JPH06340264A - 電子制御式パワーステアリング装置 - Google Patents
電子制御式パワーステアリング装置Info
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- JPH06340264A JPH06340264A JP13036493A JP13036493A JPH06340264A JP H06340264 A JPH06340264 A JP H06340264A JP 13036493 A JP13036493 A JP 13036493A JP 13036493 A JP13036493 A JP 13036493A JP H06340264 A JPH06340264 A JP H06340264A
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- vehicle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 車両の高速走行状態に応じて最適な操舵特性
を得ることのできる電子制御式パワーステアリング装置
を提供する。 【構成】 車両のステアリング機構における操舵アシス
ト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング装置
において、車両の走行速度Vを検出する車速センサ41
と、車両の操舵角haを検出する操舵角センサ52を設
け、保舵度合演算部54が操舵角速度ha’と操舵角変化
量Hと横加速度GY とから保舵度合係数KSを求め、フ
ァジー演算部55は車速Vと車速Vに横加速度GY を乗
算した演算値V・GY と保舵度合係数KS とを入力条件
(メンバシップ関数)としてファジィルールに基づいて
目標アシスト量を設定する。
を得ることのできる電子制御式パワーステアリング装置
を提供する。 【構成】 車両のステアリング機構における操舵アシス
ト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング装置
において、車両の走行速度Vを検出する車速センサ41
と、車両の操舵角haを検出する操舵角センサ52を設
け、保舵度合演算部54が操舵角速度ha’と操舵角変化
量Hと横加速度GY とから保舵度合係数KSを求め、フ
ァジー演算部55は車速Vと車速Vに横加速度GY を乗
算した演算値V・GY と保舵度合係数KS とを入力条件
(メンバシップ関数)としてファジィルールに基づいて
目標アシスト量を設定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両のステアリング機構
における操舵アシスト量を電子制御する電子制御式パワ
ーステアリング装置に関し、例えば、ファジィルールに
よりその目標アシスト量を設定するようにしたものであ
る。
における操舵アシスト量を電子制御する電子制御式パワ
ーステアリング装置に関し、例えば、ファジィルールに
よりその目標アシスト量を設定するようにしたものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ステアリングホイール(以下、ハ
ンドルという)を操作する力(以下、ハンドル操作力又
は操舵力という)をアシストするために、パワーステア
リング装置が普及している。このパワーステアリング装
置としては、油圧シリンダ機構を利用して油圧により操
舵アシストする油圧式パワーステアリング装置が一般的
に用いられているが、このほか、電動モータにより操舵
アシストする電動パワーステアリング装置も開発されて
いる。
ンドルという)を操作する力(以下、ハンドル操作力又
は操舵力という)をアシストするために、パワーステア
リング装置が普及している。このパワーステアリング装
置としては、油圧シリンダ機構を利用して油圧により操
舵アシストする油圧式パワーステアリング装置が一般的
に用いられているが、このほか、電動モータにより操舵
アシストする電動パワーステアリング装置も開発されて
いる。
【0003】このようなパワーステアリング装置を用い
ることで、例えば、大型車や幅太タイヤを操舵輪に装着
した車両等の大きなハンドル操作力が要求される車両で
あっても、小さなハンドル操作力でハンドル操舵を行な
うことができ、所謂、ハンドルの重さが解消される。と
ころで、一般に、車庫入れ等の低速時にはハンドルをよ
り軽くすることで軽快に操作できるようにしたい。一
方、高速走行時にはハンドルがあまり軽いと走行が不安
定になってしまうので、重くすることで安定して操作で
きるようにしたい。そのため、車速に応じて低速時には
操舵アシスト量を多くし、中高速時には高速になるのに
伴って操舵アシスト量を少なくするようにした車速感応
型パワーステアリング装置が開発されている。
ることで、例えば、大型車や幅太タイヤを操舵輪に装着
した車両等の大きなハンドル操作力が要求される車両で
あっても、小さなハンドル操作力でハンドル操舵を行な
うことができ、所謂、ハンドルの重さが解消される。と
ころで、一般に、車庫入れ等の低速時にはハンドルをよ
り軽くすることで軽快に操作できるようにしたい。一
方、高速走行時にはハンドルがあまり軽いと走行が不安
定になってしまうので、重くすることで安定して操作で
きるようにしたい。そのため、車速に応じて低速時には
操舵アシスト量を多くし、中高速時には高速になるのに
伴って操舵アシスト量を少なくするようにした車速感応
型パワーステアリング装置が開発されている。
【0004】このような車速感応型パワーステアリング
装置としては、車両に車速センサを設ける一方、油圧式
パワーステアリング装置の油圧系統の一部にパワーステ
アリングへの供給油圧を調整しうるバルブ等を設け、車
速センサで検出した車速に基づいてバルブ等の作動を電
子制御しながら、操舵アシスト量を調整するようにした
もの(これを電子制御式パワーステアリング装置とい
う)がある。
装置としては、車両に車速センサを設ける一方、油圧式
パワーステアリング装置の油圧系統の一部にパワーステ
アリングへの供給油圧を調整しうるバルブ等を設け、車
速センサで検出した車速に基づいてバルブ等の作動を電
子制御しながら、操舵アシスト量を調整するようにした
もの(これを電子制御式パワーステアリング装置とい
う)がある。
【0005】図11に従来の電子制御式パワーステアリ
ング装置の一例を表すパワーステアリング用油圧制御部
の概略構成、図12に図11のXII−XII断面、図13に
図11のXIII−XIII断面を示す。
ング装置の一例を表すパワーステアリング用油圧制御部
の概略構成、図12に図11のXII−XII断面、図13に
図11のXIII−XIII断面を示す。
【0006】図11乃至図13に示すように、11は図
示しないステアリングホイール(ハンドル)から操舵力
を受けるインプットシャフトであり、ケーシング12内
に軸受により回転自在に支持されている。このインプッ
トシャフト11の下端には図示しないブッシュ等を介し
てピニオンギヤ13が相対回転自在に装着されている。
また、インプットシャフト11の中空部内にはトーショ
ンバー14が内装されており、このトーションバー14
はその上端がインプットシャフト11にピンにより一体
回転できるように結合される一方、その下端はインプッ
トシャフト11に対して拘束されずにフリーとなってい
る。
示しないステアリングホイール(ハンドル)から操舵力
を受けるインプットシャフトであり、ケーシング12内
に軸受により回転自在に支持されている。このインプッ
トシャフト11の下端には図示しないブッシュ等を介し
てピニオンギヤ13が相対回転自在に装着されている。
また、インプットシャフト11の中空部内にはトーショ
ンバー14が内装されており、このトーションバー14
はその上端がインプットシャフト11にピンにより一体
回転できるように結合される一方、その下端はインプッ
トシャフト11に対して拘束されずにフリーとなってい
る。
【0007】インプットシャフト11の下端のピニオン
ギヤ13はトーションバー14の下端とセレーション結
合しており、インプットシャフト11に入力された操舵
力がトーションバー14を介してピニオンギヤ13に伝
達されるようになっている。このピニオンギヤ13はラ
ック15と噛み合っており、インプットシャフト11に
よる操舵力がピニオンギヤ13を介してラック15に伝
わり、このラック15を軸方向(図11において紙面直
交方向)に駆動することで図示しない車輪の操舵を行う
ことができるようになっている。
ギヤ13はトーションバー14の下端とセレーション結
合しており、インプットシャフト11に入力された操舵
力がトーションバー14を介してピニオンギヤ13に伝
達されるようになっている。このピニオンギヤ13はラ
ック15と噛み合っており、インプットシャフト11に
よる操舵力がピニオンギヤ13を介してラック15に伝
わり、このラック15を軸方向(図11において紙面直
交方向)に駆動することで図示しない車輪の操舵を行う
ことができるようになっている。
【0008】ケーシング12内において、インプットシ
ャフト11側とピニオンギヤ13側との間にはロータリ
バルブ16が介装されており、このロータリバルブ16
はインプットシャフト11とピニオンギヤ13との周方
向の位相差に応じて開閉するようになっている。そし
て、このロータリバルブ16には外部に設けられたオイ
ルポンプ17の作動油供給管18及びオイルリザーバ1
9の作動油排出管20が接続されている。一方、21は
パワーステアリング用油圧シリンダであり、この油圧シ
リンダ21は車体側の所定の部材に設置された中空のシ
リンダ22内にピストン23が軸方向移動自在に支持さ
れて構成され、このピストン23のピストン軸24は前
述したラック15の途中に固結されている。そして、ピ
ストン23はシリンダ22内を左右に仕切り、油室2
5,26を形成している。
ャフト11側とピニオンギヤ13側との間にはロータリ
バルブ16が介装されており、このロータリバルブ16
はインプットシャフト11とピニオンギヤ13との周方
向の位相差に応じて開閉するようになっている。そし
て、このロータリバルブ16には外部に設けられたオイ
ルポンプ17の作動油供給管18及びオイルリザーバ1
9の作動油排出管20が接続されている。一方、21は
パワーステアリング用油圧シリンダであり、この油圧シ
リンダ21は車体側の所定の部材に設置された中空のシ
リンダ22内にピストン23が軸方向移動自在に支持さ
れて構成され、このピストン23のピストン軸24は前
述したラック15の途中に固結されている。そして、ピ
ストン23はシリンダ22内を左右に仕切り、油室2
5,26を形成している。
【0009】従って、インプットシャフト11に操舵力
が入力されると、インプットシャフト11は剛であって
殆ど捩じりを生じないが、トーションバー14は捩じれ
を生じながらピニオンギヤ13に操舵力を伝達する。す
ると、このピニオンギヤ13がインプットシャフト11
に対して操舵側へ位相差を生じるようになり、この位相
差に応じてロータリバルブ16が駆動する。そして、こ
のロータリバルブ16の開閉に応じてオイルポンプ17
から作動油供給管18を介して油圧シリンダ22の左右
の油室25,26に作動油の供給が行われることで、操
舵アシスト力がラック15に与えられ、操舵方向へ所要
の操舵アシスト力が生じるようになっている。
が入力されると、インプットシャフト11は剛であって
殆ど捩じりを生じないが、トーションバー14は捩じれ
を生じながらピニオンギヤ13に操舵力を伝達する。す
ると、このピニオンギヤ13がインプットシャフト11
に対して操舵側へ位相差を生じるようになり、この位相
差に応じてロータリバルブ16が駆動する。そして、こ
のロータリバルブ16の開閉に応じてオイルポンプ17
から作動油供給管18を介して油圧シリンダ22の左右
の油室25,26に作動油の供給が行われることで、操
舵アシスト力がラック15に与えられ、操舵方向へ所要
の操舵アシスト力が生じるようになっている。
【0010】また、ケーシング12内において、インプ
ットシャフト11の下部外周には、操舵時に操舵反力を
与えて操舵力(操舵手応え)を増大させる反力プランジ
ャ27が設けられている。この反力プランジャ27はイ
ンプットシャフト11の外周を包囲するように複数個設
けられており、油圧制御バルブ28の制御を通じて供給
された油圧を受け、この油圧に応じてインプットシャフ
ト11を拘束して操舵反力を与えるようになっている。
ットシャフト11の下部外周には、操舵時に操舵反力を
与えて操舵力(操舵手応え)を増大させる反力プランジ
ャ27が設けられている。この反力プランジャ27はイ
ンプットシャフト11の外周を包囲するように複数個設
けられており、油圧制御バルブ28の制御を通じて供給
された油圧を受け、この油圧に応じてインプットシャフ
ト11を拘束して操舵反力を与えるようになっている。
【0011】即ち、反力プランジャ27はインプットシ
ャフト11の外周を包囲するようにケーシング12に均
等間隔で4個設けられており、その外端部側にチャンバ
29が形成されると共にリターン用オリフィス30が設
けられている。一方、油圧制御バルブ18はケーシング
12内においてインプットシャフト11の側方に隣接し
てこれと平行をなして設けられている。この油圧制御バ
ルブ28において、ケーシング12内にはスプール31
が上下に移動自在に設けられており、且つ、このスプー
ル31は上部に設けられたスプリング32によって下方
に付勢支持されている。また、スプール31の下部外周
片にはソレノイド33が設けられており、このスプール
31にはソレノイド33を励磁することで上方への軸力
が与えられるようになっている。
ャフト11の外周を包囲するようにケーシング12に均
等間隔で4個設けられており、その外端部側にチャンバ
29が形成されると共にリターン用オリフィス30が設
けられている。一方、油圧制御バルブ18はケーシング
12内においてインプットシャフト11の側方に隣接し
てこれと平行をなして設けられている。この油圧制御バ
ルブ28において、ケーシング12内にはスプール31
が上下に移動自在に設けられており、且つ、このスプー
ル31は上部に設けられたスプリング32によって下方
に付勢支持されている。また、スプール31の下部外周
片にはソレノイド33が設けられており、このスプール
31にはソレノイド33を励磁することで上方への軸力
が与えられるようになっている。
【0012】このスプール31にはオイルリザーバ19
の作動油排出管20に通じる油路34,35とオイルポ
ンプ17の作動油供給管18に通じうる環状油路36と
が形成されると共に、反力プランジャ27のチャンバ2
9に作動油給排管37を介して通じる環状油路38と環
状油路36,38を相互に連通する油路39とが形成さ
れている。従って、通常、ソレノイド33の消磁状態で
は、スプール31が下降位置にあって作動油供給管18
と環状油路36とは連通している。そのため、オイルポ
ンプ17から作動油供給管18を介して油圧制御バルブ
28に供給された作動油は、環状油路36から油路3
9、環状油路38を通じて反力プランジャ27のチャン
バ29に供給されるようになっている。一方、ソレノイ
ド33の励磁状態では、スプール31が上昇位置にあっ
て作動油供給管18と環状油路36とは連通していな
い。そのため、オイルポンプ17から作動油供給管18
を介して油圧制御バルブ28に供給された作動油は、反
力プランジャ27のチャンバ29には供給されないよう
になっている。
の作動油排出管20に通じる油路34,35とオイルポ
ンプ17の作動油供給管18に通じうる環状油路36と
が形成されると共に、反力プランジャ27のチャンバ2
9に作動油給排管37を介して通じる環状油路38と環
状油路36,38を相互に連通する油路39とが形成さ
れている。従って、通常、ソレノイド33の消磁状態で
は、スプール31が下降位置にあって作動油供給管18
と環状油路36とは連通している。そのため、オイルポ
ンプ17から作動油供給管18を介して油圧制御バルブ
28に供給された作動油は、環状油路36から油路3
9、環状油路38を通じて反力プランジャ27のチャン
バ29に供給されるようになっている。一方、ソレノイ
ド33の励磁状態では、スプール31が上昇位置にあっ
て作動油供給管18と環状油路36とは連通していな
い。そのため、オイルポンプ17から作動油供給管18
を介して油圧制御バルブ28に供給された作動油は、反
力プランジャ27のチャンバ29には供給されないよう
になっている。
【0013】このようにソレノイド33に与える電流を
調整することで、操舵アシスト特性を制御することがで
きる。また、ソレノイド33を制御するコントロールユ
ニット(CU)40には車速センサ41、エンジン回転
数センサ42等が接続されており、コントロールユニッ
ト40はこれらからの出力信号に基づいて、ソレノイド
33に与える電流量を設定してソレノイド33を制御す
ることができるようになっている。
調整することで、操舵アシスト特性を制御することがで
きる。また、ソレノイド33を制御するコントロールユ
ニット(CU)40には車速センサ41、エンジン回転
数センサ42等が接続されており、コントロールユニッ
ト40はこれらからの出力信号に基づいて、ソレノイド
33に与える電流量を設定してソレノイド33を制御す
ることができるようになっている。
【0014】而して、例えば、車両の据え切り時や低速
走行操舵時には、ソレノイド33に最大電流を与えるよ
うにする。これにより、スプール31が最も上昇して環
状油路36がオイルポンプ17の作動油供給管18と連
通しなくなり、反力プランジャ27のチャンバ29への
オイル供給が行なわれなくなる。従って、この反力プラ
ンジャ27によりインプットシャフト11は拘束されな
くなり、ハンドルを軽快に操舵することができる。
走行操舵時には、ソレノイド33に最大電流を与えるよ
うにする。これにより、スプール31が最も上昇して環
状油路36がオイルポンプ17の作動油供給管18と連
通しなくなり、反力プランジャ27のチャンバ29への
オイル供給が行なわれなくなる。従って、この反力プラ
ンジャ27によりインプットシャフト11は拘束されな
くなり、ハンドルを軽快に操舵することができる。
【0015】そして、例えば、車両の中高速走行時に
は、車速の増加に応じてソレノイド33に与える電流を
減少させていく。すると、ハンドルの中立時には、スプ
ール31の軸力が電流現象に伴って低下し、これに伴い
スプール31が降下して環状油路36がオイルポンプ1
7の作動油供給管18と連通するようになり、反力プラ
ンジャ27のチャンバ29へオイル供給が行なわれるよ
うになる。従って、反力プランジャ27によりインプッ
トシャフト11は拘束されるので、ハンドルが中立に保
持される。そして、この中立状態でハンドルを微小に操
舵すると、オイルポンプ17の出力が上昇しようとする
が、この吐出圧は油圧制御バルブ28でほとんど制御さ
れることなく反力プランジャ27のチャンバ29に作用
する。そのため、ハンドルの中立状態の近傍では、操舵
力が増してハンドル中立手応えを十分に得ることがで
き、中立状態でのハンドル安定感が増加するようになっ
ている。
は、車速の増加に応じてソレノイド33に与える電流を
減少させていく。すると、ハンドルの中立時には、スプ
ール31の軸力が電流現象に伴って低下し、これに伴い
スプール31が降下して環状油路36がオイルポンプ1
7の作動油供給管18と連通するようになり、反力プラ
ンジャ27のチャンバ29へオイル供給が行なわれるよ
うになる。従って、反力プランジャ27によりインプッ
トシャフト11は拘束されるので、ハンドルが中立に保
持される。そして、この中立状態でハンドルを微小に操
舵すると、オイルポンプ17の出力が上昇しようとする
が、この吐出圧は油圧制御バルブ28でほとんど制御さ
れることなく反力プランジャ27のチャンバ29に作用
する。そのため、ハンドルの中立状態の近傍では、操舵
力が増してハンドル中立手応えを十分に得ることがで
き、中立状態でのハンドル安定感が増加するようになっ
ている。
【0016】また、この中高速走行時に操舵する際、通
常の操舵範囲内では、ハンドルの操舵に応じて(操舵力
の増大に応じて)オイルポンプ17の出力が上昇し、操
舵アシストを増大させるように作用する。一方で、オイ
ルポンプ17の吐出圧が油圧制御バルブ28で制御され
ながら反力プランジャ27のチャンバ29に作用する。
従って、この反力プランジャ27によりインプットシャ
フト11は拘束され、操舵手応え(操舵力)を増大させ
ることができる。
常の操舵範囲内では、ハンドルの操舵に応じて(操舵力
の増大に応じて)オイルポンプ17の出力が上昇し、操
舵アシストを増大させるように作用する。一方で、オイ
ルポンプ17の吐出圧が油圧制御バルブ28で制御され
ながら反力プランジャ27のチャンバ29に作用する。
従って、この反力プランジャ27によりインプットシャ
フト11は拘束され、操舵手応え(操舵力)を増大させ
ることができる。
【0017】この結果、中高速走行操舵時には、据え切
り時や低速走行操舵時に比べて反力プランジャ27の作
用する分だけ操舵力が増大する。つまり、操舵手応えが
大きくなって安定した操舵フィーリングが得られる。特
に、車速の増加に応じてソレノイド33に与える電流を
減少させていることで、高速になるほど操舵アシストが
減少して操舵力(操舵手応え)が大きくなり、より安定
した操舵フィーリングを得ることができる。
り時や低速走行操舵時に比べて反力プランジャ27の作
用する分だけ操舵力が増大する。つまり、操舵手応えが
大きくなって安定した操舵フィーリングが得られる。特
に、車速の増加に応じてソレノイド33に与える電流を
減少させていることで、高速になるほど操舵アシストが
減少して操舵力(操舵手応え)が大きくなり、より安定
した操舵フィーリングを得ることができる。
【0018】また、ソレノイド33を制御するコントロ
ールユニット40には車速センサ41とエンジン回転数
センサ42が接続されており、車速信号とエンジン回転
信号から検出系統などの異常を検知し、ソレノイド33
をオフにするなどしてフェイルセーフ制御を行うことが
できるようになっている。
ールユニット40には車速センサ41とエンジン回転数
センサ42が接続されており、車速信号とエンジン回転
信号から検出系統などの異常を検知し、ソレノイド33
をオフにするなどしてフェイルセーフ制御を行うことが
できるようになっている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】ところで、パワーステ
アリング装置において、実際には、車両の走行状態、つ
まり、直進走行であるか旋回走行であるか、また、加速
時であるか制動時であるか等によって要求される操舵力
特性が異なるものである。しかしながら、前述した従来
の電子制御式パワーステアリング装置にあっては、単
に、車速に対応して操舵アシスト量の制御を行っている
ので、常に最適な操舵フィーリングを得ることができな
い。
アリング装置において、実際には、車両の走行状態、つ
まり、直進走行であるか旋回走行であるか、また、加速
時であるか制動時であるか等によって要求される操舵力
特性が異なるものである。しかしながら、前述した従来
の電子制御式パワーステアリング装置にあっては、単
に、車速に対応して操舵アシスト量の制御を行っている
ので、常に最適な操舵フィーリングを得ることができな
い。
【0020】例えば、車両の高速走行中における操舵安
定性を確保するために、ドライバは操舵アシスト量を小
さくすることで、ある程度重みのある操舵力を望むもの
である。しかし、車両の高速走行中であっても操舵アシ
スト量を大きくして軽い操舵力とした方がドライバにと
っては有利な場合がある。
定性を確保するために、ドライバは操舵アシスト量を小
さくすることで、ある程度重みのある操舵力を望むもの
である。しかし、車両の高速走行中であっても操舵アシ
スト量を大きくして軽い操舵力とした方がドライバにと
っては有利な場合がある。
【0021】即ち、車両が高速道路において、緩やかで
長い曲率の大きなカーブや高速道路に入出するランプ等
では、その道路の曲率に合った適当な操舵角にハンドル
を操舵した状態で保持、即ち、保舵する必要がある。こ
の場合、車両の操舵アシスト量が小さく設定されて操舵
力がある程度重くなっていると、ドライバには大きな操
舵(保舵)力が要求され、ハンドル操舵に大きな負担と
なってしまうという問題があった。
長い曲率の大きなカーブや高速道路に入出するランプ等
では、その道路の曲率に合った適当な操舵角にハンドル
を操舵した状態で保持、即ち、保舵する必要がある。こ
の場合、車両の操舵アシスト量が小さく設定されて操舵
力がある程度重くなっていると、ドライバには大きな操
舵(保舵)力が要求され、ハンドル操舵に大きな負担と
なってしまうという問題があった。
【0022】なお、電子制御式パワーステアリング装置
としては前述したものの他に、ハンドルの操舵方向の信
号と車両の車高値の信号とからファジィルールに従って
アシスト量を変化させるパワーステアリング装置が、特
開平2−171384において開示されている。また、
ハンドルの操舵方向の信号と車両内の温度の信号とから
ファジィルールに従ってアシスト量を変化させるパワー
ステアリング装置が、特開平2−171385において
開示されている。
としては前述したものの他に、ハンドルの操舵方向の信
号と車両の車高値の信号とからファジィルールに従って
アシスト量を変化させるパワーステアリング装置が、特
開平2−171384において開示されている。また、
ハンドルの操舵方向の信号と車両内の温度の信号とから
ファジィルールに従ってアシスト量を変化させるパワー
ステアリング装置が、特開平2−171385において
開示されている。
【0023】しかし、これらのパワーステアリング装置
にあっても、前述したように、高速走行中における緩や
かで長い曲率の大きなカーブ等でのハンドル保舵時の操
舵アシスト量を的確に制御することはできず、常に最適
な操舵フィーリングを得ることができないという問題が
ある。
にあっても、前述したように、高速走行中における緩や
かで長い曲率の大きなカーブ等でのハンドル保舵時の操
舵アシスト量を的確に制御することはできず、常に最適
な操舵フィーリングを得ることができないという問題が
ある。
【0024】そこで、本出願人は上述した問題点を解決
するためのファジィ制御式電子制御パワーステアリング
装置をすでに特願平4−334617(平成4年12月
15日)号として出願している。
するためのファジィ制御式電子制御パワーステアリング
装置をすでに特願平4−334617(平成4年12月
15日)号として出願している。
【0025】このファジィ制御式電子制御パワーステア
リング装置(特願平4−334617号)は電子制御時
の目標アシスト量を設定する目標アシスト量設定手段を
備え、この目標アシスト量設定手段が車両の走行速度並
びに操舵角に基づく保舵状態のレベルを入力条件として
ファジィルールに基づいて目標アシスト量を設定するも
のである。具体的には、目標アシスト量設定手段が車両
の走行速度を評価するメンバシップ関数と操舵角に基づ
く保舵状態のレベルを評価するメンバシップ関数とを用
い、車両の走行速度の増加に伴って目標アシスト量を低
減すると共に保舵状態のレベルの増加に伴って目標アシ
スト量を増加するファジィルールに基づいて目標アシス
ト量を設定するように構成されている。そして、この保
舵状態のレベルは、車速と操舵角と一定時間内における
操舵角速度の変位回数との3つから設定されるようにな
っている。
リング装置(特願平4−334617号)は電子制御時
の目標アシスト量を設定する目標アシスト量設定手段を
備え、この目標アシスト量設定手段が車両の走行速度並
びに操舵角に基づく保舵状態のレベルを入力条件として
ファジィルールに基づいて目標アシスト量を設定するも
のである。具体的には、目標アシスト量設定手段が車両
の走行速度を評価するメンバシップ関数と操舵角に基づ
く保舵状態のレベルを評価するメンバシップ関数とを用
い、車両の走行速度の増加に伴って目標アシスト量を低
減すると共に保舵状態のレベルの増加に伴って目標アシ
スト量を増加するファジィルールに基づいて目標アシス
ト量を設定するように構成されている。そして、この保
舵状態のレベルは、車速と操舵角と一定時間内における
操舵角速度の変位回数との3つから設定されるようにな
っている。
【0026】ところが、このファジィ制御式電子制御パ
ワーステアリング装置にあっては、車両の高速走行時の
操舵の容易性を十分に得ることができなかった。即ち、
前述の電子制御パワーステアリング装置にあっては、保
舵状態のレベルを設定する項目の1つとして操舵角を適
用しており、保舵適合度(保舵状態のレベル)はこの操
舵角の絶対値|ha|が0から大きくなるにしたがって増
大し、20degで適合度が1と一定になっている。その
ため、前述したように、高速道路において、車両が緩や
かで長い曲率の大きなカーブを走行しているときは、そ
の道路の曲率に合った操舵角でハンドルを保舵してお
り、車両の操舵アシスト量を増大して操舵力をある程度
軽くすることができる。しかし、車両がカント(道路幅
方向の傾斜)のついた道路を走行している場合には、操
舵角速度の絶対値|ha|は1〜3deg程度であって、保
舵適合度は小さくなる。そのため、車両の操舵アシスト
量は小さくて操舵力は重くなっており、ドライバには大
きな操舵(保舵)力が要求され、大きな負担となってし
まう。
ワーステアリング装置にあっては、車両の高速走行時の
操舵の容易性を十分に得ることができなかった。即ち、
前述の電子制御パワーステアリング装置にあっては、保
舵状態のレベルを設定する項目の1つとして操舵角を適
用しており、保舵適合度(保舵状態のレベル)はこの操
舵角の絶対値|ha|が0から大きくなるにしたがって増
大し、20degで適合度が1と一定になっている。その
ため、前述したように、高速道路において、車両が緩や
かで長い曲率の大きなカーブを走行しているときは、そ
の道路の曲率に合った操舵角でハンドルを保舵してお
り、車両の操舵アシスト量を増大して操舵力をある程度
軽くすることができる。しかし、車両がカント(道路幅
方向の傾斜)のついた道路を走行している場合には、操
舵角速度の絶対値|ha|は1〜3deg程度であって、保
舵適合度は小さくなる。そのため、車両の操舵アシスト
量は小さくて操舵力は重くなっており、ドライバには大
きな操舵(保舵)力が要求され、大きな負担となってし
まう。
【0027】本発明は、上述の問題点を解決するもので
あって、車両の高速走行状態に応じて最適な操舵特性を
得ることのできる電子制御式パワーステアリング装置を
提供することを目的とする。
あって、車両の高速走行状態に応じて最適な操舵特性を
得ることのできる電子制御式パワーステアリング装置を
提供することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の電子制御式パワーステアリング装置は、車
両のステアリング機構における操舵アシスト量を電子制
御する電子制御式パワーステアリング装置において、車
両の走行速度を検出する車速検出手段と、前記ステアリ
ング機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車
両の走行速度並びに前記ステアリング機構の操舵角速度
に基づく保舵度合係数を入力条件として目標アシスト量
を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを特
徴とするものである。
めの本発明の電子制御式パワーステアリング装置は、車
両のステアリング機構における操舵アシスト量を電子制
御する電子制御式パワーステアリング装置において、車
両の走行速度を検出する車速検出手段と、前記ステアリ
ング機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車
両の走行速度並びに前記ステアリング機構の操舵角速度
に基づく保舵度合係数を入力条件として目標アシスト量
を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを特
徴とするものである。
【0029】また、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置は、車両のステアリング機構における操舵アシ
スト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング装
置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、車両の走行速度を評価するメンバシップ関数
とステアリング機構の操舵角速度に基づく保舵度合係数
を評価するメンバシップ関数とを用いて前記車両の走行
速度の増加に伴って前記目標アシスト量を低減すると共
に前記保舵度合係数の増加に伴って前記目標アシスト量
を増加するファジィルールに基づいて前記目標アシスト
量を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを
特徴とするものである。
ング装置は、車両のステアリング機構における操舵アシ
スト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング装
置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、車両の走行速度を評価するメンバシップ関数
とステアリング機構の操舵角速度に基づく保舵度合係数
を評価するメンバシップ関数とを用いて前記車両の走行
速度の増加に伴って前記目標アシスト量を低減すると共
に前記保舵度合係数の増加に伴って前記目標アシスト量
を増加するファジィルールに基づいて前記目標アシスト
量を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを
特徴とするものである。
【0030】また、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置は、請求項2記載の電子制御式パワーステアリ
ング装置において、目標アシスト量設定手段は、ステア
リング機構の操舵角速度並びに操舵角変化量に基づいて
保舵度合係数を増加する一方、ステアリング機構の操舵
角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度合係数を
減少するようにしたことを特徴とするものである。
ング装置は、請求項2記載の電子制御式パワーステアリ
ング装置において、目標アシスト量設定手段は、ステア
リング機構の操舵角速度並びに操舵角変化量に基づいて
保舵度合係数を増加する一方、ステアリング機構の操舵
角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度合係数を
減少するようにしたことを特徴とするものである。
【0031】
【作用】車速検出手段は車両の走行速度を検出し、ま
た、操舵角検出手段はステアリング機構の操舵角を検出
し、目標アシスト量設定手段がその車両の走行速度と操
舵角速度に基づく保舵度合係数とを入力条件として目標
アシスト量を設定することで、車両の高速走行状態の保
舵時には、十分な安定性並びに操舵容易性を有した最適
な操舵特性が得られる。
た、操舵角検出手段はステアリング機構の操舵角を検出
し、目標アシスト量設定手段がその車両の走行速度と操
舵角速度に基づく保舵度合係数とを入力条件として目標
アシスト量を設定することで、車両の高速走行状態の保
舵時には、十分な安定性並びに操舵容易性を有した最適
な操舵特性が得られる。
【0032】目標アシスト量設定手段は、車両の走行速
度を評価するメンバシップ関数とステアリング機構の操
舵角速度に基づく保舵度合係数を評価するメンバシップ
関数とを用い、車両の走行速度の増加に伴って目標アシ
スト量を低減すると共に保舵度合係数の増加に伴って目
標アシスト量を増加するファジィルールによって目標ア
シスト量を設定する。従って、保舵度合係数の増加に応
じて操舵アシスト量が増加されることで、例えば、カン
ト路等の保舵走行時にはハンドルが軽くなって操舵容易
性が向上する。
度を評価するメンバシップ関数とステアリング機構の操
舵角速度に基づく保舵度合係数を評価するメンバシップ
関数とを用い、車両の走行速度の増加に伴って目標アシ
スト量を低減すると共に保舵度合係数の増加に伴って目
標アシスト量を増加するファジィルールによって目標ア
シスト量を設定する。従って、保舵度合係数の増加に応
じて操舵アシスト量が増加されることで、例えば、カン
ト路等の保舵走行時にはハンドルが軽くなって操舵容易
性が向上する。
【0033】操舵角速度並びに操舵角変化量に基づいて
保舵度合係数を増加する一方、操舵角速度並びに車両の
横加速度に基づいて保舵度合係数を減少するようにした
ことで、車両の高速走行状態の保舵時には保舵度合係数
が細かく変位することで、最適な操舵特性が得られる。
保舵度合係数を増加する一方、操舵角速度並びに車両の
横加速度に基づいて保舵度合係数を減少するようにした
ことで、車両の高速走行状態の保舵時には保舵度合係数
が細かく変位することで、最適な操舵特性が得られる。
【0034】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【0035】
【実施例】図1に本発明の電子制御式パワーステアリン
グ装置の一実施例に係るパワーステアリング用油圧制御
部の概略構成、図2にファジィ制御に用いる車速のメン
バシップ関数を表すグラフ、図3にファジィ制御に用い
る車速×横加速度のメンバシップ関数を表すグラフ、図
4にファジィ制御に用いる保舵度合係数のメンバシップ
関数を表すグラフ、図5に各メンバシップ関数の適合度
からパワーステアリングアシスト量を重心法により求め
る演算処理を表すグラフ、図6に保舵度合係数を演算す
るためのフローチャート、図7に操舵角変化量を演算す
るためのフローチャート、図8にファジィ制御を表すフ
ローチャート、図9に車速及び車速×横加速度、保舵度
合係数の各メンバシップ関数から重心法によりアシスト
量を求める演算処理の具体的な制御例、図10に本実施
例のファジィ制御による高速走行保舵における保舵力に
関する効果を表すグラフを示す。なお、従来と同様の機
能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は
省略する。
グ装置の一実施例に係るパワーステアリング用油圧制御
部の概略構成、図2にファジィ制御に用いる車速のメン
バシップ関数を表すグラフ、図3にファジィ制御に用い
る車速×横加速度のメンバシップ関数を表すグラフ、図
4にファジィ制御に用いる保舵度合係数のメンバシップ
関数を表すグラフ、図5に各メンバシップ関数の適合度
からパワーステアリングアシスト量を重心法により求め
る演算処理を表すグラフ、図6に保舵度合係数を演算す
るためのフローチャート、図7に操舵角変化量を演算す
るためのフローチャート、図8にファジィ制御を表すフ
ローチャート、図9に車速及び車速×横加速度、保舵度
合係数の各メンバシップ関数から重心法によりアシスト
量を求める演算処理の具体的な制御例、図10に本実施
例のファジィ制御による高速走行保舵における保舵力に
関する効果を表すグラフを示す。なお、従来と同様の機
能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は
省略する。
【0036】本実施例の電子制御式パワーステアリング
装置はファジィ推論によってパワーステアリング用油圧
制御部を制御するものであるが、電子制御式パワーステ
アリング装置の機械的な部分(ハード構成)は、前述し
た従来例のものとほぼ同様に構成されているものであ
り、その点については簡単に説明する。
装置はファジィ推論によってパワーステアリング用油圧
制御部を制御するものであるが、電子制御式パワーステ
アリング装置の機械的な部分(ハード構成)は、前述し
た従来例のものとほぼ同様に構成されているものであ
り、その点については簡単に説明する。
【0037】図1に示すように、インプットシャフト1
1は図示しないステアリングホイール(ハンドル)から
操舵力を受けるもであり、ケーシング12内に回転自在
に支持されている。このインプットシャフト11の下端
にはピニオンギヤ13が相対回転自在に装着されてお
り、また、インプットシャフト11の中空部内にはトー
ションバー14が内装され、その上端のみがインプット
シャフト11に結合されている。ピニオンギヤ13はト
ーションバー14の下端とセレーション結合し、且つ、
このピニオンギヤ13はラック15と噛み合っており、
インプットシャフト11による操舵力がトーションバー
14を介してピニオンギヤ13に伝達され、更に、ラッ
ク15に伝わり、このラック15を軸方向に駆動するこ
とで車輪の操舵を行うことができるようになっている。
1は図示しないステアリングホイール(ハンドル)から
操舵力を受けるもであり、ケーシング12内に回転自在
に支持されている。このインプットシャフト11の下端
にはピニオンギヤ13が相対回転自在に装着されてお
り、また、インプットシャフト11の中空部内にはトー
ションバー14が内装され、その上端のみがインプット
シャフト11に結合されている。ピニオンギヤ13はト
ーションバー14の下端とセレーション結合し、且つ、
このピニオンギヤ13はラック15と噛み合っており、
インプットシャフト11による操舵力がトーションバー
14を介してピニオンギヤ13に伝達され、更に、ラッ
ク15に伝わり、このラック15を軸方向に駆動するこ
とで車輪の操舵を行うことができるようになっている。
【0038】ケーシング12内のロータリバルブ16は
インプットシャフト11とピニオンギヤ13との周方向
の位相差に応じて開閉するようになっており、オイルポ
ンプ17の作動油供給管18及びオイルリザーバ19の
作動油排出管20が接続されている。一方、パワーステ
アリング用油圧シリンダ21はシリンダ22内にピスト
ン23が軸方向移動自在に支持されて構成され、このピ
ストン23のピストン軸24はラック15の途中に固結
されている。そして、ピストン23はシリンダ22内を
左右に仕切り、油室25,26を形成している。
インプットシャフト11とピニオンギヤ13との周方向
の位相差に応じて開閉するようになっており、オイルポ
ンプ17の作動油供給管18及びオイルリザーバ19の
作動油排出管20が接続されている。一方、パワーステ
アリング用油圧シリンダ21はシリンダ22内にピスト
ン23が軸方向移動自在に支持されて構成され、このピ
ストン23のピストン軸24はラック15の途中に固結
されている。そして、ピストン23はシリンダ22内を
左右に仕切り、油室25,26を形成している。
【0039】従って、インプットシャフト11に操舵力
が入力されると、トーションバー14が捩じれを生じな
がらピニオンギヤ13に操舵力を伝達し、ピニオンギヤ
13がインプットシャフト11に対して操舵側へ位相差
を生じるようになり、この位相差に応じてロータリバル
ブ16が駆動する。そして、このロータリバルブ16の
開閉に応じてオイルポンプ17から作動油が油圧シリン
ダ22の各油室25,26に供給されることで、操舵ア
シスト力がラック15に与えられ、操舵方向へ所要の操
舵アシスト力が生じるようになっている。
が入力されると、トーションバー14が捩じれを生じな
がらピニオンギヤ13に操舵力を伝達し、ピニオンギヤ
13がインプットシャフト11に対して操舵側へ位相差
を生じるようになり、この位相差に応じてロータリバル
ブ16が駆動する。そして、このロータリバルブ16の
開閉に応じてオイルポンプ17から作動油が油圧シリン
ダ22の各油室25,26に供給されることで、操舵ア
シスト力がラック15に与えられ、操舵方向へ所要の操
舵アシスト力が生じるようになっている。
【0040】また、インプットシャフト11の下部外周
には操舵時に操舵反力を与えて操舵力(操舵手応え)を
増大させる反力プランジャ27が設けられており、油圧
制御バルブ28の制御によってインプットシャフト11
を拘束して操舵反力を与えるようになっている。即ち、
反力プランジャ27はインプットシャフト11の外周を
包囲するように本実施例ではケーシング12に均等間隔
で4個設けられており、その外端部側にチャンバ29が
形成されている。一方、油圧制御バルブ28はケーシン
グ12内においてインプットシャフト11の側方に隣接
してこれと平行をなして設けられている。この油圧制御
バルブ18において、ケーシング12内にはスプール3
1が上下に移動自在に設けられており、且つ、このスプ
ール31は上部に設けられたスプリング32によって下
方に付勢支持されている。また、スプール31の下部外
周片にはソレノイド33が設けられており、このスプー
ル31にはソレノイド33を励磁することで上方への軸
力が与えられるようになっている。
には操舵時に操舵反力を与えて操舵力(操舵手応え)を
増大させる反力プランジャ27が設けられており、油圧
制御バルブ28の制御によってインプットシャフト11
を拘束して操舵反力を与えるようになっている。即ち、
反力プランジャ27はインプットシャフト11の外周を
包囲するように本実施例ではケーシング12に均等間隔
で4個設けられており、その外端部側にチャンバ29が
形成されている。一方、油圧制御バルブ28はケーシン
グ12内においてインプットシャフト11の側方に隣接
してこれと平行をなして設けられている。この油圧制御
バルブ18において、ケーシング12内にはスプール3
1が上下に移動自在に設けられており、且つ、このスプ
ール31は上部に設けられたスプリング32によって下
方に付勢支持されている。また、スプール31の下部外
周片にはソレノイド33が設けられており、このスプー
ル31にはソレノイド33を励磁することで上方への軸
力が与えられるようになっている。
【0041】このスプール31にはオイルリザーバ19
の作動油排出管20に通じる油路34,35とオイルポ
ンプ17の作動油供給管18に通じうる環状油路36と
が形成されると共に、反力プランジャ27のチャンバ2
9に作動油給排管37を介して通じる環状油路38と環
状油路36,38を相互に連通する油路39とが形成さ
れている。従って、ソレノイド33の消磁状態では、ス
プール31が下降位置にあって作動油供給管18と環状
油路36とは連通しており、作動油はオイルポンプ17
から作動油供給管18を介して油圧制御バルブ28に供
給され、環状油路36から油路39、環状油路38を通
じて反力プランジャ27のチャンバ29に供給される。
一方、ソレノイド33の励磁状態では、スプール31が
上昇位置にあって作動油供給管18と環状油路36とは
連通しておらず、作動油は油圧制御バルブ28には供給
されない。
の作動油排出管20に通じる油路34,35とオイルポ
ンプ17の作動油供給管18に通じうる環状油路36と
が形成されると共に、反力プランジャ27のチャンバ2
9に作動油給排管37を介して通じる環状油路38と環
状油路36,38を相互に連通する油路39とが形成さ
れている。従って、ソレノイド33の消磁状態では、ス
プール31が下降位置にあって作動油供給管18と環状
油路36とは連通しており、作動油はオイルポンプ17
から作動油供給管18を介して油圧制御バルブ28に供
給され、環状油路36から油路39、環状油路38を通
じて反力プランジャ27のチャンバ29に供給される。
一方、ソレノイド33の励磁状態では、スプール31が
上昇位置にあって作動油供給管18と環状油路36とは
連通しておらず、作動油は油圧制御バルブ28には供給
されない。
【0042】このような油圧制御バルブ28はコントロ
ールユニット(CU)51によって制御されるようにな
っている。即ち、このコントロールユニット51には車
速センサ41、並びに操舵角センサ52、エンジン回転
数センサ42等が接続されている。このコントロールユ
ニット51は横加速度演算部53と保舵度合演算部54
とファジィ演算により目標アシスト量を設定するファジ
ィ演算部55とを有している。そして、コントロールユ
ニット51において、横加速度演算部53では、車速セ
ンサ41から入力された車速Vと操舵角センサ52から
入力された操舵角haとに基づいて車両に生じる横加速度
GY を算出する。更に、横加速度演算部53では、車速
Vに算出された横加速度GY を乗算して演算値V・GY
を求め、ファジィ演算部55に出力する。
ールユニット(CU)51によって制御されるようにな
っている。即ち、このコントロールユニット51には車
速センサ41、並びに操舵角センサ52、エンジン回転
数センサ42等が接続されている。このコントロールユ
ニット51は横加速度演算部53と保舵度合演算部54
とファジィ演算により目標アシスト量を設定するファジ
ィ演算部55とを有している。そして、コントロールユ
ニット51において、横加速度演算部53では、車速セ
ンサ41から入力された車速Vと操舵角センサ52から
入力された操舵角haとに基づいて車両に生じる横加速度
GY を算出する。更に、横加速度演算部53では、車速
Vに算出された横加速度GY を乗算して演算値V・GY
を求め、ファジィ演算部55に出力する。
【0043】また、コントロールユニット51におい
て、保舵度合演算部54では、操舵角センサ52から入
力された操舵角haに基づいて操舵角速度ha’及び所定時
間内での操舵角変化量Hを算出し、この操舵角速度ha’
及び操舵角変化量Hと横加速度演算部53から入力され
た横加速度GY から保舵度合係数KS を求め、ファジィ
演算部55に出力する。そして、このファジィ演算部5
5では、車速センサ41から入力された車速Vと横加速
度演算部53から入力された演算値V・GY と保舵度合
演算部54から入力された保舵度合係数KS とからファ
ジィ演算を行い、その演算結果を油圧制御バルブ28に
出力し、ソレノイド33に与える電流量を設定してソレ
ノイド33を制御するようになっている。
て、保舵度合演算部54では、操舵角センサ52から入
力された操舵角haに基づいて操舵角速度ha’及び所定時
間内での操舵角変化量Hを算出し、この操舵角速度ha’
及び操舵角変化量Hと横加速度演算部53から入力され
た横加速度GY から保舵度合係数KS を求め、ファジィ
演算部55に出力する。そして、このファジィ演算部5
5では、車速センサ41から入力された車速Vと横加速
度演算部53から入力された演算値V・GY と保舵度合
演算部54から入力された保舵度合係数KS とからファ
ジィ演算を行い、その演算結果を油圧制御バルブ28に
出力し、ソレノイド33に与える電流量を設定してソレ
ノイド33を制御するようになっている。
【0044】このファジィ演算部55では、図2に示す
ように、車速Vから走行状態に関する適合度(グレー
ド)を求めるメンバシップ関数と、図3に示すように、
車速Vに横加速度GY を乗算した演算値V・GY に関す
る適合度を求めるメンバシップ関数と、図4に示すよう
に、保舵度合係数KS に関する適合度を求めるメンバシ
ップ関数とを適用し、車両の走行状態における車速Vの
適合度及び演算値V・G Y の適合度、保舵度合係数KS
の適合度をそれぞれ求める。そして、これらの適合度か
ら、図5に示すように、台集合を示すグラフから重心法
によって制御量、即ち、操舵アシスト量を決定し、ソレ
ノイド33に与える電流量を制御するようになってい
る。
ように、車速Vから走行状態に関する適合度(グレー
ド)を求めるメンバシップ関数と、図3に示すように、
車速Vに横加速度GY を乗算した演算値V・GY に関す
る適合度を求めるメンバシップ関数と、図4に示すよう
に、保舵度合係数KS に関する適合度を求めるメンバシ
ップ関数とを適用し、車両の走行状態における車速Vの
適合度及び演算値V・G Y の適合度、保舵度合係数KS
の適合度をそれぞれ求める。そして、これらの適合度か
ら、図5に示すように、台集合を示すグラフから重心法
によって制御量、即ち、操舵アシスト量を決定し、ソレ
ノイド33に与える電流量を制御するようになってい
る。
【0045】本実施例では、車速Vのメンバシップ関数
として走行状態を、図2に示すように、3段階の状態に
分け、車速Vが0〜75km/hを「低速走行モード」、
30〜120km/hを「中速走行モード」、75km/h
以上を「高速走行モード」と設定しており、これらのモ
ードに対する適合度を車速Vに対応して決定する。一
方、アシスト制御量の評価を、図4に示すように、3段
階の状態に分け、「S(スモール)」、「M(ミディア
ム)」、「B(ビッグ)」と設定しており、評価Sでは
アシスト量を100%とし、評価Bではアシスト量を0
%としている。
として走行状態を、図2に示すように、3段階の状態に
分け、車速Vが0〜75km/hを「低速走行モード」、
30〜120km/hを「中速走行モード」、75km/h
以上を「高速走行モード」と設定しており、これらのモ
ードに対する適合度を車速Vに対応して決定する。一
方、アシスト制御量の評価を、図4に示すように、3段
階の状態に分け、「S(スモール)」、「M(ミディア
ム)」、「B(ビッグ)」と設定しており、評価Sでは
アシスト量を100%とし、評価Bではアシスト量を0
%としている。
【0046】そして、車速Vのメンバシップ関数の低速
走行モードに関してはアシスト制御量の評価S、また、
中速走行モードに関しては評価M、高速走行モードに関
しては評価Bというようにそれぞれ対応させている。即
ち、車速Vが上昇すると操舵アシスト量を低減してハン
ドルを重くする、というルールを設定している。
走行モードに関してはアシスト制御量の評価S、また、
中速走行モードに関しては評価M、高速走行モードに関
しては評価Bというようにそれぞれ対応させている。即
ち、車速Vが上昇すると操舵アシスト量を低減してハン
ドルを重くする、というルールを設定している。
【0047】また、車速Vに横加速度GY を乗算した演
算値V・GY のメンバシップ関数として走行状態を、図
3に示すように、演算値V・GY が0〜100Gkm/h
の領域までは、演算値V・GY の増大に応じて適合度が
リニアに増大し、演算値V・GY が100Gkm/h以上
の領域では、演算値V・GY の増大によらず適合度が一
定となるように設定されている。そして、この演算値V
・GY のメンバシップ関数は、その適合度に応じてアシ
スト制御量の評価Bに対応させている。即ち、演算値V
・GY が上昇すると操舵アシスト量を低減してハンドル
を重くする、というルールを設定している。
算値V・GY のメンバシップ関数として走行状態を、図
3に示すように、演算値V・GY が0〜100Gkm/h
の領域までは、演算値V・GY の増大に応じて適合度が
リニアに増大し、演算値V・GY が100Gkm/h以上
の領域では、演算値V・GY の増大によらず適合度が一
定となるように設定されている。そして、この演算値V
・GY のメンバシップ関数は、その適合度に応じてアシ
スト制御量の評価Bに対応させている。即ち、演算値V
・GY が上昇すると操舵アシスト量を低減してハンドル
を重くする、というルールを設定している。
【0048】また、保舵度合係数KS はメンバシップ関
数として走行状態を、図4に示すように、保舵度合係数
KS が0〜200の領域まで、この保舵度合係数KS の
増大に応じて適合度がリニアに増大するように設定され
ている。そして、この保舵度合係数KS のメンバシップ
関数は、その適合度に応じてアシスト制御量の評価Sに
対応させている。即ち、保舵度合係数KS が上昇すると
操舵アシスト量を増加してハンドルを軽くする、という
ルールを設定している。
数として走行状態を、図4に示すように、保舵度合係数
KS が0〜200の領域まで、この保舵度合係数KS の
増大に応じて適合度がリニアに増大するように設定され
ている。そして、この保舵度合係数KS のメンバシップ
関数は、その適合度に応じてアシスト制御量の評価Sに
対応させている。即ち、保舵度合係数KS が上昇すると
操舵アシスト量を増加してハンドルを軽くする、という
ルールを設定している。
【0049】ここで、保舵度合演算部54による保舵度
合係数KS の演算方法について、図6及び図7のフロー
チャートに基づいて説明する。図6に示すように、ステ
ップC1において、操舵角センサ52から操舵角haを読
込み、ステップC2では、その操舵角haから操舵角速度
ha’を演算して求める。ステップC3では、横加速度演
算部53から横加速度GY を読込み、また、ステップC
4において、後述する演算方法によって過去2秒間の操
舵角変化量Hを求める。
合係数KS の演算方法について、図6及び図7のフロー
チャートに基づいて説明する。図6に示すように、ステ
ップC1において、操舵角センサ52から操舵角haを読
込み、ステップC2では、その操舵角haから操舵角速度
ha’を演算して求める。ステップC3では、横加速度演
算部53から横加速度GY を読込み、また、ステップC
4において、後述する演算方法によって過去2秒間の操
舵角変化量Hを求める。
【0050】そして、ステップC5において、操舵角速
度ha’が30deg/s以下で、且つ、操舵角変化量Hが
10deg以下であるかどうかを判定する。即ち、ここで
はドライバの保舵状態を判定するものであり、保舵状態
であれば、以下のステップ6〜8にて保舵度合係数KS
をカウントアップして増大させていく。従って、このス
テップC5にて操舵角速度ha’及び操舵角変化量Hが所
定の保舵範囲内にあれば、ドライバがあまり操舵してな
い、所謂、保舵状態であると判定してステップC6に移
行する。一方、操舵角速度ha’あるいは操舵角変化量H
がこの範囲になければ、ドライバが操舵しているために
保舵状態にないと判定してステップC9に移行する。
度ha’が30deg/s以下で、且つ、操舵角変化量Hが
10deg以下であるかどうかを判定する。即ち、ここで
はドライバの保舵状態を判定するものであり、保舵状態
であれば、以下のステップ6〜8にて保舵度合係数KS
をカウントアップして増大させていく。従って、このス
テップC5にて操舵角速度ha’及び操舵角変化量Hが所
定の保舵範囲内にあれば、ドライバがあまり操舵してな
い、所謂、保舵状態であると判定してステップC6に移
行する。一方、操舵角速度ha’あるいは操舵角変化量H
がこの範囲になければ、ドライバが操舵しているために
保舵状態にないと判定してステップC9に移行する。
【0051】ステップC5にて操舵角速度ha’及び操舵
角変化量Hからドライバが保舵状態であると判定されれ
ば、ステップC6では、保舵度合係数KS を1つカウン
トアップする。そして、ステップC7で、保舵度合係数
KS が200より大きいかどうかを判定し、200より
大きければステップC8にて保舵度合係数KS を200
としてステップC9に移行し、200より大きくなけけ
れば保舵度合係数KSをそのままとしてステップC9に
移行する。
角変化量Hからドライバが保舵状態であると判定されれ
ば、ステップC6では、保舵度合係数KS を1つカウン
トアップする。そして、ステップC7で、保舵度合係数
KS が200より大きいかどうかを判定し、200より
大きければステップC8にて保舵度合係数KS を200
としてステップC9に移行し、200より大きくなけけ
れば保舵度合係数KSをそのままとしてステップC9に
移行する。
【0052】そして、ステップC9において、操舵角速
度ha’が20deg/s以上で、且つ、横加速度GY が
0.1G以上であるかどうかを判定する。即ち、ここで
はドライバの操舵状態を判定するものであり、操舵状態
であれば、以下のステップ10〜12にて保舵度合係数
KS をカウントダウンして減少させていく。従って、こ
のステップC9にて操舵角速度ha’及び横加速度GY が
所定の操舵範囲内にあれば、ドライバが操舵状態である
と判定してステップC10に移行する。一方、操舵角速
度ha’あるいは横加速度GY がこの範囲になければ、ド
ライバが保舵状態であると判定する。
度ha’が20deg/s以上で、且つ、横加速度GY が
0.1G以上であるかどうかを判定する。即ち、ここで
はドライバの操舵状態を判定するものであり、操舵状態
であれば、以下のステップ10〜12にて保舵度合係数
KS をカウントダウンして減少させていく。従って、こ
のステップC9にて操舵角速度ha’及び横加速度GY が
所定の操舵範囲内にあれば、ドライバが操舵状態である
と判定してステップC10に移行する。一方、操舵角速
度ha’あるいは横加速度GY がこの範囲になければ、ド
ライバが保舵状態であると判定する。
【0053】ステップC10では、操舵角速度ha’及び
横加速度GY からドライバが操舵状態であると判定され
たので、保舵度合係数KS が5より大きいかどうかを判
定し、大きければステップC11に移行して保舵度合係
数KS を5つカウントダウンする。一方、ステップC1
0で、保舵度合係数KS が5より大きくなけければステ
ップC12に移行して保舵度合係数KS を0とする。
横加速度GY からドライバが操舵状態であると判定され
たので、保舵度合係数KS が5より大きいかどうかを判
定し、大きければステップC11に移行して保舵度合係
数KS を5つカウントダウンする。一方、ステップC1
0で、保舵度合係数KS が5より大きくなけければステ
ップC12に移行して保舵度合係数KS を0とする。
【0054】このように、操舵角速度ha’及び操舵角変
化量Hに基づいて保舵状態を判定して保舵度合係数KS
を増大させる一方、操舵角速度ha’及び横加速度GY に
基づいて操舵状態を判定して保舵度合係数KS を減少さ
せる。そして、求められた保舵度合係数KS からメンバ
シップ関数の適合度を求め、その適合度に応じてアシス
ト制御量を決定する。
化量Hに基づいて保舵状態を判定して保舵度合係数KS
を増大させる一方、操舵角速度ha’及び横加速度GY に
基づいて操舵状態を判定して保舵度合係数KS を減少さ
せる。そして、求められた保舵度合係数KS からメンバ
シップ関数の適合度を求め、その適合度に応じてアシス
ト制御量を決定する。
【0055】また、前述した保舵度合係数KS の演算の
フローチャートにおいて算出する操舵角変化量Hは以下
のような方法にて算出するものである。この保舵度合係
数の演算処理は所定周期、例えば、50ミリ秒ごとの割
り込み信号の度に行われ、50ミリ秒ごとに操舵角セン
サ52から操舵角haを読み込んでいく。そして、図7に
示すように、ステップD1において、現在の操舵角ha
(n) と前回(50ミリ秒前)の操舵角ha(n-1) との差の
絶対値b(n) を演算する。ステップD2では、演算して
求めた操舵角の差の絶対値b(n) を累積していき、ステ
ップD3にて経過タイマーのカウントアップを開始す
る。そして、ステップD4において、経過時間Tが0.
5秒を越えたかどうかを判定し、経過していればステッ
プD5にて経過タイマーのカウント値を0にリセットす
る。
フローチャートにおいて算出する操舵角変化量Hは以下
のような方法にて算出するものである。この保舵度合係
数の演算処理は所定周期、例えば、50ミリ秒ごとの割
り込み信号の度に行われ、50ミリ秒ごとに操舵角セン
サ52から操舵角haを読み込んでいく。そして、図7に
示すように、ステップD1において、現在の操舵角ha
(n) と前回(50ミリ秒前)の操舵角ha(n-1) との差の
絶対値b(n) を演算する。ステップD2では、演算して
求めた操舵角の差の絶対値b(n) を累積していき、ステ
ップD3にて経過タイマーのカウントアップを開始す
る。そして、ステップD4において、経過時間Tが0.
5秒を越えたかどうかを判定し、経過していればステッ
プD5にて経過タイマーのカウント値を0にリセットす
る。
【0056】ステップD6では、0.5秒間における操
舵角の差の絶対値b(0) ,b(1) ,b(2) ,b(3) ,b
(4) ,b(5) ,・・・,b(9) を累積してB(n) とし、
ステップD7にてnを1つ繰り上げる。そして、ステッ
プD8において、nが3を越えたかどうかを判定し、越
えていなければステップD10に移行し、越えていれば
ステップD9にてnを0とする。ステップD10では、
操舵角の差の絶対値の累積値を4個分B(0) ,B(1) ,
B(2) ,B(3) 加算して2秒間の操舵角変化量Hを求め
る。
舵角の差の絶対値b(0) ,b(1) ,b(2) ,b(3) ,b
(4) ,b(5) ,・・・,b(9) を累積してB(n) とし、
ステップD7にてnを1つ繰り上げる。そして、ステッ
プD8において、nが3を越えたかどうかを判定し、越
えていなければステップD10に移行し、越えていれば
ステップD9にてnを0とする。ステップD10では、
操舵角の差の絶対値の累積値を4個分B(0) ,B(1) ,
B(2) ,B(3) 加算して2秒間の操舵角変化量Hを求め
る。
【0057】以上のように求められた車速Vの適合度と
演算値V・GY の適合度と保舵度合係数KS の適合度と
から、図5に示す演算処理のグラフを用いて重心法によ
り目標アシスト量を得ることができるようになってい
る。
演算値V・GY の適合度と保舵度合係数KS の適合度と
から、図5に示す演算処理のグラフを用いて重心法によ
り目標アシスト量を得ることができるようになってい
る。
【0058】ここで、上述した本実施例の電子制御式パ
ワーステアリング装置において、コントロールユニット
51による制御手順を図8のフローチャートに基づいて
説明する。
ワーステアリング装置において、コントロールユニット
51による制御手順を図8のフローチャートに基づいて
説明する。
【0059】図8に示すように、まず、ステップS1に
おいて、車速センサ41は走行中の車両の走行速度Vを
検出し、車速のセンサ信号をCU51(横加速度演算部
53及びファジィ演算部55)に出力してステップS2
に移行する。ステップS2において、操舵角センサ52
は車両の操舵角haを検出し、操舵角のセンサ信号をCU
51(横加速度演算部53及び保舵度合演算部54)に
出力してステップS3に移行する。ステップS3では、
CU51が車速Vと操舵角haのセンサ信号としてのアナ
ログ信号をデジタル信号に変換処理し、横加速度演算部
53にて車速Vと操舵角haとに基づいて車両に生じる横
加速度GY を算出する。更に、ステップS4では、車速
Vに横加速度GY を乗算して演算値V・GY を求める。
おいて、車速センサ41は走行中の車両の走行速度Vを
検出し、車速のセンサ信号をCU51(横加速度演算部
53及びファジィ演算部55)に出力してステップS2
に移行する。ステップS2において、操舵角センサ52
は車両の操舵角haを検出し、操舵角のセンサ信号をCU
51(横加速度演算部53及び保舵度合演算部54)に
出力してステップS3に移行する。ステップS3では、
CU51が車速Vと操舵角haのセンサ信号としてのアナ
ログ信号をデジタル信号に変換処理し、横加速度演算部
53にて車速Vと操舵角haとに基づいて車両に生じる横
加速度GY を算出する。更に、ステップS4では、車速
Vに横加速度GY を乗算して演算値V・GY を求める。
【0060】また、ステップS5において、操舵角haか
ら操舵角速度ha’及び操舵角変化量Hを算出してステッ
プS6に移行する。ステップS6では、この操舵角速度
ha’及び操舵角変化量H、横加速度GY から保舵度合係
数KS を求める。
ら操舵角速度ha’及び操舵角変化量Hを算出してステッ
プS6に移行する。ステップS6では、この操舵角速度
ha’及び操舵角変化量H、横加速度GY から保舵度合係
数KS を求める。
【0061】そして、ステップS7において、ファジィ
演算部55で、図2に示すメンバシップ関数のグラフか
ら車速Vの走行状態に関する適合度を求め、且つ、図3
に示すメンバシップ関数のグラフから演算値V・GY の
走行状態に関する適合度を求め、且つ、図4に示すメン
バシップ関数のグラフから保舵度合係数KS の走行状態
に関する適合度を求める。そして、ステップS8では、
これらの各適合度から、図5に示す演算処理のグラフを
用いて重心法により目標とするアシスト量を決定する。
更に、ステップS9において、この目標アシスト量を対
応する油圧制御バルブ28のソレノイド33に与える電
流量に変換し、ステップS10にて、操舵アシスト量を
制御するこの電流量を駆動回路、つまり、油圧制御バル
ブ28のソレノイド33に出力する。
演算部55で、図2に示すメンバシップ関数のグラフか
ら車速Vの走行状態に関する適合度を求め、且つ、図3
に示すメンバシップ関数のグラフから演算値V・GY の
走行状態に関する適合度を求め、且つ、図4に示すメン
バシップ関数のグラフから保舵度合係数KS の走行状態
に関する適合度を求める。そして、ステップS8では、
これらの各適合度から、図5に示す演算処理のグラフを
用いて重心法により目標とするアシスト量を決定する。
更に、ステップS9において、この目標アシスト量を対
応する油圧制御バルブ28のソレノイド33に与える電
流量に変換し、ステップS10にて、操舵アシスト量を
制御するこの電流量を駆動回路、つまり、油圧制御バル
ブ28のソレノイド33に出力する。
【0062】ここで、図9に示す重心法によりアシスト
量を求める演算処理に基づいて具体的な車両の走行状態
におけるファジィ制御について説明する。例えば、車速
Vが60km/hでほとんど操舵しないで走行している状
況を考える。この状況は車両が高速道路において緩やか
で長い曲率の大きなカーブやカント路等を中速走行モー
ドで保舵走行している状況に相当する。そして、この場
合、車速Vが60km/hで走行しているときの横加速度
GY は0.2Gであり、保舵度合係数KS が200とな
っている。
量を求める演算処理に基づいて具体的な車両の走行状態
におけるファジィ制御について説明する。例えば、車速
Vが60km/hでほとんど操舵しないで走行している状
況を考える。この状況は車両が高速道路において緩やか
で長い曲率の大きなカーブやカント路等を中速走行モー
ドで保舵走行している状況に相当する。そして、この場
合、車速Vが60km/hで走行しているときの横加速度
GY は0.2Gであり、保舵度合係数KS が200とな
っている。
【0063】従って、図9に示すように、車速Vが60
km/hのときは、中速走行モードでの適合度が0.6
7、低速走行モードでの適合度が0.33となり、中速
走行に対応するアシスト制御量の評価はM、低速走行に
対応するアシスト制御量の評価はSとなる。また、この
ときの横加速度GY は0.2Gであり、車速V(60km
/h)にこの横加速度GY (0.2G)を乗算した演算
値V・GY は12Gkm/hとなって、適合度は0.12
となる。更に、このときの保舵度合係数KS は200で
あり、適合度は1となる。
km/hのときは、中速走行モードでの適合度が0.6
7、低速走行モードでの適合度が0.33となり、中速
走行に対応するアシスト制御量の評価はM、低速走行に
対応するアシスト制御量の評価はSとなる。また、この
ときの横加速度GY は0.2Gであり、車速V(60km
/h)にこの横加速度GY (0.2G)を乗算した演算
値V・GY は12Gkm/hとなって、適合度は0.12
となる。更に、このときの保舵度合係数KS は200で
あり、適合度は1となる。
【0064】そして、このようにして求めた車速V及び
演算値V・GY 、保舵度合係数KSの各適合度から重心
法により、即ち、適合度に対応する総和面積の重心位置
を求めて目標とするアシスト量を決定する。即ち、車速
Vが60km/hでの保舵走行状態では、車速Vに関する
アシスト制御量の評価はMでその適合度は0.67であ
ると共に評価Sでその適合度は0.33であり、演算値
V・GY に関するアシスト制御量の評価はBでその適合
度は0.12であり、また、保舵度合係数KSに関する
アシスト制御量の評価はSでその適合度は1である。従
って、アシスト量は約92%となる。
演算値V・GY 、保舵度合係数KSの各適合度から重心
法により、即ち、適合度に対応する総和面積の重心位置
を求めて目標とするアシスト量を決定する。即ち、車速
Vが60km/hでの保舵走行状態では、車速Vに関する
アシスト制御量の評価はMでその適合度は0.67であ
ると共に評価Sでその適合度は0.33であり、演算値
V・GY に関するアシスト制御量の評価はBでその適合
度は0.12であり、また、保舵度合係数KSに関する
アシスト制御量の評価はSでその適合度は1である。従
って、アシスト量は約92%となる。
【0065】このように車両が車速V=60km/hで保
舵走行の状態では、車速Vは高いが、横加速度GY が低
く、且つ、保舵度合係数KS が上昇するので、パワース
テアリングの操舵アシスト量は92%と高いのである。
即ち、車両が高速走行していると、車速Vは高いので一
般的にはパワーステアリングの操舵アシスト量を低減し
てハンドルを重くしている。しかし、このときにドライ
バがハンドルを操舵しないで微小の操舵角で保舵してい
ると、ドライバには大きな操舵(保舵)力が要求され、
ハンドル操舵に大きな負担となってしまう虞がある。従
って、本実施例では、ステアリング機構の操舵角速度h
a’と操舵角変化量Hと横加速度GY に基づく保舵度合
係数KS をメンバシップ関数として適用することで、車
両が高速走行で保舵しているときには、保舵度合係数K
S の増減によりパワーステアリングの操舵アシスト量を
増加してハンドルを通常よりやや軽くしているのであ
る。
舵走行の状態では、車速Vは高いが、横加速度GY が低
く、且つ、保舵度合係数KS が上昇するので、パワース
テアリングの操舵アシスト量は92%と高いのである。
即ち、車両が高速走行していると、車速Vは高いので一
般的にはパワーステアリングの操舵アシスト量を低減し
てハンドルを重くしている。しかし、このときにドライ
バがハンドルを操舵しないで微小の操舵角で保舵してい
ると、ドライバには大きな操舵(保舵)力が要求され、
ハンドル操舵に大きな負担となってしまう虞がある。従
って、本実施例では、ステアリング機構の操舵角速度h
a’と操舵角変化量Hと横加速度GY に基づく保舵度合
係数KS をメンバシップ関数として適用することで、車
両が高速走行で保舵しているときには、保舵度合係数K
S の増減によりパワーステアリングの操舵アシスト量を
増加してハンドルを通常よりやや軽くしているのであ
る。
【0066】以上のように、本実施例の電子制御式パワ
ーステアリング装置にあっては、車速Vの増減のほか
に、操舵角速度ha’及び操舵角変化量H、横加速度GY
に基づく保舵度合係数KS をメンバシップ関数として適
用し、これらのメンバシップ関数に対応してファジィ推
論によって操舵アシスト量が制御されるので、車両は低
速から高速になるほどアシスト量が低減して操舵力が重
くなることでハンドルが安定する一方、高速走行してい
る車両の保舵状態には、保舵度合係数KS が大きくなる
ことからアシスト量の増加度合が減少して、この分だけ
ハンドルが軽くなる。従って、高速保舵状態では、ドラ
イバは大きな操舵(保舵)力が不要となって容易にハン
ドル操舵を行うことができる。
ーステアリング装置にあっては、車速Vの増減のほか
に、操舵角速度ha’及び操舵角変化量H、横加速度GY
に基づく保舵度合係数KS をメンバシップ関数として適
用し、これらのメンバシップ関数に対応してファジィ推
論によって操舵アシスト量が制御されるので、車両は低
速から高速になるほどアシスト量が低減して操舵力が重
くなることでハンドルが安定する一方、高速走行してい
る車両の保舵状態には、保舵度合係数KS が大きくなる
ことからアシスト量の増加度合が減少して、この分だけ
ハンドルが軽くなる。従って、高速保舵状態では、ドラ
イバは大きな操舵(保舵)力が不要となって容易にハン
ドル操舵を行うことができる。
【0067】そして、車両がカント路など走行して操舵
角hsが1〜3deg程度の場合であっても、車両の保舵状
態には保舵度合係数KS に基づいてアシスト量を最適に
求めてハンドルが軽くすることとなり、ドライバは小さ
な保舵力で容易にハンドル操舵を行うことができる。
角hsが1〜3deg程度の場合であっても、車両の保舵状
態には保舵度合係数KS に基づいてアシスト量を最適に
求めてハンドルが軽くすることとなり、ドライバは小さ
な保舵力で容易にハンドル操舵を行うことができる。
【0068】また、本実施例の電子制御式パワーステア
リング装置にあっては、車速Vに横加速度GY を乗算し
た演算値V・GY をメンバシップ関数として適用し、こ
れらのメンバシップ関数に対応してファジィ推論によっ
て操舵アシスト量が制御されるので、車両によるコーナ
ーへの進入時には、横加速度GY (操舵角)が大きくな
ることからアシスト量の減少度合が増加して、この分だ
けハンドルが重たくなる。従って、車速状態が違っても
コーナーの進入時には、常に、ドライバがコーナーへの
進入をハンドルで実感しながら操縦できるのである。ま
た、横加速度G Y に関するメンバシップ関数にこの横加
速度GY に対して適合度がリニアに変化する操舵リニア
リティ領域が設けられているので、操舵リニアリティが
確保される。
リング装置にあっては、車速Vに横加速度GY を乗算し
た演算値V・GY をメンバシップ関数として適用し、こ
れらのメンバシップ関数に対応してファジィ推論によっ
て操舵アシスト量が制御されるので、車両によるコーナ
ーへの進入時には、横加速度GY (操舵角)が大きくな
ることからアシスト量の減少度合が増加して、この分だ
けハンドルが重たくなる。従って、車速状態が違っても
コーナーの進入時には、常に、ドライバがコーナーへの
進入をハンドルで実感しながら操縦できるのである。ま
た、横加速度G Y に関するメンバシップ関数にこの横加
速度GY に対して適合度がリニアに変化する操舵リニア
リティ領域が設けられているので、操舵リニアリティが
確保される。
【0069】更に、本実施例の電子制御式パワーステア
リング装置にあっては、操舵アシスト量を制御するメン
バシップ関数として車速Vと横加速度GY とを乗算した
演算値V・GY を適用したので、車両の高速走行時にお
いて、操舵角が少なくなって横加速度GY が減少しても
車速Vが十分に大きいので、演算値V・GY の大幅な低
下はなくなり、目標アシスト量の大幅な増加はなく、ハ
ンドルはそれほど軽くはならない。そのため、車両の高
速走行時における操舵操作感が十分に保たれ、ハンドル
操舵操作の安定度が向上される。
リング装置にあっては、操舵アシスト量を制御するメン
バシップ関数として車速Vと横加速度GY とを乗算した
演算値V・GY を適用したので、車両の高速走行時にお
いて、操舵角が少なくなって横加速度GY が減少しても
車速Vが十分に大きいので、演算値V・GY の大幅な低
下はなくなり、目標アシスト量の大幅な増加はなく、ハ
ンドルはそれほど軽くはならない。そのため、車両の高
速走行時における操舵操作感が十分に保たれ、ハンドル
操舵操作の安定度が向上される。
【0070】また、本実施例の電子制御式パワーステア
リング装置にあっては、ファジィ推論により、「車速V
が上昇すると操舵アシスト量を低減してハンドルを重く
する」というルールと、「演算値V・GY が上昇すると
操舵アシスト量を低減してハンドルを重くする」と、
「保舵度合係数KS が上昇すると操舵アシスト量を増加
してハンドルを軽くする」という3つのルールに基づい
て操舵アシスト量を制御することで、少ないルール数で
より細かい制御を可能とすることができる。
リング装置にあっては、ファジィ推論により、「車速V
が上昇すると操舵アシスト量を低減してハンドルを重く
する」というルールと、「演算値V・GY が上昇すると
操舵アシスト量を低減してハンドルを重くする」と、
「保舵度合係数KS が上昇すると操舵アシスト量を増加
してハンドルを軽くする」という3つのルールに基づい
て操舵アシスト量を制御することで、少ないルール数で
より細かい制御を可能とすることができる。
【0071】ここで、このような本実施例の電子制御式
パワーステアリング装置を車両に適用した場合につい
て、高速走行保舵における操舵角に対する保舵力を実験
に基づいて具体的に評価する。即ち、高速走行保舵にお
ける操舵角に対する保舵力については図10のグラフに
示すようなものとなる。この図10において、斜線は本
実施例の電子制御式パワーステアリング装置(EPS)
の保舵力を示し、白抜きは従来の電子制御式パワーステ
アリング装置(EPS)の保舵力を示している。図10
に示すように、本実施例のEPSは、従来のEPSに比
べて高速走行保舵時において、保舵力が著しく低減でき
ることがわかる。
パワーステアリング装置を車両に適用した場合につい
て、高速走行保舵における操舵角に対する保舵力を実験
に基づいて具体的に評価する。即ち、高速走行保舵にお
ける操舵角に対する保舵力については図10のグラフに
示すようなものとなる。この図10において、斜線は本
実施例の電子制御式パワーステアリング装置(EPS)
の保舵力を示し、白抜きは従来の電子制御式パワーステ
アリング装置(EPS)の保舵力を示している。図10
に示すように、本実施例のEPSは、従来のEPSに比
べて高速走行保舵時において、保舵力が著しく低減でき
ることがわかる。
【0072】なお、上述の実施例において、電子制御式
パワーステアリング装置の制御系を油圧式として説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ
を使用した電動式パワーステアリング装置に適用しても
同様の効果を奏することができるものであり、また、電
子制御式パワーステアリング装置の機械系も上述の実施
例に限定されるものではなく、いずれのものに対しても
適用することができるものである。
パワーステアリング装置の制御系を油圧式として説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ
を使用した電動式パワーステアリング装置に適用しても
同様の効果を奏することができるものであり、また、電
子制御式パワーステアリング装置の機械系も上述の実施
例に限定されるものではなく、いずれのものに対しても
適用することができるものである。
【0073】また、上述の実施例において、コントロー
ルユニット51に横加速度演算部53を設け、この横加
速度演算部53が車速センサ41から入力された車速V
と操舵角センサ52から入力された操舵角haとに基づい
て車両に生じる横加速度GYを算出するようにしたが、
車両に横加速度検出センサを装着してこの横加速度G Y
を直接測定してもよいものである。更に、車速V及び横
加速度GY の演算値V・GY のメンバシップ関数、並び
に操舵アシスト量の評価をそれぞれ3段階に分けたが、
例えば5段階でもよい。そして、この操舵アシスト量を
重心法により求めたが、最大平均法や高さ法(スケルト
ン法)、面積法などによって求めてもよいものである。
ルユニット51に横加速度演算部53を設け、この横加
速度演算部53が車速センサ41から入力された車速V
と操舵角センサ52から入力された操舵角haとに基づい
て車両に生じる横加速度GYを算出するようにしたが、
車両に横加速度検出センサを装着してこの横加速度G Y
を直接測定してもよいものである。更に、車速V及び横
加速度GY の演算値V・GY のメンバシップ関数、並び
に操舵アシスト量の評価をそれぞれ3段階に分けたが、
例えば5段階でもよい。そして、この操舵アシスト量を
重心法により求めたが、最大平均法や高さ法(スケルト
ン法)、面積法などによって求めてもよいものである。
【0074】更に、上述の実施例では、コントロールユ
ニット(目標アシスト量設定手段)51がファジィルー
ルに基づいて目標アシスト量を設定するようにしたが、
その他の制御手段に基づいて目標アシスト量を設定して
もよいものである。
ニット(目標アシスト量設定手段)51がファジィルー
ルに基づいて目標アシスト量を設定するようにしたが、
その他の制御手段に基づいて目標アシスト量を設定して
もよいものである。
【0075】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに、本発明の電子制御式パワーステアリング装置によ
れば、車速検出手段により車両の走行速度を検出すると
共に操舵角検出手段によりステアリング機構の操舵角を
検出し、目標アシスト量設定手段が車両の走行速度並び
に操舵角速度に基づく保舵度合係数を入力条件として目
標アシスト量を設定するようにしたので、ステアリング
の操舵及び保舵状況に応じて操舵力の制御が可能となっ
て操舵フィーリングを向上することができ、また、その
入力条件として操舵角速度に基づく保舵度合係数を用い
たことで、車両の高速走行保舵状態の操舵操作の容易性
を向上することができ、その結果、車両の走行状態に応
じて最適な操舵特性を得ることができる。
うに、本発明の電子制御式パワーステアリング装置によ
れば、車速検出手段により車両の走行速度を検出すると
共に操舵角検出手段によりステアリング機構の操舵角を
検出し、目標アシスト量設定手段が車両の走行速度並び
に操舵角速度に基づく保舵度合係数を入力条件として目
標アシスト量を設定するようにしたので、ステアリング
の操舵及び保舵状況に応じて操舵力の制御が可能となっ
て操舵フィーリングを向上することができ、また、その
入力条件として操舵角速度に基づく保舵度合係数を用い
たことで、車両の高速走行保舵状態の操舵操作の容易性
を向上することができ、その結果、車両の走行状態に応
じて最適な操舵特性を得ることができる。
【0076】また、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置によれば、目標アシスト量設定手段が、車両の
走行速度を評価するメンバシップ関数とステアリング機
構の操舵角速度に基づく保舵度合係数を評価するメンバ
シップ関数とを用いて車両の走行速度の増加に伴って目
標アシスト量を低減すると共に保舵度合係数の増加に伴
って前記目標アシスト量を増加するファジィルールに基
づいて目標アシスト量を設定するようにしたので、車速
の増加に応じて操舵アシスト量が低減されることで、高
速になるほど操舵力特性が重くなって操舵操作感を安定
することができ、また、保舵度合係数の増加に伴って目
標アシスト量が増加されることで、例えば、カント路等
の保舵走行時にはハンドルが軽くなって操舵容易性を向
上することができ、その結果、少ないファジィルール数
で細かい操舵制御が可能となって保舵状態に応じて安定
感と扱いやすさとをバランスさせた操舵フィーリングを
得ることができる。
ング装置によれば、目標アシスト量設定手段が、車両の
走行速度を評価するメンバシップ関数とステアリング機
構の操舵角速度に基づく保舵度合係数を評価するメンバ
シップ関数とを用いて車両の走行速度の増加に伴って目
標アシスト量を低減すると共に保舵度合係数の増加に伴
って前記目標アシスト量を増加するファジィルールに基
づいて目標アシスト量を設定するようにしたので、車速
の増加に応じて操舵アシスト量が低減されることで、高
速になるほど操舵力特性が重くなって操舵操作感を安定
することができ、また、保舵度合係数の増加に伴って目
標アシスト量が増加されることで、例えば、カント路等
の保舵走行時にはハンドルが軽くなって操舵容易性を向
上することができ、その結果、少ないファジィルール数
で細かい操舵制御が可能となって保舵状態に応じて安定
感と扱いやすさとをバランスさせた操舵フィーリングを
得ることができる。
【0077】更に、本発明の電子制御式パワーステアリ
ング装置によれば、ステアリング機構の操舵角速度並び
に操舵角変化量に基づいて保舵度合係数を増加する一
方、操舵角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度
合係数を減少するようにしたので、車両の高速走行状態
の保舵時には保舵度合係数が細かく変位することで、最
適な操舵特性を得ることができる。
ング装置によれば、ステアリング機構の操舵角速度並び
に操舵角変化量に基づいて保舵度合係数を増加する一
方、操舵角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度
合係数を減少するようにしたので、車両の高速走行状態
の保舵時には保舵度合係数が細かく変位することで、最
適な操舵特性を得ることができる。
【図1】本発明の電子制御式パワーステアリング装置の
一実施例に係るパワーステアリング用油圧制御部の概略
構成図である。
一実施例に係るパワーステアリング用油圧制御部の概略
構成図である。
【図2】ファジィ制御に用いる車速のメンバシップ関数
を表すグラフである。
を表すグラフである。
【図3】ファジィ制御に用いる車速×横加速度のメンバ
シップ関数を表すグラフである。
シップ関数を表すグラフである。
【図4】ファジィ制御に用いる保舵度合係数のメンバシ
ップ関数を表すグラフである。
ップ関数を表すグラフである。
【図5】各メンバシップ関数の適合度からパワーステア
リングアシスト量を重心法により求める演算処理を表す
グラフである。
リングアシスト量を重心法により求める演算処理を表す
グラフである。
【図6】保舵度合係数を演算するためのフローチャート
である。
である。
【図7】操舵角変化量を演算するためのフローチャート
である。
である。
【図8】ファジィ制御を表すフローチャートである。
【図9】車速及び車速×横加速度、保舵度合係数の各メ
ンバシップ関数から重心法によりアシスト量を求める演
算処理の具体的な制御例を表す説明図である。
ンバシップ関数から重心法によりアシスト量を求める演
算処理の具体的な制御例を表す説明図である。
【図10】本実施例のファジィ制御による高速走行保舵
における保舵力に関する効果を表すグラフである。
における保舵力に関する効果を表すグラフである。
【図11】従来の電子制御式パワーステアリング装置の
一例を表すパワーステアリング用油圧制御部の概略構成
図である。
一例を表すパワーステアリング用油圧制御部の概略構成
図である。
【図12】図11のXII−XII断面図である。
【図13】図11のXIII−XIII断面図である。
11 インプットシャフト 12 ケーシング 13 ピニオンギヤ 14 トーションバー 15 ラック 16 ロータリバルブ 17 オイルポンプ 19 オイルリザーバ 21 油圧シリンダ 25,26 油室 27 反力プランジャ 28 油圧制御バルブ 29 チャンバ 31 スプール 33 ソレノイド 41 車速センサ 51 コントロールユニット(CU) 52 操舵角センサ 53 横加速度演算部 54 保舵度合演算部 55 ファジィ演算部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正内容】
【0055】また、前述した保舵度合係数KS の演算の
フローチャートにおいて算出する操舵角変化量Hは以下
のような方法にて算出するものである。この保舵度合係
数の演算処理は所定周期、例えば、50ミリ秒ごとの割
り込み信号の度に行われ、50ミリ秒ごとに操舵角セン
サ52から操舵角haを読み込んでいく。そして、図7に
示すように、ステップD1において、現在の操舵角ha
(t) と前回(50ミリ秒前)の操舵角ha(t-1) との差の
絶対値bを演算する。ステップD2では、演算して求め
た操舵角の差の絶対値bを累積してB(n) とし、ステッ
プD3にて経過タイマーのカウントアップを開始する。
そして、ステップD4において、経過時間Tが0.5秒
を越えたかどうかを判定し、経過していればステップD
5にて経過タイマーのカウント値を0にリセットする。
フローチャートにおいて算出する操舵角変化量Hは以下
のような方法にて算出するものである。この保舵度合係
数の演算処理は所定周期、例えば、50ミリ秒ごとの割
り込み信号の度に行われ、50ミリ秒ごとに操舵角セン
サ52から操舵角haを読み込んでいく。そして、図7に
示すように、ステップD1において、現在の操舵角ha
(t) と前回(50ミリ秒前)の操舵角ha(t-1) との差の
絶対値bを演算する。ステップD2では、演算して求め
た操舵角の差の絶対値bを累積してB(n) とし、ステッ
プD3にて経過タイマーのカウントアップを開始する。
そして、ステップD4において、経過時間Tが0.5秒
を越えたかどうかを判定し、経過していればステップD
5にて経過タイマーのカウント値を0にリセットする。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0056
【補正方法】変更
【補正内容】
【0056】ステップD6では、nを1つ繰り上げ、ス
テップD7において、nが3を越えたかどうかを判定
し、越えていなければステップD9に移行し、越えてい
ればステップD8にてnを0とする。ステップD9で
は、操舵角の差の絶対値の累積値を4個分B(0) ,B
(1) ,B(2) ,B(3) 加算して2秒間の操舵角変化量H
を求める。
テップD7において、nが3を越えたかどうかを判定
し、越えていなければステップD9に移行し、越えてい
ればステップD8にてnを0とする。ステップD9で
は、操舵角の差の絶対値の累積値を4個分B(0) ,B
(1) ,B(2) ,B(3) 加算して2秒間の操舵角変化量H
を求める。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
Claims (3)
- 【請求項1】 車両のステアリング機構における操舵ア
シスト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング
装置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、前記車両の走行速度並びに前記ステアリング
機構の操舵角速度に基づく保舵度合係数を入力条件とし
て目標アシスト量を設定する目標アシスト量設定手段と
を具えたことを特徴とする電子制御式パワーステアリン
グ装置。 - 【請求項2】 車両のステアリング機構における操舵ア
シスト量を電子制御する電子制御式パワーステアリング
装置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検
出手段と、車両の走行速度を評価するメンバシップ関数
とステアリング機構の操舵角速度に基づく保舵度合係数
を評価するメンバシップ関数とを用いて前記車両の走行
速度の増加に伴って前記目標アシスト量を低減すると共
に前記保舵度合係数の増加に伴って前記目標アシスト量
を増加するファジィルールに基づいて前記目標アシスト
量を設定する目標アシスト量設定手段とを具えたことを
特徴とする電子制御式パワーステアリング装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の電子制御式パワーステア
リング装置において、目標アシスト量設定手段は、ステ
アリング機構の操舵角速度並びに操舵角変化量に基づい
て保舵度合係数を増加する一方、ステアリング機構の操
舵角速度並びに車両の横加速度に基づいて保舵度合係数
を減少するようにしたことを特徴とする電子制御式パワ
ーステアリング装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13036493A JP3008730B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 電子制御式パワーステアリング装置 |
| DE4419049A DE4419049C2 (de) | 1993-06-01 | 1994-05-31 | Steuersystem und -verfahren für eine Servolenkvorrichtung |
| US08/252,573 US5508919A (en) | 1993-06-01 | 1994-06-01 | Control system and control method for controlling power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13036493A JP3008730B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 電子制御式パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340264A true JPH06340264A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3008730B2 JP3008730B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=15032614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13036493A Expired - Fee Related JP3008730B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 電子制御式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008730B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109941341A (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 河南森源重工有限公司 | 一种电动液压助力泵的控制方法及车辆 |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP13036493A patent/JP3008730B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3008730B2 (ja) | 2000-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991102 |
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