JP3055310B2 - Vehicle front wheel steering angle detection device - Google Patents

Vehicle front wheel steering angle detection device

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JP3055310B2
JP3055310B2 JP17331492A JP17331492A JP3055310B2 JP 3055310 B2 JP3055310 B2 JP 3055310B2 JP 17331492 A JP17331492 A JP 17331492A JP 17331492 A JP17331492 A JP 17331492A JP 3055310 B2 JP3055310 B2 JP 3055310B2
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front wheel
wheel steering
estimating
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、前輪の操舵角が単位角
度変化する毎に検出信号を出力するデジタル型操舵角検
出センサを用いて、推定される中立位置との関係から前
輪の絶対的な操舵角を検出する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a digital steering angle detection sensor which outputs a detection signal every time the steering angle of a front wheel changes by a unit angle. The present invention relates to a device for detecting a proper steering angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、車両の前輪操舵角を検出するた
め、ロータリーエンコーダ型の前輪操舵角センサを配設
して前輪の相対的な操舵角の変化量を検出すると共に、
所定の直進走行中にステアリング中立位置を推定演算
し、この中立位置と前記相対的な操舵角変化量との関係
から前輪の操舵角を検出する装置が知られていた(例え
ば、特開昭61−11608号)。また、この様なセン
サを用いて検出された前輪操舵角は、後輪操舵装置を用
いた横滑り防止制御(例えば特開昭60−124572
号)や4輪操舵制御(4WS)などに用いられていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to detect a front wheel steering angle of a vehicle, a rotary encoder type front wheel steering angle sensor is provided to detect a relative steering angle change amount of a front wheel.
A device for estimating and calculating a steering neutral position during a predetermined straight traveling and detecting a steering angle of a front wheel from a relationship between the neutral position and the relative steering angle change amount has been known (for example, Japanese Patent Application Laid-open No. -11608). Further, the front wheel steering angle detected by using such a sensor is determined by a side slip prevention control using a rear wheel steering device (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-124572).
No.) and four-wheel steering control (4WS).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来の装置では中立位置の推定演算が終了する前は、前輪
操舵角を検出することができなかった。従って、キース
イッチをオンにしてから相当の時間が経過しないと、前
輪操舵角を正しく出力することができず、ある程度走行
してからでなければせっかくの後輪転舵制御が行えなか
った。一方、後輪転舵制御の一つである4WSは、車庫
から出ようとする際や、狭い駐車場の中を走行する際に
有効である。ところが、上述の様に発進直後は前輪操舵
角が検出できず、これに基づく後輪転舵は実施できない
ので、従来の前輪操舵角検出装置を用いたシステムで
は、後輪転舵制御の有効性を十分に活用することができ
ないという問題があった。
However, in such a conventional apparatus, the front wheel steering angle could not be detected before the calculation for estimating the neutral position was completed. Therefore, unless a considerable amount of time has elapsed since the key switch was turned on, the front wheel steering angle could not be correctly output, and the rear wheel steering control could not be performed unless the vehicle had traveled to some extent. On the other hand, 4WS, which is one of the rear wheel steering controls, is effective when trying to get out of the garage or when traveling in a narrow parking lot. However, as described above, immediately after the start, the front wheel steering angle cannot be detected, and the rear wheel steering based on the front wheel steering angle cannot be performed.Therefore, in the system using the conventional front wheel steering angle detection device, the effectiveness of the rear wheel steering control is not sufficient. There was a problem that it could not be used for

【0004】この様な問題に対して最近では、前輪操舵
角の中立位置学習が終了するまではアナログ信号を出力
するポテンショ型の前輪操舵角センサにて操舵角を検出
し、中立位置学習が終了した後にはロータリーエンコー
ダ型の前輪操舵角センサに切り換えて操舵角を検出する
装置が本出願人より出願されるに至った(特願平3−8
5462)。この特願平3−85462号で提案した装
置によれば、中立位置演算の完了する前の発進直後から
有効な4輪操舵を実施することなどができ、当該出願の
目的とする優れた作用・効果を発揮できる様になった
が、新たに以下の問題が生じてきた。
In response to such a problem, recently, until the neutral position learning of the front wheel steering angle is completed, the steering angle is detected by a potentiometer type front wheel steering angle sensor that outputs an analog signal, and the neutral position learning is completed. After that, a device for detecting the steering angle by switching to a rotary encoder type front wheel steering angle sensor has been filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 3-8).
5462). According to the device proposed in Japanese Patent Application No. 3-85462, effective four-wheel steering can be performed immediately after starting before the neutral position calculation is completed. Although the effect can be exhibited, the following problems have newly arisen.

【0005】それは、ポテンショ型の前輪操舵角センサ
からのアナログ信号はノイズ等の影響を受けやすいた
め、大ざっぱに絶対的な操舵角を知るには不都合はなく
ても、微妙な後輪転舵制御等に用いると、制御を振動的
にしてしまうおそれがあった。従って、上記先願技術で
は、エンジン始動直後からの応答性の高い高精度の後輪
転舵制御を実施するのは困難であった。
The analog signal from the potentiometer type front wheel steering angle sensor is susceptible to noise and the like. In such a case, the control may be made to vibrate. Therefore, in the prior art, it is difficult to perform highly accurate rear wheel turning control with high responsiveness immediately after starting the engine.

【0006】そこで本発明の車両の前輪操舵角検出装置
は、これらの問題に鑑み、車両の前輪操舵角を、エンジ
ン始動直後から振動的になることなく安定的に検出可能
にすることを目的とする。
In view of these problems, a vehicle front wheel steering angle detecting apparatus of the present invention has an object to enable a vehicle front wheel steering angle to be stably detected immediately after an engine start without becoming vibratory. I do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の車両の
前輪操舵角検出装置は、上記目的を達成するため、図1
(A)に例示するように、前輪の操舵角が単位角度変化
する毎にデジタル信号を出力するデジタル型操舵角検出
手段と、該デジタル型操舵角検出手段のデジタル信号を
計数することで前輪の相対的な操舵角を算出する相対操
舵角算出手段と、前記相対的な操舵角に対する中立位置
を推定する中立位置推定手段と、該推定された中立位置
に基づいて、前記相対的な操舵角を絶対的な操舵角に換
算する絶対操舵角換算手段と、を備えた車両の前輪操舵
角検出装置において、前記中立位置推定手段として、前
輪の絶対的な操舵角に応じたアナログ信号を出力するア
ナログ型操舵角検出手段と、前輪操舵角検出装置の始動
時に、該アナログ型操舵角算出手段の出力するアナログ
信号から定まる絶対的な操舵角と前記相対操舵角算出手
段の算出した相対的な操舵角との差を求め、この差を前
記絶対的な操舵角と相対的な操舵角とのオフセットとし
前記中立位置を推定する始動時推定手段と、を備える
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a vehicle front wheel steering angle detecting apparatus according to the present invention has the structure shown in FIG.
As illustrated in (A), a digital steering angle detecting means for outputting a digital signal every time the steering angle of the front wheel changes by a unit angle, and counting the digital signal of the digital steering angle detecting means, thereby obtaining the front wheel steering angle. Relative steering angle calculating means for calculating a relative steering angle, neutral position estimating means for estimating a neutral position with respect to the relative steering angle, and calculating the relative steering angle based on the estimated neutral position. An absolute steering angle converting means for converting the steering angle into an absolute steering angle, wherein the neutral position estimating means outputs an analog signal corresponding to the absolute steering angle of the front wheel as the neutral position estimating means. Type steering angle detecting means, an absolute steering angle determined from an analog signal output from the analog type steering angle calculating means when the front wheel steering angle detecting device is started, and a relative steering angle calculated by the relative steering angle calculating means. Obtains the difference between the Do steering angle, before this difference
The offset between the absolute steering angle and the relative steering angle
And a starting time estimating means for estimating the neutral position.

【0008】この車両の前輪操舵角検出装置によれば、
相対操舵角算出手段により、デジタル型操舵角検出手段
が出力するデジタル信号を計数することで、車両前輪の
相対的な操舵角を検知することができる。この相対的な
操舵角は、操舵角変化量を知るには有効であるが、車両
の操舵状態を知るには不十分であり、このままでは各種
制御処理に使用できない場合がある。即ち、相対的な操
舵角は中立位置に対してオフセットを有しているため、
このオフセットを差し引いた絶対操舵角への換算が必要
となる。一方、アナログ型操舵角検出手段の出力するア
ナログ信号は絶対的な操舵角を表し、中立位置とのオフ
セットはない。従って、この絶対的な操舵角と相対的な
操舵角とのを求めれば、相対的な操舵角の中立位置に
対するオフセットが判明する。
According to the vehicle front wheel steering angle detecting device,
The relative steering angle of the front wheels of the vehicle can be detected by counting the digital signals output by the digital steering angle detecting means by the relative steering angle calculating means. Although this relative steering angle is effective for knowing the amount of change in the steering angle, it is insufficient for knowing the steering state of the vehicle, and may not be used for various control processes as it is. That is, since the relative steering angle has an offset with respect to the neutral position,
It is necessary to convert to an absolute steering angle by subtracting this offset. On the other hand, the analog signal output from the analog steering angle detecting means represents an absolute steering angle, and there is no offset from the neutral position. Therefore, if the difference between the absolute steering angle and the relative steering angle is obtained, the offset of the relative steering angle with respect to the neutral position can be determined.

【0009】本発明の車両の前輪操舵角検出装置によれ
ば、この様なアナログ型操舵角検出手段とデジタル型操
舵角検出手段の関係を利用して、始動時推定手段が、始
動時に相対的な操舵角と絶対的な操舵角との差を求め、
この差を相対的な操舵角と絶対的な操舵角とのオフセッ
トとして中立位置を推定する。従って、絶対操舵角換算
手段は、始動時から、相対的な操舵角を絶対的な操舵角
へと換算をすることができる。この結果、本発明の車両
の前輪操舵角検出装置は、始動時から絶対的な操舵角を
検出することができる。
According to the front wheel steering angle detecting device for a vehicle according to the present invention, the starting-time estimating device uses the relationship between the analog-type steering angle detecting device and the digital-type steering angle detecting device to perform relative control at the time of starting. The difference between the perfect steering angle and the absolute steering angle ,
This difference is offset from the relative steering angle and the absolute steering angle.
And estimate the neutral position. Therefore, the absolute steering angle conversion means can convert the relative steering angle into an absolute steering angle from the time of starting. As a result, the vehicle front wheel steering angle detecting device of the present invention can detect an absolute steering angle from the start.

【0010】ここで、単純にアナログ型操舵角検出手段
の出力をもって操舵角検出値としないのは、アナログ信
号はノイズの影響を受け易いため、高応答性・高精度の
制御処理には不向きとなる場合があるからである。本発
明の装置によれば、最終的に検出される絶対的な操舵角
は、デジタル型操舵角検出手段の出力するデジタル信号
の変化に基づいているから、アナログ信号における様な
ノイズの影響がない。
Here, the reason why the output of the analog type steering angle detecting means is not simply used as the detected steering angle value is that the analog signal is easily affected by noise, so that it is not suitable for high-response and high-precision control processing. This is because it may be. According to the device of the present invention, since the absolute steering angle finally detected is based on the change of the digital signal output from the digital steering angle detecting means, there is no influence of noise as in the analog signal. .

【0011】なお、アナログ型操舵角検出手段であって
も、所定の次定数以上のローパスフィルタを用いること
により、ノイズの影響を回避することができる。ただ
し、ローパスフィルタの影響で、高応答の制御には使用
は困難となる。しかし、本発明において、始動時のオフ
セットを知ることにのみ使用することはできるのであ
る。
[0011] Even in the case of the analog steering angle detecting means, the influence of noise can be avoided by using a low-pass filter having a predetermined constant or more. However, it is difficult to use it for high-response control due to the influence of the low-pass filter. However, in the present invention, it can be used only to know the starting offset.

【0012】この様に、本発明の車両の前輪操舵角検出
装置は、始動時から絶対的な操舵角をノイズの影響を受
けることなく検出することができるという顕著な作用を
奏するが、さらに、以下の様に改良しておくと一層よ
い。この改良型の車両の前輪操舵角検出装置は、請求項
2に記載し、図1(B)に例示した様に、前記中立位置
推定手段が、さらに、少なくとも前記相対操舵角算出手
段の算出する相対的な操舵角を用いて、車両走行中の所
定期間にわたる推定演算を実施し、前輪操舵角の中立位
置を推定する走行中推定手段と、該走行中推定手段によ
る中立位置の推定が終了した後は、前記始動時推定手段
の推定した中立位置に代えて当該走行中推定手段の推定
した中立位置を絶対的な操舵角の換算に使用させる中立
位置変更手段とを備えたことを特徴とする。
As described above, the front wheel steering angle detecting device for a vehicle according to the present invention has a remarkable effect that the absolute steering angle can be detected from the start without being affected by noise. It is better to improve as follows. In this improved type front wheel steering angle detecting device, the neutral position estimating means further calculates at least the relative steering angle calculating means as described in claim 2 and as exemplified in FIG. 1 (B). Using the relative steering angle, an estimation calculation is performed over a predetermined period of time while the vehicle is traveling, and the traveling estimation means for estimating the neutral position of the front wheel steering angle, and the estimation of the neutral position by the traveling estimation means has been completed. And a neutral position changing unit that uses the neutral position estimated by the running estimation unit to convert the absolute steering angle, instead of the neutral position estimated by the starting estimation unit. .

【0013】この請求項2記載の車両の前輪操舵角検出
装置によれば、走行中推定手段が、走行中の所定期間に
わたる推定演算を実施して中立位置を推定した後は、中
立位置変更手段が、始動時推定手段の推定した中立位置
に代えて、この走行中推定手段の推定した中立位置によ
って絶対的な操舵角の換算を行わせる。即ち、絶対操舵
角検出手段は、相対的な操舵角を絶対的な操舵角に換算
するに当たって、始動時から所定期間だけを始動時推定
手段の推定した中立位置を使用し、その後は走行中推定
手段の推定した中立位置の方を使用する。
According to the apparatus for detecting the steering angle of a front wheel of a vehicle according to the second aspect, the in-travel estimating means performs an estimating operation for a predetermined period during the traveling to estimate the neutral position, and then the neutral position changing means. However, instead of the neutral position estimated by the starting-time estimating means, the absolute steering angle is converted by the neutral position estimated by the traveling estimating means. That is, in converting the relative steering angle into the absolute steering angle, the absolute steering angle detecting means uses the neutral position estimated by the starting-time estimating means only for a predetermined period from the time of starting, and thereafter, during traveling, The neutral position estimated by the means is used.

【0014】ここで、走行中推定手段は、所定期間にわ
たる推定演算にて中立位置を推定しているので、この中
立位置については、機器の取付誤差などの影響はネグレ
クトされている。これに対し、始動時推定手段の推定
は、アナログ型操舵角検出手段の出力するアナログ信号
が用いられるので、このアナログ型操舵角検出手段の取
付誤差がそのまま反映されてしまう。また、前述の様
に、ノイズ成分によって若干のシフトがあることも考え
られる。従って、信頼性の高さからいえば、走行中推定
手段の推定した中立位置の方を用いて絶対的な操舵角の
換算をした方がよい。本発明の請求項2記載の車両の前
輪操舵角検出装置は、まさにこの観点から構成されてお
り、始動時から操舵角検出を開始し、かつより信頼性の
高い検出を可能ならしめている。
Since the in-traveling estimating means estimates the neutral position by the estimation calculation over a predetermined period, the neutral position is negated by the influence of the mounting error of the device and the like. On the other hand, since the starting-time estimating means uses an analog signal output from the analog-type steering angle detecting means, the mounting error of the analog-type steering angle detecting means is directly reflected. Further, as described above, it is conceivable that there is a slight shift due to the noise component. Therefore, from the standpoint of high reliability, it is better to convert the absolute steering angle using the neutral position estimated by the in-travel estimating means. The front wheel steering angle detecting device for a vehicle according to the second aspect of the present invention is configured from this point of view, and starts the steering angle detection from the start, and enables more reliable detection.

【0015】なお、始動時推定手段の推定した中立位置
と走行中推定手段の推定した中立位置とがある程度以上
大きく食い違っていることも考えられるので、請求項3
に記載した様に、前記中立位置変更手段は、絶対的な操
舵角の換算に使用させる中立位置を、始動時推定手段の
推定した中立位置から走行中推定手段の推定した中立位
置へと徐々に変更する漸次接近手段をも備えると一層よ
い。この請求項3記載の車両の前輪操舵角検出装置によ
れば、始動時から操舵角の検出ができ、かつより信頼性
の高い操舵角検出へと移行させることができ、しかもこ
の移行をスムーズに行うことができる。
It is conceivable that the neutral position estimated by the starting-time estimating means and the neutral position estimated by the traveling-time estimating means are significantly different from each other by a certain degree or more.
As described in the above, the neutral position changing means gradually changes the neutral position used for the absolute steering angle conversion from the neutral position estimated by the starting-time estimating means to the neutral position estimated by the traveling estimating means. It is even better to have a gradual access means to change. According to the front wheel steering angle detecting device for a vehicle according to the third aspect, the steering angle can be detected from the start and the steering angle can be shifted to a more reliable steering angle detection, and the shift can be smoothly performed. It can be carried out.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を車両の後輪操舵装置に適用し
た一実施例を図面に従って説明する。図2において、後
輪操舵機構1内に取りつけられた直流サーボモータ2は
制御装置3の指令信号を受けて正逆方向に回転し、減速
ギヤ4を通して油圧パワーアシスト付ラック・アンド・
ピニオン機構つまり操舵機構1の入力軸(図示しないト
ーションバー)の一端に連結されている。トーションバ
ーの他端にはピニオンギア5が装着されており、パワー
ピストン6の一端に形成されたラック7と噛み合ってい
る。即ち、モータ2によりトーションバーの一端が回さ
れ、トーションバーが捩れ、油圧バルブ8の絞り面積が
変化し、トーションバーの捩れを修正する方向に油圧を
供給してパワーピストン6を動かす機構となっている。
パワーピストン6の両端は、それぞれタイロッド9を介
してナックルアーム10によって左右方向へ揺動自在に
支持されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a rear wheel steering device of a vehicle will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2, a DC servo motor 2 mounted in a rear wheel steering mechanism 1 rotates in forward and reverse directions in response to a command signal from a control device 3, and passes through a reduction gear 4 to a rack-and-drive with hydraulic power assist.
The pinion mechanism, that is, one end of an input shaft (not shown torsion bar) of the steering mechanism 1 is connected. A pinion gear 5 is mounted on the other end of the torsion bar, and meshes with a rack 7 formed on one end of a power piston 6. That is, one end of the torsion bar is rotated by the motor 2, the torsion bar is twisted, the throttle area of the hydraulic valve 8 is changed, and a hydraulic pressure is supplied in a direction to correct the torsion of the torsion bar to move the power piston 6. ing.
Both ends of the power piston 6 are supported by knuckle arms 10 via tie rods 9 so as to be swingable in the left-right direction.

【0017】従って、図中のA方向にパワーピストン6
が動くことで、後輪11は左右に操舵される。そして、
トーションバーの捩れがなくなると油圧バルブ8の絞り
面積は「0」となり、パワーピストン6を動かす油圧は
「0」となって、パワーピストン6は停止する。ここ
で、後輪操舵角センサ12は、パワーピストン6の位置
を検出し信号を出力する。制御装置3は、この信号に基
づいて、パワーピストン6の位置と後輪実舵角との関係
から、後輪実舵角を求めるとともに、後輪実舵角の変化
率より操舵角速度も求める。サーボモータ2を含む操舵
機構1と制御装置3とによって、後輪操舵角指令位置に
後輪実舵角が一致するように後輪11を位置決め制御す
る位置決めサーボ系を構成している。尚、13は油圧バ
ルブ8を介してパワーピストン6に油圧を供給する油圧
ポンプ、14はオイルタンクを示す。
Accordingly, the power piston 6 moves in the direction A in the drawing.
Moves, the rear wheel 11 is steered left and right. And
When the torsion bar is no longer twisted, the throttle area of the hydraulic valve 8 becomes “0”, the hydraulic pressure for moving the power piston 6 becomes “0”, and the power piston 6 stops. Here, the rear wheel steering angle sensor 12 detects the position of the power piston 6 and outputs a signal. Based on this signal, the control device 3 obtains the rear wheel actual steering angle from the relationship between the position of the power piston 6 and the rear wheel actual steering angle, and also obtains the steering angular velocity from the rate of change of the rear wheel actual steering angle. The steering mechanism 1 including the servomotor 2 and the control device 3 constitute a positioning servo system that controls the positioning of the rear wheel 11 so that the rear wheel actual steering angle matches the rear wheel steering angle command position. Reference numeral 13 denotes a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to the power piston 6 via the hydraulic valve 8, and reference numeral 14 denotes an oil tank.

【0018】車速センサ15は車軸の回転速度を検出し
て車速Vに応じた車速信号を制御装置3に出力する。エ
ンコーダ型前輪操舵角センサ16はインクリメントタイ
プのロータリーエンコーダよりなり、被回転体としての
ステアリングシャフト17に設けられている。このエン
コーダ型前輪操舵角センサ16は、図3に示すようにス
テアリングシャフト17に対し多数の歯を有する歯車1
6aが固定されるとともに一対のホトインタラプタ16
b,16cが近接位置にて配設されており、ホトインタ
ラプタ16b,16cにて歯車16aの歯の通過を検知
するものである。そして、エンコーダ型前輪操舵角セン
サ16(ホトインタラプタ16b,16c)は、ステア
リングホイール18のハンドル操作に伴うステアリング
シャフト17の回転を検出して、操舵角θsに応じた前
輪操舵角信号を制御装置3に出力する。
The vehicle speed sensor 15 detects the rotational speed of the axle and outputs a vehicle speed signal corresponding to the vehicle speed V to the control device 3. The encoder type front wheel steering angle sensor 16 is formed of an increment type rotary encoder, and is provided on a steering shaft 17 as a rotating body. As shown in FIG. 3, the encoder type front wheel steering angle sensor 16 has a gear 1 having a large number of teeth with respect to a steering shaft 17.
6a is fixed and a pair of photo interrupters 16
b and 16c are disposed at the close positions, and the passage of the teeth of the gear 16a is detected by the photo interrupters 16b and 16c. The encoder type front wheel steering angle sensor 16 (photo interrupters 16b, 16c) detects the rotation of the steering shaft 17 accompanying the steering operation of the steering wheel 18 and outputs a front wheel steering angle signal corresponding to the steering angle θs to the control device 3. Output to

【0019】ハンドルが右に回転した時のホトインタラ
プタ16b,16cの出力波形は、図4に示すようにな
り、左に回転した時のホトインタラプタ16b,16c
の出力波形は図5に示すようになる。ポテンショ型前輪
操舵角センサ34は、ポテンショメータタイプの位置セ
ンサで、図6に示すようにポテンショの本体を車両ボデ
ィに固定し、摺動子を前輪操舵リンク35に固定し、リ
ンクの左右ストローク量に応じた電圧が出力されるよう
になっている。図7に示すように一端を5V,もう一端
を0Vに接続すると、摺動子の出力電圧は、図8に示す
ように第2の前輪操舵角θaに応じた0〜5Vの電圧と
なる。
The output waveforms of the photointerrupters 16b and 16c when the steering wheel is turned to the right are as shown in FIG. 4, and the photointerrupters 16b and 16c when the steering wheel is turned to the left.
Is as shown in FIG. The potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 is a potentiometer type position sensor. As shown in FIG. 6, the main body of the potentiometer is fixed to the vehicle body, the slider is fixed to the front wheel steering link 35, and the left and right stroke amount of the link is adjusted. The corresponding voltage is output. When one end is connected to 5 V and the other end is connected to 0 V as shown in FIG. 7, the output voltage of the slider becomes a voltage of 0 to 5 V according to the second front wheel steering angle θa as shown in FIG.

【0020】ヨーレイトセンサ20はジャイロ等で構成
され、車両の重心を中心とした車両の回転角速度(ヨー
レイトWa)に応じたヨーレイト信号を制御装置3に出
力する。左車輪速センサ21は前輪19の左車輪の回転
速(左車輪速ωL )を検出し、右車輪速センサ22は前
輪19の右車輪の回転速(左車輪速ωR )を検出する。
ブレーキスイッチ23はABS(アンチロックブレーキ
システム)制御実行中、もしくは、ブレーキペダル操作
が行われるとオンする。
The yaw rate sensor 20 is composed of a gyro or the like, and outputs a yaw rate signal corresponding to the rotational angular velocity (yaw rate Wa) of the vehicle centered on the center of gravity of the vehicle to the control device 3. The left wheel speed sensor 21 detects the rotation speed of the left wheel of the front wheel 19 (left wheel speed ωL), and the right wheel speed sensor 22 detects the rotation speed of the right wheel of the front wheel 19 (left wheel speed ωR).
The brake switch 23 is turned on during execution of ABS (anti-lock brake system) control or when a brake pedal is operated.

【0021】制御装置3を図9に基づいて説明すると、
マイクロコンピュータ(以下、「マイコン」という)2
4と、波形整形回路25〜28と、アナログバッファ2
9と、A/Dコンバータ30と、デジタルバッファ31
と、駆動回路32とから構成されている。波形整形回路
25〜28は車速センサ15、左車輪速センサ21、右
車輪速センサ22、エンコーダ型前輪操舵角センサ16
からの信号を波形整形してマイコン24に取り込ませ
る。カウンタ33は、エンコーダ型前輪操舵角センサ1
6の信号のパルスの数をカウントし、操舵角θsをマイ
コン24から読み取れるようにする。又、アナログバッ
ファ29は、ポテンショ型前輪舵角センサ34と後輪操
舵角センサ12とヨーレイトセンサ20からの各信号を
読み込み、A/Dコンバータ30はアナログデジタル変
換を行う。デジタルバッファ31はブレーキスイッチ2
3からの信号をレベル変換する。さらに、駆動回路32
はマイコン24からの電流指令値信号Ifに応じた電流
を直流サーボモータ2に供給する。
The control device 3 will be described with reference to FIG.
Microcomputer (hereinafter referred to as "microcomputer") 2
4, the waveform shaping circuits 25 to 28, and the analog buffer 2
9, an A / D converter 30, and a digital buffer 31
And a drive circuit 32. The waveform shaping circuits 25 to 28 include a vehicle speed sensor 15, a left wheel speed sensor 21, a right wheel speed sensor 22, and an encoder type front wheel steering angle sensor 16.
The waveform of the signal from is input to the microcomputer 24 after waveform shaping. The counter 33 is an encoder type front wheel steering angle sensor 1
The number of pulses of the signal 6 is counted, and the steering angle θs can be read from the microcomputer 24. The analog buffer 29 reads signals from the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34, the rear wheel steering angle sensor 12, and the yaw rate sensor 20, and the A / D converter 30 performs analog / digital conversion. Digital buffer 31 is brake switch 2
3 is level-converted. Further, the drive circuit 32
Supplies a current corresponding to the current command value signal If from the microcomputer 24 to the DC servo motor 2.

【0022】次に、このように構成された後輪操舵装置
の作用を説明する。図10にはマイコン24のメイン処
理ルーチンを示し、図11には車速センサ15及び左右
車輪速センサ21,22からのパルス信号による車速パ
ルス処理を示し、図12には所定時間毎(例えば、5m
s毎)に実行される割り込み処理ルーチンを示す。
Next, the operation of the rear wheel steering device having the above-described structure will be described. 10 shows a main processing routine of the microcomputer 24, FIG. 11 shows vehicle speed pulse processing based on pulse signals from the vehicle speed sensor 15 and the left and right wheel speed sensors 21 and 22, and FIG.
5 shows an interrupt processing routine executed every (s).

【0023】図10に示すように、マイコン24は起動
時にステップ1010で初期化し、ステップ1020で
各種の処理を行う。一方、図11に示すように、マイコ
ン24はステップ2010において、車速パルスおよび
車輪速パルスについて前回のパルス割り込みが発生した
時刻と今回の割り込み発生時刻とから車速パルス幅を算
出して記憶する。
As shown in FIG. 10, the microcomputer 24 initializes in step 1010 at the time of starting, and performs various processes in step 1020. On the other hand, as shown in FIG. 11, in step 2010, the microcomputer 24 calculates and stores the vehicle speed pulse width from the time when the previous pulse interrupt occurred and the current interrupt occurrence time for the vehicle speed pulse and the wheel speed pulse.

【0024】そして、図12に示すように、マイコン2
4はステップ3000で車速パルス割り込み処理で記憶
された車速パルス幅から車速Vを算出する。さらに、左
車輪速センサ21と右車輪速センサ22から信号を入力
し、前輪19の左車輪速ωL,右車輪速ωR を算出す
る。なお、本実施例では車速センサ15にて車速Vを求
めたが、車速Vを左右車輪速ωL ,ωR より(ωL +ω
R )/2として求めるようにしてもよい。
Then, as shown in FIG.
In step 3000, the vehicle speed V is calculated from the vehicle speed pulse width stored in the vehicle speed pulse interruption process in step 3000. Further, signals are input from the left wheel speed sensor 21 and the right wheel speed sensor 22 to calculate the left wheel speed ωL and the right wheel speed ωR of the front wheel 19. In this embodiment, the vehicle speed V is obtained by the vehicle speed sensor 15. However, the vehicle speed V is calculated from the left and right wheel speeds ωL and ωR by (ωL + ω
R) / 2.

【0025】そして、マイコン24はステップ4000
でポテンショ型前輪舵角センサ34と後輪操舵角センサ
12とヨーレイトセンサ20からA/Dコンバータ30
を介してA/D変換データを取り込み、ステップ500
0で第2の前輪操舵角θaと後輪実舵角θrと実ヨーレ
イトWaを算出する。
Then, the microcomputer 24 proceeds to step 4000.
From the potentiometer-type front wheel steering angle sensor 34, the rear wheel steering angle sensor 12, and the yaw rate sensor 20 to the A / D converter 30.
Fetches A / D conversion data via
At 0, the second front wheel steering angle θa, the rear wheel actual steering angle θr, and the actual yaw rate Wa are calculated.

【0026】さらに、マイコン24はステップ6000
で最終前輪操舵角(ハンドル角)θの算出、および前輪
操舵角センサの故障検出を行うルーチンを実行する。こ
のルーチンを図13に示す。まず、マイコン24はステ
ップ6010でエンコーダ型前輪操舵角センサ16の検
出信号による相対的な操舵角θs及びポテンショ型前輪
操舵角センサ34の検出信号による絶対的な操舵角θa
を同時に読み込む。即ち、カウンタ33の値を読み込む
と同時にA/Dコンバータ30の値を読み込む。これ
は、ドライバーがハンドル操作をしている最中に検出値
を読み込むこととなる場合もあるので、θsとθaとが
同一タイミングでの値を表すものとして保証しておかな
いと比較ができないからである。
Further, the microcomputer 24 determines in step 6000
Then, a routine for calculating the final front wheel steering angle (handle angle) θ and detecting a failure of the front wheel steering angle sensor is executed. This routine is shown in FIG. First, the microcomputer 24 determines in step 6010 the relative steering angle θs based on the detection signal of the encoder type front wheel steering angle sensor 16 and the absolute steering angle θa based on the detection signal of the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34.
Are read simultaneously. That is, the value of the A / D converter 30 is read at the same time as the value of the counter 33 is read. This is because the detected value may be read while the driver is operating the steering wheel, so comparisons cannot be made unless θs and θa are guaranteed to represent values at the same timing. It is.

【0027】次に、ステップ6020にて、エンジン始
動直後最初に実行される処理であるか否かを判定する。
この判定には始動フラグF2が用いられる。この始動フ
ラグF2は、エンジン始動時に「1」がセットされる様
に構成されている。従って、エンジン始動直後はステッ
プ6020の判定が「NO」になる。
Next, at step 6020, it is determined whether or not the process is the first process to be executed immediately after the engine is started.
The start flag F2 is used for this determination. The start flag F2 is set so that "1" is set when the engine is started. Therefore, immediately after the engine is started, the determination in step 6020 is “NO”.

【0028】ステップ6020にて「NO」と判定され
た場合には、ステップ6030へ進む。このステップ6
030では、エンコーダ型前輪操舵角センサ16の検出
している操舵角θsから、ポテンショ型前輪操舵角セン
サ34の検出している操舵角θaを減算し、これをオフ
セット(中立位置の初期値)θN と設定する。そして、
ステップ6040に進んで始動フラグF2を「0」にリ
セットする。従って、次回の処理ではステップ6020
にて「YES」となり、これらステップ6030,60
40はパスされることになる。
If "NO" is determined in the step 6020, the process proceeds to a step 6030. This step 6
In step 030, the steering angle θa detected by the potentiometer front wheel steering angle sensor 34 is subtracted from the steering angle θs detected by the encoder type front wheel steering angle sensor 16, and this is offset (initial value of the neutral position) θN. Set as And
Proceeding to step 6040, the start flag F2 is reset to "0". Therefore, in the next process, step 6020
At step 6030, 60
40 will be passed.

【0029】次に、ステップ6050に進んで、操舵角
θsから一次遅れの伝達特性を用いて一次遅れ前輪操舵
角θcを演算する。即ち、次式(1)にて一次遅れ前輪
操舵角θcを演算する。
Next, the routine proceeds to step 6050, where the first-order lag front wheel steering angle θc is calculated from the steering angle θs using the first-order lag transfer characteristic. That is, the first-order delayed front wheel steering angle θc is calculated by the following equation (1).

【0030】[0030]

【数1】 (Equation 1)

【0031】これは、ハンドル操作を行うと、車輪に横
力が発生して車両にモーメントが発生し車体が旋回をは
じめ、左右の前輪19に速度差が発生し、この一連の動
作においてハンドル操作に対し左右の前輪19に速度差
が発生するまでに遅れが発生するが、これを近似して、
次に述べる推定前輪操舵角θxとの位相差を合わせるた
めである。
This is because, when the steering wheel is operated, a lateral force is generated on the wheels, a moment is generated on the vehicle, the vehicle body starts to turn, and a speed difference is generated between the left and right front wheels 19. On the other hand, a delay occurs before the speed difference occurs between the left and right front wheels 19, but by approximating this,
This is to match the phase difference with the estimated front wheel steering angle θx described below.

【0032】このステップ6050に続くステップ60
60では、左車輪速センサ21による左車輪速ωL と右
車輪速センサ22による右車輪速ωR とから次式(2)
にて推定前輪操舵角θxを算出する。
Step 60 following step 6050
At 60, the following equation (2) is obtained from the left wheel speed ωL obtained by the left wheel speed sensor 21 and the right wheel speed ωR obtained by the right wheel speed sensor 22.
Calculates the estimated front wheel steering angle θx.

【0033】[0033]

【数2】 (Equation 2)

【0034】この際、図14に示すように、前輪操舵角
θfは次式(3)の様になる。
At this time, as shown in FIG. 14, the front wheel steering angle θf is expressed by the following equation (3).

【0035】[0035]

【数3】 (Equation 3)

【0036】また、図15に示すように、旋回半径Rは
次式(4)の様になる。
As shown in FIG. 15, the turning radius R is expressed by the following equation (4).

【0037】[0037]

【数4】 (Equation 4)

【0038】これら式(3),(4)を用いて上記式
(2)が導かれる。ただし、式(2)はθf>>θrとし
て後輪操舵による影響を無視している。そして、ステッ
プ6050で算出した一次遅れ前輪操舵角θc、および
ステップ6060で算出した推定前輪操舵角θxのノイ
ズを取り除くため、マイコン24はステップ6070で
一次遅れ前輪操舵角θcと推定前輪操舵角θxのローパ
スフィルタ処理を行い、LPF一次遅れ前輪操舵角θc
* とLPF推定前輪操舵角θx* を求める。即ち、次の
式(5)で表される処理を実行する。
The above equation (2) is derived using these equations (3) and (4). However, equation (2) ignores the influence of rear wheel steering as θf >> θr. Then, in order to remove the noise of the first-order lag front wheel steering angle θc calculated in step 6050 and the estimated front wheel steering angle θx calculated in step 6060, the microcomputer 24 determines in step 6070 the first-order lag front wheel steering angle θc and the estimated front wheel steering angle θx. Low-pass filter processing is performed, and the LPF first-order lag front wheel steering angle θc
* And the LPF estimated front wheel steering angle θx * are obtained. That is, the processing represented by the following equation (5) is executed.

【0039】[0039]

【数5】 (Equation 5)

【0040】次に、マイコン24はステップ6080で
LPF推定前輪操舵角θx* とLPF一次遅れ前輪操舵
角θc* との差(=θc* −θx* )を中立位置θD と
して算出する。そして、マイコン24はステップ609
0で補正条件が許可になっているか否かを判断する。こ
の補正条件の成立とは、上記一次遅れが成り立つ運転状
態および車両運転特性が線形で方程式にのる領域である
ことを意味する。即ち、LPF推定前輪操舵角θx*
絶対値がθMAX 以下で、かつ、ブレーキスイッチ23に
よりブレーキ操作が行われていない(アンチロックブレ
ーキシステム制御中でない)と、補正条件が成立してい
るものとする。
Next, in step 6080, the microcomputer 24 calculates the difference (= θc * −θx * ) between the LPF estimated front wheel steering angle θx * and the LPF first-order lag front wheel steering angle θc * as the neutral position θD. Then, the microcomputer 24 proceeds to step 609.
At 0, it is determined whether or not the correction condition is permitted. Satisfaction of the correction condition means that the driving state and the vehicle driving characteristic in which the first-order lag is satisfied are in a linear and equational region. That is, if the absolute value of the LPF estimated front wheel steering angle θx * is equal to or less than θMAX and the brake operation is not performed by the brake switch 23 (the antilock brake system is not being controlled), the correction condition is satisfied. I do.

【0041】この補正条件が成立していると、マイコン
24はステップ6100でカウンタC1の値をインクリ
メントする。このカウンタC1は、ステップ1010の
初期化処理において0にしておく。次に、ステップ60
80で算出した中立位置θDのノイズを取り除くため、
マイコン24はステップ6110でローパスフィルタ処
理を行い、最終的な中立位置であるLPF中立位置θD*
を算出する。即ち、次式(6)の処理を実行する。
If the correction condition is satisfied, the microcomputer 24 increments the value of the counter C1 at step 6100. This counter C1 is set to 0 in the initialization processing in step 1010. Next, step 60
To remove the noise at the neutral position θD calculated at 80,
The microcomputer 24 performs a low-pass filter process in step 6110, and outputs the LPF neutral position θD *, which is the final neutral position .
Is calculated. That is, the processing of the following equation (6) is executed.

【0042】[0042]

【数6】 (Equation 6)

【0043】このローパスフィルタ処理により、車輪速
に加わるノイズが除去される。次に、ステップ6120
で、カウンタC1の値が所定値n以上であるか否かを判
断する。これは、ステップ6110のローパスフィルタ
処理において、中立位置θD のフィルタリングが充分に
効果を発揮した状態か否かを判断するものである。C1
<nと判断した場合は、LPF中立位置θD*の値はまだ
十分にフィルタリングされたとはいえず、信頼性に劣る
ことを意味する。このため、ステップ6120で「N
O」と判定された場合には、ステップ6150へ飛ん
で、ステップ6030で求めたオフセットθN とエンコ
ーダ型前輪操舵角センサ16の検出した操舵角θsとか
ら、絶対操舵角θを算出する。
By the low-pass filter processing, noise added to the wheel speed is removed. Next, step 6120
Then, it is determined whether or not the value of the counter C1 is equal to or more than a predetermined value n. This is for judging whether or not the filtering of the neutral position .theta.D is sufficiently effective in the low-pass filter processing in step 6110. C1
If it is determined to be <n, it means that the value of the LPF neutral position θD * has not yet been sufficiently filtered and the reliability is poor. Therefore, in step 6120, “N
If “O” is determined, the process jumps to step 6150 to calculate the absolute steering angle θ from the offset θN obtained in step 6030 and the steering angle θs detected by the encoder type front wheel steering angle sensor 16.

【0044】一方、ステップ6120にてC1≧nと判
断した場合は、十分にフィルタリングされLPF中立位
置θD*の値の信頼性があることを意味する。従って、こ
れ以後は、この信頼性の高いLPF中立位置θD*を用い
て、ステップ6150と同様に前輪操舵角を算出するこ
とが可能である。しかし、本実施例では、直ちにこのL
PF中立位置θD*へと切り換えるのではなく、ステップ
6130へ進み、この信頼性の高いLPF中立位置θD*
をオフセットθN に反映させるためのLPF演算を実行
する。即ち、次式(7)の処理を実行する。
On the other hand, if it is determined in step 6120 that C1 ≧ n, it means that the value of the LPF neutral position θD * has been sufficiently filtered and has reliability. Therefore, thereafter, it is possible to calculate the front wheel steering angle using the highly reliable LPF neutral position θD * in the same manner as in step 6150. However, in this embodiment, this L
Instead of switching to the PF neutral position θD * , the process proceeds to step 6130, and this highly reliable LPF neutral position θD *
Is reflected in the offset .theta.N. That is, the processing of the following equation (7) is executed.

【0045】[0045]

【数7】 (Equation 7)

【0046】ここで、ステップ6070,6110のL
PF演算は主にノイズ除去によるマッチングを目的とし
てフィルタ定数b,cを決定したが、このステップ61
30でのLPF演算は中立位置の基準が急変するとドラ
イバーに違和感を与えるおそれがあるので、これを除去
するなまし処理としての観点からフィルタ定数kを決定
している。
Here, L in steps 6070 and 6110
In the PF calculation, the filter constants b and c are determined mainly for the purpose of matching by noise elimination.
In the LPF calculation in 30, if the reference of the neutral position changes suddenly, the driver may feel uncomfortable. Therefore, the filter constant k is determined from the viewpoint of a smoothing process for removing this.

【0047】そして、ステップ6130からステップ6
140へ進んでカウンタC1をクリアした後、ステップ
6150へ進む。ステップ6140にてカウンタC1を
クリアすることで、再びステップ6110でフィルタリ
ングが所定回数繰り返された後に、ステップ6130が
実行されることになる。こうして、始動直後にエンコー
ダ型前輪操舵角センサ16の検出する操舵角θsとポテ
ンショ型前輪操舵角センサ34の検出する操舵角θaと
の差から求められたオフセットθN は、徐々に推定演算
による中立位置θD そのものに近づけられていく。
Then, from step 6130 to step 6
After proceeding to 140 to clear the counter C1, proceed to step 6150. By clearing the counter C1 in step 6140, step 6130 is executed after filtering is repeated a predetermined number of times in step 6110 again. Thus, immediately after the start, the offset θN obtained from the difference between the steering angle θs detected by the encoder type front wheel steering angle sensor 16 and the steering angle θa detected by the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 gradually becomes the neutral position by the estimation calculation. It approaches the θD itself.

【0048】その後、ステップ6160で、エンコーダ
型前輪操舵角センサ16、またはポテンショ型前輪操舵
角センサ34の故障診断をすべく、ポテンショ型前輪操
舵角センサ34により検出される前輪操舵角θaとステ
ップ6150で求めた最終前輪舵角θとを比較する。す
なわち、両者の差の絶対値|θ−θa|が所定値εより
も大きいか否かを判断する。両者の差の絶対値|θ−θ
a|が所定値εよりも大きい場合は、エンコーダ型前輪
操舵角センサ16、またはポテンショ型前輪操舵角セン
サ34の故障であると判断し、ステップ6170で故障
フラグF1をオンとする。
Thereafter, in step 6160, the front wheel steering angle θa detected by the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 and the step 6150 are used to diagnose the failure of the encoder type front wheel steering angle sensor 16 or the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34. Is compared with the final front wheel steering angle θ. That is, it is determined whether or not the absolute value | θ−θa | of the difference between the two is greater than a predetermined value ε. Absolute value of the difference | θ−θ
If a | is larger than the predetermined value ε, it is determined that the encoder type front wheel steering angle sensor 16 or the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 has failed, and the failure flag F1 is turned on in step 6170.

【0049】以上の様にして、ステップ6000にて最
終前輪操舵角θの算出および前輪操舵角センサの故障検
出をした後、後輪を操舵すべく以下の処理を行う。ステ
ップ7000では、前記ステップ6000でエンコーダ
型前輪操舵角センサ16、またはポテンショ型前輪操舵
角センサ34が故障と判断されたかどうかを故障フラグ
F1がオンか否かで判断する。
As described above, after calculating the final front wheel steering angle θ and detecting the failure of the front wheel steering angle sensor at step 6000, the following processing is performed to steer the rear wheels. In step 7000, it is determined whether the encoder type front wheel steering angle sensor 16 or the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 is determined to have failed in step 6000 by determining whether the failure flag F1 is on.

【0050】ステップ7000で故障フラグF1がオフ
であれば、エンコーダ型前輪操舵角センサ16およびポ
テンショ型前輪操舵角センサ34が正常であると判断す
る。そして、後輪を操舵すべくステップ7010で後輪
操舵角指令値θr* を算出する。
If the failure flag F1 is off at step 7000, it is determined that the encoder type front wheel steering angle sensor 16 and the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 are normal. Then, in step 7010, a rear wheel steering angle command value θr * is calculated to steer the rear wheels.

【0051】まず、車速V,前輪の最終操舵角θとから
次式(8)にて目標ヨーレイトWsを算出する。
First, a target yaw rate Ws is calculated from the following equation (8) based on the vehicle speed V and the final steering angle θ of the front wheels.

【0052】[0052]

【数8】 (Equation 8)

【0053】そして、実ヨーレイトWaと目標ヨーレイ
トWsとの差△W(=Wa−Ws)を算出し、次式
(9)にて後輪操舵角指令値θr* を算出する。
Then, the difference ΔW (= Wa−Ws) between the actual yaw rate Wa and the target yaw rate Ws is calculated, and the rear wheel steering angle command value θr * is calculated by the following equation (9).

【0054】[0054]

【数9】 (Equation 9)

【0055】一方、ステップ7000で故障フラグF1
がオンであった場合は、エンコーダ型前輪操舵角センサ
16、またはポテンショ型前輪操舵角センサ34の少な
くとも一方が故障であると判断する。そして、後輪操舵
角の安全処理を行うべくステップ7021〜7023の
処理を行う。
On the other hand, at step 7000, the failure flag F1
Is ON, it is determined that at least one of the encoder type front wheel steering angle sensor 16 and the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 is out of order. Then, the processing of steps 7021 to 7023 is performed to perform the safety processing of the rear wheel steering angle.

【0056】ステップ7021〜7023では、後輪の
操舵角を徐々に0にもって行くため、後輪操舵角指令値
θr* を△θrだけ加算あるいは減算する制御を行う。
まず、ステップ7021において、後輪操舵角指令値θ
* を0と比較する。後輪操舵角指令値θr* が0より
も大きければ、後輪の操舵角を徐々に小さくして0にも
って行くため、ステップ7022において、後輪操舵角
指令値θr* を△θrだけ減算する。後輪操舵角指令値
θr* が0未満であれば、後輪の操舵角を徐々に大きく
して0にもって行くため、ステップ7023において、
後輪操舵角指令値θr* を△θrだけ加算する。後輪操
舵角指令値θr* が0であれば、後輪の操舵角は0であ
るので、何も処理は行わない。
In steps 7021 to 7023, control is performed to add or subtract the rear wheel steering angle command value θr * by △ θr in order to gradually reduce the rear wheel steering angle to zero.
First, in step 7021, the rear wheel steering angle command value θ
Compare r * with 0. If the rear wheel steering angle command value θr * is larger than 0, the steering angle of the rear wheel is gradually reduced to 0, so in step 7022, the rear wheel steering angle command value θr * is subtracted by △ θr. . If the rear wheel steering angle command value θr * is less than 0, the steering angle of the rear wheel is gradually increased to 0, and therefore, in step 7023,
The rear wheel steering angle command value θr * is added by △ θr. If the rear wheel steering angle command value θr * is 0, the rear wheel steering angle is 0, and no processing is performed.

【0057】次にマイコン24は、ステップ8000で
後輪操舵角指令値θr* と後輪実舵角θrとに基づいて
その両者の差を無くすべく一般に公知の後輪操舵位置決
めサーボ演算を行い、この演算結果によりステップ90
00で電流指令値信号Ifを算出し、サーボモータ2を
駆動すべく駆動回路32に出力する。
Next, in step 8000, the microcomputer 24 performs a generally known rear wheel steering positioning servo calculation based on the rear wheel steering angle command value θr * and the rear wheel actual steering angle θr to eliminate the difference between the two. Step 90
At step 00, the current command value signal If is calculated and output to the drive circuit 32 to drive the servomotor 2.

【0058】なお、本実施例においては、エンコーダ型
前輪操舵角センサ16がデジタル型操舵角検出手段に相
当し、カウンタ33が相対操舵角算出手段に相当し、図
13のフローチャートにおけるステップ6050〜60
80が走行中推定手段に相当し、ステップ6150が絶
対操舵角換算手段に相当し、ポテンショ型前輪操舵角セ
ンサ34がアナログ型操舵角検出手段に相当し、ステッ
プ6020〜6040が始動時推定手段に相当する。ま
た、ステップ6130は中立位置変更手段であり、かつ
漸次近接手段に相当する。
In the present embodiment, the encoder type front wheel steering angle sensor 16 corresponds to digital type steering angle detecting means, the counter 33 corresponds to relative steering angle calculating means, and steps 6050 to 6060 in the flowchart of FIG.
80 corresponds to the running estimation means, step 6150 corresponds to the absolute steering angle conversion means, the potentiometer front wheel steering angle sensor 34 corresponds to the analog steering angle detection means, and steps 6020 to 6040 correspond to the starting estimation means. Equivalent to. Step 6130 is a neutral position changing means and corresponds to a gradually approaching means.

【0059】以上説明したように本実施例では、エンジ
ン始動時にポテンショ型前輪操舵角センサ34の検出す
る操舵角θaと、エンコーダ型前輪操舵角センサ16の
検出する操舵角θsとのオフセットθN を求め、これを
中立位置の初期値として最終操舵角θの算出をする構成
としたので、車両が発進した直後から後輪転舵制御を実
施することができる。従って、車庫から出ようとする際
や、狭い駐車場の中を走行する際に、後輪を転舵するこ
とができ、小回りの効いた運転を実現することができ
る。
As described above, in the present embodiment, the offset θN between the steering angle θa detected by the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 and the steering angle θs detected by the encoder type front wheel steering angle sensor 16 when the engine is started is determined. Since this is used as the initial value of the neutral position to calculate the final steering angle θ, the rear wheel turning control can be performed immediately after the vehicle starts. Therefore, when trying to get out of the garage or when traveling in a narrow parking lot, the rear wheels can be steered, and driving with a small turn can be realized.

【0060】特に、本願出願人の先願である特願平3−
85462号との違いは、中立位置推定演算の終了前に
おいて使用するのは、あくまでもエンコーダ型前輪操舵
角センサ16の検出信号の方である点である。そして、
この相違によって、本実施例によれば、ポテンショ型前
輪操舵角センサ34で問題となるノイズの影響の心配は
全くなく、後輪転舵制御が振動的となることがない。こ
の結果、高応答性・高精度の後輪転舵制御を行うことが
できる。
In particular, Japanese Patent Application No. Hei.
The difference from No. 85462 is that the signal used by the encoder type front wheel steering angle sensor 16 is used before the end of the neutral position estimation calculation. And
Due to this difference, according to the present embodiment, there is no concern about the influence of noise which is a problem in the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34, and the rear wheel steering control does not become oscillating. As a result, highly responsive and highly accurate rear wheel steering control can be performed.

【0061】また、本実施例では、中立位置推定演算が
終了したら、推定演算の結果θD の方を使う様に構成し
ている。そして、ただ単に中立位置を切り換えるのでは
なく、この推定値θD をオフセットθN に反映させつつ
徐々に推定値θD の影響が強くなるようにθN LPF演
算を実施する構成としているので、最終操舵角θが急変
するといったこともない。
In this embodiment, when the neutral position estimating operation is completed, the result θD of the estimating operation is used. Then, instead of simply switching the neutral position, the configuration is such that the estimated value θD is reflected in the offset θN and the θN LPF calculation is performed so that the influence of the estimated value θD gradually becomes stronger. There is no sudden change.

【0062】ここで、推定値θD は所定期間にわたる中
立位置推定演算の結果であるから、信頼性の高い値であ
る。従って、キーオン直後はオフセットθN の方を用い
るものの、その後推定演算が完了した後は推定値θD の
方を用いていく構成は、一層信頼性の高い制御を保証す
るものである。
Here, since the estimated value θD is a result of the neutral position estimating operation over a predetermined period, it is a highly reliable value. Therefore, the configuration in which the offset .theta.N is used immediately after key-on, but the estimated value .theta.D is used after the estimation calculation is completed, guarantees more reliable control.

【0063】以上実施例としての車両の前輪操舵角検出
装置について説明したが、本発明の前輪操舵角検出装置
は、上記実施例に限定されるものではなく、その主旨を
逸脱しない限り以下の如く変形可能である。 第1実施例のフローチャートのステップ7021〜
7023において、前輪操舵角センサの故障時に後輪操
舵角を徐々に0にするべく制御を行ったが、別の方法と
して、図16のステップ7026〜7028に示すよう
に、後輪操舵角をその位置で固定し、車速が0になった
時点で後輪操舵角を0に戻すという方法でもよい。
The front wheel steering angle detecting device for a vehicle according to the embodiment has been described above. However, the front wheel steering angle detecting device of the present invention is not limited to the above-described embodiment. Deformable. Steps 7021 to 7021 in the flowchart of the first embodiment
In 7023, when the front wheel steering angle sensor failed, control was performed to gradually reduce the rear wheel steering angle to zero. Alternatively, as shown in steps 7026 to 7028 in FIG. Alternatively, the rear wheel steering angle may be returned to zero when the vehicle speed becomes zero.

【0064】 上記各実施例にて算出される中立位置
θD は、LPF推定前輪操舵角θx * とLPF一次遅れ
前輪操舵角θc* との差(=θc* −θx* )から算出
されているが、エンコーダ型前輪操舵角センサ16によ
って検出される第1の前輪操舵角θsを順次平均処理す
ることにより、中立位置θD を算出しても良い。
The neutral position calculated in each of the above embodiments
θD is the LPF estimated front wheel steering angle θx * And LPF first order delay
Front wheel steering angle θc* (= Θc* -Θx* ) Calculated from
However, the encoder type front wheel steering angle sensor 16
Are sequentially averaged.
Thus, the neutral position θD may be calculated.

【0065】 上記実施例では中立位置推定演算が終
了したらオフセットθN を徐々に推定演算θD に近づけ
る構成を採用したが、この様な構成をとらずに直接切り
換える構成を採用しても構わない。ポテンショ型前輪操
舵角センサ34の取付精度などが十分信頼できる程度で
あれば、推定値とのずれは大きくないからである。
In the above embodiment, a configuration is adopted in which the offset θN gradually approaches the estimation calculation θD when the neutral position estimation calculation is completed. However, a configuration in which the switching is performed directly without using such a configuration may be adopted. This is because the deviation from the estimated value is not large if the mounting accuracy of the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 is sufficiently reliable.

【0066】 上記実施例では、ステップ6030で
始動時に推定したオフセットθN をそのままずっと使用
するのではなく、途中からステップ6080〜6110
で推定演算した中立位置θD*へと漸次変更する構成であ
ったが、始動時のオフセット値をそのまま用いる構成と
しても構わない。ポテンショ型前輪操舵角センサ34の
取付精度が十分に高ければ特に問題がないからである。
In the above embodiment, the offset θ N estimated at the start in step 6030 is not used as it is, but steps 6080 to 6110
Although the configuration is such that the neutral position θD * is gradually changed to the neutral position estimated and calculated in the above, the configuration may be such that the offset value at the time of starting is used as it is. This is because there is no particular problem if the mounting accuracy of the potentiometer type front wheel steering angle sensor 34 is sufficiently high.

【0067】 上記実施例では、ステップ6020〜
6040にて、最初の一回のみの値で、中立位置θN の
決定を行っていたが、このステップの代わりに、図17
に示すステップ8010〜8040のようにして最初の
m回分のローパス演算処理によって求めてもよい。これ
により、始動時中立位置が、アナログ型操舵角検出手段
のノイズにより、誤差を持つことを回避できる。
In the above embodiment, steps 6020 to 6020
At step 6040, the neutral position θN is determined by the first single value.
As shown in steps 8010 to 8040 shown in FIG. Thus, it is possible to prevent the neutral position at start from having an error due to noise of the analog steering angle detecting means.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の前輪操舵
角検出装置によれば、デジタル型操舵角検出手段だけで
なく、アナログ型操舵角検出手段をも備え、始動時推定
手段で始動時から中立位置を推定することができるの
で、始動直後から絶対的な操舵角を検出することができ
る。しかも、この検出する絶対的な操舵角の時間的な変
化はデジタル型操舵角検出手段の出力するデジタル信号
の計数結果によるものであるから、ノイズに影響される
ことがない。この結果、本発明の前輪操舵角検出装置に
よれば、始動時から、ノイズに影響されることのない絶
対的な操舵角を検出することができる。
As described above in detail, according to the front wheel steering angle detecting device of the present invention, not only the digital steering angle detecting means but also the analog steering angle detecting means is provided, and the starting time estimating means is used for starting. Since the neutral position can be estimated from the time, the absolute steering angle can be detected immediately after starting. In addition, since the absolute change in the detected steering angle with time is based on the result of counting the digital signals output from the digital steering angle detection means, it is not affected by noise. As a result, according to the front wheel steering angle detection device of the present invention, an absolute steering angle that is not affected by noise can be detected from the start.

【0069】また、請求項2,3記載の車両の前輪操舵
角検出装置によれば、走行中推定手段をも備え、そこで
の中立位置推定演算が終了した後は、こちらの中立位置
に基づいて絶対的な操舵角を検出する構成としたので、
始動時から絶対的な操舵角を検出するという本発明の第
1の目的を満足しつつ、最終的には機器の取付誤差等に
よる影響を受けない信頼性の高い形で絶対的な操舵角を
検出することができる。
According to the front wheel steering angle detecting device of the second and third aspects of the present invention, the vehicle further includes a traveling estimating means, and after the neutral position estimating calculation is completed there, based on the neutral position. Because it was configured to detect the absolute steering angle,
While satisfying the first object of the present invention of detecting the absolute steering angle from the time of starting, the absolute steering angle is finally determined in a highly reliable manner not affected by the mounting error of the device. Can be detected.

【0070】そして、特に、請求項3記載の車両の前輪
操舵角検出装置によれば、始動時から操舵角の検出がで
き、かつより信頼性の高い操舵角検出へと移行させるこ
とができ、しかもこの移行をスムーズに行うことができ
る。
In particular, according to the front wheel steering angle detecting device of the third aspect, it is possible to detect the steering angle from the start and to shift to a more reliable steering angle detection. Moreover, this transition can be performed smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の前輪操舵角検出装置の構成を例示する
クレーム対応図である。
FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim illustrating the configuration of a front wheel steering angle detecting device of the present invention.

【図2】実施例の後輪操舵装置の全体構成を示す全体構
成図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram illustrating an overall configuration of a rear wheel steering device according to an embodiment.

【図3】ロータリーエンコーダの断面構成を示した断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a sectional configuration of a rotary encoder.

【図4】ハンドルが右に回転した時のホトインタラプタ
16b,16cの出力波形の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of output waveforms of the photointerrupters 16b and 16c when the steering wheel is turned right.

【図5】ハンドルが左に回転した時のホトインタラプタ
16b,16cの出力波形の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of output waveforms of the photointerrupters 16b and 16c when the steering wheel is turned to the left.

【図6】ポテンショ型前輪操舵角センサの取り付け状態
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an attached state of a potentiometer type front wheel steering angle sensor.

【図7】ポテンショ型前輪操舵角センサによる前輪操舵
角検出を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing front wheel steering angle detection by a potentiometer type front wheel steering angle sensor.

【図8】ポテンショ型前輪操舵角センサによって出力さ
れる電圧とハンドル角との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a voltage output by a potentiometer type front wheel steering angle sensor and a steering wheel angle.

【図9】実施例の後輪操舵装置の電気的構成を示す電気
構成図である。
FIG. 9 is an electrical configuration diagram showing an electrical configuration of the rear wheel steering device according to the embodiment.

【図10】マイコンのメイン処理ルーチンを示すフロー
チャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a main processing routine of a microcomputer.

【図11】車速センサをおよび左右車輪速センサ21,
22からのパルス信号による車速パルス処理を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 11 shows a vehicle speed sensor and left and right wheel speed sensors 21,
12 is a flowchart illustrating a vehicle speed pulse process based on a pulse signal from the control unit 22;

【図12】所定時間毎に実行される割り込み処理ルーチ
ンを示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing an interrupt processing routine executed at predetermined time intervals.

【図13】前輪操舵角の算出、および前輪操舵角センサ
の故障検出ルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a calculation of a front wheel steering angle and a failure detection routine of a front wheel steering angle sensor.

【図14】操舵の際の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram at the time of steering.

【図15】操舵の際の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram at the time of steering.

【図16】変形例を示したフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing a modification.

【図17】他の変形例を示したフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing another modified example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 制御装置 15 車速センサ 16 エンコーダ型前輪操舵角センサ 21 右車輪速センサ 22 左車輪速センサ 33 カウンタ 34 ポテンショ型前輪操舵角センサ 3 Control device 15 Vehicle speed sensor 16 Encoder type front wheel steering angle sensor 21 Right wheel speed sensor 22 Left wheel speed sensor 33 Counter 34 Potentiometer type front wheel steering angle sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−218909(JP,A) 特開 平4−242111(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/00 - 21/32 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-218909 (JP, A) JP-A-4-242111 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 21/00-21/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 前輪の操舵角が単位角度変化する毎にデ
ジタル信号を出力するデジタル型操舵角検出手段と、 該デジタル型操舵角検出手段のデジタル信号を計数する
ことで前輪の相対的な操舵角を算出する相対操舵角算出
手段と、 前記相対的な操舵角に対する中立位置を推定する中立位
置推定手段と、 該推定された中立位置に基づいて、前記相対的な操舵角
を絶対的な操舵角に換算する絶対操舵角換算手段と、 を備えた車両の前輪操舵角検出装置において、 前記中立位置推定手段として、 前輪の絶対的な操舵角に応じたアナログ信号を出力する
アナログ型操舵角検出手段と、 前輪操舵角検出装置の始動時に、該アナログ型操舵角算
出手段の出力するアナログ信号から定まる絶対的な操舵
角と前記相対操舵角算出手段の算出した相対的な操舵角
との差を求め、この差を前記絶対的な操舵角と相対的な
操舵角とのオフセットとして前記中立位置を推定する始
動時推定手段と、 を備えることを特徴とする車両の前輪操舵角検出装置。
1. Digital steering angle detecting means for outputting a digital signal each time the steering angle of the front wheel changes by a unit angle; and relative steering of the front wheels by counting the digital signal of the digital steering angle detecting means. Relative steering angle calculating means for calculating an angle; neutral position estimating means for estimating a neutral position with respect to the relative steering angle; and absolute steering of the relative steering angle based on the estimated neutral position. An absolute steering angle converting means for converting an angle into an angle, wherein the neutral position estimating means outputs an analog signal according to an absolute steering angle of the front wheel as the neutral position estimating means. And an absolute steering angle determined from an analog signal output from the analog steering angle calculating means and a relative steering angle calculated by the relative steering angle calculating means when the front wheel steering angle detecting device is started. Obtains the difference between the angular, the the relative absolute steering angle of this difference
A starting-time estimating means for estimating the neutral position as an offset with respect to a steering angle.
【請求項2】 前記中立位置推定手段が、さらに、 少なくとも前記相対操舵角算出手段の算出する相対的な
操舵角を用いて、車両走行中の所定期間にわたる推定演
算を実施し、前輪操舵角の中立位置を推定する走行中推
定手段と、 該走行中推定手段による中立位置の推定が終了した後
は、前記始動時推定手段の推定した中立位置に代えて当
該走行中推定手段の推定した中立位置を絶対的な操舵角
の換算に使用させる中立位置変更手段とを備えたことを
特徴とする請求項1記載の車両の前輪操舵角検出装置。
2. The vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the neutral position estimating means further performs an estimation calculation over a predetermined period during vehicle running by using at least a relative steering angle calculated by the relative steering angle calculating means, and calculates a front wheel steering angle. A traveling estimating means for estimating the neutral position, and a neutral position estimated by the traveling estimating means in place of the neutral position estimated by the starting estimating means after the estimation of the neutral position by the traveling estimating means is completed. 2. A front wheel steering angle detecting device for a vehicle according to claim 1, further comprising: a neutral position changing unit that uses the neutral position for converting an absolute steering angle.
【請求項3】 前記中立位置変更手段は、絶対的な操舵
角の換算に使用させる中立位置を、始動時推定手段の推
定した中立位置から走行中推定手段の推定した中立位置
へと徐々に変更する漸次接近手段をも備えたことを特徴
とする請求項2記載の車両の前輪操舵角検出装置。
3. The neutral position changing means gradually changes the neutral position used for absolute steering angle conversion from the neutral position estimated by the starting estimating means to the neutral position estimated by the traveling estimating means. 3. The front wheel steering angle detecting device for a vehicle according to claim 2, further comprising a gradually approaching means for performing the operation.
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