JPH05139331A - 可変労力ステアリングにおける速度の平均化方法 - Google Patents

可変労力ステアリングにおける速度の平均化方法

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JPH05139331A
JPH05139331A JP4130507A JP13050792A JPH05139331A JP H05139331 A JPH05139331 A JP H05139331A JP 4130507 A JP4130507 A JP 4130507A JP 13050792 A JP13050792 A JP 13050792A JP H05139331 A JPH05139331 A JP H05139331A
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JP
Japan
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speed
vehicle speed
steering
effort
calculated
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JP4130507A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael J Shorkey
マイケル・ジヨン・シヨーキー
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Delco Electronics LLC
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Delco Electronics LLC
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータ16の制御下で、制御
電流に応答してステアリング労力を変化させることが可
能である可変労力ステアリング・システムを提供する。 【構成】 本発明は、車両速度入力信号を生じ、速度入
力信号から車両速度サンプルを周期的に計算し、車両速
度における変化を検出(14)し、計算された平均速度
の関数としてステアリング労力制御信号を生成する。車
両の減速の場合、制動中の急激なステアリング労力の変
化を阻止するため長い平均化時間が用いられる。車両の
加速の場合、速度の増加に対するステアリング労力の迅
速な応答を生じるため短い平均化時間が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パワー・ステアリング
に関し、特に平均車両速度の関数としてステアリング労
力を制御することに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液圧作動補助ステアリング・シス
テムは、供給される流体流に関してステアリング・リン
ク装置を運動させる液圧アクチュエータと、オペレータ
が加えるステアリング・トルクに関してアクチュエータ
に対する流体流を制御するための液圧制御ロータリ弁組
立体とを含む。この制御弁は、一般に、弁ハウジング内
で回転自在な円筒状弁体部と、弁体部内に回転自在に配
置されたスプールとを含む。作動流体は、スプール内に
形成された腔部に対して供給され、弁体部はスプールと
弁体部との間の相対的な回転量と関連して流体流を受取
るように溝が設けられている。このように受取られた流
体は、次にアクチュエータに指向されてステアリング補
助作用が弁体部とスプールの相対的回転運動と関連して
生じるようにする。
【0003】スプールは、車両のオペレータにより手動
で回転され、空動継手を介してステアリング・リンク装
置を機械的に駆動するように結合されている。トーショ
ン・バーの如き弾性要素が、このスプールと弁体部を結
合してスプールと弁体部を整合する中心位置決め作用力
を生じ、かつその間に少なくとも空動継手の限界内でオ
ペレータが与えたステアリング・トルクと関連して相対
的回転運動を許容する。
【0004】上記の形式のシステムにおいては、与えら
れた補助作用レベルを生じるために要する運転者のステ
アリング労力のレベルは、主としてトーション・バーの
コンプライアンスに依存する。もしトーション・バーが
比較的高いコンプライアンスを有するならば、運転者の
ステアリング労力は比較的低レベルで済む。このこと
は、一般に比較的高いステアリング力が要求される車両
の低速運転において望ましい。トーション・バーが比較
的低いコンプライアンスを有するならば、比較的高レベ
ルの運転者のステアリング労力が要求される。これは一
般に、比較的低いステアリング力が要求される車両の高
速運転において望ましい。
【0005】異なる速度における異なるステアリング・
レベルを許容する必要は、米国特許第4,886,13
8号により満たされる。この米国特許は、作動流体の調
整のための従来の相対的に回転自在なスプールおよび弁
体部要素を有し、トーション・バーと関連して働いて、
与えられた補助作用レベルを生じるために要する運転者
のステアリング力を調整するためスプールと弁体部間の
変更可能弾性の継手を画成する一体の電磁機構を有する
液圧補助ステアリング・システムを記載している。この
電磁機構に対する電流がステアリング労力を決定し、こ
の電流は車両の速度の関数として変更される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題および解決手段】車両速
度が急激に変化する場合には、ステアリング労力もまた
急激に変化し得る。車両の加速中の如き場合において
は、このことは必要な際により良好な路面感覚が得られ
るため望ましい。一方、ステアリング労力は減速中は急
激に減少し得る。しかし、電流は駆動容易性を強化する
ために制御され、ステアリング労力の急激な減少を生じ
ないことが望ましい。
【0007】従って、本発明の目的は、特に減速中に車
両速度に応答してステアリング労力の変化率を制限する
ことにある。
【0008】この目的のため、本発明による方法は、特
許請求の範囲1項の特徴部分に記載された特徴を特徴と
する。
【0009】本発明は、望ましくは、加速および減速時
に速度に対する異なるステアリング応答を提供する。
【0010】本発明は、車両速度入力信号を生じ、速度
入力信号から車両速度サンプルを周期的に計算し、車両
速度における変化を検出し、計算された平均速度の関数
としてステアリング労力制御信号を生成することを含む
車両速度を計算する方法であって、速度の減少が検出さ
れる時平均速度を計算するステップが与えられた期間に
おいて計算された速度サンプルを平均化することを含む
方法により、ステアリング労力制御電流に応答し、車両
速度の関数として制御電流を変更する制御装置を備える
ステアリング労力可変パワー・ステアリング・システム
において実施される。
【0011】本発明については、添付図面に関する以降
の記述において事例として記載する。
【0012】
【実施例】以降の記述は、弾性可変電磁継手を備えた特
定のステアリング・システムおよびこのシステム用の速
度応答電流制御部に関する。しかし、本発明はこの機構
における用途に限定されるものではない。前記速度応答
制御部は、電気的な速度信号に応答する他の可変労力ス
テアリング・システムに対しても同様に適応する。この
ような1つの他のシステムは、ステアリング労力を変化
させるため液圧作動パワー・ステアリング・システムに
おける可変オリフィスを使用し、このオリフィスが車両
速度の関数として電気的に制御される。
【0013】図1は、詳細が参考のため本文に引用され
る上記の米国特許第4,886,138号に更に詳細に
記載されるシステムおよび可変労力ステアリング装置1
0を示す。このステアリング装置10は、車輪12のス
テアリング位置を決定する。車輪12の速度は、速度セ
ンサ14により検出され、このセンサからの信号は、車
両速度の測定値として使用される。(コンピュータに基
く)制御装置は、車両の蓄電池(図示せず)から作動電
力を供給され、その全てが周知のデバイスであるマイク
ロコンピュータ16と、入出力デバイス(I/O)18
と、入力カウンタ20と、パルス幅変調ドライバ(PW
M)22とを含む。マイクロコンピュータ16は、I/
Oデバイス18を介してシステムの残部と通信し、種々
の入力情報に応答して、マイクロコンピュータ16はス
テアリング装置10の所要の励起に関する出力指令を生
じるための一連のプログラム命令を実行する。
【0014】主要な制御装置の入力は、速度センサ14
からの振動する速度信号である。この速度信号は、入力
カウンタ20を介してI/Oデバイス18へ送られ、こ
のカウンタが速度信号の周波数を予め定めた係数で除算
する。ステアリング装置10を励起するためのPWM指
令は、(双方向性の)PWMドライバ22へ送られてこ
れと対応して車両の蓄電池からの制御電流によりステア
リング装置10を変調する。
【0015】米国特許第4,886,138号に記載さ
れた実施例によれば、弁スプールおよび弁体部の相対的
な変位がトーション・バーおよび磁気位置調整力により
抵抗を受け、磁気力はステアリング装置10に与えられ
るアクチュエータ電流即ち制御電流に依存する。ゼロ制
御電流では、トーション・バーとステアリング装置10
における磁気位置調整力の合成作用が、図2の軌跡30
により示される中レベルのステアリング力補助作用を生
じる。このレベルの補助作用が、約48Km/時(30
マイル/時)の如き中程度の車両速度に対して最もよく
適す。軌跡32により示されるように、1つの極性の電
流が弁スプールと弁体部の単位相対的変位当たりの運転
者のステアリング労力を増加させ、より多くの電流はよ
り多くの労力を要求する。このことは、一般により高い
速度について適合する。軌跡34に示されるように、反
対の極性の電流は、運転者のステアリング労力を減少
し、より低速度において望ましい。このため、可変労力
は制御電流を変化させることにより生じる。
【0016】作動電流即ち制御電流は速度の1次関数と
して生じるが、これはまたステアリング労力の調整の容
易性の利点を最適化するようにすることもできる。図3
は、制御電流がどのうように速度と共に変化するかの一
例を示す。1つの極性の最大電流は、最大ステアリング
力補助作用を生じるためにゼロの車両速度で生じる。こ
の電流は、0乃至16Km/時(約9.94マイル/
時)の間で徐々に減少し、約48Km/時(30マイル
/時)まで一定であり、ゼロ電流で得られるより高いレ
ベルの補助作用を継続する。約48乃至80Km/時
(30乃至50マイル/時)では、電流は最大のステア
リング力が要求される約80Km/時(50マイル/
時)以上の速度で生じる他の極性の最大値まで直線的に
変化し、最良の路面感度が得られる。電流のゼロとの交
点は約64Km/時(40マイル/時)のすぐ下方で生
じ、ここでは図2の軌跡30により示されるステアリン
グ労力が優勢となる。このため、ステアリング労力が加
速あるいは減速中、特にある速度範囲において変化する
ことが明らかである。無論、制御電流が速度の1次関数
であったならば、ステアリング労力は全ての速度におけ
る速度の変化の間変化することになる。
【0017】作動電流の計算において使用される車両速
度を決定するため、速度サンプルの計算のため車両速度
信号が周期的にサンプルされる。これらの速度サンプル
は、電流計算において直接使用することができるが、制
御電流およびステアリング労力における急激な変化を防
止するため移動平均を使用できることが望ましい。特
に、車両の減速中ステアリング労力の変化を遅らせるこ
とが役立つ。このため、速度サンプルは、必要に応じ
て、速度変化の種類に従って異なる方法であるいは異な
る期間にわたって平均化することができる。
【0018】図4のフローチャートは、速度の関数とし
てアクチュエータ電流即ち制御電流を得るためマイクロ
コンピュータ16内部で使用される方法を示す。<>内
の数字は、チャートの参照番号であり、各ブロックの機
能の説明のため使用される。速度センサからの入力<4
0>は、車両速度の計算<42>のため使用される。速
度サンプル、例えば40ミリ秒を得るため、マイクロコ
ンピュータの各制御ループ毎に新しい速度サンプルが計
算される。連続的な速度サンプルが比較されて、速度の
変化を検出する<44>。
【0019】車両速度が減少しつつあるならば<46
>、平均速度は3秒の如き第1の期間に計算される<4
8>。もし車両速度が増加しつつあるならば<50>、
平均速度は、第1の期間より短いことが望ましい第2の
期間で計算される<52>。この第2の期間は、40ミ
リ秒のサンプリング期間とも等しく、その結果実際に最
後の速度サンプルが「平均速度」として使用される。車
両速度が減少せず<46>あるいは増加もしない<50
>ならば、前の期間が平均速度の計算のための平均期間
として呼出される<54>。例えば、最後の速度変化が
減少しておれば、第1の期間が使用されて、速度の増加
が検出されるまで使用し続けることになる。次に、アク
チュエータ電流即ち制御電流が計算された平均速度に基
いて計算され<56>、アクチュエータ電流即ち制御電
流が、PWMドライバ22を介してステアリング装置1
0へ出力され<58>、このループが反復される。
【0020】このため、本発明による電流制御は、各場
合に対して異なる平均期間を用いて加速および減速条件
下で速度の平均化を独立的に管理することができ、これ
により加速より減速時に緩やかにステアリング補助量を
変化させることが判るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するための可変労力ステア
リング・システムを示すブロック図である。
【図2】図1のシステムにより達成される運転者のステ
アリング労力における変化を示すグラフである。
【図3】電流と有効車両速度との関係を示すグラフであ
る。
【図4】本発明を実施するためのプログラム・ステップ
を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 可変労力ステアリング装置 12 車輪 14 速度センサ 16 マイクロコンピュータ 18 入出力デバイス(I/O) 20 入力カウンタ 22 パルス幅変調ドライバ(PWM)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリング労力制御電流に応答して、
    車両速度の関数として制御電流を変化させる制御装置
    (16〜22)を備えた可変労力ステアリング装置で使
    用される車両速度を計算する方法であって、車両速度入
    力信号を提供するステップ(40)を含む方法におい
    て、速度入力信号から車両速度サンプルを周期的に計算
    し(42)、車両速度における変化を検出し(44、4
    6、50)、平均速度を計算し(48、52、54)、
    計算された平均速度の関数としてステアリング労力制御
    信号を生成する(56、58)ステップを含み、車両速
    度の減少が検出される(46)時、平均速度を計算する
    ステップが、与えられた期間において計算された速度サ
    ンプルを平均化すること(48)を含むを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】 車両速度の増加が検出される(50)
    時、平均速度を計算するステップが、第2の期間におい
    て計算された速度サンプルを平均化すること(52)を
    含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 速度の変化が検出されない(46、5
    0)時、一定速度を得る直前に呼出された期間において
    計算された速度サンプルを平均化すること(54)を含
    むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 速度の増加が検出される(50)時、平
    均速度を計算するステップが、平均速度として最後に計
    算された速度サンプルを用いることを含み、これにより
    車両速度が増加する時制御電流が迅速に応答し得ること
    を特徴とする請求項1記載の方法。
JP4130507A 1991-05-22 1992-05-22 可変労力ステアリングにおける速度の平均化方法 Pending JPH05139331A (ja)

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