JPH045173A - 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、アシスト力を与える増力装置に関連して設け
られ、車速、操舵角、ハンドルトルク等の走行状態に基
づき演算される印加電流に応じて増力装置によるアシス
ト力を制御する制御装置を備えた動力舵取装置の制御装
置に関する。

（従来の技術） 例えば油圧式の動力舵取装置の制御装置においては、車
速や操舵角等に応じた制御電流を制御装置の電磁制御弁
に印加して動力舵取装置のハンドルトルクを制御するこ
とは知られている。この技術によれば、ハンドル切込み
時の特性に関しては満足する結果が得られるが、ハンド
ル戻り時あるいは保舵状態においてハンドルが重く感じ
られるという問題がある。

これを解決するために、特開昭６２−２７９１７０号の
技術では、反力機構による操舵力制御装置を有する動力
舵取装置において、操舵角が中立位置に近づく方向に変
化していることを検出する戻り判定手段を設け、この戻
り判定手段の出力に応答して電磁制御弁への印加電流を
減少させ反力機構に供給する油圧を増加させて、ハンド
ル戻りが良好に感じられるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような技術では、カーブや曲り角の走
行のためにハンドル切込み操作を行っている最中に修正
のために第７図（ａ）に示すように小角度のハンドル戻
しと切込みを繰り返すと、第７図（ｂ）の破線に示すよ
うに繰り返しの都度電磁制御弁への印加電流が変化し、
これによりハンドルトルクも変化するので操舵に異和感
を受ける。

本発明は、操舵ハンドルがその戻り開始から所定の角度
に達するまでは、印加電流が切込み状態のまま維持され
るようにしてこの異和感をなくすことを目的とする。

（課題を解決するための手段） このために、本発明による動力舵取装置の制御装置は、
第１図に示すように、操操向車輪を操向する作動部材１
１と、この作動部材を操舵ハンドル４６に連結する回転
軸１６と、前記作動部材１１にアシスト力を与える増力
装置１２と、前記回転軸１６に加わるトルク及び印加電
流に応じて前記増力装置１２が与えるアシスト力を変化
させる制御装置１５と、自動車の走行状態に応じて前記
印加電流を演算してこれを前記制御装Ｗ１５に出力する
演算出力手段２を備えてなる動力舵取装置において、前
記操舵ハンドル４６の操舵角を検出する操舵角センサ４
５と、この操舵角センサ４５により検出された操舵角の
変化に基づきハンドル戻り状態を検出する戻り判定手段
１と、前記操舵角センサ４５により検出される前記操舵
ハンドル４６の戻り角度が前記戻り判定手段１によるハ
ンドル戻り状態の検出開始から所定の角度に達した後に
前記演算出力手段２により演算された印加電流を前記ア
シスト力が減少する方向に変化させる付加演算手段３を
備えたことを特徴とするものである。

（作用） ハンドル切込み時には、演算出力手段２は自動車の走行
状態に応じた印加電流を演算して制御装置１５に出力し
、これにより増力装置１２が作動部材１１にアシスト力
を与えて動力操舵がなされる。戻り判定手段１がハンド
ル戻り状態と判定している時には、演算出力手段２は自
動車の走行状態に応じた印加電流を同様に演算し、付加
演算手段３はこの印加電流を、操舵角センサ４５により
検出される操舵ハンドル４６の戻り角度が戻り判定手段
１によるハンドル戻り状態の検出開始から所定の角度に
達するまではそのまま制御装置１５に出力し、所定の角
度に達した後は前記アシスト力が減少する方向に変化さ
せて制御装置１５に出力する。これによりハンドル戻り
時の増力装置１２によるアシスト力は、操舵ハンドルの
戻り開始から所定の角度に達するまでの間はハンドル切
込み時と変わらない。

（発明の効果） 上述のように、本発明によれば、操舵ハンドル４６の戻
り開始から所定の角度に達するまでの間は印加電流がハ
ンドル切込み時と変わらないので、この角度範囲で小角
度のハンドル戻しと切込みを繰り返してもアシスト力は
変化せず、従って操舵に異和感を与えることはない。ま
たハンドル戻し角が所定の角度を越えれば、印加電流は
増力装置により与えられるアシスト力が減少する方向に
変化して、ハンドルトルクはハンドル戻りが良好に感じ
られる方向に変化する。

（実施例） 以下に、ｇＪ１図〜第７図に示す実施例により、本発明
の説明をする。

第１図及び第２図に示すように、動力舵取装置１ｏは、
操舵リンク機構を介して囲路の操向車輪に連結された作
動ロッド（作動部材）１１に設けたパワーシリンダ（増
力装置）１２と、制御装置１５よりなり、この制御装置
１５は、ランク・ビニオン機構１３とハンドル軸４７を
介して作動ロッド１１と操舵ハンドル４６を連結する回
転軸１６に設けたサーボ弁１７と電磁制御弁３０＠：備
えた反力機構１８により構成されている。

自動車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
一定流量Ｑの作動流体が、吐出通路２３を経て分流弁２
２に供給される。分流弁２２は一定流量Ｑの作動流体を
、サーボ弁通路２３ａ及び反力制御通路２３ｂへそれぞ
れ一定流量Ｑ１及びＱ２ずつ分配する。サーボ弁通路２
３ａはサーボ弁１７を介してパワーシリンダ１２に接続
され、また反力制御通路２３ｂには反力機構１８及び電
磁制御弁３０が接続されている。供給ポンプ２０として
電動式ポンプを使用した場合は、バイパス弁２１は不要
である。

サーボ弁１７は公知のロータリータイプのオープンセン
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回転軸１６（中間部にト
ーションバーが設けられている）の捩れにより作動して
各ポート１８８〜１８ｄ間の絞りを制御するものである
。ハンドルトルクが生じない操舵中立状態においては、
サーボ弁１７の再分配ポート１７ｃ、１７ｄは等しい低
圧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が一方に回動されてハンドルトルクが
生じれば、サーボ弁１７は中立状態から偏位して供給ポ
ート１７ａからの作動流体のギヤ発生圧力が増大して一
方の分配ボー）１７ｃ　（または１７ｄ）から一方の分
配通路２４ａ（または２４ｂ）を経てパワーシリンダ１
２の一方の作動室に流入してアシスト力を発生させ、他
方の作動室の作動流体は、他方の分配通路２４ｂ（また
は２４ａ）から他方の分配ポート１７ｄ（または１７Ｃ
）及び排出ポート１７ｂを経てリザーバ２５に排出され
る。このアシスト力により作動ロッド１１に作用する操
舵力が増大し、回路の操舵リンク機構を介して操向車輪
に伝達される。

反力機構１８は、回転軸１６．の出力側に形成した挿通
孔１８ｃに嵌合されたプランジャ１８ｂと、回転軸１６
の入力側に形成されてプランジャ１８ｂの先端と係合す
る円周方向両側に傾斜した傾斜面１８ｄを主要な構成要
素とする公知のものである。そして、ポート１８ａを介
してプランジャ１８ｂの後部に導入される作動流体の圧
力を電磁制御弁３０により変化させて回転軸１６の入出
力側の間の捩りばね特性を変え、これによりパワーシリ
ンダ１２の両作動室に対する作動流体の給排を制御する
サーボ弁１７の作動特性を変えるものである。電磁制御
弁３０は通常は全閉となっており、ソレノイド３０ａへ
の印加電流の増大に応じて開度が増加し、遂には全開と
なる。

第２図に示すごとく、電子制御装置５０は中央処理装置
（以下単にＣＰＵという）５１と、読出し専用メモリ（
以下単にＲＯＭという）５２と、書込み可能メモリ（以
下単にＲＡＭという）５３を主要構成要素とし、このＣ
ＰＵ５１には回路のインターフェイス並びにソレノイド
駆動回路を介して前記電磁制御弁３０のソレノイド３０
ａが接続されて印加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イスを介して
車速センサ４０、操舵角センサ４５及びタイマ４８が接
続されている。この操舵角センサ４５はハンドル軸４７
に設けられ、所定の小操舵角毎に舵角パルスを発生して
操舵ハンドル４６の操舵角θを検出するものであり、車
速センサ４０はエンジン４１の駆動力を後輪に伝達する
トランスミッション４２の出力軸４３に設けられて車速
Ｖを検出するものである。タイマ４８は操舵角センサ４
５が舵角パルスを発生する毎にリセットされて計時を開
始するものである。

ＲＯＭ５２には、電磁制御弁３０のソレノイド３０ａへ
出力する印加電流■の車速Ｖ、操舵角θ及び操舵角速度
ｄθ／ｄｔに対する特性が記憶されている。印加電流工
の特性は基底電流Ｉ８の特性と、補正電流１１の特性と
、第１〜第３補正係数に＋、　　ｋ２゜ｋ３の特性より
なり、各特性はＩＩ４図〜第６図に特性マツプとして示
されている。

基底電流Ｉｓは、第４図の（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、車速Ｖ及び操舵角θの絶対値の増大に対しである値
から減少するように変化する。ハンドル戻り時に特別な
制御を行っていない従来技術においては、この基底電流
Ｉ［ｌのみを電磁制御弁３０に印加しており、この場合
はハンドル戻りが重く感じられる。

第１補正電流１１は第５図（ａ）に示すように、車速Ｖ
がある値までは０であり、それから速やかに増大してか
ら２段折れで０に戻り、それ以後はＯとなるように変化
する。第２補正電流１２は第５図（ｂ）に示すように、
第１補正電流１１がＯとなるまではＯであり、その後は
車速の増大に応じて速やかにある値まで増大してその値
に保持されるように変化する。第１補正係数に＋は第６
図（ａ）に示すように、操舵角θの増大につれである値
から次第に減ψして０となる。第２補正係数に２は第６
図（ｂ）に示すように、操舵角速度ｄθ／ｄｔの増大に
つれて速やかに０からある値まで増大しその値に保持さ
れる。第３補正係数に３は第６図（ｃ）に示すように、
操舵角θの増大に応じである値まではＯであるがそれか
ら速やかにある値まで増大してその値に保持される。後
述のように、１１補正電流１１、第１補正係数に１及び
第２補正係数に２は低速走行状態で採用されるものであ
り、第２補正電流１２及び第３補正係数に３は中高速走
行状態で採用されるものである。これらの各特性は、本
実施例ではＲＯＭ５２に特性マツプとして記憶させたが
、実験式または関数式として記憶させてもよい。

ＲＯＭ５２には、第７図（ａ）に示すような操舵角θの
任意の極大位置からの戻し角を演算する制御プログラム
が記憶されている。この戻し角は、次に述べるハンドル
戻りフラグＦが１になったときからの操舵角センサ４５
による舵角パルスを計数することにより得られる。

またＲＯＭ５２には１時々刻々変化する操舵角θに基づ
き演算した操舵角速度ｄθ／ｄｔの値が負（すなわち戻
り状態）の場合はハンドル戻りフラグＦを１にする制御
プログラムが記憶されている。

ＲＯＭ５２には更に、車速Ｖ、操舵角θ及び操舵角速度
ｄθ／ｄｔに基づき第４図〜第６図の特性から基底電流
■８、第１補正電流１１、第２補正電流ｊ２並びに第１
〜第３補正係数に＋、　　ｋ２．　　ｋ３を演算し、低
速走行の場合においては、Ｆ＝１でないとき及びＦ＝１
であって前述のハンドル戻し角が所定の角度α以下のと
きはＩ＝Ｉｓなる印加電流を電磁制御弁３ｏに出力し、
Ｆ＝１であってハンドル戻し角が所定の角度αを越えた
ときは Ｉ　＝　Ｉｓ　−ｉ＋　Ｘ　ｋ＋　Ｘ　ｋ２なる印加電
流工を電磁制御弁３０に出力し、また中高速走行の場合
においては、Ｆ＝１でなくかつタイマ４８により計時さ
れる時間が所定の時間Ｔ２を越えないときは印加電流工
が基底電流Ｉ１１となるまで電磁制御弁３０に出力する
印加電流工を次第に減少させ、それ以外のときは Ｉ：Ｌ＋１２Ｘｋ３ となるまで印加電流工を次第に減少させる制御プログラ
ムが記憶されている。

次に、上記実施例の制御動作を、第３図のフローチャー
トにより説明する。

自動車のメインスイッチを入れれば、電子制御装置５０
は各変数を０または所定の初期値に設定する。自動車の
走行状態において時々刻々変化する車速Ｖ及び操舵角θ
は車速センサ４０及び操舵角センサ４５により検出され
てそれぞれの現在値が回路のレジスタに入力される。Ｃ
ＰＵ５１は回路の制御プログラムに基づきハンドル戻し
フラグＦを演算し、所定の小時間毎に割込み信号が入力
される都度、第３図のフローチャートに示す制御プログ
ラムに基づいて処理動作を実行する。

ＣＰＵ５１は、先ず第３図のフローチャートのステップ
１０１において、レジスタに記憶された現在の車速Ｖ及
び操舵角θを読み込んだのち、ステップ１０２において
ＲＯＭ５２に記憶された各特性マツプにより車速Ｖ及び
操舵角θに基づいて基底電流工８を演算する。続くステ
ップ１０３においてＣＰＵ５１は車速Ｖを所定の値ｖ１
と比較し、ｖ（Ｖｌであれば（低速走行であれば）戻し
制御１１０に制御動作を進め、ｖ　＜　Ｖ　＋でなけれ
ば（中高速走行であれば）保舵力制御２２０に制御動作
を進める。

本発明の要部をなす戻し制御１１０では、先ずステップ
１１１において別途演算したＦが１でない、すなわちハ
ンドル戻り状態でなければ、ＣＰＵ５１はステップ１１
４において印加電流工をＩｅとし、ステップ１２０にお
いてこの印加電流工を電磁制御弁３ｏのソレノイド３０
ａに出力する。

これによりハンドル切込み状態におけるハンドルトルク
は従来と同様の値となる。

ステップ１１１においてＦ＝１すなわちハンドル戻り状
態であれば、ＣＰＵ５１は制御動作をステップ１１２に
進め、その直前における操舵角θの極大位置からのハン
ドル戻し角（前述のように別途演算）が所定の角度α以
上であるか否かを判断する。所定の角度α以上でなけれ
ばＣＰＵ５１は制御動作をステップ１１４に進めて前述
と同様の制御を行い、以上であればステップ１１３に制
御動作を進めて、先に演算した基底電流工θと各特性マ
ツプから演算したｉ＋、　　ｋ＋、　　ｋ２＊　　と次
式％式％ により印加電流■を演算し、ステップ１０５においてこ
の減少された印加電流工を電磁制御弁３０のソレノイド
３０ａに出力する。すなわち、ハンドル戻し角が所定の
角度α以上となるまではハンドルトルクはハンドル切込
み状態と同じとなり、所定の角度α以上となればハンド
ル戻り方向のアシスト力が増大して低速走行時のハンド
ル戻りは良好に感じるようになる。

なお、第８図は出願人における従来の技術（公知ではな
い）の−例を示すフローチャートであり、その戻し制御
２１０によれば、ハンドル切込み操作を行っている最中
に修正のために小角度のハンドル戻しと切込みを繰り返
すと、第７図（ｂ）の破線に示すように繰り返しの都度
電磁制御弁への印加電流が変化し、これによりハンドル
トルクも変化するので操舵に異和感を受ける。しかしな
がら上記実施例では、所定の角度αの範囲内でハンドル
戻しと切込みを繰り返してもこの従来技術のような異和
感を受けることはない。

ステップ１０３においてｖ　＜　Ｖ　＋でなければ、Ｃ
ＰＵ５１は保舵力制御２２０に示す制御動作を実行して
印加電流工を演算し、ステップ１０５においてこれを電
磁制御弁３０のソレノイド３０ａに出力する。この場合
は、タイマ４８により計時される時間ｔ２が所定時間Ｔ
２を経過した後はハンドル戻しの際の印加電流工はハン
ドル切込みの際よりも次第に増大し、これにより中・高
速走行時におけるハンドル戻しの際の操舵が軽く感じら
れるようになる。なおこの保舵力制御２２０はは本発明
の要部ではないので、フローチャートのみを示し詳細な
説明は省略する。

ステップ１０５が終了すれば、ＣＰＵ５１は第３図のフ
ローチャートによる処理動作の実行を一時停止する。以
後、所定の小時間毎に割込信号が出力される都度、ＣＰ
Ｕ５１は第３図のフローチャートによる処理動作を繰り
返して実行して、車速Ｖ、操舵角θ、ハンドル切込みか
戻しか及びハンドル戻し角等に応じて演算した印加電流
工を電磁制御弁３０のソレノイド３０ａに出力してハン
ドルトルクを制御する。

なお本実施例では、低速走行時においてハンドル戻し角
が所定の角度αを越えれば、第７図（ｂ）の実線に示す
ように印加電流工を急に減少させて電磁制御弁３ｏの開
度が急に減少するようにしたが、同図の二点鎖線に示す
ように印加電流工を変化させて角度αを越えてから次第
に電磁制御弁３０の開度が減少するようにしてもよい。

なお上記実施例では、反力式の操舵力制御装置を用いた
場合について説明したが、本発明はサーボ弁１７の両分
臼ポート１７　ｃ、　　１７　ｄ間あるいはポンプの吐
出側と吸込側との間をバイパスする電磁制御弁を設けた
バイパス式の操舵力制御装置を用いたものにも実施する
ことができる。更に。

本実施例は操舵角センサ４５によりハンドル戻りフラグ
Ｆを判定しているが、操舵角センサとハンドルトルクを
検出するトルクセンサにより判定を行ってもよい。また
、各特性マツプは、実施例のように連続的に変化するも
のの代わりに、段階的に変化するものとしてもよい。

また本発明は、電気式の動力舵取装置に実施することも
できる。

【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構成を
示す図、第２図〜Ｉ！７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図は基底電流の特性図、第５図は各補
正電流の特性図、第６図は各補正係数の特性図、第７図
は時間に対する操舵角と印加電流の変化状態を示す図で
ある。第８図は出願人における従来技術の制御プログラ
ムのフローチャートである。 符　　号　　の　　説　　明 １・・・戻り判定手段、２・・・演算出力手段、３・・
・付加演算手段、１１・・・作動部材（作動ロッド）、
１２・・・増力装置ｆｆ１（パワーシリンダ）、１５・
・・制御装置、１６・・・回転軸、４５・・・操舵角セ
ンサ、４６・・・操舵ハンドノν。 出願人　豊田工機株式会社（外１名） 代理人　弁理士　長谷照−（外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操向車輪を操向する作動部材と、この作動部材を操舵ハ
   ンドルに連結する回転軸と、前記作動部材にアシスト力
   を与える増力装置と、前記回転軸に加わるトルク及び印
   加電流に応じて前記増力装置が与えるアシスト力を変化
   させる制御装置と、自動車の走行状態に応じて前記印加
   電流を演算してこれを前記制御装置に出力する演算出力
   手段を備えてなる動力舵取装置において、前記操舵ハン
   ドルの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角セ
   ンサにより検出された操舵角の変化に基づきハンドル戻
   り状態を検出する戻り判定手段と、前記操舵角センサに
   より検出される前記操舵ハンドルの戻り角度が前記戻り
   判定手段によるハンドル戻り状態の検出開始から所定の
   角度に達した後に前記演算出力手段により演算された印
   加電流を前記アシスト力が減少する方向に変化させる付
   加演算手段を備えたことを特徴とする動力舵取装置の制
   御装置。