JPH0737235B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

動力舵取装置

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JPH0737235B2
JPH0737235B2 JP60203919A JP20391985A JPH0737235B2 JP H0737235 B2 JPH0737235 B2 JP H0737235B2 JP 60203919 A JP60203919 A JP 60203919A JP 20391985 A JP20391985 A JP 20391985A JP H0737235 B2 JPH0737235 B2 JP H0737235B2
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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、自動車の操舵感覚の向上を図った動力舵取装
置に関する。
【従来技術】
自動車の動力舵取装置は、自動車のステアリングシャフ
トに入力されるマニュアルトルクの大きさにに比例して
補助操舵力を発生させて操舵に必要なマニュアルトルク
を減少させる装置である。そして操舵感覚が走行条件に
拘わらず最適となるように、マニュアルトルクに対する
補助操舵力の比である感度を、車速、操舵角、操舵角速
度、路面と操舵輪との摩擦係数等によって変化させるこ
とが提案されている。
【発明が解決しようとする問題点】
この内、操舵角速度に対する感度特性として各種のもの
が考えられている。 第1は、操舵角速度が大きくなる程感度を増加せさる特
性である。これは、運転者がハンドルを速く切る意志が
ある場合、その意図を達成すべく、補助操舵力を増加さ
せてハンドル操作を軽くする制御方法である。この特性
による制御は、低速走行時においては、ハンドルを速く
切れば来る程ハンドル操作がそれだけ軽くなる為、運転
車の意図に沿った望ましい操舵感覚が得られる。然しな
がら、高速走行時においては、急なハンドル操作をした
場合にハンドルが軽くなり過ぎるという問題点がある。 第2は、操舵角速度が大きくなる程感度を減少させる特
性である。これは、ハンドルが速く切られた場合、逆に
ハンドル操作を重くする制御方法である。この特性によ
る制御は、高速走行時においては、運転車の不注意によ
る又は過渡の急なハンドル操作が行われた場合に、ハン
ドルが重くなる為、急なハンドル操作が抑制されるの
で、安全性及び直進走行性が向上する。然しながら、低
速走行時においては、運転者の急なハンドル操作の意図
に反してハンドルが重くなるため、ハンドル操作の滑ら
かさが失われ、ハンドルの操作に引っ掛かりの感覚が生
じる。 本発明者らは、操舵角速度に関する従来の感度特性に上
記の問題点があることを指摘し、係る欠点を改良する新
しい感度特性を提案する。 即ち本発明は、操舵角速度に関する感度特性を車速に応
じて変調することにより、低車速領域から高車速領域に
至るまでの全車速範囲における操舵感覚を向上させるこ
とを目的とする。
【問題点を解決するための手段】
上記問題点を改良するための発明の構成は、次の通りで
ある。 自動車の操舵力を補助する補助力を制御装置からの制御
信号に応じて発生する補助力発生手段と、 前記自動車のハンドルの操舵角速度を検出する操舵角速
度検出器と、 前記自動車の走行速度を検出する車速検出器と、 前記操舵角速度検出器、前記車速検出器からの信号を入
力して、検出された操舵角速度、車速に応じて、自動車
のハンドルに入力されるマニュアルトルクに対する補助
力の比である感度を変化させて、該感度に応じて前記補
助力発生手段の出力する前記補助力を制御する制御装置
とから成る動力舵取装置に於いて、 前記制御装置は、車速が低速の時は操舵角速度が大きく
なる程前記感度を大きくする低速走行時の特性マップ
と、車速が高速の時は操舵角速度が大きくなる程前記感
度を小さくする高速走行時の特性マップとを記憶した記
憶装置と、車速が低速と高速との中間車速の際に、前記
記憶装置に記憶されている前記低速走行時の特性マップ
と前記高速走行時の特性マップとから、補間演算により
中間車速特性を算出する中間車速特性演算手段とを有
し、低速走行時は操舵角速度が大きくなる程感度が大き
くなるように前記補助力発生手段を制御し、高速走行時
は操舵角速度が大きくなる程感度が小さくなるように前
記補助力発生手段を制御し、中間速度走行時は低速走行
時と高速走行時の中間の感度となるように前記補助力発
生手段を制御するようにしてなることを特徴とする。
【作用】
制御装置は、操舵角速度検出器、車速検出器からの信号
を入力して、検出された操舵角速度、車速に応じて、自
動車のハンドルに入力されるマニュアルトルクに対する
補助力の比である感度を変化させて、該感度に応じて補
助力発生手段の出力する補助力を制御する。自動車が低
速走行の状態にあるときは、制御装置は、操舵角速度が
大きくなる程感度を大きくする低車速特性で補助力を制
御し、自動車が高速走行の状態にある時は、操舵角速度
が大きくなる程感度を小さくする高車速特性で補助力を
制御する。そして自動車が上記速度に中間速度の状態に
ある時は、その車速に応じて低車速特性と高車速特性と
の中間車速特性で補助力を制御する。補助力発生手段
は、制御装置から上記特性の補助力を制御するための制
御信号を入力して、その時の最適な感度に応じた補助力
を発生して、マニュアルトルクを補助してハンドルの操
作性を向上する。
【実施例】
本実施例装置は、油圧式の動力舵取装置に関するもので
ある。本実施例では、操舵角速度に関する感度特性を車
速に応じて適切に変化させると共に、車速に関する感度
特性及び、操舵角に関する感度特性も考慮されている。
即ち車速に対しては、高車速になる程、又、操舵角に対
しては、操舵角が大きくなる程、感度を低下させマニュ
アルトルクに対して発生する補助操舵力を小さくし操舵
感覚が重くなるように制御している。 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は補助力発生手段で、サーボバルブ14と、パ
ワーシリンダ15と、電磁弁20と、電磁弁20を駆動するソ
レノイド駆動回路65と、ポンプ22と、流量制御弁装置40
と、それを駆動するソレノイド駆動回路75と、油圧回路
12とで構成されている。サーボバルブ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は図略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にマニュアルトル
クを付与してサーボバルブ14を回転制御することでパワ
ーシリンダ15に圧力流体が供給制御され、このパワーシ
リンダ15によって補助操舵力が発生され、増大された操
舵トルク(マニュアルトルク+補助操舵力)が操向車輪
に伝達されるようになっている。 サーボバルブ14には油圧回路12を介してポンプ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
記サーボバルブ14、パワーシリンダ15に圧力流体が供給
されるようになっている。 また前記パワーシリンダ15には電磁弁20が取り付けられ
いている。この電磁弁20はパワーシリンダ15の一方の高
圧室に供給される圧力流体の一部をパワーシリンダ15の
他方の低圧室にバイパスするものであり、その構造は第
2図断面図に示されている。電磁弁20は、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15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間はバ
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。 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3
図に示す様にポンプ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へ供給する圧力流体の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と同軸上に取付けら
れ前記絞り45の開度を調整する電磁弁48とからなる。こ
の電磁弁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と共に、絞り45
と反対側に押圧され、絞り45の開度を全開状態にしてい
る。然るに可動スプール50がスプリング53の撥力に抗し
て絞り45の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。この動作により、送出ポ
ート43からサーボバルブ14への圧力流体の供給流量が減
少する。第1図において60は電子制御装置である。この
電子制御装置60はマイクロプロセッサ61と、RAM62と、R
OM63を主要構成要素としている。このマイクロプロセッ
サ61にはインタフェース64が接続され、そのインタフェ
ース64にはソレノイド駆動回路65,75が接続されてい
る。ソレノイド駆動回路65,75はそれぞれ前記電磁弁20
のソレノイド27、流量制御弁装置40のソレノイド49に印
加される電流を制御している。またマイクロプロセッサ
61にはインタフェース66、カウンタ67、位相判定回路68
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上に連結された回転
板70と、2つのフォトインタラプタ71,72より成り、係
るフォトインタラプタ71,72からの信号からハンドルの
操舵角θを検出するようになっている。又、カウンタ67
に入力されるパルスの周期から操舵角速度を検出する
ようにしている。更にマイクロプロセッサ61にはインタ
フェース66、カウンタ75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を検出している。 一方前記ROM63には、前記電磁弁20,48のソレノイド27,4
9に印加する印加電流に比例した制御電流、及びその印
加電流を各種のパラメータに基づいて算定する制御係数
の制御パターンが特性マップとして記憶されている。こ
の制御パターンとしては第5図(a)、(h)に示すよ
うに特性マップA1とB1の組合せとから成る車速に関する
制御パターン1と、第5図(c)、(d)に示すように
特性マップA2とB2の組合せから成る操舵角θに関する制
御パターン2とが用意されている。又本発明の特徴とす
る操舵角速度に関する制御特性マップは第6図に示さ
れている。第6図(a)、(b)に低速走行時の特性マ
ップA3LとB3Lが示され、第6図(c)、(d)に高速走
行時の特性マップA3HとB3Hとがそれぞれ示されている。
それぞれ特性マップA1,A2,A3L,A3Hはサーボバルブ14に
供給する流量を制御する流量制御弁装置40のノレノイド
49の駆動用に用いられる。又、特性マップB1,B2,B3L,B3
Hはパワーシリンダ15の両端室をバイパス制御する電磁
弁20のソレノイド27の駆動用に用いられる。車速制御に
おいては、特性マップA1から分るように、車速Vの増加
に対して、ソレノイド49に印加すべき電流IO Aに係る制
御係数αAは増加する。又、操舵角特性においては、特
性マップB2から分るように、操舵角θの増加に対して、
ソレノイド27に印加される電流IO Bに比例した制御電流
IBは増加する。即ち、前者ではサーボバルブ14への供
給量を少なくし、後者ではパワーシリンダ15のバイパス
流量を多くすることにより、ハンドルを重めに設定して
いる。 一方、操舵角速度については、ソレノイド49、27共
に、同じ特性で制御している。低速走行時はソレノイド
49、27の駆動電流IO A、IO Bに係る制御係数βAL、βBL
を、操舵角速度が大きくなる程小さくして感度が大きく
なるように制御している。即ち、サーボバルブ14への供
給量を多くしパワーシリンダ15のバイパス流量を少なく
することにより、ハンドルを速く切れば切る程操舵が軽
くなるように設定している。又、高速走行時はソレノイ
ド49、27の駆動電流IO A、IO Bに係る制御係数βAH、β
BHを、操舵角速度が大きくなる程大きくなるようにし
て感度が小さく成る様に制御している。即ち、サーボバ
ルブ14への供給量を少なくしパワーシリンダ15のバイパ
ス流量を多くすることにより、ハンドルを速く切れば切
る程操舵が重くなるように設定している。 第4図は、本実施例装置の制御装置に使用されたCPU61
の処理手順を示したフローチャートである。CPU61は、
ステップ100から実行を開始する。ステップ100では、車
速V、操舵角θ、操舵角速度を読み込む。次にステッ
プ102で、第5図(a)に示す特性マップA1から車速V
に応じた制御係数αAを求める。次にステップ104で同
じく第5図(c)に示す特性マップA2から操舵角θに応
じた駆動電流IO Aに比例した制御電流IAをサーチす
る。ステップ106では、現在の車速Vが上限車速Vhと比
較され、それより小さい場合にはステップ108に移行し
て、第6図(a)の特性マップA3Lにより操舵角速度
に応じた制御係数βALをサーチし、次にステップ110で
第6図(c)に示す特性マップA3Hから操舵角速度に
応じた制御係数βAHをサーチする。そして、ステップ11
2で車速Vに応じて特性マップA3L及び、A3Hで示す特性
を補間してその車速Vに応じた最適な制御係数βAを算
定する。次にステップ114で、操舵角速度に関する感
度を決定する制御係数βAと車速に関する制御係数αA
と操舵角に関する制御電流IAとの積によりソレノイド4
9を駆動するための駆動電流IO Aが算定される。次にス
ップ116に移行して制御信号をソレノイド駆動回路75に
出力してソレノイド49を駆動する。この結果その時の車
の走行状態及び、ハンドルの操舵状態に最も適した感度
に制御され、その感度に応じた補助操舵力がパワーシリ
ンダ15から発生する。一方ステップ106で現在の車速が
上限車速Vhよりも大きい場合には、ステップ140及び、1
42により第6図(c)に示す高車速時の操舵角速度に対
する特性マップA3Hから操舵角速度に応じた制御係数
βAHを求める。 ステップ118〜132のステップは、ソレノイド27を駆動す
るための駆動電流を求めるためのステップであり、その
処理方法は、前述のステップ100〜116のステップと同じ
である。即ちステップ118で第5図(b)に示す特性マ
ップB1より車速に応じた制御係数αBをサーチする。次
にステップ120で第5図(d)に示す特性マップB2から
操舵角に応じた制御電流IBをサーチし、ステップ122で
現在の車速Vが上限車速Vhよりも低いと判定された場合
にはステップ124に移行して第6図(b)に示す特性マ
ップB3Lより操舵角速度に応じた制御係数βBLがサー
チされ、ステップ126で第6図(d)に示す特性マップB
3Hより操舵角速度に応じた制御係数βBHがサーチされ
る。ステップ128では現在の車速に応じて制御係数βB
をβBLとβBHより補完して求める。ステップ130では、
求められた制御係数αB、制御電流IB及び、制御係数
βBに応じてソレノイド27を駆動する駆動電流IO Bが算
定され、ステップ132でその電流値IO Bに対応して制御
信号が出力され、ソレノイド27が駆動される。その結
果、その車速に応じた最適な操舵角速度に関する感度特
性が得られる。 上記のように本実施例では、油圧式の動力舵取装置につ
いて説明したけれども、油圧式に限らず電気式の動力舵
取装置についても本発明は適応し得る。又、感度を制御
する為の電磁弁として、パワーシリンダの高圧室と低圧
室とバイパスする電磁弁20と、ポンプと吐出容量を変化
させるための電磁弁48とを二つ設けているが、何れか一
方でも良い。又、車速及び、操舵角及び、操舵角速度の
三つのパラメータに応じてそれぞれの電磁弁を制御して
いるが、これらのパラメータは、これに限定されるもの
でもなく、又そのパラメータによって制御される電磁弁
は任意である。
【発明の効果】
本発明の動力舵取装置は、低車速の時には操舵角速度が
大きくなる程感度を大きくし、高車速の時には操舵角速
度が大きくなる程感度を小さくし、その中間車速におい
てはそれらの特性の中間特性で感度を調節する制御装置
を有している。 従って、車速の大小に拘わらずその時に車速に最も望ま
しい操舵角速度に関する感度特性が得られ、操舵フィー
リングが向上する。 更に、詳しく言えば、低速走行時においては、操舵角速
度の増大に大じて操舵の感度が高められるため、急ハン
ドルに対しても軽快な操舵を行い得、逆に高速走行時に
おいては、操舵角速度の増大に応じて操舵の感度が小さ
くなるので、高速走行時における急なハンドル操作が抑
制される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の具体的な一実施例装置の構成を示す
ブロックダイヤグラム、第2図は、同実施例装置に使用
されているパワーシリンダの高圧室と低圧室とをバイパ
スする管路に設けられた電磁弁の断面図、第3図は、同
実施例装置のサーボバルブへの圧油の供給流量を制御す
る流量制御弁装置の断面図、第4図は、同実施例装置の
制御装置に使用されているCPUの処理手順を示したフロ
ーチャート、第5図は、車速及び、操舵角に関する電磁
弁の制御電流を決定するための特性図、第6図は、操舵
角速度に関するソレノイドの駆動電流を決定するための
特性図である。 14……サーボバルブ、15……パワーシリンダ 22……ポンプ、27,49……ソレノイド 40……流量制御弁装置、48……電磁弁 60……電子制御装置、69……操舵角センサ 74……車速センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−149869(JP,A) 特開 昭59−11969(JP,A) 実開 昭57−195963(JP,U) 実開 昭60−100265(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自動車の操舵力を補助する補助力を制御装
    置からの制御信号に応じて発生する補助力発生手段と、 前記自動車のハンドルの操舵角速度を検出する操舵角速
    度検出器と、 前記自動車の走行速度を検出する車速検出器と、 前記操舵角速度検出器、前記車速検出器からの信号を入
    力して、検出された操舵角速度、車速に応じて、自動車
    のハンドルに入力されるマニュアルトルクに対する補助
    力の比である感度を変化させて、該感度に応じて前記補
    助力発生手段の出力する前記補助力を制御する制御装置
    とから成る動力舵取装置に於いて、 前記制御装置は、 車速が低速の時は操舵角速度が大きくなる程前記感度を
    大きくする低速走行時の特性マップと、車速が高速の時
    は操舵角速度が大きくなる程前記感度を小さくする高速
    走行時の特性マップとを記憶した記憶装置と、 車速が低速と高速との中間車速の際に、前記記憶装置に
    記憶されている前記低速走行時の特性マップと前記高速
    走行時の特性マップとから、補間演算により中間車速特
    性を算出する中間車速特性演算手段とを有し、 低速走行時は操舵角速度が大きくなる程感度が大きくな
    るように前記補助力発生手段を制御し、高速走行時は操
    舵角速度が大きくなる程感度が小さくなるように前記補
    助力発生手段を制御し、中間速度走行時は低速走行時と
    高速走行時の中間の感度となるように前記補助力発生手
    段を制御するようにしてなる動力舵取装置。
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