JP4289183B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵ハンドルと操舵輪とを機械的に連結していて操舵ハンドルの操舵操作に応じて操舵輪を操舵する車両の操舵装置に関する。

従来、下記特許文献１に示されているように、操舵ハンドルと操舵輪との間にギヤ比可変機構を介装させた車両の操舵装置において、操舵ハンドルに作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサを設け、検出された操舵トルクが一定速度以上で変化しまたは一定加速度以上で変化したとき、操舵ハンドルとギヤ比可変機構との間に設けた負荷装置を作動させて、車輪から操舵ハンドルへ逆入力される反力を抑制することにより操舵ハンドルの振動を防止することは知られている。
特開２００３−３４２５５号公報

しかし、上記従来の装置においては、車輪から操舵ハンドルへ逆入力される反力による操舵トルクの変動を判断しているのみであり、操舵ハンドルの操舵操作に対応した操舵輪の操舵に加えて操舵輪を補正操舵するための補正操舵装置（すなわちアクティブ操舵装置）による操舵輪の補正操舵（アクティブ操舵）による操舵トルクへの影響を考慮しておらず、補正操舵時における制御性または運転者に対する操舵反力の違和感を低減できない。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、補正操舵による操舵トルクへの影響を考慮して、補正操舵時の制御性または運転者に対する操舵反力の違和感を低減するようにした車両の操舵装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルと操舵輪とを機械的に連結していて操舵ハンドルの操舵操作に対応して操舵輪を操舵する車両の操舵装置において、操舵ハンドルと操舵輪との間に介装されて操舵輪の操舵をアシスト可能であるとともに同操舵輪のアシスト量を変更可能な操舵アシスト装置と、操舵ハンドルと前記操舵アシスト装置との間に介装されて操舵ハンドルの操舵操作に対応した操舵輪の操舵に加えて操舵輪を補正操舵するための補正操舵装置と、操舵ハンドルと前記補正操舵装置との間に介装されて操舵ハンドルの変位を規制するために同操舵ハンドルに負荷を与える負荷装置と、前記負荷装置よりも前記操舵輪側の部材に作用する操舵反力を検出する操舵反力検出手段と、前記操舵反力検出手段によって検出された操舵反力に応じて前記操舵アシスト装置による操舵輪の操舵のアシスト量を制御する操舵アシスト制御手段とを備えたことにある。

前記のような特徴を有する本発明においては、操舵ハンドルから操舵輪までの間に、負荷装置、補正操舵装置および操舵アシスト装置がこの順に配置され、操舵反力検出手段および操舵アシスト制御手段の作用により、負荷装置よりも操舵輪側の部材に作用する操舵反力に応じて操舵輪が操舵アシストされるので、操舵輪側から負荷装置および操舵ハンドルに逆入力される操舵反力を小さくすることができる。これにより、補正操舵装置が操舵輪を補正操舵しても操舵ハンドルに与える影響を小さくすることができるとともに、負荷装置としても小型すなわち最大許容負荷の小さなものを利用できるようになる。

また、前記本発明の特徴において、前記負荷装置は、操舵ハンドルに与える負荷の大きさを変更可能とするとよい。これによれば、補正操舵装置による補正操舵制御に連動させて、負荷装置による負荷の大きさを変更することが可能となり、補正操舵に起因して操舵ハンドルへ逆入力される反力を調整でき、同補正操舵による操舵トルクへの影響を軽減できて、運転者に対する操舵反力の違和感を低減できる。例えば、補正操舵装置の作動時と非作動時とで、操舵ハンドルの操舵状況に応じて負荷装置による負荷の大きさを異ならせることにより、補正操舵に起因して操舵ハンドルへ逆入力される反力を調整するとよい。より具体的には、補正操舵装置を作動させた場合においては、操舵ハンドルがニュートラル付近にある状態すなわち操舵ハンドルが操舵操作されていないときには負荷装置による負荷を大きくするようにし、操舵ハンドルがニュートラル付近にない状態すなわち操舵ハンドルが操舵操作されているときには負荷装置による負荷を小さくするようにする。これによれば、操舵ハンドルが操舵操作されていないときに運転者に大きな違和感を与える補正操舵による操舵トルクの変動を解消できるとともに、操舵ハンドルの操舵操作に応じた操舵輪の操舵の妨げにもならない。

例えば、前記本発明の構成に、さらに、操舵ハンドルの操舵操作を検出する操舵操作検出手段と、操舵操作検出手段によって操舵ハンドルの操舵操作が検出されているとき操舵ハンドルに与えられる負荷が小さくなるように前記負荷装置を制御し、かつ前記操舵操作検出手段によって操舵ハンドルの操舵操作が検出されていないとき操舵ハンドルに与えられる負荷が大きくなるように前記負荷装置を制御する負荷制御手段とを設けるとよい。この場合、前記操舵操作検出手段を、例えば、操舵ハンドルと前記負荷装置との間に介装されて操舵ハンドルの操舵角を検出するハンドル操舵角センサを有し、同ハンドル操舵角センサによって検出された操舵角を用いて操舵ハンドルの操舵操作を検出するように構成するとよい。また、前記操舵操作検出手段を、操舵ハンドルと前記負荷装置との間に介装されて操舵ハンドルに付与される操舵力を検出するハンドル操舵力センサを有し、同ハンドル操舵力センサによって検出された操舵力を用いて操舵ハンドルの操舵操作を検出するように構成してもよい。

これらによれば、前述のように、操舵ハンドルが操舵操作されていないときに運転者に大きな違和感を与える補正操舵による操舵トルクの変動を解消できるとともに、操舵ハンドルの操舵操作に応じた操舵輪の操舵の妨げにもならない。

また、前記本発明の構成に、さらに、操舵ハンドルに対する運転者の手離し状態を検出する手離し検出手段と、前記手離し検出手段により運転者の手離し状態が検出されていないとき操舵ハンドルに与えられる負荷が小さくなるように前記負荷装置を制御し、かつ前記手離し検出手段により運転者の手離し状態が検出されているとき操舵ハンドルに与えられる負荷が大きくなるように前記負荷装置を制御する負荷制御手段とを設けるようにしてもよい。この場合、前記手離し検出手段を、例えば、操舵ハンドルに付与される操舵力を検出するハンドル操舵力センサを有し、前記ハンドル操舵力センサによって検出された操舵力を用いて前記手離し状態を検出するように構成するとよい。

これによれば、運転者が操舵ハンドルから手を離した状態で、補正操舵装置によって操舵輪を補正操舵する場合でも、補正操舵による反力は負荷装置によって操舵ハンドルには伝達されないようにすることができる。したがって、操舵輪は補正操舵装置によって補正操舵されるとともに、操舵ハンドルが前記補正操舵によって運転者の意に反して変位することもなく、操舵ハンドルの手離し状態における操舵ハンドルの変位に伴う違和感が運転者には与えられない。また、運転者が操舵ハンドルを把持している状態では、運転者による操舵ハンドルの操舵操作に応じて操舵輪が操舵されるとともに、補正操舵による操舵ハンドルへの反力に対しても運転者による操舵操作力が対抗するので、補正操舵装置による操舵輪の補正操舵も許容される。

さらに、本発明の他の特徴は、操舵ハンドルと前記負荷装置との間に弾性変形可能な弾性体を介装したことにある。この場合、前記弾性体としては、例えば、ステアリングシャフト中に介装したトーションバーを採用できる。これによれば、負荷装置によって操舵ハンドルの変位が規制された状態でも、操舵ハンドルの若干の変位が許容され、運転者の操舵ハンドルの操作に対して良好な操作感覚を与えることができるとともに、負荷装置に与える力を緩和することもできるようになる。

ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。この操舵装置は、操舵ハンドル１１と操舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２とを機械的に連結していて操舵ハンドル１１の操舵操作に対応して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する操舵機構と、同操舵機構を制御する電気制御装置とからなる。

操舵機構は、操舵ハンドル１１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備え、同シャフト１２の下端にはピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されており、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。この操舵機構内には、アクティブ操舵装置２０、操舵アシスト装置４０および負荷装置５０とが設けられている。そして、これらの装置２０，４０，５０は、操舵ハンドル１１から操舵輪である左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に向けて、負荷装置５０、アクティブ操舵装置２０および操舵アシスト装置４０の順に操舵機構内に配置されている。

アクティブ操舵装置２０は、図２に示すように、図示しない車体側に固定された段付き円筒状のハウジング２１，２２を備えており、ステアリングシャフト１２は、これらのハウジング２１，２２内にて、詳しくは後述するハーモニックドライブ機構を介して動力伝達可能に連結されているが、上部ステアリングシャフト１２ａと下部ステアリングシャフト１２ｂとに分離されている。上部ステアリングシャフト１２ａは、ハウジング２１の内周面上にボールベアリング２３を介して軸線回りに回転可能に支持されている。下部ステアリングシャフト１２ｂは、ハウジング２２の内周面上にボールベアリング２４，２５を介して軸線回りに回転可能に支持されている。上部ステアリングシャフト１２ａと下部ステアリングシャフト１２ｂとの間には、ボールベアリング２６が介装されて、両シャフト１２ａ，１２ｂは相対回転可能になっている。また、ハウジング２１，２２内にはアクティブ操舵用（すなわち補正操舵用）の電動モータ２７と、ハーモニックドライブ機構とが収容されている。

電動モータ２７は、ハウジング２１の内周面上に固定されたコイルからなるステータ２７ａと、同ステータ２７ａに対向配置された永久磁石からなるロータ２７ｂとからなる。ロータ２７ｂは、段付き円筒状の回転体２８の大径部外周面上に固定されている。回転体２８の大径部内周面と上部ステアリングシャフト１２ａとの間にはボールベアリング３１，３２が介装されており、回転体２８は電動モータ２７のロータ２７ｂの回転に応じて上部ステアリングシャフト１２ａに対して軸線回りに相対回転するようになっている。

ハーモニックドライブ機構は、図２および図３に示すように、ウェーブジェネレータ３３、フレクスプライン３４およびサーキュラスプライン３５からなる。ウェーブジェネレータ３３は、カム３３ａと、同カム３３ａの外周面上に設けたボールベアリング３３ｂとからなる。カム３３ａは、金属剛体で楕円状に形成されて回転体２８の外周面上に固着されている。ボールベアリング３３ｂの内輪は金属剛体で構成されてカム３３ａの外周面に固定さているが、ボールベアリング３３ｂの外輪は金属弾性体で構成されてボールを介して弾性変形する。フレクスプライン３４は、薄肉の金属弾性体でカップ状に形成され、ボールベアリング３３ｂの外輪上に同ボールベアリング３３ｂの形状に合わせて楕円形状となるように組み付けられているとともに、その底面にて上部ステアリングシャフト１２ａに固定されている。このフレクスプライン３４の外周面上には外歯が形成されている。

サーキュラスプライン３５は、金属剛体で環状に形成されて、下部ステアリングシャフト１２ｂに固着されている。このサーキュラスプライン３５の内周面には、フレクスプライン３４の外歯と噛み合う内歯が形成されている。サーキュラスプライン３５の内歯の数はフレクスプライン３４の外歯の数よりも僅かに多く（例えば、２個多く）、サーキュラスプライン３５の内歯は、楕円状のフレクスプライン３４の長軸部分でのみフレクスプライン３４の外歯と噛み合っている。

操舵アシスト装置４０は、図１に示すように、電動モータ４１およびねじ送り機構４２からなる。電動モータ４１は、ラックバー１４の外周面上に設けられてねじ送り機構４２を駆動する。ねじ送り機構４２は、電動モータ４１の回転運動を直線運動に変えて、ラックバー１４を軸線方向に駆動する。

負荷装置５０は、上部ステアリングシャフト１２ａおよび操舵ハンドル１１の軸線回りに回転に抵抗を付与して同回転を規制するものである。この負荷装置５０は、図４に示すように、環状の固定側摩擦プレート５１および変位側摩擦プレート５２を備えている。固定側摩擦プレート５１は、上部ステアリングシャフト１２ａを回転可能に支持するハウジング部材５３に固着されるとともに、同ハウジング部材５３に固着された電磁コイル５４の通電時に励磁される高透磁率材料で構成されている。変位側摩擦プレート５２は、高透磁率材料で構成され、上部ステアリングシャフト１２ａに固着された環状の固定プレート５５に皿ばね５６を介して組み付けられている。皿ばね５６は、変位側摩擦プレート５２を図示下方の固定プレート５５側に常に付勢している。

この構成により、電磁コイル５４の非通電時には、変位側摩擦プレート５２は皿ばね５６によって固定プレート５５側に引っ張られて固定側摩擦プレート５１から離れ、上部ステアリングシャフト１２ａおよび操舵ハンドル１１の自由な回転が許容される図４(Ａ)に示す規制解除状態に設定される。一方、電磁コイル５４の通電時には、変位側摩擦プレート５２は皿ばね５６に抗して電磁コイル５４によって吸引されて固定側摩擦プレート５１に接し、上部ステアリングシャフト１２ａおよび操舵ハンドル１１の回転が禁止される図４(Ｂ)に示す規制状態に設定される。

電気制御装置は、ハンドル操舵角センサ６１、ハンドルトルクセンサ６２、実操舵角センサ６３および車速センサ６４を有する。ハンドル操舵角センサ６１は、操舵ハンドル１１と負荷装置５０との間に設けられており、上部ステアリングシャフト１２ａの回転角を計測することにより、操舵ハンドル１１の回転角であるハンドル操舵角θhを検出する。このハンドル操舵角θhは、「０」により操舵ハンドル１１の基準位置を表し、正の値により操舵ハンドル１１の右回転角を表し、負の値により操舵ハンドル１１の左回転角を表す。

ハンドルトルクセンサ６２も操舵ハンドル１１と負荷装置５０との間に設けられており、上部ステアリングシャフト１２ａの一部を構成するトーションバー（弾性体）６２ａと、トーションバー６２ａの上下両端にそれぞれ設けられて両端の軸線回りの回転角θht1，θht2を検出する回転角センサ６２ｂ，６２ｃとからなって、上部ステアリングシャフト１２ａおよび操舵ハンドル１１に作用するトルク（以下、ハンドルトルクＴhという）を検出する。なお、これらの両回転角センサ６２ｂ，６２ｃによって検出される回転角θht1，θht2は、「０」によりトーションバー６２ａの上下両端の基準位置をそれぞれ表し、正の値によりトーションバー６２ａの上下両端の右回転角をそれぞれ表し、負の値によりトーションバー６２ａの上下両端の操舵ハンドル１１の左回転角をそれぞれ表す。そして、後述するＥＣＵ６５により、回転角θht1，θht2の差に応じてハンドルトルクＴhが計算される。なお、前記回転角を検出するハンドルトルクセンサ６２に代えて、トーションバー６２ａまたは上部ステアリングシャフト１２ａの歪みを検出することによりハンドルトルクＴhを検出するハンドルトルクセンサを採用することもできる。

実操舵角センサ６３は、アクティブ操舵装置２０よりも左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に設けられており、下部ステアリングシャフト１２ｂの回転角を計測することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実操舵角δを検出する。なお、この実操舵角センサ６３に代えて、ラックバー１４の軸線方向の変位量を計測することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実操舵角δを検出するようにしてもよい。この実操舵角δは、「０」により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立状態を表し、正の値により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右操舵角を表し、負の値により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左操舵角を表す。ただし、実操舵角δは、ハンドル操舵角θhに換算された値を示している。車速センサ６４は、車速Ｖを検出する。

これらのセンサ６１〜６４には、電子制御ユニット６５（以下、単にＥＣＵ６５という）が接続されている。ＥＣＵ６５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするもので、図５に示す操舵制御プログラムおよび図６に示す負荷装置制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。

ＥＣＵ６５には、アクティブ操舵選択スイッチ６６および駆動回路６７〜６９も接続されている。アクティブ操舵選択スイッチ６６は、運転者によって選択操作されるもので、そのオン状態にてアクティブ操舵機能の選択状態を表し、そのオフ状態にてアクティブ操舵機能の非選択状態を表す。駆動回路６７，６８は、ＥＣＵ５４からの指示に従って電動モータ２７，４１に駆動電流を流し、電動モータ２７，４１の回転を制御する。駆動回路６８は、電動モータ４１に流れる駆動電流を検出してＥＣＵ６５に供給する駆動電流センサ６８ａを内蔵している。駆動回路６９は、ＥＣＵ６５からの指示に従って電磁コイル５４を通電制御する。

次に、上記のように構成した第１実施形態の動作について説明する。運転者が車両を走行させて、操舵ハンドル１１を回動操作すると、上部ステアリングシャフト１２ａは操舵ハンドル１１の回転角に等しい回転角だけ軸線回りに回転する。なお、この状態では、詳しくは後述するように負荷装置５０は規制解除状態に設定されている。この上部ステアリングシャフト１２ａの回転はフレクスプライン３４に伝達され、フレクスプライン３４はボールベアリング３３ｂの外輪と一体的に軸線回りに回転し、その外歯とサーキュラスプライン３５の内歯との噛み合いによりサーキュラスプライン３５を軸線回りに回転させる。ただし、フレクスプライン３４の外歯の数は、サーキュラスプライン３５の内歯の数よりも若干少ないので、微量ではあるが、サーキュラスプライン３５の回転角は歯数の少ない分だけフレクスプライン３４の回転角よりも小さい。このサーキュラスプライン３５の回転は下部ステアリングシャフト１２ｂに伝達され、ピニオンギヤ１３を介してラックバー１４を軸線方向に変位させる。そして、ラックバー１４の軸線方向の変位により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が左右に操舵される。したがって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、操舵ハンドル１１の回動操作により左右に操舵される。

一方、ＥＣＵ５４は、前記動作中、図５の操舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この操舵制御プログラムの実行はステップＳ１０にて開始され、ＥＣＵ５４は、ステップＳ１１にてハンドル操舵角センサ６１、ハンドルトルクセンサ６２、実操舵角センサ６３および車速センサ６４からの検出値を入力する。そして、ステップＳ１２にて、アクティブ操舵選択スイッチ６６によりアクティブ操舵が選択されているかを判定する。アクティブ操舵が選択されていれば、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３においては、ＲＯＭ内に記憶されているアクティブ操舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに対応した補正操舵角としてのアクティブ操舵角θaを計算する。アクティブ操舵角テーブルは、図７に示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って増加するアクティブ操舵角θaを記憶している。なお、このアクティブ操舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhとアクティブ操舵角θaとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してアクティブ操舵角θaを計算するようにしてもよい。

また、前記アクティブ操舵角θaに代えまたは加えて、車両の走行状態に応じたアクティブ操舵角を計算するようにしてもよい。例えば、図１に破線で示すように、車両の実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ７１をＥＣＵ６５に接続する。そして、ＲＯＭ内に記憶されている目標ヨーレートテーブルを参照して、前記入力したハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じた目標ヨーレートγ＊を計算する。目標ヨーレートテーブルは、図８に示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って増加するとともに、車速Ｖの増加に従って絶対値の増加する目標ヨーレートγ＊を記憶している。なお、この目標ヨーレートテーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖと目標ヨーレートγ＊との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して目標ヨーレートγ＊を計算するようにしてもよい。次に、ヨーレートセンサ７１によって検出された実ヨーレートγが目標ヨーレートγ＊に等しくなるようなアクティブ操舵角（＝ｋ・(γ＊−γ)）を計算する。ただし、ｋは予め決められた係数である。そして、この計算したアクティブ操舵角を前述したアクティブ操舵角θaに代えて用い、または前述したアクティブ操舵角θaに加えて用いるようにしてもよい。

さらに、前記ヨーレートセンサ７１に代えて、図１に破線で示すように、車両の実横加速度Ｇyを検出する横加速度センサ７２をＥＣＵ６５に接続して、横加速度センサ７２によって検出された実横加速度Ｇyが目標横加速度Ｇy＊に等しくなるような補正操舵角としてのアクティブ操舵角（＝ｋ・(Ｇy＊−Ｇy)）を計算する。そして、この計算したアクティブ操舵角を前述したアクティブ操舵角θaに代えて用い、または前述したアクティブ操舵角θaに加えて用いるようにしてもよい。この場合も、目標横加速度Ｇy＊の計算は、図８に示す特性を有するデータを記憶したテーブルを用いてもよいし、関数を用いてもよい。

一方、アクティブ操舵が選択されていなければ、ステップＳ１２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１４にてアクティブ操舵角θａを「０」に設定する。

前記ステップＳ１３またはＳ１４の処理後、ステップＳ１５にて、アクティブ操舵制御を実行すなわち前記アクティブ操舵角θaだけ左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵制御する。このアクティブ操舵制御においては、アクティブ操舵角θaに対応した回転角だけ電動モータ２７を回転させるように駆動回路６７を制御する。言い換えれば、実操舵角センサ６３によって検出される実操舵角δがハンドル操舵角θhとアクティブ操舵角θaの和θh＋θaに等しくなるように、駆動回路６８を介して電動モータ２７の回転を制御する。なお、前記のように、操舵ハンドル１１の回動のみによる上部ステアリングシャフト１２ａの回転角と下部ステアリングシャフト１２ｂの回転角との間には若干の差が存在するが、これは操舵機構内のステアリングギヤ比の問題であると同時に、実操舵角δがハンドル操舵角θhに換算された値を示しているので問題ない。

前記のように電動モータ２７が回転制御されると、ロータ２７ｂおよび回転体２８の回転により、ウェーブジェネレータ３３のカム３３ａが軸線回りに回転し、フレクスプライン３４は弾性変形しながらその外歯のサーキュラスプライン３５の内歯に対する噛み合い位置を移動させる。そして、フレクスプライン３４の外歯の数とサーキュラスプライン３５の内歯の数とを異ならせてあるので、この歯数の差に対応した角度だけ、フレクスプライン３４の回転角とサーキュラスプライン３５の回転角との間には差が生じる。このことは、フレクスプライン３４とサーキュラスプライン３５との間に相対回転が発生していることを意味する。そして、運転者が操舵ハンドル１１を把持していて上部ステアリングシャフト１２ａおよびフレクスプライン３４の回転を規制している状態では、カム３３ａの回転により、サーキュラスプライン３５がフレクスプライン３４に対して回転することになる。これにより、上部ステアリングシャフト１２ａに対して下部ステアリングシャフト１２ｂがアクティブ操舵角θa分だけ多く回転する。

そして、この下部ステアリングシャフト１２ｂの回転も、ピニオンギヤ１３を介してラックバー１４の軸線方向の変位に変換される。したがって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、前記操舵ハンドル１１の回動操作による操舵に加えて、アクティブ操舵角θaだけ操舵されることになる。その結果、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、補正操舵角としてのアクティブ操舵角θaだけ補正操舵されるので、車両の操舵特性を任意に選択できるようになるとともに、同操舵特性を良好にすることもできる。

一方、前述のようにアクティブ操舵が選択されていなくて、アクティブ操舵角θａが「０」に設定されている場合には、ステップＳ１５のアクティブ操舵制御処理により電動モータ２７は基準位置に保たれて回転制御されない。したがって、この場合には、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は実質的にアクティブ操舵されない。

前記ステップＳ１５の処理後、ＥＣＵ６５は、ステップＳ１６にて目標アシストトルクＴa＊を計算する。この目標アシストトルクＴa＊の計算においては、ＲＯＭ内に記憶されているアシストトルクテーブルを参照して、前記入力したハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じた目標アシストトルクＴa＊を計算する。アシストトルクテーブルは、図９に示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って増加するとともに、車速Ｖが小さくなる従って絶対値の増加する目標アシストトルクＴa＊を記憶している。なお、このアシストトルクテーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖと目標アシストトルクＴa＊との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して目標アシストトルクＴa＊を計算するようにしてもよい。

次に、ステップＳ１７にて、前記ステップＳ１２の場合と同様にアクティブ操舵が選択されているかを判定する。アクティブ操舵が選択されていれば、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８においては、前記アクティブ操舵による操舵ハンドル１１への反力を低減するための反力低減値Ｔaaを計算する。この反力低減値Ｔaaの計算においては、ＲＯＭ内に記憶されている反力低減値テーブルを参照して、前記計算したアクティブ操舵角θaに応じた反力低減値Ｔaaを計算する。反力低減値テーブルは、図１０に示すように、アクティブ操舵角θaの増加に従って増加する反力低減値Ｔaaを記憶している。なお、この反力低減値テーブルを利用するのに代えて、アクティブ操舵角θaと反力低減値Ｔaaとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して反力低減値Ｔaaを計算するようにしてもよい。

一方、アクティブ操舵が選択されていなければ、ステップＳ１７にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１９にて反力低減値Ｔaaを「０」に設定する。

前記ステップＳ１８またはＳ１９の処理後、ステップＳ２０にて、前記計算した目標アシストトルクＴa＊に前記計算した反力低減値Ｔaaを加算することにより、反力低減値Ｔaaにより補正した目標アシストトルクＴa＊（＝Ｔa＊＋Ｔaa）を計算する。そして、ステップＳ２１にて、駆動回路６８を介して電動モータ４１を駆動制御して、ステップＳ２２にて操舵制御プログラムの実行を一旦終了する。この駆動制御においては、ＥＣＵ５４は、駆動電流センサ６８ａによって検出された駆動電流を入力して、電動モータ４１が目標アシストトルクＴa＊を発生するように駆動回路６８を制御する。この制御のもとに、駆動回路６８は、電動モータ４１に目標アシストトルクＴa＊に対応した駆動電流をそれぞれ流して、電動モータ４１を駆動する。

このような電動モータ４１の駆動制御により、電動モータ４１は、ねじ送り機構４２を介してラックバー１４に動力を伝達してラックバー１４をその軸線方向に直線駆動する。これにより、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作して左右前輪ＦＷ１,ＦＷ２を操舵しようとすると、電動モータ４１により前記運転者による操舵ハンドル１１の回動操作がアシストされ、運転者は小さな操舵力で左右前輪ＦＷ１,ＦＷ２を操舵することができる。また、前記ステップＳ２０の反力低減値Ｔaaを用いた目標アシストトルクＴa＊の補正により、アクティブ操舵に起因した操舵反力も打ち消されるので、運転者はアクティブ操舵制御による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵による反力も感じない。

一方、前述のようにアクティブ操舵が選択されていなくて、反力低減値Ｔaaが「０」に設定されている場合には、ステップＳ２０の処理によって目標アシストトルクＴa＊は、前記ステップＳ１６にて計算された値に保たれるので、アクティブ操舵に伴う反力低減値Ｔaaは考慮されない。

このような操舵制御プログラムの実行に並行して、ＥＣＵ６５は、図６の負荷装置制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この負荷装置制御プログラムの実行は、ステップＳ３０にて開始され、ステップＳ３１にてアクティブ操舵選択スイッチ６６によりアクティブ操舵が選択されているかを判定する。アクティブ操舵が選択されていなければ、ステップＳ３１にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ３７の処理後、ステップＳ３８にて負荷装置制御プログラムの実行を一旦終了する。ステップＳ３７においては、負荷装置５０の電磁コイル５４への通電を停止することにより負荷装置５０を前述した規制解除状態に設定する。これにより、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵される。なお、このアクティブ操舵が選択されていない状態では、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はアクティブ操舵されない。

一方、アクティブ操舵が選択されていれば、ステップＳ３１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２以降に進む。ステップＳ３２においては、ハンドル操舵角センサ６１からハンドル操舵角θhを入力するとともに、ハンドルトルクセンサ６２から回転角θht1，θht2を入力する。次に、ステップＳ３３にて、前記入力した両回転角θht1，θht2の差θht1−θht2に所定の係数を乗算してハンドルトルクＴhを計算する。

次に、ステップＳ３４にてハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が予め決められた小さな所定値θh1未満であるかを判定するとともに、ステップＳ３５にてハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜が予め決められた小さな所定値Ｔh1未満であるかを判定する。ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が所定値θh1以上またはハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜が所定値Ｔh1以上であれは、ステップＳ３４またはＳ３５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３７にて前記のように負荷装置５０を規制解除状態に設定してステップＳ３８にてこの負荷装置制御プログラムを一旦終了する。したがって、この状態では、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵される。また、アクティブ操舵が選択されているので、前述のように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はアクティブ操舵される。

一方、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が所定値θh1未満かつハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜が所定値Ｔh1未満であれは、ステップＳ３４，Ｓ３５にて共に「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３６にて負荷装置５０の電磁コイル５４に通電することにより同負荷装置５０を規制状態に設定して、ステップＳ３８にてこの負荷装置制御プログラムを一旦終了する。これにより、上部ステアリングシャフト１２ａおよび操舵ハンドル１１の軸線回りの回転が規制される。一方、この状態では、操舵ハンドル１１および上部ステアリングシャフト１２ａが固定されるので、アクティブ操舵装置２０により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はアクティブ操舵される。

このようなハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が所定値θh1未満かつハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜が所定値Ｔh1未満の状態は、操舵ハンドル１１がニュートラル付近にある状態すなわち操舵ハンドル１１が操舵操作されていないときに対応する。そして、このような操舵ハンドル１１が操舵操作されていないときには、負荷装置５０によって操舵ハンドル１１の回転が規制されるので、操舵ハンドル１１が操舵操作されていないときに運転者に大きな違和感を与えるアクティブ操舵によるハンドルトルクの変動を解消できる。操舵ハンドル１１が操舵操作されたときに、前述のように負荷装置５０は規制解除状態に設定されるので、操舵ハンドル１１の操舵操作に応じた左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵の妨げにもならない。

なお、上記第１実施形態では、操舵ハンドル１１の操舵操作の有無をハンドル操舵角θhとハンドルトルクＴhの両方を用いて検出するようにした。しかし、多少の精度は落ちるものの、ステップＳ３４およびＳ３５のうちの一方の判定処理を省略して、ハンドル操舵角θhおよびハンドルトルクＴhのうちのいずれか一方の判定処理により、操舵ハンドル１１の操舵操作の有無を判定するようにしてもよい。これによっても、上記と同様な効果が期待される。

また、前記図６のステップＳ３４，Ｓ３５の判定処理を、操舵ハンドル１１に対する運転者の手離し状態を検出する手離し検出手段とみることもできる。運転者が操舵ハンドル１１から手を離している状態、または操舵ハンドル１１に手を接触させているものの操舵ハンドル１１を充分に把持していない状態（これも一種の手離し状態に相当）では、外力により操舵ハンドル１１は回転してしまう。そして、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が極めて小さく、かつハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜が極めて小さいことは、この手離し状態に相当する。したがって、この状態を検出することが可能な前記ステップＳ３４，Ｓ３５の判定処理は運転者による操舵ハンドル１１の手離し状態の検出とみることもできる。

そして、運転者の手離し状態が検出されていないとき（｜θh｜≧θh1かつ｜Ｔh｜≧Ｔh1）、ステップＳ３７の処理により、操舵ハンドル１１に与えられる負荷が小さくなるように、すなわち操舵ハンドル１１の回転規制が解除されるように制御される。また、運転者の手離し状態が検出されているとき（｜θh｜＜θh1かつ｜Ｔh｜＜Ｔh1）、ステップＳ３６の処理により、操舵ハンドル１１に与えられる負荷が大きくなるように、すなわち操舵ハンドル１１の回転が規制されるように制御される。

その結果、運転者が操舵ハンドル１１から手を離した状態で、アクティブ操舵装置２０によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２をアクティブ操舵する場合でも、アクティブ操舵による反力は負荷装置５０によって操舵ハンドル１１には伝達されないようにすることができる。したがって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はアクティブ操舵装置２０によってアクティブ操舵されるとともに、操舵ハンドル１１がアクティブ操舵によって運転者の意に反して変位することもなく、操舵ハンドル１１の手離し状態における操舵ハンドル１１の回動に伴う違和感が運転者には与えられない。また、運転者が操舵ハンドル１１を把持している状態では、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵されるとともに、アクティブ操舵による操舵ハンドル１１への反力に対しても運転者による操舵操作力が対抗するので、アクティブ操舵装置２０による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のアクティブ操舵も許容される。

さらに、上記第１実施形態においては、操舵ハンドル１１と負荷装置５０との間に弾性変形可能な弾性体であるトーションバー６２ａが介装されている。したがって、負荷装置５０によって操舵ハンドル１１の変位が規制された状態でも、操舵ハンドル１１の若干の変位が許容され、運転者の操舵ハンドル１１の操作に対して良好な操作感覚を与えることができるとともに、負荷装置５０に与える力を緩和することもできるようになる。

また、上記第１実施形態においては、負荷装置５０の規制状態と規制解除状態とを択一的に切り換えるようにしたが、操舵ハンドル１１の回転に対する規制力（抵抗力）を連続的に変化させるようにしてもよい。すなわち、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が小さくなるに従って、またはハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜が小さくなるに従って、負荷装置５０による操舵ハンドル１１の回転に対する規制力が大きくなるようにすればよい。この場合、負荷装置５０の規制力の大きさを制御するために、電磁コイル５４に流す電流値を規制力が大きくなるに従って大きくするようにすればよい。

また、上記第１実施形態では電磁コイル５４を用いた電磁クラッチ装置で負荷装置５０を構成するようにしたが、この負荷装置５０を次のように変形することも可能である。図１１は、負荷装置５０の変形例を縦断面図により示している。この変形例に係る負荷装置５０は、上部ステアリングシャフト１２ａを液密的かつ軸線回りに回転可能に貫通させた円筒状の導電性のケーシング８１を備えている。ケーシング８１内にて、上部ステアリングシャフト１２ａの外周上には、ロータ８２が固定されている。ケーシング８１は上部ステアリングシャフト１２ａを回転可能に支持するハウジング部材５３に固着され、同ケーシング８１内には電気粘性流体８３が封入されている。この電気粘性流体８３は、液体中に分散媒として粒子を分散させたものであり、電場内の電界の強さが大きくなるに従って粒子間の連結力が大きくなり、ロータ８２の回転に対する抵抗力が増加する性質を有する。

したがって、負荷装置５０による操舵ハンドル１１および上部ステアリングシャフト１２ａの回転を規制しない場合には、電気粘性流体８３に電界を印加しないようにする。そして、操舵ハンドル１１および上部ステアリングシャフト１２ａの回転を規制する場合には、ケーシング８１を介して電気粘性流体８３に電界を印加するようにするとよい。また、操舵ハンドル１１および上部ステアリングシャフト１２ａの回転を規制する力を連続的に変化させるために、ケーシング８１を介して電気粘性流体８３に印加される電界の強さを変化させるようにする。すなわち、操舵ハンドル１１および上部ステアリングシャフト１２ａの回転を規制する力を増加させるためには、ケーシング８１に印加する電圧を増加させるようにすればよい。

また、前記電気粘性流体８３に代えて磁気粘性流体を用いるとともに、磁気粘性流体を磁場内におくようにすればよい。さらに、この負荷装置５０として、電動モータを採用して電動モータの駆動力により上部ステアリングシャフト１２ａの回転を規制したり、パウダークラッチを採用して上部ステアリングシャフト１２ａの回転を規制したりしてもよい。

また、負荷装置５０の負荷を連続的に変化させるようにした場合には、ＥＣＵ６５が、上記図６の負荷装置制御プログラムに代えて、図１２の負荷装置制御プログラムを実行して負荷装置５０を制御するようにするとよい。図１２の負荷装置制御プログラムは図６の負荷装置制御プログラムのステップＳ３４〜Ｓ３６の処理をステップＳ３４’，Ｓ３５’，Ｓ４１〜Ｓ４３に変更したものである。他の部分に関しては、図６の負荷装置制御プログラムと同じであるので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

ステップＳ３４’，Ｓ３５’においては、上記図６の負荷装置制御プログラムの場合と同様に、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜と予め決められた小さな所定値θh2未満であるかを判定するとともに、ハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜が予め決められた小さな所定値Ｔh2未満であるかを判定する。ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜は所定値θh2と比較され、またハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜は所定値Ｔh2と比較されるが、これらの所定値θh2，Ｔh2は、上述した図６の所定値θh1，Ｔh1よりも若干大きな値に設定されている。ステップＳ４１においては、ハンドル操舵角θhを微分演算することにより操舵ハンドル１１の操舵速度θvを計算する。

そして、ステップＳ４２にて、ＲＯＭ内に記憶されている第１負荷制御値テーブルを参照して、前記計算した操舵速度θvの絶対値｜θv｜に対応した第１負荷制御値Ｇ1を計算する。また、同ステップＳ４２にて、ＲＯＭ内に記憶されている第２負荷制御値テーブルを参照して、前記計算したハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜に対応した第２負荷制御値Ｇ2を計算する。第１負荷制御値テーブルは、図１３(Ａ)に示すように、操舵速度θvの絶対値｜θv｜の増加に従って減少する第１負荷制御値Ｇ1を記憶している。第２負荷制御値テーブルは、図１３(Ｂ)に示すように、ハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜の増加に従って減少する第２負荷制御値Ｇ2を記憶している。この場合、第２負荷制御値Ｇ2は、ハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜の小さな範囲内でのみ正の値となり、それ以上の範囲では「０」である。なお、この場合も、第１および第２負荷制御値テーブルを利用するのに代えて、操舵速度θvの絶対値｜θv｜と第１負荷制御値Ｇ1との関係を示す関数、およびハンドルトルクＴhの絶対値｜Ｔh｜と第２負荷制御値Ｇ2との関係を示す関数を予め用意しておき、これらの関数を利用して第１および第２負荷制御値Ｇ1，Ｇ2を計算するようにしてもよい。

次に、ステップＳ４３にて、第１および第２負荷制御値Ｇ1，Ｇ2の積Ｇ1・Ｇ2に比例した大きさの制御信号により負荷装置５０を制御して、負荷装置５０に、積Ｇ1・Ｇ2に比例した大きさの規制力（抵抗力）で操舵ハンドル１１および上部ステアリングシャフト１２ａの回転を規制させるようにする。具体的には、負荷装置５０を上記図４の電磁クラッチで構成した場合には、積Ｇ1・Ｇ2に比例した大きさの電流を電磁コイル５４に流す。また、負荷装置５０を図１１のように電気粘性流体８３または磁気粘性流体を用いて構成した場合には、電気粘性流体８３に積Ｇ1・Ｇ2に比例した大きさの電圧（電界の強さ）を印加し、または磁気粘性流体に積Ｇ1・Ｇ2に比例した大きさの磁界を印加する。

その結果、この変形例によれば、操舵ハンドル１１の操舵速度θvおよびハンドルトルクＴhの積Ｇ1・Ｇ2が大きいときに、負荷装置５０による操舵ハンドル１１の大きな規制状態（拘束状態）から操舵ハンドル１１の規制解除状態に急に切り換えられる事態を回避できる。これにより、運転者は、急激な操舵反力の変化による違和感を覚えることがなくなる。

ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る車両の操舵装置について説明する。この操舵装置は、図１４に示すように、出力トルクセンサ７３を備えている点、およびＥＣＵ６５が図１５の操舵制御プログラムを実行する点で、上記第１実施形態に係る車両の操舵装置とは異なる。他の点では、上記第１実施形態と同じであるので、同第１実施形態と同一部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

出力トルクセンサ７３は、負荷装置５０よりも左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に設けられ、この第２実施形態では負荷装置５０とアクティブ操舵装置２０との間に設けられている。出力トルクセンサ７３は、上部ステアリングシャフト１２ａの一部を構成するトーションバー（弾性体）７３ａと、トーションバー７３ａの上下両端にそれぞれ設けられて両端の軸線回りの回転角θot1，θot2を検出する回転角センサ７３ｂ，７３ｃとからなって、負荷装置５０とアクティブ操舵装置２０との間に位置する上部ステアリングシャフト１２ａに作用するトルク（以下、出力トルクＴoという）を検出する。これらの両回転角センサ７３ｂ，７３ｃによって検出される回転角θot1，θot2は、「０」によりトーションバー７３ａの上下両端の基準位置をそれぞれ表し、正の値によりトーションバー７３ａの上下両端の右回転角をそれぞれ表し、負の値によりトーションバー７３ａの上下両端の操舵ハンドル１１の左回転角をそれぞれ表す。なお、この出力トルクセンサ７３をアクティブ操舵装置２０よりも左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に設けるようにしてもよい。また、前記回転角を検出する出力トルクセンサ７３に代えて、トーションバー６２ａまたは下部ステアリングシャフト１２ｂの歪みを検出したり、ラック軸１４の歪みを検出したりすることにより前記出力トルクＴoを検出するトルクセンサまたは軸力センサを利用してもよい。

次に、上記のように構成した第２実施形態の動作について説明する。この第２実施形態では、ＥＣＵ６５は図１５の操舵制御プログラムを実行する。この図１５の操舵制御プログラムにおいても、上記第１実施形態と同様なステップＳ１１〜Ｓ１５の処理により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はアクティブ操舵制御される。また、ステップＳ１１においては、ハンドル操舵角θh、回転角θht1，θht2および実操舵角δに加えて、出力トルクセンサ７３の回転角センサ７３ｂ，７３ｃからの回転角θot1，θot2も入力する。

前記アクティブ操舵制御後、ステップＳ５１にて、前記入力した両回転角θot1，θot2の差θot1−θot2に所定の係数を乗算して出力トルクＴoを計算する。そして、ステップＳ５２にて目標アシストトルクＴa＊を計算する。この目標アシストトルクＴa＊の計算においては、ＲＯＭ内に記憶されているアシストトルクテーブルを参照して、前記入力した出力トルクＴoに応じた目標アシストトルクＴa＊を計算する。アシストトルクテーブルは、図１６に示すように、出力トルクＴoの増加に従って増加する目標アシストトルクＴa＊を記憶している。なお、このアシストトルクテーブルを利用するのに代えて、出力トルクＴoと目標アシストトルクＴa＊との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して目標アシストトルクＴa＊を計算するようにしてもよい。

次に、上記第１実施形態と同様なステップＳ２１の処理により、電動モータ４１が目標アシストトルクＴa＊を発生するように駆動回路６８を制御する。その結果、この場合も、電動モータ４１の回転により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は目標アシストトルクＴa＊に応じたアシスト力でアシスト操舵される。

上記第２実施形態においては、操舵ハンドル１１から左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２までの間に、負荷装置５０、アクティブ操舵装置２０および操舵アシスト装置４０がこの順に配置され、負荷装置５０よりも左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側の部材に作用する出力トルクに応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵アシストされるので、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側から負荷装置５０および操舵ハンドル１１に逆入力される操舵反力を小さくすることができる。これにより、アクティブ操舵装置２０が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２をアクティブ操舵しても操舵ハンドル１１に与える影響を小さくすることができるとともに、負荷装置５０としても小型すなわち最大許容負荷の小さなものを利用できるようになる。

また、このような第２実施形態においては、上記第１実施形態に係る車両の操舵装置に加えて、負荷装置５０よりも左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に出力トルクセンサ７３を追加して、同出力トルクセンサ７３によって検出された出力トルクＴoにより左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵アシストを制御するようにしたので、前記第２実施形態に係る特有の効果に加えて、上記第１実施形態の効果も期待できる。

さらに、この第２実施形態においては、アクティブ操舵選択スイッチ６６によりアクティブ操舵が選択されていない状態では負荷装置５０による操舵ハンドル１１の回転の規制を解除しておくが、アクティブ操舵選択スイッチ６６によりアクティブ操舵が選択されている状態では負荷装置５０を常時作動させて操舵ハンドル１１の回転を常に規制するようにしてもよい。この場合、上記第１実施形態の図６のステップＳ３２〜Ｓ３６の処理を省略するようにするとともに、ステップＳ３６の負荷装置５０の作動制御においては、ある程度小さな規制力（抵抗力）が操舵ハンドル１１に対して付与されるように負荷装置５０を制御する。

これによれば、アクティブ操舵時に、負荷装置５０の規制によって操舵ハンドル１１に対する運転者の操舵トルク（ハンドルトルク）は増加する傾向にあるが、出力トルクセンサ７３によって検出された出力トルクＴoを用いたステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ２１の処理による操舵アシスト制御により、前記運転者の操舵トルクをある程度抑えることが可能になる。また、このアクティブ操舵時における負荷装置５０の連続制御によっても、ハンドルトルクセンサ６２は不要になるとともに、アクティブ操舵装置２０による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のアクティブ操舵による反力を含む反力トルクが操舵トルク（ハンドルトルク）にもたらす影響を低減できる。

さらに、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施形態においては、操舵アシスト用の電動モータ４１でラックバー１４を軸性方向に駆動するようにした。しかし、これに代えて、操舵アシスト用の電動モータ４１で減速機構を介して下部ステアリングシャフト１２ｂを回転駆動するようにしてもよい。

また、操舵ハンドル１１の回動操作によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する車両の操舵装置に本発明を適用した。しかし、本発明は、ジョイスティックなどのように直線的な操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する車両の操舵装置にも適用される。

本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。 図１のアクティブ操舵装置の縦断面図である。 図２のハーモニックドライブ機構の横断面図である。 (Ａ)(Ｂ)は、図１の負荷装置の縦断面図である。 図１のＥＣＵにより実行される操舵制御プログラムのフローチャートである。 図１のＥＣＵにより実行される負荷装置制御プログラムのフローチャートである。 ハンドル操舵角θhとアクティブ操舵角θaとの関係を示すグラフである。 ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖと目標ヨーレートγ＊（又は目標横加速度Ｇy＊）との関係を示すグラフである。 ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖと目標アシストトルクＴa＊との関係を示すグラフである。 アクティブ操舵角θaと反力低減値Ｔaaとの関係を示すグラフである。 図４の負荷装置の変形例を示す縦断面図である。 図６の負荷装置制御プログラムの変形例を示す負荷装置制御プログラムのフローチャートである。 (Ａ)は操舵速度θvと第１負荷制御値Ｇ1との関係を示すグラフであり、(Ｂ)はハンドルトルクと第２負荷制御値Ｇ2との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。 図１４のＥＣＵにより実行される操舵制御プログラムのフローチャートである。 出力トルクと目標アシストトルクＴa＊との関係を示すグラフである。

符号の説明

１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１２ａ…上部ステアリングシャフト、１２ｂ…下部ステアリングシャフト、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、２０…アクティブ操舵装置、２７…電動モータ、４０…操舵アシスト装置、４１…電動モータ、５０…負荷装置、６１…ハンドル操舵角センサ、６２…ハンドルトルクセンサ、６３…実舵角センサ、６４…車速センサ、６５…ＥＣＵ、６６…アクティブ操舵選択スイッチ、７１…ヨーレートセンサ、７２…横加速度センサ、７３…出力トルクセンサ。

Claims (8)

1. 操舵ハンドルと操舵輪とを機械的に連結していて操舵ハンドルの操舵操作に対応して操舵輪を操舵する車両の操舵装置において、
   操舵ハンドルと操舵輪との間に介装されて操舵輪の操舵をアシスト可能であるとともに同操舵輪のアシスト量を変更可能な操舵アシスト装置と、
   操舵ハンドルと前記操舵アシスト装置との間に介装されて操舵ハンドルの操舵操作に対応した操舵輪の操舵に加えて操舵輪を補正操舵するための補正操舵装置と、
   操舵ハンドルと前記補正操舵装置との間に介装されて操舵ハンドルの変位を規制するために同操舵ハンドルに負荷を与える負荷装置と、
   前記負荷装置よりも前記操舵輪側の部材に作用する操舵反力を検出する操舵反力検出手段と、
   前記操舵反力検出手段によって検出された操舵反力に応じて前記操舵アシスト装置による操舵輪の操舵のアシスト量を制御する操舵アシスト制御手段と
   を備えた車両の操舵装置。
2. 前記負荷装置は、操舵ハンドルに与える負荷の大きさを変更可能である請求項１に記載した車両の操舵装置。
3. 請求項２に記載した車両の操舵装置において、さらに、
   操舵ハンドルの操舵操作を検出する操舵操作検出手段と、
   前記操舵操作検出手段によって操舵ハンドルの操舵操作が検出されているとき操舵ハンドルに与えられる負荷が小さくなるように前記負荷装置を制御し、かつ前記操舵操作検出手段によって操舵ハンドルの操舵操作が検出されていないとき操舵ハンドルに与えられる負荷が大きくなるように前記負荷装置を制御する負荷制御手段と
   を備えた車両の操舵装置。
4. 前記操舵操作検出手段は、操舵ハンドルと前記負荷装置との間に介装されて操舵ハンドルの操舵角を検出するハンドル操舵角センサを有し、同ハンドル操舵角センサによって検出された操舵角を用いて操舵ハンドルの操舵操作を検出する請求項３に記載した車両の操舵装置。
5. 前記操舵操作検出手段は、操舵ハンドルと前記負荷装置との間に介装されて操舵ハンドルに付与される操舵力を検出するハンドル操舵力センサを有し、同ハンドル操舵力センサによって検出された操舵力を用いて操舵ハンドルの操舵操作を検出する請求項３に記載した車両の操舵装置。
6. 請求項２に記載した車両の操舵装置において、さらに、
   操舵ハンドルに対する運転者の手離し状態を検出する手離し検出手段と、
   前記手離し検出手段により運転者の手離し状態が検出されていないとき操舵ハンドルに与えられる負荷が小さくなるように前記負荷装置を制御し、かつ前記手離し検出手段により運転者の手離し状態が検出されているとき操舵ハンドルに与えられる負荷が大きくなるように前記負荷装置を制御する負荷制御手段と
   を備えた車両の操舵装置。
7. 前記手離し検出手段は、操舵ハンドルに付与される操舵力を検出するハンドル操舵力センサを有し、前記ハンドル操舵力センサによって検出された操舵力を用いて前記手離し状態を検出する請求項６に記載した車両の操舵装置。
8. 請求項１ないし７のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置において、さらに、
   操舵ハンドルと前記負荷装置との間に弾性変形可能な弾性体を介装した車両の操舵装置。

Images