JP2777420B2 - 動力舵取装置の制御装置 - Google Patents

動力舵取装置の制御装置

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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、車速,操舵角,ハンドルトルク等に応じて
入力軸と出力軸の間の操舵特性を印加電流に応じて変化
させてアシスト力を制御する可変機構を備えた動力舵取
装置の制御装置に関する。
<従来の技術> 動力舵取装置においては、入力軸と出力軸の間に両軸
の相対回動により作動するサーボ弁と、両軸の間の操舵
特性を印加電流に応じて変化させる可変機構を設け、ア
シスト力を与えるパワーシリンダの両作動室への作動流
体の給排を前記サーボ弁により制御し、その際可変機構
に印加する電流を車速,操舵角等の走行状態に応じて変
化させている。
その1つとして、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検出手段により、ハンド
ル戻し状態にあると判定された場合に、アシスト力を小
さくしてハンドルの戻りがよくなるように制御するハン
ドル戻り制御が特開昭62−279170号に開示されている。
<発明が解決しようとする課題> 従来のハンドル戻り制御では、操舵角が中立位置に近
づく方向に変化していると、ハンドル戻し状態であると
判定されて可変機構に印加する電流をアシスト力が小さ
くするように制御するが、その場合の印加電流は操舵角
や操舵角速度の大きさにかかわらず一定である。そのた
め、操舵角が大きい位置からハンドル戻しを行なう場
合、あるいは操舵角速度を大きくハンドル戻しを行なう
場合は、ハンドル戻りが悪いと感じてしまう。
<課題を解決するための手段> 本発明は上述した課題を解決するためになされたもの
で、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、
前記操舵角から操舵角速度を演算する操舵角速度演算手
段と、前記操舵角速度と前記操舵角よりハンドル戻し状
態であるかどうかを判定する判定手段と、所定の操舵角
下限値及び所定の操舵角速度下限値を記憶する記憶手段
と、前記判定手段がハンドル戻し状態にあると判定した
場合において、前記操舵角が所定の操舵角下限値より大
きくかつ前記操舵角速度が所定の操舵角速度下限値より
大きい場合は、アシスト力を小さくするように前記印加
電流を制御し、前記操舵角が所定の操舵角下限値より小
さいかまたは前記操舵角速度が所定の操舵角速度下限値
より小さい場合は、アシスト力を小さくする割合を前記
操舵角及び操舵角速度の減少に応じて小さくする方向に
前記印加電流を制御する制御手段を有することを特徴と
するものである。
<作用> 操舵角センサは操舵ハンドルの操舵角を検出し、操舵
角速度演算手段は操舵角を微分して操舵角速度を演算す
る。判定手段は、操舵角の方向と操舵角速度の方向から
操舵ハンドルが戻し状態か切込み状態かを判定する。制
御手段は、判定手段でハンドル戻し状態にあると判定し
た場合において、操舵角が所定の操舵角下限値より大き
く、かつ操舵角速度が所定の操舵角速度下限値より大き
い場合は、自動車の走行状態に応じて演算した印加電流
に対してアシスト力が最も小さくなるように制御した印
加電流を出力して、ハンドルの戻りを最もよくするよう
にする。また操舵角が所定の操舵角より小さいかまたは
操舵角速度が所定の操舵角速度より小さい場合は、自動
車の走行状態に応じて演算した印加電流に対して、操舵
角及び操舵角速度の減少に応じてアシスト力を小さくす
る割合を小さくするように制御した印加電流を出力し
て、ハンドルの戻りのきき具合を弱くする。
<実施例> 以下本発明の実施例を第1図から第6図に基づいて説
明する。第1図及び第2図において、入力軸14と出力軸
15を有する動力舵取装置10は両軸14,15の間に設けられ
たサーボ弁11及び反力機構13と、ラックピニオン機構に
より出力軸15に連結されたパワーシリンダ12により構成
され、入力軸14はハンドル軸47を介して操舵ハンドル46
に連結され、パワーシリンダ12のラックバー12aは操舵
リンク機構を介して図略の操向車輪に連結されている。
自動車の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22
に供給される。分流弁22は、この一定流量Qの作動流体
を、サーボ弁通路23aと反力制御通路23bにそれぞれ一定
流量Q1およびQ2ずつ分配するものである。サーボ弁通路
23aはサーボ弁11を介してパワーシリンダ12に接続さ
れ、反力制御通路23bには反力機構13及び電磁制御弁30
が接続されている。
サーボ弁11は公知のロータリー形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入力軸14及び出力軸15の間の相
対的回動により作動するものである。ハンドルトルクが
生じない中立状態においては、供給ポート11aより供給
された作動流体は左右の通路を均等に流れて排出ポート
11bからリザーバ25に排出される。この状態では両分配
ポート11c,11dは、低圧で等しい圧力となるのでパワー
シリンダ12は作動されない。操舵ハンドル46が操作され
ると、サーボ弁11は中立状態から偏位して、一方の分配
ポート(例えば11c)と排出ポート11bの間、及び他方の
分配ポート(例えば11d)と供給ポート11aの間の通路面
積が絞られ、サーボ弁通路23aに生じるギヤ発生圧力が
上昇する。この作動流体は一方の分配ポート(例えば11
c)から一方の分配通路(例えば24a)を経てパワーシリ
ンダ12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(例えば24a)から
他方の分配ポート(例えば11d)を経て排出ポート11bか
らリザーバ25に排出される。このアシスト力は出力軸15
の操舵出力トルクを増大させて、操向車輪に伝達される
よう構成されている。
反力機構13はサーボ弁11の出力軸15側に設けられた挿
通孔13cに嵌合されたプランジャ13bと、サーボ弁11の入
力軸14側に設けられてプランジャ13bの先端と係合する
円周方向両側に傾斜した傾斜面13dを主要構成要素とす
る公知のものである。そして、ポート13aを介してプラ
ンジャ13bの後部に導入される作動流体の圧力を電磁制
御弁30により変化させて、入力軸14と出力軸15の間の捩
りばね特性を変え、サーボ弁11の作動特性を変えて、ハ
ンドルトルクに対する操舵出力トルクの特性を変えるも
のである。この電磁制御弁30は、通常は最も開度が小さ
くなっており、ソレノイド30aに加える電流を増加させ
れば開度が次第に増加し、ついに全開となるようになっ
ている。
第2図に示すように、電気制御装置50はマイクロプロ
セッサ(以下CPUという)51と、読出し専用メモリ(以
下ROMという)52と、書込み可能メモリ(以下RAMとい
う)53を主要構成要素とし、このCPU51には図略のイン
ターフェンス並びにソレノイド駆動回路を介して電磁制
御弁30のソレノイド30aが接続され、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には図略
のインターフェンスを介して操舵角センサ45及び車速セ
ンサ40が接続されている。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。また車速センサ40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ョン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、電磁制御弁30のソレノイド30aに印加する
印加電流iの操舵角θ及び車速vに対する制御特性が記
憶されている。この制御特性は、操舵角θの増加に対し
て印加電流iは減少し、また車速vの増加に対して印加
電流iは減少するようになっていて、特性マップまたは
関数式として、記憶されている。
本実施例においては、通常の走行状態では、車速vの
減少及び操舵角θの減少に応じて、印加電流iを増加さ
せて電磁制御弁30の開度を増大させ、反力機構13に印加
する作動流体圧を減少させて、入力軸14と出力軸15の間
の捩りばね特性を柔とする。したがって、車速vの減少
及び操舵角θの減少に応じて、アシスト力の比率が増大
する。
そして、例えば特開昭62−279170号公報に開示されて
いるフローチャートに基づく判定手段2により、NEGA=
1すなわちハンドル戻し状態にあると判定された場合、
印加電流を減少させて電磁制御弁30の開度を減少させ、
反力機構13に印加する作動流体圧を増大させて、入力軸
14と出力軸15の間の捩りばね特性を剛にし、アシスト力
の比率を減少させて、タイヤからの復元力によりハンド
ル戻りが良くなる戻し制御を行うようにする。
その際、制御手段4により、下記のようにして求めら
れた印加電流が、電磁制御弁30のソレノイド30aに印加
される。すなわち,初期状態では、電気制御装置50は各
変数を所定の初期値に設定され、自動車の走行状態にお
いて刻々変化する車速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
の値が図略のレジスタに入力される。CPU51は、所定の
小時間毎の割込み信号が入力される都度、第3図に示す
処理動作を実行する。
第3図のフローチャートのステップ100において、車
速vと操舵角θを読み込み、ステップ101において、車
速vと操舵角θに応じて図略のマップから求めた基底電
流Iを読み込んだ後、ステップ102において、操舵角θ
を微分して操舵角速度θを演算する。その後ステップ10
3で、前述の判定手段2により、ハンドル操舵の方向が
切り込み方向か戻し方向かを判定する。
そして、ハンドル操舵の方向が戻し方向であると判定
された場合は、ステップ104において、操舵角θに応じ
た変数Xθを読み込む。変数Xθは第4図に示されるよ
うに、操舵角θが0の場合0となり、θより大きい場
合1となり、0<θ<θでは操舵角θの増加につれ変
数Xθが0から1まで直線的に増加するようになってい
る。さらにステップ105において、操舵角速度に応じ
た変数Xを読み込む。変数Xは第5図に示されるよ
うに、操舵角速度が0の場合0となり、<<
では1となり、0<<では操舵角速度の増加
につれ変数Xが0から1まで直線的に増加し、
では操舵角速度の増加につれ変数Xが0か
ら1まで直線的に減少するようになっている。
そしてステップ106において、ステップ104で読み込ん
だ変数Xθとステップ105で読み込んだ変数Xを戻し
電流の補正値Icomに乗じて、制御電流Δiを演算する。
この補正値Icomは、車速の増加に応じて小さくなるよう
に変化し、マップとして、ROM52に記憶されている。ま
たステップ103において、ハンドル操舵の方向が切り込
み方向であると判定された場合は、ステップ107で、制
御電流Δiが0に設定される。
そしてステップ108により、ステップ101で読み込んだ
基底電流Iから制御電流Δiを減じて出力電流I0を算出
し、ステップ109で、出力電流I0を電磁制御弁30のソレ
ノイド30aに印加する出力を行い、CPU51は第3図のフロ
ーチャートによる処理動作の実行を停止する。以降、所
定の時間毎に割り込み信号が出力される都度、CPU51は
第3図のフローチャートによる処理動作を繰り返し実行
する。
以上のように、ハンドル戻し状態にある場合に、操舵
角θがθより大きくかつ操舵角速度が<<
の場合は、基底電流Iから戻し電流の補正値Icomを減
じて、アシスト力が最も小さくなるように制御して、ハ
ンドル戻りが最も良くなるようにする。また、操舵角θ
がθより小さい中立付近において、操舵角速度が
<<の範囲外でのハンドル停止時と急操舵時の
場合は、戻し電流の補正値Icomに対して操舵角θと操舵
角速度に応じて減じられた制御電流Δiを基底電流I
から減じて、アシスト力の小さくなる割合を小さくする
方向にして、ハンドル戻りの度合いが小さくなるように
する。すなわち、操舵角θの大小、及び操舵角速度の
大小よって戻し電流を加減するようにして、ハンドル戻
りのきき具合を変えることが可能となる。
なお、本実施例は、印加電流により電磁制御弁30の開
度を変化させ、反力機構13に印加する作動流体圧を増減
させて操舵力を変化させているが、これに限定されるも
のではなく、油圧シリンダの高圧室と低圧室の間に配設
した可変バルブを制御電流により制御することにより操
舵力を変化するバイバス制御の場合でも適用できる。
<発明の効果> 以上述べたように本発明によれば、ハンドル戻し状態
にある場合に、操舵角θがθより大きくかつ操舵角速
度がより大きい場合は、基底電流Iから戻し電流
の補正値Icomを減じて、アシスト力が最も小さくなるよ
うに制御して、ハンドル戻りが最も良くなるようにす
る。また、操舵角θがθより小さい中立付近におい
て、操舵角速度がよりも小さいハンドル小操舵の
場合は、戻し電流の補正値Icomに対し操舵角θと操舵角
速度の減少に応じて減じられた制御電流Δiを基底電
流Iから減じて、アシスト力の小さくなる割合を小さく
する方向にし、ハンドル戻りの度合いが小さくなるよう
にする。このように操舵角θの大小、及び操舵角速度
の大小によって戻し電流を加減して、ハンドル戻りのき
き具合を最適な重さに変えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による動力舵取装置の制御装置の全体構
成図、第2図〜第5図は本発明の一実施例を示し、第2
図は全体の説明図、第3図は判定手段における制御プロ
グラムのフローチャート、第4図は操舵角θと変数Xθ
の関係図、第5図は操舵角速度と変数Xの関係図で
ある。 1……操舵角速度演算手段、2……判定手段、4……制
御手段、5……出力手段、11……サーボ弁、12……パワ
ーシリンダ、13……可変機構、14……入力軸、15……出
力軸、20……供給ポンプ、30……電磁制御弁、40……車
速センサ、45……操舵角センサ、46……操舵ハンドル。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−312268(JP,A) 特開 昭62−37274(JP,A) 特開 昭62−279170(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 6/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】操舵ハンドルに接続される入力軸と、操向
    車輪に接続される出力軸と、この出力軸にアシスト力を
    与えるパワーシリンダと、前記両軸の間の相対回動に応
    じて作動して供給ポンプから送られる作動流体の前記パ
    ワーシリンダの両作動室への給排を制御するサーボ弁
    と、前記両軸の間の操舵特性を印加電流に応じて変化さ
    せる電磁弁を備えた可変機構と、自動車の走行状態に応
    じて制御された前記印加電流を前記可変機構に出力する
    出力手段を備え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、前記操舵角か
    ら操舵角速度を演算する操舵角速度演算手段と、前記操
    舵角速度と前記操舵角よりハンドル戻し状態であるかど
    うかを判定する判定手段と、所定の操舵角下限値及び所
    定の操舵角速度下限値を記憶する記憶手段と、前記判定
    手段がハンドル戻し状態にあると判定した場合におい
    て、前記操舵角が所定の操舵角下限値より大きくかつ前
    記操舵角速度が所定の操舵角速度下限値より大きい場合
    は、アシスト力を小さくするように前記印加電流を制御
    し、前記操舵角が所定の操舵角下限値より小さいかまた
    は前記操舵角速度が所定の操舵角速度下限値より小さい
    場合は、アシスト力を小さくする割合を前記操舵角及び
    操舵角速度の減少に応じて小さくする方向に前記印加電
    流を制御する制御手段を有することを特徴とする動力舵
    取装置の制御装置。
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