JPS61275060A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車の走行状態に応じて動力舵取装置の操
舵力を制御する操舵力制御装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、自動車の走行状態の判定は車速により行うのが普
通であり、この判定結果によって、例えば低速域では操
舵力が軽く、また高速域では操舵力が重くなるように動
力舵取装置のアシスト力を制御している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような車速により走行状態を判定する従来技術にお
いては、例えば前述のアシスト力制御の場合は、車速や
操舵角等に対するアシスト力の制御パターンが一定とな
り、山道走行の場合も市街地走行の場合もアシスト力の
制御パターンは変らず、それぞれの走行状態に適した操
舵力が得られないという問題があった。

これを解決するために、操舵力制御においてアシスト力
に対する制御パターンを複数設け、運転者の好みあるい
は走行状態により切替スイッチを手動で切替えて制御パ
ターンを選択するものも開発されている。

しかしながら、このような選択方式においては、運転者
が度々切替スイッチを操作しなければならず、非常に煩
わしく、しかも切替えによる操舵力の変化が大きい問題
があった。また山道走行および市街地走行といえども走
行状態は一義的ではないため、走行状態の程度に応じた
最適な操舵力制御ができない問題があった。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は走行状態に応じた最適な操舵力制御を自動的に
行えるようにしたもので、その構成は、異なる電流特性
をプログラムした少なくとも２種類の制御パターンを記
憶する記憶手段と、走行状態に基づいてその走行状態に
応じた指数を演算する演算手段と、この演算手段にて演
算された指数が下限設定値より小さい場合あるいは下限
設定値と等しい場合には前記２つの制御パターンの一方
より制御電流を求め、指数が上限設定値より大きい場合
あるいは上限設定値と等しい場合には前記２つの制御パ
ターンの他方より制御電流を求め、さらに指数が前記下
限設定値と上限設定値の中間の場合には前記２つの制御
パターンより求められる２つの制御電流を補間演算して
指数の大きさに応じた制御電流を求める電流算出手段と
、この電流算出手段にて求められた制御電流に基づいて
操舵力を変化させる制御手段とからなるものである。

く作用〉 上記した構成により、走行状態に基づいて演算される指
数が下限設定値より小さい典型的な市街地走行の場合に
は、一方の制御パターンより制御電流が求められて市街
地走行に適した操舵力に制御され、また指数が上限設定
値より大きい典型的な山道走行の場合には、他方の制御
パターンより制御電流が求められて山道走行に適した操
舵力に制御され、さらに指数が下限設定値と上限設定値
の中間の場合には、°２つの制御パターンより求められ
た各制御電流を補間演算して指数に応じた制御電流が求
められ、これによって市街地走行もしくは山道走行に近
い操舵力あるいは市街地走行と山道走行の中間の操舵力
に制御される。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、動力舵取装置１０は、ハンドル軸１８
ａを介して操舵ハンドル１８と連結されたサーボパルプ
１１と、回路のリンク機構を介して操向車輪に連結され
たパワーシリンダ１２よりなり、公知の如く、操舵ハン
ドル１８に手動操舵トルクを加えれば、パワーシリンダ
１２により増大された操舵トルクが操向車輪に伝達され
るよう構成されている。動力舵取装置１０には駆動ベル
ト１７を介して自動車エンジンと接続されたポンプ１５
により圧力流体が供給される。

電磁弁２０はサーボパルプ１１を介してポンプ１５より
圧力流体が選択的に供給されるパワーシリンダ１２の両
室間をバイパスしてパワーシリンダ１２によるアシスト
力を制御するもので、第２図に示す如く、パルプ本体２
１の内孔２２内に摺動可能に嵌挿されたスプール２３と
、ソレノイド２４を備えている。スプール２３は、通常
スプリング２５により下降端に保持され、パワーシリン
ダ１２の画室に通ずる通路２６．２７の連通を遮断して
いる。しかして、ソレノイド２４に通電されると、その
電流値に応じてスプール２３は吸引され、スプリング２
５に抗して上方向に変位して、通路２６．２７はバイパ
ス用スリット２８を介して連通される。これによって動
力舵取装置１０のアシスト力（操舵力）が変化されるよ
うになっている。

第１図において５０は電子制御装置である。この電子制
御装置５０はマイクロプロセッサ５１と、書込み可能メ
モリ　（以下単にＲＡＭという）５２と、読出し専用メ
モリ　（以下単にＲＯＭという）５３を主要構成要素と
し、このマイクロプロセッサ５１にはインクフェイス６
０ならびにソ、レノイド駆動回路６１が接続され、前記
電磁弁２０のソレノイド２４に印加される電流を制御す
るようになっている。またマイクロプロセッサ５１には
インタフェイス４７及び位相判定回路４５を介して操舵
角センサ４０が接続されている。操舵角センサ４０はハ
ンドル軸１８ａ上に固定された回転板４１と、２つのフ
ォトインクラブタ４２，４３よりなり、かかるフォトイ
ンタラプタ４２，４３からの信号によりハンドル操舵角
θを検出するようになっている。さらにマイクロプロセ
ッサ５１にはインタフェイス４７を介して車速センサ４
６が接続されている。この車速センサ４６は、トランス
ミッションの出力軸に連結された回転針から構成され、
この車速センサ４６から発生されるパルス信号の周波数
により車速を検出するようになっている。

一方前記ＲＯＭ５３には、２種類の制御パターンＩＡ、
ＩＢが特性マツプとして記憶されている。

この制御パターンは第３図に示すように、市街地走行用
の制御パターンＩＡと山道走行用の制御パターンＩＢか
らなっており、制御パターンＩＡにはハンドル操舵角θ
に対するソレノイド２４に印加すべき電流値ｉの変化特
性がプログラムされ、同様に制御パターンＩＢにもハン
ドル操舵角θに対するソレノイド２４に印加すべき電流
値ｉの変化特性がプログラムされている。これらの電流
値の変化特性は、基本的には操舵角θが増大するにつれ
て大となるように設定されているが、異なる点は山道走
行用の制御パターンＩＢのほうが市街地走行用の制御パ
ターンＩＡよりも、操舵角θがＯのとき（操舵の中立時
）の電流値が高（、かつ操舵角θの変化に対する電流値
の変化割合が大きくなっている点である。

これにより制御パターンＩＡによる市街地走行において
は、操舵角θが増大しても手動操舵トルクの変化を比較
的小さくでき、ハンドルを大きく切ることが多い市街地
走行に適した特性となるのに対し、制御パターンＩＢに
よる山道走行においては、ハンドルを切り過ぎないよう
に手動操舵トルクが全体的に重めとなり、しかも操舵角
θの増大につれて手動操舵トルクが漸次大きくなる特性
となる。

ＲＡＭ５２はハンドルの操舵角θに対応する頻度を記憶
する記憶領域を有し、また、ＲＯＭ５３には走行状態を
示す指数Ｋを演算し、この指数Ｋに応じて前記電磁弁２
０への印加電流を算出する制御プログラムが記憶されて
いる。

第４図および第５図は操舵角θに対応する頻度分布を示
すもので、山道走行ではカーブは多いが直角に曲ること
は少ないので第４図のような頻度分布となり、また市街
地走行では直進走行が多くカーブは少ないが交差点で直
角に曲ることが多いので第５図のような頻度分布となる
。従って、前記制御プログラムの実行により得られた指
数（以下山道指数という）Ｋは山道走行の場合の値のほ
うが市街地走行の場合の値よりも大となる。

次に走行状態を判定する一例を第６図に示すフローチャ
ートにより説明する。

車の走行状態において、操舵角センサ４ｏによた検出さ
れた時々刻々変化する操舵角信号θは、位相判定回路４
５を介してカウンタ（図示せず）に入力され、また車速
センサ４６により検出された車速信号もカウンタ（図示
せず）に入力される。

マイクロプロセッサ５１は、所定の走行距離毎に割込信
号が入力されると同時にプログラムに基づき処理動作を
実行する。先ず、第６図のステップ１００でカウンタに
記憶された操舵角θが読み込まれ、続いてステップ１０
１においてサンプリング回数カウンタ値ｎが設定回数Ｎ
と比較される。

走行開始直後にはサンプリング回数は少なく、ｎ〈Ｎで
あるのでプログラムはステップ１０２に進んでサンプリ
ング回数カウンタ値ｎに１が加えられ、続くステップ１
０３においてＲＡＭ５２の記憶領域のｎ番目の領域Ｍｎ
に操舵角θの絶対値がセットされる。

サンプル数ｎが増加して設定回数Ｎに達すれば、プログ
ラムはステップ１０１からステップ１０４に進むように
なり、領域Ｍ２のセット値が領域Ｍ１へ、領域Ｍ３のセ
ット値が領域Ｍ２へ、・・・と順次シフトされ、最後の
領域ＭＮに最新（ｎ番目）の操舵角θの絶対値がセント
され、かくして記憶内容が更新される。この状態におい
てはサンプリング回数カウンタ値はｎ　（−Ｎ）のまま
である。

ステップ１０３または１０４に続くステップ１０５では
読出しカウンタＨにサンプリング回数カウンタ値ｎが初
期設定され、続くステップ１０６においてまず■（番目
の領域の値ＭＨが２つの設定値Ｂ及びＣと比較される。

ここで設定値Ｂ及びＣは第４図および第５図に示すよう
に中操舵角範囲Ｌ（ゆるいカーブ走行に対応）の下限値
と上限値をなすものである。ステップ１０６においてＢ
≦ＭＨ≦Ｃでなければステップ１０Ｂに進み、また８６
Ｍ、≦Ｃならばステップ１０７において頻度カウンタの
値Ｄ（実行の都度Ｏに初期設定される）に１が加えられ
てステップ１０８に進み、このステップ１０８において
読出しカウンタ値Ｈより１が減じられる。続くステップ
１０９において読出しカウンタ値Ｈが数値Ｏと比較され
、ＨがＯになるまでは上記ステップ１０６〜１０８が繰
り返され、Ｈ＝０になればプログラムは次のステップ１
１０に進む。上記ステップ１０６〜１０８の繰り返しに
より、頻度カウンタ値りは各記憶領域の値ＭｎのうちＢ
≦Ｍｎ≦Ｃなるものの頻度数となる。

続くステップ１１０において、次式により山道指数Ｋが
演算される。

Ｋ　＝　Ｄ　／　ｎ このように市街地走行では中操舵角範囲りの頻度りの割
合いが小さいために山道指数には小さな値となり、逆に
山道走行では中操舵角範囲りの頻度りの割合いが大きい
ために山道指数には大きな値となり、指数にの大きさに
よって走行状態を判定できるようになる。

次に上述したように演算された山道指数Ｋに応じて操舵
力を制御する処理を第７図のフローチャートに基づいて
説明する。

まず、ステップ２００において操舵角θが読込まれ、次
いでステップ２０１においてＲＯＭ５３に記憶された２
種類の制御パターンＩＡ、ＩＢより前記操舵角θ（便宜
上θ×とする）に対応した制御電流ｉＡ、ｉ１３が読出
される。続くステップ２０２において山道指数Ｋが読込
まれ、この山道指数Ｋがステップ２０３で下限設定値Ｋ
ｍｉｎより小さいかどうか、またステップ２０４で上限
設定値Ｋｍａ　ｘより大きいかどうかが判別される。

山道指数Ｋが下限設定値Ｋｍｉｎより小さい場合あるい
は下限設定値Ｋｍｉｎ・と等しい場合にはステップ２０
５に進み、前記制御電流ｉＡがセットされ、逆に上限設
定値Ｋｍａｘより大きい場合あるいは上限設定値Ｋｍａ
ｘと等しい場合にはステップ２０６に進み、前記制御電
流ｉＢがセットされる。しかるに山道指数Ｋが下限設定
値Ｋｍｉｎと上限設定値Ｋｍａｘとの中間の場合にはス
テップ２０７に進み、次式より制御電流ｉｃが補間演算
されてセットされる。

すなわち、制御電流ｉｃは第３図に示すように操舵角θ
における２種類の制御パターンＩＡ、ＩＢの各制御電流
ｉＡ、ｉＢを直線で結んだ線と、求められた山道指数Ｋ
（便宜上に×とする）との交点における値ｉＸとなる。

かかる制御電流ｉＡ、ｉＢあるいはｉＣは、ステップ２
０８において出力され、電磁弁２０のソレノイド２４に
印加されて動力舵取装置１０のアシスト力が変化される
。

このように山道指数Ｋが下限設定値より小さい典型的な
市街地走行の場合には、市街地用の制御パターンＩＡに
基づいて操舵力が制御され、山道指数Ｋが上限設定値よ
り大きい典型的な山道走行の場合には、山道用の制御パ
ターンＩＢに基づいて操舵力が制御され、山道指数Ｋが
下限設定値と上限設定値の中間の場合には、前記制御パ
ターンＩＡ、　　Ｉ、Ｂの中間の特性より山道指数にの
大きさに応じた値が求められ、操舵力が制御される。

上記実施例においては、走行判定を示す指数を操舵角の
頻度分布の特定の領域の頻度の割合より求めるようにし
たが、指数は操舵角の分散状況、車の停止頻度、加減速
頻度等からも求めることができるものである。

また、上記実施例においては、操舵力をパワーシリンダ
のバイパス制御により制御する例について述べたが、操
舵力の制御は、その他にも反力制御、ポンプ流量制御等
各種の方式を採り得るものであり、その制御形態につい
ても、実施例で述べた操舵角に応じて制御する他に、車
速あるいは操舵角速度の変化に応じて制御することもで
きるものである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明は、少なくとも２種類の制御パ
ターンと、これら制御パターンの間で補間演算する機能
を設け、走行状態を示す指数に応じて何れか一方の制御
パターンより制御電流を求めたり、補間演算により指数
に応じた制御電流を求めるようにしたので、走行状態に
応じて最適な制御を行い得るとともに、これが最少の制
御パターンによって行い得る効果がある。

【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
装置の操舵力制御装置の全体を示すブロック図、第２図
はバイパス制御用の電磁弁を示す断面図、第３図は制御
／＜ターンを示す図、第４図は山道走行の場合の操舵角
の頻度分布を示す図、第５図は市街地走行の場合の操舵
角の頻度分布を示す図、第６図および第７図はフローチ
ャートを示す図である。 １０・・・動力舵取装置、ＩＡ、ＩＢ・・・制御パター
ン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）動力舵取装置の操舵力を、走行状態を示す指数に
   応じて制御するものにして、異なる電流特性をプログラ
   ムした少なくとも２種類の制御パターンを記憶する記憶
   手段と、走行状態に基づいてその走行状態に応じた指数
   を演算する演算手段と、この演算手段にて演算された指
   数が下限設定値より小さい場合あるいは下限設定値と等
   しい場合には前記２つの制御パターンの一方より制御電
   流を求め、指数が上限設定値より大きい場合あるいは上
   限設定値と等しい場合には前記２つの制御パターンの他
   方より制御電流を求め、さらに指数が前記下限設定値と
   上限設定値の中間の場合には前記２つの制御パターンよ
   り求められる２つの制御電流を補間演算して指数の大き
   さに応じた制御電流を求める電流算出手段と、この電流
   算出手段にて求められた制御電流に基づいて操舵力を変
   化させる制御手段とによって構成してなる動力舵取装置
   の操舵力制御装置。
2. （２）前記２つの制御パターンの一方には、市街地走行
   に適した電流特性をプログラムし、他方には山道走行に
   適した電流特性をプログラムしてなる特許請求の範囲第
   １項に記載の動力舵取装置の操舵力制御装置。