JPH02290783A - パワーステアリング装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両の操舵系に操舵補助力を与えて操縦者
の負担を軽減するパワーステアリング装置の操舵力制御
装置に関し、特に、操舵系の操舵角一操舵力特性を改善
して、操縦者の違和感を排除できるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

従来のパワーステアリング装置の制御装置としては、例
えば本出願人が先に提案した特開昭６０−４４６６号公
報に開示されたものがある。

この従来の装置は、車速，操舵角及び操舵角速度に基づ
いて車両に発生する横加速度の相当値を算出し、この横
加速度の相当値から目標操舵力を求め、実操舵力がこの
目標操舵力に一致するように操舵系に設けられたパワー
ステアリング装置を制御するようにしている。

その結果、例えばパワーステアリング装置やその制御装
置の各構成部品等にバラツキがある場合であっても、そ
の影響を受けることなく操舵力を常に目標値に正確に制
御することができた。

（発明が解決しようとする課題〕 ここで、通常のステアリング装置では、第８図に示すよ
うに、ステアリングを切り込む（中立位置から離れる方
向に操舵する）時と、それを切り戻す（中立位置に近づ
く方向に操舵する）時とで、異なった操舵角一操舵力特
性（即ち、ヒステリシス）を有するものである。

しかしながら、上記従来の装置によると、車速，操舵角
及び操舵角速度に基づいて車両に発生する横加速度の相
当値を算出し、この横加速度の相当値から目標操舵力を
求めているので、車速及び操舵角速度が一定のもとでは
、第９図に示すように、操舵角一操舵力特性にはヒステ
リシスがなく、ステアリングの切り込み時と切り戻し時
とで同じ操舵力が発生してしまい、操縦者はこれを違和
感として感じてしまう。

この発明は、このような従来の技術が有する未解決の課
題に着目してなされたものであり、操舵系の操舵角一操
舵力特性を改善して、操縦者の違和感を排除できるパワ
ーステアリング装置の操舵力制御装置を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、第１図の基本
構成図に示すように、操舵系に操舵補助力を付与する操
舵補助力付与手段と、前記操舵系に発生する実操舵力を
検出する操舵力検出手段と、前記操舵系の操舵角を検出
する操舵角検出手段と、前記操舵系の操舵角速度を検出
する操舵角速度検出手段と、車速を検出する車速検出手
段と、前記操舵角検出手段が検出した操舵角検出値，前
記操舵角速度検出手段が検出した操舵角速度検出値及び
前記車速検出手段が検出した車速検出値に基づいて車両
に発生する横加速度の相当値を算出する横加速度算出手
段と、前記操舵系の操舵方向を検出する操舵方向検出手
段と、前記横加速度算出手段が算出した横加速度相当値
に応じ且つ前記操舵方向検出手段が検出した操舵方向別
に前記操舵系の目標操舵力を設定する目標操舵力設定手
段と、前記操舵力検出手段が検出する実操舵力と前記目
標操舵力設定手段が設定した目標操舵力とが一致するよ
うに前記操舵補助力付与手段を制御する制御手段と、を
備えた。

（作用］ 操舵角検出手段が検出した操舵角検出値，操舵角速度検
出手段が検出した操舵角速度検出値及び車速検出手段が
検出した車速検出値に基づいて、横加速度検出手段が横
加速度の相当値を算出し、この算出された横加速度相当
値と操舵方向検出手段が検出する操舵方向とに基づき、
目標操舵力設定手段が操舵系の目標操舵力を設定する。

そして、制御手段が、操舵力検出手段が検出する実操舵
力と目標操舵力設定手段が設定した目標操舵力とが一致
するように、操舵系に操舵補助力を付与する操舵補助力
付与手段を制御する。

すると、操舵系には、車両に発生する横加速度に応じた
操舵力が発生するが、目標操舵力を設定する際に操舵方
向を考慮しているので、操舵角一操舵力特性を操舵方向
に応じて異ならせることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図乃至第５図は、本発明の第１実施例を示したもの
である。

第２図は、油圧式のパワーステアリング装置の構成を示
した油圧系統図であり、油圧ポンプ１の吐出側とリザー
バタンク４との間が、供給路５及び戻り路６で接続され
ていて、供給路５及び戻り路６間には、コントロールハ
ルプ２を介して油圧シリンダ３が介装されている。

コントロールバルブ２は、例えば図示しないステアリン
グシャフトと一体に構成されていて、操舵方向に応じて
油圧シリンダ３の作動油を適宜調整し、その圧力室３ａ
及び３ｂ間に差圧を発生させ、油圧シリンダ３内を摺動
ずるピストン３Ｃを進退方向に付勢する。そして、ピス
トン３Ｃには、例えばラックピニオン式ステアリング装
置のラック軸に連結されたピストンロソド３ｄが固着さ
れていて、これにより、油圧シリンダ３に発生した付勢
力が操舵系に操舵補助力として伝達する。

一方、供給路５及び戻り路６間には、コントロールバル
プ２と並列にバイパス路７が設けられていて、このバイ
パス路７には、圧力補償弁８及び流量調整弁９が直列に
介挿されている。

この内、流量調整弁９は、可変絞り部９ａによってバイ
パス路７を通過する作動油の流量を調整するものであり
、可変絞り部９ａの絞り面積は、弁体９ｂのストローク
によって調整される。

また、弁体９ｂは、軸受９ｃ，９ｃによって軸方向に移
動可能に支持されたプランジャ９ｄを第２図左方に付勢
する電磁ソレノイド９ｅの磁力と、流ｉｔ調整弁９内に
配設され弁体９ｂを第２図右方に付勢するスプリング９
ｆのバネ力とが釣り合った位置に変位する。従って、可
変絞り部９ａの絞り面積は、電磁ソレノイド９ｅに励磁
電流を供給するコントローラＩＯによって調整すること
ができる。

なお、バイパス路７を通過する作動油の流量は、可変絞
り部９ａの前後差圧が変化すると異なってしまうが、上
記実施例では、可変絞り部９ａの上流側の圧力を圧力補
償弁８により一定圧としているから、結局、バイパス路
７の流量は、可変絞り部９ａの絞り面積、即ち、電磁ソ
レノイド９ｅの磁力によって決まる。

コントローラ１０には、操舵角を検出する操舵角検出手
段としての操舵角センサ１１の舵角検出値θ、車速を検
出する車速検出手段としての車速センサ１２の車速検出
値■及び実操舵力を検出する操舵力検出手段としての操
舵カセンサ１３の操舵力検出値Ｔ０が供給される。

第３図は、コントローラ１００機能構成を示したブロッ
ク図であり、コントローラ１０は、舵角検出値θを微分
して操舵角速度一を演算する操舵角速度検出手段として
の微分回路１４と、舵角検出値θ，操舵角速度υ及び車
速検出値■に応じて車両に発生する横加速度の相当値Ｇ
を算出する横加速度算出手段としての横加速度相当値算
出回路１５と、操舵力検出値Ｔｏを微分して操舵力の変
化率ΔＴを演算する微分回路２０と、横加速度の相当値
Ｇ及び操舵力の変化率ΔＴに応じて後述する処理に基づ
いて目標操舵力ＴＩを算出する目標操舵力算出回路１６
と、目標操舵力Ｔ１及び操舵力検出値Ｔ０の差（ＴＩ　
　Ｔ．）を算出する減算器ｌ７と、この減算器１７の結
果が零、即ち、実操舵力が目標操舵力Ｔ，に一致するよ
うに流量調整弁９に励磁電流を供給する操舵力修正用電
流制御回路１日と、を備えている。

なお、横加速度相当値算出回路ｌ５の具体的な構成は周
知である（上記した特開昭６０−４４６６号公報に詳細
に開示されている）から、ここでの説明は省略する。

そして、目標操舵力算出回路１６は、操舵力の変化率Δ
Ｔから操舵系の操舵方向を判定すると共に、その判定さ
れた操舵方向に応じて別々の目標操舵力Ｔ，を設定する
ものであり、具体的には第４図に示すような演算処理を
実行する。

即ち、ステップ■において、横加速度相当値算出回路１
５で算出された横加速度の相当値Ｇを読み込み、次いで
ステップ■に移行して、操舵力の変化率ΔＴを読み込む
。

なお、本実施例では、右方向に操舵する際に発生する操
舵力を正とし、左方向に操舵する際に発生する操舵力を
負としていて、また、車両右旋回時に発生する横加速度
を正とし、車両左旋回時に発生する横加速度を負として
いる。

次いで、ステップ■に移行して、変化率ΔＴが零である
か否かを判定し、ΔＴが零であれば操舵系は保舵されて
いると判断して、ステップ■に移行する。

ステップ■では、例えば第５図（ａ）に示すような記憶
テーブルを参照して、上記ステップ■で読み込んだ横加
速度の相当値Ｇに基づき、保舵時における目標操舵力Ｔ
，を設定する。

一方、ステップ■の判定が「ＮＯ」の場合には操舵中で
あるから、ステップ■に移行して、変化率ΔＴに基づき
、右方向に操舵している（八Ｔ〉０）か、左方向に操舵
している（ΔＴ〈０）かを判定する。

そして、右方向に操舵していると判定された場合には、
ステップ■に移行し、第５図（ｂ）に示すような記憶テ
ーブルを参照して、上記ステップ■で読み込んだ横加速
度の相当値Ｇに基づき、右操舵時における目標操舵力Ｔ
，を設定する。

また、左方向に操舵していると判定された場合には、ス
テップ■に移行し、第５図（Ｃ）に示すような記憶テー
ブルを参照して、上記ステップ■で読み込んだ横加速度
の相当値Ｇに基づき、左操舵時における目標操舵力Ｔ，
を設定する。

そして、上記ステップ■、ステップ■若しくはステップ
■の処理を終えたら、ステップ■に移行して、設定され
た目標操舵力Ｔ，を操舵力修正用電流制御回路１８に供
給する。

すると、車両に発生する横加速度に対する実操舵力は、
走行状況によらず一定の関係を有するようになるので、
小転舵で大きな横加速度が発生する高速走行時には、操
舵補助力が小さく（即ち、実操舵力が大きく）なって安
定した走行を行うことができ、また、小転舵では小さな
横加速度しか発生しない低速走行時や、横加速度が発生
しない据切り時には、操舵補助力が大きく（即ち、実操
舵力が小さく）なるから、操舵操作が軽くなって操縦者
の負担を軽減することができる。

さらに、上記実施例では、実操舵力が目標操舵力に一致
するような制御（即ち、フイードバ・ンク制御）を実行
する構成であるので、パワーステアリング装置やその制
御装置の各構成部品等にバラツキがある場合であっても
、その影響を受けることなく掻舵力を常に目標値に正確
に制御することができる。

しかも、上記実施例では、上記ステップ■において操舵
方向を判定し、その判定結果に応じて異なった目標操舵
力Ｔ，を設定するようにしているため、操舵角一操舵力
特性に第８図に示すようなヒステリシスが与えられるか
ら、違和感のない操舵感覚を実現することができる。

ここで、コントロールバルブ２，油圧シリンダ３及び流
量調整弁９が操舵補助力付与手段を構成し、ステップ■
，ステップ■，ステップ■の処理及び第５図（ａ）〜（
Ｃ）に示す記憶テーブルが目標操舵力設定手段を構成し
、ステップ■．ステップ■の処理及び微分回路２０が操
舵方向検出手段し、減算器１７及び操舵力修正用電流制
御回路１８が制御手段を構成する。

第６図及び第７図は、本発明の第２実施例を示したもの
である。

この第２実施例では、微分回路１４で演算された操舵角
速度６を目標操舵力算出回路１６に供給すると共に、目
標操舵力算出回路１６は、上記第１実施例で用いた変化
率ΔＴに代えて、操舵角速度６に基づいて操舵方向を判
定するようにしている。

従って、目標操舵力算出回路１６での演算処理は、第７
図に示すように、第４図の処理におけるステップ■，ス
テップ■及びステップ■の処理に代えて、ステップ［相
］，ステップ■及びステップ＠の処理を用いればよい。

即ち、ステップ［相］では、操舵角速度一を読み込み、
ステップ■では、操舵角速度υが零であるか否かに基づ
いて保舵中であるか操舵中であるかを判定し、ステップ
＠では、操舵角速度υの正負に基づいて操舵方向を判定
する。

なお、その他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様
である。

この第２実施例によれば、上記第１実施例の効果と共に
、微分回路２０が不要になるから、その分、安価な構成
にできるという利点がある。

なお、上記実施例では、油圧式のパワーステアリング装
置に本発明を適用した場合について説明しているが、こ
れに限定されるものではなく、他の流体圧弐のパワース
テアリング装置であってもよいし、或いは、電動式のパ
ワーステアリング装置であっても、本発明は適用可能で
ある。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、操舵角，操舵角
速度及び車速から車両に発生する横加速度の相当値を算
出すると共に、操舵系の操舵方向を検出し、上記算出さ
れた横加速度の相当値に応じ且つ操舵方向別に目標操舵
力を設定し、操舵系の実操舵力と設定された目標操舵力
とが一敗するよう、操舵系に操舵補助力を付与するよう
にしたため、操舵角一操舵力特性にヒステリシスが与え
られるから、違和感のない操舵感覚を実現することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図は
本発明の第１実施例の構成を示す油圧系統図、第３図は
第１実施例におけるコントローラの構成例を示すブロッ
ク図、第４図は目標操舵力算出回路での演算処理の概要
を示したフローチャ＝１・、第５図（ａ）乃至（Ｃ）は
横加速度の相当値Ｇと目標操舵力Ｔ１との関係例を示し
たグラフであり、同図（ａ）は保舵時、同図（ｂ）は右
操舵時、同図（Ｃ）は左操舵時に対応する。第６図は本
発明の第２実施例におけるコントローラの構成例を示す
ブロック図、第７図は第２実施例の目標操舵力算出回路
での演算処理の概要を示したフローチャート、第８図は
通常のステアリング装置における操舵角一操舵力特性を
示すグラフ、第９図は従来のパワーステアリング装置の
制御装置における操舵角一操舵力特性を示すグラフであ
る。 １・・・油圧ポンプ、２・・・コントロールバルプ、３
・・・油圧シリンダ、９・・・流量調整弁、１０・・・
コントローラ、ｌ１・・・操舵角センサ、１２・・・車
速センサ、１３・・・操舵カセンサ、１４．２０・・・
微分回路、１５・・・横加速度相当値算出回路、１６・
・・目標操舵力算出回路、１７・・・減算器、１日・・
・操舵力修正用電流制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）操舵系に操舵補助力を付与する操舵補助力付与手
   段と、前記操舵系に発生する実操舵力を検出する操舵力
   検出手段と、前記操舵系の操舵角を検出する操舵角検出
   手段と、前記操舵系の操舵角速度を検出する操舵角速度
   検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵
   角検出手段が検出した操舵角検出値、前記操舵角速度検
   出手段が検出した操舵角速度検出値及び前記車速検出手
   段が検出した車速検出値に基づいて車両に発生する横加
   速度の相当値を算出する横加速度算出手段と、前記操舵
   系の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、前記横加
   速度算出手段が算出した横加速度相当値に応じ且つ前記
   操舵方向検出手段が検出した操舵方向別に前記操舵系の
   目標操舵力を設定する目標操舵力設定手段と、前記操舵
   力検出手段が検出する実操舵力と前記目標操舵力設定手
   段が設定した目標操舵力とが一致するように前記操舵補
   助力付与手段を制御する制御手段と、を備えたことを特
   徴とするパワーステアリング装置の操舵力制御装置。