JP5092510B2 - 絶対舵角検出装置 - Google Patents
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この特許文献1に記載された従来例は、電動モータの駆動によって減速機構を介して操舵補助が行われるステアリング系の回転角を検出することによって、ステアリングホイールの舵角を演算するようにした舵角センサであって、ステアリングシャフトの回転に連動して作動するセンサホイールと、該センサホイールからの舵角信号に基づいて絶対舵角を演算する絶対角演算手段とを備えると共に、センサホイールに、GMR素子と、該GMR素子の回りに配された着磁部とを備え、着磁部の回転に伴って磁場方向を変化させることによって得られるGMR素子の抵抗値の変化に基づいて、ステアリングシャフトの2回転を1周期として回転角を検出するようにしている。
車両の車輪速を検出する車輪速検出部と、前記操舵装置の回転に連動して回転するセンサホイールと、GMR素子で構成されるブリッジ回路を有する磁気検出器と、該磁気検出器の回りに配設された着磁部と、前記磁気検出器から出力される検出信号に基づいて前記操舵装置の1回転を1周期とする舵角センサ出力値を演算する舵角演算部と、舵角中立点での前記舵角演算部から出力される舵角センサ出力値でなる中立点位置を記憶する中立点記憶部と、該舵角演算部から出力される舵角センサ出力値に基づいて絶対角を演算する絶対舵角演算部とを備え、前記センサホイールに前記磁気検出器及び着磁部の何れか一方を装着すると共に、他方を固定部に装着し、前記絶対舵角演算部は、全舵角範囲を前記中立点記憶部に記憶された中立点位置を含む1周期分の中立舵角範囲と、該中立舵角範囲の両側に形成した複数の左右舵角範囲とに分割し、現在の舵角が中立舵角範囲及び左右舵角範囲の何れの舵角範囲に属するかを推定する舵角範囲推定部を有し、該舵角範囲推定部で推定した舵角範囲と前記舵角演算部でから出力される舵角センサ出力値と前記中立点記憶部に記憶された中立点位置とに基づいて絶対舵角を演算し、前記舵角範囲推定部は、前記車輪速検出部で検出した車輪速に基づいて精度の粗い絶対舵角を推定する舵角推定部と、前回走行時の最終絶対舵角を記憶する前回最終舵角記憶部と、該前回最終舵角記憶部に記憶された最終絶対舵角に基づいて舵角範囲を算出する舵角範囲算出部と、該舵角範囲算出部で算出した舵角範囲、前記舵角検出部で検出した舵角及び前記中立点記憶部に記憶された中立点位置に基づいて絶対舵角を推定する絶対舵角推定部とを備え、前記絶対舵角推定部で推定した絶対舵角と前記舵角推定部で推定した絶対舵角との偏差が所定値以内であるときに前記舵角範囲算出部で算出した舵角範囲を確定するように構成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項4に係る絶対舵角検出装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記舵角範囲推定部が、前記舵角演算部から出力される舵角センサ出力値の変化量が所定閾値以上であるときに舵角範囲を変更する舵角範囲移行制御部を備えていることを特徴としている。
図1は、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、1は操舵装置であり、この操舵装置1はステアリングホイール2が装着されたステアリングシャフト3と、このステアリングシャフト3のステアリングホイール2とは反対側に連結されたラックピニオン機構4と、このラックピニオン機構4にタイロッド等の連結機構5を介して連結された左右の転舵輪6とを備えている。
この制御装置14には、ステアリングシャフト3に配設された操舵トルクセンサ16で検出されたステアリングホイール2に入力される操舵トルクTが入力されていると共に、車速検出部としての車速センサ17で検出した車速検出値Vsが入力され、さらに減速機構7に組込まれた舵角検出部としての舵角センサ18で検出された舵角センサ出力値θd(n)が入力されている。
また、舵角センサ18は、図2に示すように、減速機構7を構成するステアリングシャフト3に連結されたウォームホイール7cと並列に配設された所定歯数の平歯車18aと、この平歯車18aに噛合する同一歯数の歯部18bを外周面に形成したセンサホイール18cと、このセンサホイール18cの一方の側面に形成された半円弧状に形成されたN極及びS極に着磁された一対の着磁部18d及び18eと、ギヤハウジング7aに配設された支持片18fの先端に保持されて着磁部18d及び18eの中心点位置に対向する位置に配置された磁気検出器18gと、この磁気検出器18gから出力される検出信号に基づいて舵角検出信号を演算する舵角演算部18hとで構成されている。
θd(n)=arctan(S1/S2) …………(1)
制御装置14は、例えばマイクロコンピュータで構成され、その構成は機能ブロック図で表すと図5に示すようになる。すなわち、制御装置14は、操舵トルクセンサ16で検出した操舵トルクT及び車速センサ17で検出した車速Vsが入力されこれらに基づいて電動モータ8に対する電流指令値Irefを演算する電流指令値演算部21と、この電流指令値演算部21で算出された電流指令値Irefとモータ電流検出部19で検出されたモータ電流Imとに基づいて電流フィードバック処理を行って電圧指令値を算出する電流フィードバック制御部22と、この電流フィードバック制御部22で算出された電圧指令値Vrefが入力されて電動モータ8を駆動制御するモータ駆動回路23と備えている。
また、絶対舵角演算部26には、この絶対舵角演算部26で実行する初期ターン数確定処理、絶対舵角演算処理等の各種プログラムを格納するROM26aと、絶対舵角演算部26で実行する各処理の処理過程で必要とする値等を記憶するRAM26bとが接続されている。
この図6の初期絶対舵角演算処理は、先ず、ステップS0で、車輪速センサ24FL〜24RRから車輪速VFL〜VRRを読込み、次いでステップS1に移行して、車輪速VFL〜VRRの全てが“0”近傍の所定値以上となって車両が走行状態となったか否かを判定し、車両が停止状態であるときにはステップS0に戻って走行状態となるまで待機し、走行状態となったときにはステップS2に移行する。
sin(2θestF)=kF(VFL−VFR)/(VFL+VFR) ……(2)
tanθestR=kR(VRL−VRR)/(VRL+VRR) ……………(3)
ここで、VFLは前左車輪速、VFRは前右車輪速、VRLは後左車輪速、VRRは後右車輪速、kF及びkRは定数である。
次いで、ステップS4に移行して、算出した舵角偏差Δθestが予め設定した設定値ΔθS以下であるか否かを判定し、Δθest>ΔθSであるときには舵角偏差Δθestが大きく従動輪となる前輪に基づく第1の推定舵角θestFの信頼性が低いものと判断して前記ステップS0に戻り、Δθest≦ΔθSであるときには舵角偏差Δθestが小さく従動輪となる前輪に基づく第1の推定舵角θestFの信頼性が高いものと判断してステップS5に移行する。
このステップS7では、前輪車輪速に基づく第1の推定舵角θestFと舵角センサ18から出力される舵角センサ出力値θd(n)から実際の舵角が存在する舵角存在領域Anを決定するターン数nの初期値を推定してから後述するステップS13に移行する。すなわち、舵角センサ18から出力される舵角センサ出力値θd(n)は、図4に示した場合に、中立点検出値θd0=0°を含む−180°〜180°の範囲を中立舵角範囲A(0)として設定し、この中立舵角範囲A(0)からステアリングホイール2を右切りした舵角範囲180°〜540°の範囲を右舵角範囲A(1)とし、さらに右切りした540°を超える範囲を右舵角範囲A(2)とし、中立舵角範囲A(0)からステアリングホイール2を左切りした舵角範囲−180〜−540°の範囲を左舵角範囲A(−1)とし、さらに左切りした−540°を超える範囲を左舵角範囲A(−2)としたときに、何れかの舵角範囲Anに存在することになる。したがって、第1の推定舵角θestFと舵角センサ出力値θd(n)とにより舵角範囲A(−2)〜A(2)の何れに属するかを判定することにより、ターン数nの初期値を推定することができる。
このステップS9では、出力変化量Δθdがターン数移行判定閾値−aより小さいか否かを判定し、Δθd<−aであるときにはターン数nが増加したものと判断してステップS10に移行し、現在のターン数nに“1”を加算した値を新たなターン数nとして設定してからステップS13に移行する。
θ=θd(n)−θd0+n×360 …………(4)
次いで、ステップS14に移行して、上記ステップS13で算出した絶対舵角θから第1の推定舵角θestFを減算した値の絶対値で表される第1の舵角偏差ΔθF(=|θ−θestF|)及び絶対舵角θから第2の推定舵角θestRを減算した値の絶対値で表される第2の舵角偏差ΔθR(=|θ−θesrR|)を算出してからステップS15に移行する。
このステップS18では、カウント値Cntが予め設定した設定値Kを超えたか否かを判定し、Cnt≦Kであるときにはターン数nが不安定である可能性があると判断して前記ステップS5に戻り、Cnt>Kであるときにはターン数nが安定しているものと判断してステップS19に移行して、ターン数nを初期ターン数nintとして確定してから初期絶対舵角演算処理を終了する。
また、図7の絶対舵角演算処理は、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS21で、イグニッションスイッチ12がオン状態となって第一回目の絶対舵角演算処理であるか否かを判定し、第一回目の舵角演算処理ではないときには後述するステップS24にジャンプし、第一回目の舵角演算処理であるときにはステップS22に移行して、前述した初期絶対舵角演算処理で初期ターン数nintが確定したか否かを判定し、初期ターン数nintが確定していないときにはこれが確定するまで待機し、初期ターン数nintが確定したときにはステップS23に移行して、初期ターン数nintを読込んでからステップS24に移行する。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
このため、図7の絶対舵角演算処理で、初期ターン数nintが確定されないので、絶対舵角θを算出することなくタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
このとき、電動モータ8は停止状態であるので、モータ電流検出部19で検出されるモータ電流Imは“0”を維持しているので、電流フィードバック制御部22から比較的大きな値の電圧指令値Vrefがモータ駆動回路23に出力され、このモータ駆動回路23から比較的大きな値のモータ駆動電流Imが電動モータ8に出力される。
この状態では、車両が停止状態を維持しているので、舵角センサ18からステアリングホイール2の操舵角に応じた舵角センサ出力値θd(n)が出力されるが、車輪速センサ25FL〜25RRから出力される車輪速VFL〜VRRが“0”を維持するので、ステップS0で待機状態を継続する。
このため、第1の推定舵角θestF及び第2の推定舵角θestRが略等しい値となるので、両者の推定舵角偏差Δθestも略“0”となり、設定値ΔθS未満となるので、ステップS4からステップS5に移行し、舵角センサ18から舵角センサ出力値θd(n)を読込むと共に、不揮発性メモリ24から中立点検出値θd0を読込む。
このため、第1の推定舵角θestF及び第2の推定舵角θestRと絶対舵角θとの偏差ΔθF及びΔθRも略“0”となり、共に許容誤差範囲を表す設定値Δθerror未満となるので、ステップS15からステップS17に移行して、カウント値Cntに“1”を加算してCnt=1とする。
このため、新たなターン数nの推定は行われず、車両が直進走行状態を継続している場合には、舵角センサ18から出力される舵角センサ出力値θd(n)が前回の舵角センサ出力値θd(n-1)と略等しく両者の出力変化量Δθdが略“0”となるため、Δθd≧−Aとなり、且つΔθd≦+Aとなるので、ステップS9からステップS11を経てステップS13に移行し、絶対舵角θを算出する。この場合に推定舵角偏差ΔθF及びΔθRも略“0”を継続するので、ステップS15からステップS17に移行してカウント値Cntが“1”だけインクリメントされる。
このように、初期ターン数nintが確定されると、図7の絶対舵角演算処理で、ステップS22からステップS23に移行して、初期ターン数nintを読込み、次いでステップS24に移行して、舵角センサ18から出力される舵角センサ出力値θd(n)を読込むと共に、不揮発性メモリ24から中立点検出値θd0を読込んでから前述した初期ターン数推定処理におけるステップS8〜S13と同様の処理を行って絶対舵角θを算出する。この場合には、車両が直進走行状態を継続しているので、絶対舵角θも略“0”となる。
すなわち、例えばステアリングホイール2を右切り(又は左切り)して右操舵状態(又は左操舵状態)とし、これによって舵角センサ18で検出される舵角センサ出力値θd(n)が中立点検出値θd0と略等しい状態から増加(又は減少)して舵角センサ出力値θd(n)が180°(又は−180°)を超える状態となると、図8(a)に示すように舵角センサ出力値θd(n)が最大値θdMAXから最小値θdMINに(又は図8(b)に示すように最小値θdMINから最大値θMAXに)変化する。
このため、ステップS30で絶対舵角θを演算することにより、絶対舵角θが180°から例えば181°に(又は−180°から例えば−181°に)連続して増加(又は減少)され、正確な絶対舵角θを高分解能でリニアリティ良く算出することができる。
その後、ステアリングホイール2を右切り(又は左切り)して中立位置に戻すと、絶対舵角θは負(又は正)であり、絶対舵角速度ωが正(又は負)となるので、両者の符号が異なることにより、ハンドル戻し状態であると判断されて、ハンドル戻し制御部28のスイッチ33がa接点側に切換えられ、これにより、絶対舵角θに基づいてハンドル戻し基本電流回路30で算出されるハンドル戻し基本電流値Irにゲイン回路31から出力される車速感応ゲインGvとを乗算器32で乗算した値Ir・Gvがハンドル戻し制御信号HRとして加算器29に出力される。このため、ハンドル戻し時にのみ良好なハンドル戻し制御を行うことができる。
なお、上記第1の実施形態においては、本発明を後輪駆動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前輪駆動車に適用して、従動輪となる後輪の車輪速に基づいて第1の推定舵角を算出し、駆動輪となる前輪の車輪速に基づいて第2の推定舵角を算出するようにすればよい。
この第2の実施形態では、前述した第1の実施形態のように車輪速に基づいて初期絶対舵角を推定する場合に代えて、セルフアライニングトルクSAT及び車速Vsに基づいて初期舵角を推定するようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、制御装置14に車両に作用するセルフアライニングトルクSATを検出するセルフアライニングトルク推定部40が設けられ、このセルフアライニングトルク推定部40で検出したセルフアライニングトルクSAT及び車速センサ17で検出した車速Vsを絶対舵角演算部26に供給するように構成されていることを除いては図5と同様の構成を有し、図5との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
ここで、上記(5)式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクSATについて解くと下記(6)式が得られる。
SAT(s) = Tm(s) ++ T(s) − J・α(s) − Fr・sign(ωm(s)) …(6)
上記(6)式から分かるように、電動モータ8の慣性J及び静摩擦Frを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ωm、モータ角加速度α、アシストトルクTm及び操舵トルクTよりセルフアライニングトルクSATを推定することができる。
また、絶対舵角演算部26は、図12に示すように、セルフアライニングトルクSAT、車速Vs、舵角センサ出力値θd(n)及び中立点検出値θd0が入力されたターン数推定部45と、舵角センサ出力値θd(n)に基づいてターン数移行を判定するターン数移行判定部46と、ターン数推定部45で推定された初期ターン数nintと、ターン数移行判定部46で判定されたターン数nと、舵角センサ出力値θd(n)と、中立点検出値θd0とに基づいて絶対舵角θを演算する舵角演算部47とを備えており、舵角演算部47から絶対舵角θが出力される。
次いで、ステップS34に移行して、舵角センサ18で検出した舵角センサ出力値θd(n)を読込むと共に、不揮発性メモリ24に記憶されている中立点検出値θd0を読込み、次いでステップS35に移行して、カウント値Cntが“0”にリセットされているか否かを判定し、Cnt>0であるときにはそのままステップS37にジャンプし、Cnt=“0”であるときにはステップS36に移行する。Cnt>0である時に、前述した図6のステップS8〜S12と同様の処理をするステップS37〜S41を経て、ターン数を設定し、ステップS42に移行する。また、Cnt=0である時に、前述した図6のステップS7と同様の処理を行って推定舵角θestに基づいて初期ターン数nを推定してから、ステップS42に移行する。このステップS42では、前述した第1の実施形態における図6の初期ターン数確定処理におけるステップS13と同様の処理を実行して絶対舵角θを算出し、次いで、ステップS43に移行して、算出した絶対舵角θから推定舵角θestを減算した値の絶対値でなる舵角偏差Δθを算出してからステップS44に移行する。
次に、上記第2の実施形態の動作を説明する。
今、車両が停止状態から発進状態となると、直進走行状態であるときにはセルフアライニングトルク推定部40で検出されるセルフアライニングトルクSATが略“0”となり、これに応じてターン数推定部45で実行される初期ターン数確定処理におけるステップS33で算出される推定舵角θestも略“0”となり、ステップS36で算出されるターン数nも“0”となる。
そして、絶対舵角θと推定舵角θestとが略一致するので、舵角偏差Δθが略“0”となり、ステップS44からステップS46に移行して、カウント値Cntがインクリメントされる。
次に、本発明の第3の実施形態を図15〜図17について説明する。
すなわち、第3の実施形態では、図15に示すように、前述した第1の実施形態において、不揮発性メモリ24に前回走行終了時の最終絶対舵角θeを記憶するように構成され、絶対舵角演算部26でイグニッションスイッチをオン状態としたときに、最終絶対舵角θeを読込んで、初期ターン数確定処理を行うことを除いては前述した図5と同様の構成を有する。
この絶対舵角記憶処理は、所定時間(例えば20msec)毎のタイマ割込処理として実行され、図16に示すように、先ず、ステップS51で、イグニッションスイッチ12のスイッチ信号を読込み、次いでステップS52に移行して、イグニッションスイッチ12がオン状態からオフ状態に状態変化したか否かを判定し、イグニッションスイッチ12がオン状態を継続している場合には、そのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、イグニッションスイッチ12がオン状態からオフ状態に状態変化したときには、ステップS53に移行して、前述したRAM26bに記憶されている絶対舵角θを読込み、この絶対角度θを最終絶対舵角θeとして不揮発性メモリ24に形成された最終絶対舵角記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処理を終了する。
この初期ターン数確定処理では、図17に示すように、先ず、ステップS61で、不揮発性メモリ24に記憶されている前回走行時の最終絶対舵角θe及び中立点検出値θd0を読込み、次いでステップS62に移行して、舵角センサ18で検出した舵角センサ出力値θdを読込み、次いでステップS63に移行して、下記(7)式の条件を満たすターン数nを算出し、次いでステップS64に移行して、カウント数Cntを“1”に設定してから前記ステップS0に移行すると共に、ステップS5の処理が舵角センサ18で検出した舵角センサ出力値θdのみを読込むように変更され、さらにステップS15の処理における設定値Δθerrorの値が前述した第1及び第2の実施形態に比較して大きな値に設定されていることを除いては前述した第1の実施形態における図6と同様の処理を行ない、図6との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第3の実施形態によると、車両のイグニッションスイッチ12をオン状態としている状態では、図16の絶対舵角記憶処理で、イグニッションスイッチ12のスイッチ信号を読取るだけで、タイマ割込処理を終了するが、車両を停止させてイグニッションスイッチ12をオン状態からオフ状態とすると、図16の絶対舵角記憶処理で、ステップS52からステップS53に移行して、絶対舵角演算部26に設けられたRAM26bに形成された絶対舵角記憶領域に記憶されている絶対舵角θを読込み、読込んだ絶対角度θを最終絶対舵角θeとして不揮発性メモリ24に形成された最終絶対舵角記憶領域に更新記憶する。
この初期ターン数確定処理では、先ず、不揮発性メモリ24の最終絶対舵角記憶領域に記憶されている前回走行終了時の最終絶対舵角θeと中立点検出値θd0を読込み(ステップS61)、次いで、舵角センサ18で検出した舵角センサ出力値θd(n)を読込み(ステップS62)、読込んだ最終絶対舵角θe、中立点検出値θd0及び舵角センサ出力値θd(n)とに基づいて前述した(7)式の条件を満たすターン数nを算出し、次いでカウント値Cntを“1”に設定する。
このため、ステップS0〜S4を経てステップS5に移行して、舵角センサ出力値θd(n)を読込み、前述したステップS54でカウント値Cntが“1”に設定されているので、ステップS6からステップS8に移行し出力変化量Δθdが略“0”であり、ステップS9及びステップS11を経てステップS13に移行して、前記(4)式に従って絶対舵角θが算出される。このとき、舵角センサ出力値θd(n)が中立点検出値θd0に等しく、ターン数nが“0”であるので、絶対舵角θはθd0となり、前述した第1の推定舵角θestF及び第2の推定舵角θestRと略等しいので、第1の舵角偏差ΔθF及び第2の舵角偏差ΔθRも略“0”となる。
このため、カウント値Cntが“0”にリセットされることはないので、初期ターン数nintが即座に確定される。
一方、車両を右切り状態で車庫入れを行ない、左切り状態で発進する場合には、通常車庫入れ完了時にはステアリングホイール2が中立状態となって停車しており、この停車状態でイグニッションスイッチ12をオフ状態とすると、最終絶対舵角θeとして中立位置を表すθd0が記憶される。
同様に、例えば右切り(又は左切り)状態の最終絶対舵角θeで停車して、イグニッションスイッチ12をオフ状態としてから(180−θe)以上左切り(又は右切り)した状態で発進した場合にも、最終絶対舵角θeに基づいて算出されるターン数nが実際のターン数nと異なる値となることになるが、この場合もステップS15の判定結果が少なくもとΔθF及びΔθRの何れかが設定値Δθerror以上となることになり、カウント値Cntが“0”にリセットされることから次回から第1の推定舵角θestFに基づいて初期ターン数nが推定されて、正確なターン数推定を行うことができる。
また、正確な絶対舵角推定を行うためにイグニッションスイッチ12がオフ状態となっても絶対舵角の演算処理を継続する必要がなく、この分の待機電力を余計に消費することがない上、最終的に算出する絶対舵角と車輪速に基づく第1の推定舵角とを比較してからターン数nを確定するので、イグニッションスイッチ12がオフ状態であるときにステアリングホイール2が180度以上回転されて、前回の最終絶対舵角から算出されるターン数が実際のターン数と異なる場合でも、これが誤って使用されることを確実に回避することができ、正確な絶対舵角の算出を行うことができる。
この第4の実施形態では、前述した第2の実施形態において、初期ターン数確定処理で、前回走行終了時の最終絶対舵角を使用することにより、初期ターン数の確定をより早く行うようにしてものである。
すなわち、第4の実施形態では、図18に示すように、前述した第2の実施形態において、不揮発性メモリ24に前回走行終了時の最終絶対舵角θeを記憶するように構成され、絶対舵角演算部26でイグニッションスイッチをオン状態としたときに、最終絶対舵角θeを読込んで、初期ターン数確定処理を行うことを除いては前述した図10と同様の構成を有する。
この初期ターン数確定処理では、図19に示すように、先ず、ステップS61で、不揮発性メモリ24に記憶されている前回走行時の最終絶対舵角θe及び中立点検出値θd0を読込み、次いでステップS62に移行して、舵角センサ18で検出した舵角センサ出力値θdを読込み、次いでステップS63に移行して、前記(7)式の条件を満たすにターン数nを算出し、次いでステップS64に移行して、カウント数Cntを“1”に設定してから前記ステップS31に移行すると共に、ステップS34の処理が舵角センサ18で検出した舵角センサ出力値θdのみを読込むように変更され、さらにステップS44の処理における設定値Δθerrorの値が前述した第1及び第2の実施形態に比較して大きな値に設定されていることを除いては前述した第1の実施形態における図13と同様の処理を行ない、図13との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
さらに、舵角センサ18としては、図20に示すように、ウォームホイール7cと並列に配設した外周面に分解能に応じて設定される所定歯数の歯部18iが形成されたセンサホイール18jと、このセンサホイール18jの歯部18iに対向してギヤハウジング7aに固定された磁気検出器18kとで構成し、磁気検出器18kをセンサホイール18jの歯部18iが到来する毎に90度位相がずれた2つのパルス信号P1及びP2を出力するように構成し、これらパルス信号P1及びP2をパルス弁別回路18mに供給されて回転方向信号DRとパルス信号Pとを形成し、これら回転方向信号DR及びパルス信号Pをプリセットアップダウンカウンタ18nにアップ/ダウン信号及びカウント信号として供給することにより、このアップダウンカウンタ18nから図4に示すステアリングホイール2の1回転で0°から360°の1周期を表す舵角センサ出力値θd(n)を出力するようにしてもよく、舵角センサとしては任意の構成のセンサを適用することができる。
さらにまた、上記第1〜第3の実施形態においては、図8に示すように舵角センサ出力値θd(n)の変化量が大きいときにターン数nを移行させるようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、舵角センサ出力値θd(n)を微分して得られる舵角速度が所定閾値より大きいときに舵角範囲即ちターン数nを変更するようにしてもよい。
Claims (7)
- 車両の操舵装置の絶対舵角を検出する絶対舵角検出装置であって、
車両の車輪速を検出する車輪速検出部と、前記操舵装置の回転に連動して回転するセンサホイールと、GMR素子で構成されるブリッジ回路を有する磁気検出器と、該磁気検出器の回りに配設された着磁部と、前記磁気検出器から出力される検出信号に基づいて前記操舵装置の1回転を1周期とする舵角センサ出力値を演算する舵角演算部と、舵角中立点での前記舵角演算部から出力される舵角センサ出力値でなる中立点位置を記憶する中立点記憶部と、該舵角演算部から出力される舵角センサ出力値に基づいて絶対角を演算する絶対舵角演算部とを備え、
前記センサホイールに前記磁気検出器及び着磁部の何れか一方を装着すると共に、他方を固定部に装着し、
前記絶対舵角演算部は、全舵角範囲を前記中立点記憶部に記憶された中立点位置を含む1周期分の中立舵角範囲と、該中立舵角範囲の両側に形成した複数の左右舵角範囲とに分割し、現在の舵角が中立舵角範囲及び左右舵角範囲の何れの舵角範囲に属するかを推定する舵角範囲推定部を有し、該舵角範囲推定部で推定した舵角範囲と前記舵角演算部でから出力される舵角センサ出力値と前記中立点記憶部に記憶された中立点位置とに基づいて絶対舵角を演算し、
前記舵角範囲推定部は、前記車輪速検出部で検出した車輪速に基づいて精度の粗い絶対舵角を推定する舵角推定部と、前回走行時の最終絶対舵角を記憶する前回最終舵角記憶部と、該前回最終舵角記憶部に記憶された最終絶対舵角に基づいて舵角範囲を算出する舵角範囲算出部と、該舵角範囲算出部で算出した舵角範囲、前記舵角検出部で検出した舵角及び前記中立点記憶部に記憶された中立点位置に基づいて絶対舵角を推定する絶対舵角推定部とを備え、前記絶対舵角推定部で推定した絶対舵角と前記舵角推定部で推定した絶対舵角との偏差が所定値以内であるときに前記舵角範囲算出部で算出した舵角範囲を確定するように構成されている
ことを特徴とする絶対舵角検出装置。 - 前記センサホイールは前記操舵装置と該操舵装置に対して操舵補助力を発生する電動モータとの間に介挿された減速機構に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の絶対舵角検出装置。
- 前記中立点記憶部は不揮発性メモリで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の絶対舵角検出装置。
- 前記舵角範囲推定部は、前記舵角演算部から出力される舵角センサ出力値の変化量が所定閾値以上であるときに舵角範囲を変更する舵角範囲移行制御部を備えていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の絶対舵角検出装置。
- 前記舵角推定部は、従動輪側の左右車輪速に基づいて第1の推定舵角を算出する第1の舵角推定部と、駆動輪側の左右車輪速に基づいて第2の推定舵角を算出する第2の舵角推定部と、前記第1の舵角推定部及び前記第2の舵角推定部で算出した推定舵角の偏差が所定値未満であるときに前記第1の舵角推定部で算出した第1の推定舵角を推定舵角として決定する推定舵角決定部とを備えていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の絶対舵角検出装置。
- 前記舵角推定部は、車両の車速を検出する車速検出部と、車両のセルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク推定部とを有し、前記車速検出部で検出した車速と前記セルフアライニングトルク推定部で検出したセルフアライニングトルクとに基づいて推定舵角を推定するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の絶対舵角検出装置。
- 前記舵角推定部は、セルフアライニングトルクをもとに、車速をパラメータとしてセルフアライニングトルクから推定舵角を算出する推定舵角算出マップを参照して推定舵角を算出するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の絶対舵角検出装置。
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