JPH0443163A - 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、アシスト力を与える増力装置に関連して設け
られ、車速、操舵角、ハンドルトルク等の走行状態に基
づき演算される印加電流に応して増力装置によるアシス
ト力を制御する制御装置を備えた動力舵取装置の制御装
置に関する。

（従来の技術） 例えば油圧式の動力舵取装置の制御装置においては、車
速や操舵角等に応じた制御電流を制御装置の電磁制御弁
に印加して動力舵取装置のハンドルトルクを制御するこ
とは知られている。この技術によれば、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
ル戻りが悪く感じられ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判定手段を設け、この戻
り判定手段の出力に応答して電磁制御弁の開度を制御し
て反力機構に供給する油圧を増加させ、ハンドル戻りの
際のハンドル戻りが良好に感じられるようにしている。

またこれに関連して、ハンドル切込み時に修正のため多
夕の戻しを行う毎に反力機構への油圧が変化してハンド
ルトルクも変化するのを防ぐために、操舵ハンドルの戻
り角度がハンドル戻り開始から所定の角度に達するまで
は切込み時と同じ油圧を維持するようにすることも考え
られている。

（発明が解決しようとするＩｔ！［） しかしながらこのような技術では、操舵ハンドルを所定
の角度戻したところでハンドルトルクが急に変化するの
で、ハンドル戻りの途中で操舵に異和感を受けるという
開運がある。

本発明は、操舵ハンドルの戻り開始から所定の角度に達
するまでの間、増力装置への印加電流をアシスト力が減
少する方向に次第に変化させて、このような異和感をな
くすことを目的とする。

（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図に示すように、操向車輪を操向する作動部材１１
と、この作動部材を操舵ハンドル４６に連結する回転軸
１６と、前記作動部材１１にアシスト力を与える増力装
置１２と、前記回転軸１６に加わるトルク及び印加電流
に応じて前記増力装置１２が与えるアシスト力を変化さ
せる制御装置１５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制御装置１５に出力する演
算出力手段２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４５
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
り判定手段１と、前記操舵角センサ４５により検出され
る前記操舵ハンドル４６の戻り角度が前記戻り判定手段
ｌによるハンドル戻り状態の検出開始から所定の角度に
達するまでは前記演算出力手段２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次第に変化させ
る付加演算手段３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２は自動車の走行
状態に応じた印加電流を演算して制御装置１５に出力し
、これにより増力装置１２が作動部材１１にアシスト力
を与えて動力操舵がなされる。戻り判定手段ｌがハンド
ル戻り状態と判定している時には、演算出力手段２は自
動車の走行状態に応じた印加電流を同様に演算し、付加
演算手段３はこの印加電流を、操舵角センサ４５により
検出される操舵ハンドル４６の戻り角度が戻り判定手段
１によるハンドル戻り状態の検出開始から所定の角度に
達するまでは前記アシスト力が減少する方向に次第に変
化させ、この変化された印加電流を制御波Ｗ１５に出力
する。こ九によりハンドル戻り時のハンドルトルクは、
操舵ハンドルの戻り開始から所定の角度に達するまでの
間に、ハンドル戻りが良好に感じられる方向に次第に変
化する。

（発明の効果） 上述のように、本発明によれば、ハンドル戻り時のハン
ドルトルクは次第にハンドル戻りが良好になるように感
じられるので、ハンドルトルクが急に変化して、操舵の
際に異和感を与えることもない。

（実施例） 以下に、第１図〜ｊ１７図に示す実施例により、本発明
の説明をする。

第１図及び１１２図に示すように、動力舵取装置１０は
、操舵リンク機構を介して囲路の操向車輪に連結された
作動ロッド（作動部材）１１に設けたパワーシリンダ（
増力装置）１２と、制御装置１５よりなり、この制御装
置Ｅ１５は、ランク・ビニオン機構とハンドル軸４７を
介して作動ロッド１１と操舵ハンドル４６を連結する回
転軸１６に設けたサーボ弁１７と、電磁制御弁３ｏを備
えた反力機構１８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２０にはバイパス弁２１が内蔵され、これにより
一定流量Ｑの作動流体が、吐出通路２３を経て分流弁２
２に供給される。分流弁２２は一定流量Ｑの作動流体を
、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Ｑｌ及びＱ２ずつ分配する。サーボ弁通路２
３ａはサーボ弁１７を介してパワーシリンダ１２に接続
され、また反力制御通路２３ｂには反力機構１８及び電
ａｍ御井３０が接続されている。供給ポンプ２ｏとして
電動式ポンプを使用した場合は、バイパス弁２１は不要
である。

サーボ弁１７は公知のロータリータイプのオープンセン
タ形４ポート絞り切換弁よりなり、操舵ハンドル４６に
加わるハンドルトルクに基づく回転軸１６の捩れにより
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１７．の各ボート１７ａ〜
１７ｄ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１７ａ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、両分配ボート１７ｃ、１７ｄ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が一方に回動されてハンドルトルクが生じれば、
サーボ弁１７は中立状態から偏位して供給ボート１７ａ
と一方の分配ポー）１７ｃ　（または１７ｄ）の間、及
び排出ボート１７ｂと他方の分配ボート１７ｄ（または
１７ｃ）の間の通路面積が絞られる。これにより供給ボ
ート１７ａからの作動流体のギヤ発生圧力が増大し、他
方の分配ボート１７ｄ（または１７ｃ）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
２４ｂ）から一方の分配ポー）１７ｃ　（または１７ｄ
）及び排出ボート１７ｂ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１１に作用する操
舵力が増大し、囲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１８は、回転軸１６の出力側に形成した挿通孔
１８ｃに嵌合されたプランジャ１８ｂと、回転軸１６の
入力側に形成されてプランジャ１８ｂの先端と係合する
円周方向両側に傾斜した傾斜面１８ｄ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１８ａを介し
てプランジャ１８ｂの後部に導入される作動流体の圧力
を電Ｉｉｌ！制御井３０により変化させて回転軸１６の
入出力側の間の捩りばね特性を変え、これによりパワー
シリンダ１２の両作動室に対する作動流体の給排を制御
するサーボ弁１７の作動特性を変えるものである。電磁
刺冑弁３０は通常は全閉となっており、ソレノイド３０
ａ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。

ｊＩ２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、ｍ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には囲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３
０ａが接続されて印加電流を制御するようになっている
。

また、ＣＰＵ５１には囲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、
所定の小操舵角毎に舵角パルスを発生して操舵ハンドル
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、電磁副御弁３ｏのソレノイド３０ａへ
出力する印加電流工の車速Ｖ、操舵角θ、操舵角速度ｄ
θ／ｄｔ及びハンドル戻し角に対する特性が記憶されて
いる。印加電流■の特性は基底電流■８の特性と、補正
電流１１の特性と、第１、第２及び１１！４補正係数に
＋、　　ｋ２．　　ｋａの特性よりなり、各特性は第４
図〜第６図に特性マツプとして示されている。

基底電流Ｉｉは、第４図の（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、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。ハンドル戻り時に特別な制御を行っ
ていない従来技術においては、この基底電流Ｉｓのみを
電磁制御弁３ｏに印加しており、この場合はハンドル戻
りが重く感じられる。

補正電流１１は第５図に示すように、車速Ｖがある値ま
ではＯであり、それから速やかに増大してから２段折れ
でＯに戻り、それ以後はＯとなるように変化する。Ｉ１
１補正係数に１は第６図（ａ）に示すように、操舵角θ
の増大につれて速やかに増大しである値に達してから次
第に減少してＯとなる。

第２補正係数に２は第６図（ｂ）に示すように、操舵角
速度ｄθ／ｄｔの増大につれである値から増大し、しば
らく一定値に維持されたのち急に減少して０となる。第
４補正係数に４は第６図（ｃ）に示すように、ハンドル
戻し角が所定の角度αになるまでは二次曲線的に増大し
、その後は一定値となる。このハンドル戻し角は第７図
（ａ）に示すように、操舵角θの任意の極大位置からの
戻し角であり、後述するハンドル戻りフラグＦが１にな
ったときからの操舵角センサ４５による舵角パルスを計
数することにより得られる。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、時々刻々変化する操舵角θに基づ
き演算した操舵角速度ｄθ／ｄｔの値が負（すなわち戻
り状態）の場合はハンドル戻りフラグＦ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、操舵角θ、操舵角速度ｄ
θ／ｄｔ及びハンドル戻し角に基づき第４図〜ｍ！６図
の特性から基底電流Ｉｓ、補正電流１１並びに第１．第
２及び第４補正係数ｋｉｔ　　ｋ２．　　Ｌを演算し、
Ｆ＝１でない場合にはＩ＝Ｉｓなる印加電流を電磁制御
弁３０に出力し、Ｆ＝１の場合にはＩ　”Ｉｓ　　ＬＸ
ｋ＋Ｘｋ２Ｘｋｊ なる印加電流工を電磁制御弁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３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囲路のレジスタに入力される。Ｃ
ＰＵ５１は囲路の制御プログラムに基づきハンドル戻し
フラグＦを演算し、所定の小時間毎に割込み信号が入力
される都度、３１３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１！３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を読み込んだのち、ステップ１０２におい
てＲＯＭ５２に記憶された各特性マツプにより車速Ｖ及
び操舵角θに基づいて基底電流■θを演算する。続くス
テップ１０３においてＣＰＵ５１は車速Ｖを所定の値ｖ
１と比較し、ｖ　＜　Ｖ　＋であれば（低速走行であれ
ば）戻し制御１１０に制御動作を進め、ｖ　＜　Ｖ　＋
でなければ（中高速走行であれば）保舵力制御２２０に
制御動作を進める。

本発明の要部をなす戻し制御１１０では、先ずステップ
１１１において別途演算したＦが１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１１
３において印加電流工を基底電流Ｉ１１とし、ステップ
１２０　椛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。これによりハンドル切込み
状態におけるハンドルトルクは従来と同様の値となる。

ステップ１１１においてＦ＝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１１２
に進め、先に演算した基底電流■８と各特性マツプから
演算したｌｌ＋　　ｋ＋＋　　ｋ２＋　　ｋＡと次式 ％式％ により印加電流ｌを演算し、ステップ１２０において、
この印加電流工を電磁制御弁３０のソレノイド３０ａに
出力する。この印加電流工は、ｋＡのみならずＩｓ、　
　Ｉｔ、　　ｋ＋、　　ｋ２によっても変化するが、車
速Ｖ、操舵角θ及び操舵角速度ｄθ／ｄｔが同じであれ
ば、ｋＡの特性から明らかなごとく、ハンドル戻し角が
所定の角度αに達するまでは次第に減少し、それ以後は
一定となる。１１４補正係数に４の特性は、ハンドル戻
し角がＯから所定角度αに達するまで次第に増加するも
のであればよく、第６図（ｃ）のように二次曲線的に増
加するものでなくてもよい。

ステップ１０３においてｖ＜Ｖ＋でなければ、ＣＰＵ５
１は保舵力制御２２０に示す制御動作を実行して印加電
流工を演算し、ステップ１２０においてこれを電磁制御
弁３０のソレノイド３０ａに出力する。なおこの保舵力
制御２２０は本発明の要部ではないので、フローチャー
トのみを示し詳細な説明は省略する。

ステップ１２０が終了すれば、ＣＰＵ５１は第３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、ＣＰ
Ｕ５１は１１３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
はハンドル戻し角が所定の角度αに達するまでは電磁制
御弁３ｏの開度を切込み状態の場合より次第に減少させ
る。

１１３図に示す戻し制御１１０を更に具体的に第７図に
より説明すれば、操舵角θが第７図（ａ）に示すように
時間ｔ１において極大位置となって減少し始め、時間ｔ
２において所定の角度αだけ戻った場合、ハンドル戻り
フラグＦは時間ｔ１において１となり、第４補正係数ｋ
ａは所定角度αまで増加するので、印加電流工は１７図
（ｂ）に示すように時間ｔ１から時間ｔ２まで次第に減
ψする。これにより電磁制御弁３０の開度も同様に減少
して作動ロッド１１に与えられるアシスト力も減少する
。従って、ハンドル戻り方向の力が次第に大きくなり、
ハンドル戻りが次第に良好に感じられるように変化する
。

なお、第９図は出願人における従来の技術（公知ではな
い）の−例であり、その戻し制御２１０において、ハン
ドル戻り状態でない場合の作動は本発明と同じであるが
（ステップ２１１，２１４参照）、ハンドル戻り状態の
場合はハンドル戻し角が所定の角度αに達するまでは印
加電流工を基底電流１＠のままとしくステップ２１２，
２１４参照）、それ以後は次式 ％式％ により演算した印加電流工（ステップ２１３参照）を電
磁制御弁３０のソレノイド３０ａに出力している。この
技術によれぼ印加電流Ｉは第８図に示すように、ハンド
ル戻し角が所定の角度αに達した時間Ｌ２において印加
電流■が急激に減ψし、ハンドル戻りの途中でハンドル
トルクが突然変化するので、ハンドル戻りが急に良好に
感じられて異和感を生じる。

これに対し上記実施例では、上述のようにハンドルトル
クはハンドル戻りが次第に良好に感じられるように変化
するので、ハンドル戻りの際の操舵に異和感を生じるこ
とはない。

なお上記実施例では低速走行の場合に戻し制御を行い、
中高速走行の場合に保舵力制御を行うようにしているが
１本発明は車速と無関係に戻し制御を行うようにして実
施してもよい。

また上記実施例では、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１７の両分
配ポー）　１７　ｃ、　　１７　ｄ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制御装置を用いたものにも実施す
ることができる。更に、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。

また本発明は、電気式の動力舵取装置に実施することも
できる。

【図面の簡単な説明】

１１１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〜ｊ１７図は本発明の一実施例を示し
、１２図は全体の説明図、第３図は制御プログラムのフ
ローチャート、Ｉ！４図は基底電流の特性図、１５図は
補正電流の特性図、第６図は各補正係数の特性図、第７
図は操舵角とそれに対する印加電流の変化状態を示す図
である。第８図及び１１９図は出願人における従来技術
の一例を示し、ＩＦ５図は印加電流の変化状態を示す図
、第９図は制御プログラムのフローチャートである。 符　　号　　の　　説　　明 １・・・戻り判定手段、２・・・演算出力手段。 ３・・・付加演算手段、１１・・・作動部材（作動ロッ
ド）、１２・・・増力装置（パワーシリンダ）、１５・
・・制御装置、１６・・・回転軸、２０・・・供給ポン
プ、４Ｓ・・・操舵角センサ、４６・・・操舵ハンドル
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　操向車輪を操向する作動部材と、この作動部材を操舵
   ハンドルに連結する回転軸と、前記作動部材にアシスト
   力を与える増力装置と、前記回転軸に加わるトルク及び
   印加電流に応じて前記増力装置が与えるアシスト力を変
   化させる制御装置と、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制御装置に出力する演算出
   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判定手段と、
   前記操舵角センサにより検出される前記操舵ハンドルの
   戻り角度が前記戻り判定手段によるハンドル戻り状態の
   検出開始から所定の角度に達するまでは前記演算出力手
   段により演算される印加電流を前をアシスト力が減少す
   る方向に次第に変化させる付加演算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。