(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトと一体回転するとともに、中立位置を検出する中立位置信号部および操舵角を検出する操舵角信号部を設けた回転板と、上記中立位置信号部によって検出した中立位置信号を認識する中立位置検出部と、操舵角信号部によって検出した操舵角信号を認識する操舵角検出部と、上記中立位置信号および操舵角信号を記憶するＣＰＵとを備え、上記回転板は上記中立位置検出部および操舵角検出部に対して相対移動する操舵角検出機構において、上記ＣＰＵは中立位置信号の入力回数を記憶するとともに、上記操舵角検出部は回転板の回転方向を検出し、この回転方向を回転信号として上記ＣＰＵに記憶し、このＣＰＵは連続して数回の中立位置信号が入力され、しかも、回転板の回転方向がすべて一致しているときに、ステアリングの絶対中立位置を決定する構成にした操舵角検出機構。
【請求項２】
ステアリングシャフトと一体回転するとともに、中立位置を検出する中立位置信号部および操舵角を検出する操舵角信号部を設けた回転板と、上記中立位置信号部によって検出した中立位置信号を認識する中立位置検出部と、操舵角信号部によって検出した操舵角信号を認識する操舵角検出部と、上記中立位置信号および操舵角信号を記憶するＣＰＵとを設け、上記回転板は上記中立位置検出部および操舵角検出部に対して相対移動する操舵角検出機構において、操舵角検出部は回転板の回転方向を検出し、この回転方向を回転信号として上記ＣＰＵに記憶するとともに、上記ＣＰＵは、中立位置信号が連続して２回入力され、このときの回転方向がそれぞれ逆方向であり、しかも、それぞれの操舵角がある一定角度以上になった場合、ステアリングの絶対中立位置を決定する構成にした操舵角検出機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から特開平１１−１４７４８０号公報に記載された操舵角検出機構が知られているが、その従来の機構を示したのが、図７である。この従来の検出機構は、ステアリングシャフトの回転角度から、相対的に操舵角を検出するものである。
すなわち、ステアリングシャフト１０１に円盤状の回転板１０２を固定している。そしてこの回転板１０２には、その外周側の同心円上に、数度間隔で操舵角検出用孔１０３を形成している。また、この操舵角検出用孔１０３は、回転板１０２の全周にわたって、一定間隔に複数形成している。
そして、上記操舵角検出用孔１０３の内側に、中立位置検出用孔１０４を形成しているが、これは回転板１０２上に一つだけ形成されている。
【０００３】
さらに、上記回転板１０２には、上記操舵角検出用孔１０３を認識する第１操舵角センサ１０５ａおよび第２操舵角センサ１０５ｂと、上記中立位置検出用孔１０４を認識する中立位置センサ１０６とを設けている。これらセンサ１０５ａ，１０５ｂ，１０６は、回転板１０２を挟んで対向する発光ダイオードと、フォトトランジスタとから構成されており、上記第１操舵角センサ１０５ａと第２操舵角センサ１０５ｂとは、隣り合う操舵角検出用孔１０３の間隔の半分のピッチで並んでいる。
そして、上記回転板１０２は、この第１操舵角センサ１０５ａと第２操舵角センサ１０５ｂ、および、中立位置センサ１０６に対して相対回転する。
【０００４】
上記第１操舵角センサ１０５ａと第２操舵角センサ１０５ｂとからの操舵角信号１０７ａと１０７ｂとは、ＣＰＵ１０９に入力される。このＣＰＵ１０９は、上記操舵角信号１０７ａと１０７ｂとの位相差によって、初期位置からの相対的な操舵角を検出する。
また、中立位置センサ１０６による中立位置信号１０８は、ＣＰＵ１０９に入力される。そして、中立位置を決定するときには、上記中立位置信号１０８のほかに、図示しない車速センサからの車速信号もＣＰＵ１０９に入力する。また、上記中立位置信号１０８は、ある一定の車速以上で走行しているとき、ＣＰＵ１０９に入力されるようにしている。しかも、この中立位置信号１０８が一定時間継続して入力されたとき、絶対中立位置であると判断するようにしている。
さらに、上記絶対中立位置と、相対的な操舵角とから、絶対操舵角を決定するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記相対的操舵角を検出する操舵角検出機構において、中立位置センサ１０６が中立位置検出用孔１０４を検出するのは、ステアリング操舵角が０度のときのほかに、この０度の位置から３６０度回転したときもある。なぜなら、ステアリングが３６０度回転したときには、回転板１０２も３６０度回転し、中立位置検出用孔１０４がまた中立位置センサ１０６に検出されてしまうからである。
このような操舵角機構を備えた自動車で、例えば高速道路の導入路のように一定角度のカーブが続いている道路を走行する。このカーブの角度によってはステアリングを３６０度回転させることがある。このようにステアリングを３６０度回転させて、その位置を保舵すると、上記従来の操作角検出機構は、この３６０度の位置を絶対中立位置であると誤認してしまう。
【０００６】
この誤認を防止するために、中立位置を検出するための車速条件を高速にすることが考えられる。高速で走行している自動車のステアリングが３６０度回転していることはほとんどあり得ないからである。
しかし、上記のように車速条件を高速にすると、低速時には中立位置信号１０８が入力されなくなり、絶対中立位置を決定することができない。
【０００７】
この発明の目的は、低速時でもステアリングの絶対中立位置を正しく判断することができる相対操舵角装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ステアリングシャフトと一体回転するとともに、中立位置を検出する中立位置信号部および操舵角を検出する操舵角信号部を設けた回転板と、上記中立位置信号部によって検出した中立位置信号を認識する中立位置検出部と、操舵角信号部によって検出した操舵角信号を認識する操舵角検出部と、上記中立位置信号および操舵角信号を記憶するＣＰＵとを備え、上記回転板は上記中立位置検出部および操舵角検出部に対して相対移動する操舵角検出機構において、上記ＣＰＵは中立位置信号の入力回数を記憶するとともに、上記操舵角検出部は回転板の回転方向を検出し、この回転方向を回転信号として上記ＣＰＵに記憶し、このＣＰＵは連続して数回の中立位置信号が入力され、しかも、回転板の回転方向がすべて一致しているときに、ステアリングの絶対中立位置を決定する構成にしたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、ステアリングシャフトと一体回転するとともに、中立位置を検出する中立位置信号部および操舵角を検出する操舵角信号部を設けた回転板と、上記中立位置信号部によって検出した中立位置信号を認識する中立位置検出部と、操舵角信号部によって検出した操舵角信号を認識する操舵角検出部と、上記中立位置信号および操舵角信号を記憶するＣＰＵとを設け、上記回転板は上記中立位置検出部および操舵角検出部に対して相対移動する操舵角検出機構において、操舵角検出部は回転板の回転方向を検出し、この回転方向を回転信号として上記ＣＰＵに記憶するとともに、上記ＣＰＵは、中立位置信号が連続して２回入力され、このときの回転方向がそれぞれ逆方向であり、しかも、それぞれの操舵角がある一定角度以上になった場合、ステアリングの絶対中立位置を決定する構成にしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜５に示したのは、この発明の第１実施例である。図１に示したように、この第１実施例において、中立位置信号部として中立位置検出用孔１０４を、操舵角信号部として操舵角検出用孔１０３を、中立位置検出部として中立位置センサ１０６を、操舵角検出部として第１操舵角センサ１０５ａおよび第２操舵角センサ１０５ｂを用いている。
また、この実施例の操舵角検出機構は、ＣＰＵ１０９が中立位置センサ１０６で検出した中立位置検出用孔１０４の回数をカウントして、この回数によって絶対中立位置を決定することを特徴とするものである。この特徴以外については従来例と同様である。したがって、従来例と同じ構成要素については、従来例と同じ符合を用いて説明する。
【００１１】
また、上記図２に示したのは、ステアリングの回転軌跡と中立位置の検出地点とを示した概念図である。この図で、地点Ｂがステアリングの操舵角が０度の絶対中立位置である。しかし、ここで、ステアリングは、ステアリングの絶対中立位置から左右にそれぞれ約１回転半、回転するようにして使用している。また、図の矢印の地点で中立位置センサ１０６が中立位置検出用孔１０４を認識するようにしている。
上記矢印の地点で検出される中立位置は、ステアリングの回転角度が０度のときの地点Ｂと、ステアリングを右に３６０度回転したときの地点Ａと、左に３６０度回転したときの地点Ｃとの３点ある。このように、検出される中立位置は３点あるが、絶対中立位置は、地点Ｂのときである。
【００１２】
次に図３のフローチャートにしたがって、中立位置検出用孔１０４を検出してから、絶対中立位置が決定されるまでの手順を説明する。
まず、走行を開始してから、ステップＳ１で中立位置センサ１０６が、中立位置検出用孔１０４を認識する。中立位置検出用孔１０４を検出したら、ステップＳ２で、ＣＰＵ１０９に中立位置信号１０８を入力する。
このとき、第１操舵角センサ１０５ａと第２操舵角センサ１０５ｂとで、操舵角検出用孔１０３を認識し、ＣＰＵ１０９に操舵角信号１０７ａと１０７ｂとを入力するとともに、ステップＳ３で第１操舵角センサ１０５ａと第２操舵角センサ１０５ｂとは、回転板１０２の回転方向を検出し、回転信号１１０をＣＰＵ１０９に入力する。
【００１３】
そして、ステップＳ４で上記ＣＰＵ１０９に入力された回転信号１１０の回転方向が、前回入力された回転信号１１０の回転方向と同じであるかどうかを判断する。ただし、この回転信号１１０が初めての回転信号であるときには、前回との比較ができないので、この回転信号１１０を記憶するだけにしている。
上記ステップＳ４で前回と回転信号１１０の回転方向が同じであったとき、ステップＳ５に進み、中立位置信号１１０の入力回数をカウントする。一方、ステップＳ４で前回と回転信号１１０の回転方向が異なった場合には、ステップＳ６に進み、中立位置信号１０８の入力回数をゼロ回にリセットする。
【００１４】
上記ステップＳ６で中立位置信号１０８の入力回数がカウントされると、ステップＳ７に進む。ここでこの入力回数が３回であると判断されると、ステップＳ８に進む。そして、ステップＳ８で、入力回数が２回目のときの中立位置信号１０８をステアリングの回転角度が０度の地点Ｂであると判断する。すなわち、２回目の中立位置信号が絶対中立位置であると決定するようにしている。
なお、このフローは、中立位置信号１０８のカウント数が３になるまで繰り返す。
【００１５】
上記のように中立位置の入力が３回カウントされるときというのは、ステアリングを同方向に連続的に回転させたときである。例えば、ステアリングを右に３６０度以上回転させた地点Ａから、０度の地点Ｂまで戻し、さらにそのまま左に３６０度以上回転させた地点Ｃまで回転させたときである。このようにステアリング操作したとき、２回目の中立位置信号は、必ずステアリング操舵角が０度のときの絶対中立位置になる。
【００１６】
したがって、上記相対的操舵角検出機構によれば、絶対中立位置を決定するために速度を考慮しなくてもよいので、高速時はもちろんのこと、低速時でも絶対中立位置を決定することができる。しかも、ステアリングの操舵角３６０度のときに、その位置が絶対中立位置であると誤認することがなくなる。
さらに、この相対的操舵角検出機構は、絶対中立位置を基準として、操舵角を検出するものであるので、絶対中立位置が的確に判断されることによって、操舵角も的確に検出することができる。
【００１７】
図４，５に示したのは、パワーステアリング装置に上記操舵角検出機構を備えたものである。まず、図４に基づいて、このパワーステアリング装置全体の構成を説明する。
本体Ｈには、流量制御弁Ｆのスプール１とともにポンプＰも一体的に組み込んでいる。
上記スプール１は、その一端を一方のパイロット室２に臨ませ、他端を他方のパイロット室３に臨ませている。上記一方のパイロット室２は、ポンプポート４を介してポンプＰに常時連通している。また、他方のパイロット室３にはスプリング５を介在させている。このようにした両パイロット室２，３は、ソレノイドＳＯＬの励磁電流に応じて開度を制御する可変オリフィスａを介して、たがいに連通している。
【００１８】
すなわち、一方のパイロット室２は、流路６→可変オリフィスａ→流路７を経由してパワーシリンダ８を制御するステアリングバルブ９の流入側に連通している。また、他方のパイロット室３は、流路１０および流路７を介してステアリングバルブ９の流入側に連通している。
したがって、上記両パイロット室２，３は、可変オリフィスａを介して連通することになり、可変オリフィスａの上流側の圧力が一方のパイロット室２に作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室３に作用することになる。
【００１９】
そして、スプール１は、一方のパイロット室２の作用力と、他方のパイロット室３の作用力およびスプリング５の作用力とがバランスした位置を保つが、そのバランス位置において、前記タンクポート１１の開度が決められる。
今、エンジン等からなるポンプ駆動源１２が停止していると、ポンプポート４に圧油が供給されない。ポンプポート４に圧油が供給されなければ、両パイロット室２，３には圧力が発生しないので、スプール１はスプリング５の作用で図示のノーマル位置を保つ。
【００２０】
上記の状態からポンプＰが駆動して、ポンプポート４に圧油が供給されると、可変オリフィスａに流れができるので、そこに差圧が発生する。この差圧の作用で、両パイロット室２，３に圧力差が発生し、この圧力差に応じてスプール１がスプリング５に抗して移動し、上記バランス位置を保つ。
このようにスプール１がスプリング５に抗して移動することによって、タンクポート１１の開度を大きくするが、このときのタンクポート１１の開度に応じて、ステアリングバルブ９側に導かれる制御流量ＱＰと、タンクＴあるいはポンプＰに還流される戻り流量ＱＴの分配比が決まる。言い換えれば、タンクポート１１の開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。
【００２１】
上記のように制御流量ＱＰが、スプール１の移動位置で決まるタンクポート１１の開度に応じて制御されるということは、結局は、可変オリフィスａの開度に応じて制御流量ＱＰが決まることになる。なぜなら、スプール１の移動位置は、両パイロット室２，３の圧力差で決まるとともに、この圧力差を決めているのが可変オリフィスａの開度だからである。
【００２２】
したがって、車速や操舵状況に応じて、制御流量ＱＰを制御するためには、可変オリフィスａの開度、すなわちソレノイドＳＯＬの励磁電流を制御すればよいことになる。
なぜなら、可変オリフィスａは、ソレノイドＳＯＬが非励磁状態のときにその開度を最少に保ち、励磁電流を大きくしていくにしたがってその開度を大きくするからである。
【００２３】
なお、前記ステアリングバルブ９は、図示していないステアリングホィールの入力トルク（操舵トルク）に応じて、パワーシリンダ８への供給流量を制御するものである。例えば、操舵トルクが大きければ、パワーシリンダ８への供給量を大きくし、操舵トルクが小さければそれに応じて供給流量も少なくするようにしている。この操舵トルクとステアリングバルブ９の切り換え量は、図示していないトーションバーなどのねじれ反力によって決まることになる。
【００２４】
上記のように操舵トルクが大きいときに、ステアリングバルブ９の切り換え量を大きくすれば、その分、パワーシリンダ８によるアシスト力が大きくなる。反対に、ステアリングバルブ９の切り換え量を小さくすれば、上記アシスト力は小さくなる。
そして、操舵トルクによって決まるパワーシリンダ８の必要（要求）流量ＱＭと、流量制御弁Ｆで決められる制御流量ＱＰとを、いつも等しくすれば、ポンプＰ側のエネルギー損失を低く抑えることができる。なぜなら、ポンプＰ側のエネルギーロスは、制御流量ＱＰとパワーシリンダ８の必要流量ＱＭとの差によって発生するからである。
【００２５】
上記のように制御流量ＱＰを、パワーシリンダ８の必要流量ＱＭにできるだけ近づけるために、可変オリフィスａの開度を制御するのが、ソレノイドＳＯＬに対する励磁電流であり、この励磁電流を制御するのが、コントローラｃである。このコントローラｃには、操舵角検出機構１６を接続するとともに、このコントローラｃには、上記操舵角検出機構１６で検出した操舵角信号が出力される。さらに、上記コントローラｃには、車速センサー１７を接続し、車速信号が入力されるようにしている。そして、これら両出力信号に基づいて、ソレノイドＳＯＬの励磁電流を制御するようにしている。
【００２６】
なお、図中符号１８はスプール１の先端に形成したスリットで、スプール１が図示の位置にあるときにも、一方のパイロット室２が、このスリット１８を介して、流路７に常時連通するようにしている。言い換えると、スプール１が図示の状態にあって、流路６を閉じているようなときにも、ポンプＰの吐出油が、このスリット１８を介して、ステアリングバルブ９側に供給されるようにしている。このように微少流量であるが、ステアリングバルブ９側に圧油を供給するようにしたのは、装置全体の焼き付きの防止、キックバック等の外乱の防止、および応答性の確保を目的にしているからである。ただし、これらの目的は、後で説明するスタンバイ流量ＱＳを確保することでも達成できるので、詳細な説明は後に譲ることにする。
【００２７】
また、符号１９は、コントローラｃとソレノイドＳＯＬとの間に接続したドライバーである。符号１３，１４は流路１０に設けたオリフィス、符号１５はリリーフ弁である。
【００２８】
上記コントローラｃの制御システムは、図５に示すとおりである。すなわち、コントローラｃには、操舵角検出機構１６からの操舵角信号と、車速センサー１７からの車速信号とが入力する。そして、コントローラｃは、操舵角信号から操舵角θと操舵角速度ωとを演算する。
そして、これら操舵角θおよび操舵角速度ωに基づいて、上記必要流量ＱＭを推定するようにしているが、実際には、操舵トルクに基づいて、上記必要流量ＱＭを特定した方が正確に制御できる。しかし、操舵トルクを検出して、可変オリフィスａの開度を制御しようとすると、現状のパワーステアリングシステムを大幅に変更しなければならなくなる。
【００２９】
ところが、この実施態様のように、操舵角θおよび操舵角速度ωを基にして、必要流量ＱＭを推定するようにすれば、現状のパワーステアリングシステムそのものを、ほとんど変更しなくてもよい。
したがって、この発明の特徴にもつながるが、操舵角θおよび操舵角速度ωを検出して、上記必要流量ＱＭを推定する方が、操舵トルクを直接検出するシステムよりも大幅にコストダウンできるという特徴がある。
【００３０】
上記の理由から、コントローラｃは操舵角θと操舵角速度ωを基にして、ソレノイドＳＯＬの励磁電流を制御するようにしている。その制御形態は、図５に示すとおりである。
図５における操舵角θとソレノイド電流指令値Ｉ１とは、その操舵角θと制御流量ＱＰとの関係がリニアな特性になる理論値を基にして決めている。また、操舵角速度ωとソレノイド電流指令値Ｉ２との関係も、操舵角速度ωと制御流量ＱＰとがリニアな特性になる理論値を基にして決めている。
【００３１】
ただし、操舵角θおよび操舵角速度ωが、ある設定値以上にならなければ、上記指令値Ｉ１およびＩ２のいずれもゼロを出力するようにしている。つまり、ステアリングホィールが中立あるいはその近傍にある時には、上記指令値Ｉ１もＩ２もゼロになるようにしている。
そして、これら操舵角θに対するソレノイド電流指令値Ｉ１、および操舵角速度ωに対するソレノイド電流指令値Ｉ２は、テーブル値としてコントローラｃにあらかじめ記憶させておいてもよいし、操舵角θあるいは操舵角速度ωを基にして、その都度、コントローラｃに演算させるようにしてもよい。
【００３２】
また、コントローラｃは、車速センサー１７の出力信号に基づいて、操舵角用電流指令値Ｉ３と操舵角速度用電流指令値Ｉ４とを出力するようにしているが、これら操舵角用電流指令値Ｉ３および操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、テーブル値としてコントローラｃにあらかじめ記憶させておいてもよいし、車速Ｖを基にして、その都度、コントローラｃに演算させるようにしてもよい。
【００３３】
そして、操舵角用電流指令値Ｉ３は、低速域で１を出力し、最高速域で例えば０．６を出力するようにしている。また、操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、低速域で１を出力し、最高速域で例えば０．８を出力するようにしている。
つまり、操舵角用電流指令値Ｉ３は、１から０．６の範囲で制御する一方、操舵角速度用電流指令値Ｉ４は、１から０．８の範囲で制御するようにしている。したがって、低速域から最高速域でのゲインは、操舵角用電流指令値Ｉ３の方が、大きくなるようにしている。
【００３４】
そして、上記操舵角θによるソレノイド電流指令値Ｉ１には、車速Ｖに応じた操舵角用電流指令値Ｉ３を掛け合わせる。したがって、車速Ｖが高速になればなるほど、その乗算結果である出力値すなわち操舵角系の電流指令値Ｉ５は小さくなる。しかも、操舵角用電流指令値Ｉ３のゲインを、操舵角速度用電流指令値Ｉ４のゲインよりも大きくしているので、高速になればなるほど、その減少率が大きくなる。
【００３５】
一方、操舵角速度ωによるソレノイド電流指令値Ｉ２には、車速に応じた操舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値として、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６を出力させるようにしている。この電流指令値Ｉ６も、車速に応じて減少させるようにしているが、そのゲインを、操舵角速度用電流指令値Ｉ４のゲインよりも小さくしているので、電流指令値Ｉ６の減少率は、電流指令値Ｉ５の場合よりも小さい。
【００３６】
上記のように出力された操舵角系の電流指令値Ｉ５と、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６との大小を比較し、その大きな方の電流指令値Ｉ５  あるいは電流指令値Ｉ６を採用するようにしている。
このように、いずれか大きな方を採用するようにしたのは、次の理由からである。すなわち、高速走行時には、ステアリングを急操作することはまずないので、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が小さくて、操舵角系の電流指令値Ｉ５の方が大きくなるのが通常である。
【００３７】
したがって、高速走行時には、ステアリング操作の安全性・安定性を高めるために、操舵角を基準にしながら、その操舵角系の電流指令値Ｉ５のゲインを大きくしている。言い換えれば、走行速度が速くなればなるほど、制御流量ＱＰを少なくする比率を高めて、エネルギーロスをより少なくするようにしている。
【００３８】
一方、低速走行時には、ステアリングを急操作することが多くなる。そのために、多くの場合に操舵角速度の方が大きくなる。このように操舵角速度が大きい場合には、応答性が重視される。
したがって、低速走行時には、ステアリング操作の操作性すなわち応答性を高めるために、操舵角速度を基準にしながら、その操舵角速度系の電流指令値Ｉ６のゲインを小さくしている。言い換えれば、走行速度がある程度速くなっても、ステアリングを急操作したときには、制御流量ＱＰを十分に確保して、応答性を優先させるようにしている。
【００３９】
ただし、車両の走行速度が一定でも、操舵角系の電流指令値Ｉ５が大きくなったり、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が大きくなったりする。例えば、ステアリングをある角度操舵して、その操舵角θの位置で、ステアリングを止めて保舵している時には、操舵角速度ωはゼロになってしまう。したがって、車速が同じでも、最初、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が大きく、保舵に入ってから操舵角系の電流指令値Ｉ５の方が大きくなる。
いずれにしても、電流指令値Ｉ５とＩ６の大きい方の値を択一しているので、どのような走行条件でも、いずれかの電流指令値が出力されることになる。
【００４０】
もし、上記のような保舵時に、電流指令値Ｉ５とＩ６のいずれもが出力されなければ、制御流量ＱＰを確保できなくなる。制御流量ＱＰを確保できなければ、保舵時には、車両のセルフアライニングトルクによる抗力に負けて、パワーシリンダ８が動いてしまう。このようにパワーシリンダ８がその位置を保てずに動いてしまえば、それこそ保舵そのものが不可能になる。
【００４１】
しかし、上記のように、電流指令値Ｉ５とＩ６のいずれかを用いるようにしているので、ステアリング操作中に、両方ともゼロになることはない。言い換えれば、保舵時であっても操舵角θが保たれているので、ソレノイド電流指令値Ｉ１を確保できる。したがって、この電流指令値Ｉ１で保舵に必要なパワーを維持できることになる。
【００４２】
一方で、高速走行時でも、ステアリングを急操作することがある。この時には、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が大きくなるので、その電流指令値Ｉ６が選択される。ただし、この電流指令値Ｉ６は、操舵角速度用電流指令値Ｉ４の限界値の範囲内に制御された値になるので、安全性は十分に確保される。
ただ、車両の高速走行時における操舵角速度用電流指令値Ｉ４の限界最小値は、操舵角用電流指令値Ｉ３の最小値よりもやや大きくしている。つまり、この実施態様では、前記したように操舵角用電流指令値Ｉ３の最小値を０．６に設定し、操舵角速度用電流指令値Ｉ４の限界最小値を０．８に設定している。
【００４３】
したがって、高速走行時に、操舵角系の電流指令値Ｉ５で制御される場合よりも、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６で制御される場合の方が、応答性がよくなる。
ただし、高速走行時に、あまり応答性をよくしすぎると、安全性が損なわれる危険がある。そこで、操舵角速度用電流指令値Ｉ４の限界最小値を０．８に設定しているが、その根拠は、車両のヨーレートをもとにした安全性を基準にしている。
【００４４】
つまり、車両のヨーレートは、だいたい車速６０ｋｍ／ｈ以下で走行しているとき、その収れん性がほとんど似たような特性になる。つまり、６０ｋｍ／ｈ以下では、１０ｋｍ／ｈ走行であろうと、４０ｋｍ／ｈ走行であろうと、その収れん性はほとんど変わらない。このようにヨーレートの収れん性が安定している範囲を、安全性の限界としてとらえ、操舵角速度用電流指令値Ｉ４の限界最小値を０．８に設定したものである。
【００４５】
したがって、この実施態様によれば、１００ｋｍ／ｈで走行中に、ステアリングを急操作し、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が大きくなって、その電流指令値Ｉ６が選択されたとき、６０ｋｍ／ｈで走行しているときと同じような安全性・安定性で操舵できることになる。
【００４６】
また、上記のようにして選択された電流指令値Ｉ５  あるいはＩ６には、スタンバイ用電流指令値Ｉ７を加算する。
このスタンバイ用電流指令値Ｉ７は、常に、所定の電流が可変オリフィスａのソレノイドＳＯＬに供給されるようにするためのものである。このようにスタンバイ用電流指令値Ｉ７が供給された可変オリフィスａは、操舵角θ、操舵角速度ωおよび車速を基にしたソレノイド電流指令値が、たとえゼロだったとしても、その開度を一定に保つとともに、一定のスタンバイ流量ＱＳを確保する。
【００４７】
ただし、省エネという観点からすると、パワーシリンダ８およびステアリングバルブ９側の必要流量ＱＭがゼロなら、流量制御弁Ｆの制御流量ＱＰもゼロにするのが理想的であるが、その理由は次のとおりである。制御流量ＱＰをゼロにするということは、ポンプＰの吐出量全量をタンクポート１１からポンプＰまたはタンクＴに還流させることを意味する。そして、タンクポート１１からポンプＰまたはタンクＴに還流する流路は、本体Ｈ内にあって非常に短いので、その圧力損失がほとんどない。圧力損失がほとんどないので、ポンプＰの駆動トルクも最少に抑えられ、その分、省エネにつながることになる。
このような意味から、必要流量ＱＭがゼロのときに、制御流量ＱＰもゼロにするのが、省エネという観点からは、絶対に有利になる。
【００４８】
それにもかかわらず、必要流量ＱＭがゼロでもスタンバイ流量ＱＳを確保したのは、次の３つの理由からである。
▲１▼装置の焼き付き防止
ある程度の油を装置に循環させておいた方が、その油による冷却効果が期待できるが、スタンバイ流量ＱＳはこの冷却機能を果たすことになる。
【００４９】
▲２▼キックバック等の外乱やセルフアライニングトルクに対抗
タイヤに外乱やセルフアライニングトルク等による抗力が作用すると、それがパワーシリンダ８のロッドに作用する。もし、スタンバイ流量ＱＳを確保しておかなければ、この外乱やセルフアライニングトルクによる抗力で、タイヤがふらついてしまう。しかし、スタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、たとえ上記抗力が作用したとしても、タイヤがふらついたりしない。すなわち、上記パワーシリンダ８のロッドには、ステアリングバルブ９を切り換えるためのピニオン等がかみ合っているので、上記抗力が作用すると、ステアリングバルブも切り換わって、その抗力に対抗する方向にスタンバイ流量ＱＳを供給することになる。したがって、スタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、上記キックバックによる外乱や、セルフアライニングトルクに対抗できることになる。
【００５０】
▲３▼応答性の確保
例えば、スタンバイ流量ＱＳを確保しておけば、それが全然ないときよりも、目的の制御流量ＱＰに到達する時間が短くてすむ。この時間差が応答性になるので、結局、スタンバイ流量ＱＳを確保した方が、応答性を向上させることができる。
【００５１】
次に、この実施態様の作用を説明する。
今、車両の走行中には、操舵角によるソレノイド電流指令値Ｉ１と操舵角用電流指令値Ｉ３との乗算値である操舵角系の電流指令値Ｉ５が出力される。これとともに、操舵角速度によるソレノイド電流指令値Ｉ２が、操舵角速度用電流指令値Ｉ４を限界値として、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が出力される。
【００５２】
そして、操舵角系の電流指令値Ｉ５と操舵角速度系の電流指令値Ｉ６との大小が判定されるとともに、その大きい方の指令値Ｉ５あるいはＩ６に、スタンバイ用電流指令値Ｉ７が加算され、そのときのソレノイドの励磁電流が決められる。
このソレノイドの励磁電流は、車両の高速走行時には、主に操舵角系の電流指令値Ｉ５が基準となり、車両の低速走行時には、主に操舵角速度系の電流指令値Ｉ６が基準となる。
【００５３】
ただし、この実施態様によれば、低速走行時であっても、その保舵時には、操舵角系の電流指令値Ｉ５を基準にソレノイドの励磁電流が決められる。
また、高速走行時であっても、ステアリングを急操作したときには、操舵角速度系の電流指令値Ｉ６を基準にソレノイドの励磁電流が決められる。ただし、この場合には、前記したように、たとえ１００ｋｍ／ｈでの走行中でも、６０ｋｍ／ｈ走行時と同じような安全性・安定性でステアリング操作することができるようにしている。
【００５４】
この実施態様によれば、操舵角、操舵角速度あるいは車速等の信号を利用し、制御流量ＱＰを制御して、省エネを図ることができる。しかも、低速時でもステアリングの絶対中立位置を的確に判断することができるとともに、絶対中立位置を的確に判断することによって、正確な操舵角を検出することができる。したがって、上記制御流量ＱＰの制御も正確におこなうことができ、確実に省エネを図ることができる。
【００５５】
図６に示したのは、この発明の第２実施例のフローチャートであり、ＣＰＵ１０９の処理方法に特徴を有する。この第２実施例の構成要素については、第１実施例と同じである。同じものについては、第１実施例と同じ符合を用い、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
この第２実施例では、中立位置信号１０８が連続して２回入力され、このときの回転方向がそれぞれ逆方向であり、しかも、それぞれの操舵角が一定角度以上になった場合、ステアリングの絶対中立位置を決定するようにしている。
すなわち図２に示すように、中立位置センサ１０６が中立位置検出用孔１０４を検出する地点は、Ａ〜Ｃの３地点ある。ステアリングの操舵角が０度である地点Ｂでは、ステアリングが左に１８０度以上、右にも１８０度以上回転可能である。これに対して、ステアリングが左右どちらかに３６０度回転している地点Ａあるいは地点Ｃでは、左右両方に１８０度回転することはできない。
したがって、中立位置信号１０８が検出された位置から、左右両方に１８０度以上回転できたところだけが、ステアリングの回転角度が０度の、絶対中立位置であると決定することができる。
【００５７】
図６にしたがって、走行を開始して、絶対中立位置が決定されるまでの手順を説明する。
ます、ステップＳ１１で中立位置センサ１０６が、中立位置検出用孔１０４を認識する。中立位置検出用孔１０４を検出したら、ステップＳ１２で、ＣＰＵ１０９に中立位置信号１０８を入力する。
ステップＳ１３で第１操舵角センサ１０５ａと第２操舵角センサ１０５ｂとは回転板１０２の回転方向を検出し、回転信号１１０をＣＰＵ１０９に入力する。そして、ステップＳ１４で第１操舵角センサ１０５ａと第２操舵角センサ１０５ｂとで、操舵角検出用孔１０３を認識し、ＣＰＵ１０９に操舵角信号１０７ａと１０７ｂとを入力する。
【００５８】
上記ステップＳ１４で操舵角信号１０７ａと１０７ｂとが入力されたら、ステップＳ１５でこの操舵角信号１０７ａと１０７ｂとによる操舵角が１８０度以上であるかどうかを判断する。操舵角が１８０度以上であったときには、ステップＳ１６に進み、１８０度未満だったときには、絶対中立位置決定の対象とはならないのでステップＳ１１に戻る。
ステップＳ１６に進むと、次の中立位置信号１０８が入力され、ステップＳ１７でこのときの回転信号１１０が入力される。ステップＳ１７で回転信号１１０が入力されると、ステップ１８に進み、この回転信号１１０による回転方向がステップＳ１３の回転方向と逆回転であるかを判断する。
【００５９】
上記ステップＳ１３とは逆回転であると判断したときには、ステップＳ１９に進み、同回転であると判断したときには、ステップＳ１１に戻る。
上記回転信号１１０が逆回転のときには、ステップＳ１２で中立位置が入力されたときの回転板１０２の位置と、ステップＳ１６で中立位置が入力されたときの回転板１０２の位置が同じである。その理由を以下に説明する。
【００６０】
ステップＳ１２で中立位置が入力されたときの回転板１０２の位置を図２の地点Ｂと仮定する。この状態から右方向に１８０度回転する。これがステップＳ１３の回転信号１１０である。
そして、次に再び中立位置信号１０８が入力されたとき、ステップＳ１３と同じ回転方向だとすると、これは地点Ｂではなく、地点Ｃにあることになる。すなわち、再び中立位置信号１０８が入力されたときにも、ステップＳ１２と同じ地点Ｂであるためには、ステップＳ１３の回転方向と逆回転でなければならない。
【００６１】
そして、ステップＳ１９に進むと、操舵角信号１０７ａと１０７ｂとが入力され、ステップＳ２０でこの操舵角信号１０７ａと１０７ｂとによる操舵角が１８０度以上であるかを判断する。
ステップＳ２０で操舵角が１８０度以上であると判断されると、ステップＳ２１に進み、このときの中立位置信号１０８が入力された位置が、ステアリングの操舵角０度の、絶対中立位置であると決定される。
一方、ステップＳ２０で操舵角が１８０度未満であると判断されたときには、ステップＳ１１に戻る。
【００６２】
このように、この第２実施例によれば、左右両方に１８０度以上回転できる位置で検出された中立位置信号１０８を決定することにより、ステアリングの絶対中立位置を決定することができる。
したがって、車速に影響されることなく、すなわち、高速のときでも低速のときでも、上記絶対中立位置を正確に決定することができる。
【００６３】
また、この第２実施例の操舵角検出機構を、第１実施例の実施態様に用いることができること当然である。
上記実施態様に用いたときには、ステアリングの絶対中立位置を的確に判断することができるとともに、絶対中立位置を的確に判断することによって、正確な操舵角を検出することができる。したがって、上記制御流量ＱＰの制御も正確におこなうことができ、確実に省エネを図ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ＣＰＵに中立位置信号を入力するとともに、このときのステアリングの回転方向と、中立位置検出回数とが上記ＣＰＵに入力されるようにしている。そして、例えば同じ方向に、３回の中立位置信号が入力されたときには、その２回目の中立位置信号が入力された位置を絶対中立位置であると判断する。したがって、車速に影響されることなく、正確な絶対中立位置を決定することができる。
【００６５】
第２の発明によれば、ＣＰＵに中立位置信号を入力するとともにこのときのステアリングの回転方向を示す回転信号と、操舵角信号とが上記ＣＰＵに入力されるようにしている。そして、左右両方に例えば一定角度として１８０度以上回転することができる中立位置を絶対中立位置であると決定する。したがって、車速に影響されず、低速時でも正確な絶対中立位置を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の概略図である。
【図２】本願発明の概念図である。
【図３】第１実施例のフローチャートである。
【図４】第１実施例の一実施態様を示した図である。
【図５】第１実施例の一実施態様を示した図である。
【図６】第２実施例のフローチャートである。
【図７】従来例を示した図である。
【符号の説明】
１０１    ステアリングシャフト
１０２    回転板
１０３    操舵角検出用孔
１０４    中立位置検出用孔
１０５    操舵角センサ
１０６    中立位置センサ
１０７    操舵角信号
１０８    中立位置信号
１０９    ＣＰＵ
１１０    回転信号
【図１】
0003624152.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003624152.tif 000005
【図５】
0003624152.tif 000006
【図６】
0003624152.tif 000007
【図７】
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