフセット誤差を用いて第１および第２
の角度検出値の少なくとも一方を補正する補正手段とを
含むものである。
テアリング角度制御装置は、請求項１または請求項２に
おいて、角度演算処理部は、第１および第２の角度検出
値の検出値偏差に基づいて、第１および第２のポテンシ
ョメータの間のオフセット誤差を算出するオフセット誤
差演算手段と、オフセット誤差を用いて第１および第２
の角度検出値の少なくとも一方を補正する補正手段とを
含むものである。
【００１３】また、この発明の請求項４に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項３において、オフセ
ット誤差演算手段は、検出値偏差のヒストグラムを算出
するヒストグラム演算手段を含み、ヒストグラムのうち
の出現頻度の最も多い検出値偏差をオフセット誤差とし
て出力するものである。
テアリング角度制御装置は、請求項３において、オフセ
ット誤差演算手段は、検出値偏差のヒストグラムを算出
するヒストグラム演算手段を含み、ヒストグラムのうち
の出現頻度の最も多い検出値偏差をオフセット誤差とし
て出力するものである。
【００１４】また、この発明の請求項５に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項３または請求項４に
おいて、オフセット誤差演算手段は、フィルタ処理手段
を含み、相補的に設定された第１および第２のフィルタ
係数を用い、検出値偏差の今回値および前回値に第１お
よび第２のフィルタ係数をそれぞれ乗算して加算した値
を、オフセット誤差として出力するものである。
テアリング角度制御装置は、請求項３または請求項４に
おいて、オフセット誤差演算手段は、フィルタ処理手段
を含み、相補的に設定された第１および第２のフィルタ
係数を用い、検出値偏差の今回値および前回値に第１お
よび第２のフィルタ係数をそれぞれ乗算して加算した値
を、オフセット誤差として出力するものである。
【００１５】また、この発明の請求項６に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項５において、オフセ
ット誤差演算手段は、検出値偏差の今回値と前回値との
偏差が許容値以上の場合には、オフセット誤差の前回値
を出力するものである。
テアリング角度制御装置は、請求項５において、オフセ
ット誤差演算手段は、検出値偏差の今回値と前回値との
偏差が許容値以上の場合には、オフセット誤差の前回値
を出力するものである。
【００１６】また、この発明の請求項７に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項３から請求項６まで
のいずれかにおいて、オフセット誤差演算手段は、第１
の角度検出値が第２の角度範囲内にある場合には、検出
値偏差に基づいてオフセット誤差を出力し、第１の角度
検出値が第２の角度範囲外にある場合には、検出値偏差
の前回値をオフセット誤差として出力するものである。
テアリング角度制御装置は、請求項３から請求項６まで
のいずれかにおいて、オフセット誤差演算手段は、第１
の角度検出値が第２の角度範囲内にある場合には、検出
値偏差に基づいてオフセット誤差を出力し、第１の角度
検出値が第２の角度範囲外にある場合には、検出値偏差
の前回値をオフセット誤差として出力するものである。
【００１７】また、この発明の請求項８に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項１から請求項７まで
のいずれかにおいて、第２のポテンショメータは、第２
のポテンショメータの１回転毎に同一値を繰り返すよう
に第２の角度検出値を出力するものである。
テアリング角度制御装置は、請求項１から請求項７まで
のいずれかにおいて、第２のポテンショメータは、第２
のポテンショメータの１回転毎に同一値を繰り返すよう
に第２の角度検出値を出力するものである。
【００１８】また、この発明の請求項９に係る車両のス
テアリング角度制御装置は、請求項１から請求項７まで
のいずれかにおいて、第１および第２の角度検出値に基
づいて、ステアリングシャフトの回転角速度をステアリ
ング角速度として算出するステアリング角速度演算手段
を備え、目標トルク演算手段は、ステアリングシャフト
の目標角速度とステアリング角速度との角速度偏差に基
づいて目標トルクを算出するものである。
テアリング角度制御装置は、請求項１から請求項７まで
のいずれかにおいて、第１および第２の角度検出値に基
づいて、ステアリングシャフトの回転角速度をステアリ
ング角速度として算出するステアリング角速度演算手段
を備え、目標トルク演算手段は、ステアリングシャフト
の目標角速度とステアリング角速度との角速度偏差に基
づいて目標トルクを算出するものである。
【００１９】また、この発明の請求項１０に係る車両の
ステアリング角度制御装置は、請求項９において、ステ
アリング角速度演算手段は、第１の角度検出値が第２の
角度範囲外にある場合には、第１の角度検出値に基づい
てステアリング角速度を算出し、第１の角度検出値が第
２の角度範囲内にある場合には、第２の角度検出値に基
づいてステアリング角速度を算出するものである。
ステアリング角度制御装置は、請求項９において、ステ
アリング角速度演算手段は、第１の角度検出値が第２の
角度範囲外にある場合には、第１の角度検出値に基づい
てステアリング角速度を算出し、第１の角度検出値が第
２の角度範囲内にある場合には、第２の角度検出値に基
づいてステアリング角速度を算出するものである。
【００２０】また、この発明の請求項１１に係る車両の
ステアリング角度制御装置は、請求項１０において、ス
テアリング角速度演算手段は、第１および第２の角度検
出値から第１および第２のステアリング角速度をそれぞ
れ算出する第１および第２のステアリング角速度演算部
と、第１および第２のステアリング角速度を重み付けし
て合成するための重み付け合成手段とを含み、第１およ
び第２の角度検出値が切り換えられる角度位置の近傍範
囲においては、重み付け合成手段の出力値をステアリン
グ角速度として算出するものである。
ステアリング角度制御装置は、請求項１０において、ス
テアリング角速度演算手段は、第１および第２の角度検
出値から第１および第２のステアリング角速度をそれぞ
れ算出する第１および第２のステアリング角速度演算部
と、第１および第２のステアリング角速度を重み付けし
て合成するための重み付け合成手段とを含み、第１およ
び第２の角度検出値が切り換えられる角度位置の近傍範
囲においては、重み付け合成手段の出力値をステアリン
グ角速度として算出するものである。
【００２１】また、この発明の請求項１２に係る車両の
ステアリング角度制御装置は、請求項９において、第２
のポテンショメータは、第２のポテンショメータの１回
転毎に同一値を繰り返すように第２の角度検出値を出力
し、ステアリング角速度演算手段は、第２の角度検出値
が直線的に変化する角度範囲においては、第２の角度検
出値に基づいてステアリング角速度を算出し、第２の角
度検出値が急変する角度の近傍範囲においては、第１の
角度検出値に基づいてステアリング角速度を算出するも
のである。
ステアリング角度制御装置は、請求項９において、第２
のポテンショメータは、第２のポテンショメータの１回
転毎に同一値を繰り返すように第２の角度検出値を出力
し、ステアリング角速度演算手段は、第２の角度検出値
が直線的に変化する角度範囲においては、第２の角度検
出値に基づいてステアリング角速度を算出し、第２の角
度検出値が急変する角度の近傍範囲においては、第１の
角度検出値に基づいてステアリング角速度を算出するも
のである。
【００２２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の
実施の形態１を概略的に示すブロック構成図であり、図
２は図１内のコントローラ２０の具体的構成を示す機能
ブロック図、図３および図４は図１内の第１および第２
のポテンショメータ１１、１２（ステアリング角度検出
手段）の出力特性を示す説明図である。
実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の
実施の形態１を概略的に示すブロック構成図であり、図
２は図１内のコントローラ２０の具体的構成を示す機能
ブロック図、図３および図４は図１内の第１および第２
のポテンショメータ１１、１２（ステアリング角度検出
手段）の出力特性を示す説明図である。
【００２３】図１において、運転者により操作されるハ
ンドル１のステアリングシャフト２には、ステアリング
シャフト２を回転駆動するステアリング駆動手段とし
て、モータ１０が設けられている。モータ１０は、パワ
ーステアリング用の駆動手段としても用いられ得る。
ンドル１のステアリングシャフト２には、ステアリング
シャフト２を回転駆動するステアリング駆動手段とし
て、モータ１０が設けられている。モータ１０は、パワ
ーステアリング用の駆動手段としても用いられ得る。
【００２４】モータ１０には、ステアリングシャフト２
の回転角度θ（ステアリング角度）を検出するステアリ
ング角度検出手段として、第１のポテンショメータ１１
および第２のポテンショメータ１２が設けられている。
の回転角度θ（ステアリング角度）を検出するステアリ
ング角度検出手段として、第１のポテンショメータ１１
および第２のポテンショメータ１２が設けられている。
【００２５】第１のポテンショメータ１１は、ステアリ
ングシャフト２が回転可能な第１の角度範囲Ｄ１（たと
えば、±９００°）にわたって回転位置に比例した第１
の角度検出値θ１を出力する。
ングシャフト２が回転可能な第１の角度範囲Ｄ１（たと
えば、±９００°）にわたって回転位置に比例した第１
の角度検出値θ１を出力する。
【００２６】第２のポテンショメータ１２は、ステアリ
ングシャフト２の中立点（０°）を含み且つ第１の角度
範囲Ｄ１よりも狭い第２の角度範囲Ｄ２（たとえば、±
１８０°）にわたって回転位置に比例した第２の角度検
出値θ２を出力する。第１および第２の角度検出値θ
１、θ２は、マイクロコンピュータからなるコントロー
ラ２０に入力される。
ングシャフト２の中立点（０°）を含み且つ第１の角度
範囲Ｄ１よりも狭い第２の角度範囲Ｄ２（たとえば、±
１８０°）にわたって回転位置に比例した第２の角度検
出値θ２を出力する。第１および第２の角度検出値θ
１、θ２は、マイクロコンピュータからなるコントロー
ラ２０に入力される。
【００２７】コントローラ２０は、第１、第２の角度検
出値θ１、θ２のみならず、他の各種センサ（図示せ
ず）からの運転情報などに基づいて、モータ１０の目標
トルクを演算し、目標トルクに相当するモータ電流ｉＭ
をモータ１０に供給する。
出値θ１、θ２のみならず、他の各種センサ（図示せ
ず）からの運転情報などに基づいて、モータ１０の目標
トルクを演算し、目標トルクに相当するモータ電流ｉＭ
をモータ１０に供給する。
【００２８】図２において、コントローラ２０は、目標
角度算出部２１、角度演算処理部２２、減算手段２３お
よび出力バッファ２４を備えており、これらは、ステア
リングシャフト２に印加すべき目標トルク（モータ電流
ｉＭに相当）を算出する目標トルク演算手段を構成して
いる。
角度算出部２１、角度演算処理部２２、減算手段２３お
よび出力バッファ２４を備えており、これらは、ステア
リングシャフト２に印加すべき目標トルク（モータ電流
ｉＭに相当）を算出する目標トルク演算手段を構成して
いる。
【００２９】目標角度算出部２１は、各種の運転情報に
基づいてステアリングシャフト２の目標角度θｏを算出
する。角度演算処理部２２は、第１および第２の角度検
出値θ１、θ２に基づいて、ステアリング角度θｄを最
終的な検出値として出力する。
基づいてステアリングシャフト２の目標角度θｏを算出
する。角度演算処理部２２は、第１および第２の角度検
出値θ１、θ２に基づいて、ステアリング角度θｄを最
終的な検出値として出力する。
【００３０】減算手段２３は、目標角度θｏとステアリ
ング角度θｄとの角度偏差Δθを算出し、出力バッファ
２４は、角度偏差Δθを増幅（ゲインＫ１倍）して、ス
テアリングシャフト２の目標トルクに対応したモータ電
流ｉＭをモータ１０（ステアリング駆動手段）に出力す
る。
ング角度θｄとの角度偏差Δθを算出し、出力バッファ
２４は、角度偏差Δθを増幅（ゲインＫ１倍）して、ス
テアリングシャフト２の目標トルクに対応したモータ電
流ｉＭをモータ１０（ステアリング駆動手段）に出力す
る。
【００３１】これにより、コントローラ２０は、モータ
１０を介して目標トルクをステアリングシャフト２に印
加し、ステアリング角度θｄが目標角度θｏと一致する
ようにハンドル１を自動制御する。
１０を介して目標トルクをステアリングシャフト２に印
加し、ステアリング角度θｄが目標角度θｏと一致する
ようにハンドル１を自動制御する。
【００３２】図３、図４において、横軸はハンドル１
（ステアリングシャフト２）の回転角度θであり、縦軸
は各角度検出値（センサ出力電圧）θ１、θ２である。
図３において、第１の角度検出値θ１は、ステアリング
シャフト２の全回転範囲となる広い第１の角度範囲Ｄ１
（±９００°）にわたって線形な出力特性を有する。
（ステアリングシャフト２）の回転角度θであり、縦軸
は各角度検出値（センサ出力電圧）θ１、θ２である。
図３において、第１の角度検出値θ１は、ステアリング
シャフト２の全回転範囲となる広い第１の角度範囲Ｄ１
（±９００°）にわたって線形な出力特性を有する。
【００３３】図４において、第２の角度検出値θ２は、
ステアリングシャフト２の中立点付近の狭い第２の角度
範囲Ｄ２（±１８０°）にわたって線形な出力特性を有
する。ここでは、第２のポテンショメータ１２は、安価
なセンサで構成され、１回転（３６０°）毎に同一値か
らなる第２の角度検出値θ２を繰り返し出力するものと
する。
ステアリングシャフト２の中立点付近の狭い第２の角度
範囲Ｄ２（±１８０°）にわたって線形な出力特性を有
する。ここでは、第２のポテンショメータ１２は、安価
なセンサで構成され、１回転（３６０°）毎に同一値か
らなる第２の角度検出値θ２を繰り返し出力するものと
する。
【００３４】図３および図４から明らかなように、第１
の角度検出値θ１は、ステアリングシャフト２の全回転
領域をカバーしているが、ステアリングシャフト２の中
立点付近においては、第１の角度検出値θ１よりも第２
の角度検出値θ２の方が変化率が大きく分解能が高くな
っている。
の角度検出値θ１は、ステアリングシャフト２の全回転
領域をカバーしているが、ステアリングシャフト２の中
立点付近においては、第１の角度検出値θ１よりも第２
の角度検出値θ２の方が変化率が大きく分解能が高くな
っている。
【００３５】次に、図３および図４を参照しながら、図
１および図２に示したこの発明の実施の形態１の動作に
ついて説明する。ステアリング角度制御によって車両の
自動運転を行う場合、高速走行時の直進状態において
は、ステアリングシャフト２が中立点付近に制御される
ので、高い分解能のステアリング角度θｄが必要とな
る。
１および図２に示したこの発明の実施の形態１の動作に
ついて説明する。ステアリング角度制御によって車両の
自動運転を行う場合、高速走行時の直進状態において
は、ステアリングシャフト２が中立点付近に制御される
ので、高い分解能のステアリング角度θｄが必要とな
る。
【００３６】一方、低速走行時にハンドル１が大きく切
られている状態においては、ステアリングシャフト２が
中立点から大きく外れた回転位置に制御されるので、そ
れほど高い分解能のステアリング角度θｄは要求されな
い。
られている状態においては、ステアリングシャフト２が
中立点から大きく外れた回転位置に制御されるので、そ
れほど高い分解能のステアリング角度θｄは要求されな
い。
【００３７】また、一般に、ハンドル１の回転角度θの
操作範囲は、左右両方向に対してそれぞれ２回転（±７
２０°）程度であり、ステアリング角度検出手段は比較
的広い角度範囲をカバーする必要がある。
操作範囲は、左右両方向に対してそれぞれ２回転（±７
２０°）程度であり、ステアリング角度検出手段は比較
的広い角度範囲をカバーする必要がある。
【００３８】したがって、ステアリング角度検出手段と
して、互いに異なる出力特性を有する第１のポテンショ
メータ１１と第２のポテンショメータ１２とが用いられ
る。第１のポテンショメータ１１は、ハンドル１の全回
転領域に相当する第１の角度範囲Ｄ１（±９００°）を
カバーする出力特性（図３参照）で第１の角度検出値θ
１をコントローラ２０に出力する。
して、互いに異なる出力特性を有する第１のポテンショ
メータ１１と第２のポテンショメータ１２とが用いられ
る。第１のポテンショメータ１１は、ハンドル１の全回
転領域に相当する第１の角度範囲Ｄ１（±９００°）を
カバーする出力特性（図３参照）で第１の角度検出値θ
１をコントローラ２０に出力する。
【００３９】また、第２のポテンショメータ１２は、ハ
ンドル１の中立点を含み且つ狭く限定された第２の角度
範囲Ｄ２（±１８０°）にわたって、高い分解能の線形
出力特性（図４参照）の第２の角度検出値θ２をコント
ローラ２０に出力する。
ンドル１の中立点を含み且つ狭く限定された第２の角度
範囲Ｄ２（±１８０°）にわたって、高い分解能の線形
出力特性（図４参照）の第２の角度検出値θ２をコント
ローラ２０に出力する。
【００４０】コントローラ２０内の角度演算処理部２２
は、ハンドル１の回転角度θが大きく、第１の角度検出
値θ１が第２の角度範囲Ｄ２（±１８０°）から逸脱し
ている場合には、第１の角度検出値θ１をステアリング
角度θｄとして出力する。
は、ハンドル１の回転角度θが大きく、第１の角度検出
値θ１が第２の角度範囲Ｄ２（±１８０°）から逸脱し
ている場合には、第１の角度検出値θ１をステアリング
角度θｄとして出力する。
【００４１】一方、ハンドル１の回転角度θが小さく、
第１の角度検出値θ１が第２の角度範囲Ｄ２（±１８０
°）内にある場合には、高速直進運転状態と見なされ
て、高い分解能が要求されるので、第２の角度検出値θ
２をステアリング角度θｄとして出力する。
第１の角度検出値θ１が第２の角度範囲Ｄ２（±１８０
°）内にある場合には、高速直進運転状態と見なされ
て、高い分解能が要求されるので、第２の角度検出値θ
２をステアリング角度θｄとして出力する。
【００４２】以下、コントローラ２０は、減算手段２３
および出力バッファ２４を介して、モータ電流ｉＭをモ
ータ１０に供給し、目標角度θｏと一致するように、ス
テアリング角度θｄをフィードバック制御する。
および出力バッファ２４を介して、モータ電流ｉＭをモ
ータ１０に供給し、目標角度θｏと一致するように、ス
テアリング角度θｄをフィードバック制御する。
【００４３】このように、ハンドル１の全回転領域をカ
バーする第１の角度検出値θ１に応じて、ハンドル１の
回転角度θを検出するためのポテンショメータを切り換
えることにより、中立点付近で精度がよく且つ全回転領
域の角度範囲をカバーして、検出範囲の広さと分解能の
両立を実現することができる。
バーする第１の角度検出値θ１に応じて、ハンドル１の
回転角度θを検出するためのポテンショメータを切り換
えることにより、中立点付近で精度がよく且つ全回転領
域の角度範囲をカバーして、検出範囲の広さと分解能の
両立を実現することができる。
【００４４】また、一般に高分解能のポテンショメータ
は高価であり、コストアップを招くおそれがあるが、第
２のポテンショメータ１２として、１回転毎に同じ検出
値を繰り返す出力特性（図４参照）の汎用品を用いたの
で、安価に構成することができる。
は高価であり、コストアップを招くおそれがあるが、第
２のポテンショメータ１２として、１回転毎に同じ検出
値を繰り返す出力特性（図４参照）の汎用品を用いたの
で、安価に構成することができる。
【００４５】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、第２の角度範囲Ｄ２の境界位置での第１および第２
の角度検出値θ１、θ２を切り換え時に発生する不連続
部分について考慮しなかったが、各ポテンショメータの
検出値θ１、θ２は、センサ組み付け時の誤差などによ
りオフセットされるおそれがある。
は、第２の角度範囲Ｄ２の境界位置での第１および第２
の角度検出値θ１、θ２を切り換え時に発生する不連続
部分について考慮しなかったが、各ポテンショメータの
検出値θ１、θ２は、センサ組み付け時の誤差などによ
りオフセットされるおそれがある。
【００４６】したがって、角度検出値θ１、θ２の切り
換え時にステアリング角度θｄが急変するので、フィー
ドバック制御がうまく動作せずに、制御対象となるハン
ドル１の回転角度θが急変して振動するなど、不安定な
制御状態を引き起こすおそれがある。
換え時にステアリング角度θｄが急変するので、フィー
ドバック制御がうまく動作せずに、制御対象となるハン
ドル１の回転角度θが急変して振動するなど、不安定な
制御状態を引き起こすおそれがある。
【００４７】そこで、センサ切り換え時において、第１
および第２の角度検出値θ１、θ２の切り換え部分をな
めらかに変化させてもよい。以下、各角度検出値θ１、
θ２の切り換え部分をなめらかにしたこの発明の実施の
形態２を図について説明する。
および第２の角度検出値θ１、θ２の切り換え部分をな
めらかに変化させてもよい。以下、各角度検出値θ１、
θ２の切り換え部分をなめらかにしたこの発明の実施の
形態２を図について説明する。
【００４８】図５はこの発明の実施の形態２による角度
演算処理部２２Ａを示す機能ブロック図であり、図６は
角度演算処理部２２Ａ内の重み付け合成手段により用い
られる第１および第２の重み付け係数Ｗ１およびＷ２の
変化を示す説明図である。
演算処理部２２Ａを示す機能ブロック図であり、図６は
角度演算処理部２２Ａ内の重み付け合成手段により用い
られる第１および第２の重み付け係数Ｗ１およびＷ２の
変化を示す説明図である。
【００４９】図５において、角度演算処理部２２Ａは、
第１の角度検出値θ１に重み付け係数Ｗ１を乗算する乗
算手段２５と、第２の角度検出値θ２に重み付け係数Ｗ
２を乗算する乗算手段２６と、各乗算手段２５および２
６の乗算値を加算してステアリング角度θｄとして出力
する加算手段２７とを備えている。
第１の角度検出値θ１に重み付け係数Ｗ１を乗算する乗
算手段２５と、第２の角度検出値θ２に重み付け係数Ｗ
２を乗算する乗算手段２６と、各乗算手段２５および２
６の乗算値を加算してステアリング角度θｄとして出力
する加算手段２７とを備えている。
【００５０】乗算手段２５、２６および加算手段２７
は、第１および第２の角度検出値θ１、θ２を重み付け
して合成するための重み付け合成手段を構成しており、
各角度検出値θ１、θ２が切り換えられる角度位置の近
傍範囲Ｄｎにおいて、重み付け合成されたステアリング
角度θｄを出力する。
は、第１および第２の角度検出値θ１、θ２を重み付け
して合成するための重み付け合成手段を構成しており、
各角度検出値θ１、θ２が切り換えられる角度位置の近
傍範囲Ｄｎにおいて、重み付け合成されたステアリング
角度θｄを出力する。
【００５１】図６において、横軸はハンドル１の回転角
度θ[°]、縦軸は各重み付け係数Ｗ１、Ｗ２の値（０〜
１）を示している。各角度検出値θ１、θ２が切り換え
られる角度位置の近傍範囲Ｄｎは、たとえば、−１０８
°を中心とした範囲（−１４４°〜−７２°）と、＋１
０８°を中心とした範囲（７２°〜１４４°）とに設定
される。
度θ[°]、縦軸は各重み付け係数Ｗ１、Ｗ２の値（０〜
１）を示している。各角度検出値θ１、θ２が切り換え
られる角度位置の近傍範囲Ｄｎは、たとえば、−１０８
°を中心とした範囲（−１４４°〜−７２°）と、＋１
０８°を中心とした範囲（７２°〜１４４°）とに設定
される。
【００５２】各乗算手段２５、２６で用いられる重み付
け係数Ｗ１、Ｗ２は、近傍範囲Ｄｎ（図６参照）におい
て、「０」から「１」の範囲で相補的に且つ徐々に可変
設定される。
け係数Ｗ１、Ｗ２は、近傍範囲Ｄｎ（図６参照）におい
て、「０」から「１」の範囲で相補的に且つ徐々に可変
設定される。
【００５３】すなわち、第１の重み付け係数Ｗ１は、第
２の角度範囲Ｄ２の外側においては「１」に設定され、
第２の角度範囲Ｄ２内においては「０」に設定される。
また、第２の重み付け係数Ｗ２は、第２の角度範囲Ｄ２
の外側においては「０」に設定され、第２の角度Ｄ２内
においては「１」に設定される。
２の角度範囲Ｄ２の外側においては「１」に設定され、
第２の角度範囲Ｄ２内においては「０」に設定される。
また、第２の重み付け係数Ｗ２は、第２の角度範囲Ｄ２
の外側においては「０」に設定され、第２の角度Ｄ２内
においては「１」に設定される。
【００５４】これにより、使用センサが切り換えられて
も、各角度検出値θ１、θ２が瞬時に切り換えられるこ
とはなく、図６のように、一方の検出値から他方の検出
値へと徐々に移行していく。したがって、重み付け後の
各角度検出値の和をとれば、ステアリング角度θｄの変
化量は著しく抑制される。
も、各角度検出値θ１、θ２が瞬時に切り換えられるこ
とはなく、図６のように、一方の検出値から他方の検出
値へと徐々に移行していく。したがって、重み付け後の
各角度検出値の和をとれば、ステアリング角度θｄの変
化量は著しく抑制される。
【００５５】このように、角度演算処理部２２Ａに重み
付け合成手段を設けることにより、各角度検出値θ１、
θ２の切り換え時の変化が緩やかとなり、使用センサの
切り換え位置（近傍範囲Ｄｎ）で発生する検出値の不連
続部分は、なめらかに補正される。
付け合成手段を設けることにより、各角度検出値θ１、
θ２の切り換え時の変化が緩やかとなり、使用センサの
切り換え位置（近傍範囲Ｄｎ）で発生する検出値の不連
続部分は、なめらかに補正される。
【００５６】したがって、角度検出誤差の発生原因とな
る２つのポテンショメータ１１および１２のオフセット
誤差による影響が抑制され、実際の回転角度θと角度検
出値（ステアリング角度）θｄとの関係をほぼ直線的に
することができる。また、角度検出値の急変によるステ
アリング角度制御に対する悪影響を防止することができ
る。
る２つのポテンショメータ１１および１２のオフセット
誤差による影響が抑制され、実際の回転角度θと角度検
出値（ステアリング角度）θｄとの関係をほぼ直線的に
することができる。また、角度検出値の急変によるステ
アリング角度制御に対する悪影響を防止することができ
る。
【００５７】実施の形態３．なお、上記実施の形態２で
は、重み付け合成手段を用いてオフセット誤差の影響を
軽減させたが、積極的にオフセット誤差を求めてオフセ
ット誤差分を補正した値からステアリング角度θｄを算
出してもよい。
は、重み付け合成手段を用いてオフセット誤差の影響を
軽減させたが、積極的にオフセット誤差を求めてオフセ
ット誤差分を補正した値からステアリング角度θｄを算
出してもよい。
【００５８】以下、オフセット誤差分を補正したこの発
明の実施の形態３を図について説明する。図７はこの発
明の実施の形態３による角度演算処理部２２Ｂを示すブ
ロック図であり、図７において、角度演算処理部２２Ｂ
は、減算手段２８および加算手段２９を備えている。
明の実施の形態３を図について説明する。図７はこの発
明の実施の形態３による角度演算処理部２２Ｂを示すブ
ロック図であり、図７において、角度演算処理部２２Ｂ
は、減算手段２８および加算手段２９を備えている。
【００５９】減算手段２８は、オフセット誤差演算手段
を構成しており、第１および第２の角度検出値θ１およ
びθ２の検出値偏差Δθｄを、第１および第２のポテン
ショメータ１１、１２の間のオフセット誤差として出力
する。
を構成しており、第１および第２の角度検出値θ１およ
びθ２の検出値偏差Δθｄを、第１および第２のポテン
ショメータ１１、１２の間のオフセット誤差として出力
する。
【００６０】加算手段２９は、検出値偏差Δθｄを用い
てオフセット誤差を補正する補正手段を構成しており、
検出値偏差Δθｄを第１の角度検出値θ１に加算してス
テアリング角度θｄを出力する。
てオフセット誤差を補正する補正手段を構成しており、
検出値偏差Δθｄを第１の角度検出値θ１に加算してス
テアリング角度θｄを出力する。
【００６１】図７においては、第１の角度検出値θ１を
補正した場合を示しているが、角度演算処理部２２Ｂ
は、第１および第２の角度検出値θ１、θ２の少なくと
も一方を補正することができる。
補正した場合を示しているが、角度演算処理部２２Ｂ
は、第１および第２の角度検出値θ１、θ２の少なくと
も一方を補正することができる。
【００６２】このように、オフセット誤差を補正してス
テアリング角度θｄを算出することにより、実際の回転
角度θと角度検出値（ステアリング角度）θｄとの関係
を直線的に補正することができ、第１および第２のポテ
ンショメータ１１、１２の取り付け時の誤差成分による
制御に対する悪影響を防止することができる。
テアリング角度θｄを算出することにより、実際の回転
角度θと角度検出値（ステアリング角度）θｄとの関係
を直線的に補正することができ、第１および第２のポテ
ンショメータ１１、１２の取り付け時の誤差成分による
制御に対する悪影響を防止することができる。
【００６３】実施の形態４．なお、上記実施の形態３で
は、オフセット誤差に相当する検出値偏差Δθｄを無条
件で算出したが、オフセット誤差を算出する際に統計処
理を考慮して、ヒストグラムを用いてもよい。
は、オフセット誤差に相当する検出値偏差Δθｄを無条
件で算出したが、オフセット誤差を算出する際に統計処
理を考慮して、ヒストグラムを用いてもよい。
【００６４】以下、ヒストグラムを用いてオフセット誤
差を算出したこの発明の実施の形態４を図について説明
する。図８はこの発明の実施の形態４による角度演算処
理部２２Ｃを示すブロック図であり、図８において、角
度演算処理部２２Ｃ内のオフセット誤差演算手段は、減
算手段２８に加えて、ヒストグラム演算手段２８Ｃを備
えている。
差を算出したこの発明の実施の形態４を図について説明
する。図８はこの発明の実施の形態４による角度演算処
理部２２Ｃを示すブロック図であり、図８において、角
度演算処理部２２Ｃ内のオフセット誤差演算手段は、減
算手段２８に加えて、ヒストグラム演算手段２８Ｃを備
えている。
【００６５】ヒストグラム演算手段２８Ｃは、検出値偏
差Δθｄのヒストグラムを算出し、ヒストグラムのうち
の出現頻度の最も多い検出値偏差Δθｄをオフセット誤
差として加算手段２９に出力する。
差Δθｄのヒストグラムを算出し、ヒストグラムのうち
の出現頻度の最も多い検出値偏差Δθｄをオフセット誤
差として加算手段２９に出力する。
【００６６】このように、ヒストグラムを作成して、最
も出現頻度の高い検出値偏差Δθｄをオフセット誤差
（補正値）とすることにより、各角度検出値θ１、θ２
に単発的なノイズが重畳されても、ノイズの影響で異常
なステアリング角度θｄが算出されることはなく、制御
の信頼性をさらに向上させることができる。
も出現頻度の高い検出値偏差Δθｄをオフセット誤差
（補正値）とすることにより、各角度検出値θ１、θ２
に単発的なノイズが重畳されても、ノイズの影響で異常
なステアリング角度θｄが算出されることはなく、制御
の信頼性をさらに向上させることができる。
【００６７】実施の形態５．なお、上記実施の形態４で
は、ノイズの影響を除去するためにヒストグラムを用い
たが、フィルタ処理を用いてもよい。以下、フィルタ処
理を用いてオフセット誤差を算出したこの発明の実施の
形態５を図について説明する。
は、ノイズの影響を除去するためにヒストグラムを用い
たが、フィルタ処理を用いてもよい。以下、フィルタ処
理を用いてオフセット誤差を算出したこの発明の実施の
形態５を図について説明する。
【００６８】図９はこの発明の実施の形態５による角度
演算処理部２２Ｄを示すブロック図であり、図９におい
て、角度演算処理部２２Ｄ内のオフセット誤差演算手段
は、減算手段２８に加えて、フィルタ処理手段２８Ｄを
備えている。フィルタ処理手段２８Ｄは、オフセット誤
差を算出する際に、オフセット誤差の前回値を用いた時
間的なフィルタ演算を行う。
演算処理部２２Ｄを示すブロック図であり、図９におい
て、角度演算処理部２２Ｄ内のオフセット誤差演算手段
は、減算手段２８に加えて、フィルタ処理手段２８Ｄを
備えている。フィルタ処理手段２８Ｄは、オフセット誤
差を算出する際に、オフセット誤差の前回値を用いた時
間的なフィルタ演算を行う。
【００６９】すなわち、フィルタ処理手段２８Ｄは、相
補的に設定された第１および第２のフィルタ係数を用
い、検出値偏差Δθｄの今回値および前回値に第１およ
び第２のフィルタ係数をそれぞれ乗算して加算した値
を、オフセット誤差として加算手段２９に出力する。
補的に設定された第１および第２のフィルタ係数を用
い、検出値偏差Δθｄの今回値および前回値に第１およ
び第２のフィルタ係数をそれぞれ乗算して加算した値
を、オフセット誤差として加算手段２９に出力する。
【００７０】このように、時間的フィルタ処理した値を
オフセット誤差（補正値）とすることにより、各角度検
出値θ１、θ２に単発的なノイズが重畳されても、ノイ
ズの影響で異常なステアリング角度θｄが算出されるこ
とはなく、制御の信頼性を向上させることができる。
オフセット誤差（補正値）とすることにより、各角度検
出値θ１、θ２に単発的なノイズが重畳されても、ノイ
ズの影響で異常なステアリング角度θｄが算出されるこ
とはなく、制御の信頼性を向上させることができる。
【００７１】実施の形態６．なお、上記実施の形態５で
は、フィルタ処理手段２８Ｄが無条件でフィルタ処理を
実行したが、単発的な異常値をフィルタ処理に用いない
ようにしてもよい。
は、フィルタ処理手段２８Ｄが無条件でフィルタ処理を
実行したが、単発的な異常値をフィルタ処理に用いない
ようにしてもよい。
【００７２】この場合、オフセット誤差演算手段内のフ
ィルタ処理手段２８Ｄは、オフセット誤差を時間的にフ
ィルタ処理する際に、前回値と大きく異なる値を除外し
て、フィルタ処理演算に関与させないようにする。
ィルタ処理手段２８Ｄは、オフセット誤差を時間的にフ
ィルタ処理する際に、前回値と大きく異なる値を除外し
て、フィルタ処理演算に関与させないようにする。
【００７３】すなわち、フィルタ処理手段２８Ｄは、検
出値偏差Δθｄ（オフセット誤差）が急変して、検出値
偏差Δθｄの今回値と前回値との偏差が許容値以上とな
った場合には、オフセット誤差の前回値を保持し、この
前回値をオフセット誤差（補正値）として出力する。
出値偏差Δθｄ（オフセット誤差）が急変して、検出値
偏差Δθｄの今回値と前回値との偏差が許容値以上とな
った場合には、オフセット誤差の前回値を保持し、この
前回値をオフセット誤差（補正値）として出力する。
【００７４】これにより、単発的なノイズの重畳により
異常値が検出された場合でも、オフセット誤差が誤算出
されて制御に悪影響をおよぼすのを防止することができ
る。
異常値が検出された場合でも、オフセット誤差が誤算出
されて制御に悪影響をおよぼすのを防止することができ
る。
【００７５】実施の形態７．なお、上記実施の形態３〜
６では、オフセット誤差の算出条件として、回転角度θ
（ステアリング角度）を考慮しなかったが、オフセット
誤差の算出に適した角度範囲（すなわち、中立点付近）
のときのみに、オフセット誤差を算出してもよい。
６では、オフセット誤差の算出条件として、回転角度θ
（ステアリング角度）を考慮しなかったが、オフセット
誤差の算出に適した角度範囲（すなわち、中立点付近）
のときのみに、オフセット誤差を算出してもよい。
【００７６】この場合、オフセット誤差演算手段は、第
１の角度検出値θ１が第２の角度範囲Ｄ２内（±１８０
°）にある場合には、検出値偏差Δθｄに基づいてオフ
セット誤差を出力し、第１の角度検出値θ１が第２の角
度範囲Ｄ２の外側にある場合には、オフセット誤差の前
回値を出力する。
１の角度検出値θ１が第２の角度範囲Ｄ２内（±１８０
°）にある場合には、検出値偏差Δθｄに基づいてオフ
セット誤差を出力し、第１の角度検出値θ１が第２の角
度範囲Ｄ２の外側にある場合には、オフセット誤差の前
回値を出力する。
【００７７】このように、ハンドル１の中立点付近のみ
でオフセット誤差（補正値）を演算することにより、異
常なオフセット誤差の算出を防止し、制御への悪影響を
防止することができる。
でオフセット誤差（補正値）を演算することにより、異
常なオフセット誤差の算出を防止し、制御への悪影響を
防止することができる。
【００７８】実施の形態８．なお、上記実施の形態１〜
７では、ステアリング角度θｄのみをフィードバック制
御に用いて、ステアリング角速度ωを考慮しなかった
が、ステアリング角度θｄに加えて、ステアリング角速
度ωをフィードバック制御に用いてもよい。
７では、ステアリング角度θｄのみをフィードバック制
御に用いて、ステアリング角速度ωを考慮しなかった
が、ステアリング角度θｄに加えて、ステアリング角速
度ωをフィードバック制御に用いてもよい。
【００７９】以下、ステアリング角速度ωをフィードバ
ック制御したこの発明の実施の形態８を図について説明
する。図１０はこの発明の実施の形態８によるコントロ
ーラ２０Ｅを示す機能ブロック図であり、図１０におい
て、コントローラ２０Ｅは、前述（図２参照）の構成に
加えて、角速度演算処理部３０、出力バッファ３１およ
び減算手段３２を備えている。
ック制御したこの発明の実施の形態８を図について説明
する。図１０はこの発明の実施の形態８によるコントロ
ーラ２０Ｅを示す機能ブロック図であり、図１０におい
て、コントローラ２０Ｅは、前述（図２参照）の構成に
加えて、角速度演算処理部３０、出力バッファ３１およ
び減算手段３２を備えている。
【００８０】角速度演算処理部３０は、ステアリング角
速度演算手段を構成しており、第１および第２の角度検
出値θ１、θ２に基づいて、ステアリングシャフト２の
回転角速度をステアリング角速度ωとして算出する。角
速度演算処理部３０は、たとえば、第１の角度検出値θ
１と遅延処理後の第１の角度検出値との差分値に基づい
てステアリング角速度ωを算出する。
速度演算手段を構成しており、第１および第２の角度検
出値θ１、θ２に基づいて、ステアリングシャフト２の
回転角速度をステアリング角速度ωとして算出する。角
速度演算処理部３０は、たとえば、第１の角度検出値θ
１と遅延処理後の第１の角度検出値との差分値に基づい
てステアリング角速度ωを算出する。
【００８１】また、目標トルク演算手段を構成する減算
手段３２は、ステアリングシャフトの目標角速度（Ｋ１
・Δθ）と、出力バッファ３１を介したステアリング角
速度（Ｋ２・ω）との角速度偏差（＝Ｋ１・Δθ−Ｋ２
・ω）に基づいて、目標トルクに相当したモータ電流ｉ
Ｍを算出する。
手段３２は、ステアリングシャフトの目標角速度（Ｋ１
・Δθ）と、出力バッファ３１を介したステアリング角
速度（Ｋ２・ω）との角速度偏差（＝Ｋ１・Δθ−Ｋ２
・ω）に基づいて、目標トルクに相当したモータ電流ｉ
Ｍを算出する。
【００８２】一般に、ステアリング角度制御において、
ステアリング角速度ωをフィードバック制御に加えた方
が制御性がよいことが知られている。したがって、図１
０のように、ステアリング角速度ωをフィードバック制
御することにより、さらに制御を安定させることができ
る。
ステアリング角速度ωをフィードバック制御に加えた方
が制御性がよいことが知られている。したがって、図１
０のように、ステアリング角速度ωをフィードバック制
御することにより、さらに制御を安定させることができ
る。
【００８３】実施の形態９．なお、上記実施の形態８で
は、ステアリング角速度ωの演算に用いられる角度検出
値の条件を考慮しなかったが、ステアリング角速度ωの
演算に適した角度検出値からステアリング角速度ωを算
出してもよい。
は、ステアリング角速度ωの演算に用いられる角度検出
値の条件を考慮しなかったが、ステアリング角速度ωの
演算に適した角度検出値からステアリング角速度ωを算
出してもよい。
【００８４】一般に、ステアリング角速度ωの算出に際
しては、できるだけ分解能の高い角度検出値を用いるこ
とが望ましく、第２の角度検出値θ２の差分値を用いる
ことにより、分解能の高いステアリング角速度ωを算出
することができる。
しては、できるだけ分解能の高い角度検出値を用いるこ
とが望ましく、第２の角度検出値θ２の差分値を用いる
ことにより、分解能の高いステアリング角速度ωを算出
することができる。
【００８５】すなわち、角速度演算処理部３０は、第１
の角度検出値θ１が第２の角度範囲Ｄ２の外側にある場
合には、第１の角度検出値θ１に基づいてステアリング
角速度ωを算出する。
の角度検出値θ１が第２の角度範囲Ｄ２の外側にある場
合には、第１の角度検出値θ１に基づいてステアリング
角速度ωを算出する。
【００８６】一方、第１の角度検出値θ１が第２の角度
範囲Ｄ２内にある場合には、第２の角度検出値θ２が有
効となるので、角速度演算処理部３０は、第２の角度検
出値θ２に基づいてステアリング角速度ωを算出する。
このように、可能な限り、第２の角度検出値θ２を用い
ることにより、高分解能のステアリング角速度ωを算出
することができる。
範囲Ｄ２内にある場合には、第２の角度検出値θ２が有
効となるので、角速度演算処理部３０は、第２の角度検
出値θ２に基づいてステアリング角速度ωを算出する。
このように、可能な限り、第２の角度検出値θ２を用い
ることにより、高分解能のステアリング角速度ωを算出
することができる。
【００８７】実施の形態１０．なお、上記実施の形態９
では、各角度検出値θ１、θ２の切り換え時におけるス
テアリング角速度ωの算出値の急変について考慮しなか
ったが、重み付け合成手段を用いて徐々に切り換えるよ
うにしてもよい。
では、各角度検出値θ１、θ２の切り換え時におけるス
テアリング角速度ωの算出値の急変について考慮しなか
ったが、重み付け合成手段を用いて徐々に切り換えるよ
うにしてもよい。
【００８８】以下、ステアリング角速度ωに対して重み
付け合成手段を用いたこの発明の実施の形態１０を図に
ついて説明する。図１１はこの発明の実施の形態１０に
よる角速度演算処理部３０Ｆの具体的構成を示すブロッ
ク図である。
付け合成手段を用いたこの発明の実施の形態１０を図に
ついて説明する。図１１はこの発明の実施の形態１０に
よる角速度演算処理部３０Ｆの具体的構成を示すブロッ
ク図である。
【００８９】図１１において、角速度演算処理部３０Ｆ
は、各角度検出値θ１、θ２をそれぞれ遅延処理するデ
ジタルディレイ回路３３、３４と、遅延処理する前後の
各角度検出値θ１、θ２の差分値Δθ１、Δθ２を算出
する減算手段３５、３６と、各差分値Δθ１、Δθ２に
重み付け係数Ｗ３、Ｗ４を乗算する乗算手段３７、３８
と、乗算手段３７、３８の各出力値Ｗ３・Δθ１、Ｗ４
・Δθ２を加算してステアリング角速度ωとして出力す
る加算手段３９とを備えている。
は、各角度検出値θ１、θ２をそれぞれ遅延処理するデ
ジタルディレイ回路３３、３４と、遅延処理する前後の
各角度検出値θ１、θ２の差分値Δθ１、Δθ２を算出
する減算手段３５、３６と、各差分値Δθ１、Δθ２に
重み付け係数Ｗ３、Ｗ４を乗算する乗算手段３７、３８
と、乗算手段３７、３８の各出力値Ｗ３・Δθ１、Ｗ４
・Δθ２を加算してステアリング角速度ωとして出力す
る加算手段３９とを備えている。
【００９０】デジタルディレイ回路３３および減算手段
３５は、第１の角度検出値θ１から差分値Δθ１（第１
のステアリング角速度）を算出する第１のステアリング
角速度演算部を構成している。
３５は、第１の角度検出値θ１から差分値Δθ１（第１
のステアリング角速度）を算出する第１のステアリング
角速度演算部を構成している。
【００９１】デジタルディレイ回路３４および減算手段
３６は、第２の角度検出値θ２から差分値Δθ２（第２
のステアリング角速度）を算出する第２のステアリング
角速度演算部を構成している。
３６は、第２の角度検出値θ２から差分値Δθ２（第２
のステアリング角速度）を算出する第２のステアリング
角速度演算部を構成している。
【００９２】乗算手段３７、３８および加算手段３９
は、各差分値Δθ１、Δθ２（第１および第２のステア
リング角速度）を重み付けして合成するための重み付け
合成手段を構成しており、各角度検出値θ１、θ２が切
り換えられる角度位置の近傍範囲Ｄｎにおいては、加算
手段３９の出力値をステアリング角速度ωとして算出す
る。
は、各差分値Δθ１、Δθ２（第１および第２のステア
リング角速度）を重み付けして合成するための重み付け
合成手段を構成しており、各角度検出値θ１、θ２が切
り換えられる角度位置の近傍範囲Ｄｎにおいては、加算
手段３９の出力値をステアリング角速度ωとして算出す
る。
【００９３】このように、角速度演算処理部３０Ｆに重
み付け合成手段を設けることにより、各角度検出値θ
１、θ２の切り換え時におけるステアリング角度ωの算
出値の変化が緩やかとなり、不連続部分による制御の悪
影響を防止することができる。
み付け合成手段を設けることにより、各角度検出値θ
１、θ２の切り換え時におけるステアリング角度ωの算
出値の変化が緩やかとなり、不連続部分による制御の悪
影響を防止することができる。
【００９４】実施の形態１１．なお、上記実施の形態８
では、第２の角度範囲Ｄ２内のみにおいて、第２の角度
検出値θ２をステアリング角速度ωの算出に用いたが、
前述（図４参照）のように出力値を繰り返す形式の第２
のポテンショメータ１２を用いた場合には、繰り返され
る各角度範囲内（直線的に変化する範囲内）において第
２の角度検出値θ２を用いてもよい。
では、第２の角度範囲Ｄ２内のみにおいて、第２の角度
検出値θ２をステアリング角速度ωの算出に用いたが、
前述（図４参照）のように出力値を繰り返す形式の第２
のポテンショメータ１２を用いた場合には、繰り返され
る各角度範囲内（直線的に変化する範囲内）において第
２の角度検出値θ２を用いてもよい。
【００９５】この場合、角速度演算処理部３０は、第２
の角度検出値θ２が直線的に変化する各角度範囲におい
ては、第２の角度検出値θ２に基づいてステアリング角
速度を算出する。
の角度検出値θ２が直線的に変化する各角度範囲におい
ては、第２の角度検出値θ２に基づいてステアリング角
速度を算出する。
【００９６】しかし、図４から明らかなように第２の角
度検出値θ２は１回転毎に急変するので、角速度演算処
理部３０は、第２の角度検出値θ２が急変する角度位置
の近傍範囲Ｄｎにおいては、第１の角度検出値θ１に基
づいてステアリング角速度ωを算出する。
度検出値θ２は１回転毎に急変するので、角速度演算処
理部３０は、第２の角度検出値θ２が急変する角度位置
の近傍範囲Ｄｎにおいては、第１の角度検出値θ１に基
づいてステアリング角速度ωを算出する。
【００９７】すなわち、角速度演算処理部３０は、第１
の角度検出値θ１に基づいて、第２の角度検出値θ２が
急変する角度位置の近傍範囲Ｄｎであるか否かを判定
し、近傍範囲Ｄｎであると判定されれば第１の角度検出
値θ１を用い、近傍範囲Ｄｎでないと判定されれば、第
２の角度検出値θ２を用いる。
の角度検出値θ１に基づいて、第２の角度検出値θ２が
急変する角度位置の近傍範囲Ｄｎであるか否かを判定
し、近傍範囲Ｄｎであると判定されれば第１の角度検出
値θ１を用い、近傍範囲Ｄｎでないと判定されれば、第
２の角度検出値θ２を用いる。
【００９８】これにより、第２の角度検出値θ２の急変
による制御への悪影響を回避することができる。また、
不安定領域では第１の角度検出値θ１を用いることによ
り、新たな部品を付け加えることなく、ハンドル１の全
回転領域にわたって分解能の高いステアリング角速度ω
を算出することができる。
による制御への悪影響を回避することができる。また、
不安定領域では第１の角度検出値θ１を用いることによ
り、新たな部品を付け加えることなく、ハンドル１の全
回転領域にわたって分解能の高いステアリング角速度ω
を算出することができる。
【００９９】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、ステアリングシャフトを回転駆動するステアリング
駆動手段と、ステアリングシャフトの回転角度を角度検
出値として出力するステアリング角度検出手段と、ステ
アリングシャフトの目標角度と角度検出値に基づくステ
アリング角度との角度偏差に基づいて、ステアリングシ
ャフトに印加すべき目標トルクを算出する目標トルク演
算手段とを備え、ステアリング駆動手段を介して目標ト
ルクをステアリングシャフトに印加して、ステアリング
角度を目標角度と一致するように制御する車両のステア
リング角度制御装置において、ステアリング角度検出手
段は、ステアリングシャフトが回転可能な第１の角度範
囲にわたって回転位置に比例した第１の角度検出値を出
力する第１のポテンショメータと、ステアリングシャフ
トの中立点を含み且つ第１の角度範囲よりも狭い第２の
角度範囲にわたって回転位置に比例した第２の角度検出
値を出力する第２のポテンショメータとを含み、目標ト
ルク演算手段は、第１および第２の角度検出値に基づい
てステアリング角度を算出する角度演算処理部を含み、
角度演算処理部は、第１の角度検出値が第２の角度範囲
外にある場合には、第１の角度検出値をステアリング角
度として出力し、第１の角度検出値が第２の角度範囲内
にある場合には、第２の角度検出値をステアリング角度
として出力するようにしたので、ハンドルの全回転領域
をカバーするとともに中立点付近で精度を向上させるこ
とができ、広い範囲にわたって制御精度を向上させた車
両のステアリング角度制御装置が得られる効果がある。
ば、ステアリングシャフトを回転駆動するステアリング
駆動手段と、ステアリングシャフトの回転角度を角度検
出値として出力するステアリング角度検出手段と、ステ
アリングシャフトの目標角度と角度検出値に基づくステ
アリング角度との角度偏差に基づいて、ステアリングシ
ャフトに印加すべき目標トルクを算出する目標トルク演
算手段とを備え、ステアリング駆動手段を介して目標ト
ルクをステアリングシャフトに印加して、ステアリング
角度を目標角度と一致するように制御する車両のステア
リング角度制御装置において、ステアリング角度検出手
段は、ステアリングシャフトが回転可能な第１の角度範
囲にわたって回転位置に比例した第１の角度検出値を出
力する第１のポテンショメータと、ステアリングシャフ
トの中立点を含み且つ第１の角度範囲よりも狭い第２の
角度範囲にわたって回転位置に比例した第２の角度検出
値を出力する第２のポテンショメータとを含み、目標ト
ルク演算手段は、第１および第２の角度検出値に基づい
てステアリング角度を算出する角度演算処理部を含み、
角度演算処理部は、第１の角度検出値が第２の角度範囲
外にある場合には、第１の角度検出値をステアリング角
度として出力し、第１の角度検出値が第２の角度範囲内
にある場合には、第２の角度検出値をステアリング角度
として出力するようにしたので、ハンドルの全回転領域
をカバーするとともに中立点付近で精度を向上させるこ
とができ、広い範囲にわたって制御精度を向上させた車
両のステアリング角度制御装置が得られる効果がある。
【０１００】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、角度演算処理部は、第１および第２の角
度検出値を重み付けして合成するための重み付け合成手
段を含み、第１および第２の角度検出値が切り換えられ
る角度位置の近傍範囲においては、重み付け合成手段の
出力値をステアリング角度として出力し、重み付け合成
手段は、近傍範囲において相補的に且つ徐々に可変設定
される第１および第２の重み付け係数を用い、第１およ
び第２の角度検出値に第１および第２の重み付け係数を
それぞれ乗算して加算した値を出力し、第１の重み付け
係数は、第２の角度範囲外においては１に設定され、且
つ第２の角度範囲内においては０に設定され、第２の重
み付け係数は、第２の角度範囲外においては０に設定さ
れ、且つ第２の角度範囲内においては１に設定された、
使用される角度検出値をなめらかに切り換えるようにし
たので、広い範囲にわたって制御精度を向上させるとと
もに、使用角度検出値の切り換え時の急変による悪影響
を抑制した車両のステアリング角度制御装置が得られる
効果がある。
項１において、角度演算処理部は、第１および第２の角
度検出値を重み付けして合成するための重み付け合成手
段を含み、第１および第２の角度検出値が切り換えられ
る角度位置の近傍範囲においては、重み付け合成手段の
出力値をステアリング角度として出力し、重み付け合成
手段は、近傍範囲において相補的に且つ徐々に可変設定
される第１および第２の重み付け係数を用い、第１およ
び第２の角度検出値に第１および第２の重み付け係数を
それぞれ乗算して加算した値を出力し、第１の重み付け
係数は、第２の角度範囲外においては１に設定され、且
つ第２の角度範囲内においては０に設定され、第２の重
み付け係数は、第２の角度範囲外においては０に設定さ
れ、且つ第２の角度範囲内においては１に設定された、
使用される角度検出値をなめらかに切り換えるようにし
たので、広い範囲にわたって制御精度を向上させるとと
もに、使用角度検出値の切り換え時の急変による悪影響
を抑制した車両のステアリング角度制御装置が得られる
効果がある。
【０１０１】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、角度演算処理部は、第１
および第２の角度検出値の検出値偏差に基づいて、第１
および第２のポテンショメータの間のオフセット誤差を
算出するオフセット誤差演算手段と、オフセット誤差を
用いて第１および第２の角度検出値の少なくとも一方を
補正する補正手段とを含み、各角度検出値と回転角度と
の関係が直線的になるようにしたので、広い範囲にわた
って制御精度を向上させるとともに、使用角度検出値の
切り換え時のオフセット誤差による悪影響を防止した車
両のステアリング角度制御装置が得られる効果がある。
項１または請求項２において、角度演算処理部は、第１
および第２の角度検出値の検出値偏差に基づいて、第１
および第２のポテンショメータの間のオフセット誤差を
算出するオフセット誤差演算手段と、オフセット誤差を
用いて第１および第２の角度検出値の少なくとも一方を
補正する補正手段とを含み、各角度検出値と回転角度と
の関係が直線的になるようにしたので、広い範囲にわた
って制御精度を向上させるとともに、使用角度検出値の
切り換え時のオフセット誤差による悪影響を防止した車
両のステアリング角度制御装置が得られる効果がある。
【０１０２】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、オフセット誤差演算手段は、検出値偏差
のヒストグラムを算出するヒストグラム演算手段を含
み、ヒストグラムのうちの出現頻度の最も多い検出値偏
差をオフセット誤差として出力するようにしたので、広
い範囲にわたって制御精度を向上させるとともに、単発
的なノイズの重畳による悪影響を抑制した車両のステア
リング角度制御装置が得られる効果がある。
項３において、オフセット誤差演算手段は、検出値偏差
のヒストグラムを算出するヒストグラム演算手段を含
み、ヒストグラムのうちの出現頻度の最も多い検出値偏
差をオフセット誤差として出力するようにしたので、広
い範囲にわたって制御精度を向上させるとともに、単発
的なノイズの重畳による悪影響を抑制した車両のステア
リング角度制御装置が得られる効果がある。
【０１０３】また、この発明の請求項５によれば、請求
項３または請求項４において、オフセット誤差演算手段
は、フィルタ処理手段を含み、相補的に設定された第１
および第２のフィルタ係数を用い、検出値偏差の今回値
および前回値に第１および第２のフィルタ係数をそれぞ
れ乗算して加算した値を、オフセット誤差として出力す
るようにしたので、広い範囲にわたって制御精度を向上
させるとともに、ノイズの重畳による悪影響を抑制した
車両のステアリング角度制御装置が得られる効果があ
る。
項３または請求項４において、オフセット誤差演算手段
は、フィルタ処理手段を含み、相補的に設定された第１
および第２のフィルタ係数を用い、検出値偏差の今回値
および前回値に第１および第２のフィルタ係数をそれぞ
れ乗算して加算した値を、オフセット誤差として出力す
るようにしたので、広い範囲にわたって制御精度を向上
させるとともに、ノイズの重畳による悪影響を抑制した
車両のステアリング角度制御装置が得られる効果があ
る。
【０１０４】また、この発明の請求項６によれば、請求
項５において、オフセット誤差演算手段は、検出値偏差
の今回値と前回値との偏差が許容値以上の場合には、オ
フセット誤差の前回値を出力するようにしたので、広い
範囲にわたって制御精度を向上させるとともに、ノイズ
の重畳による悪影響を抑制した車両のステアリング角度
制御装置が得られる効果がある。
項５において、オフセット誤差演算手段は、検出値偏差
の今回値と前回値との偏差が許容値以上の場合には、オ
フセット誤差の前回値を出力するようにしたので、広い
範囲にわたって制御精度を向上させるとともに、ノイズ
の重畳による悪影響を抑制した車両のステアリング角度
制御装置が得られる効果がある。
【０１０５】また、この発明の請求項７によれば、請求
項３から請求項６までのいずれかにおいて、オフセット
誤差演算手段は、第１の角度検出値が第２の角度範囲内
にある場合には、検出値偏差に基づいてオフセット誤差
を出力し、第１の角度検出値が第２の角度範囲外にある
場合には、検出値偏差の前回値をオフセット誤差として
出力するようにしたので、広い範囲にわたって制御精度
を向上させるとともに、正確なオフセット誤差を算出し
てオフセット誤差による悪影響を最適に抑制した車両の
ステアリング角度制御装置が得られる効果がある。
項３から請求項６までのいずれかにおいて、オフセット
誤差演算手段は、第１の角度検出値が第２の角度範囲内
にある場合には、検出値偏差に基づいてオフセット誤差
を出力し、第１の角度検出値が第２の角度範囲外にある
場合には、検出値偏差の前回値をオフセット誤差として
出力するようにしたので、広い範囲にわたって制御精度
を向上させるとともに、正確なオフセット誤差を算出し
てオフセット誤差による悪影響を最適に抑制した車両の
ステアリング角度制御装置が得られる効果がある。
【０１０６】また、この発明の請求項８によれば、請求
項１から請求項７までのいずれかにおいて、第２のポテ
ンショメータは、第２のポテンショメータの１回転毎に
同一値を繰り返すように第２の角度検出値を出力するよ
うにしたので、広い範囲にわたって制御精度を向上させ
るとともに、コストアップを抑制した車両のステアリン
グ角度制御装置が得られる効果がある。
項１から請求項７までのいずれかにおいて、第２のポテ
ンショメータは、第２のポテンショメータの１回転毎に
同一値を繰り返すように第２の角度検出値を出力するよ
うにしたので、広い範囲にわたって制御精度を向上させ
るとともに、コストアップを抑制した車両のステアリン
グ角度制御装置が得られる効果がある。
【０１０７】また、この発明の請求項９によれば、請求
項１から請求項７までのいずれかにおいて、第１および
第２の角度検出値に基づいて、ステアリングシャフトの
回転角速度をステアリング角速度として算出するステア
リング角速度演算手段を備え、目標トルク演算手段は、
ステアリングシャフトの目標角速度とステアリング角速
度との角速度偏差に基づいて目標トルクを算出するよう
にしたので、広い範囲にわたって制御精度を向上させる
とともに、制御性を安定させた車両のステアリング角度
制御装置が得られる効果がある。
項１から請求項７までのいずれかにおいて、第１および
第２の角度検出値に基づいて、ステアリングシャフトの
回転角速度をステアリング角速度として算出するステア
リング角速度演算手段を備え、目標トルク演算手段は、
ステアリングシャフトの目標角速度とステアリング角速
度との角速度偏差に基づいて目標トルクを算出するよう
にしたので、広い範囲にわたって制御精度を向上させる
とともに、制御性を安定させた車両のステアリング角度
制御装置が得られる効果がある。
【０１０８】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項９において、ステアリング角速度演算手段は、第１
の角度検出値が第２の角度範囲外にある場合には、第１
の角度検出値に基づいてステアリング角速度を算出し、
第１の角度検出値が第２の角度範囲内にある場合には、
第２の角度検出値に基づいてステアリング角速度を算出
するようにしたので、広い範囲にわたって制御精度を向
上させるとともに、高精度な角速度検出値に基づいて制
御性をさらに安定させた車両のステアリング角度制御装
置が得られる効果がある。
求項９において、ステアリング角速度演算手段は、第１
の角度検出値が第２の角度範囲外にある場合には、第１
の角度検出値に基づいてステアリング角速度を算出し、
第１の角度検出値が第２の角度範囲内にある場合には、
第２の角度検出値に基づいてステアリング角速度を算出
するようにしたので、広い範囲にわたって制御精度を向
上させるとともに、高精度な角速度検出値に基づいて制
御性をさらに安定させた車両のステアリング角度制御装
置が得られる効果がある。
【０１０９】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項１０において、ステアリング角速度演算手段は、第
１および第２の角度検出値から第１および第２のステア
リング角速度をそれぞれ算出する第１および第２のステ
アリング角速度演算部と、第１および第２のステアリン
グ角速度を重み付けして合成するための重み付け合成手
段とを含み、第１および第２の角度検出値が切り換えら
れる角度位置の近傍範囲においては、重み付け合成手段
の出力値をステアリング角速度として算出するようにし
たので、広い範囲にわたって制御精度を向上させるとと
もに、制御性を安定させ且つ角速度検出値の急変による
悪影響を抑制した車両のステアリング角度制御装置が得
られる効果がある。
求項１０において、ステアリング角速度演算手段は、第
１および第２の角度検出値から第１および第２のステア
リング角速度をそれぞれ算出する第１および第２のステ
アリング角速度演算部と、第１および第２のステアリン
グ角速度を重み付けして合成するための重み付け合成手
段とを含み、第１および第２の角度検出値が切り換えら
れる角度位置の近傍範囲においては、重み付け合成手段
の出力値をステアリング角速度として算出するようにし
たので、広い範囲にわたって制御精度を向上させるとと
もに、制御性を安定させ且つ角速度検出値の急変による
悪影響を抑制した車両のステアリング角度制御装置が得
られる効果がある。
【０１１０】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項９において、第２のポテンショメータは、第２のポ
テンショメータの１回転毎に同一値を繰り返すように第
２の角度検出値を出力し、ステアリング角速度演算手段
は、第２の角度検出値が直線的に変化する角度範囲にお
いては、第２の角度検出値に基づいてステアリング角速
度を算出し、第２の角度検出値が急変する角度の近傍範
囲においては、第１の角度検出値に基づいてステアリン
グ角速度を算出するようにしたので、コストアップを招
くことなく、広い範囲にわたって制御精度を向上させ且
つ制御性を安定させた車両のステアリング角度制御装置
が得られる効果がある。
求項９において、第２のポテンショメータは、第２のポ
テンショメータの１回転毎に同一値を繰り返すように第
２の角度検出値を出力し、ステアリング角速度演算手段
は、第２の角度検出値が直線的に変化する角度範囲にお
いては、第２の角度検出値に基づいてステアリング角速
度を算出し、第２の角度検出値が急変する角度の近傍範
囲においては、第１の角度検出値に基づいてステアリン
グ角速度を算出するようにしたので、コストアップを招
くことなく、広い範囲にわたって制御精度を向上させ且
つ制御性を安定させた車両のステアリング角度制御装置
が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック構成
図である。
図である。
【図２】 図１内のコントローラ２０の具体的構成を示
す機能ブロック図である。
す機能ブロック図である。
【図３】 図１内の第１のポテンショメータの出力特性
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】 図１内の第２のポテンショメータの出力特性
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による角度演算処理
部を示す機能ブロック図である。
部を示す機能ブロック図である。
【図６】 図５内の角度演算処理部内の重み付け合成手
段により用いられる第１および第２の重み付け係数の変
化を示す説明図である。
段により用いられる第１および第２の重み付け係数の変
化を示す説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態３による角度演算処理
部を示すブロック図である。
部を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態４による角度演算処理
部を示すブロック図である。
部を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態５による角度演算処理
部を示すブロック図である。
部を示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態８によるコントロー
ラを示す機能ブロック図である。
ラを示す機能ブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１０による角速度演
算処理部の具体的構成を示すブロック図である。
算処理部の具体的構成を示すブロック図である。
１ ハンドル、２ ステアリングシャフト、１０ モー
タ（ステアリング駆動手段）、１１、１２ 第１、第２
のポテンショメータ（ステアリング角度検出手段）、２
０、２０Ｅ コントローラ（目標トルク演算手段）、２
２、２２Ａ〜２２Ｄ 角度演算処理部、２３ 減算手
段、２５、２６ 乗算手段（重み付け合成手段）、２７
加算手段（重み付け合成手段）、２８ 減算手段（オ
フセット誤差演算手段）、２８Ｃ ヒストグラム演算手
段、２８Ｄ フィルタ処理手段、２９ 加算手段（補正
手段）、３０、３０Ｆ 角速度演算処理部（ステアリン
グ角速度演算手段）、３２ 減算手段、３３、３４ デ
ジタルディレイ回路（第１、第２のステアリング角速度
演算部）、３５、３６ 減算手段（第１、第２のステア
リング角速度演算部）、３７、３８ 乗算手段（重み付
け合成手段）、３９加算手段（重み付け合成手段）、Ｄ
１ 第１の角度範囲、Ｄ２ 第２の角度範囲、Ｄｎ 近
傍範囲、ｉＭ モータ電流、Ｗ１、Ｗ２ 第１、第２の
重み付け係数、θ 回転角度、θ１、θ２ 第１、第２
の角度検出値、θｏ 目標角度、θｄ ステアリング角
度、Δθ 角度偏差、Δθｄ 検出値偏差（オフセット
誤差）、Ｋ１・Δθ 目標角速度、ω ステアリング角
速度。
タ（ステアリング駆動手段）、１１、１２ 第１、第２
のポテンショメータ（ステアリング角度検出手段）、２
０、２０Ｅ コントローラ（目標トルク演算手段）、２
２、２２Ａ〜２２Ｄ 角度演算処理部、２３ 減算手
段、２５、２６ 乗算手段（重み付け合成手段）、２７
加算手段（重み付け合成手段）、２８ 減算手段（オ
フセット誤差演算手段）、２８Ｃ ヒストグラム演算手
段、２８Ｄ フィルタ処理手段、２９ 加算手段（補正
手段）、３０、３０Ｆ 角速度演算処理部（ステアリン
グ角速度演算手段）、３２ 減算手段、３３、３４ デ
ジタルディレイ回路（第１、第２のステアリング角速度
演算部）、３５、３６ 減算手段（第１、第２のステア
リング角速度演算部）、３７、３８ 乗算手段（重み付
け合成手段）、３９加算手段（重み付け合成手段）、Ｄ
１ 第１の角度範囲、Ｄ２ 第２の角度範囲、Ｄｎ 近
傍範囲、ｉＭ モータ電流、Ｗ１、Ｗ２ 第１、第２の
重み付け係数、θ 回転角度、θ１、θ２ 第１、第２
の角度検出値、θｏ 目標角度、θｄ ステアリング角
度、Δθ 角度偏差、Δθｄ 検出値偏差（オフセット
誤差）、Ｋ１・Δθ 目標角速度、ω ステアリング角
速度。
Claims (12)
- 【請求項１】 ステアリングシャフトを回転駆動するス
テアリング駆動手段と、 前記ステアリングシャフトの回転角度を角度検出値とし
て出力するステアリング角度検出手段と、 前記ステアリングシャフトの目標角度と前記角度検出値
に基づくステアリング角度との角度偏差に基づいて、前
記ステアリングシャフトに印加すべき目標トルクを算出
する目標トルク演算手段とを備え、 前記ステアリング駆動手段を介して前記目標トルクを前
記ステアリングシャフトに印加して、前記ステアリング
角度を前記目標角度と一致するように制御する車両のス
テアリング角度制御装置において、 前記ステアリング角度検出手段は、 前記ステアリングシャフトが回転可能な第１の角度範囲
にわたって回転位置に比例した第１の角度検出値を出力
する第１のポテンショメータと、 前記ステアリングシャフトの中立点を含み且つ前記第１
の角度範囲よりも狭い第２の角度範囲にわたって回転位
置に比例した第２の角度検出値を出力する第２のポテン
ショメータとを含み、 前記目標トルク演算手段は、前記第１および第２の角度
検出値に基づいて前記ステアリング角度を算出する角度
演算処理部を含み、 前記角度演算処理部は、 前記第１の角度検出値が前記第２の角度範囲外にある場
合には、前記第１の角度検出値を前記ステアリング角度
として出力し、 前記第１の角度検出値が前記第２の角度範囲内にある場
合には、前記第２の角度検出値を前記ステアリング角度
として出力することを特徴とする車両のステアリング角
度制御装置。 - 【請求項２】 前記角度演算処理部は、 前記第１および第２の角度検出値を重み付けして合成す
るための重み付け合成手段を含み、 前記第１および第２の角度検出値が切り換えられる角度
位置の近傍範囲においては、前記重み付け合成手段の出
力値を前記ステアリング角度として出力し、 前記重み付け合成手段は、前記近傍範囲において相補的
に且つ徐々に可変設定される第１および第２の重み付け
係数を用い、前記第１および第２の角度検出値に前記第
１および第２の重み付け係数をそれぞれ乗算して加算し
た値を出力し、 前記第１の重み付け係数は、前記第２の角度範囲外にお
いては１に設定され、且つ前記第２の角度範囲内におい
ては０に設定され、 前記第２の重み付け係数は、前記第２の角度範囲外にお
いては０に設定され、且つ前記第２の角度範囲内におい
ては１に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の
車両のステアリング角度制御装置。 - 【請求項３】 前記角度演算処理部は、 前記第１および第２の角度検出値の検出値偏差に基づい
て、前記第１および第２のポテンショメータの間のオフ
セット誤差を算出するオフセット誤差演算手段と、 前記オフセット誤差を用いて前記第１および第２の角度
検出値の少なくとも一方を補正する補正手段とを含むこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の
ステアリング角度制御装置。 - 【請求項４】 前記オフセット誤差演算手段は、前記検
出値偏差のヒストグラムを算出するヒストグラム演算手
段を含み、前記ヒストグラムのうちの出現頻度の最も多
い検出値偏差を前記オフセット誤差として出力すること
を特徴とする請求項３に記載の車両のステアリング角度
制御装置。 - 【請求項５】 前記オフセット誤差演算手段は、フィル
タ処理手段を含み、相補的に設定された第１および第２
のフィルタ係数を用い、前記検出値偏差の今回値および
前回値に前記第１および第２のフィルタ係数をそれぞれ
乗算して加算した値を、前記オフセット誤差として出力
することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の
車両のステアリング角度制御装置。 - 【請求項６】 前記オフセット誤差演算手段は、前記検
出値偏差の今回値と前回値との偏差が許容値以上の場合
には、前記オフセット誤差の前回値を出力することを特
徴とする請求項５に記載の車両のステアリング角度制御
装置。 - 【請求項７】 前記オフセット誤差演算手段は、 前記第１の角度検出値が前記第２の角度範囲内にある場
合には、前記検出値偏差に基づいて前記オフセット誤差
を出力し、 前記第１の角度検出値が前記第２の角度範囲外にある場
合には、前記検出値偏差の前回値を前記オフセット誤差
として出力することを特徴とする請求項３から請求項６
までのいずれかに記載の車両のステアリング角度制御装
置。 - 【請求項８】 前記第２のポテンショメータは、前記第
２のポテンショメータの１回転毎に同一値を繰り返すよ
うに前記第２の角度検出値を出力することを特徴とする
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の車両のス
テアリング角度制御装置。 - 【請求項９】 前記第１および第２の角度検出値に基づ
いて、前記ステアリングシャフトの回転角速度をステア
リング角速度として算出するステアリング角速度演算手
段を備え、 前記目標トルク演算手段は、前記ステアリングシャフト
の目標角速度と前記ステアリング角速度との角速度偏差
に基づいて前記目標トルクを算出することを特徴とする
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の車両のス
テアリング角度制御装置。 - 【請求項１０】 前記ステアリング角速度演算手段は、 前記第１の角度検出値が前記第２の角度範囲外にある場
合には、前記第１の角度検出値に基づいて前記ステアリ
ング角速度を算出し、 前記第１の角度検出値が前記第２の角度範囲内にある場
合には、前記第２の角度検出値に基づいて前記ステアリ
ング角速度を算出することを特徴とする請求項９に記載
の車両のステアリング角度制御装置。 - 【請求項１１】 前記ステアリング角速度演算手段は、 前記第１および第２の角度検出値から第１および第２の
ステアリング角速度をそれぞれ算出する第１および第２
のステアリング角速度演算部と、 前記第１および第２のステアリング角速度を重み付けし
て合成するための重み付け合成手段とを含み、 前記第１および第２の角度検出値が切り換えられる角度
位置の近傍範囲においては、前記重み付け合成手段の出
力値を前記ステアリング角速度として算出することを特
徴とする請求項１０に記載の車両のステアリング角度制
御装置。 - 【請求項１２】 前記第２のポテンショメータは、前記
第２のポテンショメータの１回転毎に同一値を繰り返す
ように前記第２の角度検出値を出力し、 前記ステアリング角速度演算手段は、 前記第２の角度検出値が直線的に変化する角度範囲にお
いては、前記第２の角度検出値に基づいて前記ステアリ
ング角速度を算出し、 前記第２の角度検出値が急変する角度の近傍範囲におい
ては、前記第１の角度検出値に基づいて前記ステアリン
グ角速度を算出することを特徴とする請求項９に記載の
車両のステアリング角度制御装置。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10053299A JP3625391B2 (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 車両のステアリング角度制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=14276581
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|---|---|---|---|
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