JP2803487B2 - ファジィ制御式電子制御パワーステアリング装置 - Google Patents

ファジィ制御式電子制御パワーステアリング装置

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JP2803487B2
JP2803487B2 JP4253174A JP25317492A JP2803487B2 JP 2803487 B2 JP2803487 B2 JP 2803487B2 JP 4253174 A JP4253174 A JP 4253174A JP 25317492 A JP25317492 A JP 25317492A JP 2803487 B2 JP2803487 B2 JP 2803487B2
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両のステアリング機
構における操舵アシスト量を電子制御する電子制御パワ
ーステアリング装置に関し、特に、ファジィルールによ
り目標アシスト量を設定するようにした、ファジィ制御
式電子制御パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ステアリングホイール(以下、ハ
ンドルという)を操作する力(以下、ハンドル操作力又
は操舵力という)をアシストするために、パワーステア
リング装置が普及している。このパワーステアリング装
置としては、油圧シリンダ機構を利用して油圧により操
舵アシストする油圧式パワーステアリング装置が一般的
に用いられているが、このほか、電動モータにより操舵
アシストする電動パワーステアリング装置も開発されて
いる。
【0003】このようなパワーステアリング装置によ
り、例えば大型車や幅太タイヤを操舵輪に用いた車両等
の大きなハンドル操作力が要求される車両でも、小さな
ハンドル操作力で操舵を行なうことができ、所謂ハンド
ルの重さが解消される。ところで、一般に、車庫入れ等
の低速時には、ハンドルをより軽く操作できるようにし
たいが、高速走行時には、ハンドルがあまり軽いと走行
が不安定になってしまう。そこで、車速に応じて、低速
時には操舵アシスト量を多くして、中高速時には高速に
なるのにしたがって操舵アシスト量を少なくするように
した車速感応型パワーステアリング装置が開発されてい
る。
【0004】このような車速感応型パワーステアリング
装置としては、車両に車速センサを設け、油圧式パワー
ステアリング装置の油圧系統の一部にパワーステアリン
グへの供給油圧を調整しうるバルブ等を設けて、車速セ
ンサで検出した車速に基づいてバルブ等の作動を電子制
御しながら、操舵アシスト量を調整するようにしたもの
(これを電子制御パワーステアリング装置という)があ
る。
【0005】例えば図9〜11は、いずれも電子制御パ
ワーステアリング装置の一例を示す構成図であり、図9
はインプットシャフト部分及びピニオン部分の縦断面を
パワーステアリング用油圧シリンダとともに示す図であ
り、図10はインプットシャフト部分の横断面図であっ
て、図9のA−A断面図であり、図11はインプットシ
ャフトに並設された油圧制御バルブの縦断面を反力プラ
ンジャとともに示す構成図であって、油圧制御バルブ部
分は図9のB−B断面図であり、反力プランジャ部分は
図10のC−C断面図である。
【0006】これらの図9〜12において、11は図示
しないステアリングホイール(ハンドル)から操舵力を
受けるインプットシャフトであり、ケーシング25内に
回転自在に内装されている。このインプットシャフトの
下端に、図示しないブッシュ等を介してピニオンギヤ1
2が設けられている。インプットシャフト11の内部に
は、トーションバー15が設けられているが、このトー
ションバー15はその上端をインプットシャフト11に
ピン等を介して一体回転するように結合され、その下端
はインプットシャフト11に対して拘束されていない。
【0007】そして、ピニオンギヤ12は、トーション
バー15の下端とセレーション結合しており、インプッ
トシャフト11に入力された操舵力がトーションバー1
5を介してピニオンギヤ12に伝達されるようになって
いる。このピニオンギヤ12は、ラック13と噛合して
おり、操舵力がピニオンギヤ12を介してラック13に
伝わって、ラック13を軸方向に駆動して、車輪の操舵
を行なう。
【0008】また、14はパワーステアリング(パワス
テ)用油圧シリンダであり、この油圧シリンダ14は、
車体側の部材に設置されたシリンダ14Aと、ラック1
3の途中に設けられてラック13とともにシリンダ部1
4A内を軸方向へ移動するピストン14Bとをそなえ、
シリンダ14A内には、このピストン14Bによって左
右に仕切られ、油室14C,14Dが形成されている。
【0009】さらに、16は油圧シリンダ14を駆動す
るロータリバルブであり、このロータリバルブ16の開
閉に応じて、油圧シリンダ14の左右の油室14C,1
4Dに作動油が供給又は排出されて、操舵アシスト力を
ラック13に与えるようになっている。なお、このロー
タリバルブ16は、インプットシャフト11側とピニオ
ンギヤ12側との間に介装されており、インプットシャ
フト11とピニオンギヤ12との位相差に応じて、開閉
するようになっている。つまり、インプットシャフト1
1に操舵力が入力されると、インプットシャフト11は
剛であって殆ど捩じりを生じないが、トーションバー1
5は捩じれを生じながらピニオンギヤ12に操舵力を伝
達するので、ピニオンギヤ12がインプットシャフト1
1に対して操舵側へ位相差を生じるようになる。この位
相差に応じて、操舵方向へ所要の操舵アシスト力が生じ
るように、ロータリバルブ16が開閉するようになって
いる。
【0010】そして、インプットシャフト11の下部外
周には、操舵時に操舵反力を与えて操舵力(つまり、操
舵手応え)を増大させる反力プランジャ17が設けられ
ている。この反力プランジャ17は、図11に示すよう
に、インプットシャフト11の外周を包囲するように複
数設けられており、油圧制御バルブ18の制御を通じて
供給された油圧を、その背部のチャンバ17Aに受ける
ことで、油圧に応じてインプットシャフト11を拘束し
て操舵反力を与えるようになっている。なお、チャンバ
17Aは、リターン用オリフィス22を介して、オイル
リザーバ24側と通じている。
【0011】油圧制御バルブ18は、図11に示すよう
に、ケーシング25内のインプットシャフト11の側部
にこれと平行に設けられており、ケーシング25内を上
下にスライドしうるプランジャ18Aと、このプランジ
ャ18Aに上方への軸力を与えるソレノイド19と、プ
ランジャ18Aを下方へ付勢するスプリング20とをそ
なえている。
【0012】プランジャ18Aには、オイルリザーバ2
4に通じる油路18B,18Cと、オイルポンプ23に
通じうる環状油路18Dと、反力プランジャ17のチャ
ンバ17Aに通じうる環状油路18Eと、これらの環状
油路18D,18Eを相互に連通する油路18Fとがそ
なえられる。つまり、反力プランジャ17のチャンバ1
7Aには、環状油路18Dから油路18F,環状油路1
8Eを通じて、オイルポンプ23からの高圧の作動油が
供給されうるようになっている。
【0013】そして、例えば据え切り時や低速走行操舵
時には、ソレノイド19に最大電流を与えるようにす
る。これにより、プランジャ18Aが最も上昇して、環
状油路18Dがオイルポンプ23と連通しなくなって、
反力プランジャ17のチャンバ17Aへのオイル供給が
行なわれなくなり、反力プランジャ17がインプットシ
ャフト11を拘束しなくなって、軽快に操舵できる。
【0014】また、例えば中高速走行時には、車速の増
加に応じて、ソレノイド19に与える電流を減少させて
いく。すると、ハンドルの中立時には、プランジャ18
Aの軸力が、電流減少に伴って低下して、これに伴いプ
ランジャ18Aが降下して、環状油路18Dがオイルポ
ンプ23と連通するようになって、反力プランジャ17
のチャンバ17Aへのオイル供給が行なわれるようにな
る。
【0015】この状態では、反力プランジャ17がイン
プットシャフト11を拘束するので、ハンドルが中立に
保持される。そして、この中立状態で、ハンドルを微小
に操舵すると、オイルポンプ出力が上昇しようとする
が、この吐出圧は油圧制御バルブ18でほとんど制御さ
れることなく、反力プランジャ17のチャンバ17Aに
作用する。したがって、ハンドルの中立状態の近傍で
は、操舵力が増して、ハンドルの中立手応えを十分に得
られ、中立状態でのハンドル安定感が増す。
【0016】この中高速走行時に操舵する際には、通常
の操舵範囲内では、ハンドルの操舵に応じて(操舵力の
増大に応じて)、オイルポンプ出力が上昇して、操舵ア
シストを増大させるように作用する。一方で、オイルポ
ンプの吐出圧が油圧制御バルブ18で制御されながら、
反力プランジャ17のチャンバ17Aに作用する。した
がって、この反力プランジャ17が、インプットシャフ
ト11を拘束して、操舵手応え(操舵力)を増大させる
ように作用する。
【0017】この結果、中高速走行操舵時には、据え切
り時や低速走行操舵時に比べて、反力プランジャ17の
作用する分だけ、操舵力が増大する。つまり、操舵手応
えが大きくなって、安定した操舵フィーリングが得られ
る。特に、車速の増加に応じて、ソレノイド19に与え
る電流を減少させていくことで、高速になるほど、操舵
アシストが減少して、操舵力(操舵手応え)が大きくな
って、より安定した操舵フィーリングが得られる。
【0018】このように、ソレノイド19に与える電流
を調整することで、操舵アシスト特性を制御でき、例え
ば図11に示すように、車速センサ31からの車速情報
のほか、EPS(電子制御パワーステアリング)モード
切換スイッチ32からのモード設定情報や、エンジン回
転数センサ33等からのエンジン回転信号等に基づい
て、コントロールユニット(制御手段)30で、ソレノ
イド19に与える電流量を設定して、ソレノイド19を
制御している。
【0019】つまり、EPSモード切換スイッチ32で
は、ノーマルモードとノーマルモードよりも低速から操
舵力を増加させる制御を行なうスポーツモードとを設定
でき、コントロールユニット30では、これらのモード
が設定されると、そのモードにしたがって、パワーステ
アリングのアシスト特性を制御する。例えば、スポーツ
モードに設定すると、図12に示すように、車速情報に
基づいて、速度V1 の中速域から速度の増加にしたがっ
て次第にアシスト量が減少していくようなアシスト特性
となるように、ソレノイド19に与える電流を調整す
る。また、ノーマルモードに設定すると、車速情報に基
づいて、速度V2 (>V 1)のやや高速域から速度の増
加にしたがって次第にアシスト量が減少していくような
アシスト特性となるように、ソレノイド19に与える電
流を調整する。
【0020】また、車速情報とエンジン回転信号等から
検出系統などの異常を検知して、この時には、ソレノイ
ド19をオフにするなどして、フェイルセーフ制御を行
なう。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ドライバ
(操舵操作者)は、疲労すると、ハンドルが重たく感じ
てきて、より軽くハンドル操作したくなる。しかしなが
ら、従来の電子制御パワーステアリング装置では、上述
のごとく、単に車速に対応して制御を行なっているの
で、ドライバの疲労状態には関係なく操舵アシスト力が
設定されてしまう。
【0022】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、ドライバの疲労状態に応じて操舵アシスト量を調
整して最適な操舵特性が得られるようにした、ファジィ
制御式電子制御パワーステアリング装置を提供すること
を目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明のファジィ制御式電子制御パワーステアリング
装置は、車両のステアリング機構における操舵アシスト
量を電子制御する電子制御パワーステアリング装置にお
いて、電子制御時の目標アシスト量を設定する目標アシ
スト量設定手段と、操舵操作者の疲労度合の判定値を算
出する疲労判定値算出手段とをそなえ、上記目標アシス
ト量設定手段が、上記操舵操作者の疲労度合が大きくな
ると操舵アシスト量が増加するように、上記疲労判定値
算出手段で算出された判定値を入力条件としてファジィ
ルールに基づいて上記目標アシスト量を設定するように
構成されていることを特徴としている。
【0024】また、請求項2に記載のように、上記目標
アシスト量設定手段が、上記疲労判定値算出手段で算出
された判定値と上記車両に生じる横加速度とを入力条件
としてファジィルールに基づいて上記目標アシスト量を
設定するように構成されていることが望ましい。さら
に、請求項3に記載のように、上記の疲労度合の判定値
が、操舵角速度の履歴に基づいた値に設定されているこ
とが望ましい。
【0025】
【作用】上述の請求項1記載の本発明のファジィ制御式
電子制御パワーステアリング装置では、目標アシスト量
設定手段が、上記操舵操作者の疲労度合が大きくなると
操舵アシスト量が増加するように、上記疲労判定値算出
手段で算出された判定値を入力条件としてファジィルー
ルに基づいて上記目標アシスト量を設定する。そして、
この目標アシスト量に基づいて、上記車両のステアリン
グ機構における操舵アシスト量が電子制御される。
【0026】また、請求項2に記載のように、上記目標
アシスト量設定手段が、上記疲労判定値算出手段で算出
された判定値と上記車両に生じる横加速度とを入力条件
としてファジィルールに基づいて上記目標アシスト量を
設定すると、操舵操作の軽快感と、走行状況に応じた操
舵手応え感とをバランスさせることができるようにな
る。
【0027】
【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
のNについて説明すると、図1はその要部の模式的な構
成図、図2はそのファジィ制御に用いるメンバシップ関
数の例を示す図、図3はその各適合度からパワーステア
リングアシスト量を求める台集合の例を示す図、図4は
その適合度を求める具体例を示す図、図5はその各適合
度からパワーステアリングアシスト量を求める台集合の
具体例を示す図、図6はその制御内容の全体を示すフロ
ーチャート、図7はその制御内容の要部を示すフローチ
ャート、図8はその制御内容の要部を示すフローチャー
トである。
【0028】このファジィ制御式電子制御パワーステア
リング装置1の機械的な部分(ハード構成)は、前述の
従来例のもの(図9〜11参照)とほぼ同様に構成され
ているので簡単に説明する。すなわち、図1及び図1
0,11に示すように、インプットシャフト11の内部
には、トーションバー15が上端をインプットシャフト
11に一体回転するように結合されており、トーション
バー15の下端はインプットシャフト11に対して拘束
されていない。
【0029】そして、ピニオンギヤ12は、トーション
バー15の下端とセレーション結合しており、インプッ
トシャフト11に入力された操舵力がトーションバー1
5を介してピニオンギヤ12に伝達されるようになって
いる。このピニオンギヤ12は、ラック13と噛合して
おり、操舵力がピニオンギヤ12を介してラック13に
伝わって、ラック13を軸方向に駆動して、車輪の操舵
を行なう。
【0030】ラック13上に設けられた油圧シリンダ1
4は、車体側の部材に設置されたシリンダ14Aと、ラ
ック13の途中に設けられてラック13とともにシリン
ダ部14A内を軸方向へ移動するピストン14Bとをそ
なえ、シリンダ14A内には、このピストン14Bによ
って左右に仕切られ、油室14C,14Dが形成されて
いる。
【0031】さらに、インプットシャフト11側とピニ
オンギヤ12側との間には、ロータリバルブ16が介装
されており、このロータリバルブ16が、インプットシ
ャフト11とピニオンギヤ12との位相差に応じて開閉
し、これに応じて、油圧シリンダ14の左右の油室14
C,14Dに作動油が供給又は排出されて、操舵アシス
ト力がラック13に与えられるようになっている。
【0032】そして、インプットシャフト11の下部外
周には、操舵時に操舵反力を与えて操舵力(つまり、操
舵手応え)を増大させる反力プランジャ17が設けられ
ている。この反力プランジャ17は、インプットシャフ
ト11の外周を包囲するように複数設けられており、油
圧制御バルブ18の制御を通じて供給された油圧を、そ
の背部のチャンバ17Aに受けることで、油圧に応じて
インプットシャフト11を拘束して操舵反力を与えるよ
うになっている。なお、チャンバ17Aは、リターン用
オリフィス22を介して、オイルリザーバ24側と通じ
ている。
【0033】油圧制御バルブ18は、ケーシング25内
のインプットシャフト11の側部にこれと平行に設けら
れており、ケーシング25内を上下にスライドしうるプ
ランジャ18Aと、このプランジャ18Aに上方への軸
力を与えるソレノイド19と、プランジャ18Aを下方
へ付勢するスプリング20とをそなえている。プランジ
ャ18Aには、オイルリザーバ24に通じる油路18
B,18Cと、オイルポンプ23に通じうる環状油路1
8Dと、反力プランジャ17のチャンバ17Aに通じう
る環状油路18Eと、これらの環状油路18D,18E
を相互に連通する油路18Fとがそなえられる。つま
り、反力プランジャ17のチャンバ17Aには、環状油
路18Dから油路18F,環状油路18Eを通じて、オ
イルポンプ23からの高圧の作動油が供給されうるよう
になっている。
【0034】このような油圧制御バルブ18は、図1に
示すように、車速センサ31からの車速情報及び操舵角
センサ34からの操舵角情報等に基づいて、コントロー
ルユニット(制御手段)30で、ソレノイド19に与え
る電流量を設定して、ソレノイド19を制御している。
つまり、コントロールユニット30には、横加速度演算
部30Aと、疲労度合の判定値を算出する疲労判定値算
出手段30Cと、ファジィ演算により目標アシスト量を
設定する目標アシスト量設定手段(ファジィ演算部)3
0Bとが設けられている。そして、コントロールユニッ
ト30では、横加速度演算部30Aで、車速Vと操舵角
haとに基づいて車両に生じる横加速度GY を算出し
て、疲労判定値算出手段30Cで、操舵に対する操舵角
速度の履歴に基づいて疲労判定値を算出して、ファジィ
演算部30Bで、これらの横加速度値GY と疲労判定値
とからファジィ演算を行なうようになっている。
【0035】つまり、ファジィ演算部30Bでは、図2
に示すような、ドライバ(操舵操作者)の疲労度から適
合度(グレード)を求めるメンバシップ関数と横加速度
値G Y から適合度を求めるメンバシップ関数とによっ
て、各適合度を求める。そして、これらの適合度から、
図3の台集合を示す図のように、重心法により、制御量
(つまり、アシストを減少する量)を決定して、ソレノ
イド19に与える電流量を制御するようになっている。
これにより、ドライバの疲労時のアシスト量制御(疲労
対策制御)を行なうようになっている。
【0036】図2に示すメンバシップ関数について説明
すると、疲労判定値については、疲労判定値が所定値
〔ここでは5(deg/s /deg )〕以上になると、疲労判
定値の増大に応じて適合度が増加し、疲労判定値が所定
値〔ここでは10(deg/s /deg )〕以上になると、適
合度が最大値1を維持している。また、横加速度値GY
については、横加速度値GY が所定値〔ここでは0.3
G〕以下では適合度が最大値1を維持し、横加速度値G
Y が所定値〔ここでは0.3G〕以上になると、横加速
度値GY の増大に応じて適合度が減少し、横加速度値G
Y が所定値〔ここでは0.7G〕以上になると、適合度
が最小値0になっている。
【0037】なお、疲労判定値算出手段30Cでは、運
転初期の適当な操舵回数について、操舵角haに対する
操舵角速度ha′(=dha/dt)の値R0 (=h
a′/ha)の平均値(基準値)T0 を算出する。これ
に続いて、常時最も新しい時点での適当な操舵回数につ
いて、操舵角haに対する操舵角速度ha′(=dha
/dt)の値R(=ha′/ha)を加算していき、こ
の加算値R1 を前回の加算値R0 と平均化して、疲労デ
ータRR〔=(R1 +R0 )/2〕を算出する。そし
て、疲労データRRと基準値T0 との差Hiro01
(=RR−T0 )を疲労判定値としている。
【0038】これは、疲労するにしたがって、操舵操作
がラフになる点に着目したものであり、疲労していない
状態の基準値T0 に基づき、疲労データRRと基準値T
0 との差を疲労判定値とすることが疲労判定として有効
になるとの考えによっている。また、ここでは、アシス
ト減少制御量の評価を、図3に示すように、S(スモー
ル),MS(ミディアムスモール),M(ミディア
ム),MB(ミディアムビッグ),B(ビッグ)の5段
階に分けている。なお、評価Sではアシスト量を100
%とし、評価Bではアシスト量を0%としている。
【0039】疲労度の適合度と横加速度の適合度とに関
しては、アシスト減少制御量をS(スモール)に、つま
り、操舵アシストが大きくなるように、目標アシスト量
を設定する。ここでは、疲労度の適合度と横加速度の適
合度とのうちの小さい方を採用するが、両適合度の和を
適合度として採用してもよい。なお、この疲労度と横加
速度に関するアシスト減少制御量の目標値、つまりは、
目標アシスト量は、実際には、他の入力条件に関して決
まる目標アシスト量と重心法等によって合成されて、最
終的な目標アシスト量が決定されるので、この際に、疲
労度の適合度と横加速度の適合度とが、評価Sの重みと
なって作用するようになっている。
【0040】本発明の一実施例としてのファジィ制御式
電子制御パワーステアリング装置は、上述のように構成
されているので、例えば図7に示すようにして、パワー
ステアリングの電子制御が行なわれる。つまり、まず、
車速センサ31及び操舵角センサ34からのセンサ信号
を読み込み(ステップS1)、これらのセンサ信号をコ
ントロールユニット30に入力して、アナログ信号をデ
ジタル信号に変換処理する(ステップS2)。
【0041】そして、ファジィ変数を演算する。つま
り、横加速度演算部30Aで、車速Vと操舵角haとに
基づいて、車両に生じる横加速度GY を算出するととも
に、疲労判定値算出手段30Cで、操舵角haと操舵角
速度ha′とに基づいて、疲労判定値Hiro01を算
出する(ステップS3)。この疲労判定値の演算の詳細
については、後述する。
【0042】さらに、ファジィ演算部30Bで、図2に
示すようなメンバシップ関数によって、疲労判定値に関
する適合度と、横加速度GY に関する適合度とを求める
(ステップS4)。そして、これらの適合度から、重心
法により、目標とするアシスト量を決定する(ステップ
S5)。さらに、この目標アシスト量を、これに対応す
るソレノイド19に与える電流量に変換して(ステップ
S6)、駆動回路、つまり、油圧制御バルブ18のソレ
ノイド19に出力する(ステップS7)。
【0043】ここで、上述の疲労判定値の演算につい
て、説明すると、まず、ドライバが疲労していない時
の、操舵の特性(即ち、操舵角haに対する操舵角速度
ha′(=dha/dt)の値R0 (=ha′/ha)
を運転初期に所要回数で平均した値(基準値)T0 を算
出する。この算出は、運転初期、つまり、エンジン起動
後、直ちに所要回数(50回)サンプリングして、1回
だけ行なう。つまり、イグニッションがオフからオンに
変わったら、この演算部が起動するが、一旦、基準値T
0 が算出されると、イグニッションがオンの状態が継続
中は、もうこの基準値T0 の演算は行なわないようにな
っている。
【0044】この基準値T0 の算出過程は、例えば図8
のT0 算出用サブルーチンのフローチャートに示すよう
に、まず、基準値T0 を予め設定された値T0 ′にイニ
シャルセットするほか、値Rを0に、値nを50にイニ
シャルセットする(ステップb1)。そして、車速Vが
所定値(例えば40km/h)以上であるか判定し(ステッ
プb2)、操舵角の大きさ|ha|が所定値(例えば3
0deg )以上であるか判定する(ステップb3)。
【0045】車速Vが所定値以上でないか、或いは、操
舵角の大きさ|ha|が所定値以上でない場合には、サ
ンプリングしないが、車速Vが所定値以上で且つ操舵角
の大きさ|ha|が所定値以上の場合には、ステップb
4に進んで、操舵角haに対する操舵角速度ha′(=
dha/dt)の値R0 (=ha′/ha)を算出す
る。
【0046】そして、ステップb5で、前回の制御周期
で算出されて記憶された操舵角haに対する操舵角速度
ha′の値Rに今回の値R0 を加算して値Rとする。さ
らに、ステップb6で、カウント数値nを1だけ減じ
る。次いで、ステップb7で、カウント数値nが0にな
ったかどうかが判断されて、カウント数値nが0になっ
ていなければ、つまり、値R0 (=ha′/ha)の5
0回分のデータが加算されていなければ、ステップb1
1に進んで、フラグT0 Flgを1として、ステップS
2に戻る。
【0047】一方、カウント数値nが0になったら、つ
まり、値R0 (=ha′/ha)の50回分のデータが
加算されると、ステップb7から、ステップb8に進ん
で、フラグT0 Flgを0として、さらに、ステップb
9で、50回分のデータを加算して得られた値Rを50
で割って、平均値(即ち、疲労判定の基準値)T0 を算
出する。そして、カウント数値nを50に復帰させて
(ステップb10)、この基準値T0 の算出を終え、次
回の基準値T0 の算出に待機する。
【0048】なお,フラグT0 Flgは、基準値T0
算出するための学習中に1となり、学習後には0とな
る。疲労判定値Hiro01の算出は、このような基準
値T0 を用いながら、例えば図7のHiro01算出用
サブルーチンのフローチャートに示すように、行なう。
【0049】イグニッションをオンすることで、この制
御フローが開始され、まず、疲労判定値Hiro01を
0に、カウント数値n′を50に、R0 フラグR0 Fl
gを0に、判定値サンプリングフラグRFlgを1に、
それぞれイニシャルセットする(ステップa1)。そし
て、フラグT0 Flgが1であるかが判断され(ステッ
プa2)、フラグT0 Flgが1であれば、即ち、基準
値T0 を算出するための学習中には、この制御(演算)
は行なわず、フラグT0 Flgが1でなければ、即ち、
基準値T0を算出するための学習が終了すると、ステッ
プa3に進んで、基準値T0 を読み込む。
【0050】そして、車速Vが所定値(例えば40km/
h)以上であるか判定し(ステップa4)、操舵角の大
きさ|ha|が所定値(例えば30deg )以上であるか
判定する(ステップa5)。車速Vが所定値以上でない
か、或いは、操舵角の大きさ|ha|が所定値以上でな
い場合には、この演算は行なわないが、車速Vが所定値
以上で且つ操舵角の大きさ|ha|が所定値以上の場合
には、ステップa6に進んで、操舵角haに対する操舵
角速度ha′(=dha/dt)の値R(=ha′/h
a)を算出する。
【0051】さらに、ステップa7で、前回の制御周期
で算出されて記憶された操舵角haに対する操舵角速度
ha′の値RT に今回の値Rを加算して値RT とする。
さらに、ステップa8で、カウント数値n′を1だけ減
じる。次いで、ステップa9で、カウント数値n′が0
になったかどうかが判断されて、カウント数値n′が0
になっていなければ、つまり、値R(=ha′/ha)
の50回分のデータが加算されていなければ、この演算
周期を終える。
【0052】一方、カウント数値n′が0になったら、
つまり、値R(=ha′/ha)の50回分のデータが
加算されると、ステップa9から、ステップa10に進
んで、カウント数値n′を50に復帰させる。そして、
ステップa11で、R0 フラグR0 Flgが1であるか
どうかを判断する。疲労判定値Hiro01の演算を開
始してはじめてこのルートを通ると、R0 フラグR0
lgは1でないので、ステップa12に進んで、値R0
をT0に設定して、ステップa13に進む。
【0053】ステップa13では、判定値サンプリング
フラグRFlgが1であるかが判断されるが、始めに
は、判定値サンプリングフラグRFlgは1であるの
で、ステップa14に進んで、値RT を値R1 に設定し
て、ステップa15で、判定値サンプリングフラグRF
lgを0とする。さらに、ステップa16に進んで、値
1 と値R0 との平均値(疲労データ)RR〔=(R1
+R0 )/2〕を算出する。
【0054】そして、ステップa17で、疲労判定値H
iro01をこの疲労データの値RRと基準値T0 との
差(=RR−T0 )として算出する。また、さらに次の
50回のサンプリングを終えると、今度は、判定値サン
プリングフラグRFlgは0にされているので、ステッ
プa9,a10,a11,a12を経て、ステップa1
3に進んで、ここから、ステップa18に進む。
【0055】そして、ステップa18で、値RT を値R
0 に設定して、ステップa19で、判定値サンプリング
フラグRFlgを1とし、ステップa20で、R0 フラ
グR 0 Flgを1として、ステップa16に進む。この
場合には、ステップa16で、前回から記憶されている
値R1 と上記のステップa18で設定された値R0 とか
ら疲労データの値RR〔=(R1 +R0 )/2〕を算出
する。
【0056】そして、前回と同様に、ステップa17
で、疲労判定値Hiro01を疲労データRRと基準値
0 との差(=RR−T0 )として算出する。このよう
に、常に最も新しいデータ値R1 及びR0 を平均化した
上で、疲労判定値Hiro01として現状に近く且つ安
定したデータを得られる。このような疲労判定値Hir
o01に基づく適合度の設定は、図2に示すように、疲
労判定値Hiro01が所定値を越えると、疲労状態に
あるとして、疲労判定値Hiro01つまり疲労度に応
じて増大するように行なわれ、この適合度に応じて、ア
シスト減少制御量をS(スモール)に、つまり、操舵ア
シストが大きくなるように、目標アシスト量を設定す
る。このため、操舵力が軽くなって、疲労時にも楽に操
舵できるようになる。
【0057】また、横加速度GY がある程度大きくなる
と、横加速度GY の増大に応じて、アシスト減少制御量
をS(スモール)にする適合度が減少するので、例え
ば、舵の軽さのために雑に舵取りを行なうような場合に
は、操舵アシストの増大が抑止されて、不安定な操舵操
作を回避させることができ、ステアリングインフォーメ
イションを保ちながら、疲労時の操舵力軽減を実現でき
る。
【0058】例えば、疲労判定値Hiro01が10で
あり、横加速度GY が0.5Gであれば、適合度はそれ
ぞれ1,0.5となり、ここでは小さい方の適合度を
0.5採用して、アシスト減少制御量をS(スモール)
にする適合度とし、他の入力条件に関して決まる目標ア
シスト量と重心法等によって合成しながら、最終的な目
標アシスト量を設定する。
【0059】なお、このような本ファジィ制御式電子制
御パワーステアリング装置は、後輪駆動車(FR車)に
も適用できるが、比較的望ましい操舵力特性をなかなか
得ることができにくいFF車に適用すると、極めて有効
である。なお、本装置の制御系は、油圧式パワーステア
リング装置のみならず、電動パワーステアリング装置に
も適用しうるものである。
【0060】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明のファジィ制御式電子制御パワーステアリング装置
によれば、車両のステアリング機構における操舵アシス
ト量を電子制御する電子制御パワーステアリング装置に
おいて、電子制御時の目標アシスト量を設定する目標ア
シスト量設定手段と、操舵操作者の疲労度合の判定値を
算出する疲労判定値算出手段とをそなえ、上記目標アシ
スト量設定手段が、上記操舵操作者の疲労度合が大きく
なると操舵アシスト量が増加するように、上記疲労判定
値算出手段で算出された判定値を入力条件としてファジ
ィルールに基づいて上記目標アシスト量を設定するよう
に構成されることで、通常時に、適当な操舵手応えを確
保しながら、疲労時における操舵力軽減を実現でき、よ
り操舵操作を容易に行なえるようになる利点がある。
【0061】また、請求項2に記載のように、上記目標
アシスト量設定手段が、上記疲労判定値算出手段で算出
された判定値と上記車両に生じる横加速度とを入力条件
としてファジィルールに基づいて上記目標アシスト量を
設定するように構成されることで、疲労時において、ス
テアリングインフォーメイションを保ちながら、操舵力
軽減を実現できる。
【0062】さらに、請求項3に記載のように、上記の
疲労度合の判定値が、操舵角速度の履歴に基づいた値に
設定されていることで、疲労度合の判定を確実且つ容易
に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置の要部の模式的な構成図で
ある。
【図2】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置のファジィ制御に用いるメ
ンバシップ関数の例を示す図である。
【図3】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置のファジィ制御における各
適合度からパワーステアリングアシスト量を求める台集
合の例を示す図である。
【図4】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置のファジィ制御における適
合度を求める具体例を示す図である。
【図5】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置のファジィ制御における各
適合度からパワーステアリングアシスト量を求める台集
合の具体例を示す図である。
【図6】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置の制御内容の全体を示すフ
ローチャートである。
【図7】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置の制御内容の要部を示すフ
ローチャートである。
【図8】本発明の一実施例としてのファジィ制御式電子
制御パワーステアリング装置の制御内容の要部を示すフ
ローチャートである。
【図9】従来の電子制御パワーステアリング装置におけ
るインプットシャフト部分及びピニオン部分の縦断面を
パワーステアリング用油圧シリンダとともに示す図であ
る。
【図10】従来の電子制御パワーステアリング装置にお
けるインプットシャフト部分の横断面図であって、図9
のA−A断面図である。
【図11】従来の電子制御パワーステアリング装置にお
いてインプットシャフトに並設された油圧制御バルブの
縦断面を反力プランジャとともに示す構成図であって、
油圧制御バルブ部分は図9のB−B断面図であり、反力
プランジャ部分は図10のC−C断面図である。
【図12】従来の電子制御パワーステアリング装置にお
けるアシスト量の特性を示す図である。
【符号の説明】
1 ファジィ制御式電子制御パワーステアリング装置 11 インプットシャフト 12 ピニオンギヤ 13 ラック 14 油圧シリンダ 14A シリンダ 14B ピストン 14C,14D 油室 15 トーションバー 16 ロータリバルブ 17 反力プランジャ 17A チャンバ 18 油圧制御バルブ 18A プランジャ 18B,18C 油路 18D,18E 環状油路 18F 油路 19 ソレノイド 20 スプリング 22 リターン用オリフィス22 24 オイルリザーバ 25 ケーシング 30 コントロールユニット(制御手段) 30A 横加速度演算部 30B 目標アシスト量設定手段(ファジィ演算部) 30C 疲労判定値算出手段 31 車速センサ 34 操舵角センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62D 125:00 137:00 (56)参考文献 特開 平3−96439(JP,A) 特開 平3−7675(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 6/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のステアリング機構における操舵ア
    シスト量を電子制御する電子制御パワーステアリング装
    置において、 電子制御時の目標アシスト量を設定する目標アシスト量
    設定手段と、操舵操作者の疲労度合の判定値を算出する
    疲労判定値算出手段とをそなえ、 上記目標アシスト量設定手段が、上記操舵操作者の疲労
    度合が大きくなると操舵アシスト量が増加するように、
    上記疲労判定値算出手段で算出された判定値を入力条件
    としてファジィルールに基づいて上記目標アシスト量を
    設定するように構成されていることを特徴とする、ファ
    ジィ制御式電子制御パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 上記目標アシスト量設定手段が、上記疲
    労判定値算出手段で算出された判定値と上記車両に生じ
    る横加速度とを入力条件としてファジィルールに基づい
    て上記目標アシスト量を設定するように構成されている
    ことを特徴とする、請求項1記載のファジィ制御式電子
    制御パワーステアリング装置。
  3. 【請求項3】 上記の疲労度合の判定値が、操舵角速度
    の履歴に基づいた値に設定されていることを特徴とす
    る、請求項1記載のファジィ制御式電子制御パワーステ
    アリング装置。
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