JP2003002224A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステアバイワイヤシス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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるステアバ
イワイヤシステムを採用した車両の操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステアバイワイヤシステムを採用した車
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。

【０００３】そこで、その操作部材を直進位置に戻す方
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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、その操作用アク
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本件各発明の車両の操舵
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。

【０００６】本件第１発明は、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。

【０００７】本件第２発明は、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。

【０００８】本件第３発明は、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。

【０００９】本件各発明によれば、車速が設定値以下の
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。

【００１０】本件第１発明によれば、据え切り操舵時や
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。

【００１１】本件第２発明によれば、据え切り操舵時や
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。

【００１２】本件第３発明によれば、据え切り操舵時や
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。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に示す車両の操舵装置は、ス
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。

【００１４】その操舵用アクチュエータ２は、例えば公
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。

【００１５】その操作部材１は、車体側により回転可能
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。

【００１６】その操作部材１の直進位置からの回転量を
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。

【００１７】その制御装置２０は、駆動回路２２を介し
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。

【００１８】その制御装置２０は、車速が予め定めた設
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。

【００１９】その図２は、回転角度δｈと操作用アクチ
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。

【００２０】その制御装置２０は、その車速が設定値以
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。

【００２１】その図３は、操作部材１の回転速度Ｒと操
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。

【００２２】その制御装置２０は、その車速が零を超え
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。

【００２３】また、その制御装置２０は、その車速が零
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。

【００２４】その操作用アクチュエータ１９の制御手順
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。

【００２５】上記実施形態によれば、車速が零の時の操
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。

【００２６】図５、図６は上記実施形態の第１変形例を
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。

【００２７】すなわち制御装置２０は、車速が零である
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。

【００２８】その第１変形例の操作用アクチュエータ１
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。

【００２９】上記第１変形例によれば、据え切り操舵時
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。

【００３０】図７は上記実施形態の第２変形例を示す。
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。

【００３１】すなわち制御装置２０は、車速が零である
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。

【００３２】その第２変形例の操作用アクチュエータ１
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。

【００３３】上記第２変形例によれば、据え切り操舵時
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。

【００３４】本発明は上記実施形態や各変形例に限定さ
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。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、ステアバイワイヤシス
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の車両の操舵装置の構成説明
図

【図２】本発明の実施形態の車両の操舵装置における操
作部材の回転角度と操作用アクチュエータへの電圧指示
値との関係を示す図

【図３】本発明の実施形態の車両の操舵装置における操
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

【図４】本発明の実施形態の車両の操舵装置における操
作用アクチュエータの制御手順を示すフローチャート

【図５】本発明の実施形態の第１変形例に係る車両の操
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

【図６】本発明の実施形態の第１変形例に係る車両の操
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

【図７】本発明の実施形態の第２変形例に係る車両の操
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

【符号の説明】

１ 操作部材 ２ 操舵用アクチュエータ ３ ステアリングギヤ ４ 車輪 １１ 角度センサ １９ 操作用アクチュエータ ２０ 制御装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00 137:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。