JPS5992257A - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は、動力舵取装置の操舵力制御装置、特に操舵力
を車速、ハンドル回転角等に応じて電子制御する操舵力
制御装置に関する。

〈従来技術〉 最近、マイクロコンピュータを利用してそのメモリ内に
所定の制御パターンの特性マツプを記憶し、−力制御入
力として車速、ハンドル回転角を入力し、これら制御入
力によって前記特性マツプを読出し、適確な操舵力制御
を行う舵取装置が開発されつつある。

しかしながら上記装置におりる操舵特性は、特定の車路
の車に適合した制御パターンの特性マソプあるいは大多
数のドライバが満足する最大公約数的な制御パターンの
特性マツプに設定されているため、車路の異なる車に装
着したり、またドライバによっては」二記操舵特性に適
合しなかったりする問題があった。

しかも上記舵取装置は、一旦車両に装着後において前記
メモリ内の特性マツプを（＋’Ｅ正することはできず、
より軽くしたいあるいはより重くしたいといったドライ
バからの要求あるいは嗜好に対処することができなかっ
た。

〈発明の目的〉 よって本発明の目的とすることろは、制御パターンの異
なる各種特性マツプを用意し、これをドライバの好み、
車の走行状況あるいは車路に応じて選択し、ドライバに
適合した操舵力制御を可能にすることである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて発明する。

第１図において、操向ハンドル１０はハンドル軸１１の
−・端に取イ」りられ、このハンドル軸１１の他端に動
力舵取装置１２の操舵軸１３が連結されている。動力舵
取装置Ｉ２はかかる操舵軸１３に伝えられる手動操舵ト
ルクによって制ｆｌｌされるサーボバルブ１４と、この
サーボバルブ１４の制ｆｆｆｆ１によって圧力流体が分
配されるパワーシリンダ１５からなり、このパワーシリ
ンダ■５て増大された操舵トルクが囲路の操縦リンク機
構を介して操向車輪に伝達される。前記動力舵取装置Ｉ
２のサーボバルブ１４に圧力流体を供給するために、エ
ンジンによって駆動されるポンプ１６が設けられ、この
ポンプ１６の吐出流量は後述する流量制御装置により可
変的に制御される。

第２図はパワーシリンダ１５の両端室を車速等に応じて
バイパス制御するりニアソレノイドバルブ２０を示すも
ので、バルブ本体２１に形成された内孔２２にはスプー
ル２３が摺動可能に嵌挿され、このスプー３ＩＪ２３に
バイパス用スリット２４が刻設されている。スプール２
３はスプリング２５のバイアスにより通審下隆端に保持
され、パワーシリンダ１５の左室に通ずる通路２６と右
室に通ずる通路２７の連通を遮断している。しかしてソ
レノイド２８に通電される電流値に応じてスプール２３
に吸引力が作用され、スプリング２５に抗して上方向に
変位されると、前記両通路２６゜２７がバイパス用スリ
ット２４を介して互いに連通され、スプール２３の変位
量、すなわちソレノイＦ’２８に印加される電流値に応
じて操舵力が変化される。

第３図は前記サーボバルブ１４に供給する流量を制御す
るりニアソレノイドバルブ３０を備えた流量制御装置を
示すもので、バルブ本体３１に形成された内孔３２には
スプール３３が摺動可能に嵌挿され、このスプール３３
に制御孔３４が形成されている。制御孔３４はポンプ１
６の吐出域に通ずる通路３５との間で可変絞り３６を構
成し、この可変絞り３Ｇを介して前記通路３５とサーボ
バルブ１４とを連通ずる。スプール３３はスプリング３
７のバイアスにより通富図に示す摺動端に保持され、可
変絞り３６の開［１面積を最大に保持し゛（いる。しか
してソレノイド３８に通電される電流値に応じてスプー
ル３３に吸引力が作用され、スプリング３７に抗して変
位されると、可変絞り３６の開口面積が漸次縮小される
。

３９ばポンプ１６より吐出された圧力流体の余剰流を吸
入側にバイパスするバイパスバルブで、このバイパスバ
ルブ３９は前記可変絞り３６前後の圧力差に応動し、こ
の圧力差を宙に一定に維持するようにバイパス通路４０
の開口面積を制御する。これによりソレノイド３８に印
加される電流値に応じてサーボバルブ１４に供給される
流量が減少され、操舵力が変化される。

第４図は前記した２つのソレノイド”２８．３８を制御
する制御回路を示すもので、５０は車速■を検出する車
速センサ、５１はハンドル回転角θを検出する回転角セ
ンサである。これらセンサ５０．５１によって検出され
たアナし１グ出力は、マルチプレクサ５３に入力されて
時分割的にセレクトされ、マイクロコンピュータ５４か
らなる制御回路に入力される。

５５はデジタル演算処理を行うマイクロコンピュータ５
４のセントラルプロセ２シングユニソト（以下ＣＰＵと
略称する）で、その入力部５６は前記マルチプレクサ５
３からの入力信号をデジタル値に変換してＣＰＵ５５に
送出する。またこの人力部５６には選択スイッチ等の選
択装置Ｓからの信号が入力されており、後述する制御パ
ターンの異なる特性マツプの選択信号をＣＰＵ５５に送
出する。一方出力部５７はＣＰＵ５５からの制御信号を
アナログ値に変換してそれを２つの出カポ−１−Ａ、Ｂ
よりアンプ５９．５８を介して前記２つのりニアソレノ
イド３８．２８にそれぞれ人力する。６０は後述する固
定プログラムを記憶するリードオンリーメモリ　（以下
ＲＯＭと略称する）、６１は読出しおよび書′込み可能
なランダムアクセスメモリ　（以下ＲＡＭと略称する）
である。

第５図は前記ＲＯＭ６０に記憶される固定プログラムを
図形化して示すもので、この固定プログラムの種類とし
ては、特性マツプＩＡおよびＩＢの組合せからなる第１
の制御パターンＩ、特性マツプＵＡおよび１１　Ｂの組
合せからなる第２の制御パターン■、特性マツプＩＩＩ
　Ｂおよび［Ｉ　Ｂの組合せからなる第３の制御パター
ン１■、特性マツプＩＶＢおよびＩＶＢの組合せからな
る第４の制御パターンＩＶの４つの制御パターンのため
のプログラムが用意されている。その中で特性マツプＩ
Ａ、ＨＡ。

１１ｆＡ、ｒＶＡは号−ポバルブ１４に供給する流量を
制御するりニアソレノイドバルブ３０のソレノイド駆動
用に用いられ、また特性マツプＩＢ、ＩＩＢ。

１１１８、ＩＶＢはパワーシリンダ１５の両端室をバイ
パス制御するりニアソレノイドバルブ２０のソレノイド
駆動用に用いられている。

前記特性マツプＩＡ、ＩＩＡ、ＩＩＩＡ、ＩＶＡは、ハ
ンドル回転角θと車速■に応じて前記リニアソレノイド
バルブ３０のソレノイド３８に印加ずべき電流値ｉＡを
表したもので、例えば特性マツプＩＡ、ＩＩΔでは、車
速■ならびにハンドル回転角θの変化にかかわらず、一
定の制御電流ｉＡがプログラムさている。従ってこの特
性マツプｌＡ、ｌＴＡが選択された場合には、所定のア
ドレスにプログラムされた常に一定の制御電流ｉＡが読
出しされるようになっζいる。

また特性マツプＩＩＩＡでは、車速Ｖを複数のランク（
ＶＭ　Ｉ　Ｎ〜ＶＭＡＸ）に区分し、それらのランク毎
にハンドル回転角θに対する制御電流ｔＡがプログラム
されている。かかる制御電流ｉＡばハンドル回転角θが
大きい程小さく、かつ車速Ｖが高いほど大きな値に設定
されている。

従ってこの特性マツプＩｎ　Ａが選択された場合には、
先ず検出された車速Ｖの値に応じて所定のランクエリア
が指定され、かつ検出されたハンドル回転角θの値に応
してそのランクエリア内の所定のアドレスが指定され、
このアドレスにプログラムされた制御電流ＩＡを読出す
ことができる。

さらに特性マツプＩＶＡは、ハンドル回転角θに対する
制御電流ｉＡの減少割合を少なくした点において前記特
性マツプＩ［ｒＡと異なり、この他の点においては特性
マツプＩＩＩＡと同じ特性を示している。従ってこの特
性マツプＩＶＡが選択された場合は、前記特性マツプＩ
ｒ１Ａの場合と同様にして所定のアドレスにプログラム
された制御電流ｉＡが続出されるようになっている。

一方特性マツブＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＴＢ、ＩＶＢは、車
速■に応じて前記リニアソレノイドバルブ２０のソレノ
イド２８に印加すべき電流値ｉＢを表したもので、例え
ば特性マツプＴＩＢ、ＩｎＢ、ＩＶＢでは、車速Ｖが高
い程制御電流ｉＢは大きな値に設定されている。従って
この特性マ・７プＩＩＢ、　　ＩＩＩＢ、　ＩＶＢのい
ずれかが選択された場合、検出された車速Ｖの値に応じ
て所定のアドレスが指定され、そのアドレスよりプログ
ラムされた制御電流ｉＢが読出されるようになっている
。

また特性マツプＩＢでは、車速■の大小にかかわらず制
御電流ｉＢは０”に設定されている。

従ってこの制御パターンｒｖが選択された場合、検出さ
れた車速Ｖとは無関係に特性アドレスの０”信号が読出
されるようになっている。

次にかかる操舵力制御装置の制御動作を第６図に示すプ
ログラムに基づき説明する。

各センサ５０，５１にて検出された時々刻々変化する車
速Ｖ、ハンドル回転角θの各制御入力はマルチプレクサ
５３を介してＣＰＵ５４の人力部５６に入力され、フィ
ルタリングされた後ＲＡＭ６１に記憶される。

プログラムのスタートにより、最初のステップ１００に
おいて、前記ＲＡＭ６１に記憶された車速Ｖ、ハンドル
回転角θが読込まれ、ハソファレジスタにシフトされる
。続くステップ１０１では選択装置Ｓの切換状態より制
御パターンｒ、　　ｎ。

１１１、ＩＶのいずれかが選択され、例えば、制御パタ
ーン■が選択さた場合、ステップ１０２に進む。

従ってステップ１０２では、前記ハンドル回転角θと車
速Ｖに基づいて特性マツプＩＡより制御電流１Ａがサー
チされ、メモリに格納される。ステップ１０３ではこの
サーチされた制御電流ｉＡが出力部５７の出力ボートＡ
より出力され、リニアソレノイドバルブ３０のソレノイ
ド３８に印加される。

次いでステップ１０４では、車速Ｖに基づいて第５図に
示ず特性マツプＩＢより制御電流ｉＢがサーチされてメ
モリに格納される。ステップ１゜５においてはサーチさ
れた制御電流ｉＢが出力部５７の出力ボートＢより出力
され、リニアソレノイドバルブ２０のソレノイド２８に
印加される。

この特性マツプＩＡ、ＩＢの場合、ハンドル回転角θの
変化にかかわらず制御電流ｉＡは常に一定の値に設定さ
れており、また車速Ｖの変化にかかわらず制御電流ｉＢ
も“０′°と設定されているため第７図〔■〕に示すよ
うに車速Ｖの増減あるいはハンドル回転角θにかかわら
ず圧力特性曲線は一定のカーブを描い゛ζ変化する。従
って高速安定性ならびにハンドル中立時の安定性は備え
ていないが普通の動力舵取装置として機能する。

また上記制御パターンＩがドライバに適合しない場合、
トライバは選択装置Ｓにて制御パターンを変更すること
ができる。例えばドライバが選択装置Ｓを切換えて制御
パターン■を選択した場合、第６図に示すステップ２０
１ないし２０５が実行され、その結果ソレノイド３８．
２８に印加される制御電流ｉＡ、ｉＢは特性マツプＩＩ
Ａ、ＪＩＢに基ツいて設定される。この特性マツプＩＩ
Ａ、Ｉ［Ｂによるとハンドル回転角θの変化にかかわら
ず、制御電流ｉＡが常に一定の値に設定さているが、車
速Ｖの増加に伴って制御電流ｉＢを増加させるようにな
っているため、第７図（ＩＩ）に示すように車速Ｖの増
加に伴って出力圧Ｐが小さくなってハンドルが重くなり
、高速安定の機能が出てくる。

またドライバが制御パターン■を選択した場合第６図に
示すステップ３０１〜３０５が実行され、その結果ソレ
ノイド３８．２８に印加される制御電流ｉＡ、ｉＢは特
性マツプＩＩＩＡ、　　ＩＩｒＢに基づいて設定される
。この特性マツプｒｌｌＡ、　　ＩＩＩＢによると、高
速走行時には、ソレノイド３８に入力される電流値ｉＡ
が大きくなるとともに、ソレノイド２８に入力される電
流値ｉＢが大きくなるため、ポンプ１６の吐出流量が減
少されると同時に、パワーシリンダ１５の両端室連通面
積が大きくなる。

１足って、第７図（ＩＩＩ）の圧力特性線図に示ずよう
に車速がｖＩ＋　　Ｖ２・・・と大きくなるに従って出
力圧■〕が小さくなり、その結果操舵能力が重くなって
高速安定性がもたらされ、しかも直進操向時には、出力
圧Ｐが最小となるため、ハンドル中立時の安定性も高め
られる。

さらにトライバが制御パターン１■を選択した場合、−
第６図に示すステップ４０２ないし４０５が実行され、
その結果、ソレノイド３８．２８に印加される制御電流
ｉＡ、ｉＢは特性マツプＩＶＡ。

ＩＶＢに基づいて設定される。ごの特性マツプＩＶ　Ａ
　。

ＩＶＢによるとハンドル回転角θに対する制御電源ｉＡ
の減少割合が少なくなっている点において前記特性マツ
プＩ１１と特性が相違している。従って第７図（ＩＶ）
に示すようにハンドルに大きな操舵トルクＴＭを付与し
ないと出力圧Ｐが上昇せず、ハンドル中立時の操舵安定
性がより高められる結果となる。

従って上記選択装置Ｓを車室に装備しておき、ドライバ
がこの選択装置Ｓを操作し゛ζ適宜制御パターンを選択
することで自５〕の嗜好に応じた操舵フィーリングを味
わうことができる。

また、上記実施例においては、パワーシリンダ１５の両
端室を連通制御するりニアソレノイドバルブ２０と、ポ
ンプ１６の吐出流量を制御するりニアソレノイドバルブ
３０とを併用している。その内リニアソレノイドバルブ
２０のみを有効に機能さゼた場合、その圧力特性は第７
図（ＩＩ）に示すように圧力Ｐがゆるやかに立上がると
ともにその最高圧も車速Ｖの大きさによって変化する特
徴がある。

これに対し２つのりニアソレノイドバルブ２０゜３（）
を同時に１す１かぜだ場合、その圧力特性は第７図ＣＩ
ｌｌ　）に示すように圧力Ｐが特定の点において急激に
立」二がるＵ時型曲線を示すとともにその最高圧もほぼ
一定となり、さらにハンドル中立時の圧力も低くなる特
徴を有する。

このように２つのりニアソレノイドバルブ２０゜３０を
併用する場合、この一方あるいは両方を選択的に制御す
ることで、選択可能な特性の種類が多くなり、制御の自
由度が増すとともにドライバならびに車路に適した特性
を設定することができる。

また上記実施例においては、選択装置Ｓをドライバが手
動で選択する実施例について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、例えば、車が登りあるいは下りの坂
道を走行しているか、曲がりくねった道を走行している
か、走行している道はじやり道かアスファルト道か、さ
らには車は横風をうけているか、その積載重量等、各種
の車の走行状況を適宜センサにて検出し、その検出結果
に基づいて前記選択装置Ｓを自動的に選択するようにし
てもよい。

さらに上記実施例においては、パワーシリンダ１５の両
端室を連通制御するりニアソレノイドバルブ２０を主と
して車速の関数で制御するとともに、ポンプ１６の吐出
流量を制御するりニアソレノイドバルブ３０を主として
ハンドル回転角と車速の関数で制御する例について述べ
たが、リニアソレノイドバルブ２０をハンドル回転角と
車速の関数で、またリニアソレノイドバルブ３０を車速
の関数で制御するようにしても同様な作用が行い得る。

〈効果〉 以上述べたように本発明装置は、制御パターンの異なる
特性マツプを各種用意し、これを選択装置によって自由
に選択できるようにした構成であるため、ドライバの好
み、車の走行状況あるいは車路に応じた特性をこの選択
装置にて簡単に選択することができ、ハンドル操作を重
くしたいあるいは軽くしたい、さらにはハンドル中立時
における操舵安定性を良くしたいといった要求に対して
ドライバ自ら簡単に対処することができ、ドライバの嗜
好に適合した操舵力制御が可能となる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は動力舵取
装置を概略的に示す図、第２図はパワーシリンダの両端
室を連通制御するりニアソレノイドバルブを示す断面図
、第３図はポンプ吐出流量を制御するりニアソレノイド
バルブを示す断面図、第４図はソレノイドの制御回路を
示すブロック線図、第５図は制御電流のプログラムを図
形化して示す図、第６図は制御プログラムを示す流れ図
、第７図は各制御パターンにおける操舵トルクに対する
出力圧の変化を示すグラフである。 １０・・・操向ハンドル、１２・・・動力舵取装置、１
４・・・サーボバルブ、１５・・・パワーシリンダ、１
６・・・ポンプ、２０．３０・・・リニアソレノイドバ
ルブ、２８．３８・・・ソレノイド、５０．５１　・・
・センサ、５４・・・り制御回路（マイクロコンピュー
タ）、ｓ・・・選択装置。 特許出願人 豊田工機棟式会社 ２０ 第２図 ４ 第５ （ＩＡ） 一□−」 （ＩＩＡ） （ＩＭＡ） ０　　　　　　　　　　　　　ｖ （ＩＢ） 手続補正書（方式） 昭和５８年３月４日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １　事件の表示 昭和５７年特許願第２００７４３号 ２　発明の名称 動力舵取装置の操舵力制御装置 ３　補正をする者 名　称　（３４７）豊田工機株式会社 昭和５８年２月２２日（発送日） ５　補正の対象 図面 ６　補正の内容 ３３０− 第５図 （ｌＡ） （ＨＡ） （ＩＶＡ） （ＩＢ） ｌＪ（■Ｂ）Ｖ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１操向ハンドルに加えられる手動操舵トルクに基づ
   い°ζ作動されるサーボバルブと、このサーボバルブの
   作動によって圧力流体の給排が制御されるパワーシリン
   ダを備えた動力舵取装置と、この動力舵取装置に圧力流
   体を供給するポンプと、ソレノイドに印加される電流値
   に応じて開閉制御され前記ポンプより動力舵取装置のパ
   ワーシリンダへの圧力流体の供給流量を制御する供給流
   量制御手段と、操舵特性の異なる各種特性マツプを記憶
   するメモリと、このメモリに記憶された各種特性マツプ
   の１つを選択する選択装置と、この選択された特性マツ
   プにより車速、ハンドル回転角等の制御人力条件に応じ
   た制御電流を前記供給流量制御手段のソレノイドに入力
   する制御回路とより構成したことを特徴とする動力舵取
   装置の操舵力制御装置。 （２）前記供給流量制御手段を、前記ポンプ吐出流量を
   制御する第１のりニアソレノイドバルブと、前記パワー
   シリンダの両端室を連通制御する第２のりニアソレノイ
   ドバルブより構成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の動力舵取装置の操舵力制御装置。