JP2003063429A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- JP2003063429A JP2003063429A JP2001259816A JP2001259816A JP2003063429A JP 2003063429 A JP2003063429 A JP 2003063429A JP 2001259816 A JP2001259816 A JP 2001259816A JP 2001259816 A JP2001259816 A JP 2001259816A JP 2003063429 A JP2003063429 A JP 2003063429A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ステアリングホイールなどの操作手段の操作に
応じた良好な舵取り動作を実現する。 【解決手段】舵角制御系および舵角速度制御系において
設定された各制御値は、手放し状態判断部５１の判断結
果に応じて出力が切り替わる制御系切替部５２に入力さ
れている。手放し状態判断部５１において、切込み操舵
が行われていると判断された場合、または、ステアリン
グホイール１の操作に基づく戻し操舵が行われていると
判断された場合には、制御系切替部５２は、舵角制御系
で設定されたアクチュエータ制御値を駆動回路１８に向
けて出力する。一方、手放し状態判断部５１において、
戻し操舵時にステアリングホイール１から運転者の手が
放れていると判断された場合には、制御系切替部５２
は、舵角速度制御系で設定されたアクチュエータ制御値
を駆動回路１８に向けて出力する。
応じた良好な舵取り動作を実現する。 【解決手段】舵角制御系および舵角速度制御系において
設定された各制御値は、手放し状態判断部５１の判断結
果に応じて出力が切り替わる制御系切替部５２に入力さ
れている。手放し状態判断部５１において、切込み操舵
が行われていると判断された場合、または、ステアリン
グホイール１の操作に基づく戻し操舵が行われていると
判断された場合には、制御系切替部５２は、舵角制御系
で設定されたアクチュエータ制御値を駆動回路１８に向
けて出力する。一方、手放し状態判断部５１において、
戻し操舵時にステアリングホイール１から運転者の手が
放れていると判断された場合には、制御系切替部５２
は、舵角速度制御系で設定されたアクチュエータ制御値
を駆動回路１８に向けて出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ステアリングホ
イールなどの操作手段の操作に対する舵取り用車輪の転
舵の関係を変更可能な車両用操舵装置に関する。
イールなどの操作手段の操作に対する舵取り用車輪の転
舵の関係を変更可能な車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステアリングホイールと舵取り用の車輪
を転舵するための舵取り機構との機械的な結合をなく
し、ステアリングホイールの操作方向および操作量を検
出するとともに、その検出結果に基づいて、舵取り機構
の動作を制御するようにした車両用操舵装置（いわゆる
ステア・バイ・ワイヤ・システム）が提案されている。
このような構成の車両用操舵装置においては、ステアリ
ングホイールと舵取り機構との機械的な連結がないの
で、車両衝突時におけるステアリングホイールの突き上
げを防止できるとともに、舵取り機構の構成を簡素化お
よび軽量化することができる。また、ステアリングホイ
ールの配設位置の自由度が増し、さらには、ステアリン
グホイール以外のレバーまたはペダル等の他の操作手段
の採用も可能である。
を転舵するための舵取り機構との機械的な結合をなく
し、ステアリングホイールの操作方向および操作量を検
出するとともに、その検出結果に基づいて、舵取り機構
の動作を制御するようにした車両用操舵装置（いわゆる
ステア・バイ・ワイヤ・システム）が提案されている。
このような構成の車両用操舵装置においては、ステアリ
ングホイールと舵取り機構との機械的な連結がないの
で、車両衝突時におけるステアリングホイールの突き上
げを防止できるとともに、舵取り機構の構成を簡素化お
よび軽量化することができる。また、ステアリングホイ
ールの配設位置の自由度が増し、さらには、ステアリン
グホイール以外のレバーまたはペダル等の他の操作手段
の採用も可能である。
【０００３】舵取り機構の動作は、コンピュータを含む
制御装置によって制御されるようになっている。すなわ
ち、ステアリングホイールの操作方向および操作角を検
出する操作角センサからの検出信号が制御装置に入力さ
れていて、制御装置は、その操作角センサからの入力信
号に応じた舵取り用車輪の目標転舵角を定め、この目標
転舵角に基づいて、駆動力発生源としての電動モータな
どを含む操舵アクチュエータを制御する。
制御装置によって制御されるようになっている。すなわ
ち、ステアリングホイールの操作方向および操作角を検
出する操作角センサからの検出信号が制御装置に入力さ
れていて、制御装置は、その操作角センサからの入力信
号に応じた舵取り用車輪の目標転舵角を定め、この目標
転舵角に基づいて、駆動力発生源としての電動モータな
どを含む操舵アクチュエータを制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、舵取り用車
輪の転舵角を増大させる（舵取り用車輪を中立位置（車
両直進時の位置）から離反させる）切込み操舵時と、舵
取り用車輪の転舵角を減少させる（舵取り用車輪を中立
位置に近づける）戻し操舵時とでは、舵取り用車輪が路
面から受ける反力の方向と舵取り用車輪の転舵方向との
関係が逆転する。すなわち、切込み操舵時には、路面反
力の方向と舵取り用車輪の転舵方向とが反対であるのに
対し、戻し操舵時には、路面反力の方向と舵取り用車輪
の転舵方向とが同じである。
輪の転舵角を増大させる（舵取り用車輪を中立位置（車
両直進時の位置）から離反させる）切込み操舵時と、舵
取り用車輪の転舵角を減少させる（舵取り用車輪を中立
位置に近づける）戻し操舵時とでは、舵取り用車輪が路
面から受ける反力の方向と舵取り用車輪の転舵方向との
関係が逆転する。すなわち、切込み操舵時には、路面反
力の方向と舵取り用車輪の転舵方向とが反対であるのに
対し、戻し操舵時には、路面反力の方向と舵取り用車輪
の転舵方向とが同じである。
【０００５】しかしながら、従来の車両用操舵装置で
は、切込み操舵時であるか戻し操舵時であるかにかかわ
らず、上述の舵角制御系による操舵アクチュエータの制
御が行われている。このため、とくにステアリングホイ
ールから運転者の手が放れた状態（手放し状態）での戻
し操舵時に、操舵アクチュエータの過剰制御が行われ
て、ステアリングホイールの速度に対して舵取り用車輪
の戻り転舵速度が大きくなり過ぎ、その結果、車両の挙
動が不自然になる場合があった。
は、切込み操舵時であるか戻し操舵時であるかにかかわ
らず、上述の舵角制御系による操舵アクチュエータの制
御が行われている。このため、とくにステアリングホイ
ールから運転者の手が放れた状態（手放し状態）での戻
し操舵時に、操舵アクチュエータの過剰制御が行われ
て、ステアリングホイールの速度に対して舵取り用車輪
の戻り転舵速度が大きくなり過ぎ、その結果、車両の挙
動が不自然になる場合があった。
【０００６】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、ステアリングホイールなどの操作手段の
操作に応じた良好な舵取り動作を実現できる車両用操舵
装置を提供することである。
課題を解決し、ステアリングホイールなどの操作手段の
操作に応じた良好な舵取り動作を実現できる車両用操舵
装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両の操
向のための操作手段（１）の操作に応じて舵取り機構
（２，３，５，６，７，Ｐ）を駆動する車両用操舵装置
であって、上記操作手段の操作角（δh）に基づいて、
上記舵取り機構を駆動制御する舵取り制御手段（１４）
と、舵取り用車輪（４）の転舵角（δs）の絶対値を減
少させるための戻し操舵時における上記操作手段の無操
作状態を検出する無操作状態検出手段（５１）と、この
無操作状態検出手段の検出結果に応じて、上記舵取り制
御手段による上記舵取り機構の制御態様を変更する制御
態様変更手段（５２；６１）とを含むことを特徴とする
車両用操舵装置である。
目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両の操
向のための操作手段（１）の操作に応じて舵取り機構
（２，３，５，６，７，Ｐ）を駆動する車両用操舵装置
であって、上記操作手段の操作角（δh）に基づいて、
上記舵取り機構を駆動制御する舵取り制御手段（１４）
と、舵取り用車輪（４）の転舵角（δs）の絶対値を減
少させるための戻し操舵時における上記操作手段の無操
作状態を検出する無操作状態検出手段（５１）と、この
無操作状態検出手段の検出結果に応じて、上記舵取り制
御手段による上記舵取り機構の制御態様を変更する制御
態様変更手段（５２；６１）とを含むことを特徴とする
車両用操舵装置である。
【０００８】なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じ。この発明によれば、操作手段が運転者によって積
極的に操作されている時と戻し操舵時に運転者による操
作手段の操作が行われていない時とで、舵取り制御手段
による舵取り機構の制御態様が変更される。これによ
り、操作手段の操作状態に応じた良好な舵取り動作を実
現することができる。
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じ。この発明によれば、操作手段が運転者によって積
極的に操作されている時と戻し操舵時に運転者による操
作手段の操作が行われていない時とで、舵取り制御手段
による舵取り機構の制御態様が変更される。これによ
り、操作手段の操作状態に応じた良好な舵取り動作を実
現することができる。
【０００９】たとえば、請求項２に記載のように、上記
車両用操舵装置が、上記操作手段の操作角に応じて、舵
取り用車輪の転舵角の目標値である目標転舵角を設定す
る目標転舵角設定手段（２１）をさらに含み、上記制御
態様変更手段は、上記無操作状態検出手段によって上記
無操作状態が検出されていないときは、上記舵取り制御
手段による上記舵取り機構の制御態様を、上記目標転舵
角設定手段によって設定された目標転舵角に基づいて上
記舵取り機構を制御するという態様に設定し、上記無操
作状態検出手段によって上記無操作状態が検出されてい
るときは、上記舵取り制御手段による上記舵取り機構の
制御態様を、上記目標転舵角設定手段によって設定され
た目標転舵角の時間微分値である目標転舵角速度に基づ
いて上記舵取り機構を制御するという態様に設定するも
のであってもよい。
車両用操舵装置が、上記操作手段の操作角に応じて、舵
取り用車輪の転舵角の目標値である目標転舵角を設定す
る目標転舵角設定手段（２１）をさらに含み、上記制御
態様変更手段は、上記無操作状態検出手段によって上記
無操作状態が検出されていないときは、上記舵取り制御
手段による上記舵取り機構の制御態様を、上記目標転舵
角設定手段によって設定された目標転舵角に基づいて上
記舵取り機構を制御するという態様に設定し、上記無操
作状態検出手段によって上記無操作状態が検出されてい
るときは、上記舵取り制御手段による上記舵取り機構の
制御態様を、上記目標転舵角設定手段によって設定され
た目標転舵角の時間微分値である目標転舵角速度に基づ
いて上記舵取り機構を制御するという態様に設定するも
のであってもよい。
【００１０】この構成によれば、操作手段が運転者によ
って積極的に操作されている時には、目標転舵角に基づ
く舵取り機構の制御が行われ、戻し操舵時に運転者によ
る操作手段の操作が行われていない時には、目標転舵角
速度に基づく舵取り機構の制御が行われる。目標転舵角
速度は、操作手段の操作角に応じて設定される目標転舵
角を時間微分して得られる値であり、操作手段の操作角
の時間変化（操作速度）に対応する。ゆえに、目標転舵
角速度に基づく制御では、操作手段の操作速度に対して
舵取り用車輪の戻り転舵速度が大きくなり過ぎるという
ような過剰制御が行われるおそれがなく、違和感のない
自然な車両挙動を実現することができる。
って積極的に操作されている時には、目標転舵角に基づ
く舵取り機構の制御が行われ、戻し操舵時に運転者によ
る操作手段の操作が行われていない時には、目標転舵角
速度に基づく舵取り機構の制御が行われる。目標転舵角
速度は、操作手段の操作角に応じて設定される目標転舵
角を時間微分して得られる値であり、操作手段の操作角
の時間変化（操作速度）に対応する。ゆえに、目標転舵
角速度に基づく制御では、操作手段の操作速度に対して
舵取り用車輪の戻り転舵速度が大きくなり過ぎるという
ような過剰制御が行われるおそれがなく、違和感のない
自然な車両挙動を実現することができる。
【００１１】また、請求項３に記載のように、上記車両
用操舵装置は、上記操作手段の操作角に応じて、舵取り
用車輪の転舵角の目標値である目標転舵角を設定する目
標転舵角設定手段（２１）をさらに含み、上記制御態様
変更手段は、上記無操作状態検出手段によって上記無操
作状態が検出されていないときは、上記舵取り制御手段
による上記舵取り機構の制御態様を、上記目標転舵角設
定手段によって設定された目標転舵角に応じたフィード
フォワード制御値と当該目標転舵角に応じたフィードバ
ック制御値との加算値に基づいて上記舵取り機構を制御
するという態様に設定し、上記無操作状態検出手段によ
って上記無操作状態が検出されているときは、上記舵取
り制御手段による上記舵取り機構の制御態様を、上記目
標転舵角設定手段によって設定された目標転舵角に応じ
たフィードバック制御値に基づいて上記舵取り機構を制
御するという態様に設定するものであってもよい。
用操舵装置は、上記操作手段の操作角に応じて、舵取り
用車輪の転舵角の目標値である目標転舵角を設定する目
標転舵角設定手段（２１）をさらに含み、上記制御態様
変更手段は、上記無操作状態検出手段によって上記無操
作状態が検出されていないときは、上記舵取り制御手段
による上記舵取り機構の制御態様を、上記目標転舵角設
定手段によって設定された目標転舵角に応じたフィード
フォワード制御値と当該目標転舵角に応じたフィードバ
ック制御値との加算値に基づいて上記舵取り機構を制御
するという態様に設定し、上記無操作状態検出手段によ
って上記無操作状態が検出されているときは、上記舵取
り制御手段による上記舵取り機構の制御態様を、上記目
標転舵角設定手段によって設定された目標転舵角に応じ
たフィードバック制御値に基づいて上記舵取り機構を制
御するという態様に設定するものであってもよい。
【００１２】この構成によれば、操作手段が運転者によ
って積極的に操作されている時には、舵取り機構のフィ
ードフォワード制御およびフィードバック制御が行われ
る。フィードバック制御に加えて、フィードフォワード
制御が行われることにより、位相遅れなどを良好に補償
することができ、操作手段の操作に対する舵取り動作の
良好な追従性および応答性を発揮することができる。一
方、戻し操舵時に運転者による操作手段の操作が行われ
ていない時には、舵取り機構はフィードバック制御さ
れ、舵取り機構のフィードフォワード制御は行われな
い。これにより、過剰制御が防止され、違和感のない自
然な車両挙動を実現することができる。
って積極的に操作されている時には、舵取り機構のフィ
ードフォワード制御およびフィードバック制御が行われ
る。フィードバック制御に加えて、フィードフォワード
制御が行われることにより、位相遅れなどを良好に補償
することができ、操作手段の操作に対する舵取り動作の
良好な追従性および応答性を発揮することができる。一
方、戻し操舵時に運転者による操作手段の操作が行われ
ていない時には、舵取り機構はフィードバック制御さ
れ、舵取り機構のフィードフォワード制御は行われな
い。これにより、過剰制御が防止され、違和感のない自
然な車両挙動を実現することができる。
【００１３】請求項４記載の発明は、上記車両用操舵装
置が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段（１
５）と、この車速検出手段によって検出された車速に基
づいて、上記舵取り制御手段の制御ゲインを設定する手
段（７１）とをさらに含むことを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の車両用操舵装置である。この
場合に、上記舵取り制御手段の制御ゲインを設定する手
段は、上記車速検出手段によって検出される車速が大き
いほど制御ゲインを小さな値に設定するものであること
が好ましい。この構成によれば、低速走行時には、良好
な応答性で舵取り機構を動作させることができる一方、
高速走行時には、過剰制御による車両のふらつきなどを
抑制することができる。
置が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段（１
５）と、この車速検出手段によって検出された車速に基
づいて、上記舵取り制御手段の制御ゲインを設定する手
段（７１）とをさらに含むことを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の車両用操舵装置である。この
場合に、上記舵取り制御手段の制御ゲインを設定する手
段は、上記車速検出手段によって検出される車速が大き
いほど制御ゲインを小さな値に設定するものであること
が好ましい。この構成によれば、低速走行時には、良好
な応答性で舵取り機構を動作させることができる一方、
高速走行時には、過剰制御による車両のふらつきなどを
抑制することができる。
【００１４】請求項５記載の発明は、舵取り用車輪の転
舵角を検出する転舵角検出手段（１３）と、この転舵角
検出手段によって検出された転舵角に基づいて、上記舵
取り制御手段の制御ゲインを設定する手段（７１）とを
さらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
かに記載の車両用操舵装置である。この場合に、上記舵
取り制御手段の制御ゲインを設定する手段は、上記転舵
角検出手段によって検出される転舵角が大きいほど制御
ゲインを大きな値に設定するものであることが好まし
い。この構成によれば、舵取り用の車輪が中立位置から
大きく離反されている状態では、良好な応答性で舵取り
機構が駆動され、舵取り用車輪が中立位置の近傍にある
状態（車両直進時）には、過剰制御による車両のふらつ
きなどを抑制することができる。
舵角を検出する転舵角検出手段（１３）と、この転舵角
検出手段によって検出された転舵角に基づいて、上記舵
取り制御手段の制御ゲインを設定する手段（７１）とを
さらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
かに記載の車両用操舵装置である。この場合に、上記舵
取り制御手段の制御ゲインを設定する手段は、上記転舵
角検出手段によって検出される転舵角が大きいほど制御
ゲインを大きな値に設定するものであることが好まし
い。この構成によれば、舵取り用の車輪が中立位置から
大きく離反されている状態では、良好な応答性で舵取り
機構が駆動され、舵取り用車輪が中立位置の近傍にある
状態（車両直進時）には、過剰制御による車両のふらつ
きなどを抑制することができる。
【００１５】請求項６記載の発明は、舵取り用車輪の転
舵角の時間変化率である転舵角速度を検出する転舵角速
度検出手段（１３，７２）と、この転舵角速度検出手段
によって検出された転舵角速度に基づいて、上記舵取り
制御手段の制御ゲインを設定する手段（７１）とをさら
に含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
記載の車両用操舵装置である。この場合に、上記舵取り
制御手段の制御ゲインを設定する手段は、上記転舵角速
度検出手段によって検出される転舵角速度が大きいほど
制御ゲインを大きな値に設定するものであることが好ま
しい。この構成によれば、舵取り用車輪を高速転舵させ
る必要がある急操舵時には、良好な応答性で舵取り機構
が駆動され、比較的緩やかな操舵が行われている時に
は、過剰制御による車両のふらつきなどを抑制すること
ができる。
舵角の時間変化率である転舵角速度を検出する転舵角速
度検出手段（１３，７２）と、この転舵角速度検出手段
によって検出された転舵角速度に基づいて、上記舵取り
制御手段の制御ゲインを設定する手段（７１）とをさら
に含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
記載の車両用操舵装置である。この場合に、上記舵取り
制御手段の制御ゲインを設定する手段は、上記転舵角速
度検出手段によって検出される転舵角速度が大きいほど
制御ゲインを大きな値に設定するものであることが好ま
しい。この構成によれば、舵取り用車輪を高速転舵させ
る必要がある急操舵時には、良好な応答性で舵取り機構
が駆動され、比較的緩やかな操舵が行われている時に
は、過剰制御による車両のふらつきなどを抑制すること
ができる。
【００１６】なお、上記車両用操舵装置が、上記操作手
段の操作角に応じて、舵取り用車輪の転舵角の目標値で
ある目標転舵角を設定する目標転舵角設定手段（２１）
をさらに含む場合、上記無操作状態検出手段は、上記目
標転舵角設定手段によって設定された目標転舵角とこの
目標転舵角の時間微分値である目標転舵角速度との符号
が異なり、かつ、当該目標転舵角速度が所定速度以下で
ある場合に、戻し操舵時における上記操作手段の無操作
状態を検出するものであってもよい。
段の操作角に応じて、舵取り用車輪の転舵角の目標値で
ある目標転舵角を設定する目標転舵角設定手段（２１）
をさらに含む場合、上記無操作状態検出手段は、上記目
標転舵角設定手段によって設定された目標転舵角とこの
目標転舵角の時間微分値である目標転舵角速度との符号
が異なり、かつ、当該目標転舵角速度が所定速度以下で
ある場合に、戻し操舵時における上記操作手段の無操作
状態を検出するものであってもよい。
【００１７】また、上記操作手段がステアリングホイー
ルである場合、上記無操作状態とは、たとえば、運転者
の手がステアリングホイールから放れている状態のよう
に、ステアリングホイールに実質的な操舵トルクが与え
られていない状態をいう。
ルである場合、上記無操作状態とは、たとえば、運転者
の手がステアリングホイールから放れている状態のよう
に、ステアリングホイールに実質的な操舵トルクが与え
られていない状態をいう。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説明す
るための概念図である。この車両用操舵装置は、ステア
リングホイール１と舵取り機構との機械的な結合をなく
し、ステアリングホイール１の回転操作に応じて駆動さ
れる操舵アクチュエータ２の動作を、ハウジング３に支
持された操舵軸５の車幅方向の直線運動に変換し、この
操舵軸５の直線運動を前部左右車輪４（舵取り用車輪）
の転舵運動に変換することにより操舵を達成するように
した、いわゆるステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システ
ムである。操舵アクチュエータ２および操舵軸５などに
より、舵取り用の車輪４を転舵するための舵取り機構が
構成されている。
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説明す
るための概念図である。この車両用操舵装置は、ステア
リングホイール１と舵取り機構との機械的な結合をなく
し、ステアリングホイール１の回転操作に応じて駆動さ
れる操舵アクチュエータ２の動作を、ハウジング３に支
持された操舵軸５の車幅方向の直線運動に変換し、この
操舵軸５の直線運動を前部左右車輪４（舵取り用車輪）
の転舵運動に変換することにより操舵を達成するように
した、いわゆるステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システ
ムである。操舵アクチュエータ２および操舵軸５などに
より、舵取り用の車輪４を転舵するための舵取り機構が
構成されている。
【００１９】操舵アクチュエータ２は、たとえば、ブラ
シレスモータ等の電動モータを含む構成である。この電
動モータの駆動力（出力軸の回転力）は、操舵軸５に関
連して設けられた運動変換機構（ボールねじ機構）によ
り、操舵軸５の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換さ
れる。この操舵軸５の直線運動は、操舵軸５の両端から
突出して設けられたタイロッド６に伝達され、さらにタ
イロッド６を介してキングピンＰに連結されたナックル
アーム７の回動を引き起こす。これにより、ナックルア
ーム７に支持された車輪４の転舵が達成される。
シレスモータ等の電動モータを含む構成である。この電
動モータの駆動力（出力軸の回転力）は、操舵軸５に関
連して設けられた運動変換機構（ボールねじ機構）によ
り、操舵軸５の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換さ
れる。この操舵軸５の直線運動は、操舵軸５の両端から
突出して設けられたタイロッド６に伝達され、さらにタ
イロッド６を介してキングピンＰに連結されたナックル
アーム７の回動を引き起こす。これにより、ナックルア
ーム７に支持された車輪４の転舵が達成される。
【００２０】ステアリングホイール１は、車体に対して
回転可能に支持された回転シャフト８に連結されてい
る。この回転シャフト８には、ステアリングホイール１
に操舵反力を与えるための反力アクチュエータ９が付設
されている。反力アクチュエータ９は、回転シャフト８
と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電
動モータを含む。回転シャフト８のステアリングホイー
ル１とは反対側の端部には、渦巻きばね等からなる弾性
部材１０が車体との間に結合されている。この弾性部材
１０は、反力アクチュエータ９がステアリングホイール
１にトルクを付加していないときに、その弾性力によっ
て、ステアリングホイール１を直進操舵位置に復帰させ
る。
回転可能に支持された回転シャフト８に連結されてい
る。この回転シャフト８には、ステアリングホイール１
に操舵反力を与えるための反力アクチュエータ９が付設
されている。反力アクチュエータ９は、回転シャフト８
と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電
動モータを含む。回転シャフト８のステアリングホイー
ル１とは反対側の端部には、渦巻きばね等からなる弾性
部材１０が車体との間に結合されている。この弾性部材
１０は、反力アクチュエータ９がステアリングホイール
１にトルクを付加していないときに、その弾性力によっ
て、ステアリングホイール１を直進操舵位置に復帰させ
る。
【００２１】ステアリングホイール１の操作入力値を検
出するために、回転シャフト８の回転角に対応する操作
角δhを検出する操作角センサ１１が設けられている。
また、回転シャフト８には、ステアリングホイール１に
加えられた操作トルクＴを検出するためのトルクセンサ
１２が設けられている。一方、操舵アクチュエータ２の
出力値を検出するために、舵取り用の車輪４の転舵角
（実転舵角）δsを検出する転舵角センサ１３が設けら
れている。転舵角δsは、車輪４が中立位置（車両直進
時の位置）にあるときを零として、たとえば、車輪４が
中立位置から右方向に転舵されているときに正の値をと
り、車輪４が中立位置から左方向に転舵されているとき
に負の値をとる。
出するために、回転シャフト８の回転角に対応する操作
角δhを検出する操作角センサ１１が設けられている。
また、回転シャフト８には、ステアリングホイール１に
加えられた操作トルクＴを検出するためのトルクセンサ
１２が設けられている。一方、操舵アクチュエータ２の
出力値を検出するために、舵取り用の車輪４の転舵角
（実転舵角）δsを検出する転舵角センサ１３が設けら
れている。転舵角δsは、車輪４が中立位置（車両直進
時の位置）にあるときを零として、たとえば、車輪４が
中立位置から右方向に転舵されているときに正の値をと
り、車輪４が中立位置から左方向に転舵されているとき
に負の値をとる。
【００２２】操作角センサ１１、トルクセンサ１２およ
び転舵角センサ１３は、コンピュータを含む制御装置１
４に接続されている。この制御装置１４には、さらに、
車速Ｖを検出する車速センサ１５が接続されている。制
御装置１４は、操作角センサ１１によって検出される操
作角δhおよび車速センサ１５によって検出される車速
Ｖなどに基づき、駆動回路１８を介して、操舵アクチュ
エータ２を制御する。また、制御装置は、操作角センサ
１１によって検出される操作角δhおよびトルクセンサ
１２によって検出される操作トルクＴなどに基づき、駆
動回路１９を介して、ステアリングホイール１の操作方
向と逆方向の適当な反力を発生するように反力アクチュ
エータ９を制御する。
び転舵角センサ１３は、コンピュータを含む制御装置１
４に接続されている。この制御装置１４には、さらに、
車速Ｖを検出する車速センサ１５が接続されている。制
御装置１４は、操作角センサ１１によって検出される操
作角δhおよび車速センサ１５によって検出される車速
Ｖなどに基づき、駆動回路１８を介して、操舵アクチュ
エータ２を制御する。また、制御装置は、操作角センサ
１１によって検出される操作角δhおよびトルクセンサ
１２によって検出される操作トルクＴなどに基づき、駆
動回路１９を介して、ステアリングホイール１の操作方
向と逆方向の適当な反力を発生するように反力アクチュ
エータ９を制御する。
【００２３】図２は、制御装置１４による操舵アクチュ
エータ２の制御を説明するためのブロック図である。こ
の実施形態において、制御装置１４は、目標転舵角δs*
に基づいて操舵アクチュエータ２（駆動回路１８）を制
御する舵角制御系と、目標転舵角速度δs'*に基づいて
操舵アクチュエータ２を制御する舵角速度制御系とを実
質的に有している。これらの舵角制御系および舵角速度
制御系の各機能部は、制御装置１４に備えられているコ
ンピュータによるプログラム処理によって実現される。
エータ２の制御を説明するためのブロック図である。こ
の実施形態において、制御装置１４は、目標転舵角δs*
に基づいて操舵アクチュエータ２（駆動回路１８）を制
御する舵角制御系と、目標転舵角速度δs'*に基づいて
操舵アクチュエータ２を制御する舵角速度制御系とを実
質的に有している。これらの舵角制御系および舵角速度
制御系の各機能部は、制御装置１４に備えられているコ
ンピュータによるプログラム処理によって実現される。
【００２４】舵角制御系では、目標転舵角設定部２１に
おいて、操作角センサ１１によって検出される操作角δ
hおよび車速センサ１５によって検出される車速Ｖに応
じた目標転舵角δs*が設定される。具体的には、目標転
舵角δs*は、操作角δhに車速Ｖに応じた車速感応ギヤ
レシオＫδ(Ｖ)を乗じることによって設定される。目標
転舵角設定部２１で設定された目標転舵角δs*は、フィ
ードフォワード補償部２２に入力されるようになってい
る。フィードフォワード補償部２２は、目標転舵角δs*
に所定のフィードフォワード制御ゲインＣFFを乗じて出
力する。
おいて、操作角センサ１１によって検出される操作角δ
hおよび車速センサ１５によって検出される車速Ｖに応
じた目標転舵角δs*が設定される。具体的には、目標転
舵角δs*は、操作角δhに車速Ｖに応じた車速感応ギヤ
レシオＫδ(Ｖ)を乗じることによって設定される。目標
転舵角設定部２１で設定された目標転舵角δs*は、フィ
ードフォワード補償部２２に入力されるようになってい
る。フィードフォワード補償部２２は、目標転舵角δs*
に所定のフィードフォワード制御ゲインＣFFを乗じて出
力する。
【００２５】目標転舵角設定部２１において設定された
目標転舵角δs*は、減算部２３にも入力されるようにな
っている。この減算部２３にはまた、転舵角センサ１３
によって検出される実転舵角δsが入力されるようにな
っていて、減算部２３では、目標転舵角設定部２１から
入力される目標転舵角δs*から転舵角センサ１３によっ
て検出される実転舵角δsが減算されて、これらの偏差
（δs*−δs）が求められる。減算部２３で求められた
偏差（δs*−δs）は、フィードバック補償部２４に入
力されるようになっている。フィードバック補償部２４
は、減算部２３から入力される偏差（δs*−δs）に所
定のフィードバック制御ゲインＣFBを乗じて出力する。
目標転舵角δs*は、減算部２３にも入力されるようにな
っている。この減算部２３にはまた、転舵角センサ１３
によって検出される実転舵角δsが入力されるようにな
っていて、減算部２３では、目標転舵角設定部２１から
入力される目標転舵角δs*から転舵角センサ１３によっ
て検出される実転舵角δsが減算されて、これらの偏差
（δs*−δs）が求められる。減算部２３で求められた
偏差（δs*−δs）は、フィードバック補償部２４に入
力されるようになっている。フィードバック補償部２４
は、減算部２３から入力される偏差（δs*−δs）に所
定のフィードバック制御ゲインＣFBを乗じて出力する。
【００２６】フィードバック補償部２４の出力値は、加
算部２５において、フィードフォワード補償部２２の出
力値と加算される。この加算部２５における加算結果、
つまりフィードフォワード補償部２２の出力値とフィー
ドバック補償部２４の出力値との和が、舵角制御系にお
けるアクチュエータ制御値とされる。一方、舵角速度制
御系では、舵角制御系の目標転舵角設定部２１で設定さ
れた目標転舵角δs*を時間微分して得られる目標転舵角
速度δs'*が減算部３１に入力されるようになってい
る。減算部３１にはまた、転舵角センサ１３によって検
出される転舵角δsを微分器４１において時間微分して
得られる実転舵角速度δs'が入力されている。そして、
減算部３１では、目標転舵角速度δs'*から実転舵角速
度δs'が減算されて、これらの偏差（δs'*−δs'）が
求められる。
算部２５において、フィードフォワード補償部２２の出
力値と加算される。この加算部２５における加算結果、
つまりフィードフォワード補償部２２の出力値とフィー
ドバック補償部２４の出力値との和が、舵角制御系にお
けるアクチュエータ制御値とされる。一方、舵角速度制
御系では、舵角制御系の目標転舵角設定部２１で設定さ
れた目標転舵角δs*を時間微分して得られる目標転舵角
速度δs'*が減算部３１に入力されるようになってい
る。減算部３１にはまた、転舵角センサ１３によって検
出される転舵角δsを微分器４１において時間微分して
得られる実転舵角速度δs'が入力されている。そして、
減算部３１では、目標転舵角速度δs'*から実転舵角速
度δs'が減算されて、これらの偏差（δs'*−δs'）が
求められる。
【００２７】減算部３１において求められた偏差（δs'
*−δs'）は、舵角速度制御部３２に入力されるように
なっている。舵角速度制御部３２は、減算部３１から入
力される偏差（δs'*−δs'）に所定の舵角速度伝達関
数Ｃδ’を乗じて出力する。この舵角速度制御部３２の
出力値が、舵角速度制御系のアクチュエータ制御値とさ
れる。舵角制御系および舵角速度制御系において設定さ
れた各制御値は、手放し状態判断部５１の判断結果に応
じて出力が切り替わる制御系切替部５２に入力されてい
る。操舵アクチュエータ２の駆動回路１８は、制御系切
替部５２が出力するアクチュエータ制御値に基づいて制
御され、これにより、アクチュエータ制御値に応じた電
流が操舵アクチュエータ２に供給される。
*−δs'）は、舵角速度制御部３２に入力されるように
なっている。舵角速度制御部３２は、減算部３１から入
力される偏差（δs'*−δs'）に所定の舵角速度伝達関
数Ｃδ’を乗じて出力する。この舵角速度制御部３２の
出力値が、舵角速度制御系のアクチュエータ制御値とさ
れる。舵角制御系および舵角速度制御系において設定さ
れた各制御値は、手放し状態判断部５１の判断結果に応
じて出力が切り替わる制御系切替部５２に入力されてい
る。操舵アクチュエータ２の駆動回路１８は、制御系切
替部５２が出力するアクチュエータ制御値に基づいて制
御され、これにより、アクチュエータ制御値に応じた電
流が操舵アクチュエータ２に供給される。
【００２８】手放し状態判断部５１には、車速センサ１
５によって検出される車速Ｖと、舵角制御系の目標転舵
角設定部２１で設定された目標転舵角δs*と、この目標
転舵角δs*を時間微分して得られる目標転舵角速度δs'
*とが与えられている。手放し状態判断部５１は、車速
Ｖ、目標転舵角δs*および目標転舵角速度δs'*に基づ
いて、舵取り用の車輪４の転舵角δsの絶対値を減少さ
せる戻し操舵が行われている時に、ステアリングホイー
ル１から運転者の手が放れているか否かを判断する。
５によって検出される車速Ｖと、舵角制御系の目標転舵
角設定部２１で設定された目標転舵角δs*と、この目標
転舵角δs*を時間微分して得られる目標転舵角速度δs'
*とが与えられている。手放し状態判断部５１は、車速
Ｖ、目標転舵角δs*および目標転舵角速度δs'*に基づ
いて、舵取り用の車輪４の転舵角δsの絶対値を減少さ
せる戻し操舵が行われている時に、ステアリングホイー
ル１から運転者の手が放れているか否かを判断する。
【００２９】目標転舵角δs*と目標転舵角速度δs'*と
の符号が異なれば、目標転舵角δs*の絶対値は減少傾向
にあることになるから、舵取り用の車輪４の転舵角δs
の絶対値を減少させる戻し操舵が行われていると判断で
きる。一方、目標転舵角δs*と目標転舵角速度δs'*と
の符号が同じであれば、目標転舵角δs*の絶対値は増加
傾向にあることになるから、舵取り用の車輪４の転舵角
δsの絶対値を増大させる切込み操舵が行われていると
判断できる。また、ステアリングホイール１から運転者
の手が放れた状態で、ステアリングホイール１が中立位
置に戻されるときの速度（ハンドル戻し速度）には車速
Ｖごとに上限があり、このとき、操作角δhに応じて設
定される目標転舵角δs*の時間微分値である目標転舵角
速度δs'*が、そのハンドル戻し速度の上限値である最
大ハンドル戻し速度を超えることはない。そこで、手放
し状態判断部５１は、目標転舵角δs*と目標転舵角速度
δs' *との符号が異なり、かつ、目標転舵角速度δs'*が
車速Ｖに応じた最大ハンドル戻し速度以下である場合
に、戻し操舵時にステアリングホイール１から運転者の
手が放れていると判断する。
の符号が異なれば、目標転舵角δs*の絶対値は減少傾向
にあることになるから、舵取り用の車輪４の転舵角δs
の絶対値を減少させる戻し操舵が行われていると判断で
きる。一方、目標転舵角δs*と目標転舵角速度δs'*と
の符号が同じであれば、目標転舵角δs*の絶対値は増加
傾向にあることになるから、舵取り用の車輪４の転舵角
δsの絶対値を増大させる切込み操舵が行われていると
判断できる。また、ステアリングホイール１から運転者
の手が放れた状態で、ステアリングホイール１が中立位
置に戻されるときの速度（ハンドル戻し速度）には車速
Ｖごとに上限があり、このとき、操作角δhに応じて設
定される目標転舵角δs*の時間微分値である目標転舵角
速度δs'*が、そのハンドル戻し速度の上限値である最
大ハンドル戻し速度を超えることはない。そこで、手放
し状態判断部５１は、目標転舵角δs*と目標転舵角速度
δs' *との符号が異なり、かつ、目標転舵角速度δs'*が
車速Ｖに応じた最大ハンドル戻し速度以下である場合
に、戻し操舵時にステアリングホイール１から運転者の
手が放れていると判断する。
【００３０】手放し状態判断部５１において、切込み操
舵が行われていると判断された場合、または、戻し操舵
が行われているが、ステアリングホイール１が運転者に
よって操作されている（ステアリングホイール１から運
転者の手が放れていない）と判断された場合には、制御
系切替部５２は、上述の舵角制御系で設定されたアクチ
ュエータ制御値を駆動回路１８に向けて出力する。これ
により、ステアリングホイール１が運転者によって積極
的に操作されている時には、操舵アクチュエータ２のフ
ィードバック制御およびフィードフォワード制御が行わ
れ、ステアリングホイール１の操作に対する操舵アクチ
ュエータ２の動作の良好な追従性および応答性を発揮す
ることができる。
舵が行われていると判断された場合、または、戻し操舵
が行われているが、ステアリングホイール１が運転者に
よって操作されている（ステアリングホイール１から運
転者の手が放れていない）と判断された場合には、制御
系切替部５２は、上述の舵角制御系で設定されたアクチ
ュエータ制御値を駆動回路１８に向けて出力する。これ
により、ステアリングホイール１が運転者によって積極
的に操作されている時には、操舵アクチュエータ２のフ
ィードバック制御およびフィードフォワード制御が行わ
れ、ステアリングホイール１の操作に対する操舵アクチ
ュエータ２の動作の良好な追従性および応答性を発揮す
ることができる。
【００３１】一方、手放し状態判断部５１において、戻
し操舵時にステアリングホイール１から運転者の手が放
れていると判断された場合には、制御系切替部５２は、
上述の舵角速度制御系で設定されたアクチュエータ制御
値を駆動回路１８に向けて出力する。これにより、手放
し状態での戻し操舵時には、操舵アクチュエータ２が目
標転舵角速度δs'に基づいてフィードバック制御される
ことになる。目標転舵角速度δs'*は、ステアリングホ
イール１の操作角δhに応じて設定される目標転舵角δs
*を時間微分して得られる値であり、ステアリングホイ
ール１の操作角δhの時間変化（ステアリングホイール
１の回転速度）に対応する。ゆえに、目標転舵角速度δ
s'に基づくフィードバック制御では、ステアリングホイ
ール１の回転速度に対して舵取り用車輪４の戻り転舵速
度が大きくなり過ぎるというような操舵アクチュエータ
２の過剰制御が行われるおそれがなく、違和感のない自
然な車両挙動を実現することができる。
し操舵時にステアリングホイール１から運転者の手が放
れていると判断された場合には、制御系切替部５２は、
上述の舵角速度制御系で設定されたアクチュエータ制御
値を駆動回路１８に向けて出力する。これにより、手放
し状態での戻し操舵時には、操舵アクチュエータ２が目
標転舵角速度δs'に基づいてフィードバック制御される
ことになる。目標転舵角速度δs'*は、ステアリングホ
イール１の操作角δhに応じて設定される目標転舵角δs
*を時間微分して得られる値であり、ステアリングホイ
ール１の操作角δhの時間変化（ステアリングホイール
１の回転速度）に対応する。ゆえに、目標転舵角速度δ
s'に基づくフィードバック制御では、ステアリングホイ
ール１の回転速度に対して舵取り用車輪４の戻り転舵速
度が大きくなり過ぎるというような操舵アクチュエータ
２の過剰制御が行われるおそれがなく、違和感のない自
然な車両挙動を実現することができる。
【００３２】図３は、この発明の他の実施形態を説明す
るためのブロック図である。この図３には、操舵アクチ
ュエータ２の制御のための複数の機能部が示されてい
る。これらの機能部のうち、上述の図２に示された機能
部と同じものについては、詳細な説明を省略し、図２の
場合と同一の参照符号を付している。この実施形態で
は、手放し状態判断部５１において、ステアリングホイ
ール１が運転者によって積極的に操作されていると判断
された場合には、操舵アクチュエータ２の舵角フィード
バック制御および舵角フィードフォワード制御が行わ
れ、手放し状態での戻し操舵が行われていると判断され
た場合には、操舵アクチュエータ２の舵角フィードフォ
ワード制御は行われず、操舵アクチュエータ２の舵角フ
ィードバック制御のみが行われる。
るためのブロック図である。この図３には、操舵アクチ
ュエータ２の制御のための複数の機能部が示されてい
る。これらの機能部のうち、上述の図２に示された機能
部と同じものについては、詳細な説明を省略し、図２の
場合と同一の参照符号を付している。この実施形態で
は、手放し状態判断部５１において、ステアリングホイ
ール１が運転者によって積極的に操作されていると判断
された場合には、操舵アクチュエータ２の舵角フィード
バック制御および舵角フィードフォワード制御が行わ
れ、手放し状態での戻し操舵が行われていると判断され
た場合には、操舵アクチュエータ２の舵角フィードフォ
ワード制御は行われず、操舵アクチュエータ２の舵角フ
ィードバック制御のみが行われる。
【００３３】具体的に説明すると、フィードフォワード
補償部２２と加算部２５との間には、手放し状態判断部
５１の判断結果に応じてオン／オフが切り替えられる出
力制御スイッチ６１が介在されていて、この出力制御ス
イッチ６１がオンの状態で、フィードフォワード補償部
２２の出力値が加算部２５に与えられるようになってい
る。出力制御スイッチ６１は、手放し状態判断部５１に
おいて、切込み操舵が行われていると判断された場合、
または、戻し操舵が行われているが、ステアリングホイ
ール１が運転者によって操作されている（ステアリング
ホイール１から運転者の手が放れていない）と判断され
た場合にオンにされる。これにより、フィードフォワー
ド補償部２２およびフィードバック補償部２４の出力値
が加算部２５に入力され、これらの出力値の加算値に基
づいて駆動回路１８が制御されることにより、操舵アク
チュエータ２の舵角フィードバック制御および舵角フィ
ードフォワード制御が達成される。舵角フィードバック
制御に加えて、舵角フィードフォワード制御が行われる
ことにより、位相遅れなどを良好に補償することがで
き、ステアリングホイール１の操作に対する操舵アクチ
ュエータ２の動作の良好な追従性および応答性を発揮す
ることができる。
補償部２２と加算部２５との間には、手放し状態判断部
５１の判断結果に応じてオン／オフが切り替えられる出
力制御スイッチ６１が介在されていて、この出力制御ス
イッチ６１がオンの状態で、フィードフォワード補償部
２２の出力値が加算部２５に与えられるようになってい
る。出力制御スイッチ６１は、手放し状態判断部５１に
おいて、切込み操舵が行われていると判断された場合、
または、戻し操舵が行われているが、ステアリングホイ
ール１が運転者によって操作されている（ステアリング
ホイール１から運転者の手が放れていない）と判断され
た場合にオンにされる。これにより、フィードフォワー
ド補償部２２およびフィードバック補償部２４の出力値
が加算部２５に入力され、これらの出力値の加算値に基
づいて駆動回路１８が制御されることにより、操舵アク
チュエータ２の舵角フィードバック制御および舵角フィ
ードフォワード制御が達成される。舵角フィードバック
制御に加えて、舵角フィードフォワード制御が行われる
ことにより、位相遅れなどを良好に補償することがで
き、ステアリングホイール１の操作に対する操舵アクチ
ュエータ２の動作の良好な追従性および応答性を発揮す
ることができる。
【００３４】一方、手放し状態判断部５１において、戻
し操舵時にステアリングホイール１から運転者の手が放
れていると判断された場合には、出力制御スイッチ６１
がオフに切り替えられ、加算部２５にはフィードバック
補償部２４の出力値のみが入力されて、このフィードバ
ック補償部２４の出力値に応じた駆動電流が操舵アクチ
ュエータ２に供給される。これにより、手放し状態での
戻し操舵時には、操舵アクチュエータ２の過剰制御が防
止され、違和感のない自然な車両挙動を実現することが
できる。
し操舵時にステアリングホイール１から運転者の手が放
れていると判断された場合には、出力制御スイッチ６１
がオフに切り替えられ、加算部２５にはフィードバック
補償部２４の出力値のみが入力されて、このフィードバ
ック補償部２４の出力値に応じた駆動電流が操舵アクチ
ュエータ２に供給される。これにより、手放し状態での
戻し操舵時には、操舵アクチュエータ２の過剰制御が防
止され、違和感のない自然な車両挙動を実現することが
できる。
【００３５】また、この実施形態では、フィードフォワ
ード補償部２２およびフィードバック補償部２４の各制
御ゲインＣFF，ＣFBが、ゲイン設定部７１によって可変
設定されるようになっている。具体的に説明すると、ゲ
イン設定部７１には、車速センサ１５によって検出され
る車速Ｖと、転舵角センサ１３によって検出される転舵
角δsと、この転舵角δsを微分器７２において時間微分
して得られる転舵角速度δs'とが入力されている。ゲイ
ン設定部７１は、車速Ｖに応じた係数ＧV、転舵角δsに
応じた係数Ｇδおよび転舵角速度δs'に応じた係数Ｇ
δ'を設定し、その設定した係数ＧV、係数Ｇδおよび係
数Ｇδ'を基本ゲインＣFF0に乗じることによりフィード
フォワード制御ゲインＣFFを設定する。また、係数
ＧV、係数Ｇδおよび係数Ｇδ'を基本ゲインＣFB0に乗
じることによりフィードバック制御ゲインＣFBを設定す
る。つまり、ゲイン設定部７１は、下記第(1)，(2)式に
従って、フィードフォワード制御ゲインＣFFおよびフィ
ードバック制御ゲインＣFBをそれぞれ設定する。
ード補償部２２およびフィードバック補償部２４の各制
御ゲインＣFF，ＣFBが、ゲイン設定部７１によって可変
設定されるようになっている。具体的に説明すると、ゲ
イン設定部７１には、車速センサ１５によって検出され
る車速Ｖと、転舵角センサ１３によって検出される転舵
角δsと、この転舵角δsを微分器７２において時間微分
して得られる転舵角速度δs'とが入力されている。ゲイ
ン設定部７１は、車速Ｖに応じた係数ＧV、転舵角δsに
応じた係数Ｇδおよび転舵角速度δs'に応じた係数Ｇ
δ'を設定し、その設定した係数ＧV、係数Ｇδおよび係
数Ｇδ'を基本ゲインＣFF0に乗じることによりフィード
フォワード制御ゲインＣFFを設定する。また、係数
ＧV、係数Ｇδおよび係数Ｇδ'を基本ゲインＣFB0に乗
じることによりフィードバック制御ゲインＣFBを設定す
る。つまり、ゲイン設定部７１は、下記第(1)，(2)式に
従って、フィードフォワード制御ゲインＣFFおよびフィ
ードバック制御ゲインＣFBをそれぞれ設定する。
【００３６】
ＣFF＝ＧV・Ｇδ・Ｇδ'・ＣFF0 ・・・・・・(1)
ＣFB＝ＧV・Ｇδ・Ｇδ'・ＣFB0 ・・・・・・(2)
車速Ｖに応じた係数ＧVは、図４に示すように、車速Ｖ
が大きくなるにつれて単調に小さくなるように設定され
る。これにより、車両が低速で走行している状態では、
フィードフォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバッ
ク制御ゲインＣ FBがそれぞれ大きな値に設定され、車両
が高速で走行している状態では、フィードフォワード制
御ゲインＣFFおよびフィードバック制御ゲインＣFBがそ
れぞれ小さな値に設定される。したがって、低速走行時
には、良好な応答性で操舵アクチュエータ２が駆動され
る一方、高速走行時には、操舵アクチュエータ２の過剰
制御による車両のふらつきなどを抑制することができ
る。
が大きくなるにつれて単調に小さくなるように設定され
る。これにより、車両が低速で走行している状態では、
フィードフォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバッ
ク制御ゲインＣ FBがそれぞれ大きな値に設定され、車両
が高速で走行している状態では、フィードフォワード制
御ゲインＣFFおよびフィードバック制御ゲインＣFBがそ
れぞれ小さな値に設定される。したがって、低速走行時
には、良好な応答性で操舵アクチュエータ２が駆動され
る一方、高速走行時には、操舵アクチュエータ２の過剰
制御による車両のふらつきなどを抑制することができ
る。
【００３７】転舵角δsに応じた係数Ｇδは、図５に示
すように、転舵角δsが大きくなるにつれて単調に大き
くなるように設定される。これにより、舵取り用の車輪
４が中立位置から大きく離反されている状態では、フィ
ードフォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバック制
御ゲインＣFBがそれぞれ大きな値に設定され、良好な応
答性で操舵アクチュエータ２が駆動される。一方、舵取
り用の車輪４が中立位置の近傍にある状態では、フィー
ドフォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバック制御
ゲインＣFBがそれぞれ小さな値に設定される。ゆえに、
車両直進時には、操舵アクチュエータ２の過剰制御によ
る車両のふらつきなどを抑制することができる。
すように、転舵角δsが大きくなるにつれて単調に大き
くなるように設定される。これにより、舵取り用の車輪
４が中立位置から大きく離反されている状態では、フィ
ードフォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバック制
御ゲインＣFBがそれぞれ大きな値に設定され、良好な応
答性で操舵アクチュエータ２が駆動される。一方、舵取
り用の車輪４が中立位置の近傍にある状態では、フィー
ドフォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバック制御
ゲインＣFBがそれぞれ小さな値に設定される。ゆえに、
車両直進時には、操舵アクチュエータ２の過剰制御によ
る車両のふらつきなどを抑制することができる。
【００３８】転舵角速度δs'に応じた係数Ｇδ'は、図
６に示すように、転舵角速度δs'が大きくなるにつれて
単調に大きくなるように設定される。これにより、舵取
り用車輪４が高速で転舵されている時には、フィードフ
ォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバック制御ゲイ
ンＣFBがそれぞれ大きな値に設定され、舵取り用の車輪
４が低速で転舵されている時には、フィードフォワード
制御ゲインＣFFおよびフィードバック制御ゲインＣFBが
それぞれ小さな値に設定される。ゆえに、車輪４を高速
転舵させる必要がある急操舵時には、良好な応答性で操
舵アクチュエータ２が駆動される。一方、比較的緩やか
な操舵が行われている時には、操舵アクチュエータ２の
過剰制御による車両のふらつきなどを抑制することがで
きる。
６に示すように、転舵角速度δs'が大きくなるにつれて
単調に大きくなるように設定される。これにより、舵取
り用車輪４が高速で転舵されている時には、フィードフ
ォワード制御ゲインＣFFおよびフィードバック制御ゲイ
ンＣFBがそれぞれ大きな値に設定され、舵取り用の車輪
４が低速で転舵されている時には、フィードフォワード
制御ゲインＣFFおよびフィードバック制御ゲインＣFBが
それぞれ小さな値に設定される。ゆえに、車輪４を高速
転舵させる必要がある急操舵時には、良好な応答性で操
舵アクチュエータ２が駆動される。一方、比較的緩やか
な操舵が行われている時には、操舵アクチュエータ２の
過剰制御による車両のふらつきなどを抑制することがで
きる。
【００３９】以上、この発明の２つの実施形態について
説明したが、この発明はさらに他の形態で実施すること
もできる。たとえば、この発明は、上述のようなステア
・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システムに限らず、操作手段
の操作角と舵取り機構の転舵角との対応関係を変更する
ことができる車両用操舵装置に対して広く適用すること
ができる。たとえば、操作手段の操作角に対する舵取り
機構の転舵角の比（ギヤ比）を変更可能な操舵装置（い
わゆるバリアブル・ギヤレシオ・ステアリング（ＶＧ
Ｓ）システム）に適用することも可能である。
説明したが、この発明はさらに他の形態で実施すること
もできる。たとえば、この発明は、上述のようなステア
・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システムに限らず、操作手段
の操作角と舵取り機構の転舵角との対応関係を変更する
ことができる車両用操舵装置に対して広く適用すること
ができる。たとえば、操作手段の操作角に対する舵取り
機構の転舵角の比（ギヤ比）を変更可能な操舵装置（い
わゆるバリアブル・ギヤレシオ・ステアリング（ＶＧ
Ｓ）システム）に適用することも可能である。
【００４０】また、図３の説明で、ゲイン設置部７１
は、フィードフォワード制御ゲインＣ FFおよびフィード
バック制御ゲインＣFBを変更するとしたが、その他の、
たとえば車速感応ギヤレシオＫδ(Ｖ)などの値を変更す
るようにしてもよい。その他、特許請求の範囲に記載さ
れた事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。
は、フィードフォワード制御ゲインＣ FFおよびフィード
バック制御ゲインＣFBを変更するとしたが、その他の、
たとえば車速感応ギヤレシオＫδ(Ｖ)などの値を変更す
るようにしてもよい。その他、特許請求の範囲に記載さ
れた事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。
【図１】この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の
構成を説明するための概念図である。
構成を説明するための概念図である。
【図２】制御装置による操舵アクチュエータの制御を説
明するためのブロック図である。
明するためのブロック図である。
【図３】この発明の他の実施形態における操舵アクチュ
エータの制御を説明するためのブロック図である。
エータの制御を説明するためのブロック図である。
【図４】車速に応じた制御ゲインの変更について説明す
るための図である。
るための図である。
【図５】転舵角に応じた制御ゲインの変更について説明
するための図である。
するための図である。
【図６】転舵角速度に応じた制御ゲインの変更について
説明するための図である。
説明するための図である。
１ ステアリングホイール
２ 操舵アクチュエータ
４ 車輪
５ 操舵軸
６ タイロッド
７ ナックルアーム
８ 回転シャフト
１１ 操作角センサ
１３ 転舵角センサ
１４ 制御装置
１５ 車速センサ
２１ 目標転舵角設定部
２２ フィードフォワード補償部
２３ 減算部
２４ フィードバック補償部
２５ 加算部
３１ 減算部
３２ 舵角速度制御部
４１ 微分器
５１ 手放し状態判断部
５２ 制御系切替部
６１ 出力制御スイッチ
７１ ゲイン設定部
７２ 微分器
Claims (6)
- 【請求項１】車両の操向のための操作手段の操作に応じ
て舵取り機構を駆動する車両用操舵装置であって、 上記操作手段の操作角に基づいて、上記舵取り機構を駆
動制御する舵取り制御手段と、 舵取り用車輪の転舵角の絶対値を減少させるための戻し
操舵時における上記操作手段の無操作状態を検出する無
操作状態検出手段と、 この無操作状態検出手段の検出結果に応じて、上記舵取
り制御手段による上記舵取り機構の制御態様を変更する
制御態様変更手段とを含むことを特徴とする車両用操舵
装置。 - 【請求項２】上記車両用操舵装置は、上記操作手段の操
作角に応じて、舵取り用車輪の転舵角の目標値である目
標転舵角を設定する目標転舵角設定手段をさらに含み、 上記制御態様変更手段は、上記無操作状態検出手段によ
って上記無操作状態が検出されていないときは、上記舵
取り制御手段による上記舵取り機構の制御態様を、上記
目標転舵角設定手段によって設定された目標転舵角に基
づいて上記舵取り機構を制御するという態様に設定し、
上記無操作状態検出手段によって上記無操作状態が検出
されているときは、上記舵取り制御手段による上記舵取
り機構の制御態様を、上記目標転舵角設定手段によって
設定された目標転舵角の時間微分値である目標転舵角速
度に基づいて上記舵取り機構を制御するという態様に設
定するものであることを特徴とする請求項１記載の車両
用操舵装置。 - 【請求項３】上記車両用操舵装置は、上記操作手段の操
作角に応じて、舵取り用車輪の転舵角の目標値である目
標転舵角を設定する目標転舵角設定手段をさらに含み、 上記制御態様変更手段は、上記無操作状態検出手段によ
って上記無操作状態が検出されていないときは、上記舵
取り制御手段による上記舵取り機構の制御態様を、上記
目標転舵角設定手段によって設定された目標転舵角に応
じたフィードフォワード制御値と当該目標転舵角に応じ
たフィードバック制御値との加算値に基づいて上記舵取
り機構を制御するという態様に設定し、上記無操作状態
検出手段によって上記無操作状態が検出されているとき
は、上記舵取り制御手段による上記舵取り機構の制御態
様を、上記目標転舵角設定手段によって設定された目標
転舵角に応じたフィードバック制御値に基づいて上記舵
取り機構を制御するという態様に設定するものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。 - 【請求項４】上記車両用操舵装置が搭載される車両の車
速を検出する車速検出手段と、 この車速検出手段によって検出された車速に基づいて、
上記舵取り制御手段の制御ゲインを設定する手段とをさ
らに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の車両用操舵装置。 - 【請求項５】舵取り用車輪の転舵角を検出する転舵角検
出手段と、 この転舵角検出手段によって検出された転舵角に基づい
て、上記舵取り制御手段の制御ゲインを設定する手段と
をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいず
れかに記載の車両用操舵装置。 - 【請求項６】舵取り用車輪の転舵角の時間変化率である
転舵角速度を検出する転舵角速度検出手段と、 この転舵角速度検出手段によって検出された転舵角速度
に基づいて、上記舵取り制御手段の制御ゲインを設定す
る手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし
５のいずれかに記載の車両用操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259816A JP4816995B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 車両用操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259816A JP4816995B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 車両用操舵装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003063429A true JP2003063429A (ja) | 2003-03-05 |
| JP4816995B2 JP4816995B2 (ja) | 2011-11-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001259816A Expired - Fee Related JP4816995B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 車両用操舵装置 |
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| JP (1) | JP4816995B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006218888A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
| JP2007015529A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵装置及び車両用操舵方法 |
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| WO2010109676A1 (ja) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の操舵装置 |
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-
2001
- 2001-08-29 JP JP2001259816A patent/JP4816995B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2020142598A (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用操舵装置 |
| JP7159917B2 (ja) | 2019-03-05 | 2022-10-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用操舵装置 |
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