JPS632802B2 - - Google Patents

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
ングホイール）の回転角度に応動するポテンシヨ
メータよりも、特開昭57−41270号公報に例示さ
れるように推定方式が継年変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つた。

〔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S₁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決ま
る基準値より大きいか否かを判別する判別手段Ｄ
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、車両の加速度を求
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〕

従つて本発明によれば、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
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
合つ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
ンシヨ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
するマイクロコンピユータと、このマイクロコン
ピユータと入力、出力を接続するため普通に使用
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１０，１１，１２，１３が接続さ
れ、各駆動回路１０〜１３にはそれぞれ電磁作動
型の減衰力可変シヨツクアブソーバ６，７，８，
９が作動的に接続されている。演算制御回路１は
車載バツテリBattからキースイツチ１４を介し
て給電されるようになつており、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ピユータをリセツトする
リセツ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、電磁ピツクアツプ方式、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ヨンに
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
ツクアツプ方式、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ヤフトに配設され
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ヤフト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つて固定配置された
２個のセンサ３−１，３−２を有すると共に、ス
テアリングシヤフト１５の回転にしたがつて回転
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
よつてセンサ３−１，３−２に受光、遮光される
ようにしてある。

従つて回転体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、一方回転体１
６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ヤフト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（操作移動量）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
するストツプラツプスイツチが流用され、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、ポテンシヨメータまたは複数
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。

シヨツクアブソーバ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
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とピストンロツド２
５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。換言すればシヨツクアブソ
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。即ちシヨツクアブソーバ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２
３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とを連通す
る通路２８を塞ぐため、第１オイル室４０と第２
オイル室５０との間の流通抵抗がハイレベルとな
り、このためシヨツクアブソーバ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、シヨツクアブソーバ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
ユータはキースイツチ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、初期セツトルーチン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
期値にセツトする。次いで、ルーチン２００〜６
００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、コンピユータは
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。

(a) 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
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
の時間的変化分を求めることにより、車両が一
定距離（車速センサによつて決まる）だけ移動
するに要した時間を算出する。そして、予めわ
かつ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
する距離変数がインクリメント（＋１）され
る。

(b) ステアリング操作器の操作方向および操作移
動量を表わすデータ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
（ｔ）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
より位相差をチエツクして符号が決定される。
なお、操作角度ω（ｔ）や初期セツトルーチン
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）にセツトされるものとする。

(c) 車両加速度の大きさを表すデータθ（ｔ）（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。

(d) 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、マイクロコンピユータはルーチン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図に表わされてお
り、その演算の詳細については後述する。

コンピユータはルーチン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、シヨツクアブソーバ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
る。

操作角度ω（ｔ）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（ｔ）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（ｔ）の時間的変化量が中立位置
ωCENT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つてから予め設
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。

次にコンピユータはルーチン５００で、その他
の制御条件に従つ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（ｔ）が予
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。

次にコンピユータはステツプ６００で、先に作
成された指令信号に従つてシヨツクアブソーバ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。

ステツプ３０１と３０２はステアリング操作器
の操作角度ω（ｔ）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
グラムステツプを表している。ここで、まずステ
ツプ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、 ω₀＝f₁（Ｖ（ｔ）） …(1) 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（ｔ）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。

ステツプ３０２では、操作角度ω（ｔ）の時間
的変化分（操作各速度）Δωを、 Δω＝｜ωMEMO−ω（ｔ）｜ …(2) によつて計算し、計算結果とステツプ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（ｔ）
を表すもので、車両が所定距離を走行する毎に
（後述のステツプ３１９で）記憶される。なおこ
の値ωMEMOの初期セツトとして、データ入力
ルーチン２００で初めて操作角度ω（ｔ）が得ら
れたときに、ω（ｔ）と同じ値が設定されるよう
にしてある。

さて、時間的変化分Δωが基準値ω₀より大きい
場合には、ステツプ３０２の後ステツプ３０７へ
と実行すべきプログラムステツプをジヤンプし、
そうでなければステツプ３０３を実行する。

ステツプ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（ｔ）が
基準値θ₀より大きいかどうかを判断するステツプ
を表している。この場合も、ステツプ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
うにしてある。

θ₀＝f₂（Ｖ（ｔ）） …(3) 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
ツプ３０４では、データ入力ルーチン２００で得
られた加速度θ（ｔ）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。

ステツプ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、ステツプ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（ｔ）
の時間的変化分と、加速度θ（ｔ）とについては、
本発明に従い、車速Ｖ（ｔ）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、
ステツプ３０７でその旨を示すフラグNFLAGを
１にセツトする。

次いでコンピユータは、ステツプ３０９から３
１３で車速Ｖ（ｔ）が予め設定した基準値V₀より
大きくしかもその間の走行距離Ｌが予め設定した
基準値L₀より大きいかどうかを判別する。ステ
ツプ３０９では、車速Ｖ（ｔ）を例えば30Km／時
に相当する基準値V₀と比較し、それより高速で
ある場合には、ステツプ３１０で距離積算値Ｌの
内容を先に述べた距離変数（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。この距離変数は次おステツプ３１１で０に
リセツトされる。コンピユータはステツプ３１２
において、距離基準値L₀を車速Ｖ（ｔ）の関数と
して次式により演算する。

L₀＝f₃（Ｖ（ｔ）） …(4) ここで、車速Ｖ（ｔ）と基準値L₀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L₀が増加し、ステツプ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、コンピユータはス
テツプ３１４でフラグNFLAGをチエツクするこ
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、ステツプ３１５〜３１７でステアリング操作
器の中立位置ωCENTが演算される。

まずステツプ３１５で、そのプログラムステツ
プ３１５の実行がキースイツ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ツ
プ３１６で操作角度ω（ｔ）の中立位置ωCENT
として設定する。次回から、ステツプ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 …(5) 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（ｔ）を表すデー
タωMEMO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。

ステツプ３１３〜３２０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、ステツプ３１８で距離
積算値Ｌを０にクリアし、ステツプ３１９で操作
角度ω（ｔ）の先行値ωMEMOとしてそのときの
操作角度ω（ｔ）を設定する。さらに、フラグ
NFLAGを０にリセツトする。

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（W₀，
θ₀）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
置を求めることができる。

従つて、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が
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ヤート、第５図は実施例に
用いられるシヨ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ピユータの制
御プログラムを表す概要フローチヤート、第７図
は第６図中の中立位置演算ルーチン３００の詳細
フローチヤート、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ローチヤー
トである。 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）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   発生する第２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 前記信号確立手段が、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 前記信号確立手段が、車両の加速度を求めて
   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。