JP2666803B2 - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

動力舵取装置の操舵力制御装置

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JP2666803B2 JP62244687A JP24468787A JP2666803B2 JP 2666803 B2 JP2666803 B2 JP 2666803B2 JP 62244687 A JP62244687 A JP 62244687A JP 24468787 A JP24468787 A JP 24468787A JP 2666803 B2 JP2666803 B2 JP 2666803B2
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、自動車の車速に応じてアシスト力を制御し
て操舵特性を変化させるようにした動力舵取装置の操舵
力制御装置に関する。 <従来の技術> 従来、ハンドルに接続された入力軸の操向車輪に接続
された出力軸と、この出力軸にアシスト力を付与するパ
ワーシリンダと、このパワーシリンダに作動流体を給排
するサーボ弁と、印加される作動流体圧に応じて前記両
軸の間の戻りばね特性を変えて前記アシスト力を変化さ
せる反力機構と、印加電流に応じて開度が変化して前記
作動流体圧を変化させる電磁制御弁とを備えた動力舵取
装置の内には、前記電磁制御弁に印加される印加電流を
車速センサからの車速信号により演算し、車速に応じた
操舵力をハンドルに与える車速感応型操舵力制御装置を
備えたものがある。 <発明が解決しようとする問題点> かかる装置においては通常、車速が低い場合はハンド
ルの操作量が大きい場合が比較的多いことより、操舵力
を小さくし、車速が上昇するに従って直進安定感を増す
ために操舵力が大きくなるようにされている。このため
車速信号に異常が発生して実際の速度と車速信号に相違
が生じ、その相違が大きい場合は操舵力が急変してしま
う問題がある。 <問題点を解決するための手段> 本発明は上述した問題を解決するためになされたもの
で、入力軸と出力軸の回動に基づき作動されアシスト力
を発生するパワーシリンダへの作動流体の給排を制御す
るサーボ弁と、印加される作動流体圧に応じて前記両軸
の間の戻りばね特性を変えて前記アシスト力を変化させ
る反力機構と、印加電流に応じて開度が変化して前記作
動流体圧を変化させる電磁弁手段と、車速信号に応じて
制御電流を演算する演算手段と、この演算手段によって
求められた制御電流を前記電磁制御弁に出力する出力手
段を備えてなる動力舵取装置において、エンジン回転数
を検出するエンジン回転計と、このエンジン回転計から
出力される回転数信号に基づいて前記車速信号の状態が
正常であるか異常であるかを時々刻々判定する状態判定
手段とを設け、この状態判定手段は前記車速信号が所定
値よりも小さく且つ前記回転数信号が所定値以上の場合
即座に異常と判定し、前記出力手段は前記状態判定手段
が異常と判定した際に前記制御電流に代わり所定の固定
電流を前記電磁制御弁に出力し、前記状態判定手段が異
常と判定した後に再び正常と判定した際に前記制御電流
を前記電磁制御弁に出力するとともに、前記状態判定手
段の判定結果が正常から異常へもしくは異常から正常へ
と変化した際に前記固定電流値と前記演算手段の制御電
流値との切り替わりが徐々に行われるように構成されて
いることを特徴とするものである。 <作用> 本発明は上述のような構成なので、車速信号とエンジ
ン回転数とを状態判定手段3で比較し、車速信号が正常
な場合は演算手段1で演算した制御電流を出力手段2に
より電磁制御弁に出力し、判定手段3が異常と判定した
場合は出力手段2が制御電流の代わりに固定電流を出力
することにより、操舵力の急変を防止することができ
る。 <実施例> 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図,第2図において10は動力舵取装置であり、この動力
舵取装置は、入力軸11を介して操舵ハンドル12と連結さ
れたサーボ弁13と、出力軸14より図略のリンク機構を介
して前輪軸に連結されたパワーシリンダ15と、サーボ弁
13に連結された反力機構16により構成されている。 自動車エンジンにより駆動されるベーンポンプ等の供
給ポンプ17にはバイパス弁18が内蔵され、これにより一
定電流Qの作動流体が吐出通路19を経て、動力舵取装置
10に内蔵された分流弁20に供給されるようになってい
る。分流弁20は、前記一定流量Qの作動流体を、サーボ
弁通路21および反力制御通路22へそれぞれ一定流量Q1お
よびQ2ずつ分配するものである。サーボ弁通路21はサー
ボ弁13を介してパワーシリンダ15に接続され、また、反
力制御通路22には反力機構16および電磁制御弁23が接続
されている。 サーボ弁13は公知のロータリ型のもので、パワーシリ
ンダ15の供給ポンプ17との間に設けられ、操舵ハンドル
12より入力軸11をへてサーボ弁13の入力軸24に加えられ
る手動操舵トルクに応じて作動し、パワーシリンダ15の
両室への作動流体の給排を制御してアシスト力を発生さ
せるものであり、これにより増大された操舵出力トルク
が出力軸14より前車輪に伝達されるように構成されてい
る。使用済の作動流体はリザーバ25に戻され、再び供給
ポンプ17に吸入される。 反力機構16は、ロータリ型のサーボ弁13の出力軸側に
設けられた挿通孔26に嵌合されたプランジャ27と、入力
軸側に設けられてプランジャー27の先端と係合する円周
方向両側に傾斜面28を主要構成要素とする公知のもので
ある。そしてポート29を介してプランジャー27の後部に
導入される作動流体の圧力を電磁制御弁23により変化さ
せて入力軸と出力軸の間の捩りばね特性を変え、入力ト
ルクすなわち手動操舵トルクに対するサーボ弁13の動作
特性を変えて操舵特性を変えるものである。 第2図に示すように、電子制御装置30はCPU31と、ROM
32と、RAM33とを主要構成要素とし、このCPU31には図略
のソレノイド駆動回路を介して前記電磁制御弁23のソレ
ノイド34が接続され、これで印加する電流を制御するよ
うになっている。また、CPU31にはそれぞれ図略のイン
ターフェースを介して車速センサ35およびエンジン回転
計36が接続されている。この車速センサ35は、エンジン
37の駆動力を後車輪38に伝達するトランスミッション39
の出力軸40に接続された出力軸回転計により構成され、
エンジン回転計36はエンジン37のクランクシャフトに接
続されている。このエンジン回転計36および車速センサ
35から発生されるパルス信号の周波数によりエンジン回
転数Nおよび車速Vが検出される。 前記ROM32には第3図に示す車速Vに対する出力電流
IMの特性を示すV−IMマップと、車速センサ35によっ
て検出される車速Vの状態を判定するための判定速度V
m、判定回転数Nmと、車速信号異常時に電磁制御弁23の
電流を制御する固定電流IF、補正電流△Iおよび操舵
トルク制御プログムが記憶されている。ここで判定速度
Vmと判定回転数Nmはその速度で走行する場合には決して
ならないエンジン回転数(例えば速度が1km/hでエンジ
ン回転数が2000rpm)とされている。また、固定電流IF
は通常走行速度で重くも軽くもない手動操舵力になるよ
うにされている。 以上のような構成で動作について前記第4図の操舵ト
ルク制御プログラムのフローチャートと、第5図に示す
各信号のタイムチャートで説明する。 時間T0でエンジン37始動と同時に全ての数値は0また
は所定の値に設定され、時々刻々と変化する車速V及び
エンジン回転数Nが図略のレジスタに記憶される。前記
操舵トルク制御プログラムは所定時間ごとの割込み信号
によりCPU31で実行され、ステップ100及びステップ101
では前記レジスタに記憶された車速Vおよびエンジン回
転数Nが読み込まれ、次のステップ102で第3図に示す
V−IMマップより車速Vの時の制御電流IMが選出され
る。 制御電流IMが選出されると、ステップ103に進み車速
Vと判定車速Vmを比較してV<Vmでなければステップ10
4に進み、V<Vmであればステップ105に進んでエンジン
回転数Nと判定回転数Nmを比較し、N<Nmであればステ
ップ104に進み、N<Nmでなければステップ106に進む。
このステップ103とステップ105によって車速信号の異常
判定を行い、次のステップ104に進む場合は正常状態、
ステップ106に進む場合は異常状態であると判断する。
ステップ104では異常状態から正常状態に復帰する場合
であるかをチェックするフラグFLG=1かを判定し、1
であればステップ115に進み復帰処理に移り、1以外で
あればステップ107に進む。ステップ107では制御電流I
Mを出力電流Ioutに置き換え、次のステップ108ではフラ
グFLG=0と更新し、ステップ109で電磁制御弁23に出力
する。これにより車速信号による車速Vが正常な場合は
車速に応じた操舵力が得られる。そしてステップ110に
進んで出力電流Ioutを前回の出力電流IRとして記憶し
ておく。 次にステップ106に進んで異常状態にあると判定され
た場合は、ステップ106で前回の出力電流IRと固定電流
IFの差の絶対値が補正電流ΔI以下であるかを比較
し、差の絶対値がΔI以下であるならステップ110に進
んで固定電流IFをそのまま出力電流Ioutに代入してス
テップ109に進み出力電流Ioutを出力する。そして、差
の絶対値が補正電流ΔIより大きい場合はステップ111
へ進む。ステップ111では、IR>IFを比較してIR>I
Fであれば、ステップ112へ進んで前回の出力電流IRか
ら補正電流ΔIだけ減算して出力電流Ioutに代入し、I
R>IFでなければ、ステップ113進んで前回の出力電流
IRに補正電流ΔIを加算して出力電流Ioutに代入す
る。ステップ112もしくはステップ113で出力電流Ioutが
代入されると、ステップ114に進んでフラグFLGに1を代
入してステップ109に進み、出力電流Ioutを出力する。 次に車速信号が異常状態から正常状態に復帰した場合
の処理では、ステップ115で前回の出力信号IRと制御電
流IMの差の絶対値と補正電流ΔIとを比較し、差の絶
対値がΔI以下の場合はステップ107に進み制御電流IM
をそのまま出力電流Ioutに代入してステップ108を経て
ステップ109に進んで、出力電流Ioutを出力する。そし
て、差の絶対値が補正電流ΔIより大きい場合はステッ
プ116へ進む。ステップ116では、IR>IMを比較してI
R>IMであれば、ステップ117へ進んで前回の出力信号
IRから補正電流ΔIだけ減算して出力電流Ioutに代入
し、IR>IMでなければ、ステップ118進んで前回の出
力電流IRに補正電流ΔIを加算して出力電流Ioutに代
入する。ステップ117もしくはステップ118で出力電流Io
utが代入されると、ステップ109に進み、出力電流Iout
を出力する。 以上のような流れで処理を行うが、これを第5図のタ
イムチャートで説明すると、時間T0においてエンジン37
が始動され走行が開始されると、時間T1までは車速信号
の車速Vが(a)に示すように上昇し、これに追従して
(b)のエンジン回転数Nも上昇するために車速信号は
正常と判断され、(c)に示すようにに出力電流Ioutは
車速に感応した値となる。 次に時間T1で車速信号が断線して車速Vが得られなく
なると、エンジン回転数Nが判定回転数Nm以上であるの
に車速Vが判定車速Vmより低いことより、車速信号に異
常があると判定され、出力電流Ioutを固定電流IFまで
補正電流ΔIづつ減少させてゆき、操舵力が急変するこ
とを防止しながら操舵力を通常走行で重くも軽くもない
操舵力にする。 この後は車速信号が異常な場合の処理が行われて行く
わけであるが、時間T2において車両が停止もしくはそれ
に近い状態となりエンジン回転数Nが判定回転数Nm以下
となると、車速Vとエンジン回転数Nが判定車速Vmおよ
び判定回転数Nm以下であることより、ここでは車速信号
は正常であると判定され、車速感応時の出力電流に復帰
させる処理が行われて制御電流IMまで補正電流ΔIづ
つ減少させて操舵力の急変を防止しながらハンドルを軽
くすることにより停止時の据切りや極低速のハンドル操
作を行いやすくしている。そして、時間T3でエンジン回
転数Nが判定回転数Nm以上になると再び車速信号異常と
判定し、固定電流IFまで補正電流ΔIづつ増加して徐
々にハンドルを重くしてやっている。 このようにエンジン回転数Nと車速信号の車速Vを比
較することにより、車速信号の異常を検出し、車速信号
異常時は固定電流IFに固定してやることで走行時の操
舵力の急変を防止するとともに、停止時の据切り等でハ
ンドルが軽いことが有効な場合においては車速信号異常
時においても正常と判定させることにより操舵力を重か
ら軽とすることができ、さらに正常から異常、異常から
正常と判定が変化し、電磁制御弁23への出力電流Ioutが
変化する際もその変化が大きい場合には補正電流ΔIで
徐々に行い違和感がないようにしている。 <発明の効果> 以上述べたように本発明においては、車速信号の異常
をエンジン回転数によって判定し、この判定結果によっ
て車速信号が異常であるならば、電磁制御弁に固定電流
を出力するようにして走行時における所定操舵力を確保
することができ、さらに、前記固定電流への切り替えを
徐々に行うようにしたので操舵力の急変を防止すること
ができる。また、車速信号が異常から正常に戻った場合
には車速感応制御に復帰することができ、しかも、この
復帰は徐々に行われるので操舵力が急激に変化すること
がない。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による動力舵取装置の操舵力制御装置の
全体構成図、第2図〜第5図は本発明の一実施力を示す
もので、第2図は全体の説明図、第3図は車速と制御電
流の関係を示すV−IM特性マップ、第4図は制御プロ
グラムのフローチャート、第5図は各信号の変化状態を
示すタイムチャートである。 1……演算手段、2……出力手段、3……状態判定手
段、13……サーボ弁、15……パワーシリンダ、16……反
力機構、23……電磁制御弁、30……電子装置、35……車
速センサ、36……エンジン回転計。
フロントページの続き (72)発明者 松本 勤 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 草間 栄一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 塚 秀守 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 藤井 昇 (56)参考文献 特開 昭59−140168(JP,A) 特開 昭62−110569(JP,A) 実開 昭60−62372(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.入力軸と出力軸の回動に基づき作動されアシスト力
    を発生するパワーシリンダへの作動流体の給排を制御す
    るサーボ弁と、印加される作動流体圧に応じて前記両軸
    の間の戻りばね特性を変えて前記アシスト力を変化させ
    る反力機構と、印加電流に応じて開度が変化して前記作
    動流体圧を変化させる電磁弁手段と、車速信号に応じて
    制御電流を演算する演算手段と、この演算手段によって
    求められた制御電流を前記電磁制御弁に出力する出力手
    段を備えてなる動力舵取装置において、エンジン回転数
    を検出するエンジン回転計と、このエンジン回転計から
    出力される回転数信号に基づいて前記車速信号の状態が
    正常であるか異常であるかを時々刻々判定する状態判定
    手段とを設け、この状態判定手段は前記車速信号が所定
    値よりも小さく且つ前記回転数信号が所定値以上の場合
    即座に異常と判定し、前記出力手段は前記状態判定手段
    が異常と判定した際に前記制御電流に代わり所定の固定
    電流を前記電磁制御弁に出力し、前記状態判定手段が異
    常と判定した後に再び正常と判定した際に前記制御電流
    を前記電磁制御弁に出力するとともに、前記状態判定手
    段の判定結果が正常から異常へもしくは異常から正常へ
    と変化した際に前記固定電流値と前記演算手段の制御電
    流値との切り替わりが徐々に行われるように構成されて
    いることを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置。
JP62244687A 1987-09-29 1987-09-29 動力舵取装置の操舵力制御装置 Expired - Fee Related JP2666803B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59140168A (ja) * 1983-01-29 1984-08-11 Hino Motors Ltd 車両に使用されるパワ−・ステアリング
JPS6062372U (ja) * 1983-10-06 1985-05-01 三菱自動車工業株式会社 電子制御パワ−ステアリング装置
JPH07100450B2 (ja) * 1985-11-08 1995-11-01 自動車機器株式会社 動力舵取装置の制御装置

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