特許 5906802 舵角検出装置、舵角検出方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5906802

(24)【登録日】2016年4月1日

(45)【発行日】2016年4月20日

(54)【発明の名称】舵角検出装置、舵角検出方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B62D 7/14 20060101AFI20160407BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20160407BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20160407BHJP

【ＦＩ】

   B62D7/14 A

   B62D6/00

   B62D5/04

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-39183(P2012-39183)

(22)【出願日】2012年2月24日

(65)【公開番号】特開2013-173441(P2013-173441A)

(43)【公開日】2013年9月5日

【審査請求日】2015年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(72)【発明者】

【氏名】田川 真一

(72)【発明者】

【氏名】辻 傑

(72)【発明者】

【氏名】高原 資史

【審査官】 飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１６１０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６２３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１５９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２９４３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ７／１４

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ ６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両が直進している状態を検出する直進状態検出手段と、
車両が走行することにより生じる加速度の方向を検出する加速度方向検出手段と、
前記直進状態検出手段によって車両が直進している状態が検出された場合に、前記加速度の方向と、車体の正面方向とのなす角度を、後輪の舵角として出力する後輪舵角出力手段と、
後輪の舵角の変化量を検出する舵角変化量検出手段と、
前記後輪舵角出力手段によって出力された前記角度に、前記変化量を加算することにより、現在の後輪の舵角を算出する現在舵角算出手段と、
を備える舵角検出装置。

【請求項2】

前記加速度方向検出手段は、
前記加速度の２個の成分を求め、該２個の成分に基づいて、前記加速度の方向を算出する、
請求項１に記載の舵角検出装置。

【請求項3】

前記加速度方向検出手段は、
前記加速度の、車体の前後方向の成分を検出する加速度センサと、
車両の速さを検出する車速センサと、
を備え、
前記加速度センサによって検出された成分と、車両の速さの時間微分との比率に基づいて、前記加速度の方向を算出する、
請求項２に記載の舵角検出装置。

【請求項4】

前記加速度方向検出手段は、
前記加速度の、車体の前後方向の第１成分を検出する第１加速度センサと、
前記加速度の、車体の左右方向の第２成分を検出する第２加速度センサと、
を備え、
前記第１成分と、前記第２成分との比率に基づいて、前記加速度の方向を算出する、
請求項２に記載の舵角検出装置。

【請求項5】

ヨーレートを検出するヨーレートセンサを備え、
前記直進状態検出手段は、
ヨーレートの大きさが所定の閾値以下である状態を検出する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の舵角検出装置。

【請求項6】

前記直進状態検出手段は、
前輪の舵角が所定の範囲内で推移している状態を検出する、
請求項５に記載の舵角検出装置。

【請求項7】

舵角を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される舵角を、前記現在舵角算出手段によって算出された舵角に更新する更新手段と、
を備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載の舵角検出装置。

【請求項8】

車両が直進している状態を検出する直進状態検出ステップと、
車両が走行することにより生じる加速度の方向を検出する加速度方向検出ステップと、
前記直進状態検出ステップにおいて車両が直進している状態が検出された場合に、前記加速度の方向と、車体の正面方向とのなす角度を、後輪の舵角として出力する後輪舵角出力ステップと、
後輪の舵角の変化量を検出する舵角変化量検出ステップと、
前記後輪舵角出力ステップにおいて出力された前記角度に、前記変化量を加算することにより、現在の後輪の舵角を算出する現在舵角算出ステップと、
を含む舵角検出方法。

【請求項9】

コンピュータを、
車両が直進している状態を示す直進情報を取得する直進情報取得手段、
車両が走行することにより生じる加速度に関する加速度情報を取得する加速度情報取得手段、
前記直進情報を取得した場合に、前記加速度情報に基づいて、前記加速度の方向と、車体の正面方向とのなす角度を、後輪の舵角として算出する後輪舵角算出手段、
後輪の舵角の変化量を取得する舵角変化量取得手段、
前記後輪舵角算出手段によって算出された前記角度に、前記変化量を加算することにより、現在の後輪の舵角を算出する現在舵角算出手段、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、舵角検出装置、舵角検出方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両の走行を支援するシステムの１つとして、４ＷＳ（4 Wheel Steering、四輪操舵）システムが知られている。この４ＷＳシステムは、走行している車両の状況に応じて、後輪の舵角を制御するシステムである。

【0003】

４ＷＳシステムは、検出した後輪の舵角と、目標とする舵角との偏差がゼロになるように、後輪の舵角を制御する。このため、後輪の舵角を正確に検出する技術が必要になる。そこで、後輪の舵角を検出するための装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【0004】

特許文献１に記載の装置は、後輪の操舵機構と連動するギアの回転角を、ポテンショメータを用いて検出する。ギアの回転角は後輪の舵角に比例するため、この装置は、後輪の舵角を検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６−２７８６３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

後輪の舵角の検出は、車両の走行と密接に関わっている。そのため、特許文献１に記載の装置は、高い信頼性や優れた耐久性等を有するポテンショメータを内蔵する必要があった。しかし、このポテンショメータは比較的高価であるため、装置の製造コストが高くなるおそれがあった。

【0007】

また、特許文献１に記載の装置では、後輪の操舵機構とポテンショメータとが、ギアを介して機械的に接続された。そのため、装置の機械的構造が複雑になるおそれがあった。

【0008】

本発明は、上述の事情の下になされたもので、製造コストを抑えつつ、簡素な機械的構造を有する装置で後輪の舵角を検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る舵角検出装置は、
車両が直進している状態を検出する直進状態検出手段と、
車両が走行することにより生じる加速度の方向を検出する加速度方向検出手段と、
前記直進状態検出手段によって車両が直進している状態が検出された場合に、前記加速度の方向と、車体の正面方向とのなす角度を、後輪の舵角として出力する後輪舵角出力手段と、
後輪の舵角の変化量を検出する舵角変化量検出手段と、
前記後輪舵角出力手段によって出力された前記角度に、前記変化量を加算することにより、現在の後輪の舵角を算出する現在舵角算出手段と、
を備える。

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る舵角検出方法は、
車両が直進している状態を検出する直進状態検出ステップと、
車両が走行することにより生じる加速度の方向を検出する加速度方向検出ステップと、
前記直進状態検出ステップにおいて車両が直進している状態が検出された場合に、前記加速度の方向と、車体の正面方向とのなす角度を、後輪の舵角として出力する後輪舵角出力ステップと、
後輪の舵角の変化量を検出する舵角変化量検出ステップと、
前記後輪舵角出力ステップにおいて出力された前記角度に、前記変化量を加算することにより、現在の後輪の舵角を算出する現在舵角算出ステップと、
を含む。

【0011】

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
車両が直進している状態を示す直進情報を取得する直進情報取得手段、
車両が走行することにより生じる加速度に関する加速度情報を取得する加速度情報取得手段、
前記直進情報を取得した場合に、前記加速度情報に基づいて、前記加速度の方向と、車体の正面方向とのなす角度を、後輪の舵角として算出する後輪舵角算出手段、
後輪の舵角の変化量を取得する舵角変化量取得手段、
前記後輪舵角算出手段によって算出された前記角度に、前記変化量を加算することにより、現在の後輪の舵角を算出する現在舵角算出手段、
として機能させる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、加速度に基づいて、後輪の舵角が算出される。加速度は、走行している車両の状態を示す基本的な指標である。そのため、車両の走行を支援する種々のシステムは、加速度を検出するための加速度センサ等を備えていることが多い。また、加速度センサ等は、後輪の操舵機構と機械的に接続されずに、独立して加速度を検出する。したがって、種々のシステムが備える既存の加速度センサ等を利用することにより、製造コストを抑えつつ、簡素な機械的構造を有する装置で後輪の舵角を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係る車両の構成を示す図である。

【図2】車体に対して斜めの方向へ車両が直進する状態を説明するための図である。

【図3】舵角検出装置の構成を示す図である。

【図4】マイクロプロセッサの構成を示す図である。

【図5】後輪舵角算出部により実行される後輪舵角検出処理を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。また、説明の便宜上、図１に示されるように、車体１１の前後方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。また、加速度ベクトルを、単に加速度と表記する。なお、速さは、速度の大きさを表す。

【0015】

本実施形態に係る車両１０は、前輪２１、２２を操舵する前輪操舵機構２０と、後輪３１、３２を操舵する後輪操舵機構３０と、車速センサ４１と、ヨーレートセンサ４２と、加速度センサ４３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、を有している。

【0016】

前輪操舵機構２０は、例えば、ラック・アンド・ピニオン式のステアリングギアボックスである。前輪操舵機構２０は、ステアリングホイール２３の回転角（以下、ステア角という）θｓに応じて、ラック軸２４を移動させることにより、前輪２１、２２を操舵する。なお、図１には、ステア角θｓがゼロ度であって、前輪２１、２２の舵角（以下、前輪舵角という）θｆがゼロ度である状態が示されている。この前輪舵角θｆは、例えば−４０〜＋４０度の範囲内で変化する。

【0017】

前輪操舵機構２０には、移動量センサ２５が取り付けられている。移動量センサ２５は、例えばポテンショメータを含んで構成され、ラック軸２４の移動量Ｄｐを検出する。また、移動量センサ２５は、検出した移動量ＤｐをＥＣＵ５０へ通知する。

【0018】

ステアリングホイール２３の操舵軸には、ステア角センサ２６が取り付けられている。ステア角センサ２６は、例えばロータリーエンコーダを含んで構成され、ステア角θｓを検出する。また、ステア角センサ２６は、検出したステア角θｓをＥＣＵ５０へ通知する。

【0019】

移動量Ｄｐ及びステア角θｓそれぞれは、前輪舵角θｆに比例するため、前輪舵角θｆを示す検出値としてＥＣＵ５０に利用される。

【0020】

後輪操舵機構３０は、例えば、ラック・アンド・ピニオン式のステアリングギアボックスである。後輪操舵機構３０は、モータ３３がモータ軸３４を回転させると、この回転に応じてラック軸３５を移動させる。これにより、後輪３１、３２が操舵される。なお、図１には、後輪３１、３２の舵角（以下、後輪舵角という）θｒがゼロ度である状態が示されている。後輪舵角θｒは、例えば−５〜＋５度の範囲内で変化する。

【0021】

モータ３３は、例えば、三相誘導モータである。モータ３３は、ＥＣＵ５０から供給された電力に従って、モータ軸３４を回転させる。このモータ軸３４の回転力は、ハイポイドギアを介して、後輪操舵機構３０へ伝達される。

【0022】

モータ３３には、磁極センサ３６が取り付けられている。磁極センサ３６は、例えば３個のホールＩＣ（Integrated Circuit）を含んで構成される。この磁極センサ３６は、モータ軸３４の回転角を示すホール信号を、ＥＣＵ５０へ送信する。

【0023】

ホール信号により示される回転角は、０〜３６０度の範囲内の角度であって、モータ軸３４が３６０度以上回転する場合には、一意に定まらない。しかし、ある程度短い時間におけるホール信号の変化は、モータ軸３４の回転角の変化量と一対一に対応する。さらに、この回転角の変化量は、後輪舵角θｒの変化量（以下、舵角変化量という）θｖと一対一に対応する。そのため、ホール信号は、舵角変化量θｖを示す信号としてＥＣＵ５０に利用される。

【0024】

続いて、車速センサ４１、ヨーレートセンサ４２、及び加速度センサ４３について、図１及び図２を用いて説明する。

【0025】

図２には、ステア角θｓ、前輪舵角θｆ、及び後輪舵角θｒのすべてがゼロ度よりも大きい状態が示されている。また、図２に示される前輪舵角θｆと後輪舵角θｒとは、互いにほぼ等しい。この状態における車両１０は、前輪舵角θｆ又は後輪舵角θｒが変化しない限り、前輪舵角θｆ及び後輪舵角θｒによって決まる方向へ直進する。

【0026】

本来、車両１０が直進する場合には、図１に示されるように、前輪舵角θｆ及び後輪舵角θｒが共にゼロ度である状態が想定されている。この状態では、車両１０は、車体１１の正面方向（＋Ｘ方向）へ直進する。しかし、後輪舵角θｒがゼロ度以外の角度であるときに、車両１０を直進させようとするドライバーがステアリングホイール２３を操作した結果、図２に示される状態で車両１０が直進することがある。

【0027】

車速センサ４１は、例えばトランスミッションの出力軸に取り付けられ、この出力軸の回転角の変化量に基づいて、車両１０の速さＳｐを検出する。また、車速センサ４１は、検出した速さＳｐを、ＥＣＵ５０へ通知する。図１、２に示される状態では、車速センサ４１は、車両１０が直進する速さＳｐを検出する。

【0028】

ヨーレートセンサ４２は、例えば振動式ジャイロセンサを含んで構成される。ヨーレートセンサ４２は、車両１０の重心Ｃｇを中心として、車両１０のヨーレート（角速度）ωを検出する。また、ヨーレートセンサ４２は、検出したヨーレートωをＥＣＵ５０へ通知する。

【0029】

図１、２に示される状態では、車両１０が直進しているため、検出されるヨーレートωはほぼゼロ度／ｓ（又はｒａｄ／ｓ）である。なお、図２において、重心Ｃｇの周囲の矢印は、ヨーレートωの大きさを示さずに、ヨーレートωの回転方向のみを示している。

【0030】

加速度センサ４３は、例えば、静電容量型の２軸加速度センサである。加速度センサ４３は、車両１０の加減速により生じる加速度Ｇａのうち、Ｘ軸方向の加速度成分Ｇｘと、Ｙ軸方向の加速度成分Ｇｙとを検出する。また、加速度センサ４３は、検出した加速度成分Ｇｘ、ＧｙをＥＣＵ５０へ通知する。

【0031】

図１に示される状態では、加速度センサ４３により検出される加速度成分Ｇｙはほぼゼロｍ／ｓ^２である。また、図１、２に示されるように、車両１０が直進している状態において、加速度Ｇａの方向と加速度成分Ｇｘの方向（＋Ｘ方向）とのなす角度θａは、後輪舵角θｒに等しい。

【0032】

ＥＣＵ５０は、図３に示されるように、ラック軸２４の移動量Ｄｐ、ステア角θｓ、舵角変化量θｖ、速さＳｐ、ヨーレートω、及び加速度成分Ｇｘ、Ｇｙを取得する。また、ＥＣＵ５０は、イグニッション電源により動作する。そして、ＥＣＵ５０は、モータ３３へ電力を供給することにより、後輪舵角θｒを制御する。

【0033】

なお、ＥＣＵ５０、移動量センサ２５、ステア角センサ２６、磁極センサ３６、車速センサ４１、ヨーレートセンサ４２、及び加速度センサ４３は、舵角検出装置１２を構成する。

【0034】

ＥＣＵ５０は、各センサの検出値を取得するインタフェース５１、マイクロプロセッサ５２、主記憶部５３、補助記憶部５４、及びモータドライバ５５を有している。

【0035】

マイクロプロセッサ５２は、各センサの検出値を、インタフェース５１を介して取得する。また、マイクロプロセッサ５２は、補助記憶部５４に記憶されるプログラム５６に従って、後述の処理を実行する。そして、マイクロプロセッサ５２は、所定のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号をモータドライバ５５へ送信する。

【0036】

主記憶部５３は、ＲＡＭ等から構成される。主記憶部５３は、補助記憶部５４に記憶されるプログラム５６をロードし、マイクロプロセッサ５２の作業領域として用いられる。

【0037】

補助記憶部５４は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性メモリから構成され、プログラム５６を記憶する。また、補助記憶部５４は、マイクロプロセッサ５２の指示に従って、マイクロプロセッサ５２が利用するデータをマイクロプロセッサ５２に供給し、マイクロプロセッサ５２から供給されたデータを記憶する。

【0038】

モータドライバ５５は、マイクロプロセッサ５２から送信されたＰＷＭ信号に従って、所定の電力をモータ３３へ供給する。

【0039】

続いて、マイクロプロセッサ５２の構成について、図４を用いて説明する。マイクロプロセッサ５２は、後輪舵角算出部５２１、現在舵角算出部５２２、記憶処理部５２３、目標舵角演算部５２４、及びモータサーボ制御部５２５を有している。

【0040】

後輪舵角算出部５２１は、移動量Ｄｐ、ステア角θｓ、ヨーレートω、速さＳｐ、及び加速度成分Ｇｘ、Ｇｙを、取得する。後輪舵角算出部５２１は、取得した検出値に基づいて、車両１０が直進している状態が検出された場合に、角度θａを算出する。そして、後輪舵角算出部５２１は、算出した角度θａを、後輪舵角θｒとして現在舵角算出部５２２へ通知する。

【0041】

現在舵角算出部５２２は、舵角変化量θｖを取得する。現在舵角算出部５２２は、通知された後輪舵角θｒに舵角変化量θｖを順次加算することにより、現在の後輪舵角（以下、現在舵角という）θｃを算出する。そして、現在舵角算出部５２２は、現在舵角θｃを、記憶処理部５２３及びモータサーボ制御部５２５へ通知する。

【0042】

また、現在舵角算出部５２２は、記憶処理部５２３から現在舵角θｃを取得する。例えば、イグニッション電源がＥＣＵ５０に供給された直後には、後輪舵角算出部５２１から後輪舵角θｒが通知されない。このときに、現在舵角算出部５２２は、記憶処理部５２３から取得した現在舵角θｃに、舵角変化量θｖを順次加算することで、現在舵角θｃを新たに算出する。

【0043】

記憶処理部５２３は、イグニッション電源の供給が終了する直前に、現在舵角算出部５２２から取得した現在舵角θｃを、補助記憶部５４に記憶させる。これにより、補助記憶部５４に記憶される現在舵角θｃは、イグニッション電源の供給が終了するたびに更新される。また、イグニッション電源がＥＣＵ５０に供給された直後に、記憶処理部５２３は、補助記憶部５４から現在舵角θｃを読み出して、現在舵角算出部５２２へ通知する。

【0044】

目標舵角演算部５２４は、ステア角θｓ及び速さＳｐをインタフェース５１から取得する。そして、目標舵角演算部５２４は、取得した検出値に基づいて、後輪舵角θｒの目標値（以下、目標舵角という）θｔを求め、モータサーボ制御部５２５へ通知する。

【0045】

モータサーボ制御部５２５は、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御を実行する。具体的には、モータサーボ制御部５２５は、現在舵角θｃ及び目標舵角θｔに基づいて所定のＰＷＭ信号を生成して、モータドライバ５５へ送信する。

【0046】

続いて、後輪舵角算出部５２１により実行される後輪舵角検出処理について、図５を用いて説明する。

【0047】

まず、後輪舵角算出部５２１は、速さＳｐが閾値以上で、かつ前輪舵角θｆが一定で、かつヨーレートωがゼロ度／ｓであるか否かを判定する（ステップＳ１）。これにより、車両１０が直進している状態であるか否かが判定される。

【0048】

具体的には、速さＳｐが３０ｋｍ／ｈ以上であるときに、後輪舵角算出部５２１は、速さＳｐが閾値以上であると判定する。

【0049】

また、ステア角θｓの変化幅が、過去３秒間に渡って１度以下の場合に、後輪舵角算出部５２１は、前輪舵角θｆが一定であると判定する。

【0050】

また、ヨーレートωの大きさが１度／ｓ（＝０．０１７ｒａｄ／ｓ）よりも小さいときに、後輪舵角算出部５２１は、ヨーレートωがゼロ度／ｓであると判定する。

【0051】

ステップＳ１の判定が否定された場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、後輪舵角算出部５２１は、ステップＳ１の処理を繰り返す。

【0052】

ステップＳ１の判定が肯定された場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、後輪舵角算出部５２１は、速さＳｐを時間微分することにより、加速度Ｇａの大きさを算出する（ステップＳ２）。

【0053】

次に、後輪舵角算出部５２１は、加速度Ｇａの方向を示す角度θａを算出する（ステップＳ３）。具体的には、後輪舵角算出部５２１は、加速度センサ４３により検出された加速度成分Ｇｘと、ステップＳ２で算出した加速度Ｇａの大きさとを用いて、以下の式（１）に基づいて角度θａを算出する。なお、｜Ｇａ｜は、加速度Ｇａの大きさを表す。

【0054】

【数1】

【0055】

次に、後輪舵角算出部５２１は、算出された角度θａを、後輪舵角θｒとして現在舵角算出部５２２へ出力する（ステップＳ４）。その後、後輪舵角算出部５２１は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。

【0056】

以上説明したように、本実施形態にかかる舵角検出装置１２は、後輪操舵機構３０と機械的に接続されない車速センサ４１及び加速度センサ４３の検出値に基づいて、後輪舵角θｒを検出した。これにより、後輪操舵機構３０とセンサ類（例えば車速センサ４１や、加速度センサ４３、ポテンショメータ等）とを機械的に接続する構成が不要となり、舵角検出装置１２の機械的構造を簡素化することができる。

【0057】

また、車速センサ４１は、スピードメータを備える一般的な自動車等の構成要素である。また、加速度センサ４３は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）やトラクション制御システム等に用いられる。したがって、舵角検出装置１２は、種々のシステムが有する既存の車速センサ４１及び加速度センサ４３を利用することで、製造コストを抑えることができる。

【0058】

また、舵角検出装置１２は、ヨーレートセンサ４２の検出値に基づいて、車両が直進している状態を検出した。ヨーレートセンサ４２は、横滑り防止システム等に用いられる。したがって、舵角検出装置１２は、横滑り防止システム等が有する既存のヨーレートセンサ４２を利用することで、製造コストを抑えることができる。

【0059】

また、舵角検出装置１２は、ステア角センサ２６の検出値に基づいて、車両が直進している状態を検出した。ステア角センサ２６は、ステアリング制御システム等に用いられる。そのため、舵角検出装置１２は、ステアリング制御システム等が有する既存のステア角センサ２６を利用することで、製造コストを抑えることができる。

【0060】

また、現在舵角算出部５２２は、後輪舵角θｒ及び舵角変化量θｖに基づいて、現在舵角θｃを算出した。これにより、舵角検出装置１２は、車両１０が直進していない時にも、後輪３１、３２の舵角を検出することができる。

【0061】

また、現在舵角算出部５２２が算出した現在舵角θｃと、後輪３１、３２の実際の舵角との間に誤差が生じることがある。この誤差は、例えば、イグニッション電源がＥＣＵ５０に供給されていない間に、外力によって発生する。しかし、後輪舵角θｒが通知された場合に、現在舵角算出部５２２は、この後輪舵角θｒに基づいて現在舵角θｃを新たに算出した。これにより、現在舵角算出部５２２は、上述の誤差を解消して、現在舵角θｃを補正することができる。

【0062】

また、磁極センサ３６が故障した場合には、現在舵角算出部５２２が算出した現在舵角θｃと、後輪舵角算出部５２１から通知された後輪舵角θｒとの間の誤差が大きくなる。この誤差の大きさを監視することで、現在舵角算出部５２２は、磁極センサ３６の故障を検知することができる。

【0063】

また、記憶処理部５２３は、補助記憶部５４に記憶されている現在舵角θｃを更新する。これにより、イグニッション電源が供給されずに、ＥＣＵ５０が動作していないときにも、舵角検出装置１２は、現在舵角θｃを保持することができる。

【0064】

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。

【0065】

第１の実施形態に係る後輪舵角算出部５２１は、速さＳｐの時間微分を用いて、角度θａを算出した。これに対して、本実施形態に係る後輪舵角算出部５２１は、加速度センサ４３により検出された加速度成分Ｇｙを用いて、角度θａを算出する。

【0066】

本実施形態に係る後輪舵角算出部５２１は、ステップＳ１の判定が肯定された場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ステップＳ２を省略して、ステップＳ３へ移行する。

【0067】

ステップＳ３にて、後輪舵角算出部５２１は、加速度センサ４３により検出された加速度成分Ｇｘ、Ｇｙを用いて、以下の式（２）に基づいて、角度θａを算出する。

【0068】

【数2】

【0069】

以上説明したように、本実施形態に係る舵角検出装置１２は、加速度成分Ｇｙを用いて角度θａを算出した。加速度成分Ｇｙを検出する加速度センサ４３は、横滑り防止装置等に用いられる。したがって、舵角検出装置１２は、横滑り防止システム等が有する既存の加速度センサ４３を利用することで、製造コストを抑えることができる。また、速さＳｐの時間微分を求める処理を省き、計算負荷を軽くすることができる。

【0070】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。

【0071】

例えば、後輪舵角算出部５２１は、速さＳｐの時間微分（｜Ｇａ｜）と、加速度成分Ｇｙとを用いて、以下の式（３）に基づいて角度θａを算出してもよい。

【0072】

【数3】

【0073】

例えば、第１の実施形態に係る加速度センサ４３は、加速度成分Ｇｘ、Ｇｙを検出する２軸加速度センサであったが、加速度成分Ｇｘのみを検出する１軸加速度センサであってもよい。

【0074】

例えば、第１、第２の実施形態に係る加速度センサ４３は、Ｘ軸方向やＹ軸方向の成分を検出したが、これには限られない。例えば、Ｘ軸方向やＹ軸方向以外の任意の２方向の成分を検出し、これらに簡単な線形変換を施すことで、実質的に加速度成分Ｇｘ、Ｇｙを得ることもできる。

【0075】

例えば、第１、第２の実施形態に係る後輪舵角算出部５２１は、ヨーレートω及び前輪舵角θｆに基づいて、車両１０が直進している状態を検出したが、これには限られない。例えば、前輪２１、２２及び後輪３１、３２それぞれの車輪速を計測する車輪速センサを車両１０が備える場合に、後輪舵角算出部５２１は、車輪速センサの出力がすべて等しいときに、車両１０が直進していると判定してもよい。

【0076】

例えば、第１、第２の実施形態に係る後輪舵角算出部５２１は、ステップＳ２において、ステア角θｓの推移に基づいて、前輪舵角θｆが一定であるか否かを判定した。これには限られず、後輪舵角算出部５２１は、移動量Ｄｐの推移に基づいて、ステップＳ２の判定を行ってもよい。

【0077】

また、車両１０が直進している状態において、後輪舵角θｒは比較的小さい。この状態では、アッカーマン機構により生じる左右の舵角の差も小さくなる。そこで、理解を容易にするため、上記実施形態の説明では、前輪２１、２２、及び後輪３１、３２は、左右で同一の舵角を有するものと想定した。しかしながら、左右の舵角の差が生じた場合であっても、後輪３１、３２それぞれの舵角と、角度θａとはほぼ一対一に対応するため、舵角検出装置１２は、後輪３１、３２の舵角を検出することができる。

【0078】

上記実施形態に係る舵角検出装置１２の機能は、専用のハードウェアによっても、また、通常のコンピュータシステムによっても実現することができる。

【0079】

上記実施形態において、補助記憶部５４に記憶されているプログラム５６は、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（CompactDiskRead-OnlyMemory）、ＤＶＤ（DigitalVersatileDisk）、ＭＯ（Magneto-Opticaldisk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラム５６をコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する装置を構成することとしてもよい。

【0080】

また、プログラム５６は、全部又は一部をサーバ装置上で実行させ、プログラム５６により実行される処理に関する情報を、通信ネットワークを介して送受信しながら、上述の処理を実行することとしてもよい。

【0081】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明の舵角検出装置、舵角検出方法、及びプログラムは、車両の後輪の舵角を制御するシステムに適している。

【符号の説明】

【0083】

１０ 車両
１１ 車体
１２ 舵角検出装置
２０ 前輪操舵機構
２１、２２ 前輪
２３ ステアリングホイール
２４ ラック軸
２５ 移動量センサ
２６ ステア角センサ
３０ 後輪操舵機構
３１、３２ 後輪
３３ モータ
３４ モータ軸
３５ ラック軸
３６ 磁極センサ
４１ 車速センサ
４２ ヨーレートセンサ
４３ 加速度センサ
５０ ＥＣＵ
５１ インタフェース
５２ マイクロプロセッサ
５３ 主記憶部
５４ 補助記憶部
５５ モータドライバ
５６ プログラム
５２１ 後輪舵角算出部
５２２ 現在舵角算出部
５２３ 記憶処理部
５２４ 目標舵角演算部
５２５ モータサーボ制御部
θａ 角度
θｃ 現在舵角
θｆ 前輪舵角
θｒ 後輪舵角
θｓ ステア角
θｔ 目標舵角
θｖ 舵角変化量
ω ヨーレート
Ｃｇ 重心
Ｇａ 加速度
Ｇｘ、Ｇｙ 加速度成分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】