JP2001334947A - 車両用操舵装置 - Google Patents

車両用操舵装置

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JP2001334947A JP2000158589A JP2000158589A JP2001334947A JP 2001334947 A JP2001334947 A JP 2001334947A JP 2000158589 A JP2000158589 A JP 2000158589A JP 2000158589 A JP2000158589 A JP 2000158589A JP 2001334947 A JP2001334947 A JP 2001334947A
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Ryohei Hayama
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Abstract

(57)【要約】 【課題】μスプリット路上における制動時に車両姿勢を
安定化できる車両用操舵装置を提供する。 【解決手段】ステアリング系制御装置２０は、舵取り機
構２，３を制御することにより、車両挙動の安定化のた
めの姿勢制御を行う。走行系制御装置６０は、制動機構
５３，５４を制御することによって、車両挙動の安定化
のための姿勢制御を行う。制動機構５３，５４が作動す
ると、左右前輪４Ａ，４Ｂのいずれの車輪速が大きい
か、および車輪速の差がしきい値を超えているかどうか
が調べられる。車輪速の差がしきい値を超えている場合
には、μスプリット路上での制動とみなされ、車輪速の
小さい方に制御舵角を加えるように舵取り機構２，３が
制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、舵取り機構の制
御によって車両の姿勢制御を行うことができる車両用操
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（ステアバイワイヤシステム）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
操作部材の採用をも可能とすることができる。
【０００４】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、ステアリングホイールの
操作トルクまたは操作角に対応する目標ヨーレートまた
は目標横加速度を求め、これらに基づいて舵取り機構の
動作を制御することによって、車両の姿勢制御を行うこ
とができ、操舵に対する車両の運動特性を最適化でき
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなステア・
バイ・ワイヤ・システムによって車両の姿勢制御を行う
場合、車両の実ヨーレートを検出する一方で、ステアリ
ングホイールの操作に応じた目標ヨーレートが定められ
る。そして、実ヨーレートを目標ヨーレートに近づける
ように、舵取り機構の転舵角が定められる。より具体的
には、実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差に基づい
て目標転舵角が求められ、この目標転舵角に舵取り機構
の実際の転舵角を一致させるように、舵取り機構が制御
される。
【０００６】ところが、目標ヨーレートと実ヨーレート
との偏差に基づいて、常時、操舵アクチュエータを制御
すると、過剰制御状態となり、平常の直進走行時であっ
ても、とくに低速走行時において、横揺れが発生すると
いう問題が生じることがわかっている。この問題に対処
するために、一定のしきい値条件を設定して、操舵アク
チュエータの制御を鈍化させることが考えられる。すな
わち、たとえば、目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏
差が一定のしきい値に達するまでは、操舵アクチュエー
タの制御による姿勢制御は行わない。
【０００７】ところが、このような構成を採用すると、
制御に遅れが生じることになるから、たとえば、いわゆ
るμスプリット路上では、車両姿勢の乱れを効果的に抑
制することができない。μスプリット路とは、車両の右
側と左側とで路面の摩擦係数が著しく異なる路面をい
い、たとえば、右側車輪が乾いたアスファルト路上にあ
り、左側車輪が氷面上にある場合が典型例である。この
ような、μスプリット路上において車両の制動機構を作
動させると、高μ（高摩擦係数）側で大きな制動力が発
生し、これに伴う大きなヨーモーメントが速やかに生じ
て、車両姿勢に乱れを生じる。したがって、いわゆるカ
ウンタ操舵制御を行って、逆方向の制御ヨーモーメント
を車両に与え、車両姿勢の安定化を図ることが好まし
い。
【０００８】ところが、制御に遅れが生じる上述の構成
では、制動初期のヨーモーメントを抑制することができ
ないから、車両の姿勢に大きな乱れが生じることを免れ
ない。制御の遅れの原因は、ほかにも、目標ヨーレート
の演算による遅れや操舵アクチュエータの応答性に起因
する遅れなどがあり、全体で１２０ミリ秒〜１３０ミリ
秒程度となる。このような制御遅れは、μスプリット路
上における制動時には無視することができない。
【０００９】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、制動時における車両姿勢の安定化に寄与
することができる車両用操舵装置を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両の舵
取り機構（２，３）を駆動制御するための車両用操舵装
置であって、車両の制動機構（５３，５４）の作動を検
出する制動作動検出手段（６０，５０，Ｓ１）と、車両
の左右車輪の車輪速のいずれが大きいかを判別する速度
比較手段（６０，５０，Ｓ３）と、車両の左右の車輪の
速度差が所定のしきい値を超えているかどうかを判定す
る速度判定手段（６０，５０，Ｓ２）と、上記制動作動
検出手段が制動機構の作動を検出したことに応答して、
上記速度判定手段が左右の車輪の速度差が上記所定のし
きい値を超えていると判定していることを条件に、上記
速度比較手段による判別結果に基づいて、上記左右の車
輪のうち速度の小さい車輪の方向に制御舵角を加えるよ
うに上記舵取り機構を制御する舵取り制御手段（２０，
Ｓ４，Ｓ５）とを含むことを特徴とする車両用操舵装置
である。括弧内の英数字は、後述の実施形態における対
応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１１】この発明によれば、制動機構が作動して車
両に制動力が与えられたときに、左右の車輪の車輪速の
差（速度差）が所定のしきい値を超えているかどうかが
判断される。制動時において、左右の車輪の速度差が大
きい場合には、車両が走行中の路面の摩擦係数が車両の
左右で大きく異なっている可能性が高い。そこで、この
ような場合には、車輪速が小さい方の車輪の方向に制御
舵角を加えるように舵取り機構が制御される。これによ
って、車両の左右での路面摩擦係数の相違に起因して車
両に働くヨーモーメントを打ち消す制御ヨーモーメント
が車両に与えられる。
【００１２】このようにこの発明では、制動機構の作動
時には、左右車輪の速度差がしきい値を超えているか否
かに基づいて、舵取り機構の速やかな制御が行われる。
これにより、いわゆるμスプリット路面上を走行中に制
動操作が行われたときには、この制動に起因して車両に
働くヨーモーメントを打ち消すための姿勢制御を良好な
応答性で行わせることができる。請求項２記載の発明
は、上記舵取り機構は、上記制動機構の作動が検出され
た後、一定時間経過後における上記速度差がしきい値を
超えていることを条件に、上記左右の車輪のうち速度の
小さい車輪の方向に制御舵角を加えるように上記舵取り
機構を制御す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である。
【００１３】この発明によれば、制動機構の作動が検出
された後一定期間経過後における速度差に基づいて制御
舵角を加えるか否かの判断が行われる。これにより、制
御が過剰になることを防止することができ、通常の制動
時における誤動作を防止できる。上記一定時間は、車両
の姿勢に大きな乱れが生じないように、４０〜７０ミリ
秒程度の微小時間とすることが好ましい。具体的には、
たとえば、舵取り制御手段が一定の制御周期（１０ミリ
秒）ごとに舵取り機構の制御を繰り返し行う場合には、
この制御周期の４周期〜５周期程度の時間とすればよ
い。
【００１４】請求項３記載の発明は、上記制御舵角が一
定値であることを特徴とする請求項１または２記載の車
両用操舵装置である。この発明では、左右の車輪の速度
差がしきい値を超えている場合に舵取り機構の舵角に加
えられる制御舵角が一定値とされているので、舵取り制
御手段の制御動作が簡単になる。それに応じて、舵取り
機構を速やかに制御することができるから、車両の制動
の初期に生じるヨーモーメントを効果的に抑制すること
ができる。
【００１５】請求項４記載の発明は、上記制御舵角を上
記左右の車輪の制動状況の差に応じて可変設定する手段
をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の
車両用操舵装置である。この発明によれば、左右の車輪
の制動状況の差に応じて上記制御舵角が可変設定される
から、左右の車輪がそれぞれ接する路面の摩擦係数の差
の大小などに応じた適切な制御ヨーモーメントを舵取り
機構の制御によって車両に与えることができる。これに
より、制動時において、より適切な姿勢制御を行える。
【００１６】この発明の車両用操舵装置は、制動機構を
制御するための制動制御手段（６０）と協働するもので
あってもよい。この場合には、制動制御手段において、
制動機構の作動および車両の左右の車輪速を検出するよ
うにしてもよい。さらに、制動制御手段において、左右
車輪の速度を大小比較することとしておいてもよいし、
さらに、左右車輪の速度差としきい値との大小比較を行
うようにしておいてもよい。
【００１７】この場合には、舵取り制御手段と制動制御
手段とを適当な通信ライン（５０）を介して接続してお
けばよい。すなわち、舵取り制御手段は、たとえば、制
動機構が作動されたか否か、左右車輪のいずれの車輪速
が大きいか、および左右車輪の速度差がしきい値を超え
ているか否かをそれぞれ表すデータを、通信ラインを介
して制動制御手段から取得するようにしておけばよい。
上記舵取り機構は、ステアリングホイールなどの操舵用
操作部材（１）と舵取り機構との機械的な結合が無い
か、またはこのような機械的な結合を必要に応じて解除
することができるように構成されていることが好まし
い。このような構成であれば、操舵用操作部材の操作に
対応して舵取り機構を電気的に制御することで、運転者
の意図に応じた操舵制御ができ、かつ、操舵用操作部材
の操作に依存しない操舵制御により車両挙動の安定化を
図ることが容易である。
【００１８】
【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（操舵用操作部材）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の動作
をステアリングギア３によって前部左右車輪４Ａ，４Ｂ
（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。
【００１９】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
Ａ，４Ｂの転舵が達成される。
【００２０】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。
【００２１】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４Ａ，４Ｂ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。
【００２２】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（ＥＣＵ：電子制御
ユニット）を含むステアリング系制御装置２０（舵取り
制御手段）に接続されている。ステアリング系制御装置
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。ステア
リング系制御装置２０には、さらに、車両の横加速度Ｇ
y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。
【００２３】一方、ステアリング系制御装置２０は、車
両の制動を制御するための走行系制御装置６０（制動制
御手段）と、ライン５０を介して通信を行い、データを
授受するようになっている。そして、横加速度センサ１
５、ヨーレートセンサ１６および速度センサ１４で検出
された横加速度Ｇy、ヨーレートγおよび車速Ｖを表す
データは、ステアリング系制御装置２０内で利用される
とともに、ライン５０を介して走行系制御装置６０にも
伝送されるようになっている。
【００２４】ブレーキペダル５１の踏力に応じた制動圧
は、マスターシリンダ５２によって発生され、この制動
圧は、制動圧制御ユニット５３によって増幅されるとと
もに、前車輪４Ａ，４Ｂおよび後車輪４Ｃ，４Ｄの各ブ
レーキ装置５４に分配されて、各ブレーキ装置５４が各
車輪４Ａ〜４Ｄに制動力を作用させるようになってい
る。そして、制動圧制御ユニット５３が、コンピュータ
（ＥＣＵ）により構成される走行系制御装置６０によっ
て制御されることにより、各車輪４Ａ〜４Ｄの制動圧が
個別に制御されるようになっている。
【００２５】走行系制御装置６０には、ステアリング系
制御装置２０の他に、各車輪４Ａ〜４Ｄの制動力を個別
に検出する制動力センサ６１と、各車輪４Ａ〜４Ｄの各
回転速度を個別に検出する車輪速センサ６２とが接続さ
れている。走行系制御装置６０は、車輪速センサ６２に
よって検出される各車輪４Ａ〜４Ｄの回転速度と制動力
センサ６１によるフィードバック値とに応じて、制動圧
を増幅するととも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４Ａ
〜４Ｄ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、内蔵のポンプに
より制動圧を発生することができるように構成されてい
る。
【００２６】ステアリング系制御装置２０および走行系
制御装置６０は、それぞれ、車両挙動の安定化のための
姿勢制御を行う。すなわち、ステアリング系制御装置２
０は、操舵用アクチュエータ２を制御することによっ
て、車両挙動の安定化を図る。具体的には、ステアリン
グホイール１の操作角δｈに基づいて、目標ヨーレート
γ*が演算され、ヨーレートセンサ１６によって検出さ
れる車両の実ヨーレートγを目標ヨーレートγ*に収束
させるべく、前輪４Ａ，４Ｂの方向を制御する（ヨーレ
ート制御）。
【００２７】これに対して、走行系制御装置６０は、車
両の旋回半径の内方側または外方側の車輪における制動
圧の大小を制御することによって、車両の実ヨーレート
γを目標ヨーレートγ*に収束させ、車両の姿勢制御を
実現する。ステアリング系制御装置２０は、通常走行時
において、ステアリングホイール１の操作角δｈおよび
操作トルクＴに基づいて、目標ヨーレートγ*を演算す
る。この目標ヨーレートγ*とヨーレートセンサ１６に
よって検出される実ヨーレートγとの偏差が演算され、
この偏差に基づいて、前左右輪４Ａ，４Ｂの転舵角の目
標値である目標転舵角δ*が求められる。この目標転舵
角δ*と転舵角センサ１３によって検出される実転舵角
δとの偏差に応じて、操舵アクチュエータ２が駆動され
る。こうして、ステアリングホイール１の操作に応じた
転舵が達成される。
【００２８】ヨーレートの偏差に基づいて操舵アクチュ
エータ２を常時制御すると、平常の直進走行時において
も、とくに低速走行域において車両に激しい横揺れが発
生する。すなわち、操舵アクチュエータ２が過剰制御状
態となる。この過剰制御状態を防止するために、下記
(1)式に示す制御条件が設定されている。すなわち、こ
の制御条件が満たされることを条件に、ヨーレートの偏
差に基づく姿勢制御が実行されるようになっている。
【００２９】 β／Ｃ１＋β′／Ｃ２＞１ かつ ββ′＞０ ・・・・・・(1) βは、車両の横滑り角、β′は、車両の横滑り角速度
（β′＝ｄβ／ｄｔ）、Ｃ１，Ｃ２は定数（たとえば、
Ｃ１＝１度、Ｃ２＝５度／秒）である。これにより、横
滑り角βが発散するような状況のときにのみ、姿勢制御
のための転舵制御が行われるので、車両に横揺れが生じ
ることを防止できる。
【００３０】上述の従来の技術では、このような制御が
制動時においても適用されており、そのため、とくにμ
スプリット路上での制動時における車両姿勢の安定化に
支障をきたしていた。すなわち、上述のような制御条件
を舵取り機構の制御による姿勢制御に課することによっ
て、制御の遅れ時間が生じる。この制御遅れ時間のため
に、μスプリット路上での制動初期に車両に生じるヨー
レートを抑制することができず、車両姿勢が乱れてしま
う。したがって、車両姿勢の安定化のためには、運転者
が適切なステアリング操作を行わなければならない。
【００３１】この問題を解決するために、この実施形態
においては、ステアリング系制御装置２０は、μスプリ
ット路上における制動が検出されたときに、走行系制御
装置６０から与えられる制動状況データに基づき、舵取
り機構を制御する。すなわち、ステアリング系制御装置
２０は、走行系制御装置６０から、通信ライン５０を介
して制動状況データを取得する。この制動状況データに
は、ストップランプ信号データＳＴＰ、前左右輪４Ａ，
４Ｂのいずれの車輪速が大きいかを表す速度比較データ
ＷＨｖ、および前左右輪４Ａ，４Ｂの車輪速度差が所定
のしきい値（たとえば、１．５〜２．０km/h）を超えて
いるかどうかの判定結果データＷｔｈが含まれている。
【００３２】走行系制御装置６０は、車輪速センサ６２
から入力される４つの車輪４Ａ〜４Ｂの車輪速データに
基づき、前左右輪４Ａ，４Ｂ速度差を演算する。そし
て、この演算された速度差に基づき、これを一定のしき
い値と大小比較し、その比較結果を判定結果データＷｔ
ｈとして通信ライン５０に送出する。また、前左右輪４
Ａ，４Ｂのいずれの車輪速が大きいかを表す速度比較デ
ータＷＨｖを作成して、通信ライン５０に送出する。ス
トップランプ信号ＳＴＰは、車両のストップランプが点
灯しているかどうかを表すデータであり、制動機構が作
動しているか否かを表す制動機構作動状況データに相当
する。
【００３３】ストップランプ信号データＳＴＰ、速度比
較データＷＨｖおよび判定結果データＷｔｈはそれぞれ
１ビットのデータで表すことができる。ステアリング系
制御装置２０と走行系制御装置６０とは、たとえば、１
バイト（８ビット）単位でデータの授受を行っている。
したがって、上述の制動状況データは、通信ライン５０
を介してやりとりされる１バイトのデータ中の３ビット
を用いて授受することができる。
【００３４】図２は、いわゆるμスプリット路上におけ
る制動の様子を説明するための図解図である。μスプリ
ット路面７０は、車両８０の進行方向８５に向かって右
側が乾いたアスファルトの路面のような高μ路７１であ
り、車両８０の進行方向８５に向かって左側の路面が、
氷面のような低μ路７２である。車両８０の右側車輪４
Ｂ，４Ｄが高μ路面７１上にあり、左側車輪４Ａ，４Ｃ
が低μ路７２上にある状態で、ブレーキペダル５１を踏
み込むと、車両８０には、矢印８１方向のヨーモーメン
トが生じる。この矢印８１方向のヨーモーメントを打ち
消すべく、ステアリング系制御装置２０および走行系制
御装置６０がそれぞれ姿勢制御動作を行う。
【００３５】制動期間中において、ステアリングホイー
ル１を意識的に可能な限り中立位置に保持すると、従来
からの舵取り姿勢制御では、制御の遅れのために、車両
８０は、ライン８３に沿った曲線軌跡を描く。これを防
止するために、運転者は、車両８０を進行方向８５に向
けようとしてステアリングホイール１を激しく操作し、
参照符号８２で示すほぼ直線に沿う軌跡で車両８０を走
行させようとする。図３は、ステアリング系制御装置２
０の動作を説明するためのフローチャートである。ステ
アリング系制御装置２０は、ストップランプ信号データ
ＳＴＰを参照することにより、制動機構が作動している
かどうかを判断する（ステップＳ１）。制動機構が作動
していれば、さらに、判定結果データＷｔｈを参照し
て、左右前輪４Ａ，４Ｂの速度差がしきい値を超えてい
るかどうかを判断する（ステップＳ２）。この判断が肯
定されれば、ステアリング系制御装置２０は、さらに、
速度比較データＷＨｖを参照して、前輪４Ａ，４Ｂのう
ち左右いずれの車輪の車輪速が小さいかを判別する（ス
テップＳ３）。もしも、右側前輪４Ｂの車輪速の方が小
さい場合には、目標転舵角δ*に右方向への一定舵角
（たとえば、約２度）の転舵に対応した制御舵角を加算
する（ステップＳ４）。これに対して、左側前輪４Ａの
車輪速の方が小さい場合には、目標転舵角δ*に左方向
への一定舵角（たとえば、約２度）の転舵に対応した制
御舵角を加える（ステップＳ５）。これによって、車輪
速が小さい方に回転する制御ヨーモーメントが車両に与
えられることになる。
【００３６】図４は、μスプリット路上における制動時
の車輪速の変化を示すグラフである。この図４には、前
左右輪４Ａ，４Ｂの制動開始からの時間経過に応じた車
輪速変化が示されている。高μ路面７１上にある右側前
輪４Ｂの車輪速は、制動圧が加えられた直後において
も、急激に低下することはない。これに対して、低μ路
面７２上にある左側前輪４Ａは容易にスリップするか
ら、制動圧が加えられると、その車輪速が急激に低下す
る。このとき、図２において、矢印８１方向にヨーモー
メントが生じることになる。
【００３７】これに対して、ステアリング系制御装置２
０は、車輪速が小さい方、すなわち、左側への制御ヨー
モーメントを車両８０に与えるように、目標転舵角δ*
に制御舵角を加える。これにより、ステアリングホイー
ル１の操作に加えて、いわゆるカウンタ操舵制御が行わ
れることになるから、車両姿勢が安定化される。したが
って、運転者がステアリングホイール１を激しく操作し
なくとも、車両８０を直線的な軌跡８２（図２参照）に
沿って走行させ、かつ、車両姿勢を安定に保持したまま
で車両８０を停止させることができる。
【００３８】走行系制御装置６０からの制動状況データ
に基づく上述の姿勢制御は、上記第(1)式に示された制
御条件が満たされているか否かに関係なく速やかに実行
される。この実施形態では、ステアリング系制御装置２
０を構成するＥＣＵ（電子制御ユニット）は、たとえ
ば、１０ミリ秒を一周期とした制御周期で、操舵アクチ
ュエータ２の制御のための演算を繰り返し実行してい
る。ステアリング系制御装置２０は、ストップランプ信
号データＳＴＰに基づき、制動機構が作動したと判断さ
れると、たとえば、４制御周期または５制御周期の後
に、判定結果データＷｔｈが左右前輪４Ａ，４Ｂの速度
差がしきい値を超えていることを示す値であることを条
件に、車輪速が小さい方向への転舵のための一定の制御
舵角を目標転舵角δ*に加える。このように、制動機構
の作動から一定の微小時間（４０〜５０ミリ秒）だけ遅
れて制御舵角を目標転舵角δ*に加えることによって、
平常の制動時に誤動作をしないようにすることができ、
かつ、制動期間中においても、過剰制御が行われること
がない。しかも、４〜５制御周期程度の微小時間の間に
は、車両８０に大きな回頭が生じることがない。したが
って、この実施形態の制御によれば、良好な応答性で、
車両８０に生じるヨーモーメントを抑制することができ
る。
【００３９】制動状況データに基づく操舵制御の遅れ時
間は、上記一定の微小時間（４０〜５０ミリ秒）に等し
く、従来技術による制御遅れ時間（１２０〜１３０ミリ
秒）に比較して著しく短縮される。これにより、制動時
における舵取り機構の制御による姿勢制御の応答性が格
段に向上される。図５は、本件発明者による実験結果を
示すグラフである。図５(a)は車両８０のヨーレートγ
の時間変化を示し、図５(b)はステアリングホイール１
の操作角δｈの時間変化を示し、図５(c)は転舵角セン
サ１３によって検出される転舵角δの時間変化を示す。
この図５(a)〜(c)には、従来技術に関する試験データが
併せて示されている。
【００４０】図５(a)から、この実施形態の制御を採用
することによって、車両８０のヨーレートγを極めて安
定化できることが理解される。また、図５(b)から、車
両８０を直進状態に保持するためにステアリングホイー
ル１に加えられる操作が格段に減少されることが理解さ
れる。このことは、μスプリット路上における急制動操
作時においても、運転者の技量によらずに、車両８０の
姿勢を安定化できることを意味する。さらに、図５(c)
からは、制動初期における転舵角変化の応答性が著しく
改善されていることが理解される。
【００４１】以上のように、この実施形態によれば、制
動機構が作動しているときに、左右前輪４Ａ，４Ｂの車
輪速の差が一定のしきい値を超えているときには、μス
プリット路上における制動が行われているとみなされ
る。そして、μスプリット上における制動時には、車輪
速の小さい方へ一定の制御舵角を加えることによって、
良好な応答性で、制動初期に車両８０に生じるヨーモー
メントを抑制するようにしている。これによって、μス
プリット路面上で急制動操作を行った場合でも、車両８
０の姿勢を安定に保持した状態で、良好な制動動作を達
成できる。
【００４２】以上、この発明の一実施形態について説明
したが、この発明は、他の形態で実施することもでき
る。たとえば、上述の実施形態では、制動状況データに
基づく姿勢制御が行われるときに、一定の制御舵角が車
輪速度の小さい方に加えられることとしている。しか
し、制動状況データに基づく姿勢制御の際に目標転舵角
δ *に加えられる制御舵角は一定である必要はない。た
とえば、左右前輪４Ａ，４Ｂの速度差の大小に応じて、
制御舵角を可変設定してもよい。また、左右前輪４Ａ，
４Ｂに働く制動力の差の大小、または制動圧の差の大小
に応じて、制御舵角を可変設定するようにしてもよい。
そのほか、左右の制動力の差に対応して変化する適当な
物理量があれば、このような物理量に応じて制御舵角を
可変設定することもできる。
【００４３】また、上述の実施形態では、ストップラン
プ信号データＳＴＰ、速度比較データＷＨｖおよび判定
結果データＷｔｈが通信ライン５０を介して走行系制御
装置６０からステアリング系制御装置２０に与えられる
こととしている。しかし、たとえば、ストップランプ信
号データＳＴＰおよび左右の前車輪４Ａ，４Ｂの車輪速
データが、通信ライン５０を介して走行系制御装置６０
からステアリング系制御装置２０に与えられるようにし
てもよい。この場合には、ステアリング系制御装置２０
において、左右前輪４Ａ，４Ｂの車輪速の大小比較およ
びそれらの速度差が一定のしきい値を超えているかどう
かの判定を行うことになる。
【００４４】また、上述の実施形態では、舵取り機構の
制御による姿勢制御と制動機構の制御による姿勢制御と
が併用される例について説明したが、走行系制御装置６
０は、必ずしも制動機構の制御による姿勢制御を行うも
のである必要はない。すなわち、車両８０の姿勢制御が
専ら舵取り機構の制御によって行われる場合にも、この
発明を適用することができる。むろん、車輪速に関する
データを走行系制御装置６０から通信ライン５０を介し
て取得する構成とする必要もなく、車輪速センサ６２の
出力信号をステアリング系制御装置２０に直接取り入れ
るようにしてもよい。
【００４５】また、上述の実施形態では、舵取り機構と
ステアリングホイール１とが機械的に結合されていな
い、いわゆるステア・バイ・ワイヤ・システムを例にと
ったが、ステアリングホイール１と舵取り機構とが機械
的に連結されている車両用操舵装置に対してもこの発明
を適用することができる。たとえば、舵取り機構に操舵
補助力を与えるためのパワーステアリング装置を用い
て、操舵輪の転舵角を制御することによって車両の姿勢
制御を行うことができる。また、ステアリングホイール
１と舵取り機構との間にクラッチを介装して、ステアリ
ングホイール１と舵取り機構とを必要に応じて機械的に
連結したり、この連結を解除したりすることができる構
成が採用されてもよい。
【００４６】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】いわゆるμスプリット路上における制動の様子
を説明するための図解図である。
【図３】ステアリング系制御装置の動作を説明するため
のフローチャートである。
【図４】μスプリット路面上で制動操作を行った場合の
左右車輪の車輪速の時間変化を示す図である。
【図５】μスプリット路面上で制動操作を行った場合の
ヨーレート、ステアリングホイール操作角および舵取り
車輪の転舵角の時間変化を示す図である。
【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 ３ ステアリングギア ４Ａ，４Ｂ 前車輪 ４Ｃ，４Ｄ 後車輪 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 ２０ ステアリング系制御装置 ５０ 通信回線 ５１ ブレーキペダル ５２ マスターシリンダ ５３ 制動圧制御ユニット ５４ ブレーキ装置 ６０ 走行系制御装置 ６１ 制動力センサ ６２ 車輪速センサ ７０ μスプリット路 ７１ 高μ路 ７２ 低μ路 ８０ 車両
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 葉山 良平 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 CC02 CC05 DA03 DA15 DA23 DA24 DA29 DA33 DA51 DB10 DB11 DC33 DD02 DD17 EA01 EB04 EC23 EC29 FF01 GG01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両の舵取り機構を駆動制御するための車
    両用操舵装置であって、 車両の制動機構の作動を検出する制動作動検出手段と、 車両の左右車輪の車輪速のいずれが大きいかを判別する
    速度比較手段と、 車両の左右の車輪の速度差が所定のしきい値を超えてい
    るかどうかを判定する速度判定手段と、 上記制動作動検出手段が制動機構の作動を検出したこと
    に応答して、上記速度判定手段が左右の車輪の速度差が
    上記所定のしきい値を超えていると判定していることを
    条件に、上記速度比較手段による判別結果に基づいて、
    上記左右の車輪のうち速度の小さい車輪の方向に制御舵
    角を加えるように上記舵取り機構を制御する舵取り制御
    手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
  2. 【請求項２】上記舵取り機構は、上記制動機構の作動が
    検出された後、一定時間経過後における上記速度差がし
    きい値を超えていることを条件に、上記左右の車輪のう
    ち速度の小さい車輪の方向に制御舵角を加えるように上
    記舵取り機構を制御す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。
  3. 【請求項３】上記制御舵角が一定値であることを特徴と
    する請求項１または２記載の車両用操舵装置。
  4. 【請求項４】上記制御舵角を上記左右の車輪の制動状況
    の差に応じて可変設定する手段をさらに含むことを特徴
    とする請求項１または２記載の車両用操舵装置。
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