JP4668181B2 - 二進数列の判別によるステアリングホイールの絶対角度位置の判定 - Google Patents

Description

本発明は、自動車両のステアリングホイールの前記車両のシャーシに対する絶対角度位置を判定する方法に関する。

主に一体型シャーシ制御システムや電動パワーステアリングシステムのような多くの用途では、ステアリングホイールのシャーシに対する絶対角度位置を知る必要がある。
絶対角度位置とは、いずれの所与の時点においても、基準位置からステアリングホイールの位置までを隔てる角度を意味し、この基準位置は固定であり、シャーシに対して設けられている。

一方、相対角度位置とは、任意の初期位置からステアリングホイールの位置までを隔てる角度であり、シャーシに対して可変である。
ステアリングホイールの絶対角度位置を判定するためには、同一車軸上にある車輪の速度差の測定値を用いるという方法が知られている。実際、車両が直線または曲線軌跡を辿っているときには、車輪の各々の軌跡は曲率中心が同一であるので、この速度差および角度位置間の全単射関係を確立することができる。このようにした場合に生ずる問題の１つに、絶対角度位置は、車両の運転状態に依存するため、得られる精度が低いことが挙げられる。

更に、ステアリングホイールの角度位置の変化量測定装置が知られており、これはステアリングホイールの相対角度位置を高い精度で得ることができる。しかしながら、絶対角度位置を得るためには、少なくとも１つの基準位置の決定を検討する必要がある。このような手法は、例えば、特許文献１に記載されている。これらの装置には、基準角度位置を検出できるのが１回転毎に１回のみであり、運転条件によっては、かなりの時間量の後、したがって、車両がかなりの距離を走行した後でなければ、絶対角度位置を判定できないという１つの不都合がある。

最後に、本願を提出した時点では未公開であった特許文献２から、ステアリングホイールの絶対角度位置を判定するシステムが知られている。該システムは、
ステアリングホイールと共に回転するようになされたエンコーダであって、同軸である主要多極トラックと、いわゆる「トップ・ターン」多極トラックとを備え、前記トップ・ターン・トラックがＭ個の角度方向に分散した特異点を有する、前記エンコーダと、
前記エンコーダに対して同エンコーダから隙間を隔てた距離に配置された固定センサであって、前記エンコーダの角度位置を表す、２つの直交する方形位置信号Ａ，Ｂと、エンコーダの１回転当たりＭ個のパルスの形態にあるトップ・ターン信号Ｃとを出力可能な電子回路を含み、前記Ｍ個の特異点が角度方向に分散されており、前記トップ・ターン信号Ｃは、信号Ａおよび信号Ｂと組み合わされて、それぞれが前記エンコーダの少なくとも１つの絶対角度位置を表す一意の二進数列を含む二進パターンを規定するように構成されている、固定センサと、
前記信号Ａ，Ｂ，Ｃを処理する装置であって、初期位置から、前記エンコーダの角度位置の変動を判定可能な計数手段を含む、装置と、
前記車両の同じ車軸上にある車輪の速度差を分析する装置であって、前記速度差に応じてステアリングホイールの絶対角度位置の推定値を決定し得る、装置と、
を備える。

この文献の目的は、一意の二進数列を検出することによって、信号ＡおよびＢから得ら
れる相対角度位置を位置決めし直して、絶対角度位置を得ることである。
前述のシステムのこの用法には、再度位置決めを行うのは、完全な一意の二進数列を検出した後であり、この検出にはステアリングホイールの十分な大きさの回転、通常、初期位置から３０゜〜７５゜の回転を必要とするという制約がある。したがって、これでは、位置決めが十分速く行われない運転状況となる。これは、特に、直線において車両を始動する場合、高速時（例えば、自動車道路上における１００〜１３０ｋｍ／ｈ）において論理制御装置内で電力線の分断がある場合、または、例えば、±２０゜以上のステアリングホイールの回転を必要としない非常に広い曲率半径の曲がり角で車両を始動する場合に当てはまる。
欧州特許第ＥＰ−１，１６７，９２７号 フランス国特許第ＦＲ−０２１２０１３号

本発明は、前述の問題を解消するにあたり、いずれの運転条件の下であっても、ステアリングホイールの絶対角度位置をより速く、しかも最適な精度で判定することを可能にする、ステアリングホイールの絶対角度位置判定方法を提供することを目的とする。

この目的のために、本発明は、自動車両のステアリングホイールの当該車両のシャーシに対する絶対角度位置θを判定する方法を提供する。該方法は、
ステアリングホイールと共に回転するように設定されているエンコーダであって、同軸である主要多極トラックと、いわゆる「トップ・ターン」多極トラック（１ｂ）とを備え、前記トップ・ターン・トラックはＭ個の角度方向に分散した特異点を含む、前記エンコーダと、
エンコーダに対して、該エンコーダから隙間を隔てた距離に配置された固定センサであって、エンコーダの角度位置を表す、直交する２つの方形ディジタル位置信号Ａ，Ｂと、エンコーダの回転毎にＭ個のパルスの形態にあるトップ・ターン信号Ｃとを発生可能な電子回路を備え、前記関連するＭ個の特異点は角度方向に分散され、前記トップ・ターン信号Ｃは、前記信号ＡおよびＢと組み合わされて、１回転または１回転の内の１セクタにおいて一意の二進数列を含む二進パターンを規定するように構成され、一意の二進数列の各々が、前記回転またはセクタにおける前記エンコーダの少なくとも１つの絶対角度位置を表す、固定センサと、
信号Ａ，Ｂ，Ｃを処理するための装置であって、初期位置からの、エンコーダの角度位置の変動を判定可能な計数手段を備える、装置と、
車両の同一車軸上にある車輪の速度差を分析する装置であって、前記速度差に応じて、ステアリングホイールの絶対角度位置の推定値を決定し得る、装置とを備えるシステムによって、前記判定を行う。

前記方法は、
分析装置によって、ステアリングホイールの絶対角度位置の少なくとも１つの推定値θ^＊を判定し、
発生した信号Ａ，Ｂ，Ｃに対応する前記二進数列を生成し、
二進数列が一意であるかを判定し、
二進数列が一意であれば、推定値θ^＊が、あるセクタにおいて二進数列が一意である場合、エンコーダの絶対角度位置を判別し、一意の二進数列に対応するステアリングホイールの絶対角度位置θ_２を判別することを可能にするかを検査し、
二進数列が一意でなければ、推定値θ^＊が、二進数列に対応するステアリングホイールの絶対角度位置θ_３を判別することを可能にするかを検査する
ことを意図した初期プロセスを含む。

前記方法において、角度位置θ_２およびθ_３を判定する前に、推定値θ^＊を絶対角度位置θとして用い、次いで、角度位置θ_２またはθ_３の一方が得られたとき、前記角度位置を初期角度位置θ_０として用い、この初期位置に基づいて、信号Ａ，Ｂによって絶対角度位置θの変動を判定する。

本発明の更に別の目的および利点は、添付図面を参照しながら生成した以下の説明において明白となろう。

本発明は、ステアリングホイール２と結合関係に設定されたエンコーダ１と、このエンコーダ１が発生するパルスを検出することができる固定センサ５とを備えるシステムによって、自動車両のステアリングホイール２の当該車両のシャーシに対する絶対角度位置θを判定する方法に関する。本方法は、この目的のために設けられ、車両の専用論理制御装置内に実装されているか、またはセンサ内に組み込まれたホスト論理制御装置において実施することができる。

図２を参照すると、ステアリングコラム３を含むステアリングシステムが示されている。ステアリングコラム３の上に、図１に示すようなエンコーダ１が、コラム３およびエンコーダ１の回転が確実に一体となるように、取り付けられている。周知のように、コラム３にはステアリングホイール２が連動し、これによって運転者はトルク、したがってステアリングロック角を与える。更に、コラム３は、ステアリングロック角を車両の回転車輪に伝えるように構成されている。この目的のために、車輪は、ラックピニオンによってコラム３に機械的に連結されて、ステアリングコラム３の回転運動を、車輪の角度的変位に変換する。また、車輪をコラム３から切り離すこともできる。この後者の場合、エンコーダ１は、直接ステアリングホイール２の一部と連動することができる。

ステアリングホイール２は、車輪が一直線上に並ぶ「直線」位置のいずれの側でも、数回、通常では２回の回転が可能なように構成されている。
また、ステアリングシステムは、自動車両のシャーシに固着されている固定要素４も備える。センサ５は、センサの感応素子がエンコーダ１に対してエンコーダ１から隙間を隔てた距離に配置されるように、前記要素に結合されている。

エンコーダ１の、したがってステアリングホイール２の固定要素４に対する、したがってシャーシに対する絶対角度位置を判定するために、エンコーダ１は、主要多極トラック１ａと、いわゆる「トップ・ターン」多極トラック１ｂとを備える。主要多極トラック１ａとトップ・ターン多極トラック１ｂとは同軸状となっている。トップ・ターン・トラック１ｂは、Ｍ個の角度方向に分散した特異点１ｂ１を有する（Ｍ＞１）。

特定的な一例では、エンコーダ１は、磁気多極リングによって形成され、磁気多極リングの上には、多数のＮ極およびＳ極の対が磁化され、一定の角度幅で均等に分散して配置されており、主要トラック１ａおよびトップ・ターン・トラック１ｂを形成している。トップ・ターン・トラック１ｂの磁気特異点１ｂ１は、磁気遷移が他方とは異なる２つの隣接する極によって形成される。

図１に示す実施形態によれば、リングの内側に配された主要トラック１ａおよびリングの外側に配されたトップ・ターン・トラック１ｂは、２５個の極の対１ｃを備え、トップ・ターン・トラック１ｂの極の対１ｃは、主要トラック１ａのそれに対して、値φの位相遅れを有する。

各特異点１ｂ１は、１つの極の対１ｃによって形成され、これらの極の幅は、極が、主要トラック１ａの対応する極に対して−φだけ位相がずれるように配置されている。このため、信号パルスＣは、主要トラック１ａとトップ・ターン・トラック１ｂとの間の位相遅れの逆転の検出に対応する。

更に、センサ５は、少なくとも３つの感応素子を有する電子回路を含み、その内の少なくとも２つは、主要トラック１ａに対して位置付けられており、少なくとも１つは、トップ・ターン・トラック１ｂに対して位置付けられている。

特定的な一例では、感応素子は、ホール効果プローブ、磁気抵抗、および巨大磁気抵抗のうちから選択される。
用いるセンサ５は、主要トラック１ａに対して配された感応素子による、２つの直交する電気信号Ｓ１，Ｓ２と、トップ・ターン・トラック１ｂに大して配された感応素子による電気信号Ｓ３とを出力することができる。

信号Ｓ１，Ｓ２を整合した多数の感応素子から得る原理は、例えば、本出願人が出願したフランス国特許第ＦＲ−２，７９２，４０３号に記載されている。
しかしながら、信号Ｓ１，Ｓ２を出力することができる感応素子を含むセンサ５も公知である。

信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づいて、電子回路は、直交する方形ディジタル位置信号Ａ，Ｂと、エンコーダの１回転当たりＭ個の電気パルスの形態にあるトップ・ターン信号Ｃとを出力することができる。

ディジタル信号Ａ，Ｂ，Ｃを得る原理、ならびに、磁気特異性１ｂ１の異なる実施態様は、フランス国特許第ＦＲ−２，７６９，０８８号および欧州特許第ＥＰ−０，８７１，０１４号に記載されている。

本発明の一実施形態によれば、前述の電子回路は、例えば、本出願人によるフランス国特許第ＦＲ−２，７５４，０６３号に記載されている形式の補間器も備え、出力信号の分解能を高めることができる。即ち、エンコーダ１の角度位置の１゜未満の分解能を得ることができる。

センサ５は、シリコン基板、または同様の、例えば、ＡｓＧａ上に組み込み、特定用途に合わせてカスタマイズした集積回路を形成することもできる。そのような集積回路は、ＡＳＩＣという名称で表記されることもある回路であり、その特定的な目標に全体的または部分的に応じて設計された集積回路を指す。

磁気エンコーダ／センサ構造体に関して説明を行うが、光学センサを用いて本発明を同様に実施することも可能である。例えば、エンコーダ１は、金属またはガラス・トラッキング・パターンによって形成し、このパターンの上に主要トラック１ａおよびトップ・ターン・トラック１ｂを彫り込んで、光学パターンを形成することもできる。この光学パターンは、前述の多極磁気パターンと同様であり、この場合、感応素子は光検出器によって形成される。

また、判定システムは、信号Ａ，Ｂ，Ｃ用の処理装置６も備える。処理装置６は、初期位置からのエンコーダ１の角度位置の変動を判定可能な計数手段を有する。本発明の実施形態の一例では、計数手段はレジスタを有する。このレジスタにおいて、角度位置の値が、検出される信号Ａおよび信号Ｂの波頭数に応じて増減され、初期値は、システムを作動させるときに、例えば、０に固定される。こうして、処理装置は、エンコーダ１の初期位
置に対する相対的な位置を判定することが可能となる。

また、判定システムは、車両の同一車軸上にある車輪の速度差を分析する装置も備え、前記速度差に応じて、ステアリングホイール２の絶対角度位置の推定値を決定することができる。

ステアリングホイール２の絶対角度位置を得るためには、トップ・ターン・トラック１ｂの特異点１ｂ１を特定的に分散させたエンコーダ１を用いることが考えられてきた。
図１に示す本発明の実施形態では、トップ・ターン・トラック１ｂの１０個の特異点１ｂ１の角度方向の分散配置は、１回転する間に、信号Ｃならびに信号Ａ，Ｂを用いることによって得られる二進パターン０００００１０００１１０１００１１１００１０１１によって表すことができる。ここで、数値１は、特異点１ｂ１に対応する１対の極におけるトップ・ターン・インパルスの検出に対応し、数値０はそのような検出がないことを表す。

この二進パターンによって、エンコーダ１の初期位置および回転方向に応じて、エンコーダ１の１回転における位置を明確に判定するように読み取られる０および１の数値の状態を確立することができる。１回転におけるエンコーダ１の絶対位置を判定することを可能にするこの０および１の連続を、残りの説明では、一意の二進数列と呼ぶ。

したがって、Ｍ個の特異点１ｂ１は、信号Ｃが、信号Ａおよび信号Ｂと組み合わされて、一意の二進数列を規定し、各二進数列が１回転におけるエンコーダ１の絶対角度位置を表すように、エンコーダ１上において角度方向に分散されている。即ち、この絶対角度位置は、エンコーダの「直線」位置（矢印８）に対して定義することができる。直線位置は、０゜に等しい角度位置に対応する。

図示しない代替実施形態では、二進パターンが、予め規定してあるような、一意の二進数列を備えている回転セクタを含むことも予見することができる。したがって、これら一意の二進数列は、各々、関連するセクタにおけるエンコーダ１の絶対角度位置を表す。

本発明による判定方法は、初期プロセスを備えており、ここでは少なくともステアリングホイールの絶対角度位置の推定値θ^＊を分析装置によって判定する。
これを行うために、地面と車輪との間の摩擦が無視できると仮定すると、角度位置θ^＊と車輪の速度差との間には、全単射関係がある。この摩擦は、非駆動輪について速度差の測定を行うときには特に無視できるが、通常の粘着作用がある場合の駆動輪でも同様である。一実施形態によれば、この関係は、以下を含むことができる最適条件において車両について得られた測定値の援助によって特定される。

・平坦な領域を横切る車両の移動
・安定した車両速度
・ステアリングホイールのゆっくりとした回転
・公称タイヤ圧力
・乾燥した地面
これらの条件では、例えば、３次の多項式関係を確立することができ、速度差に応じて角度位置θ^＊を推定することが可能となる。分析装置内でこの関係を用いることによって、いずれの時点でも、測定した速度差にしたがって、角度位置θの推定値θ^＊を得ることができる。この目的のため、同一車軸上にある左車輪の速度Ｖ_ｇおよび右車輪の速度Ｖ_ｄをそれぞれ、分析装置に入力する。分析装置は、速度差を得るように構成されている計算手段を含む。

図３に示すアルゴリズムでは、２つの推定値、即ち、大まかな推定値θ^＊ _２および精細
な推定値θ^＊ _３の決定を意図しており、これらの推定値は、それぞれ、一定の運転条件Ｒ_２，Ｒ_３に関係するときに得られる。大まかな推定値θ^＊ _２は、通常、回転、すなわちステアリングホイールが位置する回転のセクタを判定するために用いられる。精細な推定値θ^＊ _３は、一意の二進数列が完全に生成される前にステアリングホイールの絶対角度位置を判定するために用いられる。しかしながら、このプロセスは、角度位置θ_２およびθ_３を判定するための十分な精度を有する単一の推定値θ^＊を用いて実施することもできる。

また、初期プロセスは、エンコーダ１の角度位置の変動を計数し（ステップＥ）、トップ・ターンを検出する（ステップＦ）ことによって、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃに対応する二進数列を生成すること（ステップＧ）も意図している。例えば、図１における矢印７が示す位置において開始して数列を生成すると、１、次いで１０、次いで１００、次いで１００１、次いで１００１１となり、１００１１は一意の二進パターンである。図１において矢印８で表される角度位置が、この一意の二進数列に対応するエンコーダの絶対角度位置である。

本方法は、生成した二進数列が一意であるかを判定すること（検査Ｈ）を意図している。
生成した数列が一意である場合、エンコーダの絶対角度位置が分かり（ステップＩ）、数列が一意である回転、または場合によっては回転セクタを判別できるだけの十分な精度があれば直ちに、推定値θ^＊ _２（ステップＭ_２）によってステアリングホイールの角度位置θ_２を知ることができる（ステップＫ_２）。前述の例では、二進数列１００１１は、測定を行った回転での絶対位置として、「直線」位置を判定することができ、そして推定値θ^＊ _２の精度が±１８０゜未満となると直ちに、−７２０゜、−３６０゜、０゜、３６０゜、または７２０゜の間で位置を判別することができる（ステアリングホイール２が±２回完全に回転するように構成されている場合）。θ^＊ _２を判定するための運転条件Ｒ_２は、したがって、この精度を達成するために計画され、例えば、車両速度を２ｋｍ／ｈよりも速くすること、および変位時間を４００ｍｓよりも大きくすることにより、典型的な精度である±５０゜を得ることができる。

生成した数列が一意でない場合、初期プロセスは、推定値θ^＊ _３が、二進数列に対応するステアリングホイールの絶対角度位置θ_３の判別を可能にするかを検査すること（検査ｊ）を意図している。生成した二進数列が００１である場合、これはパターンにおいて４回発生し（−１０５゜、−１５゜、６０゜、１６５゜）、推定値θ^＊ _３の精度が許すならば直ちにこれらの発生の１つを有効とし（ステップＫ_１）、例えば、θ^＊ _３＝５２０゜±１５゜のとき、１６５゜での発生を有効とし、θ^＊ _３＝５２５゜となる。

本発明の一実施形態では、精細推定値θ^＊ _３を得るには、信号Ａ，Ｂから測定した角度位置（ステップＥ）と車輪の速度差から計算した角度位置との間の差の平均を繰り返し判定し、前記差を、信号（Ａ，Ｂ）から測定した角度位置に加算する（ステップＭ_３）。実際、この２点間移動平均により、車両速度が５ｋｍ／ｈよりも速い場合や、ステアリングホイール速度が２０゜／ｓよりも遅い場合というような運転条件Ｒ_３において、２秒後には±１５゜以下の精度でθ^＊ _３を得ることが可能となる。このθ^＊ _３を判定する方法は、フランス国特許出願第ＦＲ−０３３０７００２号に記載されており、その概略的な原理を以下に再掲する。

この方法では、信号Ａ，Ｂおよび速度差ΔＶ／Ｖ（ｔ_ｉ）から測定した角度位置δ（ｔ_ｉ）を、例えば、約１ｍｓの期間にわたってサンプリングする。
ステアリングホイールの角度位置の推定値θ^＊（ｔ_ｉ）は、速度差ΔＶ／Ｖ（ｔ_ｉ）の各測定値に対する計算によって、例えば、先に述べたような全単射関係によって判定する。

増分角度位置δ（ｔ_ｉ）により、経時的な角度位置θ（ｔ_ｉ）の変動を知ることができるが、前記絶対角度位置に対しては、一定の変位値(valeur offset) だけずれている。
本発明のこの実施形態による方法は、例えば、各ｔ_ｎ時点において予測することにより、この値を計算し、ベクトル

とベクトル

の平均の差を決定して、平均変位（ｔ_ｎ）差を得ることを提案する。実際、ここで変位（ｔ_ｎ）値は、コスト関数

の最小値に対応し、ｌ_ｎは、次元ｎの恒等行列である。
このように、本方法は、用いる値の個数が時とともに増加するので、統計的に全てのθ^＊（ｔ_ｎ）およびδ（ｔ_ｎ）値を用い、連続的に平均変位（ｔ_ｎ）の精度を向上させることを提案する。更に、例えば、不均一な地面のように、推定値θ^＊（ｔ_ｎ）の計算に影響を及ぼす全ての外乱はゼロに集中するものと仮定することができ、提案した統計的計算は、求める変位値に向けて急速に集束することを可能にする。

したがって、平均変位（ｔ_ｎ）差、および角度位置δ（ｔ_ｎ）を加算することによって、ステアリングホイール２の絶対角度位置の推定値θ^＊ _３（ｔ_ｎ）を繰り返し得ることができ、運転領域における障害の殆どを克服することができる。

本発明の一実施形態によれば、このプロセスを特定の運転条件下で実施するように計画することによって、絶対角度位置の判定精度を高めることができる。例えば、前述のように、運転条件Ｒ_３は、軌道に沿って到来する車両の遅延につながる外乱を制限するようなステアリングホイールの最大回転速度および推定値の精度の向上を可能にするための車両の最低速度の少なくともいずれかを含むことができる。数値例として、車両の速度限度を５ｋｍ／ｈに設定し、ステアリングホイールの速度限度を２０゜／ｓにすることができる。そして、これらの条件を少なくとも２秒間満たせば、必ずしも連続的でなくても、典型的な精度である約±５゜で推定値θ^＊ _３を得ることができる。したがって、この精度は、２５ｍ運転した後に得ることができ、５０ｍ運転した後では±２゜以内で確定することができる。

更に、この実施形態による推定値θ^＊ _３の計算により、エンコーダ１とステアリングホイール２との間における機械的な割出し不良を克服することができる。これは、それらの
不良が、変位値を計算するときに、修正されるためである。

初期プロセスに基づいて、判定プロセスでは、角度位置θ_２およびθ_３を判定する前に、推定値θ^＊、即ち、θ^＊ _３を絶対角度位置θとして用いる。この情報は、精度は低いが、非常に容易に使用できるという利点がある。加えて、運転条件Ｒ_２は運転条件Ｒ_３で挙げられているものよりも緩いので、推定値θ^＊ _２は、推定値θ^＊ _３よりも前に使用可能になる。したがって、角度位置θ_２または角度位置θ_３の一方が得られれば、前記角度位置を、初期角度位置θ_０として用いる。このように、絶対角度位置θの変動は、信号Ａ，Ｂによって、この初期角度位置θ _０ から判定され、計数手段によって連続的に前記位置が分かるようになる。

したがって、本方法は、θ_２およびθ_３の内、最初に得られる情報を用いることを意図し、これによって、全ての運転条件の下で、正確な絶対角度位置を迅速に得ることができる。即ち、ステアリングホイールの絶対角度位置は、１５ｋｍ／ｈの閾値の前に得られる。この閾値を超えると、統合シャーシ制御システムが必要となる。更に、推定値θ^＊ _２およびθ^＊ _３の精度は、運転時間と共に高くなり、これらは、殆どの場合に車輪の速度に対する道路の表面形状（つぼ穴、隆起）の影響を克服することを可能にすることに注目されたい。

概略的に、２つの旧来の状況設定について検討することができる。
・車両が始動し、走行し、運転者がステアリングホイールを十分に回転させる。θ_２はθ_３よりも前に得られる。

・車両が始動し、走行し、運転者はわずかだけ（例えば、約±７．５゜）ステアリングホイールを回転させる。θ_３がθ_２よりも前に得られる。
一つの変形例として、本方法は、初期角度位置θ_０が角度位置θ_３に基づく場合、続いて角度位置θ_２が得られるならば、これに応じて、決定した角度位置θを位置決めし直し、得られた角度位置の信頼性を向上させることも意図している。

前述の初期プロセスは、主に、判定システムを開始または再度開始するときに用いて、信号Ａ，Ｂから得られる相対角度位置を位置決めし直すことを意図している。更に、再位置決めの後にこのプロセスを繰り返し用いると、判定方法の信頼性を高めることができる。更にまた、本方法は、ベンドセンサ、加速度計またはジャイロスコープのような、他の動的な方法を用いてステアリングホイールの角度位置を推定して、実施される計算の高速化、検査、および／またはその信頼性の向上を図ることも可能である。

本発明の一実施形態によれば、本方法は、較正プロセス（図４参照）も含み、このプロセスでは、判定システムを用いる前に、エンコーダの角度位置について、ステアリングホイールの角度位置に対して、電子的な割出しが実施される。即ち、エンコーダの「直線」位置８の車両の車輪の「直線」位置に対するずれを判定することができる。このプロセスは、エンコーダを車両に搭載したときに、その角度位置誤差を相殺することを可能とし、したがってエンコーダの車輪の角度位置に対する正確な機械的な割出しを無くすることができる。

較正プロセスは、θ^＊ _２およびθ^＊ _３を判定するために用いたものよりも、時間および速度に関して更に厳しい、特定の運転条件Ｒ_４の下で、分析装置によって、ステアリングホイールの絶対角度位置の推定値θ^＊ _４を判定することを意図している。例えば、運転条件は、ステアリングホイールの角度位置の範囲を「直線」位置の周囲に限定する（例えば、直線を中心として±４５゜）こともできる。これらの条件では、例えば、θ^＊ _３を判定するための前述の方法と同じ計算方法（ステップＭ_４）を用いることによって、角度位置
θ^＊ _４を±２゜の精度で得ることができる。したがって、推定値θ^＊ _４は、他の推定値よりも得られるのが遅い。変形の１つとして、所望の較正精度によっては、推定値θ^＊ _３を推定値θ^＊ _４の代わりに用いることもできる。

次いで、推定値θ^＊ _４を、前述の方法によって規定した絶対角度位置θと比較し（ステップＬ）、エンコーダとステアリングホイールとの間の角度のずれＭ_０を推測する。実際には、推定値θ^＊ _４は、エンコーダの取付けとは無関係であり、車両の進行方向に依存する。一方、θ^＊ _２またはθ^＊ _３に応じて決定した絶対角度θは、エンコーダの取付けに依存する。したがって、エンコーダの取付けが不正確であると、エンコーダの直線位置と、該当する車両の進行方向との間にずれが生じる。これは、通常、±１５゜の間に含まれるが、それで全てではない。取付けを補正することにより、このずれを解消することができる。

この割出し(indexation)は、生産ラインの最後、または保守作業の間に行うことができ、値Ｍ_０を記憶させて、初期角度位置θ_０を判定するためにその値Ｍ_０を用いて、得られた推定値θ^＊ _２およびθ^＊ _３を補正することができる。変形例の１つとして、較正プロセスを数回、得られたＭ_０の値で実行すると、行った割出しの信頼性を高めることができる。

本発明の一実施形態によれば、較正プロセスを繰り返し実行して角度ずれＭ_ｉを得て、得られた際にこれらを用いて、車両の運転条件および特性に応じて更新するように、初期角度位置θ_０を判定することができる。このため、車輪または車軸系に関する（タイヤ圧力の変動、車軸の調整のような）障害の場合でも、信頼性高く角度θ_２およびθ_３を判定することができる。

本発明の一実施形態によれば、本発明の方法は、Ｍ_０およびＭ_ｉ間の差を判定し、この差がある閾値を上回る場合、車輪に関連する障害の存在を推定する。実際、タイヤの１つがパンクして平らになった場合、または直径が異なる車輪を装着した場合、Ｍ_ｉの値のドリフトが生じ、差［Ｍ_０−Ｍ_ｉ］が大きくなって閾値を上回り、これらの事象の検出が可能となる。この車輪に関連する障害の判定は、必要であれば、値Ｍ_ｉをフィルタ処理し、遅いドリフトまたは速いドリフトを検出し、車両を始動するときまたは安定運転段階の間に計算することによって、高精度化することができる。

変形例の１つとして、本方法は、Ｍ_０とＭ_ｉとの間の差の符号を判定し、障害による影響を受ける車輪を推定することも意図している。即ち、パンクの場合、Ｍ_０−Ｍ_ｉ＞０であると、右車輪が影響を受けており、その逆が真である場合には、左車輪が影響を受ける。

本発明にしたがって用いることができる判定システムのエンコーダであって、主要多極トラックと、トップ・ターン多極トラックとを備えるエンコーダの正面図。 ステアリングホイールの絶対角度位置を判定する装置を装備した、自動車両用ステアリングシステムの部分概略図。 本発明による判定方法における初期プロセスの一実施形態のアルゴリズムを示す図。 本発明による方法において用いることができる較正プロセスの一実施形態のアルゴリズムを示す図。

Claims (11)

1. 自動車両のステアリングホイールの該車両のシャーシに対する絶対角度位置θを判定する方法において、
   前記ステアリングホイールと共に回転するように設定され、同軸である主要多極トラック及びトップ・ターン多極トラックを含み、該トップ・ターン・トラックが角度方向に分散したＭ個の特異点を含むエンコーダを提供するためのステップと、
   前記エンコーダに対して同エンコーダから距離を隔てて配置され、電子回路を含む固定センサを提供するためのステップと、
   前記電子回路により、前記エンコーダの角度位置を表す直角位相の２つの方形ディジタル位置信号（Ａ，Ｂ）と、前記エンコーダの回転毎にＭ個のパルスの形態でトップ・ターン信号（Ｃ）とを発生するためのステップと、
   前記エンコーダを提供するステップは、前記トップ・ターン信号（Ｃ）が前記信号ＡおよびＢと組み合わされて１回転又は１回転の１セクタにおいて一意の二進数列を含む二進パターンを規定するように、前記関連するＭ個の特異点を角度方向に分散させるためのステップからなり、前記一意の二進数列の各々は、前記回転またはセクタにおける前記エンコーダの少なくとも１つの絶対角度位置を表し、
   前記信号（Ａ，Ｂ，Ｃ）を処理するための装置を提供するためのステップであって、前記装置は計数手段を含むステップと、
   前記計数手段により、初期位置からの前記エンコーダの角度位置の変動を判定するためのステップと、
   前記車両の同一車軸上にある車輪の速度差を分析するためのステップと、
   前記速度差に応じて、前記ステアリングホイールの絶対角度位置の推定値を判定するためのステップとを備え、前記方法に含まれる初期プロセスは、
   前記速度差の解析結果として、前記ステアリングホイールの絶対角度位置の推定値θ^＊を判定するためのステップと、
   発生した信号（Ａ，Ｂ，Ｃ）に対応する前記二進数列を生成するためのステップと、
   前記二進数列が一意であるか否かを判定するためのステップと、
   前記二進数列が一意であれば、前記推定値θ^＊によって、前記二進数列があるセクタにおいて一意である場合に前記エンコーダの絶対角度位置を判別して、前記一意の二進数列に対応する前記ステアリングホイールの絶対角度位置θ_２が判別可能となるか否かを検査するためのステップと、
   前記二進数列が一意でなければ、前記推定値θ^＊によって、前記二進数列に対応する前記ステアリングホイールの絶対角度位置θ_３が判別可能になるか否かを検査するためのステップとを含み、
   前記角度位置θ_２およびθ_３を判定する前に、前記推定値θ^＊を絶対角度位置θとして用い、次いで、前記角度位置θ_２またはθ_３が得られたとき、初期角度位置θ _０ に基づき前記信号（Ａ，Ｂ）によって前記絶対角度位置θの変動を判定するために、前記角度位置θ_２又はθ_３が初期角度位置θ_０として用いられることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記初期角度位置θ_０が前記角度位置θ_３に基づく場合、前記角度位置θ_２が得られたときにこれに応じて後で判定した前記絶対角度位置θの位置付けをやり直すためのステップを備えることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   前記推定値θ^＊の判定は、設定した運転条件の下で実施されることを特徴とする方法。
4. 請求項３記載の方法において、
   それぞれの設定運転条件に応じて２つの推定値θ^＊ _２およびθ^＊ _３を判定するためのステップを含み、
   大まかな推定値θ^＊ _２は、前記角度位置θ_２を判別するために用いられ、
   精細な推定値θ^＊ _３は、前記角度位置θ _３ を判別するために用いられることを特徴とする方法。
5. 請求項４記載の方法において、
   前記信号（Ａ，Ｂ）に基づいて測定された角度位置と、前記車輪の速度差に応じて計算された角度位置との平均差を繰り返し判定すると共に、前記差を前記信号（Ａ，Ｂ）に応じて測定された角度位置に加算することによって、前記精細な推定値θ ^＊ _３ を取得するためのステップを備えることを特徴とする方法。
6. 請求項１記載の方法において、
   非駆動車輪上において前記速度差を測定するためのステップを備えることを特徴とする方法。
7. 請求項１記載の方法において、
   特定の運転条件下で、前記ステアリングホイールの絶対角度位置の推定値θ^＊ _４ が前記分析装置によって判定され、
   前記推定値θ^＊ _４ が前記判定した絶対角度位置θと比較されてから、前記エンコーダと前記ステアリングホイールとの間の角度ずれ（Ｍ_０）が推測される較正プロセスを含むことを特徴とする方法。
8. 請求項７記載の方法において、
   前記較正プロセスが繰り返し実行されて、角度ずれ（Ｍ_ｉ）が取得されることを特徴とする方法。
9. 請求項８記載の方法において、
   前記初期角度位置θ _０ を判定するために前記角度ずれ（Ｍ_０）または前記角度ずれ（Ｍ_ｉ）を用いるためのステップを備えることを特徴とする方法。
10. 請求項７または８記載の方法において、
    前記Ｍ_０とＭ_ｉとの差を判定し、前記差が閾値よりも大きい場合、車輪に関連する障害があることを推測するためのステップを備えることを特徴とする方法。
11. 請求項１０記載の方法において、
    前記Ｍ_０とＭ_ｉとの差の符号を判定し、前記障害によって影響を受ける車輪を推測するためのステップを備えることを特徴とする方法。

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