JPS62210168A - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

動力舵取装置の操舵力制御装置

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Publication number
JPS62210168A
JPS62210168A JP5103986A JP5103986A JPS62210168A JP S62210168 A JPS62210168 A JP S62210168A JP 5103986 A JP5103986 A JP 5103986A JP 5103986 A JP5103986 A JP 5103986A JP S62210168 A JPS62210168 A JP S62210168A
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JP
Japan
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driving
running
steering
vehicle speed
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JP5103986A
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English (en)
Inventor
Kunihiko Eto
衛藤 邦彦
Yutaka Mori
豊 森
Kazumasa Kodama
和正 小玉
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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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。
〈従来の技術〉 従来、自動車の操舵力制御は、車の走行速度を車速セン
サにて検出し、この検出結果に基づき、例えば低速域で
は操舵力が軽(、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〉 しかしながら、車の走行状態は上記車速以外に例えば、
山道かあるいは市街地かといった道路状況によって変化
したり、また運転者の気分あるいは性格によってスポー
ティ運転(頻繁に急加速、急減速を行う運転)をしたり
あるいはマイルド運転(余り加減速を行なわず緩やかな
運転)をする場合があり、このような種々の走行状態の
変化を上記従来の車速センサでは検出することができず
、各種走行状態に応じた操舵力を得ることはできなかっ
た。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされ
たもので、第1図に示すように操舵角を検出する操舵角
検出手段1と、この操舵角検出手段1の信号から道路状
況に応じた第1走行指数を演算する第1演算手段2と、
車速もしくは車速に関連した走行情報を検出する車速関
連情報検出手段3と、この車速関連情報検出手段3の信
号から運転者の運転状況に応じた第2走行指数を演算す
る第2演算手段4と、この第1.第2演算手段2゜4か
ら得られる第1.第2走行指数から第3走行指数を演算
する第3演算手段5と、この第3演算手段5から出力さ
れる第3走行指数により制御電流を算出する制御電流算
出手段6と、この制御電流算出手段6にて算出された制
御電流により操舵力を変化させる操舵力制御手段7とを
設けたことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置
に関する。
く作用〉 本発明は、上記構成を備えているため、操舵角検出手段
1から得ら、れるハンドル操舵角信号のばらつきによっ
て車が山道を走行しているかあるいは市街地を走行して
いるかといった道路状況を表す第1走行指数を演算する
同時に車速関連情報検出手段3の信号から加減速の状態
を検出してスポーティ運転状態にあるか、あるいはマイ
ルド運転状態にあるかといった運転者の運転状況を表す
第2走行指数を演算する。
そしてこの第1、第2走行指数の一方を選択したり、ま
た両方を加味して第3走行指数を演算し、この第3走行
指数から制御電流を算出し、その制御電流を操舵力制御
手段7に印加することで上記道路状況ならびに運転状況
に応じた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2図に示す如く、自動車エンジンにより駆動されるベ
ーンポンプ等の供給ポンプ10の吐出通路11にはメー
タリングオリフィス12及びバイパス弁13が設けられ
ている。バイパス弁13の制御スプール13aはメータ
リングオリフィス12の前後の差圧に応じて作動し、供
給ポンプ1oがら吐出される作動流体の流量が増大すれ
ば余分の流量はバイパス通路14からリザーバ26に戻
され、かくしてバイパス弁13は一定流31Qの作動流
体を分流制御弁15に供給するものである。
なお、供給ポンプ10が定速モータ駆動式の一定流量を
吐出するものである場合には、バイパス弁13は不要で
ある。
分流制御弁15は、前記一定流量Qの作動流体を、固定
絞り16の前後の差圧に応じて作動する制御スプール1
5aにより、サーボ弁通路17及び反力制御通路18へ
それぞれ一定流3Q1及びQ2ずつ分配するものである
。サーボ弁通路17はサーボ弁21を介してパワシリン
ダ25に接続され、また反力制御通路18には反力機構
3o及び後述する流量制御弁40が接続されている。サ
ーボ弁通路17と反力制御通路18の間には連通路19
が設けられ、この連通路19には固定絞り20が設けら
れている。
サーボ弁21は、動力舵取装置の入力軸と出力軸との間
に設けられ、操舵ハンドルに加わる手動操舵トルクに基
づくこの両輪の間の相対的回動により作動するものであ
り、中立状態においては供給ボート21aより供給され
た作動流体は左右の通路を均等に流れて再分配ボート2
1c、21dは低圧で等しい圧力となるのでパワシリン
ダ25は作動されず、作動流体は排出ボート21bから
戻し通路22を通うてリザーバ26に排出される。
操舵ハンドルが操作されて手動操舵トルクが生じればサ
ーボ弁21は中立状態から偏位して再分配ポート21c
、21dの間に差圧が生じ、供給ボー121aより供給
された作動流体は一方の分配通路23又は24よりパワ
シリンダ25の一方の室に流入してアシスト力を生じさ
せ、他方の室の作動流体は他方の分配通路24又は23
を介してサーボ弁21に戻り、戻し通路22からリザー
バ26に排出される。この状態においては供給ボート2
1aに生ずる圧力が増大するのでサーボ=jp通路17
を流れる流量Q1の一部qは連絡路18に流れ込み流量
制御弁40を通る流量は増加する。
反力機構30は動力舵取装置の出力軸側に設けられた挿
通孔33に嵌合されたプランジャ32と、入力軸側に設
けられてプランジャ32の先端と係合する円周方向両側
に傾斜した傾斜面34を主要構成要素としている。そし
て、ボート31を介してプランジャ32の後部に導入さ
れる圧力を流量制御弁40により変化させて入力軸と出
力軸の間の捩りばね特性を変え、手動操舵トルクに対す
るサーボ弁21の偏位特性を変えるものである。
流量制御弁40は、第3図に示す如く電磁流量制御弁で
ある。流量制御弁40のパルプ本体41の突出部41a
の先端には中央に絞り穴42aを有するユニオン42が
同軸に螺合固定され、絞り穴42aを挟んで第1ボー)
40a及び第2ポート40bが形成されている。バルブ
本体41には突出部41aと反対側にヨーク45が固定
され、このヨーク45の内孔により弁軸44を固定した
スプール43が突出部41aと同軸に軸方向摺動可能に
支持されている。スプール43及び弁軸44はスプリン
グ48及び49を介してバルブ本体4工とヨーク45に
螺合した訝整ねし47の間に弾性的に支持されている。
流量制御弁40は予め調整ねじ47により調整を行い、
通常は弁軸44の先端がユニオン42の絞り穴42aか
ら離れて絞り穴42aを全開とし、ソレノイド46に通
電すればその電流値に応じてスプール43が左方向に変
位して弁軸44の先端により絞り穴42aの開度を次第
に減少させ、遂には全閉となるようにするものである。
ユニオン42には絞り穴42aが全閉となった状態にお
いても、両ボー)40a、40bを連通する固定絞り4
2bが設けられている。この流量制御弁4゜はパルプ本
体41の突出部41aを動力舵取装置の弁ハウジング等
の取付基体28に螺合して取り付けられている。
上記構成の動力舵取装置において、本発明では山道走行
や市街地走行等の走路状態、あるいはスポーティ運転、
マイルド運転等の運転者の特性による走行状態の変化に
応じた操舵力制御を行うために第2図の電子制御装置5
0を備えている。この電子制御装置50は流量?17I
J御弁4oの開度を変化させ、これにより道路状況ある
いは運転者の特性による走行状態の変化に応して制御パ
ターンを変化させている。
、pJ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52 (以下単にRAMという)と、読
出し専用メモリ53 (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にはソ
レノイド駆動回路61が接続され、前記流量制御弁40
のソレノイド46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には操舵角セン
サ62が接続されている。操舵角センサ62は例えばハ
ンドル軸上に設けられ、この操舵角センサ62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には車速センサ55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65の出力軸に連結された回転計から構成され、こ
の車速センサ55が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。
ここにおいて車の走行状態について考察するとその走行
状態の変化要因の1つは車が山道を走行しているかある
いは市街地を走行しているがといった道路状況によるも
の、また運転者がスポーティ運転したり、マイルド運転
をする等運転状況によるものがある。
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がる辺
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
直角に曲がることが多いので第5図のような頻度分布と
なる。従ってこの操舵角信号θの分布すなわちばらつき
を第1走行指数にθとして演算することで道路状況を検
出することができる。
前記ROM53にはこの道路状況を示す第1走行指数に
θを演算する制御プログラムが記憶されている。
なお、この制御プログラムの実行により得られた第1走
行指数にθ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。
また前記したように車の走行状態は運転者の運転状況に
よっても大きく変化する。第6図はその運転者による運
転状態の差異を示すもので、第6図(A1)はマイルド
運転(比較的緩やかな運転)を行ったときの走行状態で
その加減速の頻度は少なく、また第6図(B1)はスポ
ーティ運転(活発な運転)を行ったときの走行状態で頻
繁に加減速が繰り返される。従って時間に対する加速度
の絶対値を累積して第2走行指数Kvとして演算するこ
とで運転者の運転状態を検出することができる。このた
め前記ROM53には、前記車速Vより運転状況を表す
第2走行指数KVを演算制御プログラムが記憶されてい
る。
この制御プログラムでは、前記加速度の絶対値を演算す
る手法として車速Vより第6図(A2)、(B2)に示
す加速度■を求め、さらに第6図(A3)、(B3)に
示すようにこの加速度Vの絶対値IVIを求めることで
第2走行指数KV:li−演算するようになっている。
かかる演算処理において本発明では車速■ならびに加速
度※を直接処理することなく、若干の修正を加え、修正
車速■sならびに修正加速度※Sによる処理を行ってい
る。
ここにおいて修正速度■5を求めるのは、例えば高速道
路を走行する場合に必要以上に第2走行指数KVを増大
させないようにするためであり、また市街地で渋滞に合
った場合は、本来加減速の頻度は少ないにもかかわらず
多くなってしまいこのような場合に第2走行指数KVが
大きくならないようにするためである。また修正加速度
V、を求めるのは通常の運転状態でも多少は加速度変化
をしており、このような低レベルの加速度■の変化に対
して第2走行指数Kvが応答しないようにするためであ
り、また急ブレーキ、急加速による急激な加速度の変化
によって第2走行指数KVが異常に急増しないようにす
るためであり、このような重み付けを行うことでより最
適で誤差の少ない第2走行指数KVが得られる。このた
め、前記ROM53に対して第7図および第8図に示す
ように修正マツプを記憶させ、この修正マツプにより上
記車速■ならびに加速度■に修正を加え、正確に第2走
行指数Kvを演算するようになっている。
第7図は、その車速■から修正車速V、を求めるための
関数VS=f  (V)を示すもので、図からも明らか
なように修正車速vsは中速状態でVに比例して変化す
るか低速状態あるいは高速状態では変化しない特性に設
定されている。
めるための関数vs=r (v)を示すもので、修正加
速度vsは低加速度ならびに高加速度では変化しない特
性に設定されている。
なお、上記制御プログラムの実行により得られた第2走
行指数KVはスポーティ運転の場合の値が、マイルド運
転をした場合の値よりも大となる。
また前記ROM53には前記第1走行指数にθと第2走
行指数Kvとから第3走行数Kを演算するプログラムが
記憶されている。この実施例では道路状況ならびに運転
状況の両方を加味するため、第3走行指数Kを前記第1
.第2走行指数にθ。
KVの積算値として求めるようになっている。
さらに前記ROM53にはこの第9図に示す特性マツプ
が記憶されている。この図においては印加電流Iは第3
走行指数にの増加に応じて次第に増加する特性に設定さ
れている。これにより、第3走行指数Kが大となった場
合には印加電流Iが大となって手動操舵トルクが大とな
り、その結果山道走行ならびにスポーティ運転に適した
特性となり、また第3走行指数Kが小となった場合には
印加電流■が小さくなって手動操舵トルクが小となり、
市街走行ならびにマイルド運転に適した特性となる。
次に上記走行状態を判定するための動作を説明する。
マイクロプロセッサ51の行う処理は、第10図に示す
ように i)道路状況を表す第1走行指数にθを演算するステッ
プ ii )運転状況を表す第2走行指数KVを演算するス
テップ iii )第1.第2走行指数にθ、Kvより第3走行
指数Kを演算するステップ iv)第3走行指数Kに応じた印加電流■をサーチする
ステップ ■)印加電流Iを出力するステップ の各ステップに大別でき、これらの処理が順番に実行さ
れる。
i)第1走行指数にθの計算 このステップiはこの操舵角信号θより第1走行指数に
θを計算するステップであり、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
第11図に示すステップを実行する。このステップ10
0では操舵角θが読み込まれ、続いてステップ101に
おいてサンプリング回数カウンタ値i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
、i<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iに1が加えられ、続く
ステップ103においてRAM52の記憶領域のi番目
の領域Miに操舵角θの絶対値)θ1がセットされる。
サンプル数i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のセント値が領域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(i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i  (−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■(にサンプリング回数カウンタ値iが
初期設定され、続くステップ106においてまずH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108に進み、また85
M H:5 G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I(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、I(がOになるまでは上記ステップ106〜
lO8が繰り返され、H=Oになればプログラムは次の
ステップ110に進む。上記ステップ109〜108の
繰り返しにより、頻度カウンタ値りは各記憶領域の値M
fのうちB≦MH≦Cなるものの頻度数となる。
続くステップ110において、次式により指数にθが演
算される。
Kθ=D/i 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第1走行指数にθ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
大きいために第1走行指数にθは大きな値となり、第1
走行指数にθの大きさによって走行状態を判定できるよ
うになる。
ii )第2走行指数Kvの演算処理 このステップiiは車速Vより第2走行指数Kvを演算
するステップで、マイクロプロセッサ511は上記ステ
ップiが終了すると同時に第12図のフローチャートに
基づき処理を実行する。
先ず、ステップ300においてマイクロプロセッサ51
は車速Vを読み込み、続くステップ3゜1において関数
V s = f  (V)により修正処理を行って修正
車速Vsを求める。そしてステップ302によりこの修
正車速Vsを微分処理して加速度Vを求め、再びステッ
プ3o3においてこの加速度Vを関数V s = f 
 (V)により修正処理を行い、修正加速度Vsを求め
る。
続くステップ304にてサンプリングカウンタの値に1
が加えられたのち、ステップ305においてバッファレ
ジスタの個数りと比較され、nがLに達してしなければ
ステップ307に進んでn番目のバッファレジスタDn
に修正加速度※Sの絶対値1Vs)が記憶され、もしn
=Lならばn=0にリセットされたのちステップ307
に進む。
かかるステップ300〜306を実行することでマイク
ロプロセッサ51は修正加速度Vsの絶対値IVslを
5個のバンファレジスタD1〜Dしに順次記憶させると
ともにバソフプレジスタが全部一杯になれば最初のバン
ファレジスタD1から順次記憶内容を更新する。
続いてステップ307では全バンファレジスタD+=D
乙の記憶内容を全部読出し、次式により第2走行指数K
vを演算する。
KV=  Σ Dn n=0 iii )第3走行指数にの演算処理 このステップiiiは前記ステップiおよびiiにて得
られた第1.第2走行指数にθ、KVから第3走行指数
Kを求めるステップで、第13図に示すステップ401
にて前記第1.第2走行指数にθ。
Kvが積算され、続(ステップ402ではこの第3走行
指数にと、この指数にの最大値KMAXとが比較され、
それより小さければ、このKを第3走行指数として出力
し、また大きければステップ403においてKMAXを
第3走行七数として出力する。
続いて第10図に示すステップiv、vに進む。
このステップivでは、第9図に示すマツプよりこの第
3走行指数Kに見合った制御電流Iをサーチし、■ステ
ップにて出力する。従ってこの第3走行指数Kから算出
されたIが流量制御弁40のソレノイド46に印加され
ることでその開度が調整され、所定の操舵トルクが得ら
れる。
ここにおいて第3走行指数には第1.第2走行指数にθ
、KVの積算値であり、第1.第2走行指数にθ、Kv
の変化に伴い、第3走行指数には第14図に示すように
変化する。従って、車が山道を走行しておれば、その道
路状況が第1走行指数にθの変化として検出されるため
、重めの操舵感が得られ、これにさらに運転者の運転状
況が第2走行指数KVの変化として加味されるため、同
じ山道であってもスポーティ運転であればさらに重めの
操舵感となり、またマイルド運転であればやや軽めの操
舵感が得られる。
なお、上記実施例においては、第1.第2走行指数にθ
、KVを積算することで道路状況ならびに運転状況を加
味した第3走行指数Kを求めるものについて記載したが
、これに限定されるものではなく、第1.第2走行指数
にθ、KVからこの各指数の一方を選択して第3走行指
数にとしてもよい。
すなわち、第3走行指数にの演算処理として第15図に
示すようにステップ501において第1゜第2走行指数
にθ、KVを比較し、第1走行指数にθが大きければス
テップ502においてこれを第3走行指数にとし、また
第2走行指数Kvが大きければステップ503において
これを第3走行指数にとしてもよい。
第16図はその第1.第2走行指数にθ、  Kvから
その大きい方を選択して得られる第3走行指数にの変化
状態を示すもので、このように常に大きい方の走行指数
を選択することで、例えば市街値でスポーティ運転をす
る場合、第1走行指数にθが小さくなるが、第2走行指
数Kvが大きくなり、その結果ハンドルが重くなってド
ライバに安定感を与えることができる。
また第3走行指数にの演算処理として第17図に示すよ
うにステップ601において第1.第2走行指数にθ、
Kvを比較し、第1走行指数にθが小さければステップ
602においてこれを第3走行指数にとし、また第2走
行指数KVが小さければこれを第3走行指数にとしても
よい。
第18図はその第1.第2走行指数にθ、  KVから
その小さい方を選択して得られた第3走行指数にの変化
状態を示すもので、このように常に小さい方の走行指数
を選択することで、例えば山道でマイルド運転をする場
合、第1走行指数Kが大きくなるが、第2走行指数KV
が小さくなり、その結果ハンドルが軽くなってドライバ
は軽快にハンドルを操作できる。
また実施例においては、道路状況を表す第1走行指数を
操舵角の頻度分布の領域の頻度の割合より求めるように
したが、指数は操舵角の全体の分散状況、平均値等から
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、操舵力を反力制御により
制御する例について述べたが、操舵力の制御は、その他
にもパワーシリンダのバイパス制御、ポンプ流量制御等
各種の方式を採り得るものである。
さらに上記実施例では車の走行情報を検出する手段とし
てトランスミッションの出力軸の回転計を利用している
が、この車速は車速の変化と関連して変化するものであ
ればよく、例えばイグナイタよりエンジン回転数を検出
するもの、あるいはアクセル開度、エンジンへのエア吸
気量等からも検出することができる。
〈発明の効果〉 上記詳述したように本発明は、山道、市街地といった道
路状況を第1走行指数として演算しかつ運転者の運転状
況を第2走行1旨数として演算し、この第1、第2走行
指数を加味して第3走行指数を求めて電磁弁へ印加する
制御電流を制御するようにしたので、道路状況ならびに
運転状況の両方に対して操舵力の重さを最適に制御する
ことができる利点を有する。
【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図は本発明の
全体構成図、第2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3図は反力制御用の電磁弁を
示す断面図、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図の絶対値の変化を示す図、第7図は
車速の修正用マツプを示す図、第8図は加速度の修正用
マツプを示す図、第9図ぼ印加電流の制御パターンを示
す図、第10図ないし第13図は制御プログラムのフロ
ーチャート、第14図は走行指数の変化を示す図、第1
5図は本発明の変形例を示すフローチャート、第16図
は走行指数の変化を示す図、第17図は本発明の変形例
を示すフローチャート、第18図は走行指数の変化を示
す図である。 10・・・動力舵取装置、40・・・流量制御弁、50
・・・電子制御装置、55・・・車速センサ、62・・
・操舵角センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)操舵角を検出する操舵角検出手段と、この操舵角
    検出手段の信号から道路状況に応じた第1走行指数を演
    算する第1演算手段と、車速もしくは車速に関連した走
    行情報を検出する車速関連情報検出手段と、この車速関
    連情報検出手段の信号から運転者の運転状況に応じた第
    2走行指数を演算する第2演算手段と、この第1、第2
    演算手段から得られる第1、第2走行指数から第3走行
    指数を演算する第3演算手段と、この第3演算手段から
    出力される第3走行指数により制御電流を算出する制御
    電流算出手段と、この制御電流算出手段にて算出された
    制御電流により操舵力を変化させる操舵力制御手段とを
    設けたことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置
JP5103986A 1986-03-07 1986-03-07 動力舵取装置の操舵力制御装置 Pending JPS62210168A (ja)

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JP (1) JPS62210168A (ja)

Cited By (1)

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