JPS6167664A - 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、特に操舵力
を車速、ハンドル操舵角、ハンドル角速度等の入力信号
に応じて最適に制御する操舵力制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種の操舵力制御装置では、車速、ハンドル操
舵角、ハンドル角速度等の入力信号を入力し、これら制
御入力によって第１電磁弁を開閉してポンプの吐出流量
を制御したり、また第２電磁弁を開閉してパワーシリン
ダの両端室を連通させたりしてパワーシリンダによるア
シスト力を制御している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記従来の操舵力制御装置においては、操向ハンドルの
操舵特性としてハンドル中立位置で重く、ハンドルが中
立位置から左右に操舵されるに従って軽くなるようにそ
の特性を設定しているため、高速走行時における中立安
定感はあるが、例えば市街地等カーブの多い道路を走行
する場合には、操向ハンドルを切込んでいっても十分な
重さが感じられず、ドライバの運転感覚に十分マツチす
るものでない。

これに対処するには、操向ハンドルを操舵するに従い、
ハンドルが重くなるようにその操舵特性を設定すればよ
いが、このような特性では、急ハンドル時に重すぎて、
ハンドルの引っかかり現象が発生し、ドライバに違和感
を与える。

また、前記従来の操舵力制御装置は、前記ポンプの吐出
流量を制御する第１電磁弁をハンドル操舵角ならびにハ
ンドル角速度に応答して開閉させ、パワーシリンダの両
端室を連通制御する第２電磁弁を車速に応答して開閉さ
せているが、第２電磁弁を車速に応答させてもハンドル
トルクＴＭと操舵圧Ｐとの関係を示す第７図から明らか
なようにパワーシリンダによるアシストがない、いわゆ
るマニアル操舵の範囲りは殆ど変化がなく、従って高速
走行時にハンドルが十分に重くならないという問題があ
った。

しかも従来装置では、ハンドル角速度に対して第１電磁
弁は応答せず、第２電磁弁のみを応答させているため、
急ハンドル時に十分にアシスト力が回復せず、ハンドル
の引っかかりを完全に解消することはできなかった。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、従来のこのような不具合を解消するためにな
されたものであり、その第１の特徴とするところは、車
速センサならびに操舵角センサからの信号を入力して車
速か早くなるに従い操向ハンドルを重くし、ハンドル操
舵角が大きくなるに従い操向ハンドルを重くし、ハンド
ル角速度が大きい程操向ハンドルを軽くするように前記
電磁弁への印加電流を制御する制御装置を設けたことで
ある。

さらに本発明の第２の特徴とするところは、前記電磁弁
を、ソレノイド印加される電流値に応じてポンプの吐出
流量を制御する第１電磁弁と、ソレノイドに印加される
電流値に応じてパワーシリンダの両端室を連通制御する
第２電磁弁より構成し、この第１電磁弁を車速信号なら
びにハンドル角速度信号に応答させ、第２電磁弁をハン
ドル操舵角信号ならびにハンドル角速度信号に応答させ
るようにしたことである。

く作用〉 本発明は上記構成を備えているため、ハンドルを操舵す
ればするほどハンドルが重（なってドライバはハンドル
操舵角に応じた重さを感知することができ、しかも急ハ
ンドル時におけるハンドルの引っかかりもなくなる。

しかも車速に応じてポンプの吐出流量制御用の第１電磁
弁を応答させることでマニアル操作の範囲が大きく変化
するような操作特性となり、高速゛走行時におけるハン
ドル、を十分に重くするこができる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において１０は動力舵取装置で、サーボパルプ１
４と、パワーシリンダ１５より構成されている。このサ
ーボパルプ１４はハンドル軸１７を介して操向ハンドル
１９と連結され、またパワーシリンダ１５は回路の操縦
リンク機構を介して操向車輪に連結されている。従って
この操向ハンドル１９に手動操舵トルクを付与してサー
ボパルプ１４を回転制御することでパワーシリンダ１５
に圧力流体が給排制御され、どのパワーシリンダ１５に
よって増大された操舵トルクが操向車輪に伝達されるよ
うになっている。

前記動力舵取装置１０にはポンプ２２が接続されている
。このポンプ２２はベルト駆動系を介して自動車エンジ
ンと接続され、このポンプ２２のポンプ作用で前記動力
舵取装置１０に圧力流体を供給するようになっている。

前記ポンプ２２にはさらに吐出流量を制御する流量制御
弁装置４０が設けられている。この流量制御弁装置４０
は第２図に示すようにポンプ２２の吐出孔４２から送出
ポート４３へ流れる圧力流体を制御する絞り４５と、こ
の絞り４５の前後圧によって摺動してバイパス孔４４を
開閉して前記サーボバルブ１４へ供給する供給流量を制
御するスプール弁部材４６と、このスプール弁部材４６
と同軸上に取付られ前記絞り４５の開度を調整する第１
電磁弁４８とからなる。この第１電磁弁４８はソレノイ
ド４９と、このソレノイド４９への通電によって変位す
る可動スプール５０と、この可動スプール５０と一体結
合された弁軸５１を備えている。可動スプール５０は通
常スプリング５３によって弁軸５１とともに第２図左方
向に押圧され、絞り４５の開度を全開状態にしている。

しかるに可動スプール５０がスプリング５３の撥力に抗
して右方向に変位するに従い、弁軸５１は絞り４５に接
近してその開度を減少させるようになっている。これは
送出ボート４３からサーボバルブ１４への供給流量を減
少させることになる。

また前記パワーシリンダ１５には第２電磁弁２０が取付
けられている。この第２電磁弁２０はパワーシリンダ１
５の一方の室に形成される圧力流体の一部をパワーシリ
ンダ１５の他方の室にバイパスすることで前記ポンプ２
２のポンプ圧を制御するもので、第３図に示すようにバ
ルブ本体２４と、このバルブ本体２４の内孔２５内に摺
動可能に嵌挿されたスプール２６と、ソレノイド２７と
を備えている。前記スプール２６はスプリング２８のバ
イアスにより通常下降端に保持され、パワーシリンダ１
５の左室に通じる通路３０と右室に通じる通路３１の連
通を遮断している。

しかしてソレノイド２７に通電される電流値に応じてス
プール２６に吸引力が付与されると、スプール２６はス
プリング２８に抗して上方向に変位され、前記通路３０
．３１間にバイパス用スリット３４を介して互いに連通
されるようになっている。

第４図において６０は制御装置である。この制御装置６
０はマイクロプロセッサ６１と、ＲＡＭ６２と、ＲＯＭ
６３を主要構成要素とし、このマイクロプロセッサ６１
にはインターフェイス６４を介してソレノイド駆動回路
６５．６６が接続され、前記第１．第２電磁弁４８．２
０のソレノイド４９．２７に印加される電流を制御する
ようになっている。またマイクロプロセッサ６１にはイ
ンクフェイス６７を介して操舵角センサ６９が接続され
ている。この操舵角センサ６９はステアリングシャフト
１７上に連結されたロータリエンコーダが用いられ、こ
のエンコーダからの信号からハンドル操舵角θを検出す
るようになっている。

さらにマイクロプロセッサ６１にはインクフェイス６７
を介して車速センサ７４が接続されている。

この車速センサ７４としては、トランスミッションの出
力軸に連結された回転計から構成され、この車速センサ
７４から発生されるパルス信号の周波数から車の車速Ｖ
を検出するようになっている。

一方ＲＯＭ６３には前記第１．第２電磁弁４８゜２０の
ソレノイド４９．２７に印加する印加電流の制御パター
ンが特性マツプとして記憶されている。この特性マツプ
としては、第５図に示すように第１電磁弁４８のソレノ
イド駆動用の特性マツプＡ１．Ａ２．Ａ３と、第２電磁
弁２０のソレノイド駆動用の特性マツプＢｌ、Ｂ２．Ｂ
３とに区別され、この中で特性マツプＡＩ、Ｂｌは車速
Ｖの変化に対する係数αＡ、αＢの変化を表し、特性マ
ツプＡ２．８２はハンドル操舵角θの変化に対する電流
値ＩＡ＋１８の変化を表し、さらに特性マツプＡ３．Ｂ
３はハンドル角速度みの変化に対する係数βＡ、βＢを
表し、これら電流値ｉＡ。

ｉＢと、前記計数αＡ、αＢ、βＡ、β８とがそれぞれ
掛合わせたものが前記ソレノイド４８．２０に印加すべ
き目標電流値ｆＡ＋ＩＢとして設定されるようになって
いる。

ここにおいて車速Ｖの変化に対して係数αＢは全く変化
がなく、係数α＾のみが車速■の増大に応じて大きくな
るように設定されており、第１電磁弁４８のみが車速Ｖ
に応答するようになっている。

同様にハンドル操舵角θに対して電流値ＩＡは全く変化
がなく、電流値ＩＢのみがハンドル操舵角θの増大に応
じて太き（なるよう設定されており、第２電磁弁２０の
みがハンドル操舵角θに応答するようになっている。さ
らにハンドル角速度θが大きくなるに従い係数βＡ、β
Ｂの両方が小さくなるように設定されており、第１．第
２電磁弁４８．２０の両方がハンドル角速度θに応答す
るようになっている。

次にかかる操舵力制御装置の動作を第６図に示すフロー
チャートに基づいて説明する。

車の走行状態において時々刻々変化する車速センサ７４
にて検出される車速信号■ならびに操舵角センサ６９に
て検出されるハンドル操舵角信号θはインターフェイス
６７を介してマイクロプロセッサ６１に入力される。

一方マイクロプロセッサ６１は、割込信号が入力される
と同時に第６図に示すプログラムに基づき処理動作を実
行し、先ずステップ１００において車速信号ｖ、１舵角
信号θ、ハンドル角速度信号θを読込み、これを内部レ
ジスタに記憶する。

次いでステップ１０１では、特性マツプＡ１よりそのと
きの車速Ｖに基づいて係数αＡがサーチされ、ステップ
１０２ではそのときのハンドル操舵角θに基づいて電流
値ＩＡがサーチされ、さらにステップ１０３ではそのと
きの角速度θに基づいて係数βＡがサーチされ、それぞ
れＲＡＭ６２に記憶される。

ステップ１０４では、このサーチされた係数α＾、βＡ
ならびに電流値ＩＡより、印加電流ＩＡが演算され、ス
テップ１０５においてこの印加電流値ｉＡが第１電磁弁
４８のソレノイド４９に印加される。

同様にステップ１０６〜１１０では車速■、ハンドル操
舵角θ、ハンドル角速度θに基づいて特性マツプＢｌ、
Ｂ２．Ｂ３より係数αＢ、βＢならびに電流値１Ｂがサ
ーチされた後、印加電流１８が演算され、その印加電流
ｉＢが第２電磁弁２０のソレノイド２７に印加される。

かかる制御において、車速Ｖが増大するに従って第１電
磁弁４８のソレノイド４９に対する印加電流ｌＡが次第
に大きくなるように設定されているため、車速Ｖの増大
に伴ってポンプ２２からの吐出流量が減少し、これによ
って操向ハンドルが重くなり、高速安定性がもたらされ
る。

またハンドル操舵角θが大きくなるに従い、第２電磁弁
２０のソレノイド２７に対する印加電流が次第に大きく
なるように設定されているため、ハンドル操舵に伴い第
２電磁弁２０の開度が増大してパワーシリンダ１５のバ
イパス流量が増し、ハンドルを切る程ドライバは重さを
感じることができる。

さらにハンドル角速度θが大きい場合には、第１、第２
電磁弁４８．２０のソレノイド４９．２７に対する印加
電流ＬＡ＋１８が次第に小さくなるように設定されてい
るため、高速走行中に急なハンドル操作をしたときには
第１電磁弁４８の開度が増大してポンプ２２からの吐出
流量が回復し、同時に第２電磁弁２０の開度が減少され
てパワーシリンダ１５のバイパス流量が減少される。こ
のように急ハンドル操作時には２つの電磁弁４８゜２０
を応答させることで流量を十分に確保することができ、
急ハンドル時における引っかかり現象がなくなる。

一方上記制御において車速Ｖに対して第２電磁弁２０を
応答させることなく、第１電磁弁４８を応答させている
ため、マニアルトルクＴＭと操舵圧Ｐとの関係を示す第
８図から明らかなように低速走行時にはマニアル操舵の
範囲がＬｌであったものが高速走行時にはＬ２となり、
高速走行時にハンドルを十分に重くするこができる。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明は、車速センサならびに操舵角
センサからの信号を入力して車速か早くなるに従い操向
ハンドルを重くし、ハンドル操舵角が大きくなるに従い
操向ハンドルを重くし、ハンドル角速度が大きい程操向
ハンドルを軽（するように前記電磁弁への印加電流を制
御する制御装置を設けたため、ハンドルを操舵すればす
るほどハンドルが重くなってドライバはハンドル角度に
応じた重さを感知することができ、しかも急ハンドル時
におけるハンドルの引っかかりもなくなる利点を有する
。

また本発明は、電磁弁を、ソレノイド印加される電流値
に応じてポンプの吐出流−を制御する第１電磁弁と、ソ
レノイドに印加される電流値に応じてパワーシリンダの
両端室を連通制御する第２電磁弁より構成し、この第１
電磁弁を車速信号ならびにハンドル角速度信号に応答さ
せ、第２電磁弁をハンドル操舵角信号ならびにハンドル
角速度信号に応答させるようにしたため、マニアル操作
の範囲が大きく変化するような操作特性となり、高速走
行時におけるハンドルを十分に重くすることができる利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明装
置を概略的に示すブロック図、第２図はサーボパルプへ
の供給流量を制御する第１電磁弁の縦断面図、第３図は
パワーシリンダの両端室をバイパス制御する第２電磁弁
の縦断面図、第４図は電磁弁の制御装置を示すブロック
線図、第５図は印加電流のプログラムを図形化して示す
図、第６図は制御プログラムを示すフローチャート、第
７図は従来装置におけるマニアルトルクと操舵圧との関
係を示すグラフ、第８図は本発明におけるマニアルトル
クと操舵圧との関係を示すグラフである。 １４・・・サーボバルブ、１５・・・パワーシリンダ、
１９・・・操向ハンドル、２０・・・第２電磁弁、４８
・・・第２電磁弁、６１・・・制御装置、７４・・・車
速センサ、６９・・・操舵角センタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）操向ハンドルに加えられる手動操作トルクに基づ
   いて作動されるサーボバルブと、このサーボバルブの作
   動によって圧力流体の給排が制御されるパワーシリンダ
   と、このパワーシリンダに圧力流体を給排するポンプと
   、ソレノイドに印加される電流値に応じて開閉制御され
   前記パワーシリンダあるいはサーボバルブに通じる油路
   を制御する電磁弁と、車の走行速度を検出する車速セン
   サと、ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、前
   記車速センサならびに操舵角センサからの信号を入力し
   て車速が早くなるに従い操向ハンドルを重くし、ハンド
   ル操舵角が大きくなるに従い操向ハンドルを重くし、ハ
   ンドル角速度が大きい程操向ハンドルを軽くするように
   前記電磁弁への印加電流を制御する制御装置とより構成
   したことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制御装置。
2. （２）前記電磁弁を、ソレノイドに印加される電流値に
   応じてポンプの吐出流量を制御する第１電磁弁と、ソレ
   ノイドに印加される電流値に応じてパワーシリンダの両
   端室を連通制御する第２電磁弁より構成し、この第１電
   磁弁を車速信号ならびにハンドル角速度信号に応答させ
   、第２電磁弁をハンドル操舵角信号ならびにハンドル角
   速度信号に応答させるようにしたことを特徴とする動力
   舵取装置の操舵力制御装置。