JPH09311036A - 車両用操舵角検出装置 - Google Patents

車両用操舵角検出装置

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JPH09311036A
JPH09311036A JP12808596A JP12808596A JPH09311036A JP H09311036 A JPH09311036 A JP H09311036A JP 12808596 A JP12808596 A JP 12808596A JP 12808596 A JP12808596 A JP 12808596A JP H09311036 A JPH09311036 A JP H09311036A
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JP
Japan
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steering angle
vehicle
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JP12808596A
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Osamu Takeda
修 武田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来装置は左右の車輪速度差からヨーレート
を推定しているため、左右輪の空気圧が異なっていて左
右輪の半径に差がある場合にはヨーレートの推定を誤っ
てしまい、ヨーレートから推定される操舵角も誤ってし
まい操舵角センサの中立点ずれの補正を誤る。 【解決手段】 車速が高速域で信頼性の高い第1の演算
手段M5で得られるヨー運動からの推定操舵角と検出操
舵角との第1の偏差と、低速域で信頼性の高い第2の演
算手段M6で得られる左右車輪速からの推定操舵角と検
出操舵角との第2の偏差を求め、頻度分布差手段M7で
はこれらの第1,第2の偏差夫々の頻度に車速に応じた
重み付けを行って、夫々の頻度分布を求めるため、信頼
性を反映した第1,第2の偏差夫々の頻度分布が得ら
れ、この頻度分布に基づいて補正手段M8で補正量を求
めるため信頼性を反映した補正量が得られ、これによっ
て高精度の絶対操舵角を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用操舵角検出装
置に関し、車両の操舵角を検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両のステアリングホイール
の操舵と共に回転する回転円板に等角度間隔でスリット
を設け、このスリットの通過をフォトカプラで検出して
操舵角を検出することが行われている。
【0003】例えば、特開平2−40504号公報に
は、操舵角センサで検出した操舵角と、左右の車輪速度
差に基づいて推定したヨーレートを用いて推定した操舵
角とを比較して、両操舵角の差を用いて操舵角センサの
中立点ずれを補正し、正確な操舵角を得る操舵角検出装
置が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来装置は左右の車輪
速度差からヨーレートを推定しているため、左右輪の空
気圧が異なっていて左右輪の半径に差がある場合にはヨ
ーレートの推定を誤ってしまう。このため、ヨーレート
から推定される操舵角も誤ってしまい操舵角センサの中
立点ずれの補正を誤るという問題があった。
【0005】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
ヨー運動から推定した操舵角と左右車輪速から推定した
操舵角夫々と検出操舵角との偏差の頻度に車速に応じた
重み付けを行って、夫々の頻度分布から検出操舵角の補
正量を求めることにより、精度の高い補正量を得て高精
度の絶対操舵角を得ることのできる車両用操舵角検出装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、図1に示す如く、車両のヨー運動を検出するヨー運
動検出手段M1と、左右輪の車輪速を検出する車輪速検
出手段M2と、車両の速度を検出する車速検出手段M3
と、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段M4と、上
記検出されたヨー運動から操舵角を推定して上記操舵角
検出手段で検出した操舵角との第1の偏差を算出する第
1の演算手段M5と、上記検出された左右輪の車輪速か
ら操舵角を推定して上記操舵角検出手段で検出した操舵
角との第2の偏差を算出する第2の演算手段M6と、上
記検出された車速に基づいて上記第1,第2の偏差夫々
の頻度に重み付けを行い、上記第1,第2の偏差夫々の
頻度分布を求める頻度分布算出手段M7と、上記第1,
第2の偏差夫々の頻度分布から上記操舵角検出手段で検
出した操舵角の補正値を算出して補正を行う補正手段M
8とを有する。
【0007】このように、車両が高速域で信頼性の高い
ヨー運動からの推定操舵角と検出操舵角との第1の偏差
と、低速域で信頼性の高い左右車輪速からの推定操舵角
と検出操舵角との第2の偏差を求め、これらの第1,第
2の偏差夫々の頻度に車速に応じた重み付けを行って、
夫々の頻度分布を求めるため、信頼性を反映した第1,
第2の偏差夫々の頻度分布が得られ、この頻度分布に基
づいて補正量を求めるため信頼性を反映した補正量が得
られ、これによって高精度の絶対操舵角を得ることがで
きる。
【0008】
【発明の実施の形態】図2は本発明の一実施例のブロッ
ク図を示す。同図中、操舵角センサ20は、例えば車両
のステアリングホイールの操舵と共に回転する回転円板
に等角度間隔でスリットを設け、このスリットの通過を
フォトカプラで検出して操舵角を検出するものであり、
操舵角検出信号は電子制御回路(ECU)30に供給さ
れる。ヨーレートセンサ23は例えばピエゾジャイロ等
の圧電体を用いてコリオリ力を検出して車両のヨーレー
トを検出するものであり、ヨーレート検出信号はECU
30に供給される。
【0009】車輪速センサ24,25は車輪の1回転毎
に所定数の車輪速パルスを発生して車輪速を検出するも
ので、左右前輪夫々の車輪速はECU30に供給され
る。車速センサ26は車体速度を検出してECU30に
供給する。ECU30は中央処理装置(CPU)32
と、処理プログラム等を記憶したリードオンリメモリ
(ROM)34と、作業領域として使用されるランダム
アクセスメモリ(RAM)36と、A/Dコンバータを
含む入力ポート回路38と、出力ポート回路40と、不
揮発性メモリであるEEPROM42とを有し、これら
は双方向性のバス44により互いに接続されている。入
力ポート回路38には操舵角センサ20,及びヨーレー
トセンサ23,及び車輪速センサ24,25,及び車速
センサ26夫々の検出信号が供給される。また、出力ポ
ート回路40には例えば後輪操舵制御装置46が接続さ
れている。
【0010】図3はECU30の機能ブロック図を示
す。同図中、舵角推定部50はヨーレートセンサ23の
出力するヨーレートと車速センサ26の出力する車速か
ら操舵角を推定する。補正量算出部52は、操舵角セン
サ20の出力する操舵角からこの推定操舵角を減算し
て、得られた偏差を操舵角のニュートラル(中立位置)
を補正するニュートラル補正量として頻度測定部60に
供給する。
【0011】一方、舵角推定部54は左右前輪の車輪速
センサ24,25夫々の出力する車輪速から操舵角を推
定する。補正量算出部56は操舵角センサ20の出力す
る操舵角から推定操舵角を減算して、得られた偏差を操
舵角のニュートラル補正量として頻度測定部60に供給
する。
【0012】重み付け係数選択部58は車速センサ26
の出力する車速に基づいてヨーレートからのニュートラ
ル補正量と車輪速からのニュートラル補正量との重み付
け係数を選択して頻度測定部60に供給する。頻度測定
部60はヨーレートからのニュートラル補正量のヒスト
グラムと、車輪速からのニュートラル補正量のヒストグ
ラムとを作成する。このときの頻度は上記重み付け係数
によって重み付けを行う。ニュートラル算出部62は頻
度を重み付けされたヨーレートからのニュートラル補正
量のヒストグラムと、頻度を重み付けされた車輪速から
のニュートラル補正量のヒストグラム夫々に基づいて最
終的なニュートラル補正量を算出し、操舵角センサ20
の検出操舵角を補正して出力する。
【0013】ここで、ヨーレートセンサ23がヨー運動
検出手段M1に対応し、操舵角センサ20が操舵角検出
手段M4に対応し、車輪速センサ24,25が車輪速検
出手段M2に対応し、車速センサ26が車速検出手段M
3に対応する。また、舵角推定部50と補正量算出部5
2が第1の演算手段M5に対応し、舵角推定部54と補
正量算出部56が第2の演算手段M6に対応し、重み付
け係数選択部58と頻度測定部60が頻度分布算出手段
M7に対応し、ニュートラル算出部62が補正手段M8
に対応する。
【0014】図4,図5はECU30が実行するニュー
トラル補正処理の一実施例のフローチャートを示す。こ
の処理はメイン処理の一部であり、例えば5msec毎に実
行される。図4において、ステップS10ではヨーレー
トセンサ23,操舵角センサ20,左右前輪の車輪速セ
ンサ24,25,車速センサ26夫々の出力信号を読み
込む。次にステップS12で(1)式を用いてヨーレー
トγと車速Vから推定操舵角θγを演算する。
【0015】
【数1】
【0016】但し、Nはフロントステアリングギヤ比、
Lはホイールベース、Khはスタビリティファクタであ
る。次に、ステップS14で操舵角センサ20の検出操
舵角θS からヨーレートで推定した推定操舵角θγを減
算してニュートラル補正量Δθγを演算する。
【0017】次に、ステップS16で(2)式を用いて
左右の車輪速WL ,WR から推定操舵角θV を演算す
る。
【0018】
【数2】
【0019】但し、Wはフロントトレッドである。次に
ステップS18で操舵角センサ20の検出操舵角θS
ら車輪速で推定した推定操舵角θV を減算してニュート
ラル補正量ΔθV を演算する。この後、ステップS20
に進み、ヨーレートセンサ23が異常か否かを判別す
る。ここでは、ヨーレートセンサ23の電源が0Vと5
Vであるとき、その出力信号が0.5 Vから4.5 Vの範囲
を正常とし、0Vのとき断線、5Vのとき短絡とみな
し、更に出力信号が長時間変動しないとき障害発生とみ
なしている。ヨーレートセンサ異常の場合はステップS
22でヨーレート用の重み付け係数Kγを0に設定して
ステップS30に進む。
【0020】ヨーレートセンサに異常がなければステッ
プS24に進んで車輪速センサ24,25の少なくとも
一方が異常か否かを判別する。ここでは車速Vが0では
ないにも拘らず、車輪速パルスが得られないとき、その
車輪速センサが異常とする。車輪速センサの少なくとも
一方が異常の場合はステップS26に進み、車輪速用の
重み付け係数KV を0に設定してステップS30に進
む。
【0021】ヨーレートセンサ20に異常がなく、かつ
車輪速センサ24,25に異常がない場合はステップ2
8に進み、車速Vを用いて図6に示すマップを参照して
ヨーレート用、車輪速用夫々の重み付け係数Kγ,KV
を求めステップS30に進む。ヨーレートによる推定操
舵角θγは高車速で精度が良く、低車速で精度が落ちる
ため、重み付け係数Kγのマップは高車速であるほど値
が1に近付く。また、車輪速による推定操舵角θV は低
車速で精度が良く、高車速で精度が落ちるため、重み付
け係数KV のマップは低車速であるほど値が1に近付
く。
【0022】ステップS30では補正禁止中か否かを判
別し、補正禁止中であればステップS10に進み、補正
禁止中でなければ図5のステップS32に進む。ここ
で、補正禁止の条件は、操舵角センサ20の検出操舵角
θS の微分値である操舵角速度Δθの絶対値が閾値α以
下、かつヨーレートγが閾値β以下、又は操舵角センサ
20と車速センサ26の出力から(3)式により求めた
推定ヨーレートγθと検出ヨーレートγとの差の絶対値
が閾値δ以上でスライド走行している、又はアンチロッ
クブレーキシステム(ABS)の制御を実行中である、
又はストップランプスイッチがオンでブレーキングを行
っている。これらの条件が満たされた状態では、推定操
舵角θγ,θV の精度が悪化するためニュートラル補正
を禁止する。
【0023】
【数3】
【0024】図5のステップS32では今回の処理で得
られたニュートラル補正量Δθγ,ΔθV 夫々の重み付
け係数Kγ(i) ,KV(i)の累積値ΣK(=ΣKγ(i)
ΣK V(i))を求める。次にステップS34で重み付け係
数の累積値ΣKが閾値n0以上か否かを判別し、ΣK<
n0の場合はステップS10に進み、ΣK≧n0の場合
はステップS36に進む。
【0025】ステップS36では今回の処理で得られた
ニュートラル補正量Δθγ,ΔθV夫々の頻度データと
して重み付け係数Kγ,Kv 夫々を用いてニュートラル
補正量Δθγ,Δθv 夫々の頻度分布、つまりヒストグ
ラム作成を行う。図7にニュートラル補正量Δθγ,Δ
θV 夫々のヒストグラムの一例を示す。図中、右側はニ
ュートラル補正量Δθγのヒストグラム、左側はニュー
トラル補正量ΔθV のヒストグラムである。
【0026】ステップS36でヒストグラム作成後ステ
ップS40に進んで(4)式により実際のニュートラル
補正量Δθを算出する。ここではヒストグラムから得ら
れる最大頻度ni のニュートラル補正量Δθγi と、最
大頻度nj のニュートラル補正量ΔθVjを用いてΔθを
算出する。
【0027】
【数4】
【0028】なお、(4)式の代りに(5)式を用いて
実際のニュートラル補正量Δθを算出しても良い。
【0029】
【数5】
【0030】この後、ステップS42で上記実際のニュ
ートラル補正量Δθを用いて操舵角センサ20の出力す
る操舵角θS を補正する。次にステップS44でニュー
トラル補正量Δθγ,ΔθV 夫々のヒストグラムから最
も古いn個の頻度データを消去し、処理サイクルを終了
する。
【0031】このように、車両が高速域で信頼性の高い
ヨー運動からの推定操舵角と検出操舵角との偏差である
ニュートラル補正量Δθγと、低速域で信頼性の高い左
右車輪速からの推定操舵角と検出操舵角との偏差である
ニュートラル補正量ΔθV を求め、これらのΔθγ,Δ
θV 夫々の頻度に車速に応じた重み付け係数Kγ,K V
による重み付けを行って、夫々の頻度分布を求めるた
め、信頼性を反映したΔθγ,ΔθV 夫々の頻度分布が
得られ、この頻度分布に基づいて補正量Δθを求めるた
め信頼性を反映した補正量が得られ、これによって高精
度の操舵角補正量を得ることができる。
【0032】なお、ヨーレートセンサ23の温度ドリフ
トを考慮して、ヨーレートセンサ雰囲気温度が低くドリ
フト量が小であるとき重み付け係数Kγを図6の破線I
aに示すように中低速域で増大させ、またヨーレートセ
ンサ雰囲気温度が高くドリフト量が大であるとき重み付
け係数Kγを破線Ibに示すように中低速域で減少させ
るよう変更しても良い。更に、前輪がスペアタイヤか否
かを判定し、スペアタイヤ時には重み付け係数KV を中
高速域で減少させるよう変更しても良い。
【0033】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
車両のヨー運動を検出するヨー運動検出手段と、左右輪
の車輪速を検出する車輪速検出手段と、車両の速度を検
出する車速検出手段と、車両の操舵角を検出する操舵角
検出手段と、上記検出されたヨー運動から操舵角を推定
して上記操舵角検出手段で検出した操舵角との第1の偏
差を算出する第1の演算手段と、上記検出された左右輪
の車輪速から操舵角を推定して上記操舵角検出手段で検
出した操舵角との第2の偏差を算出する第2の演算手段
と、上記検出された車速に基づいて上記第1,第2の偏
差夫々の頻度に重み付けを行い、上記第1,第2の偏差
夫々の頻度分布を求める頻度分布算出手段と、上記第
1,第2の偏差夫々の頻度分布から上記操舵角検出手段
で検出した操舵角の補正値を算出して補正を行う補正手
段とを有する。
【0034】このように、車両が高速域で信頼性の高い
ヨー運動からの推定操舵角と検出操舵角との第1の偏差
と、低速域で信頼性の高い左右車輪速からの推定操舵角
と検出操舵角との第2の偏差を求め、これらの第1,第
2の偏差夫々の頻度に車速に応じた重み付けを行って、
夫々の頻度分布を求めるため、信頼性を反映した第1,
第2の偏差夫々の頻度分布が得られ、この頻度分布に基
づいて補正量を求めるため信頼性を反映した補正量が得
られ、これによって高精度の絶対操舵角を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明のブロック図である。
【図3】ECUの機能ブロック図である。
【図4】ニュートラル補正処理のフローチャートであ
る。
【図5】ニュートラル補正処理のフローチャートであ
る。
【図6】マップを示す図である。
【図7】頻度分布を示す図である。
【符号の説明】
20 操舵角センサ 23 ヨーレートセンサ 24,25 車輪速センサ 26 車速センサ 30 ECU 32 CPU 34 ROM 36 RAM 38 入力ポート回路 40 出力ポート回路 42 EEPROM 44 バス 46 警報器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のヨー運動を検出するヨー運動検出
    手段と、 左右輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、 車両の速度を検出する車速検出手段と、 車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 上記検出されたヨー運動から操舵角を推定して上記操舵
    角検出手段で検出した操舵角との第1の偏差を算出する
    第1の演算手段と、 上記検出された左右輪の車輪速から操舵角を推定して上
    記操舵角検出手段で検出した操舵角との第2の偏差を算
    出する第2の演算手段と、 上記検出された車速に基づいて上記第1,第2の偏差夫
    々の頻度に重み付けを行い、上記第1,第2の偏差夫々
    の頻度分布を求める頻度分布算出手段と、 上記第1,第2の偏差夫々の頻度分布から上記操舵角検
    出手段で検出した操舵角の補正値を算出して補正を行う
    補正手段とを有することを特徴とする車両用操舵角検出
    装置。
JP12808596A 1996-05-23 1996-05-23 車両用操舵角検出装置 Pending JPH09311036A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015521971A (ja) * 2012-07-06 2015-08-03 ジェイテクト ユーロップ 自動車のステアリングホイールの絶対角度位置を判定するための改良された方法
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