JPH0386685A - 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、動力舵取装置の操舵力制御装置に関し、特に
、ハンドルの戻し状態であってがっ加速時における操舵
力の制御を積極的に行うようにしたものである。

「従来の技術」 従来、動力舵取装置の操舵力制御装置におけるいわゆる
ハンドルの戻し制御は、操舵角及び操舵角速度をパラメ
ータとし、電磁制御弁に印加する制ｗｔ流を増加して反
力を高めることによりハンドルアシスト力を弱めて中立
復帰力を有効に利用して戻し性を高めていた。即ち、車
速及び操舵角を入力して所定のマツプにより基底制御電
流を演算し、その基底制御電流に対応する最大戻し制御
電流を所定のマツプにより求め、さらにハンドルの戻し
状態の際の操舵角及び操舵角速度による戻し制御電流に
対するＯ−１の値をとる戻し係数を、それぞれ所定のマ
ツプにより演算して、前記最大戻し制御電流に乗じて戻
し制御電流を求め、これに前記基底制御電流に加算して
電磁制御弁に対する制御電流を求めていた。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、ハンドル戻し操作時に危険を感じ、減速する
とともに途中でハンドル操作を止めて保舵する場合には
、戻し制御を行っているためにアシスト力が弱く、運転
者は車輪からの中立復帰力に抗してハンドルを止めるこ
とが必要となり、ハンドルが異常に重く感じる違和感が
あり、また、車輪からの中立復帰力によりハンドルが戻
る速度よりも、更に速くハンドルの戻し操作を行う場合
、例えばクランク道路の殆ど加速しない低速走行時等で
も、操舵感が異常に重く感じる等の違和感がある。

一般に、電磁制御弁に印加する制御電流を制御してアシ
スト力を弱めるハンドル戻し性が要求される場合は、加
速又は加速気味の時であって、逆に危険を感じ急速操舵
を行うハンドル戻し性が要求されない場合は、運転者が
ブレーキを踏むが少なくともアクセルから足を離す減速
又は減速気味の時である。

本発明は、前記した点に着目してなされたもので、加速
状態にある場合にはハンドル戻し性を高めるために積極
的に戻し制御を行い、減速時には戻し制御をしないよう
にした動力舵取装置の操舵力制御装置を提供することを
目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段は、第１゜２図に
示すように、出力軸２４にアシスト力を付与するパワー
シリンダ１５に作用する作動流体圧を、印加される制御
電流に応じて変化する電磁制御弁３０の開度により制御
する動力舵取装置の操舵力制御装置において、車速セン
サ４０と、操舵角センサ４５と、ハンドル戻し状態検出
手段ｌと、加速度検出手段２と、車速と操舵角及び基底
制御電流の間の予め設定された特性を記憶する第１記憶
手段３と、前記操舵角と戻し係数との間の予め設定され
た特性を記憶する第２記憶手段５と、操舵角速度と戻し
係数との間の予め設定された特性を記憶する第３記憶手
段６と、車速と操舵角を入力してその各位に応じた基底
制御電流を前記第１記憶手段３に記憶された特性から演
算する第１演算手段７と、操舵角を入力してその値に応
じた戻し係数を前記第２記憶手段５に記憶された特性か
ら演算する第２演算手段９と、操舵角速度を入力してそ
の値に応じた戻し係数を前記第３記憶手段６に記憶され
た特性から演算する第３演算手段１０と、前記ハンドル
戻し状態検出手段１によりハンドル戻し状態が検出され
、かつ加速度検出手段２の検出する加速状態である場合
に、該第２゜第３演箪手段９．１０により演算された各
戻し係数と、前記基底制御電流に基づいて制御電流を演
算する第４演算手段１１と、該第４演課手Ｐｉ１１によ
り演算された値の制御電流を前記電磁制御弁３０に印加
する出力手段１２とを備えたことを特徴とするものであ
る。

「作用」 前記具体的手段によれば、車速センサ４０及び操舵角セ
ンサ４５により検出される車速及び操舵角が入力される
第１演算手段７は、その各位に対応する基底制御電流を
第１記憶手段３に記憶された特性から演算する。第２演
算手段９は、前記操舵角に対応する戻し制御ｔ流に対す
る戻し係数を第２記憶手段５に記憶された特性から演算
し、第３演算手段１０は、前記操舵角から求められる操
舵角速度を入力してその値に対応する戻しＭ＊［流に対
する戻し係数を第３記憶手段６に記憶された特性から演
算する。この時、ハンドル戻し状態検出手段１の検出信
号及び加速度検出手段２の検出信号が入力されると、第
４演算手段１１は、基底制御電流と、第２．第３演算手
段９，１０により演算された各戻し係数に基づいて制御
電流を演算する８次いで出力手段１２は第４演算手段１
１により演算された値の制ｖＪ４ｉｔ流を電磁制御弁３
０に印加してこれを所定の開度とする。これにより、ハ
ンドル戻し状態でかつ加速状態である場合のハンドル戻
し性が良好に制御される。

「実施例」 以下に、添付図面に基づいて本発明の詳細な説明をする
。

第２図において、動力舵取装置１３は、入力軸２３及び
ハンドル軸４７を介して操舵ハンドル４６と連結された
サーボ弁１４と、ラックピニオン機構に連結された出力
軸２４と、ビニオンに連結されたパワーシリンダ１５と
、入力軸２３と出力軸２４の相対回転を規制してサーボ
弁１４の開度を制御する反力機１１６により構成されて
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１８にはバイパス弁２１が内蔵され、これにより
一定流景Ｑの作動流体が、吐出通路２０を経て、分流弁
１７に供給されるようになっている１分流弁１７は、前
記一定流量Ｑの作動流体を、サーボ弁通路２０ａ及び反
力制御通路２０ｂへそれぞれ一定流量Ｑ１及びＱ２ずっ
分配するものである。サーボ弁通路２０ａはサーボ弁１
４を介してパワーシリンダ１５に接続され、また反力制
御通路２０ｂには反力機１１１１６及び電磁制御弁３０
が接続されている。

サーボ弁１４は公知のロータリー形の４ボート絞り切換
弁よりなるもので、動力舵取装置の入力軸２３と出力軸
２４との間に設けられ、操舵ハンドル４６に加わるハン
ドルトルクに基づくこの両軸２３，２４の間の相対的回
動により作動するものである。中立状態においては供給
ボート１４ａより供給された作動流体は左右の通路を均
等に流れて両分配ボート１４ｃ、１４ｄは低圧で等しい
圧力となるのでパワーシリンダ１５は作動されず、作動
流体は排出ボート１４ｂからリザーバ１９に排出される
。操舵ハンドル４６が操作されてハンドルトルクが生じ
ればサーボ弁１４は中立状態がら偏位して両分配ボート
１４ｃ、１４ｄの間に差圧が生じ、供給ボート１４ａよ
り供給された作動流体は分配通路２２．２２の一方より
パワーシリンダ】５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２２か
らサーボ弁１４に戻り、排出ボート１４ｂからリザーバ
１９に排出される。このアシスト力はラックアンドビニ
オン機構の操舵出力を増大させ、この増大された操舵出
力が閃格のリンク機構を介して前車輪に伝達されるよう
構成されている。使用済の作動流体はりザーバ１９に戻
され、再びポンプ１８に吸入される。

反力機構１６は、ロータリー形のサーボ弁１４の出力軸
側に設けられた挿通孔１６ｃに嵌合されたプランジャ１
６ｂと、入力軸側に設けられてプランジャ１６ｂの先端
と係合する円周方向両側に傾斜した傾斜函１６ｄを主要
構成要素とする公知のものである。そして、ボート１６
ａを介してプランジャ１６ｂの後部に導入される作動流
体の圧力を次に述べる電磁制御弁３０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、サーボ弁１
４の作動特性を変えてハンドルトルクに対する操舵出力
の特性を変えるものである。

第３図に示す如く、電磁制御弁３０のバルブ本体３１の
突出部３１ａの先端には中央に絞り六３２ａを有するユ
ニオン３２が同軸に螺合固定され、絞り六３２ａを挟ん
で第１ボー）３０ａ及び第２ボート３０ｂが形成されて
いる。バルブ本体３１に固定されたヨーク３５の内孔に
は弁軸３４を固定したスプール３３が突出部３１ａと同
軸に軸方向摺動可能に支持され、このスプール３３及び
弁軸３４はスプリング３８及び３９を介してバルブ本体
３１とヨーク３５に螺合したｍ整ねじ３７の間に弾性的
に支持されている。電磁制御弁３０は、通常は弁軸３４
の先端がユニオン３２の絞り六３２ａから離れて絞り六
３２ａを全開とし、ソレノイド３６に通電すればその電
流値に応じてスプール３３が左方向に変位して弁軸３４
の先端により絞り六３２ａ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。この全閉状態に
おいては、両ボート３０ａ、３０ｂは細い固定絞り３２
ｂにより連通されている。この電磁制御弁３０はバルブ
本体３１の突出部３１ａを動力舵取装置１０の弁ハウジ
ング等に螺合して取付けられている。

第２図に示す如く、電子制御装置５０はマイクロプロセ
ッサ（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ＣＰＵ５１には閃格のインターフェイスならびにソレ
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３６が接続されて、これに印加される電流を制御する
ようになっている。またＣＰＵ５１には閃格のインター
フェイスを介して操舵角センサ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に接続されて操
舵ハンドル４６の操舵角θを検出するようになっている
。さらにＣＰＵ５１には閃格のインターフェイスを介し
て車速センサ４０が接続されている。この車速センサ４
０は、エンジン４１の駆動力を後車輪４４に伝達するト
ランスミッシツン４２の出力軸４３に連結された回転計
により構成され、この車速センサ４０から発生されるパ
ルス信号の周波数により車速Ｖを検出するようになって
いる。

ＲＯＭ５２には、４種類の特性パターンが特性マツプ（
Ａ）〜（Ｄ）として記憶されている。特性マツプ（Ａ）
は、第４図に示すように電磁制御弁３０に印加する基底
制御電流Ｉ０と車速■及び操舵角θの間の特性を表すも
ので、基底制御電流Ｉｏは車速■と操舵角θに比例して
増加し、特に車速■が遅い範囲では立ち上がりが急とな
るように設定されている。

特性マツプ（Ｂ）は、基底制御電流工。と戻し制御電流
１３との特性を表したもので、第５図に示すように基底
制御電流工。の値が小さい領域で該基底制御電流Ｉ０が
増加するに従い戻し制御電流ｉｌｌは急激に増加した後
急激に減少するように設定されている。

特性マツプ（Ｃ）は、操舵角θと、該操舵角θに対応す
る戻し制御電流ｉｌＩに対する戻し係数に１との特性を
表したもので、第６図に示すように操舵角θの小さい範
囲でＯから比例的に増加し、所定操舵角以上ではに、＝
１となるように設定されている。

特性マツプ（Ｄ＞は、操舵角速度θと、該操舵角速度θ
に対応する戻し制ｇ４電流ｉ、に対する戻し係数によと
の特性を表したもので、第７図に示すように操舵角速度
θの遅い範囲でＯから比例的に増加し、所定操舵角速度
以上ではに、＝１となるように設定されている。

なお、本実施例においては４種類の特性パターンは上述
の特性マツプ（Ａ）〜（Ｄ）としてＲＯＭ５２に記憶さ
せたが、それぞれ実験式または関数式として予め記憶さ
せてもよい。

ＲＯＭ５２には、また、所定の小時間間隔で、ＣＰＵ５
１が、車速センサ４０及び操舵角センサ４５より読込ん
だ車速Ｖａ及び操舵角θａに基づいて、これに対応する
基底ｉ！ｌｌＪ御電流■。及びハンドル戻し状態でかつ
加速状態である場合に該基底制御電流Ｉｏに対応する戻
し制＊ｔｉｉ、、操舵角θに対応する戻し制御電流ｉ３
に対する戻し係数にと操舵角センサに対応する戻し制御
電流ｉ、に対する戻し係数に２とを、それぞれ特性マツ
プ（Ａ）〜（Ｄ）から演算し、これら各演算値に基づい
て制ｔｌｌ電流を演算して、電磁制御弁３０のソレノイ
ド３６に印加する制御プログラムが記憶されている。

次に、上記の実施例の制御動作を、第８〜１０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ることにより、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の値Ｖａ及びθａが閃格の
レジスタに入力される。ＣＰｔＪ５１は所定の小時間（
例えば０．５秒）毎に割込信号が入力される都度、前記
制御プログラムに基づき処理動作を実行する。

ＣＰＵ５１は、先ず第８図のフローチャートのステップ
１００及び１０２において、レジスタに記憶された現在
の車速Ｖａ及び操舵角θａを読み込んだ後、ステップ１
０４において、第４図に示す如く、ＲＯＭ５２に記憶さ
れた特性マツプ（Ａ）から前記車速Ｖａ及び操舵角θａ
に対応する基底制御電流Ｉ。ａを演算する。続くステッ
プ１０６において、ハンドル戻し状態判定フラグＮＥＧ
Ａ（以下単にＮＥＧＡという）＝１か否かを判断する。

ＮＥＧＡは第９図に示すように、ハンドル戻し状態のと
きは「１」にセットされ、ハンドル切込み状態のときｒ
Ｏ＋にリセットされるものである。ＮＥＧＡ＝１であれ
ばステップ１０８へ進み、加速状態判定フラグＶＥＧＡ
（以下単にＶＥＧＡという）＝１か否かを判断する。Ｖ
ＥＧＡは第１０図に示すように、加速状態のときは「１
」にセットされ、加速状態でないときは「０」にリセッ
トされるものである。ＶＥＧＡ＝１であればステップ１
１０へ進む、ステップ１１０において、ＣＰＵ５１は第
５図破線で示すように、ＲＯＭ５２に記憶された特性マ
ツプ（Ｂ）から、前記ステップ１０４において演算され
た基底制御電流Ｉ。ａに対応する戻し制御電流ｉｍａを
演算する。続くステップ１１２においてＣＰＬＩ５１は
第６図破線で示すように、ＲＯＭ５２に記憶された特性
マツプ（Ｃ）がら、前記ステップ１０２で読み込んだ操
舵角θａに対応する直記戻し制御電流１＊ａに対する戻
し係数に＋ａを演算する。ステップ１１４において、Ｃ
ＰＵ５１は後述する第９図のステップ２１４において演
算される操舵角速度δ＝、９ａに対応する戻し制御電流
ｉ、１ｍに対する戻し係数に２ａを特性マツプ（Ｄ）が
ち第７図破線で示すように演算する。続くステップ１１
６において、前記各ステップ１０４，１１０，１１２．
１１４において演算された多値に基づいて、戻し制御電
流ｌ、ｌａを戻し係数に＋ａ、に２ａで補正するととも
に、制御電流１　ｏｕｔを以下の式により演算する。

Ｉ　ｏｕｖ＝　Ｉ　ｏ＆十ｉ　＊ａＸ　ｋ　１ａＸ　ｋ
　２Ｍ次いで、ＣＰＵ５１はステップ１１８において閃
格のインターフェイス及びソレノイド駆動回路を介して
制御電流■。ｕｔを電磁制御弁３０のソレノイド３６へ
印加する出力を行う、前記ステップ１０６でＮＥＧＡ＝
０の場合は、即ちハンドル戻し状態でない場合及びステ
ップ１０６でＮＥＧＡ＝ｉであっても、ステップ１０８
でＶＥＧＡ＝０の場合、即ちハンドル戻し状態であって
も、加速状態でない場合は、いずれもステップ１０４で
演算された基底制６１電流Ｉ。ａをそのまま制ｔ＃電流
■。、Ｊ？として前記ステップ１０８において出力する
。ステップ１０８が終了した後は、所定の小時間毎に出
力される割込信号により、ＣＰＵ５１は第８図のフロー
チャートによる処理動作の実行を開始する。

第９図は、ハンドル戻し状態の検出作動を示すフローチ
ャートである。

先ず、ステップ２００において、所定の小時間毎に操舵
角センサ４５から検出される操舵角θがθ≧Ｏか否かを
判断する。操舵角θが正の場合は右方向へ、負の場合は
左方向へ操舵されたものとする。θ≧Ｏであれば、右方
向へ操舵されたものでステップ２０２へ進みＯθ−θ〈
Ｏか否かを判断する。ｅθは前回のルーチンで検出され
閃格のレジスタに入力された操舵角である。○θ−θく
０であれば、ハンドルの切込操作が行われている状態で
あるので、ステップ１０４で前記ＮＥＧＡを「０」にリ
セットし、０θ−θ〈Ｏでなければ、ハンドルの戻し操
作が行われている状態であるので、ステップ１０６でＮ
ＥＧＡを「１」にセットする。また、左方向へ操舵され
た場合は、前記と同様にステップ２０８，２１０．及び
２１２においてＮＥＧＡを「１」にセット若しくは「０
」にリセットする。続くステップ２１４においては、Ｏ
θ−θの所定の小時間当たりの変化即ち操舵角速度ｅを
式θ＝ｌｅθ−θＩ／Ｔにより演算する。続いてステッ
プ２１６においては、検出された今回の操舵角θをｅθ
としてレジスタに入力して、前回検出の操舵角を更新す
る。ＣＰＵ５１は所定の小時間毎の割込信号により、こ
のフローチャートを実行する。

第１０図は、加速状態の検出作動を示すフローチャート
である。

先ず、ステップ３００において、所定の小時間毎に車速
センサ４０から検出される車速Ｖと、前回のルーチンで
検出され囲路のレジスタに入力された車速ｅＶとの差を
求め、所定の小時間当たりの変化即ち加速度Ｖを演算し
、続くステップ３０２において、ｖ＞Ｏか否かを判断し
、■〉０であれば加速状態であるのでステップ３０４で
ＶＥＧＡを「１」にセットし、■〉Ｏでなければステッ
プ３０６でＶＥＧＡを「Ｏ」にリセットする。続くステ
ップ３０８で、今回検出の車速■をＯｖとしてレジスタ
に入力し、前回検出の車速を更新する。

ＣＰＵ５１は所定の小時間毎の割込信号により、このフ
ローチャートを実行する。

尚、前記実施例において、加速状態である場合には、ハ
ンドルの戻し１ｌｔｌＪ御を行うようにしたが、特性マ
ツプにより加速の程度に応じてハンドルの戻し制御を行
うようにしてもよい、また、加速度は車速の変化から演
算して求めるのではなく、アクセル開度等から求めるこ
ともできる。

さらに上記実施例では、第５図のような特性マツプによ
り、戻し制御電流１＋＋を求めたのち、これに戻し係数
ｋ　、ａ、　ｋ　ｊ＆をかけて補正し、この後、戻し制
ｍ電ｍ　ｉ　＊と基底制御電流Ｉ０より制御電流を演算
しているが、これに限るものでなく、基底制御電流Ｉ０
に直接戻し係数をかけて（但し、戻し係数は１以上の値
になる）制御電流Ｉ。Ｕ、を求めてもよい。

「発明の効果」 本発明は、ハンドルの戻し制御を行う場合、加速状態に
ある場合にはハンドル戻し性を高めるために！補的に戻
し制御を行い、減速時には戻し制御をしないようにした
から、ハンドルを切込んで、コーナを曲がった後前方の
安全を確認して加速又は加速気味の場合には、アシスト
力を弱めてハンドルの戻し性を高めることができ、一方
危険を感じて減速した場合には、制御電流を減じること
なく適当なアシスト力でハンドル操舵を行うことができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２〜１０図
は本発明の実施例を示し、第２図は全体構成を示す説明
図、第３図は電磁制御弁の断面図第４図は車速と操舵角
に対応して設定された基底制御電流の変化特性図、第５
図は基底制御電流と戻し制御電流との間の特性図、第６
図は操舵角と戻し制御電流に対する戻し係数との間の特
性図、第７図は操舵角速度と戻し制御電流に対する戻し
係数との間の特性図、第８図は制御プログラムを示すフ
ローチャート、第９図はハンドル戻し状態の検出作動を
示すフローチャート、第１０図は加速状態の検出動作を
示すフローチャートである。 １１８．ハンドル戻し状態検出手段、　２．１．加速度
検出手段、　３１１．第１記憶手段、　５１．、第２記
憶手段、　６８．、第３記憶手段、　７゜１．第１演算
手段、　９１０．第２演算手段、　１０　、、、第３演
算手段、　１１　、、、第４演算手段、　１２．、、出
力手段、　１５．、、パワーシリンダ、　２４　、、、
出力軸、　３０　、、、電磁制御弁、　４０　、、、車
速センサ、４５、、、操舵角センサ。 第 ３ 図 ０ 第 図 特性マツプ（Ａ） ＩＯ（Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 出力軸にアシスト力を付与するパワーシリンダに作用す
   る作動流体圧を、印加される制御電流に応じて変化する
   電磁制御弁の開度により制御する動力舵取装置の操舵力
   制御装置において、 車速センサと、操舵角センサと、ハンドル戻し状態検出
   手段と、加速度検出手段と、車速と操舵角及び基底制御
   電流の間の予め設定された特性を記憶する第１記憶手段
   と、前記操舵角と戻し係数との間の予め設定された特性
   を記憶する第２記憶手段と、操舵角速度と戻し係数との
   間の予め設定された特性を記憶する第３記憶手段と、車
   速と操舵角を入力してその各値に応じた基底制御電流を
   前記第１記憶手段に記憶された特性から演算する第１演
   算手段と、操舵角を入力してその値に応じた戻し係数を
   前記第２記憶手段に記憶された特性から演算する第２演
   算手段と、操舵角速度を入力してその値に応じた戻し係
   数を前記第３記憶手段に記憶された特性から演算する第
   ３演算手段と、前記ハンドル戻し状態検出手段によりハ
   ンドル戻し状態が検出され、かつ加速度検出手段の検出
   する加速状態である場合に、該第２、第３演算手段によ
   り演算された各戻し係数と、前記基底制御電流に基づい
   て制御電流を演算する第４演算手段と、該第４演算手段
   により演算された値の制御電流を前記電磁制御弁に印加
   する出力手段とを備えたことを特徴とする動力舵取装置
   の操舵力制御装置。