JPS61220970A - 自動車の走行状態判定装置 - 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て操舵力や車高を制
御する際に使用する走行状態判定装置に関する。

〔従来技術〕

従来、自動車の走行状態の判定は車速により行うのが普
通であり、この判定結果によって、例えば低速域では操
舵力が軽く、また高速域では操舵力が重くなるように動
力舵取装置のアシスト力を制御するものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような車速により走行状態を判定する従来技術にお
いては、例えば前述のアシスト力制御の場合は、車速や
操舵角等に対するアシスト力の制御パターンが一定とな
り、山道走行の場合も市街地走行の場合もアシスト力の
制御パターンは変らず、それぞれの走行状態に通した操
舵力が得られないという問題があった。同様の問題は自
動車の車高制御、さらにはサスペンションの固さ制御の
場合等にも存在する。

これを解決するために、操舵力制御においてアシスト力
に対する制御パターンを複数設け、運転者の好みあるい
は走行状態により適宜手動により制御パターンを選択す
るものも開発されている。

そして、手動による選択の面倒を除くために、走行状態
を自動的に判定して制御パターンを選択することが考え
られる。この目的のために、本出願人は先に特願昭５９
−１１２３０３号の出願を行い、操舵角信号の分散状態
により自動車の走行状態を判定することを提案した。し
かしながら、同出願においても述べた如く、操舵角信号
の分散状態によれば、高速走行と山道走行を区別して判
定することは可能であるが、市街地走行と山道走行とで
は分散状態が類似しているのでこの両者を確実に区別し
て判定することは困難であった。本発明は操舵角の絶対
値の平均値により山道走行と市街地走行を確実に区別し
て判定しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明による自動車の走行状態判定装置は
、第１図に示す如く、操舵ハンドル２０を備えた自動車
の走行状態判定装置において、操舵角を検出して操舵角
信号を発生する操舵角検出手段１と、この操舵角信号を
所定の間隔で順次入力して操舵角に対応する多数の数値
を同時に記憶すると共にその記憶内容を更新する記憶手
段２と、この記憶手段２に記憶された前記多数の数値の
絶対値の平均値を演算する演算手段３と、この平均値を
使用して山道走行あるいは市街地走行等の走行状態の判
定を行う判定手段４を備えてなるものである。

〔作用〕

操舵角検出手段１よりの操舵角信号は順次記憶手段２に
入力され、操舵角に対応する多数の数値として記憶され
、更新される。演算手段３は記憶手段２に記憶された多
数の数値からその絶対値の平均値を演算し、判定手段４
はこの平均値により山道走行か市街地走行か等の走行状
態の判定を行う。

しかして、操舵角の範囲を小操舵角範囲（直進走行附近
に対応）と、生検舵角範囲（ゆるいカーブ走行に対応）
と、大操舵角範囲（きついカーブ走行に対応）とに分け
ると、山道走行ではカーブは多いが直角に曲ることは少
ないので、小操舵角範囲の頻度に対して生検舵角範囲の
頻度は少なからず存在するが大操舵角範囲の頻度は極め
て少ない。一方、市街地走行ではカーブは少ないが交差
点で直角に曲ることが多いので、小操舵角範囲の頻度が
極めて多く、生検舵角範囲の頻度はかなり少なくなり、
大操舵角範囲の頻度も多少は存在する。山道走行と市街
地走行ではこのように操舵角の頻度分布状態が異なり、
前者の場合は比較的正規分布に近いが、後者の場合は正
規分布に比して中央値及び末端値附近が多くなり、中間
値附近が少なくなり、かつ末端値の値が大となる。

このような２種の頻度分布につき絶対値の平均値Ｘと標
準偏差σ（ディメンションを一致させるため分散の代り
に標準偏差を用いた）をとると、平均値Ｘは山道走行の
場合の値の方が市街地走行の場合の値より大となり、一
方標準偏差σは、前者の値の方が後者の値より小となる
。このように、山道走行と市街地走行における操舵角頻
度分布に関しては、絶対値の平均値Ｘと標準偏差σとで
は逆の傾向を示し、後述の実測データの解析結果に示す
如く、再走行状態における平均値Ｘの違いは標準偏差σ
の違いよりも大となる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明において、走行状態の判定に使用す
る絶対値の平均値は、山道の場合と市街地の場合とでは
違いが大となるので、確実に山道と市街地を区別して判
定を行うことができる。

〔実施例〕

以下に、動力舵取装置における実施例を図面により説明
する。第２図において、動力舵取装置１０は、ハンドル
軸１８ａを介して操舵ハンドル１８と連結されたサーボ
バルブ１１と、囲路のリンク機構を介して操向車輪に連
結されたパワーシリンダ１２よりなり、公知の如＜、操
舵ハンドル１８に手動操舵トルクを加えれば、パワーシ
リンダ１２により増大された操舵トルクが操向車輪に伝
達されるよう構成されている。動力舵取装置１０は駆動
ベルト１７を介して自動車エンジンと接続されたポンプ
１５により圧力流体が供給されている。

電磁弁２０はサーボバルブ１１を介してポンプ１５より
圧力流体が選択的に供給されるパワーシリンダ１２の両
室間をバイパスしてパワーシリンダ１２によるアシスト
力を制御するもので、第３図に示す如く・バルブ本体２
１の内孔２２内番こ摺動可能に嵌挿されたスプール２３
と、ソレノイド２４を備えている。スプール２３は、通
常はスプリング２５により下降端に保持され、パワーシ
リンダ１２の両室に通ずる通路２６．２７の連通を遮断
している。しかして、ソレノイド２４に通電されると、
その電流値に応じてスプール２３は吸引され、スプリン
グ２５に抗して上方向に変位して、通路２６．２７はバ
イパス用スリット２８を介して連通されるようになって
いる。

ポンプ１５の吐出流量を制御する流量制御弁装置３０は
、第４図に示す如く、絞り３９の開度を調整する電磁弁
３１と、この絞り３９の前後圧により摺動しバイパス孔
３８を開閉して、ポンプ１５の吐出孔３６から送出ポー
ト３７を経てサーボバルブ１１に供給される圧力流体の
流量を制御するスプール弁部材３５を備えている。電磁
弁３１は弁軸３２ａを一体に結合した可動スプール３２
とソレノイド３３を備え、可動スプール３２は、通常は
スプリング３４により弁軸３２ａと共に第４図左方向に
押圧されて絞り３９を全開としている。しかして、ソレ
ノイド３３に通電され、その電流値に応じて可動スプー
ル３２がスプリング３４に抗して右方向に変位するに従
い弁軸３２ａは絞り３９に接近してその開度を減少させ
、スプール弁部材３５を移動させてサーボバルブ１１へ
の圧力流体の供給流量を減少させるものである。

第２図において５０は電子制御装置である。この電子制
御装置５０はマイクロプロセッサ５１と、書込み可能メ
モリ　（以下単にＲＡＭという）５２と、読出し専用メ
モリ　（以下単にＲＯＭという）５３を主要構成要素と
し、このマイクロプロセッサ５１にはインタフェイス６
０ならびにソレノイド駆動回路６１．６２が接続され、
前記電磁弁２０．３１のソレノイド２４．３３に印加さ
れる電流を制御するようになっている。またマイクロブ
、ロセソサ５１にはインクフェイス４７及び位相判定回
路４５を介して操舵角センサ４０が接続されている。操
舵角検出手段１の主要部をなす操舵角センサ４０はハン
ドル軸１８ａ上に固定された回転板４１と、２つのフォ
トインクラブタ４２，４３よりなり、かかるフォトイン
クラブタ４２，４３からの信号によりハンドル操舵角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５１にはインクフェイス４７を介して車速センサ４Ｇ
が接続されている。この車速センサ４６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針から構成さ
れ、この車速センサ４６から発生されるパルス信号の周
波数により車速を検出するようになっている。

一方前記ＲＯＭ５３には、電磁弁２０．３１のソレノイ
ド２４．３３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５図に示すように特性マツプＩＡとＩＢの組合せと
からなる山道走行用の制御パターンＩと、特性マツプｎ
ＡとＩＩＢの組合せからなる市街地走行用の制御パター
ン■とが用意され、それぞれ特性７７プＩＡ、ｎＡは前
記流量制御弁装置３０のソレノイド３３駆動用に用いら
れ、また特性マツプＩＢ、Ｉ［Ｂは前記電磁弁２０のソ
レノイド２４駆動用に用いられる。

山道走行用の制御パターン■においては、車速に対応す
る数値■に対するソレノイド２４に印加すべき電流値ｉ
Ｂの変化特性及びハンドル操舵角に対応する数値θに対
するソレノイド３３に印加すべき電流値ｉＡの変化特性
は、それぞれ特性マツプＩＢ及びＩＡに示す如く、何れ
も本質的に一定の割合で増加するように設定されている
。これにより、手動操舵トルクは車速か増大するにつれ
て、また操舵角が増大するにつれて次第に大となる。し
かして、手動操舵トルクが適度に大となって路面反力が
正確に運転者に伝わるように、特性マツプＩＢ及びＩＡ
の勾配は選定されるものである。これにより、山道走行
においてはハンドルの切り過ぎが防がれ、安定した操舵
フィーリングが得られる。また、市街地走行用の制御パ
ターン■においては□、数値Ｖに対する電流値ｉＢの変
化特性は、特性マツプＩｒＢに示す如（、特性マツプＩ
Ｂとほぼ同程度とする一方、数値θに対する電流値ｉＡ
の変化特性は、特性マフブＩＩＡに示す如く、特性マツ
プＩＡよりも勾配を小とする。従って、市街地走行にお
いては、手動操舵トルクは車速か増大するにつれて山道
走行の場合と同程度に大となるが、操舵角が増大しても
山道走行の場合程大とはならず、ハンドルを大きく切る
ことが多い市街地走行に通した特性となる。

ＲＡＭ５２はハンドルの操舵角θに対応する多数の数値
θを記憶する記憶領域を有し、さらに、ＲＯＭ５３には
操舵角センサ４０により検出された操舵角θに対応する
数値θを所定の間隔でＲＡＭ５２に順次記憶せしめ、更
新すると共に、その多数の数値θからその絶対値の平均
値Ｘを演算し、この平均値Ｘから車が山道走行状態であ
るか、あるいは市街地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３１．２０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６図（Ｃ）および第７図（Ｃ）は後述の実測データに
よる操舵角θに対応する数値θの頻度分布を示すもので
、山道走行ではカーブは多いが直角に曲ることは少ない
ので第６図ＴＣ）のような頻度分布となり、また市街地
走行ではカーブは少ないが交差点で直角に曲ることが多
いので第７図（Ｃ１のような頻度分布となる。従って、
前記制御プログラムの実行の途中で得られた平均値Ｘは
山道走行の場合の値の方が市街地走行の場合の値よりも
大となり、制御プログラムのその後の実行により車の走
行状態が自動的に判別され、その結果から第５図に示す
制御パターンＩ、Ｈの何れかを選択することができる。

次にか−る操舵力制御装置の制御動作を、第８図及び第
９図に示すフローチャートにより説明する。

車の走行状態において、操舵角θに対応する数値ｅとし
て操舵角センサ４０により検出された時々刻々変化する
操舵角信号は、位相判定回路４５を介してカウンタ（図
示せず）に入力され、また車速センサ４６により検出さ
れた車速に対応する数値■もカウンタ（図示せず）に入
力される。

マイクロプロセッサ５１は、所定の間隔で割込信号が入
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、第８図のステップ１００でカウンタに記憶さ
れた操舵角の数値ｅが読み込まれ、続いてステップ１０
１においてサンプリング回数カウンタ値ｎが設定回数Ｎ
と比較される。

走行開始直後にはサンプリング回数は少なく、ｎ〈Ｎで
あるのでプログラムはステップ１０２に進んでサンプリ
ング回数カウンタ値ｎに１が加えられ、続くステップ１
０３においてＲＡＭ５２の記憶領域のｎ番目の領域Ｍ’
ｎに数値θの絶対値がセットされる。

サンプル数ｎが増加して設定回数Ｎに達すれば、プログ
ラムはステップ１０１からステップ１０８に進むように
なり、領域Ｍ２のセント値が領域Ｍｌへ、領域Ｍ３のセ
ント値は領域Ｍ２へ、・・・と順次シフトされ、最後の
領域Ｍ？Ｊに最新（ｎ番目）の数値θの絶対値がセント
され、かくして記憶内容が更新される。この状態におい
てはサンプリング回数カウンタ値はｎ　（＝Ｎ）のま−
である。

ステップ１０３または１０８に続くステップ１０４では
次式により操舵角の数値θの絶対値の平均値Ｘが演算さ
れる。

１” Ｘ　＝Ｎ　、％、　　ｌ　Ｍ　ｎ　１ 続いてステップ１０５では、上記平均値Ｘと基準値にと
の大小判別を行う。Ｘ＞Ｋであれば数値ｅが第６図（ｂ
ｌのような頻度分布であって山道走行であることが判定
され、また、Ｘ＞Ｋでなければ数値θが第７図（ｂ）の
ような頻度分布であって市街地走行であることが判定さ
れる。Ｘ＞Ｋでなければステップ１０６において走行判
定フラッグＦを１とし、Ｘ＞Ｋであればステップ１０７
において走行判定フラッグＦをＯとする。基準値には各
走行状態における数値θの頻度分布により定め、後述の
数値例の場合はに＝３としている。また、前記ステ・ノ
ブ１０４の式によればサンプル回数ｎが少なければ平均
値Ｘは小となるので、走行開始直後は常に市街地走行と
判定され、サンプル回数ｎがＮに近すけば実際の走行状
態が判定される。このようにすれば、走行開始直後にお
いて、サンプル数が少いために走行判定フラッグＦが頻
繁に入れ替ることが防がれる。

ステップ１０６または１０７が終了すると、マイクロプ
ロセッサ５１は第８図のフローチャートによるプログラ
ムの実行を次の割込信号が入力されるまで停止し、第９
図のフローチャートによるプログラムの実行を開始させ
る割込信号を出力する。

第９図のステップ１１０で前記各カウンタに記憶された
車速に対応する数値Ｖと操舵角に対応する数値θが読み
込まれ、次のステップ１１１で走行判定フラッグＦが読
み込まれる。続くステップ１１２で走行判定フラッグＦ
の値が判定され、Ｆ＝１でなければプログラムはステッ
プ１１３及び１１４に進んで、ＲＯＭ５３内の山道走行
用の特性マツプＩＡ、ＩＢより数値θと■に基づいて印
加電流ｉＡ、ｔＢがサーチされ、それぞれ電磁弁３１．
２０のソレノイド３３．２４に印加される。

ステップ１１２においてＦ＝１ならば、プログラムはス
テップ１１５及び１１６に進んでＲＯＭ５３内の市街地
走行用の特性マツプＩＩＡ、ＩＩＢより数値θと■に基
づいて印加電流ｔＡ、ｉＢがサーチされ、それぞれ電磁
弁３１．２０のソレノイド３３．２４に印加される。ス
テップ１１４または１１６が終了すると、マイクロプロ
セッサ５１は第９図のフローチャートによるプログラム
の実行を次の割込信号が入力されるまで停止する二辺後
、所定の間隔で割込信号が出力される毎にマイクロプロ
セッサ５１は上記の各ステップを繰り返し実行し、車の
走行状態に応じた操舵力を設定する。

第６図（ａｌ及び第７図（ａｌはそれぞれ山道と市街地
を実走行し、１０ｍ毎に割込信号を出力して測定した場
合の測定データ（サンプリング回数：１３０）であり、
累積距離Ｃ＋Ｄ　（単位：１０ｍ）の位置におけるハン
ドル軸１８Ａの操舵角θの１／１８の値θ（単位二度）
を示したものである。第６図（Ｃ）及び第７図（Ｃ１は
それぞれ第６図（ａｌ及び第７図（ａｌＯ値ｅを５度毎
に区切った頻度分布ヒストグラムであり、第６図（ｂ）
及び第７図（ｂ）は同じく値θを５度毎に区切ったもの
の絶対値の頻度分布ヒストグラムである。

前述の如く、各頻度分布ヒストグラムを対比すれば次の
ことが判明する。すなわち、山道走行ではカーブは多い
が直角に曲ることは少ないので、第６図（ｂｌ及び（Ｃ
）に示す如く、小操舵角範囲の頻度に比して中操舵角範
囲の頻度は少なからず存在するが、大操舵角範囲の頻度
は殆どない。一方、市街地走行ではカーブは少ないが交
差点では直角に曲ることが多いので、第７図（ｂ）及び
＋０１に示す如く小操舵角範囲の頻度が極めて多く、中
操舵角範囲の頻度は急激に減少するが大操舵角範囲の頻
度も相当存在する。山道走行と市街地走行とでは、この
ように数値θの頻度分布状態には明確な相違がみられる
。

次に、第６図（ａｌ及び第７図（ａｌの実測データより
数値θの絶対値の平均値Ｘ及び標準偏差σを求めれば次
の通りである。

Ｘ　　　　　　　　σ 山道走行　　　　３．６３　　４．７０市街地走行　　
　２．２６　　５．２８山道走行と市街地走行の場合の
平均値Ｘの違い（比率：１．６１）は、標準偏差σの違
い（比率：１／１．１２）よりも大であり、従ってこの
再走行状態の判別は平均値Ｘを用いればより確実に行う
ことができる。また、この場合は、判別の基準値には３
とするのが適当である。

なお、平均値Ｘと標準偏差σとでは、山道走行と市街地
走行における大小関係が逆になっているが、これは市街
地走行における大操舵角範囲の頻度の存在によるもので
ある。

本実施例は動力舵取装置の操舵力制御に通用した場合の
ものであるが、本発明は舵取装置に限らず車高制御等に
も通用することができる。

また、本実施例においては、１つの基準値Ｋにより判定
を行っているが、適当な間隔をおいて複数の基準値を設
定し、基準値により区切られた範囲毎に各特性マツプを
ＲＯＭ５３内に用意し、平均値Ｘの値に応じて特性マツ
プを選択するようにしてもよい。このようにすれば、山
道の操舵力特性から市街地の操舵力特性への急激な変化
をさけることができる。

また、本実施例においては平均値Ｘを直接基準値にと比
較して判別したが、平均値Ｘに更に適当な演算（例えば
標準偏差σによる除算）を加えた上で比較判別するよう
にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による自動車の走行状態判定装置の一実施
例を示し、第１図は本発明の全体構成図、第２図は全体
のブロック図、第３図はバイパス制御用の電磁弁の縦断
面図、第４図は吐出量制御用の流量制御弁装置の縦断面
図、第５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６図（ａ）〜（Ｃ）は山道走行の場合の
実測データで（ａｌは実測値、（ｂ）は頻度分布ヒスト
グラム、（ｅ）は絶対値の頻度分布ヒストグラム、第７
図＋ａｌ〜（Ｃ）は市街地走行の場合の実測データで第
６図（ａ）〜（Ｃ１に相当する図、第８図及び第９図は
制御プログラムを示すフローチャートである。 符号の説明 ■・・・操舵角検出手段、２・・・記憶手段、３・・・
演算手段、４・・・判定手段、２０・・・操舵ハンドル
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　操舵ハンドルを備えた自動車の走行状態判定装置にお
   いて、操舵角を検出して操舵角信号を発生する操舵角検
   出手段と、この操舵角信号を所定の間隔で順次入力して
   操舵角に対応する多数の数値を同時に記憶すると共にそ
   の記憶内容を更新する記憶手段と、この記憶手段に記憶
   された前記多数の数値の絶対値の平均値を演算する演算
   手段と、この平均値を使用して山道走行あるいは市街地
   走行等の走行状態の判定を行う判定手段を備えてなる自
   動車の走行状態判定装置。