JPS61211167A - 走行状態判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車の走行状態に応じた最適な操舵力等を
制御するために自動車の走行状態に応じた信号を出力す
る走行状態判定装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、舵取装置においては、車速等の入力信号を入力し
、これら制御入力によって、例えば低速域では軽く、ま
た高速域では重くなるようパワーシリンダによるアシス
トを制御する操舵力制御が行われて′いる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら車の実際の走行状態に適合した操舵力を制
御するには、車速のみの検出では不十分であり、例えば
山道を走行する場合と、高速走行する場合と、さらには
市街地を走行する場合とでは、その最適な操舵力は相違
する。

しかるに従来においては、上記したように車が山道を走
行しているのか、高速道路を走行しているのかあるいは
市街地を走行しているのかといった道路状況に起因する
車の走行状態を判定する装置はな（、上記走行状態に基
づいた操舵力制御を行うことはできなかった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、従来のこのような要求に応じて発明されたも
ので、操向ハンドルを操舵しながら車輛を走行させて車
輛が山道走行あるいは市ｊ封地走行等その走行状態に応
じた信号を出力する走行状態判定装置であって、この走
行状態判定装置を、前記操向ハンドルの操舵角を検出す
る操舵角センサと、この操舵角センサから出力される操
舵角信号のばらつき状態から山道走行あるいは市街地走
行等道路状況に起因する車輛の走行状態に応じた信号を
出力する演算手段とより構成したことを特徴とするもの
である。

く作用〉 本発明は上記構成を備えているため、車の走行中におけ
るハンドル操舵状態が遂−操舵角センサにて検出され、
そしてこの操舵角センサからの信号が順次記憶され、こ
の記憶されたハンドル操舵角信号のばらつき状態から車
の走行状態、すなわち高速走行か、山道走行か、さらに
は市街地走行かが判定される。

この判定結果により、例えば電磁弁のソレノイドに印加
される制御電流の電流値が制御され、ドライバは車の走
行状態に適合した操舵力で操舵できる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の走行状態判定装置の適用例を示す動力
舵取装置１０と、これを制御する電子制御装置６０を示
す。動力舵取装置１０はサーボバルブ１４と、パワーシ
リンダ１５より構成されている。このサーボバルブ１４
はハンドル軸１７を介して操向ハンドル１９と連結され
、またパワーシリンダ１５は囲路の操縦リンク機構を介
して操向車輪に連結されている。従ってこの操向ハンド
ル１９に手動操舵トルクを付与してサーボバルブ１４を
回転制御することでパワーシリンダ１５に圧力流体が給
排制御され、このパワーシリンダ１５によって増大され
た操舵トルクが操向車輪に伝達されるようになっている
。

前記動力舵取装置１０にはポンプ２２が接続されている
。このポンプ２２はベルト駆動系を介して自動車エンジ
ンと接続され、このポンプ２２のポンプ作用で前記動力
舵取装置１０に圧力流体を供給するようになっている。

また前記パワーシリンダ１５には電磁弁２０が取付けら
れている。この電磁弁２０はパワーシリンダ１５の一方
の室に供給される圧力流体の一部をパワーシリンダ１５
の他方の室にバイパスすることで前記ポンプ２２のポン
プ圧を制御するもので、第２図に示すようにバルブ本体
２４と、このバルブ本体２４の内孔２５内に摺動可能に
嵌挿されたスプール２６と、ソレノイド２７とを備えて
いる。前記スプール２６はスプリング２８のバイアスに
より通常下降端に保持され、パワーシリンダ１５の左室
に通じる通路３０と右室に通じる通路３１の連通を遮断
している。

しかしてソレノイド２７に通電される電流値に応じてス
プール２６に吸引力が付与されると、スプール２６はス
プリング２８に抗して上方向に変位され、前記通路３０
．３１間はバイパス用スリット３４を介して互いに連通
されるようになっている。

前記ポンプ２２にはさらに吐出流量を制御する流量制御
弁装置４０が設けられている。この流量制御弁装置４０
は第３図に示すようにポンプ２２の吐出孔１２から送出
ポート４３へ流れる圧力流体を制御する絞り４５と、こ
の絞り４５の前後圧によって摺動してバイパス孔４４を
開閉して前記サーボバルブ１４へ供給する供給流量を制
御するスプール弁部材４６と、このスプール弁部材４６
と同軸上に取付られ前記絞り４５の開度を調整する電磁
弁４８とからなる。この電磁弁４８はソレノイド４９と
、このソレノイド４９への通電によって変位する可動ス
プール５０と、この可動スプール５０と一体結合された
弁軸５１を備えている。

可動スプール５０は通常スプリング５３によって弁軸５
１とともに第３図左方向に押圧され、絞り５５の開度を
全開状態にしている。しかるに可動スプール５０がスプ
リング５３の撥力に抗して右方向に変位するに従い、弁
軸５１は絞り４５に接近してその開度を減少させるよう
になっている。

これは送出ポート４３からサーボバルブ１４への供給流
量を減少させることになる。

前記電子制御装置６０　（第１図参照）はマイクロプロ
セッサ６１と、ＲＡＭ６２と、ＲＯＭ６３を主要構成要
素とし、このマイクロプロセッサ６１にはインターフェ
イス６４ならびにソレノイド駆動回路６５が接続され、
前記電磁弁２０のソレノイド２７に印加される電流を制
御するようになっている。電磁弁４８のソレノイド４９
にも同様のソレノイド駆動回路（図示せず）を介して電
流が印加されるようになっている。またマイクロプロセ
ッサ６１にはインターフェイス６６、カウンタ６７、位
相判定回路６８を介して操舵角センサ６９が接続されて
いる。この操舵角センサ６９はステアリングシャフト１
７上に連結された回転板７０と、２つのフォトインター
ラブタフ１．７２よりなり、かかるインターラブタフ１
．７２からの信号からハンドル操舵角θを検出するよう
になっている。さらにマイクロプロセッサ６１にはイン
ターフェイス６６、カウンタ７５を介して車速センサ７
４が接続されている。この車速センサ７４としては、ト
ランスミッションの出力軸に連結された回転計から構成
され、この車速センサ７４から発生されるパルス信号の
周波数から車の車速Ｖを検出するようになっている。

一方前記Ｒ’０Ｍ６３には、前記電磁弁２０．４８の゛
〉レノイド２７．４９に印加する印加電流の制御パター
ンが特性マツプとして記憶されている。

この制御パターンとしては第４図に示すように特性マツ
プＩＡとＩＢの組合せとからなる高速走行用の制御パタ
ーンＩと、特性マツプｎＡと［ＩＢの組合せからなる山
道走行用の制御パターン■とが用意され、それぞれ特性
マツプＩＡ、ＩＩＡはサーボパルプ１４に供給する流量
を制御する電磁弁装置４０のソレノイド駆動用に用いら
れ、また特性マツプＩＢ、ＩＩＢはパワーシリンダ１５
の両端室をバイパス制御する電磁弁２０のソレノイド駆
動用に用いられる。

その特性は、制御パターン■では車速■に対する゛へレ
ノイド２７に印加すべき電流値ｉＢの変化度合ならびに
ハンドル操舵角θに対するソレノイド４９に印加すべき
電流値ｉＡの変化度合を太きく設定している。これはパ
ワーシリンダ１５のバイパス流量を多（するとともにサ
ーボパルプ１４への供給流量を少なくしてハンドルを重
めに設定することになり、高速走行に通した特性となる
。

また制御パターン■では車速に対するソレノイド２７に
印加すべき電流値ｉＢの変化度合ならびにハンドル操舵
角θに対するソレノイド４９に印加すべき電流値ｉＡの
変化度合を小さく設定している。これはパワーシリンダ
１５のバイパス流量を少なくするとともにサーボパルプ
１４への供給流量を多くしてハンドルを軽めに設定する
ことになり、山道走行に通した特性となる。

なお、上記制御パターンの他、必要によって市街走行用
の制御パターン■を用意してもよく、この制御パターン
の使用については後述する。

さらに、ＲＡＭ６２にはハンドルの操舵角θを順次記憶
し、その操舵角のばらつきすなわち分散から車が高速走
行状態であるか、あるいは山道走行状態であるかを判定
し、その判定結果から前記電磁弁２０．４０への印加電
流ｉＡ、ｉＢの制御パターンを選択する制御プログラム
が記憶されている。第５図および第６図はその操舵角θ
の分散を示すもので、高速走行では中立付近での操舵の
回数が多く、第５図に示すような分散を示し、また山道
走行では中立を外れてハンドルを大きく切る回数が多（
なり、第６図に示すような分散を示す。従って前記制御
プログラムを実行することでその操舵角θの分散の状態
から車の走行状態が自動的に判別され、その結果から第
４図に示す制御パターンＩ、ＩＩのいずれかを選択する
ことができる。

次にかかる操舵力制御装置の制御動作を第７図に示すプ
ログラムに基づき説明する。

車の走行状態において操舵角センサ６９にて検出された
時々刻々変化する操舵角信号θは、位相判定回路６８を
介して、カウンタ６７に入力され、また車速センサ７４
にて検出された車速信号■もカウンタ７５に入力される
。

一方マイクロプロセッサ６１は割込信号が入力されると
同時にプログラムに基づき処理動作を実行する。先ずス
テップ１００ではカウンタ６７および７５に記憶された
操舵角θおよび車速■を読込み、これを内部レジスタに
記憶する。続いてステップ１０１においてサンプリング
回数カウンタＣの内容ｉを設定回数ｎと比較する。運転
開始時にはサンプリングは行われておらず、この内容ｉ
はＯであり、ステップ１０２が実行され、前記回数カウ
ンタＣの内容ｉに１が加えられる。

続くステップ１０３では下式に基づき、操舵角θの分散
Ｓが演算される。

上式において、θは今回検出した操舵角、Ｓ／ｉは今ま
での操舵角θの分散Ｓの平均値であり、両者の差の２乗
をサンプリングする毎に加算することで、操舵角θの分
散Ｓを求めることができる。

続いてステップ１０４では、上記分散Ｓをサンプリング
回数ｉで割算して今までの分散の平均値Ｓ／ｉを算出す
るとともに、この平均値Ｓ／ｉと基準値εとの大小判別
を行う。Ｓ　／　ｉ　＜εであれば操舵角θが第５図に
示すような分散しており、高速走行であることが判定さ
れ、またＳ　／　ｉ　＞εであれば操舵角θが第６図に
示すように分散しており、山道走行であることが判定さ
れる。

今、高速走行と判定された場合には、ステップ１０５な
らびに１０６に進むため、高速走行用の特性マツプＩＡ
、ＩＢから印加電流ｉＡ、ｉＢが決定され、それぞれ電
磁弁４８．２０のソレノイド４９．２７に印加される。

前記印加電流ｉＡ。

ｉＢの変化度合は大きく、従ってパワーシリンダ１５の
バイパス量は多く、またサーボバルブ１４への供給流量
は少なくなるため、ハンドルは重めに設定される。

また山道走行と判定された場合には、ステップ１０７な
らびに１０８に進むため、山道走行用の特性マツプＩＩ
Ａ、ＩＩＢから印加電流ｉＡ、ｉＢが決定され、それぞ
れ電磁弁４０．２０のソレノイド４’３．２７に印加さ
れる。この印加電流ｉＡ。

ｉＢの変化度合は小さく、従ってパワーシリンダ１５の
バイパス量は少なく、またサーボバルブ１４への供給流
量は多くなるため、ハンドルは軽めに設定される。

以後、割込信号が出力される毎にマイクロプロセッサ６
１は上記と同様にステップＡ１００からステップ１０８
或は、１０６を繰返し実行し、その走行状態に応じたハ
ンドルの重さを設定する。

しかるに上記処理動作を実行している間に操舵角θの内
容は次第に累積され、分散Ｓの値が大きくなりすぎ、正
しい判別ができなくなる。従ってｎ回のサンプリングが
行われ後には、ステップ１０３Ａにおいて下式に基づい
て分散Ｓが演算される。

Ｓ工Ｓ−ｓ／ｉ＋（θ−３／ｉ）２ 上式は、今までの分散Ｓに、新しい分散データとして（
θ−３／ｉ）２を加えると同時に、古い分散のデータと
して今までの分散の平均値Ｓ／ｉを減算している。かか
る処理によってｎ回のサンプリング後においては古い分
散のデータ一部が逐次新しい分散のデータ置きかえられ
、正確な分散Ｓを求めることができる。

上記演算処理の後は、ｎ回未満のサンプリングの場合と
同様ステップ１０４〜１０８或は、１０６が実行されて
走行状態に応じ操舵力制御が行われる。

なお、前記実施例では、高速走行用ならびに山道走行用
の２つの制御パターンしか示さないが、その他市街地走
行等種々の制御パターンを用意し、このような制御パタ
ーンの中から車の走行状態に合って制御パターンを選択
するようにしてもよい。

この市街地走行の場合にも同様に操舵角の分散がみるこ
とで走行状態と区別できるが、必要によってさらに一定
距離走行する間に車が何回停止したかを検出することで
、その２種類の走行状態をさらに正確に区別することが
できる。

第８図ないし第１０図のフローチャートによりその２種
類の走行状態を区別するための処理動作を説明する。先
ずマイクロプロセッサ６１は単位時間毎に割込信号が入
力されると同時に第８図に示すステップ２０１を実行し
、車速■が零であるかどうかが判定され、零であれば、
ステップ２０２においで車速カウンタＶＣの内容を零と
し、車速■が零でなければ車速カウンタＶＣの内容に修
正を加えることなく次の割込信号を待つ。

一方マイクロプロセッサ６１は、車が単位距離走行する
毎に割込指令が入力されると、第９図に示すステップ３
０１を実行し、前記車速力カウンタＶＣの内容に”１”
を加え、次いでステップ３０２では、この車速カウンタ
■Ｃの内容が設定値ＶＬＩＭと比較される。例えば山道
走行では車が停止する機会は少なく、車速カウンタＶＣ
の内容は第１）図Ａに示すように次第に大きくなるが、
市街地走行では車が停止する機会が多く、第１）図Ｂに
示すように停止する毎に車速カウンタＶＣの内容はＯに
リセ・ノドされる。従ってこの車速カウンタＶＣの内容
と設定値ＶＬＩＭとが一致すれば山道走行であり、また
一致していなければ市街地走行であることが確認できる
。ここでカウンタＶＣの内容と設定値ＶＬＩ閂とが一致
した場合、ステップ３０３に進み、設定値ＶＬＩＭから
９１”を引いた値を車速カウンタｖＣの内容として記憶
させており、かかる動作によって車速カウンタＶＣの内
容を設定値ＶＬＩＭ以上に増加しないようにしている。

第１０図は市街地走行用の電磁弁２０．４８の制御を行
う場合のフローチャートで、ステップ１００からステッ
プ１０６は前記実施例と同じである。かかる実施例では
ステップ２０６において車速カウンタ■Ｃの内容が設定
値ＶＬＩ−と比較され、両者が一致すれば山道走行であ
り、従ってステップ２０７，２０８において山道走行用
の特性マツプＩＩＡ、ＩＩＢが選択されてｉＡ、ｉＢが
設定され、また車速カウンタ■Ｃの内容が設定値■しＩ
Ｍ以下の場合、市街地走行であり、従ってステップ３０
７．３０８において市街地走行用の特性マツプＩＩＩＡ
、Ｉ［ｒＢが選択されてｉＡ、ｉＢが設定される。なお
、上記特性マツプにおけるｉＡ、ｉＢの値は一例であっ
て、上記特性マツプが各走行状態における最適のもので
な（、適宜他の特性のマツプと置きかえてもよい。

また上記実施例では、高速走行用の制御パターンとして
車速■ならびにハンドル操舵角θの２つの特性マツプの
組合せで設定しているが、これに限定されるものではな
く、さらに角速度信号θの特性マツプを組合わせたり、
またその逆にハンドル操舵角信号を省略し、車速Ｖのみ
の特性マツプを多種類用意し、これを選択して制御する
ようにしてもよい。

また、上記実施例では、パワーシリンダ１５の両端室を
バイパス制御する電磁弁２０を車速■によって制御し、
サーボバルブ１４への供給流量を制御する電磁弁４８を
操舵角信号θで制御しているが、これに限定されるもの
ではなく、電磁弁４８を車速■で制御し、電磁弁２０を
操舵角θで制御するようにしてもよく、また２つの電磁
弁２０゜４８の一方のみで制御するようにしてもよい。

さらに上記実施例では、上記制御パターンの各特性マツ
プをＲＯＭ６３にデータとして記憶させる形態のもので
説明したが、これに限定されるものではなく、上記特性
マツプを計算プログラムとしてＲＯＭ６３に記憶させ、
このプログラムで計算して特性マツプを計算して出力す
るようにしてもよい。

〈発明の効果〉 上記詳述したように本発明装置は、操向ハンドルの操舵
角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサから出
力される操舵角信号のばらつき状態から山道走行あるい
は市街地走行等道路状況に起因する車輛の走行状態に応
じた信号を出力する演算手段とより走行状態判定装置を
構成したので、車の走行中におけるハンドル操舵状態が
遂−操舵角センサにて検出され、そしてこの操舵角セン
サからの信号が順次記憶され、この記憶されたハンドル
操舵角信号のばらつき状態から車の走行状態、すなわち
高速走行か、山道走行か、さらには市街地走行かを容易
に判定することができ、例えばこの走行状態判定装置を
動力舵取装置の操舵力制御装置に利用した場合には車の
走行状態に応じて最適な操舵力で操舵できる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明装
置を動力舵取装置に適用したブロック図、第２図はパワ
ーシリンダの両端室をバイパス制御する電磁弁装置の縦
断面図、第３図はサーボバルブへの供給流量を制御する
電磁弁の縦断面図、第４図は電磁弁のソレノイドへの印
加電流を図形化して示す図、第５図および第６図は操舵
角の分散を示す図、第７図は制御プログラムを示すフロ
ーチャート第８図ないし第１０図は本発明の他の実施例
を示す制御プログラムのフローチャート、第１）図は車
速カウンタの内容を示すグラフである。 １４・・・サーボバルブ、１５・・・パワーシリンダ、
２０．４８・・・電磁弁、２２・・・ポンプ、２７・・
・ソレノイド、６０・・・電子制御装置、６９・・・操
舵角センサ、７４・・・車速センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）操向ハンドルを操舵しながら車輛を走行させて車
   輛が山道走行あるいは市街地走行等その走行状態に応じ
   た信号を出力する走行状態判定装置であって、この走行
   状態判定装置を、前記操向ハンドルの操舵角を検出する
   操舵角センサと、この操舵角センサから出力される操舵
   角信号のばらつき状態から山道走行あるいは市街地走行
   等道路状況に起因する車輛の走行状態に応じた信号を出
   力する演算手段とより構成したことを特徴とする走行状
   態判定装置。