JPH0581466B2 - - Google Patents

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、この判定結果によつて、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〕

このように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適した操舵力が得られ
ないという問題があつた。同様の問題は自動車の
車高制御、さらにはサスペンシヨンの固さ制御の
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つた。本発明は操舵
角の頻度分布の状態が山道走行と市街地走行では
相違することを利用して此等の走行状態を確実に
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時間間隔で経
時的に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
操舵角記憶手段２と、小舵角範囲と中舵角範囲を
分類する第１のしきい値と中舵角範囲と大舵角範
囲を分類する第２のしきい値を記憶したしきい値
記憶手段Ｍと、前記操舵角記憶手段２に記憶され
た前記多数の数値から前記しきい値記憶手段Ｍに
記憶された第１のしきい値以上で第２のしきい値
以下の数値の頻度数を計数する計数手段３と、こ
の計数手段３により計数された頻度数と記憶手段
２に記憶された多数の数値の全数の間の除算によ
り走行状態を示す指数を演算する演算手段４と、
この指数を使用してカーブは多いが直角に曲がる
ことが少ない山道走行か、直進走行が多くカーブ
は少ないが直角に曲がることが多い市街地走行か
の走行状態の判定を行う判定手段５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経時的に
順次計数手段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。計数手段
３は記憶手段２に記憶された多数の数値から前記
しきい値記憶手段Ｍに記憶された第１のしきい値
以上で第２のしきい値以下の数値の頻度数を計数
する。次いで、演算手段４は記憶手段２に記憶さ
れた多数の数値の全数と計数手段３により計数さ
れた頻度数から走行状態を示す指数Ｊを演算し、
判定手段５はこの指数Ｊによりカーブは多いが直
角に曲がることが少ない山道走行か、直進走行が
多くカーブは少ないが直角に曲がることが多い市
街地走行かの走行状態の判定を行う。

しかして、操舵角の範囲を上記の第１しきい値
と第２しきい値によつて小操舵角範囲（直進走行
附近に対応）と、中操舵角範囲（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
直角曲ることが多いので、小操舵角範囲の頻度は
極めて多く、中操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
分布状態が異なる。

このような２種の頻度分布につき本発明による
走行状態を示す指数Ｊと分散の平方根である標準
偏差のσをとると、後述の実測データの解析結果
に示す如く、両走行状態におけるこの指数Ｊ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
に使用する走行状態を示す指数は、山道の場合と
市街地の場合とではその違いが標準偏差よりも大
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１
０は、ハンドル軸１８ａを介して操舵ハンドル１
８と連結されたサーボバルブ１１と、図略のリン
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、公知の如く、操舵ハンドル１
８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２１の内孔２２内に摺
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はバイパス用スリツト２８を
介して連通されるようになつている。

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１
５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３
４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はマイクロプロセツサ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
セツサ５１はインタフエイス６０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つている。またマイクロ
プロセツサ５１にはインタフエイス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つのフオトインタラプタ４２，
４３よりなり、かかるフオトインタラプタ４２，
４３からの信号によりハンドル操舵角θを検出す
るようになつている。さらにマイクロプロセツサ
５１にはインタフエイス４７を介して車速センサ
４６が接続されている。この車速センサ４６とし
ては、トランスミツシヨ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
るようになつている。

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ＡとＢの組合わせからなる山道走行用
制御パターンと、特性マツプＡとＢの組合
わせからなる市街地走行用の制御パターンとが
用意され、それぞれ特性マツプＡ，Ａは前記
流量制御装置３０のソレノイド３３駆動用に用い
られ、また特性マツプＢ，Ｂは前記電磁弁２
０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Ｖに対するソレノイド２４に印加
すべき電流iB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が増大するにつれて、
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つて路
面反力が正確に運転者に伝わるように、特性マツ
プＢ及びＢ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、安定した操舵フイーリングが得ら
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Ｂに示す如く、特性マツプ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、特性マツプに示す如く、特性マ
ツプＡより勾配を小とする。従つて、市街地走
行においては、手動操舵トルクは車速が増大する
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
に適した特性となる。

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、また、
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のうちその中央値付近の数値と
末端値付近の数値を除いた数値の頻度数を計数
し、この計数された頻度数と数値Θの全数により
走行状態を示す指数（以下単に山道指数という）
Ｊを演算し、この山道指数Ｊ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ｃ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ｃのような頻
度分布となる。従つて、前記制御プログラムの実
行の途中で得られた山道指数Ｊ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、
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，の何れかを選択することが
できる。

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

車の走行状態において、操舵角θに対応する数
値Θ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４
５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Ｖもカウンタ（図示せず）に入力される。

マイクロプロセツサ５１は、所定の走行距離毎
に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図のステツ
プ100でカウンタに記憶された操舵角の数値Θが
読み込まれ、続いてステツプ101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ツプ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、続くステツプ103においてRAM５２の
記憶領域のｎ番目の領域Mnに数値Θの絶対値が
セツトされる。

サンプル数ｎが増加して設定回数Ｎに達すれ
ば、プログラムはステツプ101からステツプ104に
進むようになり、領域M2のセツト値が領域M1
へ、領域M3のセツト値が領域M2へ、……と順次
シフトされ、最後の領域M_Nに最新（ｎ番目）の
数値Θの絶対値がセツトされ、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）のまゝである。

ステツプ103または104に続くステツプ105では
読出しカウンタＨにサンプリング回数カウンタ値
ｎが初期設定され、続くステツプ106においてＨ
番目の領域の値M_Hが２つの設定値Ｂ及びＣと比
較される。設定値Ｂは小舵角範囲と中舵角範囲を
分類する第１のしきい値であり、設定値Ｃは中舵
角範囲と大舵角範囲を分類する第２のしきい値で
あつて、後述の数値例においてはＢ＝３、Ｃ＝12
である。ステツプ106において、Ｂ≦M_H≦Ｃでな
ければ直接に、また、Ｂ≦M_H≦Ｃならばステツ
プ107において頻度カウンタの値Ｄ（実行の都度０
の初期設定される）に１が加えられて、プログラ
ムはプログラム108に進み、読出しカウンタ値Ｈ
より１が減じられる。続くステツプ109において
読出しカウンタ値Ｈが数０と比較値され、Ｈが０
になるまでは上記ステツプ106〜108が繰り返さ
れ、Ｈ＝０になればプログラムは次のステツプ
110に進む。上記ステツプ106〜108の繰り返しに
より、頻度カウンタ値Ｄは各記憶領域の値Mnの
うちＢ≦Mn≦Ｃなるものの頻度数となる。

続くステツプ110において、次式により山道指
数Ｊが演算される。

Ｊ＝Ｄ／ｎ 続いてステツプ111では、上記山道指数Ｊと基
準値Ｅとの大小判別を行う。Ｊ≧Ｅであれば数値
Θが第６図ｂのような頻度分布であつて山道走行
であることが判定され、また、Ｊ≧Ｅでなければ
数値Θが第７図ｂのような頻度分布であつて市街
地走行であることが判定される。Ｊ≧Ｅでなけれ
ばステツプ112において走行判定フラツグＦを１
とし、Ｊ≧Ｅであればステツプ113において走行
判定フラツグＦを０とする。基準値Ｅ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Ｅ＝0.3としている。

なお、ステツプ110の式はＪ＝Ｄ／Ｎとしても
よい。このようにすれば、サンプル回数ｎが少な
ければ山道指数Ｊ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に近づ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ツグＦが頻繁に入れ
替ることが防がれる。

ステツプ112または113が終了すると、マイクロ
プロセツサ５１は第８図にフローチヤートによる
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図のフローチヤートによるプログ
ラムの実行を開始させる割込信号を出力する。

第９図のステツプ200において前記各カウンタ
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、次のステツプ201で
走行判定フラツグＦが読み込まれる。続くステツ
プ202で走行判定フラツグＦの値が判定され、Ｆ
＝１でなければプログラムはステツプ203及び204
に進んで、ROM５３内の山道走行用の特性マツ
プＡ，Ｂより数値ΘとＶに基づいて印加電流
iA，iBがサーチされ、それぞれ電磁弁３１，２
０のソレノイド３３，２４に印加される。ステツ
プ202において、Ｆ＝１ならばプログラムはステ
ツプ205及び206に進んでROM５３内の市街地走
行用の特性マツプＡ，Ｂより数値ΘとＶに基
づいて印加電流iA，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。ステツプ204または206が終了すると、マ
イクロプロセツサ５１は第９図のフローチヤート
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。

以後、所定の走行距離毎に割込信号が出力され
る都度マイクロプロセツサ５１は上記の各フロー
チヤートによるプログラムを繰り返し実行し、車
の走行状態に応じた操舵力を設定する。

第６図ａ及び第７図ａ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：度）を示したものである。第６図ｃ及び
第７図ｃはそれぞれ第６図ａ及び第７図ａの値Θ
を５度毎に区切つ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
に区切つ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ｂ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ｃ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に頻度分布状態には明確な
相違がみられる。

しかして、第６図ｃ及び第７図ｃにおいて、中
央付近の−Ｂ＜Θ＜Ｂなる比較的狭い範囲内α
と、末端値近くのΘ＜−Ｃ及びＣ＜Θなる範囲γ
を除いた範囲βにある数値Θの頻度数Ｄを求め、
これを全頻度数Ｎで除算して山道指数Ｊを求めれ
ば次の通りとなる。なお、Ｂ＝３、Ｃ＝12であ
る。また、比較のために第６図ａ及び第７図ａよ
り求めた標準偏差σも記入する。

Ｄ Ｊ σ 山道走行 70 0.538 4.70 市街地走行 18 0.138 5.28 山道走行と市街地走行の場合の山道指数Ｊの違
い（比率：3.90）は、標準偏差σの違い（比率：
１／1.12）よりも大であり、従つてこの両走行状
態の判別は山道指数Ｊ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
Ｋは0.3とするのが適当である。

以上の山道指数Ｊの演算は第６図ｂ及び第７図
ｂに示す数値Θの絶対値は頻度分布ヒストグラム
を用いても同様に行うことができ、前述の第８図
に示したフローチヤートによるプログラムは、こ
の数値Θの絶対値を用いて山道指数Ｊを演算する
ものである。

本実施例は動力舵取装置の操舵力制御に適用し
た場合のものであるが、本発明は舵取装置に限ら
ず車高制御等にも適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Ｅに
より判定を行つているが、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、山
道指数Ｊ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。

本実施例においては、範囲β内にある数値Θの
頻度数Ｄを全頻度数ｎで除算して山道指数Ｊとし
たが、この逆数を山道指数としてもよい。また、
山道指数Ｊを直接基準値Ｅと比較して判別した
が、山道指数Ｊに更に適当な演算を加えた上で比
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図は全体のブロツク図、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ａは実測値、ｂは絶対値の頻度分布ヒストグラ
ム、ｃは頻度分布ヒストグラム、第７図ａ〜ｃは
市街地走行の場合の実測データで第６図ａ〜ｃに
相当する図）、第８図及び第９図は制御プログラ
ムを示すフローチヤートである。 符号の説明 １……操舵角検出手段、２……記
憶手段、３……計数手段、４……演算手段、５…
…判定手段、２０……操舵ハンドル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操舵ハンドルを備えた自動者の走行状態判定
   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
   の時間間隔で経時的に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
   内容を更新する操舵角記憶手段と、小舵角範囲と
   中舵角範囲を分類する第１のしきい値と中舵角範
   囲と大舵角範囲を分類する第２のしきい値を記憶
   したしきい値記憶手段と、前記操舵角記憶手段に
   記憶された前記多数の数値から前記しきい値記憶
   手段に記憶された第１のしきい値以上で第２のし
   きい値以下の数値の頻度数を計数する計数手段
   と、この計数手段により計数された頻度数と前記
   記憶手段に記憶された多数の数値の全数の間に除
   算により走行状態を示す指数を演算する演算手段
   と、この指数を使用してカーブは多いが直角に曲
   がることが少ない山道走行か、直進走行が多くカ
   ーブは少ないが直角に曲がることが多い市街地走
   行から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。