JPS63291774A - 自動車の走行状態検出装置 - 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、走行状態に応じて操舵特性や屯高等を制御す
る際に使用する、自動車の走行状態検出装置に関する。

（従来技術） 従来、自動車の走行状態の検出は車速により行うのが普
通であり、この検出結果に基づき、例えば動力舵取装置
において、操舵ハンドルから入力される手動操舵トルク
に対するアシスト力の比率が低速域では大きく、高速域
では小さくなろように制御するものがある。また、例え
ば特開昭６１−２２０９７１号等に示す如く、操舵角に
より自動車の走行状態を検出するものがあり、これによ
れば山道か市街地か等の走行状態をも精度よく検出する
ことができ、捏舵特性や車高等を実際の走行状態に合せ
でより適切に制御することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、特開昭６１−２２０９７１号等の技術に
おいては操舵角を検出するための操舵角センサを必要と
するので、例えば特開昭６２−３０９２８に示す電気式
動力舵取装置のようにアシスト力制御のための手動操舵
トルクを検出するトルクセンサを備えてはいるが操舵角
センサを備えていない動力舵取装置等に対しては直ちに
適用できないという問題があった。本発明は、手動操舵
トルクを検出するトルクセンサにより山道が市街地か等
の走行状態を精度よく検出して上記問題を解決しようと
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検出装置は
、第１図に示す如く、操舵ハンドルからハンドル軸に入
力される手動操舵トルクを検出するトルクセンサ２５と
、多数の記憶領域を有する記憶手段２と、前記トルクセ
ンサ２５により検出された手動操舵トルクに対応する数
値を所定の間隔をおいて前記多数の記１１領域に順次記
憶させると共にその記憶値を更新させる更新手段１と、
前記記憶領域のうちθ付近の所定範囲内の手動操舵シル
クに対応する数値が記憶された記憶領域を除く記憶領域
の比率またはその補数を演算する演算手段３を備えてな
るものである。

（作用） 更新手段１は所定の間隔をおいて、トルクセンサ２５に
より検出された手動操舵トルクをそのままあるいは所定
の手順で変換して記憶手段２の多数の記憶Ｓ域に順次記
憶させ、更新させる。演算子段３は、記憶手段２の多数
の記憶領域のうちＯ付近の所定範囲内の手動操舵トルク
に対応する数値が記ｍされた記憶領域を除く記憶領域の
数を演算し、その数の全記憶領域数に対する比率または
その補数を演算する。

手動操舵トルクの頻度分布は、第５図の実測例に示す如
く、山道走行の場合（第５図（ａ）参照）には０付近の
所定範囲内の頻度数に対しそれ以外の頻度数が少なから
ず存在する。一方、市街地走行の場合（第５図（ｂ）参
照）にはＯ付近の所定範囲内の頻度数が極めて多く、そ
れ以外の頻度数は極めて少ない。従って演算手段３によ
り演算される前記比率は、山道走行の場合の値が市街地
走行の場合の値よりも大となり、またこの比率の補数は
その逆となる。

（発明の効果） 上述の如く、本発明によれば、トルクセンサにより検出
された手動操舵トルクから演算手段が演算する比率また
はその補数は、山道走行の場合と市街地走行の場合とで
その値に差が生じるので、操舵角センサを備えていない
自動車においても、トルクセンサさえ備えていれば山道
か市街地か等の走行状態を精度よく検出することができ
る。

（実施例） 以下に、第２図−第８図に示す一実施例により、本発明
の説明をする。、 第２図に示す如く、舵取装置のギヤボックス１０には互
いに噛合するビニオン１１とラックパー１２が支持され
、ビニオン１１はハンドル軸１５を介して操舵ハンドル
１６に連結され、ラックパー１２は操舵リンク機構を介
して前車輪１７に連結されている。ハンドル軸１５には
操舵ハンドル１６から入力される手動操舵トルクを検出
するトルクセンサ２５と、後述するアシスト力演算回路
２０により制御されてアシスト力を生ずる直流トルクモ
ータ２６が設けられ、これによりハンドル軸１５１こ入
力される手動操舵トルクは増幅され、ビニオン１１．ラ
ックパー１２を経て前車輪１７を毘向するようになって
いる。

アシスト力演算回路２０は、第２図に示す如く、マイク
ロプロセッサ（以下単にＣＰＵという）２１と、読出し
専用メモリ（以下単にＲＯＭという）２２と、書込み可
能メモリ（以下単にＲＡＭという）２３を主要構ｒ＆要
素とするものである。ＣＰＵ２１には閃格のインターフ
ェイスを介して前記トルクセンサ２５と自動車の車速を
検出する車速センサ２７が接続され、また前記トルクモ
ータ２６を制御駆動するモータ駆動回路２８が閃格のイ
ンターフェイスを介して接続されている。モータ駆動回
路２８はチョッパ回路であり、自動車のエンジジ３０に
より駆動されるオルタネータ３４から所定の駆動電圧の
電力を入力し、ＣＰＵ２１からの制御信号に応じてトル
クモータ２６への印加電圧を変調して同トルクモータ２
６の出力トルクを制御するものである。このオルタネー
タ３４のフィールドコイルはバッテリ３３に接続されて
電流が供給され、バッテリ３３はエンノン３０により駆
動されてボルテージレギエレータ３２により出力電圧が
調整される充電用オルタネータ３１に接続されて充電さ
れる。

ＲＯＭ２２にはトルクモータ２６に印加する電流の制御
パターンが特性マツプとして記憶されている。第３図Ａ
、Ｂはこの特性パターンを図形化して示したものである
。第３図Ａは後述する走行状態指数ＪがＯ（市街地走行
）のときの手動操舵トルク−及び車速Ｖの変化に伴うト
ルクモータ２６への印加電流ｔＡの変化特性を示し、印
加電流Ｚ＾は図示の如く、手動操舵トルク−の増大に応
じて増大するが低トルク及び高トルクの範囲では変化せ
ず、また車速Ｖの増大に応じて減少するように設定され
ている。また、ｔｓ３図Ｂは後述する走行状態指数Ｊが
９９（屈曲が多い山道走行）のときの同様な印加電流す
の変化特性を示し、印加電流Ｚ＠はｔ＾と同様の傾向で
変化するが、その値は全般的にｔ＾よりも小となるよう
に設定されでいる。

ＲＡＭ２３は多数（８個）の記憶領域（バッファＤ０〜
ＤＮ−１）を有する記憶手段２３ｍを備えでいる。

本実施例においては各バッフ７Ｄ、〜ＤＮ−１の記憶容
量はすべて１ビツトであって機能的には環状に配置され
、ＣＰＵ２１はこのバッファＤ０〜ＤＮ−１に所定の走
行距＃ｌ（例えば５メートル）毎に順次、トルクセンサ
２５により検出された手動操舵トルク−のレベルに応じ
て数値１　（０，２に−Ｊ−１１≦ＩＴＭＩ≦０．５１
（ｇ−１１＋の場合）または数値Ｏ（前記以外の場合）
を記憶させ、この記１！動作がバッファＤ０〜ＤＮ−１
を−巡する毎に最初に戻って作動を繰り返し、記憶内容
を更新させるようになっている。

操舵ハンドル１６からハンドル輸１５に入力される手動
操舵トルク−は、市街地走行の場合には例えば第４図（
ａ）の左半部に示す如く変動し、所定の走行距離毎に検
出した手動操舵トルクＴＭ（絶対値）の頻度分布は第５
図（ｂ）の実測例に示す如く、０．２１（ｇ−ｍを越え
るものの比率は極めて僅かである。また山道走行の場合
の手動操舵トルク−は、例えば第４図（ａ）の右半部に
示す如く変動し、前記の頻度分布は第５図（ａ）の実測
例に示す如く、０．２Ｋｇ−ｍを越えるものの比率が増
大する。従って、前述の如く数値１または０が記憶され
たバッファ００〜０Ｎ−１を使用して次式 ％式％（１） Ｋ：定数（極めて屈曲が多い山道での活発な走行の場合
にＪ申９９となるように実験的に定める。） により前記比率Ｊを演算し、その値Ｊを走行状態指数と
すれば、この走行状態指数Ｊは第４図（ａ）の手動操舵
トルク−の変動に対応して第４図（ｂ）の実線に示す如
く変動し、市街地走行の場合は小となり、山道走行の場
合は大となる。従って、これにより市街地か山道かの走
行状態を検出することができる。

この走行状態指数Ｊは、第４図（ｂ）に示す如く走行状
態によっては頻繁に増減するので、これより直ちにトル
クモータ２６への印加電流を演算するとアシスト力が頻
繁に変化して運転者に不自然な感じを与えるおそれがあ
る。そこで本実施例においては、＄４図（ｂ）の破線に
示す如く、増大する場合には運転状態指ＩＪと共に増大
し、減少する場合には運転状態指数Ｊ　＋＋達するまで
緩やかな一定の割合で減少するようにした補正運転状態
指数Ｊａを演算し、このＪａに基づいてトルクモータ２
６への印加電流を演算している。このようにすれば、運
転者の緊張が高まる運転状態指数の増大時には直ちに補
正運啄状態指数Ｊａは増大してこれに応えるが、緊張が
ゆるむ運転状態指数の減少時には緩やかに減少し、アシ
スト力が頻繁に変化することを防ぐことができるので好
ましい。しかしながら、本発明はこのような実施例に限
られるものではない。

運転状態指！＆Ｊ（又はＪａ）による制御を行わない従
来の電気式動力舵取装置においては、ＣＰＵ２１により
演算されるトルクモータ２６への印加電流１ｏは、第４
図（ｅ）の破線に示す如く手動操舵トルク−に比例した
ものとなり（１１！速が一定の場合）、従って手動操舵
トルク−に対するアシスト力の比率はほぼ一定となる。

これに対し、本実施例におけるトルクモータ２６への印
加電流Ｉは、第４図（ｃ）の実線に示す如く補正運松状
態指数Ｊａの値に応じて従来の印加電流１ｏよりも減少
したものとなり、従って手動操舵トルク−に対するアシ
スト力の比率も補正運転状態指数Ｊａに応じで減少する
。すなわち、同指敗Ｊａが小となる市街地走行において
はアシスト力の比率の減少の割合が少なくなるのでハン
ドルは従来よりも軽めになり、同指ｆｌ　Ｊ　ａが大と
なる山道走行においては逆にハンドルは従来上りも重め
になる。

第６図はＣＰＵ２１が運転状態指数Ｊを演算する場合に
使用する制御プログラムの７０−チャートを示し、第７
図は運転状態指ＩＪより補正運転状態指数Ｊａを演算す
る場合に使用する制御プログラムの７０−チャートを示
し、第８図はトルクモータ２６への印加電流■を演算し
て出力する制御プログラムの７０−チャートを示すもの
である。

此等の各制御プログラムはＲＯＭ２２に記憶されている
。

次に、本実施例の作動を前記フローチャートにより説明
する。

自動車のメインスイッチを入れれば、アシスト力演算回
路２０は各変数（補正走行状態指ｒ！ＬＪ　ａを含む）
を０または所定の初期値に設定する。自動車の走行状態
において時々刻々変化する手動操舵トルク−及び車速Ｖ
はトルクセンサ２５及び車速センサ２７により検出され
、それぞれ現在の値が閃格のレジスタに記憶される。

■）運松状態指ＩＪの演算処理 この演算処理は、自動車が５メ一トル走行する毎に出力
される割込み信号の都度、第６図の７０−チャートに基
づき繰り返して実行される。先ず、ステップ１００にお
いて、ＣＰＵ２１は前記レジスタに記憶された手動操舵
トルク−を読み込み、続くステップ１０１においてサン
プリングカウンタ値ｎに１を加えた後、ステップ１０２
においてサンプリングカウンタ値ｎをバッフ　ｒ　Ｄ６
−　Ｄｗ−＋の全数Ｎと比較する。ｎ≧Ｎであればステ
ップ１０３においでサンプリングカウンタ値ｎを０にリ
セットした後、ｎ≧Ｎでなければそのまま、ステップ１
０４に進んで、ＣＰＵ２１は０．２に９−ｍ≦ＩＴＭＩ
≦０．５に？−個であるか否かを判断する。　０．２に
、−輸≦ＩＴＰ、＋１≦０．５に７１であればステップ
１０５においてｎ番目のバッファ１１１ｎの記憶値を１
とし、そうでなければステップ１０６においてバッファ
Ｄｎの記憶値をＯとした後、ステップ１０７に進んで、
ＣＰＵ２１は前記式（１）により走行状態指数Ｊを演算
して第６図の７０−チャートによる制御プログラムの実
行を終了する。

■）補正運転状態指数Ｊａの演算処理 この演算処理は、自ＩＪｌ車が２０メ−Ｆル走行する毎
に出力される割込み信号の都度、第７図の７０−チャー
トに基づき繰り返して実行される。先ずステップ１１０
において、ＣＰＵ２１は前記ステップ１０７において演
算された走行状態指数Ｊと前回の実行の際に演算された
補正運転状態指数Ｊａを比較し、Ｊ＞Ｊａならばステッ
プ１１１においてＪａ＝Ｊとし、Ｊ＞Ｊａでなければス
テップ１１２においてＪａ”Ｊａ　　１として第７図の
７０−チャートによる制御プログラムの実行を終了する
。

■）印加電流Ｉの演算及び出力処理 この演算処理は、前記■）の補正運転状態指数Ｊａの演
算処理結果を使用して常時実行されるものである。先ず
、ステップ１２０において、ＣＰＵ２１は閃格のステッ
プにおいて読み迅んだ現在の車速Ｖとステップ１００に
おいて読み込んだ手動操舵トルクｌに基づいてＲＯＭ２
２に記憶された第３図の特性マツプＡより印加電流１１
をサーチし、続くステップ１２１において同様に特性マ
ツプＢより印加電流ｔ２をサーチする。この両印加電流
７Ｈ４’２及び前記ステップ１１１または１１２におい
て演算された補正運転状態指数Ｊａは、続くステップ１
２２において次式 ％式％ に代入されて印加電流■が演算され、続くステップ１２
３において、ＣＰＵ２１は閃格のインターフェイス及び
モータ駆動回路２８を介して、電流Ｉをトルクモータ２
６に印加する出力を行って第８図の７０−チャートによ
る制御プログラムの実行を終了する。

ＣＰＵ２１は、前記所定の各走打距離毎に上記各７０−
チャートによる制御プログラムを繰り返して実行し、補
正走行状態指数Ｊａ及び車速Ｖに応じてトルクモータ２
６への印加電流工を出力する。これにより市街地走行の
際には印加電流■を多めにして手動操舵トルクに対する
アシスト力の比率を増大させるのでハンドルは従来上り
も軽めになり、山道走行の際には印加電流Ｉを少なめに
するのでハンドルは従来上りも重めになる。

なお、前記式（１）により演Ｗ、される比率Ｊの補数（
＝　１−　Ｊ　）も傾向は逆であるが市街地が山道かの
走行状態に応じて変化するので、この補数を走行状態指
数としても、上記実施例と同様に前記走行状態を検出す
ることができる。また、上記実施例においては、前述の
如＜０．２Ｋｓ−ｍ≧ＩＴＭＩ≧０．５（：ｇ−ｍにお
けるバッファＤｎの値を１としているが、０．２Ｋｘ−
ｍ≧ＩＴＭＩにおけるバフ７ｙＤｎの値を全て１として
前記各処理を行ってもよい。

また、上記実施例においては、トルクセンサ２５により
検出した手動操舵トルク−をその値に応じてＯまたは１
に変換した後に各バッファＤ０〜Ｄ　Ｎ、１に記憶させ
ており、これによれば各バッファの記憶容量は１ビツト
で足りるので記憶手段全体の記憶容量が少なくて足りる
という利点がある。

しかしながら、本発明はこのような実施例に限定される
ものではない。

また、本発明は所定の走行距離毎の代りに所定の時間間
隔毎に前記各制御プログラムを実行させるようにして実
施してもよいし１．特性マツプＡ。

Ｂの代りに演算式をＲＯＭ２２に記憶させ、手動操舵ト
ルクちと走行状態指数Ｊ（またはＪａ）と車速Ｖにより
印加電流１Ａｖ１日を演算するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動車の走行状態検出装置の全体
構成図、ＰＩＳ２図〜第図画第８図式動力舵取装置にお
ける本発明の一実施例を示し、ｔｐＪ２図は全体の説明
図、ＰｔｔＪ３図は手動操舵トルク及び車速に対するト
ルクモータへの印加電流の変化特性図、＃Ｓ４図は手動
操舵トルク、各運転状態指数及び印加電流の変化状態を
示す図、第５図は手動操舵トルクの頻度分布を示す図、
第６図〜＃Ｓ８図は制御プログラムの７０−チャートで
ある。 符号の説明 １・・・更新手段、２・・・記憶手段、３・・・演算手
段、２５・・・トルクセンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操舵ハンドルからハンドル軸に入力される手動操舵トル
   クを検出するトルクセンサと、多数の記憶領域を有する
   記憶手段と、前記トルクセンサにより検出された手動操
   舵トルクに対応する数値を所定の間隔をおいて前記多数
   の記憶領域に順次記憶させると共にその記憶値を更新さ
   せる更新手段と、前記記憶領域のうち０付近の所定範囲
   内の手動操舵トルクに対応する数値が記憶された記憶領
   域を除く記憶領域の比率またはその補数を演算する演算
   手段を備えてなる自動車の走行状態検出装置。