JPH0671863B2 - 車両の転舵角検出装置 - Google Patents

車両の転舵角検出装置

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JPH0671863B2 JP63192301A JP19230188A JPH0671863B2 JP H0671863 B2 JPH0671863 B2 JP H0671863B2 JP 63192301 A JP63192301 A JP 63192301A JP 19230188 A JP19230188 A JP 19230188A JP H0671863 B2 JPH0671863 B2 JP H0671863B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、ステアリングハンドルに付設された転舵角セ
ンサの出力に基づいて転舵角を検出するための車両の転
舵角検出装置に関する。
(2) 従来の技術 従来、ステアリングハンドルに付設された転舵角センサ
は、転舵角の中立点で単発のパルスを発生するパルサを
有し、該パルサにより転舵角の中立点を推定し、パルス
カウント値をリセットするものであった。
(3) 発明が解決しようとする課題 ところが、転舵角センサをステアリングハンドルに取付
ける時点で実舵角との間にずれが生じることが多く、仮
にずれがないようにして取付けられていたとしても、車
両走行中に何らかの外力により中立点がずれることがあ
る。このように中立点がずれると、中立点パルスが実舵
角の中立点とは一致しないにもかかわらず、中立点パル
スを受けてパルスカウント値がリセットされるため、カ
ウント値が適切な舵角値を示さなくなる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、転
舵角センサのステアリングハンドルへの取付け状態にか
かわらず、転舵角センサの出力を補正して実舵角に近い
転舵角を検出し得るようにした車両の転舵角検出装置を
提供することを目的とする。
B.発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の1つの特徴に従う装
置は、転舵角を検出すべくステアリングハンドルに付設
される転舵角センサと、車両のヨー運動状態を検出する
ヨー運動検出手段と、前記ヨー運動状態から転舵角を推
定する転舵角推定手段と、転舵角センサおよび転舵角推
定手段の出力信号間の誤差に基づいて転舵角センサの出
力値を修正する転舵角修正手段とを備える。
また上記目的を達成するための本発明の他の特徴に従う
装置は、転舵角を検出すべくステアリングハンドルに付
設される転舵角センサと、車両の左右車輪速度差を検出
する車輪速度差検出手段と、前記車輪速度差から転舵角
を推定する転舵角推定手段と、転舵角センサおよび転舵
角推定手段の出力信号間の誤差に基づいて転舵角センサ
の出力値を修正する転舵角修正手段とを備える。
(2) 作用 上記1つの特徴に従う装置では、転舵角センサの出力を
車両のヨー運動状態から推定可能な転舵角により補正す
ることにより、実際の転舵角に近い転舵角を得ることが
できる。
また上記他の特徴に従う装置では、左右車輪速度差から
転舵角を推定することが可能であり、この推定転舵角に
より転舵角センサの出力を補正するので、実際の転舵角
に近い転舵角を得ることができる。
(3) 実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
先ず本発明の一実施例を示す第1図において、前輪駆動
車両における自由転動輪としての左右両後輪Wrl,Wrrに
速度センサSl,Srが個別に付設されており、これらの速
度センサSl,Srの出力信号はコンピュータで構成される
転舵角検出装置1に入力される。またステアリングハン
ドルHには転舵角センサ2が付設されており、この転舵
角センサ2の出力も転舵角検出装置1に入力される。
転舵角検出装置1は、コンピュータであり、両速度セン
サSl,Srの出力により車両のヨー運動状態としてのヨー
レートRを検出するヨー運動検出手段3と、前記両速度
センサSl,Srの出力の平均値から車両速度Vを検知する
車速検知手段13と、ヨー運動検出手段3の出力および車
速検知手段13の出力により操舵利得を決定する操舵利得
決定手段14と、操舵利得GおよびヨーレートRに基づい
て車両の転舵角δを推定する転舵角推定手段4と、転
舵角センサ2の出力Sを転舵角推定手段4の出力により
修正する転舵角修正手段5とを備え、転舵角修正手段5
は、転舵角センサ2の出力Sおよび転舵角推定手段4の
出力δ間の誤差を検出する誤差検出回路6と、その誤差
により転舵角センサ2の出力を修正する修正回路7とを
備える。
車速検知手段13の出力すなわち車速と、転舵角検出装置
1で得られた転舵角δ′とは、基準ヨーレート発生手段
8に入力され、該基準ヨーレート発生手段8で得られた
基準ヨーレートと前記ヨー運動検出手段3で得られたヨ
ーレートRとは減算回路9に入力される。而してこの減
算回路9では、基準ヨーレートとヨーレートRとの差の
絶対値が算出される。すなわち現在あるべきヨーレート
と、現在のヨーレートRとのずれが求められる。減算回
路9の出力は比較器10の非反転入力端子に入力され、比
較器10の反転入力端子には端子11から基準値が入力され
る。したがって比較器10は、現在あるべきヨーレートと
現在のヨーレートRとのずれが基準値よりも大きいとき
にハイレベル信号を出力するものであり、この比較器10
の出力はヨー運動修正手段12たとえばエンジン出力制御
によりヨー運動を修正する手段に入力される。
コンピュータである転舵角検出装置1では、第2図で示
す手順により転舵角が求められる。先ず第1ステップS1
では、フラグFが1であるかどうかが判定される。この
フラグFは、舵角修正中であるかどうかを示すためのも
のであり、F=1は舵角修正中であることを示す。この
第1ステップS1でF=1であるときには第19ステップS1
9に進み、F=0であるときには第2ステップS2に進
む。
第2ステップS2ないし第10ステップS10は、車両の運転
状態が舵角修正に適した定常領域にあるかどうかを判定
するためのものであり、定常領域から外れた状態にある
と判定されたときには第11ステップS11でタイマTSがリ
セットされる。このタイマTSは、車両が定常領域にある
かどうかを判定するために要する時間たとえば2秒をカ
ウントするためのものであり、第2ステップS2ないし第
10ステップS10で定常領域から外れていると判定される
度にリセットされる。
前記車両が定常領域にあるかどうかを判定するための各
要素を個別に説明すると、先ず第2ステップS2では車速
Vが下限車速たとえば8km/h以上であるかどうかが判定
され、第3ステップS3では車速Vが上限車速たとえば50
km/h以下にあるかどうかが判定され、第4ステップS4で
は車両のヨーレートRが許容ヨーレート幅たとえば5゜
/sec以下にあるかどうかが判定され、第5ステップS5で
は駆動輪の過剰スリップを抑制するブレーキ、エンジン
出力低下等のトラクション制御中であるかどうかが判定
され、第6ステップS6では舵角Sが許容舵角幅にあるか
どうかが判定される。この許容舵角幅は、第3図に示す
ように車速Vに応じて定められるものであり、車速Vが
大となるにつれて許容舵角幅は小さく設定されている。
第7ステップS7および第8ステップS8では、今回のヨー
レートRおよび転舵角Sが、修正を終了した直後に後述
の第23ステップS23で設定される前回の平均ヨーレートR
A′および平均転舵角SA′以下であるかどうかが判定さ
れ、以下であったときに第11ステップS11に進む。これ
は転舵角センサ2の誤差修正を前回行なったときの平均
ヨーレートRAまたは平均転舵角SAよりの直進走行側のと
きのみの修正動作を開始させ、より正確な推定転舵角を
求めようとするものである。
第9ステップS9では、ヨーレートRが定常領域にあるか
どうかが判定される。この定常領域は第4図の斜線で示
す領域間のように設定されており、第2ステップS2から
第8ステップS8までの全ての条件を初めて満足した時点
のヨーレートRを中心値とし、そのヨーレートRの中心
値から定常領域(定常旋回あるいは直進状態)を定めた
ものである。タイマTSでカウントされる設定時間たとえ
ば2秒間以上その定常領域にあるかどうかが第9ステッ
プS9で判定される。また第10ステップS10では転舵角S
が定常領域にあるかどうかが判定される。この定常領域
は、上記ヨーレートRの定常領域と同様に設定されてお
り、たとえば2秒間以上定常領域にあるかどうかが第10
ステップS10で判定される。
このようにして第2ステップS2ないし第10ステップS10
で、車両の運転状態が定常領域にあると判定されたとき
には第12ステップS12に進み、定常領域ではないと判断
されたときには第11ステップS11でタイマTSがリセット
される。
第12および第13ステップS12,S13では、ヨーレートRの
平均値RAおよび転舵角Sの平均値SAが次の第(1)式お
よび第(2)式により演算される。
ここで、Nは第(1)式および第(2)式の演算開始か
らの累積サンプリング数であり、第(1)式および第
(2)式は、平均値演算開始からの経過時間に依存して
今回サンプリング値の平均値に対する影響を変化させ
る、所謂移動平均を用いている。また添字(-1)は前回
値を示すものである。
第14ステップS14では、タイマTSによる設定時間のカウ
ントが終了したか否かが判定され、定常領域判別のため
の時間TSが経過しているときには第15ステップS15でフ
ラグFを1にセットする。
次の第16ステップS16は、転舵角推定手段4における処
理を示すものであり、前記ヨーレート平均値RAを操舵利
得Gで除すことにより推定転舵角δが得られる。すな
わちδ=RA/Gであり、G=G0/G′Rである。ここでG0
は第5図に示すように車両速度Vに依存して定まる基準
利得であり、理論的には次の第(3)式で求められる。
ここで、nはステアリングギヤ比、lはホィールベー
ス、Kはスタビリティファクタをそれぞれ示す。また
G′はヨーレートRが増大したときに操舵利得を小さく
するための補正係数である。すなわち車両速度を一定と
したときにヨーレートと転舵角との関係は第6図で示す
ようになるものであり、ヨーレートRおよび車両速度V
から車両にかかる横加速度が定まり、この横加速度の影
響から車両の荷重移動およびサスペンションのコンプラ
イアンス変化が生起され、それに応じて操舵利得が変化
するので、前記補正係数G′は車速に応じて設定され、
補正係数G′にヨーレートRを乗じた値で操舵利得の理
論値G0を補正することにより実際の車両走行中の操舵利
得に近似させている。
第17ステップS17では、誤差εが算出される。すなわ
ち転舵角推定手段4で推定された転舵角δと、転舵角
センサ2で得られた転舵角Sの平均値SAとの差(ε
δ−SA)が演算される。さらに次の第18ステップS18
では、次の演算が行なわれる。
Δε=ε1/N1 …(4) この第(3)式で、N1はN1=TC/TLOOPで定められ、TC
第4図で示すように定常領域判定後の舵角値修正のため
に設定される時間であり、たとえば1秒に設定されてい
る。したがって第(4)式は、第2図で示した処理手順
における1ループ毎の補正量Δεを求めるものである。
第19ステップS19では、、修正値εが次の第(5)式
により求められる。
ε=ε+Δε …(5) さらに第20ステップS20では、舵角値修正のために設定
した時間TCが経過したかどうかが判定され、経過してい
ないときに第24ステップS24に、また経過しているとき
には第21ステップS21に進む。第21ステップS21では、フ
ラグFが0に設定され、第22ステップS22でタイマTS,TC
をリセットした後、第23ステップS23ではヨーレート平
均値RAをRA′に、また転舵角平均値SAをSA′に設定す
る。
第24ステップS24では、転舵角検出装置1から出力され
る転舵角δ′として、次の第(5)式による演算が行な
われる。
δ′=S+ε …(6) 次にこの実施例の作用について説明すると、第2図で示
した処理手順において、第2ステップS2ないし第10ステ
ップS10では転舵角センサ2により検出された転舵角S
の修正を行なうのに車両が定常領域にあるかどうかが判
断され、定常領域にあると判断されたときに、第15ステ
ップS15でフラグFを1にセットして次のステップに進
む。
上述のように車両が定常運転状態にあると判断された後
には、第16ステップS16ないし第18ステップS18で、処理
ループ1回当たりの補正量Δεが演算される。すなわち
第16ステップS16ではヨーレートRAを操舵利得Gで除し
て推定舵角δが得られ、この推定舵角δと舵角セン
サ2の出力に基づく舵角平均値SAとの誤差εが第17ス
テップS17で得られ、その誤差εにより処理ループ1
回当たりの補正量Δεが第18ステップS18で得られる。
このような第16ステップS16ないし第18ステップS18は、
車両の運転状態が定常領域であると判断された後の最初
の処理ループのみで実行されるものであり、それ以降に
は、第1ステップS1から第19ステップS19へと移行する
ことになる。
ここで第7図を参照して、転舵角センサ2による検出転
舵角Sと、転舵角推定手段4による推定転舵角δとの
間にεだけの誤差があるとすると、1回の処理ループ
毎に補正量Δεを加算した補正値εが転舵角Sに加算
され、設定時間TCが経過するまでに、転舵角検出装置1
からの出力δ′は推定転舵角δに修正される。すなわ
ち検出転舵角Sと推定転舵角δとの間の差は設定時間
TCが経過するまでに徐々に0となるようになるものであ
り、このように冗長化して修正することにより、ヨー運
動修正手段12での急激な修正制御が回避され、ヨー運動
の修正を緩やかに行なうことが可能となる。
第8図は本発明の他の実施例を示すものであり、上記実
施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
この実施例で注目すべきは、上記実施例のヨー運動検出
手段3に代えて車輪速度差検出手段15を設けていること
であり、他の構成要素は上記実施例と同一である。
車輪速度差検出手段15は、左右後輪Wrl,Wrrの速度差を
得るものであり、この速度差は転舵角推定手段4に入力
される。而して左右両輪の速度差から転舵角δを推定
することは可能であり、この推定転舵角δと転舵角セ
ンサ2による検出転舵角Sとから誤差を求めて上記実施
例と同様の処理を行なうことにより、ほぼ正確な転舵角
δ′を得ることができ、上記実施例と同様の効果を奏す
ることができる。
C.発明の効果 以上のように本発明の1つの特徴に従う転舵角検出装置
は、転舵角を検出すべくステアリングハンドルに付設さ
れる転舵角センサと、車両のヨー運動状態を検出するヨ
ー運動検出手段と、前記ヨー運動状態から転舵角を推定
する転舵角推定手段と、転舵角センサおよび転舵角推定
手段の出力信号間の誤差に基づいて転舵角センサの出力
値を修正する転舵角修正手段とを備えるので、転舵角セ
ンサのステアリングハンドルへの取付け状態の如何にか
かわらず、ほぼ正確な転舵角を得ることが可能となる。
また本発明の他の特徴に従う転舵角検出装置では、上記
ヨー運動検出手段に代えて車輪速度差検出手段が設けら
れるので、上記1つの特徴に従う装置と同様に、転舵角
センサのステアリングハンドルへ取付け状態にかかわら
ず、ほぼ正確な転舵角を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第1図は全体構成を示すブロック図、第2図は処理
手旬を示すフローチャート、第3図は許容舵角幅の設定
状態を示す図、第4図はヨーレートおよび転舵角の定常
領域を判断するための許容幅を示す図、第5図は基準操
舵利得の特性図、第6図はヨーレートおよび転舵角の車
速一定状態での関係を示す図、第7図は転舵角修正手順
を説明するための図、第8図は本発明の他の実施例の第
1図に対応したブロック図である。 1……転舵角検出装置、2……転舵角センサ、3……ヨ
ー運動検出手段、4……転舵角推定手段、5……転舵角
修正手段、15……車輪速度差検出手段 H……ステアリングハンドル
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 113:00 137:00 (56)参考文献 特開 昭63−251373(JP,A) 特開 昭60−161260(JP,A) 特開 昭59−186775(JP,A) 特開 昭52−81830(JP,A)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】転舵角を検出すべくステアリングハンドル
    に付設される転舵角センサと、車両のヨー運動状態を検
    出するヨー運動検出手段と、前記ヨー運動状態から転舵
    角を推定する転舵角推定手段と、転舵角センサおよび転
    舵角推定手段の出力信号間の誤差に基づいて転舵角セン
    サの出力値を修正する転舵角修正手段とを備えることを
    特徴とする車両の転舵角検出装置。
  2. 【請求項2】転舵角推定手段は、車両速度に応じた操舵
    利得と、ヨー運動検出手段から出力されるヨー運動状態
    としてのヨーレートとから転舵角を推定すべく構成され
    ることを特徴とする第(1)項記載の車両の転舵角検出
    装置。
  3. 【請求項3】転舵角推定手段は、ヨーレートを操舵利得
    により除して推定転舵角を求めるべく構成されることを
    特徴とする第(2)項記載の車両の転舵角検出装置。
  4. 【請求項4】転舵角推定手段は、操舵利得を修正可能に
    構成されることを特徴とする第(2)項または第(3)
    項記載の車両の転舵角検出装置。
  5. 【請求項5】転舵角推定手段は、ヨーレートおよび車両
    速度に基づいて操舵利得を修正すべく構成されることを
    特徴とする第(4)項記載の車両の転舵角検出装置。
  6. 【請求項6】転舵角を検出すべくステアリングハンドル
    に付設される転舵角センサと、車両の左右車輪速度差を
    検出する車輪速度差検出手段と、前記車輪速度差から転
    舵角を推定する転舵角推定手段と、転舵角センサおよび
    転舵角推定手段の出力信号間の誤差に基づいて転舵角セ
    ンサの出力値を修正する転舵角修正手段とを備えること
    を特徴とする車両の転舵角検出装置。
  7. 【請求項7】転舵角推定手段は、車両速度に応じた操舵
    利得と車輪速度差から転舵角を推定すべく構成されるこ
    とを特徴とする第(6)項記載の車両の転舵角検出装
    置。
  8. 【請求項8】転舵角推定手段は、操舵利得を修正可能に
    構成されることを特徴とする第(7)項記載の車両の転
    舵角検出装置。
JP63192301A 1988-08-01 1988-08-01 車両の転舵角検出装置 Expired - Lifetime JPH0671863B2 (ja)

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CA000607109A CA1326279C (en) 1988-08-01 1989-07-31 Steering wheel turning angle detector and method for controlling yawing for vehicle
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