JP2722887B2 - 車両用パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車の前輪
を操舵するのに用いられる車両用パワーステアリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車（車両）では、軽い操作で操舵を
するために油圧式のパワーステアリング装置を装備する
ことが行われている。

【０００３】こうしたパワーステアリング装置では、ハ
ンドルからの操舵操作にしたがって前輪（操舵輪）を左
右に操舵するステアリング機構に、オイルポンプ，ロー
タリバルブ，パワーシリンダ装置，各部品をつなぐ流路
から構成される油圧のアシスト系（油圧アシスト機構）
を設けて、ハンドルの回転で変位するロータリバルブに
よって得られる油圧をパワーシリンダ装置へ供給して、
アシスト力を発生させることが行なわれている。しか
し、ロータリバルブの変位だけでは、適切にハンドル力
をコントロールできない。

【０００４】そこで、従来のパワーステアリング装置で
は、アシスト系に反力を可変する反力機構とこの反力機
構を制御するコントロールバルブ（いづれもコントロー
ル手段）を設けてアシスト力を可変可能とし、これを、
自動車の車速を検知するセンサ，ハンドル角を検知する
センサを使い制御して、適切な操舵特性を得るようにし
ている。例えば据切り及び低速走行域の操舵時はアシス
ト力を適切に大きくしてハンドル力を軽く、中高速走行
域の操舵時は逆に適切に小さくしてハンドル力を重たく
するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車の操
舵に際し、車速，ハンドル角の条件が同じでも、ハンド
ルをゆっくり操作するときや逆に素早く操作したりする
ことがある。

【０００６】ハンドルをゆっくり操作するときは、ハン
ドルを操作する力が小さいときで、反対にハンドルを素
早く操作するときは、ハンドルを操作する力が大きいと
きである。ここで、操安性上、運転者にとっては、ハン
ドルをゆっくり操作するときは軽い方、ハンドルをすば
やく操作するときは重い方がよい。

【０００７】ところが、上記のような自動車のパワース
テアリング装置によると、アシスト力は、ハンドルをゆ
っくり操作するときも、素早く操作するときも、車速，
ハンドル角で定められた値で決まる一定の力である。こ
のため、最適なハンドル力が得られないという不具合が
ある。

【０００８】しかも、最適なハンドル力が得られないば
かりでなく、ハンドル戻し操作時、ハンドルが急激に戻
されることがある。

【０００９】この発明は、このような事情に着目してな
されたもので、その目的とするところは、最適なハンド
ル力が得られるとともに、ハンドル戻し操作時、ハンド
ルが急激に戻されることを防止して、操舵フィーリング
を向上させることができる車両用パワーステアリング装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の車両用パワーステアリング装置は、
ハンドルの操作に従って操舵輪を操舵するステアリング
機構と、同ステアリング機構に設けられ、上記操舵輪の
操舵をアシストするためのアシスト機構と、同アシスト
機構を制御するアシスト機構制御手段とを備えた車両用
パワーステアリング装置において、上記ハンドルの操舵
角速度を検知するハンドル角速度検知手段と、上記ハン
ドルの切り込み操作又はこの切り込み操作からの戻し操
作かを判定する操舵状態判定手段と、上記ハンドル角速
度検知手段の出力値に基づいて上記ハンドルのアシスト
力を設定するアシスト力設定手段と、上記アシスト力設
定手段により設定されたアシスト力を、上記操作状態判
定手段の出力値に基づいてハンドル切り込み操作時とハ
ンドル戻し操作時とで別々に補正し且つ上記ハンドル戻
し操作時におけるアシスト力が上記ハンドル切り込み操
作時のアシスト力より小さくなるように補正するアシス
ト力補正手段と、同アシスト力補正手段により補正され
たアシスト力に応じて上記アシスト機構制御手段を作動
させる手段と、上記ハンドル角速度検知手段の最大出力
値を検出するハンドル角速度最大値検出手段とを備え、
上記操舵状態判定手段が、上記ハンドルの切り込み操作
途中又はこの切り込み操作からの戻し操作途中であると
判定されているときは、上記ハンドル角速度の最大値検
出手段により検出されたハンドル角速度最大値を保持す
るとともにアシスト力の増大方向への変更を制限するこ
とにある。請求項２に記載の車両用パワーステアリング
装置は、上記操舵状態判定手段が、上記ハンドルの切り
込み、戻し、切り込みの繰り返しを操舵一周期と判定
し、この操舵一周期が判定されたときは、アシスト力の
増大方向への変更を許容することにある。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の車両パワーステアリング装置
によると、ハンドル角速度検知手段に基づいて設定され
たアシスト力が、切り込み操作時、この切り込み操作か
らのハンドル戻し操作時とで別々に補正される。このと
きのハンドル戻し操作時におけるアシスト力が、該切り
込み操作時のアシスト力より小さく補正される。そし
て、この補正されたハンドル切り込み時、この切り込み
操作からのハンドル戻し時のアシスト力に応じてアシス
ト機構制御手段が作動されて、操舵輪をアシストするア
シスト機構を制御するので、最適なハンドル力が得られ
る。と同時にハンドル戻し操作時、ハンドルが急激に戻
されることが抑制される。しかも、ハンドルの切り込み
操作途中又はこの切り込み操作からの戻し操作途中は、
ハンドル角速度の最大値検出手段により検出されたハン
ドル角速度最大値を保持する上、アシスト力が増大する
方向への変更が制限されるので、ハンドル角速度が変動
してもアシスト力は安定され、良好な操舵フィーリング
が確保されるようになる。請求項２に記載のパワーステ
アリング装置によると、ハンドルの切り込み、戻し、切
り込みを繰り返しても、前回の操舵周期におけるアシス
ト力の制御の影響で、今回の操舵周期におけるアシスト
力が過度に抑制されることがないので、良好なアシスト
性能が確保されるようになる。

【００１２】そして、この設定値にしたがいコントロ−
ル手段が作動して、油圧アシスト機構をハンドル角速度
に対応したアシスト力に設定していく。具体的には、ハ
ンドルをゆっくり操作するときは大きなアシスト力（ハ
ンドル：軽）、ハンドルをすばやく操作するときは小さ
なアシスト力（ハンドル：重）となる。こうした制御が
ハンドルの切り込み時毎に行なわれる。したがって、ハ
ンドルの切り込み時毎に最適なハンドル力が得られ、操
舵フィーリングを向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明を図１ないし図６に示す一実
施例にもとづいて説明する。

【００１４】図２は自動車の左右前輪（操舵輪）を操舵
するパワ−ステアリング装置の構成を示し、２はステア
リング機構１を構成する例えばラック＆ピニオン式のス
テアリングギヤである。

【００１５】このステアリングギヤ２は、例えばケーシ
ング３にラック４，ピニオン５を内蔵した構造となって
いる。このラック４の一方の端部がステアリングロッド
６、タイロッド、ナックルを介して、自動車の一方の前
輪（いずれも図示しない）に連結されている。また他方
の端部は、ステアリングロッド６、パワーシリンダ装置
７、タイロッド、ナックル（いづれも図示せず）を介し
て、自動車の他方の前輪８（操舵輪）に連結されてい
る。

【００１６】ステアリングギヤ２のピニオン５には、ト
ーションバー９の下端部が連結されている。このトーシ
ョンバー９の上端部は、ステアリングギヤ２の上部に設
けたバルブユニット１０を貫通して、インプットシャフ
ト１１およびステアリングシャフト１２に連結されてい
る。またステアリングシャフト１２の端部はハンドル１
３に連結されていて、ハンドル１３から回転変位を入力
すると、ステアリングシャフト１２、トーションバー
９、ピニオン５、ラック４、ステアリングロッド６を介
して、前輪８，８（一方しか図示せず）が舵角するよう
になっている。

【００１７】バルブユニット１０には、ケーシング３の
上部にトーションバー９を囲むようにハウジング１４を
据付け、このハウジング１４の内部に下側から反力機構
１５（アシスト機構制御手段）、ロータリバルブ１６を
設けた構造が用いられている。

【００１８】ロータリバルブ１６は、周知のようにハウ
ジング１４の内面に筒状のアウターバルブ１７を設け、
インプットシャフト１１にアウターバルブ１７と組み合
う筒状のインナーバルブ１８を設けてなる。つまり、ロ
ータリバルブ１６は、ハンドル１３からのハンドル力に
よって、トーションッバー９が捩じれると、アウターバ
ルブ１７とインナーバルブ１８との間で相対的な変位が
発生する構成となる。

【００１９】このアウターバルブ１７に形成されている
流入ポート１７ａがハウジング３に設けた流入口体１９
に連通し、インナーバルブ１８に形成されている流出ポ
ート１８ａがハウジング３に設けた流出口体２０に連通
している。またアウターバルブ１７に形成されている出
力ポートは、ハウジング３に設けた一対の出力ポート部
２１，２２に連通している。この出力ポート部２１，２
２が上記パワーシリンダ装置７に接続されている。

【００２０】すなわち、パワーシリンダ装置７は、シリ
ンダ２３を貫通するようにピストンロッド２４を摺動自
在に設け、このピストンロッド２４の一部にシリンダ２
３を長手方向両側（左右）に仕切るようにピストン２５
を設けて構成される。このピストン２５で仕切られた左
右の室２５ａ，２５ｂと連通する一対の入力ポート２
６，２７が、流路２８，２９を介して上記出力ポート部
２１，２２に接続してある。

【００２１】そして、流入口体１９と流出口体２０との
間に、自動車のエンジン（図示しない）で駆動されるリ
リーフバルブ付のオイルポンプ４０、オイルリザーバ４
２が流路４３を介して接続されている。この油圧回路に
より、ロータリバルブ１６のアウターバルブ１７とイン
ナバルブ１８とにおける相対的な変位にしたがい、ロー
タリバルブ１６からハンドル力および操舵方向に応じた
油圧をパワーシリンダ装置７の室２５ａ，２５ｂに供給
できるようにしている。つまり、ハンドル力を油圧でア
シストしながら、前輪８、８を操舵できるようにしてあ
る。なお、オイルポンプ４０にはポンプ回転数に応じて
ロータリバルブ１６への吐出流量が変化する特性のポン
プを用いている。

【００２２】また反力機構１５は、インナーバルブ１８
の下端部、すなわちインプットシャフト１１の下端部を
下方へ延長してなる被押付部分３０を有している。この
被押付部分３０の外周面には、図３に示されるように４
つの凹部３１が等間隔で形成されている。また被押付部
分３０の周囲のハウジング１４内の部分には、各凹部３
１の位置と対向する部位にそれぞれ反力プランジャ３２
を移動自在に内装したホルダ３３が設けられている。各
反力プランジャ３２の先端部には凹部３１と係合する凸
部３４が設けられている。また各反力プランジャ３２の
後方にはチャンバ３５が形成されている。各チャンバ３
５は、ハウジング１４に設けた流入口３９に環状の流路
３６を介して連通していて、同流入口３９からの油圧の
供給により、各反力プランジャ３２で被押付部分３０を
挟み付けるごとく押し付けるようにしている。つまり、
各チャンバ３５の油圧が高くなるにしたがい、インプッ
トシャフト１１を強く押付ける構成となっている。これ
にて、ハンドル１３に手応え感（反力）を発生させるよ
うにしてある。なお、３７はホルダ３３に設けた、上記
流路３６と流出口体２０とをインナーバルブ１８の内部
の空間を介して連通するためのリターン路、３８は同リ
ターン路３７に設けたオリフィスである。

【００２３】一方、図２に示されるように上記オイルポ
ンプ４０とオイルリザーバ４２との間には、反力機構１
５の供給圧を制御するプレッシャコントールバルブ４１
（アシスト機構制御手段：以下、ＰＣＶ４１と称す）が
設けられている。ＰＣＶ４１は、バルブハウジング４５
の内部に形成した筒状のシリンダ空間４６にスプール弁
体４７を摺動自在に設けて構成される。このスプール弁
体４７の下端部は、バルブハウジング４５の下部に据付
けたソレノイド４８のプランジャ４９に連結されてい
て、ソレノイド４８の励磁制御にしたがい、スプール弁
体４７の全体を上方向に変位できる構造してある。な
お、スプール弁体４７はシリンダ空間４６の上端部に設
けたスプリング５０により戻る。

【００２４】スプール弁体４７の上段側の外周面と下段
側の外周面とには、帯状の環状溝５１，５２が形成され
ている。またスプール弁体４７の内部には、環状溝５１
と環状溝５２とを連通するための斜めに貫通する貫通路
５３が形成されている。そして、環状溝５１とその周辺
の外周面部分にて、バルブハウジング４５に設けた流入
ポート５４との連通状態を可変できるようにしてある。
この流入ポート５４が、オイルポンプ４０につながる流
路４３に連通している。また環状溝５２は、バルブハウ
ジング４５に設けた出力ポート５５と常に連通するよう
にしてある。この出力ポート５５が、上記反力機構１５
の流入口３９に流路５６を介して接続されている。

【００２５】環状溝５１と流入口３９との設定は、プラ
ンジャ４９の軸力が最も大きいとき（プランジャ４９が
最も上方へ突き出た状態；例えばＭａｘの電流値１．０
Ａ）、流入口３９を遮断（閉）する状態に定め、プラン
ジャ４９の軸力が小さく（電流値が小）なるにしたがっ
て（プランジャ４９が下がる）、連通するとともに、そ
のときの連通面積を増大するようにしてある。これによ
り、ソレノイド４８を励磁していくに従って、ハンドル
１３に発生させる手応え感（反力）を低下させるように
してある。なお、操舵アシスト力はこれに反比例して増
加することになる。またスプール弁体４７の内部にはド
レーンのための同軸心部分を貫通するドレーン路５７が
形成されていて、このドレーン路５７がバルブハウジン
グ４５に設けた流出ポート５８を介して、オイルリザー
バ４２につながる流路４３に連通している。このように
して構成される油圧回路によって、前輪８，８の操舵を
アシストするアシスト系４４（アシスト機構）をコント
ロール系と共に構成している。

【００２６】またソレノイド４８には、マイクロコンピ
ュータおよびその周辺回路から構成されるコントロール
ユニット６０が設けられている。さらにこのコントロー
ルユニット６０には、自動車の車速を検知する車速セン
サ６１、ハンドル１３の操舵角を検知するハンドル角検
知手段としてのハンドル角センサ６２、ハンドル１３の
操舵角速度を検知するハンドル角速度検知手段としての
ハンドル角速度センサ６３、手応えをノーマルモードと
スポーツモードとに切換えるモード切換スイッチ６４が
設けられ、反力プランジャ４９に作用する油圧を制御す
る制御系を構成している。

【００２７】そして、この制御系の回路を用いて、切り
込み時と戻し時のハンドル力の差を小さくさせるととも
に、ハンドル力を切り込み毎にハンドル角速度に応じて
変えている。このコントロールユニット６０には、つぎ
のような機能を有している。

【００２８】すなわち、コントロールユニット６０に
は、図４に示されるような車速に応じた基準電流Ａをモ
ード別（ノーマル，スポーツ）に分けた車速マップ、図
５に示されるようなハンドル角速度に応じた操舵状態の
係数（ソレノイド４８の制御電流値を求めるために必要
な値）を求めるための実線で示す操舵速度マップが設定
されている。

【００２９】このコントロールユニット６０は、ハンド
ル角センサ６２，ハンドル角速度センサ６３の出力から
操舵か中立状態かを判断する機能、「ハンドル角とハン
ドル角速度とを掛けた値」の正負から切り込み時か戻し
時かを判断する機能（操舵状態判定手段）、モード切換
スイッチ６４のオンオフからノーマルモードかスポーツ
モードかを判断する機能を有する。

【００３０】またコントロールユニット６０は、図４の
マップから車速に応じた基準電流Ａを読取り、図５に示
すマップから係数Ｋθを読み取り、これら基準電流Ａ、
係数Ｋθを用い、所定の数式「Ａ×ＫθＭ（メモリした
係数Ｋθ）×ＫＭ」にしたがい、車速および操舵状態に
応じた適切なアシスト力を得る制御電流を算出する機能
を有している（アシスト力設定手段）。

【００３１】ここで、上記数式には、予め切り込み時と
戻し時とで異なる係数ＫＭが与えられている。具体的に
は、コントロールユニット６０を構成するマイクロコン
ピュータには、切り込み時の制御電流の算出に用いる切
り込み係数として「１．０」が設定され、戻し時の制御
電流の算出に用いる戻し係数として例えば２０％小さく
した「０．８」が設定されていて、これら設定値の差異
から戻し時は、切り込み時よりもアシスト力を小さくし
ている（アシスト力補正手段）。なお、図５は、係数Ｋ
θにこの係数ＫＭを乗算した値として示してある。

【００３２】またコントロールユニット６０には、切り
込み時のハンドル角速度のピークの値をハンドル角速度
センサ６３から検出し、この検出値から読み取られる係
数Ｋθにしたがって、制御（駆動）電流を算出する機能
を有している。これにて、切り込み毎、ハンドル力をハ
ンドル角速度に応じて変化させるようにしている。また
コントロールユニット６０には、ハンドル１３の切り込
み操作途中又はこの切り込み操作からの戻し操作途中で
あるときには、検出されたハンドル角速度のピーク値
（最大値）を保持するとともにアシスト力の増大方向へ
の変更を制限する機能を有していて、操作途中のときに
はアシスト力が変動しないようにしてある。 さらにコン
トロールユニット６０には、ハンドル１３の切り込み、
戻し、切り込みの繰り返しを操舵一周期と判定し、この
操舵一周期が判定されたときは、アシスト力の増大方向
への変更を許容する機能も有していて、今回、操舵周期
で切り込みになっても前回のアシスト力の制御の影響を
受けないようにしてある。図１のフローチャートは、こ
うしたコントロールユニット６０内での制御動作を示し
ている。つぎに、このコントロールユニット６０内の制
御動作をフローチャートにしたがって説明する。

【００３３】コントロールユニット６０は、自動車のイ
グニッションキースイッチのオン信号により起動する。
すると、まずステップＳ１においてイニシャルセットが
なされ、ハンドル１３が切り込まれたことを示す切り込
みフラグＦＬＦが「０」、ハンドル１３が戻ったことを
示す戻しフラグＦＬＲが「０」、メモリＫθ値ＫθＭが
「１．０」、切り込み／戻しの係数ＫＭが「１．０」、
カウンタＣＮＴが「０」、切り込みから戻しに変ったこ
とを示すチェンジフラグＣＨＦが「１」に設定される。

【００３４】その後、ステップＳ２ないしＳ４におい
て、車速センサ６１から検出される車速Ｖ、ハンドル角
センサ６３から検出されるハンドル１３のハンドル角θ
Ｈ、ハンドル角速度センサ６３から検出されるハンドル
１３のハンドル角速度θｈが読み込まれる。

【００３５】ステップＳ５に進むと、ハンドル角θＨが
「５ｄｅｇ」より大きいか否か判別される。さらにステ
ップＳ６において、ハンドル角速度θｈが「３０ｄｅｇ
／ｓ」より大きいか否かが判別される。これらによっ
て、現在の自動車の直進走行状態（操舵中立付近）なの
か操舵した状態なのかが判別される。

【００３６】すなわち、図６の左側部分の領域αで示す
ように自動車が直進走行状態にあるときは、操舵状態が
中立付近（絶対値θＨ＞５ｄｅｇ，絶対値θｈ＞３０ｄ
ｅｇ／ｓ）と判別される。

【００３７】直進走行状態であるとすると、ステップＳ
７およびステップＳ８を経てステップＳ９に進み、モー
ド切換スイッチ６４のオンオフから現在の自動車の操舵
モードが、通常走行に適した「ノーマルモード」なのか
スポーツ走行に適した「スポーツモード」なのかが判別
される。

【００３８】このときに「ノーマルモード」と判別され
ると、ステップＳ１０に進む。このステップＳ１０にお
いて、図４の「車速ー制御電流」のマップで示されるノ
ーマルモードの線図から、現在の自動車の車速に対応し
た制御電流値Ａを読み取る。これにより、基準となる駆
動電流が求められる。ステップＳ１１において、演算式
「Ａ×ＫθＭ×ＫＭ」にしたがって、補正した制御電流
値Ａが求められる。

【００３９】ついで、ステップＳ１２において、求めた
制御電流値Ａの電流をソレノイド４８に供給する。具体
的には、小さい車速の場合、ソレノイド４８にはプラン
ジャ４９の軸力が最も大きい、１．０Ａ（Ｍａｘ）の駆
動電流が供給される。これにより、ソレノイド４８のプ
ランジャ４９は最も上方へ突き出て、流入口５４を遮断
する位置にＰＣＶ４１のスプール弁体４７を保持させ
る。つまり、反力機構１５の各チャンバー３５には、オ
イルポンプ４０の吐出圧は作用しない。この結果、反力
プランジャ３２をインプットシャフト１１の被押付部分
３０に押付ける力はなく、操舵の中立時はこの状態が継
続する。

【００４０】大きな車速の場合では、１．０Ａ以下の駆
動電流が供給され、電流差分、プラジャン４９は下降し
た位置で保持され、流入口５４を開き、現在のオイルポ
ンプ４０の吐出圧が反力機構１５の各チャンバー３５に
供給される。

【００４１】つまり、車速が大きい場合、オイルポンプ
４０の吐出圧により、インプットシャフト１１の被押付
部分３０を反力プランジャ３２で押付けて、ハンドル１
３を適度な重さにする。

【００４２】またステップＳ９において、「スポーツモ
ード」と判別されると、ステップ１３に進み、図４の
「車速−制御電流」のマップで示されるスポーツモード
の線図から、現在の自動車の車速に対応した制御電流値
Ａを読み取る。

【００４３】この制御電流値Ａを基準として、ステップ
Ｓ１１およびステップＳ１２のときと同様、補正した制
御電流値Ａを求めて、反力機構１５の反力プランジャ３
２を制御する。このようなステップの繰り返しにより、
あらゆる条件下における直進走行状態のハンドル力を適
切に制御していく。つぎに、こうした直進走行状態か
ら、ハンドル１３を例えば左側へ切り込み自動車が旋回
状態になるとする。

【００４４】すると、ステップＳ５のハンドル角が５ｅ
ｇより大きいか否かの判別、ステップＳ６のハンドル角
速度が３０ｄｅｇ／ｓより大きいか否かの判別の少なく
とも一方の判別によって、ハンドル１３を切ったと判別
され、各ステップＳ５，Ｓ６からステップＳ１４に進
み、「θＨ×θｈ」が「０」より大きいか否か、すなわ
ち現在の操舵状態が切り込みなのか戻しなのかが判別さ
れる。ここで、ハンドル１３が図６の領域βのように切
り込んでいるとすると、ステップＳ１４は上記演算によ
って「０」より大きな値（正）となる。

【００４５】つまり、ステップＳ２０に進み、このステ
ップＳ２０において、この切り込みの前に戻しがあった
か否かの判別がなされる。すなわち、これは戻しフラグ
ＦＬＲが「１」にセットされているか否かで判別され
る。

【００４６】最初の切り込みは、それの前に戻しはな
い、すなわち戻しフラグＦＬＲは「０」にリセットされ
ているので、ステップＳ２１〜Ｓ２３に進み、チェンジ
フラグＣＨＦを「０」にリセット、切り込みフラグＦＬ
Ｆを「１」にセット、切り込み係数ＫＭを「１．０」に
設定する。すると、図５の「操舵速度マップ」の実線で
示す線図がそのまま切り込み側の線図として設定され
る。これにより、切り込み前に戻しが行なわれていない
ときの、切り込みの設定がなされる。

【００４７】続いて、ステップＳ２４において、図５の
「操舵速度のマップ」で示される実線で示す切り込み側
のマップから、読み込んだハンドル角速度θｈの絶対値
に対応した係数Ｋθを読み取る。これにより、ハンドル
角速度θｈの操舵状態に応じた係数Ｋθが求まる。つぎ
に、ステップＳ２５においてチェンジフラグＣＨＦが
「１」か否かが判別される。ここで、この切り込みは、
戻した後の切り込みでない。すなわちステップＳ２１に
おいてチェンジフラグＣＨＦは「０」にセットされてい
る。

【００４８】よって、ステップＳ２６に進む。このステ
ップＳ２６において、操舵速度のマップから読み取った
係数Ｋθが、メモリされている係数値ＫθＭ（係数ＫＭ
の最大値）より小さいか同じかを判別する（ハンドル角
速度最大値検出手段）。

【００４９】ここで、ハンドル角速度は、図６にも示さ
れるように切り込みの最初は小さく、次第に大きくなっ
てピークに達する挙動を示す。この挙動において、「３
０ｄｅｇ／ｓ以上」は「Ｋθ≦ＫθＭ」が成立する。す
ると、ステップＳ２７に進み、ＫθＭをステップ２４で
読み取ったＫθに更新（ピークホールド）した後、ステ
ップＳ９へ進む。ステップＳ９〜ステップＳ１３におい
て、先に述べた処理が行なわれる。

【００５０】すなわち、「ノーマル」あるいは「スポー
ツ」のモードのマップから、現在の車速に応じた制御電
流値Ａを読取り、演算式「Ａ×ＫθＭ×ＫＭ」にしたが
い補正した制御電流値Ａを算出して、ソレノイド４８を
駆動する。

【００５１】ここで、図５に示すように実線（切り込み
側）の線図で設定される係数Ｋθは、ハンドル角速度θ
ｈが小さい領域において値が大きく、ハンドル角速度θ
ｈが大きい領域において小さく、中間の領域においては
変動する中間値であり、この領域からＫθＭより小さな
値が読み取られており、算出される制御電流Ａは上記直
進走行状態のときよりも、少ない制御電流Ａとなる。

【００５２】このことは、電流差分、プランジャ４９は
下降した位置で保持され、このプランジャ４９の下降に
したがって開く流入口５４を通じて、現在のオイルポン
プ４０の吐出圧が各チャンバー３５に供給される。

【００５３】つまり、インプットシャフト１１の被押付
部分３０は反力プランジャ３２で押付けられ、操舵中に
おけるハンドル力をハンドル角速度で判断した運転状況
に応じて適度な重さ（＝適切なアシスト力）にする。こ
のようなステップの繰り返しにより、図６のβ領域のハ
ンドル１３を切っている時間の間、その時間の経過と共
に刻々とハンドル力を適切に制御する。

【００５４】また、図６の領域γのように切り込みを終
え、直ちにその切り込んだハンドル１３を戻すと、ステ
ップＳ５，Ｓ６からステップＳ１４に進むが、このステ
ップＳ１４で算出される値は「０」より小さい値（負）
となる。

【００５５】つまり、戻し側と判別され、ステップＳ３
０に進む。このステップＳ３０において、この戻しの前
に切り込みがあったか否かの判別がなされる。すなわ
ち、これは切り込みフラグＦＬＦが「１」にセットされ
ているか否かで判別される。ここで、先の切り込みの
際、上記ステップＳ２２において、切り込みフラグＦＬ
Ｆが「１」にセットされているから、この戻しは切り込
み後の戻しである。

【００５６】よって、ステップＳ６１、ステップＳ６２
に進み、切り込みフラグＦＬＦを「０」にリセットし、
チェンジフラグＣＨＦを「１」にセットする。これによ
り、切り込み後の戻しをリセットする。

【００５７】ついで、ステップＳ３４に進み、戻しフラ
グＦＬＲを「１」にした後、ステップＳ３５に進み、戻
し係数ＫＭを「０．８」に設定する。これにより、「操
舵速度のマップ」は、図５の破線で示す、先に述べた実
線の切り込み側より２０％低い線図として設定される。

【００５８】そして、ステップＳ２４において、この破
線で示す「操舵速度のマップ」の戻し側の線図から、ハ
ンドル角速度θｈの絶対値に対応した係数Ｋθを読み取
り、ステップＳ２５においてチェンジフラグＣＨＦが
「１」か否かが判別される。

【００５９】このとき、ステップＳ６２においてチェン
ジフラグＣＨＦは「１」にセットされているから、ステ
ップＳ５０に進み、チェンジフラグＣＨＦが１回として
カウントされる。ついで、ステップＳ５１において、カ
ウントが「２」か否かが判別される。ここのカウント
は、切り込み、戻し、切り込みを繰り返す操舵周期を判
別する。カウンタのカウントは「１回」であるから、ス
テップＳ２６へと進む。

【００６０】ステップＳ２６において、先の切り込みの
ときと同じく、操舵速度のマップから読み取った係数Ｋ
θが、メモリされている係数値ＫθＭ（係数ＫＭの最大
値）より小さいか同じかを判別する。

【００６１】ここで、ハンドル角速度は、図６にも示さ
れるように戻しの最初は小さく、次第に大きくなってピ
ークに達する挙動を示す。この挙動において、「３０ｄ
ｅｇ／ｓ以上」は「Ｋθ≦ＫθＭ」が成立する。つま
り、ステップＳ２７に進み、ＫθＭをステップ２４で読
み取ったＫθに更新（ピークホールド）した後、ステッ
プＳ９へ進む。ついで、ステップＳ９〜ステップＳ１３
に進み、先に述べた処理が行なわれる。

【００６２】すなわち、「ノーマル」あるいは「スポー
ツ」のモードのマップから、現在の車速に応じた制御電
流値Ａを読取り、演算式「Ａ×ＫθＭ×ＫＭ」にしたが
い補正した制御電流値Ａを算出して、ソレノイド４８を
駆動する。

【００６３】ここで、図５に示すように戻り側の破線の
線図で設定されるＫθは、ハンドル角速度θｈが小さい
領域において値が大きく、ハンドル角速度θｈが大きい
領域において小さく、中間の領域においては変動する中
間値で、かつ切り込みのときより２０％小さな値なの
で、ステップＳ１１で算出される制御電流Ａは、こうし
た値によって、先の切り込み時のときに算出した制御電
流Ａよりも、「２０％」少ない制御電流Ａが算出され
る。

【００６４】すると、プランジャ４９は、切り込み時の
ときの位置よりも下降した位置で保持され、このプラン
ジャ４９の下降にしたがって開く流入口５４を通じて、
現在のオイルポンプ４０の吐出圧が各チャンバー３５に
供給される。これにより、インプットシャフト１１の被
押付部分３０は、切り込み時のよりも強く反力プランジ
ャ３２で押付けられる。ここで、この当初のハンドル１
３の戻しの処理に続いて、戻し動作が継続されると、上
記ステップＳ３０における判別がかわる。

【００６５】すなわち、上記ステップＳ６１において切
り込みフラグＦＬＦが「０」にリセットされているの
で、切り込み後に行なわれるハンドル１３の戻し動作以
後の戻しについては、ステップＳ３０により、現在の戻
しはその前に切り込みが行なわれていないものであると
判別される。そして、ステップＳ３３に進んで、チェン
ジフラグＣＨＦが「０」にリセットされる。これによっ
て、この戻しは切り込みから代わったものではないもの
であると設定される。

【００６６】ついで、上記した当初の戻し（切り込みの
後の戻し）と同じく、ステップＳ３４において戻しフラ
グが「１」にセット、ステップＳ３５において戻し係数
ＫＭを「０．８」に設定、ステップＳ２４において「操
舵速度のマップ」の破線で示される戻し側の線図からハ
ンドル角速度θｈの絶対値に対応した係数Ｋθを読み取
った後、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５におい
ては、チェンジフラグＣＨＦが「１」か否かが判別され
る。

【００６７】ここで、上記ステップＳ３３においてチェ
ンジフラグＣＨＦが「０」にリセットされているから、
ステップＳ２６に進み、それ以降、上記当初の戻し（切
り込み後の戻し）のときと同じ処理が繰り返される。こ
のようなステップの繰り返しにより、図６のγ領域のハ
ンドル１３を戻している時間の間、その時間の経過と共
に刻々とハンドル力を適切に制御する。一方、戻しを終
えたハンドル１３を、続いて右側に切り込み、旋回状態
にすると、ステップＳ１４からステップＳ２０に進む。

【００６８】この場合、戻しの後の切り込みを示すフラ
グがセット、すなわち上記ステップＳ３４において戻し
フラグＦＬＲが「１」にセットされているから、ステッ
プＳ２０の判別により、ステップＳ４０〜Ｓ４１に進
み、戻しフラグＦＬＲが「０」にリセット、チェンジフ
ラグＣＨＦが「１」にセットされる。これにより、戻し
後の切り込みをリセットする。つぎに、ステップＳ２
２，ステップＳ２３へと進み、切り込みフラグＦＬＦが
「１」にセットされ、切り込み係数ＫＭが「１．０」に
設定される。

【００６９】続いて、ステップＳ２４において、図５の
「操舵速度のマップ」の実線で示される切り込み側の線
図から、ハンドル角速度θｈの絶対値に対応した係数Ｋ
θを読み取る。これにより、現在のハンドル角速度θｈ
の操舵状態に応じた係数Ｋθが求まる。つぎに、ステッ
プＳ２５においてチェンジフラグＣＨＦが「１」か否か
が判別される。

【００７０】この場合、上記ステップＳ４１においてチ
ェンジフラグＣＨＦが「１」にセットされているから、
ステップＳ５０に進み、チェンジフラグＣＨＦがカウン
トされる。ステップＳ５１において、カウントが「２」
か否かが判別される。

【００７１】ここで、ステップＳ５０は戻し時と切り込
み時との双方のチェンジフラグＣＨＦをそれぞれカウン
トしたので、回数は「２」となる。ここでのカウント
「２」は、切り込み、戻し、切り込みを一つの操舵とし
た操舵一周期を示す。これにより、ステップＳ５３に進
み、このステップＳ５３においてカウンタが「０」にリ
セットされた後、ステップＳ２７に進む。このステップ
Ｓ２７において、ＫθＭをステップ２４で読み取ったＫ
θに更新した後、ステップＳ９〜Ｓ１３へ進む。

【００７２】ここでは、Ｋθが、どのような大きな値、
すなわちＫθＭより大きな値でも、更新するようにし
て、以後の基準となるＫθＭ値を設定する（操舵一周期
毎にＫθＭのキャンセル）。ステップＳ９以降は、先の
切り込み時と同じく、走行状況に応じた制御電流Ａが算
出されて、ソレノイド４８が駆動される。このハンドル
１３の当初の切り込みに続いて、切り込み動作が継続さ
れると、上記ステップＳ２０における判別がかわる。

【００７３】すなわち、上記ステップＳ４０において戻
しフラグＦＬＲが「０」にリセットされているので、当
初のハンドル１３の切り込み動作以降の切り込みについ
ては、ステップＳ２０において現在の切り込みはその前
に戻りが行なわれていないものであると判別する。すな
わち、ステップＳ２１に進んで、チェンジフラグＣＨＦ
が「０」にリセットされる。これによって、この切り込
みは戻しから代わったものではないと設定される。

【００７４】ついで、上記当初の切り込み（戻しの後の
切り込み）と同じく、ステップＳ２２において切り込み
フラグが「１」にセット、ステップＳ２３において切り
込み係数ＫＭが「１．０」に設定され、ステップＳ２４
において「操舵速度のマップ」の実線で示される切り込
み側の線図からハンドル角速度θｈの絶対値に対応した
係数Ｋθを読み取った後、ステップＳ２５に進む。

【００７５】ここで、ステップＳ２１においてチェンジ
フラグＣＨＦが「０」にリセットされているから、ステ
ップＳ２６に進み、それ以降は上記当初の切り込み（戻
しの後の切り込み）と同じ処理が繰り返される。このよ
うなステップの繰り返しにより、ハンドル１３を切って
いる時間の間、その時間の経過と共に刻々とハンドル力
を適切に制御する。

【００７６】また、この切り込んだハンドル１３を戻す
と、先に述べた戻しの処理が行なわれ、ハンドル１３を
戻している時間の間、その時間の経過と共に刻々とハン
ドル力を適切に制御する。

【００７７】以上述べたような切り込み時毎にハンドル
力をハンドル角速度に応じて変える制御によると、例え
ば車速、さらには横Ｇ（自動車）が大きいときに、ゆっ
くりハンドルを操作するときでも、車速、さらには横Ｇ
（自動車）が小さくて、素早くハンドルを操作するとき
でも、その操舵状態に対応したハンドル力を得ることが
できる。具体的には、前者のようなときはハンドル力は
軽く（アシスト力：大）なり、後者のようなときはハン
ドル力は重く（アシスト力：小）なる。それ故、ハンド
ルの切り込み時毎に最適なハンドル力を得られる。しか
も、ハンドル戻し操作時のアシスト力は、ハンドル切り
込み時のアシスト力よりも小さいので、ハンドルが急激
に戻されることはない。したがって、操舵フィーリング
を向上させることができる。しかも、切り込み操作途中
又はこの切り込み操作からの戻し操作途中は、アシスト
力が変動しないので、良好な操舵フィーリングが確保で
きる。 そのうえ、ハンドル１３の切り込み、戻し、切り
込みの繰り返しを操舵一周期とし、この操舵一周期が判
定されたときには、アシスト力の増大方向への変更を許
容するようにしたので、今回の操舵周期におけるアシス
ト力が、前回の操舵周期におけるアシスト力の制御の影
響を受けることはなく、良好なアシスト性能が確保でき
る。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、ハンドルの切り込み時、この切り込み操作
からの戻し操作毎に最適なハンドル力が得られるととも
に、ハンドル戻し操作時のアシスト力は、ハンドル切り
込み時のアシスト力よりも小さいので、ハンドルが急激
に戻されることはない。したがって、操舵フィーリング
を向上させることができる。しかも、ハンドルの切り込
み操作途中又はこの切り込み操作からの戻し操作途中
は、アシスト力の変動はないので、良好な操舵フィーリ
ングが確保できる。請求項２に記載の発明によれば、さ
らに前回の操舵周期におけるアシスト力の制御の影響
で、今回の操舵周期におけるアシスト力が過度に抑制さ
れることがないので、良好なアシスト性能が確保できる
といった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のパワーステアリング装置
の操舵制御を示すフローチャート。

【図２】この発明の一実施例のパワーステアリング装置
の構成を示す図。

【図３】図２中、Ａ−Ａ線に沿う反力機構の断面図。

【図４】車速とソレノイドの基準制御電流との線図。

【図５】ハンドル角速度と操舵状況に応じた係数との線
図。

【図６】直進走行状態からスラローム走行状態のときの
ハンドル角の変化と、そのハンドル角にしたがって変化
するハンドル角速度，Ｋθ値，ソレノイドの駆動電流を
示す線図。

【符号の説明】

１…ステアリング機構、２…ステアリングギヤ、７…パ
ワーシリンダ装置、８…前輪（操舵輪）、９…トーショ
ンバー、１０…バルブユニット、１１…インプットシャ
フト、１３…ハンドル、１５…反力機構、１６…ロータ
リバルブ、３０…被押付部分、３２…反力プランジャ、
４０…オイルポンプ、４１…プレッシャコントロールバ
ルブ、４２…オイルリザーバ、４４…アシスト系、４７
…スプール弁体、４８…ソレノイド、４９…プランジ
ャ、６０…コントロールユニット、６１…車速センサ、
６２…ハンドル角速度センサ、６３…ハンドル角セン
サ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹尾 剛 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 田中 忠夫 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−64671（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112778（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルの操作に従って操舵輪を操舵す
   るステアリング機構と、 同ステアリング機構に設けられ、上記操舵輪の操舵をア
   シストするためのアシスト機構と、 同アシスト機構を制御するアシスト機構制御手段とを備
   えた車両用パワーステアリング装置において、 上記ハンドルの操舵角速度を検知するハンドル角速度検
   知手段と、 上記ハンドルの切り込み操作又はこの切り込み操作から
   の戻し操作かを判定する操舵状態判定手段と、 上記ハンドル角速度検知手段の出力値に基づいて上記ハ
   ンドルのアシスト力を設定するアシスト力設定手段と、 上記アシスト力設定手段により設定されたアシスト力
   を、上記操作状態判定手段の出力値に基づいてハンドル
   切り込み操作時とハンドル戻し操作時とで別々に補正し
   且つ上記ハンドル戻し操作時におけるアシスト力が上記
   ハンドル切り込み操作時のアシスト力より小さくなるよ
   うに補正するアシスト力補正手段と、 同アシスト力補正手段により補正されたアシスト力に応
   じて上記アシスト機構制御手段を作動させる手段と、 上記ハンドル角速度検知手段の最大出力値を検出するハ
   ンドル角速度最大値検出手段とを備え、 上記操舵状態判定手段が、上記ハンドルの切り込み操作
   途中又はこの切り込み操作からの戻し操作途中であると
   判定されているときは、上記ハンドル角速度の最大値検
   出手段により検出されたハンドル角速度最大値を保持す
   るとともにアシスト力の増大方向への変更を制限する こ
   とを特徴とする車両用パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両用パワーステアリ
   ング装置において、 上記操舵状態判定手段が、上記ハンドルの切り込み、戻
   し、切り込みの繰り返しを操舵一周期と判定し、この操
   舵一周期が判定されたときは、アシスト力の増 大方向へ
   の変更を許容する ことを特徴とする車両用パワーステア
   リング装置。