JPH03189274A - 動力舵取装置 - 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、車両の舵取機構に配した油圧シリンダ、電動
モータ等の発生力にて操舵補助を行う動力舵取装置に関
し、更に詳述すれば、転舵輪側へ配分された荷重（以下
配分荷重という）に応じて前記発生力を変更するように
なした動力舵取装置に関する。

〔従来の技術〕

舵取機構に配した油圧シリンダ、電動モーフ等の発生力
により、舵取りのためのステアリング操作を補助する動
力舵取装置は、本来、大型車両及び特殊車両におけるス
テアリング操作の軽減のために開発されたものであるが
、近年、軽快な操舵感覚を実現するものとして、普通自
動車等の小型車両にも広く普及している。そしてこの普
及拡大に伴い、動力舵取装置においては、常に適正な操
舵補助力の発生を可能とすべく、前記油圧シリンダ、電
動モータ等の補助力発生源の発生力を、車両の走行状態
に応じて変更する種々の補助力制御が行われている。

例えば、舵取りの際に転舵輪（通常は前輪）に作用する
路面反力の大小は車速の遅速に対応し、舵取りのための
ステアリング操作に要する力は車速の遅速に応じて大小
となるから、路面反力が大きい低速走行時及び停止時に
おいては、可及的に大きい補助力の発生が要求される一
方、路面反力が小さい高速走行時に同等の補助力を生ぜ
しめた場合、ステアリングに加わる僅かな力にて舵取り
がなされ、直進安定性が悪化するという不都合がある。

そこで、車速の検出結果に基づいて操舵補助力を変更し
、低速時におけるステアリング操作力の大幅な低減と、
高速時におけるステアリングへの剛性付加とを同時的に
実現する補助力制御が従来から行われている。

また、舵取りのためのステアリング操作に要する力は、
転舵輪たる前輪への配分荷重に影響され、この配分荷重
が少ない加速中及び登板走行時と、この配分荷重が多い
減速中及び降板走行時とにおいて同等の操舵補助力を生
ぜしめた場合、両者において夫々、平地での定速走行時
と異なる操舵感覚が得られることになり違和感が生じる
という難点がある。そこでこの難点を解消すべく、転舵
輪への配分荷重を検出し、操舵補助力をこの検出結果に
基づいて変更する補助力制御もまた従来から行われてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、荷重配分に応じた補助力制御を行う従来の動
力舵取装置においては、転舵輪への配分荷重を検出する
専用の荷重センサを設けており、これの配設位置を転舵
輪の支承位置近傍に確保することが困難であることから
、既存の車両への適用が難しいという問題点があり、ま
た前記荷重センサの付加に伴うコスト上昇が避けられな
いという難点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、荷重
配分に応じた補助力制御を、転舵輪への配分荷重を検出
する専用の荷重センサを必要とせずに行い得る動力舵取
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、車両の舵取機構に加える
操舵補助力を、転舵輪への配分荷重に応じて変更するよ
うになした動力舵取装置において、前記車両の車速を検
出する車速センサと、前記車両のスロットル開度を検出
するスロットル開度センサと、前記車両の駆動用エンジ
ンの回転数を検出するエンジン回転センサと、これら各
センサの検出結果に基づいて前記配分荷重を算定する手
段とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、近年の車両に不可欠な車速センサ、
スロットル開度センサ及びエンジン回転センサの検出結
果を用いて転舵輪への配分荷重が算定され、この結果に
基づいて舵取機構に加えられる操舵補助力が変更されて
、専用の荷重センサを設けることなく、荷重配分の変動
に伴う操舵感覚の変化が解消される。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る動力舵取装置の制御系の構成を
示すブロック図である。

本図は、ラック・ビニオン式の舵取機構に、操舵補助力
の発生源として油圧シリンダを配してなる油圧式の動力
舵取装置における適用例を示している。ラック・ビニオ
ン式の舵取機構は、公知の如く、その上端にステアリン
グ１を固着してなるステアリング軸２の回転を、下端に
固設されたピニオン３を介してラック軸４に伝達し、該
ラック軸４の軸長方向への摺動に変換して舵取りを行わ
せるものであり、操舵補助力を発生するパワーシリンダ
Ｓは、ラック軸４を囲繞するランクハウジング４０に、
該ラック軸４の中途に同軸的に固設したピストン板４１
を摺動自在に内嵌して、該ピストン板４１の両側に液密
に封止された油室を構成してなる。パワーシリンダＳの
両油室は、ステアリング軸２の中途に構成された油圧制
御弁５を介して、油圧発生源たる油圧ポンプＰ１及び作
動油を収納する油タンクＴに接続されている。油圧制御
弁５は、ステアリング１の操作に伴いステアリング軸２
に加わる操舵トルクの方向及び大きさに応じて制御動作
をなすものであり、この動作により油圧ポンプＰ、の発
生油圧は、ステアリング１の操作方向に応じてパワーシ
リンダＳの一方の油室に送給され、これによりパワーシ
リンダＳは、ピストン板４１両側の油室間に住じる圧力
差により、ステアリング１の操作方向に対応する向きに
押圧する操舵補助力を発生し、該ランク軸４の摺動及び
これに伴って生じる舵取り動作を補助す−る構成となっ
ている。

また油圧制御弁５の下側には、これの前述した制御動作
を拘束する油圧反力部６が並設されており、この油圧反
力部６は、油圧ポンプＰ２の吐出側を可変絞り７を介し
て油タンクＴに連通する油路の中途に、前記可変絞り７
の上流側において接続されでおり、この接続点の油圧を
導入されて該油圧に相当する力を発生し、この力にて油
圧制御弁５の制御動作を拘束する動作をなす。なお、油
圧反力部６への導入油圧を発生する油圧ポンプＰ２は、
パワーシリンダＳの動作油圧を発生する油圧ポンプＰ１
と共にエンジンＥにて駆動されている。

さて、油圧制御弁５の動作が拘束された場合、パワーシ
リンダＳへの油圧送給が阻害されるから、パワーシリン
ダＳが発生する操舵補助力の大小は、油圧反力部６への
導入油圧の高低に対応する一方、油圧反力部６への導入
油圧は、可変絞り７の絞り開度の減少に伴って高くなる
。可変絞り７は、例えば、これの開閉手段たるソレノイ
ド８への通電電流に対応する絞り開度を有するようにな
してあり、この通電電流の制御により、パワーシリンダ
Ｓが発生する操舵補助力を大小に変更することができる
。ソレノイド８への通電電流は、補助力制御部１０の出
力信号によって制御されるようになしてあり、この補助
力制御部１０には、車速を検出する車速センサ１１、エ
ンジンＥに装着され該エンジンＥの回転数を検出するエ
ンジン回転センサ１２、該エンジンＥへの燃料供給系の
中途に装着されたスロットル開度センサ１３から、夫々
の検出信号が入力されている。補助力制御部１０は、車
速センサ１１の検出結果から現状の車速を認識し、車速
の遅速に応じて大小となる操舵補助力を得るべく、ソレ
ノイド８への通電電流を制御すると共に、前記各センサ
１１，１２．１３の検出結果を用いて転舵輪への配分荷
重を後述の如く算定し、この算定荷重に応じた適正な操
舵補助力を生ぜしめ、荷重配分の変動に伴う操舵力の変
化を補償すべく、ソレノイド８への通電電流を制御する
。

第２図は、補助力制御部１０の制御内容を示すフローチ
ャートである。本図に示す如く、補助力制御部１０は、
まず車速センサ１１、エンジン回転センサ１２及びスロ
ットル開度センサ１３からの入力により、現状の車速、
エンジン回転数及びスロットル開度を夫々読込み、次い
でエンジン回転数とスロットル開度とを用い、エンジン
Ｅの出力トルクを演算する。補助力制御部１０は、エン
ジンＥが無負荷状態にあるときのスロットル開度とエン
ジン回転数との関係を記憶しており、出力トルクの演算
はこの関係に基づいて行われる。例えば、無負荷時にお
けるスロットル開度とエンジン回転数との関係曲線が第
３図に示す如く与えられている場合、加速時、登板走行
時等、エンジンＥが正の出力トルクを発生しているとき
には、読込まれたエンジン回転数Ｎ、とスロットル開度
に、との交点は前記関係曲線の下側に位置し、また減速
時、降板走行時等、エンジンＥが負の出力トルクを発生
しているときには、読込まれたエンジン回転数Ｎ２とス
ロットル開度に２との交点は前記関係曲線の上側に位置
する。従って、現状のエンジン回転数Ｎとスロットル開
度にとにて第３図上に交点を求めたとき、これが無負荷
時の関係曲線の上側にある場合、エンジンＥは負の出力
トルクを発生していることが、逆に下側にある場合、エ
ンジンＥは正の出力トルクを発生していることがわかり
、夫々における出力トルクの大きさは、前記関係曲線か
らの離隔程度によって算定される。

このようにしてエンジンＥの出力トルクを演算した後、
補助力制御部１０は、車速とエンジン回転数とを用い、
エンジンＥから車輪に至るまでの間の減速比を演算する
。この演算は、車速に相当する車輪回転数にてエンジン
回転数を除算する（エンジン回転数／車速相当車輪回転
数）ことによりなされる。次いで補助力制御部１０は、
車輪の出力トルクを演算する。この出力トルクは、前述
の如く算出された減速比とエンジンＥの出力トルクとの
乗算結果により得られることは言うまでもない。

このようにして車輪の出力トルクを得た後、補助力制御
部１０は、この結果を用いて転舵輪たる前輪への配分荷
重を演算する。加速時及び登板走行時には、前述した如
く、エンジンＥの出力トルクは正となり、またこのとき
車体の重心は後側に位置するから前輪荷重は小さくなる
。逆に減速時及び降板走行時においては、エンジンＥの
出力トルクは負となり、このとき前輪荷重は大きくなる
。

更に、エンジンＥの出力トルクが減速比倍されて得られ
る車輪の出力トルクと、前輪荷重との間にも同様の関係
が成立する。従って転舵輪たる前輪への配分荷重は、車
輪の出力トルクが正である場合、この大きさに相当する
量だけ増大し、逆に車輪の出力トルクが負である場合、
この大きさに相当する量だけ減少する。補助力制御部１
０は、停止時又は平地での定速走行時における前輪荷重
を基準値として記憶しており、車輪の出力トルクに所定
の係数を乗じて得られた荷重変化量を前記基準値に加算
して、前輪への配分荷重を演算する。なお前記係数は、
実車での走行テスト等によって適宜に定めればよい。最
後に補助力制御部１０は、このようにして得られた前輪
荷重を用い、この荷重の大小に応じて大小となる操舵補
助力を得るべく、また車速センサ１１にて検出される現
状の車速を用い、車速の遅速に応じて大小となる操舵補
助力を得るべ（、パワーシリンダＳにおける適正補助力
を決定し、これを実現するために必要な油圧反力部６へ
の導入油圧、及び可変絞り７の目標開度を求め、この目
標開度を得るべくソレノイド８への通電制御を行う。

以上の如き補助力制御部１０の動作により、車速の遅速
に応じて大小となる操舵補助力が得られることは勿論、
加速時、登板走行時等、前輪への配分荷重が小さい場合
には小さい操舵補助力が、減速時、降板走行時等、前輪
への配分荷重が大きい場合には大きい操舵補助力が得ら
れ、荷重配分の変動に伴う操舵感覚の変化が解消される
。なお補助力制御部１０においては、前輪への荷重状態
が、近年の自動車に不可欠な車速センサ１１、エンジン
回転センサ１２、及びスロットル開度センサＩ３の検出
結果に基づいて算定されており、前輪への配分荷重を検
出するための専用の荷重センサを設ける必要がなく、こ
れの設置に伴う不都合が解消されると共に、既存の車両
への適用が容易である。

なお本実施例においては、パワーシリンダＳの動作油圧
の発生用として油圧ポンプＰ、を、油圧反力部６への導
入油圧の発生用として油圧ポンプＰ２を設けているが、
これらを１つの油圧ポンプにて兼用する構成としてもよ
い。

また本実施例においては、油圧シリンダＳを操舵補助力
の発生源とする油圧式の動力舵取装置について説明した
が、他の油圧アクチュエータを補助力発生源とする油圧
式の動力舵取装置、及び操舵補助力の発生源として電動
モータを用いてなる電動式の動力舵取装置においても本
発明の適用は可能である。なお電動式の動力舵取装置に
おいては、補助力制御部１０における前述した演算の結
果に基づいて電動モータの駆動電流を直接的に制御する
構成とすればよい。

更に本実施例においては、ラック・ピニオン式の舵取機
構を備えた車両への適用例について述べたが、他の形式
の舵取機構を備えた車両においても本発明の適用が可能
であることは言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置においては
、近年の車両に不可欠なセンサである車速センサ、スロ
ットル開度センサ及びエンジン回転センサの検出結果か
ら転舵輪への配分荷重が算定され、この結果に基づいて
舵取機構に加えられる操舵補助力が変更されるから、専
用の荷重センサを設けることなく、加速時と減速時との
間、又は登板時と降板時との間にて荷重配分の変動に伴
って生じる操舵感覚の変化を解消することができ、前記
荷重センサの設置に伴うコスト上昇が回避され、既存の
車両への適用が容易である等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の制御系の構成を示
すブロック図、第２図は適正補助力の決定手順を示すフ
ローチャート、第３図は無負荷時におけるスロットル開
度とエンジン回転数との関係の一例を示すグラフである
。 １・・・ステアリング　　５・・・油圧制御弁６・・・
油圧反力部　　７・・・可変絞り　　８・・・ソレノイ
ド　　１０・・・補助力制御部　　エエ・・・車速セン
サ１２・・・エンジン回転センサ　　１３・・・スロッ
トル開度センサ　　ＰＩ、Ｐｇ・・・油圧ポンプ　　Ｓ
・・・パワーシリンダ 特　許　出願人　　光洋精工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両の舵取機構に加える操舵補助力を、転舵輪への
   配分荷重に応じて変更するようになした動力舵取装置に
   おいて、 前記車両の車速を検出する車速センサと、 前記車両のスロットル開度を検出するスロ ットル開度センサと、 前記車両の駆動用エンジンの回転数を検出 するエンジン回転センサと、 これら各センサの検出結果に基づいて前記 配分荷重を算定する手段と を具備することを特徴とする動力舵取装置。