JPH03109171A - 動力舵取装置の制御装置 - 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〉 本発明は、車速、操舵角、ハンドルトルク等に応じて入
力軸と出力軸の間の操舵特性を変化させる動力舵取装置
の制御装置に関する。

〈従来の技術〉 動力舵取装置においては、人力軸と出力軸の間に両軸の
相対回動により作動するサーボ弁と、両軸の間の操舵特
性を印加電流゛に応じて変化させる可変機構を設け、ア
シスト力を与えるパワーシリンダの再作動室への作動流
体の給排を前記サーボ弁により制御し、その際可変機構
に印加する電流を車速、操舵角等の走行状態に応じて変
化させている。

その１つとして、操舵角＊から判定手段により、ハンド
ル戻し状態にあると判定された場合に、アシスト力を小
さくしてハンドルの戻りがよくなるように制御するハン
ドル戻り制御を行っている。

そして、ハンドル戻し時で低速時にはアシスト力が小さ
くなる方向に、高速時にはアシスト力が大きくなる方向
に印加電流を制御して、低速時にはハンドル戻りを良（
し、高速時にはしっとり感が出るようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 このように車速によりハンドル戻り制御を行ってサーボ
弁の作動特性をきめると、運転者の気分や性格による運
転状態、すなわち活発な運転か穏やかな運転かによって
、ハンドル戻り制御ができず、アシスト力を変えること
ができない。

また道路状態、すなわち市街地等の屈曲の少ない道路か
山道等の屈曲の多い道路によっても、ハンドル戻りが制
御できず、アシスト力が変えることができないという問
題がある。

く課題を解決するための手段〉 本発明は上述した課題を解決するためになされたもので
、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、車
速を検出する車速センサと、前記車速もしくは車速に関
連した情報値により運転者の運転状態に対応する運転状
態指数を演算する運転状態指数演算手段と、前記操舵角
により道路状態に対応する道路状態指数を演算する道路
状態指数演算手段と、前記操舵角よりハンドル戻し状態
であるかどうかを判定する判定手段と、低速時において
この判定手段がハンドル戻し状態にあると判定した場合
にアシスト力が小さくなる方向に前記印加電流を制御す
る第１制御手段と、高速時において前記判定手段がハン
ドル戻し状態にあると判定した場合にアシスト力が大き
くなる方向に前記印加電流を制御する第２制御手段と、
前記運転状態指数が小さ１穏やかな運転の際にはアシス
ト力が大きくなる方向に、活発な運転の際にはアシスト
力が小さくなる方向に前記印加電流を制御する第３制御
手段と、前記道路状態指数が小さい市街地等の屈曲の少
ない道路ではアシスト力が大きくなる方向に、山道等の
屈曲の多い道路ではアシスト力が小さくなる方向に前記
印加電流を制御する第４制御手段を有することを特徴と
するものである。

〈作用〉 操舵角センサは操舵ハンドルの操舵角を検出し、車速セ
ンサは車速を検出する０判定手段は、操舵角から所定の
演算により操舵ハンドルが戻し状態か切込み状態かを判
定する。さらに車速センサからの車速信号により低速と
高速を判定して、低速の場合は第１制御手段に、高速の
場合は第２制御手段により制御される。

第１制御手段は、判定手段でハンドル戻し状態にあると
判定した場合において、自動車の走行状態に応じて演算
した印加電流に対してアシスト力が小さくなる方向に制
御した印加電流を出力し、第２制御手段は、判定手段で
ハンドル戻し状態にあると判定した場合、自動車の走行
状態に応じて演算した印加電流に対してアシスト力が大
きくなる方向に制御した前記印加電流を出力する。

その後第３制御手段により、第１制御手段または第２制
御手段を経て出力された印加電流を、穏やかな運転の際
にはアシスト力が大きくなる方向に、活発な運転の際に
はアシスト力が小さくなる方向に制御する。

さらに第４制御手段により、市街地等の屈曲の少ない道
路ではアシスト力が大きくなる方向に、山道等の屈曲の
多い道路ではアシスト力が小さくなる方向に印加電流を
制御する。そして出力手段で制御された印加電流を可変
機構に出力するようにする。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を第１図から第４図に基づいて説明
する。第１図及び第２図において、入力軸１４と出力軸
１５を有する動力舵取装置１０は両軸１４．１５の間に
設けられたサーボ弁１１及び反力機構１３と、ラックピ
ニオン機構により出力軸１５に連結されたパワーシリン
ダ１２により構成され、入力軸１４はハンドル軸４７を
介して操舵ハンドル４６に連結され、パワーシリンダ１
２のラックパー１２ａは操舵リンク機構を介して回路の
操向車輪に連結されている。

自動車の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２０にはバイパス弁２１が内蔵され、これによ
り一定流ＩＱの作動流体が、吐出通路２３を経て、分流
弁２２に供給される。分流弁２２は、この一定流量Ｑの
作動流体を、サーボ弁通路２３ａと反力制御通路２３ｂ
にそれぞれ一定流量Ｑ１およびＱ２ずつ分配するもので
ある。

サーボ弁通路２３ａはサーボ弁１１を介してパワーシリ
ンダ１２に接続され、反力制御通路２３ｂには反力機構
１３及び電磁制御弁３０が接続されている。

サーボ弁１１は公知のロータリー形のオープンセンタ形
４ボート絞り切換弁よりなり、操舵ハンドル４６に加わ
るハンドルトルクに基づく入力軸１４及び出力軸１５の
間の相対的回動により作動するものである。ハンドルト
ルクが生じない中立状態においては、供給ポートｌｌａ
より供給された作動流体は左右の通路を均等に流れて排
出ポート１１ｂからリザーバ２５に排出される。この状
態では再分配ボートｌｌｃ、ｌｉｄには低圧で等しい圧
力となるのでパワーシリンダ１２は作動されない。操舵
ハンドル４６が操作されＸると、サーボ弁１１は中立状
態から偏位して、一方の分配ポート（例えば１ｌｃ）と
排出ポートｌｌｂの間、及び他方の分配ポート（例えば
１１ｄ）と供給ボー）ｌｌａの間の通路面積が絞られ、
サーボ弁通路２３ａに生じるギヤ発生圧力が上昇する。

この作動流体は一方の分配ポート（例えば１１ｃ）から
一方の分配通路（例えば２４ａ）を経てパワーシリンダ
１２の一方の室に流入してアシスト力を生じさせ、他方
の室の作動流体は他方の分配通路（例えば２４ａ）から
他方の分配ポート（例えば１ｉｄ）を経て排出ポー１−
１１ｂからリザーバ２５に排出される。このアシスト力
は出力軸１５の操舵出力トルクを増大させて、操向車輪
に伝達されるよう構成されている。

反力機構１３はサーボ弁１１の出力軸１５側に設けられ
た挿通孔１３ｃに嵌合されたプランジ中１３ｂと、サー
ボ弁１１の入力軸１４側に設けられてプランジャ１３ｂ
の先端と係合する円周方向両側に傾斜した傾斜面１３ｄ
を主要構成要素とする公知のものである。そして、ポー
ト１３ａを介してプランジャ１３ｂの後部に導入される
作動流体の圧力を電磁制御弁３０により変化させて、入
力軸１４と出力軸１５の間の捩りばね特性を変え、サー
ボ弁１１の作動特性を変えて、ハンドルトルクに対する
操舵出力トルクの特性を変えるものである。この電磁制
御弁３０は、通常は全閉となっており、ソレノイド３゛
Ｏａに加える電流を増加させれば開度が次第に増加し、
ついに全開となるようになっている。

第２図に示すように、電子制御装置５０はマイクロプロ
セッサ（以下ＣＰＵという）５１と、読出し専用メモリ
（以下ＲＯＭという）５２と、書込み可能メモリ（以下
ＲＡＭという）５３を主要構成要素とし、このＣＰＵ５
１には回路のインターフェンス並びにソレノイド駆動回
路を介して電磁制御弁３０のソレノイド３０ａが接続さ
れ、これに印加される電流を制御するようになっている
。

またＣＰＵ５１には回路のインターフェンスを介して操
舵角センサ４５．トルクセンサ４８及び車速センサ４０
が接続されている。操舵角センサ４５及びトルクセンサ
４８はハンドル軸４７に接続されて、それぞれ操舵ハン
ドル４６の操舵角θ及びハンドルトルクＴｍを検出する
ようになっている。また車速センサ４０は、エンジン４
１の駆動力を後車輪４４に伝達するトランスミッション
４２の出力軸４３に連結された回転計により構成され、
この車速センサ４０から発生されるパルス信号の周波数
により車速Ｖを検出するようになっている。

ＲＯＭ５２には、電磁制御弁３０のソレノイド３０ａに
印加する印加電流ｉ゛の操舵角θ及び車速Ｖに対する制
御特性が記憶されている。この制御特性は、操舵角θの
増加に対して印加電流ｉは減少し、また車速■の増加に
対して印加電流ｉは減少するようになっていて、特性マ
ツプまたは関数式として、記憶されている。

本実施例においては、通常の走行状態では、車速Ｖの減
少及び操舵角θの減少に応じて、印加電流ｉを増加させ
て電磁制御弁３０の開度を増大させ、反力機構１３に印
加する作動流体圧を減少させて、入力軸１４と出力軸１
５の間の捩りばね特性を柔とする。したがって、車速Ｖ
の減少及び操舵角θの減少に応じて、アシスト力の比率
が増大する。

そして、まず、ハンドル操舵方向が戻し方向か切込み方
向かの判定を行なう。例えば特開昭６３３１２２６８号
に開示されているフローチャートに基づく判定手段２に
より、ハンドル戻し状態にあると判定された場合、低速
時においては第１制御手段３により印加電流を減少させ
て電磁制御弁３０の開度を減少させ、反力機構１３に印
加する作動流体圧を増大させて、入力軸１４と出力軸１
５の間の捩りばね特性を剛にし、アシスト力の比率を減
少させて、タイヤからの復元力によりハンドル戻りが良
くなる戻し制御が行なわれる。

また高速時においてハンドル戻し状態にあると判定され
た場合、第２制御手段４により印加電流を増加させて電
磁制御弁３０の開度を増加させ、反力機構１３に印加す
る作動流体圧を減少させて、入力軸１４と出力軸１５の
間の捩りばね特性を柔にし、アシスト力の比率を増加さ
せて、タイヤからの復元力と対向する向きに操舵力を増
大させて、しっとり感を出す操舵力制御が行なわれる。

その後運転状態が活発な運転か、穏やかな運転かを示す
運転状態指数によって操舵力を制御する。

その方法として、例えば特開昭６２−１４９５５８号に
開示されているフローチャートによる運転状態指数演算
手段５により運転状態指数に、ｖが求められて、第３制
御手段６に入力され、印加電流ｉが制御される。

さらに道路状態が市街地等の屈曲の少ない道路か山路等
の屈曲の多い道路かを示す道路状態指数によって操舵力
を制御する。その方法として、例えば特開昭６２−１４
９５５８号に開示されているフローチャートによる道路
状態指数演算手段７により道路状態指数にθが求められ
て、第４制御手段８に入力され、印加電流ｉが制御され
、出力手段９より電磁制御弁３０のソレノイド３０ａに
印加される。

すなわち、初期状態では、電子制御装置５０は各変数を
所定の初期値に設定され、自動車の走行状態において刻
々変化する車速Ｖ、操舵角θ及びハンドルトルクＴｍは
、車速センサ４０．操舵角センサ４５及びトルクセンサ
４８により検出されて、それぞれの現在の値が回路のレ
ジスタに入力される。ＣＰＵ５１は、所定の小時間毎の
割込み信号が入力される都度、第３図に示す処理動作を
実行する。

第３図のフローチャートのステップ１００において、車
速Ｖと操舵角θを読み込み、ステップ１０１において、
車速Ｖと操舵角θに応じて回路のマツプから求めた基底
電流Ｉを読み込む、そしてその後ステップ１０３で、判
定手段２により例えフローチャートに基づいてハンドル
操舵の方向が切り込み方向か戻し方向かを判定する。

その結果、ハンドル操舵の方向が戻し方向である場合は
、ステップ１０４において、例えば特開昭６２−１４９
５５８号に開示されているフローチャートによる運転状
態指数演算手段５により運転状態指数Ｋｖを演算する。

さらにステップ１０５において、例えば特開昭６２−１
４９５５８号に開示されているフローチャートによる道
路状態指数演算手段７により道路状態指数にθを演算す
る。

そしてステップ１０６において、車速Ｖと操舵角θに応
じた第１戻し制御電流値ｉ、を第４図のマツプから求め
る。第１戻し制御電流値ｉｌは、車速Ｖが０の時０で、
車速Ｖが大きくなると初めは減少して負になり、その後
増加して正になり、やがて一定値となる。また操舵角θ
が０の時は０であり、操舵角θの増加に伴い増加して、
やがて一定値となる。したがって第１戻し制御電流値１
１の変化により、低速ではアシスト力が減少してハンド
ル戻りを良くし、高速ではアシスト力が増加してハンド
ル戻り時にしっとり感が出るようになっている。また操
舵角θがＯの時はアシスト力は変わらず操舵角θ≠匈嘲
効り増加すると、車速Ｖの変化によるアシスト力の値に
なる。

さらにステップ１０７において、運転状態指数Ｋｖと道
路状態指数にθに応じた第２戻し制御電流値１２を第５
図のマツプから求める。第２戻し制御電流値１２は、運
転状態指数Ｋｖが小さい時最大値になり、運転状態指数
Ｋｖの増加により減少して０から負になり、運転状態指
数Ｋｖが最も大きい時最小値となる。また道路状態指数
にθが小さい時は第２戻し制御電流値１２が最大値にな
り、道路状態指数にθの増加により減少して０から負に
なり、道路状態指数にθが最も大きい時最小値となる。

したがって、運転状態指数Ｋｖが小さい穏やかな運転の
時には第２戻し制御電流値１２を大きくし、アシスト力
を増加させハンドル戻り時にしっとり感が出るようにし
、運転状態指数Ｋｖが大きい活発な運転の時には第２戻
し制御電流値１２を小さくし、アシスト力を減少させハ
ンドル戻りをよくする。また、道路状態指数にθが小さ
い市街地等の屈曲の少ない道路では、第２戻し制御電流
値１２を大きくし、アシスト力を増加させハンドル戻り
時にしっとり感が出るようにし、道路状態指数にθが大
きい山道等の屈曲の多い道路では、第２戻し制御電流値
１２を小さくし、アシスト力を減少させハンドル戻りを
よくする。

その後ステップ１０８で、ステップ１０１で読み込んだ
基底電流Ｉに第１戻し制御電流値１１と第２戻し制御電
流値１２を加えて、出力電流Ｉ０を求める。

またステップ１０３で、ハンドル操舵の方向が切り込み
方向の場合、ステップ１０９で基底電流Ｉを出力電流Ｉ
０とする。そしてステップ１１０で電流を電磁制御弁３
０のソレノイド３０ａに印加する出力を行い、ＣＰＵ５
１は第３図のフローチャートによる処理動作の実行を停
止する。

以降、所定の時間毎に割り込み信号が出力される都度、
ＣＰＵ５１は第３図のフローチャートによる処理動作を
繰り返し実行する。これにより、穏やかな運転の時には
アシスト力を増加させハンドル戻り時にしっとり感が出
るようにし、活発な運転の時にはアシスト力を減少させ
ハンドル戻りをよくする方向になる。また市街地等の屈
曲の少ない道路では、アシスト力を増加させハンドル戻
り時にしっとり惑が出るようにし、山道等の屈曲の多い
道路では、アシスト力を減少させハンドル戻りをよくす
る方向になる。

なお本実施例は、道路状態指数にθと運転状態指数Ｋｖ
のマツプから戻し制御電流値ｉを求めて基底電流Ｉに加
えているが、これに限定されるものではなく、例えば道
路状態指数にθと運転状態指数Ｋｖのマツプから変数ｋ
を求めて車速Ｖと操舵角θに応じた第１戻し制御電流値
１１に掛けてもよく、また、操舵角θと運転状態指数Ｋ
ｖまたは道路状態指数にθとのマツプを作成して、その
マツプから戻し制御電流値ｉを求めて基底電流Ｉに加え
てもよい。

また、本実施例は、トルクセンサと操舵角センサにより
ハンドル戻し状態の判定を行なっているが操舵角センサ
のみにより、ハンドル戻し状態の判定を行なってもよい
。さらに印加電流により電磁制御弁３０の開度を変化さ
せ、反力機構１３に印加する作動流体圧を増減させて操
舵力を変化させているが、油圧シリンダの高圧室と低圧
室の間に配設した可変バルブを制御電流により制御する
ことにより操舵力を変化するバイパス制御の場合でも適
用できる。さらに、このような油圧で操舵力を変化させ
る油圧式動力舵取装置に限らず、トルクモータによりア
シストトルクを変化させる電気式動力舵取装置にも適用
できる。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、穏やかな運転の時に
はアシスト力を増加させハンドル戻り時にしっとり惑が
出るようにし、活発な運転の時にはアシスト力を減少さ
せハンドル戻りをよくするようにしたので、運転者の気
分や性格による運転状態によって、ハンドル戻り時での
アシスト力を変えることができるようになる。

また市街地等の屈曲の少ない道路では、アシスト力を増
加させハンドル戻り時にしっとり感が出るようにし、山
道等の屈曲の多い道路では、アシスト力を減少させハン
ドル戻りをよくするようにしたので、道路状態によって
最適なハンドル戻り時でのアシスト力に変えることがで
きるようになる。

【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制御装置の全体構
成図、第２図〜第６図は本発明の一実施例を示し、第２
図は全体の説明図、第３図は制御プログラムのフローチ
ャート、第４図は車速Ｖと操舵角θと第１戻し制御電流
値１１とのマツプを示した図、第５図は運転状態指数Ｋ
ｖと道路状態指数にθと第２戻し制御電流値１２とのマ
ツプを示した図である。 １・・・操舵角速度演算手段、２・・・判定手段、３・
・・第１制御手段、４・・・第２制御手段、５・・・運
転状態指数演算手段、６・・・第・道路状態指数演算手
段、８ １４・・・入力軸、１５・ ・車速センサ、４５・・・ ・・操舵ハンドル。 ３制御手段、７・・ ・・・第４制御手段、 ・・出力軸、４０・・ 操舵角センサ、４６・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車の走行状態に応じて印可電流を制御して操
   舵特性を変化させる動力舵取装置の制御装置において、
   操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、車速
   を検出する車速センサと、前記車速もしくは車速に関連
   した情報値により運転者の運転状態に対応する運転状態
   指数を演算する運転状態指数演算手段と、前記操舵角に
   より道路状態に対応する道路状態指数を演算する道路状
   態指数演算手段と、前記操舵角よりハンドル戻し状態で
   あるかどうかを判定する判定手段と、低速時においてこ
   の判定手段がハンドル戻し状態にあると判定した場合に
   アシスト力が小さくなる方向に前記印加電流を制御する
   第１制御手段と、高速時において前記判定手段がハンド
   ル戻し状態にあると判定した場合にアシスト力が大きく
   なる方向に前記印加電流を制御する第２制御手段と、前
   記運転状態指数が小さい穏やかな運転の際にはアシスト
   力が大きくなる方向に、活発な運転の際にはアシスト力
   が小さくなる方向に前記印加電流を制御する第３制御手
   段と、前記道路状態指数が小さい市街地等の屈曲の少な
   い道路ではアシスト力が大きくなる方向に、山道等の屈
   曲の多い道路ではアシスト力が小さくなる方向に前記印
   加電流を制御する第４制御手段を有することを特徴とす
   る動力舵取装置の制御装置。