JP2000053015A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操作部材を車輪に機械的に連結せずに転舵する
場合に、制御システムの故障状態に応じて制御モードを
変更することで、制御システムを頑強にして車両挙動の
安定化に貢献できる車両の操舵装置を提供する。 【解決手段】操舵用駆動装置の操舵用アクチュエータ２
の動きを車輪４に、操作部材１を車輪４に機械的に連結
することなく、転舵角が変化するように伝達する。操舵
用駆動装置２、２′と、車両挙動の不安定化に影響する
変量の検出用センサ11、13、14、15、16と、検出変量に
応じた操舵用駆動装置の制御装置20ａ、20ｂ、20ｃ、20
ｄを有する制御システムの構成要素の中の少なくとも一
つが故障状態である時、何れが故障状態であるかに応じ
て、操舵用アクチュエータ２を検出変量に基づき車両挙
動の不安定化を防止するよう制御するモードと、操舵用
アクチュエータ２を操作入力値に応じて転舵角が変化す
るよう制御するモードを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ール等の操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アク
チュエータの動きを車輪に、その操作部材を車輪に機械
的に連結することなく、転舵角が変化するように伝達可
能な車両の操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステアリングホイールを車輪に機械的に
連結せずに転舵するため、そのステアリングホイールの
操作角に応じて操舵用アクチュエータを制御する制御シ
ステムが開発されている。

【０００３】その制御システムは、ステアリングホイー
ルの操作角を検出する操作角センサと、車輪の転舵角を
検出する転舵角センサと、それらセンサに接続される制
御装置を有する。その制御装置は、操作角と目標転舵角
との間の予め定められた関係を記憶し、その関係と検出
操作角に基づき目標転舵角を演算し、その目標転舵角と
検出転舵角との偏差をなくすように操舵用アクチュエー
タを制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記操舵装置では、カ
ーブ走行時における速度超過やドライバーの運転ミス等
により車両挙動が不安定になると、車両がスピンやドリ
フトを起こし、ドライバーの意図に沿って操舵すること
ができなくなる。

【０００５】そこで、車両挙動の不安定化に影響する変
量をセンサにより検出し、その検出変量に基づいて操舵
用アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止するよう
に制御するシステムが提案されている。

【０００６】その制御システムはフェールセーフのため
に冗長システムとされ、構成要素の一部に故障が生じた
場合、車両挙動の不安定化を防止するための制御を解除
し、ステアリングホイールの操作角に応じて転舵角を変
化させるための制御に切り換えられる。

【０００７】しかし、制御システムの構成要素の一部に
故障が生じた場合、故障内容の如何に拘らず常に車両挙
動の不安定化を防止できなくなるのでは、システムとし
て脆弱で実用に供することができない。

【０００８】本発明は、上記問題を解決することのでき
る車両の操舵装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、操作部材の操
作に応じて駆動される操舵用アクチュエータを含む操舵
用駆動装置と、その操作部材の操作入力値を含む車両挙
動の不安定化に影響する変量を検出するセンサと、その
検出変量に応じて前記操舵用駆動装置を制御するステア
リング系制御装置とを有する制御システムを備え、その
操舵用アクチュエータの動きを車輪に、操作部材を車輪
に機械的に連結することなく、転舵角が変化するように
伝達可能な車両の操舵装置に適用される。本発明におい
ては、その制御システムの構成要素が正常状態か故障状
態かを判断する手段が設けられ、その制御システムは、
構成要素の中の何れが正常状態で何れが故障状態かに応
じて複数の制御モードの間でモード変更可能とされ、そ
の制御モードとして、その制御システムの構成要素の少
なくとも一つが故障状態である時に操舵用アクチュエー
タを検出変量に基づいて車両挙動の不安定化を防止する
ように制御する制御モードと、その制御システムの構成
要素の少なくとも一つが故障状態である時に操舵用アク
チュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するよう
に制御する制御モードとを有する。本発明の構成によれ
ば、制御システムの構成要素の少なくとも一つが故障状
態である時でも、車両挙動の不安定化を防止することが
可能になり、制御システムを頑強にできる。

【００１０】そのステアリング系制御装置は、前記制御
システムの構成要素として第１制御部と第２制御部を有
し、その第１制御部は、その操舵用アクチュエータを車
両挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な
演算を検出変量に応じて実行可能とされ、その第２制御
部は、その第１制御部による演算結果に応じて操舵用ア
クチュエータを制御する上で必要な演算と、その操舵用
アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化する
ように制御する上で必要な演算を実行可能とされ、その
第１制御部と第２制御部が正常状態である場合、その操
舵用アクチュエータを検出変量に基づいて車両挙動の不
安定化を防止するように制御する制御モードとされ、そ
の第１制御部が故障状態であって第２制御部が正常状態
である場合、その操舵用アクチュエータを操作入力値に
応じて転舵角が変化するように制御する制御モードとさ
れるのが好ましい。この構成によれば、制御システムを
構成する第１制御部は、操舵用アクチュエータを車両挙
動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演算
を検出変量に応じて実行可能であり、第２制御部は、そ
の第１制御部による演算結果に応じて操舵用アクチュエ
ータを制御する上で必要な演算と、その操舵用アクチュ
エータを操作入力値に応じて転舵角が変化するように制
御する上で必要な演算を実行可能である。よって、その
第１制御部と第２制御部が正常状態であれば、制御シス
テムの他の構成要素の故障が生じた場合でも、車両挙動
の不安定化を防止することが可能になる。また、その第
１制御部が故障状態であっても第２制御部が正常状態で
あれば、操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転
舵角が変化するように制御することが可能になる。

【００１１】そのステアリング系制御装置は、前記制御
システムの構成要素として第３制御部を有し、その操舵
用駆動装置は、その操舵用アクチュエータと代替え使用
可能に配置された操舵用予備アクチュエータを有し、そ
の第１制御部は、その操舵用予備アクチュエータを車両
挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演
算を検出変量に応じて実行可能とされ、その第３制御部
は、その第１制御部による演算結果に応じて操舵用予備
アクチュエータを制御する上で必要な演算と、その操舵
用予備アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変
化するように制御する上で必要な演算を実行可能とさ
れ、第１制御部が正常状態であって、第２制御部と第３
制御部の中の少なくとも一方が正常状態である場合、そ
の操舵用アクチュエータまたは操舵用予備アクチュエー
タを検出変量に応じて車両挙動の不安定化を防止するよ
うに制御する制御モードとされ、第１制御部が故障状態
であって、第２制御部と第３制御部の中の少なくとも一
方が正常状態である場合、その操舵用アクチュエータま
たは操舵用予備アクチュエータを操作入力値に応じて転
舵角が変化するように制御する制御モードとされるのが
好ましい。これにより、その第１制御部が正常状態であ
れば、第２制御部と第３制御部の中の少なくとも一方が
正常状態であれば、車両挙動の不安定化を防止すること
が可能になる。

【００１２】そのステアリング系制御装置は、前記制御
システムの構成要素として第４制御部を有し、その操作
部材に付与される操作反力を発生する反力アクチュエー
タを有し、その第４制御部は、その操作反力を発生する
ように反力アクチュエータを制御する上で必要な演算を
実行可能とされ、制御システムの構成要素の何れかが故
障状態である場合、操作反力が発生しないように反力ア
クチュエータの制御が行われない制御モードとされるの
が好ましい。これにより、制御システムの構成要素の何
れかが故障状態である場合、操作反力が発生しないの
で、ドライバーに故障発生を認識させることが可能にな
る。

【００１３】その検出変量に応じて車両の制動力および
駆動力の中の少なくとも一方を、車両挙動の不安定化を
防止するように制御可能な走行系制御装置を備え、その
操舵用アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止する
ように制御する制御モードにおいては、その走行系制御
装置により制動力および駆動力の中の少なくとも一方が
車両挙動の不安定化を防止するように制御され、その操
舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化
するように制御する制御モードにおいては、車両挙動の
不安定化を防止するための走行系制御装置による制御は
解除されるのが好ましい。これにより、制御システムに
故障が生じても、検出変量に応じて操舵用アクチュエー
タを制御して車両挙動の不安定化を防止できる場合は、
同一の検出変量に応じて走行系制御装置によっても制動
力および駆動力の中の少なくとも一方の制御により車両
挙動が不安定になるのを防止できる。また、操舵用アク
チュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するよう
に制御する制御モードにおいては、同一の検出変量に応
じて車両挙動が不安定になるのを走行系制御装置による
制御により保障できないことから、車両挙動の不安定化
を防止するための走行系制御装置による制御は解除され
る。

【００１４】

【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（操作部材）１の回転操作に応じて
駆動される操舵用アクチュエータ２を含む操舵用駆動装
置を備えている。その操舵用アクチュエータ２の動きを
前部左右車輪４に、ステアリングホイール１を車輪４に
機械的に連結することなく、ステアリングギヤ３を介し
て転舵角が変化するように伝達可能である。

【００１５】そのアクチュエータ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
変換する運動変換機構を有する。そのステアリングロッ
ド７の動きは、タイロッド８とナックルアーム９を介し
て車輪４に伝達される。

【００１６】こ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、アクチュエータ２の動きを車輪４の転
舵角に変換できれば構成は限定されない。図示の例で
は、アクチュエータ２として用いられる電磁クラッチ付
き電動モータにより回転駆動されるギヤ３ａと、このギ
ヤ３ａに一体化されるボールナット３ｂと、このボール
ナット３ｂにボールを介して螺合するボールスクリュー
シャフト３ｃを有し、そのボールスクリューシャフト３
ｃがステアリングロッド７に一体化される。これによ
り、そのアクチュエータ２の回転運動がステアリングロ
ッド７の直線運動に変換され、車輪４に伝達される。そ
のアクチュエータ２の動きの車輪４への伝達は、アクチ
ュエータ２を駆動していない状態では上記クラッチによ
り切断される。これにより、そのアクチュエータ２の動
きの車輪４への伝達は解除可能とされている。なお、ア
クチュエータ２が駆動されていない状態では、車輪４が
セルフアライニングトルクにより直進操舵位置に復帰で
きるようにホイールアラインメントが設定されている。

【００１７】上記操舵用駆動装置は、そのアクチュエー
タ２と代替え使用可能に配置された操舵用予備アクチュ
エータ２′を有する。その予備アクチュエータ２′の動
きを前部左右車輪４に、ステアリングホイール１を車輪
４に機械的に連結することなく、ステアリングギヤ３を
介して転舵角が変化するように伝達可能である。

【００１８】その予備アクチュエータ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、その予備アクチュエー
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予備運動変換機構を有する。こ
の予備運動変換機構は、予備アクチュエータ２′の動き
を車輪４の転舵角に変換できれば構成は限定されない。
図示の例では、予備アクチュエータ２′として用いられ
る電磁クラッチ付き電動モータにより回転駆動されるピ
ニオン３ａ′と、このピニオン３ａ′に噛み合うラック
３ｂ′を有し、そのラック３ｂ′がステアリングロッド
７に一体化される。これにより、その予備アクチュエー
タ２′の回転運動がステアリングロッド７の直線運動に
変換され、車輪４に伝達される。その予備アクチュエー
タ２′の動きの車輪４への伝達は、予備アクチュエータ
２′を駆動していない状態では上記クラッチにより切断
される。これにより、その予備アクチュエータ２′の動
きの車輪４への伝達は解除可能とされている。

【００１９】そのステアリングホイール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を介してステアリングホ
イール１に付与される操作反力を発生するため、その回
転シャフト１０にトルクを付加する反力アクチュエータ
１９が設けられている。その反力アクチュエータ１９
は、その回転シャフト１０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により構成できる。

【００２０】ステアリングホイール１を直進操舵位置に
復帰させる方向の弾力を付与する弾性部材３０が設けら
れている。この弾性部材３０は、例えば、回転シャフト
１０に弾力を付与する渦巻きバネにより構成できる。上
記反力アクチュエータ１９が回転シャフト１０にトルク
を付加していない時、その弾力によりステアリングホイ
ール１は直進操舵位置に復帰する。

【００２１】ステアリングホイール１の操作入力値を含
む車両挙動の不安定化に影響する変量を検出するセンサ
として、角度センサ１１、トルクセンサ１２、速度セン
サ１４、横加速度センサ１５、ヨーレートセンサ１６が
設けられている。

【００２２】その角度センサ１１は、ステアリングホイ
ール１の操作入力値として、その回転シャフト１０の回
転角に対応する操作角δｈを検出する。そのトルクセン
サ１２は、そのステアリングホイール１の操作トルクＴ
として、その回転シャフト１０により伝達されるトルク
を検出する。その横加速度センサ１５は車両の横加速度
Ｇｙを検出し、ヨーレートセンサ１６は車両のヨーレー
トγを検出し、速度センサ１４は車速ｖを検出する。

【００２３】その操舵用のアクチュエータ２および予備
アクチュエータ２′の出力値を検出する出力値センサと
して、そのステアリングロッド７の作動量に対応する車
輪４の転舵角δを検出する転舵角センサ１３が設けられ
ている。本実施形態では、その転舵角センサ１３は、上
記ピニオン３ａ′の回転角の検出センサにより構成され
ている。

【００２４】その車両挙動の不安定化に影響する変量を
検出するセンサによる検出変量に応じて上記操舵用駆動
装置を制御するため、第１〜第４制御部２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄを有するステアリング系制御装置が
設けられている。その第１制御部２０ａに、角度センサ
１１、転舵角センサ１３、横加速度センサ１５、ヨーレ
ートセンサ１６、速度センサ１４、第２制御部２０ｂ、
第３制御部２０ｃ、および第４制御部２０ｄが接続され
ている。その第２制御部２０ｂは、その第１制御部２０
ａ、第３制御部２０ｃ、第４制御部２０ｄ、転舵角セン
サ１３、およびアクチュエータ２に接続される。その第
３制御部２０ｃは、その第１、第２制御部２０ａ、２０
ｂ、第４制御部２０ｄ、転舵角センサ１３、および予備
アクチュエータ２′に接続される。その第４制御部２０
ｄは、その第１〜第３制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃと
トルクセンサ１２と角度センサ１１と反力アクチュエー
タ１９に接続される。これにより、それら複数の第１〜
第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは互いに接
続されている。なお、その横加速度Ｇｙとヨーレートγ
に相関する変量として、操作角δｈと車速ｖ以外に、例
えば車輪速を検出するセンサを第１制御部２０ａに接続
してもよい。

【００２５】その第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、２０ｄが全て正常で故障がない場合、第１、第２
制御部２０ａ、２０ｂによりアクチュエータ２が制御さ
れ、第１、第４制御部２０ａ、２０ｄにより反力アクチ
ュエータ１９が制御される。この場合、各制御部２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの制御モードは後述のよう
に第１制御モードとされる。図２は、この第１制御モー
ドにおける車速が零でない場合の制御ブロック線図を示
す。このブロック線図において、第１、第２、第４制御
部２０ａ、２０ｂ、２０ｄに対応する箇所は２点鎖線で
囲まれる。

【００２６】その図２において、Ｇｙは横加速度の検出
値、Ｇｙ^* は横加速度の目標値、γはヨーレートの検出
値、δは転舵角の検出値、δ_G ^* は横加速度に基づく転
舵角の目標値、δγ^* はヨーレートに基づく転舵角の目
標値、δ^* は転舵角の目標値、δｈは操作角の検出値、
ｖは車速の検出値、Ｔは操作トルクの検出値、Ｔ^* は操
作トルクの目標値、ｉ^* はアクチュエータ２および予備
アクチュエータ２′の駆動電流の目標値、ｉｈ^* は反力
アクチュエータ１９の駆動電流の目標値を示す。

【００２７】Ｋ１は検出操作角δｈに対する目標横加速
度Ｇｙ^* のゲインであり、Ｇｙ^* ＝Ｋ１・δｈの関係よ
り目標横加速度Ｇｙ^* が求められる。このゲインＫ１
は、最適な制御を行えるように調整される。発生可能な
横加速度は車速が小さくなると小さくなる。例えば図３
に示すように、目標横加速度Ｇｙ^* の最大値Ｇｙmax ^*
は、一定車速ｖａ（例えば４０ｋｍ／時）未満までは車
速ｖに応じて増加し、一定車速ｖａ以上では一定とされ
る。よって、そのゲインＫ１は車速ｖの関数とされ、そ
の目標横加速度Ｇｙ^* は車速ｖに応じて定められる。そ
の目標横加速度Ｇｙ^* は第１制御部２０ａにより演算さ
れる。すなわち、第１制御部２０ａにより、操作角δｈ
と車速ｖと目標横加速度Ｇｙ^* との間の予め定められた
関係が記憶されると共に、その関係と検出操作角δｈと
検出車速ｖとに基づき目標横加速度Ｇｙ^* が演算され
る。

【００２８】Ｋ２は検出操作角δｈに対する目標操作ト
ルクＴ^* のゲインであり、Ｔ^* ＝Ｋ２・δｈの関係より
目標操作トルクＴ^* が求められる。このゲインＫ２は最
適な制御を行えるように調整される。その目標操作トル
クＴ^* は第１制御部２０ａにより演算される。すなわ
ち、第１制御部２０ａにより、操作角δｈと目標操作ト
ルクＴ^* との間の予め定められた関係が記憶されると共
に、その関係と検出操作角δｈに基づき目標操作トルク
Ｔ^* が演算される。なお、検出操作角δｈに代えて検出
操作トルクＴを用い、Ｔ^* ＝Ｋ２・Ｔの関係より目標操
作トルクＴ^* を求めるようにしてもよく、この場合、目
標操作トルクＴ^* を演算できるように、トルクセンサ１
２による検出操舵トルクＴを第１制御部２０ａに送るよ
うにする。

【００２９】Ｇ１は、目標横加速度Ｇｙ^* から検出横加
速度Ｇｙを差し引いた偏差に対する横加速度に基づく目
標転舵角δ_G ^* の伝達関数である。すなわち、δ_G ^* ＝
Ｇ１・（Ｇｙ^* −Ｇｙ）の関係より横加速度に基づく目
標転舵角δ_G ^* が求められる。この伝達関数Ｇ１は、例
えばＰＩ制御を行う場合、ゲインをＫａ、ラプラス演算
子をｓ、時定数をＴａとして、Ｇ１＝Ｋａ〔１＋１／
（Ｔａ・ｓ）〕になる。そのゲインＫａ及び時定数Ｔａ
は最適な制御を行えるように調整される。その横加速度
に基づく目標転舵角δ_G ^* は第１制御部２０ａにより演
算される。すなわち、第１制御部２０ａによって、目標
横加速度Ｇｙ^* から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差
と横加速度Ｇｙに基づく目標転舵角δ_G ^* との間の予め
定められた関係が記憶されると共に、その関係と目標横
加速度Ｇｙ^* と検出横加速度Ｇｙに基づき横加速度に基
づく目標転舵角δ_G ^* が演算される。

【００３０】Ｇ２は、目標横加速度Ｇｙ^* から検出ヨー
レートγと検出車速ｖの積γ・ｖを差し引いた偏差に対
するヨーレートに基づく目標転舵角δγ^* の伝達関数で
ある。ここで、図４において矢印４０で示す方向に車速
ｖで旋回する車両１００に、矢印４１で示す方向に作用
する目標横加速度Ｇｙ^* と矢印４２で示す方向に作用す
る目標ヨーレートγ^* との関係は、Ｇｙ^* ＝γ^* ・ｖで
ある。よって、目標横加速度Ｇｙ^* が車速ｖに応じて定
められることで、γ^* ＝Ｇｙ^* ／ｖから目標ヨーレート
γ^* も車速ｖに応じて定められる。これにより、δγ^*
＝Ｇ２・ｖ・（γ^* −γ）の関係より、その目標ヨーレ
ートγ^* と検出ヨーレートγの偏差を打ち消すようにヨ
ーレートに基づく目標転舵角δγ^* が求められる。この
伝達関数Ｇ２は、例えばＰＩ制御を行う場合、ゲインを
Ｋｂ、ラプラス演算子をｓ、時定数をＴｂとして、Ｇ２
＝Ｋｂ〔１＋１／（Ｔｂ・ｓ）〕になる。そのゲインＫ
ｂおよび時定数Ｔｂは最適な制御を行えるように調整さ
れる。そのヨーレートに基づく目標転舵角δγ^* は第１
制御部２０ａにより演算される。すなわち、第１制御部
２０ａによって、目標横加速度Ｇｙ^* からヨーレートγ
と車速ｖの積を差し引いた偏差とヨーレートに基づく目
標転舵角δγ^* との間の予め定められた関係が記憶され
ると共に、その関係と目標横加速度Ｇｙ^* と検出ヨーレ
ートγと検出車速ｖに基づきヨーレートに基づく目標転
舵角δγ^* が演算される。

【００３１】その第１制御部２０ａは、その横加速度に
基づく目標転舵角δ_G ^* とヨーレートに基づく目標転舵
角δγ^* の和に対応する目標転舵角δ^* を演算する。そ
の目標転舵角δ^* はアクチュエータ２および予備アクチ
ュエータ２′の目標出力値に対応する。これにより、第
１制御部２０ａは、操舵用のアクチュエータ２および予
備アクチュエータ２′を車両挙動の不安定化を防止する
ように制御する上で必要な演算を検出変量に応じて実行
する。

【００３２】Ｇ３は、目標転舵角δ^* から検出転舵角δ
を差し引いた偏差に対するアクチュエータ２あるいは予
備アクチュエータ２′の目標駆動電流ｉ^* の伝達関数で
あり、ｉ^* ＝Ｇ３・（δ^* −δ）の関係より目標駆動電
流ｉ^* が求められる。その伝達関数Ｇ３は、例えばＰＩ
制御を行う場合、ゲインをＫｃ、ラプラス演算子をｓ、
時定数をＴｃとして、Ｇ３＝Ｋｃ〔１＋１／（Ｔｃ・
ｓ）〕になる。そのゲインＫｃおよび時定数Ｔｃは最適
な制御を行えるように調整される。

【００３３】Ｇ４は、目標操作トルクＴ^* から検出操作
トルクＴを差し引いた偏差に対する反力アクチュエータ
１９の目標駆動電流ｉｈ^* の伝達関数である。すなわ
ち、ｉｈ^* ＝Ｇ４・（Ｔ^* −Ｔ）の関係より反力アクチ
ュエータ１９の目標駆動電流ｉｈ^* が求められる。この
伝達関数Ｇ４は、例えばＰＩ制御を行う場合、ゲインを
Ｋｄ、ラプラス演算子をｓ、時定数をＴｄとして、Ｇ４
＝Ｋｄ〔１＋１／（Ｔｄ・ｓ）〕になる。そのゲインＫ
ｄおよび時定数Ｔｄは最適な制御を行えるように調整さ
れる。その目標駆動電流ｉｈ^* は第４制御部２０ｄによ
り演算される。すなわち、第４制御部２０ｄにより、目
標操作トルクＴ^* から検出操作トルクＴを差し引いた偏
差と目標駆動電流ｉｈ^* との間の予め定められた関係が
記憶されると共に、その関係と目標操作トルクＴ^* と検
出操作トルクＴに基づき目標駆動電流ｉｈ^* が演算され
る。この演算のため、第１制御部２０ａから目標操作ト
ルクＴ^* の演算結果が第４制御部２０ｄに送られる。こ
れにより、第４制御部２０ｄは操作反力を発生するよう
に反力アクチュエータ１９を制御する上で必要な演算を
実行する。

【００３４】図５は、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄが正常状態で、車速が零の場合における制御
装置の制御ブロック線図を示す。この場合、車両の横加
速度とヨーレートは生じないので、Ｋ３を検出操作角δ
ｈに対する目標転舵角δ^* のゲインとして、δ^* ＝Ｋ３
・δｈの関係より目標転舵角δ^* が求められる。このゲ
インＫ３は、最適な制御を行えるように調整される。他
は走行中の場合と同様である。その目標転舵角δ^* は第
１制御部２０ａにより演算される。すなわち、第１制御
部２０ａにより、検出操作角δｈと目標転舵角δ^* との
間の予め定められた関係が記憶されると共に、その関係
と検出操作角δｈに基づき目標転舵角δ^* が演算され
る。これにより、第１制御部２０ａはアクチュエータ２
および予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転
舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行す
る。

【００３５】図６のフローチャートを参照して第１〜第
４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ全てが正常で
故障がない場合（後述の第１制御モード）における制御
手順を説明する。

【００３６】まず、センサによる車速ｖ、横加速度Ｇ
ｙ、ヨーレートγの検出データが第１制御部２０ａに読
み込まれ、操作角δｈの検出データが第１、第４制御部
２０ａ、２０ｄに読み込まれ、転舵角δの検出データが
第１〜第３制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃに読み込ま
れ、操作トルクＴの検出データが第４制御部２０ｄに読
み込まれる（ステップ１）。次に、検出操作角δｈに応
じて求められる目標操作トルクＴ^* から検出操作トルク
Ｔを差し引いた偏差が零になるように、反力アクチュエ
ータ１９の目標駆動電流ｉｈ^* が、第４制御部２０ｄに
より求められる（ステップ２）。その目標駆動電流ｉｈ
^* が印加されることで反力アクチュエータ１９が駆動さ
れる。

【００３７】次に、第１制御部２０ａにより車速ｖが零
か否かが判断される（ステップ３）。車速が零でない場
合、第１制御部２０ａにより、検出操作角δｈと車速ｖ
から目標横加速度Ｇｙ^* が求められ、その目標横加速度
Ｇｙ^* から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差が零にな
るように横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^* が求めら
れ、その目標横加速度Ｇｙ^* に対応する目標ヨーレート
γ^* と検出車速ｖの積から検出ヨーレートγと検出車速
ｖの積を差し引いた偏差が零になるように、すなわち、
目標ヨーレートγ^* から検出ヨーレートγを差し引いた
偏差が零になるようにヨーレートに基づく目標転舵角δ
γ^* が求められ、その横加速度に基づく目標転舵角δ_G
^* とヨーレートに基づく目標転舵角δγ^* の和により目
標転舵角δ^* が求められる（ステップ４）。車速が零で
ある場合、第１制御部２０ａにより、検出操作角δｈか
ら目標転舵角δ^* が求められる（ステップ５）。

【００３８】次に、第２制御部２０ｂにより、目標転舵
角δ^* から検出転舵角δを差し引いた偏差が零になるよ
うに、操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ^* が求
められる（ステップ６）。その目標駆動電流ｉ^* が印加
されることで操舵用アクチュエータ２が駆動される。次
に、第１制御部２０ａは制御を終了するか否かを判断し
（ステップ７）、終了しない場合はステップ１に戻る。
その終了判断は、例えば車両の始動用キースイッチがオ
ンか否かにより判断できる。

【００３９】これにより、ステアリングホイール１とス
テアリングギヤ３を機械的に連結することなく操舵を行
う車両において、操作角δｈと車速ｖに対する目標横加
速度Ｇｙ^* の関係と、操作角δｈと車速ｖに対する目標
ヨーレートγ^* の関係は予め定められる。これによっ
て、操作角δｈと車速ｖを検出することで、目標横加速
度Ｇｙ^* と目標ヨーレートγ^* を定めることができる。
その目標横加速度Ｇｙ^*から実際の横加速度Ｇｙを差し
引いた偏差と目標ヨーレートγ^* から実際のヨーレート
γを差し引いた偏差を打ち消すように操舵用アクチュエ
ータ２を制御することで、車両が運動限界近傍に達する
前に車両挙動の安定化を図ることができる。

【００４０】また、その目標横加速度Ｇｙ^* から検出ヨ
ーレートγと検出車速ｖの積を差し引いた偏差に基づ
き、ヨーレートに基づく目標転舵角δγ^* が求められ
る。車両における横加速度はヨーレートと車速の積に対
応することから、その目標横加速度Ｇｙ^* から検出ヨー
レートγと検出車速ｖの積を差し引いた偏差は、目標ヨ
ーレートγ^* から検出ヨーレートγを差し引いた偏差と
検出車速ｖとの積に対応する。これにより、その目標横
加速度Ｇｙ^* から検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差を
打ち消すように横加速度に基づく目標転舵角δ_G ^* を求
め、その目標横加速度Ｇｙ^* から検出ヨーレートγと検
出車速ｖの積を差し引いた偏差、すなわち、目標ヨーレ
ートγ^* から検出ヨーレートγを差し引いた偏差を打ち
消すようにヨーレートに基づく目標転舵角δγ^* を求
め、両目標転舵角δ_G ^* 、δγ^* の和から検出転舵角δ
を差し引いた偏差を打ち消すように操舵用アクチュエー
タ２の制御量を求め、確実に車両挙動の安定化を図るこ
とができる。

【００４１】上記操舵用駆動装置と、センサと、ステア
リング系制御装置とを有する制御システムが正常状態か
故障状態かを判断するため、上記各制御部２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄそれぞれが故障状態か否かを判断す
るシステムが、それら第１〜第４制御部２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄ自身により構成されている。その制
御システムは、制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ
の中の何れが正常状態で何れが故障状態かに応じて複数
の制御モードの間でモード変更可能とされている。

【００４２】本実施形態では、図７のフローチャートに
示すように、先ず、各制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、
２０ｄそれぞれが、自身を含めた制御部２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れかが故障状態か否かを判
断する（ステップ１）。その判断は、各制御部２０ａ、
２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが同一の演算を行い、その演算
結果を互いに比較し、少なくとも２者間で演算結果が一
致する場合は正常であると判断し、その正常な演算結果
と一致しない演算結果の場合は故障状態であると判断す
る。制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れ
も故障状態でない場合はステップ１を繰り返す。制御部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の何れかが故障状
態である場合、その故障状態の制御部が自身か否かを判
断する（ステップ２）。自身が故障状態である場合、自
身による制御を停止する（ステップ３）。この制御の停
止は、例えば自身への電力供給を切断することで行った
り、また、故障状態である制御部へ正常状態の制御部か
ら電力供給の切断信号を出力することで行ってもよい。
なお、制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の一
つでも制御を停止する場合、アラーム信号を発信し、ブ
ザーやランプ等によりドライバーに警告を発するように
する。自身が故障状態でない場合、制御モード変更を行
い（ステップ４）、ステップ１に戻る。すなわち、それ
ら複数の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の
何れが正常状態で何れが故障状態であるかに応じて複数
の制御モードが設定される。本実施形態では、以下の表
１に示すように、その制御モードとして第１〜第９制御
モードが設定されている。その表１において、○は正常
状態であることを示し、×は故障状態であることを示
す。

【００４３】

【表１】

【００４４】その第１制御モードでは、全ての制御部２
０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常で、図８の（１）
に示すように、全ての制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、
２０ｄの間で互いに信号の授受が可能であることから、
上述の制御が行われる。その第２制御モードでは、第１
制御部２０ａが故障状態で第２〜第４制御部２０ｂ、２
０ｃ、２０ｄが正常であることから、図８の（２）に示
すように、第２〜第４制御部２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの
間でのみ互いに信号の授受が可能である。その第３制御
モードでは、第１制御部２０ａと第３制御部２０ｃが故
障状態で第２、第４制御部２０ｂ、２０ｄが正常である
ことから、図８の（３）に示すように、第２、第４制御
部２０ｂ、２０ｄの間でのみ互いに信号の授受が可能で
ある。その第４制御モードでは、第１制御部２０ａと第
２制御部２０ｂが故障状態で第３、第４制御部２０ｃ、
２０ｄが正常であることから、図８の（４）に示すよう
に、第３、第４制御部２０ｂ、２０ｄの間でのみ互いに
信号の授受が可能である。その第５制御モードでは、第
４制御部２０ｄが故障状態で第１〜第３制御部２０ａ、
２０ｂ、２０ｃが正常であることから、図８の（５）に
示すように、第１〜第３制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ
の間でのみ互いに信号の授受が可能である。その第６制
御モードでは、第３、第４制御部２０ｃ、２０ｄが故障
状態で、第１、第２制御部２０ａ、２０ｂが正常である
ことから、図８の（６）に示すように、第１、第２制御
部２０ａ、２０ｂの間でのみ互いに信号の授受が可能で
ある。その第７制御モードでは、第２、第４制御部２０
ｂ、２０ｄが故障状態で、第１、第３制御部２０ａ、２
０ｃが正常であることから、図８の（７）に示すよう
に、第１、第３制御部２０ａ、２０ｃの間でのみ互いに
信号の授受が可能である。その第８制御モードでは、第
３制御部２０ｃが故障状態で第１、第２、第４制御部２
０ａ、２０ｂ、２０ｄが正常であることから、図８の
（８）に示すように、第１、第２、第４制御部２０ａ、
２０ｂ、２０ｄの間でのみ互いに信号の授受が可能であ
る。その第９制御モードでは、第２制御部２０ｂが故障
状態で第１、第３、第４制御部２０ａ、２０ｃ、２０ｄ
が正常であることから、図８の（９）に示すように、第
１、第３、第４制御部２０ａ、２０ｃ、２０ｄの間での
み互いに信号の授受が可能である。

【００４５】なお、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、
２０ｄの中の一台のみが正常である場合も考えられる
が、本実施形態では、複数の制御部２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、２０ｄによる同一演算の演算結果が少なくとも２
者間で一致するか否かにより正常状態か故障状態かを判
断している。よって、一台のみが正常である場合も全て
故障状態であると見做し、全制御部２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、２０ｄによる制御を停止する。また、全制御部２
０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの中の第２制御部２０ｂ
と第３制御部２０ｃのみが正常である場合も考えられる
が、第３制御部２０ｃは第２制御部２０ｂの予備制御部
として機能することから、第２制御部２０ｂと第３制御
部２０ｃは択一的に使用される。よって、第２制御部２
０ｂと第３制御部２０ｃのみが正常である場合は、全制
御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが故障状態である
と見做し、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに
よる制御を停止する。

【００４６】本実施形態では、第１制御部２０ａが正常
状態であって、第２制御部２０ｂと第３制御部２０ｃの
中の少なくとも一方が正常状態である場合、アクチュエ
ータ２または予備アクチュエータ２′を検出変量に応じ
て車両挙動の不安定化を防止するように制御する制御モ
ードとされる。また、第１制御部２０ａが故障状態であ
って、第２制御部２０ｂと第３制御部２０ｃの中の少な
くとも一方が正常状態である場合、アクチュエータ２ま
たは予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて転舵
角が変化するように制御する制御モードとされる。ま
た、第１〜第４制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ
の何れかが故障状態である場合、操作反力が発生しない
ように反力アクチュエータ１９の制御が行われない制御
モードとされる。

【００４７】図９は、その第２〜第４制御モードにおけ
る制御ブロック線図を示す。その第２〜第４制御モード
においては第１制御部２０ａは故障状態であるため、車
両挙動の安定化のための制御は行われない。また、その
第２〜第４制御モードにおいては第４制御部２０ｄは正
常であるため反力アクチュエータ１９の制御は可能であ
るが、ドライバーに制御系が故障状態であることを認識
させるため、ドライバーに操作反力を与えないように反
力アクチュエータ１９の制御を行わない。よって、第２
〜第４制御モードにおいては、ステアリングホイール１
の操作角に応じて転舵角δが変化するようにアクチュエ
ータ２が制御される。

【００４８】その図９において、検出操作角δｈに対す
る目標転舵角δ^* の上記ゲインＫ３と検出操作角δｈか
ら、目標転舵角δ^* がδ^* ＝Ｋ３・δｈの関係より求め
られる。その目標転舵角δ^* は、第２、第３制御モード
においては第２制御部２０ｂにより演算され、第４制御
モードにおいては第３制御部２０ｃにより演算される。
すなわち、第２、第３制御部２０ｂ、２０ｃにおいて、
検出操作角δｈと目標転舵角δ^* との間の予め定められ
た関係が記憶され、その関係と検出操作角δｈに基づ
き、第２、第３制御モードにおいては第２制御部２０ｂ
により、第４制御モードにおいては第３制御部２０ｃに
より、目標転舵角δ^* が演算される。その検出操作角δ
ｈを検出する角度センサ１１は第１制御部２０ａと第４
制御部２０ｄに接続され、第２〜第４制御モードにおい
ては第１制御部２０ａによる制御は停止されているの
で、その操作角δｈの検出信号は第４制御部２０ｄから
第２制御部２０ｂあるいは第３制御部２０ｃに送られ
る。その目標転舵角δ^* から検出転舵角δを差し引いた
偏差に対する目標駆動電流ｉ^* の上記伝達関数Ｇ３と、
その演算された目標転舵角δ^* と検出転舵角δから、目
標駆動電流ｉ^* がｉ^* ＝Ｇ３・（δ^* −δ）の関係から
求められる。その目標駆動電流ｉ^* は、第２、第３制御
モードにおいては第２制御部２０ｂにより演算され、第
４制御モードにおいては第３制御部２０ｃにより演算さ
れる。すなわち、第２、第３制御部２０ｂ、２０ｃにお
いて、目標転舵角δ^* から検出転舵角δを差し引いた偏
差と目標駆動電流ｉ^* との間の予め定められた関係が記
憶され、その関係と目標転舵角δ^* と検出転舵角δか
ら、第２、第３制御モードにおいては第２制御部２０ｂ
により、第４制御モードにおいては第３制御部２０ｃに
より、目標駆動電流ｉ^* が演算される。その目標駆動電
流ｉ^* に応じて、第２、第３制御モードにおいてはアク
チュエータ２が駆動され、第４制御モードにおいては予
備アクチュエータ２′が駆動される。すなわち、第２制
御部２０ｂは、アクチュエータ２を操作入力値に応じて
転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行
し、第３制御部２０ｃは、予備アクチュエータ２′を操
作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する上で
必要な演算を実行する。これにより、第２〜第４制御モ
ードにおいては、全ての制御部２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄが正常な場合における図６に示した制御手順
の中で、ステップ１、ステップ５、ステップ６、ステッ
プ７が順次実行される。

【００４９】図１０は、その第５〜第９制御モードにお
ける車速が零でない場合の制御ブロック線図を示し、図
１１は、その第５〜第９制御モードにおける車速が零の
場合の制御ブロック線図を示す。その第５〜第７制御モ
ードにおいては第４制御部２０ｄは故障状態であるた
め、反力アクチュエータ１９の制御は行われず、ドライ
バーに操作反力は与えられない。また、その第８、第９
制御モードにおいては第１、第４制御部２０ａ、２０ｄ
は正常であるため反力アクチュエータ１９の制御は可能
であるが、ドライバーに制御系が故障状態であることを
認識させるため、ドライバーに与える操作反力が発生し
ないように反力アクチュエータ１９の制御を行わない。
よって、この第５〜第９制御モードにおいては、アクチ
ュエータ２が検出変量に基づいて車両挙動の不安定化を
防止するように制御される。

【００５０】その第５、第６制御モードの第１制御モー
ドとの相違は、反力アクチュエータ１９の制御が行われ
ない点にあり、他は同様とされる。その第７制御モード
の第１制御モードとの相違は、反力アクチュエータ１９
の制御が行われず、第１制御モードにおいて第２制御部
２０ｂによりなされる演算が第３制御部２０ｃによりな
され、第１制御モードにおいてアクチュエータ２が制御
されるのに代えて予備アクチュエータ２′が制御される
点にあり、他は同様とされる。その第８制御モードの第
１制御モードとの相違は、反力アクチュエータ１９の制
御が行われない点にあり、他は同様とされる。その第９
制御モードの第１制御モードとの相違は、反力アクチュ
エータ１９の制御が行われず、第１制御モードにおいて
第２制御部２０ｂによりなされる演算が第３制御部２０
ｃによりなされ、第１制御モードにおいてアクチュエー
タ２が制御されるのに代えて予備アクチュエータ２′が
制御される点にあり、他は同様とされる。すなわち、第
５〜第９制御モードにおいては、全ての制御部２０ａ、
２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常な場合における図６に示
した制御手順の中で、ステップ１、ステップ３、ステッ
プ４、ステップ５、ステップ６、ステップ７が順次実行
される。

【００５１】上記構成によれば、制御システムの構成要
素の少なくとも一つが故障状態である時でも、車両挙動
の不安定化を防止することが可能になり、頑強な制御シ
ステムを得ることができる。また、制御システムの構成
要素として、アクチュエータ２あるいは予備アクチュエ
ータ２′を車両挙動の不安定化を防止するように制御す
る上で必要な演算を検出変量に応じて実行可能な第１制
御部２０ａと、その第１制御部２０ａによる演算結果に
応じてアクチュエータ２あるいは予備アクチュエータ
２′を制御する上で必要な演算と、そのアクチュエータ
２あるいは予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じ
て転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実
行可能な第２制御部２０ｂあるいは第３制御部２０ｃの
中の少なくとも一方が正常状態であれば、車両挙動の不
安定化を防止することが可能になる。すなわち、制御シ
ステムの一部が故障しても、車両挙動の安定化を図るこ
とができる。また、その第１制御部２０ａが故障状態で
あっても第２制御部２０ｂおよび第３制御部２０ｃの中
の少なくとも一方が正常状態であれば、アクチュエータ
２または予備アクチュエータ２′を操作入力値に応じて
転舵角が変化するように制御できる。さらに、制御シス
テムの構成要素の何れかが故障状態である場合、操作反
力が発生しないので、ドライバーに故障発生を認識させ
ることが可能になる。

【００５２】図１２〜図１５は上記実施形態の変形例を
示す。なお、上記実施形態との相違点を説明し、同様部
分は同一符号で示して説明は省略する。

【００５３】この変形例においては、図１２に示すよう
に、車両の前後左右車輪４を制動するための制動システ
ムが操舵装置に接続される。すなわち、ブレーキペダル
５１の踏力に応じた制動圧をマスターシリンダ５２によ
り発生させる。その制動圧は、制動圧制御ユニット５３
により増幅されると共に各車輪４のブレーキ装置５４に
分配され、各ブレーキ装置５４が各車輪４に制動力を作
用させる。その制動圧制御ユニット５３は、コンピュー
ターにより構成される走行系制御装置６０に接続され
る。この走行系制御装置６０に、第１制御部２０ａと、
各車輪４それぞれの制動力を個別に検出する制動力セン
サ６１と、各車輪４それぞれの回転速度を個別に検出す
る車輪速センサ６２が接続される。この走行系制御装置
６０は、その車輪速センサ６２により検知される各車輪
４の回転速度と制動力検知センサ６１によるフィードバ
ック値に応じて、制動圧を増幅すると共に分配すること
ができるように制動圧制御ユニット５３を制御する。こ
れにより、各車輪の制動力を個別に制御することが可能
とされている。なお、制動圧制御ユニット５３は、ブレ
ーキペダル５１の操作がなされていない場合でも、内蔵
するポンプにより制動圧を発生することが可能とされて
いる。

【００５４】ステアリング系の制御部２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ、２０ｄの全部または一部により操舵用アクチュ
エータ２あるいは予備アクチュエータ２′を車両挙動の
不安定化を防止するように制御する制御モードにおいて
は、その走行系制御装置６０により制動力が車両挙動の
不安定化を防止するように制御される。

【００５５】すなわち、その走行系制御装置６０は、第
１制御部２０ａと同様に、検出横加速度Ｇｙ、検出ヨー
レートγ、検出車速ｖ、目標横加速度Ｇｙ^* 、横加速度
に基づく転舵角目標値δ_G ^* 、ヨーレートに基づく転舵
角目標値δγ^* から目標転舵角δ^* を演算する。図１３
は、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが正常状
態である場合のブロック線図を示し、その走行系制御装
置６０に検出横加速度Ｇｙ、検出ヨーレートγ、検出車
速ｖが入力され、また、第１制御部２０ａから目標横加
速度Ｇｙ^* 、横加速度に基づく転舵角目標値δ_G ^* 、ヨ
ーレートに基づく転舵角目標値δγ^* が入力される。な
お、走行系制御装置６０において、目標横加速度Ｇ
ｙ^* 、横加速度に基づく転舵角目標値δ_G ^* 、ヨーレー
トに基づく転舵角目標値δγ^* を演算するようにしても
よい。

【００５６】この変形例では、目標横加速度Ｇｙ^* から
検出横加速度Ｇｙを差し引いた偏差と、目標ヨーレート
γ^* から検出ヨーレートγを差し引いた偏差を打ち消す
ために、上記実施形態のようにステアリング系の制御部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより操舵用アクチュエータ２
あるいは予備アクチュエータ２′を制御するだけでな
く、走行系制御装置６０により制動圧制御ユニット５３
を制御する。すなわち、走行系制御装置６０は、車両挙
動の不安定化に影響する変量を検出するセンサの検出変
量に応じて、車両の制動力を車両挙動の不安定化を防止
するように制動圧制御ユニット５３を介して制御する。
この際、ステアリング系の制御部２０ａ、２０ｂ、２０
ｃによる操舵用アクチュエータ２あるいは予備アクチュ
エータ２′の制御の重みαと走行系制御装置６０による
制御の重みβの割合は予め定められる。

【００５７】図１４は、全制御部２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄが正常で、制動力が車両挙動の不安定化を防
止するように制御される場合の変形例のフローチャート
を示す。上記実施形態との相違は、ステップ４において
求めた目標転舵角δ^* に、そのステアリング系の制御部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃによる制御の予め設定した重み
割合α／（α＋β）を掛けた値を新たな目標転舵角δ^*
とし（ステップ４ａ′）、その新たな目標転舵角δ^* に
基づきステップ６においてアクチュエータ２の駆動電流
の目標値を演算する。その重み割合α／（α＋β）は、
例えば０．５に設定される。この重み割合α／（α＋
β）の設定値は変更可能であってもよく、凍結路面や雪
道を走行する場合は通常路面を走行する場合よりも小さ
く設定するのが好ましい。

【００５８】一方、走行系制御装置６０においては、そ
のステップ４において求めた目標転舵角δ^* に、その走
行系制御装置６０による制御の重み割合β／（α＋β）
を掛けた値を新たな目標転舵角δ^* とし、その新たな目
標転舵角δ^* と検出転舵角δの偏差をなくすように制動
圧制御ユニット５３を制御する。例えば、各車輪４の制
動力の変化による転舵角δの変化を、この転舵角δの変
化に影響を及ぼす車速ｖ、車輪速、転舵角δ、横加速度
Ｇｙ、ヨーレートγ毎に実験により予め求めてテーブル
として記憶し、そのテーブルとセンサにより検出した車
速ｖ、車輪速、転舵角δ、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ
に基づき制動圧制御ユニット５３を制御する。第１制御
モード以外の第５〜第９制御モードにおいても同様とさ
れる。

【００５９】この変形例によれば、路面凍結等による走
行路と車両との間の摩擦抵抗の低下等により、操舵によ
り発生可能な横加速度Ｇｙやヨーレートγの最大値が減
少しても、制動力の制御を操舵制御と干渉することなく
行うことで、車両挙動が不安定になるのを防止できる。
また、操舵制御のみであれば、車輪４が実際に転舵する
まで車両挙動の安定化を図ることができないため、車輪
４のタイヤの弾性による制御遅れがあるのに対して、制
動力の制御によれば車輪４のタイヤの弾性による制御遅
れはないので、迅速に車両挙動を安定化できる。例えば
図１５に示すように、操舵時において車両１００の挙動
が安定している場合は破線で示す経路を進行するのに対
して、車両挙動が不安定になって矢印Ａで示すモーメン
トにより２点鎖線で示すようにオーバーステア状態から
スピンするおそれがある場合、外輪の制動力を内輪の制
動力よりも大きくすることで矢印Ｂで示すモーメントを
作用させて車両挙動を安定化させることができる。ま
た、車両挙動が不安定になって矢印Ｂで示すモーメント
により１点鎖線で示すようにアンダーステア状態からド
リフトするおそれがある場合、内輪の制動力を外輪の制
動力よりも大きくすることで矢印Ａで示すモーメントを
作用させて車両挙動を安定化させることができる。

【００６０】上記変形例においては、ステアリング系制
御装置の制御部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによる
制御モードが第２〜第４制御モードになった場合、すな
わち、操舵用のアクチュエータ２または予備アクチュエ
ータ２′を操作入力値に応じて転舵角が変化するように
制御する制御モードにおいては、走行系制御装置６０に
よる制御モードも変更され、走行系制御装置６０による
車両挙動の不安定化を防止するための制動力の制御は解
除される。この場合、走行系制御装置６０による制動圧
制御ユニット５３の制御は、ステアリング系の制御部２
０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとは独立した公知の制
御、例えば各車輪４の制動力を均等にしたり、アンチロ
ック機能を奏する制御が行われる。

【００６１】上記変形例によれば、制御システムに故障
が生じても、検出変量に応じてアクチュエータ２または
予備アクチュエータ２′を制御して車両挙動の不安定化
を防止できる場合は、同一の検出変量に応じて走行系制
御装置６０によっても制動力の制御により車両挙動が不
安定になるのを防止できる。また、検出変量に応じてア
クチュエータ２あるいは予備アクチュエータ２′を操作
入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制御モ
ードにおいては、同一の検出変量に応じて車両挙動が不
安定になるのを走行系制御装置６０による制御により保
障できないことから、車両挙動の不安定化を防止するた
めの走行系制御装置６０による制動力の制御は解除され
る。他は上記実施形態と同様とされる。

【００６２】なお、上記変形例において、制動力に代え
て各車輪４の駆動力を制御するようにしてもよい。すな
わち、走行系制御装置により車両のエンジンスロットル
の開度を調節して駆動力を増加することで、図１５にお
いて内輪の制動力を外輪の制動力よりも大きくした場合
と同様にモーメントを作用させて車両挙動を安定化させ
ることができ、また、駆動力の減少により、外輪の制動
力を内輪の制動力よりも大きくした場合と同様にモーメ
ントを作用させて車両挙動を安定化させることができ
る。また、各車輪４の制動力と駆動力の双方を制御する
ようにしてもよい。

【００６３】本発明は上記実施形態や変形例に限定され
ない。例えば、検出操作角δｈに代えて検出操作トルク
Ｔが操作入力値に対応するものとしてもよく、この場
合、Ｇｙ^* ＝Ｋ１・Ｔの関係より目標横加速度Ｇｙ^* を
求めるようにすればよい。また、操作部材は回転操作さ
れるステアリングホイールに限定されず、例えば、操作
入力値が操作トルクに対応する場合、回転しないように
車体に取り付けられるハンドルを用いることができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、操作部材を車輪に機械
的に連結せずに転舵する場合に、制御システムの故障状
態に応じて制御モードを変更することで、制御システム
を頑強にして車両挙動の安定化に貢献でき、さらに制御
システムの故障をドライバーに認識させることができる
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操舵装置の構成説明図

【図２】本発明の実施形態の操舵装置の第１モードにお
ける車両走行時の制御ブロック線図

【図３】本発明の実施形態の操舵装置における車速と目
標横加速度の最大値との関係を示す図

【図４】本発明の実施形態の操舵装置の作用説明図

【図５】本発明の実施形態の操舵装置の第１モードにお
ける車両停車時の制御ブロック線図

【図６】本発明の実施形態の操舵装置の制御手順を示す
フローチャート

【図７】本発明の実施形態の操舵装置の制御モードを判
断する手順を示すフローチャート

【図８】本発明の実施形態の操舵装置の制御モードの説
明図

【図９】本発明の実施形態の操舵装置の第２〜第４モー
ドにおける制御ブロック線図

【図１０】本発明の実施形態の操舵装置の第５〜第９モ
ードにおける車両走行時の制御ブロック線図

【図１１】本発明の実施形態の操舵装置の第５〜第９モ
ードにおける車両停車時の制御ブロック線図

【図１２】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の構成
説明図

【図１３】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の制御
ブロック線図

【図１４】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の制御
手順を示すフローチャート

【図１５】本発明の実施形態の変形例の操舵装置の作用
説明図

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ２ 操舵用アクチュエータ ２′ 操舵用予備アクチュエータ ３ ステアリングギヤ ４ 車輪 １１ 角度センサ １２ トルクセンサ １３ 転舵角センサ １４ 速度センサ １５ 横加速度センサ １６ ヨーレートセンサ １９ 反力アクチュエータ ２０ａ 第１制御部 ２０ｂ 第２制御部 ２０ｃ 第３制御部 ２０ｄ 第４制御部 ６０ 走行系制御装置 １００ 車両

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 孝修 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 中野 史郎 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC01 CC35 DA03 DA04 DA15 DA23 DA24 DA29 DA33 DC01 DC02 DC08 DC33 DC34 DC40 DD02 DD06 DD07 EA01 EB04 EB11 EC23 EC29 FF01 FF05 GG01 3D033 CA02 CA11 CA12 CA13 CA14 CA16 CA17 CA18 CA21 CA27 CA31

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作部材の操作に応じて駆動される操舵
   用アクチュエータを含む操舵用駆動装置と、その操作部
   材の操作入力値を含む車両挙動の不安定化に影響する変
   量を検出するセンサと、その検出変量に応じて前記操舵
   用駆動装置を制御するステアリング系制御装置とを有す
   る制御システムを備え、 その操舵用アクチュエータの動きを車輪に、操作部材を
   車輪に機械的に連結することなく、転舵角が変化するよ
   うに伝達可能な車両の操舵装置において、 その制御システムの構成要素が正常状態か故障状態かを
   判断する手段が設けられ、 その制御システムは、構成要素の中の何れが正常状態で
   何れが故障状態かに応じて複数の制御モードの間でモー
   ド変更可能とされ、 その制御モードとして、その制御システムの構成要素の
   少なくとも一つが故障状態である時に操舵用アクチュエ
   ータを検出変量に基づいて車両挙動の不安定化を防止す
   るように制御する制御モードと、その制御システムの構
   成要素の少なくとも一つが故障状態である時に操舵用ア
   クチュエータを操作入力値に応じて転舵角が変化するよ
   うに制御する制御モードとを有することを特徴とする車
   両の操舵装置。
2. 【請求項２】 そのステアリング系制御装置は、前記制
   御システムの構成要素として第１制御部と第２制御部を
   有し、 その第１制御部は、その操舵用アクチュエータを車両挙
   動の不安定化を防止するように制御する上で必要な演算
   を検出変量に応じて実行可能とされ、 その第２制御部は、その第１制御部による演算結果に応
   じて操舵用アクチュエータを制御する上で必要な演算
   と、その操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転
   舵角が変化するように制御する上で必要な演算を実行可
   能とされ、 その第１制御部と第２制御部が正常状態である場合、そ
   の操舵用アクチュエータを検出変量に基づいて車両挙動
   の不安定化を防止するように制御する制御モードとさ
   れ、 その第１制御部が故障状態であって第２制御部が正常状
   態である場合、その操舵用アクチュエータを操作入力値
   に応じて転舵角が変化するように制御する制御モードと
   されることを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵装
   置。
3. 【請求項３】 そのステアリング系制御装置は、前記制
   御システムの構成要素として第３制御部を有し、 その操舵用駆動装置は、その操舵用アクチュエータと代
   替え使用可能に配置された操舵用予備アクチュエータを
   有し、 その第１制御部は、その操舵用予備アクチュエータを車
   両挙動の不安定化を防止するように制御する上で必要な
   演算を検出変量に応じて実行可能とされ、 その第３制御部は、その第１制御部による演算結果に応
   じて操舵用予備アクチュエータを制御する上で必要な演
   算と、その操舵用予備アクチュエータを操作入力値に応
   じて転舵角が変化するように制御する上で必要な演算を
   実行可能とされ、 第１制御部が正常状態であって、第２制御部と第３制御
   部の中の少なくとも一方が正常状態である場合、その操
   舵用アクチュエータまたは操舵用予備アクチュエータを
   検出変量に応じて車両挙動の不安定化を防止するように
   制御する制御モードとされ、 第１制御部が故障状態であって、第２制御部と第３制御
   部の中の少なくとも一方が正常状態である場合、その操
   舵用アクチュエータまたは操舵用予備アクチュエータを
   操作入力値に応じて転舵角が変化するように制御する制
   御モードとされる請求項２に記載の車両の操舵装置。
4. 【請求項４】 そのステアリング系制御装置は、前記制
   御システムの構成要素として第４制御部を有し、 その操作部材に付与される操作反力を発生する反力アク
   チュエータを有し、 その第４制御部は、その操作反力を発生するように反力
   アクチュエータを制御する上で必要な演算を実行可能と
   され、 制御システムの構成要素の何れかが故障状態である場
   合、操作反力が発生しないように反力アクチュエータの
   制御が行われない制御モードとされる請求項１〜３の中
   の何れかに記載の車両の操舵装置。
5. 【請求項５】 その検出変量に応じて車両の制動力およ
   び駆動力の中の少なくとも一方を、車両挙動の不安定化
   を防止するように制御可能な走行系制御装置を備え、 その操舵用アクチュエータを車両挙動の不安定化を防止
   するように制御する制御モードにおいては、その走行系
   制御装置により制動力および駆動力の中の少なくとも一
   方が車両挙動の不安定化を防止するように制御され、 その操舵用アクチュエータを操作入力値に応じて転舵角
   が変化するように制御する制御モードにおいては、車両
   挙動の不安定化を防止するための走行系制御装置による
   制御は解除される請求項１〜４の中の何れかに記載の車
   両の操舵装置。