JP2001088722A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- JP2001088722A JP2001088722A JP27401199A JP27401199A JP2001088722A JP 2001088722 A JP2001088722 A JP 2001088722A JP 27401199 A JP27401199 A JP 27401199A JP 27401199 A JP27401199 A JP 27401199A JP 2001088722 A JP2001088722 A JP 2001088722A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
- B62D6/003—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】車両の走行状態に応じた適切な舵取り制御を行
うことにより、車両の総合的な運動特性を向上する。 【解決手段】舵角変換部２６は、可変設定可能な伝達関
数Ｃ(s)を用いて、ステアリングホイールの操作角δh
を、制御用操舵角Ｃ(s)・δhに変換する。走行状態判別
部２７は、車両の走行状態が、緊急状態、直進状態およ
び旋回状態のうちのいずれに該当するかを判別する。緊
急状態のときには、目標横加速度Ｇy*および目標ヨーレ
ートγ*に対する実際の横加速度Ｇyおよびヨーレートγ
の変動が位相進みとなるように伝達関数Ｃ(s)が設定さ
れる。直進状態のときには、横加速度Ｇyおよびヨーレ
ートγの変動が位相遅れとなるように、伝達関数Ｃ(s)
が設定される。さらに、旋回状態のときには、横加速度
Ｇyおよびヨーレートγの変動がニュートラルバランス
となるように、伝達関数Ｃ(s)が設定される。
うことにより、車両の総合的な運動特性を向上する。 【解決手段】舵角変換部２６は、可変設定可能な伝達関
数Ｃ(s)を用いて、ステアリングホイールの操作角δh
を、制御用操舵角Ｃ(s)・δhに変換する。走行状態判別
部２７は、車両の走行状態が、緊急状態、直進状態およ
び旋回状態のうちのいずれに該当するかを判別する。緊
急状態のときには、目標横加速度Ｇy*および目標ヨーレ
ートγ*に対する実際の横加速度Ｇyおよびヨーレートγ
の変動が位相進みとなるように伝達関数Ｃ(s)が設定さ
れる。直進状態のときには、横加速度Ｇyおよびヨーレ
ートγの変動が位相遅れとなるように、伝達関数Ｃ(s)
が設定される。さらに、旋回状態のときには、横加速度
Ｇyおよびヨーレートγの変動がニュートラルバランス
となるように、伝達関数Ｃ(s)が設定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば、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
車輪の転舵の関係を変更しうる車両用操舵装置に関す
る。
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
車輪の転舵の関係を変更しうる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車輪を転
舵するための舵取り機構との機械的な結合を無くし、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、舵取り機構に電動
モータ等のアクチュエータからの駆動力を与えるように
した車両用操舵装置が提案されている（たとえば、特開
平９−１４２３３０号公報参照）。
舵するための舵取り機構との機械的な結合を無くし、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、舵取り機構に電動
モータ等のアクチュエータからの駆動力を与えるように
した車両用操舵装置が提案されている（たとえば、特開
平９−１４２３３０号公報参照）。
【０００３】このような構成を採用することにより、舵
取り機構とステアリングホイールとを機械的に連結する
必要がないので、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
操作手段の採用をも可能とすることができる。
取り機構とステアリングホイールとを機械的に連結する
必要がないので、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
操作手段の採用をも可能とすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の車
両用操舵装置においては、ステアリングホイールの操作
と舵取り機構の動作との関係を電気的制御によって、自
由に変更することができるので、車両の運転性能を飛躍
的に向上できるものと期待されている。たとえば、操舵
に対する車両の運動特性（オーバーステア、アンダース
テア、ニュートラルステアなど）は、車両諸元（重量、
ホイールベース、重心位置等のパラメータ）によって、
ほぼ確定するが、この運動特性は、ステアリングホイー
ルの操作と舵取り機構の動作との関係を、電気的制御に
よって適切に定めることにより、最適化できる。
両用操舵装置においては、ステアリングホイールの操作
と舵取り機構の動作との関係を電気的制御によって、自
由に変更することができるので、車両の運転性能を飛躍
的に向上できるものと期待されている。たとえば、操舵
に対する車両の運動特性（オーバーステア、アンダース
テア、ニュートラルステアなど）は、車両諸元（重量、
ホイールベース、重心位置等のパラメータ）によって、
ほぼ確定するが、この運動特性は、ステアリングホイー
ルの操作と舵取り機構の動作との関係を、電気的制御に
よって適切に定めることにより、最適化できる。
【０００５】車両の運動特性は、操舵に対する応答性、
剛性感および素直さといった運動特性の指標により表さ
れる。しかし、これらの指標は、制御の特性上、相反す
る部分があり、全ての指標を十分に満たすことは困難で
ある。すなわち、たとえば、危険を回避する場合のよう
な緊急時には、良好な応答性が求められるのに対して、
直進時には、ふらつきを無くすために高い剛性感が求め
られ、これらを同時に満たすことは困難である。また、
旋回時には、運転者の意思（ステアリングホイールの操
作）に良好に追従する舵取り制御が必要であるので、素
直さが重視されるが、素直さを高めるには、剛性感を犠
牲にせざるを得ない。
剛性感および素直さといった運動特性の指標により表さ
れる。しかし、これらの指標は、制御の特性上、相反す
る部分があり、全ての指標を十分に満たすことは困難で
ある。すなわち、たとえば、危険を回避する場合のよう
な緊急時には、良好な応答性が求められるのに対して、
直進時には、ふらつきを無くすために高い剛性感が求め
られ、これらを同時に満たすことは困難である。また、
旋回時には、運転者の意思（ステアリングホイールの操
作）に良好に追従する舵取り制御が必要であるので、素
直さが重視されるが、素直さを高めるには、剛性感を犠
牲にせざるを得ない。
【０００６】そこで、この発明の目的は、車両の走行状
態に応じた適切な舵取り制御を行うことによって、車両
の運動特性を向上できる車両用操舵装置を提供すること
である。
態に応じた適切な舵取り制御を行うことによって、車両
の運動特性を向上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】前記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、操作手段
（１）の操作に基づいて舵取り機構（２，３）を駆動す
る車両用操舵装置であって、車両の挙動を表す挙動変数
の規範値を操作手段の操作内容に応じて演算する規範値
演算手段（２５）と、車両の実際の挙動を表す挙動変数
を検出する車両挙動検出手段（１５，１６）と、車両の
走行状態を判別する走行状態判別手段（２７）と、前記
操作手段の操作角に応じて舵取り機構を駆動する舵取り
制御部（２０，２６，２８）と、前記走行状態判別手段
の判別結果に基づいて、車両の挙動変数の変動を位相進
み、位相遅れまたはニュートラルバランスのいずれかに
制御すべく、前記舵取り制御部による前記舵取り機構の
制御態様を変更する走行状態適応手段（２６）とを含む
ことを特徴とする車両用操舵装置である。位相進みと
は、車両の実際の挙動変数が規範の挙動変数よりも早く
変動する状態をいい、位相遅れとは、車両の実際の挙動
変数が規範の挙動変数よりも遅く変動する状態をいい、
ニュートラルバランスとは、位相進みも位相遅れもない
状態をいう。なお、括弧内の数字は、後述の実施形態に
おける対応構成要素を表す。
目的を達成するための請求項１記載の発明は、操作手段
（１）の操作に基づいて舵取り機構（２，３）を駆動す
る車両用操舵装置であって、車両の挙動を表す挙動変数
の規範値を操作手段の操作内容に応じて演算する規範値
演算手段（２５）と、車両の実際の挙動を表す挙動変数
を検出する車両挙動検出手段（１５，１６）と、車両の
走行状態を判別する走行状態判別手段（２７）と、前記
操作手段の操作角に応じて舵取り機構を駆動する舵取り
制御部（２０，２６，２８）と、前記走行状態判別手段
の判別結果に基づいて、車両の挙動変数の変動を位相進
み、位相遅れまたはニュートラルバランスのいずれかに
制御すべく、前記舵取り制御部による前記舵取り機構の
制御態様を変更する走行状態適応手段（２６）とを含む
ことを特徴とする車両用操舵装置である。位相進みと
は、車両の実際の挙動変数が規範の挙動変数よりも早く
変動する状態をいい、位相遅れとは、車両の実際の挙動
変数が規範の挙動変数よりも遅く変動する状態をいい、
ニュートラルバランスとは、位相進みも位相遅れもない
状態をいう。なお、括弧内の数字は、後述の実施形態に
おける対応構成要素を表す。
【０００８】前記操作手段と舵取り機構とは機械的な結
合が無く、操作手段の操作に対応して舵取り機構が電気
的に制御されるようになっていることが好ましい。この
発明によれば、車両の走行状態に適応して、車両の挙動
変数の変動が、位相進み、位相遅れまたはニュートラル
バランスとなるように、舵取り機構の制御態様が変更さ
れる。これにより、走行状態に適応した適切な舵取り制
御が行われるので、車両の運動特性が向上される。
合が無く、操作手段の操作に対応して舵取り機構が電気
的に制御されるようになっていることが好ましい。この
発明によれば、車両の走行状態に適応して、車両の挙動
変数の変動が、位相進み、位相遅れまたはニュートラル
バランスとなるように、舵取り機構の制御態様が変更さ
れる。これにより、走行状態に適応した適切な舵取り制
御が行われるので、車両の運動特性が向上される。
【０００９】たとえば、請求項２に記載のように、前記
走行状態判別手段は、緊急操舵のために前記操作手段が
操作された緊急状態、車両が直進している直進状態、お
よび車両が旋回している旋回状態を判別することができ
るものであってもよい。この場合に、請求項３に記載の
ように、前記走行状態適応手段は、前記走行状態判別手
段により車両の走行状態が緊急状態であると判別された
ときには、車両の挙動変数の変動が位相進みとなるよう
に前記舵取り制御部の制御態様を設定し、前記走行状態
判別手段により車両の走行状態が直進状態であると判別
されたときには、車両の挙動変数の変動が位相遅れとな
るように前記舵取り制御部の制御態様を設定し、前記走
行状態判別手段により車両の走行状態が旋回状態である
と判別されたときには、車両の挙動変数の変動がニュー
トラルバランスとなるように前記舵取り制御部の制御態
様を設定するものであってもよい。
走行状態判別手段は、緊急操舵のために前記操作手段が
操作された緊急状態、車両が直進している直進状態、お
よび車両が旋回している旋回状態を判別することができ
るものであってもよい。この場合に、請求項３に記載の
ように、前記走行状態適応手段は、前記走行状態判別手
段により車両の走行状態が緊急状態であると判別された
ときには、車両の挙動変数の変動が位相進みとなるよう
に前記舵取り制御部の制御態様を設定し、前記走行状態
判別手段により車両の走行状態が直進状態であると判別
されたときには、車両の挙動変数の変動が位相遅れとな
るように前記舵取り制御部の制御態様を設定し、前記走
行状態判別手段により車両の走行状態が旋回状態である
と判別されたときには、車両の挙動変数の変動がニュー
トラルバランスとなるように前記舵取り制御部の制御態
様を設定するものであってもよい。
【００１０】この構成によれば、緊急時には、車両の挙
動変数の変動が位相進みとなるようにして応答性が向上
される。また、直進時には、車両の挙動変数の変動が位
相遅れとなるようにして剛性感が向上される。さらに、
旋回時には、車両の挙動変数の変動をニュートラルバラ
ンスとして、素直さの向上が図られる。このようにし
て、車両の運動特性の相反する指標を、車両の走行状態
に適応して個別に向上できるから、全ての指標を十分に
満足な値とすることができ、車両の総合的な運動特性を
格段に向上することができる。
動変数の変動が位相進みとなるようにして応答性が向上
される。また、直進時には、車両の挙動変数の変動が位
相遅れとなるようにして剛性感が向上される。さらに、
旋回時には、車両の挙動変数の変動をニュートラルバラ
ンスとして、素直さの向上が図られる。このようにし
て、車両の運動特性の相反する指標を、車両の走行状態
に適応して個別に向上できるから、全ての指標を十分に
満足な値とすることができ、車両の総合的な運動特性を
格段に向上することができる。
【００１１】なお、前記車両の挙動変数は、車両の横加
速度を含んでもよい。さらに、車両の挙動変数は、車両
のヨーレートを含んでもよい。車両の横加速度および／
またはヨーレートを、車両の走行状態に適応して、位相
進み、位相遅れまたはニュートラルバランスとなるよう
に制御することによって、良好な姿勢制御が可能にな
り、車両の操向性能を向上することができる。
速度を含んでもよい。さらに、車両の挙動変数は、車両
のヨーレートを含んでもよい。車両の横加速度および／
またはヨーレートを、車両の走行状態に適応して、位相
進み、位相遅れまたはニュートラルバランスとなるよう
に制御することによって、良好な姿勢制御が可能にな
り、車両の操向性能を向上することができる。
【００１２】
【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基本的な構成
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（操作手段）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の動作をステ
アリングギア３によって前部左右車輪４（舵取り車輪）
の転舵運動に変換することによって、ステアリングホイ
ール１とステアリングギア３とを機械的に連結すること
なく、操舵を達成している。この場合に、操舵用アクチ
ュエータ２およびステアリングギア３などにより、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基本的な構成
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（操作手段）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の動作をステ
アリングギア３によって前部左右車輪４（舵取り車輪）
の転舵運動に変換することによって、ステアリングホイ
ール１とステアリングギア３とを機械的に連結すること
なく、操舵を達成している。この場合に、操舵用アクチ
ュエータ２およびステアリングギア３などにより、舵取
り機構が構成されている。
【００１３】操舵用アクチュエータ２は、たとえば公知
のブラシレスモータ等の電動モータにより構成すること
ができる。ステアリングギア３は、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
の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換する運動変換機
構（ボールねじ機構など）を有する。ステアリングロッ
ド７の運動は、タイロッド８を介してナックルアーム９
に伝達され、このナックルアーム９の回動を引き起こ
す。これにより、ナックルアーム９に支持された車輪４
の転舵が達成される。
のブラシレスモータ等の電動モータにより構成すること
ができる。ステアリングギア３は、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
の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換する運動変換機
構（ボールねじ機構など）を有する。ステアリングロッ
ド７の運動は、タイロッド８を介してナックルアーム９
に伝達され、このナックルアーム９の回動を引き起こ
す。これにより、ナックルアーム９に支持された車輪４
の転舵が達成される。
【００１４】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１０に連結されてい
る。この回転シャフト１０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１９が
付設されている。具体的には、反力アクチュエータ１９
は、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することがで
きる。回転シャフト１０のステアリングホイール１とは
反対側の端部には、渦巻きばねなどからなる弾性部材３
０が車体との間に結合されている。この弾性部材３０
は、反力アクチュエータ１９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１０に連結されてい
る。この回転シャフト１０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１９が
付設されている。具体的には、反力アクチュエータ１９
は、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することがで
きる。回転シャフト１０のステアリングホイール１とは
反対側の端部には、渦巻きばねなどからなる弾性部材３
０が車体との間に結合されている。この弾性部材３０
は、反力アクチュエータ１９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。
【００１５】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１０の回転角に対応する操
作角δhを検出するための角度センサ１１が設けられて
いる。また、回転シャフト１０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、操舵用アクチュ
エータ２の出力値を検出するための出力値センサとし
て、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。この転舵角センサ１３は、操舵用アクチ
ュエータ２による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などで構成することができる。
出するために、回転シャフト１０の回転角に対応する操
作角δhを検出するための角度センサ１１が設けられて
いる。また、回転シャフト１０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、操舵用アクチュ
エータ２の出力値を検出するための出力値センサとし
て、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。この転舵角センサ１３は、操舵用アクチ
ュエータ２による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などで構成することができる。
【００１６】角度センサ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ステアリング
系制御装置２０（舵取り制御部）に接続されている。こ
の制御装置２０には、さらに、車両の横加速度Ｇyを検
出するための横加速度センサ１５と、車両のヨーレート
γを検出するヨーレートセンサ１６と、車速Ｖを検出す
る速度センサ１４とが接続されている。なお、横加速度
Ｇyおよびヨーレートγに相関する変量として、操作角
δhと車速Ｖ以外に、たとえば、車輪速を検出するセン
サを制御装置２０に接続してもよい。
転舵角センサ１３は、コンピュータを含むステアリング
系制御装置２０（舵取り制御部）に接続されている。こ
の制御装置２０には、さらに、車両の横加速度Ｇyを検
出するための横加速度センサ１５と、車両のヨーレート
γを検出するヨーレートセンサ１６と、車速Ｖを検出す
る速度センサ１４とが接続されている。なお、横加速度
Ｇyおよびヨーレートγに相関する変量として、操作角
δhと車速Ｖ以外に、たとえば、車輪速を検出するセン
サを制御装置２０に接続してもよい。
【００１７】制御装置２０は、駆動回路２２，２３を介
して操舵用アクチュエータ２と反力アクチュエータ１９
とを制御する。図２は、制御装置２０の操舵用アクチュ
エータ２の制御に関する制御内容を説明するためのブロ
ック図である。制御装置２０は、コンピュータによるプ
ログラム処理によって、図２に示された各機能部の動作
を実現する。具体的に説明すると、制御装置２０は、車
両運動モデルに基づいて、操作角δhに対応した規範の
横加速度およびヨーレートである目標横加速度Ｇy*およ
び目標ヨーレートγ*を演算する目標値演算部２５と、
操作角δhを適切な制御用操舵角Ｃ(s)・δhに変換する
舵角変換部２６と、車両の走行状態が緊急状態、直進状
態および旋回状態のいずれに該当するかを判別するため
の走行状態判別部２７と、操舵用アクチュエータ２を制
御するための目標転舵角δ*を演算する目標転舵角演算
部２８とを有している。
して操舵用アクチュエータ２と反力アクチュエータ１９
とを制御する。図２は、制御装置２０の操舵用アクチュ
エータ２の制御に関する制御内容を説明するためのブロ
ック図である。制御装置２０は、コンピュータによるプ
ログラム処理によって、図２に示された各機能部の動作
を実現する。具体的に説明すると、制御装置２０は、車
両運動モデルに基づいて、操作角δhに対応した規範の
横加速度およびヨーレートである目標横加速度Ｇy*およ
び目標ヨーレートγ*を演算する目標値演算部２５と、
操作角δhを適切な制御用操舵角Ｃ(s)・δhに変換する
舵角変換部２６と、車両の走行状態が緊急状態、直進状
態および旋回状態のいずれに該当するかを判別するため
の走行状態判別部２７と、操舵用アクチュエータ２を制
御するための目標転舵角δ*を演算する目標転舵角演算
部２８とを有している。
【００１８】目標転舵角演算部２８は、目標値演算部２
５によって演算された目標横加速度Ｇy*および目標ヨー
レートγ*、横加速度センサ１５によって検出された車
両の実際の横加速度Ｇy、ヨーレートセンサ１６によっ
て検出された車両の実際のヨーレートγ、ならびに速度
センサ１４によって検出された車速Ｖに基づいて、制御
用操舵角Ｃ(s)・δhに対応した適切な目標転舵角δ*を
求める。この目標転舵角δ*に基づいて操舵用アクチュ
エータ２がフィードバック制御されることにより、車両
５０（具体的には車輪４）が適切に転舵され、車両５０
の操向制御が行われる。
５によって演算された目標横加速度Ｇy*および目標ヨー
レートγ*、横加速度センサ１５によって検出された車
両の実際の横加速度Ｇy、ヨーレートセンサ１６によっ
て検出された車両の実際のヨーレートγ、ならびに速度
センサ１４によって検出された車速Ｖに基づいて、制御
用操舵角Ｃ(s)・δhに対応した適切な目標転舵角δ*を
求める。この目標転舵角δ*に基づいて操舵用アクチュ
エータ２がフィードバック制御されることにより、車両
５０（具体的には車輪４）が適切に転舵され、車両５０
の操向制御が行われる。
【００１９】舵角変換部２６は、走行状態判別部２７の
判別結果に応じて、横加速度Ｇyおよびヨーレートγが
それぞれの目標値Ｇy*，γ*に対して位相進み、位相遅
れまたはニュートラルバランスとなるように制御する。
具体的には、伝達関数Ｃ(s)を走行状態判別部２７によ
る判別結果に基づいて適切に変更することにより、走行
状態に適応した姿勢制御が実現される。伝達関数Ｃ(s)
には、たとえば、下記第(1)式を採用することができ
る。
判別結果に応じて、横加速度Ｇyおよびヨーレートγが
それぞれの目標値Ｇy*，γ*に対して位相進み、位相遅
れまたはニュートラルバランスとなるように制御する。
具体的には、伝達関数Ｃ(s)を走行状態判別部２７によ
る判別結果に基づいて適切に変更することにより、走行
状態に適応した姿勢制御が実現される。伝達関数Ｃ(s)
には、たとえば、下記第(1)式を採用することができ
る。
【００２０】
【数１】
【００２１】横加速度Ｇyおよびヨーレートγを各目標
値Ｇy*，γ*に対して位相進みとなるようにする場合に
は、係数α，βは、たとえば、下記第(2)式のように設
定される。 ０＜α＜１ β＝１ ・・・・・・(2) また、横加速度Ｇyおよびヨーレートγを各目標値Ｇ
y*，γ*に対して位相遅れとなるようにする場合には、
係数α，βは、たとえば、下記第(3)式のように設定さ
れる。
値Ｇy*，γ*に対して位相進みとなるようにする場合に
は、係数α，βは、たとえば、下記第(2)式のように設
定される。 ０＜α＜１ β＝１ ・・・・・・(2) また、横加速度Ｇyおよびヨーレートγを各目標値Ｇ
y*，γ*に対して位相遅れとなるようにする場合には、
係数α，βは、たとえば、下記第(3)式のように設定さ
れる。
【００２２】 α＝１ ０＜β＜１ ・・・・・・(3) さらに、横加速度Ｇyおよびヨーレートγを各目標値Ｇy
*，γ*に対して位相進みまたは位相遅れのないニュート
ラルバランスとする場合には、たとえば、下記第(4)式
のように係数α，βが設定される。 α＝１ β＝１ ・・・・・・(4) そこで、舵角変換部２６は、走行状態判別部２７によっ
て、車両の走行状態が、緊急操舵のためにステアリング
ホイール１が操作されたことに対応する緊急状態に該当
すると判別された場合には、係数α，βを前記第(2)式
のように設定した前記第(1)式の伝達関数Ｃ(s)を用いて
操作角δhを変換して、制御用操舵角Ｃ(s)・δhを求め
る。これにより、横加速度Ｇyおよびヨーレートγの制
御（姿勢制御）の応答性が向上されるので、ステアリン
グホイール１の操作に応じて、速やかな転舵が達成され
る。
*，γ*に対して位相進みまたは位相遅れのないニュート
ラルバランスとする場合には、たとえば、下記第(4)式
のように係数α，βが設定される。 α＝１ β＝１ ・・・・・・(4) そこで、舵角変換部２６は、走行状態判別部２７によっ
て、車両の走行状態が、緊急操舵のためにステアリング
ホイール１が操作されたことに対応する緊急状態に該当
すると判別された場合には、係数α，βを前記第(2)式
のように設定した前記第(1)式の伝達関数Ｃ(s)を用いて
操作角δhを変換して、制御用操舵角Ｃ(s)・δhを求め
る。これにより、横加速度Ｇyおよびヨーレートγの制
御（姿勢制御）の応答性が向上されるので、ステアリン
グホイール１の操作に応じて、速やかな転舵が達成され
る。
【００２３】また、舵角変換部２６は、走行状態判別部
２７によって、車両５０の走行状態が直進状態に該当す
ると判別された場合には、係数α，βを前記第(3)式の
ように設定した前記第(1)式の伝達関数Ｃ(s)を用いて操
作角δhを変換し、制御用操舵角Ｃ(s)・δhを求める。
これにより、横加速度Ｇyおよびヨーレートγの制御の
応答性が鈍化され、代わって、剛性感が増大することに
なる。したがって、直進時には、十分な剛性感を得るこ
とができるので、ふらつきを無くすことができる。
２７によって、車両５０の走行状態が直進状態に該当す
ると判別された場合には、係数α，βを前記第(3)式の
ように設定した前記第(1)式の伝達関数Ｃ(s)を用いて操
作角δhを変換し、制御用操舵角Ｃ(s)・δhを求める。
これにより、横加速度Ｇyおよびヨーレートγの制御の
応答性が鈍化され、代わって、剛性感が増大することに
なる。したがって、直進時には、十分な剛性感を得るこ
とができるので、ふらつきを無くすことができる。
【００２４】さらに、舵角変換部２６は、走行状態判別
部２７によって、車両の走行状態が旋回状態に該当する
と判別された場合には、係数α，βを前記第(4)式のよ
うに設定した前記第(1)式の伝達関数Ｃ(s)を用いて操作
角δhを変換し、制御用操舵角Ｃ(s)・δhを求める。こ
れにより、横加速度Ｇyおよびヨーレートγは、ステア
リングホイール１の操作に良好に追従するようになり、
いわゆる素直さが向上されることになる。これにより、
旋回時における操向性が良くなり、運転者の意思どおり
に車両の進行方向を変化させることができる。
部２７によって、車両の走行状態が旋回状態に該当する
と判別された場合には、係数α，βを前記第(4)式のよ
うに設定した前記第(1)式の伝達関数Ｃ(s)を用いて操作
角δhを変換し、制御用操舵角Ｃ(s)・δhを求める。こ
れにより、横加速度Ｇyおよびヨーレートγは、ステア
リングホイール１の操作に良好に追従するようになり、
いわゆる素直さが向上されることになる。これにより、
旋回時における操向性が良くなり、運転者の意思どおり
に車両の進行方向を変化させることができる。
【００２５】走行状態判別部２７は、たとえば、操作角
δhまたは転舵角δ、操作トルクＴおよび車両の挙動変
化（横加速度Ｇyやヨーレートγ）に基づいて車両の走
行状態を判別する。このような走行状態の判別の具体例
は、たとえば、特開平９−３０１２１３号公報に開示さ
れており、この公開公報に開示されている処理を走行状
態判別部２７の機能の実現のために利用することができ
る。以上のようにこの実施形態によれば、車両の走行状
態が緊急状態、直進状態および旋回状態のいずれに該当
するかを判別し、その判別結果に応じて、横方向加速度
Ｇyおよびヨーレートγが、位相進み、位相遅れまたは
ニュートラルバランスとなるように舵取り制御（操舵用
アクチュエータ２の制御）を行うようにしている。これ
により、それぞれの走行状態に対して車両の運動特性を
最適化することができるので、車両の総合的な運動特性
を向上することができ、応答性、剛性感および素直さと
いった全ての指標を十分に満足することが可能となる。
δhまたは転舵角δ、操作トルクＴおよび車両の挙動変
化（横加速度Ｇyやヨーレートγ）に基づいて車両の走
行状態を判別する。このような走行状態の判別の具体例
は、たとえば、特開平９−３０１２１３号公報に開示さ
れており、この公開公報に開示されている処理を走行状
態判別部２７の機能の実現のために利用することができ
る。以上のようにこの実施形態によれば、車両の走行状
態が緊急状態、直進状態および旋回状態のいずれに該当
するかを判別し、その判別結果に応じて、横方向加速度
Ｇyおよびヨーレートγが、位相進み、位相遅れまたは
ニュートラルバランスとなるように舵取り制御（操舵用
アクチュエータ２の制御）を行うようにしている。これ
により、それぞれの走行状態に対して車両の運動特性を
最適化することができるので、車両の総合的な運動特性
を向上することができ、応答性、剛性感および素直さと
いった全ての指標を十分に満足することが可能となる。
【００２６】なお、この発明は、上述の実施形態以外の
形態で実施することも可能である。たとえば、上述の第
(1)式に示した伝達関数Ｃ(s)は一例であり、他にも、た
とえば、下記第(5)式に示す伝達関数Ｃ(s)を採用しても
よい。
形態で実施することも可能である。たとえば、上述の第
(1)式に示した伝達関数Ｃ(s)は一例であり、他にも、た
とえば、下記第(5)式に示す伝達関数Ｃ(s)を採用しても
よい。
【００２７】
【数２】
【００２８】この場合に、時定数Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3を適切
に設定することによって、横方向加速度Ｇyおよびヨー
レートγが、位相進み、位相遅れまたはニュートラルバ
ランスとなるような舵取り制御を実現できる。より具体
的には、時定数Ｔ1を大きく設定することによって、位
相進みの傾向とすることができ、時定数Ｔ3を大きく設
定することによって、位相遅れの傾向とすることができ
る。さらに、上述の実施形態では、四輪車両の２つの車
輪が舵取り車輪として転舵可能な場合について説明した
が、四輪操舵システムにこの発明を適用してもよい。こ
の場合には、車両の走行状態が旋回状態であると判別さ
れたときに、旋回開始当初の期間には、横方向加速度Ｇ
yを位相進みの状態とし、ヨーレートγはニュートラル
バランスの状態とし、その後に、横方向加速度Ｇyおよ
びヨーレートγの両方がニュートラルバランスの状態に
移行するように、前車輪および後車輪の個別転舵制御が
行われることが好ましい。これにより、車両がスピンす
る傾向を抑制しつつ、旋回操舵当初の応答性を向上でき
るので、操向性能をさらに向上できる。
に設定することによって、横方向加速度Ｇyおよびヨー
レートγが、位相進み、位相遅れまたはニュートラルバ
ランスとなるような舵取り制御を実現できる。より具体
的には、時定数Ｔ1を大きく設定することによって、位
相進みの傾向とすることができ、時定数Ｔ3を大きく設
定することによって、位相遅れの傾向とすることができ
る。さらに、上述の実施形態では、四輪車両の２つの車
輪が舵取り車輪として転舵可能な場合について説明した
が、四輪操舵システムにこの発明を適用してもよい。こ
の場合には、車両の走行状態が旋回状態であると判別さ
れたときに、旋回開始当初の期間には、横方向加速度Ｇ
yを位相進みの状態とし、ヨーレートγはニュートラル
バランスの状態とし、その後に、横方向加速度Ｇyおよ
びヨーレートγの両方がニュートラルバランスの状態に
移行するように、前車輪および後車輪の個別転舵制御が
行われることが好ましい。これにより、車両がスピンす
る傾向を抑制しつつ、旋回操舵当初の応答性を向上でき
るので、操向性能をさらに向上できる。
【００２９】また、上述の実施形態では、操作手段とし
てステアリングホイール１が用いられる例について説明
したが、この他にも、レバーやペダルなどの他の操作手
段が用いられてもよい。これらの他にも、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。
てステアリングホイール１が用いられる例について説明
したが、この他にも、レバーやペダルなどの他の操作手
段が用いられてもよい。これらの他にも、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
基本的な構成を説明するための概念図である。
基本的な構成を説明するための概念図である。
【図２】舵取り制御の内容を説明するためのブロック図
である。
である。
１ ステアリングホイール ２ 操舵用アクチュエータ 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 ２０ ステアリング系制御装置 ２５ 目標値演算部 ２６ 舵角変換部 ２７ 走行状態判別部 ２８ 目標転舵角演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 孝修 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 瀬川 雅也 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 CC08 CC12 DA03 DA04 DA15 DA23 DA24 DA29 DA33 DC17 DC18 DD02 DD07 DD08 DD17 EA01 EA04 EB04 EB11 EB12 EC22 EC29 GG01
Claims (3)
- 【請求項１】操作手段の操作に基づいて舵取り機構を駆
動する車両用操舵装置であって、 車両の挙動を表す挙動変数の規範値を操作手段の操作内
容に応じて演算する規範値演算手段と、 車両の実際の挙動を表す挙動変数を検出する車両挙動検
出手段と、 車両の走行状態を判別する走行状態判別手段と、 前記操作手段の操作角に応じて舵取り機構を駆動する舵
取り制御部と、 前記走行状態判別手段の判別結果に基づいて、車両の挙
動変数の変動を位相進み、位相遅れまたはニュートラル
バランスのいずれかに制御すべく、前記舵取り制御部に
よる前記舵取り機構の制御態様を変更する走行状態適応
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】前記走行状態判別手段は、緊急操舵のため
に前記操作手段が操作された緊急状態、車両が直進して
いる直進状態、および車両が旋回している旋回状態を判
別することができ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】前記走行状態適応手段は、前記走行状態判
別手段により車両の走行状態が緊急状態であると判別さ
れたときには、車両の挙動変数の変動が位相進みとなる
ように前記舵取り制御部の制御態様を設定し、前記走行
状態判別手段により車両の走行状態が直進状態であると
判別されたときには、車両の挙動変数の変動が位相遅れ
となるように前記舵取り制御部の制御態様を設定し、前
記走行状態判別手段により車両の走行状態が旋回状態で
あると判別されたときには、車両の挙動変数の変動がニ
ュートラルバランスとなるように前記舵取り制御部の制
御態様を設定するものであることを特徴とする請求項２
記載の車両用操舵装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27401199A JP3699870B2 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | 車両用操舵装置 |
| EP20000120342 EP1088739B1 (en) | 1999-09-28 | 2000-09-16 | Motor vehicle steering system |
| DE2000619053 DE60019053T2 (de) | 1999-09-28 | 2000-09-16 | Kraftfahrzeuglenksystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27401199A JP3699870B2 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | 車両用操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001088722A true JP2001088722A (ja) | 2001-04-03 |
| JP3699870B2 JP3699870B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=17535723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27401199A Expired - Fee Related JP3699870B2 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | 車両用操舵装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1088739B1 (ja) |
| JP (1) | JP3699870B2 (ja) |
| DE (1) | DE60019053T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100492262B1 (ko) * | 2001-11-29 | 2005-05-27 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 차량조작장치 및 방법 |
| US7604083B2 (en) | 2005-06-07 | 2009-10-20 | Nissan Motor Co., Ltd. | Steering apparatus for a vehicle |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3829934B2 (ja) | 2002-06-27 | 2006-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 車輌の旋回特性推定装置 |
| FR2857930B1 (fr) * | 2003-07-25 | 2006-02-03 | Renault Vehicules Ind | Procede de gestion de la commande de l'angle de braquage d'un systeme de direction d'un vehicule |
| JP4835189B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2011-12-14 | 日産自動車株式会社 | 旋回挙動制御装置、自動車、及び旋回挙動制御方法 |
| DE102007034719A1 (de) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur dynamischen Anpassung des Kommunikationsverhaltens einer Kommunikationsinfrastruktur sowie System |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166560A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-29 | Jidosha Kiki Co Ltd | 動力舵取装置の制御装置 |
| JPH0725320B2 (ja) * | 1986-10-13 | 1995-03-22 | 日産自動車株式会社 | 車両用実舵角制御装置 |
| JP3521249B2 (ja) * | 1995-11-24 | 2004-04-19 | 光洋精工株式会社 | 自動車の舵取り装置 |
| JPH09249145A (ja) * | 1996-03-15 | 1997-09-22 | Toyota Motor Corp | 車両の運動制御装置 |
| JPH11274011A (ja) | 1998-03-23 | 1999-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルミ電解コンデンサ |
-
1999
- 1999-09-28 JP JP27401199A patent/JP3699870B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-16 DE DE2000619053 patent/DE60019053T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-16 EP EP20000120342 patent/EP1088739B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100492262B1 (ko) * | 2001-11-29 | 2005-05-27 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 차량조작장치 및 방법 |
| US7604083B2 (en) | 2005-06-07 | 2009-10-20 | Nissan Motor Co., Ltd. | Steering apparatus for a vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60019053D1 (de) | 2005-05-04 |
| JP3699870B2 (ja) | 2005-09-28 |
| EP1088739B1 (en) | 2005-03-30 |
| EP1088739A3 (en) | 2004-03-31 |
| EP1088739A2 (en) | 2001-04-04 |
| DE60019053T2 (de) | 2006-02-02 |
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