JPH0558317A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両がアンチロック制御状態または４ＷＤ状
態にあるときにはそうでないときより操舵力のアシスト
量を多くすることにより、アンチロック制御状態および
４ＷＤ状態に起因して舵取り車輪に発生するショックお
よび振動がステアリングホイールを介してドライバに伝
達されないようにする。 【構成】 車両がアンチロック制御状態にあるときには
アシスト量Ｐを通常アシスト量Ｐ₀ より大きな特別アシ
スト量Ｐ₁ とし（Ｓ１，６，７）、一方、車両が４ＷＤ
状態にあるときにはアシスト量Ｐを通常アシスト量Ｐ₀
と１以上の補正係数Ｋとの積とすることによって通常ア
シスト量Ｐ₀ より多くする（Ｓ３，８，９）。アシスト
量Ｐが多いほどアンチロック制御状態および４ＷＤ状態
に起因して舵取り車輪に発生するショックおよび振動が
本パワーステアリング装置で吸収されてステアリングホ
イールに伝達されずに済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両のパワーステアリン
グ装置に関するものであり、特に車両のステアリングホ
イールに発生するショックおよび振動を軽減させる技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パワーステアリング装置の一態様とし
て、ドライバにより車両のステアリングホイールに加え
られる操舵力をアシストし、そのアシスト量を操舵力の
みならず他のパラメータによっても変化させるものが既
に存在する。そして、実開昭５８−１８０３８１号公報
に記載されているように、車速に応じてアシスト量を変
化させる車速感応型のパワーステアリング装置や、エン
ジン回転数に応じてアシスト量を変化させる回転数感応
型のパワーステアリング装置などが既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このパワーステアリン
グ装置は例えば、制御開始条件が満たされれば作動状
態、制御終了条件が満たされれば非作動状態となり、作
動状態では舵取り車輪の回転状態を制御する舵取り車輪
制御装置を備えた車両に設けられる。舵取り車輪制御装
置は例えば、車両制動時に舵取り車輪にロック傾向が生
じれば作動して舵取り車輪がロック状態に陥らないよう
に舵取り車輪のブレーキ圧を制御するアンチロック制御
装置や、車両の舵取り車輪と非舵取り車輪とのうち過大
なスリップが発生していない方にエンジンの駆動力を伝
達するためや、舵取り車輪にも非舵取り車輪にも過大な
スリップを発生させないために、センタデフクラッチ
（例えば湿式多板クラッチ）の制御油圧を制御する駆動
力伝達制御装置などである。

【０００４】この舵取り車輪制御装置が作動状態にある
ときには、舵取り車輪にショックや振動が加えられ、そ
れらショックや振動はステアリング系に加えられるのが
普通である。しかし、従来のパワーステアリング装置に
おいては、ステアリング系に加えられたショックや振動
が十分には軽減（吸収）されることなくステアリングホ
イールに伝達され、ひいてはドライバに伝達されてしま
う。そのため、舵取り車輪制御装置が作動状態にあると
きにはドライバがステアリングホイールから不快なショ
ックや振動を感じてしまい、操舵フィーリングが十分に
は良好ではないという問題があった。

【０００５】本発明はこの問題を解決することを課題と
して為されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、制御開始条件が満たされれば作動状態、制御終了条
件が満たされれば非作動状態となり、作動状態では舵取
り車輪の回転状態を制御する舵取り車輪制御装置を備え
た車両に設けられるパワーステアリング装置において、
ドライバにより車両のステアリングホイールに加えられ
る操舵力をアシストするアシスト量を、舵取り車輪制御
装置が作動状態にあるときの方が非作動状態にあるとき
より多くなるように変化させる操舵力アシスト量制御手
段を設けたことにある。

【０００７】

【作用】本発明に係るパワーステアリング装置において
は、操舵力アシスト量制御手段により、アシスト量が舵
取り車輪制御装置が作動状態にあるときの方が非作動状
態にあるときより多くなるように変化させられる。パワ
ーステアリング装置においては一般に、アシスト量が多
いほど舵取り車輪からパワーステアリング装置に伝達さ
れるショックや振動がそのパワーステアリング装置で吸
収されてステアリングホイールに伝達され難くなる。そ
のため、舵取り車輪制御装置が作動状態にあるときにア
シスト量が多くなれば、舵取り車輪のショックおよび振
動がステアリングホイールを介してドライバに伝達され
ずに済む。

【０００８】

【発明の効果】このように、本発明に従えば、舵取り車
輪制御装置が作動状態にあるために舵取り車輪にショッ
クや振動が発生してもそれがドライバに伝達されずに済
むため、舵取り車輪制御装置が作動状態にあるか否かを
問わず操舵フィーリングが良好に維持されるという効果
が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例であるパワーステア
リング装置であって、舵取り車輪制御装置として駆動力
伝達制御装置とアンチロック制御装置とを備えた車両に
設けられるものを図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】本パワーステアリング装置においては図２
に示すように、リザーバタンク１０内のオイルがオイル
ポンプとしての、車両のエンジン１１（図３参照）によ
って駆動されるベーンポンプ１２によって汲み上げられ
てパワーシリンダ１４に供給される。ベーンポンプ１２
は図示しないフローコントロールバルブを内蔵してい
て、ベーンポンプ１２の回転数すなわちエンジンの回転
数とは無関係にベーンポンプ１２からの吐出油量が一定
に保たれるようになっている。パワーシリンダ１４は、
ベーンポンプ１２から供給されたオイルの油圧を機械力
に変換して舵取り車輪である左右前輪１５，１６（図３
参照）の操舵力をアシストするものであって、車両の左
右方向に移動して左右前輪１５，１６の舵角を変化させ
るコントロールラック１８に固定のパワーピストン２０
と、そのパワーピストン２０に、左右前輪１５，１６を
右方向に操舵するための右切り圧と左方向に操舵するた
めの左切り圧とをそれぞれ作用させるシリンダ右室２２
およびシリンダ左室２４とを備えている。

【００１１】上述のリザーバタンク１０，ベーンポンプ
１２およびパワーシリンダ１４の間にステアリングギヤ
ボックス（以下、単にギヤボックスという）３０が設け
られている。このギヤボックス３０においては、一端が
図示しないステアリングホイールに一体的に回転可能に
連結されたトーションバー３２の他端がピニオンギヤ３
４に一体的に回転可能に連結され、そのピニオンギヤ３
４の歯部が前記コントロールラック１８の歯部に噛み合
わされている。すなわち、本パワーステアリング装置の
ステアリングギヤ機構はラックアンドピニオン型なので
ある。

【００１２】ギヤボックス３０内には、いずれも複数の
半径方向油路を持つコントロールバルブシャフト３６お
よびロータリバルブ３８を主体とするコントロールバル
ブ４０が、リザーバタンク１０，ベーンポンプ１２，シ
リンダ右室２２およびシリンダ左室２４に接続された状
態で設けられている。コントロールバルブシャフト３６
は、円筒状を成してトーションバー３２の外側に適当な
隙間を隔てて挿通され、それの一端部はピン４２により
トーションバー３２に固定されているが、他端部はトー
ションバー３２から浮かされている。ロータリバルブ３
８は、円筒状を成してコントロールバルブシャフト３６
の外側に油密かつ摺動回転可能に嵌合されるとともに、
自身の外周面においてギヤハウジング４４に油密かつ摺
動回転可能に嵌合されている。また、ロータリバルブ３
８はピニオンギヤ３４と一体的に回転可能に連結されて
いる。そして、コントロールバルブ４０は、ドライバに
よる操舵によってトーションバー３２が捩じられればそ
の捩じられた分だけロータリバルブ３８に対するコント
ロールバルブシャフト３６の相対的な位相が変化すると
いう現象を利用して、リザーバタンク１０，ベーンポン
プ１２，シリンダ右室２２およびシリンダ左室２４の間
の油路の切り換えおよび各油路の絞り面積の制御を行
い、これにより、ステアリングホイールの操舵方向およ
び操舵力に応じてパワーシリンダ２０の作動方向（すな
わち操舵力のパワーアシスト方向）および作動力（すな
わち操舵力のパワーアシスト量）を制御する。

【００１３】ギヤボックス３０内にはさらに、ステアリ
ングホイールにそれの回転を抑制する力を油圧反力とし
て作用させる油圧反力作用装置５０も設けられている。
油圧反力作用装置５０は、コントロールバルブシャフト
３６の外周面からそれの直径方向に互いに逆向きに延び
出させられた一対のレバー５２の各々の両側面にそれぞ
れ対向させられた４個のプランジャ５４と、各レバー側
面に油圧反力を作用させるべく各プランジャ５４の背面
に油圧を作用させる４個の油圧反力室５８と、各油圧反
力室５８に発生する油圧（以下、反力圧という）を変化
させるソレノイドバルブ６０とを備えている。なお、プ
ランジャ５４および油圧反力室５８は前記ピニオンギヤ
３４に組み込まれている。

【００１４】ギヤボックス３０内にはさらに分流弁６４
も設けられている。分流弁６４は、ベーンポンプ１２か
ら吐き出されたオイルをコントロールバルブ４０側とソ
レノイドバルブ６０側とに分流するとともに、コントロ
ールバルブ４０側の油圧とソレノイドバルブ６０側の油
圧との差が変動してもベーンポンプ１２からのオイルを
常に一定流量でソレノイドバルブ６０側に供給するもの
である。そして、分流弁６４からソレノイドバルブ６０
に供給されたオイルがソレノイドバルブ６０で絞られる
ことにより、各油圧反力室５８に反力圧が発生させられ
る。なお、ソレノイドバルブ６０はそれへの供給電流が
小さいほど開口面積を小さくするように（分流弁６４と
リザーバタンク１０との間の流路面積を小さくするよう
に）設計されているため、結局、供給電流が小さいほど
各油圧反力室５８に高い反力圧が発生することとなる。
すなわち、本パワーステアリング装置は、油圧反力によ
って実質的なアシスト量を制御する反力制御型なのであ
る。

【００１５】なお、コントロールバルブ４０側と油圧反
力室５８側とは固定オリフィス６８を経て互いに接続さ
れている。コントロールバルブ４０側の圧力の上昇時
（操舵時）に、オイルを油圧反力室５８側へ流してそれ
の油圧を増加させ、これにより、中・高速域の操舵時に
手応えのある操舵フィーリングが実現されるようになっ
ているのである。

【００１６】上記ソレノイドバルブ６０はパワーステア
リングコンピュータ（以下、単にＰＳコンピュータとい
う）７０によって制御される。ＰＳコンピュータ７０に
は車速センサ７２，エンジン１１のスロットルバルブの
開度（以下、単にスロットル開度という）を検出するス
ロットル開度センサ７６，車両のトランスミッションの
シフト位置を検出するシフト位置センサ７８等の各種セ
ンサが接続されている。また、ＰＳコンピュータ７０の
ＲＯＭには、操舵アシスト制御プログラム（図１のフロ
ーチャートで表されるプログラム）と、車速Ｖとアシス
ト量Ｐとの間の、２種類の関係（図４の２つのグラフで
表される関係）をそれぞれ規定する制御マップＰ₀ およ
びＰ₁ と、スロットル開度θとシフト位置（変速段）と
補正係数Ｋとの間の関係（図５の４つのグラフで表され
る関係）を規定する制御マップＫとが記憶されている。

【００１７】なお、制御マップＰ₀ およびＰ₁ はいずれ
も、図４に示すように、車速Ｖが高いほどアシスト量Ｐ
が少なくなる関係を規定するものとされている。そのた
め、低速時および据え切り時にはアシスト量Ｐが多くな
って軽快な操舵フィーリングが実現される一方、中・高
速時にはアシスト量Ｐが少なくなって手応えのある操舵
フィーリングが実現される。ただし、制御マップＰ₀ は
車両がアンチロック制御状態にないときに用いられる通
常アシスト特性マップとされているのに対し、制御マッ
プＰ₁ は車両がアンチロック制御状態にあるときに用い
られる特別アシスト特性マップとされている。

【００１８】また、制御マップＫは図５に示すように、
スロットル開度θが大きいほど補正係数Ｋが大きくな
り、かつ、シフト位置の段数が小さいほど補正係数Ｋが
大きくなる関係を規定するものとされている。補正係数
Ｋ（１以上の連続数）は車両が４ＷＤ状態にあるとき
（すなわち、舵取り車輪である左右前輪１５，１６が駆
動車輪とされているとき）に用いられ、通常アシスト特
性マップを用いて車速Ｖから決まる通常アシスト量Ｐ₀
に乗じられてそれを補正して制御目標アシスト量Ｐを得
るためのものである。そのため、補正係数Ｋが大きいほ
ど制御目標アシスト量Ｐが多くされることになる。

【００１９】以上説明したパワーステアリング装置が設
けられる車両においては、図３に示すように、エンジン
１１の出力が常時、非舵取り車輪である左右後輪９０，
９２に伝達されるようになっている。そして、前述の駆
動力伝達制御装置は、常には非作動状態にあってエンジ
ン１１の出力を左右前輪１５，１６に伝達しないが、路
面の摩擦係数が低くなると作動状態となり、その摩擦係
数の高さに基づき、油圧装置９４を介して湿式多板クラ
ッチ９６の係合状態を制御することによってエンジン１
１の出力を左右前輪１５，１６にも伝達して、前輪１
５，１６と後輪９０，９２との間の駆動力配分を制御す
るものである。油圧装置９４は４ＷＤコンピュータ９８
からの信号に応じて作動する。なお、駆動力伝達制御装
置の制御開始条件の一例は、前輪１５，１６と後輪９
０，９２との間の車輪速度差が第１しきい値を超えるこ
とであり、また、制御終了条件の一例は、その車輪速度
差が第２しきい値（第１しきい値と同じ値とすることも
異なる値とすることもできる）以下になることである。

【００２０】一方、前述のアンチロック制御装置は同図
に示すように、常には非作動状態にあって、各車輪１
５，１６，９０，９２のブレーキ圧を制御しないが、車
両制動時に各車輪１５，１６，９０，９２にロック傾向
が生じると作動状態となり、各車輪１５，１６，９０，
９２がロック状態に陥ることがないように油圧装置１０
０により各車輪１５，１６，９０，９２のブレーキ圧を
増減させるものである。油圧装置１００はＡＢＳコンピ
ュータ１０２からの信号に応じて作動する。なお、アン
チロック制御装置の制御開始条件の一例は、車両制動時
に、４個の車輪１５，１６，９０，９２の４個の車輪速
度から推定した推定車速と各車輪１５，１６，９０，９
２の車輪速度との差が第１しきい値を超えることであ
り、また、制御終了条件の一例は、車両制動が解除され
るか、または、推定車速と各車輪１５，１６，９０，９
２の車輪速度との差が第２しきい値（第１しきい値と同
じ値とすることも異なる値とすることもできる）以下に
なることである。

【００２１】そして、それら４ＷＤコンピュータ９８も
ＡＢＳコンピュータ１０２も、図２に示すように、ＰＳ
コンピュータ７０に接続され、４ＷＤコンピュータ９８
およびＡＢＳコンピュータ１０２がそれぞれ作動状態に
ある間ＰＳコンピュータ７０にその旨の信号（以下、作
動信号という）を出力し続けるようになっている。

【００２２】次にＰＳコンピュータ７０の作動を詳細に
説明する。

【００２３】車両のイグニションスイッチがＯＮ状態に
操作されてＰＳコンピュータ７０の電源が投入されれ
ば、ＰＳコンピュータ７０は図１の操舵アシスト制御プ
ログラムを定期的に実行する。

【００２４】本プログラムの各回の実行時にはまず、ス
テップＳ１（以下、単にＳ１で表す。他のステップにつ
いても同じ）において、車速センサ７２から車速Ｖ、ス
ロットル開度センサ７６からスロットル開度θ、シフト
位置センサ７８からシフト位置がそれぞれ入力される。

【００２５】続いて、Ｓ２において、ＡＢＳコンピュー
タ１０２から作動信号が出力されているか否か、すなわ
ち、車両がアンチロック制御状態（図において「ＡＢＳ
作動」で表す）にあるか否かが判定される。今回は作動
信号が出力されていないと仮定すれば、判定がＮＯとな
り、Ｓ３において、４ＷＤコンピュータ９８から作動信
号が出力されているか否か、すなわち、車両が４ＷＤ状
態（すなわち、舵取り車輪である左右前輪１５，１６が
駆動車輪とされている状態。図において「４ＷＤ作動」
で表す）にあるか否かが判定される。今回はこの作動信
号も出力されていないと仮定すれば、判定がＮＯとな
り、Ｓ４において、フラグＦ１とフラグＦ２との少なく
とも一方が１にセットされているか否かが判定される。
それらフラグはいずれも、ＰＳコンピュータ７０の電源
投入に伴って０にリセットされ、今回までそれらフラグ
はいずれも０にリセットされたままであるため、判定が
ＮＯとなる。その後、Ｓ５において、通常アシスト特性
マップを用いて車速Ｖに対応する通常アシスト量Ｐ₀ が
決定され、それが今回の制御目標アシスト量Ｐとされ、
さらに、それが実現されるようにソレノイドバルブ６０
が制御される。以上で本プログラムの一回の実行が終了
する。

【００２６】以上、車両がアンチロック制御状態にも４
ＷＤ状態にもない状態について説明したが、この状態か
らアンチロック制御状態に移行した場合には、Ｓ２の判
定がＹＥＳとなり、Ｓ６において、特別アシスト特性マ
ップを用いて車速Ｖに対応する特別アシスト量Ｐ₁ が決
定され、それが今回の制御目標アシスト量Ｐとされ、さ
らに、それが実現されるようにソレノイドバルブ６０が
制御される。その後、Ｓ７においてフラグＦ１が１にセ
ットされる。以上で本プログラムの一回の実行が終了す
る。

【００２７】また、車両がアンチロック制御状態にも４
ＷＤ状態にもない状態から４ＷＤ状態に移行した場合に
は、Ｓ２の判定がＮＯ、Ｓ３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ
８において、通常アシスト特性マップを用いて車速Ｖに
対応する通常アシスト量Ｐ₀ が決定され、制御マップＫ
を用いてスロットル開度θとシフト位置とに対応する補
正係数Ｋが決定され、さらに、その通常アシスト量Ｐ₀
と補正係数Ｋとの積が今回の制御目標アシスト量Ｐとさ
れ、それが実現されるようにソレノイドバルブ６０が制
御される。その後、Ｓ９においてフラグＦ２が１にセッ
トされる。以上で本プログラムの一回の実行が終了す
る。

【００２８】また、車両がアンチロック制御状態または
４ＷＤ状態にある状態からアンチロック制御状態にも４
ＷＤ状態にもない状態に移行した場合には、Ｓ２の判定
もＳ３の判定もＮＯとなり、Ｓ４において、フラグＦ１
とフラグＦ２との少なくとも一方が１にセットされてい
るか否かが判定される。今回はそうであるから判定がＹ
ＥＳとなり、Ｓ１０において、通常アシスト特性マップ
を用いて車速Ｖに対応する通常アシスト量Ｐ₀ が決定さ
れ、実際のアシスト量Ｐが徐々にその通常アシスト量Ｐ
₀ に近づくようにソレノイドバルブ６０が制御される。
Ｓ４の実行時にフラグＦ１とフラグＦ２との少なくとも
一方が１にセットされているということ、すなわち、前
回の状態がアンチロック制御状態または４ＷＤ状態であ
るということは、Ｓ１０の実行前には実際のアシスト量
Ｐが通常アシスト量Ｐ₀ より多いということを意味し、
実際のアシスト量Ｐをその大きさから直ちに通常アシス
ト量Ｐ₀ に減少させると、操舵反力がやや急に増加して
操舵フィーリングが悪化するおそれがあるから、実際の
アシスト量Ｐを徐々に通常アシスト量Ｐ₀ に近づけるの
である。その後、Ｓ１１において、フラグＦ１もフラグ
Ｆ２も０にリセットされる。以上で本プログラムの一回
の実行が終了する。

【００２９】このように、本実施例においては、車両が
アンチロック制御状態または４ＷＤ状態にあるときには
そうでないときより、コントロールバルブシャフト３６
に作用する油圧反力が小さくされて実質的なアシスト量
Ｐが多くされる。コントロールバルブシャフト３６に作
用する油圧反力が小さくされれば、コントロールバルブ
シャフト３６，トーションバー３２等の回転の、油圧反
力に基づく規制が緩和され、アンチロック制御状態また
は４ＷＤ状態に起因して舵取り車輪である左右前輪１
５，１６に発生するショックおよび振動がトーションバ
ー３２等で吸収され易くなり、左右前輪１５，１６に発
生したショック等がコントロールラック１８，ピニオン
ギヤ３４，トーションバー３２等を経てステアリングホ
イールに達してそれを介してドライバに伝達されずに済
む。そのため、本実施例においては、アンチロック制御
状態の有無および４ＷＤ状態の有無の如何を問わず操舵
フィーリングが常に良好に維持されるという効果が得ら
れる。

【００３０】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、油圧反力作用装置５０と、車速センサ７２
と、スロットル開度センサ７６と、シフト位置センサ７
８と、ＰＳコンピュータ７０の、図１の操舵アシスト制
御プログラムを実行する部分とが操舵力アシスト量制御
手段を構成しているのである。

【００３１】なお、本実施例においては、ＡＢＳコンピ
ュータ１０２から作動信号が出力されていれば舵取り車
輪である左右前輪１５，１６もアンチロック制御状態に
ある可能性があるという事実に基づき（左右前輪１５，
１６が実際にアンチロック制御状態にあるか否かを検出
することなく）、アシスト量Ｐを通常より多くするよう
になっていたが、例えば、少なくとも左右前輪１５，１
６がアンチロック制御状態にあるか否かを検出し、そう
であるときにはアシスト量Ｐを通常より多くするが、左
右後輪９０，９２のみがアンチロック制御状態にあると
きにはアシスト量Ｐを多くしないようにすることができ
る。

【００３２】また、本実施例においては、パワーステア
リング装置が車速感応型および反力制御型とされていた
が、例えば、エンジン回転数感応型とすることも、コン
トロールバルブ４０内を流れるオイルの流量を制御する
ことによって実質的なアシスト量を制御する流量制御型
とすることもできる。

【００３３】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、この他にも、特許請求の範囲を逸脱
することなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改
良を施した態様で本発明を実施することができるのはも
ちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるパワーステアリング装
置が用いる操舵アシスト制御プログラムを示すフローチ
ャートである。

【図２】上記パワーステアリング装置を示すシステム図
である。

【図３】上記パワーステアリング装置が設けられる車両
に備えられている駆動力伝達制御装置およびアンチロッ
ク制御装置を概念的に示すシステム図である。

【図４】上記パワーステアリング装置が用いる通常アシ
スト特性マップと特別アシスト特性マップとをそれぞれ
示すグラフである。

【図５】上記パワーステアリング装置が用いるスロット
ル開度θとシフト位置と補正係数Ｋとの間の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１２ ベーンポンプ １４ パワーシリンダ ３２ トーションバー ３８ ロータリバルブ ４０ コントロールバルブ ５０ 油圧反力作用装置 ６０ ソレノイドバルブ ７０ パワーステアリングコンピュータ ７２ 車速センサ ７６ スロットル開度センサ ７８ シフト位置センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御開始条件が満たされれば作動状態、
   制御終了条件が満たされれば非作動状態となり、作動状
   態では舵取り車輪の回転状態を制御する舵取り車輪制御
   装置を備えた車両に設けられるパワーステアリング装置
   において、 ドライバにより前記車両のステアリングホイールに加え
   られる操舵力をアシストするアシスト量を、前記舵取り
   車輪制御装置が作動状態にあるときの方が非作動状態に
   あるときより多くなるように変化させる操舵力アシスト
   量制御手段を設けたことを特徴とするパワーステアリン
   グ装置。