JPS61218438A - 自動車の走行状況検出装置 - Google Patents

自動車の走行状況検出装置

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JPS61218438A
JPS61218438A JP60058750A JP5875085A JPS61218438A JP S61218438 A JPS61218438 A JP S61218438A JP 60058750 A JP60058750 A JP 60058750A JP 5875085 A JP5875085 A JP 5875085A JP S61218438 A JPS61218438 A JP S61218438A
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  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
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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、電気的に補助操舵力を発生させるようにした
動力舵取装置の動作特性を利用して、自動車の一定走行
間の操舵特性を算出し、市街地走行、山間部走行、高速
道路走行等の自動車の走行状況を検出する装置に関する
[従来の技術] 従来、動力舵取装置においては、入力されたマニコアル
操舵力に対する総合操舵力の比〈以下「系の利1り」と
言う)を、車速、操舵角、操舵角速度、路面の状態、等
の条件によって変化させ操舵フィーリング、操舵安定性
を向上させている。
さらに、操舵フィーリング、操舵安定性を向上するため
には、市街地、山間部、高速道路等の自動車の走行環境
状況を検出し、この条件によっても、系の利得をタイム
リーに変化させるのが望ましい。
しかし、この走行環境状況を検出するのは、困難であり
、精度の高い簡便な検出装置は、未だ多く存在していな
い。又この走行状況は、動力舵取装置のみならず、サス
ペンションの自動制御、車高の自動制御、前輪後輪の制
動力分配の自動制御等に於いても重要なパラメータであ
るので、使用し得る走行状況検出装置の開発が切望され
ている。
[発明の解決しようとする問題点] 上記の走行状況を検出するには、一般的には、自動車の
走行距離に対するステアリングシャフトの回転角の分布
を検出して、この特性から、走行状況を判定する方法が
考えられる。しかしこれには高価な操舵角検出器を必要
とする。又トルクに基づく度数分布を用いていないため
これらのトルク特性によって特徴づけられる自動車の走
行環境状況を検出できない。
本発明は、このJ:うな欠点を改良するためになされた
ものであり、電気式の動力舵取装置が具備した電動機の
出力する補助操舵力に関連する物理量を検出することに
よって、自動車の走行環境状況を適切かつ簡便に検出す
ることを目的とする。
[問題点を解決するための技術的手段]本発明は、自動
車のステアリングシャフトに入力されるマニュアル操舵
力を検出し、該マニコアル操舵力に応じて電動機に負荷
電流を流し、補助操舵力を発生させるようにした電気式
動力舵取装置に接続され、 前記自動車の単位走行距離毎に、前記電動機の発生ずる
補助操舵力に関連する物理量を検出する検出装置と、 前記自動車が一定圧ml走行する間の該検出装置から入
力された前記補助操舵力に関連する物理量の度数分布関
数の特微量を求める特徴量算出装置と、 前記特徴量算出装置により求められた前記特微量によっ
て、前記自動車の走行状況を判定する判定装置と、から
成る自動車の走行状況検出装置である。
ここで、自動車の単位走行距離は、任意であるが、一般
に1から10mが望ましく測定精度が高い。
いま、ステアリングシャフトに入力されるマニュアル操
舵力をTm、電動機の発生する補助操舵力を1’−a、
操舵輪に作用する総合操舵力をTSとすれば、Ts =
Tm 十Taと書ける。また、系の利得Gは、G=Ts
 /Tmと定義でき、マニコアル操舵力Tmに対する電
動機の発生する補助操舵力Taの比(電動機の増幅度、
以下単に「増幅度」と言う)をAとおけば、G=1+A
と表現できる。
総合操舵力TSが操舵輪の復元力Trと釣り合うとき、
ステアリングシャフトは一定の速度p回転して操舵され
るか、一定の角度に保持される。′電気式の動力舵取装
置でば、一般に各種の条件によって決定され変化する復
元力Trと定常状態で釣り合う総合操舵力TSを、マニ
ュアル操舵力Tmと電動機の補助操舵力Taとの合成に
よって得ている。そして各種の走行条件に於いて最適な
操舵フィーリングと安定性を得るために、マニュアル操
舵力Tmが最適となるように、増幅度Aを各種の条件に
応じて変化させている。
従って、前記電動機の発生する補助操舵力に関連する物
理量は、電動機の発生する補助操舵力Ta (出力トル
ク)を支配する量、即ち、電動機の負荷電流、励磁電流
、ステアリングシャフトに入力されるマニュアル操舵力
Tm  (Ta =A ” Tm )等である。
前記特徴量算出装置は、前記検出装置からの検出データ
を一定距離間分記憶しておき、検出され−〇  − た物理量の度数分布の特徴量を求める。この一定距削は
、特別に限定しないが、例えば、500mからikm程
度が望ましい。又この間のデータは、新規物理量の入力
毎に更新するのが望ましい。特徴量どしては、分散、標
準偏差、半値幅、物理量の平均値等である。
操舵角に対する操舵輪の復元力は、第5図(a )、(
b)に示すように、操舵角に対して内輪、外輪共に、増
加する傾向にある。従って各種の条件(車速、タイヤと
路面との摩擦、操舵角度、増幅度A等)が一定の基準値
にあるとすれば、マニュアル操舵力jTm、及び電動機
の補助操舵力1−aは、操舵角θと略比例的に対応J−
る。従って、基準条件での走行の時は、補助操舵力Ta
に関連した物理量の度数分布は、第6図に示すように操
舵角θの度数分布でもあり、基準条件での走行でない時
は、補助操舵力Taに関連づる物理量を基?1条件での
値に(例えば車速補正)補正することにより、操舵角θ
の度数分布関数を算出することができる。
この度数分布関数の特41!量から、市街地走行、山開
部走行、高速道路走行、高または低摩擦路走行等の走行
状況を判別することができる。例えば、分散が大きいも
のから順に山間部走行、市街埠走行、高速道路走行と判
別できる。
[作用] 検出!!i置は、補助操舵力に関連する物理量を、単位
走行距離毎に検出し、特徴量算出装置は、一定の走行距
離間そのデータを蓄積して、物理量の度数分布関数の特
徴量を求め、判定装置は、その特li¥量に基づいて、
走行状況を判定する。その結果は、例えば、動力舵取装
置の系の利得特性の制御、サスペンションの制御、車高
制御、制動制御に使用することができる。
[実施例] 以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて説明する。
第1図は、電気式動力舵取装置の構成を示したブロック
ダイヤグラムである。
第1図において、10はステアリングシャフトを示し、
このステアリングシャフト10の一端には操向ハンドル
11が取り付けられ、他端にはギヤボックス12に軸承
されたビニオン軸13が結合されている。ビニオン軸1
3はギヤボックス12にかん装されたラック14に噛合
され、このラック14の両端は図示していないが、ボー
ルジヨイント等を介して操舵輪18に連結されている。
前記ステアリングシャフト10上には、操向ハンドル1
1に加えられたマニュアル操舵力Tl11を検出する1
〜ルクセンザ15が設番プられている。又、ステアリン
グシャフト10には操舵力をアシストし補助操舵力Ta
を出力する電動機16が歯車17を介して連結されてい
る。エンジンの駆動軸(図示路)に結合し、エンジンの
回転によって発電された電圧Eは、チョッパ回路25に
入力する。
補助力制御装置24は、トルクセンザ15からマニュア
ル操舵ノrTm1車速検出器26から車速信号V1重電
機16から負荷電流Idを入力している。補助力制御装
置24は、車速信号Vに応じて増幅度Aを変化させ、マ
ニュアル操舵力Tll+に依存した補助操舵力Ta  
(−A−To+ )を発生させるように負荷電流1dを
制御するイn号Mをチョッパ回路25に出力している。
チョッパ制御回路25はこの信号を受けて、電動機16
に変調された電圧EOを供給し、負荷電流を目標値に制
御している。
第2図は補助力制御装置24の詳しい構成を示したブロ
ックダイヤグラムである。
補助力制御装置24は、主に計算機システムにより構成
されている。マニュアル操舵力Tm、電動機16の負荷
電流1d、車速信@Vを入力するマルチプレクサ61と
、それらの信号をA/D変l@!するA/D変換器65
、CPU60.制御プログラム、制御データテーブルを
記憶したROM63、入力データを記憶するRAM62
、CPU60からの制御信号をD/A変換するD/△変
換器64、電動機16の負荷電流Idを制御値にコント
ロールするための誤差増幅回路74とから成る。
第3図、第4図はCPU60の処理を示したフローチャ
ートである。本実施例では、電動機の発生する補助操舵
力Taに関連した物理量として電動機16の負荷電流I
dを、物理量の度数分布間数の特徴量を分散としている
。但し、負荷電流■dの符号を含めた平均値を零と仮定
している。第3図のプログラムは、車速検出器26から
の単位走行距1ttt 10 m fr3の割り込み信
号を入力して駆動される。ステップ100で、電動機1
6から負荷電流1dが読み込まれる。ステップ102で
、負荷電流1dの2乗値がデータの入力毎に加算され、
Svには負荷電流の2乗和が算出される。ステップ10
4では、DCにデータの入力数が加算され、ステップ1
06でDCが一定数DSに達したかが判定される。即ち
、自動車が一定の距離、ここでは1kmに相当する距離
だけ走行したとき、ステップ108に移行して、負荷電
流の相加平均値が零と考えられるので、ACの負荷電流
の2乗平均、即ち分散が求められたことになる。次に、
ステップ110でその1km走行距離内に於ける分布関
数の分散Svが所定値Cと比較され、小さい場合には、
ステップ114へ移行して、走行状況を市街地走行と判
定する(第6図(a))。又△Cの方がCよりも大きい
場合には、ステップ112へ移行して、山間部走行と判
定する(第6図(b))。
次にステップ116へ移行して、分散SV1データ入力
数DCを零にセットして、次の走行状況の判定区間の処
理を行なうことになる。
このようにして、一定走行側11ft、1km毎に走行
状況を判定したが、1km走行距離分のデータを更新し
つつ、蓄積し、新しいデータが入力されるごとにステッ
プ110の判定を行なう様にすれば、単位走行距離10
n+毎に走行状況の判定を行なうこともできる。
第4図は、上記の走行状況判定に基づいて、電動機の増
幅度Aを制御するためのプログラムである。本プログラ
ムは、一定時間毎に割り込みにより処理される。ステッ
プ200では、トルクセンサ15からマニュアル操舵力
Tm、車速検出器26から車速信号■を入力する。ステ
ップ202では、走行状況の判定結果に応じて、市街地
走行の場合には、ステップ204へ移行して市街地走行
に適した増幅度Aの関数に応じて、マニュアル操舵力T
mに対する補助操舵力Taを得るようにR0M63から
、電動機16に印加する電圧EOをザーチし、ステップ
206でヂョッパ回路25に制御信号Mを出力する。そ
の結果、例えCf、操舵操作が軽くなる。
また、ステップ208で、走行状況が、山間部走行の場
合には、ステップ210で、山間部走行に適した増幅度
Aの関数に応じて、電動機16を駆動するのに必要な電
圧EOをROM63からザーチし、ステップ212で、
チョッパ制御回路25に制御信号を出力する。その結果
、例えば、操舵操作を重くすることができる。
ここで増幅度Aは、Tll1に対して一定である必要は
なく、Tmの関数であっても良い。
又走行状況に応じて、補助操舵力Taの特性を変化させ
た後の負荷電流Idの入力値は増幅度Aによって変調さ
れているので、基準状態に相当する値に補正するのが望
ましい・ 上記実施例において、本発明の物理量を検出する検出′
A謂は、電f7J機16の負荷電流を検出する抵抗R1
と補助力制御装置24の特に・ステップ100に、特徴
但陣出装冒は、ステ・ンブ102からステップ108に
、判定装置は、ステップ110からステップ114に、
それぞれ対応する。
[発明の効果] 以−1= 3/llべたように、本発明は、電動機の発
生する補助操舵力に関連した物理量を検出」ノ、その物
理量の度数分布関数の特徴mを求め、その特徴量に基づ
いて自動車の走行状況を判定する装置テする。従って、
ステアリングシャフトの回転角を検出するセンサを特別
に設ける必要がな(、従来)電気式動力舵取装置を用い
て、走行状況が検出できるので構成が簡便となる。又補
助操舵力の分布関数を用いているので、操舵力を支配す
る状況、例えば・タイヤと路面との摩擦の稈度をも判定
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電気式動力舵取装置を示す構成図、第2図は同
実施例装謬のうち補助力制御装置の構成を示したブロッ
ク図、第3図、第4図は、それぞれ同装置のCPuの処
理を示したフローヂャートである。第5図は、操舵輪の
復元力の操舵角との関係を示した特tIJ図、第6図は
、検出された物理量の度数分布関数である。 10・・・ステアリングシ髪・フト 12・・・キヤボックス  13・・・ビニオン軸14
・・・ラック  15・・・1〜ルクレンリ16・・・
電動1幾  24・・・補助力制御装置26・・・車速
度検出器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)自動車のステアリングシャフトに入力されるマニ
    ュアル操舵力を検出し、該マニュアル操舵力に応じて電
    動機に負荷電流を流し、補助操舵力を発生させるように
    した電気式動力舵取り装置に接続され、  前記自動車の単位走行距離毎に、前記電動機の発生す
    る補助操舵力に関連する物理量を検出する検出装置と、  前記自動車が一定距離走行する間の該検出装置から入
    力された前記補助操舵力に関連する物理量の度数分布関
    数の特徴量を求める特徴量算出装置と、  前記特徴量算出装置により求められた前記特徴量によ
    って、前記自動車の走行状況を判定する判定装置と、か
    ら成る自動車の走行状況検出装置。
  2. (2)前記電動機の発生する補助操舵力に関連する物理
    量は、前記電動機に流れる負荷電流であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の自動車の走行状況検出
    装置。
  3. (3)前記電動機の発生する補助操舵力に関連する物理
    量は、前記電動機に流れる励磁電流であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の自動車の走行状況検出
    装置。
  4. (4)前記電動機の発生する補助操舵力に関連する物理
    量は、前記ステアリングシャフトに入力されるマニュア
    ル操舵力であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の自動車の走行状況検出装置。
  5. (5)前記度数分布関数の特徴量は、分散、標準偏差、
    半値幅、前記物理量の絶対値の平均値、等であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の自動車の走行状
    況検出装置。
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