JPH02296574A - 動力操舵装置 - 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〕 本発明は、４輪車の動力操舵装置（パワステ）に係り、
特に悪路でのステアリング保持特性を改善した動力操舵
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

４輪車のパワステには、既に種々の方式のものが提案さ
れ、使用されている。特に４輪車の操縦性ないし走行性
を向上させるものとして実用化されている方式に、次の
ようなものがある。

■、４輪車の車速を検出し、車速の増加に応じてパワス
テのアシスト量を変化させる車速感応方式■、エンジン
の回転数を検出し、回転数の増加に応じてパワステのア
シスト量を変化させる回転数感応方式パワステ。

第７図は４輪車の動力操舵装置の全体構成を説明するも
のであって、車速感応方式の場合を示している。

この第７図において、ステアリングホイール２１は、入
力軸２２および出力軸２３を経てピニオン２４に接続さ
れている。ピニオン２４はラック２５と噛み合って結合
している。ラック２５の両端はタイロッド２６を介して
タイヤ２７に結合されている。なお、第７図においては
、片側のタイロッドおよびタイヤのみが示されている。

　入力軸２２と出力軸２３の間にはトーションバー２８
が挿入されているとともに、トーションバー２８の一端
にトルクセンサ１４が取りつけられている。出力軸２３
にはウオームホイール３０が取りつけられており、ウオ
ームホイール３０にはウオーム３１が結合している。さ
らにウオーム３１にはクラッチ３２を介してモータ３３
が結合されている。

パワステコントローラ１３は、マイクロコンピュータを
有し、動力操舵装置の全体の動作を制御する動作を行う
。

ステアリングホイール２１を操作すると、トーションバ
ー２８に変位を生じる。トルクセンサ１４はこの変位を
電圧信号に変換して、トルク信号を発生する。パワステ
コントローラ１３には車速センサからの車速信号が入力
されており、車速の情報とトルク信号とからパワステの
アシスト量を算出し、アシスト量に対応するモータ電流
を出力する。モータ３３、はこの電流によって回転し、
モータ３３の回転はウオーム３１とウオームホイール３
０とからなる減速装置を経て減速されて、出力軸２３を
回転させる。これによってピニオン２４が回転し、ラッ
ク２５を移動させる。ラック２５の移動によってタイロ
ッド２６を介してタイヤ２７が転向し、操舵が行われる
。これらビニオン２４．ラック２５．タイロッド２６等
は、４輪車の転向部を形成する。

ステアリングホイール２１は、エンジン（図示せず）不
回転時には手動によって操作できるようになっている。

パワステコントローラ１３は、エンジン回転時にはエン
ジンの回転をオルタネータ（図示されず）のオン信号に
よって検出してクラッチ信号を発生する。クラッチ信号
発生時、クラッチ３２はオンとなり、モータ３３とウオ
ーム３１とを結合する。従ってエンジン不回転時には、
モータ３３はクラッチ３２によってウオーム３１から切
り離される。

第８図は従来の動力操舵装置において適用されるパワス
テ用モータにおける、出力トルク−モータ電流特性曲線
の一例を示したものである。

〔発明が解決しようとする課題］ 上述の車速感応方式パワステや回転数感応方式パワステ
は、舗装路のような良好な路面では４輪車の操縦性、走
行性を向上させることができる。

一方、悪路をある程度以上の高速で走行する場合には、
いわゆるハンドルをとられる現象を起こしやすいため、
ステアリング保持を十分に行うことが必要となる。すな
わち、パワステの場合は、このような条件のもとでは、
同じ速度で舗装路を走行する場合と比較してアシスト量
を大きくする必要がある。

しかしながら、従来の４輪車のパワステにおいては、路
面の状況にかかわらずアシスト量は一定である。このた
め、悪路の高速走行時操縦性が低下し、従って走行性も
低下することを免れないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来技術の課題を解決しようとす
るものであり、悪路走行時には舗装路走行時よりもアシ
スト量を増加させる補正を行うことができ、従って悪路
でのステアリング保持特性を改善させて、ハンドルをと
られる現象を起こしに＜＜シ、操縦性、走行性を改善し
た動力操舵装置を提供することを、その目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第２図に示すような原理的構成を有している
。そして、本発明は、４輪車の電気式動力操舵装置にお
いて、悪路判定手段を備えたことを特徴としている。

ここで電気式動力操舵装置は、パワステコントローラを
備え、４輪車の車輪の転向部を駆動するステアリングホ
イール入力軸に設けられたトルクセンサからのトルク信
号に応じてパワステアクチュエータを動作させてステア
リングホイール出力軸に対して出力トルクをアシストす
るものである。

悪路判定手段は、車高センサからの車高情報を利用して
悪路走行時における車高の変化を検出して悪路を判定す
るものである。

パワステコントローラは、悪路判定手段によって悪路の
判定が行われたとき、ステアリングホイール出力軸に対
する出力トルクアシスト特性を変化させてアシスト量を
増加させるように制御を行う。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図Ａ及び第１図Ｂに示す実施例は、４輪車の車輪の
転向部を駆動するステアリングホイール入力軸に設けら
れたトルクセンサ１４からのトルク信号に応じてパワス
テアクチュエータ１６を動作させ、これによりステアリ
ングホイール出力軸に対して出力トルクをアシストする
パワステコントローラ１３を有する電気制御方式の動力
操舵装置において、悪路走行時における車高の変化を検
出して悪路を判定する悪路判定手段１を備え、該悪路判
定時にパワステコントローラ１３における出力トルクア
シスト特性を変化させてアシスト量を増加させるように
制御を行うようになっている。

この場合、悪路判定手段１は、車高センサ１１からの車
高情報を利用して悪路走行時における車高の変化を検出
して悪路を判定するものである。車高センサ１１は、４
輪のそれぞれに設けられたセンサ１１１．１１工、ＩＩ
ｓ、　１１４によって車高を検出する。電子サスコント
ローラ１２は、車高センサ１１からの車高検出信号に基
づいて、サスペンションの特性を変化させる制御を行う
。パワステコントローラ１３は、トルクセンサ１４から
のステアリングトルク検出信号および車速センサ１５か
らの車速検出信号に基づいてパワステアクチエエータ１
６を制御する。

これによってパワステアクチュエータ１６は図示されな
いモータ等を駆動して、動力操舵動作を行う。

この際、電子サスコントローラ１３内において後述のよ
うにして悪路の判定を行い、悪路と判断されたとき悪路
信号をパワステコントローラ１３に送る。パワステコン
トローラ１３は、これによってパワステのアシスト特性
を変化させて悪路補正を行う。

第１図Ｂの実施例においては、車高センサ１１からの車
高検出信号は直接パワステコントローラ１３に入力され
る。パワステコントローラ１３は、トルクセンサ１４か
らのステアリングトルク検出信号および車速センサ１５
からの車速検出信号に基づいてパワステアクチュエータ
１６を制御する。これによって、パワステアクチュエー
タ１６は図示されないモータ等を駆動して、動力操舵動
作を行う。

この際、パワステコントローラ１３内においては、後述
のようにして悪路の判定を行い、悪路と判断されたとき
パワステのアシスト特性を変化させて悪路補正を行う。

第１図Ａおよび第１図Ｂの実施例に対応する全体構成は
、第７図に示された従来の場合と同様であるが、悪路時
のパワステのアシスト特性の補償を行うための悪路信号
または車高検出信号が、パワステコントローラ１３を構
成するマイクロコンピュータに入力されるようになって
いる点が轟なっている。

第３図Ａ、第３図Ｂは、それぞれ第１図Ａ、第１図Ｂに
示された実施例の動作を説明するフローチャートである
。

第３図Ａにおいて、同図（１）のフローチャートは、電
子サスコントローラ内の制御フローを示したものである
。

車高センサからの車高信号が入力されると、電子サスコ
ントローラは後述のようにして悪路か否かの判断を行う
（ステップ３１１）、そして悪路であるか否かをみて（
ステップ３１２）、悪路であったときはパワステコント
ローラに対して悪路信号を出力する（ステップ５１３）
。

第３図Ａにおいて、同図（２）のフローチャートは、パ
ワステコントローラの制御フローを示したものである。

車速センサからの車速信号と、後述するステアリング装
置内のトルクセンサからのトルク信号と、電子サスコン
トローラからの悪路信号とが入力されたとき、悪路信号
入力の有無によって悪路であるか否かをみる（ステップ
３１４）。そして、悪路であったときは、悪路用のアシ
スト特性曲線を用いてパワステのアシスト動作を行う（
ステップ５１５）。また、悪路でなかったときは、舗装
路用のアシスト特性曲線を用いてパワステのアシスト動
作を行う（ステップ３１６）。

第３図Ｂは、パワステコントローラ内の制御フローを示
したものである。

車速センサからの車速信号と、後述するステアリング装
置内のトルクセンサからのトルク信号とが入力され、さ
らに、車高センサからの車高信号が入力されると、パワ
ステコントローラは後述のようにして悪路か否かの判断
を行う（ステップ５２１）。そして、悪路であるか否か
をみて（ステップ５２２）、悪路であったときは悪路用
のアシスト特性曲線を用いてパワステのアシスト動作を
行う（ステップ３２３）、また悪路でなかったときは、
舗装路用のアシスト特性曲線を用いてパワステのアシス
ト動作を行う（ステップ５２４）。

第４図は悪路検出方法を説明したものである。

車高センサ出力は、実車高の変化に対応して、停車時に
は殆ど一定であるが、走行中特に悪路の場合には大きく
上下に変化する。そこで停車時の車高に対して上下にあ
る車高帯Ａの範囲を定める。

そして、一定時間を内に車高が車高帯Ａの範囲外となる
時間を積算する。

いま、一定時間を内において車高が車高帯Ａの上限ａよ
り大きくなる時間を、ｔｍｌ＋　　ｔａ２．ｔｍ３＋・
−とし、下限すより小さくなる時間をｔｂｌ＋　　ｔｂ
ｔ＊Ｌ１１３＋　　−・−とすると、上限ａより大きく
なる時間の積算時間ｔａと、下限すより小さくなる時間
の積算時間ｔｂはそれぞれ ｔａ　＝ｔ、、＋ｔｓ□＋も、、＋− ｔ　ｂ　＝ｔ　ｂ＋　＋　ｔ　ｂｚ＋　ｔ　ｂｘ＋−・
となる。

この場合、 ’　ｔａ　＞　ｔ　ｅｍＪかつ’　ｔｂ　＞　ｔ　ｃｂ
Ｊであったとき、悪路と判定することができる。ここで
ｔｅｌ＋　　ｊ　ｃｂはそれぞれ予め定められた時間値
である。

第５図は本発明の動力操舵装置において適用されるパワ
ステ用モータの、出力トルク−モータ電流特性曲線を例
示したものであって、第８図に示された従来の場合に比
べて各速度においてモータ電流が大きく、これに対応し
て出力トルクも大きいことが示されている。

この第６図は本発明を適用した場合の４輪車のシステム
レイアウトを示したものである。

第６図においては、第７図におけると同じ部分を同じ番
号によって示している。これらはボデー４１上において
、所要の箇所にそれぞれ図示のように設けられている。

車高センサ１１は４輪に図示のように取りつけられてい
る。車速センサ１５は、ダツシュボード上の計器（車速
計；図示されず）内に設けられている。またバッテリ４
２は、パワステコントローラ１３等の各部に電源を供給
する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によると、電気制御方式の
動力操舵装置において、悪路検出手段を装備するととも
に、悪路検出時ステアリングを駆動するモータの出力ト
ルクを増大させるようにしたので、悪路でのステアリン
グ保持特性が改善され、悪路でハンドルを取られる現象
がなくなって操樅性が向上するとともに、悪路での走行
性を向上すにことができる、という従来にない優れた動
力操舵装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ及び第１図Ｂはそれぞれ本発明の実施例を示す
ブロック図、第２図は本発明の原理的構成を示すブロッ
ク図、第３図Ａ及び第３図Ｂはそれぞれ本発明の詳細な
説明するフローチャート、第４図は悪路検出方法を説明
する線図、第５図は本発明の動力操舵装置において適用
されるパワステ用モータの、出力トルク−モータ電流特
性曲線を示す線図、第６図は本発明を適用した場合の４
輪車のシステムレイアウトを示す説明図、第７図は４輪
車の動力操舵装置の全体構成を示す図、第８図は従来の
動力操舵装置において適用されるパワステ用モータの、
出力トルク−モータ電流特性曲線の一例を示す図である
。 １・−悪路判定手段、１１−車高センサ、１２・−・電
子サスコントローラ、１３−パワステコントローラ、１
ｔ−）ルクセンサ、１５・−・・車速センサ、１６−パ
ワステアクチュエータ。 出願人　　　鈴木自動車工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、車輪の転向部駆動用のステアリングホィール入
   力軸に設けられたトルクセンサと、このトルクセンサか
   らのトルク信号に応じてパワステアクチュエータを動作
   させるとともに、これによりステアリングホィール出力
   軸に対して出力トルクをアシストするパワステコントロ
   ーラとを備えた電気制御方式の動力操舵装置において、 悪路走行時における車高の変化を検出して悪路を判定す
   る悪路判定手段を備え、この悪路判定手段による悪路判
   定時に前記パワステコントローラにおける出力トルクア
   シスト特性を変化させてアシスト量を増加させるように
   制御を行うことを特徴とする動力操舵装置。