JPH03504585A - 自動車で得られる操舵力を補助する方法 - 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】 自動車で得られる操舵力を補助する方法従来の技術 本発明は請求の範囲第１項の前文に記載された自動車で得られる操舵力を補助す る方法に間するものである。

この種の公知の方法においては、電動機が例えばボールスクリュー型操舵装置と 組み合わせられている。操舵系内部の摩擦によって路面からかじ取りに作用する 力の反作用が和げられる。この摩擦によってステアリングギヤ装置のトルクにヒ ステリシスがもたらされ、従って反対方向の操舵トルクがギヤの出力側にトルク として直接作用することがなくなる。

この方法の欠点は、ヒステリシスが不変なのですべての走行速度において操舵性 が最適にならないことである。

発明の利点 それに対して請求の範囲ｌに記載の特徴を有する本発明方法は、操舵性が向上す るという利点を有する。というのは「衝撃」を走行速度に従って調節することが できるからである。

このことは特に、電動機によって得られる付加トルクを操舵トルク及びステアリ ングギヤ装置から得られる出力トルクに従って制御することによって可能になる 。

好ましくは本発明方法の実施例において、付加トルクの制御は特性値発生器とそ の後段に接続された増幅器によって行われる。特に好ましくは特性値発生器が不 惑素子として形成されているので、トルク差の小さい領域における操舵力の補助 は抑制される。操舵トルクと出力トルクの差が大きくなってから、補助が行なわ れる。この種の方法においては、すべての走行速度において特に良好な路面接触 が得られ、従ってドライバーは最適な走行感覚を得ることができる。

特に好ましい実施例においては、特性値発生器の特性曲線として段階のカーブが 選択される。トルクの差が所定の限界値を越えると、操舵補助が行なわれ、付加 トルクが制御され操舵装置に作用する。すなわち、ドライバーによって得られる 操舵力に加えて補助力が操舵装置に導入される。

特に好ましい方法においては、操舵補助が開始される限界値は自動車の速度に従 って変化される。それによって自動車速度に応じたヒステリシス幅を形成するこ とができる。その結果として、ドライバーは特に高速の場合に最適な走行感覚を 得ることができる。

本発明方法の他の利点及び実施例は従属請求項に記載されている。

図面 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明方法を実施するためのブロック回路図、第２図は第１図に示す制 御器のブロック回路図、第３図は操舵装置のヒステリシスカーブを示す線図であ る。

実施例の説明 この原理図ではギヤ装置は減速比ｕ＝１を有するものと仮定が、図では摩擦トル クＭＲとして示されている。自動車のドライバーが手動でもたらす操舵トルクは ＭＨで示されている。ギヤ装置ｌにはドライバーによって得られる操舵トルクＭ Ｈと付加トルクＭＺが供給される。この付加トルクは、例えばステアリングホイ ールとギヤ装置ｌをつなぐステアリングリンケージに直接あるいは適当なギヤを 介して作用する電動機２によって得られる。従って２つのトルクＭＨとＭＺが加 算される。

第１図においてはこの機能を実施する第１の加算素子３が図示されている。第２ の加算素子４によって、自動車のドライバーによって得られるトルクＭＨとギヤ 装置１の出力トルクＭＡの差が形成される。トルクの差ΔＭ＝ＭＨ−ＭＡは制御 器６に入力され、制御器は操作部６を介して電動機２に作用する。

制御器には走行速度Ｖの間数として定まる摩擦トルクＭ″Ｒが入力される。しか しこの７３Ｊ！）ルクは一定としてもよく、あるいは他の変数に関係するもので あってもよい。

制御器５の出力信号を目標付加トルクＭＺＳという。この付加トルクは操作部６ に人力される。

操作部６において制御器５の出力信号が可変の電圧に変換されて、電動機２に入 力される。電動機は付加トルクＭＺを第１の加算素子３に出力する。

従ってギヤ装置１にはトルクＭＨとＭＺの合計が入力される。

制御器５には例えば特性値発生器７とその後段に接続された増幅器８が設けられ ている。この実施例が第２図に示されている。特性値発生器にはトルクＭｌとＭ Ａの差が人力される。

第２１！Ｉにおいては特性値発生器は、２つの限界値すなわち−ｉＲとＭ’Ｒを 有する不感素子として示されている。この２つの限界値は好ましくは同一の大き さであって、従って不感素子は対称に形成されている。必要な場合には、大きさ の異なる限界値を有する不感素子を使用することも可能である。特性値発生器７ の特性曲線は、−ＭＩＲ：ａ　Ｍ　：ａ　ｄ＊の領域ではゼロの値を有し、下方 の限界値の下方では一定の負の値をとり、上方の限界値の上方では一定の正の値 をとる階段状の間数となる。

この特性曲線は、限界値の外側の領域で段階状の値ではなく、線形なカーブとす ることもできる。

特性値発生器７の出力信号は、増幅器８に人力される。

さらに第２図に示す増幅器８の特性値から明らかなように、本実施例においては 増幅器としてＰＩ制御器が用いられる。

その代わりにＰ制御器を使用することもできるが、その場合には第３図に示すカ ーブが変化し、上昇線と下降線がずれる。しかしヒステリシスを減少できるとい う原理には変わりはない。

第３図に示す線図に、ステアリングギヤ装置ｌの出力に現れる出力トルクＭＡと ステアリングホイールに得られるトルクＭＨとの関係が示されている。実線（カ ーブａ）で示すものは、本発明の制御なしのトルクカーブである。点線で示すも のは本発明の制御を行った場合のトルクカーブである（カーブｂ）ステアリング ギヤ装置ｌの摩擦トルクＭＲによって平行四辺形のカーブが生じる０両カーブに おいて水平の部分はギヤ装置の摩擦に基づくものである。カーブａと水平軸との 交点はギヤ装置１の摩擦トルクＭＲによって与えられ、点線で示すカーブｂと水 平軸との交点は制御器５の制御を用いた特性値発生器７の限界値ｄＲによって与 えられる。

限界値Ｍ’Ｒを上回ったときに制御器５が応答し、制御信号が操作部６を介して 電動機２に出力されることによって、限界値を上回ると付加トルクＭＺがギヤ装 置１に供給される。第３図から明らかなように、制御器の作用によってヒステリ シスが減少する。点線で示すカーブｂの平行四辺形は制御なしのカーブａの平行 四辺形よりも狭い。

第１図に示す制御器５はアナログ系で形成することもできるが、マイクロコント ローラを用いソフトウェアとして実現することもできる。

ステアリングホイールにおいて手動で得られるトルクＭＨとギヤ！装置ｌの出力 トルクＭＡを検出するために、トルクを電気信号に変換するセンサが動力伝達ケ ーブル内に一体に設けられている。制御器５が少なくともコントローラとして形 成されている場合には、２つのトルクの差を直接制御器５によって形成すること ができる。

適当なセンサを介して車両速度を検出し、限界値ＭＲを車両速度に従って変化さ せることができる。その場合に制御器５に入力されるこの摩擦トルクの値は、デ ータ発生器から取り出すことができる。

制御器５は２つのトルクの差信号と摩擦値からパルス幅変調信号を形成し、例え ば出力部として形成された操作部６が前記パルス幅変調信号から電動機の駆動信 号を形成する。電動機は直接ステアリングリンケージに作用する。しかし、適当 なギヤ装置を介在させることもできる。

以上の説明から明かなように、上述の方法を用いてステアリング装置のヒステリ シスを減少させることができる。これは第３図に示すカーブから直接理解するこ とができる。すなわち、点線で示すカーブｂの水平部分は、上述の制御方法を用 いない実線で示すカーブａの水平部分よりずっと短くなっている。

国際調査報告 ｍｌ、１．ｌＡ、１．１１．ＰＣＴ／ＤＥ８９１０ｏ７５１国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ステアリングコラムに作用する電動機を用いて自動車で得られる操舵力を補 助する方法において、電動機で得られる付加トルクをステアリングの操作に得ら れる操舵トルクと全体として出力される操舵トルクに従って制御することを特徴 とする方法。 ２）付加トルクの制御を特性値発生器とその後段に接続された増幅器によって行 うことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）特性値発生器として不感素子を用い、所定の第１の限界値を上回るか所定の 第２の限界値を下回った後に制御を行うことを特徴とする請求の範囲第２項に記 載の方法。 ４）２つの限界値の大きさを等しくすることを特徴とする請求の範囲第３項に記 載の方法。 ５）限界値を自動車の走行速度に従って変化させることを特徴とする請求の範囲 第３項あるいは第４項に記載の方法。 ６）特性値発生器の特性曲線が不感素子の不感領域の外部で段階状のカーブとな ることを特徴とする請求の範囲第２項から第５項のいずれか１項に記載の方法。 ７）特性値発生器の特性曲線が不感素子の不感領域の外部で線形のカーブとなる ことを特徴とする請求の範囲第２項から第５項のいずれか１項に記載の方法。 ８）増幅器としてＰ制御器を用いることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の 方法。 ９）増幅器としてＰＩ制御器を用いることを特徴とする請求の範囲第２項に記載 の方法。