JPS63297172A - 動力舵取装置の制御装置 - 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、動力舵取装置において車輌の走行速度（以下
車速という）や操舵角度等といった車輛の各種の走行条
件に応じ九適切な操舵力を得るための操舵力制御装置の
改良に関する。

〔従来の技術〕

パワーステアリングとして知られる動力舵取装置は、最
近では小型車を始め各種の車輛等に広く搭載されるよう
になっており、その操舵補助力により運転者の操舵力を
軽減することで、軽快な操舵操作を可能とするとともに
運転者の疲労等を軽減する等の効果を発揮し得るもので
、従来から種々の構成のものが知られている。

ところで、この種の動力舵取装置にあっては、運転者の
操舵操作に応じた操舵力や操舵角度、さらには車速など
を始めとする車輛の各種走行条件により装置動作を適切
に制御し、必要に応じた操舵補助力が得られるような構
成とすること等が望まれている。すなわち、この種の動
力舵取装置を搭載してなる車輪等にあっては、ｊ！Ｌ輛
停車中における操舵操作いわゆる据切シ時や低速走行時
の操舵−操作を行なう際には、きわめて軽い操舵力とし
得るように大きな操舵補助力を出力し得る構成とするこ
とが必要とされる。しかし、その一方において、車輛の
高速走行時には、上述した低速走行時等のような大きな
操舵補助力を生じさせると、舵取ハンドルの操作力が軽
くなりすぎ、運転者に不安感を与える等といった問題を
招くもので、運転感覚の適正化を図るうえで好ましくな
く、これとは逆に操舵補助力を小さくして舵取ハンドル
の操作力をある程度の重さにつまり操舵力を増大させ、
これにより直進時の安定性を確保し得るような構成とす
ることが必要とされる。また、このような操舵力は、操
舵角度が大きくなるにしたがっても、同様に増加するよ
うに制御することが必要とされるものである。

このため、従来から舵取ハンドルに適当な操舵反力を与
えることによって、車輛の高、低速走行時の舵取ハンド
ルの剛性（操舵反力）を制御することができる油圧反力
による操舵力制御装置が採用されており、種々の構成を
有するものが多数提案されている。たとえば特願昭６２
−２３５７５号には第１２図に示す動力舵取装置？ｔ（
以下ｐｓと称することがある）が提案されている。図に
おいて、符号１００は自動車のエンジン１０２により回
転駆動されるＰＳ用オイルポンプ（以下メインポンプと
いう）で、オイルタンク１０３内に貯溜された作動油全
圧油としてパワーシリンダ１０４側に供給する役割りを
果たしている。なお、図中１０５ａ、１０５ｂはメイン
ポンプ１００からの圧油をパワーシリンダ１０４側に給
送するｐｓ圧供給側通路およびそのタンク１０３への戻
り通路である。また、図中１０６は前記パワーシリンダ
１０４および回転式の流路切換弁等を有するｐｓ本体で
、左、右操向輪１０７，１０７間に配設される舵取リン
ク機構１０８の一部を構成するとともに、所要の方向に
舵取操作される舵取ハンドル１０９とステアリングシャ
フト１０９ａヲ介して連設されている。

ここで、このＰＳ本体１０６は、周知の通り、概略第１
３図さらに第１４図に示すような構成とされている。す
なわち、図中符号１１０は舵取リンク機構１０８を構成
するラック１１１と噛合するビニオン１１０ａｔ有する
弁出力側のピニオン軸、１１２はこのピニオン軸１１０
の右端側にトーションバー１１３を介して同軸上に連結
されその右端が前記舵取ハンドル１０９側に連結される
入力軸（ステアリングシャフト１０９ａ　）で、これら
両軸１１０　、１１２はその操舵方向に適宜回転操作さ
れる。そして、ｐｓ本体１０６？構成するボディ１１４
内で上述した両軸１１２　、１１０には、回転式流路切
換弁１１５ｔ−構成するロータ１１６（但しこれは軸１
１２と一体構成である）スリーブ１１７が一体的に設け
られ、その相対的な回転変位にて前記メインポンプ１０
０、タンク１０３とパワーシリンダ１０４の左、右シリ
ンダ室（ＣＩ、Ｃ２）との間の流路切換えを行なうよう
に構成されている。勿論、入力側のロータ１１６と出力
側のスリーブ１１７との間は、周知の通り、互いに所定
角度だけ揺動可能な状態とするフェールセーフ機構を介
して一体的に連結されている。なお、このような回転式
の流路切換弁１１５の構成およびその動作は従来から周
知の通りであり、その詳細な説明は省略する。

また、図中１２０は前記流路切換弁１１５を構成する人
、出力側部材（１１２、１１０）間に介装されこれら両
部材間を少なくとも一対のプランジャ１２１の押付力で
拘束することにより入力側部材（ここではアーム部１ｔ
２ａ　）側の回転を拘束する操舵力制御装置を構成する
油圧反力室で、この油圧反力室１２０には、油圧給送用
のオイルポンプからの圧油が適宜コントロールされて導
入されるように構成されている。ここで、第１４図中符
号１２２は、前記油圧反力室１２０に導入された反力油
圧をタンク側に還流させるための微小な固定オリフィス
で、油圧反力室１２０に流入する反力油圧を、ステアリ
ングボディ１１４内に形成されたタンク側室１２３に微
小流量づつ流出させるような構成とされている。

そして、この油圧反力室１２０内に反力油圧が導入され
ると、その油圧の大、小に応じて入、出力側部材（１１
２、１１０）間での相対的な回転状態を拘束し、適切な
操舵反力を生じさせて所要の操舵力制御を行なうような
構成とされている。

前述したように操舵力制御を行なう油圧反力室１２０に
対し反力油圧を供給するコントロールパルプ１３０　ｔ
−１第１２図に示すように、車輛の走行条件として少な
くとも車速および操舵角度が車速センサ１３１、操舵角
センサ１３２によシ入力されるコントローラ１３３で制
御されるンレノイド１３４により駆動するようにして所
望の特性を得ている。

なお、１３５は反力油圧供給側通路、２０ａは圧力セン
サである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来の装置は油圧圧力室１２０
内のオイル漏れを防止するだめのシール１２０ａ　’ｊ
ｉ−用いているので、仁こでの摩擦がある。

この摩擦力は一般道路では問題ないが、雪路等の路面抵
抗の低い道路（低μ路）ではタイヤからの反力が小さく
なるので、操舵反力に対し相対的に無視できない影響を
持つ値となり、運転者に対しタイヤ側からの変位・力の
情報が伝達され難くなり、円滑なハンドル操作を行なう
上で障害となる。

〔問題点を解決する九めの手段〕

このような問題を解決するためにこの発明は、雪路等の
低μ路では路面抵抗が小さくなるにしたがいシール摩擦
力を小さくする路面条件補正部を設けたものである。

〔作用〕

雪路等の低摩擦係数の路面で、一般路に対し路面抵抗が
小さくとも、タイヤ側からの変位（動き）情報を運転者
に伝えることができ、異和感のない円滑な操舵が行なえ
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一寅施例を示すブロック図である。

第１図において１はリードスイッチ１ａ。

抵抗１ｂ　　、波形成形回路１ｃから構成される車速パ
ルス発生回路、２はポテンショメータ２ａ、Ａ／Ｄ変換
器２ｂから構成される回転角信号発生回路、３はカウン
タ３ｍ　、レジスタ３ｂから構成される瞬時車速信号発
生回路、４はモノマルチバイブレータ４ａ　、アンド回
路４ｂ　、カウンタ４ｃ　、レジスタ４ｄから構成され
ている平均操舵量発生回路である。５は遅延回路５ａ　
、減算回路５ｂ　、絶対値化回路５ｃ、カウンタ５ｄ　
、レジスタ５ｅから構成される平均操舵量発生回路であ
る。６は第２図に示すように、モードＡ〜モードＣの３
楓類の走行状態を表わすデータが書込まれておｐｌこの
データが平均操舵量信号と平均車速信号によって読み出
されるようになっているパターンメモリである。第２図
におけるモードＡは市街地走行のように平均車速が小さ
く平均操舵量の大きい状態を表わしておシ、モードＢは
郊外地走行を、モードＣは高速道路走行を表わしている
。７ａ、７ｂ、７ｃはパターンメモリであり、第３図に
示すように、瞬時車速に対する車速感応指示値（操舵を
始める時点の動力補助量を決める信号）が書込まれてお
り（ａ）は市街地走行時、（ｂ）は郊外地走行時、（ｃ
）は高速道路走行時に適する特性となっている。８はデ
コーダ８ａ　、選択スイッチ８ｂ、アンド回Ｍ８ｃ〜８
ｅ、オア回路８ｆ〜８ｈ、ゲート回路８ｉ〜８ｋ。

発光ダイオード８ｔ〜８ｎより構成されている選択回路
である。９はゲート回路９ａ　、デコーダ９ｂ。

９ｃ　、オア回路９ｄ、９ｅ、９ｆ　ｌナンド回路９ｇ
。

９ｈ、１５秒タイマ９１，８秒タイマ９ｊから構成され
ている舵角制御判定回路である。１０は基準信号発生回
路１０ａ　、　１０ｂ　、遅延回路１０ｃ、コンパレー
タ１０ｄ　、　１０ｅ　、アンド回路１０ｆから構成さ
れているハイエツジ検出回路である。１１は基準信号発
生回路ｊ　１　ａ　！　１１　ｂ　＋遅延回路１１ｃ、
コンパレータ１１ｄ　、　１１ｅ　、アンド回路１１ｆ
から構成され。

るローエツジ検出回路である。

１２．１３はオフセット量発生回路１２ａ　、　１３ａ
　。

ゲート回路１２ｂ　、　１３ｂから構成されるオフセッ
ト回路である。１４は累算回路１４ａ、加算回路１４ｂ
。

絶対値化回路１４ｃから構成される操舵角演算回路であ
る。１５はパターンメモリであり、第４図に示すように
、第１図のパターンメモリ７ａ〜７ｅより読み出される
車速感応指示値を補正するための補正値が書込まれてお
り、この補正値は瞬時車速と操舵角によって決まり、操
舵角を変数とし、瞬時車速をパラメータとして書込まれ
ている。なお、ａは最高速時の補正特性、ｂ−ｄは中間
車速時の特性、ｅは最低速時の補正特性である。１６は
駆動回路、１７はクロック信号発生回路である。

２０はこの発明の特徴部分である路面条件補正部であり
、圧力センサ２０ａ、　Ａ／Ｄ変換器２０ｂ１補正値発
生回路２０ｄ１乗算回路２０ｅから構成されている。圧
力センサ２０ａは路面抵抗に応じたパワーステアリング
のポンプ圧を検出するようになっており、路面抵抗が大
きい時は高圧となって大きい電圧を出力し、路面抵抗の
小さな雪道などでは圧力上井は少なく小さい電圧を出力
するようになつている。補正値発生回路２０ｄは第５図
に示すように、例えばアスファルト道路のような基準と
なる路面を走行しているとき圧力センサ２０ａに発生す
る圧力が第６図に示すように、車速をパラメータとした
信号として記憶されているメモリ２０ｄ１と除算回路２
０ｄ２とから構成されており、供給される車速信号およ
び操舵信号とから基準圧力全読み出し、路面信号を基準
圧力で除算し、その除算結果によって車速感応指示値を
補正する信号を発生するようになっている。

このように構成された装置のうち、路面条件補正部２０
を除く動作は特開昭６１−１５５０５９号公報に詳細に
記載されているが、概略を説明する。

走行中に車速パルス発生回路１から発生した信号に基づ
いて平均車速および瞬時車速が演算され、それぞれ演算
された車速に応じてパターンメモリ６．７ａ〜７ｃよす
所定のデータが読み出される。

パターンメモリ６から読み出されたデータはデコーダ８
ａで分類され、パターンメモリ７ａ〜γＣのいずれかの
データ全選択する。一方、回転角信号発生回路２から操
舵に伴う信号が発生し、その信号がゲート回路９ａｓ　
　ハイエツジおよびローエツジ検出回路１０　、１１、
オフセット出力１２．１３を介して操舵角演算回路１４
に供給されて操舵角が演算される。今、補正値発生回路
から発生している補正信号がｒｌＪである場合、乗算回
路２０ｅは操舵角演算回路１４から供給されている信号
をそのまま出力する。パターンメモリ１５ではその操舵
角信号と、瞬時車速信号が供給されているので、供給さ
れた信号に対応したデータを読み出す。

このため、選択回路８から出力される車速感応信号が駆
動回路１６で操舵量に応じて補正され、その補正結果で
コントロールパルプＣｖが駆動される。このため、操舵
中心が明確にわかる第７図に示すような操舵が行なわれ
る。

次に路面条件補正部の動作について説明する。

圧力センサ２０ａは路面抵抗に応じて変化するパワース
テアリングのポンプ圧を検出してアナログの路面信号を
出力するので、その信号はＡ／Ｄ変換器２０ｂによって
デジタル信号に変換され補正値発生回路２０ｄに供給さ
れる。

一方、メモ１Ｊ２０ｄ、には瞬時車速信号と操舵信号が
供給されておシ、その両信号から基準圧力が読み出され
除算回路２０ｄ２に供給される。この結果除算回路２０
ｄ２は路面抵抗に応じて決まる圧力、すなわち走行時の
圧力センサ２０ａ　Ｋよって検出されデジタル変換され
九値を基準圧力で除算し、乗算器２０ａＫ舵角係数を供
給する。舵角係数は乗算器２０ｅにおいて操舵信号と乗
算されその乗算結果がパターンメモリ１５に供給される
。

この結果、操舵信号が路面抵抗によって補正されたこと
になる。すなわち、ある操舵量の操舵を行なって、操舵
量演算回路１４がその操舵量に対応する操舵信号を発生
するが、この値は路面抵抗によって大きくなつ念シ、小
さくなったシする。

このことはある操舵を行なっても実際に操舵の制御に用
いられる操舵量は路面抵抗によって決まる値となり、実
際に操舵が行なわれる結果も路面抵抗によって補正され
たことになる。

この状態を図示し念ものが第８図である。この図におい
て集線は圧力センサが基準圧力を発生するアスファルト
道路などを走行したときの操舵特性であり、路面抵抗が
小さいときは圧力センサの出力信号が小さくなるので、
ある操舵角で操舵を行なっても、実際に操舵を行なった
値より小さな値として出力電流が処理される。例えば車
速５０ｋｍ／ｈ舵角９０度のとき圧力センサから出力さ
れる実車圧力が１５Ｋｙ　７ｃｍ”で、同一条件の基準
路面では基準ポンプ圧力が２９Ｋｙ／ｃｍ”であるとき
、舵角係数は０６７５となる。このため例えば第９図に
示すように実際には１２０度の操舵を行なっていても、
動力操舵に使用される操舵角は９０度として処理される
ので、コントロールパルプ１３４のソレノイドに供給さ
れる電流は１２０度の操舵が行なわれた時でも９０度の
時の電流が供給される。このことは路面抵抗が小さいと
きは実線の特性よりも下側の点線で示す特性で制御され
ることになる。

このため、運転者は路面抵抗が小さくなっても、異和感
のない円滑な操舵を行なうことができる。

第１０図は操舵角とアシスト量の関係？示しており、点
線は路面抵抗の補正をしないときの特性、実綜は補正を
行なったときの特性である。第１１図は以上の動作をマ
イクロコンピュータによって実現するとき、路面条件補
正部の動作を行なわせるためのフローチャートである。

第１１図の８１００において瞬時車速のサンプリングが
、５１０１において操舵角のサンプリング、５１０２に
おいて基準圧力がメモリから読み出され、８１０３にお
いて実車圧力がサンプリングされる。次に８１０４に示
すように、基準圧力が実車圧力で除算され、舵角係数が
演算され、５１０５に示すようにサンプリングされた操
舵角が舵角係数で除算さバ、舵角情報が求められる。そ
して、その舵角情報によって８１０６に示すようにソレ
ノイドバルブに供給される出力電流が決定される。この
出力電流によって、例えば反力室制御形動力舵取装置で
は、路面抵抗の小さな路面においては、操舵力を通常の
操舵反力よシも軽くするように反力室に発生する圧力を
低めることにより所望の効果が得られる。

なお、以上の実施例は路面抵抗の変化を変位フィードバ
ックが伝達され易い方向に補正しているために、運転者
は運転中に路面状態の変化をタイヤの動きの感覚として
感知でき、軽い操舵力となるが通常の運転操作感覚で走
行できる。舵角係数に一定量を乗算した値を用いて操舵
の制御を行なうこともできる。なお、舵角を制御する他
、圧力等による補正は同様に可能である。さらに、個々
の車輛に応じて低摩擦路の走行条件に望ましい制御を行
なうことも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、路面抵抗の変化を取り
入れて動力舵取装置の制御を行なったので、路面抵抗が
小さくなっても異和感のない円滑な操舵を行なうことが
でき、運転者の緊張感をやわらげ、疲労を防止し、安全
な運転全行なうことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
から第４図はメモリに記憶させる特性の一例を示すグラ
フ、第５図は路面条件補正部の内部を示すブロック図、
第６図は路面条件補正部内のメモリに記憶させる特性の
一例を示すグラフ、第７図から第９図はコントロールパ
ルプに供給する電流と操舵角の関係を示すグラフ、第１
０図は操舵角とアシスト量の関係を示すグラフ、第１１
図は路面条件補正部の部分をマイクロコンピュータで構
成するときのフローチャート、第１２図は動力舵取装置
の構成図、第１３図はｐｓ本体の断面図、第１４図は第
１３図のＸｆｆ　−ＸＩＶ断面図、第１５図は油圧反力
室の動作全説明するグラフである。 １・・・・車速パルス発生回路、２・・・・回転角信号
発生回路、３・・・・瞬時車速信号発生回路、４・・・
・平均車速信号発生回路、５・・・・平均操舵量発生回
路、８・・−−選択回路、１４・・・・操舵角演算回路
、１６・・・・駆動回路、１７・・・・クロック信号発
生回路、２０・・・・路面条件補正部、２０ａ・・・−
圧力センサ、２０ｄ・・・・補正値発生回路、２０ｅ・
・・・乗算回路。 １ごλ２し１ 平均車速 ｊ’ｉ〜　３１つ］ （Ｇ）　　　　　　　　（ｂ） （Ｃ） 第４図 ′ｆ５１・１１１Ｐ、Ｍ角 操舵角 °ニー１１１゛・′１ ；Ａ１２図 −豊％栄； 巴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車速に対応した車速感応指示値で操舵力を制御する動力
   舵取装置の制御装置において、路面抵抗が小さくなるに
   したがい操舵力を小さくする路面条件補正部を設けたこ
   とを特徴とする動力舵取装置の制御装置。