JPH1159358A - タイヤ異径判定装置 - Google Patents

タイヤ異径判定装置

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JPH1159358A
JPH1159358A JP22645397A JP22645397A JPH1159358A JP H1159358 A JPH1159358 A JP H1159358A JP 22645397 A JP22645397 A JP 22645397A JP 22645397 A JP22645397 A JP 22645397A JP H1159358 A JPH1159358 A JP H1159358A
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JP
Japan
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steering angle
value
different diameter
tire
calculated
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JP22645397A
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English (en)
Inventor
Kozo Fujita
耕造 藤田
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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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理の容易なタイヤ異径判定装置を提供する
こと 【解決手段】 車輌が直進走行しているか否かを判定す
る直進判定手段と、この直進判定手段が直進走行判定中
に、舵角センサ出力に基づく舵角値を一定時間サンプリ
ングし、その積算値が所定値を越えたときに異径タイヤ
が装着されていると判定する判定手段とを備えたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車輌に異径タイヤ
が装着されているか否かを判定するタイヤ異径判定装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】タイヤ異径判定装置として、たとえば、
特開平3−90463号公報の車輌の駆動輪異径検出装
置がある。この従来技術によれば、舵角値と車速とから
ヨーレイトが算出できることから、この算出されたヨー
レイトとヨーレイトセンサで検出されたヨーレイトとの
偏差を監視して、偏差が大きい場合は異径タイヤが装着
されていると判定する。すなわち、車速は車輪速度から
推定するものであり、ヨーレイトに関する上記偏差が大
きいのは、異径タイヤ装着に起因する車輪速度の誤検知
によるものと判断するのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、舵角に対する
発生ヨーレイトは車速だけで変化するのではなく、路面
状況その他の外乱の影響を受けやすく、上述した従来技
術では、正確なタイヤ異径判定を行うことができない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のタイヤ異径判定
装置はこのような問題を解決するためになされたもので
あり、車輌が直進走行しているか否かを判定する直進判
定手段と、この直進判定手段が直進走行判定中に、舵角
センサ出力に基づく舵角値を一定時間サンプリングし、
その積算値が所定値を越えたときに異径タイヤが装着さ
れていると判定する判定手段とを備えたものである。
【0005】舵角センサの中立点は、車輪に正規タイヤ
が装着されており、左右の車輪が同径であることを前提
に設定される。したがって、左右のいずれかに異径タイ
ヤが装着されていると、舵角センサは実際の舵角値とズ
レた値を出力する。
【0006】たとえば、舵角センサ出力は、車輪速度値
に基づいて中立補正がなされる場合があるが、異径タイ
ヤが装着されていると左右の車輪速度値が不適正とな
り、実際の舵角値とズレが生じる。
【0007】したがって、直進走行中に舵角値を積算す
るとそのズレ分が積算され、適正な舵角値であれば生じ
ないような大きな値となり、異径タイヤが装着されてい
ることを判定できる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態である
タイヤ異径判定装置を備えた後輪転舵装置搭載車輌のシ
ステム図である。この車輌では、舵角センサで検出され
た前輪舵角値を後輪転舵制御のパラメータの一つとして
用いている。そして、タイヤ異径判定装置で異径タイヤ
装着と判定されたときには、舵角センサ出力に基づく後
輪転舵制御を禁止するようになっている。
【0009】舵角センサ出力に基づく前輪舵角値は、左
右の前輪車輪速度に基づく推定舵角値を用いて中立補正
が行われ、後輪転舵制御には中立補正された前輪舵角値
が用いられる。もし、左右前輪のいずれか一方に異径タ
イヤが装着されていると、左右の車輪速度に基づく推定
舵角値が不正確となり、中立補正された前輪舵角値は誤
ったものとなる。そこで、タイヤ異径判定がなされた
ら、後輪転舵制御は前輪舵角値以外の情報、たとえばヨ
ーレイトセンサ出力情報に基づいて行われる。
【0010】はじめに、車輌全体のシステムを説明す
る。この車両2は、ボディ3に取付けられた前輪4,5
及び後輪6,7を備える。前輪4,5は、ナックルアー
ム8,9及びタイロッド10,11をそれぞれ介してフ
ロントステアリングギアボックス12に機械的に接続さ
れている。
【0011】ギアボックス12は、その軸を中心として
回転可能なシャフト13を介してステアリングホイール
14に接続されている。シャフト13がその軸を中心と
して回転すると、シャフト13の回転に応じてギアボッ
クス12内のラックが、モータや油圧機構等による補助
力を受けてその長手方向に沿って移動し、ラックに係合
したタイロッド10,11が長手方向に沿って移動す
る。
【0012】シャフト13は、ステアリングホイール1
4の操舵に応じて回転するので、ステアリングホイール
14を操舵することにより、ナックルアーム8,9にヒ
ンジを介して接続されたタイロッド10,11が、その
長手方向に沿って移動し、前輪4,5が操舵される。
【0013】後輪6,7は、ナックルアーム15,1
6、タイロッド17,18を介して後輪転舵用のアクチ
ュエータ100の後輪駆動シャフト100aの両端に接
続されている。アクチュエータ100(駆動手段)は内
部にモータ本体101に接続された減速機構を有してお
り、この減速機構にリンクした後輪駆動シャフト100
aが、その長手方向(矢印Cで示す)に沿って移動する
ことで、前輪4,5と同様に後輪6,7が矢印θで示す
方向に転舵される。
【0014】アクチュエータ100はモータ本体101
と、モータ本体101のロータ回転位置に対応した回転
位置信号Θを出力する回転位置センサ102と、後輪
6,7の実舵角δrが中立舵角δr0よりも右側又は左
側にあることを示す判別信号Dを出力する中立センサ1
03とを備えている。
【0015】ここで、アクチュエータ100の内部構造
を図2を用いて説明する。図2は、アクチュエータ10
0をシャフト100aの長手方向に沿って破断した断面
図である。本アクチュエータ100は、金属製の円筒状
ハウジング104と、ハウジング104の内壁に固着し
た樹脂材料105と、樹脂材料105によってハウジン
グ104の内壁に固定されたステータ106及びステー
タ106の内側に配置されたロータ107から構成され
るインナーロータ形のモータ本体101と、ロータ10
7の回転速度を減速して回転駆動力を伝達する減速機構
108と、減速機構108の回転運動を長手方向Cに沿
った直線運動に変換して駆動力を駆動シャフト100a
に伝達する変換機構109とを備えている。
【0016】ロータ107が回転すると、この駆動力は
減速機構108及び変換機構109を介して駆動シャフ
ト100aに伝達され、駆動シャフト100aが長手方
向Cに沿って移動する。駆動シャフト100aの両端に
はタイロッド17,18のアクチュエータ側端部17
a,18aがボールジョイントによって連結されている
ため、ロータ107を回転させると後輪6,7が転舵さ
れる。
【0017】減速機構108は、ロータ107を原動軸
としてロータ107先端部に固定された太陽歯車108
aと、ハウジング104の内面に固着した樹脂によって
形成された固定内歯歯車108bと、太陽歯車108a
と固定内歯歯車108bの間に介在する複数の遊星歯車
108cとからなる第1遊星歯車機構を備える。
【0018】減速機構108は、第1遊星歯車機構と共
通の固定内歯歯車108bと、第1遊星歯車機構の太陽
歯車108aに対して同軸配置された原動軸としての太
陽歯車108eと、太陽歯車108eと固定内歯歯車1
08bの間に介在する複数の遊星歯車108fとからな
る第2遊星歯車機構を更に備える。
【0019】第1遊星歯車機構の遊星歯車108cの回
動軸は、第2遊星歯車機構の原動軸108eに固定され
た腕108dの先端部で回動可能に支えられており、第
2遊星歯車機構の原動軸108eは第1遊星歯車機構の
従動軸を構成する。ロータ107を回転させることによ
って第1遊星歯車機構の太陽歯車108aを回転させる
と、太陽歯車108a及び固定内歯歯車108bに噛合
した遊星歯車108cが太陽歯車108aの周囲を公転
し、遊星歯車108cを軸支する腕108dの基端部に
固定された第2遊星歯車機構の原動軸108eが太陽歯
車108aと同軸で回転する。第2遊星歯車機構の原動
軸108eが回転すると、第1遊星歯車機構と同様にそ
の従動軸となる変換機構109のナット109aが原動
軸108eと同軸で回転する。
【0020】変換機構109は、内面に螺子溝の形成さ
れたナット109aと、この螺子溝に噛合する螺子10
9bとからなる。ハウジング104に固定され連通した
筒状部材104aは、内面に長手方向Cに沿って延びた
凸条104bを有しており、筒状部材104a内に位置
する駆動シャフト100aの一端部には長手方向Cに沿
って延びた溝100bを有している。
【0021】駆動シャフト100aの溝100b及び筒
状部材104aの凸条104bは噛合してスプラインを
構成し、駆動シャフト100aの軸を中心とする回転を
制限している。また、ロータ107及びナット109a
はボールベアリングBによってハウジング104内で支
えられており、ハウジング104に対して回転すること
ができる。なお、駆動シャフト100aは、右端筒状部
材104a、ナット109a、太陽歯車108e,10
8a、ロータ107、左端筒状部材104c内面に固定
された支持材104dの中空部を貫いており、ハウジン
グ104に対して長手方向Cに沿って移動することがで
きる。
【0022】ナット109aは、スプラインによる制限
によって駆動シャフト100aに対して相対的に回転で
きるため、ナット109aがロータ107の回転によっ
て駆動シャフト100aの軸を中心として回転すると、
駆動シャフト100aの一部をなす変換機構109の螺
子109bが駆動シャフト100aの長手方向Cに沿っ
て移動し、後輪6,7が転舵される。
【0023】ロータ107は外表面を円周方向に囲む磁
石107aを有しており、ロータ107を取り囲むステ
ータ106は鉄心の積層コア106a及び磁石107a
に対向する位置の積層コア106aに巻かれた巻線10
6bを有している。ECU1から制御信号Pが巻線10
6bに入力されると、ステータ106に対してロータ1
07が回転する。なお、ステータ106はガラス繊維を
含有した樹脂材料105内に少なくとも一部分が埋設さ
れている。
【0024】ロータ107の回転位置はロータの一端部
に固定された磁石102a及びホール素子102bから
構成される回転位置センサ102によって検出される。
すなわち、磁石102a及びホール素子102bはロー
タ107の回転位置に応じて出力信号が異なるように非
接触配置されている。回転位置センサ102によって検
出されたロータ107の回転位置情報に基づいてECU
1はステータ106に制御信号Pを供給し、ロータ10
7を回転させる。すなわち、本アクチュエータ100に
用いられるモータは、ロータ107の回転位置を非接触
で検出してステータ106に制御信号Pを供給する回転
界磁形のDCブラシレスモータである。駆動シャフト1
00aの長手方向Cの大体の位置は中立センサ103に
よって検出される。すなわち、中立センサ103は、後
輪駆動シャフト100aの表面の一部を磁化することに
よって形成されたN極領域103a及びS極領域103
bと、磁化領域103a,103bに対向する位置に固
定されたホール素子103cとから構成される。N極領
域103a及びS極領域103bは、後輪駆動シャフト
100aの移動方向C、すなわち、後輪駆動シャフト1
00aの長手方向Cに沿って整列している。
【0025】このようなアクチュエータ100によって
転舵される後輪6,7は、ボディ3内に配置されたエン
ジン19の駆動力によって回転する駆動輪であり、エン
ジン19からの駆動力はディファレンシャルギア20を
介して後輪6,7に伝達される。なお、エンジン19は
ボディ3内に設けられたイグニションスイッチIGをオ
ン状態とすることによって起動する。
【0026】この車両2は、ステアリングシャフト13
に取り付けられ前輪舵角値を検出して出力する舵角セン
サ21と、前輪4,5の車輪速に対応した車輪速信号v
1,v2をそれぞれ出力する車輪速センサ22,23と、
駆動輪6,7の車輪速に対応した車輪速信号v3を出力
するスピードセンサ24と、車両ヨー方向の角速度に対
応したヨーレイトγを出力するヨーレートセンサ25と
を備える。
【0027】舵角センサ21は、舵角変化量Aを常時検
出しており、ECU1は、舵角変化量Aを取り込んで、
これを積算することにより、演算前輪舵角値θs1を常
時算出している。また、この演算前輪舵角値θs1は、
ECU1における後述する中立補正処理により算出され
た補正値Δθを用いて、実舵角に一致するように補正さ
れる。
【0028】車両2の車速vは車輪速信号v1,v2,v
3のいずれか1つ、平均値、又は各信号v1,v2, v3
に重みづけを行ったものを車速とする。
【0029】車両2に搭載された電子回路ユニット(E
CU)1には、上述した各センサ21〜25,102,
103の出力及びイグニションスイッチIGのオンオフ
情報を含めた車両状態情報が入力され、ECU1は入力
された車両状態情報に応じてアクチュエータ100を駆
動し後輪6,7の転舵の制御を行う。
【0030】すなわち、後輪舵角制御装置は、車両状態
情報をECU1に与えるセンサ21〜25,102,1
03と、これらの各センサから入力された情報に応じて
アクチュエータ100を制御するECU1とを有し、E
CU1は入力される車両状態情報に応じて後輪6,7の
転舵されるべき後輪目標舵角δr*を演算し、演算され
た後輪目標舵角δr*に後輪6,7の実舵角δrが一致
するようにアクチュエータ100を制御する。
【0031】後輪目標舵角δr*は、次式に基づいて求
める。
【0032】 δr*=K1・θs1+K2・γ …(1) ここに、K1およびK2は車速(車体速度)に応じて変
化する係数であり、車速との関係をそれぞれ図3および
図4に示す。
【0033】後輪目標舵角δr*はヨーレイトセンサ2
5に異常があったときには次に示す(2)式に基づいて
決定され、前輪舵角センサ21に異常があったとき、お
よびタイヤ異径判定が為されたときには(3)式に基づ
いて決定される。
【0034】δr*=K1´・δf …(2) δr*=K2´・γ …(3) K1´およびK2´もK1およびK2と同様に、車速
(車体速度)に応じて変化する係数であり、車速との関
係をそれぞれ図5および図6に示す。
【0035】ここで、ECU1において実行される処理
のうち、上記(1)式に基づく後輪転舵の通常制御と上
記(3)式に基づく後輪転舵の代替制御との切り替え処
理および中立補正を伴う舵角演算処理を図7のフローチ
ャートを用いて説明する。
【0036】まず、ステップ201において、前輪の演
算舵角値θs1および推定舵角値θsa1を求める。演
算舵角値θs1は舵角センサ21からの舵角変化量Aに
基づいて算出され、推定舵角値θsa1は左右の車輪速
度v1、v2に基づいてつぎの(4)式から算出され
る。
【0037】
【数1】
【0038】つぎに、ステップ202に進み、演算舵角
積算平均値θms1および推定舵角積算平均値θmsa
1を算出する。ここでは、演算舵角値θs1および推定
舵角値θsa1について、それぞれ所定値以上の車速で
走行しているときの過去数百回分のデータを積算してそ
の平均を採る。したがって、イグニッションスイッチを
投入してIG−ONとなってから、最初の演算舵角積算
平均値θms1および推定舵角積算平均値θmsa1が
算出されるまでは、ステップ201および202を繰り
返し実行する。
【0039】演算舵角積算平均値θms1および推定舵
角積算平均値θmsa1が一旦算出されれば、以後は、
演算舵角値θs1および推定舵角値θsa1の最新デー
タを取り込む同時に最も古いデータを捨てることによ
り、このルーチンを実行する毎に最新の演算舵角積算平
均値θms1および推定舵角積算平均値θmsa1を算
出することができる。
【0040】ステップ202で演算舵角積算平均値θm
s1および推定舵角積算平均値θmsa1が得られたら
ステップ203に進み、演算舵角積算平均値θms1か
ら推定舵角積算平均値θmsa1を減算して中立補正値
Δθを算出する。そして、さらにステップ204に進ん
で、演算舵角値θs1から中立補正値Δθを減算したも
のを今回の演算舵角値θs1とする。
【0041】この中立補正処理では、左右の車輪速度に
基づいて算出された推定舵角値θsa1を多数回サンプ
リングしてその平均をとった推定舵角積算平均値θms
a1は、正確な舵角を示しているという考え方に基づい
ている。
【0042】ステップ204の舵角の中立補正(ニュー
トラル補正)が行われると、中立補正フラグNを1にす
る。このフラグNは後述するタイヤ異径判定処理におい
て利用される。
【0043】その後、ステップ206に進み、タイヤ異
径判定フラグQが1か否かを判断する。タイヤ異径判定
フラグQの状態は、後述するタイヤ異径判定装置によっ
て決定され、Q=1は異径タイヤ装着と判定されたこと
を示す。
【0044】ステップ206で肯定のときはステップ2
07に進み、後輪転舵制御について上記(3)式に基づ
く代替制御が実行され、否定のときはステップ208に
進み上記(1)式に基づく通常制御が実行される。
【0045】つぎに、本実施形態のタイヤ異径判定装置
について説明する。タイヤ異径判定装置の機能はECU
1の一機能であり、ECU1が図8に示すフローチャー
トを実行することにより達成される。
【0046】まず、ステップ301で、図7に示すフロ
ーチャートにより求められた中立補正された舵角値θs
1を取り込み、さらに、前回の舵角値との差をとること
により舵角速度Vθs1を算出する。
【0047】その後、ステップ302〜304の3つの
判断を行うことにより、直進走行判定を行う。ステップ
302では、舵角速度Vθs1の絶対値が100deg
/sよりも小さいか否かが判断され、ステップ303で
は、ヨーレイトセンサ出力に基づくヨーレイトγの絶対
値が1deg/sより小さいか否かが判断され、ステッ
プ304では、ブレーキが非作動であるか否かが判断さ
れる。
【0048】これらの3つの条件がすべて満たされた場
合には、直進走行中であると判断してステップ305に
進み直進判定フラグSの値を1とし、3つの条件のいず
れか一つでも満たされない場合には、直進走行中ではな
いと判断してステップ306に進み直進判定フラグSの
値を0とする。
【0049】直進判定が終了すると、ステップ307で
直進判定フラグSが1か否かが判断され、ステップ30
8で中立補正フラグNが1か否かが判断される。S=0
またはN=0であれば、ステップ309以降のタイヤ異
径判定を行わない。すなわち、直進走行中でない場合、
または、舵角値θs1に対して中立補正が行われていな
い場合にはタイヤ異径判定は行われない。
【0050】S=1であり且つN=1であれば、ステッ
プ309に進み、所定のサンプリングレートで舵角値θ
s1を1秒間サンプリングしてその積算値を求め、その
積算値の絶対値が1000deg以上であるか否かを判
断する。
【0051】前輪の一方に異径タイヤが装着されている
と、左右の車輪速度v1、v2に基づいて算出される推
定舵角値θsa1、さらには推定舵角積算平均値θms
a1が誤ったものとなるので、舵角値θs1に対して正
しい中立補正が行われない。そのため、直進走行中であ
るにもかかわらず舵角値が0とならず、誤った中立補正
に基づくオフセット値が舵角値として現れてしまう。し
たがって、この舵角値を所定期間積算すると、正規タイ
ヤ装着時には現れない大きな値が得られることになる。
【0052】本実施形態では、経験則から所定のサンプ
リングレートで1秒間操舵角をサンプリングし、これを
積算した値の絶対値が1000degよりも大きい場合
には、前輪の一方に異径タイヤを装着していると判定す
る。
【0053】したがって、このステップ309で条件を
満たせば、ステップ310に移行してタイヤ異径判定フ
ラグQを1とし、条件を満たさないときはステップ31
3に移行してタイヤ異径判定フラグQを0とする。Q=
1のときには後輪転舵制御を代替制御とし、Q=0のと
きには通常制御とすることは図7のフローチャートで述
べたとおりである。
【0054】タイヤ異径判定が為された後は、ステップ
311およびステップ312により正常復帰判定を行
う。ステップ311ではイグニッションスイッチがオフ
されたかどうかを監視し、ステップ312では左右の車
輪速度v1、v2を視ることにより車輌が10分以上停
止していたかどうかを監視する。いずれの場合も、異径
タイヤを正規のタイヤに交換している可能性があるから
であり、その場合にはタイヤ異径判定フラグQを一旦0
に戻し、このタイヤ異径判定処理を再び実行する。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のタイヤ異
径判定装置によれば、舵角値の積算値を所定値と比較す
るという非常に簡単な方法で異径タイヤの装着を判定す
ることができ、異径タイヤが装着されていることに伴う
様々な誤制御を事前に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるタイヤ異径判定装置
を備えた車輌のシステム構成図。
【図2】後輪舵角制御に用いられる後輪転舵駆動手段1
00の構造を示す断面図。
【図3】後輪舵角制御に用いられる目標舵角算出式の中
の定数K1を表すグラフ。
【図4】後輪舵角制御に用いられる目標舵角算出式の中
の定数K2を表すグラフ。
【図5】後輪舵角制御に用いられる目標舵角算出式の中
の定数K1´を表すグラフ。
【図6】後輪舵角制御に用いられる目標舵角算出式の中
の定数K2´を表すグラフ。
【図7】ECU1による舵角中立補正および後輪転舵の
代替制御切り替え処理を示すフローチャート。
【図8】本実施形態のタイヤ異径判定装置の処理ルーチ
ンを示すフローチャート。
【符号の説明】
1…ECU、2…車輌、6,7…後輪、21…舵角セン
サ、22,23…車輪速センサ、25…ヨーレイトセン
サ、100…後輪転舵駆動手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62D 113:00 137:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輌が直進走行しているか否かを判定す
    る直進判定手段と、 前記直進判定手段が直進走行判定中に、舵角センサ出力
    に基づく舵角値を一定時間サンプリングし、その積算値
    が所定値を越えたときに異径タイヤが装着されていると
    判定する判定手段とを備えたことを特徴とするタイヤ異
    径判定装置。
  2. 【請求項2】 前記舵角センサ出力は、左右車輪速度差
    に基づいて中立補正されたものであることを特徴とする
    請求項1に記載のタイヤ異径判定装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100968066B1 (ko) 2005-03-22 2010-07-08 주식회사 만도 능동 전륜 조향 시스템에서의 조향각 센서의 오프셋보상제어방법
CN104228941A (zh) * 2013-06-13 2014-12-24 铃木株式会社 车辆的转向角推定装置

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