JPH03112778A - 動力舵取装置の制御装置 - 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、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惑してしまう。

〈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１
２のラックパー１２ａは操舵リンク機構を介して回路の
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ＩＱ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ｉＱ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Ｉ２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ブンセンタ形
４ボ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、供給ボート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
出ボート１１ｂからリザーバ２５に排出される。この状
態では再分配ポーｔ−１１ｃ、ｌｉｄ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、一方の分配ボート（例えばｌ１ｃ）と
排出ボート１１ｂの間、及び他方の分配ボート（例えば
１１ｄ）と供給ポ）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ボート（例えば１１Ｃ）から一
方の分配通路（例えば２４ａ）を経てパワーシリンダ１
２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
方の分配ボート（例えば１１ｄ）を経て排出ボート１１
ｂ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、ボー
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ＣＰＵ５
１には囲路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には囲路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、特性マツ
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１
５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
れの現在の値が回路のレジスタに入力される。ＣＰＵ５
１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に応じて回路のマツプから求めた基底
電流■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１０３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Ｏの場合０となり、θ、より大きい場
合１となり、０〈θくθ１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θに応
じた変数Ｘθを読み込む。変数Ｘθは第５図に示される
ように、操舵角速度θがＯの場合０となり、θ１くθ〈
θ２では１となり、０〈θ〈θ１では操舵角速度θの増
加につれ変数ＸθがＯから１まで直線的に増加し、θ２
くθくθ３では操舵角速度θの増加につれ変数Ｘθ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Ｘθ
を戻し電流の補正値１ｃｏｍに乗じて、制御電流Δｉを
演算する。この補正値１ｃｏｖａは、車速の増加に応じ
て小さくなるように変化し、マツプとして、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Ｏ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■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、ＣＰ
Ｕ５１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θがθ１〈θくθ２
の場合は、基底電流■から戻し電流の補正値Ｉｃｏｎ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立付近において、操舵角速
度θがθ１〈θ〈θ２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１ｃｏｍに対して操
舵角θと操舵角速度θに応じて減じられた制御電流Δｉ
を基底電流■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θの大小に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パス制御の場合でも適用できる。

〈発明の効果〉 ４ 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θ１より大きくかつ操舵角速度
θがθ１より大きい場合は、基底電流■から戻し電流の
補正値１ｃｏｍ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θ１より小さい中立付近において
、操舵角速度θがθ８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θの減少に応じて減じられた制御電流Δｉを基底
電流■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
θ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θと変数Ｘθ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、１
４・・・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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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。