JPH03176278A - 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、サーボ弁に関連して設けられて印加電流に応
じて入力軸と出力軸の間の操舵特性を変化させる電磁制
御機構を備えた動力舵取装置の制御装置に関する。

（従来の技術） この種の動力舵取装置の制御装置においては、車速等に
応じた制御電流を電磁制御機構に印加して動力舵取装置
の操舵力を制御することは知られている。このような技
術によれば、ハンドル切込み時の特性に関しては満足す
る結果が得られるが、ハンドルの戻りが悪くなるという
問題がある。

これを解決するために、特開昭６２−２７９１７０号の
技術では、反力機構による操舵力制御装置を有する動力
舵取装置において、操舵角が中立位置に近づく方向に変
化していることを検出する戻り検出手段を設け、この戻
り検出手段の出力に応答して電磁制御弁の開度を制御し
て反力１ａ溝に供給する油圧を増加させるようにしてい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこの従来技術では、操舵角が中立位置に近
づく方向に変化している際の油圧の増加を車速とは無関
係に行っているので、特に問題となる低速時のハンドル
戻りが悪いのを解決しようとすれば、高速時のハンドル
戻りが良くなりすぎて頼りない感じとなる。

本発明は、入力軸と出力軸の間の操舵特性を変化させる
電磁制御機構のハンドル切込み時の印加電流に対するハ
ンドル戻り時の変化量を車速に応じて変化させて、低速
時にはハンドル戻りがよく、高速時にはしっとり感のあ
る適度なハンドルトルクが得られるようにすることを目
的とする。

（課題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制御装置は、
第１図に示すごとく、操舵ハンドル４６に接続される入
力軸１４と、操向車輪に接続される出力軸１５と、この
出力軸にアシスト力を与えるパワーシリンダ１２と、前
記両軸１４，１５の間の相対回動に応じて作動して供給
ポンプ２０から送られる作動流体の前記パワーシリンダ
１２の両作動室への給排を制御するサーボ弁１１と、印
加電流に応じて前記両軸の間の操舵特性を変化させる電
磁制御機構３０と、自動車の走行状態に応じて前記印加
電流を演算してこれを前記電磁制御機構３０に出力する
演算出力手段３を備えてなる動力舵取装置において、前
記操舵ハンドル４６の操舵角を検出する操舵角センサ４
５と、この操舵角センサにより検出された操舵角がＯに
近づく方向に変化しているハンドル戻り状態を検出する
戻り検出手段１と、自動車の走行速度を検出する車速セ
ンサ４０と、前記戻り検出手段１が前記ハンドル戻り状
態を検出している場合においては前記車速センサ４０に
より検出される車速か低いときは前記演算出力手段３に
より演算される印加電流を前記アシスト力が減少する方
向に変化させると共に、車速か高いときには前記印加電
流を前記アシスト力が増加する方向に変化させる制御手
段２を備えたことを特徴とするものである。

（作用） ハンドル切込み時には、演算出力手段３は自動車の走行
状態に応じた印加電流を演算して電磁制御機構３０に出
力し、これによりパワーシリンダ１２が出力軸１５にア
シスト力を与えて操舵がなされる。戻り検出手段ｌがハ
ンドル戻り状態を検出しているハンドル戻り時には、制
御手段２は演算出力手段３により演算される印加電流を
、車速か低いときはアシスト力が減少する方向に変化さ
せ、車速が高くなるとアシスト力が増加する方向に変化
させる。これによりハンドル戻り時のハンドルトルクは
、低速時にはタイヤからの復元力により大となり、車速
の増大に応じて減少する。

（発明の効果） ト；未のボン？−太き匝ｊ；”　）　ｈ、　７ヂー　ハ
ゝノに’　ＪＬ、７４時のハンドルトルクは、低速時に
は大となるのでハンドル戻りが良くなり、高速時には減
少するのでしっとり感のある適度なハンドルトルクが得
られる。

（実施例） 以下に、第１図〜第８図に示す実施例により、本発明の
説明をする。

第１図及び第２図に示すごとく、動力舵取装置１０は人
力軸１４及び出力軸１５の間に設けられたサーボ弁１１
と、ラックピニオン機構により出力軸１５に連結された
パワーシリンダ１２により構成され、入力軸１４はハン
ドル軸４７を介して操舵ハンドル４６に連結され、パワ
ーシリンダ１２の作動ロッド１２ａは操舵リンク機構を
介して図略の操向車輪に連結されている。

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２０にはバイパス弁２１が内蔵され、これにより
一定流ｆｆ１Ｑの作動流体が、吐出通路２３を経て分流
弁２２に供給されるようになっ７＋、１スー　４倍＃す
Ｑ　７４−ｅ　ＦＪＦ　播（ｓ　／Ｔ１４ｋ　１％　！
ｗ　ｌ−ｋ　？。

サーボ弁通路２３ａ及び反力制御通路２３ｂへそれぞれ
一定流量Ｑ１及びＱ２ずつ分配するものである。サーボ
弁通路２３ａはサーボ弁１１を介してパワーシリシダ１
２に接続され、また反力制御通路２３ｂには反力機構１
３及び電磁制御弁３０が接続されている。供給ポンプ２
０として電動式ポンプを使用した場合は、バイパス弁２
１は不要である。

サーボ弁１１は公知のロータリータイプのオーブンセン
タ形４ボート紋り切換弁よりなり、操舵ハンドル４６に
加わるハンドルトルクに基づく入力軸１４と出力軸１５
０間の相対的回動により作動するものである。ハンドル
トルクが生じない操舵中立状態においては、サーボ弁１
１の各ボート１１ａ〜ｌｉｄは実質的絞りなしに互いに
連通されている。この状態では供給ポンプ２０から供給
ボート１１ａに供給される作動流体に生じる圧力（以下
ギヤ発生圧力という）は低く、両分配ボー）１１ｃ、ｌ
ｉｄは等しい低圧となるのでパワーシリンダ１２は作動
されない。操舵ハンドル４６が一方に回動されれば、サ
ーボ弁１１は中立状態から偏位して供給ボー）１１ａと
一方の分配ボー）１１ｃ　（または１１ｄ）の間、及び
排出ボート１１ｂと他方の分配ボート１ｉｄ（または１
１Ｃ）の間の通路面積が紋られる。これにより供給ボー
ト１１ａからの作動流体のギヤ発生圧力が増大し、他方
の分配ボー）ｌｉｄ（または１ｌｃ）から−方の分配通
路２４ｂ（または２４ａ）を経てパワーシリンダ１２の
一方の作動室に流入してアシスト力を発生させ、他方の
作動室の作動流体は、他方の分配通路２４ａ（または２
４ｂ）から一方の分配ボー）１１ｃ　（または１ｉｄ）
及び排出ボート１１ｂを経てリザーバ２５に排出される
。このアシスト力により作動ロッド１２ａに生じる操舵
力が増大し、回路の操舵リンク機構を介して操向車輪に
伝達される。

反力機構１３は、サーボ弁１１の出力軸１５に形成した
挿通孔１３ｃに嵌合されたプランジャ１３ｂと、入力軸
１４に形成されてプランジャ１３ｂの先端と係合する円
周方向両側に傾斜した傾斜面１３ｄを主要な構成要素と
する公知のものである。そして、ボート１３＆を介して
プランジャ１３ｂの後部に導入される作動流体の圧力を
電磁制御弁３０により変化させて人力軸１４と出力軸１
５０間の捩りばね特性を変え、これによりパワーシリン
ダ１２０両作動室に作動流体を給排するサーボ弁１１の
作動特性を変えるものである。電磁制御弁３０は通常は
全閉となっており、ソレノイド３０ａへの印加電流の増
大に応じて開度が増加し、遂には全開となるものである
。

第２図に示すごとく、電子制御装置５０は中央処理装置
（以下単にＣＰＵという）５１と、読出し専用メモリ（
以下単にＲＯＭという）５２と、書込み可能メモリ（以
下単にＲＡＭという）５３を主要構成要素とし、このＣ
ＰＵ５１には回路のインターフェイス並びにソレノイド
駆動回路を介して前記電磁制御弁３０のソレノイド３０
ａが接続されて印加電流を制御するようになりでいる。

また、ＣＰＵ５１には回路のインターフェイスを介して
車速センサ４０及び操舵角センサ４５が接続されている
。この操舵角センサ４５はハンドル軸４７に設けられて
操舵ハンドル４６の操舵角θを検出するものであり、車
速センサ４０はエンジン４１の駆動力を後輪に伝達する
トランスミッション４２の出力軸４３に設けられて車速
Ｖを検出するものである。

ＲＯＭ５２には、電磁制御弁３０のソレノイド３０ａへ
出力する印加電流夏の操舵角θ及び車速Ｖに対する特性
が記憶されている。印加電流Ｉの特性は基底電流ＩＩ！
の特性と、第１及び第２補正電流ｉ＋、　　ｉ２の特性
と、第１及び第２補正係数に＋、　　ｋ２の特性よりな
り、各特性は第５図〜第７図に特性マツプとして示され
ている。

基底電流１１Ｉは、第５図の（ａ）及び（ｂ）に示すご
とく、車速Ｖ及び操舵角θの絶対値の増大に対して減少
するように変化する。この基底電流１ｅのみを電磁制御
弁３０に印加した場合はハンドルトルクに対するギヤ発
生圧力の特性は、第８図に示すようになる。すなわち車
速か低速から高速に移るにつれてヒステリシス特性Ａか
らＣのように変化し、ハンドル切込み時もハンドル戻り
時も、車速の増大につれてハンドルトルクに対するギヤ
発生圧力（以下単にギヤ発生圧力という）は減少する。

ハンドル戻り時に特別な制御を行っていない従来技術の
特性はこの通りであり、低速におけるハンドル戻り時の
特性はＡ１のようにギヤ発生圧力が大となるのでタイヤ
からの復元力によるハンドルの戻りが悪くなる。

第１補正電流ｉ＋は第６図（ａ）に示すごとく、車速が
Ｖｌまでは０てあり、■１〜ｖ２の間でＩθに増大し、
■２〜ｖ３の間で０に戻り、それ以後はＯとなるように
変化する。第２補正電流１２は第６図（ｂ）に示すごと
く、車速がｖ３まではＯであり、■３〜ｖ４の間で１８
に増大し、それ以後は１ｇとなるように変化する。

第１補正係数に１は第７図（ａ）に示すごとく、操舵角
がθ電までは０であり、０１〜θ２の間で１に増加し、
それ以後は１となるように変化する。第２補正係数に２
は第７図（ｂ）に示すごとく、０から０３の間で１に増
大し、それ以後はｌとなるように変化する。これらの各
特性は本実施例ではＲＯＭ５２に特性マツプとして記憶
させたが、実験式または関数式として記憶させてもよい
。

またＲＯＭ５２には、操舵角θに基づき演算した操舵角
速度が負（すなわち戻り状態）の場合はハンドル戻りフ
ラグＦ１を１にする制御プログラムと、車速Ｖに基づき
演算した加速度が正の場合は加速度フラグＦ２を１にす
る制御プログラムが記憶されている。ＲＯＭ５２には更
に、車速Ｖ及び操舵角θに基づき第５図〜第７図の特性
から基底電流１ｅｓ　　第１及び第２補正電流ｉｔ、　
　ｉ２並びに第１及び第２補正係数に＋、　　ｋ２を演
算し、Ｆ１＝１でない場合にはＩ＝Ｉθなる印加電流を
電磁制御弁３０に出力し、Ｆ１＝１の場合においてＦ２
：１のときはＴ　＝　Ｉｓ−ｉｔ　Ｘ　ｋ＋　＋　ｉ２
Ｘ　ｋ２なる印加電流を電磁制御弁３０に出力し、Ｆ１
＝１の場合においてＦ２＝１でないときは Ｉ＝ＩＩＩ＋；２×に２ なる印加電流を電磁制御弁３０に出力する制御プログラ
ムが記憶されている。

次に、上記実施例の制御動作を、第４図のフローチャー
トにより説明する。

自動車のメインスイッチを入れれば、電子制御装置５０
は各変数をＯまたは所定の初期値に設定する。自動車の
走行状態において時々刻々変化する車速Ｖ及び操舵角θ
は車速センサ４０及び操舵角センサ４５により検出され
てそれぞれの現在値が回路のレジスタに入力される。Ｃ
ＰＵ５１はそれぞれの制御プログラムに基づきハンドル
戻しフラグＦ１及び加速度フラグＦ２を演算し、所定の
小時間（例えば０．５秒）毎に割込み信号が入力される
都度、第４図にフローチャートを示す制御プログラムに
基づいて処理動作を実行する。

ＣＰＵ５１は、先ず第４図のフローチャートのステップ
１０１において、レジスタに記憶された現在の車速Ｖ及
び操舵角θを読み込んだ後、ステップ１０２〜１０４に
おいてＲＯＭ５２に記憶された各特性マツプから車速Ｖ
及び操舵角θに基づいて基底電流１［！を読み出し、車
速Ｖに基づいて第１及び第２補正電流ｉ１．　　ｉ２を
読み出し、操舵角θに基づいて第１及び第２補正係数に
＋、　　ｋ２を読み出す。続くステップ１０５において
別途演算したＦｌがｌでない、すなわちハンドル戻り状
態でなければ、ＣＰＵ５１はステップ１０７において印
加電流■を１８とし、ステップ１１０においてこの印加
電流■を電磁制御弁３０のソレノイド３０ａに出力する
。これによりハンドル切込み状態における低速、中速及
び高速でのギヤ発生圧力の特性は、第３図及び第８図の
それぞれＡｅ、　　Ｂθ及びＣθに示す通りとなる。

ステップ１０５においてＦ１＝１すなわちハンドル戻り
状態であれば、ＣＰＵ５１は制御動作をステップ１０６
に進め、別途演算したＦ２が１すなわち加速状態であれ
ばステップ１０８において印加電流Ｉを １　：　１９−　ｉ＋Ｘｋ＋＋　１２Ｘｋ２として、ス
テップ１１０においてこの印加電流■を電磁制御弁３０
のソレノイド３０ａに出力する。

この状態における印加電流Ｉは、ｊａｙ　　ｊ２１　　
ｋｌ＋　　ｋ２の特性から明かなごとく、低速では切込
み状態よりも小となり車速の増大に応じて増大して高速
では切込み状態よりも大となる。これにより電磁制御弁
３００開度は、低速では切込み状態よりも小となり車速
の増大に応じて増大して高速では切込み状態よりも大と
なる。従ってギヤ発生圧力の特性は、低速では第３図（
ａ）のＡ２に示すごとくハンドル切込み時の電流による
戻り状態での特性Ａ１よりもギヤ発生圧力が減少、すな
わち復元力の割合が増大して操舵ハンドル４６の戻りが
良くなり、一方全体的にハンドルトルクが減少する高速
では、第３図（ｂ）の６２に示すごとくハンドル切込み
時の戻り状態での特性Ｃ１よりもギヤ発生圧力が増大、
すなわち復元力の割合が減少してしっとり感のある適度
なハンドルトルクとなる。

また、Ｆ２＝１でない、すなわち加速状態でない場合は
、ＣＰＵ５１は制御動作をステップ１０６からステップ
１０９に進め、印加電流Ｉを１＝１１！＋１２×に２ として、ステップ１１０においてこの印加電流Ｉを電磁
制御弁３０のソレノイド３０ａに出力する。

この状態でのギヤ発生圧力の特性は、車速がｖ３以下の
ときは特性Ａ１となり、ｖ３を越えれば特性Ｃ２に近づ
くものとなる。なお、このステップ１０６及び１０９は
除いても差し支えない。

ステップ１１０が終了すれば、ＣＰＵ５　ｉは第４図の
フローチャートによる処理動作の実行を一時停止する。

以後、所定の小時間毎に割込信号が出力される都度、Ｃ
ＰＵ５１は第４図のフローチャートによる処理動作を繰
り返して実行して、ハンドル切込み状態では電磁制御弁
３０の開度を通常の通りに制御し、ハンドル戻し状態で
は車速環に応じて電磁制御弁３０の開度をハンドル切込
み状態より変化させて、低速時にはハンドル戻りをよく
し、高速時にはしっとり感のある適度なハンドルトルク
が得られるようにする。

上記実施例では、反力式の操舵力制御装置を用いた場合
について説明したが、本発明はサーボ弁１１の両分配ボ
ートｌｌｃ、ｌｌｄ間あるいはポンプの吐出側と吸込側
との間をバイパスする電磁制御弁を設けたバイパス式の
操舵力側ｉ３＄１装置を用いたものにも実施することが
できる。また、本実施例は操舵角センサ４５によりハン
ドル戻りフラグＦ＋を判定しているが、操舵角センサと
ハンドルトルクを検出するトルクセンサにより判定を行
ってもよい。また、各特性マツプは、実施例のごとく連
続的に変化するものの代わりに、段階的に変化するもの
としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動力舵取装置の制御装置の構成を
示す図、第２図〜第８図は本発明の一実施例を示し、第
２図は全体の説明図、第３図はギヤ発生圧力の特性図、
第４図は制御プログラムのフローチャート、第５図は基
底電流の特性図、第６図は各補正電流の特性図、第７図
は各補正係数の特性図、第８図は基底電流のみを印加し
た場合のギヤ発生圧力の特性図である。 符　　号　　の　　説　　明 ■・・・戻り検出手段、２・・・制御手段、３・・・演
算出力手段、１０・・・動力舵取装置、１１・・・サー
ボ弁、１２・・・パワーシリンダ、１４・　・人力軸、
１５・・・出力軸、２０・・供給ポンプ、 ・電磁制御機構、 ４０　・ 車速センサ、 　５− 操舵角センサ、 ・操舵ハン ドル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操舵ハンドルに接続される入力軸と、操向車輪に接続さ
   れる出力軸と、この出力軸にアシスト力を与えるパワー
   シリンダと、前記両軸の間の相対回動に応じて作動して
   供給ポンプから送られる作動流体の前記パワーシリンダ
   の両作動室への給排を制御するサーボ弁と、印加電流に
   応じて前記両軸の間の操舵特性を変化させる電磁制御機
   構と、自動車の走行状態に応じて前記印加電流を演算し
   てこれを前記電磁制御機構に出力する演算出力手段を備
   えてなる動力舵取装置において、前記操舵ハンドルの操
   舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサによ
   り検出された操舵角が０に近づく方向に変化しているハ
   ンドル戻り状態を検出する戻り検出手段と、自動車の走
   行速度を検出する車速センサと、前記戻り検出手段が前
   記ハンドル戻り状態を検出している場合においては前記
   車速センサにより検出される車速が低いときは前記演算
   出力手段により演算される印加電流を前記アシスト力が
   減少する方向に変化させると共に、車速が高いときは前
   記印加電流を前記アシスト力が増加する方向に変化させ
   る制御手段を備えたことを特徴とする動力舵取装置の制
   御装置。