(57)【要約】【課題】  操舵角センサのゼロ点のずれ量を簡単にかつ精度良く算出する。【解決手段】  規範ヨーレート算出手段Ｍ１が操舵角θおよび車速Ｖから車両の規範ヨーレートγｒｅｆを算出し、第１ヨーレート偏差算出手段Ｍ２が算出した車両の所定の車速Ｖでの直進走行中における規範ヨーレートγｒｅｆおよび実ヨーレートγの偏差である第１ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ）と、第２ヨーレート偏差算出手段Ｍ３が算出した車両の停止中における規範ヨーレートγｒｅｆおよび実ヨーレートγの偏差である第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（０）との差分を、ゼロ点ずれ量算出手段Ｍ６が前記所定の車速ＶでのヨーレートゲインＧ（Ｖ）で除算することで、操舵角センサの出力のゼロ点ずれ量Δθを算出するので、操舵角センサの出力のゼロ点ずれ量Δθを簡単にかつ精度良く算出することができる。【選択図】    図２
2010120450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵角センサ（１１）で検出した操舵角（θ）および車速センサ（１４）で検出した車速（Ｖ）から規範ヨーレート（γｒｅｆ）を算出する規範ヨーレート算出手段（Ｍ１）と、
車両の所定の車速（Ｖ）での直進走行中における前記規範ヨーレート（γｒｅｆ）に対するヨーレートセンサ（１３）の出力の偏差である第１ヨーレート偏差（ＥＲＲ（Ｖ））を算出する第１ヨーレート偏差算出手段（Ｍ２）と、
車両の停止中における前記規範ヨーレート（γｒｅｆ）に対する前記ヨーレートセンサ（１３）の出力の偏差である第２ヨーレート偏差（ＥＲＲ（０））を算出する第２ヨーレート偏差算出手段（Ｍ３）と、
前記第１ヨーレート偏差（ＥＲＲ（Ｖ））および前記第２ヨーレート偏差（ＥＲＲ（０））の差分を前記所定の車速（Ｖ）でのヨーレートゲイン（Ｇ（Ｖ））で除算して前記操舵角センサ（１１）の出力のゼロ点ずれ量（Δθ）を算出するゼロ点ずれ量算出手段（Ｍ６）と、
を備えることを特徴とする操舵角センサのゼロ点ずれ量算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵角がゼロのときの操舵角センサの出力のゼロ点のずれ量を算出する操舵角センサのゼロ点ずれ量算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの操舵角を検出するための操舵角センサは、ステアリングホイールが中立位置にあるときに、そのゼロ点に対応する基準電圧（０ボルトとは限らず、例えば２．５ボルト）を出力するように設定されており、右方向の操舵角が増加すると操舵角センサが出力する電圧が基準電圧から例えば増加し、逆に左方向の操舵角が増加すると操舵角センサが出力する電圧が基準電圧から例えば減少するようになっている。しかしながら、操舵角センサの個々の特性のばらつきや経時的な変化により、ステアリングホイールが中立位置にあっても操舵角センサがゼロ点に対応する基準電圧を出力しない場合があり、操舵角センサのゼロ点補正を行わないとその出力が正しい操舵角を表さない可能性がある。
【０００３】
そこで、車速センサで検出した車速が所定値以上であり、かつ操舵トルクセンサで検出した操舵トルクが所定値以下であるとき、舵角−操舵トルクの比例ゲイン、車速および操舵トルクに基づいて推定舵角を算出し、前回の補正舵角および前回の推定舵角の差にフィルタ係数を乗算した値と、前回の補正項とに基づいて今回の補正項を算出し、今回の補正項と操舵角センサで検出した操舵角とに基づいて補正舵角を算出するものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特許第３２１４１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来のものは、操舵角センサのゼロ点を補正するために複雑な演算処理が必要であり、そのために演算装置の負荷が増大する問題があるため、簡便な方法で操舵角センサのゼロ点を精度良く補正する手法の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、操舵角センサのゼロ点のずれ量を簡単にかつ精度良く算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、操舵角センサで検出した操舵角および車速センサで検出した車速から規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート算出手段と、車両の所定の車速での直進走行中における前記規範ヨーレートに対するヨーレートセンサの出力の偏差である第１ヨーレート偏差を算出する第１ヨーレート偏差算出手段と、車両の停止中における前記規範ヨーレートに対する前記ヨーレートセンサの出力の偏差である第２ヨーレート偏差を算出する第２ヨーレート偏差算出手段と、前記第１ヨーレート偏差および前記第２ヨーレート偏差の差分を前記所定の車速でのヨーレートゲインで除算して前記操舵角センサの出力のゼロ点ずれ量を算出するゼロ点ずれ量算出手段とを備えることを特徴とする操舵角センサのゼロ点ずれ量算出装置が提案される。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の構成によれば、操舵角および車速から車両の規範ヨーレートを算出し、車両の所定の車速での直進走行中における規範ヨーレートおよび実ヨーレートの偏差である第１ヨーレート偏差と、車両の停止中における規範ヨーレートおよび実ヨーレートの偏差である第２ヨーレート偏差との差分を前記所定の車速でのヨーレートゲインで除算することで、操舵角センサの出力のゼロ点ずれ量を算出するので、操舵角センサの出力のゼロ点ずれ量を簡単にかつ精度良く算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図３は本発明の実施の形態を示すもので、図１は操舵角センサのゼロ点のずれ量の算出を行う電子制御ユニットに接続された各センサを示す図、図２は電子制御ユニットの回路構成を示す図、図３は操舵角センサのゼロ点のずれ量の算出の手順を示すフローチャートである。
【００１０】
図１に示すように、電子制御ユニットＵには、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角センサ１１と、ステアリングホイールの操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１２と、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ１３と、車速Ｖを検出する車速センサ１４とが接続される。電子制御ユニットＵは、それらの操舵角θ、操舵トルクＴ、ヨーレートγおよび車速Ｖに基づいて操舵角センサ１１のゼロ点ずれ量Δθを出力する。
【００１１】
図２に示すように、電子制御ユニットＵは、規範ヨーレート算出手段Ｍ１と、第１ヨーレート偏差算出手段Ｍ２と、第２ヨーレート偏差算出手段Ｍ３と、減算手段Ｍ４と、ヨーレートゲイン算出手段Ｍ５と、ゼロ点ずれ量算出手段Ｍ６とを備えており、規範ヨーレート算出手段Ｍ１には操舵角θおよび車速Ｖが入力され、第１ヨーレート偏差算出手段Ｍ２には車速Ｖ、操舵トルクＴ、操舵角θ、ヨーレートγ、規範ヨーレートγｒｅｆおよびヨーレートゲインＧ（Ｖ）が入力され、第２ヨーレート偏差算出手段Ｍ３には車速Ｖ、ヨーレートγおよび規範ヨーレートγｒｅｆが入力され、ヨーレートゲイン算出手段Ｍ５には車速Ｖが入力される。
【００１２】
規範ヨーレート算出手段Ｍ１は、操舵角θおよび車速Ｖに基づいて、その操舵角θおよび車速Ｖにおいて現在車両に発生しているはずである規範ヨーレートγｒｅｆを算出する。ヨーレートゲイン算出手段Ｍ５はテーブルよりなるもので、車速ＶをパラメータとしてヨーレートゲインＧ（Ｖ）を算出する。第１ヨーレート偏差算出手段Ｍ２は、規範ヨーレートγｒｅｆ、車速Ｖ、操舵トルクＴ、操舵角θ、ヨーレートγおよびヨーレートゲインＧ（Ｖ）に基づいて第１ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ）を出力し、第２ヨーレート偏差算出手段Ｍ３は．規範ヨーレートγｒｅｆ、車速Ｖおよびヨーレートγに基づいて第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（０）を出力する。第１、第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ），ＥＲＲ（０）は減算手段Ｍ４に入力され、そこで第１ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ）から第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（０）が減算され、その差分であるＧ（Ｖ）×Δθがゼロ点ずれ量算出手段Ｍ６に入力され、そこで前記差分Ｇ（Ｖ）×ΔθをヨーレートゲインＧ（Ｖ）で除算して得られた操舵角センサ１１のゼロ点ずれ量Δθが出力される。
【００１３】
上記作用を、図３のフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。
【００１４】
先ずステップＳ１で規範ヨーレート算出手段Ｍ１により規範ヨーレートγｒｅｆを算出する。続くステップＳ２〜ステップＳ４は第１ヨーレート偏差算出手段Ｍ２およびヨーレートゲイン算出手段Ｍ５において実行されるもので、先ずステップＳ２で第１ヨーレート偏差算出手段Ｍ２が車両が直進走行中であるか否かを判断する。具体的には、車速センサ１４で検出した車速Ｖが所定値以上であり、かつ操舵トルクセンサ１２で検出した操舵トルクＴが所定値以下であれば、車両が直進走行中であると判断する。続くステップＳ３で車速センサ１４で検出した車速Ｖをヨーレートゲイン算出手段Ｍ５に適用して、その車速ＶにおけるヨーレートゲインＧ（Ｖ）をテーブル検索により算出する。ヨーレートゲインＧ（Ｖ）は車速Ｖの関数であって、ヨーレートγおよび操舵角θとの間に、γ＝Ｇ（Ｖ）×θの関係がある。
【００１５】
続くステップＳ４で第１ヨーレート偏差算出手段Ｍ２が、車速Ｖにおける第１ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ）を、ヨーレートγから規範ヨーレートγｒｅｆを減算することで算出する。前記ステップＳ２で車両が直進走行中であることが保証されているため、本来ならば操舵角センサ１１が出力する操舵角θはゼロであり、従って規範ヨーレートγｒｅｆはゼロであり、かつ車両が直進走行中であってヨーレートγはゼロであるため、第１ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ）はゼロになるはずである。しかしながら、車両が直進走行中であって操舵角θがゼロであっても、操舵角センサ１１のゼロ点誤差によりゼロ点ずれ量Δθが出力される。またヨーレートセンサ１３自体もゼロ点誤差が存在するため、ヨーレートセンサオフセットＯＦＳ（ｔ１）を出力する。ここでｔ１は、ヨーレートセンサオフセットＯＦＳが検出された時刻を示している。よって、本来はゼロであるべき第１ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ）は、
ＥＲＲ（Ｖ）＝Ｇ（Ｖ）×Δθ−ＯＦＳ（ｔ１）        …（１）
となる。
【００１６】
ステップＳ５およびステップＳ６は第２ヨーレート偏差算出手段Ｍ３において実行されるもので、先ずステップＳ５で第２ヨーレート偏差算出手段Ｍ３が車両が停止中であるか否かを判断する。具体的には車速センサ１４で検出した車速Ｖが所定値以未満であれば、車両が停止中であると判断する。続くステップＳ６で第２ヨーレート偏差算出手段Ｍ３が、停止中における第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（０）を算出する。前記ステップＳ５で車両が停止中であることが保証されているため、本来ならばヨーレートγはゼロであり、第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（０）はゼロになるはずである。しかしながら、車両が停止中であっても、ヨーレートセンサ１３自体にゼロ点誤差が存在するため、ヨーレートセンサオフセットＯＦＳ（ｔ２）を出力する。ここでｔ２は、ヨーレートセンサオフセットＯＦＳが検出された時刻を示している。よって、本来はゼロであるべき、第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（０）は、
ＥＲＲ（０）＝０−ＯＦＳ（ｔ２）            …（２）
となる。（２）式において、車両が停止中（Ｖ＝０）とときはヨーレートゲインＧ（Ｖ）＝０であるため、Ｇ（Ｖ）×Δθの項は０になる。
【００１７】
続くステップＳ７は減算手段Ｍ４およびゼロ点ずれ量算出手段Ｍ６で実行されるもので、先ず減算手段Ｍ４で（１）式および（２）式を辺々減算すると、
ＥＲＲ（Ｖ）−ＥＲＲ（０）＝Ｇ（Ｖ）×Δθ−ＯＦＳ（ｔ１）＋ＯＦＳ（ｔ２）
…（３）
が得られる。時刻ｔ１および時刻ｔ２の間隔はせいぜい数分程度であるため、ＯＦＳ（ｔ１）＝ＯＦＳ（ｔ２）と見なすことができ、従って（３）式は、
ＥＲＲ（Ｖ）−ＥＲＲ（０）＝Ｇ（Ｖ）×Δθ          …（４）
となる。
【００１８】
（４）式において、第１ヨーレート偏差ＥＲＲ（Ｖ）は車速Ｖ時のヨーレートセンサ１３の出力値であって既知であり、第２ヨーレート偏差ＥＲＲ（０）は車速ゼロ時のヨーレートセンサ１３の出力値であって既知であり、ヨーレートゲインＧ（Ｖ）は車速Ｖ時のヨーレートゲインであってヨーレートゲイン算出手段Ｍ５から既知であるため、操舵角θのゼロ点ずれ量Δθは、
Δθ＝｛ＥＲＲ（Ｖ）−ＥＲＲ（０）｝／Ｇ（Ｖ）        …（５）
により算出される。この操舵角θのゼロ点ずれ量Δθは、ステアリングホイールが中立位置にあるとき、操舵角センサ１１が本来ゼロ点として出力すべき電圧からのズレに相当する。
【００１９】
従って、ステップＳ８で、操舵角センサ１１が出力する電圧からゼロ点ずれ量Δθを減算することで、操舵角センサ１１のゼロ点を正しく較正することができる。
【００２０】
以上のように、本実施の形態によれば、車両に一般的に搭載されている操舵トルクセンサ１２、ヨーレートセンサ１３および車速センサ１４を用いるだけで、かつ極めて簡単な演算で操舵角センサ１１のゼロ点を正しく較正することができるので、操舵角センサ１１を用いた車両制御を精度良く行うことができる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２２】
例えば、実施の形態では操舵角センサ１１が出力する電圧からゼロ点ずれ量Δθを減算して操舵角センサ１１のゼロ点を較正しているが、ゼロ点ずれ量Δθを一度に減算せず、少しずつフィードバックを掛けながら減算することで、操舵角センサ１１の出力の急変を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】操舵角センサのゼロ点のずれ量の算出を行う電子制御ユニットに接続された各センサを示す図
【図２】電子制御ユニットの回路構成を示す図
【図３】操舵角センサのゼロ点のずれ量の算出の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２４】
１１          操舵角センサ
１３          ヨーレートセンサ
１４          車速センサ
ＥＲＲ（Ｖ）  第１ヨーレート偏差
ＥＲＲ（０）  第２ヨーレート偏差
Ｇ（Ｖ）      ヨーレートゲイン
Ｍ１          規範ヨーレート算出手段
Ｍ２          第１ヨーレート偏差算出手段
Ｍ３          第２ヨーレート偏差算出手段
Ｍ６          ゼロ点ずれ量算出手段
Ｖ            車速
γｒｅｆ      規範ヨーレート
θ            操舵角
Δθ          ゼロ点ずれ量
【図１】
2010120450.tif 000003
【図２】
2010120450.tif 000004
【図３】
2010120450.tif 000005