JPH04332811A - 車両の転舵角検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の転舵角を正確に
検出することができる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】同上装置の一例が特開平２−４０５０４
号公報に開示されている。この装置では、車両のステア
リングシャフトに、その回転量を検出する転舵角センサ
を設けている。このセンサによってステアリングシャフ
トが何度回転されたかが検出される。しかしながらこの
センサでは、何度回転されたかが検出されるだけで、そ
れが車両直進時のシャフト回転位置から何度回転された
のかまではわからない。すなわち転舵角センサとは言う
ものの、回転量センサにすぎす、実際の転舵角は検出で
きない。実際の転舵角を検出するには、車両直進時のセ
ンサ出力を基準としなければならないのに、この基準が
得られないからである。そこでこの装置は、下記の構成
によって基準を得ている。

【０００３】まずこの装置では、左右一対の従動輪に各
車輪速度を検出する一対の車輪速センサを設け、このセ
ンサで検出される左右輪速度からヨーレートを算出する
。そしてこのヨーレートと車速の情報から、算出された
ヨーレートを実現する実際の転舵角を推定する。そして
転舵角センサの出力とこの推定値との差異を求め、この
差異に基づいて転舵角センサの出力を修正する。そのよ
うにして修正された値は実際の転舵角情報に基づいて修
正されたものとなり、前記基準から測定された転舵角情
報に相当することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
実際の転舵角を推定するために、左右一対の従動輪に車
輪速センサを設ける。このため４輪駆動方式の車両に対
してはこの技術を適用することができない。常時４輪に
駆動力が分配される形式の車両では従動輪が存在しない
し、所定条件成立時にのみ４輪に駆動力を分配する形式
の車両でも４輪駆動時には所期の作用が得られない。

【０００５】駆動輪の左右車輪速度からヨーレートを算
出する場合、従動輪の場合に比して駆動輪と路面間にス
リップが生じ易く、スリップ発生中に左右輪速度からヨ
ーレートを算出すると誤ったヨーレートが算出されてし
まう。そこで特開平２−４０５０４号公報の技術は、そ
のままでは４輪駆動車に用いることができない。本発明
は、４輪駆動車に対しても正確な転舵角を検出すること
のできる装置を提供する目的で開発されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の転舵角検出装
置はその概念が模式的に図１に示されているように、車
両のステアリングシャフトの回転量を検出する転舵角セ
ンサＡと、左右輪の各速度を検出する一対の車輪速セン
サＥ，Ｈと、該車輪速センサで検出される左右輪速度か
ら実転舵角を推定する手段Ｆと、該転舵角センサＡの出
力と該実転舵角推定手段Ｆによる推定値との差異を算出
する手段Ｃと、該転舵角センサＡの出力を、前記差異算
出手段Ｃによる算出値で修正して転舵角信号を出力する
手段Ｂとを有する。ここまでは特開平２−４０５０４号
公報の技術と同一の構成を備えている。本発明ではさら
に、前記一対の車輪速センサＥ，Ｈが駆動輪Ｄ，Ｇに設
けられており、該駆動輪Ｄ，Ｇと路面間にスリップが発
生し得る条件か否かを判別する手段Ｊと、スリップ発生
条件成立中は新たな差異の算出を禁止する手段Ｋとが付
加されている。

【０００７】

【作用】さて同上構成によると、車輪速センサＥ，Ｈは
駆動輪Ｄ，Ｇに設けられているため、本装置は４輪駆動
車両にも適用することができる。ここで差異算出手段Ｃ
には、駆動輪と路面間にスリップが発生し得る状態の場
合に、新たな差異の算出を禁止する手段Ｋが付加されて
いるため、スリップに伴って誤って推定された実転舵角
推定値に基づいて転舵角が修正されることがない。すな
わち本発明によると、実際転舵角を推定するための左右
輪速センサが駆動輪に設けられる一方、スリップ発生時
に誤って推定されるおそれのある推定転舵角に基づく修
正が禁止されるため、４輪駆動車の転舵角を正確に検出
できるのである。

【０００８】

【実施例】まず初めに、本発明を制御４ＷＤ車に適用し
た実施例のシステム構成を図２を参照して説明する。こ
の車両はエンジン１８のトルクをトランスミッション２
０を介してセンタディファレンシャル２２に入力し、こ
れを前輪１２，１６と後輪２６，３０に分配する。前輪
に分配されたトルクはさらにフロントディファレンシャ
ル１４によって左右の前輪１２，１６に分配される。ま
た後輪に分配されたトルクはリアディファレンシャル２
８によって左右の後輪２６，３０に分配される。ここで
センタディファレンシャル２２には油圧クラッチ２４が
付設されており、クラッチ油圧が低いときにはトルク分
配率を前輪に３０、後輪に７０の割合で分配する。そし
て車輪にスリップが発生し始めるとクラッチ油圧を上げ
前輪への分配率を高め、後輪への分配率を低めてスリッ
プを抑制する。

【０００９】また、この車両は後輪の転舵装置３２を備
えている。さらにこの車両は右前輪１２の回転速度に依
存した時間間隔でパルス波を出力する右車輪速センサ２
、左前輪１６に対する同様の左車輪速センサ６、右左の
後輪２６，３０の平均回転速度に依存した時間間隔でパ
ルス波を出力する後輪速センサ３４等を備え、これらか
らのパルス波はインターフェイス３６を介してＣＰＵ４
０に入力される。

【００１０】この他クラッチ２４の油圧信号、図示しな
いスロットルバルブの開度に相当する信号を出力するス
ロットルセンサ１０の信号、及びブレーキ操作の有無に
対応したオン・オフ信号を発生するブレーキスイッチ８
の信号もインターフェイス３６を介してＣＰＵ４０に入
力される構成となっている。またこの車両の図示しない
ステアリングシャフトには転舵角センサ４が設けられて
おり、このセンサ４は同ステアリングシャフトが所定角
回転する毎にパルス波を出力する。このパルス波もイン
ターフェイス３６を介してＣＰＵ４０に伝達される。

【００１１】一方、クラッチ２４の油圧と、後輪転舵装
置３２は、ＣＰＵ４０からインターフェイス４２を介し
て伝えられる信号によって制御される構成となっている
。ＣＰＵ４０にはＲＡＭ３８とＲＯＭ４４が接続されて
通常のマイコンシステムが構成されており、ＲＯＭ４４
にはＣＰＵ４０を制御する各種プロクラムが記憶されて
いる。

【００１２】図２には本実施例の理解に必要な範囲でＲ
ＯＭ４４に記憶されているプログラムの一部が示されて
いる。図示プログラム３は、クラッチ２４の油圧を制御
するプログラムであり、各車輪速センサ２，６，３４の
信号から前後輪の速度差を求め、これが所定値を越える
とスリップを抑制する必要があることから、クラッチ油
圧を高め後輪分配率を低める処理を実行する。この車両
の場合、クラッチ２４が非作動状態のとき後輪側へ７０
％のトルクが分配され、このとき前後輪がともにスリッ
プしないように設定されている。

【００１３】さてプログラム１は転舵角を求めるための
ものであり、このようにして求められた転舵角はプログ
ラム２の後輪転舵装置３２の制御プログラムに用いられ
る。このプログラム２では転舵角に表される運転者の転
舵意思に対応したヨーレートとなるように後輪２６，３
０の転舵角を制御する。従ってこのプログラム２によっ
て良好な制御を実現するためには、転舵角が正しく求め
られていなければならない。

【００１４】次に転舵角を求めるプログラム１について
説明する。このプログラム１には図２に示される各種処
理を実現する処理手順が記憶されている。このプログラ
ム１による処理手順が図３に示されている。図２に示さ
れる処理は図３の同一ステップ番号を持つ処理手順でそ
れぞれ実現される。なおこのプログラム１は所定時間間
隔で割込み実行される。

【００１５】図３のステップＳ０では転舵角センサ４の
信号θＳ　がＣＰＵ４０に入力され、ＲＡＭ３８に記憶
される。ステップＳ１では左右の車輪速センサ２，６の
信号ＷＬ，ＷＲ　がＣＰＵ４０に入力されＲＡＭ３８に
記憶される。ステップＳ２では左右輪の速度差ＷＬ　−
ＷＲ　と、車両ごとに予めわかっている定数（トレッド
長）からヨーレート（Ｒ）が演算されＲＡＭ３８に記憶
される。ステップＳ３ではそのヨーレット（Ｒ）を得る
ために実際に転舵されているはずの実転舵角の推定値θ
を演算する処理を実行する。ここでは車両ごとに予めわ
かっているトレッド長やホイールベース長を用い、転舵
角とヨーレート間に成立する式を用いて転舵角を推定す
る。なおこの式では転舵に遅れてヨーレートが増大し始
めるといった応答遅れの要素も考慮された式が用いられ
る。ステップＳ３で演算された推定転舵角はステップＳ
４でフィルタ処理され、ノイズ成分が除去された後ＲＡ
Ｍ３８に記憶される。

【００１６】上記ステップＳ３で演算される実転舵角の
推定値θは必ずしも全条件において正しい値が推定され
るものでない。そこでステップＳ５〜Ｓ１０では、ステ
ップＳ２〜Ｓ３で正しい転舵角が推定される条件か否か
を判別する。ステップＳ５ではステップＳ４で演算され
た転舵角θが所定値θ１以下かどうかを判定し、所定値
以上であれば後述するステップＳ１１をスキップさせる
。推定転舵角θが大きいときは、推定誤差が大きい傾向
にあり、この推定値でもってセンサ信号を修正する量を
更新できないからである。ステップＳ６では左右の前輪
速度の平均値が所定値以上かどうか判定し、以下であれ
ば同じくステップＳ１１をスキップさせる。車速が低速
走行のときにはヨーレートと転舵角間の関係がステップ
Ｓ３で用いる演算式に乗らなくなるからである。ステッ
プＳ７では転舵角の時間変化率ｄθ／ｄｔが所定値以下
がどうか判定し、所定値以上であればステップＳ１１を
スキップさせる。この場合にもステップＳ３で演算され
る推定転舵角θに推定誤差がはいり易いからである。

【００１７】ステップＳ８〜Ｓ１０は前輪にスリップが
発生し得る状態か否かを判別する処理を実行するもので
あり、ステップＳ８ではスロットル開度（α）が所定値
α１以下かどうかを判定する。スロットル開度（α）が
所定値α１以上であればエンジンが大出力状態でありス
リップが発生しているおそれがあるのでステップＳ１１
をスキップする。

【００１８】ステップＳ９ではクラッチの油圧（Ｐ）が
所定値Ｐ１　以下かどうかを判定し、以上であればスリ
ップが発生し始めてそれを抑制するコントロールが実施
されているような走行状態であるため、ステップＳ１１
をスキップさせる。ステップＳ１０ではブレーキが操作
されているかどうかを判定し、ブレーキが操作されてい
るとスリップが生じている可能性があるのでステップＳ
１１をスキップさせる。

【００１９】ステップＳ１１はステップＳ５〜Ｓ１０の
全部が成立しているときにのみ実行されるものであり、
この場合はスリップも発生しておらずステップＳ２〜Ｓ
４で正しい推定実転舵角θが推定される条件が成立して
いるために、センサ信号（θＳ　）と推定実転舵角（θ
）の算を演算し、その後にセンサ信号（θＳ　）を修正
する際に用いる修正量を更新する。これに対し、ステッ
プＳ５〜Ｓ１０でいずれかが成立しない場合には、ステ
ップＳ４で演算された推定転舵角が正しく推定されてい
ない可能性があるので、修正量を更新しない。特にステ
ップＳ８〜Ｓ１０のいずれかが成立していないとスリッ
プによってステップＳ２で求めたヨーレート自体が誤っ
ている可能性があるので修正量を更新しないのである。

【００２０】すなわち本実施例ではステップＳ８〜Ｓ１
０の処理とその処理の実行に関与するＣＰＵ４０を中心
とするマイクロコンピュータシステムでスリップ発生条
件判別手段Ｊが構成されており、スリップ発生条件が成
立するとステップＳ１１をスキップさせる処理とそれを
実現するマイクロコンピュータシステムで新たな差異の
算出を禁止する手段Ｋが構成されている。

【００２１】ステップＳ１２は、ステップＳ１１で演算
された修正量に基づいて転舵角センサの信号を修正する
ものであり、今回の実行タイミングでステップＳ１１が
実行されていれば今回更新された修正量を用いて修正し
、今回の実行タイミングではステップＳ１１がスキップ
されていればそれ以前に求められていた修正量を用いて
修正する。この処理によると、左右輪速度から転舵角が
推定できる条件が成立する毎に転舵角センサの基準ズレ
が修正されることになり常時正しい転舵角が得られるこ
とになる。一方転舵角の推定が正しく実行されないよう
な場合には、誤った修正量に更新されることがなく、正
確性が維持される。

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、４輪駆動車の転舵角が
正確に検出されるため、４輪駆動車のヨーレート制御を
運転者の操作意思に正確に対応したものとすることがで
き、運転の快適性と安全性の向上に資するところが大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を模式的に示す図。

【図２】本発明を適用した一実施例のシステム図。

【図３】実施例システムで実行される処理手順図。

【符号の説明】

Ａ：転舵角センサ Ｂ：修正して転舵角信号を出力する手段Ｃ：差異算出手
段 Ｅ，Ｈ：車輪速センサ Ｆ：実転舵角推定手段 Ｊ：スリップ発生条件判別手段 Ｋ：新たな差異算出禁止手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両のステアリングシャフトの回転量
   を検出する転舵角センサと、左右輪の各速度を検出する
   一対の車輪速センサと、該車輪速センサで検出される左
   右輪速度から実転舵角を推定する手段と、該転舵角セン
   サの出力と該実転舵角推定手段による推定値との差異を
   算出する手段と、該転舵角センサの出力を、前記差異算
   出手段による算出値で修正して転舵角信号を出力する手
   段とを有する車両の転舵角検出装置において、前記一対
   の車輪速センサが駆動輪に設けられており、該駆動輪と
   路面間にスリップが発生し得る条件か否かを判別する手
   段と、スリップ発生条件成立中は新たな差異の算出を禁
   止する手段とが付加されていることを特徴とする車両の
   転舵角検出装置。