JPH0671890B2 - 動力操舵装置 - Google Patents

動力操舵装置

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JPH0671890B2
JPH0671890B2 JP59144914A JP14491484A JPH0671890B2 JP H0671890 B2 JPH0671890 B2 JP H0671890B2 JP 59144914 A JP59144914 A JP 59144914A JP 14491484 A JP14491484 A JP 14491484A JP H0671890 B2 JPH0671890 B2 JP H0671890B2
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博嗣 山口
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液圧又は電気駆動されるアクチュエータによっ
てステアリング系に操舵補助力を与えるようにした動力
操舵装置に関する。
従来の技術 従来の動力操舵装置としては例えば実開昭56−136855に
示されたものがある。この動力操舵装置は油圧駆動され
るもので、油圧ポンプから吐出された作動油はコントロ
ールバルブを介してパワーシリンダに供給されるように
なっており、コントロールバルブの開度が運転者の操舵
力に基づいて変化し、該コントロールバルブによってパ
ワーシリンダに供給するアシスト油圧制御およびパワー
シリンダの左右シリンダ室への油路切換えが行われるよ
うになっている。更に、前記コントロールバルブで発生
した油圧は正しいかどうかを該コントロールバルブに設
けられた弁ストローク検出部からの信号をフィードバッ
クして制御している。そして、前記パワーシリンダがア
シスト油圧によって稼動されることにより、ステアリン
グ系に操舵補助力が得られるようになっている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる従来の動力制御装置にあっては、
運転者が入力した操舵トルクに対してアシスト油圧が決
定される構成となっていたため、路面状況が変化した場
合、例えば砂利道,雪道等の路面すべり摩擦係数が著し
く小さい時は、操舵力が思いのほか軽くなりすぎるた
め、運転者は操舵輪が切れすぎたりしないように緊張し
て運転する必要があり運転疲れを起こしてしまう。
そこで、本発明は車両走行状態から目標の操舵トルクお
よびスリップ限界を算出し、この目標の操舵トルクおよ
びスリップ限界に基づいて実際の操舵トルクを制御する
ことにより、路面状態に拘わらず常に最適な操縦性を得
るようにした動力操舵装置を提供することを目的とす
る。
問題点を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は第1図に示すよう
に、ステアリング系に連動し、かつ操舵補助力を発生す
るアクチュエータeと、車両の走行状態を検出する車両
走走行状態検出手段aと、この車両走行状態検出手属a
の検出信号に基づいて目標とする操舵トルクを算出する
目標操舵トルク設定手段bと、運転者により実際に加え
られている操舵トルクを検出する実操舵トルク検出手段
cと、この実操舵トルクが前記目標操舵トルクと一致す
るように前記アクチュエータeによる操舵補助力を制御
する補助力制御手段dと、前記車両走行状態検出手段a
の検出信号に基づいて、車両走行状態が所定のスリップ
領域近傍にあることを検出するスリップ推定手段fと、
このスリップ推定手段fによりスリップ領域近傍にある
ことを検出したときに、前記目標操舵トルクを増大補正
する補正手段gと、を備えて構成されている。
作 用 上記構成においては、車速等の車両走行状態に応じて最
適な目標操舵トルクが逐次設定され、これと実操舵トル
クとが一致するようにアクチュエータeによる操舵補助
力が制御される。ここで、例えば路面の摩擦係数が小さ
いときには、操舵輪の転舵に必要なトルク(実操舵トル
クと操舵補助力との和)は小さくなるが、実操舵トルク
が目標操舵トルクと一致するように操舵補助力が減少す
るため、実操舵トルクが過度に軽くなることはない。つ
まり、路面状態に全く影響されずに車速等に適した実操
舵トルクが保たれる。
そして、車速等の車両走行状態が所定のスリップ領域近
傍にある場合は、補正手段gにより目標操舵トルクが増
大補正されるため、実操舵トルクがこれと一致するよう
に操舵補助力が低減し、スリップの原因となるような急
激な操舵が抑制される。
実施例 以下本発明の一実施例を図に基づいて詳細に説明する。
第2図は本発明の一実施例を示す動力操舵装置10の概略
構成図を示し、リザーバタンク11から油圧ポンプ12によ
って吸い上げられた作動油は、管路13を介してコントロ
ールバルブ14のメインポート14aに導かれる。一方、該
コントロールバルブ14の左,右ポート14b,14cはパワー
シリンダ15の左,右シリンダ室15a,15bに管路16,16aを
介して接続されると共に、前記コントロールバルブ14の
左,右ドレンポート14d,14eはドレン管路17を介して前
記リザーバタンク11に接続されている。前記コントロー
ルバルブ14はスプール18を有し、このスプール18が軸方
向に左右移動されることによって、前記メインポート14
aが左,右ポート14b,14cの一方に連通されると共に、ス
プール18の移動量によって該左,右ポート14b,14cに発
生する油圧が制御されるようになっている。前記スプー
ル18はマイクロコンピュータ(以下マイコンと称す)30
からの極性変化を伴う電流他変化を信号とする出力によ
り励磁,消磁されるソレノイド19によって作動される。
20,20aはスプール18を図示する中立位置に付勢するスプ
リングである。一方、前記パワーシリンダ15の左,右シ
リンダ室15a,15bはピストン15cによって隔成され、該
左,右シリンダ室15a,15bの一方にコントロールバルブ1
4からアシスト油圧が供給されたときには、他方のシリ
ンダ室は前記ドレン管路17に連通され、ピストン15cと
共にラック軸21が移動してステアリング系に操舵補助力
が作用するようになっている。該ラック軸21にはステア
リングシャフト22aを介してステアリングホイール22に
連動するピニオンギヤ23が噛合され、操舵時にはステア
リングホイール22の回転力を前記ピニオンヤ23を介して
ラック軸21に伝達する主操舵力と前記パワーシリンダ15
による操舵補助力とによって操舵輪が作動されるように
なっている。尚、前記コントロールバルブ14と前記パワ
ーシリンダ15によってアクチュエータ24が構成されてい
る。
前記マイコン30には車両走行状態を検出する信号、即
ち、車速検出部31,操舵角検出部32,操舵速度検出部33か
らの各信号が入力され、これら各信号に基づいて前記ソ
レノイド19を制御するようになっている。つまり、前記
マイコン30内には目標トルク算出手段34が設けられ、こ
の手段34により前記車速,操舵角,操舵速度の各信号か
ら予め記憶されたメモリ35のマップデータに従って補間
法を利用して目標とする操舵トルクT0を算出し、この算
出された目標トルクT0により電流値算出手段36でソレノ
イド19の駆動電流値I0およびその極性(+又は−)がメ
モリ37のデータにより決定されるようになっている。こ
こで、メモリ35内のマップデータは車両の速度の低速走
行時と高速走行時とに分け、マス目間隔は高速側を細か
くしてある。更に、この目標操舵トルクT0は、第3図に
示すマップデータより車速と操舵角θとから基本操舵ト
ルクTaを出し、これに、第4図に示す操舵速度と車速と
により決定した補正係数Kaを乗じ算出するようにしてい
る。そして、マイコン30には、実際の操舵トルクT1を検
出する手段としての操舵トルク検出部39から前記実操舵
トルクT1が入力されており、制御手段38が、この実操舵
トルクT1と前記目標トルクT0を比較して、これら両者が
異なる場合は実トルクT1が目標トルクT0と一致するよう
に前記電流値算出手段36に制御信号を出力するものであ
る。
更に、前記制御手段38にはスリップ防止手段40が設けら
れ、このスリップ防止手段40には前記車両走行状態を検
出する信号としての車速信号,操舵角信号,操舵速度信
号が入力され、これら各信号に基づいてスリップ指標値
Sを算出し、第5図に示すようなスリップ領域のマップ
データと比較する。そして、このマップデータから得ら
れたスリップ領域に対し前記スリップ指標値Sがどの位
置にあるかを判断し、このスリップ指標値Sがスリップ
領域に近い場合は前記目標操舵トルクT0に係数K(K>
1)を乗じて、該目標操舵トルクT0を増大補正するよう
になっている。
第6図は前記マイコン30による制御を示すフローチャー
トで、ステップ1で車速,操舵角,操舵速度の車両走行
状態を示す各信号を検出し、ステップ2で該各信号に基
づいてテーブルルックアップ方式により目標とする操舵
トルクT0を算出する。次に、ステップ3で実際の操舵ト
ルクT1を検出し、ステップ4でこの実操舵トルクT1が前
記目標操舵トルクT0と同一かどうかを判断する。そし
て、同一の場合はステップ5に進み、前記目標操舵トル
クT0に基づいて駆動電流値I0をテーブルルックアップ方
式により算出する。一方、前記ステップ4で目標トルク
T0と実トルクT1が異なる場合は、ステップ6に進み走行
状態からスリップ指標値Sを算出し、次にステップ6aで
スリップ領域を決定する。そして、ステップ7でスリッ
プ限界値Sがスリップ領域の近くにあるかどうかを判断
し、近くにない場合はステップ8に進んで補正トルクT2
を決定し、この補正トルクT2信号を前記ステップ5に与
えるようになっている。次に、前記ステップ7でスリッ
プ指標値Sがスリップ領域の近くにあると判断した場合
は、ステップ9で前記ステップ8で求めた補正トルクT2
をK倍した第2の補正トルクT3を求め、この第2の補正
トルクT3信号を前記ステップ5に出力するようになって
いる。尚、本実施例にあっては第2の補正トルクT3によ
って制御している場合は、運転者に警報又は表示を行う
ようになっている。
次に、上記構成の実施例の作用を説明する。走行路面が
砂利道とか雪道等のすべり摩擦係数が著しく小さいとき
は、操舵輪がすべるため、操舵輪の転舵に必要なトルク
は大幅に減少する。従って、実操舵トルクT1も低下しよ
うとする。
しかし、目標操舵トルクT0は車速,操舵角,操舵速度に
よって決定されるため、該目標操舵トルクT0は路面状態
に無関係に所定値に設定されている。そのため、制御手
段38により前記実操舵トルクT1と前記目標操舵トルクT0
と一致させるように補正トルクT2信号を出すことによっ
て、実操舵トルクT1が大きく保たれる。つまりアクチュ
エータ24のアシスト油圧を少なくする方向にコントロー
ルバルブ14が制御され操舵補助力が減少する。従って、
操舵輪の切りすぎが防止され、運転疲れが著著しく減少
する。
更に、車両走行状態検出信号からスリップ指標値Sを求
めると共にマップデータからスリップ領域を求め、これ
ら両者を比較することにより、スリップ領域近傍では、
前記補正トルクT2を更にK倍した補正トルクT3により制
御がなされる。この結果、目標操舵トルクT0を実質的に
増大補正させた形となり、この補正後の大きな目標操舵
トルクと実操舵トルクT1とが一致するように操舵補助力
が減少する。従って、運転者に要求される操舵力が通常
時よりも大きくなって、操舵速度が低下し、急激な操舵
による車輪のスリップが防止される。
尚、前記補正トルクT3を決定する係数Kは定数として示
したが、この係数Kを目標操舵トルクT0と実操舵トルク
T1の比較演算値に比例した変数とし、これにより実操舵
トルクT1をスリップ領域に近づくに従って徐々に大きく
するようにしてもよい。
また、前記操舵速度は操舵角検出部32から得られた操舵
角信号を微分することによって得られ、この方法を用い
ることによって操舵速度検出部33を廃止することができ
る。
更に、各検出部(車速検出部31,操舵速度検出部32,操舵
角検出部33)の信号に対応した標準的なアシスト油圧値
をデータベースとしてマイコン30に記憶させ、実際のア
シスト量として代用できるコントロールバルブ14の駆動
電流と比較演算することにより、路面すべり摩擦係数を
表示することができる。従って、前記実施例にあって
は、前記各検出部31,32,33の信号から目標操舵トルクT0
を決定し、この目標操舵トルクT0と実操舵トルクT1との
差によって操舵補助力を制御するものを示したが、目標
操舵トルクT0に代えて前記各検出部31,32,33の信号から
目標のアシスト油圧を算出し、この目標のアシスト油圧
と実際のアシスト油圧又はこの実際のアシスト油圧に代
用できる量との差によって操舵補助力を制御するように
したものでもよい。
また、前記目標とする操舵トルクT0をスイッチ又は可変
抵抗器により可変とすることができ、このようにするこ
とによって運転者の好みに合わせた車両走行が行われ
る。
更に、前記実施例にあっては油圧作動されるアクチュエ
ータを示したが、電気作動されるアクチュエータたとえ
ばモータを用いた動力操舵装置に本発明を適用すること
ができ、更に、コントロールバルブ14はソレノイド19に
より電磁駆動方式が採用されているが、これに限ること
なく液圧駆動方式にしてもよいことはいうまでもよい。
因に、図示したステアリング系はラックアンドピニオン
式のステアリングリンケージを示すが、これに限ること
なく他のステアリングリンケージを用いたものでもよい
ことは勿論である。
発明の効果 以上説明したように本発明の動力操舵装置にあっては、
車両走行状態から設定される目標の操舵トルクと運転者
の実際の操舵トルクとが一致するように操舵補助力を制
御するので、路面のすべり摩擦係数が著しく小さい場合
などでも路面状態に全く影響されずに、常に適当な操舵
トルクを運転者に与えることができる。また、車速等の
運転状態がスリップ領域に近付いた場合は、目標操舵ト
ルクを増大補正することによって操舵速度を抑制でき、
車輪のスリップを防止することができる。従って、砂利
道,雪道等のすべり摩擦係数が小さい路面走行時にあっ
ても操舵輪の切りすぎが防止され、操舵安全性が向上し
て運転疲れが著しく少なくなるという優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例を示す動力操舵装置の概略構成図、第3図
は車速と操舵角に対する操舵トルクを示す特性図、第4
図は操舵速度と車速に対する操舵速度補正係数を示す特
性図、第5図は車速と操舵角との関係より示すスリップ
領域の特性図、第6図は本発明の動力操舵装置の制御の
一実施例を示すフローチャート図である。 10……動力操舵装置、12……油圧ポンプ、14……コント
ロールバルブ、15……パワーシリンダ、18……スプー
ル、19……ソレノイド、21……ラック軸、22……ステア
リングホイール、23……ピニオンギヤ、24……アクチュ
エータ、30……マイクロコンピュータ、31……車速検出
部(車両走行状態検出手段)、32……操舵角検出部(車
両走行状態検出手段)、33……操舵速度検出部(車両走
行状態検出手段)、34……目標トルク算出手段、38……
制御手段、39……実トルク検出部(実際の操舵トルク検
出手段)、40……スリップ防止手段。
フロントページの続き (72)発明者 青山 豊 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 中田 守恒 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−76760(JP,A) 特開 昭60−163766(JP,A) 特開 昭60−1072(JP,A) 特開 昭60−47762(JP,A) 特開 昭59−45265(JP,A) 特開 昭56−95768(JP,A) 特公 昭53−32129(JP,B2) 特公 昭51−42375(JP,B2) 特公 昭51−42376(JP,B2) 特公 昭51−21694(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステアリング系に連動し、かつ操舵補助力
    を発生するアクチュエータと、 車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、 この車両走行状態検出手段の検出信号に基づいて目標と
    する操舵トルクを算出する目標操舵トルク設定手段と、 運転者により実際に加えられている操舵トルクを検出す
    る実操舵トルク検出手段と、 この実操舵トルクが前記目標操舵トルクと一致するよう
    に前記アクチュエータによる操舵補助力を制御する補助
    力制御手段と、 前記車両走行状態検出手段の検出信号に基づいて、車両
    走行状態が所定のスリップ領域近傍にあることを検出す
    るスリップ推定手段と、 このスリップ推定手段によりスリップ領域近傍にあるこ
    とを検出したときに、前記目標操舵トルクを増大補正す
    る補正手段と、 を備えたことを特徴とする動力操舵装置。
JP59144914A 1984-07-12 1984-07-12 動力操舵装置 Expired - Fee Related JPH0671890B2 (ja)

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