JPH0154232B2 - - Google Patents

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JPH0154232B2
JPH0154232B2 JP56109644A JP10964481A JPH0154232B2 JP H0154232 B2 JPH0154232 B2 JP H0154232B2 JP 56109644 A JP56109644 A JP 56109644A JP 10964481 A JP10964481 A JP 10964481A JP H0154232 B2 JPH0154232 B2 JP H0154232B2
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Kyoichi Nakamura
Kyosuke Haga
Yutaka Mori
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Toyoda Koki KK
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Toyoda Koki KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動力舵取装置の操舵力制御装置、特に
マイクロコンピユータ等の制御回路を利用して操
舵力を適正に制御できるようにした動力舵取装置
の操舵力制御装置に関するものである。
車速、ハンドル回転角、横加速度等の各種パラ
メータに応じて動力舵取装置の操舵力、すなわち
入力トルクに対する出力トルクを変化させること
は従来公知である。公知の動力舵取装置の操舵力
制御装置においては、上記した車速、ハンドル回
転角、横加速度等をそれぞれセンサによつて検出
し、これらセンサの出力を演算して制御電流を求
め、この制御電流を操舵力制御用のリニアソレノ
イドバルブに入力して、動力舵取装置に供給する
流量を変化させたり、動力舵取装置の高圧側流路
と低圧側流路との間で圧力流体をバイパス制御す
るようにしている。
しかしながら、上記した従来の動力舵取装置の
操舵力制御装置においては、実際の出力トルクを
検出していないため、リニアソレノイドバルブに
所定の電流値を入力しても、入力トルクに対する
出力トルクを目標とする特性に制御できる保障は
なく、何らかの外乱によつて目標特性との間でず
れを生じた場合にはこれを補正することができな
く、系の安定性に乏しい問題がある。
よつて本発明の目的は、動力舵取装置の入力ト
ルクと出力トルクを検出し、この操舵特性を制御
入力条件に応じて予め定められた目標特性に常時
追従させることにより、最適な操舵力制御を可能
とした動力舵取装置の操舵力制御装置を提供する
ことである。
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図は操舵力を制御する一例として動力舵取装
置10のパワーシリンダ11の左右室をバイパス
制御するリニアソレノイドバルブ12を示すもの
で、バルブ本体13に形成された内孔14にはス
プール15が摺動可能に嵌挿され、このスプール
15にバイパス用スリツト16が刻設されてい
る。スプール15はスプリング17のバイアスに
より通常下降端に保持され、パワーシリンダ11
の左室に通ずるポート18と右室に通ずるポート
19の連通を遮断しているが、ソレノイド20に
通電される電流値に応じてスプール15に吸引力
が作用され、スプリング17に抗して上方向に変
位される。これにより前記両ポート18,19が
バイパス用スリツト16を介して互いに連通さ
れ、スプール15の変位量、すなわちソレノイド
20に印加される電流値に応じて操舵力が変化さ
れる。
第2図は前記リニアソレノイドバルブ12を制
御する制御回路を示すもので、21は車速Vを検
出する車速センサ、22はハンドル回転角θを検
出する回転角センサ、23は入力トルク(ハンド
ルトルク)TMを検出する入力トルクセンサ、2
4は出力トルクTSを検出する出力トルクセンサ、
25は前記回転角センサ22の出力を微分してハ
ンドル回転速度θ〓に応じた信号を出力する微分回
路である。これらセンサ21〜24および微分回
路25によつて検出されたアナログ出力は、マル
チプレクサ26に入力されて時分割的にセレクト
され、さらにA−D変換器27に入力されてデジ
タル値に変換される。なお、ハンドル回転速度θ〓
は回転角センサ22のA−D変換後のデータをソ
フトウエアにより微分して求めることもできる。
28はデジタル演算処理を行うマイクロコンピ
ユータのセントラルプロセツシングユニツト(以
下CPUと略称する)、29は後述する固定プログ
ラムを記憶するリードオンリーメモリ(以下
ROMと略称する)、30は読出しおよび書込み
可能なランダムアクセスメモリ(以下RAMと略
称する)、31は入出力インタフエイス回路をそ
れぞれ示し、この入出力インタフエイス回路31
は前記A−D変換器27から信号を受けてCPU
28に送り、またCPU28からの信号に基いて
前記リニアソレノイドバルブ12に加えるべき電
流を後述するようにデユーテイ制御し、その出力
をアンプ32を介してソレノイド20に入力す
る。
第3図は前記ROM29に記憶される固定プロ
グラムを示すもので、入力トルクTM、車速V、
ハンドル回転角θならびにハンドル回転速度θ〓の
各制御入力条件に応じて、入力トルクTMに対す
る目標出力トルク値TSOがマツプ状にプログラ
ムされている。すなわち、入力トルクTM、車速
V、ハンドル回転角θ、ハンドル回転速度θ〓はそ
れぞれ複数の領域に分割され、しかして入力トル
クTMと車速Vとの相関関係(TMi、Vj)に応
じて第3図Aに示すように複数のデータテーブル
(00)、(01)、(02)……に区分されている。各デ
ータテーブル(00)、(01)、(02)……にはハンド
ル回転速度θ〓とハンドル回転角θとの相関関係
(θ〓i、θj)に応じて第3図Bに示すように複数の
エリアが割り振られ、これらエリアに目標とする
出力トルク値TSOと基準となる電流値iがそれ
ぞれプログラムされている。これら目標出力トル
ク値TSOと基準電流値iは経験的数値であり、
以下のように設定される。
入力トルクTMに対する目標出力トルク値
TSOの基本特性(第7図実線)は、初期設計諸
元で定められたTM−TS特性(第7図2点鎖線)
に基いて操舵力がやや重めになるように設定され
る。かかる入力トルクTMに対する目標出力トル
ク値TSOは、車速Vの上昇に応じて操舵の安定
性を高めるべく基本特性値より小さめの数値
(TSO−△TSO)に定められ、逆にハンドル回転
速度θ〓の上昇に応じて操舵の応答性を高めるべく
基本特性値より大きめの数値(TSO+△TSO)
に定められる。しかして据切り時のように車速V
が0、あるいはハンドル回転角θが最大の場合に
は、上記TM−TS特性より目標出力トルク値
TSOが定められる。
従つて今、入力トルクがTM1<TM<TM2の
領域にあり、また車速がV2<V<V3、ハンドル
回転角がθ1<θ<θ2、ハンドル回転速度がθ〓2<θ

<θ〓3の領域にあると仮定すれば、(21)番目のデ
ータテーブルの斜線のエリアにプログラムされた
目標出力トルク値TSOおよび基準電流値iを読
出し得、この目標出力トルク値TSOは当該条件
における最適な出力トルクであり、また基準電流
値iはその目標出力トルク値TSOを得るに必要
な見掛上の電流値である。
このように入力トルクTMに対する目標出力ト
ルク値TSOをマツプ状にプログラムすることに
より、複雑な特性を自在に表現できるようになる
が、それだけROM29の容量も大きくなるの
で、別の方法として予め定められた関数式を記憶
しておき、制御入力条件からその関数式を用いて
目標出力トルク値を求めるようにすることもでき
る。
次に第4図に基いて制御プログラムを説明す
る。各センサ21〜24にて検出された時々刻々
変化する入力トルクTM、出力トルクTS、車速
V、ハンドル回転角θならびにハンドル回転速度
θ〓の各制御入力は、制御の信頼性を確保するため
に異常に大きなまたは小さな値はフイルタリング
を行い、かつそれぞれ数回づつ加算されてその平
均値が逐次求められ、この平均値がRAM30に
記憶される。従つて以下の説明における制御入力
(TM、TS、V、θ、θ〓)とはその平均値をいう。
電源のオンによりプログラムがスタートされ、
ベースルーチンB・Rが実行される。すなわちま
ずステツプ40において、前記入力トルクTM、出
力トルクTS、車速V、ハンドル回転角θ、ハン
ドル回転速度θ〓の各制御入力が読出され、バツフ
アレジスタにシフトされる。ステツプ41において
は、読出された各制御入力TM、V、θ、θ〓に基
いて第3図に示す固定プログラムより目標出力ト
ルク値TSOおよび基準電流値iがそれぞれ読出
され、メモリに格納される。ステツプ42において
は、ステツプ40で実測された出力トルクTSと前
記目標出力トルク値TSOとの偏差が予め定めら
れた許容偏差値εより大きいか否かが判別され、
許容偏差値εより小さい場合には、ステツプ43に
おいて補正値△ioを△io=0とする。
しかしながら、目標出力トルク値TSOと実測
出力トルクTSとの偏差が許容偏差値εよりも大
きい場合には、ステツプ44においてその偏差に応
じた補正値△ioが次式によつて計算される。
△io=α(TSO−TS)〓 ここでα、βは実験的に求められた定数、ある
いは制御入力条件(TM、V、θ、θ〓)に応じた
関数である。ステツプ45においては、求められた
△ioをメモリに格納する。そしてプログラムは最
初のステツプ40に戻り、上記の処理を電源のオン
の間繰返す。
サブルーチンS・Rはハード構成によるタイマ
からの固定された周期TOによる割込み信号によ
り上記プログラムに割込みをかけ、ステツプ46か
らスタートさせる。ステツプ46においては、前記
ステツプ45でメモリに格納した補正値△ioから補
正値△iが次式によつて計算される。
△i=△i+△io 同時にその補正値△iおよび前記ステツプ41で
メモリに格納した基準電流値iにより、制御電流
Iが次式によつて計算される。
I=i+△i 上式で求められた制御電流Iはステツプ47にお
いて出力され、その後プログラムは割込まれた前
記ベースルーチンの場所に復帰し、新たな割込み
がかかるまでベースルーチンを繰返す。
前述したようにして求められた制御電流Iに基
いてリニアソレノイドバルブ12が制御される
と、入力トルクTMに対する出力トルクTSが目
標値TSOに近似されるように制御される。そし
て前記ステツプ42で新たな出力トルクTSと目標
出力トルク値TSOとの偏差が未だ許容偏差値ε
よりも大きいと判別された場合には、前述したと
同様にその偏差に応じた新たな補正値△ioがステ
ツプ44で計算され、次期割込みによりステツプ46
でその補正値△ioが前回の補正値△iに加算さ
れ、出力される制御電流Iが変更される。このよ
うにして入力トルクTMに対する出力トルクTS
が目標値TSOに一致するように追従制御される。
第5図は前記入出力インタフエイス回路31に
おけるデユーテイ制御回路を示すもので、CPU
28で演算された前記制御電流Iは一定周期毎に
デユーテイレジスタ50に入力され、このレジス
タ50の出力は比較回路51に入力される。比較
回路51にはまたタイマレジスタ52の出力が入
力され、この比較回路51の一致信号によつてフ
リツプフロツプ53がリセツトされる。このフリ
ツプフロツプ53の出力はクロツクパルスCLが
入力されるアンド回路54に入力され、このアン
ド回路54の出力が前記タイマレジスタ52に入
力される。フリツプフロツプ53はクロツクパル
スCLのN周期TO毎に出力される信号S1によつ
てセツトされるようになつており、この信号S1
によつてタイマレジスタ52がリセツトされる。
従つてデユーテイレジスタ50に制御電流Iが
投与されると、タイマレジスタ52でカウントさ
れたクロツクパルスCLがその値Iに到達する毎
に比較回路51から一致信号が出力されてフリツ
プフロツプ53がリセツトされる。このフリツプ
フロツプ53はクロツクパルスCLのN周期TO毎
にセツトされるので、結局フリツプフロツプ53
の出力S2は第6図に示すようにN周期TOの時
間内に制御電流値Iに応じた所定時間T1だけ出
力され、これが前記アンプ32を介してリニアソ
レノイドバルブ12のソレノイド20に印加され
る。従つてソレノイド20はデユーテイ出力の実
効値に応じた吸引力を発生し、スプール15を制
御電流Iに比例して変位せしめる。
上記実施例においては、パワーシリンダの両室
をリニアソレノイドバルブ12によりバイパス制
御して、動力舵取装置の操舵力を制御する例につ
いて述べたが、操舵力の制御は上記構成の他、リ
ニアソレノイドバルブを動力舵取装置の供給側と
排出側との間に配置し、動力舵取装置に供給する
流量を入力条件に応じて可変制御する構成によつ
ても同様に行い得るものである。
また上記実施例においては、車速V、ハンドル
回転角θ、ハンドル回転速度θ〓の制御入力条件に
応じてTM−TS特性を目標特性に追従制御する
例について述べたが、制御パラメータとしては特
に限定するものではなく、上記の他に横加速度、
積載荷重等も考えられる。
なお、出力トルクTSとしてはパワーシリンダ
11の発生圧力を利用することもできる。
以上述べたように本発明によれば、車速等の各
種条件に応じてリニアソレノイドバルブに入力す
る制御電流を制御して操舵特性を制御するものに
おいて、動力舵取装置の入力トルクと出力トルク
を検出し、検出された操舵特性を、制御入力条件
に応じて予め設定された目標特性と常時比較しな
がら、目標特性に追従制御するようにした構成で
あるので、外乱等に影響されることなく、制御入
力条件に応じた最適な操舵力制御を行い得る特徴
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
リニアソレノイドバルブの一例を示す断面図、第
2図はリニアソレノイドバルブの制御回路を示す
ブロツク線図、第3図は目標値をプログラムした
プログラム図、第4図は制御プログラムを示す流
れ図、第5図はデユーテイ制御の構成を示すブロ
ツク線図、第6図は第5図の出力状態を示す線
図、第7図は入力トルクに対する出力トルクを示
す操舵特性図である。 10……動力舵取装置、12……リニアソレノ
イドバルブ、21〜24……センサ、26……マ
ルチプレクサ、28……CPU、29,30……
記憶回路、31……入出力インタフエイス回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力される制御電流に応じて高圧側と低圧側
    との連通面積を制御して圧力流体を高圧側から低
    圧側に逃がすリニアソレノイドバルブを備え、こ
    のリニアソレノイドバルブによつて入力トルクに
    対する出力トルクを制御するようにした動力舵取
    装置の操舵力制御装置において、車速等の制御入
    力を検出するセンサと、入力トルクを検出する入
    力トルクセンサと、出力トルクを検出する出力ト
    ルクセンサと、前記入力トルクに対する車速等の
    制御入力条件に応じて予め定められた目標出力ト
    ルク値あるいはその目標出力トルク値を求めるた
    めの関数式を記憶する記憶回路と、前記制御入力
    条件に応じて前記記憶回路より読出された目標出
    力トルク値と前記出力トルクセンサにて検出され
    た実測出力トルクとを比較し両者が一致するよう
    に前記リニアソレノイドバルブに入力する制御電
    流を制御する制御回路とによつて構成してなる動
    力舵取装置の操舵力制御装置。
JP56109644A 1981-07-13 1981-07-13 動力舵取装置の操舵力制御装置 Granted JPS5812866A (ja)

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US06/393,350 US4437532A (en) 1981-07-13 1982-06-29 Steering force controller for a power steering device

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JPS5812866A JPS5812866A (ja) 1983-01-25
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