JPS6076413A - 車両のステアリング中立位置推定装置 - 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］ 本発明は車両走行装置におけるステアリング中立位置を
推定する装置に関し、車両の走行制御に利用しようとす
るものである。

［背景］ ステアリング情報を必要とする車両の走行制御装置にお
いては、ステアリング操作器（ステアリンクホイール）
の回転角度に応動するボテンシロメータよりも、特開昭
５８−４１２７０号公報、に（２） 例示されるような推定方式が継年度化等に対して好まし
いとされている。しかしながら、この方式においては、
道路状況や運転者個々の運転方法により変化する運転状
態に対応して常に高精度に中立位置を決定することが困
難であった。

［発明の目的］ 本発明は上記に鑑み、運転状態に対応して高精度に中立
位置を決定することができる車両のステアリング中立位
置推定装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 本発明はこの目的を達成するため、第１図に示すように
、車両のステアリング操作器の操作方向および操作移動
量に応じて変化する第１の信号を発生する第１の信号発
生手段Ｓｔと、車両の走行速度に応じて変化する第２の
信号を発生する第２の信号発生手段Ｓ２と、車両の前後
または左右の動態変化に関連する第３の信号を確立する
信号確立手段Ｓ３と、上記第２の信号と第３の信号とに
応じて、前記動態変化が車両の走行速度に応じて（３） 決まる基準値より大きいか否かを判別する判別手段りと
、この判別結果において上記動態変化が基準値より小さ
いときに上記第１の信号に基づいてステアリング操作器
の中立位置を演算する演算手段Ｃと、を備えたことを特
徴とするものである。

この構成において、上記信号確立手段Ｓ３は、車両の前
後または左右のいずれか少なくとも一方の動態変化に関
連するように構成され、例えば前記第１の信号に応じて
、ステアリング操作器の操作角度の時間的変化分を演算
し、この演算結果を前記動態変化を表すデータとする手
段を含むことにより、車両の左右の動態変化に関連して
第３の信号を得ることができる。また、車両の加速度を
めて得られた加速度を前記動態変化を表すデータとする
手段を含むことにより、車両の前後の動態変化に関連し
て第３の信号を得ることができるものである。

［発明の効果］ 従って本発明によれば、ステアリング操作器の操作角度
が本来小さい高速走行時は低速走行時に（４） 比して小さい車両動態変化（たとえば基準角度以内の操
作角度のときに得られるステアリング操作の操作移動量
）に基づいて中立位置を演算し、低速走行時はそれより
大きい動態変化に基づいて中立位置を演算することによ
り、運転状態の実情に合った条件判別により車両の直進
走行を判断することができ、中立位置の演算をより高精
度に行うことができる。

〔実施例〕

上述した本発明の特徴およびそれ以外の特徴は以下の実
施例により詳細に説明される。

第２図には、本発明が適用される車両のサスペンシロン
制御装置の全体構成が図示されている。

第２図において、符号１は予め設定された制御プログラ
ムにより入力信号と出力信号とを調整する演算制御回路
を表わしている。

演算制御回路１は、先に述べた判別手段（Ｄ）および演
算手段（Ｃ）を制御プログラムの実行により実現するマ
イクロコンビエータと、このマイクロコンピュータと入
力、出力を接続するために（５） 普通に使用される周辺回路とを主構成要素として構成さ
れている。

演算制御回路１には入力信号手段として、車速センサ（
第２の信号発生手段）２、ステアリングセンサ（第１の
信号発生手段）３、制動検出器４および加速検出器５が
接続され、出力信号手段として駆動回路１０．１１．１
２．１３が接続され、各駆動回路１０〜１３にはそれぞ
れ電磁作動型の減衰力可変シロツクアブソーバ６．７．
８．９が作動的に接続されている。演算制御回路１は車
載バッテリＢａｔｔからキースイッチ１４を介して給電
れるようになっており、そのため給電電圧を安定化する
回路およびその安定化電圧の立ち上がりにてマイクロコ
ンビエータをリセットするリセット回路を含んでいる。

前記構成のうち、車速センサ２は光電変換方式、電磁ピ
ックアップ方式、あるいは接点方式などで構成され、図
示しないトランスミツシリンに配設されてギヤの回転に
同期したパルス信号を発生しその周波数より車速、パル
ス信号の個数より走行（６） 距離を知ることができる。

ステアリングセンサ３は光電変換方式、電磁ピックアッ
プ方式、あるいは接点方式などで構成され、図示しない
ステアリングシャフトに配設されステアリングの移動角
速度に比例した周波数のパルス信号を発生する。第３図
は光電変換方式をとるステアリングセンサ３とステアリ
ングの操作に連動するステアリングシャフト１５との関
係を表わした図を示しており、このステアリングセンサ
３は互いに所定の位相差をもって固定配置された２個の
センサ３−１．３−２を有すると共に、ステアリングシ
ャフト１５の回転にしたがって回転する回転体１６を備
え、回転体１６を挟んでセンサ３−１．３−２の対向位
置に配置された光源（図示せず）からの発射光が回転体
１６の回転によってセンサ３−１．３−２に受光、遮光
されるようにしである。

従って回転体１６が右回りをする場合におけるセンサ３
−１およびセンサ３−２の出力波形は第４図（Ａ＞に図
示する如きものとなり、一方回転（７） 体１６が左回りをする場合における出力波形は第４図（
Ｂ）に図示する如きものとなり、この両出力波形から明
らかなごとく、センサ３−１．３−２の出力波形の位相
の正負からステアリングシャフト１５の回転方向を知る
ことができる。また出力波形パルス数から移動角度（ｗ
Ａ作作動動量を知ることができ、さらに出力波形の周波
数から移動角速度（操作速度）を知ることができるもの
である。

制動検出器４は、ブレーキペダルの操作に連動するスト
ップラップスイッチが流用され、ブレーキペダルが操作
されたか否かを示す信号を生じる。

加速検出器５は、ボテンシロメータまたは複数個の接点
群より構成され、アクセルペダルの踏込み操作量に対応
した電圧またはデジタル信号を出力する。

シロツクアブソーバ６ないし９の各構成は例えば第４図
に断面図として概略的に示す如きものである。第４図に
おいて、上部可動部２０の上部には上記駆動回路１０．
１１．１２又は１３と電気（８） 的に接続されたコイル２１と、該コイル２１が通電され
ているとき発生する磁力により連接棒２２とともに上方
に移動および保持されるリング状コア２３とが設けられ
ている。

上記コイル２１が非通電状態にあると、連接棒２２の先
端の流量制御弁２４とピストンロッド２５の先端に設け
られたピストン２６とは、図示の如き状態に維持され、
第１オイル室４０と第２オイル室５０との相互間でオイ
ルが比較的円滑に流通するようにされる。換言すればシ
ョックアブソーバ６．７．８又は９の減衰力は通常レベ
ル即ち低めに維持される。即ちショックアブソーバ６．
７．８又は９は弱ダンパー即ち軟らかめに維持される。

一方、上記コイル２１が駆動回路１０．１１．１２又は
１３により通電状態になると、コア２３が発生磁力によ
り上方への力を受け、このコア２３とともに連接棒２２
が上方に移動し、流量制御弁２４が第１オイル室４０と
弁室２７とを連通ずる通路２８を塞ぐため、第１オイル
室４０と第２（９） オイル室５０との間の流通抵抗がハイレベルとなり、こ
のためシロツクアブソーバ６．７．８又は９の減衰力が
高めになる。そしてコイル２１が通電状態にある間、流
量制御弁２４が通路２８を塞ぎつづけ、シロツクアブソ
ーバ６．７．８又は９の減衰力は高め即ち強ダンパーに
維持される。

次にこのように構成された本実施例の処理動作を説明す
る。演算制御回路１中のマイクロコンピュータはキース
イッチ１４がオンされると、第６図に概略的に図示する
如き処理を開始する。

すなわち、初期セットルーチン１００において、内部メ
モリの変数データを予め決められた初期値にセットする
０次いで、ルーチン２００〜６００に示す循環プログラ
ムを実行する。

データ入力ルーチン２００で、コンピュータは入力信号
手段２〜５からの各種信号を内部データとして記憶する
ための次の（ａ）〜（ｄ）の処理を実行する。

（＋１）車両の走行速度を表わすデータＶ（ｔ）（以下
車速という）を演算する。この場合、車速セン（１０） サ２からのパルス信号が入力される毎に起動される割込
プログラム（図示せず）により逐次記憶されるフリーラ
ンカウンタのカウントデータの時間的変化分をめること
により、車両が一定距離（車速センサによって決まる）
だけ移動するに要した時間を算出する。そして、予めわ
かっているその一定距離を算出した時間で除することに
より、車速Ｖ　（ｔ）が演算される。なお、割込プログ
ラムにおいては、その都度後述する距離変数βがインク
リメント　（＋１）される。

（ｂｌステアリング操作器の操作方向および操作移動量
を表すデータω（ｔ）　（以下操作角度という）を演算
する。この場合ステアリングセンサ３からの２つのパル
ス信号を監視し、パルス信号の立ち上がり、立ち下がり
毎に操作角度ω（１）の加算または減算を行なう。この
とき、パルス信号の立ち上がり、立ち下がりの順序によ
り位相差をチェックして符号が決定される。なお、操作
角度ω（ｔ’）は初期セットルーチン１００において、
適当な値（例えば通常の状態においてステアリング操作
器の中立位置に相当する値）にセントされるものとする
。

（Ｃ１車両加速度の大きさを表すデータθ（１）（以下
加速度という）を演算する。この場合、加速検出器５か
らの入力信号の時間的変化度合を一般的な方法で計算す
ることができる。

＋ｄｉ制動中であるか否かを制動検出器４からの入力信
号により判別し、その判別結果を記憶する。

さて、マイクロコンピュータはルーチン３００でステア
リング操作器の中立位置ωＣＥＮＴを演算する。この処
理の詳細は第７図に表されており、その演算の詳細につ
いては後述する。

コンピュータはルーチン３００で算出された結果および
ルーチン２００で入力されたデータに基づいて、車両に
おけるローリング現象の度合を判断し、所定の大きさ以
上のローリングが生じる条件を判別したときに、シ日ツ
クアブソーバ６〜９の減衰力を強ダンパーとするための
指令信号を内部に作成する。詳細には説明しないが、こ
のときに判定条件は例えば次のように定めることができ
■操作角度ω（１）が演算された中立位置ωＣＥＮＴに
所定角度±αを加えた領域の範囲外にあること。

■操作角度ω（１）の時間的変化量（最新の演算結果と
先行する演算結果との差）が予め設定された値βより大
きいこと。ただし、設定値βは車速Ｖ　（ｔ）の増加と
ともに減少するように、車速Ｖ　（ｔ）の関数として演
算するものとしてもよい。

■操作角度ω（１）の時間的変化量が中立位置ωＣＥＮ
Ｔから離れる方向に変化する符号であること。

そして、これらの判定結果がすべて肯定であるとき、減
衰力を強ダンパーとする指令信号が作成され、この条件
が否定されるに至ってから予め設定された時間が経過し
た後に減衰力を弱ダンパーとする指令信号が作成される
。

次にコンピュータはルーチン５００で、その他の制御条
件に従って減衰力を調節する指令信号を作成する。この
場合、例えば加速度θ（１）が予（１３） め設定した値γ（これを車速Ｖ　（ｔ）の関数としても
よい）を越えたかどうかを判定し、急加速状態で減衰力
を強ダンパーとする指令信号を作成したり、制動中であ
るときに減衰力を強ダンパーとする指令信号を作成する
ものとすることができる。

次にコンピュータはステップ６００で、先に作成された
指令信号に従ってジ−ツクアブソーバ６〜９に対し減衰
力を切り換える出力信号を付与する。この場合、前記の
各種の判定条件により一つでも減衰力を強ダンパーとす
る指令信号が与えられると、他の判定条件による弱ダン
パーとする指令信号に優先して強ダンパーとする出力信
号が付与される。

次に、ステアリング操作器の中立位置を演算するルーチ
ン３００の詳細を第７図を参照して説明する。

ステップ３０１と３０２はステアリング操作器の操作角
度ω（１）の時間的変化の大きさを車速Ｖ　（ｔ）に応
じて決まる基準値ω０と比較するプログラムステップを
表している。ここで、まずス（１４） チップ３０１では基準値ω０を車速Ｖ　（ｔ）の関数と
して演算する。基準値ω０を表す関数式は、ωｏ＝ｆ　
＋　（Ｖ　（ｔ）　）　−−＋１１で表され、車速Ｖ　
（ｔ）と基準値ω０との関係は第８図または第９図に示
す任意の特性とすることができる。重要なことは、車速
Ｖ　（ｔ）が高速であるほど基準値ω０が減少し、操作
角度ω（１）の時間的変化の大きさに対する許容領域を
狭めることである。

ステップ３０２では、操作角度ω（１）の時間的変化分
（操作各速度）Δωを、 Δω＝１ωＭＢＭＯ−ω（ｔ）１　・・・・・・（２）
によって計算し、計算結果とステップ３０１で決定され
た基準値ω０とを比較する。ここで、ωＭＥＭＯは先行
して入力された操作角度ω（１）を表すもので、車両が
所定距離を走行する毎に（後述のステップ３１９で）記
憶される。なおこの値ωＭＥＭＯの初期セットとして、
データ入力ルーチン２００で初めて操作角度ω（１）が
得られたときに、ω（１）と同じ値が設定されるように
しである。

さて、時間的変化分Δωが基準値ω０より大きい場合に
は、ステップ３０２の後ステップ３０７へと実行すべき
プログラムステップをジャンプし、そうでなければステ
ップ３０３を実行する。

ステップ３０３と３０４は車両の動態変化の大きさの一
つの項目として車両の加速度θ（１）が基準値θ０より
大きいかどうかを判断するステップを表している。この
場合も、ステップ３０３で基準値θ０を次式により車速
の関数として決定するようにしである。

θｏ＝ｆ　２　（Ｖ　（ｔ）　）　−−（３１この場合
も車速Ｖ　（ｔ）が高速であるほど基準値θ０が減少す
るように関数式が設定される。ステップ３０４では、デ
ータ入力ルーチン２００で得られた加速度θ（１）と基
準値θ０とを比較し、その結果に応じてプログラムの進
行を分岐する。

ステップ３０６では、車両の動態変化の他の項目として
制動中であるかどうかを判定し、この判定結果に応じて
プログラムの進行を分岐する。

結局、ステップ３０１〜３０６は車両の動態変化の大き
さを判別する判別処理群であり、判別項目のうちステア
リング操作器の操作角度ω（１）の時間的変化分と、加
速度θ（１）とについては、本発明に従い、車速ｖ（ｊ
）が判別の際の参照パラメータとして利用される。もし
、これらの判定結果において動態変化が大きいと判定さ
れると、ステップ３０７でその旨を示すフラグＮＦＬＡ
Ｇを１にセットする。

次いでコンピュータは、ステップ３０９から３１３で車
速Ｖ　（ｔ）が予め設定した基準値ＶＯより太き（しか
もその間の走行距離りが予め設定した基準値ＬＯより大
きいかどうかを判別する。ステップ３０９では、車速Ｖ
（ｔ）を例えば３０ｋｍ／時に相当する基準値ＶＯと比
較し、それより高速である場合には、ステップ３１０で
距離積算値りの内容を先に述べた距離変数ｌ（車速セン
サ２からのパルス信号の数に対応するデータ）だけ加算
する。この距離変数２は次のステップ３１１で０にリセ
ットされる。コンピュータはステップ３（１７） １２において、距離基準値Ｌｏを車速Ｖ　（ｔ）の関数
として次式により演算する。

Ｌ　ｏ　−ｆ　３　（Ｖ　（ｔ）　）　−−＋４１ここ
で、車速Ｖ　（ｔ）と基準値Ｌｏとの関係は第１０図ま
たは第１１図に示す任意の特性とすることができる。し
かして、車速Ｖ　（ｔ）が高速であるほど基準値Ｌｏが
増加し、ステップ３１３の判定をクリアするために走行
しなければならない距離が増加する。このことは、市街
地などの比較的低速で走行するときには直線距離が短く
、高速道路などの比較的高速で走行するときには直線距
離が長いことに関連して、直線走行であることをそれら
道路状況に応じて正確に判別するのに役立つ。

この条件が満たされたとき、コンピュータはステップ３
１４でフラグＮＦＬＡＧをチェックすることにより、大
きな動態変化があるかどうかを判別する。判定結果にお
いて動態変化がない場合に限り、ステップ３１５〜３１
７でステアリング操作器の中立位置ωＣＥＮＴが演算さ
れる。

まずステップ３１５で、そのプ四グラムステン（１８） プ３１５の実行がキースイッチ投入後の最初であるかど
うかを判別し、最初であるときのみステップ３１６で操
作角度ω（１）を中立位置ωＣＥＮＴとして設定する。

次回から、ステップ３１７で中立位置ωＣＥＮＴの補正
演算が実行される。この演算は例えば次式によりなされ
る。

ωｃＥＮＴ＝　（ａ／　（ａ　＋ｂ））　・ωｃＥＮＴ
＋　（ｂ／　（ａ　＋ｂ））　・ωＭＥＭＯ・”−１５
１ここで、ａ、ｂはａ＞ｂの関係に定めた定数で、例え
ばａ＝１５、ｂ＝１とする。この場合、それまでの演算
結果ωＣＥＮＴからその１６分の１を除いた値に、先行
する操作角度ω（１）を表すデータωＭＢＭＯの１６分
の１を加算することを意味する。このように、中立位置
ωＣＥＮＴは時間をかけて徐々に補正される。

ステップ３１８〜３２０は、上述した演算処理を周期的
に行なうために実行すべきプログラムを規定している。

すなわち、ステップ３１８で距離積算値りを０にクリア
し、ステップ３１９で操作角度ω（１）の先行値ωＭＥ
ＭＯとしてそのときの操作角度ω（１）を設定する。さ
らに、フラグＮＦＬＡＧを０にリセットする。

かくして、この実施例の装置は、車両の動態変化の度合
を監視し、車両の動態変化が小さいときに得られる情報
にもとづいて、ステアリング操作器の中立位置を演算す
ることにより、中立位置が高精度で得られ、さらに動態
変化の度合を判別するに際して車両の走行速度に応じて
判別点（Ｗｏ。

θＯ）が変化されるようにしたことにより、低速で走行
しなければならない道路を走行しているときも、高速で
走行できる道路を走行しているときも、それぞれ適切な
時間間隔でより正確に中立位置をめることができる。

従って、正確に演算された中立位置を情報として、車両
のアンチロール制御を実施することができる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限り、実施例を改
変した構成とすることができる。

また、本発明は、ステアリング操作器に調整された操作
補助力を与える装置として適応することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の実施例の構
成図、第３図および第４図は実施例に用いられるステア
リングセンサの説明のための概念図および信号タイムチ
ャート、第５図は実施例に用いられるシ冒ツクアブソー
バの断面図、第６図は実施例に用いられるマイクロコン
ビエータの制御プログラムを表す概要フローチャート、
第７図は第６図中の中立位置演算ルーチン３００の詳細
フローチャート、第８図、第９図、第１０図、第１１図
はそれぞれ実施例の作動説明フ四−チヤードである。 １・・・信号確立手段と判別手段と演算手段とを包含す
る演算制御回路、２・・・車速センサ（第２の信号発生
手段）、３・・・ステアリングセンサ（第１の信号発生
手段）、４・・・制動検出器（第１の信号発生手段）。 代理人弁理士　岡　部　隆 （２１） −７／ｌ− ○ １６開昭ＧＯ−７６４１３（８） 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両のステアリング操作器の操作方向および操作
   移動量に応じて変化する第１の信号を発生する第１の信
   号発生手段と、 車両の走行速度に応じて変化する第２の信号を発生する
   １２の信号発生手段と、 車両の前後または左右の動態変化に関連する第３の信号
   を確立する信号確立手段と、 上記第２の信号と第３の信号とに応じて、前記動態変化
   が車両の走行速度に応じて決まる基準値より大きいか否
   かを判別する判別手段と、この判別結果において上記動
   態変化が基準値より小さいときに上記第１の信号に基づ
   いてステアリング操作器の中立位置を演算する演算手段
   と、を備えてなる車両のステアリング中立位置推定装置
   。
2. （２）前記信号確立手段が、前記第１の信号に応じ（１
   ） て、ステアリング操作器の操作角度の時間的変化分を演
   算し、この演算結果を前記動態変化を表すデータとする
   手段を含んでいる特許請求の範囲第１項に記載の車両の
   ステアリング中立位置推定装置。
3. （３）前記信号確立手段が、車両の加速度をめて得られ
   た加速度を前記動態変化を表すデータとする手段を含ん
   でいる特許請求の範囲第１項または第２項に記載の車両
   のステアリング中立位置推定装置。