JPS6353176A - 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、サーボ弁の入口側または出力例の通路に設け
られ車速等に応じて開度が変化′ッてアシスト力を制御
する電磁弁を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置に関
する。

〔従来技術〕

第１０図に示す如く、アシスト力を発生するパワーシリ
ンダ２とこれに作動流体を供給するポンプ５の間に、賑
舵ハンドル６に加えられる手動操舵トルクに応じて作動
してパワーシリンダ２の両家への作動流体の拾〇Ｆ−，
を制御するサーボ弁３を備えた動力舵取装置１には、パ
ワーシリンダ２の両家に連通されるサーボ弁３の出力側
通路をバ・イパスする電磁弁４を設けると共に重連セン
サ８からの重速信号の値に応じてコントローラ７が設定
する値の制御電流を電磁弁４のソレノイドに印加して、
低速走行時にはパワーシリンダ２の両室に印加される圧
力差が増大してアシスト力が大となり、高速走行時には
前記圧力差が減少してアンスト力が小となるように制御
するものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来技術においては、高速走行時には電磁弁
４の作用によりパワーシリンダ２に供給可能な作動流体
の最大量が減少するので、「手シＪ）榮舵トルクー操舵
出力トルク」特性曲線には第５図のｃ、ｃ２に示す如く
、折曲点ｃ３が生じる。従って高速走行状態において操
舵ハンドル６を大きく切って操舵出力トルクが増大し、
折曲点ｃ３を越えれば、所謂アシスト切れを生して手動
１榮舵１−ルクが急激に増大し、操舵感覚が異常なもの
になるという問題がある。この問題はポンプ５からサー
ボ弁３への供給流量を増大すれば解決できるが、この増
大した供給流量は通常の使用状態では無駄に消費される
のみであるので、工２、ルギの＞ｆｌ−ｆｉ、発熱、異
音発生等の新たな問題が生しる。また、このような電磁
弁を使用する代りに、車速等に応じてサーボ弁自体の作
動特性を変えてアシスト力を制御するようにしてアシス
ト切れの問題を解決することもできるが、機構が複雑と
なり製造コストが増大するという新たな問題が生じる。

本発明はこの種の電磁弁を用いた動力舵取装置の操舵力
制御装置において、このような新たな問題を生ずること
なくアシスト切れの問題を解決したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明による動力舵取装置の操舵力制御装
置は、第１図〜第９図に例示する如く、アシスト力を発
生するパワーシリンダ１１と、このパワーシリンダとこ
れに作動流体を供給するポンプ１５の間に設けられ操舵
ハンドル１７に加えられる手動操舵トルクに応して作動
して１箱記パワーシリンダ１１の両室への作動流体の給
排を制御するサーボ弁１２と、このサーボ弁の入力例ま
たは出力側の流体通路に設けられソレノイド２４に印加
される制御電流に応じて開度が変化して前記アシスト力
を制御する電磁弁２０と、前記ソレノイド２４に印加さ
れる制御電流の値を制御するコントローラ３０を備えて
なる動力舵取装置の操舵力制御装置において、車速等の
走行状態を検出する走行状態センサ３１，３５と前記手
動操舵トルクを検出するトルクセンサ３２を備え、前記
コントローラ３０は前記走行状態センサ３１．−３５か
らの走行状態信号を入力してその値に基づいて前記制御
電流の値を定めると共に前記トルクセンサ３２からの手
動操舵トルク信号を入力してその値が予め設定されたト
ルク値よりも大なる場合は走行状態信号により定められ
た前記制御電流の値を前記アシスト力が増大する方向に
修正するよう構成したことを特徴とするものである。

〔作用〕

コントローラ３０は、走行状態センサ３１，３５からの
走行状態信号とトルクセンサ３２からの手動操舵トルク
信号を入力し、先ず走行状態信号の値に応じて制御電流
の値を設定する。次いでコントローラ３０は、手動操舵
トルク信号の値を予め設定されたトルク値と比較し、手
助操舵トルク信号の値の方が小ならば前記設定された値
の制御電流をそのままソレノイド２４に印加し、また手
動操舵トルク信号の値の方が大ならば前記設定された値
の制御電流をアシスト力が増大する方向に修正して電磁
弁２０のソレノイｌ５２４に印加する。

従って手動操舵トルク信号の値が前記トルク値よりも大
となれば手動操舵トルクは減少する方向に修正される。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明は、サーボ弁の入力例または出力側
の流体通路に設けられてアシスト力を制御する電磁弁を
、手動操舵トルク信号の値が予め設定されたトルク値よ
りも大となった場合にも作動させてアシスト力を増大さ
せ、手動操舵トルクが減少する方向に修正するようにし
たので、高速走行状５等において操舵ハンドルを大きく
切って操舵出力トルクが増大しグこ場合でもアシスト切
れにより手動１桑舵トルクが急激に増大して異音な操舵
惑覚になることがなく、また前記アシスト力の増大は電
磁弁の開度の変化により制御されるのでサーボ弁への作
動流体の供給流量を増大する必要がないものである。

〔実施例〕

先ず第１図〜第６図により第１実施例の説明をする。

第１図において、動力舵取装置１０は操舵軸１３を有す
るサーボ弁１２と、回路のリンク数構を介して前車輪に
連結されたパワーシリンダ１１からなり、操舵軸１３は
一端に際舵ハンドル１７が固定されたハンドル軸１８に
トルクセンサ３２を介して連結され、動力舵取装置１０
には、駆動ベルトを介して自動車エンジンにより駆動さ
れ流量制御弁を内蔵するポンプ１５から一定流量の作動
流体が供給されている。サーボ弁１２はパワーシリンダ
１１とポンプ１５の間に設けられ、操舵ハンドル１７に
加えられる手動操舵トルクに応じて作動し、パワーシリ
ンダ１１の両室への作動流体の給排を制御して低速走行
時には大なるアシスト力を、高速走行時には小なるアシ
スト力を発生させるものであり、これにより増大された
際舵出力トルクが前車輪に伝達されるようになっている
。

トルクセンサ３２は、ハンドル軸１８からサーボ弁１２
のハンドル軸１３に伝達される手動操舵トルクを検出す
るものである。使用済の作動流体はりザーバ１６に戻さ
れ、再びポンプ１５に吸入される。

電磁弁２０はサーボ弁１２の出力側流体通路に、パワー
シリンダ１１の両室間をバイパスするように設けられて
アシスト力を制御するもので、第２図に示す如（、バル
ブ本体２１の内孔２２内に）Ｈ動可能に挿通されたスプ
ール２３と、ソレノイド２４を備えている。スプール２
３は、通常はスプリング２５により下降端に保持され、
通路２７を介してパワーシリンダ１１の両室に通ずるボ
ート２６ａ、２６ｂ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し７でス
プール２３は吸引され、スプリング２５に抗して上方向
に変位してポート２６　ａ、　　２６　ｂｉまバイパス
用スリット２８を介して連通される。これにより動力舵
取装置１０のアシスト力が変化されるようになっている
。

第１図に示す如く、コントローラ３０は車速センサ３１
からの車速信号とトルクセンサ３２からの手動操舵トル
ク信号を入力して電磁弁２０のソレノイド２４に印加す
る制御電流の値を定め、この制御電流をソレノイド駆動
回路３３を介してソレノイド２４に印加するものである
。コントローラ３０は電子制御装置であって、図示は省
略したが、マイクロプロセッサ（以下単にＣＰＵという
）と、書込み可能メモリ　（以下単にＲＡＭという）と
、読出し専用メモリ　（以下単にＲＯＭという）と、ク
ロック等を内蔵し、前記車速センサ３１゜トルクセンサ
３２及びソレノイド駆動回路３３は必要なインターフェ
イスを介してＣＰＵに接続されている。前記ＲＯＭには
、単連Ｖに対する制御電流１の値を定める制御コ■パタ
ーンが特性マンプＭとして記憶されており、この特性マ
ツプＭは第４図に示す如く、車速がｖ１以下では制御電
流値はＯ１車速がν１〜ｖ２の間では制御電流値はＩｆ
より１２に次第に増加し、車速がｖ２以上では制御電流
値は一定値１２となるようになっている。このＲＯＭに
は、また、第３図に示すフローチャートによる処理動作
を実行する制御プログラムが記憶されている。

次に、第１実施例の動力舵取装置の制ｊ］１１動作を第
３図のフローチャートにより説明する。

自動車の走行状態において時々刻々変化する車速■及び
手動操舵トルクＴ正よ車速センサ３１及びトルク３２に
より検出され、車速信号値Ｖｏ及び手動操舵トルクＴＭ
ｏとしてコントローラ３０に入力され、コントローラ３
０は所定の小時間間隔Ｔ（例えば１／２秒）毎に内蔵す
るクロックにより制込み信号が発せられる都度、第３図
の制（卸プログラムに基づき処理９１作を実行する。

コントローラ３０は、先ず第３図のフローチャートのス
テップ１０１においてその時の車速信号値Ｖｏを読み込
み、次のステップ１０２においてＲＯＭに記憶された第
４（２１の特性マツプ〜１より車速信号値Ｖｏに基づい
て制御電流の値１ｏをザーチしてこれを定め、次いでス
テップ１０３においてこの値ＩＯの制御電流をソレノイ
ド駆動回路３３を介して電磁弁２０のソレノイド２４に
連続的に印加する。次いでステップ１０４においてコン
トローラ３０はその時の手動操舵トルクＴＭｏを読み込
み、続くステップ１０５においてこの手動操舵トルク信
号値ＴＭｏを予め設定されたトルク値Ｔｏ（例えば０．
８ｋｇ−ｍ）と比較し、Ｔｏ＞　ＴＭｏでなければ、コ
ントローラ３０は第３図のフローチャートによる制御プ
ログラムの実行を終了する。ステップ１０５においてＴ
ｏ＞　ＴＭｏならばステップ１０６に進んでそれまでの
制御電流値ｉｏから一定の補正電流値Δｌを減じて新し
い制御電流値１ｏとし、続くステップ１０７においてこ
の新しい値ＩＯの制御電流をソレノイド２４に連続的に
印加する。これにより動力舵取装置１０のアシスト力は
多少増大する方向に修正され、従って手動操舵トルクＴ
Ｍｏは多少減少−する。次いでコントローラ３０は、内
蔵するり」ツクにより前記時間Ｔよりもずっと短かい時
間だけ遅延された後ステップ１０４に戻され、ステップ
１０４〜１０８の実行を繰返し、繰返しの都度手動操舵
トルクぴ０は少しずつ減少する。そしてＴｏ＞　ＴＭｏ
でなくなればコントローラ３０はステップ１０５により
第３図の制御プログラムの実行を終了する。以上の作動
は、コントローラ３０に内蔵されたクロックにより割込
み信号が発せられる都度、繰り返して行われて、車速信
号値ν０及び手動操舵トルク信号値付０に応じて電磁弁
２０の開度を変化させ、アシスト力を制御する。なお、
ステップ１０４〜１０８の繰返し中にクロックにより次
の割込み信号が発せられた場合は、新たにステップ１０
１より第３図のプログラムの実行が開始されるようにし
てもよいし、割込信号を無視するようにしてもよい。

車速に応じて開度が変化する電磁弁２０をパワーシリン
ダ１１の両室をバイパスするように設けた動力舵取装置
１０においては、車両の停止状態では、手動操舵トルク
Ｔ１と操舵出力トルクＴＳとの関係は第５図のヒステリ
シス特性へに示す通りとなり、その上昇部分の特性曲線
ａは高速走行状態においては、Ｃで示すような特性曲線
となる。しかして、車速により定められた値の制御電流
をそのまま電磁弁２０のソレノイド２４に印加する従来
技術の場合は、前述の如く特性曲線ｃ、ｃ２で示す通り
の特性曲線となり、折曲点ｃ３を越えればアシスト切れ
を生して手動操舵トルクＴ肋（急激に増大する。本実施
例においては、前述の如く、手動操舵トルク信号値ＴＭ
ｏが予め設定されたトルク値Ｔｏ　（図示の如く、折曲
点ｃ３付近とするのが好ましい）よりも大となれば手動
操舵トルクＴ４の値は減少するが、Ｔｏ＞　Ｔｌ１ｏと
なるのは操舵ハンドル１７を大きく切った極めて歴時間
のみであり、また手動操舵トルクＴ４の減少には時間遅
れを伴うので、上昇部分の特性曲線はｃ　、ｃｌで示す
如き形状となる。すなわち操舵ハンドル１７を大きく切
って操舵負荷の増大により操舵出力トルクＴＳが増大し
て従来技術における折曲点ｃ３の位置を越えても手動操
舵トルクＴ１は穏やかに増大し、アシスト切れにより異
常な操舵感覚となることがない。なお、この状態におけ
る制御電流■の値は、第６図に示す如く、操舵出力トル
クＴＳが増大してＴＳＩがらＴＳ２に達するまではＸｌ
に示す如＜１２のままであるが、操舵出力トルクＴＳが
更に増大して手動操舵トルク聞がトルク値Ｔｏを越えれ
ば、ｘ２に示す如く次第に減少する。中速走行状態にお
ける特性曲線はす。

ｂｌに示す通りとなり、高速走行の場合と同様に、折曲
点ｂ３の位置を越えてもアシスト切れにより異常な操舵
感覚となることがない。

次に、第７図〜第９図に示す第２実施例の説明をする。

第２図においては、第１実施例の全ての構成部分に加え
て、車両が進行方向を変える際に生ずる横加速度を検出
する横加速度センサ３５を備えており、この横加速度セ
ン→ト３５はインターフェイスを介してコントローラ３
００ＣＰｔＪにｔｘ　ｔ、ｔされている。またコントロ
ーラ３ｏのＲＯＭには、第４図の特性マツプＭの代りに
、車速■及び横加速度Ｇに対する制御電流■の値を定め
る三次元の特性マツプＮが記憶されており、この特性マ
ツプＮは第９図に示す如く、横加速度Ｇが小さい場合は
特性マツプＭと同一の値の制御電流Ｉを与えるが、横加
速度Ｇが所定の値よりも大となれば制御電流Ｉの値は次
第に減少するようになっている。このＲＯＭには、また
、第８図に示すフローチャートによる処理動作を実行す
る制御プログラムが記憶されている。

次に、第２実施例の動力舵取装置の制御動作を説明する
。コントローラ３０は、第１実施例と同しく所定の小時
間間隔毎に第８図の制御プログラムに基づき処理動作を
実行する。先ず、第１実旅例と同じステップ１０１及び
これに続くステップ１０１ａにおいてコントローラ３０
はその時の車速信号値Ｖｏおよび横加速度信号値Ｇｏを
読み込み、次のステップ１０２ａにおいては、ＲＯＭに
記↑、伍された第９図の特性マツプＮより車速信号値Ｖ
ｏ及び横加速度信号値Ｇｏに基づいて制御電流の値１ｏ
をサーチしてこれを定め、次いで第１実施例と同びステ
ップ１０３において、この値１ｏの制御電流をソレノイ
ド２４に連続的に印加する。以下、第８図には図示を省
略したが、第１実施例と同じステップ１０４〜１０８に
より、Ｔｏ＞Ｔ門。でなければ、コントローラ３０は第
３図の制御プログラムの実行を終了し、Ｔｏ＞　ＴＭｏ
ならば制御電流値ＩＯより補正電流値Δｉを繰り返して
減すると共にその都度新しい制御電流ｊｌＩｏをツレ、
２イド２４に印加し、Ｔｏ＞　Ｔ？Ｉｏでな（なれば、
第３図の制御プログラムの実行を終了する。手動操舵ト
ルクＴＭは横加速度信号値Ｇｏにより第１実施例とは多
少異なる値となるが、第５図と同様に変化し、操舵ハン
ドル１７を大きく切って操舵出力トルクＴＳが増大して
従来技術における折曲点ｂ３．ｃ３の位置を越えても手
動保舵トルク計は穏やかに増大し、アシスト切れにより
異常な操舵感覚となることはない。

なお、上記各実施例においては、ステップ１゜２または
１０２ａにおいて制御型ｉ％ｔｌｏを定める制御パター
ンは特性マツプＭまたはＭとしてＲＯＭに記憶させたが
、特性マツプＭ、Ｈの代りに適当な演算式をＲＯＭに記
憶させ、ステップ１０２または１０２ａにおいてはこの
演算式により制（’Ｊｎ　Ｍ流値１ｏを算出するように
してもよい。また各制御プログラムの処理動作の実行を
開始させる割込信号は所定の小時間間隔Ｔ毎の代りに所
定の小走行距離毎に出力されるようにしてもよい。

更に、上記各実施例においては、電磁弁２ｏはサーボ弁
１２の出力側流体通路に、パワーシリンダ１１の両室間
をバイパスするように設けられているが、電磁弁２０は
サーボ弁１２の入力側通路に作動流体の一部をリザーバ
１６にバイパスするように設けてもよい。また、上記実
施例においては、手動操舵トルク信号による修正前の制
御電流値は車速のみまたは車速及び横加速度により定め
るようにしているが、此等に限らず操舵角２前後方向加
速度の変化状惑等の走行状態により前記修正前の制御電
流値を定めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明による動力舵取装置の操舵力制
御装置の第１実施例を示し、第１図は全体構成図、第２
図は電磁弁の断面図、第３図は制御プログラムのフロー
チャート、第４図は車速と電磁弁に印加する制御電流の
間の特性図、第５図は動力舵取装置の「手動操舵トルク
−操舵出力トルク」特性図、第６図は動力舵取装置の「
制？′Ｊｌ＋電流−手動操舵トルク」特性図、第７図〜
第９図は本発明の第２実施例を示し、第７図は全体構成
図、第８図は制御プログラムの第１実施例との相違部分
のみを示すフローチャート、第９図は車速及び横加速度
と電磁弁に印加する制御電流の間の特性図、第１０図は
従来技術の全体構成図である。 符号の説明 １１・・・パワーシリンダ、１２・・・サーボ弁、１５
・・・ポンプ、１７・・・操舵ハンドル、２０・・・電
磁弁、２４・・・ソレノイド、３ｏ・・・コントローラ
、３１・・・走行状態センサ（４４センサ）、３２・・
・トルクセンサ、３５・・・走行状態センサ（横加速度
センサ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アシスト力を発生するパワーシリンダと、このパワーシ
   リンダとこれに作動流体を供給するポンプの間に設けら
   れ操舵ハンドルに加えられる手動操舵トルクに応じて作
   動して前記パワーシリンダの両室への作動流体の給排を
   制御するサーボ弁と、このサーボ弁の入力側または出力
   側の流体通路に設けられソレノイドに印加される制御電
   流に応じて開度が変化して前記アシスト力を制御する電
   磁弁と、前記ソレノイドに印加される制御電流の値を制
   御するコントローラを備えてなる動力舵取装置の操舵力
   制御装置において、車速等の走行状態を検出する走行状
   態センサと前記手動操舵トルクを検出するトルクセンサ
   を備え、前記コントローラは前記走行状態センサからの
   走行状態信号を入力してその値に基づいて前記制御電流
   の値を定めると共に前記トルクセンサからの手動操舵ト
   ルク信号を入力してその値が予め設定されたトルク値よ
   りも大なる場合は走行状態信号により定められた前記制
   御電流の値を前記アシスト力が増大する方向に修正する
   よう構成したことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制
   御装置。