(57)【要約】【課題】低速時から高速時まで精度よく舵角速度の出力を得ることができる舵角速度演算装置を提供することを目的とする。【解決手段】舵角変化に応じて階段状の信号を発生する舵角発生手段２１からの舵角信号を用いて、複数の異なる舵角分解能２７，２８，２９を作成して舵角速度を算出する第１の舵角速度演算手段２２と、第２の舵角速度演算手段２６を用いて舵角速度を演算し、舵角速度に応じてこれらを切替えて舵角速度を出力するものである。【選択図】図２
2006133107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵角変化に応じて階段状の信号を発生する舵角発生手段と、この舵角発生手段からの信号を用いて複数の舵角分解能の異なる階段状の舵角信号を作成し、これら階段状の舵角信号から所定の時間における舵角の変化量を所定の時間で割り算して求めた演算結果のいずれか１つを用いる第１の舵角速度演算手段と、舵角が変化したある時点から舵角が次に変化するまでの時間で舵角の変化量を割り算して求めた舵角速度をその時間だけ保持する第２の舵角速度演算手段を有し、舵角速度に応じて前記第１の舵角速度演算手段または前記第２の舵角速度演算手段のいずれかを用いて舵角速度を求めるように構成した舵角速度演算装置。
【請求項２】
舵角分解能を３種類とした請求項１に記載の舵角速度演算装置。
【請求項３】
舵角分解能の値を基準値とこの基準値に対し０．７５倍、１．２５倍とした値の３種類を用いるようにした請求項２に記載の舵角速度演算装置。
【請求項４】
舵角発生手段に磁気式の舵角センサを用いた請求項１に記載の舵角速度演算装置。
【請求項５】
磁気式の舵角センサは、第１の回転体に連動して回転する第２の回転体の中央部に磁石を設け、それに対向した位置に異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子を設けた構成とした請求項４に記載の舵角速度演算装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の車体制御システムなどに用いられる舵角速度演算装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からの舵角速度を演算する方法としては、所定の時間に変化した舵角の変化量から舵角速度を求める方法（移動平均）と、舵角が変化したある時点から舵角が次に変化するまでの時間で舵角の変化量を割り算して求める舵角速度をその時間だけ保持する舵角速度演算手段の方法があり、舵角速度によりこれらの舵角速度演算手段を切替えて舵角速度を求めていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−３５１９９７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、上記の従来の舵角速度を求める方法では、低速時において信号の変動幅が大きくなる部分が存在し、舵角速度の精度を向上させることが困難であるという課題を有していた。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決し、低速時から高速時まで精度良く舵角速度の出力を得ることができる舵角速度演算装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、舵角変化に応じて階段状の信号を発生する舵角発生手段と、この舵角発生手段からの信号を用いて複数の舵角分解能の異なる階段状の舵角信号を作成し、これら階段状の舵角信号から所定の時間における舵角の変化量を所定の時間で割り算して求めた演算結果のいずれか１つを用いる第１の舵角速度演算手段と、舵角が変化したある時点から舵角が次に変化するまでの時間で舵角の変化量を割り算して求めた舵角速度をその時間だけ保持する第２の舵角速度演算手段を有し、舵角速度に応じて前記第１の舵角速度演算手段または前記第２の舵角速度演算手段のいずれかを用いて舵角速度を求めるようにしたものであり、低速域から高速域まで高精度に舵角速度を検出できるという作用効果を有する。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、第１の演算手段の舵角分解能を３種類に設定して、各舵角分解能により求めた演算結果を用いるようにしたもので、低速域の舵角速度をより細かく検出できるという作用効果を有する。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の発明は、舵角分解能の値を基準値とこの基準値に対し０．７５倍、１．２５倍とした値の３種類を用いるようにしたもので、各舵角分解能により求めた演算結果を用いて低速域の舵角速度をより細かく検出できるという作用効果を有する。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の発明は、舵角発生手段に磁気式の舵角センサを用いたものであり、磁界の変化を利用して回転角度を簡便な構成で検出することができるという作用効果を有する。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の発明は、磁気式の舵角センサとして第１の回転体に連動して回転する第２の回転体の中央部に磁石を設け、それに対向した位置に異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子を設けた構成としたものであり、非接触式で簡単な構成で回転角度を検出できるという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の舵角速度演算装置は、舵角発生手段からの信号を用いて複数の舵角分解能の異なる階段状の舵角信号を作成し、これら階段状の舵角信号から所定の時間における舵角の変化量を所定の時間で割り算して求めた演算結果のいずれか１つを用いる第１の舵角速度演算手段と、舵角が変化したある時点から舵角が次に変化するまでの時間で舵角の変化量を割り算して求めた舵角速度をその時間だけ保持する第２の舵角速度演算手段を有し、舵角速度に応じてこれらのいずれかを用いて舵角速度を求めるようにしたもので、低速域から高速域まで分解能を向上させ舵角速度を精度よく求める舵角速度演算装置を実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の実施の形態における舵角発生手段の構成図を示す。
【００１３】
図１において１１は第１の回転体、１２は第１の回転体１１の歯車の歯、１３は第２の回転体、１４は第２の回転体１３の歯車の歯、１５は第２の回転体１３の中央部に組み込まれて第２の回転体１３とともに回転する磁石であり、第１の回転体１１の歯車の歯１２と第２の回転体１３の歯車の歯１４の比による速度で回転する。１６は第２の回転体１３に組み込まれている磁石１５の真下に対向して配置されている磁気式の舵角検出手段であり、本実施の形態では異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ素子）を用いた。１７は演算手段（マイクロコンピュータ）であり、異方性磁気抵抗素子１６の出力から回転角度を演算し出力するものである。
【００１４】
次に、以上の構成の舵角発生手段についてその動作を説明する。
【００１５】
図１において第１の回転体１１が回転するとその外周にある第１の回転体１１の歯車の歯１２と第２の回転体１３の歯車の歯１４によって第２の回転体１３が回転する。第１の回転体１１の歯車の歯数をａ、第２の回転体１３の歯車の歯数をｂとすると、第２の回転体１３は第１の回転体１１に対してａ／ｂ倍の速さで回転する。回転数で表すと第１の回転体１１が１回転すると第２の回転体１３はａ／ｂ回転する。従ってそれぞれの歯車の歯数ａ，ｂを適切に選択することにより、第２の回転体１３は第１の回転体１１よりも十分に高速回転する。異方性磁気抵抗素子１６は第２の回転体１３の中央部に組み込まれた磁石１５に対向する位置に配置されているため、第２の回転体１３が回転すると異方性磁気抵抗素子１６を貫く磁力の方向が変化して出力が変化する。この出力を演算手段（マイクロコンピュータ）１７に入力し演算することにより階段状の舵角信号を出力する。
【００１６】
次に、舵角速度の求め方について説明する。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態における舵角速度演算装置の構成モデル図である。図３は３種類の異なる舵角分解能の階段状の舵角信号を示す図である。図４、図５、図６は低速時における第１の舵角分解能で求めた舵角速度、第２の舵角分解能で求めた舵角速度、第３の舵角分解能で求めた舵角速度を示す図である。図７は低速時における異なる３種類の舵角分解能を用いて求めた舵角速度の変化点を抽出した図である。
【００１８】
図２から図７において、２１は舵角発生手段、２７は第１の舵角分解能、２８は第２の舵角分解能、２９は第３の舵角分解能、２３は第１の舵角分解能２７の階段状の舵角信号を用いて求めた舵角速度、２４は第２の舵角分解能２８の階段状の舵角信号を用いて求めた舵角速度、２５は第３の舵角分解能２９の階段状の舵角信号を用いて求めた舵角速度、２２は第１の舵角分解能２７、第２の舵角分解能２８、第３の舵角分解能２９の階段状の舵角信号を用いて所定の時間における舵角の変化量を所定の時間で割り算して求める第１の舵角速度演算手段である。２６は舵角が変化したある時点から舵角が次に変化するまでの時間で舵角の変化量を割り算して求めた舵角速度を、その時間だけ保持する第２の舵角速度演算手段である。３０は第１の舵角分解能２７の階段状の舵角信号を用いて求めた舵角速度２３、第２の舵角分解能２８の階段状の舵角信号を用いて求めた舵角速度２４、第３の舵角分解能２９の階段状の舵角信号を用いて求めた舵角速度２５における変化点を抽出して求めた舵角速度である。
【００１９】
本発明の舵角速度演算装置は、図２に示すように舵角発生手段２１からの信号を用いて、舵角分解能の基準値となる第２の舵角分解能２８と、第２の舵角分解能２８に対し０．７５倍である第１の舵角分解能２７と、第２の舵角分解能２８に対し１．２５倍である第３の舵角分解能２９の３種類の異なる階段状の舵角信号を作成し、これらの階段状の舵角信号から所定の時間における舵角の変化量を所定の時間で割り算して求めた演算結果が第１の舵角速度２３、第２の舵角速度２４、第３の舵角速度２５であり、これら舵角速度のいずれか１つを舵角速度として出力する第１の舵角速度演算手段２２と、第２の舵角速度演算手段２６を用いて舵角速度を演算し、舵角速度に応じてこれらを切替えて舵角速度を出力するものである。これにより、１つの舵角分解能の舵角信号を作成する場合に比べて第１の舵角速度演算手段における舵角速度の分解能が向上し、実際の舵角速度によりマッチングした舵角速度を高精度に求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明にかかる舵角速度演算装置は、複数の舵角分解能の異なる舵角信号より求める第１の舵角速度演算手段と第２の舵角速度演算手段を有し、舵角速度に応じてこれらを切替えて舵角速度を出力するものであり、低速域から高速域まで分解能を向上させ舵角速度を精度よく求める舵角速度演算装置を提供できるという効果を有し、舵角速度の出力を必要とする自動車などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における舵角発生手段の構成図
【図２】同実施の形態における舵角速度演算装置の構成モデル図
【図３】同実施の形態における舵角速度演算装置の異なる舵角分解能を示す図
【図４】同舵角速度演算装置の低速時における第１の舵角分解能で求めた舵角速度を示す図
【図５】同舵角速度演算装置の低速時における第２の舵角分解能で求めた舵角速度を示す図
【図６】同舵角速度演算装置の低速時における第３の舵角分解能で求めた舵角速度を示す図
【図７】同舵角速度演算装置の低速時における異なる３種類の舵角分解能を用いて求めた舵角速度の変化点を抽出した図
【符号の説明】
【００２２】
１１  第１の回転体
１２  第１の回転体の歯車の歯
１３  第２の回転体
１４  第２の回転体の歯車の歯
１５  磁石
１６  異方性磁気抵抗素子
１７  演算手段（マイクロコンピュータ）
２１  舵角発生手段
２２  第１の舵角速度演算手段
２３  第１の舵角分解能で求めた舵角速度
２４  第２の舵角分解能で求めた舵角速度
２５  第３の舵角分解能で求めた舵角速度
２６  第２の舵角速度演算手段
２７  第１の舵角分解能
２８  第２の舵角分解能
２９  第３の舵角分解能
３０  ３種類の舵角分解能を用いて求めた舵角速度における変化点を抽出して求めた舵角速度
【図１】
2006133107.tif 000003
【図２】
2006133107.tif 000004
【図３】
2006133107.tif 000005
【図４】
2006133107.tif 000006
【図５】
2006133107.tif 000007
【図６】
2006133107.tif 000008
【図７】
2006133107.tif 000009