JP2002370664A - 操舵反力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステアリングシャフトを有する車両のステア
リング機構において操舵反力制御を行なう場合に、ステ
アリングホイールの操舵角度と前輪の転舵角度との違い
に起因して発生することろの、ドライバの操舵感覚と、
車両の挙動特性とが一致しないことによるドライバの違
和感を防止する。 【解決手段】 ドライバによるステアリングホイール８
の操舵角度θに応じて発生する操舵反力の剛性成分が大
きく（小さく）なるのに応じて、転舵比可変アクチュエ
ータ３によって前輪１０の転舵比Ｎが調整されることに
より、ステアリングモータ７によってステアリングホイ
ール８に操舵反力が付与されている場合には、車両のア
ンダーステア特性が弱められる（強められる）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵反力制御装置
に関し、例えばステアリングホイールと前輪とがステア
リングシャフトを介して機械的に連結されたタイプの車
両に採用して好適な操舵反力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、代表的な車両である自動車の
分野においては、ドライバが操作するステアリングホイ
ールと前輪（操舵輪）とがステアリングシャフトを介し
て機械的に連結されたステアリング機構を備える車両
（以下、ステアリングシャフトを有する車両、と称す
る）が広く普及しており、一般的なドライバは、このタ
イプの従来車両を操舵する際にステアリングホイールを
介して主に手や腕の触覚によって認知するステアリング
感覚（操舵反力特性）に慣れ親しんでおり、運転に習熟
したドライバは、係るステアリング感覚によって自分が
運転する車両の挙動や走行状態を認識することが知られ
ている。

【０００３】このようなステアリングシャフトを有する
車両に搭載される制御装置の一例として、特開平１１−
０５９４６８号には、アクチュエータを駆動することに
よって操舵反力特性を模倣する技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アクチ
ュエータを駆動することによって上記従来例の如く操舵
反力特性を模倣すると、車両の挙動特性が変化すること
になるので、その変化に起因して、ステアリングホイー
ルを介してドライバが認識する車両の操舵感覚が、当該
アクチュエータが駆動されていない場合と異なったもの
になってしまい、その結果として、ドライバに違和感を
与えることになる。ここで、係る違和感に関して、図１
０及び図１１を参照してより具体的に説明する。

【０００５】図１０は、ステアリングシャフトを有する
車両のステアリング機構におけるステアリングダイナミ
クスを説明する図であり、図１０（ａ）は操舵反力の制
御を行なわない場合を示し、図１０（ｂ）は操舵反力の
制御を行なう場合を示す。

【０００６】図１０（ａ）に示す操舵反力の制御を行な
わない場合、ドライバがステアリングホイール８に与え
た操舵反力は、ステアリングシャフト９を介して前輪
（駆動輪）１０の転舵機構に伝達される。

【０００７】図１０（ｂ）に示す操舵反力の制御を行な
う場合においては、ドライバがステアリングホイール８
に与えた操舵反力は、図１０（ａ）の場合と同様にステ
アリングシャフト９を介して前輪１０の転舵機構に伝達
されるが、その際、ステアリングモータ７が適宜駆動さ
れることにより、ドライバによる操舵反力とは反対方向
の操舵反力がステアリングホイール８に付与される。

【０００８】このような構成を備えるステアリング機構
において、ステアリングシャフト９は、一般に、ある程
度の長さを有し、且つステアリングホイール８の操舵に
応じた剛性を有する。このため、ドライバによって付与
されたステアリングホイール８の回転力（操舵トルク）
は、ステアリングシャフト９の上部と下部において力の
加わり方が異なる。

【０００９】従って、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に
示す２種類のステアリング機構において、ドライバがス
テアリングホイール８に同じ大きさの操舵反力を加えた
場合を考えると、ステアリングシャフト９の上部に加わ
る回転力の大きさは、操舵反力制御によるステアリング
モータ７の駆動によって操舵反力が付与される図１０
（ｂ）に示すステアリング機構の方が、図１０（ａ）に
示すステアリング機構と比較して小さくなるため、前輪
１０を転舵すべくステアリングシャフト９の下部に実際
に加わる回転力の大きさは、ドライバによるステアリン
グホイール８の操舵に対して低減されてしまい、その結
果として、ドライバの操作による操舵角度θと、その操
舵に応じて実際に前輪１０に起きる転舵角度とが異なっ
てしまう。

【００１０】そして上記の場合、ドライバは、ステアリ
ングホイール８を回すのに応じて感じる操舵反力によっ
て体感的には車両の挙動が変化していく（曲がってい
く）ことを認識できるものの、実際にはドライバが感じ
ている程度に車両の挙動が変化しないことに違和感を感
じることになる。

【００１１】上述した従来の操舵反力制御における問題
点を伝達関数を用いて更に説明すると、図１０（ａ）に
示すステアリング機構が機械的に本来有するステアリン
グダイナミクスＹに対して、ステアリングモータ７によ
って操舵反力Ｔｃを付与した際のステアリングダイナミ
クスＹ'は、ドライバによる操舵角度θの操舵反力をＴ
Ｍとして、 Ｙ’＝θ／ＴＭ＝Ｙ／（１＋Ｇ×Ｙ） ・・・・・（１）， なる数式（１）によって表わすことができ、この伝達関
数は、図１１に示すブロック線図となる。

【００１２】図１１は、ステアリングシャフトを有する
車両のステアリング機構を表わす伝達関数を示すブロッ
ク線図であり、Ｇ＞０なので、操舵反力Ｔｃが付与され
た際のステアリングダイナミクスＹ’においては、ドラ
イバによる操舵反力ＴＭに対して操舵角度θが減少する
ので、前輪１０の転舵角度も減少することが判る。

【００１３】そこで本発明は、ステアリングシャフトを
有する車両のステアリング機構において操舵反力制御を
行なう場合に、ステアリングホイールの操舵角度と前輪
の転舵角度との違いに起因して発生することろの、ドラ
イバの操舵感覚と、車両の挙動特性とが一致しないこと
によるドライバの違和感を防止する操舵反力制御装置の
提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る操舵反力制御装置は、以下の構成を特
徴とする。

【００１５】即ち、ドライバが操作するステアリングホ
イールと左右の前輪とが機械的に接続されたステアリン
グ機構を備える車両に設けられ、その車両の車速と該ス
テアリングホイールの操舵角度に応じて設定される操舵
反力特性に基づいて、前記ステアリングホイールに操舵
反力を付与する操舵反力制御装置であって、 ・前記操舵反力を構成する複数種類の力成分のうち、前
記操舵角度に応じて発生する剛性成分が大きくなるのに
応じて、前記車両のアンダーステア特性を弱める操舵反
力特性調整手段、或いは、 ・前記操舵反力を構成する複数種類の力成分のうち、前
記操舵角度に応じて発生する剛性成分が小さくなるのに
応じて、前記車両のアンダーステア特性を強める操舵反
力特性調整手段、を備えることを特徴とする。

【００１６】好適な実施形態において、前記操舵反力特
性調整手段は、 ・転舵比、 ・前記左右の前輪の制動力差、 ・前記左右の前輪の駆動力差、 の少なくとも何れかを調整すると良い。

【００１７】また、転舵比を調整する場合において、前
記操舵反力特性調整手段は、例えば、前記操舵反力を構
成する複数種類の力成分のうち、前記ステアリングホイ
ールの操舵速度に応じて発生する粘性成分が大きくなる
のに応じて、前記転舵比を大きな値に調整すると良い。

【００１８】また、転舵比を調整する場合において、前
記操舵反力特性調整手段は、例えば、前記操舵反力を構
成する複数種類の力成分のうち、前記ステアリングホイ
ールの操舵による機械的な摩擦によって発生する摩擦成
分が大きくなるのに応じて、前記転舵比を大きな値に調
整する良い。

【００１９】また、好適な実施形態において、前記操舵
反力特性調整手段は、前記車両の走行速度が第１所定値
より大きく且つ第２所定値より小さい中速域であって、
前記操舵角度が所定角度より小さい場合に、前記操舵反
力を構成する複数種類の力成分のうち、前記ステアリン
グホイールの操舵速度に応じて発生する粘性成分の制御
ゲインを、前記複数種類の力成分から前記粘性成分を除
いた他の種類の力成分の制御ゲインと比較して増大する
第１制御ゲイン調整手段と、前記中速域であって、前記
操舵角度が所定角度より大きい場合に、前記剛性成分の
制御ゲインを、前記複数種類の力成分から前記剛性成分
を除いた他の種類の力成分の制御ゲインと比較して増大
する第２制御ゲイン調整手段と、前記走行速度が前記第
２所定値より大きな高速域の場合に、前記粘性成分の制
御ゲインと、前記剛性成分の制御ゲインとの差分を、前
記中速域の場合における該差分と比較して低減する第３
制御ゲイン調整手段と、を含むと良い。

【００２０】

【発明の効果】上記の本発明によれば、ステアリングシ
ャフトを有する車両のステアリング機構において操舵反
力制御を行なう場合に、ステアリングホイールの操舵角
度と前輪の転舵角度との違いに起因して発生することろ
の、ドライバの操舵感覚と、車両の挙動特性とが一致し
ないことによるドライバの違和感を防止する操舵反力制
御装置の提供が実現する。

【００２１】即ち、請求項１または請求項２の発明によ
れば、ドライバによるステアリングホイールの操舵角度
に応じて発生する操舵反力の剛性成分が大きく（小さ
く）なるのに応じて、左右前輪の転舵比（請求項３）、
制動力差（請求項４）、或いは駆動力差（請求項５）を
調整することにより、車両のアンダーステア特性が弱め
られる（強められる）ので、ドライバが体感する操舵感
覚と、車両の実際の挙動特性とが一致しなくなることを
防止することができ、ドライバに違和感を与えることを
防止することができる。

【００２２】また、請求項６、請求項７の発明によれ
ば、粘性成分が大きくなるのに応じて（請求項６）、或
いは摩擦成分が大きくなるのに応じて（請求項７）、転
舵比が大きな値に調整されるので、ドライバに違和感を
与えることをより効果的に防止することができる。

【００２３】また、請求項８の発明によれば、車両の走
行速度が中速域の場合にドライバがステアリングホイー
ルを保持する際の安定性の向上、中速域の場合にドライ
バがステアリングホイールを操舵する際の操舵感覚の向
上、並びに高速域の場合の全操舵角範囲における操舵安
定性を向上することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る操舵反力制御
装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

【００２５】［第１の実施形態］図１は、第１の実施形
態に係る操舵反力制御装置を搭載したステアリングシャ
フトを有する車両のステアリング機構の構成を示すブロ
ック図であり、同図に示すステアリング機構は、ドライ
バが操作するステアリングホイール８と左右の前輪（操
舵輪）１０Ｌ，１０Ｒ（尚、以下の説明では前輪１０と
総称する場合がある）とがステアリングシャフト９を介
して機械的に連結された一般的な機構を備える。

【００２６】制御ユニット１は、車速センサ２によって
検出された自車両の車速Ｖ、並びに操舵角度センサ５に
よって検出された操舵角度θに基づいて目標操舵反力Ｔ
を算出すると共に、自車両のステアリング機構が本来機
械的に有する操舵反力Ｔｖを算出し、目標操舵反力Ｔと
操舵反力Ｔｖとの差分ＤＶを算出する。

【００２７】更に、制御ユニット１は、算出した操舵反
力の差分ＤＶに従って、ステアリングトルクモータ７を
駆動することにより、ステアリングホイール８に操舵反
力を付与する。

【００２８】そして、制御ユニット１は、自車両の車速
Ｖ、並びに操舵角度θに基づいて、転舵比Ｎを設定する
と共に、設定した転舵比Ｎを、目標操舵反力Ｔを算出す
る際に使用した比例ゲイン（制御ゲイン）に応じて補正
し、補正後の転舵比Ｎ’に従って、転舵比可変アクチュ
エータ３を駆動する（詳細は後述する）。

【００２９】ここで、転舵比Ｎ及びＮ’は、ドライバに
よるステアリングホイール８の操作に応じた操舵角度θ
と、その操舵に応じて転舵する前輪１０の転舵角度との
比率（転舵角度／操舵角度θ）を表わし、転舵比可変ア
クチュエータ３は、設定される転舵比Ｎ’に従って、同
じ操舵角度θに対する前輪１０の転舵角度の度合いを調
整することができる。

【００３０】本実施形態では、「発明が解決しようとす
る課題」にて上述したところの、ステアリングシャフト
を有する車両のステアリング機構において操舵反力制御
を行なう場合に、ステアリングホイールの操舵角度と前
輪の転舵角度との違いに起因して発生することろの、ド
ライバの操舵感覚と、車両の挙動特性とが一致しないこ
とによるドライバの違和感を防止することによって良好
な操舵感覚を実現すべく、転舵比可変アクチュエータ３
によって前輪１０の転舵比を調整するが、その際、係る
ステアリングシャフトを有する車両において操舵反力を
構成するの４つの力成分のうち、主に剛性成分に着目す
る。

【００３１】即ち、ステアリングシャフトを有する車両
においてドライバによるステアリングホイールの操舵に
応じて付与すべき操舵反力は、一般に、「剛性成分」、
「粘性成分」、「摩擦成分」、並びに「慣性成分」の４
つの力成分からなることが知られており、 ・「剛性成分」は、ステアリングホイールの操舵角度に
応じて発生する力成分を表し、 ・「粘性成分」は、ステアリングホイールの操舵速度に
応じて発生する速度成分に相当する力成分を表し、 ・「摩擦成分」は、ステアリングホイールの操舵による
機械的な摩擦によって発生する力成分を表し、 ・「慣性成分」は、ステアリングホイールの操舵に応じ
て発生する加速度成分に相当する力成分を表わす。

【００３２】ここで、操舵反力は、ステアリングホイー
ルが回転していないときに、ドライバが当該ステアリン
グホイールに入力する操舵力に等しい。

【００３３】そして、本実施形態において、制御ユニッ
ト１は、図１に示すステアリングシャフト９を有する車
両のステアリング機構における操舵反力特性において、
ステアリングモータ（ステアリングトルクモータ）７を
駆動することによってステアリングホイール８に操舵反
力を付与する操舵反力制御を行なう際には、操舵角度θ
に応じて発生する操舵トルクの剛性成分が大きくなるの
に応じて、転舵比可変アクチュエータ３の転舵比Ｎ
（Ｎ’）を調整することによって車両のアンダーステア
特性を弱め、これにより、操舵角度θに対する前輪１０
の転舵角度の関係を所定の状態に維持することにより、
上述した違和感をドライバに与えることを防止する。

【００３４】尚、図１に示した各ブロックの構成自体は
現在では一般的であるため、本実施形態における詳細な
説明は省略する。

【００３５】図２は、第１の実施形態に係る操舵反力制
御装置にて行われる制御処理を説明するブロック図であ
り、制御ユニット１に設けられた不図示のマイクロコン
ピュータが、予め格納された制御プログラムを実行する
ことによって実現する機能を概説する図である。

【００３６】同図において、制御ユニット１は、まず、
図２に破線で示す小ブロック内において、目標操舵反力
Ｔを算出する。

【００３７】即ち、制御ユニット１は、操舵角度センサ
５によって検出されたステアリングホイール８の回転角
度（操舵角度）θに基づいて操舵速度θ’を算出し、算
出した操舵速度θ’に粘性成分の比例ゲイン（制御ゲイ
ン）Ｋｄを施すことにより、操舵反力の粘性成分Ｔｄを
算出する。また、制御ユニット１は、ドライバによる操
舵方向とは反対方向の操舵反力を付与すべく、操舵速度
にｓｉｇｎ変換、並びに摩擦成分の比例ゲインＫｆを施
すことにより、操舵反力の摩擦成分Ｔｆを算出する。ま
た、制御ユニット１は、操舵角度θに、自車両の走行状
態を反映すべく車速センサ２によって検出された車速Ｖ
に応じて決定される剛性成分の比例ゲインＫｐを施すこ
とにより、操舵反力の剛性成分Ｔｐを算出する。そし
て、制御ユニット１は、算出した粘性成分Ｔｄ、摩擦成
分Ｔｆ、剛性成分Ｔｐを加算することにより、自車両の
現在の状態において目標となる目標操舵反力Ｔを求め
る。

【００３８】また、制御ユニット１は、自車両のステア
リング機構が本来機械的に有する操舵反力Ｔｖを算出す
ると共に、目標操舵反力Ｔと操舵反力Ｔｖとの差分ＤＶ
を算出する。ここで、目標操舵反力Ｔと操舵反力Ｔｖと
を実際に算出する計算式は、基本的には同じ計算式によ
って算出されており、操舵反力Ｔｖの計算に際しては、
粘性成分Ｔｄ、摩擦成分Ｔｆ、並びに剛性成分Ｔｐの各
比例ゲインＫｄ、Ｋｆ、Ｋｐに予め設定された所定値が
参照される点が異なる。

【００３９】そして、制御ユニット１は、差分ＤＶに対
してゲイン調整（Ｇ）を施した値に従って、ステアリン
グトルクモータ７を駆動することにより、ステアリング
ホイール８に操舵反力を付与する。

【００４０】更に、制御ユニット１は、自車両の車速
Ｖ、並びに操舵角度θに基づいて、転舵比Ｎを設定する
と共に、設定した転舵比Ｎを、目標操舵反力Ｔを算出す
る際に使用した粘性成分Ｔｄ、摩擦成分Ｔｆ、並びに剛
性成分Ｔｐの各比例ゲインＫｄ、Ｋｆ、Ｋｐに応じて補
正し、補正後の転舵比Ｎ’に従って、転舵比可変アクチ
ュエータ３を駆動する（詳細は後述する）。

【００４１】ここで、操舵反力の慣性成分は、本実施形
態における制御内容には殆ど影響しないため、本実施形
態において考慮しなくても良い。

【００４２】尚、操舵速度、転舵比Ｎの設定、並びにス
テアリングトルクモータ７の駆動制御には、一般的な手
法を採用すれば良いので、本実施形態における詳細な説
明は省略する。

【００４３】図３は、第１の実施形態における制御ユニ
ット１の制御処理のフローチャートであり、制御ユニッ
ト１の不図示のＣＰＵが行う処理の手順を示す。

【００４４】同図において、ステップＳ１：図１を参照
して説明した各センサの検出値を更新する。

【００４５】ステップＳ２：ステップＳ１にて更新され
た各センサの検出値により、ドライバによるステアリン
グホイール８の操舵角度θ及び操舵速度θ’、並びに車
速センサ２によって検出された車速Ｖを取得する。

【００４６】ステップＳ３，ステップＳ４：図４に示す
テーブルを参照することにより、剛性成分Ｔｐの比例ゲ
インＫｐ、粘性成分Ｔｄの比例ゲインＫｄを設定する。

【００４７】即ち、図４は、車速Ｖと操舵角度θとに応
じた比例ゲインを設定するための特性テーブルを例示す
る図であり、図４（ａ）は比例ゲインＫｐ、図４（ｂ）
は比例ゲインＫｄを設定するための特性テーブルを示
す。このような特性テーブルを予めメモリ（不図示）に
記憶しておき、ステップＳ３及びステップＳ４では、当
該テーブルを、車速Ｖと操舵角度θとに従って参照する
ことにより、今回の制御周期において採用する比例ゲイ
ンＫｐと比例ゲインＫｄとを設定する。

【００４８】ステップＳ５：今回の制御周期において制
御ユニット１が実現すべき操舵反力の目標操舵反力Ｔ
を、 Ｔ＝Ｔｐ＋Ｔｄ＋Ｔｆ＝（signθ×（１−exp（−signθ×θ×Ｋｐ））× Ｋｐ１＋Ｋｄ×θ’＋signθ’×（１−exp（−signθ’×θ’×Ｋｆ１））× Ｋｆ ・・・・（２）， なる数式（２）によって算出する。

【００４９】ここで、Ｋｐ１は、剛性成分Ｔｐの比例ゲ
インＫｐの最大値を表わす任意の定数であり、対象車両
において実現すべき操舵反力特性に応じて設定すれば良
く、Ｋｆ１は、操舵反力制御を安定させるための任意の
定数である。尚、本実施形態において、摩擦成分Ｔｆの
比例ゲインＫｆは、図１に示すステアリング機構が本来
機械的に有する操舵反力特性に基づいて設定される。

【００５０】ステップＳ６：車両操舵反力Ｔｖを、数式
（２）によって算出する。但し、本ステップにおいて、
Ｋｐ、Ｋｐ１、Ｋｄ、Ｋｆ１、Ｋｆの各ゲインは、予め
メモリ（不図示）に記憶されている所定値が採用され
る。

【００５１】ステップＳ７：ステップＳ５にて算出され
た目標操舵反力Ｔと、ステップＳ６にて算出された操舵
反力Ｔｖとの差分ＤＶを算出する。

【００５２】ステップＳ９，ステップＳ１０：ステップ
Ｓ７にて算出した差分ＤＶに対して制御ゲインＧを施す
ことにより、今回の制御周期においてステアリングホイ
ール８に付与する操舵反力の制御目標値を決定し（ステ
ップＳ９）、その制御目標値に従ってステアリングモー
タ７を駆動する（ステップＳ１０）。

【００５３】ステップＳ１１，ステップＳ１２：予めメ
モリ（不図示）に記憶されたテーブルを操舵角度θに従
って参照することにより、転舵比Ｎを設定し（ステップ
Ｓ１１）、設定された転舵比Ｎを、比例ゲインＫｐ、Ｋ
ｄ、Ｋｆが大きくなるのに応じて転舵比Ｎが大きな値を
採る図５に示す特性テーブルを参照することによって補
正する（ステップＳ１２）。即ち、ステップＳ１２で
は、予めメモリ（不図示）に記憶された図５に示す特性
テーブルを、粘性成分Ｔｄ、摩擦成分Ｔｆ、並びに剛性
成分Ｔｐの各比例ゲインＫｄ、Ｋｆ、Ｋｐの何れかに従
って参照することにより、補正された転舵比Ｎ’を得
る。

【００５４】ステップＳ１３：補正後の転舵比Ｎ’に従
って、転舵比可変アクチュエータ３を駆動し、ステップ
Ｓ１にリターンする。

【００５５】上述した本実施形態によれば、ドライバに
よるステアリングホイール８の操舵角度θに応じて発生
する操舵反力の剛性成分Ｔｐが大きく（小さく）なるの
に応じて、左右の前輪１０の転舵比が調整されることに
より、車両のアンダーステア特性が弱められる（強めら
れる）ので、ドライバが体感する操舵感覚と、車両の実
際の挙動特性とが一致しなくなることを防止することが
でき、ドライバに違和感を与えることを防止することが
できる。

【００５６】また、上述した制御処理（図３）のステッ
プＳ１２では、粘性成分Ｔｄ、摩擦成分Ｔｆ、並びに剛
性成分Ｔｐの各比例ゲインＫｄ、Ｋｆ、Ｋｐのうち、少
なくとも何れかによって転舵比Ｎが調整されるので、ド
ライバに違和感を与えることをより効果的に防止するこ
とができる。

【００５７】また、上述した制御処理（図３）のステッ
プＳ３及びステップＳ４では、車速Ｖ及び操舵角度θに
従って図４（ａ）及び図４（ｂ）が参照されることによ
り、 ・車速Ｖが第１所定値より大きく且つ第２所定値より小
さい中速域であって、操舵角度θが所定角度より小さい
場合には、粘性成分Ｔｄの比例ゲインＫｄが他の比例ゲ
インと比較して増大補正され、 ・車速Ｖが中速域であって、操舵角度θが所定角度より
大きい場合には、剛性成分Ｔｐの比例ゲインＫｐが他の
比例ゲインと比較して増大補正され、 ・車速Ｖが第２所定値より大きな高速域の場合には、粘
性成分Ｔｄの比例ゲインＫｄと、剛性成分Ｔｐの比例ゲ
インＫｐとの差分が、中速域の場合における比例ゲイン
Ｋｄと比例ゲインＫｐとの差分と比較して低減補正され
る。

【００５８】これにより、車速Ｖが中速域の場合にはド
ライバがステアリングホイール８を保持する際の安定性
が向上すると共にドライバがステアリングホイール８を
操舵する際の操舵感覚が向上する。また、車速Ｖが高速
域の場合の場合には、ステアリングホイール８の全操舵
角範囲における操舵安定性を向上することができる。

【００５９】［第２の実施形態］次に、上述した第１の
実施形態に係る操舵反力制御装置を基本とする第２の実
施形態を説明する。以下の説明においては、第１の実施
形態と同様な構成については重複する説明を省略し、本
実施形態における特徴的な部分を中心に説明する。

【００６０】上述した第１の実施形態では、前輪１０の
転舵比Ｎを調整することにより、ステアリングホイール
の操舵角度と前輪の転舵角度との違いに起因して発生す
ることろの、ドライバの操舵感覚と、車両の挙動特性と
が一致しないことによるドライバの違和感を防止した
が、自車両の車速とそのときのドライバによるステアリ
ングホイール８の操舵状態とから一義的に求まる車両の
挙動が、ステアリングモータ７によって操舵反力が付与
されているか否かに関らず維持されれば、上述したドラ
イバの違和感は防止することができる。

【００６１】そこで、本実施形態では、本実施形態で
は、車両に発生すべき挙動としてヨーレートを算出する
と共に、算出したヨーレートを、前輪１０Ｌ，１０Ｒの
制動力または駆動力の差分を発生させることにより、同
課題を実現する。

【００６２】図６は、第２の実施形態に係る操舵反力制
御装置を搭載したステアリングシャフトを有する車両の
ステアリング機構の構成を示すブロック図であり、同図
に示すステアリング機構は、第１の実施形態における転
舵比可変アクチュエータ３の代わりに、前輪１０Ｌ，１
０Ｒへの駆動力の配分を調整可能な駆動力配分制御アク
チュエータ４と、前輪１０Ｌ，１０Ｒを個別に制動する
前輪用ブレーキ圧制御アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒを
備える。

【００６３】より具体的には、アクセルが全閉状態では
なく、自車両が駆動状態の場合には、左右の前輪１０
Ｌ，１０Ｒへの駆動力差を利用して目標のヨーレートを
実現する。

【００６４】即ち、ドライバによるステアリングホイー
ル８の右操舵に応じて剛性成分Ｔｐが増大した際には、
左側前輪の駆動力を、右側前輪の駆動力と比較して増大
するような差分を算出（付与）する。一方、ドライバに
よるステアリングホイール８の左操舵に応じて剛性成分
Ｔｐが増大した際には、右側前輪の駆動力を、左側前輪
の駆動力と比較して増大するような差分を算出（付与）
する。

【００６５】これに対して、自車両がブレーキ操作によ
って減速状態の場合には、左右の前輪１０Ｌ，１０Ｒの
制動力差を利用して目標のヨーレートを実現する。

【００６６】即ち、制動力差を利用する場合は、ドライ
バによるステアリングホイール８の右操舵に応じて剛性
成分Ｔｐが増大した際には、右側前輪の制動力を、左側
前輪の制動力と比較して増大するような差分を算出（付
与）する。一方、ドライバによるステアリングホイール
８の左操舵に応じて剛性成分Ｔｐが増大した際には、左
側前輪の制動力を、右側前輪の制動力と比較して増大す
るような差分を算出（付与）する。

【００６７】尚、図６においても、駆動力配分制御アク
チュエータ４、前輪用ブレーキ圧制御アクチュエータ１
１Ｌ，１１Ｒの構成自体は現在では一般的であるため、
本実施形態における詳細な説明は省略する。

【００６８】図７は、第２の実施形態に係る操舵反力制
御装置にて行われる制御処理を説明するブロック図であ
り、制御ユニット１に設けられた不図示のマイクロコン
ピュータが、予め格納された制御プログラムを実行する
ことによって実現する機能を概説する図である。

【００６９】同図に示す制御ブロックにおいて第１の実
施形態（図２）の場合と異なる構成を説明する。現在の
車両の状態において目標となるヨーレートは、車速セン
サ２及び操舵角度センサ５の検出結果に基づいて、一般
的な手順で算出される。駆動力配分制御アクチュエータ
４による駆動力差、或いは前輪用ブレーキ圧制御アクチ
ュエータ１１Ｌ，１１Ｒによる制動力差を発生させる際
に採用される制御ゲインは、算出したヨーレートに基づ
いて算出され、第１の実施形態と同様に、粘性成分Ｔ
ｄ、摩擦成分Ｔｆ、並びに剛性成分Ｔｐの各比例ゲイン
Ｋｄ、Ｋｆ、Ｋｐが反映される。

【００７０】尚、駆動力配分制御アクチュエータ４、並
びに前輪用ブレーキ圧制御アクチュエータ１１Ｌ，１１
Ｒの駆動制御には、一般的な手法を採用すれば良いの
で、本実施形態における詳細な説明は省略する。

【００７１】図８は、第２の実施形態における制御ユニ
ット１の制御処理のフローチャートであり、ステップＳ
２１以降の各ステップにおける処理が第１の実施形態
（図３）と異なる。

【００７２】同図において、ステップＳ２１：車速セン
サ２によって検出された車速Ｖ、操舵角度センサ５によ
って検出されたドライバによるステアリングホイール８
の操舵角度θに基づいて、現在の車両の状態において目
標となるヨーレートを、一般的な手順で算出する。

【００７３】ステップＳ２２：予めメモリ（不図示）に
記憶されたところの、比例ゲインＫｐ、Ｋｄ、Ｋｆが大
きくなるのに応じて制御ゲインＧｗが大きな値を採る図
９に示す特性テーブルを、粘性成分Ｔｄ、摩擦成分Ｔ
ｆ、並びに剛性成分Ｔｐの各比例ゲインＫｄ、Ｋｆ、Ｋ
ｐの何れかに従って参照することにより、制御ゲインＧ
ｗを設定する。

【００７４】ステップＳ２３：制御ゲインＧｗに従っ
て、自車両が駆動状態の場合には駆動力配分制御アクチ
ュエータ４による駆動力差を前輪１０Ｌ，１０Ｒに発生
させ、自車両がブレーキ操作によって減速状態の場合に
は前輪用ブレーキ圧制御アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ
による制動力差を前輪１０Ｌ，１０Ｒに発生させ、ステ
ップＳ１にリターンする。

【００７５】上述した本実施形態によれば、ドライバに
よるステアリングホイール８の操舵角度θに応じて発生
する操舵トルクの剛性成分Ｔｐが大きく（小さく）なる
のに応じて、左右の前輪１０の駆動力差または制動力差
が調整されることにより、車両のアンダーステア特性が
弱められる（強められる）ので、ドライバが体感する操
舵感覚と、車両の実際の挙動特性とが一致しなくなるこ
とを防止することができ、ドライバに違和感を与えるこ
とを防止することができる。

【００７６】また、上述した制御処理（図８）のステッ
プＳ２２では、粘性成分Ｔｄ、摩擦成分Ｔｆ、並びに剛
性成分Ｔｐの各比例ゲインＫｄ、Ｋｆ、Ｋｐのうち、少
なくとも何れかによって制御ゲインＧｗが調整されるの
で、ドライバに違和感を与えることをより効果的に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る操舵反力制御装置を搭載
したステアリングシャフトを有する車両のステアリング
機構の構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施形態に係る操舵反力制御装置にて行
われる制御処理を説明するブロック図である。

【図３】第１の実施形態における制御ユニット１の制御
処理のフローチャートである。

【図４】車速Ｖと操舵角度θとに応じた比例ゲインを設
定するための特性テーブルを例示する図である。

【図５】比例ゲインＫｐ、Ｋｄ、Ｋｆに応じて転舵比Ｎ
を設定するための特性テーブルを例示する図である。

【図６】第２の実施形態に係る操舵反力制御装置を搭載
したステアリングシャフトを有する車両のステアリング
機構の構成を示すブロック図である。

【図７】第２の実施形態に係る操舵反力制御装置にて行
われる制御処理を説明するブロック図である。

【図８】第２の実施形態における制御ユニット１の制御
処理のフローチャートである。

【図９】比例ゲインＫｐ、Ｋｄ、Ｋｆに応じて制御ゲイ
ンＧｗを設定するための特性テーブルを例示する図であ
る。

【図１０】ステアリングシャフトを有する車両のステア
リング機構におけるステアリングダイナミクスを説明す
る図である。

【図１１】ステアリングシャフトを有する車両のステア
リング機構を表わす伝達関数を示すブロック線図であ
る。

【符号の説明】

１：制御ユニット， ２：車速センサ， ３：転舵比可変アクチュエータ， ４：駆動力配分制御アクチュエータ， ５：操舵角度センサ， ７：ステアリングトルクモータ（ステアリングモー
タ）， ８：ステアリングホイール， ９：ステアリングシャフト， １０：前輪（操舵輪）， １０Ｒ：右前輪， １０Ｌ：左前輪， １１Ｒ：右前輪用ブレーキ圧制御アクチュエータ， １１Ｌ：左前輪用ブレーキ圧制御アクチュエータ，

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライバが操作するステアリングホイー
   ルと左右の前輪とが機械的に接続されたステアリング機
   構を備える車両に設けられ、その車両の車速と該ステア
   リングホイールの操舵角度に応じて設定される操舵反力
   特性に基づいて、前記ステアリングホイールに操舵反力
   を付与する操舵反力制御装置であって、 前記操舵反力を構成する複数種類の力成分のうち、前記
   操舵角度に応じて発生する剛性成分が大きくなるのに応
   じて、前記車両のアンダーステア特性を弱める操舵反力
   特性調整手段を備えることを特徴とする操舵反力制御装
   置。
2. 【請求項２】 ドライバが操作するステアリングホイー
   ルと左右の前輪とが機械的に接続されたステアリング機
   構を備える車両に設けられ、その車両の車速と該ステア
   リングホイールの操舵角度に応じて設定される操舵反力
   特性に基づいて、前記ステアリングホイールに操舵反力
   を付与する操舵反力制御装置であって、 前記操舵反力を構成する複数種類の力成分のうち、前記
   操舵角度に応じて発生する剛性成分が小さくなるのに応
   じて、前記車両のアンダーステア特性を強める操舵反力
   特性調整手段を備えることを特徴とする操舵反力制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記操舵反力特性調整手段は、転舵比を
   調整することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の操舵反力制御装置。
4. 【請求項４】 前記操舵反力特性調整手段は、前記左右
   の前輪の制動力差を調整することを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の操舵反力制御装置。
5. 【請求項５】 前記操舵反力特性調整手段は、前記左右
   の前輪の駆動力差を調整することを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の操舵反力制御装置。
6. 【請求項６】 前記操舵反力特性調整手段は、前記操舵
   反力を構成する複数種類の力成分のうち、前記ステアリ
   ングホイールの操舵速度に応じて発生する粘性成分が大
   きくなるのに応じて、前記転舵比を大きな値に調整する
   ことを特徴とする請求項３記載の操舵反力制御装置。
7. 【請求項７】 前記操舵反力特性調整手段は、前記操舵
   反力を構成する複数種類の力成分のうち、前記ステアリ
   ングホイールの操舵による機械的な摩擦によって発生す
   る摩擦成分が大きくなるのに応じて、前記転舵比を大き
   な値に調整することを特徴とする請求項３記載の操舵反
   力制御装置。
8. 【請求項８】 前記操舵反力特性調整手段は、 前記車両の走行速度が第１所定値より大きく且つ第２所
   定値より小さい中速域であって、前記操舵角度が所定角
   度より小さい場合に、前記操舵反力を構成する複数種類
   の力成分のうち、前記ステアリングホイールの操舵速度
   に応じて発生する粘性成分の制御ゲインを、前記複数種
   類の力成分から前記粘性成分を除いた他の種類の力成分
   の制御ゲインと比較して増大する第１制御ゲイン調整手
   段と、 前記中速域であって、前記操舵角度が所定角度より大き
   い場合に、前記剛性成分の制御ゲインを、前記複数種類
   の力成分から前記剛性成分を除いた他の種類の力成分の
   制御ゲインと比較して増大する第２制御ゲイン調整手段
   と、 前記走行速度が前記第２所定値より大きな高速域の場合
   に、前記粘性成分の制御ゲインと、前記剛性成分の制御
   ゲインとの差分を、前記中速域の場合における該差分と
   比較して低減する第３制御ゲイン調整手段と、を含むこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の操舵反力
   制御装置。