JP2001191938A

JP2001191938A - 車両用操舵装置

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Publication number: JP2001191938A
Application number: JP37736599A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Nishizaki; 勝利西崎; Shiro Nakano; 史郎中野; Tomoyasu Kada; 友保嘉田; Takanobu Takamatsu; 孝修高松; Masaya Segawa; 雅也瀬川; Ryohei Hayama; 良平葉山
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】操舵力の変化に応じて操舵補助力を制御する場
合に、常に良好な応答性を確保できるように制御ゲイン
を自動的に設定でき、チューニングのための膨大な工数
をなくすことができる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイールＨの操舵力の変化に
応じて操舵補助力が変化するように、操舵補助力発生用
アクチュエータＭを制御装置１５により制御する。操舵
力の変化に対する操舵角の変化のヒステリシスの程度
と、ステアリングホイールＨの操舵周期に対応する操舵
特性値と、その制御装置１５によるアクチュエータＭの
制御ゲインとの予め定めた関係を記憶する。求めたヒス
テリシスの程度と、求めた操舵特性値と、その記憶した
関係とから、その制御ゲインの値を演算する。その演算
された値に制御ゲインを設定することにより、その操舵
力の変化に対する操舵補助力の変化の応答性を補償す
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、操舵補助力を発生
するアクチュエータの制御特性を改善できる車両用操舵
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置において
は、ステアリングホイールの操舵力の変化に応じて操舵
補助力が変化するように、操舵補助力発生用アクチュエ
ータを制御装置により制御している。

【０００３】従来、その操舵力に対する操舵補助力の比
率を操舵力の値や車速に応じて定めることで、静的な操
舵特性が設定されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、操舵特性を設
定する上で、ステアリングホイールの操舵力の動的変化
は考慮されていなかった。そのため、操舵角の変化をス
テアリングホイールから車輪へ伝達する操舵系における
慣性や粘性の影響により、ステアリングホイールの操舵
周期に応じて操舵フィーリングが変化するという問題が
ある。

【０００５】例えば、操舵系の剛性が十分に高いものと
すると、操舵力と操舵補助力と操舵角との関係は、以下
の運動方程式（１）により近似的に表される。なお、そ
の式（１）において、Ｔｈは操舵力に対応する操舵トル
ク、Ｔａは操舵補助力に対応する操舵補助力発生用アク
チュエータの発生トルク、δｈは操舵角、Ｉｇは操舵系
全体の慣性モーメント、Ｃｇは操舵系全体の粘性抵抗、
Ｔｇはセルフアライニングトルクである。

【０００６】

【数１】

【０００７】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、
Ｋを車速に応じて定まるパラメータとして、ほぼＴｇ＝
Ｋ・δｈと見做すことができる。この場合、αを車速に
応じて定まるパラメータとして、略Ｔｈ＋Ｔａ＝α・Ｔ
ｈとして上記運動方程式をラプラス変換すると、以下の
操舵トルクＴｈに対する操舵角δｈの伝達関数Ｇ１が求
められる。なお、その式においてｓはラプラス変数であ
る。

【０００８】Ｇ１＝δｈ／Ｔｈ＝α／（Ｉｇ・ｓ^２＋Ｃ
ｇ・ｓ＋Ｋｇ）

【０００９】図６は、上記従来の制御装置による操舵補
助力発生用アクチュエータの制御ブロック線図を示す。
ここで、Ｇ１は操舵トルクＴｈに対する操舵角δｈの上
記伝達関数、Ｇ２は操舵トルクＴｈに対する操舵補助力
発生用アクチュエータＭの目標駆動電流ｉ^＊の伝達関数
である。なお、Ｇ２は車速Ｖに応じて変化するものとさ
れ、高速になる程に操舵トルクＴｈに対する目標駆動電
流ｉ^＊の比率が小さくされることで、高速での直進安定
性と低速での旋回性能の向上とが図られる。

【００１０】その操舵トルクＴｈに対する操舵角δｈの
伝達関数Ｇ１から、操舵トルクＴｈが動的に変化した時
に、慣性モーメントＩｇおよび粘性抵抗Ｃｇが、操舵フ
ィーリングに対応する操舵角δｈの動的変化に大きく影
響することがわかる。例えば、障害物の緊急回避や山道
の連続カーブ走行等のために、ステアリングホイールを
速く、大きく左右に操舵するような場合、ステアリング
ホイールが急に重く感じられるのは、その慣性モーメン
トＩｇおよび粘性抵抗Ｃｇの影響による。

【００１１】そこで、図７の比較例の制御ブロック線図
に示すように、操舵トルクＴｈから制御入力値Ｔｉを演
算出力するための補償要素を導入し、その制御入力値Ｔ
ｉに基づきアクチュエータＭを制御することが考えられ
る。すなわち、その補償要素に基づく操舵トルクＴｈに
対する制御入力値Ｔｉの演算出力動作は、Ｋｄを制御ゲ
インとする微分動作とαの位相進み補償動作とされ、そ
の操舵トルクＴｈの変化に対する操舵補助力の変化の応
答性を補償している。なお、図７において、制御入力値
Ｔｉに対する操舵角δｈの伝達関数Ｇ１′は、補償要素
によりαの位相進み補償がなされることから、Ｇ１′＝
１／（Ｉｇ・ｓ^２＋Ｃｇ・ｓ＋Ｋｇ）とされ、Ｇ２は制
御入力値Ｔｉに対する操舵補助力発生用アクチュエータ
Ｍの目標駆動電流ｉ^＊の伝達関数とされる。他は図６と
同様である。

【００１２】しかし、上記のような補償要素を導入して
も、制御の遅れや操舵補助力の過不足を適正に補償する
ために、制御ゲインのチューニングに膨大な工数を要す
るという問題は解消されない。また、操舵系のホイール
アラインメントやサスペンション特性等が経時変化する
と、その制御ゲインのチューニングが制御系に適合しな
くなって操舵フィーリングが悪化する。さらに、その補
償の度合いを高めるために制御系の安定余裕が殆どない
状態にゲイン設定されると、車両の走行状態や操舵系の
変化により制御系が不安定になり、ステアリングホイー
ルの振動現象を生じるおそれがある。

【００１３】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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用操舵装置
は、ステアリングホイールの操舵力の変化に応じて操舵
補助力が変化するように、操舵補助力発生用アクチュエ
ータを制御装置により制御する車両用操舵装置におい
て、そのステアリングホイールの操舵力に対応する値を
時系列に検出する手段と、そのステアリングホイールの
操舵角に対応する値を時系列に検出する手段と、その操
舵力の変化に対する操舵角の変化のヒステリシスの程度
を求める手段と、そのステアリングホイールの操舵周期
に対応する操舵特性値を求める手段と、そのヒステリシ
スの程度と、その操舵特性値と、その制御装置による前
記アクチュエータの制御ゲインとの予め定めた関係を記
憶する手段と、その求めたヒステリシスの程度と、その
求めた操舵特性値と、その記憶した関係とから、その制
御ゲインの値を演算する手段とを備え、その演算された
値に制御ゲインを設定することにより、その操舵力の変
化に対する操舵補助力の変化の応答性が補償されること
を特徴とする。操舵角の変化を車輪へ伝達する操舵系に
おける慣性モーメントおよび粘性抵抗の影響により、操
舵力の変化に対する操舵角の変化にヒステリシスが生じ
る。また、そのヒステリシスの程度とステアリングホイ
ールの操舵周期との関係は、その慣性モーメントおよび
粘性抵抗に応じて変化する。また、その慣性モーメン
ト、粘性抵抗、および操舵補助力発生用アクチュエータ
の制御ゲインに応じて、操舵力の変化に対する操舵補助
力の変化の応答性が変化する。よって、その慣性モーメ
ントおよび粘性抵抗による応答性低下を補償できるよう
な、ヒステリシスの程度と、ステアリングホイールの操
舵周期と、制御ゲインとの関係を予め定めておくことが
できる。これにより、本発明の構成によれば、そのヒス
テリシスの程度と操舵特性値の中の少なくとも一方が変
化した時に、その予め定めた関係に基づき、その応答性
を補償するように制御ゲインを変化させることができ
る。すなわち、車両や操舵系の状態が変化しても、その
ヒステリシスの程度と操舵周期に応じて制御ゲインを自
動的に調節できる。

【００１５】その検出した操舵力の変化に応じて変化す
る制御入力値を、その操舵力に対する制御入力値の予め
求めた伝達関数に基づき演算する手段を備え、その制御
入力値の変化に応じて操舵補助力が変化するように、前
記アクチュエータは前記制御装置により制御され、その
伝達関数は、前記制御ゲインを変数として含むと共に、
その操舵力の変化に対する操舵補助力の変化の応答性を
補償可能に定められ、その検出した操舵力に対応する値
と、演算された値に設定された制御ゲインを含む前記伝
達関数とから、前記制御入力値が演算されるのが好まし
い。これにより、その応答性を補償できるような、ヒス
テリシスの程度と、ステアリングホイールの操舵周期
と、制御ゲインとの関係を容易に求めることができる。

【００１６】前記ヒステリシスの程度として、その操舵
力の方向が変化する時点の操舵角の絶対値に対応するヒ
ステリシス幅が求められ、前記伝達関数は、ラプラス変
換式で表した時、ラプラス変数の次数が２次以上とされ
ると共に、第１の制御ゲインを係数とする２次のラプラ
ス変数の項と、第２の制御ゲインを係数とする１次のラ
プラス変数の項と、第３の制御ゲインの項とを有する多
項式とされるのが好ましい。これにより、その操舵力に
対する制御入力値の伝達関数を、操舵力と操舵補助力と
操舵角との関係を近似的に表す運動方程式に基づき求め
られる操舵力に対する操舵角の伝達関数の逆関数の形に
対応させ、その応答性を補償する上で最適な制御ゲイン
を容易に求めることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に示す車両用操舵装置の一例
としてのラックピニオン式電動パワーステアリング装置
１は、ステアリングホイールＨに連結される入力シャフ
ト３と、この入力シャフト３にトルクセンサ４を介して
連結される出力シャフト５とを有する。そのトルクセン
サ４により、ステアリングホイールＨの操舵力に対応す
る操舵トルクＴｈの値が時系列に検出される。その出力
シャフト５はジョイント６を介してピニオン７に連結さ
れ、そのピニオン７に噛み合うラック８に車輪９が連結
される。そのステアリングホイールＨの操舵による回転
が、入出力シャフト３、５を介してピニオン７に伝達さ
れ、そのピニオン７の回転によりラック８が車両幅方向
に移動することで、車輪９のトー角が変化して車両の舵
角が変化する。そのステアリングホイールＨの操舵角δ
ｈに対応する入力シャフト３の回転角の値を時系列に検
出する角度センサ１０が設けられている。その出力シャ
フト５に従動ギヤ１１が取り付けられ、その従動ギヤ１
１に噛み合う駆動ギヤ１２が操舵補助力発生用電動アク
チュエータＭにより駆動される。そのトルクセンサ４、
角度センサ１０、およびアクチュエータＭ（モータ）
は、コンピュータにより構成される制御装置１５に接続
される。また、その制御装置１５に車速Ｖを時系列に検
出する車速センサ１６が接続される。

【００１８】操舵角δｈの変化を車輪９へ伝達する操舵
系における慣性モーメントおよび粘性抵抗の影響によ
り、図２に示すように、操舵トルクＴｈの変化に対する
操舵角δｈの変化にヒステリシスが生じる。その制御装
置１５は、操舵トルクＴｈの変化に対する操舵角δｈの
変化のヒステリシスの程度として、その操舵トルクＴｈ
の方向が変化する時点の操舵角の絶対値に対応するヒス
テリシス幅Ｗを、上記トルクセンサ４と角度センサ１０
の検出値に基づき求める。

【００１９】その制御装置１５は、ステアリングホイー
ルＨの操舵周期に対応する操舵特性値を求める。例えば
図３に示すように、左右一方に操舵した後に左右他方に
操舵すると、時間ｔと操舵角δｈとの関係は正弦波形に
より表されるので、本実施形態では、その操舵特性値と
して、操舵周期の逆数である、その正弦波形の単位時間
における繰り返し回数である操舵周波数ωを、その操舵
特性値として上記角度センサ１０の検出値に基づき求め
る。なお、その操舵特性値はステアリングホイールＨの
操舵周期に対応するものであればよいので操舵周波数ω
に限定されず、例えば予め定めた時間間隔での操舵角の
変化量や、予め定めた操舵角変化に要する時間間隔を操
舵特性値としてもよい。

【００２０】制御装置１５は、トルクセンサ４により検
出した操舵トルクＴｈに応じて変化する制御入力値Ｔｉ
を、その操舵トルクＴｈに対する制御入力値Ｔｉの予め
求めた伝達関数Ｇａに基づき演算する。その伝達関数Ｇ
ａは、制御装置１５によるアクチュエータＭの制御ゲイ
ンを変数として含むと共に、操舵トルクＴｈの変化に対
する操舵補助力の変化の応答性を補償可能に定められ
る。本実施形態では、その伝達関数Ｇａは、ｓをラプラ
ス変数としてラプラス変換式で表した時、第１の制御ゲ
インＫ１を係数とする２次のラプラス変数の項Ｋ１・ｓ
^２と、第２の制御ゲインＫ２を係数とする１次のラプラ
ス変数の項Ｋ２・ｓと、第３の制御ゲインの項Ｋ３とを
有する以下の多項式とされている。

【００２１】Ｇａ＝Ｋ１・ｓ^２＋Ｋ２・ｓ＋Ｋ３

【００２２】これにより、その伝達関数Ｇａを、操舵力
と操舵補助力と操舵角との関係を近似的に表す運動方程
式に基づき求められる操舵トルクＴｈに対する操舵角δ
ｈの上記伝達関数、Ｇ１＝α／（Ｉｇ・ｓ^２＋Ｃｇ・ｓ
＋Ｔｇ）の逆関数の形に対応させることができる。

【００２３】制御装置１５は、そのヒステリシス幅Ｗ
と、操舵周波数ωと、その制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３
との予め定めた関係を記憶し、この記憶した関係と、求
めたヒステリシス幅Ｗと、求めた操舵周波数ωとから制
御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３の値を演算し、その演算され
た値に上記伝達関数Ｇａにおける制御ゲインＫ１、Ｋ
２、Ｋ３の値を設定し、その伝達関数Ｇａに基づき、ト
ルクセンサ４により検出した操舵トルクＴｈに応じて変
化する制御入力値Ｔｉを演算し、その制御入力値Ｔｉの
変化に応じて操舵補助力が変化するようにアクチュエー
タＭを制御する。これにより、操舵トルクＴｈの変化に
応じて操舵補助力が変化するようにアクチュエータＭが
制御される。その演算された値に制御ゲインＫ１、Ｋ
２、Ｋ３を設定することにより、操舵トルクＴｈの変化
に対する操舵補助力の変化の応答性が補償されるよう
に、その記憶されるヒステリシス幅Ｗと、操舵周波数ω
と、制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３との関係が予め定めら
れている。すなわち、ヒステリシス幅Ｗと操舵周波数ω
との関係は操舵系の慣性モーメントおよび粘性抵抗に応
じて変化し、また、その慣性モーメント、粘性抵抗、お
よびアクチュエータＭの制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３に
応じて操舵トルクＴｈの変化に対する操舵補助力の変化
の応答性が変化する。よって、その慣性モーメントおよ
び粘性抵抗による応答性低下を補償できるような、ヒス
テリシス幅Ｗと操舵周波数ωと制御ゲインＫ１、Ｋ２、
Ｋ３との関係を予め定めておくことができる。

【００２４】図４は、上記制御装置１５によるアクチュ
エータＭの制御ブロック線図を示す。ここで、伝達関数
Ｇａは上記のようにＫ１・ｓ^２＋Ｋ２・ｓ＋Ｋ３であ
り、Ａ１は上記ヒステリシス幅Ｗの演算部を表し、Ａ２
は上記操舵特性値ωの演算部を表し、Ａ３は制御ゲイン
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の演算部を表す。他は図７と同様であ
る。

【００２５】図５のフローチャートを参照して制御装置
１５によるアクチュエータＭの制御手順を説明する。ま
ず、トルクセンサ４、角度センサ１０、車速センサ１６
による検出データが読み込まれる（ステップ１）。次
に、検出された操舵トルクＴｈと操舵角δｈとに基づき
ヒステリシス幅Ｗを演算し（ステップ２）、検出された
操舵角δｈに基づき操舵特性値として操舵周波数ωを演
算する（ステップ３）。次に、その求めたヒステリシス
幅Ｗと、求めた操舵周波数ωと、予め記憶したヒステリ
シス幅Ｗと操舵周波数ωと制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３
との関係から、制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３の値を演算
する（ステップ４）。次に、その演算された値に伝達関
数Ｇａにおける制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３の値を設定
し、その伝達関数Ｇａに基づき操舵トルクＴｈに対する
制御入力値Ｔｉを演算する（ステップ５）。その制御入
力値Ｔｉに対するアクチュエータＭの目標駆動電流ｉ^＊
を、検出された車速Ｖに応じた伝達関数Ｇ２に基づき演
算する（ステップ６）。その目標駆動電流ｉ^＊を印加す
ることでアクチュエータＭを制御する（ステップ７）。
これにより、アクチュエータＭは操舵補助力に対応する
トルクＴａを発生する。次に、制御を終了するか否か
を、例えばイグニッションスイッチのオン・オフから判
断し（ステップ８）、終了しない場合はステップ１に戻
る。

【００２６】上記構成によれば、ヒステリシス幅Ｗと操
舵周波数ωの中の少なくとも一方が変化した時に、予め
定めたヒステリシス幅Ｗと操舵周波数ωと制御ゲインＫ
１、Ｋ２、Ｋ３との関係に基づき、操舵トルクＴｈの変
化に対する操舵補助力の変化の応答性を補償するように
制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３を変化させることができ
る。すなわち、車両や操舵系の状態が変化しても、検出
したヒステリシス幅Ｗと操舵周波数ωに応じて制御ゲイ
ンＫ１、Ｋ２、Ｋ３を自動的に調節できる。また、操舵
トルクＴｈに対する制御入力値Ｔｉの伝達関数Ｇａが、
その制御ゲインＫ１、Ｋ２、Ｋ３を未知数として含むと
共に、操舵トルクＴｈの変化に対する操舵補助力の変化
の応答性を補償可能に定められ、その制御入力値Ｔｉの
変化に応じて操舵補助力が変化するようにアクチュエー
タＭを制御しているので、その応答性を補償できるよう
な、ヒステリシス幅Ｗと操舵周波数ωと制御ゲインＫ
１、Ｋ２、Ｋ３との関係を容易に求めることができる。
さらに、そのヒステリシス幅Ｗは、操舵トルクＴｈの方
向が変化する時点の操舵角δｈの絶対値に対応し、その
伝達関数Ｇａは、第１の制御ゲインＫ１を係数とする２
次のラプラス変数の項Ｋ１・ｓ^２と、第２の制御ゲイン
Ｋ２を係数とする１次のラプラス変数の項Ｋ２・ｓと、
第３の制御ゲインの項Ｋ３とを有する多項式とされてい
るので、その伝達関数Ｇａを、操舵力と操舵補助力と操
舵角との関係を近似的に表す運動方程式に基づき求めら
れる操舵トルクＴｈに対する操舵角δｈの伝達関数、Ｇ
１＝α／（Ｉｇ・ｓ^２＋Ｃｇ・ｓ＋Ｋｇ）の逆関数の形
に対応させ、その応答性を補償する上で最適な制御ゲイ
ンＫ１、Ｋ２、Ｋ３を容易に求めることができる。

【００２７】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、伝達関数Ｇａをラプラス変数の次数が２次以上の
式としてもよいし、１次式としてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、操舵力の変化に応じて
操舵補助力を制御する場合に、車両や操舵系の状態が変
化しても、常に良好な応答性を確保できるように制御ゲ
インを自動的に設定でき、チューニングのための膨大な
工数をなくすことができる車両用操舵装置を提供でき
る。

【００２９】

【他の技術の開示】操舵角の変化をステアリングホイー
ルから車輪へ伝達する操舵系には、製品による個体差が
あり、また、ギヤの摩耗等の経年変化に基づき特性が変
化することから、所望の操舵フィーリングを得られない
場合がある。さらに、ドライバー個々の運転特性の相違
や、路面等の環境特性の変化により、所望の操舵フィー
リングを得られない場合がある。そのため、車両やドラ
イバーや環境等の特性変化に応じて、操舵補助力発生用
アクチュエータの制御を最適化することで、車速、操舵
角、操舵速度、操舵加速度に対応した最適な操舵反力、
慣性感、粘性感等の操舵フィーリングを得る特性を決定
し、ユーザビリティーの高い高性能な操舵装置を得るこ
とが要望されている。

【００３０】そこで、ステアリングホイールの操舵力の
変化に応じて操舵補助力が変化するように、操舵補助力
発生用アクチュエータを制御装置により制御する車両に
おいて、そのアクチュエータの制御パターンを予め複数
種類として、ドライバーが所望の制御パターンを選択で
きるようにすることで、所望の操舵フィーリングを得る
ことができる。

【００３１】また、操舵角、操舵トルク、舵角を検出す
るセンサ等の検出手段と、その検出した操舵角から操舵
速度を演算する手段と、検出した舵角と演算した操舵速
度と規範となる操舵トルクとの関係を記憶する手段と、
その検出した操舵トルクと規範となる操舵トルクとの偏
差を設定数だけ演算する手段と、その設定数の偏差の平
均値等のドライバー特性に対応するドライバー特性デー
タを求める手段と、そのドライバー特性データと予め定
めた複数種類の操舵補助力発生用アクチュエータの制御
パターンとの関係を記憶する手段と、その求めたドライ
バー特性データに応じて自動的に制御パターンを選択す
る手段とを設けることで、自動的に適正な操舵フィーリ
ングを得られる制御パターンでアクチュエータを制御す
るようにしてもよい。また、そのドライバー特性データ
を携行できるよう記憶媒体に記憶させ、同様のシステム
を持つ車両において、そのドライバー特性データに従い
操舵補助力発生用アクチュエータの制御を行うことで、
車両の違い、製品の個体差による操舵フィーリングの差
をなくすようにしてもよい。

【００３２】あるいは、操舵角、操舵トルク、車速を検
出するセンサ等の検出手段と、予め設定した複数の検出
車速域それぞれにおける検出操舵角の出現頻度を求める
手段と、検出操舵角と検出操舵トルクとの相関関係を求
める手段と、その頻度と相関関係と予め定めた複数種類
の操舵補助力発生用アクチュエータの制御パターンとの
関係を記憶する手段と、その求めた頻度と相関関係に応
じて自動的に制御パターンを選択する手段とを設けるこ
とで、自動的に適正な操舵フィーリングを得られる制御
パターンでアクチュエータを制御するようにしてもよ
い。その頻度と相関関係と予め定めた複数種類の操舵補
助力発生用アクチュエータの制御パターンとの関係は、
マップの形式で記憶してもよいし、演算式の形式で記憶
してもよい。また、その頻度と相関関係は、予め定めた
サンプル数だけ操舵角、操舵トルク、車速を検出した後
に演算するようにしてもよいし、通常制御モードとは別
に学習モードにモードを切り替え可能とし、その学習モ
ードでは操舵角、操舵トルク、車速のサンプリンのみを
行い、アクチュエータの制御は初期設定で行うように
し、通常制御モードへの切り替えにより頻度と相関関係
を求めて制御パターンを選択するようにしてもよい。な
お、その頻度と相関関係の中の何れか一方のみを制御パ
ターンの選択基準に用いてもよい。さらに、そのような
頻度や相関関係とは別のドライバーの操舵特性を検出
し、そのような頻度や相関関係と共に、あるいは代え
て、制御パターンの選択基準として用いてもよい。その
ような別のドライバーの操舵特性としては、例えば、あ
る車速域での、ある操舵角範囲での操舵の後に、操舵角
を増大させる所謂送りハンドルと操舵角を減少させる巻
き込みハンドルの何れを行うかを検出する。

【００３３】路面状況等の環境の変化によって操舵補助
力発生用アクチュエータの制御特性が変化することなく
安定化するように、ドライバーによるステアリングホイ
ールの操舵入力特性を求めるための操舵角や操舵トルク
等の検出手段と、車両挙動に対応する車速、舵角、ヨー
レート等の検出手段等を備え、その検出値から求めたド
ライバーの操舵入力特性や車両挙動に応じてアクチュエ
ータをフィードバックするのが好ましい。

【００３４】また、車両の直進安定性や、コーナリング
走行後の直進走行状態への戻し時における操安性向上の
ために、車両のヨーレート等の目標とする運動状態を推
定的に演算するのに必要な車両データや操舵入力や操舵
反力等を求め、その目標とする車両の運動状態の演算値
と実測値との偏差に応じて、操舵補助力発生用アクチュ
エータをフィードバック制御するのが好ましい。

【００３５】また、操舵系の経時変化やサスペンション
の特性変化などを初期データと比較し、一定に保つよう
に操舵補助力発生用アクチュエータを制御するようにす
るのが好ましい。

【００３６】さらに、操舵系の経年変化による舵角中点
のズレ保証のため、舵角の検出手段と、操舵トルクの検
出手段と、その検出舵角が予め設定した閾値以下か否か
を判断する手段と、その検出した操舵トルクが予め設定
した閾値以下か否かを判断する手段と、その検出舵角が
閾値以下で且つ検出操舵トルクが閾値以下の回数の累積
値を演算する手段と、その累積値が予め設定した閾値以
上か否かを判断する手段と、その累積値が予め設定した
閾値以上である場合に、その検出舵角が閾値以下で且つ
検出操舵トルクが閾値以下の時の検出舵角が零となるよ
うに、その舵角の検出値を補正する手段とを設けるよう
にしてもよい。その検出舵角と検出操舵トルクの閾値
は、その閾値以下であれば直進操舵状態であると見做せ
る値に設定する。その累積値の閾値は、その閾値以上で
あれば舵角中点のズレが生じていると判断できる値に設
定する。図８は、その舵角中点のズレ補正のための制御
手順を示すフローチャートで、まず、操舵トルクＴｈ、
舵角δの検出データを読み込み（ステップ１）、検出操
舵トルクＴｈが閾値Ａ以下か否かを判断し（ステップ
２）、閾値Ａ以下でなければステップ１に戻り、閾値Ａ
以下であれば検出舵角δが閾値Ｂ以下か否かを判断し
（ステップ３）、閾値Ｂ以下でなければステップ１に戻
り、閾値Ｂ以下であれば初期値が零の累積値ｎに１を加
え（ステップ４）、その累積値ｎが閾値Ｎ以上か否かを
判断し（ステップ５）、閾値Ｎ以上でなければステップ
１に戻り、閾値Ｎ以上であれば、その時点での検出舵角
δが零となるように、その舵角の検出値を補正し（ステ
ップ６）、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の車両用操舵装置の構成説明
図

【図２】本発明の実施形態の車両用操舵装置における操
舵トルクの変化に対する操舵角の変化を示す図

【図３】本発明の実施形態の車両用操舵装置における時
間と操舵角との関係の一例を示す図

【図４】本発明の実施形態の車両用操舵装置における制
御装置による操舵補助力発生用アクチュエータの制御ブ
ロック線図

【図５】本発明の実施形態の車両用操舵装置における制
御装置による操舵補助力発生用アクチュエータの制御手
順を示すフローチャート

【図６】従来の車両用操舵装置における制御装置による
操舵補助力発生用アクチュエータの制御ブロック線図

【図７】比較例の車両用操舵装置における制御装置によ
る操舵補助力発生用アクチュエータの制御ブロック線図

【図８】舵角中点のズレ補正のための制御手順を示すフ
ローチャート

【符号の説明】

４トルクセンサ１０角度センサ１５制御装置ＨステアリングホイールＭ操舵補助力発生用アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者嘉田友保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 (72)発明者葉山良平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 CC48 DA03 DA15 DA23 DB13 DC08 DC22 DD01 DD07 EA01 EC23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールの操舵力の変化に応
じて操舵補助力が変化するように、操舵補助力発生用ア
クチュエータを制御装置により制御する車両用操舵装置
において、そのステアリングホイールの操舵力に対応す
る値を時系列に検出する手段と、そのステアリングホイ
ールの操舵角に対応する値を時系列に検出する手段と、
その操舵力の変化に対する操舵角の変化のヒステリシス
の程度を求める手段と、そのステアリングホイールの操
舵周期に対応する操舵特性値を求める手段と、そのヒス
テリシスの程度と、その操舵特性値と、その制御装置に
よる前記アクチュエータの制御ゲインとの予め定めた関
係を記憶する手段と、その求めたヒステリシスの程度
と、その求めた操舵特性値と、その記憶した関係とか
ら、その制御ゲインの値を演算する手段とを備え、その
演算された値に制御ゲインを設定することにより、その
操舵力の変化に対する操舵補助力の変化の応答性が補償
されることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】その検出した操舵力の変化に応じて変化す
る制御入力値を、その操舵力に対する制御入力値の予め
求めた伝達関数に基づき演算する手段を備え、その制御
入力値の変化に応じて操舵補助力が変化するように、前
記アクチュエータは前記制御装置により制御され、その
伝達関数は、前記制御ゲインを変数として含むと共に、
その操舵力の変化に対する操舵補助力の変化の応答性を
補償可能に定められ、その検出した操舵力に対応する値
と、演算された値に設定された制御ゲインを含む前記伝
達関数とから、前記制御入力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】前記ヒステリシスの程度として、その操舵
力の方向が変化する時点の操舵角の絶対値に対応するヒ
ステリシス幅が求められ、前記伝達関数は、ラプラス変
換式で表した時、ラプラス変数の次数が２次以上とされ
ると共に、第１の制御ゲインを係数とする２次のラプラ
ス変数の項と、第２の制御ゲインを係数とする１次のラ
プラス変数の項と、第３の制御ゲインの項とを有する多
項式とされる請求項２に記載の車両用操舵装置。