JP3344474B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents
車両用操舵制御装置Info
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Description
対する操舵ハンドルの伝達比を変化させる伝達比可変機
構と、操舵時の補助力を発生する操舵力補助機構とを備
えた車両用操舵制御装置に関する。
ハンドルの伝達比を変化させる伝達比可変機構を搭載し
た操舵機構が知られている。例えば特開昭62−178
474号では、車両が低速域の場合には、伝達比可変機
構の伝達比を小さく(クイックに)設定し、少しのハン
ドル操作で転舵輪を大きく転舵させ、車両が高速になる
ほど、伝達比をより大きく(よりスローに)設定して、
高速走行時の走行安定性を確保している。
助機構としての、いわゆるパワーステアリング機構も知
られており、油圧或いはモータ駆動力による操舵力補助
機構を操舵系に搭載することで、操舵トルクに応じた操
舵補助力が操舵系に付与され、軽いハンドル操作で車両
を旋回させることができる。
した車両では、例えば、低速域で速い操舵が行われる
と、伝達比可変機構の伝達比が小さくクイックに設定さ
れているために、転舵輪の転舵動作も速まる。従って、
転舵系に操舵補助力を付与する操舵力補助機構の作動速
度も速まるが、要求される作動速度を超えるような急操
舵が行われた場合には、操舵力補助機構の動作が追従で
きず、いわゆるアシスト切れの状態となり、その結果、
操舵力が急増するおそれがある。
れたものであり、その目的は、伝達比可変機構と操舵力
補助機構との双方を備えた操舵系の場合に発生し得る、
アシスト切れによる操舵力の増加を抑制する車両用操舵
制御装置を提供することにある。
車両用操舵制御装置は、転舵輪の転舵角に対する操舵ハ
ンドルの操舵角の伝達比を変化させる伝達比可変機構
と、操舵時の補助力を発生する操舵力補助機構とを備え
た車両用操舵制御装置であって、車両の走行状態をもと
に伝達比可変機構の伝達比を設定する伝達比設定手段
と、操舵力補助機構が所定の作動速度を超えた場合に、
伝達比設定手段で設定された伝達比を、より大きな値に
変更する伝達比変更手段とを備えて構成する。
場合、伝達比変更手段によって、伝達比をより大きな値
となるように伝達比が変更される。これにより、伝達比
設定手段で設定された伝達比に比べ、転舵がよりスロー
となるように変更されるため、操舵力補助機構の作動速
度が許容範囲内に抑えられ、いわゆるアシスト切れの状
態が抑制される。
出する場合に限定するものではなく、例えば、伝達比と
操舵速度などから間接的に把握しても良い。
置は、請求項1における車両用操舵制御装置において、
伝達比変更手段は、伝達比設定手段で設定される伝達比
と操舵速度とをもとに、伝達比設定手段で設定された伝
達比を変更する。
機構に設定される伝達比と、その際の操舵速度とをもと
に算出できる。従って、伝達比変更手段は、伝達比設定
手段で設定される伝達比と操舵速度とをもとに、伝達比
の変更処理を行う。
比可変機構の伝達比は小さな値(クイック)に設定さ
れ、これに応じた操舵力補助機構の動作も速い速度が要
求される。そこで、例えば所定の低車速で車両が走行中
は、操舵速度を基準とし、操舵速度が所定速度を超えた
場合に、設定された伝達比を伝達比変更手段において変
更するように構成することもできる。
請求項1にかかる車両用操舵制御装置において、伝達比
変更手段は、操舵ハンドルに作用する操舵力をもとに、
伝達比可変機構で設定した伝達比を変更する。
の状態になりつつあると、その分、本来付与されるべき
操舵補助力が操舵系に与えらず、操舵力が増加する。従
って、このように操舵力の大きさをもとに、伝達比設定
手段で設定された伝達比を変更するように、構成するこ
ともできる。
定値を超えた状態としては、トルクセンサなどによって
操舵力を直接検知して判断する他、補助力発生機構のア
クチュエータの動作状態をもとに判断することもでき
る。このアクチュエータは、電動式、油圧式のいずれも
が該当する。
添付図面を参照して説明する。
転舵輪FW1、FW2の転舵角に対する操舵ハンドル1
0の操舵角の伝達比を変化させる伝達比可変機構30
と、操舵時の補助力を発生する油圧式のパワーステアリ
ング機構60とを備えている。伝達比可変機構30の入
力軸20には操舵ハンドル10が連結され、出力軸40
には、圧油の流れを制御するロータリーバルブ61を設
けている。そして、出力軸40は、ラックアンドピニオ
ン式のギヤ装置50を介してラック軸51に連結されて
おり、ラック軸51の両側には転舵輪FW1、FW2が
連結されている。
ロータリーバルブ61、ラック軸51に設けられたパワ
ーシリンダ62、リザーバタンク63に貯まったフルー
ドを送り出す油圧ポンプ64及びこれらを接続する油圧
系路などで構成する。
5を介して連結されたインナバルブ61aとアウタバル
ブ61bとを備えており、操舵方向及び操舵トルクに応
じて、インナバルブ61aとアウタバルブ61bとが捻
れて相対的に変位する。そして、この変位方向及び変位
量に応じて、ロータリバルブ61内に形成された各油路
の油路抵抗が変化する機構となっている。このロータリ
バルブ61内の各油路は、所定の油圧系路を介してそれ
ぞれ対応するパワーシリンダ62の左右の圧力室に通じ
ており、油路抵抗が変化することにより、パワーシリン
ダ62の左右の圧力室内に流入するフルードの流入量が
変化し、操舵ハンドル10の操舵方向及び操舵トルクに
応じた操舵補助力がパワーシリンダ62から発生され
る。
に示す。
軸40とを連結する所定のギヤ機構とこのギヤ機構を駆
動するモータ31とを備えており、モータ31によって
ギヤ機構を駆動することで、操舵ハンドル10の操舵角
が転舵輪FW1、FW2の転舵角として伝達される伝達
比(入力角θh/出力角θp)を変化させる機能を有す
る。
を検出する入力角センサ21を設け、出力軸40には出
力軸40の回転角を検出する出力角センサ41を設けて
いる。この出力軸40の回転角はラック軸51のストロ
ーク位置に対応し、さらにラック軸51のストローク位
置は転舵輪FW1、FW2の転舵角に対応するため、出
力角センサ41によって出力軸40の回転角を検出する
ことで、転舵輪FW1、FW2の転舵角を検出してい
る。
装置70によって実施され、操舵制御装置70は、入力
角センサ21、出力角センサ41及び車両の速度を検出
する車速センサ71の各検出信号を基に、モータ31に
対して制御電流Isを出力することで、伝達比可変機構
30の駆動制御を実施している。
操舵制御装置70で実行する制御処理について説明す
る。
ッチのオン操作によって起動する。まず、ステップ(以
下、ステップを「S」と記す)102に進んで、入力角
センサ21で検出された入力角θh、出力角センサ41
で検出された出力角θp及び車速センサ71で検出され
た車速Vの値をそれぞれ読み込む。
り、伝達比可変機構30の伝達比Gを設定する。
伝達比GとS102で読み込まれた入力角θhとをもと
に、θpm=(1/G)・θhを演算し、出力角目標値
θpmを設定する。
出力角目標値θpmと、出力角センサ41で検出された
出力角θpとの偏差eを、e=θpm−θpとして演算
する。
ことなく偏差eを0にするように、モータ31を制御す
る制御信号Isを決定する。この処理の一例としては、
Is=C(s)・eの演算式に基づいて、PID制御の
パラメータを適切に設定することにより制御信号Isを
決定することができる。なお、式中の「s」はラプラス
演算子である。
制御信号Isをモータ31に出力し、制御信号Isに応
じてモータ31を駆動する。
ョンスイッチ(IG)がオフ操作されたかを判断し、
「No」の場合にはS102に戻り、S112で「Ye
s」と判断されるまで、前述したS102以降の処理が
繰り返し実行される。
定処理を、図4のフローチャートに示す。
とに、車速Vに応じた伝達比Gを設定する。
車速Vが後述する伝達比の補正処理を実行すべき車速V
th以下であるかを判断する。S204で「No」、す
なわち現在の車速Vがしきい値Vthより高速の場合
は、S202で設定した伝達比Gの値をそのまま設定
し、このルーチンを終了する。
在の車速Vがしきい値Vth以下の低速の場合には、S
206に進み、図6のマップをもとに、操舵速度dθh
/dtに応じた補正係数kを設定する。図6のマップ
は、一例として右操舵を正(+)、左操舵を負(−)と
規定し、いずれの操舵方向とも、操舵速度dθh/dt
が規定値を超えると、補正係数kが1よりも大きな値に
設定される。
伝達比GとS206で設定された補正係数kとをもと
に、「k・G」を演算し、その演算結果を伝達比Gとし
て設定する。これにより、S202で設定された伝達比
Gが変更される。
は、操舵速度dθh/dtが速い領域では、S202で
設定される伝達比Gの値に比べて、より大きな値に変更
され、この結果、パワーステアリング機構60の作動速
度が増加する傾向が抑制され、いわゆるアシスト切れの
状態を防止することができる。
る処理は、伝達比が小さな値、すなわちクイックに設定
されると、このように操舵速度dθh/dtに対するパ
ワーステアリング機構60の作動速度も増加する傾向と
なるため、パワーステアリング機構60の作動速度が予
め規定した作動速度を超えるか否かの判断を行ってい
る。図5の例では、車速Vと伝達比Gとが一対一に対応
しているため、S204では、S202で設定された伝
達比Gが車速Vthに対応する伝達比Gth以下である
かを判断しても良く、また、出力角センサ41の検出結
果をもとに出力軸40の回転速度を検知したり、或い
は、パワーシリンダ62の作動速度を直接検出しても良
い。
行しつつある状況下では、操舵系に作用する操舵トルク
Tが増加するため、入力軸20或いは出力軸40に対し
てトルクセンサを設け、検出された操舵トルクTに応じ
て、S208で用いた補正係数kの値を設定することも
できる。例えば、図7に示すマップをもとに操舵トルク
Tに応じた補正係数kを設定する。図7のマップでは、
操舵トルクTが所定のしきい値Tth以上となった場合
に、補正係数kがk>1となるため、操舵トルクTがし
きい値Tth以上の場合に、伝達比Gの値がより大きな
値となるように変更される。
舵系に付与される操舵補助力(アシスト力)は、パワー
シリンダ62における圧力室内の圧油によって発生さ
れ、操舵補助力に対応する圧力室内の油圧の大きさは、
図8の実線で示すように、操舵トルクTに応じた関係と
なる。前述したようにアシスト切れに起因して操舵力が
増加しつつある状況は、パワーシリンダ62における圧
力室内の油圧が、要求され油圧p1より低いp2に低下
しつつある状況が発生している(図8参照)。従って、
操舵トルクTを検出すると共に、パワーシリンダ62の
圧力室内の油圧を圧力センサで検出し、操舵トルクTに
応じた規定の油圧と検出された油圧との偏差δpを求
め、この偏差δpに対応する補正係数kを、図9に示す
マップをもとに設定しても良い。
ーステアリング機構60を例示したが、モータの駆動力
を利用した電気式のパワーステアリング機構に対しても
適用することが可能である。この場合、例えば、操舵力
が増加しつつある状況は、モータに流れる負荷電流の増
加で判断することができる。
車両用操舵制御装置によれば、操舵力補助機構が所定の
作動速度を超えた場合、伝達比をより大きな値となるよ
うに伝達比を変更する伝達比変更手段を備える構成を採
用した。これにより、操舵力補助機構が所定の作動速度
を超えた場合には、転舵がよりスローとなるように伝達
比が変更されるため、操舵力補助機構の作動速度を許容
範囲内に抑えて、いわゆるアシスト切れの状態を抑制
し、アシスト切れに起因した操舵力の急増を防止するこ
とが可能となる。
を示すブロック図である。
る。
トである。
る。
る。
ある。
である。
係を示すマップである。
係を規定したマップである。
構、70…操舵制御装置。
Claims (3)
- 【請求項1】 転舵輪の転舵角に対する操舵ハンドルの
操舵角の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、操舵時
の補助力を発生する操舵力補助機構とを備えた車両用操
舵制御装置であって、 車両の走行状態をもとに前記伝達比可変機構の伝達比を
設定する伝達比設定手段と、 前記操舵力補助機構が所定の作動速度を超えた場合に、
前記伝達比設定手段で設定された伝達比を、より大きな
値に変更する伝達比変更手段とを備える車両用操舵制御
装置。 - 【請求項2】 前記伝達比変更手段は、前記伝達比設定
手段で設定される伝達比と操舵速度とをもとに、前記伝
達比設定手段で設定された伝達比を変更する請求項1記
載の車両用操舵制御装置。 - 【請求項3】 前記伝達比変更手段は、前記操舵ハンド
ルに作用する操舵力の大きさをもとに、前記伝達比可変
機構で設定した伝達比を変更する請求項1記載の車両用
操舵制御装置。
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-
1999
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