JPH022750B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はパワーステアリング装置、特に車体に
加わる遠心力に応じて補助力を制御するパワース
テアリング装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power steering device, and particularly to a power steering device that controls auxiliary force in accordance with centrifugal force applied to a vehicle body.
[従来の技術]
従来、提供されているパワーステアリング装置
としては一般的に油圧装置、伝動装置等を用いて
ステアリングの補助力を与えると共に車速に応じ
て該補助力を変化せし、停車時もしくは低速時に
は補助力を大きくしてハンドルを軽く(操舵を容
易に)し、逆に高速走行時では前記補助力を小さ
くして高速走行時のハンドルを重く(操舵を困難
に)したものがある。[Prior Art] Conventionally available power steering devices generally use a hydraulic device, a transmission device, etc. to provide steering assist force and change the assist force depending on the vehicle speed. Some vehicles increase the auxiliary force at low speeds to make the steering wheel lighter (making steering easier), and conversely reduce the auxiliary force at high speeds to make the steering wheel heavier (making steering more difficult).
低速走行時等でハンドルを軽くする理由として
は、車庫入れ、山道等ハンドルを盛んに切る場合
の運転者の負担を軽減することにあり、また高速
走行時にハンドルを重くする理由としては、直進
高速走行時の走行安定性を高めると共に所謂急ハ
ンドルといつた急旋回を行ない難くするといつた
ことが挙げられる。 The reason for making the steering wheel lighter when driving at low speeds is to reduce the burden on the driver when turning the steering wheel vigorously such as when parking in a garage or driving on a mountain road. In addition to improving running stability when driving, it also makes it difficult to make sudden turns such as so-called sudden steering.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら高速走行時に単に一律にステアリ
ングの補助力を小さくするといつた方法では、上
記高速走行時の急旋回を確実に避けることはでき
ない。即ち、高速道路であつても道路はカーブし
ており、ハンドルを切ることは必要で、多少ハン
ドルは重くても自由に操舵可能な状態にする必要
がある。その場合、運転者が直前路上に異物を発
見したとき等の突発的な自体が発生したときに、
思わず急ハンドルを切るといつたことがあり、操
舵が可能なだけに車は急旋回をする。その結果、
車両は横転することもある。[Problems to be Solved by the Invention] However, the method of simply reducing the steering assist force across the board during high-speed travel cannot reliably avoid the sharp turns described above during high-speed travel. That is, even if it is an expressway, the road has curves, so it is necessary to turn the steering wheel, and even if the steering wheel is somewhat heavy, it is necessary to be able to freely steer the vehicle. In that case, if something unexpected happens, such as when the driver discovers a foreign object on the road,
There have been times when I suddenly turned the steering wheel unexpectedly, and even though I was able to steer, the car turned sharply. the result,
Vehicles may also roll over.
本発明はこの様な問題に鑑み、鋭意検討の結果
なされたものであり、車体に発生する遠心力を捉
え高速走行時の急旋回を有効に防止したパワース
テアリング操舵力を提供することを目的としてい
る。 The present invention was developed as a result of extensive research in view of these problems, and the purpose of the present invention is to provide a power steering force that captures the centrifugal force generated in the vehicle body and effectively prevents sharp turns during high-speed driving. There is.
[課題を解決するための手段]
かかる目的は、ハンドル操作による操舵力を車
輪に伝えるステアリング装置と、該ステアリング
装置に付設され、前記ハンドル操作に基づき操舵
を補助するステアリング補助力発生手段を備えた
パワーステアリング装置において、ハンドル操作
による操舵角を検出する操舵角センサと、車速を
検出する車速センサと、車体に加わる遠心力を前
記両センサの検出信号に基づき演算する演算手段
と、前記車速及び前記遠心力の増大に伴つて前記
ステアリング補助力発生手段より出力される補助
力を小さくするよう制御する制御手段と、を設け
たことを特徴とするパワーステアリング装置によ
つて達成される。[Means for Solving the Problems] This object includes a steering device that transmits steering force generated by steering wheel operation to the wheels, and a steering assist force generating means attached to the steering device that assists steering based on the steering wheel operation. In the power steering device, a steering angle sensor detects a steering angle due to a steering wheel operation, a vehicle speed sensor detects a vehicle speed, a calculation means calculates a centrifugal force applied to the vehicle body based on detection signals of both the sensors, and the vehicle speed and the vehicle speed. This is achieved by a power steering device characterized in that it is provided with a control means for controlling the auxiliary force outputted from the steering auxiliary force generating means to be reduced as the centrifugal force increases.
[実施例]
以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説
明する。[Example] The present invention will be described below by giving examples and referring to the drawings.
第1図は実施例のパワーステアリング装置と示
す概略構成図、第2図はその概念の説明図を示
し、1はハンドル、2はハンドルポストに備えら
れたハンドルの回転角を検出する操舵角センサ、
3はラツク、ピニオン部に備えられたロータリ弁
3a及びロータリ弁3aより後記シリンダ4に送
られる圧油のバイパス量を制御する流量制御弁3
bよりなるコントロール弁、4はラツク部に設け
られ油圧によつて補助力を発生するシリンダ、5
は変速機の出力軸に備えられた車速センサ、6は
前記操舵角センサ2、車速センサ5の入力信号を
受けて後記油圧ポンプの出力(油圧)をエンジン
回転数に関わりなく一定に制御すると共に、流量
制御弁3bを制御する制御回路、7はエンジンに
よつて駆動される油圧ポンプ、8はオイルタンク
をそれぞれ表し、コントロール弁3、シリンダ
4、油圧ポンプ7、オイルタンク8によつて補助
力発生手段が構成されている。 Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a power steering device according to an embodiment, and Fig. 2 is an explanatory diagram of its concept, where 1 is a steering wheel, and 2 is a steering angle sensor that detects the rotation angle of the steering wheel provided on the handle post. ,
Reference numeral 3 denotes a rotary valve 3a provided in the rack and pinion portion, and a flow control valve 3 that controls the bypass amount of pressure oil sent from the rotary valve 3a to the cylinder 4, which will be described later.
a control valve consisting of a control valve 4, a cylinder provided in the rack part and generating an auxiliary force by hydraulic pressure;
6 is a vehicle speed sensor provided on the output shaft of the transmission, and 6 receives input signals from the steering angle sensor 2 and vehicle speed sensor 5 to control the output (hydraulic pressure) of the hydraulic pump to be constant regardless of the engine speed. , a control circuit for controlling the flow rate control valve 3b, 7 a hydraulic pump driven by the engine, and 8 an oil tank. A generating means is configured.
そしてシリンダ4はピストン4aによて左右の
作動室に仕切られ、ピストン4aは左右の車輪9
a,9bに接続されたトランクロツド4b,4c
と連結されている。 The cylinder 4 is partitioned into left and right working chambers by a piston 4a, and the piston 4a is connected to the left and right wheels 9.
Trunk rods 4b, 4c connected to a, 9b
is connected to.
また、第3図に示すように制御回路6は、操舵
角センサ2のポテンシオメータからのアナログ電
圧信号をデジタル信号に変換するA−D変換器6
a,A−D変換器6aの出力及び車速センサ5か
らの車速に比例したパルス信号を受けて演算・制
御を行うマイクロコンピユータ6b、マイクロコ
ンピユータ6b内の図示省略出力ラツチを介して
の出力信号によつて流量制御弁3bの電磁コイル
に流れる電流を制御するパワートランジスタ6c
を備えている。 Further, as shown in FIG. 3, the control circuit 6 includes an A-D converter 6 that converts an analog voltage signal from the potentiometer of the steering angle sensor 2 into a digital signal.
a, a microcomputer 6b that receives the output of the A-D converter 6a and a pulse signal proportional to the vehicle speed from the vehicle speed sensor 5, and performs calculation and control; an output signal via an output latch (not shown) in the microcomputer 6b; Therefore, the power transistor 6c controls the current flowing through the electromagnetic coil of the flow rate control valve 3b.
It is equipped with
更にマイクロコンピユータ6bは第4図のフロ
ーチヤートに示す如き制御プログラムに沿つて制
御を行う。以下フローチヤートに沿つてその処理
を説明する。 Furthermore, the microcomputer 6b performs control according to a control program as shown in the flowchart of FIG. The process will be explained below along with the flowchart.
エンジンの図示省略のキースイツチがオンさ
れ、エンジンが始動すると図示省略の初期化処理
が行われ、本フローチヤートに示す処理が開始さ
れ、まずステツプ20が実行される。 When a key switch (not shown) of the engine is turned on and the engine is started, initialization processing (not shown) is performed, and the processing shown in this flowchart is started, and step 20 is executed first.
ステツプ20においては、車速センサ5からの
車速に比例したパルス信号を入力し、パルス間隔
もしくは単位時間当りのパルス数によつて車速V
を演算し、次ステツプ21に移行する。 In step 20, a pulse signal proportional to the vehicle speed from the vehicle speed sensor 5 is input, and the vehicle speed V is determined by the pulse interval or the number of pulses per unit time.
is calculated, and the process moves to the next step 21.
ステツプ21においては、A−D変換器6aを
介して入力した操舵角センサ2の検出信号からス
テアリング角を求め、そのステアリング角におけ
る車体の回転半径Rを演算する。 In step 21, the steering angle is determined from the detection signal of the steering angle sensor 2 inputted via the AD converter 6a, and the turning radius R of the vehicle body at that steering angle is calculated.
続くステツプ22においては、予め定められた
車体重量Mと、前記ステツプ20及びステツプ2
1で演算された車速V及び回転半径Rとにより、
遠心力FRを、
FR=M・V2/R
上式によつて算出し、次ステツプ23に移行す
る。 In the following step 22, the predetermined vehicle weight M and the steps 20 and 2 are determined in advance.
Based on the vehicle speed V and turning radius R calculated in 1,
The centrifugal force FR is calculated by the above formula: FR=M·V 2 /R, and the process moves to the next step 23.
ステツプ23では、前ステツプ22で算出され
た遠心力FRを基にステアリングの補助力F1を算
出し、次ステツプ24に進む。 In step 23, the steering assist force F1 is calculated based on the centrifugal force FR calculated in the previous step 22, and the process proceeds to the next step 24.
ステツプ24においては、車速Vの一次関数f
(V)によつて補助力F2を演算し、次ステツプ2
5に示す処理に移る。 In step 24, a linear function f of the vehicle speed V
(V) to calculate the auxiliary force F2, and then proceed to the next step 2.
The process moves to step 5.
ステツプ25では、上記ステツプ23及びステ
ツプ24において演算された補助力F1と補助力
F2とを加え、制御上の補助力Fを求める。 In step 25, the auxiliary force F1 and the auxiliary force calculated in steps 23 and 24 are calculated.
F2 is added to find the control auxiliary force F.
続くステツプ26では、ステツプ25で算出さ
れた車速Fの大きさに応じて、当該補助力Fを発
生するのに必要な流量制御弁3b駆動信号の大き
さ(例えばデユーテイ制御によるならばパルス信
号のデユーテイ比の大きさ)を決定し、該決定し
た大きさの駆動信号を出力ラツチを介してパワー
トランジスタ6cに出力して、流量制御弁3bを
制御する。この結果、シリンダ4に送られる圧油
のバィパス量が制御され、補助力が制御される。 In the following step 26, the magnitude of the flow control valve 3b drive signal necessary to generate the auxiliary force F is determined according to the magnitude of the vehicle speed F calculated in step 25 (for example, if duty control is used, the magnitude of the pulse signal is determined). A drive signal having the determined magnitude is outputted to the power transistor 6c via the output latch to control the flow rate control valve 3b. As a result, the bypass amount of pressure oil sent to the cylinder 4 is controlled, and the auxiliary force is controlled.
そして処理は再びステツプ20に戻り、以降同
様の処理が繰り返し行われる。 The process then returns to step 20, and the same process is repeated thereafter.
このように本実施例では、ステツプ22にて、
操舵角θによつて定まる車体の回転半径R、車体
重量M及び車速Vから車体に作用する遠心力FR
を算出し、ステツプ23にて、この切換弁FRの
大きさに基づき補助力F1を算出する。この結果
補助力F1は、車体重量Mが一定ならば第5図イ
に示すように、車速Vと回転半径Rの大きさによ
つて、即ち車速Vの増大及び回転半径Rの減少に
伴つて小さくなり、また車速Vと車体重量Mとが
一定ならば、第5図ロに示すように、操舵角θの
増大(回転半径Rの減少)に伴つて小くなる。 In this way, in this embodiment, in step 22,
Centrifugal force FR acting on the vehicle body from the vehicle body turning radius R determined by the steering angle θ, vehicle weight M, and vehicle speed V
is calculated, and in step 23, the auxiliary force F1 is calculated based on the size of this switching valve FR. As a result, if the vehicle weight M is constant, the auxiliary force F1 changes depending on the vehicle speed V and the turning radius R, as shown in Fig. 5A, that is, as the vehicle speed V increases and the turning radius R decreases. Furthermore, if the vehicle speed V and vehicle weight M are constant, as the steering angle θ increases (the radius of rotation R decreases), as shown in FIG.
ところで遠心力FRは車速Vの2乗に比例する
ため、これに応じて設定される補助力F1も車速
Vの二次関数として設定されることとなる。従つ
てこの補助力F1のみによつてステアリングの補
助力を制御すると、車速Vのわずかな変化に対
し、て補助力が大きく変化する領域と、車速Vの
変化に対して補助力が余り変化しない領域とが発
生してしまう。 By the way, since the centrifugal force FR is proportional to the square of the vehicle speed V, the auxiliary force F1 set accordingly is also set as a quadratic function of the vehicle speed V. Therefore, if the steering assist force is controlled only by this assist force F1, there will be a region where the assist force changes greatly with a slight change in the vehicle speed V, and a region where the assist force does not change much with a change in the vehicle speed V. area will occur.
そこで本実施例では、更にステツプ30におい
て車速Vの一次関数となる補助力F2を算出し、
ステツプ31にて、この補助力F2に遠心力FRに
応じて設定される補助力F1に加えることで、制
御に用いる補助力Fを設定している。つまり、車
両の遠心力FRに加えて、車速Vをも考慮してス
テアリングの補助力を制御することにより、車速
変化に対する補助力の変化を任意に調整できるよ
うにしている。 Therefore, in this embodiment, the auxiliary force F2, which is a linear function of the vehicle speed V, is further calculated in step 30.
In step 31, the auxiliary force F used for control is set by adding this auxiliary force F2 to the auxiliary force F1 set according to the centrifugal force FR. That is, by controlling the steering assist force in consideration of the vehicle speed V in addition to the centrifugal force FR of the vehicle, it is possible to arbitrarily adjust the change in the assist force in response to changes in vehicle speed.
この結果本実施例によれば、車両の遠心力FR
が大きくなる程、ステアリングの補助力を小さく
して(即ち、ハンドルを重くして)、運転者の急
な操舵による急旋回を有効に防止することができ
ると共に、車速に対する補助力を車両の慣性モー
メント等を考慮して最適に設定することができ、
広い車速範囲にわたつて車両の走行安定性を向上
することが可能となる。 As a result, according to this embodiment, the centrifugal force FR of the vehicle is
The larger the steering force is, the smaller the steering assist force is (that is, the heavier the steering wheel is), which effectively prevents sudden turns caused by the driver's sudden steering. Optimal settings can be made taking into account moments, etc.
It becomes possible to improve the running stability of the vehicle over a wide vehicle speed range.
ここでステツプ22にて遠心力FRを算出する
のに使用する車体重量Mとしては、例えば車両に
規定積載重量(搭乗人員数)の約半分の重量が積
載されていると仮定することにより、上記実施例
のように予め定めた固定値を用いるようにしても
よいが、車軸と車体間にロードセル等の加重セン
サを設けて実車体重量を検出し、その検出結果を
ステツプ22で使用するようにしてもよい。また
ステツプ23における補助力F1の演算には、車
種固有の特性(駆動方式、車体長、重心位置等。)
に応じて実験的に求められた数式を用いるように
すればよい。 Here, the vehicle weight M used to calculate the centrifugal force FR in step 22 is determined by assuming that the vehicle is loaded with approximately half the specified loading weight (number of passengers). Although a predetermined fixed value may be used as in the embodiment, a weight sensor such as a load cell may be provided between the axle and the vehicle body to detect the actual vehicle weight, and the detection result may be used in step 22. It's okay. In addition, the calculation of the auxiliary force F1 in step 23 takes into account vehicle type-specific characteristics (drive system, vehicle body length, center of gravity position, etc.).
It is sufficient to use a mathematical formula determined experimentally depending on the situation.
また次に上記実施例においては、油圧式のパワ
ーステアリング装置について述べているが、パル
スモータ等を用いた電動式のものや可変レシオギ
ヤを用いた機械式のものにおいても本発明を適用
して同様の効果を発揮することができる。 Further, in the above embodiment, a hydraulic power steering device is described, but the present invention can also be applied to an electric type using a pulse motor etc. or a mechanical type using a variable ratio gear. It is possible to demonstrate the effect of
[発明の効果]
以上詳述したように本発明のパワーステアリン
グ装置は、補助力制御のパラメータとして、切換
弁と車速とを用いており、遠心力及び車速の大き
さに応じて補助力を制御している。[Effects of the Invention] As detailed above, the power steering device of the present invention uses the switching valve and the vehicle speed as parameters for controlling the auxiliary force, and controls the auxiliary force according to the magnitude of the centrifugal force and the vehicle speed. are doing.
このため本発明によれば、車体に発生する遠心
力の大きさに応じてパワーステアリング装置のス
テアリング補助力を減少し、所謂ハンドルを重く
した状態にすることによつて運転者の急な操舵に
よる急旋回を有効に防止し、その結果、横転事故
等の発生を防ぐことが可能となる。また補助力制
御のパラメータとして遠心力の他に車速を用いて
いるため、広い車速範囲にわたる補助力の発生特
性を車両の慣性モーメント等を考慮して設定する
ことができ、走行安定性を広い車速範囲にわたつ
て増大することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, the steering assist force of the power steering device is reduced in accordance with the magnitude of the centrifugal force generated in the vehicle body, and by making the steering wheel heavier, it is possible to prevent sudden steering by the driver. It is possible to effectively prevent sudden turns and, as a result, to prevent rollover accidents and the like. In addition, since vehicle speed is used in addition to centrifugal force as a parameter for auxiliary force control, the generation characteristics of auxiliary force over a wide range of vehicle speeds can be set in consideration of the vehicle's moment of inertia, etc., and driving stability can be improved over a wide range of vehicle speeds. It becomes possible to increase over a range.
第1図は実施例のパワーステアリング装置を示
す概略系統図、第2図は同じく概念の説明図、第
3図は制御回路を示すブロツク図、第4図は制御
プログラムを示すフローチヤート、第5図イ,ロ
は実施例の作用を説明する説明図、である。
1……ハンドル、2……操舵角センサ、3……
コントロール弁、3b……流量制御弁、4……シ
リンダ、5……車速センサ、6……制御回路、6
b……マイクロコンピユータ、6c……パワート
ランジスタ。
FIG. 1 is a schematic system diagram showing the power steering device of the embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram of the same concept, FIG. 3 is a block diagram showing the control circuit, FIG. 4 is a flowchart showing the control program, and FIG. Figures A and B are explanatory diagrams for explaining the effects of the embodiment. 1... Steering wheel, 2... Steering angle sensor, 3...
Control valve, 3b...Flow rate control valve, 4...Cylinder, 5...Vehicle speed sensor, 6...Control circuit, 6
b...Microcomputer, 6c...Power transistor.
Claims (1)
テアリング装置と、該ステアリング装置に付設さ
れ、前記ハンドル操作に基づき操舵を補助するス
テアリング補助力発生手段を備えたパワーステア
リング装置において、 ハンドル操作による操舵角を検出する操舵角セ
ンサと、 車速を検出する車速センサと、 車体に加わる遠心力を前記両センサの検出信号
に基づき演算する演算手段と、 前記車速及び前記遠心力の増大に伴つて前記ス
テアリング補助力発生手段より出力される補助力
を小さくするよう制御する制御手段と、 を設けたことを特徴とするパワーステアリング装
置。[Scope of Claims] 1. A power steering device comprising: a steering device that transmits steering force from a steering wheel operation to the wheels; and a steering assist force generating means attached to the steering device that assists steering based on the steering wheel operation, comprising: a steering angle sensor that detects a steering angle caused by an operation; a vehicle speed sensor that detects vehicle speed; a calculation means that calculates centrifugal force applied to the vehicle body based on detection signals of both sensors; and control means for controlling the assist force outputted from the steering assist force generating means to be smaller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18496982A JPS5973362A (en) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | Power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18496982A JPS5973362A (en) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | Power steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5973362A JPS5973362A (en) | 1984-04-25 |
JPH022750B2 true JPH022750B2 (en) | 1990-01-19 |
Family
ID=16162516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18496982A Granted JPS5973362A (en) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | Power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5973362A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007238052A (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Isuzu Motors Ltd | Vehicle rollover preventing device |
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1982
- 1982-10-20 JP JP18496982A patent/JPS5973362A/en active Granted
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