JPS5996060A - パワ−ステアリング装置 - 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】 本発明はパワーステアリング装置、特に操舵力が好みに
応じ手動で段階的に切換えられるパワーステアリング装
置に関するものである。

パワーステアリング装置は操舵力の軽減を目的として用
いられるものであるが、高車速時も据切り時と同様に操
舵力を軽くしておくと、操縦安定性が悪くなり、危険で
ある。そこで通常のパワーステアリングは、操舵力が車
速の上昇につれ自動的に重くなるよう構成するのが普通
である。一方、操舵力の好適値は運転者毎に異なり、操
舵力を運転者が好みに応じ手動約で段階的に切換え得る
ようにしたパワーステアリング装置も提案されている。

これらの諸要求を満足するパワーステアリング装置は例
えば第１図の如くに構成される。この図中１はステアリ
ングホイールで、該ステアリングホイール１を舵取操作
する時、その回転がステアリングシャフト２を介し図示
せざるステアリングリンケージに伝わり、これを介し操
舵輪を舵取方向に転舵する口とができる。そして、この
間の操舵負荷に応動するフントロールバルブ８は、エン
ジン１により駆動されるポンプ５がラコ＞　）　ｏ　−
ルバルプ３を経てリザーバタンク６に戻る作動流体流を
絞って、該絞り部の上流側にアシスト圧を発生し、この
アシスト圧により上記舵取操作をパワーアシストするこ
とでステアリングホイール１の操作力（操舵力）を軽減
し、軽快な動力操向を可能にする。

７は、ポンプ５がらの作動流体を一部コントロ・−ルバ
ルプ８をバイパスしてリザーバタンク６に戻すことによ
りコントロールパルプ３への作動流体量を減じ、これに
より操舵力を制御するための電磁弁で、該電磁弁７の開
度を大きくするにつれバイパス量カ増え、コントロール
パルプ３への作動流体量が減少して、上記アシスト圧の
低下を介し操舵力を重くすることができる。

電磁弁７の開度は制御回路８により制御され、この回路
を車速センサ９及び切換スイッチ１０〜１２からの信号
に応動するよう第２図の構成とする。即ち、車速センサ
９からの車速信号を車速−電圧変換回路１８は車速に対
応した電圧に変換し、この電圧は増幅回路１４によって
その増幅率に応じ電磁弁７の開度を決定する電圧値に変
換される。

増幅回路１４１は演算増幅器ＩＳａ及び増幅率切換回路
１４ｂよりなり、該回路１＆ｂ中の接点Ｓ２゜ｓ８．　
ｓ、が手動の切換スイッチ１０，１１．１２により投入
されない間、常閉接点Ｓ工に係わる抵抗Ｒのみによって
増幅率を最大値に決定され、この増幅率は切換スイッチ
１０のみをオンにして接点Ｓ　を投入した時抵抗Ｒ１，
Ｒ２の合成抵抗により決まる値へ、又切換スイッチ１１
をもオンにして接点Ｓ８も投入した時抵抗Ｒ，、Ｒ２１
Ｒ８の合成抵抗により決まる値へ、更に切換スイッチ１
２をもオンにして接点Ｓ、を投入した時抵抗Ｒ□、Ｒ８
Ｒ８１Ｒ，の合成抵抗により決まる値へ順次段階的に減
少する。

このようにして回路１４で増幅された電圧は電圧電流変
換回路１５により電流に変換された後、トランジスター
６のベースに供給され、該トランジスタは当該電流の大
きさに応じコレクターエミッタ通路の導通割合を決定さ
れ、これに対応した電流が電源＋Ｖから電磁弁７のソレ
ノイド７ａに流れることで、電磁弁７の開度が決定され
る。電磁弁７の通電電流に対する開度変化特性は第８図
の如くであり、通１ｉＨｉＥ流が大きくなるにつれ電磁
弁７によりバイパスされる作動流体量が増える。

ところで、当該通電電流が前述した処から明らかな如く
車速センサ９からの車速信号に比例するこトカラ、コン
トロールパルプ８への作動流体量は・第を図の如く車速
の上昇につれ減少し、結果としてアシスト圧は第５図の
如く車速か上昇するにつれαからβへと低下し、高車速
時所定通り操舵力を重くすることができる。

一方、運転者が切換スイ゛ノチ１０〜１２をオンにしな
い状態では前述した処から明ら力）なよう（こ、電磁弁
７への通電電流が大きく、該弁の開度カミ大きくて操舵
力を第６図にａで示すよう昏こ大きくすることができ、
切換スイッチ１０〜１２を順次オンにして電磁弁７への
通電量を減する（こつれ、操舵力を順次段階的にａから
す、ｂからＣＳＣ力）らｄへと運転者の好みに応じて減
することカタできる。

しかし、この種パワーステアリング装！＋こおし）で、
走行中にスイッチ１０〜１Ｂの操作により操舵力を切換
えると、この切換えによる効果を顕著にするため操舵力
の変化を第６図中ａカ）らｄまで広範囲に設定すること
もあって、操舵力力５大きく急変し、特に旋回走行中と
か高速走行中ステア１ノングホイール１を操作し辻ぎた
り、操舵不安定に基因して７ラツキを起こしたりし、却
って運転者・に不安感を与えてしまう。

本発明はこのような従来の問題を解決することを目的と
するもので、この目的のため操舵力の上記切換時これを
徐々に目標値へ変化させるよう構成したパワーステアリ
ング装置を提供しようとするものである。

以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する０ 第７図は本発明）＜ワーステア１ノンク゛装置の一例を
示し、本例ではその作動流体路を第１図（こつき前述し
たと同様に構成するが、操舵力制御用電磁弁７の制御回
路８をマイクロコンピュータ１７と、デジタル−アナロ
グ変換器１８と、第２図にお＆ｊると同様な電圧−電流
変換回路１５及びトランジスタ１６とで構成する。マイ
クロコンピュータ１７は中央処理ユニツ）　（（３ＰＵ
　）１９、読取専用メモリ（ＲＯＭ）２０、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ　）２１、入力インタ−７エース
回路２２及び出力インタ−７エース回路２８よりなり、
ＲＯＭ２０には第８図及び第９図Ｇこ示す制御プロ・ダ
ラムを記憶させておく。車速センサ９及び切換スイッチ
１０〜１２からの信号は入力インターフェース回路２２
を経てマイクロコンピュータ１７に読込まれ、このマイ
クロコンピュータは読込み信号を基に第８図及び第９図
に示す制御プログラムを実行して制御信号を出力し、こ
の信号は出力インタ−７エース回路２３を経てデジタル
−アナログ変換器１日に入力され、ここでアナログ信号
となる。このアナログ信号はその後第２図につき前述し
たと同様、電圧（流変換回路１５により処理され、トラ
ンジスタ１６を介し電磁弁７の開度制御に供される。

例エバエンジン牛−スイッチの投入等に連動して制御回
路８が作動されると、ＣＰＵ１９は先ず第８図のブロッ
ク８０においてタイマ（図示せ豹からの割込信号毎に車
速センサ９からの車速信号をカウントし、車速を判定す
る。次にブロック８１で切換スイッチ１０がオンになっ
ているか否かを、又ブロック８２で切換スイッチ１１が
オンになっているか否かを、更にブロック８８で切換ス
イン・チ１２がオンになっているか否かを夫々判別する
。

ブロック８０〜８Ｂの判定結果は一旦ＲＡＭ２１に記憶
させておき、以下の制御に使用する。

切換スイッチ１０〜１２のいずれもオンにされてない場
合、０ＰＵ１９は制御をブロック３ｔに進め、ここでＲ
ＯＭ２０に記憶されている第６図の操舵力変化特性中特
性ａを読出し、これと上述の如く一旦ＲＡＭ２１に記憶
させた車速とからこの車速に対応した目標とする操舵力
が得られるような電磁弁７の通電電流工□を算出する。

その後制御はブロック３５に進み、このブロックで通電
電流工Ａに関するデジタル信号はデジタル−アナログ変
換器１８に出力されてこれによりアナログ電圧に変換さ
れ、更に電圧−電流変換回路１５で電流に変換される。

この電流はトランジスタ１６を介し電磁弁１７の開度を
、第６図の特性ａ中現在の車速に適した操舵力が得られ
るよう制御し、第６図の操舵力変化特性ａに沿った目標
とする操舵力が得られるようパワーステアリング装置を
制御することができる。

ところで、運転者が切換スイッチ１０をオンにしている
場合、（３ｐＵ１９は制御をプロ′ツク８１からサブル
ーチンＡへとブランチする。サブルーチンＡの制御プロ
グラムを第９図に示し、このサブルーチンでは先ずブロ
ック８６において、ＲＯＭ２０に記憶されている第６図
の操舵力変化特性中特性すを読出し、これと前述の如く
一旦ＲＡ　Ｍ　２１に記憶させた車速とからこの車速に
対応した目標とする操舵力が得られるよ、うな電磁弁７
の通ｔｔａ流よりを算出する。引続き制御はプロ゛ツク
３７（こ進み、前回のルーチンで切換スイ゛ノチ１０カ
タオフであったか否かを判別し、前回のルーチンでも切
換スイッチ１０がオンであったなら、次のプロ“ンク８
Ｂで当該切換スイッチの切換時１にセ・ノドされる切換
フラッグが１であるか否かを判別し、切換フラッグが０
の場合制御は第８図のプロ゛ツク８５に戻る。従って、
切換スイ°ノチ１０がオンされ駁けており、切換フラッ
グがＯである場合、即ち切換スイッチ１０をオンし続け
た定常状態で番ま、ブロック８６で算出した電流ＩＢに
関すルｆ　シ３１　／ｌ’信号がそのままブロック８５
においてデジタル−アナログ変換器１Ｂに出力され、以
下第８図につき前述した通りにして電磁弁７の開度を、
操舵力が第６図中の特性すに沿い車速に応じた目標値と
なるよう制御することができる。

一方、切換スイッチ１０をオフからオンに切換えた場合
、０ＰＵ１９は制御をブロック３７からブロック３９へ
と進める。このブロック８９では、切換スイッチ１０〜
１２のどれもオンされていなかったか或いはどれがオン
にされていたかにより又ブロック３０で判定した車速に
より第６図の如く決まる操舵力に対応する電磁弁７への
前回の通！電流工。ＬＤを算出する。次で制御はブロッ
ク↓０に進み、ブロック３６で算出した今回の目標電流
工、と前回の電流工。ＬＤとの差を所定のループ回数ｍ
で除したループ毎の電流変化分Δ工、即ちより−ｌ０Ｌ
Ｄ ΔＩ＝−□ を演算する。次に制御をブロックｔ１に進め、ここでル
ープ回数カウンタｎをＯにリセットすると共に、切換ス
イッチ１０がオンに切換わったことを示す切換フラッグ
を１にする。次のブロックｔ２でカウンタｎが所定回数
ｍになったかどうかを判別し、そうでなければ制御をブ
ロック４３に進めて電磁弁７への通電電流工をＩ　＝　
ｌ０ＬＤ　＋　ｎΔ工により算出し、制御をブロック８
５に戻す。かくて亀流工に関するデジタル信号はデジタ
ル−アナログ変換器１８に供給され、以下第８図につき
前述した通りにして電磁弁７の開度を１ループ毎に電流
Δ工だけ今回の目標値に近寸けることができる。

かかる制御は、ブロック４１２で判別されるカウンタｎ
が所定ループ回数ｍにならない限り、ブロック４２がブ
ロック４．４を選択して切換フラッグを０にリセットし
ないため、ブロック３８がブロック４５を選択し辰ける
結果、繰返されることになる。即ち、ブロック↓５では
カウンタｎが上記１ループ毎にカウントアツプされ、制
御がブロック４２に進むため、上記ループは所定回数ｍ
回だけ繰返され、従って電磁弁７の開度は切換スイッチ
１０をオンに切換えた時前回の開度がら今回の目止され
、操舵力をその切換時徐々に第へ図中の特性ａ、Ｃ又は
ｄから特性すに持ち来たすことかできる。

この制御が完了すると、ｎ＝ｍであるがら、ブｏ　ツク
４２　ハフ’ロック４４を選択するようになり、このブ
ロックで切換フラッグを０にリセットし、次の制御に備
える。その後は切換スイッチ１ｏが既にオンにされてい
るがら、ブロック３７がブロック３８を選択し、又ブロ
ック４４で切換フラッグが０にリセットされているから
ブロック３８がブロック３５に制御を戻すため、前述し
た通り、操舵力は第６図中特性すに沿って所定通り制御
され得る。

なお、第６図の操舵力特性Ｃを所望する場合運転者は切
換スイッチ１１のみをオンにする。この時０ＰＵ１９は
制御をブロック３２からサブルーチンＡ′へとブランチ
する。サブルーチンＡ′の制御プログラムは第９図のブ
ロック８６中におけるよりを１０に置換え、ブロック３
７中における５ＷＩＯを５ＷＩＩに置換え、ブロック４
θ中におけるよりを１０に置換えた制御プログラムとし
、これをＲＯＭ　２０に記憶させておくことで、切換ス
イッチ１０をオンにした場合につき前述したと同様の作
用によ弧操舵力を所定通り第６図中の特性Ｃに沿い車速
に応じた目標値となるよう制御したり、当該特性への切
換えを徐々に行なうことができる。なお、上記工。は第
６図中の特性Ｃを得るための電磁弁７への通電電流を示
し、又５Ｗ１１は切換スイ゛ンチ１１を示すことは言う
までもない。

又、第６図の操舵力特性ｄを所望する場合運転者は切換
スイッチ１２のみをオントする。この時０ＰＵ１９は制
御をブロック８＆からす゛ブルーチンＡ′へとブランチ
する。サブルーチンＡ′の制御プログラムも第９図のブ
ロック８６中におけるＩ　　ヲＩ　　Ｇこ置換え、ブロ
ック３７中における５ＷＩＯＤ を５Ｗ１２に置換え、ブロック４θ中におけるよりをよ
りに置換えた制御プログラムとし、これをＲＯＭ２０＆
こ記憶させておくことで、切換スイッチ１０をオンにし
た場合につき前述したと同様の作用に・より操舵力を所
定通り第６図中の特性ｄに沿い車速に応じた目標値とな
るよう制御したり、当該特性への切換えを徐々に行なう
ことができる。なお上記よりは第６図中の特性ｄを受け
るための電磁弁７へのａ電電流を示し、又５Ｗ１２は切
換スイッチ１２のことであることは言うまでもない。

かくして本発明パワーステアリング装置は、操舵力の手
動切換時（例えば第６図中ａ、ｂ、ｃ。

６間での切換時）操舵力を目標値へ徐々に変化させる例
えば上記の構成としたから、操舵力の切換えを走行中、
特に旋回走行中とか高速走行中に行なっても、ステアリ
ングホイール１の操作に過不足を生じたり、これを補正
するためステアリングホイール１を切返えした結果操舵
のフラツキを生ずることがなく、車両のステアリング装
置として安全性を大いに向上させることができる。

時目標値への変化速度は各切換時共同じであるのが安全
上一層好ましいが、本発明パワーステアリング装置を上
記実施例の構成とする場合、第９図中ブロック４０にお
けるΔ工を各切換時共同じにすべくループ回数ｍを切換
えの種類毎に異ならせることで、容易にこの要求を満足
させることができる。

第１０図は本発明の他の例を示し、本例では第７図と同
様の回路に操舵トルク（操舵角でもよい）センサ２４を
寸加して構成し、その制御プログラムを第８図及び第１
１図に示す如きものとする。

但し、第１１図の制御プログラムは第９図と同（２）の
制御プロゲラ去にブロックｔ５〜ｔ７を寸加したもので
ある。なお、第１１図の制御プログラムは第８図中のサ
ブルーチンＡのもので、その他これと同様なサブルーチ
ンＡ’　、　Ａ’用の制御プログラムがＲＯＭ２０に記
憶されていることは前述した例と同じである。

従って本例の作用説明は切換スイッチ１０のみに着目し
て代表的に行なう番ことどめる。運転者が切換スイッチ
１０をオンしているか、オンに切換えた場合、第８図に
おけるブロック８１がこれを判別して制御をサブルーチ
ンＡにブランチする。

この時０ＰＵ１９は先ず第１１図のブロック４５におい
て操舵トルクセンサ２Φからの信号に基づき操舵中か否
か、即ちセンサ２虫の出力が１が０かを判別する。なお
、該センサ２虫はステアリング操作系に挿入され、操舵
トルクが成る微小値以上の時「１」の信号を、又操舵ト
ルクがこれ以下の時「０」の信号を発するものとする。

操舵中でなければ制御がブロックｔ５からブロック３６
に進み、以下前述したように操舵力は、切換スイッチ１
０がオンにされていたものであれば第６図中すの特性に
沿って制御され、切換スイッチ１０がオンに切換わった
ものであれば前回の特性から第６図中すの特性へ徐々に
切換えられ、最終的にこの特性すに沿って制御される。

操舵中であれば制御がブロック虫５からブロックｔ６へ
と進み、ここで前回の選択特性ａ、Ｃ又はｄ（第６図参
照）に沿った車速対応の電磁弁通電電流工ＯＬＤを算出
する。この電流工。ＬＤを次のブロックｉ７で電磁弁７
への通電電流■とし、制御を第８図のブロック８５に戻
す。力）くて、操舵中は運転者が切換スイ゛ソチ１０を
オンに切換えても操舵力は前回の特性に沿って制御され
ることと外り、操舵力の切換えを禁止すること力５でき
、操舟亡中に操舵力が徐々にせよ切換えられるのを防止
して安全性を一層向上させ得る。

その後操舵が完了し、プロ°ンク黍５カタ操舵中でない
と判別すると、制御はプロ′ツク１５力）らブロック３
６へと進み、操舵力の切換えをＭｉＪ述した例と同様に
して徐々に行なうことカダできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパワーステアリング装置の一般伊］を示すシス
テム図、 第２図は同装置の操舵力制御回路を示す電気回路図、 第８図は同装置における操舵力制御用電磁弁の通電電流
に対する開度変化特性図、 第を図はパワーステアリンク°用コントロール／＜ルブ
への作動流体量の車速に対する変イし特性図、第５図は
パワーステアリンク”装置のアシスト圧変化特性図、 第６図はパワーステアリング装置の操舵力切換特性図、 第７図は本発明パワーステアリング装置の操舵力制御回
路を示すブロック線図、 第８図及び第９図は同制御回路の制御プログラムを示す
フローチャート、 第１０図は本発明の他の例を示す第７図と同様のブロッ
ク線図、 第１１図は第１０の例における制御回路の制御プログラ
ムを示すフローチャートである。 １・・・ステアリングホイール ２・・・ステアリングシャフト ８・・・コントロールバルブ 黍・・・エンジン　　　　　５・・ポンプ６・・・リザ
ーバタンク ７・・・操舵力制御用電磁弁 ８・・・操舵力制御回路　　９・・・車速センサｌＯ〜
１２・０．操舵力切換スイッチ １５・・・電圧−電流変換回路 ｌ６・・・トランジスタ １７・・・マイクロコンピュータ １８・・・デジタル−アナログ変換器 １９・・・中央処理ユニット ２０・・・読取専用メモリ ２１・・・ランダムアクセスメモリ ２２・・・入力インターフェース回路 ２３・・・出力インターフェース回路 ２４・・・操舵トルクセンサ。 特許出願人　　日産自動車株式会社 第６図 第７図 ３２３− 第９図 第１θ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｈ　　舵取操作のパワーアシストによって軽減される操
   舵力が車速に応じて自動的に変化可能で、該操舵力を好
   みに応じ手動でも段階的に切換え得るようにしたパワー
   ステアリング装置において、前記操舵力の手動切換時該
   操舵力を目標値へ徐々に変化させる手段を設けたことを
   特徴とするパワーステアリング装置。