JPH02226B2

JPH02226B2 -

Info

Publication number: JPH02226B2
Application number: JP57043391A
Authority: JP
Inventors: Setsuyoshi Yanai; Hirotsugu Yamaguchi; Masato Fukino; Yutaka Aoyama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-03-18
Filing date: 1982-03-18
Publication date: 1990-01-05
Also published as: EP0089512A2; US4541499A; DE3371976D1; JPS58161667A; EP0089512A3; EP0089512B1

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、運転者の操舵力を液圧式のパワー
シリンダで補助するパワーステアリングの操舵力
制御装置に関する。

この種のパワーステアリングの操舵力制御装置
としては、例えば第１図に示すようなものをすで
にこの出願人は特願昭56―122601号（特開昭58―
22760号参照）として提供している。すなわち、
図示する操舵力制御装置は、サーボ弁部３に供給
する作動液量を、まず、車速信号の出力の増加と
ともに減少させ、高速走行時にも適度な操舵力を
得ようとするものであり、定流量ポンプ１からサ
ーボ弁部３に供給する液量を、バイパス管路７の
途中に圧力補償型の流量制御弁８を設けて車速セ
ンサ１１からの信号に応じてサーボモータ（また
はプランジヤ）１２の駆動電流を変化させる構成
としたものである。そして、駆動電流の変化に応
じて、流量制御弁８の可変オリフイス部１３の開
度を変化させ、供給管路２内の作動液の圧力の大
きさにかかわらず可変オリフイス部１３の開度に
対応するバイパス液量を制御してサーボ弁部３へ
の作動流量を変化させ、もつて、車速の増大とと
もに液圧アシスト量を減じている。

この操舵力制御装置は、さらにステアリングホ
イール４の転舵角速度を検出する転舵角速度セン
サ１４を有しており、転舵角速度が大きいときに
は、パワーシリンダ６のピストン移動による容積
増加分の液量を補償するようになつている。すな
わち、それは、転舵角速度センサ１４からの出力
信号の大きさに応じて圧力補償型流量制御弁８の
可変オリフイス部１３のバルブ開度を少なくする
ことにより、サーボ弁部３への供給作動流量を増
加させるものである。

なお、図中５は戻り管路、９は電源、１０は制
御回路をそれぞれ示している。

ところで、一般に車両の操舵抵抗は走行速度が
上昇するに従い減少するが、これとは逆に、操舵
に伴なう車両の横方向加速度は上昇する。したが
つて、車両の舵取操作を軽快にして運転者の疲労
を軽減するのに有用なパワーステアリングであつ
ても、作動液が多量に供給される高速走行時に
は、舵取操作が軽快になり過ぎて操舵が不安定と
なる。そこで、高速走行時にあつては、パワーシ
リンダ６に供給される作動液の液量を車両の走行
速度（以下、車速という）に応じて減少させ、ア
シスト液圧を低くしてステアリングホイール４の
操舵力が若干重くなるようにしていたが、この場
合転舵角速度が大きいとき、例えば急ハンドルを
切ろうとしたときなどには、パワーシリンダ６の
ピストン移動による容積増加量に対して作動液の
供給量が不足気味となり、パワーアシストが一時
的に不能となつて操舵力が急に大きくなることが
ある。

この対策として、前記先行技術としてのパワー
ステアリングの操舵力制御装置にあつては、転舵
角速度の増大に伴なうシリンダ容積増加分の作動
液量を全て補償する構造となつていた。このた
め、操舵を開始した時点では、横方向加速度がこ
れから増加するという情報を操舵力の変化として
運転者に与えていないことになり、高速走行時の
横方向の加速度上昇を考慮に入れた完全な作動液
量の補償まではしていなかつた。したがつて、転
舵角速度が大きいときには、運転者が予期する程
には操舵力が重くなつてしまい、特に高速で転舵
するときにステアリングホイール４を切り過ぎる
ということが起こり、未熟な運転者にとつては運
転を誤まるおそれがあるという未解決の問題が残
されていた。

この発明は、このような先行技術の問題点に着
目してなされたものであり、パワーシリンダと、
ポンプと、制御回路からの電流により分流量が制
御される流量制御弁と、を備えたパワーステアリ
ングにおいて、車両速度と転舵角速度とに応じて
作動液のの、パワーシリンダのピストン移動によ
る容積増加分に相当する補償量を前記容積増加分
より少なく制御するように、車速センサの出力信
号と転舵角速度センサの出力信号とを受けてこれ
を前記制御回路に出力する演算回路を設けること
により、転舵角速度の増大に応じて補償していた
作動液量を、高速時で操舵を開始した時点での横
方向加速度の上昇を考慮に入れて減ずるように制
御し、もつて、上記問題を解決することを目的と
している。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示す概念的構
成図である。

まず、構成を説明すると、図中１が定流量（液
圧）ポンプであり、この定流量ポンプ１からサー
ボ弁部３へ供給管路２を経て定流量の作動液を供
給している。供給管路２に流れる作動液は、戻り
管路５を経て定流量ポンプ１に戻る。バイパス管
路７は、パワーシリンダ６のサーボ弁部３に向か
う作動液をバイパスし、その一部を分流すること
により、作動液量を調整する。バイパス管路７の
途中には、圧力補償型流量制御弁８を設け、この
流量制御弁８内の可変オリフイス部１３のバルブ
開度は、該流量制御弁８に設置したサーボモータ
（またはプランジヤ）１２によつて調整される構
成とする。６ａはパワーシリンダのピストンロツ
ドであり、このピストンロツド６ａの両端には、
図示しない左右の操舵輪に個別に連絡した２本の
タイロツド（図中略）のそれぞれの一端が各連結
される。

前記サーボモータ１２の駆動電流は、制御回路
１６の出力電流によつて決められ、この制御回路
１６の入力側は、車両速度を検出する車速センサ
１１の出力信号と、ステアリングホイール４の軸
部１５に設けられ、かつ、操舵時の転舵角速度を
検出する転舵角速度センサ１４の出力信号とを受
けるとともに、さらに演算回路１７からの出力信
号を受け、これらの信号に基づき制御回路１６の
出力電流が決定される。

演算回路１７は、車速センサ１１の出力信号と
転舵角速度センサ１４の出力信号とを受け、車速
と転舵角速度に応じて発生する車両の横方向加速
度上昇に対して、その補正液量値を車速と転舵角
速度とから演算し、補正すべき作動液量値に対応
する出力信号を制御回路１６に出力する。この出
力信号を受けた制御回路１６では、車速センサ１
１と転舵角速度センサ１４との各出力信号から得
られる分流量から、さらに演算回路１７で演算し
て得た結果の補正作動液量を減じた値に分流量が
なる如く制御するために、これに必要な制御電流
をサーボモータ１２に送出する。なお、図中９は
電源である。

つぎに、以上の構成からなるこの操舵力制御装
置の作用を説明する。

定流量ポンプ１は、定流量Ｑにて供給管路２に
作動液を供給するが、途中のバイパス管路７に流
量Q_Bの作動液が流れるものとすると、サーボ弁
部３に供給される作動液量Q_Cは、 Q_C＝Ｑ−Q_B となる。一方、バイパス管路７の途中には圧力補
償型流量制御弁８が設置されているので、供給管
路２内の圧力の如何にかかわらず、バイパス流量
Q_Bは、流量制御弁８内の可変オリフイス部１３
のバルブ開度により決定される。この可変オリフ
イス部１３のバルブ開度は、サーボモータ１２の
駆動電流値によつて制御されるものである。

バイパス流量Q_Bの制御は制御回路１６による
ことになるが、制御回路１６の機能としては、ま
ず、車速センサ１１によつて出力される車速信号
に応じたバイパス液量Q_B〓を、第３図のグラフ１
８で示すように、車速の増加とともに増加させる
ように制御する。なお、第３図は、バイパス液量
Q_B〓と車速との関係を示すグラフであり、縦軸は
バイパス液量Q_B〓〔／min〕を示し、横軸は車両
の走行速度〔Km／ｈ〕を示している。

また、制御回路１６は、転舵角速度センサ１４
からの入力信号に対しては、転舵角速度に対応す
るパワーシリンダ６内のピストン移動速度と該ピ
ストンの有効面積とによつて決定される容積増加
分の作動液量Q_tを、第４図のグラフにおいて実
線１９で示す如く、転舵角速度が増加するに応じ
てサーボ弁部３に供給される作動液量Q_Cを増加
させる（換言すれば、バイパス液量Q_Bを減少さ
せる）ように制御する。なお、第４図は、パワー
シリンダ６のピストン移動による容積増加分の補
償液量Q_Sと転舵角速度との関係を示すグラフで
あり、縦軸には補償液量Q_S〔／min〕を示し、
横軸には転舵角速度〔deg／ｓ〕を示している。

さらに、車速センサ１１の出力信号と転舵角速
度センサ１４の出力信号とを演算回路１７に入力
し、これらの信号がともに大きくなる、すなわ
ち、車速および転舵角速度のいずれもが増大する
と、それに応じてつぎのような補正液量Q_rを発
生させ、前記の転舵角速度に対応するパワーシリ
ンダ６内の容積増加分の補償液量を減じる制御を
する。すなわち、 Q_S＝Q_t−Q_r であらわされる新しい補償液量Q_Sを設定する。
この特性を第４図に示すと、補償液量Q_Sは、車
速の増加とともに実線１９から破線２０および破
線２１へと変化する。ここでは補正液量Q_rは実
線１９と破線２０，２１との差となつて示されて
いる。

結局、制御回路１６は、その出力信号が、 Q_B＝Q_B〓−Q_S ＝Q_B〓−Q_t＋Q_r なるバイパス流量Q_Bとなるように、サーボモー
タ１２への駆動電流を出力する。その結果、サー
ボ弁部３を介してパワーシリンダ６に供給される
作動液量Q_Cは、 Q_C＝Ｑ−Q_B ＝Ｑ−Q_B〓＋Q_t−Q_r となり、車速の増加とともに減少し、かつ、車速
および転舵角速度の増大とともにさらにその補償
液量が減少し、トータルの補償液量の増加量が前
記容積増加分より少なく制御され、結果として車
速と転舵角速度との開数値で、作動液量Q_Cは漸
次減少する。このため、パワーシリンダ６のピス
トン移動による容積増加量に応じて、作動液を過
不足なく供給することができ、したがつて、転舵
角度が大きい時にパワーアシストが不能になつて
操舵力が急激に増大するということもなく、高速
時の横方向加速度の上昇を運転者に操舵力の大き
さで感知させてステアリングホイールを切り過ぎ
てしまうことを防止することができる。

第５図は、制御回路１６と演算回路１７とを１
つの制御部１８として構成した場合の具体例であ
る。第５図においては、それぞれの特性を関数演
算して制御電流を発生させるもので、１６ａはバ
イパス液量と車速との関係を、１６ｂは容積増加
分の液量Q_tと転舵角速度との関係を、そして１
７ａは横方向加速度上昇に応じた補正液量Q_rを
転舵角速度と車速との相互の関係を、それぞれ演
算してその出力信号を発生させる回路である。図
中、θは転舵角速度を、Ｖは車速をそれぞれ表わ
している。また、１６ｃは、前述の演算結果から
得られる電流値を増幅する電流増幅器である。

なお、前記制御部１８または制御回路１６もし
くは演算回路１７は各制御値（またはいずれかの
制御値）を、車速と転舵角速度とに応じて、予め
メモリに段階的に記憶しておき、マイクロコンピ
ユーター等により、メモリから所定の記憶番地を
アクセスし、その制御値を利用するように構成し
てもよい。

第６図には、スラローム走行時に転舵角速度、
転舵角、横方向加速度の変化状態を示す。図中２
２は転舵角速度を、２３は転舵角を、そして２４
は車両の横方向加速度をそれぞれ示し、転舵角２
３は転舵角速度２２に対してt₁秒だけ遅れて発生
し、また、横方向加速度２４は転舵角速度に対し
てt₂秒（t₂＞t₁）だけ遅れて発生している。

上述した実施例は、バイパス弁が定流量ポンプ
からの流体を車速および操舵角速度に応じて補正
する分のみの制御を司どる例のみを説明したが、
特開昭55―79754号に示されている如くポンプか
ら吐出される流体量を直接制御する弁も公知であ
り、本発明をこのような弁について適用しても、
上述した実施例と同様の効果を得られることは明
らかである。

以上説明してきたように、この発明では、舵取
操作に応動するオープンセンタ型式のサーボ弁部
を有し、かつ、左右の操舵輪に連絡するパワーシ
リンダと、このパワーシリンダに前記サーボ弁部
を介して作動液を供給するポンプと、車両速度を
検出する車速センサの出力信号を受けた制御回路
からの電流に応じて前記作動液の一部を分流して
排出し、かつ、転舵角速度を検出する転舵角速度
センサの出力信号を受けた制御回路からの電流に
応じて前記分流量を制御して前記パワーシリンダ
のピストン移動による容積増加分の液量を補償す
る流量制御弁と、を備えたパワーステアリングに
おいて、車両速度と転舵角速度とに応じて作動液
の前記補償量を前記容積増加分より少なく制御す
るように、前記車速センサの出力信号と前記転舵
角速度センサの出力信号とを受けてこれを前記制
御回路に出力する演算回路を設ける構成とした。
このため、車速および転舵角速度の値が大きくな
るにつれて、そのときどきに適する操舵アシスト
量を得ることができ、したがつて、車速と転舵角
速度とが共に大きな運転条件下においても、適度
な荷重の操舵力を付与することが可能となり、未
熟な運転者であつても操舵力が軽すぎてステアリ
ングホイールを切り過ぎてしまうという危険をな
くすことができるという効果が得られる。

また、この発明にあつては、スラローム走行を
したときに運転者に異和感を感じさせないという
効果もある。すなわち、操舵力は車両の横方向加
速度に対応して増加することが好ましいが、第６
図に示すように転舵角速度および転舵角、車両の
横方向加速度が変化するものとすると、図示する
ように、ステアリングホイールの動きに対して横
方向加速度は遅れて発生する。したがつて、横方
向加速度を利用して操舵力を制御する公知のパワ
ーステアリングの操舵力制御装置（特公昭55―
19792号）にあつては、スラローム走行時、例え
ば切り返しの途中で横方向加速度が大きくなつて
操舵力が増すため、操舵フイーリングが悪化する
という異和感を感じることになるが、この点この
発明では、車速と転舵角速度とを検出し、演算回
路によつて車両に生じる横方向加速時に対応する
出力を発生するとともに、この出力信号により制
御回路を制御しているため、ステアリングホイー
ルの動きに対して時間遅れのない、操舵フイーリ
ングに適した操舵力の制御ができるという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術としてのパワーステアリング
の操舵力制御装置を示す概念的構成図、第２図は
この発明の一実施例を示す概念的構成図、第３図
はバイパス液量と車速との関係を示すグラフ、第
４図は補償液量と転舵角速度との関係を示すグラ
フ、第５図は制御回路と演算回路とにより構成し
た制御部の一具体例を示す説明図、第６図はスラ
ローム走行時の転舵角速度、転舵角、横方向加速
度の変化を示すグラフである。１…定流量ポンプ、２…供給管路、３…サーボ
弁部、４…ステアリングホイール、５…戻り管
路、６…パワーシリンダ、７…バイパス管路、８
…流量制御弁（圧力補償型）、１０，１６…制御
回路、１１…車速センサ、１２…サーボモータ、
１４…転舵角速度センサ、１７…演算回路、１８
…制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

１舵取操作に応動するオープンセンタ型式のサ
ーボ弁部を有し、かつ左右の操舵輪に連絡するパ
ワーシリンダと、このパワーシリンダに前記サー
ボ弁部を介して作動液を供給するポンプと、車両
速度を検出する車速センサの出力信号を受けた制
御回路からの電流に応じて前記作動液の一部を分
流して排出し、かつ、転舵角速度を検出する転舵
角速度センサの出力信号を受けた制御回路からの
電流に応じて前記分流量を制御して前記パワーシ
リンダのピストン移動による容積増加分の液量を
補償する流量制御弁と、を備えたパワーステアリ
ングにおいて、車両速度と転舵角速度とに応じて
作動液の前記補償量を前記容積増加分より少なく
制御するように、前記車速センサの出力信号と前
記転舵角速度センサの出力信号とを受けてこれを
前記制御回路に出力する演算回路を設けたことを
特徴とするパワーステアリングの操舵力制御装
置。