JP3211434B2 - 車輛誘導制御装置 - Google Patents

車輛誘導制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車輛の進行方向を制御
するための自動横方向誘導制御装置に関するものであ
り、更に詳しくは、車輛の進行方向を制御するための自
動横方向誘導制御装置に使用される車輛制御装置の改良
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】所定の走行路に沿って走行する車輛の動
静を制御するための誘導装置は従来から種々提供されて
いる。その一例として米国特許第４，０４９，９６１号
に記載されたものがある。この特許において開示された
自動車用自動誘導制御装置は光レーザー送受信装置を備
えている。道路のセンターラインと平行する単一の道ま
たは道路のセンターラインを挟んで対向する１対の道に
沿って複数の反応体即ち反射体が所定の距離をおいて配
置されており、これらの反射体がレーザー送信機から発
せられた放射エネルギーを反射してレーザー受信機に送
りかえすようになっている。この米国特許において示さ
れるように、レーザー送信機は２つの重複するビームを
放射するようになっており、このビームは位相が相互に
１８０度ずれた正弦波により増幅変調されるようになっ
ている。レーザー受信機は、周期的振幅変動を変換しや
すいようにするために、反射された２つのビームを単一
のビームに纏めるようになっている。振幅変動は電圧に
変換され、その振幅は車輛の位置に応じたて変化するよ
うになっている。即ち、放射ビームと反射ビームとの位
相差でもって車輛と各反射体との間の相対的な位置関係
がわかるようになっている。
【０００３】操舵安定増進装置が知られており、これら
の装置においては、適正な操舵を行うために、目標操舵
状態と現実操舵状態とを比較して操舵不足や過操舵を矯
正したり、目標操舵状態と現実操舵状態とが一致するま
で車輪の操舵角を調整するようになっている。これらの
装置においては、車速と操舵輪（所謂ハンドル）入力角
δSWの双方をもとにして共通の制御装置により目標ヨー
レイトΦd'が設定されるようになっている。現実ヨーレ
イトΦa'は直接に測定されるか計算されるようになって
いる。制御装置は目標ヨーレイトと現実ヨーレートを比
較し、両者が一致する迄、操舵輪の入力角とは無関係
に、車輪の操舵角を調整するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目標ヨ
ーレートの設定は、操舵輪の入力角を必要とするが、こ
の角度はドライバーが操舵輪を所定の角度だけ回動して
初めて得られるものであるから、制御の開始には、人が
介在することになり、完全な自動化には至っていない。
【０００５】それ故に、本発明は、完全手動の操舵操作
をドライバーの所望により許容するも走行車輛の進行方
向の自動制御を人を介在させることなく実現できる自動
誘導制御装置を提供することを課題としている。
【０００６】また、本発明は、自動制御の不調を検知し
て車輛制御をドライバーに戻す装置を備えた自動誘導制
御装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の第１及び第２の課
題を解決するために講じた手段は、手動操舵入力に応じ
て車輛を操舵する手動装置とおよび手動操舵入力がなく
ても予め算出された操舵角に応じて車輛を操舵する自動
装置を備え、前記車輛は、現時点の算出された操舵角と
予め算出された操舵角または予め算出された操舵角の平
均値との差異がしきい値を超えたときに前記自動装置が
不調であると検知する不調検知装置を備えた制御機構を
有するように車輛誘導制御装置を構成し、該制御機構
は、前記自動装置の不調検知時に車輛操舵操作を自動か
ら手動に切り換えるようにしたことである。
【０００８】
【作用】上記の手段によれば、人の操作を介さずに、車
輌の操舵操作が自動装置で行われる。また、自動装置が
不調の場合には、操舵操作が自動から手動に切り替わ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【００１０】本発明は、道路に対する車輛の相対位置を
示す情報を自動的に車輛の目標操舵角δd に変換する自
動誘導制御装置に適応することが出来る。このような情
報は前述した道路脇に設置された複数の反応体から得る
ことができる。図面に示されるように、このような自動
誘導制御装置は、本発明の一部を構成するものではない
が、車輛位置検知装置１６および車速センサー３２から
情報を得るマイクロプロセッサー１２を備えることがで
きる。車輛位置検知装置１６は、車輛の前方を見る予測
装置の形態をとる。マイクロプロセッサー１２は、この
情報を用いて目標操舵角δd を算出する。以下に説明す
るが、マイクロプロセッサー１２は、本発明にもとづ
き、制御の一端を担うようになっている。
【００１１】第１図および第２図を参照する。第１図は
自動制御装置を停止しなければならないか否かを決定す
場合に依拠しなければならない一連の手順を示してお
り、第２図は本発明の第１実施例によるステアリングサ
ーボメカニズム１８を示す。ステアリングサーボメカニ
ズム１８はマイクロプロセッサー１２の出力即ち目標操
舵角δd を受けて、図示しない車輛の操舵を司る。ステ
アリングサーボメカニズム１８は、車輪７１０に連結さ
れた各車軸７０９に連結された操舵軸７０８を含む公知
のパワーステアリング装置の部品ないし要素を備える。
操舵軸７０８にはラック部７０８ａが形成される。操舵
軸７０８は、車輛に固定されたパワーステアリングハウ
ジング７２０内において横方向に移動可能となってい
る。操舵軸７０８は、ピストン部７０８ｂを担持する。
ハウシング７２０内にはピストン部７０８ｂを挟んで１
対のシール部材７２１が配設されており、室７２２ａ及
び室７２２ｂがハウシング７２０内に画成される。操舵
軸７０８は、室７２２ａ及び室７２２ｂの幅の範囲内で
は、ハウシング７２０内を自由に移動できる。ステアリ
ングサーボメカニズム１８は、また、操舵輪７１１に連
結された公知のピニオン７０７を備える。ピニオン７０
７はラック部７０８ａと噛合する。公知のパワーステア
リングバルブ７１４がピニオンン７０７および操舵軸７
１２に連結されている。
【００１２】パワーステアリング流路回路７１６は、オ
イルポンプ７１７、オイルリザーバー７１８およびアキ
ュムレーター７１６を備える。配管７３１および７３２
は、公知の２位置ソレノイドバルブ７１５並びに配管７
３５および７３６を介して、夫々、ポンプ７１７および
リザーバー７１８をパワーステアリングバルブ７１４に
連結する。通常のパワーステアリング制御時、配管７３
３および７３４はパワーステアリングバルブ７１４をピ
ストン部７０８ｂの両側に画成された室７２２ａ及び７
２２ｂに連通せしめている。すなわち、ソレノイドバル
ブ７１５が低位置にあって配管７３１および７３２を夫
々配管７３５および７３６を連結せしめている時、パワ
ーステアリングバルブ７１４は、操舵輪７１１の回転方
向およびその度合（角度）に応じて配管７３３および７
３４への流量を制御するようになっている。かような形
式のパワーステアリングは従来から提供されている。
【００１３】従って、操舵輪７１１が回転されると、操
舵軸７０８は、ラック部７０８ａと係合しているピニオ
ン７０７の回転により、横方向に移動する。更に、室７
２２ａ及び７２２ｂの一方および他方が夫々ポンプ７１
７およびリザーバー７１８に連結されているので、一方
の室の圧力が増加して操舵軸７０８は横方向に移動す
る。操舵軸７０８が横方向に移動すると、操舵輪７１１
の入力角δswに応じて車輪７１０が旋回して車輛を操舵
することになる。注意すべきは、２位置ソレノイドバル
ブ７１５自体は公知であるが、この２位置ソレノイドバ
ルブ７１５を従来のパワーステアリングに利用すること
は従来は知られていなかったものである。
【００１４】実際問題として、２位置ソレノイドバルブ
７１５は既存のパワーステアリングには必要な要素では
ない。かくして、従来のパワーステアリング装置におい
ては、ポンプ７１７およびリザーバー７１８は直接にパ
ワーステアリングバルブ７１４に接続され、パワーステ
アリングバルブ７１４が、操舵輪７１１からの操舵角入
力に応じたパワーステアリング制御をなすために、ポン
プ７１７およびリザーバー７１８の室７２２および７２
２ｂとの接続関係を制御することになる。
【００１５】ステアリングサーボ装置１８は更に操舵稈
７１２に印加されたトルクＴS を検出するトルクセンサ
ー７０４と、操舵稈７１２および操舵輪７１１の回転角
δswを検出する公知の操舵角センサー７０５を備える。
操舵稈７１２は操舵軸７０８およびピニオン７０７を介
して車輪７１０に直接的に連結されており、また、ラッ
ク部７０８ａ・ピニオン７０７間のギャー比は概知であ
ることから、操舵角センサー７０５が操舵輪７１１の回
転角を示す操舵角δswを出力したとき実際に車輪７１０
が回転した角度たる現実操舵角δa を知ることが出来
る。双方のセンサー７０４および７０５の出力はマイク
ロコントローラー１２に受領される。
【００１６】横方向制御バルブ７１３は、ソレノイドバ
ルブ７１５ならびに配管７３１、７３２、７３７および
７３８を介して、ポンプ７１７と連通している。横方向
制御バルブ７１３は、また、配管７４１および７４２を
介して夫々室７２２ａおよび７２２ｂと連通している。
横方向制御バルブ７１３の具体的形態としては、例えば
公知の３位置ソレノイドバルブを用いることができる。
この場合、バルブが第１位置に有る時は、室７２２ａお
よび７２２ｂは夫々配管７３７および７３８と連結され
ることになり、第２位置に有る時は、その逆つまり室７
２２ａおよび７２２ｂは夫々配管７３８および７３７と
連結されることになり、第２位置に有る時は、室７２２
ａおよび７２２ｂの双方は配管７３８および７３７のい
ずれからも遮断されることになる。また、３位置ソレノ
イドバルブの代わりに、リニアソレノイドバルブや複数
の２位置オン・オフバルブを用いることが出来る。横方
向制御バルブ７１３は、バルブ制御装置７０１を介して
マイクロコントローラー１２の統制下にある。バルブ制
御装置７０１は、別途説明するが、事実上、マイクロコ
ントローラー１２の一部を構成している。
【００１７】作動時、マイクロコントローラー１２は、
横方向制御バルブ７１３およびソレノイドバルブ７１５
の双方の位置を制御する。第１図に示すフロチャートを
参照すると、マイクロコントローラー１２は、まず最初
に、予測センサー１６からの横方向に関する情報の有無
を調べる。この情報を受領していない場合、例えば、車
輛が自動化された道路上を走行していないことに伴い道
路上の車輛の位置を検出するシステムが作動しておらず
従って横方向に関する情報が出力されていない場合、マ
イクロコントローラー１２は復帰スプリング７１５ａの
付勢力に抗してソレノイドバルブ７１５をその低位置に
変移せしめる。この位置においては、ポンプ７１７およ
びリザーバ７１８はパワーステアリングバルブ７１４に
連結され、横方向制御バルブ７１３とポンプ７１７およ
びリザーバ７１８から遮断される。かくして、ポンプ７
１７およびリザーバ７１８はパワーステアリングバルブ
７１４を介して室７２２ａおよび７２２ｂの双方に連結
され、ドライバーの操舵輪７１１の操作に応じた通常の
パワーステアリングがなされる。
【００１８】もし横方向に関する情報が受領されていた
場合、トルクセンサー７０４で検出された操舵軸トルク
ＴS は、閾トルク値Ｔｏと比較される。自動制御中、ド
ライバーは操舵輪７１１に触れることはなく、操舵輪７
１１および操舵稈７１２の全ての回転は、バルブ７１３
を介してコントローラー１２によってなされるラック７
０８ａの横方向移動およびピニオン７０７の回転に依拠
している。操舵輪７１１の質量やピニオン７０７の回転
時の操舵稈７１２と支持部材との間の摩擦に起因してわ
ずかな操舵軸トルクＴS が検出されることがある。しか
しながら、ドライバーが操舵輪７１１を回転して操舵入
力を付与すれば大きな操舵軸トルクＴSが発生する。も
しセンサー７０５で検出された操舵軸トルクＴS が自動
制御により予測された最大値即ち閾トルク値Ｔｏを越え
ていれば、ドライバーは通常のパワーステアリング操作
を試みていることが明白となる。従って、かような場
合、ソレノイドバルブ７１５は、ポンプ７１７およびリ
ザーバ７１８をパワーステアリングバルブ７１４に連結
することにより、コントローラー１２によって、そのま
まの状態に保持されるか低位置に復帰させられ、操舵輪
７１１へのドライバーの入力に応じた通常のパワーステ
アリング制御がなされる。
【００１９】最後に、ＴS ≦Ｔｏの場合、第２図に示さ
れるように、復帰スプリング７１５ａの付勢力によりソ
レノイドバルブ７１５は高位置への変移が許容される。
ポンプ７１７およびリザーバー７１８は横方向制御バル
ブ７１３と連結され、パワーステアリングバルブ７１４
は遮断される。自動ステアリングはマイクロプロセッサ
ー１２によってなされる。このマイクロプロセッサー１
２は、目標操舵角δd（その算出方法は既に論じた）に
応じた操舵軸７０８および車輪７１０の横方向移動を生
じせしめるために、ポンプ７１７およびリザーバー７１
８と室７２２ａおよび７２２ｂとの連結を制御を介して
バルブ７１３の位置を制御する。図示された装置におい
ては、ラック部７０８ａはピニオン７０７を介して操舵
稈７１２に連結されているので、バルブ７１３およびパ
ワーステアリング流路回路７４０を介したコントローラ
ー１２による操舵軸７０８の横方向移動により、操舵稈
７１２が回転する。操舵角センサー７０５の出力は常に
車輪７１０の現実操舵角δa に対応する。かくして、操
舵角センサー７０５により、マイクロコントローラー１
２は常時車輪の現実操舵角δa を示す信号を受け取るこ
とになり、これらの信号は横方向制御弁７１３の制御に
用いられて、目標操舵角δd に向けた車輛の運動がなさ
れる。これに代わり、ハウジング７２０の端部と操舵軸
７０８の間に配設されたリニアポテンシヨメーターを用
いて車輪７１０の現実操舵角δa を検出しても良い。こ
の点については、後述する。
【００２０】第３図にステアリングサーボ装置の第２実
施例を示す。この第２実施例は、モター７０６を備えた
電動式パワーステアリング機構である点を除けば、第１
実施例と同じである。操舵軸７０８’には外面全長にわ
たりラック部が形成されており、以下、このラック部を
７０８’と引用する。モーター７０６はピニオン７３０
を介してラック部７０８’と連結される。
【００２１】通常のパワーステアリング制御時すなわち
横方向制御に関する情報がない場合若しくはＴS ＞Ｔｏ
の場合、マイクロコントローラー１２はモーター制御装
置７０１’を介してモーター７０６を制御し、公知の方
法で、車速Ｖと現実操舵角δSWにもとずいてパワーステ
アリング操作が行われる。自動制御が必要とされる場合
すなわち横方向制御に関する情報があり且つＴS ≦Ｔｏ
の場合、マイクロコントローラー１２は既に述べたよう
に目標操舵角δd を出力して、この情報とセンサー７０
４で検出された現実操舵角δSWにもとづいてパワーステ
アリング操作が行われるように、モーター７０６を制御
する。つまり、δSW＝δd となるまでピニオン７３０が
回転される。かくして、通常パワーステアリング制御お
よび自動制御のいずれかを、マイクロコントローラー１
２は提供することが出来る。
【００２２】操縦安定増進装置においては、適応制御の
点を除いては、車輛はドライバーの操舵輪への回転入力
に全面的に対応して操舵される。公知の自動制御装置に
おいては、横方向に関する情報がない場合かドライバー
が操舵輪を回転する制御を予定する場合を除いては、車
輛の操舵は全面的にコントローラーの出力に従ってなさ
れる。以下において述べる装置においては、自動制御お
よび操縦安定増進装置の双方には、コントローラーから
提供された目標操舵入力をもとに計算された目標ヨーレ
ートが提供される。事実、コントローラーはステアリン
グサーボメカニズム１８に対して計算された目標進路に
依拠した目標操舵角δd を提供するのみならず、現実ヨ
ーレートと目標ヨーレートとの偏差を基礎に算出した補
正角をも提供する。すなわち、本発明の装置において
は、単一の制御装置９００が自動横方向制御および操縦
安定増進化の双方を行うようになっている。
【００２３】第４図は操縦安定増進機能を備えない自動
制御装置のブロック図である。前述したように、予測セ
ンサー１６は道路に対する車輛の相対位置に関する情報
を得て、マイクロプロセッサー１２に提供するようにな
っている。車速センサー３２は車輛速度に関する情報を
マイクロプロセッサー１２に提供する。マイクロプロセ
ッサー１２は、予測センサー１６からの情報を基礎とし
て、車速センサー３２からの情報を変換して目標操舵角
δd として出力して、ステアリングサーボ装置１８に提
供される。
【００２４】しかしながら、実際は、現実の車輛行動
は、雨その他の環境条件により変化する道路状況に加え
て、車輛動的機構例えば車輛の重心位置、質量、車輪の
摩耗具合および懸架機構等に左右される。かくして、操
縦安定増進機能を伴わない自動制御の下では、車輛行動
ないし車輛走行は、期待したものと比べて乖離すること
がある。第４図を参照するに、かような乖離は、車輛の
走行が予定している走行車線からの逸脱を惹起する。勿
論、検知装置は車輛の道路に対する位置を出力し続ける
が、もし車輛装置操作動的機構がステアリングサーボ装
置の出力に反映されないとすれば、車輛は走行が予定さ
れた車線から逸脱した状態で操舵され続けることにな
る。更に、検知装置が誤出力等で機能しなくなった場
合、ドライバーが道路状況に注意を払わないと、ドライ
バーが手動で正しい車線に戻す前に車輛が予定された車
線から大きく離れて危険な状態となる。
【００２５】これらの問題は、第５図のブロック図の操
縦安定増進機能を備えた自動制御装置においては、回避
される。予測センサー１６からの情報と車速センサー３
２からの情報はマイクロプロセッサー１２に入力され
る。マイクロプロセッサー１２は目標操舵角δd を演算
して連結部５１８および基準部５２０に出力する。第５
図から理解されるように、連結部５１８および基準部５
２０は、マイクロコントローラー１２と共に全体制御装
置９００の一部を構成する。勿論、全体制御装置９００
はこれらの３つの装置の機能を備えるが、説明の便宜
上、マイクロコントローラー１２は操縦安定増進機能お
よび自動制御機能とは独立した形で表示されている。
【００２６】車速もまた基準部５２０に出力される。基
準部５２０は目標ヨーレートΦ' dを計算して連結部５
１８に出力する。連結部５１８はヨーレートセンサー９
０２から現実ヨーレートΦ' a を受け取る。目標ヨーレ
ートΦ' d と現実ヨーレートΦ' a との偏差ないし誤差
Φ' err が出力されて制御装置９００はゲインＫｃを得
る。実際には、ゲインの値は実験的に調整されて車速の
関数としてのゲイン表として決定される。コンピュータ
シミュレーションでは、ゲインの値が４．０が使われて
いる。連結部５１８は、目標目標ヨーレートΦ' d とゲ
インで補償されたΦ' err を次の数１式の関係により補
償操舵角δc に変換する。
【００２７】
【数１】
【００２８】そして、この補償操舵角δc はステアリン
グサーボ装置１８に出力される。ゲイン表および基準部
の双方は、制御装置９００の内部記憶装置に保持され
る。
【００２９】現実の車輛動態ないし動的機構すなわちヨ
ーレートおよび車速は、出力がステアリングサーボ装置
１８に供給される前に考慮に入れられているので、目標
車輛行動と操舵指示による現実車輛行動との間の差異
は、積極的フィードバックを行えるように、車輛が操舵
される前に考慮される。つまり、各補正前には、現実ヨ
ーレートが検知されてマイクロプロセッサー１２に従う
ステアリングサーボ装置の作動により得られる目標ヨー
レートと比較されるので、車輛の動態により惹起される
現実操舵軌跡と目標操舵軌跡との乖離は、常に補正され
ることになる。前述の制御においては現実ヨーレートと
目標ヨーレートとが比較されたが、同様な制御を、現実
横加速度と目標横加速度とを比較して行っても良い。第
５図にはスイッチが表示されているが、このスイッチを
切り換えることにより、操縦安定増進機能および自動制
御機能を停止させて、操舵入力にのみ依拠した通常の操
舵操作に復帰させることが出来る。
【００３０】第６図は第５図示の装置を単純化したブロ
ック図であって、この装置は、全体制御装置９００の出
力を受ける警告装置５２６を備えている。予測センサー
１６から何ら信号が無い場合、予測センサー１６の故障
か車輛が自動操舵を可能ならしめる道路上にないかの何
れかである。いずれにせよ、全体制御装置９００は車輛
制御を操舵装置から車輪に切り換える。第２図示の装置
に関していえば、バルブ７１５が低位置に切り換えられ
て、室７２２ａおよび７２２ｂとパワーステアリングポ
ンプ７１６との間の連通がパワーステアリングバルブ７
１４により制御されることになる。第３図示の装置に関
していえば、マイクロコントローラー１２は依然として
電動モーター７０６を制御するが、操舵角センサー７０
５により電動モーター７０６を制御することになる。更
に、警告装置５２６をして警報音を発せしめ、ドライバ
ーをして手動操作の必要性を喚起することになる。
【００３１】ドライバーにとっては、機能していた検知
装置がいつ誤情報を発するようになったのかは、車輛が
道路方向を大きくずれて危険な状態になる前に知ること
は困難である。しかしながら、現実ヨーレートと目標ヨ
ーレート間の偏差（横加速度でも良い）が閾値を越えた
時、予測センサー１６が作動しなくなる。つまり、予測
センサー１６が作動しなくなると、基準部５２０で算出
された現実ヨーレートと予め演算された目標ヨーレート
との間の偏差が閾値を越えることになる。再度制御装置
９００が車輛の制御を操舵中のドライバーに戻し、警報
音が鳴るようになっている。同様に、現時点で計算され
た操舵角δd と予め計算された操舵角δd との差異（ま
たは、予め計算された操舵角の平均値）が閾値を越える
と、作動不能が惹起される。更に、予測センサーからの
情報にもとずいてマイクロプロセッサー１２でなされた
道路状況推定が道路の最大曲率を越えた場合または計算
された目標操舵角がある閾値を越えていた場合、エラー
表示がなされる。このような作動不能検知機能は、操舵
安定増進機能がない場合でも、自動制御装置に設けるこ
とが出来る。
【００３２】第７図、第８図および第９図を参照する。
そこには、操舵安定増進機能付の自動制御を行うための
ステアリングサーボ装置のまた別の実施例が示されてい
る。
【００３３】勿論、この装置は、操舵安定増進機能がな
い場合でも使用することが出来る。ステアリングサーボ
装置５００は、浅いラックシリンダー５４４を備えてお
り、この中には軸方向に摺動可能に操舵軸５４１が装架
されている。ラックシリンダー５４４の外周の一部には
歯５８２を備えたラック５４４ａが形成されている。ラ
ックシリンダー５４４は操舵軸５４１に対して偏芯して
配置さており、ラックシリンダー５４４の厚みのある側
には歯５８２が形成されている。ラックシリンダー５４
４はパワーステアリングハウジング５６０とステアリン
グギアハウジング５５４とを同芯的に配置して構成され
たハウジング内に摺動可能に装架される。
【００３４】公知のピニオン５４６がステアリングギア
ハウジング５５４内に配設されておち、操舵輪と一体回
転する操舵稈７１２と機械的に連結されている。ピニオ
ン５４６はラック５４４ａの歯５８２と噛合している
（第９図）。ステアリングギアハウジング５５４はパワ
ーステアリングバルブハウジング５３０を備えており、
該ハウジング５３０から一対の配管５３４・５３６が延
出している。配管５３４・５３６は、パワーステアリン
グハウジング５６０上の継手５６２・５３８に連結され
ており、パワーステアリングピストン５５６の両側に形
成された室５５８ａ・５５８ｂと連通するようになって
いる。パワーステアリングピストン５５６はラックシリ
ンダ５４４と一体的に形成される。つまりパワーステア
リングピストン５５６はハウジング５６０内に室５５８
ａ・５５８ｂを画成する。公知のパワーステアリング制
御バルブ７１４がバルブハウジング５３０内に配設され
ており、ピニオン５４６と係合する。パワーステアリン
グ制御バルブ７１４は、操舵輪が通常のパワーステアリ
ング操作が行われる方向に応じて、ポンプおよびリザー
バーから配管５３４・５３６の何れかへのパワーステア
リング液の流れを制御する。
【００３５】ハウジング５０５が１対の弾性グロメット
５５１・５５２により車輛の固定部５８４に固定され
る。各弾性グロメットは中空のシリンダ状に形成されて
おり、ハウジング５０５の一部が延在している。グロメ
ット５５１はパワーステアリングハウジング５６０を、
グロメット５５２はステアリングギアハウジング５５４
を、夫々、受けている。各グロメットは固定部５８４に
ブラケット５５０を介してボルト締めされている。ハウ
ジングの振動がグロメットで減衰されるようになってい
る。
【００３６】操舵軸５４１の両側にはボールジョイント
５４２が連結されており、このボールジョイント５４２
はリンク５４０を介して車輪に連結されている。操舵軸
５４１の軸方向変移は車輪の操舵角を生成する。操舵軸
５４１の軸方向変移は、ラックシリンダ５４４の軸方向
移動を行う操舵ピニオン５４６によってなされる。ラッ
クシリンダ５４４の軸方向移動は、ラックシリンダ５４
４の一端に連結された制御シリンダハウジング５６６を
備える流体モーターによって操舵軸５４１および操舵軸
５４１と一体形成されたピストン５６４に伝達される。
ピストン５６４は室５６８内で軸方向に移動可能となっ
ている。室５６８内では、ピストン５６４により左右の
室５６８ａ・５６８ｂに区画される。室５６８ａ・５６
８ｂは、配管５８５・５８６と連結される。配管５８５
・５８６は、バルブ装置５９０を通過した後のポンプ５
８０からの油圧を受けるようになっている。バルブ装置
５９０は、後で詳述するように、バルブ制御装置７０１
により、配管５８５・５８６の何れか一方に油圧を供給
するか何れの配管にも油圧を供給しないような態様で作
動するようになっている。バルブ制御装置７０１は、全
体制御装置９００の一部を構成する。
【００３７】バルブ装置５９０は、４個の２位置ソレノ
イドバルブ５８２ａ−５８２ｄを備える。バルブ５８２
ａおよび５８２ｂは直列に連結されてポンプ５８０とリ
ザーバー５７８の間に介設される。バルブ５８２ｃおよ
び５８２ｄは、バルブ５８２ａおよび５８２ｂと並列し
てポンプ５８０とリザーバー５７８の間に介設されてい
る。配管５８６はバルブ５８２ａと５８２ｂとの連結部
とピストン５６４の左側の室５６４ａとの間に介設され
る。同様に、配管５８４はバルブ５８２ｃと５８２ｄと
の連結部とピストン５６４の右側の室５６４ｂとの間に
介設される。バルブ５８２ａ−５８２ｄの各位置は、制
御装置９００で計算された目標補償操舵角（この点は既
に述べた）に従って、バルブ制御装置７０１により制御
される。
【００３８】車輛の一方方向への操舵が所望される場
合、バルブ５８２ｂおよび５８２ｄが開らかれると共に
バルブ５８２ａおよび５８２ｃが閉じられ、室５６８ａ
がリザーバー５７８に、室５６８ｂがポンプ５６８に夫
々連通される。かくして、室５６８ｂ内の圧力が室５６
８ａ内の圧力よりも高くなり、操舵軸５４１が左方向に
移動する。逆に、車輛の他方方向への操舵が所望される
場合、バルブ５８２ａおよび５８２ｃが開らかれると共
にバルブ５８２ｂおよび５８２ｄが閉じられ、室５６８
ｂがリザーバー５７８に、室５６８ａがポンプ５６８に
夫々連通される。かくして、室５６８ａ内の圧力が室５
６８ｂ内の圧力よりも高くなり、操舵軸５４１が右方向
に移動する。もし操舵軸５４１のラックシリンダ５４４
の相対移動による車輛の操舵が所望されない場合、全て
のバルブ５８２ａ−５８２ｄが閉じられ、室５６８ａお
よび室５６８ｂがポンプ５８０およびリザーバー５７８
の双方から遮断される。かくして、操舵軸５４１がラッ
クシリンダ５４４に対して移動することはない。かよう
な状況下においては、シリンダー５４４が横方向（左右
方向）に変移すると、室５６８ａおよび室５６８ｂ内の
圧力のため、操舵軸５４１も同様に移動する。
【００３９】かように、操舵軸５４１をラックシリンダ
５４４およびハウジング５０５に対して変移させること
により、車輛は完全に自動制御されて、必要な角度だけ
横方向に操舵されることになる。すなわち、所望の操舵
角が得られるまで、バルブ５８２ａ−５８２ｄが開閉さ
れることにより操舵制御がなされる。制御装置７０１は
補償操舵角を受け取るので、操縦安定増進制御を伴った
自動操舵制御がなされる。もしドライバーが手動操舵を
所望したり自動操舵制御が機能しない場合には、前述し
たように、制御用ソレノイドバルブ７１５の制御および
バルブ５８２ａ−５８２ｄの全閉により、制御装置９０
０は車輛を通常のパワーステアリング操作に切り換え
る。かような状況下においては、操舵軸５４１はラック
シリンダ５４４に対しては移動せず、パワーステアリン
グ制御バルブ７１４による操舵角入力に従って操舵軸５
４１およびラックシリンダ５４４が一体的に移動する。
【００４０】更に、仮に車輛が自動走行用高速道路を走
行しない場合や予測センサーが機能しない場合であって
も、第７図に示すステアリングサーボ装置は、容易に操
縦安定増進の機能だけを発揮することが出来る。この場
合、第５図で説明すると、操舵角δswが直接基準部５２
０に出力される。これと並行して車速センサーから車速
が得られ、演算の結果たる目標ヨーレートが連結部５１
８に出力される。連結部５１８は目標ヨーレートΦd'と
ヨーレートセンサー８０２から入力される現実ヨーレー
トΦａ' とを比較して誤差Φ' error が算出される。こ
の誤差がゲイン調整がなされて、操舵補正角に変換され
る。この信号は連結部５１６に出力される。このとき、
予測センサー１６から情報がないので、マイクロプロセ
ッサー１２から連結部５１６へは目標操舵角はゼロであ
る旨入力される。
【００４１】従って、制御装置９００の出力は補正角の
みを提示するだけで、この出力はバルブ５８２ａ−５８
２ｄを適宜制御するバルブ制御装置７０１に伝送され
る。同時に、パワーステアリング制御バルブ７１４の回
転に従う通常のパワーステアリング制御がなされて、ラ
ックシリンダ５４４がハウジング５０５に対して移動す
る。室５６８ａおよび５６８ｂには圧力がかかっている
ので、ラックシリンダ５４４の横方向移動は必然的に操
舵軸５４１の横方向移動が惹起されて、通常のパワース
テアリング制御がなされている間、車輪が旋回されるこ
とになる。もし操縦安定増進化が必要な場合、室５６８
ａおよび５６８ｂの一方が他方に対して高圧となり、ラ
ックシリンダ５４４に対して操舵軸５４１が更に移動す
る。この操舵軸５４１の更なる移動により、通常のパワ
ーステアリング制御がなされている間、操縦安定増進化
がなされる。それ故に、第７図示の装置においては、自
動制御装置を作動させない場合や作動不能の場合、制御
装置９００のバルブ制御装置７０１の制御態様により、
単なるパワーステアリング制御でも操縦安定増進化機能
付パワーステアリング制御でも行うことが出来る。
【００４２】回転式ポテンシヨメーター５４８がピニオ
ン５４６に取りつけられており、操舵稈および操舵輪の
回転量を測定するようになっている。回転式ポテンシヨ
メーター５４８の出力は制御装置９００に出力される。
故に、車輛が手動的に操舵されているとき、操縦安定の
ための操舵入力角δswを知ることが出来る。更に、ピニ
オン５４６がラックシリンダ５４４に直接噛合している
ので、ラックシリンダ５４４の横方向変移量も同様に知
ることが出来る。線型ポテンシヨメーター５７０が制御
シリンダハウジング５６６に装架されており、このポテ
ンシヨメーター５７０は、制御シリンダハウジング５６
６と一体運動すべく制御シリンダハウジング５６６に固
定されたハウジング５７２およびブラケット５７４を介
して操舵軸５４１に連結されたロッド５７７を備える。
かくして、操舵軸５４１とラックシリンダ５４４との間
の相対変移に対応してハウジング５７２に対して変移す
ることになる。ポテンシヨメーター５７０は、制御装置
９００に出力される相対変移を示す信号を発信する。制
御装置９００はラックシリンダ５４４の相対変移を示す
信号およびラックシリンダ５４４に対する操舵軸５４１
の相対変移を示す信号を受け取るので、操舵軸５４１の
全体の変移量は、これら２つの量を加算することによっ
て得られる。かくして、操舵軸５４１は車輪に連結され
ているので、車輪の現実操舵角δａを何時でも知ること
が出来る。バルブ制御装置７０１は補償操舵角δｃに加
えて車輪の現実操舵角δａを示す信号を受け取り、ソレ
ノイドバルブ５８２ａ−５８２ｄをして操舵角５４１を
ラックシリンダ５４４に対して変移せしめて角度を設定
するようになっている。上述したように、仮令自動操舵
装置が機能していない場合であっても、バルブ制御装置
７０１は操舵角の過不足を補正するに必要な補正角δｃ
を示す信号を受取り、操縦安定増進機能を発揮させるた
めの操舵軸５４１のラックシリンダ５４４に対する相対
移動を生じすべくソレノイドバルブ５８２ａ−５８２ｄ
を制御する。この制御は、操縦安定増進機能において目
標ヨーレートと現実ヨーレートが一致するまで続けられ
る。勿論、自動操舵制御中においても、角度は絶えず車
輛を操舵すべく調整される。
【００４３】第２図および第３図を参照する。そこで開
示された各サーボ装置は、第８図および第９図で開示さ
れた操舵安定増進機能付自動操舵装置と同じような働き
をすることが出来る。第８図および第９図で開示された
装置と異なるのは、バルブ制御装置７０１およびモータ
ー制御装置７０１’が制御装置９００で算出される目標
補償操舵角を受領するようになっている点である。制御
装置７０１／７０１’はバルブ１３／電動モーター７０
６を制御して操舵軸を横方向移動せしめて目標補償操舵
角に応じた車輛旋回を行う。制御装置７０１／７０１’
はセンサー７０５から位置のフィードバックを受けるの
で、車輪の角度は、目標補償操舵角と現実操舵角とが一
致するまで継続される。もし自動操舵制御が望まれない
場合や作動不能の場合は、第７図におけるポンプ７１７
とバルブ７１４を連通せしめるバルブ７１５の切り換え
操作や第５図におけるモータ制御制御装置７０６への操
舵入力角の直接入力でもって、通常のパワーステアリン
グ操作を行うことが出来る。
【００４４】第８図および第９図に示す実施例において
は、補償された自動制御のために、別個に操舵軸をラッ
クに対して相対移動させる必要はない。また、ドライバ
ーからの操舵入力を監視するために、トルクセンサー７
０４を備えることが出来る。
【００４５】
【効果】本発明によれば、走行車輛の自動制御を人の操
作を介在させることなく実現できる。また、自動制御装
置が不調の場合は、車輛制御をドライバーに再度委ねる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動制御装置を停止するや否やを決定する場合
に依拠しなければならない一連の手順を示すフローチャ
ートである。
【図２】本発明の第１実施例に係り、車輛誘導装置に用
いられるステアリングサーボ装置を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例に係り、車輛誘導装置に用
いられるステアリングサーボ装置を示す図である。
【図４】車輛誘導装置の構成を車輛動態面から簡潔に示
したブロック図である。
【図５】車輛誘導装置であって操舵安定化増進装置を備
えたものの構成を示したブロック図である。
【図６】図５で示される車輛誘導装置を更に簡潔に示す
ブロック図である。
【図７】本発明に係るステアリングサーボ装置の第３実
施例を示す図である。
【図８】図７における操舵軸と車輛固定部との関係を示
す図である。
【図９】図７における操舵軸と操舵稈との間の噛合状態
を示す図である。
【図１０】図２に示すステアリングサーボ装置の変形例
を示す図である。
【図１１】図３に示すステアリングサーボ装置の変形例
を示す図である。
【符号の説明】
１２ マイクロコントローラー １８ ステアリングサーボ装置 ７０１ バルブ制御装置 ７１１ 操舵輪 ７４０ 流体圧力回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 手動操舵入力に応じて車輛を操舵する手
    動装置とおよび手動操舵入力がなくても予め算出された
    操舵角に応じて車輛を操舵する自動装置を備え、前記車輛は、現時点の算出された操舵角と予め算出され
    た操舵角または予め算出された操舵角の平均値との差異
    がしきい値を超えたときに前記自動装置が不調であると
    検知する不調検知装置を備えた制御機構を有し、 該制御機構は、前記自動装置の不調検知時に車輛操舵操
    作を自動から手動に切り換えることを特徴とする車輛誘
    導制御装置。
  2. 【請求項２】 前記車輛は操舵輪および車輪を、前記手
    動装置は前記車輪に連結され且つラック部が形成された
    操舵軸および前記ラック部と前記操舵輪と噛合して前記
    操舵輪の回転を前記操舵軸の横方向運動を生じさせるピ
    ニオンを、ならび前記自動装置は前記操舵軸に連結され
    て予め算出された操舵角に応じて前記操舵軸の横方向運
    動を生じさせる流体圧力回路を、夫々、備えることを特
    徴とする請求項１記載の車輛誘導制御装置。
  3. 【請求項３】 前記流体圧力回路は手動入力に応じた操
    舵操作中にパワーステアリング機能を果たすことを特徴
    とする請求項２記載の車輛誘導制御装置。
  4. 【請求項４】 自動操舵が所望されない場合に車輛操舵
    操作を手動に切り換えることを特徴とする請求項１記載
    の車輛誘導制御装置。
  5. 【請求項５】 前記制御機構は操舵稈および前記操舵稈
    に配設された操舵トルクセンサー備えることを特徴とす
    る請求項４記載の操舵制御装置。
  6. 【請求項６】 目標操舵角に応じた目標車輛行動態様を
    決定し、前記目標車輛行動態様と現実車輛行動態様とを
    比較して両者を一致せしめる方向に前記現実車輛行動態
    様を補正する操舵安定化増進装置を更に備えることを特
    徴とする請求項１記載の車輛誘導制御装置。
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