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JP2014070939A - Steering angle arithmetic unit of vehicle - Google Patents

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JP2014070939A
JP2014070939A JP2012215831A JP2012215831A JP2014070939A JP 2014070939 A JP2014070939 A JP 2014070939A JP 2012215831 A JP2012215831 A JP 2012215831A JP 2012215831 A JP2012215831 A JP 2012215831A JP 2014070939 A JP2014070939 A JP 2014070939A
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JP
Japan
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vehicle
acceleration
sensor
steering
steering angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012215831A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Asano
憲司 浅野
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Advics Co Ltd
Original Assignee
Advics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering angle arithmetic unit of a vehicle capable of improving arithmetic accuracy of a steering angle using signals detected from an acceleration sensor.SOLUTION: A first acceleration sensor 21 is attached to a steering wheel 12. Moreover, a second acceleration sensor 22 is attached to a vehicle body. Then, a control device 30 calculates a steering angle of the steering wheel 12 using travel acceleration and gravitational acceleration based on signals detected from the respective acceleration sensors 21 and 22.

Description

本発明は、車両のステアリングの操舵角を演算する車両の操舵角演算装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering angle calculation device that calculates a steering angle of a vehicle steering.

車両制御としては、横滑り抑制制御などに代表されるように、運転者によって操作されるステアリングの操作角をパラメータの一つとして用いる制御が知られている。
特許文献1には、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサの一例が開示されている。この操舵角センサは、ステアリングシャフトと一体回転する主回転体と、車体側に設けられる2つの磁性体とを備えている。こうした操舵角センサを備える車両の制御装置は、操舵角センサからの検出信号に基づいてステアリングの操舵角を取得し、この操舵角に基づいて車両制御を行う。
As vehicle control, control represented by a steering operation angle operated by a driver as one of parameters, as represented by skid suppression control, is known.
Patent Document 1 discloses an example of a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering. The steering angle sensor includes a main rotating body that rotates integrally with the steering shaft, and two magnetic bodies provided on the vehicle body side. A vehicle control device including such a steering angle sensor acquires the steering angle of the steering based on a detection signal from the steering angle sensor, and performs vehicle control based on the steering angle.

また、ステアリングの操舵角を検出する方法としては、上記のような操舵角センサの代わりに、ステアリングに2軸直交式の加速度センサを設け、この加速度センサからの検出信号を用いる方法も考えられる。こうした加速度センサは、互いに直交する第1の方向の加速度成分及び第2の方向の加速度成分を検出可能なセンサであり、これら各加速度成分のベクトル和を「センサ出力値」という。   Further, as a method for detecting the steering angle of the steering, a method in which a biaxial orthogonal acceleration sensor is provided in the steering instead of the steering angle sensor as described above and a detection signal from the acceleration sensor is used. Such an acceleration sensor is a sensor capable of detecting an acceleration component in a first direction and an acceleration component in a second direction orthogonal to each other, and a vector sum of these acceleration components is referred to as a “sensor output value”.

図9(a),(b)に示すように、加速度センサ100は、第1の方向と第2の方向とがステアリングシャフト101に直交する取付平面に沿うようにステアリング102に設けられている。こうした加速度センサ100には重力加速度Ggが作用している。そのため、車両の停止中においては、ステアリング102の取付角度を「ω」とすると、取付平面に沿う重力相当加速度Gvは、以下に示す関係式(式1)のように表される。また、こうした重力相当加速度Gvを用いると、第1軸方向の加速度成分Gα及び第2軸方向の加速度成分Gβは、以下に示す関係式(式2),(式3)のように表される。   As shown in FIGS. 9A and 9B, the acceleration sensor 100 is provided on the steering 102 so that the first direction and the second direction are along a mounting plane orthogonal to the steering shaft 101. Gravity acceleration Gg acts on the acceleration sensor 100. Therefore, when the vehicle is stopped and the steering angle of the steering wheel 102 is “ω”, the gravity-equivalent acceleration Gv along the mounting plane is expressed by the following relational expression (Formula 1). Further, when the acceleration equivalent to gravity Gv is used, the acceleration component Gα in the first axis direction and the acceleration component Gβ in the second axis direction are expressed by the following relational expressions (Expression 2) and (Expression 3). .

また、上記関係式(式1)〜(式3)を変換することにより、ステアリング102の操舵角θを、以下に示す関係式(式4)で表すことができる。そして、車両の制御装置は、加速度センサ100からの検出信号に基づいてステアリング102の操舵角θを演算し、この演算した操舵角θに基づいて車両制御を行う。 Further, by converting the relational expressions (Expression 1) to (Expression 3), the steering angle θ of the steering wheel 102 can be expressed by the following relational expression (Expression 4). The vehicle control device calculates the steering angle θ of the steering 102 based on the detection signal from the acceleration sensor 100, and performs vehicle control based on the calculated steering angle θ.

特開2004−271427号公報JP 2004-271427 A

ところで、車両の走行中にあっては、ステアリング102に設けられる加速度センサ100に、重力加速度Ggだけではなく、車両走行に伴う加速度(以下、「走行加速度」ともいう。)が作用することとなる。すなわち、上記のセンサ出力値は、重力加速度Gg及び走行加速度に基づいた値となる。そのため、加速度センサ100からの検出信号に基づいた第1の方向の加速度成分Gα及び第2の方向の加速度成分Gβには、走行加速度の第1の方向成分及び第2の方向成分が含まれることとなる。したがって、車両の走行中においては、ステアリング102の操舵角θの演算精度が高いとは言い難い。   By the way, while the vehicle is traveling, not only the gravitational acceleration Gg but also acceleration (hereinafter also referred to as “travel acceleration”) acts on the acceleration sensor 100 provided on the steering 102. . That is, the sensor output value is a value based on the gravitational acceleration Gg and the traveling acceleration. Therefore, the acceleration component Gα in the first direction and the acceleration component Gβ in the second direction based on the detection signal from the acceleration sensor 100 include the first direction component and the second direction component of the traveling acceleration. It becomes. Therefore, it is difficult to say that the calculation accuracy of the steering angle θ of the steering 102 is high while the vehicle is traveling.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、加速度センサからの検出信号を用いたステアリングの操舵角の演算精度を向上させることができる車両の操舵角演算装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances. An object of the present invention is to provide a vehicle steering angle calculation device that can improve the calculation accuracy of the steering angle of a steering wheel using a detection signal from an acceleration sensor.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
本発明の一態様は、車両のステアリング(12)又はこのステアリング(12)に連動して回転する部材(13)に取り付けられている第1の加速度センサ(21)から出力される検出信号に基づき、ステアリングシャフト(12)に直交する第1の方向及び第2の方向の加速度成分(G1α,G1β)を含む第1のセンサ出力値(G1)を取得し(S12、S22)、車体に取り付けられている2軸又は3軸直交式の第2の加速度センサ(22、43)から出力される検出信号に基づいた第2のセンサ出力値(G2、G0)を取得する(S13、S27)。そして、こうして取得した第1及び第2の各センサ出力値(G1、G2、G0)に基づき、ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を演算する(S17、S30)ことを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
One aspect of the present invention is based on a detection signal output from a first acceleration sensor (21) attached to a steering (12) of a vehicle or a member (13) that rotates in conjunction with the steering (12). The first sensor output value (G1) including the acceleration components (G1α, G1β) in the first direction and the second direction orthogonal to the steering shaft (12) is acquired (S12, S22) and attached to the vehicle body. The second sensor output value (G2, G0) based on the detection signal output from the two-axis or three-axis orthogonal type second acceleration sensor (22, 43) is acquired (S13, S27). Based on the first and second sensor output values (G1, G2, G0) thus obtained, the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) is calculated (S17, S30). The gist.

上記構成によれば、ステアリング(12)の回転に連動して回転する第1の加速度センサ(21)からの検出信号に基づく第1のセンサ出力値(G1)、即ち第1の方向の加速度成分(G1α)及び第2の方向の加速度成分(G1β)だけではなく、車体に設けられている第2の加速度センサ(22、43)からの検出信号に基づく第2のセンサ出力値(G2、G0)も用いてステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))が演算される。その結果、第1のセンサ出力値(G1)だけで操舵角(θ,θ(N))を演算する場合と比較して、第1の加速度センサ(21)からの検出信号を用いた操舵角(θ,θ(N))の演算精度を向上させることができるようになる。   According to the above configuration, the first sensor output value (G1) based on the detection signal from the first acceleration sensor (21) rotating in conjunction with the rotation of the steering (12), that is, the acceleration component in the first direction. The second sensor output value (G2, G0) based on the detection signal from the second acceleration sensor (22, 43) provided on the vehicle body as well as (G1α) and the acceleration component (G1β) in the second direction. ) Is also used to calculate the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12). As a result, the steering angle using the detection signal from the first acceleration sensor (21) is compared with the case where the steering angle (θ, θ (N)) is calculated using only the first sensor output value (G1). The calculation accuracy of (θ, θ (N)) can be improved.

ここでいう「車体」とは、運転者の車両操作によって位置及び向きが変更されることのない部位のことを示している。
なお、第2の加速度センサ(22)は、車両のステアリング装置(11)においてステアリング(12)の回転に連動して変位しない部位に取り付けられるとともに、車両の幅方向の加速度成分(G2y)と、ステアリングシャフト(12)の延びる方向及び車両の幅方向に直交する方向の加速度成分(G2az)とを少なくとも検出することが好ましい。
The “vehicle body” here refers to a part whose position and orientation are not changed by a driver's vehicle operation.
The second acceleration sensor (22) is attached to a portion of the vehicle steering device (11) that is not displaced in conjunction with the rotation of the steering (12), and an acceleration component (G2y) in the vehicle width direction, It is preferable to detect at least an acceleration component (G2az) in a direction orthogonal to the direction in which the steering shaft (12) extends and the width direction of the vehicle.

上記構成によれば、第2の加速度センサ(22)を、ステアリング(12)の比較的近くに配置することができる。その結果、第2の加速度センサ(22)からの検出信号に基づいた第2のセンサ出力値(G2)は、第1の加速度センサ(21)に作用する力に近い値となる。そのため、こうした第2のセンサ出力値(G2)を用いた演算処理を行うことにより、ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を精度よく演算することができるようになる。   According to the above configuration, the second acceleration sensor (22) can be disposed relatively close to the steering (12). As a result, the second sensor output value (G2) based on the detection signal from the second acceleration sensor (22) is a value close to the force acting on the first acceleration sensor (21). Therefore, by performing the calculation process using the second sensor output value (G2), the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) can be calculated with high accuracy.

また、第2の加速度センサ(43)は、車両の重心を含む重心領域(40)に配置されるとともに、車両の前後方向の加速度成分(G0x)、幅方向の加速度成分(G0y)及び上下方向の加速度成分(G0z)を検出するようにしてもよい。そして、重心領域(40)には、車両のヨーレート(Yr)を検出するヨーレートセンサ(44)、車両のロールレート(Rr)を検出するロールレートセンサ(45)及び車両のピッチレート(Pr)を検出するピッチレートセンサ(46)をさらに設けてもよい。   The second acceleration sensor (43) is disposed in the center of gravity region (40) including the center of gravity of the vehicle, and the longitudinal acceleration component (G0x), the lateral acceleration component (G0y), and the vertical direction of the vehicle. The acceleration component (G0z) may be detected. The center-of-gravity region (40) includes a yaw rate sensor (44) for detecting the yaw rate (Yr) of the vehicle, a roll rate sensor (45) for detecting the roll rate (Rr) of the vehicle, and the pitch rate (Pr) of the vehicle. A pitch rate sensor (46) for detection may be further provided.

この場合、操舵角演算装置は、重心領域(40)に設けられる各センサ(43〜46)からの検出信号に基づき、第1の加速度センサ(21)に作用する、車両の前後方向の加速度成分(G02x)、車両の幅方向の加速度成分(G02y)及び車両の上下方向の加速度成分(G02z)を含む出力補正値(G02)を演算し(S27)、演算した出力補正値(G02)及び第1のセンサ出力値(G1)に基づき、ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を演算する(S30)ことが好ましい。   In this case, the steering angle calculation device is based on the detection signals from the sensors (43 to 46) provided in the center of gravity region (40) and acts on the first acceleration sensor (21) in the longitudinal direction of the vehicle. (G02x), an output correction value (G02) including an acceleration component (G02y) in the width direction of the vehicle and an acceleration component (G02z) in the vertical direction of the vehicle is calculated (S27), and the calculated output correction value (G02) and the first The steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) is preferably calculated based on the sensor output value (G1) of 1 (S30).

このように車両の重心領域(40)に、第2の加速度センサ(43)に加え、ヨーレートセンサ(44)、ロールレートセンサ(45)及びピッチレートセンサ(46)を設けることにより、第1の加速度センサ(21)に作用する力に相当する出力補正値(G0)を推定演算することができる。そして、このように求めた出力補正値(G0)、即ち車両の前後方向の加速度成分(G02x)、車両の幅方向の加速度成分(G02y)及び車両の上下方向の加速度成分(G02z)と、第1及び第2の方向の各加速度成分(G1α,G1β)を含む第1のセンサ出力値(G1)とを用いることにより、ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を精度よく演算することができるようになる。   As described above, the yaw rate sensor (44), the roll rate sensor (45), and the pitch rate sensor (46) are provided in the center of gravity area (40) of the vehicle in addition to the second acceleration sensor (43). An output correction value (G0) corresponding to the force acting on the acceleration sensor (21) can be estimated and calculated. The output correction value (G0) thus obtained, that is, the vehicle longitudinal acceleration component (G02x), the vehicle width acceleration component (G02y), and the vehicle vertical acceleration component (G02z), By using the first sensor output value (G1) including the acceleration components (G1α, G1β) in the first and second directions, the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) can be accurately determined. It becomes possible to calculate.

ところで、車両が自由落下しているときには、車両に作用する重力方向における加速度が「0(零)」に近くなり、第1の加速度センサ(21)からの検出信号に基づいた第1のセンサ出力値(G1)を、ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))の演算に用いにくくなる。そこで、車両の自由落下を検出したとき(S15、S28:NO)には、ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を、自由落下の検出前の値(θ(N−1))で保持する(S16、S29)ことが好ましい。   By the way, when the vehicle is freely falling, the acceleration in the direction of gravity acting on the vehicle is close to “0 (zero)”, and the first sensor output based on the detection signal from the first acceleration sensor (21). It becomes difficult to use the value (G1) for the calculation of the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12). Therefore, when a free fall of the vehicle is detected (S15, S28: NO), the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) is set to a value (θ (N−1) before the free fall is detected. )) Is preferable (S16, S29).

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。   In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, it has been described in association with the reference numerals of the drawings showing the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.

第1の実施形態のステアリング装置を示す模式図。The schematic diagram which shows the steering device of 1st Embodiment. 第1の加速度センサの配置態様を説明する模式図。The schematic diagram explaining the arrangement | positioning aspect of a 1st acceleration sensor. 第2の加速度センサの配置態様を説明する模式図。The schematic diagram explaining the arrangement | positioning aspect of a 2nd acceleration sensor. 第1の実施形態において、ステアリングホイールの操舵角を演算する際に実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。The flowchart explaining the processing routine performed when calculating the steering angle of a steering wheel in 1st Embodiment. 第2の実施形態の車両を示す模式図。The schematic diagram which shows the vehicle of 2nd Embodiment. 重心領域を中心とするステアリングホイールの設置位置を示すグラフ。The graph which shows the installation position of the steering wheel centering on a gravity center area | region. 第2の実施形態において、ステアリングホイールの操舵角を演算する際に実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。The flowchart explaining the processing routine performed when calculating the steering angle of a steering wheel in 2nd Embodiment. 別の実施形態のステアリング装置を説明する模式図。The schematic diagram explaining the steering device of another embodiment. (a)は従来のステアリング装置を示す模式図、(b)はステアリングホイール内での加速度センサの配置態様を説明する模式図。(A) is a schematic diagram which shows the conventional steering apparatus, (b) is a schematic diagram explaining the arrangement | positioning aspect of the acceleration sensor in a steering wheel.

(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図4に従って説明する。なお、以下における本明細書中の説明においては、車両の前後方向を「X軸方向」というとともに、車両の幅方向を「Y軸方向」といい、さらに、車両の上下方向を「Z軸方向」というものとする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description in the present specification, the longitudinal direction of the vehicle is referred to as “X-axis direction”, the width direction of the vehicle is referred to as “Y-axis direction”, and the vertical direction of the vehicle is referred to as “Z-axis direction”. ".

図1に示すように、車両のステアリング装置11は、運転者によって操作されるステアリングホイール12と、このステアリングホイール12の回転中心から下斜め前方に延びるステアリングシャフト13とを備えている。このステアリングシャフト13の一部は、車体に取り付けられているステアリングコラム14に内包されている。このステアリングコラム14は、ステアリングホイール12の回転に連動して変位しない。   As shown in FIG. 1, the vehicle steering apparatus 11 includes a steering wheel 12 that is operated by a driver, and a steering shaft 13 that extends obliquely downward and forward from the rotation center of the steering wheel 12. A part of the steering shaft 13 is included in a steering column 14 attached to the vehicle body. The steering column 14 is not displaced in conjunction with the rotation of the steering wheel 12.

なお、本実施形態のステアリング装置11にあっては、ステアリングホイール12のチルト角が一定であるものとする。そのため、操舵角演算装置としての制御装置30のメモリには、ステアリングホイール12のZ軸方向に対する取付角度ωが予め記憶されている。   In the steering device 11 of the present embodiment, it is assumed that the tilt angle of the steering wheel 12 is constant. Therefore, the mounting angle ω of the steering wheel 12 with respect to the Z-axis direction is stored in advance in the memory of the control device 30 as the steering angle calculation device.

ステアリングホイール12の中央には、2軸直交方式の第1の加速度センサ21が内蔵されている。この第1の加速度センサ21は、ステアリングホイール12の回転中心に配置されている。また、ステアリングコラム14には、2軸直交式の第2の加速度センサ22が設けられている。すなわち、本実施形態では、第2の加速度センサ22は、第1の加速度センサ21に近い位置に配置されている。そして、制御装置30は、これら各加速度センサ21,22から出力される検出信号に基づいてステアリングホイール12の操舵角を演算する。   A biaxial orthogonal first acceleration sensor 21 is built in the center of the steering wheel 12. The first acceleration sensor 21 is disposed at the rotation center of the steering wheel 12. Further, the steering column 14 is provided with a second acceleration sensor 22 of a two-axis orthogonal type. In other words, in the present embodiment, the second acceleration sensor 22 is disposed at a position close to the first acceleration sensor 21. The control device 30 calculates the steering angle of the steering wheel 12 based on the detection signals output from the acceleration sensors 21 and 22.

図1及び図2に示すように、第1の加速度センサ21は、ステアリングシャフト13の延びる方向に直交する仮想平面15Aに沿うα軸及びβ軸の加速度成分を検出するセンサである。本実施形態では、α軸方向の加速度成分が「第1の方向の加速度成分」に相当し、この加速度成分を「α軸加速度成分G1α」という。また、β軸方向の加速度成分が「第2の方向の加速度成分」に相当し、この加速度成分を「β軸加速度成分G1β」という。そして、α軸加速度成分G1αとβ軸加速度成分G1βとのベクトル和を「第1のセンサ出力値G1」という。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first acceleration sensor 21 is a sensor that detects α-axis and β-axis acceleration components along a virtual plane 15 </ b> A orthogonal to the direction in which the steering shaft 13 extends. In the present embodiment, the acceleration component in the α-axis direction corresponds to the “acceleration component in the first direction”, and this acceleration component is referred to as “α-axis acceleration component G1α”. Further, the acceleration component in the β-axis direction corresponds to “acceleration component in the second direction”, and this acceleration component is referred to as “β-axis acceleration component G1β”. The vector sum of the α-axis acceleration component G1α and the β-axis acceleration component G1β is referred to as “first sensor output value G1”.

ちなみに、第1の加速度センサ21には、自身に作用する重力加速度「Gg」に加え、車両走行に伴う加速度である走行加速度が作用している。そのため、第1のセンサ出力値G1は、重力加速度Gg及び走行加速度を合力した総加速度Gtとなる。   Incidentally, in addition to the gravitational acceleration “Gg” acting on the first acceleration sensor 21, a traveling acceleration which is an acceleration accompanying the traveling of the vehicle is acting. Therefore, the first sensor output value G1 is the total acceleration Gt obtained by combining the gravitational acceleration Gg and the traveling acceleration.

図1及び図3に示すように、第2の加速度センサ22は、ステアリングシャフト13の延びる方向に直交する仮想平面15Bに沿うとともに、互いに直交する2軸の加速度成分を検出するセンサである。この互いに直交する2軸は、Y軸と、Z軸を取付角度ωだけ図1における時計方向に回転させた方向に延びる軸(以下、「疑似Z軸」ともいう。)である。なお、仮想平面15Bは、上記の仮想平面15Aに平行である。   As shown in FIGS. 1 and 3, the second acceleration sensor 22 is a sensor that detects biaxial acceleration components that are along a virtual plane 15 </ b> B orthogonal to the direction in which the steering shaft 13 extends and are orthogonal to each other. The two axes orthogonal to each other are an axis extending in the direction in which the Y axis and the Z axis are rotated clockwise in FIG. 1 by the attachment angle ω (hereinafter also referred to as “pseudo Z axis”). The virtual plane 15B is parallel to the virtual plane 15A.

本実施形態では、第2の加速度センサ22は第1の加速度センサ21に近い位置に配置されているため、第2の加速度センサ22に作用する加速度の総和は、第1の加速度センサ21に作用する総加速度Gtとほぼ一致する。そのため、第2の加速度センサ22から出力される検出信号に基づく第2のセンサ出力値G2は、上記の第1のセンサ出力値G1とほぼ一致する。なお、第2のセンサ出力値G2のY軸方向の加速度成分を、「Y軸加速度成分G2y」というとともに、疑似Z軸方向の加速度成分を、「疑似Z軸加速度成分G2az」という。   In the present embodiment, since the second acceleration sensor 22 is disposed at a position close to the first acceleration sensor 21, the sum of accelerations acting on the second acceleration sensor 22 acts on the first acceleration sensor 21. It almost coincides with the total acceleration Gt. Therefore, the second sensor output value G2 based on the detection signal output from the second acceleration sensor 22 substantially matches the first sensor output value G1. The acceleration component in the Y-axis direction of the second sensor output value G2 is referred to as “Y-axis acceleration component G2y”, and the acceleration component in the pseudo Z-axis direction is referred to as “pseudo Z-axis acceleration component G2az”.

次に、ステアリングホイール12の操舵角を演算する際に制御装置30が実行する処理ルーチンについて、図4に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この処理ルーチンは、予め設定された演算周期毎に実行される。   Next, a processing routine executed by the control device 30 when calculating the steering angle of the steering wheel 12 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. This processing routine is executed at every preset calculation cycle.

図4に示す処理ルーチンにおいて、制御装置30は、カウント数Nを「1」だけインクリメントする(ステップS11)。続いて、制御装置30は、第1の加速度センサ21からの検出信号に基づいた第1のセンサ出力値G1、即ちα軸加速度成分G1α及びβ軸加速度成分G1βを取得する(ステップS12)。   In the processing routine shown in FIG. 4, the control device 30 increments the count number N by “1” (step S11). Subsequently, the control device 30 acquires the first sensor output value G1, that is, the α-axis acceleration component G1α and the β-axis acceleration component G1β based on the detection signal from the first acceleration sensor 21 (step S12).

そして、制御装置30は、第2の加速度センサ22からの検出信号に基づいた第2のセンサ出力値G2、即ちY軸加速度成分G2y及び疑似Z軸加速度成分G2azを取得する(ステップS13)。続いて、制御装置30は、取得した疑似Z軸加速度成分G2azを以下に示す関係式(式5)に代入し、上下方向加速度Gzを演算する(ステップS14)。   Then, the control device 30 acquires the second sensor output value G2, that is, the Y-axis acceleration component G2y and the pseudo Z-axis acceleration component G2az, based on the detection signal from the second acceleration sensor 22 (step S13). Subsequently, the control device 30 substitutes the obtained pseudo Z-axis acceleration component G2az into the following relational expression (formula 5), and calculates the vertical acceleration Gz (step S14).

そして、制御装置30は、演算した上下方向加速度Gzの絶対値が予め設定された判定値GThよりも大きいか否かを判定する(ステップS15)。この判定値GThは、車両が自由落下しているか否かを判定するための判定値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定されている。上下方向加速度Gzの絶対値が判定値GTh以下である場合(ステップS15:NO)、車両が自由落下していると推定できるため、制御装置30は、その処理を次のステップS16に移行する。 Then, the control device 30 determines whether or not the calculated absolute value of the vertical acceleration Gz is larger than a predetermined determination value GTh (step S15). This determination value GTh is a determination value for determining whether or not the vehicle is free-falling, and is set in advance by experiments or simulations. When the absolute value of the vertical acceleration Gz is equal to or smaller than the determination value GTh (step S15: NO), the control device 30 proceeds to the next step S16 because it can be estimated that the vehicle is falling freely.

ステップS16において、制御装置30は、前回のタイミングで演算した操舵角θ(N−1)を、今回の操舵角θ(N)とする。すなわち、車両が自由落下していることを検出した場合、操舵角θは、検出以前の値で保持される。その後、制御装置30は、本処理ルーチンを一旦終了する。   In step S <b> 16, the control device 30 sets the steering angle θ (N−1) calculated at the previous timing as the current steering angle θ (N). That is, when it is detected that the vehicle is falling freely, the steering angle θ is held at a value before detection. Thereafter, the control device 30 once ends this processing routine.

一方、上下方向加速度Gzの絶対値が判定値GThよりも大きい場合(ステップS15:YES)、制御装置30は、ステップS12,S13で取得した値を用い、今回の操舵角θ(N)を演算する(ステップS17)。すなわち、制御装置30は、以下に示す各関係式(式6)〜(式11)を用いて今回の操舵角θ(N)を演算する。まず始めに、α軸加速度成分G1αは関係式(式6)のように表されるとともに、β軸加速度成分G1βは、関係式(式7)のように表される。   On the other hand, when the absolute value of the vertical acceleration Gz is larger than the determination value GTh (step S15: YES), the control device 30 calculates the current steering angle θ (N) using the values acquired in steps S12 and S13. (Step S17). That is, the control device 30 calculates the current steering angle θ (N) using the following relational expressions (formula 6) to (formula 11). First, the α-axis acceleration component G1α is expressed as a relational expression (Expression 6), and the β-axis acceleration component G1β is expressed as a relational expression (Expression 7).

また、関係式(式7)を変形すると、上記「cosθ」は関係式(式8)のように表される。そして、関係式(式6)の「cosθ」に関係式(式8)の右辺を代入すると、関係式(式6)は、関係式(式9)のように変換される。こうした関係式(式9)を変形すると、「sinθ」は関係式(式10)のように表される。そして、この関係式(式10)をさらに変形すると、操舵角θが関係式(式11)のように表される。この操舵角θが、今回の操舵角θ(N)とされる。その後、制御装置30は、本処理ルーチンを一旦終了する。 Further, when the relational expression (formula 7) is modified, the above-mentioned “cos θ” is expressed as the relational expression (formula 8). When the right side of the relational expression (formula 8) is substituted into “cos θ” of the relational expression (formula 6), the relational expression (formula 6) is converted into the relational expression (formula 9). When such a relational expression (formula 9) is modified, “sin θ” is expressed as a relational expression (formula 10). When this relational expression (formula 10) is further modified, the steering angle θ is expressed as the relational expression (formula 11). This steering angle θ is the current steering angle θ (N). Thereafter, the control device 30 once ends this processing routine.

以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)第1の加速度センサ21からの検出信号に基づく第1のセンサ出力値G1(G1α,G1β)だけではなく、車体に設けられている第2の加速度センサ22からの検出信号に基づく第2のセンサ出力値G2(G2y,G2az)も用いてステアリングホイール12の今回の操舵角θ(N)が演算される。その結果、第1のセンサ出力値G1(G1α,G1β)だけで今回の操舵角θ(N)を演算する場合と比較して、今回の操舵角θ(N)の演算精度を向上させることができるようになる。   (1) Not only the first sensor output value G1 (G1α, G1β) based on the detection signal from the first acceleration sensor 21, but also the first sensor signal based on the detection signal from the second acceleration sensor 22 provided on the vehicle body. The current steering angle θ (N) of the steering wheel 12 is calculated using the sensor output value G2 (G2y, G2az) of 2. As a result, the calculation accuracy of the current steering angle θ (N) can be improved as compared with the case where the current steering angle θ (N) is calculated only by the first sensor output value G1 (G1α, G1β). become able to.

(2)第2の加速度センサ22は、ステアリングホイール12の比較的近くに配置されている。その結果、第2の加速度センサ22からの検出信号に基づいた第2のセンサ出力値G2(G2y,G2az)は、第1の加速度センサ21に作用する総加速度Gtに近い値となる。そのため、こうした第2のセンサ出力値G2(G2y,G2az)を用いた演算処理を行うことにより、ステアリングホイール12の今回の操舵角θ(N)を精度よく演算することができるようになる。   (2) The second acceleration sensor 22 is disposed relatively close to the steering wheel 12. As a result, the second sensor output value G2 (G2y, G2az) based on the detection signal from the second acceleration sensor 22 becomes a value close to the total acceleration Gt acting on the first acceleration sensor 21. Therefore, the current steering angle θ (N) of the steering wheel 12 can be accurately calculated by performing the calculation process using the second sensor output value G2 (G2y, G2az).

(3)本実施形態では、車両の自由落下を検出したときには、今回の操舵角θ(N)が自由落下の検出前の値、即ち前回の操舵角θ(N−1)で保持される。これにより、自由落下時に第1の加速度センサ21から出力された検出信号に基づいた第1のセンサ出力値G1(G1α,G1β)のみを今回の操舵角θ(N)の演算に用いる場合と比較して、今回の操舵角θ(N)の推定精度が高くなる。   (3) In this embodiment, when a free fall of the vehicle is detected, the current steering angle θ (N) is held at the value before the detection of the free fall, that is, the previous steering angle θ (N−1). Thereby, compared with the case where only the first sensor output value G1 (G1α, G1β) based on the detection signal output from the first acceleration sensor 21 at the time of free fall is used for the calculation of the current steering angle θ (N). Thus, the estimation accuracy of the current steering angle θ (N) is increased.

(4)上記のように、ステアリングホイール12の回転角を検出する操舵角センサからの検出信号を用いることなく、操舵角θを比較的精度よく演算することが可能となる。そのため、横滑り抑制制御などのように操舵角θをパラメータとして用いる車両制御の精度の低下を抑えることができるようになる。   (4) As described above, the steering angle θ can be calculated with relatively high accuracy without using the detection signal from the steering angle sensor that detects the rotation angle of the steering wheel 12. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of vehicle control using the steering angle θ as a parameter, such as side slip suppression control.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図5〜図7に従って説明する。なお、第2の実施形態は、第2の加速度センサが車両の重心を含む重心領域に設けられている点、及び操舵角の演算方法などが第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一構成の部材には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in that the second acceleration sensor is provided in the center of gravity region including the center of gravity of the vehicle, the calculation method of the steering angle, and the like. Accordingly, in the following description, parts different from those of the first embodiment will be mainly described, and members having the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. To do.

図5に示すように、3軸直交式の第2の加速度センサ43が、車両の重心を含む重心領域40に設けられている。第2の加速度センサ43は、X軸方向の加速度成分、Y軸方向の加速度成分及びZ軸方向の加速度成分を検出可能な態様で配置されている。なお、本実施形態でいう「重心」とは、車両が平坦な路面で停止している場合における車両の重心を示している。   As shown in FIG. 5, a triaxial orthogonal second acceleration sensor 43 is provided in the center of gravity region 40 including the center of gravity of the vehicle. The second acceleration sensor 43 is arranged in a manner capable of detecting an acceleration component in the X-axis direction, an acceleration component in the Y-axis direction, and an acceleration component in the Z-axis direction. The “center of gravity” in the present embodiment indicates the center of gravity of the vehicle when the vehicle is stopped on a flat road surface.

本実施形態では、X軸方向の加速度成分を「X軸加速度成分G0x」というとともに、Y軸方向の加速度成分を「Y軸加速度成分G0y」といい、さらに、Z軸方向の加速度成分を「Z軸加速度成分G0z」という。そして、X軸加速度成分G0x、Y軸加速度成分G0y及びZ軸加速度成分G0zのベクトル和を、「第2のセンサ出力値G0」という。   In the present embodiment, the acceleration component in the X-axis direction is referred to as “X-axis acceleration component G0x”, the acceleration component in the Y-axis direction is referred to as “Y-axis acceleration component G0y”, and the acceleration component in the Z-axis direction is referred to as “Z-axis acceleration component G0x”. This is referred to as “axial acceleration component G0z”. The vector sum of the X-axis acceleration component G0x, the Y-axis acceleration component G0y, and the Z-axis acceleration component G0z is referred to as “second sensor output value G0”.

また、車両の重心領域40には、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ44、車両のロールレートを検出するロールレートセンサ45、及び車両のピッチレートを検出するピッチレートセンサ46が配置されている。そして、重心領域40に位置する各センサ43〜46は、操舵角演算装置としての制御装置30に電気的に接続されている。   In the center of gravity region 40 of the vehicle, a yaw rate sensor 44 that detects the yaw rate of the vehicle, a roll rate sensor 45 that detects the roll rate of the vehicle, and a pitch rate sensor 46 that detects the pitch rate of the vehicle are arranged. And each sensor 43-46 located in the gravity center area | region 40 is electrically connected to the control apparatus 30 as a steering angle calculating device.

ここで、図5及び図6に示すように、第1の加速度センサ21が取り付けられているステアリングホイール12は、重心領域40から離れた位置に設けられている。すなわち、ステアリングホイール12は、X軸方向において重心領域40から第1の距離Lxだけ離れるとともに、Y軸方向において重心領域40から第2の距離Lyだけ離れ、さらに、Z軸方向において重心領域40から第3の距離Lzだけ離れている。そのため、第2の加速度センサ43からの検出信号に基づき演算される第2のセンサ出力値G0は、車両走行時にステアリングホイール12(第1の加速度センサ21)に作用する総加速度Gtとは乖離した値となっている。   Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the steering wheel 12 to which the first acceleration sensor 21 is attached is provided at a position away from the center of gravity region 40. That is, the steering wheel 12 is separated from the center of gravity region 40 by the first distance Lx in the X-axis direction, separated from the center of gravity region 40 by the second distance Ly in the Y-axis direction, and further from the center of gravity region 40 in the Z-axis direction. It is separated by a third distance Lz. Therefore, the second sensor output value G0 calculated based on the detection signal from the second acceleration sensor 43 deviates from the total acceleration Gt acting on the steering wheel 12 (first acceleration sensor 21) when the vehicle travels. It is a value.

そこで、本実施形態では、第2のセンサ出力値G0を、ヨーレートYr、ロールレートRr及びピッチレートPrを用いて補正し、出力補正値G02を求める。そして、この出力補正値G02と、第1の加速度センサ21からの検出信号に基づいた第1のセンサ出力値G1とを用いることで、ステアリングホイール12の操舵角θが演算される。   Therefore, in the present embodiment, the second sensor output value G0 is corrected using the yaw rate Yr, roll rate Rr, and pitch rate Pr, and an output correction value G02 is obtained. The steering angle θ of the steering wheel 12 is calculated by using the output correction value G02 and the first sensor output value G1 based on the detection signal from the first acceleration sensor 21.

次に、ステアリングホイール12の操舵角を演算するために制御装置30が実行する処理ルーチンについて、図7に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この処理ルーチンは、予め設定された演算周期毎に実行される。   Next, a processing routine executed by the control device 30 to calculate the steering angle of the steering wheel 12 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. This processing routine is executed at every preset calculation cycle.

図7に示す処理ルーチンにおいて、制御装置30は、カウント数Nを「1」だけインクリメントし(ステップS21)、第1の加速度センサ21からの検出信号に基づいた第1のセンサ出力値G1(G1α,G1β)を取得する(ステップS22)。続いて、制御装置30は、第2の加速度センサ43からの検出信号に基づき、第2のセンサ出力値G0、即ちX軸加速度成分G0x、Y軸加速度成分G0y及びZ軸加速度成分G0zを取得する(ステップS23)。   In the processing routine shown in FIG. 7, the control device 30 increments the count number N by “1” (step S21), and the first sensor output value G1 (G1α based on the detection signal from the first acceleration sensor 21). , G1β) is acquired (step S22). Subsequently, the control device 30 acquires the second sensor output value G0, that is, the X-axis acceleration component G0x, the Y-axis acceleration component G0y, and the Z-axis acceleration component G0z, based on the detection signal from the second acceleration sensor 43. (Step S23).

そして、制御装置30は、ヨーレートセンサ44からの検出信号に基づいた車両のヨーレートYrを取得し(ステップS24)、ピッチレートセンサ46からの検出信号に基づいた車両のピッチレートPrを取得する(ステップS25)。続いて、制御装置30は、ロールレートセンサ45からの検出信号に基づいた車両のロールレートRrを取得する(ステップS26)。   Then, the control device 30 acquires the vehicle yaw rate Yr based on the detection signal from the yaw rate sensor 44 (step S24), and acquires the vehicle pitch rate Pr based on the detection signal from the pitch rate sensor 46 (step S24). S25). Subsequently, the control device 30 acquires the roll rate Rr of the vehicle based on the detection signal from the roll rate sensor 45 (step S26).

そして、各ステップS23〜S26で取得した各値を用い、ステアリングホイール12に作用する加速度の総和の推定値として出力補正値G02を演算する(ステップS27)。本実施形態では、出力補正値G02のX軸方向の加速度成分を「X軸補正加速度成分G02x」というとともに、出力補正値G02のY軸方向の加速度成分を「Y軸補正加速度成分G02y」といい、さらに、出力補正値G02のZ軸方向の加速度成分を「Z軸補正加速度成分G02z」という。   Then, the output correction value G02 is calculated as an estimated value of the sum of accelerations acting on the steering wheel 12 using the values acquired in steps S23 to S26 (step S27). In the present embodiment, the acceleration component in the X-axis direction of the output correction value G02 is referred to as “X-axis correction acceleration component G02x”, and the acceleration component in the Y-axis direction of the output correction value G02 is referred to as “Y-axis correction acceleration component G02y”. Further, the acceleration component in the Z-axis direction of the output correction value G02 is referred to as “Z-axis corrected acceleration component G02z”.

本実施形態では、X軸補正加速度成分G02x、Y軸補正加速度成分G02y及びZ軸補正加速度成分G02zは、下記の関係式(式12),(式13),(式14)のように表される。   In the present embodiment, the X-axis corrected acceleration component G02x, the Y-axis corrected acceleration component G02y, and the Z-axis corrected acceleration component G02z are expressed as the following relational expressions (Expression 12), (Expression 13), and (Expression 14). The

そして、制御装置30は、ステップS23で取得したZ軸加速度成分G0zの絶対値が予め設定された判定値GThよりも大きいか否かを判定する(ステップS28)。そして、Z軸加速度成分G0zの絶対値が判定値GTh以下である場合(ステップS28:NO)、車両が自由落下していると推定できるため、制御装置30は、前回のタイミングで演算した操舵角θ(N−1)を、今回の操舵角θ(N)とする(ステップS29)。その後、制御装置30は、本処理ルーチンを一旦終了する。 Then, the control device 30 determines whether or not the absolute value of the Z-axis acceleration component G0z acquired in step S23 is larger than a predetermined determination value GTh (step S28). When the absolute value of the Z-axis acceleration component G0z is equal to or smaller than the determination value GTh (step S28: NO), the control device 30 can estimate that the vehicle is free-falling. Therefore, the control device 30 calculates the steering angle calculated at the previous timing. Let θ (N−1) be the current steering angle θ (N) (step S29). Thereafter, the control device 30 once ends this processing routine.

一方、Z軸加速度成分G0zの絶対値が判定値GThよりも大きい場合(ステップS28:YES)、制御装置30は、上記ステップS22,S27で取得した値を用い、今回の操舵角θ(N)を演算する(ステップS30)。すなわち、制御装置30は、取付角度ω、X軸補正加速度成分G02x及びZ軸補正加速度成分G02zを以下の関係式(式15)に代入し、疑似Z軸加速度成分G2azを演算する。   On the other hand, when the absolute value of the Z-axis acceleration component G0z is larger than the determination value GTh (step S28: YES), the control device 30 uses the value acquired in the above steps S22 and S27 and uses the current steering angle θ (N). Is calculated (step S30). That is, the control device 30 substitutes the attachment angle ω, the X-axis corrected acceleration component G02x, and the Z-axis corrected acceleration component G02z into the following relational expression (Expression 15), and calculates the pseudo Z-axis acceleration component G2az.

そして、制御装置30は、このように求めた疑似Z軸加速度成分G2azに加え、Y軸補正加速度成分G02y、α軸加速度成分G1α及びβ軸加速度成分G1βを上記関係式(式11)に代入し、今回の操舵角θ(N)を求める。このとき、関係式(式11)の「G2y」に「G02y」を代入する。その後、制御装置30は、本処理ルーチンを一旦終了する。 The control device 30 substitutes the Y-axis corrected acceleration component G02y, the α-axis acceleration component G1α, and the β-axis acceleration component G1β into the relational expression (formula 11) in addition to the pseudo Z-axis acceleration component G2az thus determined. The current steering angle θ (N) is obtained. At this time, “G02y” is substituted for “G2y” in the relational expression (Formula 11). Thereafter, the control device 30 once ends this processing routine.

以上説明したように、本実施形態では、第1の実施形態における効果(3),(4)と同等の効果に加え、以下に示す効果をさらに得ることができる。
(5)第1の加速度センサ21からの検出信号に基づく第1のセンサ出力値G1(G1α,G1β)だけではなく、重心領域40に設けられる各種センサ43〜46からの検出信号から取得できる値も用いてステアリングホイール12の今回の操舵角θ(N)が演算される。その結果、第1のセンサ出力値G1(G1α,G1β)だけで今回の操舵角θ(N)を演算する場合と比較して、今回の操舵角θ(N)の演算精度を向上させることができるようになる。
As explained above, in this embodiment, in addition to the effects (3) and (4) in the first embodiment, the following effects can be further obtained.
(5) Values that can be acquired not only from the first sensor output value G1 (G1α, G1β) based on the detection signal from the first acceleration sensor 21, but also from detection signals from various sensors 43 to 46 provided in the center of gravity region 40 Is also used to calculate the current steering angle θ (N) of the steering wheel 12. As a result, the calculation accuracy of the current steering angle θ (N) can be improved as compared with the case where the current steering angle θ (N) is calculated only by the first sensor output value G1 (G1α, G1β). become able to.

(6)ヨーレート、ロールレート及びピッチレートは、第2の加速度センサ43からの検出信号などを用いて推定演算することができる値である。そのため、ヨーレートセンサ44、ロールレートセンサ45及びピッチレートセンサ46からの検出信号を用いることなく、今回の操舵角θ(N)を演算することは可能である。しかし、この場合、ヨーレート、ロールレート及びピッチレートの推定演算に時間が要し、操舵角の演算値が実際の操舵角に対して多少遅れるおそれがある。この点、本実施形態では、ヨーレートセンサ44、ロールレートセンサ45及びピッチレートセンサ46からの検出信号に基づいたセンサ値(Yr,Rr,Pr)を用い、操舵角θが演算される。このように実測値を用いた演算処理を行うことにより、今回の操舵角θ(N)の演算精度を向上させることができるようになる。   (6) The yaw rate, roll rate, and pitch rate are values that can be estimated and calculated using a detection signal from the second acceleration sensor 43 and the like. Therefore, it is possible to calculate the current steering angle θ (N) without using detection signals from the yaw rate sensor 44, the roll rate sensor 45, and the pitch rate sensor 46. However, in this case, it takes time to estimate and calculate the yaw rate, roll rate, and pitch rate, and the calculated value of the steering angle may be somewhat delayed from the actual steering angle. In this regard, in the present embodiment, the steering angle θ is calculated using sensor values (Yr, Rr, Pr) based on detection signals from the yaw rate sensor 44, the roll rate sensor 45, and the pitch rate sensor 46. By performing the calculation process using the actual measurement value in this way, the calculation accuracy of the current steering angle θ (N) can be improved.

なお、上記各実施形態を以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・各実施形態において、第1の加速度センサ21は、車両に予め設けられたセンサではなくてもよい。例えば、第1の加速度センサ21は、車両の乗員が所有する携帯型の通信機器に設けられている2軸直交式又は3軸直交式の加速度センサであってもよい。この場合、図8に示すように、ステアリングホイール12の中央には、第1の加速度センサ21を内蔵する通信機器50を取り付けるための取付部16を設けることが好ましい。
In addition, you may change said each embodiment into another embodiment as follows.
In each embodiment, the first acceleration sensor 21 may not be a sensor provided in advance in the vehicle. For example, the first acceleration sensor 21 may be a two-axis orthogonal type or three-axis orthogonal type acceleration sensor provided in a portable communication device owned by a vehicle occupant. In this case, as shown in FIG. 8, it is preferable to provide an attachment portion 16 for attaching the communication device 50 incorporating the first acceleration sensor 21 at the center of the steering wheel 12.

ただし、こうした通信機器50は、車載ナビゲーション装置などの車載通信機器51と無線又は有線で通信可能な機器であることが好ましい。この場合、制御装置30は、車載通信機器51を介して、第1の加速度センサ21からの検出信号に基づく第1のセンサ出力値G1(G1α,G1β)を取得することとなる。こうした構成を採用しても、上記各実施形態と同等の作用・効果を得ることができる。   However, the communication device 50 is preferably a device that can communicate with the in-vehicle communication device 51 such as the in-vehicle navigation device wirelessly or by wire. In this case, the control device 30 acquires the first sensor output value G1 (G1α, G1β) based on the detection signal from the first acceleration sensor 21 via the in-vehicle communication device 51. Even if such a configuration is adopted, the same operations and effects as those of the above embodiments can be obtained.

・第1の実施形態において、第2の加速度センサ22は、車両に予め設けられたセンサではなくてもよい。例えば、第2の加速度センサ22は、車両の乗員が所有する携帯型の通信機器に設けられている2軸直交式又は3軸直交式の加速度センサであってもよい。この場合、ステアリング装置11においてステアリングコラム14以外の部材(例えば、コンビネーションスイッチ)などに、通信機器を取り付けるための取付部を設けることが好ましい。   In the first embodiment, the second acceleration sensor 22 may not be a sensor provided in advance in the vehicle. For example, the second acceleration sensor 22 may be a two-axis orthogonal type or three-axis orthogonal type acceleration sensor provided in a portable communication device owned by a vehicle occupant. In this case, it is preferable to provide an attachment portion for attaching a communication device to a member (for example, a combination switch) other than the steering column 14 in the steering device 11.

・第1の実施形態において、第2の加速度センサ22は、3軸直交式の加速度センサであってもよい。この場合、第2の加速度センサ22を、車両の前後方向の加速度成分、幅方向の加速度成分及び上下方向の加速度成分を検出できるように配置することが好ましい。この場合、前後方向の加速度成分、上下方向の加速度成分及び取付角度ωを用いて疑似Z軸加速度成分G2azを求め、この疑似Z軸加速度成分G2azを用いて今回の操舵角θ(N)を演算してもよい。   In the first embodiment, the second acceleration sensor 22 may be a three-axis orthogonal acceleration sensor. In this case, it is preferable to arrange the second acceleration sensor 22 so as to detect an acceleration component in the longitudinal direction, an acceleration component in the width direction, and an acceleration component in the vertical direction of the vehicle. In this case, the pseudo Z-axis acceleration component G2az is obtained using the longitudinal acceleration component, the vertical acceleration component, and the mounting angle ω, and the current steering angle θ (N) is calculated using the pseudo Z-axis acceleration component G2az. May be.

・第2の実施形態において、第2の加速度センサ43からの検出信号などを用いて車両のヨーレートを演算できるのであれば、重心領域40にヨーレートセンサ44を設けなくてもよい。また、重心領域40にヨーレートセンサ44が設けられているとしても、このヨーレートセンサ44からの検出信号を用いずに、今回の操舵角θ(N)を演算してもよい。   In the second embodiment, if the vehicle yaw rate can be calculated using the detection signal from the second acceleration sensor 43, the yaw rate sensor 44 may not be provided in the center of gravity region 40. Even if the yaw rate sensor 44 is provided in the center of gravity region 40, the current steering angle θ (N) may be calculated without using the detection signal from the yaw rate sensor 44.

・第2の実施形態において、第2の加速度センサ43からの検出信号などを用いて車両のロールレートを演算できるのであれば、重心領域40にロールレートセンサ45を設けなくてもよい。また、重心領域40にロールレートセンサ45が設けられているとしても、このロールレートセンサ45からの検出信号を用いずに、今回の操舵角θ(N)を演算してもよい。   In the second embodiment, the roll rate sensor 45 may not be provided in the center of gravity region 40 as long as the vehicle roll rate can be calculated using a detection signal from the second acceleration sensor 43 or the like. Even if the roll rate sensor 45 is provided in the center of gravity region 40, the current steering angle θ (N) may be calculated without using the detection signal from the roll rate sensor 45.

・第2の実施形態において、第2の加速度センサ43からの検出信号などを用いて車両のピッチレートを演算できるのであれば、重心領域40にピッチレートセンサ46を設けなくてもよい。また、重心領域40にピッチレートセンサ46が設けられているとしても、このピッチレートセンサ46からの検出信号を用いずに、今回の操舵角θ(N)を演算してもよい。   In the second embodiment, the pitch rate sensor 46 may not be provided in the center of gravity region 40 as long as the vehicle pitch rate can be calculated using a detection signal from the second acceleration sensor 43 or the like. Even if the pitch rate sensor 46 is provided in the center of gravity region 40, the current steering angle θ (N) may be calculated without using the detection signal from the pitch rate sensor 46.

・各実施形態において、第1の加速度センサ21を、ステアリングホイール12の代わりに、運転者によるステアリングホイール12の操作に連動して回転する部材(例えば、ステアリングシャフト13)に取り付けてもよい。   -In each embodiment, you may attach the 1st acceleration sensor 21 to the member (for example, steering shaft 13) rotated in response to operation of the steering wheel 12 by a driver instead of the steering wheel 12.

・各実施形態において、ステアリング装置11は、ステアリングホイール12のチルト角を調整可能なものであってもよい。この場合、ステアリング装置11には、取付角度ωを検出するセンサを設けてもよい。また、チルト角を電動で調整可能な装置にあっては、アクチュエータの駆動に基づくチルト角の変化量を推定演算し、この推定結果に基づいて取付角度ωを演算するようにしてもよい。   In each embodiment, the steering device 11 may be capable of adjusting the tilt angle of the steering wheel 12. In this case, the steering device 11 may be provided with a sensor that detects the mounting angle ω. In addition, in an apparatus that can adjust the tilt angle electrically, the change amount of the tilt angle based on the drive of the actuator may be estimated and calculated, and the attachment angle ω may be calculated based on the estimation result.

・車両を、ステアリングホイール12の操舵角を検出する操舵角センサを搭載する車両に具体化してもよい。この場合、第1の加速度センサ21からの検出信号を用いた操舵角の演算処理を、操舵角センサの故障時などのフェールセーフ機能として行うようにしてもよい。   The vehicle may be embodied as a vehicle equipped with a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering wheel 12. In this case, the steering angle calculation process using the detection signal from the first acceleration sensor 21 may be performed as a fail-safe function such as when the steering angle sensor fails.

次に、上記各実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)前記第2の加速度センサ(43)は車両の重心を含む重心領域(40)に配置されてなり、
前記操舵角演算装置は、
前記第2の加速度センサ(43)からの検出信号を用い、車両のヨーレート(Yr)、ピッチレート(Pr)及びロールレート(Rr)を演算し、
車両走行に伴って前記第1の加速度センサ(21)に作用する、車両の前後方向の加速度成分(G02x)、幅方向の加速度成分(G02y)及び上下方向の加速度成分(G02z)を含む出力補正値(G02)を取得し、
取得した出力補正値(G02)及び第1のセンサ出力値(G1)と、演算したヨーレート(Yr)、ピッチレート(Pr)及びロールレート(Rr)とに基づき、前記ステアリング(12)の操舵角(θ、θ(N))を演算することが好ましい。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments and other embodiments will be added below.
(A) The second acceleration sensor (43) is arranged in the center of gravity region (40) including the center of gravity of the vehicle.
The steering angle calculation device
Using the detection signal from the second acceleration sensor (43), the yaw rate (Yr), pitch rate (Pr) and roll rate (Rr) of the vehicle are calculated,
Output correction including the longitudinal acceleration component (G02x), the lateral acceleration component (G02y), and the vertical acceleration component (G02z) acting on the first acceleration sensor (21) as the vehicle travels. Get the value (G02)
Based on the acquired output correction value (G02) and first sensor output value (G1), and the calculated yaw rate (Yr), pitch rate (Pr), and roll rate (Rr), the steering angle of the steering (12). It is preferable to calculate (θ, θ (N)).

これにより、ヨーレート(Yr)、ピッチレート(Pr)及びロールレート(Rr)を検出するためのセンサを搭載しない車両であっても、操舵角(θ,θ(N))を演算することができるようになる。   Thereby, even if the vehicle is not equipped with a sensor for detecting the yaw rate (Yr), pitch rate (Pr), and roll rate (Rr), the steering angle (θ, θ (N)) can be calculated. It becomes like this.

(ロ)前記ステアリング(12)には、前記第1の加速度センサ(21)を内蔵する携帯型の通信端末(50)を取り付け可能な取付部(16)が設けられてなることが好ましい。   (B) The steering (12) is preferably provided with an attachment portion (16) to which a portable communication terminal (50) incorporating the first acceleration sensor (21) can be attached.

11…ステアリング装置、12…ステアリングホイール、13…ステアリングシャフト、14…ステアリングコラム、21…第1の加速度センサ、22,43…第2の加速度センサ、40…重心領域、44…ヨーレートセンサ、45…ロールレートセンサ、46…ピッチレートセンサ、G0…第2のセンサ出力値、G0x…X軸加速度成分、G0y…Y軸加速度成分、G0z…Z軸加速度成分、G02…出力補正値、G02x…車両の前後方向の加速度成分としてのX軸加速度成分、G02y…車両の幅方向の加速度成分としてのY軸加速度成分、G02z…車両の上下方向の加速度成分としての走行加速度Z軸成分、G1…第1のセンサ出力値、G1α…第1の方向の加速度成分としてのα軸加速度成分、G1β…第2の方向の加速度成分としてのβ軸加速度成分、G2…第2のセンサ出力値、G2y…幅方向の加速度成分としてのY軸加速度成分、G2az…疑似Z軸加速度成分、Pr…ピッチレート、Rr…ロールレート、Yr…ヨーレート、θ…操舵角。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Steering device, 12 ... Steering wheel, 13 ... Steering shaft, 14 ... Steering column, 21 ... First acceleration sensor, 22, 43 ... Second acceleration sensor, 40 ... Center of gravity, 44 ... Yaw rate sensor, 45 ... Roll rate sensor, 46 ... Pitch rate sensor, G0 ... Second sensor output value, G0x ... X-axis acceleration component, G0y ... Y-axis acceleration component, G0z ... Z-axis acceleration component, G02 ... Output correction value, G02x ... Vehicle X-axis acceleration component as a longitudinal acceleration component, G02y ... Y-axis acceleration component as an acceleration component in the vehicle width direction, G02z ... Running acceleration Z-axis component as an acceleration component in the vehicle vertical direction, G1 ... first Sensor output value, G1α, α-axis acceleration component as an acceleration component in the first direction, G1β, acceleration component in the second direction Β-axis acceleration component, G2 ... second sensor output value, G2y ... Y-axis acceleration component as an acceleration component in the width direction, G2az ... pseudo Z-axis acceleration component, Pr ... pitch rate, Rr ... roll rate, Yr ... Yaw rate, θ ... steering angle.

Claims (4)

車両のステアリング(12)又は同ステアリング(12)に連動して回転する部材(13)に取り付けられている第1の加速度センサ(21)から出力される検出信号に基づき、ステアリングシャフト(12)に直交する第1の方向及び第2の方向の加速度成分(G1α,G1β)を含む第1のセンサ出力値(G1)を取得し(S12、S22)、
車体に取り付けられている2軸又は3軸直交式の第2の加速度センサ(22、43)から出力される検出信号に基づいた第2のセンサ出力値(G2、G0)を取得し(S13、S27)、
取得した第1及び第2の各センサ出力値(G1、G2、G0)に基づき、前記ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を演算する(S17、S30)
ことを特徴とする車両の操舵角演算装置。
Based on the detection signal output from the first acceleration sensor (21) attached to the vehicle steering (12) or the member (13) that rotates in conjunction with the steering (12), the steering shaft (12) A first sensor output value (G1) including acceleration components (G1α, G1β) in the first direction and the second direction orthogonal to each other is acquired (S12, S22),
A second sensor output value (G2, G0) based on a detection signal output from a second acceleration sensor (22, 43) of a two-axis or three-axis orthogonal type attached to the vehicle body is acquired (S13, S27),
Based on the acquired first and second sensor output values (G1, G2, G0), the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) is calculated (S17, S30).
A steering angle calculation device for a vehicle.
前記第2の加速度センサ(22)は、
車両のステアリング装置(11)において前記ステアリング(12)の回転に連動して変位しない部位に取り付けられるとともに、
車両の幅方向の加速度成分(G2y)と、前記ステアリングシャフト(12)の延びる方向及び車両の幅方向に直交する方向の加速度成分(G2az)とを少なくとも検出する
請求項1に記載の車両の操舵角演算装置。
The second acceleration sensor (22)
In the vehicle steering device (11), it is attached to a portion that is not displaced in conjunction with the rotation of the steering (12),
The vehicle steering according to claim 1, wherein at least an acceleration component (G2y) in a vehicle width direction and an acceleration component (G2az) in a direction perpendicular to the direction in which the steering shaft (12) extends and the vehicle width direction are detected. Angular arithmetic unit.
前記第2の加速度センサ(43)は、車両の重心を含む重心領域(40)に配置されるとともに、車両の前後方向の加速度成分(G0x)、幅方向の加速度成分(G0y)及び上下方向の加速度成分(G0z)を検出するようになっており、
前記重心領域(40)には、車両のヨーレート(Yr)を検出するヨーレートセンサ(44)、車両のロールレート(Rr)を検出するロールレートセンサ(45)及び車両のピッチレート(Pr)を検出するピッチレートセンサ(46)がさらに設けられてなり、
前記操舵角演算装置は、
前記重心領域(40)に設けられる各センサ(43〜46)からの検出信号に基づき、前記第1の加速度センサ(21)に作用する、車両の前後方向の加速度成分(G02x)、車両の幅方向の加速度成分(G02y)及び車両の上下方向の加速度成分(G02z)を含む出力補正値(G02)を演算し(S27)、
演算した出力補正値(G02)及び第1のセンサ出力値(G1)に基づき、前記ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を演算する(S30)
請求項1に記載の車両の操舵角演算装置。
The second acceleration sensor (43) is disposed in the center of gravity region (40) including the center of gravity of the vehicle, and the acceleration component (G0x) in the longitudinal direction of the vehicle, the acceleration component (G0y) in the width direction, and the vertical direction Acceleration component (G0z) is detected,
In the center of gravity region (40), a yaw rate sensor (44) for detecting the yaw rate (Yr) of the vehicle, a roll rate sensor (45) for detecting the roll rate (Rr) of the vehicle, and a pitch rate (Pr) of the vehicle are detected. A pitch rate sensor (46) is further provided,
The steering angle calculation device
Based on detection signals from the sensors (43 to 46) provided in the center of gravity region (40), the acceleration component (G02x) in the longitudinal direction of the vehicle acting on the first acceleration sensor (21), the width of the vehicle An output correction value (G02) including a direction acceleration component (G02y) and a vehicle vertical acceleration component (G02z) is calculated (S27);
Based on the calculated output correction value (G02) and the first sensor output value (G1), the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) is calculated (S30).
The vehicle steering angle calculation device according to claim 1.
車両の自由落下を検出したとき(S15、S28:NO)には、前記ステアリング(12)の操舵角(θ,θ(N))を、自由落下の検出前の値(θ(N−1))で保持する(S16、S29)
請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の車両の操舵角演算装置。
When a free fall of the vehicle is detected (S15, S28: NO), the steering angle (θ, θ (N)) of the steering (12) is a value (θ (N−1)) before the free fall is detected. ) (S16, S29)
The vehicle steering angle calculation device according to any one of claims 1 to 3.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105937897A (en) * 2016-07-08 2016-09-14 广西科技大学 Loader unloading angle detection device and detection method thereof
JP2018008623A (en) * 2016-07-14 2018-01-18 株式会社ジェイテクト Vehicle control device
CN109916362A (en) * 2019-03-04 2019-06-21 武汉理工大学 A kind of detection method and system of steering wheel rotational angle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105937897A (en) * 2016-07-08 2016-09-14 广西科技大学 Loader unloading angle detection device and detection method thereof
JP2018008623A (en) * 2016-07-14 2018-01-18 株式会社ジェイテクト Vehicle control device
CN109916362A (en) * 2019-03-04 2019-06-21 武汉理工大学 A kind of detection method and system of steering wheel rotational angle
CN109916362B (en) * 2019-03-04 2021-01-19 武汉理工大学 Method and system for detecting rotation angle of steering wheel

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