JPS6192964A - 車両用操舵装置 - 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 本発明は車両用操舵装置に関し１％にはステアリングホ
イールの操舵角に対する車輪舵角の比を調整可能な機構
を設けた操舵装置の改良に関する。

従来の技術 従来より車両用操舵装置には、ステアリングホイールに
連結された入力軸と、操向制御機構とが機械的に連結さ
れていて、ステアリングホイールを操作することにより
操向輪を直接操舵する方式の外、前記入力軸と操向制御
機構とを機械的に切り離しておき、この操向制御機構を
駆動するアクチュエータ、及びこの了り千ユエータの動
作状態を制御するコントローラとを備えて（以下ステ了
パイワイヤ装置と称する）成る操舵制御方式が知られて
いる。その中でも車両の走行状態に応じて、ステアリン
グホイールの操舵角に対する車輪舵角の比を可変として
、適正な操舵感覚を保持させる機能を備えた操舵装置例
が提案されているが、その−例として実開昭５９−２４
６６５号公報「油圧操舵系の制御装置」には以下に配す
装置例が開示されている。即ちステアリングホイールの
角変位検出器と車速計からの信号に基づいて目標重輪舵
角を演算し、その結果得られた制御信号を油圧操舵系の
せ−ボバルブへ送って油圧ピストンを作動させるととも
に、この油圧ピストンの変位検出器からのピストン変位
信号に基づいて実舵角を演算し、その結果と目標車輪９
１９角とを比較して上記制御信号を修正する制御部とを
具えた油圧操絆系の制御装置例が示さねている。上記の
装置Ｍによれば、車両の車速とステアリングホイールの
変位量に応じて先ず目標とする車輪鮮角を演算し、且つ
油圧操舵系のピストンの変位を検出して演貢した実舵角
と、前記目標とする車輪舵角との比較によって、最コー
な車輪舵角を決定することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながらこの様な従来のステアバイワイヤ装置にお
ける車輪舵角の決定手段にｉＦ＞つては、主として車速
とステアリングホイールの角変位より実舵角を決定する
制御方式となっていたため、走行時における題輪舵肉に
対するステ了リングホイール操舵角の比ｒ（＝ステアリ
ングホイール操舵角／車輪舵角、以下便宜上ギヤ比と略
称する）が、車両の前進状態又は後進状態に拘わらず、
同様に設定されるので、特に低速での後進状態の場合に
は、前記ギヤ比は所定の小さな値となり運転者が車両感
覚をつかみにくいという問題点があった。

即ち一般的に云えば、車両の高速走行時には前記ギヤ比
を大きくして走行安定性を高める一方、車両の低速走行
時には前記ギヤ比を小さくして、操舵ゲインを高め、操
舵効果を大にすることが望ましい。更に車両が前進時と
後進時の場合を比較した際、車速が同一である場合には
前進時よりも、後進時における前記ギヤ比を大きくする
ことによって、後進時にはゲインを若干低くし、もって
後進時の操舵し易さを高めることが望ましい。しかるに
前記した従来例にあってはステアリングホイールの操舵
角と車速の要因に基づいて車輪舵角を決定する構成とな
っていて、車両の走行状態が前進であるか、又は後進で
あるかに関しては伺らの考慮がなされていないので、前
進時と後進時との前記ゲインが同一であり、特に後進時
の操舵安全性に問題点を有しているものである。

本発明は上記した如き従来のステ了バイワイヤ方式の操
舵装置が有している問題点を除去して、主として後進時
の操向安全性を高めることを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明にあっては、ステア
リングホイールの操舵角を検出する操舵角検出センサと
、車速を検出する車速センサと、前記操舵角検出センサ
からの操舵角信号及び車速センサからの車速信号に基づ
き、操向単輪の目標転舵角を算出して目標転舵角信号を
発する制御回路と、前記目標転舵角信号に基づき操向単
輪を転舵する駆動手段とを有する車両用操舵装置におい
て、車両の前進又は後進状態を検出するシフト位置検出
センサを設け、該シフト位Ｉｋ検出センサからのシフト
位置信号に基づき、後進特番こけ前進時よりも前記目標
転舵角の値を小さく設定するステアリングギヤ比ｆ更手
段を具えて成ることを％黴とする車両用操舵＠［ｉｌを
提供するものである。

作　　用 この様な構成を有する本発明に係る車両用操舵装置は、
操舵角検出センサ及び車速センサの入力信号に基づいて
目標とする操向単輪の舵角が演算され、前記操向単輪を
駆動手段により前記目標値になるよう制御すると共に、
シフト位置検出センサが検出した車両の前進又は後進状
態に基づいて、同一車速における後進時には前進時より
も前記ギヤ比を大きくして操舵感覚を萬める作用をもた
らす。

実施例 以下に図面を参照して本発明装置の実施例を説明する。

第１図は本発明を油圧操舵系のステアバイワイヤ装置に
通用した例を示している。図中１はステアリングホイー
ル％２は該ステアリングホイール１と連結された入力軸
、３は車輪の操向制御機構に連結された出力軸であって
、人力軸２と出力軸３間ｌこはクラッチ手段４が介挿さ
れている。

５は入力軸２の回転状態を検出する操舵角検出センサ、
６は出力軸３．即ち操向単輪の舵角を検出する転舵角検
出センサであり、夫々の検出信号が制御ｌｌｌ７へ入力
している。この制御部７（制御回路）には史に車速セン
＋８及び変速様のシフト位置検出セン＋９の演出信号が
夫々入力する。１ｏは／）−ｙツチ手段４を断接させる
了り千ユエータを示す。出力軸３は自在継手１１．１２
を介してピニオン１３と連結してラック１４を移動させ
、リンケージ１５と連動するナックルアーム１６を動作
させて操向車輪１７の操向状態を制御する。１８はパワ
シリンダ（駆動手段）であって、該パワシリンダ１８内
に形成された油室ｊｓａ、ｔｓｂ内に圧油を給排して、
前記リンケージ１５．ナックルアーム１６の動作に基づ
いて操向車輪１７の操向制御を行うようになっている。

一方１９はアクチュエータ駆動手段としての油圧源を示
し、モータ２０の作用によって動作する油圧ポンプ２１
％　リリーフバルブ２２、タンク２３を有している。２
４は電磁サーボバルブを示しており、油圧臨１９からパ
ワシリンダ】８への圧油の流通量を制御する。結局制御
部７への入力信号として車速センサ８、シフト位１ｔｅ
ｔ出セン＋９．操舵角検出センサ５％転舵角検出セン＋
６からの各出力信号があり、制御部７は上記の各入力信
号に基づいて［磁廿−ボバルブ２４及び了り千ユエータ
１０の動作状態を制御する。

上記構成に係る車両用操舵装置の動作は以下の通りであ
る。通常クラッチ手段４は「断」であり。

油圧＋１１ｉｊ１９で発生した圧油が電磁サーボバルブ
２４を介してパワ７１１ンダ１８の油室１８ａ、Ｉ８ｂ
に流入又は流出して操向■輪１７の操向制御を行う状態
となっている。今、運転者がステアリングホイール１を
操舵した状態を想定する。すると操舵角検出セン４−５
より入力軸２の回転角に比例した信号が発せられて制御
部７に入力する。制御部７は、前記操舵角検出センサ５
からの入力信号と、その時点での車速を検出する車速セ
ンサ８からの入力信号に基づいて、操向車輪１７のｅ角
を演算するとともに、得られた舵角と、転舵角検出セン
サ６からの入力信号に基づいて演算した実舵角とを比較
して操向車輪１７の舵角を修正した制御信号を発して、
制御ライン２５，２６１こより電磁サーボバルブ２４の
開閉状傅を〒゛′′ニーテイ制御パワシリンダ１８への
圧油の流入流出量を決定する。この様にして操舵時の前
記ギヤ比が決定され、このギヤ比は操舵角及び車速の要
因に基づいて随次変更されつつ、常に最適なギヤ比を選
択して車両の操舵状態が継続する。

一万シフト位置検出セン＋９によって、車両の変速機が
後進状態に７フトされたことを検出した際には、ギヤ比
変更手段３０が前記制御部７から発セラれた電磁サーボ
バルブ２４に送る制御信号をに倍（ｋ＜１）することに
よって、油圧源１９からパワシリンダ１８へ送り込む圧
油の流入量を減少させるようにコントロールする。その
結果、車両の前進時と後進時を比較した場合、後進時で
は同一速度におけるステアリングホイールの操舵角（θ
、）に対する車輪１角（θＴ）の比が大きくなり、後進
時の操舵特性が変化することになる。これを換言すれば
同一速度における後進時のステアリングホイールの「切
れ」は、前進時のそれよりも鈍くなり、その分だけ操舵
時の安全性を高め得るものである。即ち通常車両の後進
状態にあっては、前進状態時よりも運転者が車両の走行
感覚をつかみにくいので、後進時のステアリングホイー
ルの「切れ」があまりシャープでない方が操舵のし易さ
の面で有利である。本発明にあっては、同一速度におけ
る前進時よりも後進時のステ了１１ングホイールの「切
れ」を意図的に下げて、操舵のし易さの向上をはかった
ことが主眼となっている。

尚クラッチ手段４は、動作中に何らかの原因に基づいて
油圧源等の異常が発生した際に、了り千ユエータ１０の
作用に基づいて該クラッチ手段４を「接」とし、且つ電
磁サーボバルブ２４をフリーの状態に切り換えることに
よってステアリングホイール１の操舵力を直接操向車輪
１７の操向樟構へ伝達するようにしたフェールセーフ機
能を提供するものである。

第２図は本発明を１−用した他の装置例を示しており、
第１図に示した構成部品と同一の構成部品には同一の符
号を付して表示しである。本例にあっては前記実施例の
油圧ユニッ１こ代えて電気モ−タを使用したことが特徴
となっている。即ち出力軸３の中途に設けたブー１１２
７と・電気モータ２８に付設したクラッチ手段２９より
突出させたプーリ３０間に歯付ベルト３１を掛装して電
気モータ２８の回転力を出力軸３側へ伝えている。制御
部７は操舵角検出セン−１−５及び車速セン＋８からの
検出信号に基づいて操向車輪１７の舵角を演糞するとと
もに。

転舵角検出セン＋６の入力信号に基づいて演算した実舵
角と前記操向車輪１７の舵角とを比較して。

該操向車輪１７の舵角を修正する一方、シフト位置検出
センサ９によって変速機のシフト位置を噴出し、車両の
後進時には前進時よりも同−車速時におけるステアリン
グホイールの操舵角に対する車輪舵角の比が小さくなる
ようにギヤ比変更手段３０により設定し電気モータ２８
の回転状態を制御することによって、第】図に示した実
施例と同様な動作状態を得ることができる。第２図にボ
した実施例によれば、本発明装置は油圧のみでなく、電
動式のアクチュエータを用いたステ了バイワイヤ方式の
ステアリング装置にも通用可能であることが明らかであ
る。

以上第１図及び第２図に示した両実施例は、操向輪の実
舵角を制御部にフィードバックするものであったが必ず
しもフィードバックする必装はなく、オープン制御でも
可能であることは言うまでもない。

第３図は本発明に係る車両用操舵装置によって得られる
特性グラフ例である。図中Ｙ軸は車輪舵角θＴに対する
ステアリングホイールの操舵角θ−の比、即ちギヤ比を
示しており、Ｘ軸は車速Ｖを示す。車速Ｖが零からｖｏ
までは通常の低速域、例えばθ〜２０　ｋ＠／ｈを示し
、車速が零からｖ（、にある領域では、後進時のギヤ比
が前進時のギヤ比より６程度高い値として一定に保持さ
れている。車速が７０以上の前進時及び後退時ともに前
記ギヤ比は順次高くなるが、同一の車速時の場合を比較
すると、常に後進時のギヤ比が前進時のそれよりも６程
度高めであることが明らかである。この特性曲線から、
車速の如何に拘らず、常時後進時のギヤ比を前進時のギ
ヤ比よりも若干高くしておくことによって本発明の目的
が達成する・ことができるものである。

尚車速零における前進時のギヤ比１２〜１４の値は。

操舵フィーリング評価から実験的に決定したものであり
、後進時のギヤ比１８〜２０は、前進時のギヤ比１２〜
１４を６程度高めて設定しである。

発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明は同−亜速時の車両の
前進及び後進状態を比較した際に、車両の後進時には前
進時よりもステアリングホイールの操舵角に対する車輪
舵角の比が大きくなるように修正する制御部を具えてい
るので、運転者が変速機を後進にシフトした際に、自動
的にギヤ比が大きくなり、操舵安定性が向上するという
効果をもたらす。

又前進時の車速の如何に拘わらず、変速機を後進にシフ
トすることによって、上記操舵特性が得られるものであ
って、後進時の車速に無関係に上記効果が得られる。

従って後進時の・・ンドルの「切れ」が、前進時に比較
して鈍くなり、それだけ後進時の／％ンドリング特性が
良好となって操舵のし易さが向上し車両のいずれの走行
条件においても］ｌｉ４切なギヤ比を利用することがで
きるという効果を発揮する。

尚、本発明は実施例に開示した実舵角検出センサに基づ
くフィードバック制御に限定されることなく、通常のオ
ープン制御に基づくステ了バイワイヤ方式のステアリン
グ装置にも通用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用操舵装置の要部を示す概要
図、第２図は本発明の他の実施例を示す快部概要図％第
３図は本発明装置によって得られる操舵特性を示すグラ
フである。 １・・・ステアリングホイール、２・・・入力軸、３・
・・出力軸、５・・・操舵角検出センサ、６・・・転舵
角検出センサ、７・・制御部（制御回路）、８・・・車
速センサ、９・・・シフト位１１検出センサ、１７・・
・操向車輪、１８・・・バワンリンダ（駆動手段）、１
９・・・油圧源、２０・・・モータ、２１・・油圧ポン
プ、２４・・電磁サーボバルブ、２８・・・電気モータ
、３１１　・ギヤ比ｆ更手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角
   検出センサと、車速を検出、する車速センサと、前記操
   舵角検出センサからの操舵角信号及び車速センサからの
   車速信号に基づき、操向車輪の目標転舵角を算出して目
   標転舵角信号を発する制御回路と、前記目標転舵角信号
   に基づき操向車輪を転舵する駆動手段とを有する車両用
   操舵装置において、車両の前進又は後進状態を検出する
   シフト位置検出センサを設け、該シフト位置検出センサ
   からのシフト位置信号に基づき、後進時には前進時より
   も前記目標転舵角の値を小さく設定するステアリングギ
   ヤ比変更手段を具えて成ることを特徴とする・車両用操
   舵装置。