JPS60107461A - 動力舵取装置の制御方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は路面条件にかかわらず軽快な操舵を行なうこ
とができる動力舵取装置の制御方法に関するものである
。

〔従来技術〕

近年、軽快な操舵を行なうことができる動力舵取装置を
実装した自動車が増えている。この動力舵取装置は例え
ばソレノイドによって流量制御弁を駆動し、オイルポン
プから動力操舵部に供給されるオイル流量を制御して高
速時においても適度な操舵力で操舵を行なえるようにし
たものである。

しかしながら、操舵力は荷重によっても変化し、路面に
凹凸があると見かけ上の荷重が変化するため、操舵力が
路面の凹凸によって変化するという欠点を有していた。

〔発明の目的および構成〕

したがってこの発明の目的は荷重が変化しても、また、
路面の凹凸があっても一定の操舵力が得られる動力舵取
装置を提供することにある。

このような目的を達成するためにこの発明は、微少時間
毎に荷重状態を判断し、この荷重状態を十分長い所定時
間にわたって監視することによって所定時間毎の平均荷
重および荷重変化回数をめ、この平均荷重の状態および
荷重変化回数に応じてオイル流量を制御するようにした
ものである。

以下、実施例を示す図面を用いてこの発明の詳細な説明
する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である同
図において１〜４日は抵抗、５０〜５７はナンド回路、
６０〜６２はフォトインタラプタ、６３は車速センサ、
６５は演算増幅器、６６〜６９はコンパレータ、７０〜
７２はダイオード、７３〜Ｔ５はコンデンサ、７６〜７
８はスイッチ、７９．８０はトランジスタ、８１は電磁
パルプを駆動するソレノイド、８２は制御回路、８３は
リセット回路、８４はセラミック発振子である。

抵抗１〜３、ナンド回路５０，５１、車速セン丈６３は
車速が増加するにしたがってパルス数の増加する信号を
発生する車速信号発生回路を構成している。抵抗４〜７
、ナンド回路５２．５３、フォトインクラブタロ０は操
舵量が増加するにしたがってパルス数の増加する操舵信
号を発生する操舵信号発生回路を構成している。抵抗８
〜１１、ナンド回路５４，５５、フォトインタラプタ６
１は重荷重時に「０」レベルの重荷重信号を発生する重
荷重センサを構成し、抵抗１２〜１５、ナンド回路５６
．５７．７オトインタラブタ６２は軽荷重時に「０」レ
ベルの軽荷重信号を発生する軽荷重センサを構成してい
る。抵抗４８、コンデンサ７４．７５、セラミック発振
子８４はクロック信号発生回路である。抵抗１６〜２７
、演算増幅器６５ばＤ／Ａ変換回路を構成している。抵
抗２８〜３７、コンパレータ６６、ダイオード７１，７
２、コンデンサ７３、トランジスタ７９，８０、ソレノ
イド８１はオイル流量制御回路を構成している。

抵抗３８〜４４、コンパレータ６７〜６９は電磁バルブ
８１に流れる電流の大きさを検出する電流検出回路を構
成している。抵抗４５〜４７、スイッチ７６〜７８は手
動で操舵特性の設定を行なう手動切換回路を構成してい
る。

制御回路８２は端子８２ａに供給された信号に応じた信
号を端子８２ｂ〜８２ｇより送出するが、端子８２ａ　
、　８２ｈの両方共に信号が供給されていない時には端
子８２ｂ〜８２ｇより信号を送出し々いようになってい
る。この時、制御回路８２から送出する信号によってソ
レノイド８１で制御されるオイル流量は第２図に示すよ
うに、車速Ｖ。までは車速の増加と共に減少するように
なっており、車速Ｖ。

＝３− 以上では一定となるような変化をするようになっている
。また、この制御回路８２はスイッチ７６〜７８を選択
することによって第２図に示すオイル流量特性を運転者
の好みに合わせて変更でき、また端子８２ｔ〜８２ｎに
供給される信号に応じて異常状態が検出できるようにな
っている。

制御回路８２の端子８２ｐ、８２ｑには重荷重信号、軽
荷重信号が供給され、この信号に応じて後述する動作に
したがいオイル流量を調節するようになっている。

フォトインタラプタ６１．６２は第３図に示すような荷
重センサに組込まれている。第３図において、１００は
車輪、１０１は車軸、１０２は板バネ、１０３はリンク
、１０４はレバー、１０５は軸、１０６は円筒である。

軸１０５は図示しない車体に回転自在に支持され、円筒
１０６は軸１０５と一体に回転するようになっている。

レバー１０４は一端が軸１０５にはめ込まれ、軸１０５
と一体に回転するようになっており、他端はリンク１０
３の上端に回動自在に枢支されている。リンク１０３の
下端は板バネ１０２の４− 中央部に固設されており、このため荷重の大小によって
車高が変化する時、リンク１０３は位置変化せず軸１０
５が回転しながら位置変化するようになっている。フォ
トインタラプタ６１．６２は車体に固定されており、発
光部から発した光が非接触状態にある円筒１０６０周縁
部によって遮断されるか否かによってオンまたはオフと
なるように取付けられている。

このように構成された装置の動作は次の通りである。荷
重が大きい時は車体が下がるので軸１０５が下方へ移動
する。一方、車軸１０１の位置はほとんど変化しないの
で、レバー１０４はリンク１０３との接続点を中心とし
て回動し、これにより軸１０５が矢印方向に回転する。

このため円筒１０６も軸１０５と同方向に回転し、フォ
トインタラプタ６１が円筒１０６の切欠き部に位置する
ようになるので、フォトインタラプタ６１０発光部から
発した光は円筒１０６の周縁部で遮断されなくなり、フ
ォトインタラプタ６１の受光部で受光され、このフォト
インタラプタがオンの状態となる。

同様にして軽荷重の時はフォトインタラプタ６２がオン
の状態となり、また重荷重の時はフォトインタラプタ６
１．６２共にオフの状態になる。

第４図（ａ）は凹凸のある路面を走行した時の荷重の大
きさ変化（車高変化）を示すグラフであり、（ａ）に示
すように一点鎖線（イ）より上の波形が軽荷重の状態、
一点鎖線（ロ）より下の波形が重荷重の状態とすると、
フォトインタラプタ６２はΦ）に示すように軽荷重の状
態が発生している時間に対応した継続時間を有するパル
スを発生し、フォトインタラプタ６１は（ｃ）に示すよ
うに重荷重の状態が発生している時間に対応した継続時
間を有するパルスを発生する。制御回路８２はこれら（
ｂ）　、　（ｅ）に示すパルスを個別にカウントして、
１０秒周期で平均荷重をめる他、１０秒周期で（ｂ）　
、　（ｅ）に示すパルスの個別カウント結果を合算して
軽荷重状態および重荷重状態の変化回数の合計である荷
重変化回数をめるようになっている。荷重変化回数は第
４図（ｄ）に示すように、（ｂ）、（ｃ）の各パルスの
立下り毎に発生するパルスの回数をカウントしたことに
なる。そして、制御回路８２はめられた平均荷重および
荷重変化回数にもとづいて動力操舵の補正を行なうよう
になっている。

第５図および第６図は第１図に示す装置の動作を示すフ
ローチャートである。第５図はメインルーチンであり、
ステップ１００は自動車の走行のための主制御が行々わ
れ、これはステップ１０１の［１０秒経過−１が「ＹＥ
Ｓ」となるまで続けられる。

−力制御回路８２は１０ミリ秒毎に端子８２ｐ、８２ｑ
の信号を監視し、これらの端子に第４図（ｂ）または（
、）に示す信号が供給された時は割込制御が行なわれる
ようになっている。割込制御が行なわれた時は、先ず第
６図のステップ２００に示す「軽センサオン」の判定が
行なわれる。これは軽荷重センサであるフォトインタラ
プタ６２がオンであるか否かを判定するものでアシ、こ
こでｊ’−ＹＥＳＪと判定されると、次はステップ２０
１に示す「軽センサスラグはセット」の判定が行なわれ
る。この時、初回の判定では軽センサフラグがセットさ
れていないので、ステップ２０１はｌ”ＮＯＪと判定さ
れ、ステア　− ツブ２０２に示すように「軽センサフラグセット」の処
理を行なってからフローはステップ２０３に示す「Ｐｃ
←（Ｐｃ＋１）」　に移る。

ステップ２０３は荷重変化回数をめており、第４図（ｂ
）または（、）に示すパルスが立下る度に、制御回路８
２の内部にある荷重変化回数カウンタのカウント数Ｐ。

に１を加算したものを新らしく荷重変化回数カワンタの
カウント数Ｐｃ　とする処理が行なわれる。その後、フ
ローはステップ２０４に示す「ＮＡ←（ＮＡ＋１）Ｊの
処理を行なうが、このステップは制御回路８２の内部に
ある軽荷重カウンタＮＡのカウント数を１だけ増加させ
るステップである。

そして、ステップ２０４の処理が終了するとフローはメ
インルーチンのうち、割込が発生したステップに戻る。

制御回路８２の処理が一循して再びステップ２００に戻
った時に、まだ軽荷重センサがオンとなっていると、今
度はステップ２０１が「ＹＥＳ」と判定され、この時は
ステップ２０２，２０３の処理は省略し、ステップ２０
４の軽荷重カウンタＮＡのカウントアツプだけを行なう
。

８− 次の循環処理の時、軽荷重センサがオフとなっていれば
ステップ２００は「ＮＯ」と判定されるので、ステップ
２０５に示す「軽センサクラグリセット」の処理が行な
われた後、ステップ２０６に示す「重センサオン」の判
断が行なわれる。これは重荷重センサであるフォトイン
タラプタ６１がオンであるか否かを判定するものであり
、ここで「ＹＥＳ」と判定されると、次はステップ２０
７に示す「重上ンサフラグはセット」の判定が行なわれ
る。この時、初回の判定では重センサフラグがセットさ
れていないので、ステップ２０７は「ＮＯ」と判定され
、ステップ２０８に示すように「重上ンサクラグセット
」の処理を行なってから、フローはステップ２０９に示
す「Ｐｃ←（Ｐｃ＋１）」に移る。このステップ２０９
はステップ２０３に示した荷重変化回数をめる処理と同
じ処理を行なっている。その後、フローはステップ２１
０に示す「ＮＢ←（ＮＢ＋１）」の処理を行なうが、こ
のステップは制御回路８２の内部にある重荷重カウンタ
ＮＢのカウント数を１だけ増加させるステップである。

そして、ステップ２１０の処理が終了するとフローはメ
インルーチンのうち、割込が発生したステップに戻る。

制御回路８２の処理が一循した時にまだ軽荷重センサが
オフで、重荷重センサがオンとなっている時、今度はス
テップ２０７が［ＹＥＳ　ｊ　と判定され、この時はス
テップ２０８，２０９の処理は省略し、ステップ２１０
の重荷重カウンタＮＢのカワントアツプだけ・を行なう
。

次の循環処理の時、重荷重センサがオフになっていると
ステップ２０６は「ＮＯＪと判定され、フローはステッ
プ２１１に示す１重センサスラグリセット」の処理を行
なってメインルーチンのうち割込が発生したステップに
戻る。

以上のような割込処理は、フォトインタラプタ６１．６
２から出力信号が発生する度に行なわれる。一方、第５
図に示すメインルーチンでは、ステップ１０１に示すよ
うに１０秒経過するまでの間、フローはステップ１００
の「主制御」に戻るので、ステップ１０１が１ＹＥＳ」
と判断されるまでフローはステップ１００と１０１の間
を循環する。処理時間が１０秒経過してステップ１０１
が［ｙＥｓ、ｌ　と判定されると、フローはステップ１
０２に示す「Ｐｏ＜Ｋ」の判定を行なう。これはステッ
プ２０３またはステップ２０９で計数された荷重変化回
数Ｐ。が所定の数であるＫより小さいか否かを判定する
ものであり、悪路では荷重変化回数Ｐ０がＫより大きい
ので、ステップ１０２は「ＮＯ」と判定され、フローは
ステップ１０３に示す「変更フラグセット」の処理を行
なう。ステップ１０３は悪路である旨の識別を行なうだ
めのフラグをたてる処理である。

ステップ１０３の処理が終了すると、フローハスなわれ
る。ここでＮｔは１０ミリ秒毎に発生するクロックパル
スの１０秒間のパルス数である。ステップ１０４が［Ｙ
ｌｌＪｊ　と判定されるのは、軽荷重状態および重荷重
状態にある期間が略同じであった時であるからこの時は
ステップ１０５に示す「中荷重状態と判定」の処理が行
なわれる。この処理は中荷重状態が記憶され、軽荷重状
態および重荷重状態の記憶が消去される。

１１− ステップ１０４が「ＮＯ」と判定されると、フローれる
。このステップがｌ’−ＹＥＳＪ　ということは軽荷重
カウンタのカウント数の方が重荷重カウンタのカウント
数よりも大きいことであるため、軽荷重状態であること
になり、ステップ１０７に示す「軽荷重状態と判定］の
処理が行なわれる。この処理が行なわれると軽荷重状態
が記憶され、中荷重状態と重荷重状態の記憶が消去され
る。

ステップ１０６が「ＮＯ」と判定された時は重荷重カウ
ンタのカウント数の方が軽荷重カウンタのカウント数よ
りも大きいということであるため重荷重状態であること
になり、ステップ１０８に示す「重荷重状態と判定」の
処理が行なわれる。この処理が行なわれると重荷重状態
が記憶され、軽荷重状態と中荷重状態の記憶が消去され
る。

ステップ１０５，１０７，１０８のいずれかの処理が行
なわれた後、フローはステップ１０９に進み［変更フラ
グはセットｊの判定を行なう。悪路の時はこの変更フラ
グはステップ１０３で既にセットされてい１２− るので、ステップ１０９は「ＹＥＳ」　と判定され、ス
テップ１１０に示す「悪路としての流量制御」が行なわ
れる。このため、例えばステップ１０８で重荷重状態と
判定された時、本来なら第７図（ハ）に示すようにオイ
ル流量の最も多い特性を選択すべきであるが、悪路を走
行することによる操舵力が小さくなる効果を補正するた
め、←）に示すように中荷重状態のオイル流量特性を選
択してオイル流量を少なくする。これにより操舵力が補
正されて運転者が感する操舵力は変化しなくなる。同様
に、ステップ１０５で中荷重状態であると判定された時
は、（イ）に示す軽過重状態の流量制御特性が選択され
る。

また、ステップ１０７で軽荷重状態であると判定された
時は流量制御特性の変更を行なわず（イ）に示す軽荷重
状態の流量制御特性のままとする。

ステップ１１０の処理が終了するとフローは再びステッ
プ１００に戻り、前述したと同様の動作を行なう。この
時、ステップ１０２の「Ｐｏ〈Ｋ」が［ＹＥｓＪと判定
されると路面は悪路ではなく通常道路であることを表わ
す。このため、ステップ１１１に示すように［変更フラ
グリセット］の処理を行なってから次のステップ１０４
の処理を行なう。そして、フローがステップ１０９に達
した時、変更フラグは既にステップ１１１においてリセ
ットされているので、このステップ１０９は［Ｎｏ　Ｊ
と判定され、ステップ１１２に示す「通常道路としての
流量制御」が行なわれる。この時は、ステップ１０５，
１０７，１０８で判断された荷重状態に応じてオイル流
量特性が選択される。このため、重荷重状態であれば第
７図の（ハ）の特性が選択され、中荷重状態であれば（
ロ）の特性が選択され、軽荷重状態であれば＠）の特性
が選択される。

第８図は他の実施例を示す回路図であり、第１図、第３
図と同一部分は同記号を用いている。

１１０は供給されるパルス数に対応した値の電圧を発生
する車速対電圧変換回路、１・１１は両方の入力端子に
供給される信号のレベルを加算する特性切換回路、１１
２は供給された電圧をその値に対応した値の電流に変換
する電圧対電流変換回路、１１３は供給される電流が大
きく々るとオイル流量が減小する電磁バルブを駆動する
ソレノイド、１１５は車高判別回路、１１６は悪路判別
回路、６１．６２は第３図に示す重荷重センサおよび軽
荷重センサである７、ｔト’ｒ：／夕）ブタ、６１ａ、
６１ｂ、６２ａ、６２ｂは抵抗である。車高判別回路１
１５は抵抗１１５ａ〜１１５ｔ。

コンデンサ１１５ｍ、１１５ｎ、トランジスタ１１５ｐ
〜１１５ｒから構成され、悪路判別回路１１６はコンデ
ンサ１１６ａ　−１１６ｃ　、ダイオード１１６ｄ　〜
１１６ｇ　、抵抗１１６ｈで構成されている。

このように構成された装置の動作は次の通りである。重
荷重時はフォトインタラプタ６１．６２ともオフとなっ
ているので、トランジスタ１１５ｐ〜１１５ｒは全てオ
ンとなっている。この状態で決まる電圧が抵抗１１５ｇ
を介して特性切換回路１１１に供給され、車速対電圧変
換回路１１０から供給される電圧に加算される。この時
に特性切換回路１１１から出、力される電圧によってソ
レノイド１１３が第６図（ロ）に示す中荷重状態として
のオイル流量制御が行なわれるように、電圧対電流変換
回路１１２の特性を設定しておく。

１５− 荷重が減少し、軽荷重状態になると、前述した理由によ
ってフォトインターラブタロ２がオンとなるのでトラン
ジスタ１１５ｑがオフとなって、抵抗１１５ｊの短絡が
解除される。このため抵抗１１５ｇを介して特性切換回
路１１１に供給される電圧は抵抗１１５ｊの電圧降下分
だけ加算され上昇するので、特性切換回路１１１から出
力される電圧も上昇する。

これにより電圧対電流変換回路１１２からソレノイド１
１３に供給される電流が増加するのでオイル流量が減少
して第７図（イ）に示すオイル流量特性が選択される。

このため、軽荷重状態になることによって操舵力が小さ
くなる現象は、オイル流量が減少することによって操舵
力が大きくなる方向に修正されて運転者が感する操舵力
は軽荷重になっても変化しない。

これとは逆に、重荷重状態になると７オトインターラブ
タ６１がオンとなるので、トランジスタ１１５ｐ、’１
１５ｒがオフとなって、抵抗１１５ｇを介して出力され
る電圧は減少する。これにより特性切換回路１１１の出
力電圧および電圧対電流変換回路　１６− １１２の出力電流が減少するので、ソレノイド１１３で
制御されるオイル流量が増加する。このためオイル流量
特性は第７図（−ウの特性が選択され、重荷重になった
ことによって生じた操舵力が増加する現象がオイル流量
が増加することによって打消され、一定の操舵力が得ら
れる。

一方、悪路を走行するとフォトインタラプタ６１または
フォトインタラプタ６２が頻繁にオン・オフするので、
コンデンサ１１６ｃが充電され、充電電圧が抵抗１１５
ｈを介して特性切換回路１１１に供給され加算される。

このため、悪路では特性切換回路１１１の出力電圧、電
圧対電流変換回路１１２の出力電流が共に増加するので
、ソレノイド１１３で制御されるオイル流量が減少する
。このことによって悪路による操舵力が減少する現象は
オイル流量が減少することによって打消され、運転者が
感じる操舵力は変化しない。

第９図はアナログ式の車高センサ１１７を用いた時の車
高判別回路１１８と悪路判別回路１１９を示す回路図で
ある。車高センサ１１７は荷重が大きい時に出力電圧が
小さくなり、荷重が小さい時に出力電圧が大きくなるよ
うに構成されており、車高判別回路１１８は抵抗１１８
ａ、１１８ｂ１コンデンサ１１８ｃから構成され、悪路
判別回路１１９はコンデンサ１１９ａ、ダイオード１１
９ｂ、１１９ｃ　、抵抗１１９ｄから構成されている。

車高判別回路１１８および悪路判別回路１１９から送出
される出力電圧の変化は第８図の場合と同様で、車高判
別回路１１８は重荷重状態の時に出力電圧が減少し、悪
路判別回路１１９は車高センサ１１７の出力信号変化が
多いほど高い電圧を出力する。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明に係る動力舵取装置の制御
方法は、荷重変化回数にもとづいてオイル流量を制御し
たので、路面状態が変っても操舵力が変化しないという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を適用して構成した動力舵取装
置の回路図、第２図は従来装置の車速対オイル流量特性
を示すグラフ、第３図はこの発明１９− ・悪路判別回路、１１７・・・・車高センサ。 の装置に用いる荷重上ンサの斜視図、第４図は荷重変化
とフォトインタラプタの導通時間との関係を示す波形図
、第５図、第６図はこの発明の詳細な説明するためのフ
ローチャート、第７図はこの発明の方法を適用して構成
した装置の車速対オイル流量特性を示すグラフ、第８図
および第９図は他の実施例を示す回路図である。 １〜４８・・・・抵抗、５０〜５７・・・・ナンド回路
、６０〜６２・・・・フォトインタラプタ、６３・・・
・車速センサ、６５・・・・演算増１［Ｌ６６〜６９・
・・・コンパレータ、７０〜Ｔ２・　・　・　・ダイオ
ード、７３〜７５・　・　・　・コンデンサ、７６〜７
８・・・・スイッチ、７９゜８０・・・・トランジスタ
、８１・・・・ソレノイド、８２・・・・制御回路、８
４・・・・セラミック発振子、１０１　・・・・車軸、
１０２・・・・板バネ、１０５・・・・軸、１０６・・
・・円筒、１１０・・・・車速対電圧変換回路、１１１
・・・・特性切換回路、１１２・・・・電圧対電流変換
回路、１１５．１１８・・・・車高判別回路、１１６．
１１９・・・２０− 特許出願人　自動車機器株式会社 代理人　山川数構（１３１１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車速および荷重の少なくとも一方に応じてオイル流量を
   制御して操舵力の調節を行なう動力舵取装置の制御方法
   において、所定期間毎にめた荷重変化回数が少ない時は
   オイル流量を増加させ、荷重変化回数が多い時はオイル
   流量を減少させることを特徴とする動力舵取装置の制御
   方法。