JP2003002224A - 車両の操舵装置 - Google Patents
車両の操舵装置Info
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Abstract
り時や極低車速状態において、自然な操舵フィーリング
を得ることができると共に省エネを図ることができる車
両の操舵装置を提供する。 【解決手段】操作部材を車輪に機械的に連結することな
く、操作部材の回転に応じて駆動される操舵用アクチュ
エータの動きに応じて舵角が変化するように、操舵用ア
クチュエータの動きを車輪に伝達する。車速が設定値以
下である場合、操作部材の回転速度の大きさが設定値を
超える時は、操作部材の回転を阻止する方向に作用する
予め定めた一定の大きさの反力あるいは復帰抵抗力が操
作用アクチュエータにより発生させられ、その回転速度
の大きさが設定値以下である時は反力および復帰抵抗力
の発生は解除される。その一定の反力の大きさと一定の
復帰抵抗力の大きさとは互いに等しくされる。
Description
イワイヤシステムを採用した車両の操舵装置に関する。
両においては、ステアリングホイールを模した操作部材
を車輪に機械的に連結することなく、その操作部材の回
転に応じて駆動される操舵用アクチュエータの動きを、
その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達して
いる。そのため、車輪と路面との間の摩擦に基づく操舵
抵抗やセルフアライニングトルクは、その操作部材には
伝達されない。
向の反力を作用させることで、ステアリングホイールが
車輪に機械的に連結された通常の車両と同様に、ドライ
バーに操舵フィーリングを与え、また、操作部材を直進
位置に復帰させている。その反力を作用させるため、そ
の操作部材の回転量を検出するセンサと、そのセンサに
より検出した回転量に応じて反力を発生する操作用アク
チュエータを用い、操作部材の回転量に比例する大きさ
の反力を付与していた。
チュエータは停車時や極低車速においても通常の走行時
と同様に制御されていた。そのため、停車時における操
舵すなわち据え切り操舵や車庫入れ等のために極低車速
で操舵を行う場合においても、操作部材の回転量の増大
を阻止する反力は作用するが、操作部材の回転量の減少
を阻止する力は作用せず、通常の車両に比べて停車中や
極低車速での直進位置へ向かう操作部材の操作が軽くな
り過ぎていた。また、停車時においては通常の車両のス
テアリングホイールは操作しなければ回転することはな
いが、上記従来例では回転量に応じて操作用アクチュエ
ータが駆動されて操作部材が回転するため、不必要なエ
ネルギーが消費される。さらに、通常の車両では据え切
り操舵時や極低車速での操舵反力は舵角に関わらず略一
定になるが、上記従来例では操作部材の回転量によって
反力の大きさが変化し、また、現在の操舵方向と反対方
向に操舵を行う場合、直進位置を超える時に急に反力が
作用するため、操舵フィーリングが通常の車両と大きく
相違する。
装置は、操作部材と、その操作部材の回転に応じて駆動
される操舵用アクチュエータと、その操作部材を車輪に
機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエータ
の動きに応じて舵角が変化するように、その動きを車輪
に伝達する機構と、その操作部材を直進位置に復帰させ
る方向に作用する反力と、その操作部材を直進位置に復
帰させる方向と反対方向に作用する復帰抵抗力とを発生
可能な操作用アクチュエータと、車速を検出する手段
と、その操作部材の回転速度を求める手段とを備える。
ある時の、その回転速度と、その反力および復帰抵抗力
の大きさ及び作用方向との間の予め定められた対応関係
を記憶する手段と、その車速が設定値以下である時、そ
の記憶した関係に基づき、その求めた回転速度に対応す
る大きさ及び作用方向の反力あるいは復帰抵抗力が発生
するように、その操作用アクチュエータを制御する手段
とを備え、その検出した車速が設定値以下である時の前
記対応関係は、その操作部材が一方向に回転し、且つ、
その回転速度の大きさが設定値を超える時は、その操作
部材が一方向に回転するのを阻止する方向に作用する予
め定めた一定の大きさの反力あるいは復帰抵抗力が前記
操作用アクチュエータにより発生させられ、その操作部
材が他方向に回転し、且つ、その回転速度の大きさがそ
の設定値を超える時は、その操作部材が他方向に回転す
るのを阻止する方向に作用する予め定めた一定の大きさ
の反力あるいは復帰抵抗力が前記操作用アクチュエータ
により発生させられ、その回転速度の大きさがその設定
値以下である時は、その操作用アクチュエータによる反
力および復帰抵抗力の発生が解除される関係を含むよう
に定められ、その一定の反力の大きさと一定の復帰抵抗
力の大きさとは互いに等しくされている。
からの回転量を求める手段と、その車速が設定値以下で
ある時の、その回転量と、その回転速度と、その反力お
よび復帰抵抗力の大きさ及び作用方向との間の予め定め
られた対応関係を記憶する手段と、その車速が設定値以
下である時、その記憶した関係に基づき、その求めた回
転量と回転速度とに対応する大きさ及び作用方向の反力
あるいは復帰抵抗力が発生するように、その操作用アク
チュエータを制御する手段とを備え、その検出した車速
が設定値以下である時の前記対応関係は、その回転量が
零を超える設定値以上で、且つ、その操作部材が一方向
に回転し、且つ、その回転速度の大きさが設定値を超え
る時は、その操作部材が一方向に回転するのを阻止する
方向に作用する予め定めた一定の大きさの反力あるいは
復帰抵抗力が前記操作用アクチュエータにより発生させ
られ、その回転量がその設定値未満で、且つ、その操作
部材が一方向に回転し、且つ、その回転速度の大きさが
その設定値を超える時は、その操作部材が一方向に回転
するのを阻止する方向に作用すると共にその回転量の増
減に対応して増減する大きさの反力あるいは復帰抵抗力
が前記操作用アクチュエータにより発生させられ、その
回転量がその設定値以上で、且つ、その操作部材が他方
向に回転し、且つ、その回転速度の大きさがその設定値
を超える時は、その操作部材が他方向に回転するのを阻
止する方向に作用する予め定めた一定の大きさの反力あ
るいは復帰抵抗力が前記操作用アクチュエータにより発
生させられ、その回転量がその設定値未満で、且つ、そ
の操作部材が他方向に回転し、且つ、その回転速度の大
きさがその設定値を超える時は、その操作部材が他方向
に回転するのを阻止する方向に作用すると共にその回転
量の増減に対応して増減する大きさの反力あるいは復帰
抵抗力が前記操作用アクチュエータにより発生させら
れ、その回転速度の大きさがその設定値以下である時
は、その操作用アクチュエータによる反力および復帰抵
抗力の発生が解除される関係を含むように定められ、そ
の回転量が設定値未満である時の反力の大きさの最大
値、復帰抵抗力の大きさの最大値、その回転量が設定値
以上である時の一定の反力の大きさ、および一定の復帰
抵抗力の大きさは互いに等しくされている。
からの回転量を求める手段と、その求めた回転量が増大
しているか減少しているかを判断する手段と、その車速
が設定値以下である時の、その回転量と、その回転量の
増減と、その回転速度と、その反力の大きさと、その復
帰抵抗力の大きさとの間の予め定められた対応関係を記
憶する手段と、その車速が設定値以下である時、その記
憶した関係に基づき、その求めた回転量と回転量の増減
と回転速度とに対応する反力および復帰抵抗力の中の一
方が発生するように、その操作用アクチュエータを制御
する手段とを備え、その検出した車速が設定値以下であ
る時の前記対応関係は、その回転量が増加し、且つ、そ
の回転速度の大きさが設定値を超える時は、その回転量
の増加に対応して増加する反力が前記操作用アクチュエ
ータにより発生させられ、その回転量が減少し、且つ、
その回転速度の大きさがその設定値を超える時は、予め
定めた一定の大きさの復帰抵抗力が前記操作用アクチュ
エータにより発生させられ、その回転速度の大きさがそ
の設定値以下である時は、その操作用アクチュエータに
よる反力および復帰抵抗力の発生が解除される関係を含
むように定められ、その反力の大きさの最小値と一定の
復帰抵抗力の大きさとは互いに等しくされている。
時の操作部材の操作、すなわち据え切り操舵や極低車速
での操舵を行う場合、操作用アクチュエータは操作部材
の回転量が増加する時に反力を発生するだけでなく、回
転量が減少する時は復帰抵抗力を発生するので、直進位
置に向かう操作部材の操作が軽くなり過ぎることはな
い。また、操作用アクチュエータの機械的な立ち上がり
の遅れによって、操作部材の操作開始時の反力あるいは
復帰抵抗力の立ち上がりも適度に遅れるため、通常の車
両と同様の自然な操舵感を得ることができる。さらに、
車速が設定値以下である時に操作部材の回転速度の大き
さが設定値以下である時は、操作用アクチュエータによ
る反力および復帰抵抗力の発生が解除されるので、ドラ
イバーが操作部材から手を離したり操作部材に手を添え
る程度では、反力あるいは復帰抵抗力が作用することは
なく、不必要なエネルギーが消費されるのを防止でき
る。
極低車速における反力および復帰抵抗力は操作部材の回
転量に関わらず一定の大きさであり、操舵方向を変える
ために操作部材が直進位置を超える時に反力が変化する
こともないので、通常の車両と同様の自然な操舵フィー
リングを得ることができる。
極低車速において操作部材の回転量が設定値以上であれ
ば反力の大きさおよび復帰抵抗力の大きさは一定とな
り、その回転量が設定値未満になると、操作部材が直進
位置に向かうに従い反力の大きさおよび復帰抵抗力の大
きさは小さくなる。これにより、操作部材が直進位置近
傍になると反力および復帰抵抗力は小さくなるので、ド
ライバーは操作部材が直進位置近傍にあることを感覚的
に把握することができる。
極低車速において操作部材の回転量が減少する時は、操
作部材の回転量に関わらず復帰抵抗力は一定の大きさと
なり、その回転量が増加する時は、その回転量の増加に
対応して反力が増加し、その反力の大きさの最小値と一
定の復帰抵抗力の大きさとは互いに等しくされている。
これにより、操作部材の回転量が直進位置近傍の値を超
えて増加する時は反力が増加するので、ドライバーは操
作部材が直進位置近傍にあることを感覚的に把握するこ
とができる。
テアリングホイールを模した操作部材1と、その操作部
材1の回転に応じて駆動される操舵用アクチュエータ2
と、その操作部材1を車輪4に機械的に連結することな
く、その操舵用アクチュエータ2の動きに応じて舵角が
変化するように、その動きを車輪4に伝達するステアリ
ングギヤ3と、その操作部材1を直進位置に復帰させる
方向に作用する反力と直進位置に復帰させる方向と反対
方向に作用する復帰抵抗力とを発生可能な操作用アクチ
ュエータ19とを備える。
知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。そのステアリングギヤ3は、その操舵用アクチュエ
ータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド
7の直線運動に変換する例えばボールねじ機構等の運動
変換機構により構成されている。そのステアリングロッ
ド7の動きがタイロッド8とナックルアーム9を介して
車輪4に伝達され、その車輪4のトー角が変化する。そ
のステアリングギヤ3は、公知のものを用いることがで
き、操舵用アクチュエータ2の動きを舵角が変化するよ
うに車輪4に伝達できれば構成は限定されない。なお、
操舵用アクチュエータ2が駆動されていない状態では、
車輪4はセルフアライニングトルクにより直進位置に復
帰できるようにホイールアラインメントが設定されてい
る。
に支持される回転シャフト10に連結されている。その
回転シャフト10に操作用アクチュエータ19の出力シ
ャフトが一体化されている。その操作用アクチュエータ
19はブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。
求める手段として、その操作部材1の直進位置からの回
転角度δhを検出する角度センサ11が設けられてい
る。車両の舵角δを検出する手段として、ステアリング
ロッド7の作動量を検出するポテンショメータにより構
成される舵角センサ13が設けられている。車速Vを検
出する速度センサ14が設けられている。その角度セン
サ11、舵角センサ13、速度センサ14は、コンピュ
ータにより構成される制御装置20に接続されている。
その制御装置20は、時系列に検知される回転角度δh
の検出値から操作部材1の回転速度Rの大きさを演算に
より求め、その求めた直進位置からの回転角度δhが増
大しているか減少しているかに基づき回転速度Rの方
向、すなわち操作部材1の回転方向を求める。
て操舵用アクチュエータ2を制御する。例えば、その操
作部材1の回転角度δhと車速Vと目標舵角との間の関
係を予め定めて記憶し、その舵角δと目標舵角との偏差
をなくすように駆動回路22を介して操舵用アクチュエ
ータ2の駆動信号を出力する。その回転角度δhと車速
Vと目標舵角との間の関係は、車速Vが大きくなる程に
回転角度δhに対応する目標舵角を小さくすることで、
低速での旋回性能の向上と高速での走行安定性とを図る
ことができる。なお、このような操舵用アクチュエータ
2の制御方法は特に限定されず、操作部材1の回転に応
じて操舵用アクチュエータ2が駆動されるものであれば
良く、例えば、車両のヨーレートセンサを設け、操作部
材1の回転角度δhと目標ヨーレートとの間の関係を予
め定めて記憶し、検出ヨーレートと目標ヨーレートとの
偏差をなくすように駆動回路22を介して操舵用アクチ
ュエータ2の駆動信号を出力してもよい。
定値(本実施形態では零)を超える時の操作部材1の回
転角度δhと反力の大きさとの間の予め定められた対応
関係を記憶する。その対応関係として、本実施形態にお
いては、図2に示す関係を記憶する。
ュエータ19への電圧指示値V1との関係を示し、回転
角度δhと電圧指示値V1は操作部材1が直進位置より
も左右一方に位置する時は正、左右他方に位置する時は
負とされ、その回転角度δhの大きさの増減に電圧指示
値V1が比例して増減するものとされている。
下である時の、操作部材1の回転速度Rと、その反力お
よび復帰抵抗力の大きさ及び作用方向との間の予め定め
られた対応関係を記憶する。その対応関係として、本実
施形態においては、図3に示す関係を記憶する。
作用アクチュエータ19への電圧指示値V2との関係を
示し、その回転速度Rと電圧指示値V2とは操作部材1
が左右一方へ向かい回転している時は正、左右他方へ向
かい回転している時は負とされる。その電圧指示値V2
が正である時は操作部材1が左右一方へ向かい回転する
のを阻止する方向の力を操作用アクチュエータ19は発
生し、その電圧指示値V2が負である時は操作部材1が
左右他方へ向かい回転するのを阻止する方向の力を操作
用アクチュエータ19は発生する。その回転速度Rの大
きさが零を超える予め定めた設定値(本実施形態では制
御装置20がサンプリングした回転角度の検出値から演
算し得る最小回転速度の大きさが設定値とされる)未満
である時、すなわち本実施形態では制御装置20による
回転速度Rの演算値が零である時、その電圧指示値V2
は零とされる。その回転速度Rがその設定値を超える
時、その電圧指示値V2の大きさは予め定めた一定値
(図示例では2.5V)とされている。その回転速度R
の設定値は、ドライバーが操舵の意思なく手を添えるこ
とで操作部材1が回転する時の微小な回転速度に対応す
るように設定するのが好ましく、零を超える値であって
もよい。
る時は、その記憶した回転角度δhと反力の大きさとの
間の対応関係に基づき、その求めた回転角度δhに対応
する反力が発生するように操作用アクチュエータ19を
制御する。これにより、図2に示される関係を充足する
回転角度δhに対応する電圧指示値V1に応じた反力を
操作用アクチュエータ19は発生し、操作部材1の回転
角度δhに比例する反力が付与される。
である時は、その記憶した回転速度Rと、その反力およ
び復帰抵抗力の大きさ及び作用方向との間の対応関係に
基づき、その求めた回転速度Rに対応する大きさ及び作
用方向の反力あるいは復帰抵抗力が発生するように操作
用アクチュエータ19を制御する。これにより、図3に
示される関係に従って、回転速度Rに対応する電圧指示
値V2に応じた方向および大きさの反力および復帰抵抗
力を操作用アクチュエータ19は発生する。すなわち、
操作部材1が一方向に回転し、且つ、回転速度Rの大き
さが零(設定値)を超える時は、操作部材1が一方向に
回転するのを阻止する方向に作用する予め定めた一定の
大きさの反力あるいは復帰抵抗力が操作用アクチュエー
タ19により発生させられ、操作部材1が他方向に回転
し、且つ、回転速度Rの大きさが零を超える時は、操作
部材1が他方向に回転するのを阻止する方向に作用する
予め定めた一定の大きさの反力あるいは復帰抵抗力が操
作用アクチュエータ19により発生させられる。その回
転速度Rの大きさが零である時は、その操作用アクチュ
エータ19による反力および復帰抵抗力の発生が解除さ
れる。その一定の反力の大きさと一定の復帰抵抗力の大
きさとは互いに等しくされている。
を図4のフローチャートを参照して説明する。まず、操
作部材1の回転角度δhの検出値と車速vの検出値を読
み込み(ステップ1)。その車速vが零か否かを判断す
る(ステップ2)。その車速vが零でなければ、図2に
示す関係に従った回転角度δhに対応する電圧指示値V
1を操作用アクチュエータ19に印加し、操作部材1を
直進位置に復帰させる方向に作用する反力を発生させ
(ステップ3)、ステップ1に戻る。その車速Vが零で
あれば、時系列に求めた回転角度δhに基づき操作部材
1の回転速度Rを演算し(ステップ4)、その回転速度
Rの大きさが零を超えるか否かを判断する(ステップ
5)。その回転速度Rの大きさがその設定値を超えると
き、すなわち本実施形態では零でなければ、図3に示す
関係に従った回転速度Rに対応する電圧指示値V2を操
作用アクチュエータ19に印加し(ステップ6)、ステ
ップ1に戻る。制御装置20は、その図3に示す関係に
従って電圧指示値V2を印加するに際して、その回転速
度Rの値が正か負かを判断し、正値であれば電圧指示値
V2を正値として操作用アクチュエータ19を他方向に
回転させ、負値であれば電圧指示値V2を負値として操
作用アクチュエータ19を一方向に回転させる。これに
より、操作部材1の直進位置からの回転量、すなわち回
転角度δhの大きさが増加している時は操作部材1を直
進位置に復帰させる方向に作用する予め定めた一定の大
きさの反力を発生させ、また、その回転角度δhの大き
さが減少する時は操作部材1を直進位置に復帰させる方
向と反対方向に作用する予め定めた一定の大きさの復帰
抵抗力を発生させることになる。ステップ5において回
転速度Rの大きさが設定値以下である時、本実施形態で
は零である時、操作用アクチュエータ19による反力お
よび復帰抵抗力の発生を解除し(ステップ7)、ステッ
プ1に戻る。なお、操作用アクチュエータ19への印加
電圧あるいは印加電流を検出するセンサを設け、その検
出値に基づいて印加電圧が目標値になるようにフィード
バック制御してもよい。
作部材1の操作、すなわち据え切り操舵を行う場合、操
作用アクチュエータ19は操作部材1の回転角度δhが
増加する時に反力を発生するだけでなく、回転角度δh
が減少する時は復帰抵抗力を発生するので、直進位置に
向かう操作部材1の操作が軽くなり過ぎることはない。
また、操作用アクチュエータ19の機械的な立ち上がり
の遅れによって、操作部材1の操作開始時の反力あるい
は復帰抵抗力の立ち上がりも適度に遅れるため、通常の
車両と同様の自然な操舵感を得ることができる。さら
に、車速が零である時に操作部材1の回転速度の大きさ
が設定値以下である時は、操作用アクチュエータ19に
よる反力および復帰抵抗力の発生が解除されるので、ド
ライバーが操作部材1から手を離したり操作部材1に手
を添える程度では、反力あるいは復帰抵抗力が作用する
ことはなく、不必要なエネルギーが消費されるのを防止
できる。さらに、据え切り操舵時における反力および復
帰抵抗力は操作部材1の回転角度δhに関わらず一定の
大きさであり、操舵方向を変えるために操作部材1が直
進位置を超える時に反力が変化することもないので、通
常の車両の据え切り操舵と同様の自然な操舵フィーリン
グを得ることができる。
示す。この変形例の上記実施形態との相違は、車速が零
である時、制御装置20は図3だけでなく図5によって
も示される関係を記憶する。その図5は、車速が零であ
る時の操作部材1の回転角度δhと図3に示す関係にお
ける操作用アクチュエータ19の電圧指示値V2に対す
る係数Kとの関係を示し、その電圧指示値V2に係数K
を乗じた値の電圧が操作用アクチュエータ19に印加さ
れる。その図5において、回転角度δhの値は操作部材
1が直進位置よりも左右一方に位置する時は正、左右他
方に位置する時は負とされ、その回転角度δhの大きさ
が零を超える予め定めた設定値(図示例では10度)以
上である時の係数Kは1とされ、その回転角度δhが設
定値未満である時の係数Kは回転角度δhの大きさの増
減に比例して0〜1の間で増減するものとされている。
時の操作部材1の回転角度δhと、回転速度Rと、反力
および復帰抵抗力の大きさ及び作用方向との間の予め定
められた対応関係を記憶し、そして車速が零である時、
その記憶した関係に基づき、求めた回転角度δhと回転
速度Rとに対応する大きさ及び作用方向の反力あるいは
復帰抵抗力が発生するように、操作用アクチュエータ1
9を制御する。その対応関係に従うことで、操作部材1
の直進位置からの回転量すなわち回転角度δhの大きさ
が上記設定値以上で、且つ、操作部材1が一方向に回転
し、且つ、回転速度Rの大きさが上記設定値を超える時
は、操作部材1が一方向に回転するのを阻止する方向に
作用する予め定めた一定の大きさの反力あるいは復帰抵
抗力が操作用アクチュエータ19により発生させられ、
回転角度δhがその設定値未満で、且つ、操作部材1が
一方向に回転し、且つ、回転速度Rの大きさがその設定
値を超える時は、操作部材1が一方向に回転するのを阻
止する方向に作用すると共に回転角度δhの増減に対応
して増減する大きさの反力あるいは復帰抵抗力が操作用
アクチュエータ19により発生させられ、回転角度δh
がその設定値以上で、且つ、操作部材1が他方向に回転
し、且つ、回転速度Rの大きさがその設定値を超える時
は、操作部材1が他方向に回転するのを阻止する方向に
作用する予め定めた一定の大きさの反力あるいは復帰抵
抗力が操作用アクチュエータ19により発生させられ、
回転角度δhがその設定値未満で、且つ、操作部材1が
他方向に回転し、且つ、回転速度Rの大きさがその設定
値を超える時は、操作部材1が他方向に回転するのを阻
止する方向に作用すると共に回転角度δhの増減に対応
して増減する大きさの反力あるいは復帰抵抗力が操作用
アクチュエータ19により発生させられる。その回転速
度Rの大きさがその設定値以下である時は、操作用アク
チュエータ19による反力および復帰抵抗力の発生が解
除される。その回転角度δhがその設定値未満である時
の反力の大きさの最大値、復帰抵抗力の大きさの最大
値、回転角度δhがその設定値以上である時の一定の反
力の大きさ、および一定の復帰抵抗力の大きさは互いに
等しくされる。
9の制御手順を図6のフローチャートを参照して説明す
る。まず、操作部材1の回転角度δhの検出値と車速v
の検出値を読み込み(ステップ1)。その車速vが零か
否かを判断する(ステップ2)。その車速vが零でなけ
れば、図2に示す関係に従った回転角度δhに対応する
電圧指示値V1を操作用アクチュエータ19に印加し、
操作部材1を直進位置に復帰させる方向に作用する反力
を発生させ(ステップ3)、ステップ1に戻る。その車
速Vが零であれば、時系列に求めた回転角度δhに基づ
き操作部材1の回転速度Rを演算し(ステップ4)、そ
の回転速度Rの大きさが零(設定値)を超えるか否かを
判断する(ステップ5)。その回転速度Rの大きさがそ
の設定値を超えるとき、すなわち本変形例では零でなけ
れば、回転角度δhの大きさが設定値(10度)以上で
あるか否かを判断する(ステップ6)。その回転角度δ
hの大きさが設定値以上であれば、図3に示す関係に従
った回転速度Rに対応する電圧指示値V2を操作用アク
チュエータ19に印加し(ステップ7)、ステップ1に
戻る。ステップ6において回転角度δhの大きさが設定
値未満であれば、その回転角度δhに応じた上記係数K
を演算し(ステップ8)、その係数Kを図3に示す関係
に従った回転速度Rに対応する電圧指示値V2に乗じた
値の電圧K・V2を操作用アクチュエータ19に印加し
(ステップ9)、ステップ1に戻る。これにより制御装
置20は操作用アクチュエータ19により、回転角度δ
hの大きさが設定値以上で回転角度δhの大きさが増加
している時は予め定めた一定の大きさの反力を発生さ
せ、回転角度δhの大きさが設定値未満で回転角度δh
の大きさが増加している時は回転角度δhの大きさの増
加に対応して増加する反力を発生させ、回転角度δhの
大きさが設定値以上で回転角度δhの大きさが減少して
いる時は予め定めた一定の大きさの復帰抵抗力を発生さ
せ、回転角度δhの大きさが設定値未満で回転角度δh
の大きさが減少している時は回転角度δhの大きさの減
少に対応して減少する復帰抵抗力を発生させる。ステッ
プ5において回転速度Rの大きさが設定値以下である
時、本変形例では零である時、操作用アクチュエータ1
9による反力および復帰抵抗力の発生を解除し(ステッ
プ10)、ステップ1に戻る。
に操作部材1の回転角度δhの大きさが設定値以上であ
れば反力の大きさおよび復帰抵抗力の大きさは一定とな
り、その回転角度δhの大きさが設定値未満になると、
操作部材1が直進位置に向かうに従い反力の大きさおよ
び復帰抵抗力の大きさは小さくなる。これにより、操作
部材1が直進位置近傍になると反力および復帰抵抗力は
小さくなるので、ドライバーは操作部材1が直進位置近
傍にあることを感覚的に把握することができる。他は上
記実施形態と同様とされている。
この変形例の上記実施形態との相違は、車速が零であっ
て回転角度δhの大きさが増加する時、制御装置20は
図3だけでなく図2によっても示される対応関係を記憶
する。これにより、回転角度δhの大きさが増加する時
は、図3に示される関係を充足する一定の大きさの反力
を、図2に示される関係を充足する回転角度δhに応じ
た反力に付加した反力が付与され、回転角度δhの大き
さが減少する時は、図3に示される関係を充足する一定
の大きさの復帰抵抗力のみが付与される。
時の操作部材1の回転角度δhと、回転角度δhの大き
さの増減と、回転速度Rと、反力の大きさと、復帰抵抗
力の大きさとの間の予め定められた対応関係を記憶し、
そして車速が零である時、その記憶した関係に基づき、
求めた回転角度δhと回転角度δhの大きさの増減と回
転速度Rとに対応する反力および復帰抵抗力の中の一方
が発生するように操作用アクチュエータ19を制御す
る。その対応関係に従うことで、操作部材1の直進位置
からの回転量すなわち回転角度δhの大きさが増加し、
且つ、回転速度Rの大きさが上記設定値を超える時は、
その回転角度δhの増加に対応して増加する反力が操作
用アクチュエータ19により発生させられ、その回転角
度δhの大きさが減少し、且つ、回転速度Rの大きさが
上記設定値を超える時は、予め定めた一定の大きさの復
帰抵抗力が操作用アクチュエータ19により発生させら
れ、回転速度Rの大きさがその設定値以下である時は、
操作用アクチュエータ19による反力および復帰抵抗力
の発生が解除される。その反力の大きさの最小値と一定
の復帰抵抗力の大きさとは互いに等しくされる。
9の制御手順を図7のフローチャートを参照して説明す
る。まず、操作部材1の回転角度δhの検出値と車速v
の検出値を読み込み(ステップ1)。その車速vが零か
否かを判断する(ステップ2)。その車速vが零でなけ
れば、図2に示す関係に従った回転角度δhに対応する
電圧指示値V1を操作用アクチュエータ19に印加し、
操作部材1を直進位置に復帰させる方向に作用する反力
を発生させ(ステップ3)、ステップ1に戻る。その車
速vが零であれば、時系列に求めた回転角度δhに基づ
き操作部材1の回転速度Rを演算し(ステップ4)、そ
の回転速度Rの大きさが零(設定値)を超えるか否かを
判断する(ステップ5)。その回転速度Rの大きさがそ
の設定値を超えるとき、すなわち本変形例では零でなけ
れば、回転角度δhの大きさが増加しているか否かを判
断する(ステップ6)。その回転角度δhの大きさが増
加していなれば、図3に示す関係に従った回転速度Rに
対応する電圧指示値V2を操作用アクチュエータ19に
印加し(ステップ7)、一定の大きさの復帰抵抗力を発
生させ、ステップ1に戻る。その回転角度δhが増加し
ていれば、図3に示す関係に従った回転速度Rに対応す
る電圧指示値V2を、図2に示す関係に従った回転角度
δhに対応する電圧指示値V1に加えた電圧を操作用ア
クチュエータ19に印加し(ステップ8)、回転角度δ
hの大きさの増加に対応して増加する反力を発生させ、
ステップ1に戻る。これにより制御装置20は操作用ア
クチュエータ19により、回転角度δhの大きさが増加
している時は回転角度δhの大きさの増加に対応して増
加する反力を発生させ、回転角度δhの大きさが減少し
ている時は一定の大きさの復帰抵抗力を発生させる。ス
テップ5において回転速度Rの大きさが設定値以下であ
る時、本変形例では零である時、操作用アクチュエータ
19による反力あるいは復帰抵抗力の発生を解除し(ス
テップ9)、ステップ1に戻る。
に操作部材1の回転角度δhの大きさが減少する時は、
操作部材1の回転角度δhに関わらず復帰抵抗力は一定
の大きさとなり、その回転角度δhが増加する時は、そ
の回転角度δhの大きさ増加に対応して反力が増加し、
その反力の大きさの最小値と一定の復帰抵抗力の大きさ
とは互いに等しくされている。これにより、操作部材1
の回転角度δhの大きさが直進位置近傍の値を超えて増
加する時は反力が増加するので、ドライバーは操作部材
1が直進位置近傍にあることを感覚的に把握することが
できる。他は上記実施形態と同様とされている。
れない。例えば、上記実施形態では車速の設定値は零と
されたが、零を超える極低車速の値であってもよい。図
2、図3、図5に示す関係は一例であってこれに限定さ
れるものではなく、また、各設定値や一定値の具体的数
値は任意の値に適宜設定すればよい。
テムの採用車両の据え切り時や極低車速状態において、
自然な操舵フィーリングを得ることができると共に省エ
ネを図ることができ、また、操作部材が直進位置近傍に
あることを感覚的に把握することで、特に身障者用ステ
アリングホイールのように片手のみで把持されるノブが
付いて操作される操作部材により据え切りを行うような
場合にドライバーの負担を軽減できる車両の操舵装置を
提供できる。
図
作部材の回転角度と操作用アクチュエータへの電圧指示
値との関係を示す図
作部材の回転速度と操作用アクチュエータへの電圧指示
値との関係を示す図
作用アクチュエータの制御手順を示すフローチャート
舵装置における操作部材の回転角度と操作用アクチュエ
ータの電圧指示値に対する係数との関係の一例を示す図
舵装置における操作用アクチュエータの制御手順を示す
フローチャート
舵装置における操作用アクチュエータの制御手順を示す
フローチャート
Claims (3)
- 【請求項1】操作部材と、その操作部材の回転に応じて
駆動される操舵用アクチュエータと、その操作部材を車
輪に機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエ
ータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを
車輪に伝達する機構と、その操作部材を直進位置に復帰
させる方向に作用する反力と、その操作部材を直進位置
に復帰させる方向と反対方向に作用する復帰抵抗力とを
発生可能な操作用アクチュエータと、車速を検出する手
段と、その操作部材の回転速度を求める手段と、その車
速が設定値以下である時の、その回転速度と、その反力
および復帰抵抗力の大きさ及び作用方向との間の予め定
められた対応関係を記憶する手段と、その車速が設定値
以下である時、その記憶した関係に基づき、その求めた
回転速度に対応する大きさ及び作用方向の反力あるいは
復帰抵抗力が発生するように、その操作用アクチュエー
タを制御する手段とを備え、その検出した車速が設定値
以下である時の前記対応関係は、その操作部材が一方向
に回転し、且つ、その回転速度の大きさが設定値を超え
る時は、その操作部材が一方向に回転するのを阻止する
方向に作用する予め定めた一定の大きさの反力あるいは
復帰抵抗力が前記操作用アクチュエータにより発生させ
られ、その操作部材が他方向に回転し、且つ、その回転
速度の大きさがその設定値を超える時は、その操作部材
が他方向に回転するのを阻止する方向に作用する予め定
めた一定の大きさの反力あるいは復帰抵抗力が前記操作
用アクチュエータにより発生させられ、その回転速度の
大きさがその設定値以下である時は、その操作用アクチ
ュエータによる反力および復帰抵抗力の発生が解除され
る関係を含むように定められ、その一定の反力の大きさ
と一定の復帰抵抗力の大きさとは互いに等しくされてい
る車両の操舵装置。 - 【請求項2】操作部材と、その操作部材の回転に応じて
駆動される操舵用アクチュエータと、その操作部材を車
輪に機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエ
ータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを
車輪に伝達する機構と、その操作部材を直進位置に復帰
させる方向に作用する反力と、その操作部材を直進位置
に復帰させる方向と反対方向に作用する復帰抵抗力とを
発生可能な操作用アクチュエータと、車速を検出する手
段と、その操作部材の直進位置からの回転量を求める手
段と、その操作部材の回転速度を求める手段と、その車
速が設定値以下である時の、その回転量と、その回転速
度と、その反力および復帰抵抗力の大きさ及び作用方向
との間の予め定められた対応関係を記憶する手段と、そ
の車速が設定値以下である時、その記憶した関係に基づ
き、その求めた回転量と回転速度とに対応する大きさ及
び作用方向の反力あるいは復帰抵抗力が発生するよう
に、その操作用アクチュエータを制御する手段とを備
え、その検出した車速が設定値以下である時の前記対応
関係は、その回転量が零を超える設定値以上で、且つ、
その操作部材が一方向に回転し、且つ、その回転速度の
大きさが設定値を超える時は、その操作部材が一方向に
回転するのを阻止する方向に作用する予め定めた一定の
大きさの反力あるいは復帰抵抗力が前記操作用アクチュ
エータにより発生させられ、その回転量がその設定値未
満で、且つ、その操作部材が一方向に回転し、且つ、そ
の回転速度の大きさがその設定値を超える時は、その操
作部材が一方向に回転するのを阻止する方向に作用する
と共にその回転量の増減に対応して増減する大きさの反
力あるいは復帰抵抗力が前記操作用アクチュエータによ
り発生させられ、その回転量がその設定値以上で、且
つ、その操作部材が他方向に回転し、且つ、その回転速
度の大きさがその設定値を超える時は、その操作部材が
他方向に回転するのを阻止する方向に作用する予め定め
た一定の大きさの反力あるいは復帰抵抗力が前記操作用
アクチュエータにより発生させられ、その回転量がその
設定値未満で、且つ、その操作部材が他方向に回転し、
且つ、その回転速度の大きさがその設定値を超える時
は、その操作部材が他方向に回転するのを阻止する方向
に作用すると共にその回転量の増減に対応して増減する
大きさの反力あるいは復帰抵抗力が前記操作用アクチュ
エータにより発生させられ、その回転速度の大きさがそ
の設定値以下である時は、その操作用アクチュエータに
よる反力および復帰抵抗力の発生が解除される関係を含
むように定められ、その回転量が設定値未満である時の
反力の大きさの最大値、復帰抵抗力の大きさの最大値、
その回転量が設定値以上である時の一定の反力の大き
さ、および一定の復帰抵抗力の大きさは互いに等しくさ
れている車両の操舵装置。 - 【請求項3】操作部材と、その操作部材の回転に応じて
駆動される操舵用アクチュエータと、その操作部材を車
輪に機械的に連結することなく、その操舵用アクチュエ
ータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを
車輪に伝達する機構と、その操作部材を直進位置に復帰
させる方向に作用する反力と、その操作部材を直進位置
に復帰させる方向と反対方向に作用する復帰抵抗力とを
発生可能な操作用アクチュエータと、車速を検出する手
段と、その操作部材の直進位置からの回転量を求める手
段と、その求めた回転量が増大しているか減少している
かを判断する手段と、その操作部材の回転速度を求める
手段と、その車速が設定値以下である時の、その回転量
と、その回転量の増減と、その回転速度と、その反力の
大きさと、その復帰抵抗力の大きさとの間の予め定めら
れた対応関係を記憶する手段と、その車速が設定値以下
である時、その記憶した関係に基づき、その求めた回転
量と回転量の増減と回転速度とに対応する反力および復
帰抵抗力の中の一方が発生するように、その操作用アク
チュエータを制御する手段とを備え、その検出した車速
が設定値以下である時の前記対応関係は、その回転量が
増加し、且つ、その回転速度の大きさが設定値を超える
時は、その回転量の増加に対応して増加する反力が前記
操作用アクチュエータにより発生させられ、その回転量
が減少し、且つ、その回転速度の大きさがその設定値を
超える時は、予め定めた一定の大きさの復帰抵抗力が前
記操作用アクチュエータにより発生させられ、その回転
速度の大きさがその設定値以下である時は、その操作用
アクチュエータによる反力および復帰抵抗力の発生が解
除される関係を含むように定められ、その反力の大きさ
の最小値と一定の復帰抵抗力の大きさとは互いに等しく
されている車両の操舵装置。
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