JP2001191937A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
- B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
- B62D5/006—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
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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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- Mathematical Physics (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ステアバイワイヤシステムにおいて、低車速域
から中高車速域に亘り車両挙動を不安定にすることな
く、車両の舵角を操作部材の操作量に応じて変化させて
車両挙動の最適化を図ることができる車両用操舵装置を
提供する。 【解決手段】操舵用アクチュエータ２の動きを、操作部
材１を車輪４に機械的に連結することなく、その動きに
応じて舵角が変化するようにその車輪４に伝達する。舵
角変化による車両の挙動変化に対応する挙動指標値を求
め、操作部材１の操作量に応じた目標挙動指標値を演算
する。その目標挙動指標値と求めた挙動指標値との偏差
に対応する舵角修正値と、その目標挙動指標値に対応す
る舵角設定値との和を目標舵角とする。その目標舵角に
舵角が対応するように操舵用アクチュエータ２を制御す
る。
から中高車速域に亘り車両挙動を不安定にすることな
く、車両の舵角を操作部材の操作量に応じて変化させて
車両挙動の最適化を図ることができる車両用操舵装置を
提供する。 【解決手段】操舵用アクチュエータ２の動きを、操作部
材１を車輪４に機械的に連結することなく、その動きに
応じて舵角が変化するようにその車輪４に伝達する。舵
角変化による車両の挙動変化に対応する挙動指標値を求
め、操作部材１の操作量に応じた目標挙動指標値を演算
する。その目標挙動指標値と求めた挙動指標値との偏差
に対応する舵角修正値と、その目標挙動指標値に対応す
る舵角設定値との和を目標舵角とする。その目標舵角に
舵角が対応するように操舵用アクチュエータ２を制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるステアバ
イワイヤシステムを採用した車両用操舵装置に関する。
イワイヤシステムを採用した車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステアバイワイヤシステムを採用した車
両用操舵装置においては、ステアリングホイールを模し
た回転操作部材の操作量により操舵用アクチュエータの
動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することな
く、舵角が変化するようにその車輪に伝達している。
両用操舵装置においては、ステアリングホイールを模し
た回転操作部材の操作量により操舵用アクチュエータの
動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することな
く、舵角が変化するようにその車輪に伝達している。
【０００３】従来、その操作部材の操作量に対応する目
標舵角を決定し、舵角が目標舵角になるように操舵用ア
クチュエータを制御している。また、舵角変化による車
両の挙動変化に対応するヨーレートの目標値を操作部材
の操作量に応じて決定し、検出した車両のヨーレートが
目標ヨーレートになるように目標舵角を決定し、舵角が
目標舵角になるように操舵用アクチュエータを制御する
ことも提案されている。さらに、ステアリングホイール
と車輪とが機械的に連結された通常の車両と同様の操舵
フィーリングをドライバーに模擬的に付与するため、操
作部材に作用する反力トルクを発生する操作用アクチュ
エータを設け、操作部材の操作量に応じた反力トルクを
付与している。
標舵角を決定し、舵角が目標舵角になるように操舵用ア
クチュエータを制御している。また、舵角変化による車
両の挙動変化に対応するヨーレートの目標値を操作部材
の操作量に応じて決定し、検出した車両のヨーレートが
目標ヨーレートになるように目標舵角を決定し、舵角が
目標舵角になるように操舵用アクチュエータを制御する
ことも提案されている。さらに、ステアリングホイール
と車輪とが機械的に連結された通常の車両と同様の操舵
フィーリングをドライバーに模擬的に付与するため、操
作部材に作用する反力トルクを発生する操作用アクチュ
エータを設け、操作部材の操作量に応じた反力トルクを
付与している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】操作部材の操作量に対
応する目標舵角を決定する場合、実際の車両挙動を反映
することができないため、車両挙動を最適化する制御が
できない。
応する目標舵角を決定する場合、実際の車両挙動を反映
することができないため、車両挙動を最適化する制御が
できない。
【０００５】実際の車両のヨーレートに応じて目標舵角
を決定する場合、低車速域ではヨーレートが殆ど発生し
ないために操舵用アクチュエータを適正に制御すること
ができない。そこで、低車速域では操作部材の操作量に
応じて目標舵角を決定して操舵用アクチュエータを制御
し、中高車速域では実際の車両のヨーレートに応じて目
標舵角を決定して操舵用アクチュエータを制御すること
が考えられるが、低車速域と中高車速域との境界におい
て操舵用アクチュエータの制御量が急変するため、車両
挙動が不安定になってしまう。また、従来の構成では操
作部材の操作に対する舵角変化の応答性が十分ではなか
った。
を決定する場合、低車速域ではヨーレートが殆ど発生し
ないために操舵用アクチュエータを適正に制御すること
ができない。そこで、低車速域では操作部材の操作量に
応じて目標舵角を決定して操舵用アクチュエータを制御
し、中高車速域では実際の車両のヨーレートに応じて目
標舵角を決定して操舵用アクチュエータを制御すること
が考えられるが、低車速域と中高車速域との境界におい
て操舵用アクチュエータの制御量が急変するため、車両
挙動が不安定になってしまう。また、従来の構成では操
作部材の操作に対する舵角変化の応答性が十分ではなか
った。
【０００６】本発明は、上記問題を解決することのでき
る車両用操舵装置を提供することを目的とする。
る車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の車両用操舵装置
は、操作部材と、その操作部材の操作により駆動される
操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの
動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することな
く、その動きに応じて舵角が変化するようにその車輪に
伝達する手段と、舵角変化による車両の挙動変化に対応
する挙動指標値を求める手段と、その操作部材の操作量
を検出する手段と、その検出した操作量に応じた目標挙
動指標値を、その操作量と目標挙動指標値との記憶した
関係に基づき演算する手段と、その演算した目標挙動指
標値に対応する舵角設定値を、その目標挙動指標値と舵
角設定値との記憶した関係に基づき演算する手段と、そ
の目標挙動指標値と前記求めた挙動指標値との偏差に対
応する舵角修正値を、その偏差と舵角修正値との記憶し
た関係に基づき演算する手段と、舵角が舵角設定値と舵
角修正値との和である目標舵角に対応するように、前記
操舵用アクチュエータを制御する手段とを備えることを
特徴とする。本発明の構成によれば、操作部材の操作量
に応じた目標挙動指標値に対応する舵角設定値と、その
目標挙動指標値と求めた挙動指標値との偏差に対応する
舵角修正値との和である目標舵角に対応するように、操
舵用アクチュエータを制御する。その舵角設定値は目標
舵角におけるフィードフォワード項、その舵角修正値は
フィードバック項に対応することから、フィードフォワ
ード制御とフィードバック制御の統合制御が行われる。
これにより、車両の舵角を操作部材の操作量に応じて変
化させ、且つ、車両の挙動変化に応じて操舵用アクチュ
エータを制御することで車両挙動の最適化を図ることが
できる。その挙動指標値としては、車両のヨーレートや
横加速度を採用できる。また、車両の横加速度をＧｙ、
車両のヨーレートをγ、横加速度加重比をＫ１、ヨーレ
ート加重比をＫ２、車速をＶ、Ｋ１＋Ｋ２＝１として、
Ｄ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖであらわされる値Ｄを挙
動指標値としてもよい。
は、操作部材と、その操作部材の操作により駆動される
操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの
動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することな
く、その動きに応じて舵角が変化するようにその車輪に
伝達する手段と、舵角変化による車両の挙動変化に対応
する挙動指標値を求める手段と、その操作部材の操作量
を検出する手段と、その検出した操作量に応じた目標挙
動指標値を、その操作量と目標挙動指標値との記憶した
関係に基づき演算する手段と、その演算した目標挙動指
標値に対応する舵角設定値を、その目標挙動指標値と舵
角設定値との記憶した関係に基づき演算する手段と、そ
の目標挙動指標値と前記求めた挙動指標値との偏差に対
応する舵角修正値を、その偏差と舵角修正値との記憶し
た関係に基づき演算する手段と、舵角が舵角設定値と舵
角修正値との和である目標舵角に対応するように、前記
操舵用アクチュエータを制御する手段とを備えることを
特徴とする。本発明の構成によれば、操作部材の操作量
に応じた目標挙動指標値に対応する舵角設定値と、その
目標挙動指標値と求めた挙動指標値との偏差に対応する
舵角修正値との和である目標舵角に対応するように、操
舵用アクチュエータを制御する。その舵角設定値は目標
舵角におけるフィードフォワード項、その舵角修正値は
フィードバック項に対応することから、フィードフォワ
ード制御とフィードバック制御の統合制御が行われる。
これにより、車両の舵角を操作部材の操作量に応じて変
化させ、且つ、車両の挙動変化に応じて操舵用アクチュ
エータを制御することで車両挙動の最適化を図ることが
できる。その挙動指標値としては、車両のヨーレートや
横加速度を採用できる。また、車両の横加速度をＧｙ、
車両のヨーレートをγ、横加速度加重比をＫ１、ヨーレ
ート加重比をＫ２、車速をＶ、Ｋ１＋Ｋ２＝１として、
Ｄ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖであらわされる値Ｄを挙
動指標値としてもよい。
【０００８】操作部材の操作量に対する車両のヨーレー
トまたは横加速度の比率が車速に関わらず一定となるよ
うに、前記目標挙動指標値が演算されるのが好ましい。
ステアリングホイールと車輪とが機械的に連結された車
両においては、ステアリングホイールの操作量に対する
舵角の比は一定であるから、ステアリングホイールの操
作量に対するヨーレートおよび横加速度の定常ゲイン
は、車速が増加する程に増大する。これに対して上記構
成によれば、操作部材の操作量に対する車両のヨーレー
トまたは横加速度の比率を車速に関わらず一定とするこ
とで、操作性を向上することができる。
トまたは横加速度の比率が車速に関わらず一定となるよ
うに、前記目標挙動指標値が演算されるのが好ましい。
ステアリングホイールと車輪とが機械的に連結された車
両においては、ステアリングホイールの操作量に対する
舵角の比は一定であるから、ステアリングホイールの操
作量に対するヨーレートおよび横加速度の定常ゲイン
は、車速が増加する程に増大する。これに対して上記構
成によれば、操作部材の操作量に対する車両のヨーレー
トまたは横加速度の比率を車速に関わらず一定とするこ
とで、操作性を向上することができる。
【０００９】その操作部材は回転操作されるものとさ
れ、その操作部材の操作量は、車両のドライバーが操作
部材に作用させる操作トルクとされ、その操作部材に作
用する反力トルクを発生する操作用アクチュエータが設
けられ、検出した操作トルクと発生した反力トルクとの
偏差の作用による操作部材の回転操作角を検出する手段
と、その検出した回転操作角に応じた目標反力トルク
を、その回転操作角と目標反力トルクとの記憶した関係
に基づき演算する手段と、その反力トルクが目標反力ト
ルクに対応するように、その操作用アクチュエータを制
御する手段とを備えるのが好ましい。操作部材の操作量
として、操作トルクと反力トルクとの偏差に対応する回
転操作角を採用する場合、その反力トルクにより操作部
材の過剰な操作を抑制できるが、ドライバーが操作トル
クを作用させてから操作部材の回転操作角が生じるまで
の間に遅れが生じる。その遅れにより操作部材の操作に
対する舵角変化の応答性が低下する。これに対して上記
構成によれば、操作部材の操作量として、ドライバーが
操作部材に作用させる操作トルクを採用している。これ
により、反力トルクにより操作部材の過剰な操作を抑制
できるだけでなく、ドライバーが操作トルクを作用させ
てから舵角が変化するまでの間の遅れを低減できるの
で、ドライバーの操作に対する舵角変化の応答性が向上
し、高車速域での急操舵に対しても車両姿勢の立て直し
が容易になり走行安定性を向上できる。
れ、その操作部材の操作量は、車両のドライバーが操作
部材に作用させる操作トルクとされ、その操作部材に作
用する反力トルクを発生する操作用アクチュエータが設
けられ、検出した操作トルクと発生した反力トルクとの
偏差の作用による操作部材の回転操作角を検出する手段
と、その検出した回転操作角に応じた目標反力トルク
を、その回転操作角と目標反力トルクとの記憶した関係
に基づき演算する手段と、その反力トルクが目標反力ト
ルクに対応するように、その操作用アクチュエータを制
御する手段とを備えるのが好ましい。操作部材の操作量
として、操作トルクと反力トルクとの偏差に対応する回
転操作角を採用する場合、その反力トルクにより操作部
材の過剰な操作を抑制できるが、ドライバーが操作トル
クを作用させてから操作部材の回転操作角が生じるまで
の間に遅れが生じる。その遅れにより操作部材の操作に
対する舵角変化の応答性が低下する。これに対して上記
構成によれば、操作部材の操作量として、ドライバーが
操作部材に作用させる操作トルクを採用している。これ
により、反力トルクにより操作部材の過剰な操作を抑制
できるだけでなく、ドライバーが操作トルクを作用させ
てから舵角が変化するまでの間の遅れを低減できるの
で、ドライバーの操作に対する舵角変化の応答性が向上
し、高車速域での急操舵に対しても車両姿勢の立て直し
が容易になり走行安定性を向上できる。
【００１０】あるいは、その操作部材は回転操作される
ものとされ、その操作部材の操作量は、車両のドライバ
ーが操作部材に作用させる操作トルクとされ、その操作
部材に作用する反力トルクを発生する操作用アクチュエ
ータが設けられ、検出した操作トルクと発生した反力ト
ルクとの偏差の作用による操作部材の回転操作角を検出
する手段と、その検出した回転操作角に応じた反力トル
ク設定値を、その回転操作角と反力トルク設定値との記
憶した関係に基づき演算する手段と、前記求めた挙動指
標値に対応する操作部材の挙動対応回転操作角を、その
挙動指標値と挙動対応回転操作角との記憶した関係に基
づき演算する手段と、その検出した回転操作角と演算し
た挙動対応回転操作角との偏差に対応する反力トルク修
正値を、その偏差と反力トルク修正値との記憶した関係
に基づき演算する手段と、その反力トルクが反力トルク
設定値と反力トルク修正値との和である目標反力トルク
に対応するように、その操作用アクチュエータを制御す
る手段とを備えるのが好ましい。この構成によれば、操
作部材の操作量として、ドライバーが操作部材に作用さ
せる操作トルクを採用している。これにより、反力トル
クにより操作部材の過剰な操作を抑制できるだけでな
く、ドライバーが操作トルクを作用させてから舵角が変
化するまでの間の遅れを低減できるので、ドライバーの
操作に対する舵角変化の応答性が向上し、高車速域での
急操舵に対しても車両姿勢の立て直しが容易になり走行
安定性を向上できる。さらに、車両の実際の挙動指標値
に対応する挙動対応回転操作角と、検出した回転操作角
との偏差に応じて反力トルク修正値を求め、その反力ト
ルク修正値と、回転操作角に対応する反力トルク設定値
との和を目標反力トルクとするので、反力トルクは実際
の車両の挙動変化を反映したものとなる。これにより、
急操舵に対する車両姿勢の立て直しがより容易になって
走行安定性を向上でき、車両の運動特性がドライバーの
操作トルクに対応したものとなり、操作トルクに応じた
車両の操舵が可能になる。この場合、予め設定した車速
未満では反力トルク修正値を零とするのが好ましい。こ
れにより、低車速域において車両の挙動指標値が殆ど発
生しない場合でも、回転操作角に応じた反力トルク設定
値に反力トルクが一致するように操作用アクチュエータ
を制御し、中高車速域において車両の挙動指標値が大き
くなる場合は、その反力トルク設定値と反力トルク修正
値との和である目標反力トルクに反力トルクが一致する
ように、操作用アクチュエータを制御することができ
る。よって、低車速域と中高車速域との境界で操作用ア
クチュエータの制御量が急変することがなく、且つ、車
両の挙動変化に応じて操作用アクチュエータを制御する
ことで、ドライバーの操作トルクに応じて車両を操るこ
とができる。
ものとされ、その操作部材の操作量は、車両のドライバ
ーが操作部材に作用させる操作トルクとされ、その操作
部材に作用する反力トルクを発生する操作用アクチュエ
ータが設けられ、検出した操作トルクと発生した反力ト
ルクとの偏差の作用による操作部材の回転操作角を検出
する手段と、その検出した回転操作角に応じた反力トル
ク設定値を、その回転操作角と反力トルク設定値との記
憶した関係に基づき演算する手段と、前記求めた挙動指
標値に対応する操作部材の挙動対応回転操作角を、その
挙動指標値と挙動対応回転操作角との記憶した関係に基
づき演算する手段と、その検出した回転操作角と演算し
た挙動対応回転操作角との偏差に対応する反力トルク修
正値を、その偏差と反力トルク修正値との記憶した関係
に基づき演算する手段と、その反力トルクが反力トルク
設定値と反力トルク修正値との和である目標反力トルク
に対応するように、その操作用アクチュエータを制御す
る手段とを備えるのが好ましい。この構成によれば、操
作部材の操作量として、ドライバーが操作部材に作用さ
せる操作トルクを採用している。これにより、反力トル
クにより操作部材の過剰な操作を抑制できるだけでな
く、ドライバーが操作トルクを作用させてから舵角が変
化するまでの間の遅れを低減できるので、ドライバーの
操作に対する舵角変化の応答性が向上し、高車速域での
急操舵に対しても車両姿勢の立て直しが容易になり走行
安定性を向上できる。さらに、車両の実際の挙動指標値
に対応する挙動対応回転操作角と、検出した回転操作角
との偏差に応じて反力トルク修正値を求め、その反力ト
ルク修正値と、回転操作角に対応する反力トルク設定値
との和を目標反力トルクとするので、反力トルクは実際
の車両の挙動変化を反映したものとなる。これにより、
急操舵に対する車両姿勢の立て直しがより容易になって
走行安定性を向上でき、車両の運動特性がドライバーの
操作トルクに対応したものとなり、操作トルクに応じた
車両の操舵が可能になる。この場合、予め設定した車速
未満では反力トルク修正値を零とするのが好ましい。こ
れにより、低車速域において車両の挙動指標値が殆ど発
生しない場合でも、回転操作角に応じた反力トルク設定
値に反力トルクが一致するように操作用アクチュエータ
を制御し、中高車速域において車両の挙動指標値が大き
くなる場合は、その反力トルク設定値と反力トルク修正
値との和である目標反力トルクに反力トルクが一致する
ように、操作用アクチュエータを制御することができ
る。よって、低車速域と中高車速域との境界で操作用ア
クチュエータの制御量が急変することがなく、且つ、車
両の挙動変化に応じて操作用アクチュエータを制御する
ことで、ドライバーの操作トルクに応じて車両を操るこ
とができる。
【００１１】予め設定した車速未満では、その検出した
操作部材の操作量に応じた目標舵角を、その操作部材の
操作量と目標舵角との記憶した関係に基づき演算すると
共に、舵角修正値を零とするのが好ましい。これによ
り、低車速域においてヨーレートや横加速度が小さく車
両の挙動指標値が殆ど発生しない場合は、操作トルクに
応じて目標舵角が定められ、中高車速域において車両の
挙動指標値が大きくなる場合は、目標挙動指標値に対応
する舵角設定値と、目標挙動指標値と実際の挙動指標値
との偏差に対応する舵角修正値との和が目標舵角とさ
れ、その目標舵角に舵角が一致するように操舵用アクチ
ュエータを制御できる。そして、低車速域と中高車速域
との境界で操舵用アクチュエータの制御量を等しくし、
車両挙動が不安定になるのを防止できる。
操作部材の操作量に応じた目標舵角を、その操作部材の
操作量と目標舵角との記憶した関係に基づき演算すると
共に、舵角修正値を零とするのが好ましい。これによ
り、低車速域においてヨーレートや横加速度が小さく車
両の挙動指標値が殆ど発生しない場合は、操作トルクに
応じて目標舵角が定められ、中高車速域において車両の
挙動指標値が大きくなる場合は、目標挙動指標値に対応
する舵角設定値と、目標挙動指標値と実際の挙動指標値
との偏差に対応する舵角修正値との和が目標舵角とさ
れ、その目標舵角に舵角が一致するように操舵用アクチ
ュエータを制御できる。そして、低車速域と中高車速域
との境界で操舵用アクチュエータの制御量を等しくし、
車両挙動が不安定になるのを防止できる。
【００１２】その挙動指標値として、車両の横加速度を
Ｇｙ、車両のヨーレートをγ、車速をＶ、横加速度加重
比をＫ１、ヨーレート加重比をＫ２、Ｋ１＋Ｋ２＝１と
した場合に、Ｄ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖであらわさ
れる値Ｄが求められ、その目標挙動指標値と舵角設定値
との記憶される関係は、舵角に対する挙動指標値の伝達
関数の逆関数に対応するものとされ、その舵角に対する
挙動指標値の伝達関数は、舵角変化に対する車両挙動の
過渡応答に対応するように、車両の横加速度とヨーレー
トと舵角と車速とを未知数として含む予め求められた運
動方程式に基づき、そのＫ１およびＫ２の中の少なくと
も一方を含むように導出されているのが好ましい。これ
により、目標挙動指標値と舵角設定値との関係が、舵角
変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝達関
数の逆関数に対応するので、その過渡応答の速応性およ
び安定性をフィードフォワード制御により向上し、操舵
フィーリングや車両挙動の安定性を向上できる。
Ｇｙ、車両のヨーレートをγ、車速をＶ、横加速度加重
比をＫ１、ヨーレート加重比をＫ２、Ｋ１＋Ｋ２＝１と
した場合に、Ｄ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖであらわさ
れる値Ｄが求められ、その目標挙動指標値と舵角設定値
との記憶される関係は、舵角に対する挙動指標値の伝達
関数の逆関数に対応するものとされ、その舵角に対する
挙動指標値の伝達関数は、舵角変化に対する車両挙動の
過渡応答に対応するように、車両の横加速度とヨーレー
トと舵角と車速とを未知数として含む予め求められた運
動方程式に基づき、そのＫ１およびＫ２の中の少なくと
も一方を含むように導出されているのが好ましい。これ
により、目標挙動指標値と舵角設定値との関係が、舵角
変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝達関
数の逆関数に対応するので、その過渡応答の速応性およ
び安定性をフィードフォワード制御により向上し、操舵
フィーリングや車両挙動の安定性を向上できる。
【００１３】その目標挙動指標値と挙動指標値との偏差
と舵角修正値との記憶される関係は、舵角に対する挙動
指標値の前記伝達関数の逆関数に対応するものとされて
いるのが好ましい。これにより、目標挙動指標値と挙動
指標値との偏差と舵角修正値との関係が、舵角変化に対
する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝達関数の逆関
数に対応するので、その過渡応答の速応性および安定性
をフィードバック制御により向上し、操舵フィーリング
や車両挙動の安定性を向上できる。
と舵角修正値との記憶される関係は、舵角に対する挙動
指標値の前記伝達関数の逆関数に対応するものとされて
いるのが好ましい。これにより、目標挙動指標値と挙動
指標値との偏差と舵角修正値との関係が、舵角変化に対
する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝達関数の逆関
数に対応するので、その過渡応答の速応性および安定性
をフィードバック制御により向上し、操舵フィーリング
や車両挙動の安定性を向上できる。
【００１４】そのＫ１およびＫ２は、舵角変化に対する
車両挙動の過渡応答が車速に関わらず予め求めた一定の
応答に対応するように、車速の関数とされているのが好
ましい。これにより、舵角変化に対する車両挙動の過渡
応答を、規範とする応答に対応させ、その過渡応答特性
の改善を図ることができる。
車両挙動の過渡応答が車速に関わらず予め求めた一定の
応答に対応するように、車速の関数とされているのが好
ましい。これにより、舵角変化に対する車両挙動の過渡
応答を、規範とする応答に対応させ、その過渡応答特性
の改善を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１〜図７を参照して本発明の第
１実施形態を説明する。図１に示す車両用操舵装置は、
ステアリングホイールを模した操作部材１と、その操作
部材１の回転操作により駆動される操舵用アクチュエー
タ２と、その操舵用アクチュエータ２の動きを、その操
作部材１を車輪４に機械的に連結することなく、その動
きに応じて舵角が変化するように操舵用前方左右車輪４
に伝達するステアリングギヤ３とを備える。
１実施形態を説明する。図１に示す車両用操舵装置は、
ステアリングホイールを模した操作部材１と、その操作
部材１の回転操作により駆動される操舵用アクチュエー
タ２と、その操舵用アクチュエータ２の動きを、その操
作部材１を車輪４に機械的に連結することなく、その動
きに応じて舵角が変化するように操舵用前方左右車輪４
に伝達するステアリングギヤ３とを備える。
【００１６】その操舵用アクチュエータ２は、例えば公
知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。そのステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュエ
ータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド
７の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのス
テアリングロッド７の動きがタイロッド８とナックルア
ーム９を介して車輪４に伝達され、その車輪４のトー角
が変化する。そのステアリングギヤ３は、公知のものを
用いることができ、操舵用アクチュエータ２の動きを舵
角が変化するように車輪４に伝達できれば構成は限定さ
れない。なお、操舵用アクチュエータ２が駆動されてい
ない状態では、車輪４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。
知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。そのステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュエ
ータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド
７の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのス
テアリングロッド７の動きがタイロッド８とナックルア
ーム９を介して車輪４に伝達され、その車輪４のトー角
が変化する。そのステアリングギヤ３は、公知のものを
用いることができ、操舵用アクチュエータ２の動きを舵
角が変化するように車輪４に伝達できれば構成は限定さ
れない。なお、操舵用アクチュエータ２が駆動されてい
ない状態では、車輪４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】その操作部材１は、車体側により回転可能
に支持される回転シャフト１０に連結されている。その
操作部材１に作用する反力トルクを発生する操作用アク
チュエータ１９が設けられている。その操作用アクチュ
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。
に支持される回転シャフト１０に連結されている。その
操作部材１に作用する反力トルクを発生する操作用アク
チュエータ１９が設けられている。その操作用アクチュ
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。
【００１８】その操作部材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
弾力を付与するバネにより構成できる。上記操作用アク
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、その弾力により操作部材１は直進操舵位置に
復帰する。
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
弾力を付与するバネにより構成できる。上記操作用アク
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、その弾力により操作部材１は直進操舵位置に
復帰する。
【００１９】その操作部材１の回転操作角として、その
回転シャフト１０の回転角を検出する角度センサ１１が
設けられている。その操作部材１に車両のドライバーが
作用させる操作トルクとして、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トルクセンサ１２が設
けられている。車両の舵角を検出する舵角センサ１３
が、その舵角に対応す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により構成されている。車
速を検出する速度センサ１４が設けられている。車両の
横加速度を検出する横加速度センサ１５が設けられてい
る。車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１６
が設けられている。
回転シャフト１０の回転角を検出する角度センサ１１が
設けられている。その操作部材１に車両のドライバーが
作用させる操作トルクとして、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トルクセンサ１２が設
けられている。車両の舵角を検出する舵角センサ１３
が、その舵角に対応す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により構成されている。車
速を検出する速度センサ１４が設けられている。車両の
横加速度を検出する横加速度センサ１５が設けられてい
る。車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１６
が設けられている。
【００２０】その角度センサ１１、トルクセンサ１２、
舵角センサ１３、速度センサ１４、横加速度センサ１
５、ヨーレートセンサ１６は、コンピュータにより構成
される制御装置２０に接続される。その制御装置２０
は、駆動回路２２、２３を介して操舵用アクチュエータ
２と操作用アクチュエータ１９を制御する。
舵角センサ１３、速度センサ１４、横加速度センサ１
５、ヨーレートセンサ１６は、コンピュータにより構成
される制御装置２０に接続される。その制御装置２０
は、駆動回路２２、２３を介して操舵用アクチュエータ
２と操作用アクチュエータ１９を制御する。
【００２１】図２は、車速が予め設定した車速以上であ
る場合における第１実施形態の制御装置２０の制御ブロ
ック線図を示す。この第１実施形態においては、上記角
度センサ１１により検出される回転操作角が操作部材１
の操作量とされる。また、車両の横加速度をＧｙ、車両
のヨーレートをγ、横加速度加重比をＫ１、ヨーレート
加重比をＫ２、車速をＶ、Ｋ１＋Ｋ２＝１として、Ｄ＝
Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖの関係式であらわされる値Ｄ
が、舵角変化による車両の挙動変化に対応する挙動指標
値とされる。その横加速度Ｇｙは上記横加速度センサ１
５により、そのヨーレートγは上記ヨーレートセンサ１
６により、その車速Ｖは上記速度センサ１４によりそれ
ぞれ検知され、その関係式は制御装置２０に記憶され、
その検出値と関係式から挙動指標値Ｄが制御装置２０に
より演算される。なお、Ｋ１とＫ２の比率は、挙動指標
値Ｄが舵角変化による車両の挙動変化に対応するように
設定すればよく、例えばＫ１＝Ｋ２＝０．５といったよ
うに一定としてもよいし、舵角変化による車両の挙動変
化に影響する車速等に応じて変化させてもよい。
る場合における第１実施形態の制御装置２０の制御ブロ
ック線図を示す。この第１実施形態においては、上記角
度センサ１１により検出される回転操作角が操作部材１
の操作量とされる。また、車両の横加速度をＧｙ、車両
のヨーレートをγ、横加速度加重比をＫ１、ヨーレート
加重比をＫ２、車速をＶ、Ｋ１＋Ｋ２＝１として、Ｄ＝
Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖの関係式であらわされる値Ｄ
が、舵角変化による車両の挙動変化に対応する挙動指標
値とされる。その横加速度Ｇｙは上記横加速度センサ１
５により、そのヨーレートγは上記ヨーレートセンサ１
６により、その車速Ｖは上記速度センサ１４によりそれ
ぞれ検知され、その関係式は制御装置２０に記憶され、
その検出値と関係式から挙動指標値Ｄが制御装置２０に
より演算される。なお、Ｋ１とＫ２の比率は、挙動指標
値Ｄが舵角変化による車両の挙動変化に対応するように
設定すればよく、例えばＫ１＝Ｋ２＝０．５といったよ
うに一定としてもよいし、舵角変化による車両の挙動変
化に影響する車速等に応じて変化させてもよい。
【００２２】図２において、Ｔｈは操作トルクのトルク
センサ１２による検出値、Ｔｍは操作用アクチュエータ
１９が発生する反力トルク、Ｔｍ* は目標反力トルク、
δｈは操作トルクＴｈと反力トルクＴｍとの偏差の作用
による操作部材１の回転操作角の角度センサ１１による
検出値、δは舵角の舵角センサ１３による検出値、δFF
は舵角設定値、δFBは舵角修正値、δ* は目標舵角、Ｇ
ｙは横加速度の横加速度センサ１５による検出値、γは
ヨーレートのヨーレートセンサ１６による検出値、Ｖは
車速の速度センサ１４による検出値、Ｄは検出された横
加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖに基づき求められた
車両１００の挙動指標値、Ｄ* は目標挙動指標値、ｉ*
は操舵用アクチュエータ２の駆動電流の目標値、Ｇ１は
δｈに対するＤ* の調節部の伝達関数、Ｇ２はＤ* に対
するδFFの調節部の伝達関数、Ｇ３はＤ* とＤとの偏差
に対するδFBの調節部の伝達関数、Ｇ４はδ* に対する
ｉ*の調節部の伝達関数、Ｇ５はδｈに対するＴｍ* の
調節部の伝達関数である。
センサ１２による検出値、Ｔｍは操作用アクチュエータ
１９が発生する反力トルク、Ｔｍ* は目標反力トルク、
δｈは操作トルクＴｈと反力トルクＴｍとの偏差の作用
による操作部材１の回転操作角の角度センサ１１による
検出値、δは舵角の舵角センサ１３による検出値、δFF
は舵角設定値、δFBは舵角修正値、δ* は目標舵角、Ｇ
ｙは横加速度の横加速度センサ１５による検出値、γは
ヨーレートのヨーレートセンサ１６による検出値、Ｖは
車速の速度センサ１４による検出値、Ｄは検出された横
加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖに基づき求められた
車両１００の挙動指標値、Ｄ* は目標挙動指標値、ｉ*
は操舵用アクチュエータ２の駆動電流の目標値、Ｇ１は
δｈに対するＤ* の調節部の伝達関数、Ｇ２はＤ* に対
するδFFの調節部の伝達関数、Ｇ３はＤ* とＤとの偏差
に対するδFBの調節部の伝達関数、Ｇ４はδ* に対する
ｉ*の調節部の伝達関数、Ｇ５はδｈに対するＴｍ* の
調節部の伝達関数である。
【００２３】その制御装置２０は、角度センサ１１によ
り検出した操作部材１の回転操作角δｈに応じた目標挙
動指標値Ｄ* を、回転操作角δｈと目標挙動指標値Ｄ*
との関係である伝達関数Ｇ１に基づき演算する。その伝
達関数Ｇ１は予め定められて制御装置２０に記憶され
る。本実施形態では、そのδｈに対するＤ* の調節部は
比例制御要素であって、その比例ゲインは車速Ｖに比例
するものとされる。これにより、ＫD1を比例定数として
以下の式が成立する。 Ｄ* ＝Ｇ１・δｈ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖ＝ＫD1・
Ｖ・δｈ よって、操作部材１の回転操作角δｈに対する車両のヨ
ーレートγの比率が車速に関わらず一定となるように、
目標挙動指標値Ｄ* が演算される。その比例定数ＫD1は
最適な制御を行えるように調整され、例えば４／３とさ
れる。なお、伝達関数Ｇ１を定数とすることにより、操
作部材１の回転操作角δｈに対する車両の横加速度Ｇｙ
の比率が車速に関わらず一定となるように、目標挙動指
標値Ｄ* を演算してもよい。
り検出した操作部材１の回転操作角δｈに応じた目標挙
動指標値Ｄ* を、回転操作角δｈと目標挙動指標値Ｄ*
との関係である伝達関数Ｇ１に基づき演算する。その伝
達関数Ｇ１は予め定められて制御装置２０に記憶され
る。本実施形態では、そのδｈに対するＤ* の調節部は
比例制御要素であって、その比例ゲインは車速Ｖに比例
するものとされる。これにより、ＫD1を比例定数として
以下の式が成立する。 Ｄ* ＝Ｇ１・δｈ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖ＝ＫD1・
Ｖ・δｈ よって、操作部材１の回転操作角δｈに対する車両のヨ
ーレートγの比率が車速に関わらず一定となるように、
目標挙動指標値Ｄ* が演算される。その比例定数ＫD1は
最適な制御を行えるように調整され、例えば４／３とさ
れる。なお、伝達関数Ｇ１を定数とすることにより、操
作部材１の回転操作角δｈに対する車両の横加速度Ｇｙ
の比率が車速に関わらず一定となるように、目標挙動指
標値Ｄ* を演算してもよい。
【００２４】その制御装置２０は、その演算した目標挙
動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δ FFを、その目標挙
動指標値Ｄ* と舵角設定値δFFとの関係である伝達関数
Ｇ２に基づき演算する。その伝達関数Ｇ２は予め定めら
れて制御装置２０に記憶される。本実施形態では、その
伝達関数Ｇ２は、舵角に対する横加速度の定常ゲインＧ
D（ｖ）の逆数とされ、δFF＝Ｄ* ／ＧD （ｖ）とな
る。そのゲインＧD （ｖ）は、ＳＦをスタビリティファ
クタ、Ｌをホイールベースとして、次式により定義され
る。 ＧD （ｖ）＝Ｖ2 ／｛（１＋ＳＦ・Ｖ2 ）Ｌ｝ そのＳＦ、Ｌは車両に固有の値であり、例えばＳＦ＝
０．００１１ｓ2 ／ｍ2 、Ｌ＝２．５１２ｍとされる。
動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δ FFを、その目標挙
動指標値Ｄ* と舵角設定値δFFとの関係である伝達関数
Ｇ２に基づき演算する。その伝達関数Ｇ２は予め定めら
れて制御装置２０に記憶される。本実施形態では、その
伝達関数Ｇ２は、舵角に対する横加速度の定常ゲインＧ
D（ｖ）の逆数とされ、δFF＝Ｄ* ／ＧD （ｖ）とな
る。そのゲインＧD （ｖ）は、ＳＦをスタビリティファ
クタ、Ｌをホイールベースとして、次式により定義され
る。 ＧD （ｖ）＝Ｖ2 ／｛（１＋ＳＦ・Ｖ2 ）Ｌ｝ そのＳＦ、Ｌは車両に固有の値であり、例えばＳＦ＝
０．００１１ｓ2 ／ｍ2 、Ｌ＝２．５１２ｍとされる。
【００２５】その制御装置２０は、その演算した目標挙
動指標値Ｄ* と、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖ
の検出値に基づき求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −
Ｄ）を演算し、その偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修
正値δFBを、その偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修正値δFBと
の関係である伝達関数Ｇ３に基づき演算する。その伝達
関数Ｇ３は予め定められて制御装置２０に記憶される。
本実施形態では、その伝達関数Ｇ３は、Ｋｐを比例ゲイ
ン、Ｋｉを積分ゲイン、ｓをラプラス演算子として、Ｐ
Ｉ制御がなされるように（Ｋｐ＋Ｋｉ／ｓ）／Ｇ D
（ｖ）とされる。これにより以下の式が成立する。 δFB＝（Ｋｐ＋Ｋｉ／ｓ）（Ｄ* −Ｄ）／ＧD （ｖ） そのＫｐ、Ｋｉは最適な制御を行えるように調整され、
例えばＫｐ＝３、Ｋｉ＝２０とされる。
動指標値Ｄ* と、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖ
の検出値に基づき求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −
Ｄ）を演算し、その偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修
正値δFBを、その偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修正値δFBと
の関係である伝達関数Ｇ３に基づき演算する。その伝達
関数Ｇ３は予め定められて制御装置２０に記憶される。
本実施形態では、その伝達関数Ｇ３は、Ｋｐを比例ゲイ
ン、Ｋｉを積分ゲイン、ｓをラプラス演算子として、Ｐ
Ｉ制御がなされるように（Ｋｐ＋Ｋｉ／ｓ）／Ｇ D
（ｖ）とされる。これにより以下の式が成立する。 δFB＝（Ｋｐ＋Ｋｉ／ｓ）（Ｄ* −Ｄ）／ＧD （ｖ） そのＫｐ、Ｋｉは最適な制御を行えるように調整され、
例えばＫｐ＝３、Ｋｉ＝２０とされる。
【００２６】その制御装置２０は、その舵角設定値δFF
と舵角修正値δFBの和として目標舵角δ* を演算する。
よって、δ* ＝δFF＋δFB、δFF＝Ｄ* ／ＧD （ｖ）、
Ｄ* ＝ＫD1・Ｖ・δｈであるから、定常状態でδFB＝０
である時、目標舵角δ* と操作部材１の回転操作角δｈ
との関係は次式の通りとなる。 δ* ＝｛ＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）｝δｈ
と舵角修正値δFBの和として目標舵角δ* を演算する。
よって、δ* ＝δFF＋δFB、δFF＝Ｄ* ／ＧD （ｖ）、
Ｄ* ＝ＫD1・Ｖ・δｈであるから、定常状態でδFB＝０
である時、目標舵角δ* と操作部材１の回転操作角δｈ
との関係は次式の通りとなる。 δ* ＝｛ＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）｝δｈ
【００２７】その制御装置２０は、その演算した目標舵
角δ* に対応する操舵用アクチュエータ２の目標駆動電
流ｉ* を、その目標舵角δ* と目標駆動電流ｉ* との関
係である伝達関数Ｇ４に基づき演算する。その伝達関数
Ｇ４は予め定められて制御装置２０に記憶される。その
目標駆動電流ｉ* に応じて操舵用アクチュエータ２が駆
動される。これにより、舵角δが目標舵角δ* に対応す
るように操舵用アクチュエータ２が制御装置２０により
制御される。その伝達関数Ｇ４は、例えばＫｂをゲイ
ン、Ｔｂを時定数として、ＰＩ制御がなされるようにＧ
４＝Ｋｂ〔１＋１／（Ｔｂ・ｓ）〕とされ、そのゲイン
Ｋｂ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。
角δ* に対応する操舵用アクチュエータ２の目標駆動電
流ｉ* を、その目標舵角δ* と目標駆動電流ｉ* との関
係である伝達関数Ｇ４に基づき演算する。その伝達関数
Ｇ４は予め定められて制御装置２０に記憶される。その
目標駆動電流ｉ* に応じて操舵用アクチュエータ２が駆
動される。これにより、舵角δが目標舵角δ* に対応す
るように操舵用アクチュエータ２が制御装置２０により
制御される。その伝達関数Ｇ４は、例えばＫｂをゲイ
ン、Ｔｂを時定数として、ＰＩ制御がなされるようにＧ
４＝Ｋｂ〔１＋１／（Ｔｂ・ｓ）〕とされ、そのゲイン
Ｋｂ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。
【００２８】その制御装置２０は、その角度センサ１１
により検出した操作部材１の回転操作角δｈに応じた目
標反力トルクＴｍ* を、その回転操作角δｈと目標反力
トルクＴｍ* との関係である伝達関数Ｇ５に基づき演算
する。その伝達関数Ｇ５は予め定められて制御装置２０
に記憶される。その反力トルクＴｍが目標反力トルクＴ
ｍ* に対応するように操作用アクチュエータ１９が制御
装置２０により制御される。本実施形態では、その回転
操作角δｈに対する目標反力トルクＴｍ* の調節部は比
例制御要素とされ、その比例ゲインＫｔは車速に関わり
なく一定とされる。なお、反力トルクが過大になること
がないように、目標反力トルクＴｍ* の絶対値が予め定
めた上限値、例えば１０Ｎ・ｍを超えないようにしても
よい。
により検出した操作部材１の回転操作角δｈに応じた目
標反力トルクＴｍ* を、その回転操作角δｈと目標反力
トルクＴｍ* との関係である伝達関数Ｇ５に基づき演算
する。その伝達関数Ｇ５は予め定められて制御装置２０
に記憶される。その反力トルクＴｍが目標反力トルクＴ
ｍ* に対応するように操作用アクチュエータ１９が制御
装置２０により制御される。本実施形態では、その回転
操作角δｈに対する目標反力トルクＴｍ* の調節部は比
例制御要素とされ、その比例ゲインＫｔは車速に関わり
なく一定とされる。なお、反力トルクが過大になること
がないように、目標反力トルクＴｍ* の絶対値が予め定
めた上限値、例えば１０Ｎ・ｍを超えないようにしても
よい。
【００２９】図３は、車速が上記予め設定した車速Ｖａ
未満である場合における第１実施形態の制御装置２０の
制御ブロック線図を示す。この図３において、Ｇ６はδ
ｈに対するδ* の調節部の伝達関数であり、舵角修正値
δFBは０とされる。他は図２と同様である。その予め設
定する車速Ｖａは、その車速Ｖａ以上であれば求めた挙
動指標値Ｄに基づき目標舵角δ* を適正に設定できるよ
うに定めればよく、例えば２．７８ｍ／ｓとされる。制
御装置２０は、その角度センサ１１により検出した操作
部材１の回転操作角δｈに応じた目標舵角δ* を、その
回転操作角δｈと目標舵角δ* との関係である伝達関数
Ｇ６に基づき演算する。その伝達関数Ｇ６は予め定めら
れて制御装置２０に記憶される。本実施形態では、その
δｈに対するδ* の調節部は比例制御要素とされ、その
比例ゲインＫａ（ｖ）は車速Ｖの関数とされ、これによ
り以下の式が成立する。δ* ＝Ｋａ（ｖ）・δｈまた、
その予め設定した車速Ｖａにおいては、その伝達関数Ｇ
６に基づき求めた目標舵角δ* と、上記伝達関数Ｇ１、
Ｇ２に基づき求めた舵角設定値δFFとを等しくしてい
る。これにより以下の式が成立する。 δ* ＝δFF＝｛ＫD1・Ｖａ・／ＧD （ｖ）｝δｈ＝Ｋａ
（ｖ）・δｈ そのＫａ（ｖ）の値は、例えば車速Ｖ＝０ｍ／ｓにおけ
る値を設定し、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓにおける｛ＫD1・Ｖ
ａ・／ＧD （ｖ）｝の値との間を補間することにより求
める。
未満である場合における第１実施形態の制御装置２０の
制御ブロック線図を示す。この図３において、Ｇ６はδ
ｈに対するδ* の調節部の伝達関数であり、舵角修正値
δFBは０とされる。他は図２と同様である。その予め設
定する車速Ｖａは、その車速Ｖａ以上であれば求めた挙
動指標値Ｄに基づき目標舵角δ* を適正に設定できるよ
うに定めればよく、例えば２．７８ｍ／ｓとされる。制
御装置２０は、その角度センサ１１により検出した操作
部材１の回転操作角δｈに応じた目標舵角δ* を、その
回転操作角δｈと目標舵角δ* との関係である伝達関数
Ｇ６に基づき演算する。その伝達関数Ｇ６は予め定めら
れて制御装置２０に記憶される。本実施形態では、その
δｈに対するδ* の調節部は比例制御要素とされ、その
比例ゲインＫａ（ｖ）は車速Ｖの関数とされ、これによ
り以下の式が成立する。δ* ＝Ｋａ（ｖ）・δｈまた、
その予め設定した車速Ｖａにおいては、その伝達関数Ｇ
６に基づき求めた目標舵角δ* と、上記伝達関数Ｇ１、
Ｇ２に基づき求めた舵角設定値δFFとを等しくしてい
る。これにより以下の式が成立する。 δ* ＝δFF＝｛ＫD1・Ｖａ・／ＧD （ｖ）｝δｈ＝Ｋａ
（ｖ）・δｈ そのＫａ（ｖ）の値は、例えば車速Ｖ＝０ｍ／ｓにおけ
る値を設定し、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓにおける｛ＫD1・Ｖ
ａ・／ＧD （ｖ）｝の値との間を補間することにより求
める。
【００３０】図４における実線は、車速が上記設定車速
Ｖａ以上におけるＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）と車速Ｖとの
関係と、車速が上記設定車速Ｖａ未満におけるＫａ
（ｖ）と車速Ｖとの関係を示す。この図４においては、
ＫD1＝４／３、ＳＦ＝０．００１１ｓ2 ／ｍ2 、Ｌ＝
２．５１２ｍとした。またＫａ（ｖ）の値は、Ｖ＝０ｍ
／ｓにおいて１．２８とし、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓにおけ
るＫD1・Ｖａ・／ＧD （ｖ）の値との間を直線補間する
ことにより求めた。この場合、車速ＶがＶａを超える一
定値Ｖｂ＝３３．３ｍ／ｓまでは、車速Ｖの増加に従っ
てＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）が減少するが、その一定車速
Ｖｂを超えると車速Ｖの増加に従ってＫD1・Ｖ・／ＧD
（ｖ）が増加する。そこで、その一定車速Ｖｂ以上では
回転操作角δｈに対する目標舵角δ* の定常ゲインの値
を一定とし、その一定の定常ゲインとして一定車速Ｖｂ
でのＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）の値を用い、車両挙動が不
安定になるのを防止している。
Ｖａ以上におけるＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）と車速Ｖとの
関係と、車速が上記設定車速Ｖａ未満におけるＫａ
（ｖ）と車速Ｖとの関係を示す。この図４においては、
ＫD1＝４／３、ＳＦ＝０．００１１ｓ2 ／ｍ2 、Ｌ＝
２．５１２ｍとした。またＫａ（ｖ）の値は、Ｖ＝０ｍ
／ｓにおいて１．２８とし、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓにおけ
るＫD1・Ｖａ・／ＧD （ｖ）の値との間を直線補間する
ことにより求めた。この場合、車速ＶがＶａを超える一
定値Ｖｂ＝３３．３ｍ／ｓまでは、車速Ｖの増加に従っ
てＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）が減少するが、その一定車速
Ｖｂを超えると車速Ｖの増加に従ってＫD1・Ｖ・／ＧD
（ｖ）が増加する。そこで、その一定車速Ｖｂ以上では
回転操作角δｈに対する目標舵角δ* の定常ゲインの値
を一定とし、その一定の定常ゲインとして一定車速Ｖｂ
でのＫD1・Ｖ・／ＧD （ｖ）の値を用い、車両挙動が不
安定になるのを防止している。
【００３１】図５のフローチャートを参照して上記第１
実施形態の制御装置２０による制御手順を説明する。ま
ず、各センサによる検出データを読み込む（ステップ
１）。
実施形態の制御装置２０による制御手順を説明する。ま
ず、各センサによる検出データを読み込む（ステップ
１）。
【００３２】次に、検出した回転操作角δｈに応じて目
標反力トルクＴｍ* を演算し（ステップ２）、その目標
反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するように操
作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ３）。
標反力トルクＴｍ* を演算し（ステップ２）、その目標
反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するように操
作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ３）。
【００３３】次に、車速Ｖが設定値Ｖａ以上か否かを判
断する（ステップ４）。
断する（ステップ４）。
【００３４】ステップ４において車速Ｖが設定値Ｖａ以
上である場合、検出した回転操作角δｈに応じて目標挙
動指標値Ｄ* を演算し（ステップ５）、その演算した目
標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFを演算し
（ステップ６）、その演算した目標挙動指標値Ｄ* と、
横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出値に基づき
求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）を演算し、そ
の偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正値δFBを演算し
（ステップ７）、その舵角設定値δFFと舵角修正値δFB
の和として目標舵角δ* を演算する（ステップ８）。
上である場合、検出した回転操作角δｈに応じて目標挙
動指標値Ｄ* を演算し（ステップ５）、その演算した目
標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFを演算し
（ステップ６）、その演算した目標挙動指標値Ｄ* と、
横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出値に基づき
求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）を演算し、そ
の偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正値δFBを演算し
（ステップ７）、その舵角設定値δFFと舵角修正値δFB
の和として目標舵角δ* を演算する（ステップ８）。
【００３５】次に、その演算した目標舵角δ* に対応す
る操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算し
（ステップ９）、その目標駆動電流ｉ* に応じて操舵用
アクチュエータ２を駆動することで、舵角δが目標舵角
δ* に対応するように操舵用アクチュエータ２を制御す
る（ステップ１０）。
る操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算し
（ステップ９）、その目標駆動電流ｉ* に応じて操舵用
アクチュエータ２を駆動することで、舵角δが目標舵角
δ* に対応するように操舵用アクチュエータ２を制御す
る（ステップ１０）。
【００３６】次に、制御を終了するか否かを、例えば車
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ１１）、終了しない場合はステップ１に戻
る。
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ１１）、終了しない場合はステップ１に戻
る。
【００３７】ステップ４において車速Ｖが設定値Ｖａ未
満である場合、検出した回転操作角δｈに応じて目標舵
角δ* を演算し（ステップ１２）、しかる後にステップ
９において目標舵角δ* に対応する操舵用アクチュエー
タ２の目標駆動電流ｉ* を演算する。
満である場合、検出した回転操作角δｈに応じて目標舵
角δ* を演算し（ステップ１２）、しかる後にステップ
９において目標舵角δ* に対応する操舵用アクチュエー
タ２の目標駆動電流ｉ* を演算する。
【００３８】上記構成によれば、回転操作角δｈに応じ
た目標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFと、そ
の目標挙動指標値Ｄ* と求めた挙動指標値Ｄとの偏差
（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正値δFBとの和である目
標舵角δ* に対応するように、操舵用アクチュエータ２
を制御する。その舵角設定値δFFは目標舵角δ* におけ
るフィードフォワード項に対応し、その舵角修正値δFB
はフィードバック項に対応することから、フィードフォ
ワード制御とフィードバック制御の統合制御が行われ
る。これにより、車両の舵角δを操作部材１の操作量に
応じて変化させ、且つ、車両の挙動変化に応じて操舵用
アクチュエータ２を制御することで車両挙動の最適化を
図ることができる。また、目標挙動指標値Ｄ* の演算に
際して、操作部材１の操作量に対する車両のヨーレート
γの比率が車速に関わらず一定とされることで操作性を
向上することができる。さらに、低車速域においてヨー
レートγ、横加速度Ｇｙが小さく車両の挙動指標値Ｄが
殆ど発生しない場合は、回転操作角δｈに応じて目標舵
角δ* が定められ、中高車速域において車両の挙動指標
値Ｄが大きくなる場合は、目標挙動指標値Ｄ* に対応す
る舵角設定値δFFと、その目標挙動指標値Ｄ* と実際の
挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正
値δFBとの和が目標舵角δ* とされ、その目標舵角δ*
に舵角が一致するように操舵用アクチュエータ２を制御
する。そして、低車速域と中高車速域との境界（設定車
速Ｖａ）で操舵用アクチュエータ２の制御量を等しくし
たので、車両挙動が不安定になるのを防止できる。
た目標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFと、そ
の目標挙動指標値Ｄ* と求めた挙動指標値Ｄとの偏差
（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正値δFBとの和である目
標舵角δ* に対応するように、操舵用アクチュエータ２
を制御する。その舵角設定値δFFは目標舵角δ* におけ
るフィードフォワード項に対応し、その舵角修正値δFB
はフィードバック項に対応することから、フィードフォ
ワード制御とフィードバック制御の統合制御が行われ
る。これにより、車両の舵角δを操作部材１の操作量に
応じて変化させ、且つ、車両の挙動変化に応じて操舵用
アクチュエータ２を制御することで車両挙動の最適化を
図ることができる。また、目標挙動指標値Ｄ* の演算に
際して、操作部材１の操作量に対する車両のヨーレート
γの比率が車速に関わらず一定とされることで操作性を
向上することができる。さらに、低車速域においてヨー
レートγ、横加速度Ｇｙが小さく車両の挙動指標値Ｄが
殆ど発生しない場合は、回転操作角δｈに応じて目標舵
角δ* が定められ、中高車速域において車両の挙動指標
値Ｄが大きくなる場合は、目標挙動指標値Ｄ* に対応す
る舵角設定値δFFと、その目標挙動指標値Ｄ* と実際の
挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正
値δFBとの和が目標舵角δ* とされ、その目標舵角δ*
に舵角が一致するように操舵用アクチュエータ２を制御
する。そして、低車速域と中高車速域との境界（設定車
速Ｖａ）で操舵用アクチュエータ２の制御量を等しくし
たので、車両挙動が不安定になるのを防止できる。
【００３９】図６〜図８を参照して本発明の第２実施形
態を説明する。図６は、車速が予め設定した車速Ｖａ以
上である場合における第２実施形態の制御装置２０の制
御ブロック線図を示す。この第２実施形態においては、
車両のドライバーが操作部材１に作用させる操作トルク
Ｔｈが操作部材１の操作量とされる。図６において、Ｇ
１１はＴｈに対するＤ* の調節部の伝達関数である。他
は図２と同様である。
態を説明する。図６は、車速が予め設定した車速Ｖａ以
上である場合における第２実施形態の制御装置２０の制
御ブロック線図を示す。この第２実施形態においては、
車両のドライバーが操作部材１に作用させる操作トルク
Ｔｈが操作部材１の操作量とされる。図６において、Ｇ
１１はＴｈに対するＤ* の調節部の伝達関数である。他
は図２と同様である。
【００４０】制御装置２０は、トルクセンサ１２により
検出した操作部材１の操作トルクＴｈに応じた目標挙動
指標値Ｄ* を、操作トルクＴｈと目標挙動指標値Ｄ* と
の関係である伝達関数Ｇ１１に基づき演算する。その伝
達関数Ｇ１１は予め定められて制御装置２０に記憶され
る。本実施形態では、そのＴｈに対するＤ* の調節部は
比例制御要素とされ、その比例ゲインは車速Ｖに比例す
るものとされる。これにより、ＫD2を比例定数として以
下の式が成立する。 Ｄ* ＝Ｇ１１・Ｔｈ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖ＝ＫD2
・Ｖ・Ｔｈ よって、操作部材１の操作トルクＴｈに対する車両のヨ
ーレートγの比率が車速に関わらず一定となるように、
目標挙動指標値Ｄ* が演算される。その比例定数ＫD2は
最適な制御を行えるように調整され、例えばπ／２２．
５とされる。δ* ＝δFF＋δFB、δFF＝Ｄ* ／ＧD
（ｖ）、Ｄ* ＝ＫD2・Ｖ・Ｔｈであるから、定常状態で
δFB＝０である時、目標舵角δ* と操作部材１の操作ト
ルクＴｈとの関係は次式の通りとなる。 δ* ＝｛ＫD2・Ｖ・／ＧD （ｖ）｝Ｔｈ なお、伝達関数Ｇ１１を定数とすることにより、操作部
材１の操作トルクＴｈに対する車両の横加速度Ｇｙの比
率が車速に関わらず一定となるように、目標挙動指標値
Ｄ* を演算してもよい。
検出した操作部材１の操作トルクＴｈに応じた目標挙動
指標値Ｄ* を、操作トルクＴｈと目標挙動指標値Ｄ* と
の関係である伝達関数Ｇ１１に基づき演算する。その伝
達関数Ｇ１１は予め定められて制御装置２０に記憶され
る。本実施形態では、そのＴｈに対するＤ* の調節部は
比例制御要素とされ、その比例ゲインは車速Ｖに比例す
るものとされる。これにより、ＫD2を比例定数として以
下の式が成立する。 Ｄ* ＝Ｇ１１・Ｔｈ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖ＝ＫD2
・Ｖ・Ｔｈ よって、操作部材１の操作トルクＴｈに対する車両のヨ
ーレートγの比率が車速に関わらず一定となるように、
目標挙動指標値Ｄ* が演算される。その比例定数ＫD2は
最適な制御を行えるように調整され、例えばπ／２２．
５とされる。δ* ＝δFF＋δFB、δFF＝Ｄ* ／ＧD
（ｖ）、Ｄ* ＝ＫD2・Ｖ・Ｔｈであるから、定常状態で
δFB＝０である時、目標舵角δ* と操作部材１の操作ト
ルクＴｈとの関係は次式の通りとなる。 δ* ＝｛ＫD2・Ｖ・／ＧD （ｖ）｝Ｔｈ なお、伝達関数Ｇ１１を定数とすることにより、操作部
材１の操作トルクＴｈに対する車両の横加速度Ｇｙの比
率が車速に関わらず一定となるように、目標挙動指標値
Ｄ* を演算してもよい。
【００４１】図７は、車速が上記予め設定した車速Ｖａ
未満である場合における第２実施形態の制御装置２０の
制御ブロック線図を示す。この図７において、Ｇ１２は
Ｔｈに対するδ* の調節部の伝達関数であり、舵角修正
値δFBは０とされる。他は図６と同様である。制御装置
２０は、そのトルクセンサ１２より検出した操作部材１
の操作トルクＴｈに応じた目標舵角δ* を、その操作ト
ルクＴｈと目標舵角δ* との関係である伝達関数Ｇ１２
に基づき演算する。その伝達関数Ｇ１２は予め定められ
て制御装置２０に記憶される。本実施形態では、そのＴ
ｈに対するδ* の調節部は比例制御要素とされ、その比
例ゲインＫｂ（ｖ）は車速Ｖの関数とされ、次式が成立
する。 δ* ＝Ｋｂ（ｖ）・Ｔｈ また、その予め設定した車速Ｖａにおいては、その伝達
関数Ｇ１２に基づき求めた目標舵角δ* と、上記伝達関
数Ｇ１１、Ｇ２に基づき求めた舵角設定値δFFとを等し
くしている。これにより以下の式が成立する。 δ* ＝δFF＝｛ＫD2・Ｖａ・／ＧD （ｖ）｝Ｔｈ＝Ｋｂ
（ｖ）・Ｔｈ そのＫｂ（ｖ）の値は、例えば車速Ｖ＝０ｍ／ｓにおけ
る値を設定し、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓにおけるＫD2・Ｖａ
・／ＧD （ｖ）の値との間を補間することにより求め
る。
未満である場合における第２実施形態の制御装置２０の
制御ブロック線図を示す。この図７において、Ｇ１２は
Ｔｈに対するδ* の調節部の伝達関数であり、舵角修正
値δFBは０とされる。他は図６と同様である。制御装置
２０は、そのトルクセンサ１２より検出した操作部材１
の操作トルクＴｈに応じた目標舵角δ* を、その操作ト
ルクＴｈと目標舵角δ* との関係である伝達関数Ｇ１２
に基づき演算する。その伝達関数Ｇ１２は予め定められ
て制御装置２０に記憶される。本実施形態では、そのＴ
ｈに対するδ* の調節部は比例制御要素とされ、その比
例ゲインＫｂ（ｖ）は車速Ｖの関数とされ、次式が成立
する。 δ* ＝Ｋｂ（ｖ）・Ｔｈ また、その予め設定した車速Ｖａにおいては、その伝達
関数Ｇ１２に基づき求めた目標舵角δ* と、上記伝達関
数Ｇ１１、Ｇ２に基づき求めた舵角設定値δFFとを等し
くしている。これにより以下の式が成立する。 δ* ＝δFF＝｛ＫD2・Ｖａ・／ＧD （ｖ）｝Ｔｈ＝Ｋｂ
（ｖ）・Ｔｈ そのＫｂ（ｖ）の値は、例えば車速Ｖ＝０ｍ／ｓにおけ
る値を設定し、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓにおけるＫD2・Ｖａ
・／ＧD （ｖ）の値との間を補間することにより求め
る。
【００４２】図４における２点鎖線は、車速が上記設定
車速Ｖａ以上におけるＫD2・Ｖ・／Ｇ D （ｖ）×１０と
車速Ｖとの関係と、車速が上記設定車速Ｖａ未満におけ
るＫｂ（ｖ）×１０と車速Ｖとの関係とを示す。ここで
は、ＫD2＝π／２２．５、ＳＦ＝０．００１１ｓ2 ／ｍ
2 、Ｌ＝２．５１２ｍとした。Ｋｂ（ｖ）の値は、Ｖ＝
０ｍ／ｓにおいて０．１３４とし、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓ
におけるＫD2・Ｖａ・／ＧD （ｖ）の値との間を直線補
間により求めた。この場合、車速ＶがＶａを超える一定
値Ｖｂ＝３３．３ｍ／ｓまでは、車速Ｖの増加に従って
ＫD2・Ｖ・／ＧD （ｖ）が減少するが、その一定車速Ｖ
ｂを超えると車速Ｖの増加に従ってＫD2・Ｖ・／ＧD
（ｖ）が増加する。そこで、その一定車速Ｖｂ以上では
操作トルクＴｈに対する目標舵角δ* の定常ゲインを一
定とし、その一定の定常ゲインとして一定車速Ｖｂでの
ＫD2・Ｖ・／ＧD （ｖ）の値を用い、車両挙動が不安定
になるのを防止している。
車速Ｖａ以上におけるＫD2・Ｖ・／Ｇ D （ｖ）×１０と
車速Ｖとの関係と、車速が上記設定車速Ｖａ未満におけ
るＫｂ（ｖ）×１０と車速Ｖとの関係とを示す。ここで
は、ＫD2＝π／２２．５、ＳＦ＝０．００１１ｓ2 ／ｍ
2 、Ｌ＝２．５１２ｍとした。Ｋｂ（ｖ）の値は、Ｖ＝
０ｍ／ｓにおいて０．１３４とし、Ｖ＝２．７８ｍ／ｓ
におけるＫD2・Ｖａ・／ＧD （ｖ）の値との間を直線補
間により求めた。この場合、車速ＶがＶａを超える一定
値Ｖｂ＝３３．３ｍ／ｓまでは、車速Ｖの増加に従って
ＫD2・Ｖ・／ＧD （ｖ）が減少するが、その一定車速Ｖ
ｂを超えると車速Ｖの増加に従ってＫD2・Ｖ・／ＧD
（ｖ）が増加する。そこで、その一定車速Ｖｂ以上では
操作トルクＴｈに対する目標舵角δ* の定常ゲインを一
定とし、その一定の定常ゲインとして一定車速Ｖｂでの
ＫD2・Ｖ・／ＧD （ｖ）の値を用い、車両挙動が不安定
になるのを防止している。
【００４３】図８のフローチャートを参照して上記第２
実施形態の制御装置２０による制御手順を説明する。ま
ず、各センサによる検出データを読み込む（ステップ１
０１）。
実施形態の制御装置２０による制御手順を説明する。ま
ず、各センサによる検出データを読み込む（ステップ１
０１）。
【００４４】次に、検出した回転操作角δｈに応じて目
標反力トルクＴｍ* を演算し（ステップ１０２）、その
目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するよう
に操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ１０
３）。
標反力トルクＴｍ* を演算し（ステップ１０２）、その
目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するよう
に操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ１０
３）。
【００４５】次に、車速Ｖが設定値Ｖａ以上か否かを判
断する（ステップ１０４）。
断する（ステップ１０４）。
【００４６】ステップ１０４において車速Ｖが設定値Ｖ
ａ以上である場合、検出した操作トルクＴｈに応じて目
標挙動指標値Ｄ* を演算し（ステップ１０５）、その演
算した目標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFを
演算し（ステップ１０６）、その演算した目標挙動指標
値Ｄ* と、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出
値に基づき求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）を
演算し、その偏差（Ｄ*−Ｄ）に対応する舵角修正値δ
FBを演算し（ステップ１０７）、その舵角設定値δFFと
舵角修正値δFBの和として目標舵角δ* を演算する（ス
テップ１０８）。
ａ以上である場合、検出した操作トルクＴｈに応じて目
標挙動指標値Ｄ* を演算し（ステップ１０５）、その演
算した目標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFを
演算し（ステップ１０６）、その演算した目標挙動指標
値Ｄ* と、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出
値に基づき求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）を
演算し、その偏差（Ｄ*−Ｄ）に対応する舵角修正値δ
FBを演算し（ステップ１０７）、その舵角設定値δFFと
舵角修正値δFBの和として目標舵角δ* を演算する（ス
テップ１０８）。
【００４７】次に、その演算した目標舵角δ* に対応す
る操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算し
（ステップ１０９）、その目標駆動電流ｉ* に応じて操
舵用アクチュエータ２を駆動することで、舵角δが目標
舵角δ* に対応するように操舵用アクチュエータ２を制
御する（ステップ１１０）。
る操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算し
（ステップ１０９）、その目標駆動電流ｉ* に応じて操
舵用アクチュエータ２を駆動することで、舵角δが目標
舵角δ* に対応するように操舵用アクチュエータ２を制
御する（ステップ１１０）。
【００４８】次に、制御を終了するか否かを、例えば車
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ１１１）、終了しない場合はステップ１０１
に戻る。
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ１１１）、終了しない場合はステップ１０１
に戻る。
【００４９】ステップ１０４において車速Ｖが設定値Ｖ
ａ未満である場合、検出した操作トルクＴｈに応じて目
標舵角δ* を演算し（ステップ１１２）、しかる後にス
テップ１０９において目標舵角δ* に対応する操舵用ア
クチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算する。他は第
１実施形態と同様である。
ａ未満である場合、検出した操作トルクＴｈに応じて目
標舵角δ* を演算し（ステップ１１２）、しかる後にス
テップ１０９において目標舵角δ* に対応する操舵用ア
クチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算する。他は第
１実施形態と同様である。
【００５０】上記第２実施形態によれば、第１実施形態
と同様の作用効果を奏することができる。さらに、操作
部材１の操作量としてドライバーが操作部材１に作用さ
せる操作トルクを採用している。これにより、反力トル
クにより操作部材１の過剰な操作を抑制できるだけでな
く、ドライバーが操作トルクを作用させてから舵角が変
化するまでの間の遅れを低減できるので、ドライバーの
操作に対する舵角変化の応答性が向上し、高車速域での
急操舵に対しても車両姿勢の立て直しが容易になり走行
安定性を向上できる。
と同様の作用効果を奏することができる。さらに、操作
部材１の操作量としてドライバーが操作部材１に作用さ
せる操作トルクを採用している。これにより、反力トル
クにより操作部材１の過剰な操作を抑制できるだけでな
く、ドライバーが操作トルクを作用させてから舵角が変
化するまでの間の遅れを低減できるので、ドライバーの
操作に対する舵角変化の応答性が向上し、高車速域での
急操舵に対しても車両姿勢の立て直しが容易になり走行
安定性を向上できる。
【００５１】図９、図１０を参照して本発明の第３実施
形態を説明する。図９は、車速が予め設定した車速Ｖａ
以上である場合における第３実施形態の制御装置２０の
制御ブロック線図を示す。この第３実施形態において
は、第２実施形態と同様に、車両のドライバーが操作部
材１に作用させる操作トルクＴｈが操作部材１の操作量
とされる。また、その図９において、ＴFFは反力トルク
設定値、δD は挙動対応回転操作角、ＴFBは反力トルク
修正値、Ｇ１３はδｈに対するＴFFの調節部の伝達関
数、Ｇ１４はＤに対するδD の調節部の伝達関数、Ｇ１
５はδｈとδD の偏差に対するＴFBの調節部の伝達関数
である。他は図６と同様である。
形態を説明する。図９は、車速が予め設定した車速Ｖａ
以上である場合における第３実施形態の制御装置２０の
制御ブロック線図を示す。この第３実施形態において
は、第２実施形態と同様に、車両のドライバーが操作部
材１に作用させる操作トルクＴｈが操作部材１の操作量
とされる。また、その図９において、ＴFFは反力トルク
設定値、δD は挙動対応回転操作角、ＴFBは反力トルク
修正値、Ｇ１３はδｈに対するＴFFの調節部の伝達関
数、Ｇ１４はＤに対するδD の調節部の伝達関数、Ｇ１
５はδｈとδD の偏差に対するＴFBの調節部の伝達関数
である。他は図６と同様である。
【００５２】その制御装置２０は、その角度センサ１１
により検出した操作部材１の回転操作角δｈに応じた反
力トルク設定値ＴFFを、その回転操作角δｈと反力トル
ク設定値ＴFFとの関係である伝達関数Ｇ１３に基づき演
算する。その伝達関数Ｇ１３は予め定められて制御装置
２０に記憶される。本実施形態では、その回転操作角δ
ｈに対する反力トルク設定値ＴFFの調節部は比例制御要
素とされ、その比例ゲインＫｔは車速に関わりなく一定
とされ、ＴFF＝Ｋｔ・δｈとされる。なお、反力トルク
が過大になることがないように、反力トルク設定値ＴFF
の絶対値が予め定めた上限値、例えば１０Ｎ・ｍを超え
ないようにしてもよい。
により検出した操作部材１の回転操作角δｈに応じた反
力トルク設定値ＴFFを、その回転操作角δｈと反力トル
ク設定値ＴFFとの関係である伝達関数Ｇ１３に基づき演
算する。その伝達関数Ｇ１３は予め定められて制御装置
２０に記憶される。本実施形態では、その回転操作角δ
ｈに対する反力トルク設定値ＴFFの調節部は比例制御要
素とされ、その比例ゲインＫｔは車速に関わりなく一定
とされ、ＴFF＝Ｋｔ・δｈとされる。なお、反力トルク
が過大になることがないように、反力トルク設定値ＴFF
の絶対値が予め定めた上限値、例えば１０Ｎ・ｍを超え
ないようにしてもよい。
【００５３】その制御装置２０は、横加速度Ｇｙ、ヨー
レートγ、車速Ｖの検出値に基づき求めた挙動指標値Ｄ
に対応する挙動対応回転操作角δD を、その挙動指標値
Ｄと挙動対応回転操作角δD との記憶した関係である伝
達関数Ｇ１４に基づき演算する。その伝達関数Ｇ１４は
予め定められて制御装置２０に記憶される。本実施形態
では、その挙動指標値Ｄに対する挙動対応回転操作角δ
D の調節部は比例制御要素とされ、その比例ゲインは車
速Ｖの関数Ｋδ（ｖ）とされ、δD ＝Ｋδ（ｖ）・Ｄと
なる。定常状態においてはＤ* ＝Ｄ、Ｔｈ＝Ｔｍ＝ＴFF
であり、Ｄ* ＝ＫD2・Ｖ・Ｔｈ、ＴFF＝Ｋｔ・δｈであ
るから、以下の式が成立する。 Ｄ＝ＫD2・Ｖ・Ｋｔ・δｈ よって、操作部材１の回転操作角δｈが車両の挙動に対
応するためには、すなわちδD ＝δｈとなるためには以
下の式が成立しなければならない。 δｈ＝δD ＝Ｄ／ＫD2・Ｖ・Ｋｔ＝Ｋδ（ｖ）・Ｄ よって、Ｋδ（ｖ）＝１／ＫD2・Ｋｔ・Ｖであり、その
ＫD2、Ｋｔは比例定数であるから、Ｋδ（ｖ）は車速Ｖ
に反比例するものとされ、例えばＫδ（ｖ）＝３／４Ｖ
とされる。
レートγ、車速Ｖの検出値に基づき求めた挙動指標値Ｄ
に対応する挙動対応回転操作角δD を、その挙動指標値
Ｄと挙動対応回転操作角δD との記憶した関係である伝
達関数Ｇ１４に基づき演算する。その伝達関数Ｇ１４は
予め定められて制御装置２０に記憶される。本実施形態
では、その挙動指標値Ｄに対する挙動対応回転操作角δ
D の調節部は比例制御要素とされ、その比例ゲインは車
速Ｖの関数Ｋδ（ｖ）とされ、δD ＝Ｋδ（ｖ）・Ｄと
なる。定常状態においてはＤ* ＝Ｄ、Ｔｈ＝Ｔｍ＝ＴFF
であり、Ｄ* ＝ＫD2・Ｖ・Ｔｈ、ＴFF＝Ｋｔ・δｈであ
るから、以下の式が成立する。 Ｄ＝ＫD2・Ｖ・Ｋｔ・δｈ よって、操作部材１の回転操作角δｈが車両の挙動に対
応するためには、すなわちδD ＝δｈとなるためには以
下の式が成立しなければならない。 δｈ＝δD ＝Ｄ／ＫD2・Ｖ・Ｋｔ＝Ｋδ（ｖ）・Ｄ よって、Ｋδ（ｖ）＝１／ＫD2・Ｋｔ・Ｖであり、その
ＫD2、Ｋｔは比例定数であるから、Ｋδ（ｖ）は車速Ｖ
に反比例するものとされ、例えばＫδ（ｖ）＝３／４Ｖ
とされる。
【００５４】その制御装置２０は、その検出した回転操
作角δｈと演算した挙動対応回転操作角δD との偏差
（δｈ−δD ）を演算し、その偏差（δｈ−δD ）に対
応する反力トルク修正値ＴFBを、その偏差（δｈ−δ
D ）と反力トルク修正値ＴFBとの関係である伝達関数Ｇ
１５に基づき演算する。その伝達関数Ｇ１５は予め定め
られて制御装置２０に記憶される。本実施形態では、そ
の伝達関数Ｇ１５は、Ｋｔｐを比例ゲイン、Ｋｔｉを積
分ゲインとして、ＰＩ制御がなされるように（Ｋｔｐ＋
Ｋｔｉ／ｓ）とされる。そのＫｔｐ、Ｋｔｉは最適な制
御を行えるように調整され、例えばＫｔｐ＝１、Ｋｔｉ
＝０．０００５とされる。
作角δｈと演算した挙動対応回転操作角δD との偏差
（δｈ−δD ）を演算し、その偏差（δｈ−δD ）に対
応する反力トルク修正値ＴFBを、その偏差（δｈ−δ
D ）と反力トルク修正値ＴFBとの関係である伝達関数Ｇ
１５に基づき演算する。その伝達関数Ｇ１５は予め定め
られて制御装置２０に記憶される。本実施形態では、そ
の伝達関数Ｇ１５は、Ｋｔｐを比例ゲイン、Ｋｔｉを積
分ゲインとして、ＰＩ制御がなされるように（Ｋｔｐ＋
Ｋｔｉ／ｓ）とされる。そのＫｔｐ、Ｋｔｉは最適な制
御を行えるように調整され、例えばＫｔｐ＝１、Ｋｔｉ
＝０．０００５とされる。
【００５５】その制御装置２０は、その反力トルク設定
値ＴFFと反力トルク修正値ＴFBの和として目標反力トル
クＴｍ* を演算し、その反力トルクＴｍが目標反力トル
クＴｍ * に対応するように操作用アクチュエータ１９が
制御装置２０により制御される。
値ＴFFと反力トルク修正値ＴFBの和として目標反力トル
クＴｍ* を演算し、その反力トルクＴｍが目標反力トル
クＴｍ * に対応するように操作用アクチュエータ１９が
制御装置２０により制御される。
【００５６】この第３実施形態において、車速が予め設
定した車速未満である場合は反力トルク修正値ＴFBが零
とされ、その制御ブロック線図は図７に示す第２実施形
態と同様とされる。
定した車速未満である場合は反力トルク修正値ＴFBが零
とされ、その制御ブロック線図は図７に示す第２実施形
態と同様とされる。
【００５７】図１０のフローチャートを参照して上記第
３実施形態の制御装置２０による制御手順を説明する。
まず、各センサによる検出データを読み込む（ステップ
２０１）。
３実施形態の制御装置２０による制御手順を説明する。
まず、各センサによる検出データを読み込む（ステップ
２０１）。
【００５８】次に、車速Ｖが設定値Ｖａ以上か否かを判
断する（ステップ２０２）。
断する（ステップ２０２）。
【００５９】ステップ２０２において車速Ｖが設定値Ｖ
ａ以上である場合、検出した回転操作角δｈに応じて反
力トルク設定値ＴFFを演算し（ステップ２０３）、横加
速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出値に基づき求め
た挙動指標値Ｄに応じて挙動対応回転操作角δD を演算
し（ステップ２０４）、その回転操作角δｈと挙動対応
回転操作角δD との偏差（δｈ−δD ）に対応する反力
トルク修正値ＴFBを演算し（ステップ２０５）、その反
力トルク設定値ＴFFと反力トルク修正値ＴFBとの和であ
る目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するよ
うに操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ２
０６）。
ａ以上である場合、検出した回転操作角δｈに応じて反
力トルク設定値ＴFFを演算し（ステップ２０３）、横加
速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出値に基づき求め
た挙動指標値Ｄに応じて挙動対応回転操作角δD を演算
し（ステップ２０４）、その回転操作角δｈと挙動対応
回転操作角δD との偏差（δｈ−δD ）に対応する反力
トルク修正値ＴFBを演算し（ステップ２０５）、その反
力トルク設定値ＴFFと反力トルク修正値ＴFBとの和であ
る目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するよ
うに操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ２
０６）。
【００６０】次に、検出した操作トルクＴｈに応じて目
標挙動指標値Ｄ* を演算し（ステップ２０７）、その演
算した目標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFを
演算し（ステップ２０８）、その演算した目標挙動指標
値Ｄ* と、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出
値に基づき求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）を
演算し、その偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正値δ
FBを演算し（ステップ２０９）、その舵角設定値δFFと
舵角修正値δFBの和として目標舵角δ* を演算する（ス
テップ２１０）。
標挙動指標値Ｄ* を演算し（ステップ２０７）、その演
算した目標挙動指標値Ｄ* に対応する舵角設定値δFFを
演算し（ステップ２０８）、その演算した目標挙動指標
値Ｄ* と、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγ、車速Ｖの検出
値に基づき求めた挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）を
演算し、その偏差（Ｄ* −Ｄ）に対応する舵角修正値δ
FBを演算し（ステップ２０９）、その舵角設定値δFFと
舵角修正値δFBの和として目標舵角δ* を演算する（ス
テップ２１０）。
【００６１】次に、その演算した目標舵角δ* に対応す
る操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算し
（ステップ２１１）、その目標駆動電流ｉ* に応じて操
舵用アクチュエータ２を駆動することで、舵角δが目標
舵角δ* に対応するように操舵用アクチュエータ２を制
御する（ステップ２１２）。
る操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉ* を演算し
（ステップ２１１）、その目標駆動電流ｉ* に応じて操
舵用アクチュエータ２を駆動することで、舵角δが目標
舵角δ* に対応するように操舵用アクチュエータ２を制
御する（ステップ２１２）。
【００６２】次に、制御を終了するか否かを、例えば車
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ２１３）、終了しない場合はステップ２０１
に戻る。
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ２１３）、終了しない場合はステップ２０１
に戻る。
【００６３】ステップ２０２において車速Ｖが設定値Ｖ
ａ未満である場合、検出した回転操作角δｈに応じて目
標反力トルクＴｍ* を演算し（ステップ２１４）、その
目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するよう
に操作用アクチュエータ１９を制御し（ステップ２１
５）、検出した操作トルクＴｈに応じて目標舵角δ* を
演算し（ステップ２１６）、しかる後にステップ２１１
において目標舵角δ* に対応する操舵用アクチュエータ
２の目標駆動電流ｉ* を演算する。他は第２実施形態と
同様とされている。
ａ未満である場合、検出した回転操作角δｈに応じて目
標反力トルクＴｍ* を演算し（ステップ２１４）、その
目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが対応するよう
に操作用アクチュエータ１９を制御し（ステップ２１
５）、検出した操作トルクＴｈに応じて目標舵角δ* を
演算し（ステップ２１６）、しかる後にステップ２１１
において目標舵角δ* に対応する操舵用アクチュエータ
２の目標駆動電流ｉ* を演算する。他は第２実施形態と
同様とされている。
【００６４】上記第３実施形態によれば、第２実施形態
と同様の作用効果を奏することができる。さらに、車両
の実際の挙動指標値Ｄに対応する挙動対応回転操作角δ
D と、検出した回転操作角δｈとの偏差に応じて反力ト
ルク修正値ＴFBを求め、その反力トルク修正値ＴFBと、
回転操作角δｈに対応する反力トルク設定値ＴFFとの和
を目標反力トルクＴｍ* とするので、反力トルクＴｍは
実際の車両挙動変化を反映したものとなる。これによ
り、急操舵に対する車両姿勢の立て直しがより容易にな
って走行安定性を向上でき、車両の運動特性がドライバ
ーの操作トルクに対応したものとなり、操作トルクに応
じた車両の操舵が可能になる。また、低車速域において
車両の挙動指標値Ｄが殆ど発生しない場合は、回転操作
角δｈに応じた反力トルク設定値ＴFFに反力トルクが一
致するように操作用アクチュエータ１９を制御し、中高
車速域において車両の挙動指標値Ｄが大きくなる場合
は、その反力トルク設定値ＴFFと反力トルク修正値ＴFB
との和である目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが
一致するように、操作用アクチュエータ１９を制御する
ことができる。よって、低車速域と中高車速域との境界
で操作用アクチュエータ１９の制御量が急変することが
なく、且つ、車両の挙動変化に応じて操作用アクチュエ
ータ１９を制御することで、ドライバーの操作トルクＴ
ｈに応じて車両を操ることができる。
と同様の作用効果を奏することができる。さらに、車両
の実際の挙動指標値Ｄに対応する挙動対応回転操作角δ
D と、検出した回転操作角δｈとの偏差に応じて反力ト
ルク修正値ＴFBを求め、その反力トルク修正値ＴFBと、
回転操作角δｈに対応する反力トルク設定値ＴFFとの和
を目標反力トルクＴｍ* とするので、反力トルクＴｍは
実際の車両挙動変化を反映したものとなる。これによ
り、急操舵に対する車両姿勢の立て直しがより容易にな
って走行安定性を向上でき、車両の運動特性がドライバ
ーの操作トルクに対応したものとなり、操作トルクに応
じた車両の操舵が可能になる。また、低車速域において
車両の挙動指標値Ｄが殆ど発生しない場合は、回転操作
角δｈに応じた反力トルク設定値ＴFFに反力トルクが一
致するように操作用アクチュエータ１９を制御し、中高
車速域において車両の挙動指標値Ｄが大きくなる場合
は、その反力トルク設定値ＴFFと反力トルク修正値ＴFB
との和である目標反力トルクＴｍ* に反力トルクＴｍが
一致するように、操作用アクチュエータ１９を制御する
ことができる。よって、低車速域と中高車速域との境界
で操作用アクチュエータ１９の制御量が急変することが
なく、且つ、車両の挙動変化に応じて操作用アクチュエ
ータ１９を制御することで、ドライバーの操作トルクＴ
ｈに応じて車両を操ることができる。
【００６５】図１１は第１実施形態の変形例における制
御装置２０の制御ブロック線図を示す。この変形例で
は、第１実施形態における横加速度加重比を零、ヨーレ
ート加重比を１とすることで、挙動指標値としてＤに代
えてヨーレートγを採用し、比例制御要素とされたδｈ
に対するγ* の調節部の比例ゲインを定数Ｋγａ、例え
ば４／３とすることでγ* ＝Ｇ１・δｈ＝Ｋγａ・δｈ
とする以外は第１実施形態と同様とされている。図１２
は第２実施形態の変形例における制御装置２０の制御ブ
ロック線図を示す。この変形例では、第２実施形態にお
ける横加速度加重比を零、ヨーレート加重比を１とする
ことで、挙動指標値としてＤに代えてヨーレートγを採
用し、比例制御要素とされたＴｈに対するγ* の調節部
の比例ゲインを定数Ｋγｂ、例えばπ／２２．５とする
ことでγ* ＝Ｇ１１・Ｔｈ＝Ｋγｂ・Ｔｈとする以外は
第２実施形態と同様とされている。図１３は第３実施形
態の変形例における制御装置２０の制御ブロック線図を
示す。この変形例では、第３実施形態における横加速度
加重比を零、ヨーレート加重比を１とすることで、挙動
指標値としてＤに代えてヨーレートγを採用し、比例制
御要素とされたＴｈに対するγ* の調節部の比例ゲイン
を定数Ｋγｂ、例えばπ／２２．５としてγ* ＝Ｇ１１
・Ｔｈ＝Ｋγｂ・Ｔｈとし、また、比例制御要素とされ
たγに対するδD の調節部の比例ゲインを定数Ｋδ、例
えば３／４としてδD ＝Ｋδ・γとする以外は第３実施
形態と同様とされている。なお、上記各変形例の制御ブ
ロック線図は車速が設定値以上である場合を示し、車速
が設定値未満である場合は対応する実施形態における制
御ブロック線図の挙動指標値のＤをγに置き換えたもの
となる。
御装置２０の制御ブロック線図を示す。この変形例で
は、第１実施形態における横加速度加重比を零、ヨーレ
ート加重比を１とすることで、挙動指標値としてＤに代
えてヨーレートγを採用し、比例制御要素とされたδｈ
に対するγ* の調節部の比例ゲインを定数Ｋγａ、例え
ば４／３とすることでγ* ＝Ｇ１・δｈ＝Ｋγａ・δｈ
とする以外は第１実施形態と同様とされている。図１２
は第２実施形態の変形例における制御装置２０の制御ブ
ロック線図を示す。この変形例では、第２実施形態にお
ける横加速度加重比を零、ヨーレート加重比を１とする
ことで、挙動指標値としてＤに代えてヨーレートγを採
用し、比例制御要素とされたＴｈに対するγ* の調節部
の比例ゲインを定数Ｋγｂ、例えばπ／２２．５とする
ことでγ* ＝Ｇ１１・Ｔｈ＝Ｋγｂ・Ｔｈとする以外は
第２実施形態と同様とされている。図１３は第３実施形
態の変形例における制御装置２０の制御ブロック線図を
示す。この変形例では、第３実施形態における横加速度
加重比を零、ヨーレート加重比を１とすることで、挙動
指標値としてＤに代えてヨーレートγを採用し、比例制
御要素とされたＴｈに対するγ* の調節部の比例ゲイン
を定数Ｋγｂ、例えばπ／２２．５としてγ* ＝Ｇ１１
・Ｔｈ＝Ｋγｂ・Ｔｈとし、また、比例制御要素とされ
たγに対するδD の調節部の比例ゲインを定数Ｋδ、例
えば３／４としてδD ＝Ｋδ・γとする以外は第３実施
形態と同様とされている。なお、上記各変形例の制御ブ
ロック線図は車速が設定値以上である場合を示し、車速
が設定値未満である場合は対応する実施形態における制
御ブロック線図の挙動指標値のＤをγに置き換えたもの
となる。
【００６６】図１４〜図２５を参照して本発明の第４実
施形態を説明する。なお、上記第１〜第３実施形態と同
様部分は同一符号で示し、相違点のみを説明する。上記
各実施形態では、目標挙動指標値Ｄ* と舵角設定値δFF
との関係に対応する伝達関数Ｇ２を、舵角に対する横加
速度の定常ゲインの逆数としている。また、目標挙動指
標値Ｄ* と挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修
正値δFBとの関係に対応する伝達関数Ｇ３を、比例積分
（ＰＩ）制御がなされるように定めている。すなわち、
その舵角設定値δFFと舵角修正値δFBとは、舵角変化に
対する車両挙動の過渡応答特性を考慮して設定されたも
のではない。そのため、舵角変化後に車両挙動が定常状
態になるまでの間における操舵フィーリングや車両挙動
の安定性の向上を十分に図ることができない場合があ
る。
施形態を説明する。なお、上記第１〜第３実施形態と同
様部分は同一符号で示し、相違点のみを説明する。上記
各実施形態では、目標挙動指標値Ｄ* と舵角設定値δFF
との関係に対応する伝達関数Ｇ２を、舵角に対する横加
速度の定常ゲインの逆数としている。また、目標挙動指
標値Ｄ* と挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修
正値δFBとの関係に対応する伝達関数Ｇ３を、比例積分
（ＰＩ）制御がなされるように定めている。すなわち、
その舵角設定値δFFと舵角修正値δFBとは、舵角変化に
対する車両挙動の過渡応答特性を考慮して設定されたも
のではない。そのため、舵角変化後に車両挙動が定常状
態になるまでの間における操舵フィーリングや車両挙動
の安定性の向上を十分に図ることができない場合があ
る。
【００６７】そこで本第４実施形態では、第１〜第３実
施形態における目標挙動指標値Ｄ* と舵角設定値δFFと
の関係に対応する伝達関数Ｇ２と、目標挙動指標値Ｄ*
と挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修正値δFB
との関係に対応する伝達関数Ｇ３とを、その過渡応答特
性を考慮して設定し、他の構成は第１〜第３実施形態と
同様するものである。
施形態における目標挙動指標値Ｄ* と舵角設定値δFFと
の関係に対応する伝達関数Ｇ２と、目標挙動指標値Ｄ*
と挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修正値δFB
との関係に対応する伝達関数Ｇ３とを、その過渡応答特
性を考慮して設定し、他の構成は第１〜第３実施形態と
同様するものである。
【００６８】まず、舵角δに対する挙動指標値Ｄの伝達
関数ＧD （ｓ）を求め、この求めた伝達関数の逆関数１
／ＧD （ｓ）を、Ｄ* に対するδFFの伝達関数Ｇ２に対
応するものとしている。その伝達関数ＧD （ｓ）は、舵
角変化に対する車両挙動の過渡応答に対応するように、
車両の横加速度Ｇｙとヨーレートγと舵角δと車速Ｖと
を未知数として含む予め求められた運動方程式に基づ
き、そのＫ１およびＫ２の中の少なくとも一方を含むよ
うに導出されている。一例として、タイヤの横すべり角
とコーナリングフォースとが比例するタイヤ線形領域の
車両運動においては、前後左右の４車輪を車体中心にお
ける前後２車輪とみなす二輪車モデルを用いる場合、以
下の運動方程式が成立する。もちろん、運動方程式はこ
れに限定されるものではない。 Ｖ・γ（ｓ）＝δ（ｓ）・Ｖ・Ｇr ・（１＋Ｔr ｓ）／
（１＋２ζｓ／ωn ＋ｓ 2 ／ωn 2 ） Ｇｙ（ｓ）＝δ（ｓ）・Ｖ・Ｇr ・（１＋Ｔy1ｓ＋Ｔy2
ｓ2 ）／（１＋２ζｓ／ωn ＋ｓ2 ／ωn 2 ） また、Ｄ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖであるから、伝達
関数ＧD （ｓ）は次式となる。 ＧD （ｓ）＝Ｄ（ｓ）／δ（ｓ）＝Ｖ・Ｇr ・｛１＋
（Ｋ１・Ｔy1＋Ｋ２・Ｔr）ｓ＋Ｋ１・Ｔy2ｓ2 ｝／
（１＋２ζｓ／ωn ＋ｓ2 ／ωn 2 ） なお、ここではＧD （ｓ）はＫ１、Ｋ２を含むが、Ｋ１
＋Ｋ２＝１であるので、何れか一方のみを含む式にでき
る。そのＴr 、Ｔy1、Ｔy2は時定数であって、Ｌf を前
輪車軸と車両重心との距離、Ｌr を後輪車軸と車両重心
との距離、Ｉz を車両慣性モーメント、Ｋr を後輪のコ
ーナリングパワーとして次式により求められる。 Ｔr ＝ｍ・Ｌf ・Ｖ／２Ｌ・Ｋr Ｔy1＝Ｌr ／Ｖ Ｔy2＝Ｉz ／２Ｌ・Ｋr Ｇr は舵角に対するヨーレートの定常ゲインで次式によ
り求められる。 Ｇr ＝Ｖ／｛（１＋ＳＦ・Ｖ2 ）・Ｌ｝ また、ωn は車両の自然角周波数、ζは減衰比で、Ｋf
を前輪のコーナリングパワー、ｍを車両質量として次式
により求められる。 ωn ＝（２Ｌ／Ｖ）・｛Ｋf ・Ｋr ・（１＋ＳＦ・Ｖ
2 ）／（ｍ・Ｉz ）｝1/2ζ＝｛ｍ・（Ｌf 2 ・Ｋf ＋
Ｌr 2 ・Ｋr ）＋Ｉz ・（Ｋf ＋Ｋr ）｝／２Ｌ／｛ｍ
・Ｉz ・Ｋf ・Ｋr ・（１＋ＳＦ・Ｖ2 ）｝1/2 よって、伝達関数Ｇ２は次式により示される。 Ｇ２＝１／ＧD （ｓ）＝（１／ＶＧr ）・（１＋２ζｓ
／ωn ＋ｓ2 ／ωn 2 ）／｛１＋（Ｋ１・Ｔy1＋Ｋ２・
Ｔr ）ｓ＋Ｋ１・Ｔy2ｓ2 ｝ なお、その伝達関数ＧD （ｓ）の式によれば、Ｋ１＋Ｋ
２＝１であるので、Ｋ１の値は定常ゲインに影響しない
ので、車速に関わらずハンドル角に対してヨーレートを
一定に保つことができる。
関数ＧD （ｓ）を求め、この求めた伝達関数の逆関数１
／ＧD （ｓ）を、Ｄ* に対するδFFの伝達関数Ｇ２に対
応するものとしている。その伝達関数ＧD （ｓ）は、舵
角変化に対する車両挙動の過渡応答に対応するように、
車両の横加速度Ｇｙとヨーレートγと舵角δと車速Ｖと
を未知数として含む予め求められた運動方程式に基づ
き、そのＫ１およびＫ２の中の少なくとも一方を含むよ
うに導出されている。一例として、タイヤの横すべり角
とコーナリングフォースとが比例するタイヤ線形領域の
車両運動においては、前後左右の４車輪を車体中心にお
ける前後２車輪とみなす二輪車モデルを用いる場合、以
下の運動方程式が成立する。もちろん、運動方程式はこ
れに限定されるものではない。 Ｖ・γ（ｓ）＝δ（ｓ）・Ｖ・Ｇr ・（１＋Ｔr ｓ）／
（１＋２ζｓ／ωn ＋ｓ 2 ／ωn 2 ） Ｇｙ（ｓ）＝δ（ｓ）・Ｖ・Ｇr ・（１＋Ｔy1ｓ＋Ｔy2
ｓ2 ）／（１＋２ζｓ／ωn ＋ｓ2 ／ωn 2 ） また、Ｄ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖであるから、伝達
関数ＧD （ｓ）は次式となる。 ＧD （ｓ）＝Ｄ（ｓ）／δ（ｓ）＝Ｖ・Ｇr ・｛１＋
（Ｋ１・Ｔy1＋Ｋ２・Ｔr）ｓ＋Ｋ１・Ｔy2ｓ2 ｝／
（１＋２ζｓ／ωn ＋ｓ2 ／ωn 2 ） なお、ここではＧD （ｓ）はＫ１、Ｋ２を含むが、Ｋ１
＋Ｋ２＝１であるので、何れか一方のみを含む式にでき
る。そのＴr 、Ｔy1、Ｔy2は時定数であって、Ｌf を前
輪車軸と車両重心との距離、Ｌr を後輪車軸と車両重心
との距離、Ｉz を車両慣性モーメント、Ｋr を後輪のコ
ーナリングパワーとして次式により求められる。 Ｔr ＝ｍ・Ｌf ・Ｖ／２Ｌ・Ｋr Ｔy1＝Ｌr ／Ｖ Ｔy2＝Ｉz ／２Ｌ・Ｋr Ｇr は舵角に対するヨーレートの定常ゲインで次式によ
り求められる。 Ｇr ＝Ｖ／｛（１＋ＳＦ・Ｖ2 ）・Ｌ｝ また、ωn は車両の自然角周波数、ζは減衰比で、Ｋf
を前輪のコーナリングパワー、ｍを車両質量として次式
により求められる。 ωn ＝（２Ｌ／Ｖ）・｛Ｋf ・Ｋr ・（１＋ＳＦ・Ｖ
2 ）／（ｍ・Ｉz ）｝1/2ζ＝｛ｍ・（Ｌf 2 ・Ｋf ＋
Ｌr 2 ・Ｋr ）＋Ｉz ・（Ｋf ＋Ｋr ）｝／２Ｌ／｛ｍ
・Ｉz ・Ｋf ・Ｋr ・（１＋ＳＦ・Ｖ2 ）｝1/2 よって、伝達関数Ｇ２は次式により示される。 Ｇ２＝１／ＧD （ｓ）＝（１／ＶＧr ）・（１＋２ζｓ
／ωn ＋ｓ2 ／ωn 2 ）／｛１＋（Ｋ１・Ｔy1＋Ｋ２・
Ｔr ）ｓ＋Ｋ１・Ｔy2ｓ2 ｝ なお、その伝達関数ＧD （ｓ）の式によれば、Ｋ１＋Ｋ
２＝１であるので、Ｋ１の値は定常ゲインに影響しない
ので、車速に関わらずハンドル角に対してヨーレートを
一定に保つことができる。
【００６９】図１４は、上記伝達関数ＧD （ｓ）におけ
るδのステップ入力に対する応答シミュレーション結果
を示す時間と挙動指標値Ｄとの関係を表す。ここでは、
車速Ｖを一定値（１６．７ｍ／ｓ）とし、Ｋ１を０から
１まで０．２５ステップで変化させた。なお、ｍ＝１５
００ｋｇ、Ｉz ＝１９５０ｋｇ・ｍ2 、Ｋf ＝５４４３
０Ｎ／ｒａｄ、Ｋr ＝６４７７０Ｎ／ｒａｄ、Ｌ＝２．
５１５ｍ、Ｌf ＝１．０２３ｍ、Ｌr ＝１．４９２ｍ、
ＳＦ＝０．００１４ｓ2 ／ｍ2 とした。
るδのステップ入力に対する応答シミュレーション結果
を示す時間と挙動指標値Ｄとの関係を表す。ここでは、
車速Ｖを一定値（１６．７ｍ／ｓ）とし、Ｋ１を０から
１まで０．２５ステップで変化させた。なお、ｍ＝１５
００ｋｇ、Ｉz ＝１９５０ｋｇ・ｍ2 、Ｋf ＝５４４３
０Ｎ／ｒａｄ、Ｋr ＝６４７７０Ｎ／ｒａｄ、Ｌ＝２．
５１５ｍ、Ｌf ＝１．０２３ｍ、Ｌr ＝１．４９２ｍ、
ＳＦ＝０．００１４ｓ2 ／ｍ2 とした。
【００７０】図１５の（１）〜（４）は、上記伝達関数
ＧD （ｓ）におけるδのステップ入力に対する応答シミ
ュレーション結果を示す時間と挙動指標値Ｄとの関係を
表す。各図においては、Ｋ１を一定値とし、車速Ｖを
８．３３ｍ／ｓ、１１．１ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、２
２．２ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、４１．７ｍ／ｓ、５
０．０ｍ／ｓとした。図１５の（１）ではＫ１＝０．５
とし、図１５の（２）ではＫ１＝０．１とし、図１５の
（３）ではＫ１＝１としてＤ＝Ｇｙの応答結果を示し、
図１５の（４）ではＫ１＝０とてＤ＝Ｖ・γの応答結果
を示した。他は図１４で示す応答シミュレーションと同
様とした。
ＧD （ｓ）におけるδのステップ入力に対する応答シミ
ュレーション結果を示す時間と挙動指標値Ｄとの関係を
表す。各図においては、Ｋ１を一定値とし、車速Ｖを
８．３３ｍ／ｓ、１１．１ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、２
２．２ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、４１．７ｍ／ｓ、５
０．０ｍ／ｓとした。図１５の（１）ではＫ１＝０．５
とし、図１５の（２）ではＫ１＝０．１とし、図１５の
（３）ではＫ１＝１としてＤ＝Ｇｙの応答結果を示し、
図１５の（４）ではＫ１＝０とてＤ＝Ｖ・γの応答結果
を示した。他は図１４で示す応答シミュレーションと同
様とした。
【００７１】図１４、図１５の（１）〜（４）より、舵
角δの変化に対する挙動指標値Ｄの時間的な変化は車速
およびＫ１とＫ２の値に応じて大きく異なる。すなわ
ち、舵角変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対し
て、応答初期においてはＧｙが支配的であり、その後は
γが支配的となり、Ｋ１を小さくすると低速域での応答
の初期値は抑制されるが高速域でのオーバーシュートは
強調される。よって、上記第１〜第３実施形態におい
て、Ｋ１を適当に小さく設定してフィードバック制御に
よる補償を行うことで、舵角変化に対する横加速度とヨ
ーレートの過渡応答において、低車速での速応性を確保
しつつ高車速での安定性を改善できる。このようなフィ
ードバック制御における応答性の改善に対して、本第４
実施形態では、フィードフォワード制御における応答性
の改善を図り、また、フィードバック制御における応答
性の改善も併せて行うことでフィードフォワード制御と
フィードバック制御との統合制御の優位性を生かした応
答性の改善を行い、さらに、そのＫ１、Ｋ２の値の適正
化で応答性の一層の改善を図るものである。
角δの変化に対する挙動指標値Ｄの時間的な変化は車速
およびＫ１とＫ２の値に応じて大きく異なる。すなわ
ち、舵角変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対し
て、応答初期においてはＧｙが支配的であり、その後は
γが支配的となり、Ｋ１を小さくすると低速域での応答
の初期値は抑制されるが高速域でのオーバーシュートは
強調される。よって、上記第１〜第３実施形態におい
て、Ｋ１を適当に小さく設定してフィードバック制御に
よる補償を行うことで、舵角変化に対する横加速度とヨ
ーレートの過渡応答において、低車速での速応性を確保
しつつ高車速での安定性を改善できる。このようなフィ
ードバック制御における応答性の改善に対して、本第４
実施形態では、フィードフォワード制御における応答性
の改善を図り、また、フィードバック制御における応答
性の改善も併せて行うことでフィードフォワード制御と
フィードバック制御との統合制御の優位性を生かした応
答性の改善を行い、さらに、そのＫ１、Ｋ２の値の適正
化で応答性の一層の改善を図るものである。
【００７２】図１６の（１）〜（３）は、図１７に示す
シミュレーションモデルにおいて、Ｄ * のステップ入力
に対する応答シミュレーション結果を示す時間と挙動指
標値Ｄとの関係を表す。ここでは、Ｄ* に対するδFFの
伝達関数Ｇ２を、本第４実施形態との比較のために、第
１実施形態と同様に１／ＧD （ｖ）とした。なお、その
シミュレーションモデルでは、δFFに対するδの伝達関
数を時定数０．１（ｓｅｃ）の一次遅れ系１／（０．１
ｓ＋１）で近似した。車速Ｖを８．３３ｍ／ｓ、１６．
７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、５０ｍ／ｓとした。図１６
（１）ではＫ１＝０．５とし、図１６（２）ではＫ１＝
１としてＤ＝Ｇｙの応答結果を示し、図１６（３）では
Ｋ１＝０としてＤ＝Ｖ・γの応答結果を示した。
シミュレーションモデルにおいて、Ｄ * のステップ入力
に対する応答シミュレーション結果を示す時間と挙動指
標値Ｄとの関係を表す。ここでは、Ｄ* に対するδFFの
伝達関数Ｇ２を、本第４実施形態との比較のために、第
１実施形態と同様に１／ＧD （ｖ）とした。なお、その
シミュレーションモデルでは、δFFに対するδの伝達関
数を時定数０．１（ｓｅｃ）の一次遅れ系１／（０．１
ｓ＋１）で近似した。車速Ｖを８．３３ｍ／ｓ、１６．
７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、５０ｍ／ｓとした。図１６
（１）ではＫ１＝０．５とし、図１６（２）ではＫ１＝
１としてＤ＝Ｇｙの応答結果を示し、図１６（３）では
Ｋ１＝０としてＤ＝Ｖ・γの応答結果を示した。
【００７３】図１８の（１）〜（４）、図１９の（１）
〜（４）は、図１７に示すシミュレーションモデルにお
いて伝達関数Ｇ２を上記ＧD （ｓ）の逆関数とした場合
における、Ｄ* のステップ入力に対する応答シミュレー
ション結果を示す時間と舵角δ、挙動指標値Ｄ、横加速
度Ｇｙ、ヨーレートγとの関係を表す。ここでは、車速
Ｖを８．３３ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／
ｓ、５０ｍ／ｓとし、図１８の（１）〜（４）ではＫ１
＝０．５とし、図１９の（１）〜（４）ではＫ１＝０．
２５とした。
〜（４）は、図１７に示すシミュレーションモデルにお
いて伝達関数Ｇ２を上記ＧD （ｓ）の逆関数とした場合
における、Ｄ* のステップ入力に対する応答シミュレー
ション結果を示す時間と舵角δ、挙動指標値Ｄ、横加速
度Ｇｙ、ヨーレートγとの関係を表す。ここでは、車速
Ｖを８．３３ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／
ｓ、５０ｍ／ｓとし、図１８の（１）〜（４）ではＫ１
＝０．５とし、図１９の（１）〜（４）ではＫ１＝０．
２５とした。
【００７４】図１８の（１）〜（４）、図１９の（１）
〜（４）に示す応答結果によれば、δ、Ｇｙ、γの動的
変化は車速毎に互いに異なるが、Ｄの動的変化は車速に
関わらず一定となるのが確認される。また、図１６の
（１）〜（３）に示す応答結果に比べて速応性と安定性
が改善されている。さらに、Ｋ１＝０．２５とした場
合、Ｋ１＝０．５とする場合よりも、Ｇｙおよびγの低
車速での速応性とγの高車速でのオーバーシュートが改
善されている。
〜（４）に示す応答結果によれば、δ、Ｇｙ、γの動的
変化は車速毎に互いに異なるが、Ｄの動的変化は車速に
関わらず一定となるのが確認される。また、図１６の
（１）〜（３）に示す応答結果に比べて速応性と安定性
が改善されている。さらに、Ｋ１＝０．２５とした場
合、Ｋ１＝０．５とする場合よりも、Ｇｙおよびγの低
車速での速応性とγの高車速でのオーバーシュートが改
善されている。
【００７５】さらに、Ｋ１およびＫ２は、舵角変化に対
する車両挙動の過渡応答が車速Ｖに関わらず予め求めた
一定の応答に対応するように、車速Ｖの関数とされてい
る。本実施形態では、図１９の（４）に示すＶ＝３３．
３ｍ／ｓでのγのシミュレーションモデルを規範とし、
各車速でのγの過渡応答が規範とした車速での過渡応答
に可及的に一致するように、Ｋ１を次式で示す車速Ｖの
関数とした。 Ｋ１＝−０．０００２２０５（Ｖ−３３．３）2 ＋０．
２４５ このＶとＫ１との関係を図２０に示す。この場合、Ｖ＝
８．３３ｍ／ｓでＫ１は０．１０、Ｖ＝１６．７ｍ／ｓ
でＫ１は０．１９、Ｖ＝３３．３ｍ／ｓでＫ１は０．２
５、Ｖ＝５０．０ｍ／ｓでＫ１は０．１９に補正され
る。
する車両挙動の過渡応答が車速Ｖに関わらず予め求めた
一定の応答に対応するように、車速Ｖの関数とされてい
る。本実施形態では、図１９の（４）に示すＶ＝３３．
３ｍ／ｓでのγのシミュレーションモデルを規範とし、
各車速でのγの過渡応答が規範とした車速での過渡応答
に可及的に一致するように、Ｋ１を次式で示す車速Ｖの
関数とした。 Ｋ１＝−０．０００２２０５（Ｖ−３３．３）2 ＋０．
２４５ このＶとＫ１との関係を図２０に示す。この場合、Ｖ＝
８．３３ｍ／ｓでＫ１は０．１０、Ｖ＝１６．７ｍ／ｓ
でＫ１は０．１９、Ｖ＝３３．３ｍ／ｓでＫ１は０．２
５、Ｖ＝５０．０ｍ／ｓでＫ１は０．１９に補正され
る。
【００７６】その補正されたＫ１の値を用いて得た応答
シミュレーションの結果を図２１の（１）〜（４）に示
す。Ｄ* のステップ入力に対して、図２１の（１）は
δ、図２１の（２）はＤ、図２１の（３）はＧｙ、図２
１の（４）はγの、上記各車速での応答シミュレーショ
ン結果を示す。
シミュレーションの結果を図２１の（１）〜（４）に示
す。Ｄ* のステップ入力に対して、図２１の（１）は
δ、図２１の（２）はＤ、図２１の（３）はＧｙ、図２
１の（４）はγの、上記各車速での応答シミュレーショ
ン結果を示す。
【００７７】図２１の（１）〜（４）に示す応答結果に
よれば、上記補正したＫ１の値を用いた過渡応答では図
１９の（１）〜（４）に示す応答結果に比べて、γにつ
いては略同等の応答特性が得られ、しかも全ての車速域
においてＧｙの速応性が改善されている。
よれば、上記補正したＫ１の値を用いた過渡応答では図
１９の（１）〜（４）に示す応答結果に比べて、γにつ
いては略同等の応答特性が得られ、しかも全ての車速域
においてＧｙの速応性が改善されている。
【００７８】また、第４実施形態においては、目標挙動
指標値Ｄ* と挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）に対す
るδFBの伝達関数Ｇ３を、舵角δに対する挙動指標値Ｄ
の上記伝達関数ＧD （ｓ）の逆関数に対応するものとし
ている。
指標値Ｄ* と挙動指標値Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）に対す
るδFBの伝達関数Ｇ３を、舵角δに対する挙動指標値Ｄ
の上記伝達関数ＧD （ｓ）の逆関数に対応するものとし
ている。
【００７９】図２２の（１）〜（４）、図２３の（１）
〜（４）は、図２４に示すシミュレーションモデルにお
けるＤ* のステップ入力に対する応答シミュレーション
結果を示す時間と舵角δ、挙動指標値Ｄ、横加速度Ｇ
ｙ、ヨーレートγとの関係を表す。そのシミュレーショ
ンモデルにおいては、伝達関数Ｇ２は上記のように伝達
関数ＧD （ｓ）の逆関数とし、さらに、Ｋ１を上記のよ
うに車速Ｖの関数として補正した。そして、偏差（Ｄ*
−Ｄ）に対するδFBの伝達関数Ｇ３は比例制御要素と
し、その比例ゲインを図２２の（１）〜（４）で示す応
答では１とし、図２３の（１）〜（４）で示す応答では
０．０５とした。なお、そのシミュレーションモデルで
は、δ* に対するδの伝達関数を時定数０．１（ｓｅ
ｃ）の一次遅れ系１／（０．１ｓ＋１）で近似し、それ
以外は第１実施形態におけるＤ* に対するＤの制御を示
すブロック線図部分と同様とされている。車速Ｖは８．
３３ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、５０．
０ｍ／ｓとした。図２２の（２）、（３）より、伝達関
数Ｇ３の比例ゲインが大きいと高車速域ではオーバーシ
ュートが大きくなる。図２３の（２）、（３）より、伝
達関数Ｇ３の比例ゲインを小さくするとオーバーシュー
トを抑制できるが、この場合の応答特性は（Ｄ* −Ｄ）
に対するδFBの調節部を設けない図２１で示す応答結果
と同等になり、フィードバック制御を行なう優位性を十
分に生かすことができない。
〜（４）は、図２４に示すシミュレーションモデルにお
けるＤ* のステップ入力に対する応答シミュレーション
結果を示す時間と舵角δ、挙動指標値Ｄ、横加速度Ｇ
ｙ、ヨーレートγとの関係を表す。そのシミュレーショ
ンモデルにおいては、伝達関数Ｇ２は上記のように伝達
関数ＧD （ｓ）の逆関数とし、さらに、Ｋ１を上記のよ
うに車速Ｖの関数として補正した。そして、偏差（Ｄ*
−Ｄ）に対するδFBの伝達関数Ｇ３は比例制御要素と
し、その比例ゲインを図２２の（１）〜（４）で示す応
答では１とし、図２３の（１）〜（４）で示す応答では
０．０５とした。なお、そのシミュレーションモデルで
は、δ* に対するδの伝達関数を時定数０．１（ｓｅ
ｃ）の一次遅れ系１／（０．１ｓ＋１）で近似し、それ
以外は第１実施形態におけるＤ* に対するＤの制御を示
すブロック線図部分と同様とされている。車速Ｖは８．
３３ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、５０．
０ｍ／ｓとした。図２２の（２）、（３）より、伝達関
数Ｇ３の比例ゲインが大きいと高車速域ではオーバーシ
ュートが大きくなる。図２３の（２）、（３）より、伝
達関数Ｇ３の比例ゲインを小さくするとオーバーシュー
トを抑制できるが、この場合の応答特性は（Ｄ* −Ｄ）
に対するδFBの調節部を設けない図２１で示す応答結果
と同等になり、フィードバック制御を行なう優位性を十
分に生かすことができない。
【００８０】そこで、上記のようにフィードフォワード
制御とフィードバック制御の統合制御の優位性を生かし
た応答性の改善を行うため、（Ｄ* −Ｄ）に対するδFB
の伝達関数Ｇ３を、舵角変化に対する車両挙動の過渡応
答特性を考慮して設定している。すなわち、図２４に示
すシミュレーションモデルにおいて、δ* に対するδの
伝達関数をＧa とすると、次式が成立する。 ｛Ｇ２・Ｄ* ＋Ｇ３・（Ｄ* −Ｄ）｝Ｇa ・ＧD （ｓ）
＝Ｄ これをＤについて解くと次式となる。 Ｄ＝Ｄ* ・（Ｇ２＋Ｇ３）・Ｇa ・ＧD ／（Ｇ３・Ｇa
・ＧD （ｓ）＋１） Ｄ* からＤへの規範とする伝達関数Ｄ／Ｄ* をＧとおく
と、Ｇ２＝１／ＧD （ｓ）であるから、次式が成立す
る。 Ｇ＝（１＋ＧD （ｓ）・Ｇ３）・Ｇa ／（Ｇ３・Ｇa ・
ＧD （ｓ）＋１） これをＧ３について解くと次式となる。 Ｇ３＝（Ｇ−Ｇa ）／｛Ｇa ・ＧD （ｓ）・（１−
Ｇ）｝ ここで、Ｇを時定数Ｔa の一次遅れ系１／（Ｔa ・ｓ＋
１）、Ｇa を時定数Ｔbの一次遅れ系１／（Ｔb ・ｓ＋
１）とすると、Ｇ３は次式となる。 Ｇ３＝（Ｔb ／Ｔa −１）／ＧD （ｓ） Ｔa ＝Ｔb ／２の場合、Ｇ２＝Ｇ３＝１／ＧD （ｓ）と
なる。すなわち、伝達関数Ｇ３が伝達関数ＧD （ｓ）の
逆関数に対応する。
制御とフィードバック制御の統合制御の優位性を生かし
た応答性の改善を行うため、（Ｄ* −Ｄ）に対するδFB
の伝達関数Ｇ３を、舵角変化に対する車両挙動の過渡応
答特性を考慮して設定している。すなわち、図２４に示
すシミュレーションモデルにおいて、δ* に対するδの
伝達関数をＧa とすると、次式が成立する。 ｛Ｇ２・Ｄ* ＋Ｇ３・（Ｄ* −Ｄ）｝Ｇa ・ＧD （ｓ）
＝Ｄ これをＤについて解くと次式となる。 Ｄ＝Ｄ* ・（Ｇ２＋Ｇ３）・Ｇa ・ＧD ／（Ｇ３・Ｇa
・ＧD （ｓ）＋１） Ｄ* からＤへの規範とする伝達関数Ｄ／Ｄ* をＧとおく
と、Ｇ２＝１／ＧD （ｓ）であるから、次式が成立す
る。 Ｇ＝（１＋ＧD （ｓ）・Ｇ３）・Ｇa ／（Ｇ３・Ｇa ・
ＧD （ｓ）＋１） これをＧ３について解くと次式となる。 Ｇ３＝（Ｇ−Ｇa ）／｛Ｇa ・ＧD （ｓ）・（１−
Ｇ）｝ ここで、Ｇを時定数Ｔa の一次遅れ系１／（Ｔa ・ｓ＋
１）、Ｇa を時定数Ｔbの一次遅れ系１／（Ｔb ・ｓ＋
１）とすると、Ｇ３は次式となる。 Ｇ３＝（Ｔb ／Ｔa −１）／ＧD （ｓ） Ｔa ＝Ｔb ／２の場合、Ｇ２＝Ｇ３＝１／ＧD （ｓ）と
なる。すなわち、伝達関数Ｇ３が伝達関数ＧD （ｓ）の
逆関数に対応する。
【００８１】図２５の（１）〜（４）は、図２４のシミ
ュレーションモデルにおいて、Ｇ２＝Ｇ３＝１／ＧD
（ｓ）とし、上記のようにＫ１を車速Ｖの関数として補
正した場合の、Ｄ* のステップ入力に対する応答シミュ
レーション結果を示す時間と舵角δ、挙動指標値Ｄ、横
加速度Ｇｙ、ヨーレートγとの関係を表す。車速Ｖは
８．３３ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、５
０．０ｍ／ｓとした。なお、比較のために、（Ｄ* −
Ｄ）に対するδFBの調節部のない図１７で示すシミュレ
ーションモデルにおいて、車速を８．３３ｍ／ｓとした
時の応答シミュレーション結果を破線で示し、車速を５
０．０ｍ／ｓとした時の応答シミュレーション結果を一
点鎖線で示す。
ュレーションモデルにおいて、Ｇ２＝Ｇ３＝１／ＧD
（ｓ）とし、上記のようにＫ１を車速Ｖの関数として補
正した場合の、Ｄ* のステップ入力に対する応答シミュ
レーション結果を示す時間と舵角δ、挙動指標値Ｄ、横
加速度Ｇｙ、ヨーレートγとの関係を表す。車速Ｖは
８．３３ｍ／ｓ、１６．７ｍ／ｓ、３３．３ｍ／ｓ、５
０．０ｍ／ｓとした。なお、比較のために、（Ｄ* −
Ｄ）に対するδFBの調節部のない図１７で示すシミュレ
ーションモデルにおいて、車速を８．３３ｍ／ｓとした
時の応答シミュレーション結果を破線で示し、車速を５
０．０ｍ／ｓとした時の応答シミュレーション結果を一
点鎖線で示す。
【００８２】図２５の（１）〜（４）で示される過渡応
答においては、立ち上がり時の応答が速く、高速域での
Ｄおよびγのオーバーシュートが抑制され、速応性、安
定性ともに改善されている。
答においては、立ち上がり時の応答が速く、高速域での
Ｄおよびγのオーバーシュートが抑制され、速応性、安
定性ともに改善されている。
【００８３】上記第４実施形態によれば、第１〜第３実
施形態と同様の作用効果を奏することができる。さら
に、目標挙動指標値Ｄ* と舵角設定値δFFとの関係が、
舵角変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝
達関数ＧD （ｓ）の逆関数に対応するので、その過渡応
答の速応性および安定性をフィードフォワード制御によ
り向上できる。また、目標挙動指標値Ｄ* と挙動指標値
Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修正値δFBとの関係が、
舵角変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝
達関数ＧD （ｓ）の逆関数に対応するので、その過渡応
答の速応性および安定性をフィードバック制御により向
上できる。さらに、Ｋ１およびＫ２を車速Ｖの関数と
し、舵角変化に対する車両挙動の過渡応答を車速に関わ
らず予め求めた一定の応答に対応させることで、舵角変
化に対する車両挙動の過渡応答を、規範とする応答に対
応させ、その過渡応答特性の改善を図ることができる。
よって、操舵フィーリングや車両挙動の安定性を向上で
きる。
施形態と同様の作用効果を奏することができる。さら
に、目標挙動指標値Ｄ* と舵角設定値δFFとの関係が、
舵角変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝
達関数ＧD （ｓ）の逆関数に対応するので、その過渡応
答の速応性および安定性をフィードフォワード制御によ
り向上できる。また、目標挙動指標値Ｄ* と挙動指標値
Ｄとの偏差（Ｄ* −Ｄ）と舵角修正値δFBとの関係が、
舵角変化に対する車両挙動の過渡応答特性に対応する伝
達関数ＧD （ｓ）の逆関数に対応するので、その過渡応
答の速応性および安定性をフィードバック制御により向
上できる。さらに、Ｋ１およびＫ２を車速Ｖの関数と
し、舵角変化に対する車両挙動の過渡応答を車速に関わ
らず予め求めた一定の応答に対応させることで、舵角変
化に対する車両挙動の過渡応答を、規範とする応答に対
応させ、その過渡応答特性の改善を図ることができる。
よって、操舵フィーリングや車両挙動の安定性を向上で
きる。
【００８４】
【発明の効果】本発明によれば、ステアバイワイヤシス
テムにおいて、低車速域から中高車速域に亘り車両挙動
を不安定にすることなく、車両の舵角を操作部材の操作
量に応じて変化させることができ、車両挙動の最適化を
図ることができ、操作性を向上することができ、高車速
域での急操舵に対しても車両姿勢の立て直しが容易で走
行安定性を向上でき、操作トルクに応じて車両を操るこ
とができ、さらに、舵角変化に対する車両挙動の過渡応
答の速応性および安定性を向上し、操舵フィーリングや
車両挙動の安定性を向上できる車両用操舵装置を提供で
きる。
テムにおいて、低車速域から中高車速域に亘り車両挙動
を不安定にすることなく、車両の舵角を操作部材の操作
量に応じて変化させることができ、車両挙動の最適化を
図ることができ、操作性を向上することができ、高車速
域での急操舵に対しても車両姿勢の立て直しが容易で走
行安定性を向上でき、操作トルクに応じて車両を操るこ
とができ、さらに、舵角変化に対する車両挙動の過渡応
答の速応性および安定性を向上し、操舵フィーリングや
車両挙動の安定性を向上できる車両用操舵装置を提供で
きる。
【図１】本発明の実施形態の操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の第１実施形態の操舵装置において設定
車速以上である場合の制御ブロック線図
車速以上である場合の制御ブロック線図
【図３】本発明の第１実施形態の操舵装置において設定
車速未満である場合の制御ブロック線図
車速未満である場合の制御ブロック線図
【図４】本発明の第１実施形態の操舵装置における回転
操作角に対する目標舵角の定常ゲインと車速との関係
と、第２実施形態の操舵装置における操作トルクに対す
る目標舵角の定常ゲインと車速との関係を示す図
操作角に対する目標舵角の定常ゲインと車速との関係
と、第２実施形態の操舵装置における操作トルクに対す
る目標舵角の定常ゲインと車速との関係を示す図
【図５】本発明の第１実施形態の操舵装置の制御手順を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図６】本発明の第２実施形態の操舵装置において設定
車速以上である場合の制御ブロック線図
車速以上である場合の制御ブロック線図
【図７】本発明の第２実施形態の操舵装置において設定
車速未満である場合の制御ブロック線図
車速未満である場合の制御ブロック線図
【図８】本発明の第２実施形態の操舵装置の制御手順を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図９】本発明の第３実施形態の操舵装置において設定
車速以上である場合の制御ブロック線図
車速以上である場合の制御ブロック線図
【図１０】本発明の第３実施形態の操舵装置の制御手順
を示すフローチャート
を示すフローチャート
【図１１】本発明の第１実施形態の変形例における設定
車速以上である場合の制御ブロック線図
車速以上である場合の制御ブロック線図
【図１２】本発明の第２実施形態の変形例における設定
車速以上である場合の制御ブロック線図
車速以上である場合の制御ブロック線図
【図１３】本発明の第３実施形態の変形例における設定
車速以上である場合の制御ブロック線図
車速以上である場合の制御ブロック線図
【図１４】本発明の第４実施形態の舵角に対する挙動指
標値の伝達関数において、Ｋ１を変化させた場合の舵角
のステップ入力に対する応答シミュレーション結果を示
す時間と挙動指標値との関係を表す図
標値の伝達関数において、Ｋ１を変化させた場合の舵角
のステップ入力に対する応答シミュレーション結果を示
す時間と挙動指標値との関係を表す図
【図１５】（１）〜（４）はそれぞれ、本発明の第４実
施形態の舵角に対する挙動指標値の伝達関数において、
車速を変化させた場合における舵角のステップ入力に対
する応答シミュレーション結果を示す時間と挙動指標値
との関係を表す図
施形態の舵角に対する挙動指標値の伝達関数において、
車速を変化させた場合における舵角のステップ入力に対
する応答シミュレーション結果を示す時間と挙動指標値
との関係を表す図
【図１６】（１）〜（３）は、図１７に示すシミュレー
ションモデルを用い、目標挙動指標値に対する舵角設定
値の伝達関数を本発明の第１実施形態と同様とし、車速
を変化させた場合における目標挙動指標値のステップ入
力に対する応答シミュレーション結果を示す時間と挙動
指標値との関係を表す図
ションモデルを用い、目標挙動指標値に対する舵角設定
値の伝達関数を本発明の第１実施形態と同様とし、車速
を変化させた場合における目標挙動指標値のステップ入
力に対する応答シミュレーション結果を示す時間と挙動
指標値との関係を表す図
【図１７】シミュレーションモデルを示す図
【図１８】（１）〜（４）は、図１７に示すシミュレー
ションモデルを用い、Ｋ１＝０．５とし、車速を変化さ
せた場合における目標挙動指標値のステップ入力に対す
る応答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指
標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
ションモデルを用い、Ｋ１＝０．５とし、車速を変化さ
せた場合における目標挙動指標値のステップ入力に対す
る応答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指
標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
【図１９】（１）〜（４）は、図１７に示すシミュレー
ションモデルを用い、Ｋ１＝０．２５と、車速を変化さ
せた場合における目標挙動指標値のステップ入力に対す
る応答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指
標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
ションモデルを用い、Ｋ１＝０．２５と、車速を変化さ
せた場合における目標挙動指標値のステップ入力に対す
る応答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指
標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
【図２０】車速とＫ１との関係を示す図
【図２１】（１）〜（４）は、図１７に示すシミュレー
ションモデルを用い、Ｋ１を車速の関数とし、車速を変
化させた場合における目標挙動指標値のステップ入力に
対する応答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙
動指標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
ションモデルを用い、Ｋ１を車速の関数とし、車速を変
化させた場合における目標挙動指標値のステップ入力に
対する応答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙
動指標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
【図２２】（１）〜（４）は、図２４に示すシミュレー
ションモデルを用い、目標挙動指標値と挙動指標値との
偏差に対する舵角修正値の伝達関数を比例制御要素と
し、その比例ゲインを１とし、車速を変化させた場合に
おける目標挙動指標値のステップ入力に対する応答シミ
ュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指標値、横加
速度、ヨーレートとの関係を表す図
ションモデルを用い、目標挙動指標値と挙動指標値との
偏差に対する舵角修正値の伝達関数を比例制御要素と
し、その比例ゲインを１とし、車速を変化させた場合に
おける目標挙動指標値のステップ入力に対する応答シミ
ュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指標値、横加
速度、ヨーレートとの関係を表す図
【図２３】（１）〜（４）は、図２４に示すシミュレー
ションモデルを用い、目標挙動指標値と挙動指標値との
偏差に対する舵角修正値の伝達関数を比例制御要素と
し、その比例ゲインを０．０５とし、車速を変化させた
場合における目標挙動指標値のステップ入力に対する応
答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指標
値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
ションモデルを用い、目標挙動指標値と挙動指標値との
偏差に対する舵角修正値の伝達関数を比例制御要素と
し、その比例ゲインを０．０５とし、車速を変化させた
場合における目標挙動指標値のステップ入力に対する応
答シミュレーション結果を示す時間と舵角、挙動指標
値、横加速度、ヨーレートとの関係を表す図
【図２４】別のシミュレーションモデルを示す図
【図２５】（１）〜（４）は、本発明の第４実施形態に
おいて、図２４に示すシミュレーションモデルを用い、
車速を変化させた場合における目標挙動指標値のステッ
プ入力に対する応答シミュレーション結果を示す時間と
舵角、挙動指標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表
す図
おいて、図２４に示すシミュレーションモデルを用い、
車速を変化させた場合における目標挙動指標値のステッ
プ入力に対する応答シミュレーション結果を示す時間と
舵角、挙動指標値、横加速度、ヨーレートとの関係を表
す図
１ 操作部材 ２ 操舵用アクチュエータ ３ ステアリングギヤ ４ 車輪 １１ 角度センサ １２ トルクセンサ １４ 速度センサ １５ 横加速度センサ １６ ヨーレートセンサ １９ 操作用アクチュエータ ２０ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 瀬川 雅也 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 CC04 CC08 DA03 DA05 DA15 DA23 DA29 DA33 DB11 DC01 DC02 DD02 DD06 DD17 DD18 EA01 EB04 EB12 EB15 EC22 EC29 GG01
Claims (9)
- 【請求項１】操作部材と、その操作部材の操作により駆
動される操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュ
エータの動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結す
ることなく、その動きに応じて舵角が変化するようにそ
の車輪に伝達する手段と、舵角変化による車両の挙動変
化に対応する挙動指標値を求める手段と、その操作部材
の操作量を検出する手段と、その検出した操作量に応じ
た目標挙動指標値を、その操作量と目標挙動指標値との
記憶した関係に基づき演算する手段と、その演算した目
標挙動指標値に対応する舵角設定値を、その目標挙動指
標値と舵角設定値との記憶した関係に基づき演算する手
段と、その目標挙動指標値と前記求めた挙動指標値との
偏差に対応する舵角修正値を、その偏差と舵角修正値と
の記憶した関係に基づき演算する手段と、舵角が舵角設
定値と舵角修正値との和である目標舵角に対応するよう
に、前記操舵用アクチュエータを制御する手段とを備え
る車両用操舵装置。 - 【請求項２】操作部材の操作量に対する車両のヨーレー
トまたは横加速度の比率が車速に関わらず一定となるよ
うに、前記目標挙動指標値が演算される請求項１に記載
の車両用操舵装置。 - 【請求項３】その操作部材は回転操作されるものとさ
れ、その操作部材の操作量は、車両のドライバーが操作
部材に作用させる操作トルクとされ、その操作部材に作
用する反力トルクを発生する操作用アクチュエータが設
けられ、検出した操作トルクと発生した反力トルクとの
偏差の作用による操作部材の回転操作角を検出する手段
と、その検出した回転操作角に応じた目標反力トルク
を、その回転操作角と目標反力トルクとの記憶した関係
に基づき演算する手段と、その反力トルクが目標反力ト
ルクに対応するように、その操作用アクチュエータを制
御する手段とを備える請求項１または２に記載の車両用
操舵装置。 - 【請求項４】その操作部材は回転操作されるものとさ
れ、その操作部材の操作量は、車両のドライバーが操作
部材に作用させる操作トルクとされ、その操作部材に作
用する反力トルクを発生する操作用アクチュエータが設
けられ、検出した操作トルクと発生した反力トルクとの
偏差の作用による操作部材の回転操作角を検出する手段
と、その検出した回転操作角に応じた反力トルク設定値
を、その回転操作角と反力トルク設定値との記憶した関
係に基づき演算する手段と、前記求めた挙動指標値に対
応する操作部材の挙動対応回転操作角を、その挙動指標
値と挙動対応回転操作角との記憶した関係に基づき演算
する手段と、その検出した回転操作角と演算した挙動対
応回転操作角との偏差に対応する反力トルク修正値を、
その偏差と反力トルク修正値との記憶した関係に基づき
演算する手段と、その反力トルクが反力トルク設定値と
反力トルク修正値との和である目標反力トルクに対応す
るように、その操作用アクチュエータを制御する手段と
を備える請求項１または２に記載の車両用操舵装置。 - 【請求項５】予め設定した車速未満では反力トルク修正
値を零とする請求項４に記載の車両用操舵装置。 - 【請求項６】予め設定した車速未満では、その検出した
操作部材の操作量に応じた目標舵角を、その操作部材の
操作量と目標舵角との記憶した関係に基づき演算すると
共に、舵角修正値を零とする請求項１〜５の中の何れか
に記載の車両用操舵装置。 - 【請求項７】その挙動指標値として、車両の横加速度を
Ｇｙ、車両のヨーレートをγ、車速をＶ、横加速度加重
比をＫ１、ヨーレート加重比をＫ２、Ｋ１＋Ｋ２＝１と
した場合に、Ｄ＝Ｋ１・Ｇｙ＋Ｋ２・γ・Ｖであらわさ
れる値Ｄが求められ、その目標挙動指標値と舵角設定値
との記憶される関係は、舵角に対する挙動指標値の伝達
関数の逆関数に対応するものとされ、その舵角に対する
挙動指標値の伝達関数は、舵角変化に対する車両挙動の
過渡応答に対応するように、車両の横加速度とヨーレー
トと舵角と車速とを未知数として含む予め求められた運
動方程式に基づき、そのＫ１およびＫ２の中の少なくと
も一方を含むように導出されている請求項１〜６の中の
何れかに記載の車両用操舵装置。 - 【請求項８】その目標挙動指標値と挙動指標値との偏差
と舵角修正値との記憶される関係は、舵角に対する挙動
指標値の前記伝達関数の逆関数に対応するものとされて
いる請求項７に記載の車両用操舵装置。 - 【請求項９】そのＫ１およびＫ２は、舵角変化に対する
車両挙動の過渡応答が車速に関わらず予め求めた一定の
応答に対応するように、車速の関数とされている請求項
７または８に記載の車両用操舵装置。
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1999
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-
2000
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