JP2003175854A - 車両操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない操作量かつ小さいゲインでも、運転者
が望む転舵が可能な車両操舵装置を提供することを課題
とする。 【解決手段】 操作機構と転舵機構とを分離し、操作機
構と転舵機構とを電気的に連動して転舵輪を転舵する車
両操舵装置Ｓ１であって、運転席の近傍に設けられた操
作装置（ジョイスティック）１と、車両の転舵輪Ｗ，Ｗ
を転舵するアクチュエータ（ステアリングモータ）５
と、転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度を検出するラック位置セン
サ１０および微分器５２１と、操作装置１の操作量に転
舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が対応するようにアクチュエータ
５を制御する制御手段（制御装置）４とを備えることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作機構と転舵機
構とを分離し、操作機構と転舵機構とを電気的に連動し
て転舵輪を転舵する車両操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転者が操作を行うための操作機構と転
舵輪を転舵させるための転舵機構とを分離し、この２つ
の機構をＳＢＷ（Steer By Wire）制御によって電気的
に連動させる車両操舵装置が開発されている。この車両
操舵装置は、操作機構としてジョイスティック等の操作
装置を備え、この操作装置の操作量に基づいて目標転舵
角を設定し、この目標転舵角に応じて転舵機構によって
転舵輪を転舵させている。この車両操舵装置の転舵制御
では、操作量に応じて転舵輪の転舵角を比例制御してお
り、必要に応じてその比例係数を車速等の車両の挙動に
より変えている。また、この車両操舵装置は、操作機構
に反力用モータを備え、運転者による操作装置への操作
中に、反力用モータによって操作装置を介して運転者に
反力を与え、車両の運転状態を操作装置に反映させてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ジョイ
スティックのように操作量を十分に確保できないような
操作装置において操作量と転舵角とを比例制御した場
合、大きなゲイン（転舵角／操作量）を設定しなければ
ならないので、操舵フィーリングに違和感を生じる。そ
こで、操舵フィーリングを向上させるために、車両の挙
動に応じてゲインを変化させた場合、小さなゲインによ
り転舵角が不足したり、あるいは操作量が最大に近づい
た付近で急に大きなゲインに変えたりしなければならな
かった。つまり、従来の車両操舵装置では、操作装置の
操作位置に応じて転舵輪の転舵角を制御する位置制御な
ので、どうしてもゲインを大きくせざるを得なかった。

【０００４】そのため、このような位置制御においてゲ
インをできるだけ小さくするためには、操作装置での操
作量を十分に確保しなければならない。しかし、運転者
がジョイスティック等の操作装置を操作する場合、ドア
アームレスト等の運転者の上腕を自然に置くことができ
る場所に操作装置を配置しなければ、操作性が低下す
る。このような場所に操作装置を配置した場合、車室内
のレイアウト上、操作装置の左右方向の操作量を十分に
確保することはできない。ちなみに、特開平１１−１９
２９６０号公報の図面（該公報の図１）には、運転席の
右隣にジョイスティックレバー部（操作装置）を配置し
た運転操作装置（車両操舵装置）が記載されている。

【０００５】また、車両を定常円旋回する場合、運転者
が操作装置に対して同じ操作量を維持するように操作し
続けなければならない。しかし、前記したような車両操
舵装置では操作装置から運転者に反力が作用するので、
運転者に肉体的な負担が生じる。

【０００６】そこで、本発明の課題は、少ない操作量か
つ小さいゲインでも、運転者が望む転舵が可能な車両操
舵装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明の請求項１に係る車両操舵装置は、操作機構と転舵機
構とを分離し、操作機構と転舵機構とを電気的に連動し
て転舵輪を転舵する車両操舵装置であって、運転席の近
傍に設けられた操作装置と、車両の転舵輪を転舵するア
クチュエータと、前記転舵輪の転舵速度を検出する転舵
速度検出手段と、前記操作装置の操作量に前記転舵輪の
転舵速度が対応するように前記アクチュエータを制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする。この車両操舵
装置によれば、操作装置の操作量に応じて転舵輪の転舵
速度を変えているので、ゲインが転舵輪の転舵速度／操
作装置の操作量となる。したがって、この車両操舵装置
では、操作装置の操作量が少なくかつゲインを小さくし
た場合でも、操作装置での操作時間を長くすればラック
軸の移動量が増すので、運転者が望む転舵角まで転舵輪
を転舵させることができる。その結果、運転者の操舵フ
ィーリングに違和感を与えることなく、操作スペースが
狭い場所でも操作装置を設置できる。ちなみに、転舵輪
の転舵速度は、路面反力が同じとすれば、アクチュエー
タの出力（ラック軸力）が大きくなるほど速くなる。一
方、転舵輪の転舵速度は、アクチュエータの出力が同じ
とすれば、路面反力が大きくなるほど遅くなる。

【０００８】また、請求項２に係る車両操舵装置は、前
記請求項１に係る車両操舵装置において、前記操作装置
は、車両の前後左右方向に回動可能なジョイスティック
であり、前記制御手段は、前記ジョイスティックの左右
方向の操作により転舵輪の転舵方向を制御するととも
に、前記ジョイスティックの前後方向の操作量により前
記転舵輪の転舵速度を制御することを特徴とする。この
車両操舵装置によれば、ジョイスティックの左右方向の
操作量としては、転舵輪の転舵方向のみ判別可能な操作
量だけ確保すればよいので、非常に少ない操作量でよ
い。そのため、左右方向の操作スペースが非常に狭い場
所でも操作装置を設置できる。

【０００９】また、請求項３に係る車両操舵装置は、前
記請求項１に係る車両操舵装置において、前記操作装置
は、車両の左右方向に回動可能なジョイスティックと、
前記ジョイスティックに設けられ、車両の前後方向に回
動可能なレバーとからなり、前記制御手段は、前記ジョ
イスティックの左右方向の操作により転舵輪の転舵方向
を制御するとともに、前記レバーの前後方向の操作量に
より前記転舵輪の転舵速度を制御することを特徴とす
る。この車両操舵装置によれば、ジョイスティックの左
右方向の操作量としては、転舵輪の転舵方向のみ判別可
能な操作量だけ確保すればよいので、非常に少ない操作
量でよい。そのため、左右方向の操作スペースが非常に
狭い場所でも操作装置を設置できる。

【００１０】さらに、請求項４に係る車両操舵装置は、
前記請求項１ないし請求項３のいずれか１項に係る車両
操舵装置において、前記転舵輪を直進状態に戻すための
戻し操作手段を備え、前記制御手段は、前記戻し操作手
段が操作された場合には転舵輪の転舵方向を直進状態に
戻すことを特徴とする。この車両操舵装置によれば、戻
し操作手段が操作された時には操作装置による転舵方向
に関係なくラック軸を強制的に中立位置に戻して転舵輪
を直進状態に戻すので、車庫入れ時等の車両が極低速あ
るいは停止の場合（転舵輪からラック軸に作用するセル
フアライニングトルクが小さいかあるいは無い場合）で
も、転舵輪を確実に直進状態に戻すことができる。

【００１１】なお、本発明では、前方は車両の進行方向
であり、後方は車両の後退方向であり、左方は進行方向
に向かって左方であり、右方は進行方向に向かって右方
である。また、本発明では、操作されていない位置（定
常位置）から前方または後方にしか回動しない操作装置
やレバーも、前後方向に回動可能な操作装置やレバーに
含む。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る車両操舵装置の実施の形態について説明する。

【００１３】本発明に係る車両操舵装置は、少ない操作
量（狭いスペースに設置可能）と小さいゲイン（操舵フ
ィーリングが良好）とを両立させるために、操作装置の
操作量に応じて転舵輪を転舵する、転舵速度を制御する
構成とした。特に、この車両操舵装置は、左右方向の操
作量を少なくするために、ジョイスティックの左右方向
の操作により転舵輪の転舵方向を制御するとともに前後
方向の操作量により転舵輪の転舵速度を制御する構成、
あるいはジョイスティックの左右方向の操作により転舵
輪の転舵方向を制御するとともにジョイスティックに設
けられるレバーの前後方向の操作量により転舵輪の転舵
速度を制御する構成とした。さらに、この車両操舵装置
は、転舵輪を確実に直進状態に戻すために、戻し操作手
段が操作された場合には転舵輪を直進状態に戻すように
制御する構成とした。

【００１４】本実施の形態に係る車両操舵装置には、ジ
ョイスティック（操作装置）の構成が異なる３つの実施
の形態がある。第１実施形態では、ジョイスティックの
操作によってスロットル操作、ブレーキ操作および転舵
操作が可能な運転操作装置に車両操舵装置が組み込まれ
ており、ジョイスティックにおける前方への操作量がス
ロットル操作量であり、後方への操作量がブレーキ操作
量であり、左右方向への操作量が転舵操作量であり、左
右方向への操作が転舵方向である。第２実施形態では、
ジョイスティックの操作によって転舵操作が可能な車両
操舵装置であり、ジョイスティックにおける前方への操
作量が転舵操作量であり、左右方向への操作が転舵方向
である。第３実施形態では、ジョイスティックおよびジ
ョイスティックに備えられるレバーの操作によって転舵
操作が可能な車両操舵装置であり、レバーにおける後方
への操作量が転舵操作量であり、ジョイスティックにお
ける左右方向への操作が転舵方向である。

【００１５】≪第１実施形態≫第１実施形態について説
明する。第１実施形態では、車両操舵装置Ｓ１が運転操
作装置Ａに組み込まれているので、運転操作装置Ａの全
体構成およびその動作について説明する。まず、図１を
参照して、運転操作装置Ａの全体構成について説明す
る。図１は、第１実施形態に係る車両操舵装置Ｓ１が組
み込まれている運転操作装置Ａの全体構成図である。

【００１６】運転操作装置Ａは、ジョイスティック１、
転舵操作量センサ２、加減速操作量センサ３、制御装置
４、ステアリングモータ５、スロットルアクチュエータ
６、ブレーキアクチュエータ７、転舵操作反力モータ
８、加減速操作反力モータ９、転舵速度センサ１０、ス
ロットル開度センサ１１、ブレーキ液圧センサ１２、ヨ
ーレートセンサ１３、車速センサ１４、ボールねじ機構
３０、ラック軸３１、タイロッド３２，３２等から構成
される。ちなみに、車両操舵装置Ｓ１は、ジョイスティ
ック１、転舵操作量センサ２、制御装置４、ステアリン
グモータ５、転舵操作反力モータ８、ラック位置センサ
１０、ヨーレートセンサ１３、車速センサ１４、ボール
ねじ機構３０、ラック軸３１、タイロッド３２，３２等
から構成される。なお、第１実施形態では、ジョイステ
ィック１が特許請求の範囲に記載する操作装置に相当
し、制御装置４が特許請求の範囲に記載する制御手段に
相当し、ステアリングモータ５が特許請求の範囲に記載
するアクチュエータに相当する。

【００１７】〔ジョイスティック〕ジョイスティック１
（操作機構）の構成について説明する。運転操作装置Ａ
は、車両の加減速操作および転舵操作を行うためのジョ
イスティック１を備えている。そのために、ジョイステ
ィック１は、車両の進行方向に対して前後方向への回動
によって傾動する操作ができるとともに左右方向への回
動によって傾動する操作ができるように傾動支持機構２
０に支持されている（図２、図３参照）。したがって、
ジョイスティック１は、楕円運動を描くように操作する
ことができる。また、傾動支持機構２０は、ジョイステ
ィック１を前後左右方向に傾動する操作に対して、その
操作量が多くなればなるほど受動的にジョイスティック
１を中立位置に復帰する力が大きく発生するような、バ
ネ（弾性体）を用いた復帰機構２１，２２を有している
（図２ないし図４参照）。

【００１８】ジョイスティック１を前後方向に傾動する
操作は、ジョイスティック１の前後方向の操作を可能と
する回転軸に備えられたポテンショメータ等からなる加
減速操作量センサ３により、その操作量が電圧として検
出（出力）されるようになっている。この操作量は、ジ
ョイスティック１の中立位置を基準にして、後方に傾動
する場合がブレーキ操作量であり、前方に傾動する場合
がスロットル操作量である。そして、加減速操作量セン
サ３は、検出した電圧を加減速操作量信号ＳＴＢとして
制御装置４に送信する。ちなみに、このジョイスティッ
ク１を前後方向に傾動する操作が、車両への加減速操作
となる。

【００１９】図７の（ａ）図を参照して、ジョイスティ
ック１の前後方向の操作量に対する加減速操作量センサ
３の出力の設定について説明する。図７の（ａ）図は、
ジョイスティック１の前後方向の位置と加減速操作量セ
ンサ３の出力との関係図である。この図から判るよう
に、加減速操作量センサ３は、ジョイスティック１を前
方に傾動する操作を行うと出力を増加させ、後方に傾動
する操作を行うと出力を低下させるように設定されてい
る。そして、加減速操作量センサ３の出力は、基準値を
上回る部分がスロットル操作量であり、基準値を下回る
部分がブレーキ操作量である。したがって、加速操作お
よび減速操作（制動操作）とも、ジョイスティック１を
傾動する操作の度合いが大きくなればなるほど、加減速
操作量センサ３で検出（出力）されるスロットル操作量
およびブレーキ操作量も大きくなる。なお、スロットル
操作量かブレーキ操作量かの判断は、後記する制御装置
４の目標ブレーキ液圧設定部４０および目標スロットル
開度設定部４７で判断される（図５参照）。

【００２０】また、ジョイスティック１を左右方向に傾
動する操作も、ジョイスティック１の左右方向の操作を
可能とする回転軸に備えられたポテンショメータ等から
なる転舵操作量センサ２により、その操作量が電圧とし
て検出（出力）されるようになっている。この場合の操
作量も、ジョイスティック１の中立位置を基準にして、
右方に傾動する場合が右方転舵操作量であり、左方に傾
動する場合が左方転舵操作量である。そして、転舵操作
量センサ２は、検出した電圧を転舵操作量信号ＳＳＲと
して制御装置４に送信する。ちなみに、このジョイステ
ィック１を左右方向に傾動する操作が、車両への転舵操
作となり、転舵方向操作と転舵操作量操作を兼ねてい
る。

【００２１】図７の（ｂ）図を参照して、ジョイスティ
ック１の左右方向の操作量に対する転舵操作量センサ２
の出力の設定について説明する。図７の（ｂ）図は、ジ
ョイスティック１の左右方向の位置と転舵操作量センサ
２の出力との関係図である。この図から判るように、転
舵操作量センサ２は、ジョイスティック１を右方に傾動
する操作を行うと出力を増加させ、左方に傾動する操作
を行うと出力を低下させるように設定されている。そし
て、転舵操作量センサ２の出力は、基準値を上回る部分
が右方転舵操作量であり、基準値を下回る部分が左方転
舵操作量である。したがって、右方転舵操作および左方
転舵操作は、ジョイスティック１を傾動する操作の度合
いが大きくなればなるほど、転舵操作量センサ２で検出
（出力）される右方転舵操作量および左方転舵操作量も
大きくなる。ちなみに、右方転舵操作量および左方転舵
操作量は、ラック軸３１の目標転舵速度（ステアリング
モータ５を駆動する速度）を設定するための操作量であ
り、微妙な位置制御が必要な転舵角を設定するための操
作量ではない。したがって、右方転舵操作量および左方
転舵操作量の最大操作量は、ラック軸３１の目標転舵速
度（ステアリングモータ５の出力）の大きさを数段階設
定できる程度の少ない操作量でよい。ちなみに、転舵輪
Ｗ，Ｗの転舵角は、転舵操作の量とその操作時間によっ
て決まる。また、右方転舵操作量か左方転舵操作量かの
判断（すなわち、転舵方向の判断）は、基準値に基づい
て、後記する制御装置４の目標転舵速度設定部５２で判
断される（図６参照）。

【００２２】図２ないし図４を参照して、ジョイスティ
ック１と傾動支持機構２０および復帰機構２１，２２と
の構成を詳細に説明する。なお、図２は、ジョイスティ
ック１の傾動支持機構２０の一部破断側面図である。図
３は、ジョイスティック１の傾動支持機構２０の一部破
断平面図である。図４は、ジョイスティック１の復帰機
構２１，２２の一部破断正面図である。

【００２３】ジョイスティック１は、車両の運転者が片
手で操作できるように、右フロントドアのアームレスト
に配置されている。ジョイスティック１は、パイプ状の
スティック本体１ａの上端に操作グリップ１ｂが固定さ
れた構造を有し、スティック本体１ａの下端部が傾動支
持機構２０を介して左右方向および前後方向に傾動自在
に支持されている。なお、この傾動支持機構２０は、ス
ティック本体１ａに外装されたブーツ１ｃによって覆わ
れている（図１参照）。

【００２４】傾動支持機構２０は、ジョイスティック１
を左右の転舵方向に傾動操作自在に支持する機構とし
て、スティック本体１ａの下端部を前後方向に貫通して
これに固定された左右傾動用支持軸２０ａと、この左右
傾動用支持軸２０ａの前後の両端部をベアリング２０
ｅ，２０ｅを介して回転自在に支持する傾動支持ベース
２０ｂとを備えている。この傾動支持ベース２０ｂは、
平面視において上方が開口した左右方向に長い概略長方
形の枠状に形成されている。また、ジョイスティック１
を傾動支持ベース２０ｂとともに前後の加減速方向に傾
動操作自在に支持する機構として、傾動支持ベース２０
ｂの左右の端部に同軸状に突設された一対の前後傾動用
支持ピン２０ｃと、この一対の前後傾動用支持ピン２０
ｃをベアリング２０ｅ，２０ｅを介して回転自在に支持
する固定支持ベース２０ｄとを備えている。この固定支
持ベース２０ｄは、左右の両端部に側壁を有する上方が
開口したコ字状に形成されている。

【００２５】さらに、ジョイスティック１のスティック
本体１ａと傾動支持機構２０の傾動支持ベース２０ｄと
の間には、ジョイスティック１を左右の転舵操作方向の
中立位置に復帰させる復帰機構２１が設けられている。
また、傾動支持機構２０の傾動支持ベース２０ｂと固定
支持ベース２０ｄとの間には、傾動支持ベース２０ｂと
ともにジョイスティック１を前後の加減速操作方向の中
立位置に復帰させる復帰機構２２が設けられている。

【００２６】復帰機構２１および復帰機構２２は、略同
様に構成されているため、その一方の復帰機構２１につ
いて説明し、他方の復帰機構２２については説明を省略
する。この復帰機構２１は、傾動支持ベース２０ｂから
スティック本体１ａへ向けて左右傾動用支持軸２０ａと
平行に突設された固定ピン２１ａと、スティック本体１
ａから傾動支持ベース２０ｂへ向けて左右傾動用支持軸
２０ａと平行に突設された回動ピン２１ｂと、左右傾動
用支持軸２０ａに巻装された巻バネ２１ｃとで構成され
ている。固定ピン２１ａは、左右傾動用支持軸２０ａの
軸心を通る鉛直線上に配置して左右傾動用支持軸２０ａ
の上方に配置されている。また、巻バネ２１ｃは、その
両端部を放射方向に折り曲げた係止部２１ｄが固定ピン
２１ａに交差状態で係止されている。一方、回動ピン２
１ｂは、スティック本体１ａの傾動操作に応じて巻バネ
２１ｃの一対の係止部２１ｄのいずれか一方を押動する
ように、交差状態の一対の係止部２１ｄの間に挿入され
ている。そして、この回動ピン２１ｂが一対の係止部２
１ｄに押動されて固定ピン２１ａの下方に位置すると、
ジョイスティック１が略垂直に起立して左右の転舵操作
方向の中立位置に停止するように構成されている。

【００２７】また、傾動支持機構２０は、運転者による
ジョイスティック１の操作に対して、ジョイスティック
１の動きに反力を加える反力発生手段を有する（反力の
方向および大きさについては後記する）。この反力発生
手段は、ジョイスティック１の前後方向の回転軸の動き
に反力を加える加減速操作反力モータ９、およびジョイ
スティック１の左右方向の回転軸の動きに反力を加える
転舵操作反力モータ８を有する（図１参照）。加減速操
作反力モータ９は、制御装置４が生成する加減速操作反
力モータ駆動電圧ＲＳＢに基づいて駆動される。また、
転舵操作反力モータ８は、制御装置４が生成する転舵操
作反力モータ駆動電圧ＲＳＲに基づいて駆動される。な
お、加減速操作反力モータ駆動電圧ＲＳＢおよび転舵操
作反力モータ駆動電圧ＲＳＲの大きさおよび印加方向は
制御装置４により設定されるが、この点は後記する。

【００２８】〔ブレーキ系〕図１に戻って、運転操作装
置Ａにおけるブレーキ系の構成を説明する。この車両の
ブレーキ系は、通常の車両と異なりブレーキペダルを有
しない。その代わりに、ジョイスティック１がブレーキ
ペダルの役割を有し、前記したように、中立位置のジョ
イスティック１を後方に傾動する操作を行うとブレーキ
が効くようになっている。

【００２９】また、この車両のブレーキ系は、エンジン
の負圧等を利用するブレーキ倍力装置やマスタシリンダ
等を有しない。その代わりに、トラクションコントロー
ルシステム（ＴＣＳ）やアンチブレーキロックシステム
（ＡＢＳ）のような、ブレーキ液圧発生用のポンプおよ
びブレーキ液圧制御用の比例電磁弁を有し、ポンプが発
生したブレーキ液圧を、比例電磁弁を介してホイールシ
リンダに作用させるようになっている。なお、ブレーキ
アクチュエータ７は、前記した比例電磁弁に相当し、制
御装置４が生成するブレーキアクチュエータ駆動電圧Ｄ
ＢＡに基づいて駆動される。

【００３０】〔スロットル系〕運転操作装置Ａにおける
スロットル系の構成を説明する。この車両のスロットル
系は、通常の車両と異なりスロットルペダル（アクセル
ペダル）を有しない。その代わりに、ジョイスティック
１がスロットルペダルの役割を有し、前記したように、
中立位置のジョイスティック１を前方に傾動する操作を
行うとスロットル弁が開くようになっている。

【００３１】この車両のスロットル弁は、弁駆動モータ
により駆動される。なお、スロットルアクチュエータ６
は、前記した弁駆動モータに相当し、制御装置４が生成
するスロットルアクチュエータ駆動電圧ＤＳＡに基づい
て駆動される。

【００３２】〔転舵系〕運転操作装置Ａにおける転舵系
（転舵機構）の構成を説明する。この車両の転舵系は、
通常の車両と異なりステアリングホイールを有しない。
その代わりに、ジョイスティック１がステアリングホイ
ールの役割を有し、前記したように、中立位置のジョイ
スティック１を左方に傾動する操作を行うと、転舵輪
Ｗ，Ｗが左方に転舵するようになっている。一方、中立
位置のジョイスティック１を右方に傾動する操作を行う
と転舵輪Ｗ，Ｗが右方に転舵するようになっている。こ
のジョイスティック１の左右方向の操作では、操作量が
大きいほど転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が速くなるため、操
作時間が長くなるほど転舵輪Ｗ，Ｗの転舵角が大きくな
る。

【００３３】また、この車両は、運転者の操舵力をラッ
ク軸３１に伝達するステアリング軸やラックアンドピニ
オン機構等を有しない。その代わりに、ラック軸３１を
軸方向に動かすステアリングモータ（ステアリングアク
チュエータ）５およびボールねじ機構３０を有する。な
お、ステアリングモータ５は車体フレームに対して固定
され、ステアリングモータ５の回転運動を、ボールねじ
機構３０を介してラック軸３１の直線運動に変換してい
る。これにより、ステアリングモータ５が発生する回転
トルクがラック軸３１のラック軸力に変換され、ラック
軸３１に生じたラックトルクは、ラック軸３１の端部の
タイロッド３２，３２を介して転舵輪Ｗ，Ｗの転舵トル
クへと変換される。なお、ステアリングモータ５は、制
御装置４が生成するステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭ
に基づいて駆動される。

【００３４】〔センサ類〕図１を参照して、運転操作装
置Ａを制御装置４で制御するために車両の各種情報を制
御装置４に取り込むための他のセンサ１０，１１，１
２，１３，１４について説明する。ちなみに、運転操作
装置Ａに備えられる各種センサ１０，１１，１２，１
３，１４は、運転操作装置Ａの専用のセンサでもよい
し、他のシステムと共用するセンサでもよい。

【００３５】ラック位置センサ１０は、ラック軸３１の
左右方向の位置を検出し、このラック軸の位置からなる
ラック位置信号ＳＲを制御装置４に送信している。な
お、請求項の「転舵速度検出手段」は、この第１実施形
態では、ラック位置センサ１０と後述する微分器５２１
（図６参照）とで構成される。

【００３６】スロットル開度センサ１１は、スロットル
弁の開度を検出し、このスロットル弁の開度からなるス
ロットル開度信号ＳＴを制御装置４に送信している。

【００３７】ブレーキ液圧センサ１２は、ホイールシリ
ンダのブレーキ液圧を検出し、このブレーキ液圧からな
るブレーキ液圧信号ＳＢを制御装置４に送信している。

【００３８】ヨーレートセンサ１３は、車両の横方向の
運動状態としてヨーレートを検出し、このヨーレートか
らなるヨーレート信号ＳＹを制御装置４に送信してい
る。

【００３９】車速センサ１４は、車速を単位時間当たり
のパルス数として検出し、検出したパルス数からなる車
速信号ＳＳを制御装置４に送信している。

【００４０】〔制御装置〕図５および図６を参照して、
制御装置４の構成について説明する。図５は、制御装置
４のブレーキ制御部４Ａ、ブレーキ操作反力制御部４
Ｂ、スロットル制御部４Ｃおよびスロットル操作反力制
御部４Ｄの構成図である。図６は、制御装置４の転舵制
御部４Ｅおよび転舵操作反力制御部４Ｆの構成図であ
る。

【００４１】制御装置４は、ジョイスティック１の操作
に基づいてステアリングモータ５、スロットルアクチュ
エータ６およびブレーキアクチュエータ７を制御すると
ともに、ジョイスティック１に操作反力を与えるために
転舵操作反力モータ８および加減速操作反力モータ９を
制御する。そのために、制御装置４は、図示しないＲＡ
Ｍ[Random Access Memory]、ＲＯＭ[Read Only Memor
y]、ＣＰＵ[Central Processing Unit]およびＩ／Ｏイ
ンターフェース等からなるマイクロコンピュータ（図示
せず）や各種モータを駆動する駆動回路を備えており、
ブレーキ制御部４Ａ、ブレーキ操作反力制御部４Ｂ、ス
ロットル制御部４Ｃ、スロットル操作反力制御部４Ｄ、
転舵制御部４Ｅおよび転舵操作反力制御部４Ｆを有して
いる。また、制御装置４は、取り込んだセンサ信号をデ
ィジタル信号に変換し、センサ信号をディジタル信号で
取り扱っている。なお、第１実施形態では、特に、制御
装置４の転舵制御部４Ｅおよび転舵操作反力制御部４Ｆ
が特許請求の範囲に記載する制御手段に相当する。

【００４２】〔ブレーキ制御部〕図５を参照して、ブレ
ーキ制御部４Ａについて説明する。ブレーキ制御部４Ａ
は、運転者によるジョイスティック１の加減速操作のブ
レーキ操作量に応じたブレーキ液圧をホイールシリンダ
に作用させる制御を行う。そのために、ブレーキ制御部
４Ａは、目標ブレーキ液圧設定部４０、偏差演算部４
１、ブレーキアクチュエータ制御信号出力部４２および
ブレーキアクチュエータ駆動回路４３を備えている。な
お、ブレーキ制御部４Ａのうち、ブレーキアクチュエー
タ駆動回路４３を除いた部分は、制御装置４を構成する
マイクロコンピュータにソフトウェア的に構成される。

【００４３】目標ブレーキ液圧設定部４０は、加減速操
作量センサ３からの加減速操作量信号ＳＴＢが入力さ
れ、目標ブレーキ液圧信号を偏差演算部４１に出力す
る。目標ブレーキ液圧設定部４０は、ブレーキ操作量に
応じた加減速操作量信号ＳＴＢに基づいてブレーキマッ
プを検索し、ホイールシリンダに加えるべき目標ブレー
キ液圧信号を設定する（図８の（ａ）図参照）。なお、
ブレーキマップは、ブレーキ操作量が大きくなれば目標
ブレーキ液圧も大きくなるように設定されている。ただ
し、加減速操作量信号ＳＴＢとブレーキ操作量との関係
は、加減速操作量センサ３の出力が小さいほどブレーキ
操作量が大きくなるというものである（図７の（ａ）図
参照）。したがって、ブレーキマップは、加減速操作量
センサ３の出力が０から基準値まで増加するに従って、
目標ブレーキ液圧が減少するように設定される（図８の
（ａ）図参照）。図８の（ａ）図は、加減速操作量セン
サ３の出力と目標ブレーキ液圧との関係図である。

【００４４】偏差演算部４１は、ブレーキ液圧センサ１
２からのブレーキ液圧信号ＳＢおよび目標ブレーキ液圧
設定部４０からの目標ブレーキ液圧信号が入力され、偏
差信号をブレーキアクチュエータ制御信号出力部４２お
よび目標ブレーキ操作反力設定部４４に出力する。偏差
演算部４１は、目標ブレーキ液圧信号からブレーキ液圧
信号ＳＢを減算し、その減算値を偏差信号とする。

【００４５】ブレーキアクチュエータ制御信号出力部４
２は、偏差演算部４１からの偏差信号が入力され、ブレ
ーキ制御信号をブレーキアクチュエータ駆動回路４３に
出力する。ブレーキアクチュエータ制御信号出力部４２
は、ＰＩＤ[Proportional Integral Differential]コン
トローラおよびＰＷＭ[Pulse Width Modulation]信号発
生部等を備えている。まず、ブレーキアクチュエータ制
御信号出力部４２は、偏差信号にＰ（比例）、Ｉ（積
分）およびＤ（微分）制御を行い、偏差を０に近づける
ためにブレーキアクチュエータ７に供給する電流値を示
すＰＩＤ制御信号を生成する。続いて、ブレーキアクチ
ュエータ制御信号出力部４２は、このＰＩＤ制御信号に
基づいて、ブレーキアクチュエータ７に供給する電流値
に対応したＰＷＭ信号を生成し、ブレーキ制御信号とす
る。

【００４６】ブレーキアクチュエータ駆動回路４３は、
ブレーキアクチュエータ制御信号出力部４２からのブレ
ーキ制御信号が入力され、ブレーキアクチュエータ駆動
電圧ＤＢＡをブレーキアクチュエータ７に出力する。ブ
レーキアクチュエータ駆動回路４３は、ブレーキ制御信
号に基づいてブレーキアクチュエータ駆動電圧ＤＢＡを
ブレーキアクチュエータ７に印加し、ブレーキアクチュ
エータ７を駆動する。そのために、ブレーキアクチュエ
ータ駆動回路４３は、各車輪毎に設けられた比例電磁弁
に対応するように設けられた４つのＦＥＴ[Field Effec
t Transistor：電界効果トランジスタ]および電源電圧
（１２Ｖ）等で構成されている（図示せず）。そして、
ブレーキアクチュエータ駆動回路４３は、４つのＦＥＴ
の各ゲートにブレーキ制御信号が入力されると、このブ
レーキ制御信号に基づいて４つのＦＥＴがＯＮ／ＯＦＦ
し、ブレーキアクチュエータ７にブレーキアクチュエー
タ駆動電圧ＤＢＡを印加する。すると、ブレーキアクチ
ュエータ７には電流が流れてブレーキアクチュエータ７
が駆動され（つまり、比例電磁弁が開閉駆動され）、ジ
ョイスティック１のブレーキ操作量に応じてホイールシ
リンダのブレーキ液圧が制御される。

【００４７】〔ブレーキ操作反力制御部〕図５を参照し
て、ブレーキ操作反力制御部４Ｂについて説明する。ブ
レーキ操作反力制御部４Ｂは、運転者がジョイスティッ
ク１を後方に傾動する操作を行う際（つまり、ブレーキ
を効かせる操作を行う際）、加減速操作反力モータ９を
駆動して能動的にブレーキ操作反力をジョイスティック
１に作用させる制御を行う。そのために、ブレーキ操作
反力制御部４Ｂは、目標ブレーキ操作反力設定部４４、
加減速操作反力モータ制御信号出力部４５および加減速
操作反力モータ駆動回路４６を備えている。なお、ブレ
ーキ操作反力制御部４Ｂのうち、加減速操作反力モータ
駆動回路４６を除いた部分は、制御装置４を構成するマ
イクロコンピュータにソフトウェア的に構成される。

【００４８】目標ブレーキ操作反力設定部４４は、偏差
演算部４１からの偏差信号が入力され、目標ブレーキ操
作反力信号を加減速操作反力モータ制御信号出力部４５
に出力する。目標ブレーキ操作反力設定部４４は、偏差
信号に所定のゲインを乗じて目標ブレーキ操作反力信号
を設定する。なお、目標ブレーキ操作反力設定部４４
は、偏差信号が「プラスの値」である場合には偏差信号
に応じた目標ブレーキ操作反力信号を設定し、偏差信号
が「ゼロおよびマイナスの値」である場合には目標ブレ
ーキ操作反力信号をゼロに設定する。このように目標ブ
レーキ操作反力信号を設定するのは、ブレーキ力を増す
場合（通常の車両におけるブレーキペダルを踏み増す場
合）にのみブレーキ操作反力を生じさせるためである。
このため、ブレーキ力を減じるようなジョイスティック
１の操作を行う場合（ジョイスティック１を中立位置に
戻す操作を行う場合）には、ブレーキ操作反力（ジョイ
スティック１の動きの方向に反する力）は生じない。ち
なみに、偏差信号がマイナスの値の場合は、目標ブレー
キ操作反力設定部４４がジョイスティック１の戻りをア
シストするように目標ブレーキ操作反力信号を設定する
ようにしてもよい。

【００４９】加減速操作反力モータ制御信号出力部４５
は、目標ブレーキ操作反力設定部４４からの目標ブレー
キ操作反力信号が入力され、ブレーキ操作反力制御信号
を加減速操作反力モータ駆動回路４６に出力する。加減
速操作反力モータ制御信号出力部４５は、ＰＷＭ信号発
生部等を備える。加減速操作反力モータ制御信号出力部
４５は、目標ブレーキ操作反力信号に基づいて、加減速
操作反力モータ９に供給する電流の向きと電流値に対応
したＰＷＭ信号、オン信号、オフ信号を生成し、ブレー
キ操作反力制御信号とする。

【００５０】加減速操作反力モータ駆動回路４６は、加
減速操作反力モータ制御信号出力部４５からのブレーキ
操作反力制御信号が入力され、加減速操作反力モータ駆
動電圧ＲＳＢを加減速操作反力モータ９に出力する。加
減速操作反力モータ駆動回路４６は、ブレーキ操作反力
制御信号に基づいて加減速操作反力モータ駆動電圧ＲＳ
Ｂを加減速操作反力モータ９に印加し、加減速操作反力
モータ９を駆動する。そのために、加減速操作反力モー
タ駆動回路４６は、４つのＦＥＴ（スイッチング素子）
からなるブリッジ回路および電源電圧（１２Ｖ）等で構
成されている（図示せず）。加減速操作反力モータ駆動
回路４６は、４つのＦＥＴの各ゲートにブレーキ操作反
力制御信号が入力されると、ブレーキ操作反力制御信号
に基づいて４つのＦＥＴがＯＮ／ＯＦＦし、加減速操作
反力モータ９に加減速操作反力モータ駆動電圧ＲＳＢを
印加する。すると、加減速操作反力モータ９には電流が
流れて加減速操作反力モータ９が正転または逆転駆動さ
れ、ジョイスティック１のブレーキ操作反力が制御され
る。

【００５１】したがって、運転者がジョイスティック１
によりホイールシリンダにおけるブレーキ液圧を増加す
る操作を行う際には、ジョイスティック１に対してブレ
ーキ操作反力が与えられる。このブレーキ操作反力の大
きさは、ジョイスティック１の傾動支持機構２０におけ
る現在位置を基準にして、ジョイスティック１を大きく
かつ素早く後方に傾動する操作をすればするほど、ジョ
イスティック１には大きなブレーキ操作反力が生じるよ
うになる。

【００５２】〔スロットル制御部〕図５を参照して、ス
ロットル制御部４Ｃについて説明する。スロットル制御
部４Ｃは、運転者によるジョイスティック１の加減速操
作のスロットル操作量に応じた開度になるように、スロ
ットル弁を制御する。そのために、スロットル制御部４
Ｃは、目標スロットル開度設定部４７、偏差演算部４
８、スロットルアクチュエータ制御信号出力部４９およ
びスロットルアクチュエータ駆動回路５０を備えてい
る。なお、スロットル制御部４Ｃのうち、スロットルア
クチュエータ駆動回路５０を除いた部分は、制御装置４
を構成するマイクロコンピュータにソフトウェア的に構
成される。

【００５３】目標スロットル開度設定部４７は、加減速
操作量センサ３からの加減速操作量信号ＳＴＢが入力さ
れ、目標スロットル開度信号を偏差演算部４８に出力す
る。目標スロットル開度設定部４７は、スロットル操作
量に応じた加減速操作量信号ＳＴＢに基づいてスロット
ルマップを検索し、目標スロットル開度信号を設定する
（図８の（ｂ）図参照）。なお、スロットルマップは、
スロットル操作量が大きくなれば目標スロットル開度も
大きくなるように設定されている。このため、スロット
ルマップは、加減速操作量センサ３の出力が基準値から
増加するに従って、目標スロットル開度が増加するよう
に設定される（図８の（ｂ）図参照）。図８の（ｂ）図
は、加減速操作量センサ３の出力と目標スロットル開度
との関係図である。

【００５４】偏差演算部４８は、スロットル開度センサ
１１からのスロットル開度信号ＳＴおよび目標スロット
ル開度設定部４７からの目標スロットル開度信号が入力
され、偏差信号をスロットルアクチュエータ制御信号出
力部４９および目標スロットル操作反力設定部５１に出
力する。偏差演算部４８は、目標スロットル開度信号か
らスロットル開度信号ＳＴを減算し、その減算値を偏差
信号とする。

【００５５】スロットルアクチュエータ制御信号出力部
４９は、偏差演算部４８からの偏差信号が入力され、ス
ロットル制御信号をスロットルアクチュエータ駆動回路
５０に出力する。スロットルアクチュエータ制御信号出
力部４９は、ＰＩＤコントローラおよびＰＷＭ信号発生
部等を備えている。まず、スロットルアクチュエータ制
御信号出力部４９は、偏差信号にＰ（比例）、Ｉ（積
分）およびＤ（微分）制御を行い、偏差を０に近づける
ためにスロットルアクチュエータ６に供給する電流の向
きと電流値とを示すＰＩＤ制御信号を生成する。続い
て、スロットルアクチュエータ制御信号出力部４９は、
このＰＩＤ制御信号に基づいて、スロットルアクチュエ
ータ６に供給する電流の向きと電流値に対応したＰＷＭ
信号、オン信号、オフ信号を生成し、スロットル制御信
号とする。

【００５６】スロットルアクチュエータ駆動回路５０
は、スロットルアクチュエータ制御信号出力部４９から
のスロットル制御信号が入力され、スロットルアクチュ
エータ駆動電圧ＤＳＡをスロットルアクチュエータ６に
出力する。スロットルアクチュエータ駆動回路５０は、
スロットル制御信号に基づいてスロットルアクチュエー
タ駆動電圧ＤＳＡをスロットルアクチュエータ６に印加
し、スロットルアクチュエータ６を駆動する。そのため
に、スロットルアクチュエータ駆動回路５０は、４つの
ＦＥＴ（スイッチング素子）からなるブリッジ回路およ
び電源電圧（１２Ｖ）等で構成されている（図示せ
ず）。４つのＦＥＴの各ゲートにスロットル制御信号が
入力されると、スロットル制御信号に基づいて４つのＦ
ＥＴがＯＮ／ＯＦＦし、スロットルアクチュエータ６に
スロットルアクチュエータ駆動電圧ＤＳＡが印加され
る。すると、スロットルアクチュエータ６には電流が流
れてスロットルアクチュエータ６が正転または逆転駆動
され（つまり、弁駆動モータが駆動され）、ジョイステ
ィック１のスロットル操作量に応じてスロットル弁の開
度が制御される。

【００５７】〔スロットル操作反力制御部〕図５を参照
して、スロットル操作反力制御部４Ｄについて説明す
る。スロットル操作反力制御部４Ｄは、運転者がジョイ
スティック１を前方に傾動する操作を行う際（つまり、
エンジンの出力を増加する操作を行う際）、加減速操作
反力モータ９を駆動して能動的にスロットル操作反力を
ジョイスティック１に作用させる制御を行う。そのため
に、スロットル操作反力制御部４Ｄは、目標スロットル
操作反力設定部５１、加減速操作反力モータ制御信号出
力部４５および加減速操作反力モータ駆動回路４６を備
えている。なお、スロットル操作反力制御部４Ｄのう
ち、加減速操作反力モータ駆動回路４６を除いた部分
は、制御装置４を構成するマイクロコンピュータにソフ
トウェア的に構成される。また、スロットル操作反力制
御部４Ｄは、加減速操作反力モータ制御信号出力部４５
および加減速操作反力モータ駆動回路４６を、ブレーキ
操作反力制御部４Ｂと共用する構成である。

【００５８】目標スロットル操作反力設定部５１は、偏
差演算部４８からの偏差信号が入力され、目標スロット
ル操作反力信号を加減速操作反力モータ制御信号出力部
４５に出力する。目標スロットル操作反力設定部５１
は、偏差信号に所定のゲインを乗じて目標スロットル操
作反力信号を設定する。なお、この目標スロットル操作
反力設定部５１は、偏差信号が「プラスの値」である場
合には偏差信号に応じた目標スロットル操作反力信号を
設定し、偏差信号が「ゼロおよびマイナスの値」である
場合には目標スロットル操作反力信号をゼロに設定す
る。このように目標スロットル操作反力信号を設定する
のは、スロットルを増す場合（通常の車両におけるアク
セルペダルを踏み増す場合）にのみスロットル操作反力
を生じさせるためである。このため、スロットルを減じ
るようなジョイスティック１の操作を行う場合（ジョイ
スティック１を中立位置に戻す操作を行う場合）には、
スロットル操作反力は生じない。ちなみに、偏差信号が
マイナスの値の場合は、目標スロットル操作反力設定部
５１がジョイスティック１の戻りをアシストするように
目標スロットル操作反力信号を設定するようにしてもよ
い。

【００５９】加減速操作反力モータ制御信号出力部４５
は、目標スロットル操作反力設定部５１からの目標スロ
ットル操作反力信号が入力され、スロットル操作反力制
御信号を加減速操作反力モータ駆動回路４６に出力す
る。加減速操作反力モータ制御信号出力部４５は、目標
スロットル操作反力信号に基づいて、加減速操作反力モ
ータ９に供給する電流の向きと電流値に対応したＰＷＭ
信号、オン信号、オフ信号を生成し、スロットル操作反
力制御信号とする。

【００６０】加減速操作反力モータ駆動回路４６は、加
減速操作反力モータ制御信号出力部４５からのスロット
ル操作反力制御信号が入力され、加減速操作反力モータ
駆動電圧ＲＳＢを加減速操作反力モータ９に出力する。
加減速操作反力モータ駆動回路４６は、スロットル操作
反力制御信号に基づいて加減速操作反力モータ駆動電圧
ＲＳＢを加減速操作反力モータ９に印加し、加減速操作
反力モータ９を駆動する。加減速操作反力モータ駆動回
路４６は、４つのＦＥＴの各ゲートにスロットル操作反
力制御信号が入力されると、スロットル操作反力制御信
号に基づいて４つのＦＥＴがＯＮ／ＯＦＦし、加減速操
作反力モータ９に加減速操作反力モータ駆動電圧ＲＳＢ
を印加する。すると、加減速操作反力モータ９には電流
が流れて加減速操作反力モータ９が正転または逆転駆動
され、ジョイスティック１のスロットル操作反力が制御
される。

【００６１】したがって、運転者がジョイスティック１
によりスロットル開度を増加する操作を行う際には、ジ
ョイスティック１に対してスロットル操作反力が与えら
れる。このスロットル操作反力の大きさは、ジョイステ
ィック１の傾動支持機構２０における現在位置を基準に
して、ジョイスティック１を大きくかつ素早く前方に傾
動する操作をすればするほど、ジョイスティック１には
大きなスロットル操作反力が生じるようになる。

【００６２】〔転舵制御部〕図６を参照して、転舵制御
部４Ｅについて説明する。転舵制御部４Ｅは、運転者に
よるジョイスティック１への転舵操作量に応じて転舵輪
Ｗ，Ｗの転舵速度を制御するとともにジョイスティック
１への転舵操作に応じて転舵方向を判別してステアリン
グモータ５の回転方向を制御し、転舵輪Ｗ，Ｗを転舵す
る制御を行う。そのために、転舵制御部４Ｅは、目標転
舵速度設定部５２、偏差演算部５３、ステアリングモー
タ制御信号出力部５４およびステアリングモータ駆動回
路５５を備えている。加えて、ラック位置センサ１０か
ら入力したラック位置信号ＳＲを微分する微分器５２１
を備えている。なお、転舵制御部４Ｅのうち、ステアリ
ングモータ駆動回路５５を除いた部分は、制御装置４を
構成するマイクロコンピュータにソフトウェア的に構成
される。

【００６３】目標転舵速度設定部５２は、転舵操作量セ
ンサ２からの転舵操作量信号ＳＳＲおよび車速センサ１
４からの車速信号ＳＳが入力され、目標転舵速度信号を
偏差演算部５３に出力する。目標転舵速度設定部５２
は、転舵操作量信号ＳＳＲに基づいて転舵方向（ラック
軸３１の移動方向、ステアリングモータ５の回転方向）
を判定するとともに転舵操作量信号ＳＳＲおよび車速信
号ＳＳに基づいて転舵マップから目標転舵速度を検索
し、ラック軸３１の移動方向と目標転舵速度とからなる
目標転舵速度信号を設定する。目標転舵速度信号におい
てラック軸３１の移動方向は、目標転舵速度に対するプ
ラスとマイナスで表され、例えば、移動方向が左方向
（転舵方向は右転舵）をプラスとし、右方向（転舵方向
は左転舵）をマイナスとする（ラック軸３１の移動方向
と転舵輪Ｗ，Ｗの転舵方向は逆になる）。目標転舵速度
設定部５２では、転舵操作量信号ＳＳＲが基準値を上回
る場合（すなわち、右方転舵操作量の場合）には転舵方
向を右転舵と判定し、ラック軸３１の移動方向を左方向
とするとともに、転舵操作量信号ＳＳＲが基準値を下回
る場合（すなわち、左方転舵操作量の場合）には転舵方
向を左転舵と判定し、ラック軸３１の移動方向を右方向
とする（図７の（ｂ）図参照）。

【００６４】転舵マップは、車速に応じて複数設定さ
れ、いずれの転舵マップも転舵操作量（第１実施形態で
は、右方転舵操作量または左方転舵操作量）が大きくな
れば転舵操作量に応じて目標転舵速度を大きくするよう
に設定されている。車速に応じて転舵マップが設定され
るのは、車庫入れなどを行う必要のある低速の場合には
目標転舵速度として大きな値（絶対値）を対応付けて転
舵特性を「クイック」にし、走行時の安定性を確保する
必要のある高速の場合には目標転舵速度として小さい値
（絶対値）を対応付けて転舵特性を「ダル」にするため
である。転舵操作量が大きくなれば目標転舵速度を大き
くするのは、運転者の意思に応じて、運転者が転舵輪
Ｗ，Ｗを速く転舵した場合には転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度
を速くするためである。目標転舵速度設定部５２では、
このような転舵マップから車速と転舵操作量に応じた目
標転舵速度を検索する。

【００６５】本実施の形態では、図９に示すように、車
速に応じてＭ１，Ｍ２，Ｍ３の３つの転舵マップが設定
されている。図９は、転舵操作量センサの出力と目標転
舵速度との関係図である。転舵マップＭ１は、低速時の
マップであり、小さな不感帯が設けてあり、不感帯を過
ぎると大きな比例定数で転舵操作量に応じて目標転舵速
度を対応付けている。転舵マップＭ２は、中速時のマッ
プであり、中程度の不感帯が設けてあり、この不感帯を
過ぎると、転舵マップＭ１より小さな比例定数で転舵操
作量に応じて目標転舵速度を対応付けている。さらに、
転舵マップＭ２は、運転者の緊急時の転舵操作に対応す
るために、所定転舵操作量より大きくなると、非常に大
きな比例定数で目標転舵速度を対応付けている。転舵マ
ップＭ３は、高速時のマップであり、大きな不感帯が設
けてあり、この不感帯を過ぎると、転舵マップＭ２より
小さな比例定数で転舵操作量に応じて目標転舵速度を対
応付けている。これらにより、高速では「ダル」な転舵
特性になって安定性が得られ、低速では「クイック」な
転舵特性になってきびきびとした運転性が得られる。な
お、３つの転舵マップＭ１，Ｍ２，Ｍ３以外の車速にお
ける転舵マップは、３つの転舵マップＭ１，Ｍ２，Ｍ３
から補完演算する。ちなみに、第１実施形態では、転舵
操作量信号ＳＳＲと左方転舵操作量との関係は、転舵操
作量センサ２の出力が基準値より小さいほど左方転舵操
作量が大きくなるというものである（図７の（ｂ）図参
照）。したがって、第１実施形態では、転舵操作量セン
サ２の出力が基準値から減少するに従って左方向への目
標転舵速度が大きくなり、転舵操作量センサ２の出力が
基準値から増加するに従って右方向への目標転舵速度が
大きくなるように設定されている。

【００６６】ところで、目標転舵速度設定部５２では、
ジョイスティック１への転舵操作量に基づく目標転舵速
度を設定するだけであり、ラック軸３１の位置（すなわ
ち、転舵角Ｗ，Ｗの転舵角）を設定しない。ラック軸３
１の位置は、転舵速度とその転舵している時間（すなわ
ち、ジョイスティック１への転舵操作時間）との積によ
って決まる。なお、路面反力が小さな場所（氷上等）と
大きな場所（グリップ力のよい路上等）とで、同じ転舵
速度を得るには、路面反力が小さな場所ではステアリン
グモータ５の出力は小さくてよい。一方、路面反力が大
きな場所では、ステアリングモータ５の出力を大きくし
なければならない。

【００６７】微分器５２１は、所定の周期でラック位置
センサ１０からラック位置信号ＳＲを入力してラック位
置信号ＳＲの前回値と今回値の差分を演算するととも
に、前回値と今回値の差分を所定の周期で除して実際の
転舵速度を演算する処理を行う。これにより、ラック位
置信号ＳＲを実転舵速度信号に変換する。

【００６８】偏差演算部５３は、目標転舵速度設定部５
２からの目標転舵速度信号および微分器５２１からの実
転舵速度信号が入力され、偏差信号をステアリングモー
タ制御信号出力部５４および目標転舵操作反力設定部５
６に出力する。偏差演算部５３は、目標転舵速度信号か
ら実転舵速度信号を減算し、その減算値を偏差信号とす
る。

【００６９】ステアリングモータ制御信号出力部５４
は、偏差演算部５３からの偏差信号が入力され、ステア
リング制御信号をステアリングモータ駆動回路５５に出
力する。ステアリングモータ制御信号出力部５４は、Ｐ
ＩＤコントローラおよびＰＷＭ信号発生部等を備えてい
る。まず、ステアリングモータ制御信号出力部５４は、
偏差信号にＰ（比例）、Ｉ（積分）およびＤ（微分）制
御を行い、偏差を０に近づけるためにステアリングモー
タ５に供給する電流の向きと電流値とを示すＰＩＤ制御
信号を生成する。続いて、ステアリングモータ制御信号
出力部５４は、このＰＩＤ制御信号に基づいて、ステア
リングモータ５に供給する電流の向きと電流値に対応し
たＰＷＭ信号、オン信号、オフ信号を生成し、ステアリ
ング制御信号とする。

【００７０】ステアリングモータ駆動回路５５は、ステ
アリングモータ制御信号出力部５４からのステアリング
制御信号が入力され、ステアリングモータ駆動電圧ＤＳ
Ｍをステアリングモータ５に出力する。ステアリングモ
ータ駆動回路５５は、ステアリング制御信号に基づいて
ステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭをステアリングモー
タ５に印加し、ステアリングモータ５を駆動する。その
ために、ステアリングモータ駆動回路５５は、４つのＦ
ＥＴ（スイッチング素子）からなるブリッジ回路および
電源電圧（１２Ｖ）等で構成されている（図示せず）。
そして、ステアリングモータ駆動回路５５は、４つのＦ
ＥＴの各ゲートにステアリング制御信号が入力される
と、ステアリング制御信号に基づいて４つのＦＥＴがＯ
Ｎ／ＯＦＦし、ステアリングモータ５にステアリングモ
ータ駆動電圧ＤＳＭを印加する。すると、ステアリング
モータ５には電流が流れてステアリングモータ５が正転
または逆転駆動され、ジョイスティック１の転舵操作量
に応じて転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が制御される。

【００７１】ちなみに、ラック位置を制御している従来
例では、実際のラック位置（実ラック位置）が目標ラッ
ク位置と一致するとステアリングモータ５は停止する
が、この第１実施形態では、実際の転舵速度（実転舵速
度）と目標転舵速度が一致してもステアリングモータ５
は停止しない。また、この第１実施形態では、右側にジ
ョイスティック１を傾動して転舵輪Ｗ，Ｗを右側に転舵
した後、ジョイスティック１を中立位置に戻しても転舵
輪Ｗ，Ｗは中立位置には戻らない。ジョイスティック１
の中立位置は、転舵速度がゼロの位置だからである。具
体的には、転舵輪Ｗ，Ｗが転舵されている状態でジョイ
スティック１を中立位置に戻すと、目標転舵速度設定部
５２が目標転舵速度をゼロに設定する。すると、転舵速
度をゼロにするようにステアリングモータ５が駆動され
る。なお、ジョイスティック１の中立位置は転舵速度が
ゼロの位置であるため、喩えセルフアライニングトルク
が作用しても、転舵速度をゼロに維持するため、セルフ
アライニングトルクを打ち消すようにステアリングモー
タ５が駆動される。このため、転舵角は一定になる。な
お、転舵速度がゼロに維持される点（転舵角が一定にな
る点）は、後述する第３実施形態の図１８（ａ）（ｃ）
等のタイムチャートに示すとおりである。

【００７２】〔転舵操作反力制御部〕図６を参照して、
転舵操作反力制御部４Ｆについて説明する。転舵操作反
力制御部４Ｆは、運転者がジョイスティック１を左右方
向に傾動する操作を行う際（つまり、転舵操作を行う
際）、転舵操作反力モータ８を駆動して能動的に転舵操
作反力をジョイスティック１に作用させる制御を行う。
そのために、転舵操作反力制御部４Ｆは、目標転舵操作
反力設定部５６、転舵操作反力モータ制御信号出力部５
７および転舵速操作反力モータ駆動回路５８を備えてい
る。なお、転舵操作反力制御部４Ｆのうち、転舵操作反
力モータ駆動回路５８を除いた部分は、制御装置４を構
成するマイクロコンピュータにソフトウェア的に構成さ
れる。

【００７３】目標転舵操作反力設定部５６は、転舵操作
量センサ２からの転舵操作量信号ＳＳＲ（右方転舵操作
量または左方転舵操作量）、ヨーレートセンサ１３から
のヨーレート信号ＳＹおよび偏差演算部５３からの偏差
信号が入力され、目標転舵操作反力信号を転舵操作反力
モータ制御信号出力部５７に出力する。目標転舵操作反
力設定部５６は、転舵操作量信号ＳＳＲに基づいて転舵
操作反力の方向を判定するとともに転舵操作量信号ＳＳ
Ｒおよびヨーレート信号ＳＹに基づいて転舵操作反力マ
ップから目標転舵操作反力を検索し、転舵操作反力の方
向と目標転舵操作反力とからなる目標転舵操作反力信号
を設定する。このとき、目標転舵操作反力設定部５６で
は、偏差信号に基づいて転舵操作反力をジョイスティッ
ク１に与えるか否かを判定している。まず、目標転舵操
作反力設定部５６では、転舵操作量信号ＳＳＲが基準値
を上回る場合（すなわち、右方転舵操作量の場合）には
転舵操作反力方向を右方操作に対する反力と判定すると
ともに、転舵操作量信号ＳＳＲが基準値を下回る場合
（すなわち、左方転舵操作量の場合）には転舵操作反力
方向を左方操作に対する反力と判定する（図７の（ｂ）
図参照）。

【００７４】転舵操作反力マップは、ヨーレートに応じ
て複数設定され、いずれの転舵操作反力マップも転舵操
作量（第１実施形態では、右方転舵操作量または左方転
舵操作量）が大きくなれば転舵操作量に応じて目標転舵
操作反力を大きくするように設定されている。ヨーレー
トに応じて転舵操作反力マップが設定されるのは、車両
状態として不安定なヨーレートが大きいほど転舵操作反
力を大きくして運転者に転舵を抑えるように促すためで
ある。転舵操作量が大きくなれば転舵操作反力を大きく
するのは、転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が速くなる転舵操作
量が大きいほど運転者に転舵を抑えるように促すためで
ある。

【００７５】本実施の形態では、図１０に示すように、
ヨーレートに応じてＭ４，Ｍ５，Ｍ６の３つの転舵操作
反力マップが設定されている。図１０は、転舵操作量セ
ンサの出力と目標転舵操作反力との関係図である。転舵
操舵反力マップＭ４は、ヨーレートが大きいときのマッ
プであり、大きな比例定数で転舵操作量に応じて目標転
舵操作反力を対応付けている。転舵操舵反力マップＭ５
は、ヨーレートが中程度の時のマップであり、転舵操作
反力マップＭ４より小さな比例定数で転舵操作量に応じ
て目標転舵操作反力を対応付けている。転舵操舵反力マ
ップＭ６は、ヨーレートが小さいときのマップであり、
転舵操作反力マップＭ５より小さな比例定数で転舵操作
量に応じて目標転舵操作反力を対応付けている。さら
に、転舵操作反力マップＭ４，Ｍ５，Ｍ６は、運転者に
よる急な転舵操作を抑制するために、所定量以上の転舵
操作量に対して非常に大きな比例定数で目標転舵操作反
力を対応付けている。また、３つの転舵操作反力マップ
Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６以外のヨーレートにおける転舵操作反
力マップは、３つの転舵マップＭ４，Ｍ５，Ｍ６から補
完演算する。

【００７６】このように転舵操作量に応じて目標転舵操
舵反力を設定するのは、転舵操作量を増すような操作が
行われた場合に転舵操作反力を生じさせるためである。
したがって、転舵操作量が０の場合（ジョイスティック
１の左右位置が中立位置の場合）や転舵操作量を一定に
保持する場合あるいは転舵操作量を減らす場合には、転
舵操作反力は生じない。

【００７７】そして、目標転舵操作反力設定部５６は、
「右方操作」かつ偏差信号が「プラスの値」である場合
には転舵操作反力マップで検索した目標転舵操作反力か
らなる目標転舵操作反力信号を設定し、「右方操作」か
つ偏差信号が「ゼロおよびマイナスの値」である場合に
は目標転舵操作反力信号をゼロに設定する。このように
目標転舵操作反力信号を設定するのは、転舵速度を増す
場合に転舵操作反力を生じさせるためである。このた
め、一定の転舵速度を保持する場合や転舵速度を減じる
ようなジョイスティック１の操作を行う場合（ジョイス
ティック１を中立側に戻す操作を行う場合）には、転舵
操作反力は生じない。ちなみに、偏差信号がマイナスの
値の場合は、目標転舵操作反力設定部５６ではジョイス
ティック１の戻りをアシストするように目標転舵操作反
力信号を設定するようにしてもよい。一方、目標転舵操
作反力設定部５６は、「左方操作」かつ偏差信号が「マ
イナスの値」である場合には転舵操作反力マップで検索
した目標転舵操作反力からなる目標転舵操作反力信号を
設定し、「左方操作」かつ偏差信号が「ゼロおよびプラ
スの値」である場合には目標転舵操作反力信号をゼロに
設定する。ちなみに、偏差信号がプラスの値の場合は、
目標転舵操作反力設定部５６ではジョイスティック１の
戻りをアシストするように目標転舵操作反力信号を設定
するようにしてもよい。

【００７８】転舵操作反力モータ制御信号出力部５７
は、目標転舵操作反力設定部５６からの目標転舵操作反
力信号が入力され、転舵操作反力制御信号を転舵操作反
力モータ駆動回路５８に出力する。転舵操作反力モータ
制御信号出力部５７は、ＰＷＭ信号発生部を備えてい
る。転舵操作反力モータ制御信号出力部５７は、目標転
舵操作反力信号に基づいて、転舵操作反力モータ８に供
給する電流の向きと電流値に対応したＰＷＭ信号、オン
信号、オフ信号を生成し、転舵操作反力制御信号とす
る。

【００７９】転舵操作反力モータ駆動回路５８は、転舵
操作反力モータ制御信号出力部５７からの転舵操作反力
制御信号が入力され、転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳ
Ｒを転舵操作反力モータ８に出力する。転舵操作反力モ
ータ駆動回路５８は、転舵操作反力制御信号に基づいて
転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲを転舵操作反力モー
タ８に印加し、転舵操作反力モータ８を駆動する。その
ために、転舵操作反力モータ駆動回路５８は、４つのＦ
ＥＴ（スイッチング素子）からなるブリッジ回路および
電源電圧（１２Ｖ）等で構成されている（図示せず）。
転舵操作反力モータ駆動回路５８は、４つのＦＥＴの各
ゲートに転舵操作反力制御信号が入力されると、転舵操
作反力制御信号に基づいて４つのＦＥＴがＯＮ／ＯＦＦ
し、転舵操作反力モータ８に転舵操作反力モータ駆動電
圧ＲＳＲを印加する。すると、転舵操作反力モータ８に
は電流が流れて転舵操作反力モータ８が正転または逆転
駆動され、ジョイスティック１の転舵操作反力が制御さ
れる。

【００８０】したがって、運転者がジョイスティック１
により転舵速度を増加する操作を行う際には、ジョイス
ティック１に対して転舵操作反力が与えられる。この転
舵操作反力の大きさは、右方転舵状態の場合は、ジョイ
スティック１の傾動支持機構２０における中立位置を基
準にしてジョイスティック１の右方への操作が大きいほ
どまたは／およびヨーレートが大きいほど、ジョイステ
ィック１には大きな転舵操作反力が生じるようになる。
一方、左方転舵状態の場合は、ジョイスティック１の傾
動支持機構２０における中立位置を基準にしてジョイス
ティック１を左方への操作が大きいほどまたは／および
ヨーレートが大きいほど、ジョイスティック１には大き
な転舵操作反力が生じるようになる。

【００８１】なお、ヨーレートの代りに、ステアリング
モータ５の出力（ステアリングモータ５に流れる電流
値）をパラメータとして、ステアリングモータ５の出力
が大きいほどジョイスティック１の転舵操作反力が大き
くなるようにしてもよい。ちなみに、ステアリングモー
タ５の出力が大きい場合は、路面反力も大きいといえ
る。なお、ステアリングモータ５の出力が大きいほどジ
ョイスティック１の転舵操作反力が大きくなる制御、換
言すると、路面反力が大きいほど転舵操作反力を大きく
するという制御は、理に適った自然な制御といえる。

【００８２】〔運転操作装置の動作〕図１ないし図１０
を参照して、運転操作装置Ａの動作うち本発明の特徴と
なる転舵動作について説明する。ここでは、交差点での
右折時について説明する。

【００８３】車両の交差点での右折開始時には、運転者
が、転舵輪Ｗ，Ｗを右方に転舵させるために、ジョイス
ティック１を右方に傾動する。このとき、ジョイスティ
ック１の右方への操作量は、運転者が緩やかに転舵を行
いたい場合には少量であり、運転者が素早い転舵を行い
たい場合には多量である。すると、運転操作装置Ａで
は、転舵操作量センサ２がジョイスティック１での右方
転舵操作量（基準値から増加）に応じた転舵操作量信号
ＳＳＲを制御装置４に送信する。

【００８４】制御装置４では、車速信号ＳＳおよび転舵
操作量信号ＳＳＲに基づいて車速と右方転舵操作量に応
じた目標転舵速度とラック軸３１の移動方向が左方向か
らなる目標転舵速度信号（転舵方向＋目標転舵速度）を
設定し、さらにこの目標転舵速度信号とラック位置信号
ＳＲを微分した実転舵速度信号とに基づいて偏差信号
（プラス値）を演算し、この偏差信号に基づいてステア
リング制御信号を設定する。このとき、右方転舵操作量
が大きいほどまたは／および車速が低速なほど、目標転
舵速度は大きい値となり、転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が速
くなる。そして、制御装置４では、ステアリング制御信
号に基づいてステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭを発生
させ、このステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭをステア
リングモータ５に印加する。すると、ラック軸３１が目
標転舵速度信号に応じた転舵速度を発生し、左方に移動
し始める。そして、ジョイスティック１での右方転舵操
作量と車速に応じた転舵速度で転舵輪Ｗ，Ｗが右回転方
向に転舵し始める。ちなみに、転舵量は、転舵速度と転
舵時間に比例する。

【００８５】また、制御装置４では、ヨーレート信号Ｓ
Ｙ、転舵操作量信号ＳＳＲおよび偏差信号（プラス値）
に基づいてヨーレートと右方転舵操作量に応じた目標転
舵操作反力と転舵操作反力方向が右方操作に対する反力
からなる目標転舵操作反力信号を設定し、さらに目標転
舵操作反力信号に基づいて転舵操作反力制御信号を設定
する。このとき、右方転舵操作量が大きいほどまたは／
およびヨーレートが大きいほど、目標転舵操作反力は大
きい値となり、ジョイスティック１の右方操作に対する
反力が大きくなる。続いて、制御装置４では、転舵操作
反力制御信号に基づいて転舵操作反力モータ駆動電圧Ｒ
ＳＲを発生させ、この転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳ
Ｒを転舵操作反力モータ８に印加する。すると、転舵操
作反力モータ８が駆動され、ジョイスティック１の右方
向の操作に対して転舵操作反力が与えられる。

【００８６】車両の転舵中、運転者が、転舵輪Ｗ，Ｗの
転舵角を一定にさせるために、ジョイスティック１を右
方から中立位置に戻す。すると、制御装置４の目標転舵
速度設定部５２では、目標転舵速度をゼロに設定する。
そして、制御装置４では、転舵速度をゼロにする（ステ
アリングモータ５の動きを停止させる）ステアリング制
御信号に基づいてステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭを
発生させ、このステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭをス
テアリングモータ５に印加する。つまり、ジョイスティ
ック１の各々の位置では、その位置に応じた転舵速度を
維持するようにステアリングモータ５が駆動される。殊
に、ジョイスティック１の中立位置ではその転舵角度・
転舵位置を維持するように（つまり転舵速度ゼロを維持
するように）ステアリングモータ５が駆動される。

【００８７】また、制御装置４では、目標転舵速度信号
と実転舵速度信号との偏差信号がゼロとなるので、目標
転舵操作反力信号にゼロを設定する。したがって、転舵
操作反力モータ８には転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳ
Ｒが印加されないので、ジョイスティック１の右方への
操作に対して転舵操作反力が与えられない。

【００８８】なお、右方に転舵していた転舵輪Ｗ，Ｗを
直進に戻すためには（車両を直進状態に戻すために
は）、運転者は、ジョイスティック１を車両が直進状態
になるまで左方に傾動する。そして、直進状態になると
ジョイスティック１を中立位置に戻す。これにより、車
両は直進状態になる。

【００８９】また、前記した同様の制御により、制御装
置４では、目標転舵速度信号と実転舵速度信号との偏差
信号がマイナス値となるので、目標転舵操作反力信号に
ゼロを設定する。したがって、転舵操作反力モータ８に
は転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲが印加されないの
で、ジョイスティック１の右方への操作に対して転舵操
作反力が与えられない。

【００９０】この運転操作装置Ａ（車両操舵装置Ｓ１）
によれば、ジョイスティック１の左右方向への操作量に
応じて転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度を制御しているので、少
ない操作量によって転舵輪Ｗ，Ｗを転舵することができ
る。そのため、フロントドアのアームレスト等の左右方
向の操作スペースが限られた場所でも、ジョイスティッ
ク１を設置することができる（設置しても操作性を損な
わない）。この運転操作装置Ａ（車両操舵装置Ｓ１）に
よれば、ゲイン（転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度／ジョイステ
ィック１の左右方向の操作量）を小さくしても、操作時
間を長くすることにより大きな転舵角を得ることができ
るので、操舵フィーリングが良好である。

【００９１】また、この運転操作装置Ａ（車両操舵装置
Ｓ１）によれば、ジョイスティック１の左右方向への操
作量に応じて転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度を制御しているの
で、ジョイスティック１の操作量により転舵輪Ｗ，Ｗの
転舵速度を変えることができる。そのため、高速道路や
低速での交差点等の緩やかな転舵が必要な場合あるいは
車庫入れやワインディングロード等の素早い転舵が必要
な場合等、様々な運転状況に応じて転舵速度をコントロ
ールすることができる。また、この運転操作装置Ａ（車
両操舵装置Ｓ１）によれば、ジョイスティック１を中立
位置にすれば転舵角が一定に保持されるので、例えば運
転者が定常円旋回等を楽に行うことができる。

【００９２】≪第２実施形態≫第２実施形態について説
明する。第２実施形態では、第１実施形態に係る車両操
舵装置Ｓ１と同様の構成については同様の符号を付し、
その詳細な説明を省略する。まず、図１１を参照して、
車両操舵装置Ｓ２の全体構成について説明する。図１１
は、第２実施形態に係る車両操舵装置Ｓ２の全体構成図
である。

【００９３】車両操舵装置Ｓ２は、ジョイスティック６
１、転舵方向センサ６２、転舵操作量センサ６３、制御
装置６４、ステアリングモータ５、転舵操作反力モータ
６５、ラック位置センサ１０、ヨーレートセンサ１３、
車速センサ１４、ボールねじ機構３０、ラック軸３１、
タイロッド３２，３２等から構成される。なお、第２実
施形態では、ジョイスティック６１が特許請求の範囲に
記載する操作装置に相当し（特に、請求項２に記載のジ
ョイスティックに相当し）、制御装置６４が特許請求の
範囲に記載する制御手段に相当し、ステアリングモータ
５が特許請求の範囲に記載するアクチュエータに相当す
る。

【００９４】〔ジョイスティック〕ジョイスティック６
１（操作機構）の構成について説明する。車両操舵装置
Ｓ２は、車両の転舵操作を行うためのジョイスティック
６１を備えている。そのために、ジョイスティック６１
は、車両の進行方向に対して前方向への回動によって傾
動する操作ができるとともに左右方向への回動によって
傾動する操作ができるように傾動支持機構（図示せず）
に支持されている。したがって、ジョイスティック６１
は、半楕円運動を描くように操作することができる。ま
た、傾動支持機構は、ジョイスティック６１を前方向に
傾動する操作に対して、その操作量が多くなればなるほ
ど受動的にジョイスティック６１を中立位置に復帰する
力が大きく発生するような、バネ（弾性体）を用いた復
帰機構（図示せず）を有している。なお、傾動支持機構
は、第１実施形態に係る傾動支持機構２０と同様の構成
であるが、後方への傾動するための機構を有していな
い。また、復帰機構も、第１実施形態に係る復帰機構２
１，２２と同様の構成であるが、左右方向から中立位置
および後方から中立位置への復帰するための機構を有し
ていない。

【００９５】ジョイスティック６１を前方向に傾動する
操作は、ジョイスティック６１の前方向の操作を可能と
する回転軸に備えられたポテンショメータ等からなる転
舵操作量センサ６３により、その操作量が電圧として検
出（出力）されるようになっている。この場合の操作量
は、ジョイスティック６１の中立位置を基準にして、前
方に傾動する場合が転舵操作量である。そして、転舵操
作量センサ６３は、検出した電圧を転舵操作量信号ＳＳ
Ｒとして制御装置６４に送信する。ちなみに、このジョ
イスティック６１を前方向に傾動する操作が、車両への
転舵操作のうち操作量操作となる。

【００９６】図１３を参照して、ジョイスティック６１
の前方向の操作量に対する転舵操作量センサ６３の出力
の設定について説明する。図１３は、ジョイスティック
６１の前方向の位置（前方向操作量）と転舵操作量セン
サ６３の出力との関係図である。この図から判るよう
に、転舵操作量センサ６３は、ジョイスティック６１を
前方に傾動する操作を行うと出力を増加させるように設
定される。したがって、前方操作量操作は、ジョイステ
ィック６１を傾動する操作の度合いが大きくなればなる
ほど、転舵操作量センサ６３で検出（出力）される転舵
操作量も大きくなる。転舵操作量は、転舵輪Ｗ，Ｗの目
標転舵角を設定するのでなくラック軸３１の目標転舵速
度を設定するためのものなので、微妙な調整が必要な転
舵角を設定する操作量ではない。したがって、転舵操作
量の最大操作量は、ラック軸３１の目標転舵速度の大き
さを数段階設定できる程度の操作量でよい。ちなみに、
転舵輪Ｗ，Ｗの転舵角は、転舵操作量操作および転舵方
向操作とその操作時間によって決まる。

【００９７】ジョイスティック６１を左右方向に傾動す
る操作は、ジョイスティック６１の傾動支持機構内に設
けられた２つの電気接点等からなる転舵方向センサ６２
により、その左右方向の操作に応じて所定電圧値として
検出（出力）されるようになっている。そして、転舵方
向センサ６２は、ゼロ電圧または所定電圧値を転舵方向
信号ＳＳＤとして制御装置６４に送信する。ちなみに、
このジョイスティック６１を左右方向に傾動する操作
が、車両への転舵操作のうち転舵方向操作となる。

【００９８】図１４を参照して、ジョイスティック６１
の左右方向の傾動操作に対する転舵方向センサ６２の出
力の設定について説明する。図１４は、ジョイスティッ
ク６１の左右方向の位置（左右方向操作量）と転舵方向
センサ６２の出力との関係図である。この図から判るよ
うに、転舵方向センサ６２は、ジョイスティック６１を
右方に所定操作量以上傾動する操作を行うと右方の電気
接点が閉じてプラスの一定電圧（例えば、５Ｖ）を出力
するとともに、左方に所定操作量以上傾動する操作を行
うと左方の電気接点が閉じてマイナスの一定電圧（例え
ば、−５Ｖ）を出力するように設定されている。したが
って、左右転舵方向操作は、ジョイスティック６１を傾
動する操作の度合いが所定操作量以上になると、転舵方
向センサ６２で転舵方向を検出する。また、転舵方向操
作の最大操作量は、電気接点を確実に閉じることができ
る程度の操作量でよいので、非常に少ない操作量であ
る。

【００９９】ジョイスティック６１は、車両の運転者が
片手で操作できるように、右フロントドアのアームレス
トに配置されている。ジョイスティック６１は、パイプ
状のスティック本体６１ａの上端に操作グリップ６１ｂ
が固定された構造を有し、スティック本体６１ａの下端
部が傾動支持機構（図示せず）を介して左右方向および
前方向に傾動自在に支持されている。なお、この傾動支
持機構は、スティック本体６１ａに外装されたブーツ６
１ｃによって覆われている。また、傾動支持機構は、運
転者によるジョイスティック６１の操作に対して、ジョ
イスティック６１の動きに反力を加える反力発生手段を
有する（反力の方向および大きさについては後記す
る）。この反力発生手段は、ジョイスティック６１の前
方向の回転軸の動きに反力を加える転舵操作反力モータ
６５を有する。転舵操作反力モータ６５は、制御装置６
４が生成する転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲに基づ
いて駆動される。なお、転舵操作反力モータ駆動電圧Ｒ
ＳＲの大きさおよび印加方向は制御装置６４により設定
されるが、この点は後記する。

【０１００】〔転舵系〕車両操舵装置Ｓ２における転舵
系（転舵機構）の構成を説明する。この車両の転舵系
は、通常の車両と異なりステアリングホイールを有しな
い。その代わりに、ジョイスティック６１がステアリン
グホイールの役割を有し、前記したように、中立位置の
ジョイスティック６１を左方に傾動しかつ前方に傾動す
る操作を行うと、転舵輪Ｗ，Ｗが左方に転舵するように
なっている。一方、中立位置のジョイスティック６１を
右方に傾動しかつ前方に傾動する操作を行うと転舵輪
Ｗ，Ｗが右方に転舵するようになっている。このジョイ
スティック６１の操作では、前方向への操作量が大きい
ほど転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が速くなり、操作時間が長
なるほど転舵輪Ｗ，Ｗの転舵角が大きくなる。

【０１０１】また、この車両は、運転者の操舵力をラッ
ク軸３１に伝達するステアリング軸やラックアンドピニ
オン機構等を有しない。その代わりに、ラック軸３１を
軸方向に動かすステアリングモータ（ステアリングアク
チュエータ）５およびボールねじ機構３０を有する。な
お、ステアリングモータ５は車体フレームに対して固定
され、ステアリングモータ５の回転運動をボールねじ機
構３０を介してラック軸３１の直線運動に変換してい
る。これにより、ステアリングモータ５が発生する回転
トルクがラック軸３１を左方又は右方に動かすラック軸
力に変換され、ラック軸３１に生じたラック軸力は、ラ
ック軸３１の端部のタイロッド３２，３２を介して転舵
輪Ｗ，Ｗの転舵トルクへと変換される。なお、ステアリ
ングモータ５は、制御装置６４が生成するステアリング
モータ駆動電圧ＤＳＭに基づいて駆動される。

【０１０２】ちなみに、この車両は、通常の車両と同様
にブレーキペダルを有しており、ブレーキペダルの踏み
込みに応じてブレーキが効くようになっている。また、
この車両は、通常の車両と同様にスロットルペダル（ア
クセルペダル）を有しており、スロットルペダルの踏み
込みに応じてとスロットル弁が開くようになっている。

【０１０３】〔センサ類〕車両操舵装置Ｓ２は、制御装
置６４で制御するために車両の各種情報を制御装置６４
に取り込むために、前記センサの他にラック位置センサ
１０、ヨーレートセンサ１３および車速センサ１４を有
している。車両操舵装置Ｓ２に備えられる各種センサ１
０，１３，１４は、車両操舵装置Ｓ２の専用のセンサで
もよいし、他のシステムと共用するセンサでもよい。

【０１０４】〔制御装置〕図１２を参照して、制御装置
６４の構成について説明する。図１２は、制御装置６４
の転舵制御部６４Ａおよび転舵操作反力制御部６４Ｂの
構成図である。

【０１０５】制御装置６４は、ジョイスティック６１の
操作に基づいてステアリングモータ５を制御するととも
に、ジョイスティック６１に操作反力を与えるために転
舵操作反力モータ６５を制御する。そのために、制御装
置６４は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ
／Ｏインターフェース等からなるマイクロコンピュータ
（図示せず）や各種モータを駆動する駆動回路を備えて
おり、転舵制御部６４Ａおよび転舵操作反力制御部６４
Ｂを有している。また、制御装置６４は、取り込んだセ
ンサ信号をディジタル信号に変換し、センサ信号をディ
ジタル信号で取り扱っている。

【０１０６】図１２を参照して、転舵制御部６４Ａにつ
いて説明する。転舵制御部６４Ａは、運転者によるジョ
イスティック６１への転舵操作量に応じてステアリング
モータ５の出力を制御するとともにジョイスティック６
１への転舵方向操作に応じて転舵方向を判別してステア
リングモータ５の回転方向を制御し、転舵輪Ｗ，Ｗを転
舵する制御を行う。そのために、転舵制御部６４Ａは、
目標転舵速度設定部６６、微分器５２１、偏差演算部５
３、ステアリングモータ制御信号出力部５４およびステ
アリングモータ駆動回路５５を備えている。なお、転舵
制御部６４Ａのうち、ステアリングモータ駆動回路５５
を除いた部分は、制御装置６４を構成するマイクロコン
ピュータにソフトウェア的に構成される。

【０１０７】目標転舵速度設定部６６は、転舵方向セン
サ６２からの転舵方向信号ＳＳＤ、転舵操作量センサ６
３からの転舵操作量信号ＳＳＲおよび車速センサ１４か
らの車速信号ＳＳが入力され、目標転舵速度信号を偏差
演算部５３に出力する。目標転舵速度設定部６６は、転
舵方向信号ＳＳＤに基づいて転舵方向（ラック軸３１の
移動方向、ステアリングモータ５の回転方向）を判定す
るとともに転舵操作量信号ＳＳＲおよび車速信号ＳＳに
基づいて転舵マップから目標転舵速度を検索し、ラック
軸３１の移動方向と目標転舵速度とからなる目標転舵速
度信号を設定する。ラック軸３１の移動方向は、目標転
舵速度に対するプラスとマイナスで表され、例えば、移
動方向が左方向をプラスとし、右方向をマイナスとす
る。目標転舵速度設定部６６では、転舵方向信号ＳＳＤ
がプラスの一定電圧の場合には転舵方向を右転舵と判定
し、ラック軸３１の移動方向を左方向とするとともに、
転舵操作量信号ＳＳＲがマイナスの一定電圧の場合には
転舵方向を左転舵と判定し、ラック軸３１の移動方向を
右方向とする（図１４参照）。転舵マップは第１実施形
態と同様の転舵マップであり（図９参照）、目標転舵速
度設定部６６では、転舵マップから車速と転舵操作量に
応じた目標転舵速度を検索する。

【０１０８】ちなみに、目標転舵速度設定部６６では、
ジョイスティック６１への転舵操作量に基づく転舵速度
を設定するだけであり、ラック軸３１の位置（すなわ
ち、転舵輪Ｗ，Ｗの転舵角）を設定するものではない。
ラック軸３１の位置は、転舵速度とその転舵速度を発生
させている時間（すなわち、ジョイスティック６１への
転舵操作時間）との積によって決まる。

【０１０９】図１２を参照して、転舵操作反力制御部６
４Ｂについて説明する。転舵操作反力制御部６４Ｂは、
運転者がジョイスティック６１を前方向に傾動する操作
を行う際（つまり、転舵操作量操作を行う際）、転舵操
作反力モータ６５を駆動して能動的に転舵操作反力をジ
ョイスティック６１に作用させる制御を行う。そのため
に、転舵操作反力制御部６４Ｂは、目標転舵操作反力設
定部６７、転舵操作反力モータ制御信号出力部６８およ
び転舵速操作反力モータ駆動回路６９を備えている。な
お、転舵操作反力制御部６４Ｂのうち、転舵操作反力モ
ータ駆動回路６９を除いた部分は、制御装置６４を構成
するマイクロコンピュータにソフトウェア的に構成され
る。

【０１１０】目標転舵操作反力設定部６７は、転舵操作
量センサ６３からの転舵操作量信号ＳＳＲ、ヨーレート
センサ１３からのヨーレート信号ＳＹおよび偏差演算部
５３からの偏差信号が入力され、目標転舵操作反力信号
を転舵操作反力モータ制御信号出力部６８に出力する。
目標転舵操作反力設定部６７は、転舵操作量信号ＳＳＲ
およびヨーレート信号ＳＹに基づいて転舵操作反力マッ
プから目標転舵操作反力を検索し、目標転舵操作反力か
らなる目標転舵操作反力信号を設定する。このとき、目
標転舵操作反力設定部６７では、偏差信号に基づいて転
舵操作反力をジョイスティック６１に与えるか否かを判
定している。転舵操作反力マップは第１実施形態と同様
のマップであり（図１０参照）、目標転舵操作反力設定
部６７では、転舵操作反力マップからヨーレートと転舵
操作量に応じた目標転舵操作反力を検索する。ちなみ
に、転舵操作反力方向は、前方操作に対する反力のみで
ある。

【０１１１】そして、目標転舵操作反力設定部６７は、
偏差信号が「プラスの値」である場合には転舵操作反力
マップで検索した目標転舵操作反力からなる目標転舵操
作反力信号を設定し、偏差信号が「ゼロおよびマイナス
の値」である場合には目標転舵操作反力信号をゼロに設
定する。このように目標転舵操作反力信号を設定するの
は、転舵速度を増す場合に転舵操作反力を生じさせるた
めである。このため、一定の転舵速度を保持する場合や
転舵速度を減じるようなジョイスティック６１の操作を
行う場合（ジョイスティック６１を中立側に戻す操作を
行う場合）には、転舵操作反力は生じない。ちなみに、
偏差信号がマイナスの値の場合は、目標転舵操作反力設
定部６７ではジョイスティック６１の戻りをアシストす
るように目標転舵操作反力信号を設定するようにしても
よい。

【０１１２】転舵操作反力モータ制御信号出力部６８
は、目標転舵操作反力設定部６７からの目標転舵操作反
力信号が入力され、転舵操作反力制御信号を転舵操作反
力モータ駆動回路６９に出力する。転舵操作反力モータ
制御信号出力部６８は、ＰＷＭ信号発生部を備えてい
る。転舵操作反力モータ制御信号出力部６８は、目標転
舵操作反力信号に基づいて、転舵操作反力モータ６５に
供給する電流値に対応したＰＷＭ信号、オン信号、オフ
信号を生成し、転舵操作反力制御信号とする。ちなみ
に、ジョイスティック６１に一方向にしか反力を与えな
いので、転舵操作反力モータ６５に与える電流の向きは
一方向である。

【０１１３】転舵操作反力モータ駆動回路６９は、転舵
操作反力モータ制御信号出力部６８からの転舵操作反力
制御信号が入力され、転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳ
Ｒを転舵操作反力モータ６５に出力する。転舵操作反力
モータ駆動回路６９は、転舵操作反力制御信号に基づい
て転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲを転舵操作反力モ
ータ６５に印加し、転舵操作反力モータ６５を駆動す
る。そのために、転舵操作反力モータ駆動回路６９は、
２つのＦＥＴ（スイッチング素子）および電源電圧（１
２Ｖ）等で構成されている（図示せず）。転舵操作反力
モータ駆動回路６９は、２つのＦＥＴの各ゲートに転舵
操作反力制御信号が入力されると、転舵操作反力制御信
号に基づいて２つのＦＥＴがＯＮ／ＯＦＦし、転舵操作
反力モータ６５に転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲを
印加する。すると、転舵操作反力モータ６５には電流が
流れて転舵操作反力モータ６５が正転駆動され、ジョイ
スティック６１の転舵操作反力が制御される。

【０１１４】したがって、運転者がジョイスティック６
１により転舵速度を増加する操作を行う際には、ジョイ
スティック６１に対して転舵操作反力が与えられる。こ
の転舵操作反力の大きさは、ジョイスティック６１の傾
動支持機構における中立位置を基準にしてジョイスティ
ック６１の前方への操作が大きいほどまたは／およびヨ
ーレートが大きいほど、ジョイスティック６１には大き
な転舵操作反力が生じるようになる。

【０１１５】〔車両操舵装置の動作〕図９ないし図１４
を参照して、車両操舵装置Ｓ２の動作について説明す
る。ここでは、交差点での右折時について説明する。

【０１１６】車両の交差点での右折転舵開始時には、運
転者が、転舵輪Ｗ，Ｗを右方に転舵させるために、ジョ
イスティック６１を右方に傾動するとともに中立位置
（直立位置）から前方に傾動する。このとき、ジョイス
ティック６１の右方への操作量は、転舵方向センサ６２
で検出できる量である（図１４参照）。ジョイスティッ
ク６１の前方への操作量は、運転者が緩やかに転舵を行
いたい場合には少量であり、運転者が素早い転舵を行い
たい場合には多量である。すると、車両操舵装置Ｓ２で
は、転舵方向センサ６２がジョイスティック６１での右
方操作によって電気接点が閉じるのに応じてプラスの一
定電圧の転舵方向信号ＳＳＤを制御装置６４に送信する
とともに、転舵操作量センサ６３がジョイスティック６
１での前方操作量に応じた転舵操作量信号ＳＳＲを制御
装置６４に送信する。

【０１１７】制御装置６４では、車速信号ＳＳ、転舵方
向信号ＳＳＤおよび転舵操作量信号ＳＳＲに基づいて車
速と転舵操作量に応じた目標転舵速度とラック軸３１の
移動方向が左方向からなる目標転舵速度信号を設定し、
さらにこの目標転舵速度信号とラック位置信号ＳＲを微
分した実転舵速度信号とに基づいて偏差信号（プラス
値）を演算し、この偏差信号に基づいてステアリング制
御信号を設定する。このとき、転舵操作量が大きいほ
ど、車速が低速なほど、目標転舵速度は大きい値とな
り、転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が速くなる。そして、制御
装置６４では、ステアリング制御信号に基づいてステア
リングモータ駆動電圧ＤＳＭを発生させ、このステアリ
ングモータ駆動電圧ＤＳＭをステアリングモータ５に印
加する。すると、ラック軸３１が目標転舵速度信号に応
じた速度で左方に移動し始める。そして、ジョイスティ
ック６１での転舵操作量と車速に応じた転舵速度で転舵
輪Ｗ，Ｗが右回転方向に転舵し始める。そして、時間経
過とともに、ラック軸３１の左方への移動量が増加し、
転舵輪Ｗ，Ｗの転舵角が増大していく。

【０１１８】また、制御装置６４では、ヨーレート信号
ＳＹ、転舵操作量信号ＳＳＲおよび偏差信号（プラス
値）に基づいてヨーレートと転舵操作量に応じた目標転
舵操作反力と転舵操作反力方向が前方操作に対する反力
からなる目標転舵操作反力信号を設定し、さらに目標転
舵操作反力信号に基づいて転舵操作反力制御信号を設定
する。続いて、制御装置６４では、転舵操作反力制御信
号に基づいて転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲを発生
させ、この転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲを転舵操
作反力モータ６５に印加する。すると、転舵操作反力モ
ータ６５が駆動され、ジョイスティック６１の前方への
操作に対して転舵操作反力が与えられる。

【０１１９】車両の転舵中、運転者が、転舵輪Ｗ，Ｗの
転舵角を一定にさせるために、ジョイスティック６１を
前方から中立位置（直立位置）に戻す。ちなみに、運転
者は、ジョイスティック６１の右方への操作は維持して
いる。すると、車両操舵装置Ｓ２では、転舵方向センサ
６２がプラスの一定電圧の転舵方向信号ＳＳＤを制御装
置６４に送信するとともに、転舵操作量センサ６３がジ
ョイスティック６１での転舵操作量に応じた転舵操作量
信号ＳＳＲ（中立位置であるので転舵操作量信号＝ゼ
ロ）を制御装置６４に送信する。

【０１２０】前記した同様の制御により、制御装置６４
では、目標転舵速度信号をゼロに設定し、さらに偏差信
号を演算し、ステアリング制御信号を設定する。そし
て、制御装置６４では、ステアリング制御信号に基づい
てステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭを発生させ、この
ステアリングモータ駆動電圧ＤＳＭをステアリングモー
タ５に印加する。すると、ラック軸３１では、ゼロの目
標転舵速度信号に応じゼロの転舵速度を発生する。この
とき、ステアリングモータ５が発生するラック軸力と転
舵輪Ｗ，Ｗからラック軸３１への反力（セルフアライニ
ングトルク等）とが釣り合い、ラック軸３１の左方への
移動位置が固定され、転舵輪Ｗ，Ｗの右回転方向の転舵
角が一定となる（転舵速度＝ゼロ）。

【０１２１】また、制御装置６４では、目標転舵速度信
号と実転舵速度信号との偏差信号がゼロまたはマイナス
値となるので、目標転舵操作反力信号にゼロを設定す
る。したがって、転舵操作反力モータ６５には転舵操作
反力モータ駆動電圧ＲＳＲが印加されないので、ジョイ
スティック６１の前方への操作に対して転舵操作反力が
与えられない。

【０１２２】なお、右方向に転舵していた転舵輪Ｗ，Ｗ
を直進に戻すためには、つまり車両を直進状態に戻すた
めには、運転者は、ジョイスティック６１を車両が直進
状態になるまで左方かつ前方に傾動する。そして、直進
状態になるとジョイスティック６１を中立位置（左右方
向の中立位置＋前後方向の中立位置〔直立位置〕）に戻
す。これにより、車両は直進状態になる。なお、ジョイ
スティック６１が左右方向の中立位置にあるときは、ス
テアリングモータ５が外力を受けて自由に回転できるよ
うにして、セルフアライニングトルクにより、転舵輪
Ｗ，Ｗが自ずと中立位置に戻るようにしてもよい。具体
的には、転舵方向センサ６２の転舵方向信号ＳＳＤがゼ
ロのときには、ステアリングモータ制御信号出力部５４
が出力するステアリングモータ制御信号をゼロにするこ
とで（全てオフ信号にすることで）、ステアリングモー
タ５が外力を受けて自由に回転するようにしてもよい。

【０１２３】この車両操舵装置Ｓ２によれば、ジョイス
ティック６１の前方向への操作量に応じて転舵輪Ｗ，Ｗ
の転舵速度を制御しているので、少ない操作量によって
転舵輪Ｗ，Ｗを転舵することができる。また、この車両
操舵装置Ｓ２によれば、ジョイスティック６１の左右方
向の操作を転舵方向のみの操作としたので、左右方向の
最大操作量を非常に少なくできる。そのため、フロント
ドアのアームレスト等の左右方向の操作スペースが限ら
れた場所でも、ジョイスティック６１を設置することが
できる（設置しても操作性を損なわない）。さらに、こ
の車両操舵装置Ｓ２によれば、ゲイン（転舵輪Ｗ，Ｗの
転舵速度／ジョイスティック６１の前方の操作量）を小
さくしても、操作時間を長くすることにより大きな転舵
角を得ることができるので、操舵フィーリングが良好で
ある。

【０１２４】また、この車両操舵装置Ｓ２によれば、ジ
ョイスティック６１の前方への操作量に応じて転舵輪
Ｗ，Ｗの転舵速度を制御しているので、ジョイスティッ
ク６１の操作量により転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度を変える
ことができ、様々な運転状況に応じて転舵速度をコント
ロールすることができる。また、この車両操舵装置Ｓ２
によれば、ジョイスティック６１を前方から中立位置に
引き戻すと転舵角が一定に保持されるので、例えば運転
者が定常円旋回等を楽に行うことができる。

【０１２５】≪第３実施形態≫第３実施形態について説
明する。第３実施形態では、第１実施形態に係る車両操
舵装置Ｓ１または第２実施形態に係る車両操舵装置Ｓ２
と同様の構成については同様の符号を付し、その詳細な
説明を省略する。まず、図１５を参照して、車両操舵装
置Ｓ３の全体構成について説明する。図１５は、第３実
施形態に係る車両操舵装置Ｓ３の全体構成図である。

【０１２６】車両操舵装置Ｓ３は、ジョイスティック７
１、転舵方向センサ７２、転舵操作量センサ７３、制御
装置７４、ステアリングモータ５、転舵操作反力モータ
７５、転舵速度センサ１０１、ヨーレートセンサ１３、
車速センサ１４、中立スイッチセンサ１５、ラック中立
位置センサ１６、ボールねじ機構３０、ラック軸３１、
タイロッド３２，３２等から構成される。特に、ジョイ
スティック７１には、転舵操作量レバー７１ｄおよび中
立スイッチ７１ｅが装備されている。なお、第３実施形
態では、ジョイスティック７１が特許請求の範囲に記載
する操作装置に相当し（特に、請求項３に記載のジョイ
スティックに相当し）、転舵操作量レバー７１ｄが特許
請求の範囲に記載するレバーに相当し、中立スイッチ７
１ｅが特許請求の範囲に記載する戻し操作手段に相当
し、制御装置７４が特許請求の範囲に記載する制御手段
に相当し、ステアリングモータ５が特許請求の範囲に記
載するアクチュエータに相当する。

【０１２７】〔ジョイスティック〕ジョイスティック７
１（操作機構）の構成について説明する。車両操舵装置
Ｓ３は、車両の転舵操作を行うためのジョイスティック
７１を備えている。そのため、ジョイスティック７１
は、車両の進行方向に対して左右方向への回動によって
傾動する操作ができるように傾動支持機構（図示せず）
に支持されている。したがって、ジョイスティック７１
は、左右方向にのみ操作することができる。なお、傾動
支持機構は、第１実施形態に係る傾動支持機構２０と同
様の構成であるが、前後方向に傾動するための機構は有
していない。

【０１２８】ジョイスティック７１を左右方向に傾動す
る操作は、ジョイスティック７１の傾動支持機構内に設
けられた２つの電気接点等からなる転舵方向センサ７２
により、その左右方向の操作に応じて所定電圧値として
検出（出力）されるようになっている。そして、転舵方
向センサ７２は、ゼロ電圧または所定電圧値を転舵方向
信号ＳＳＤとして制御装置７４に送信する。ジョイステ
ィック７１の左右方向の傾動操作に対する転舵方向セン
サ７２の出力の設定については、第２実施形態と同様の
設定なので、説明を省略する（図１４参照）。ちなみ
に、このジョイスティック７１を左右方向に傾動する操
作が、車両への転舵操作のうち転舵方向操作となる。

【０１２９】さらに、ジョイスティック７１には、転舵
操作量を操作するために、操作グリップ７１ｂの左方面
に、後方への回動可能な転舵操作量レバー７１ｄが設け
られている。転舵操作量レバー７１ｄの回動軸には操作
グリップ７１ｂの内部に取り付けられたスプリング（図
示せず）が連結されており、さらにスプリングにはワイ
ヤ７１ｆが連結されている。スプリングは、転舵操作量
レバー７１ｄを後方向に回動する操作に対して、その操
作量が多くなればなるほど受動的に転舵操作量レバー７
１ｄを定常状態に復帰する力が大きく発生する。ワイヤ
７１ｆは、ジョイスティック７１の下方に延び出してお
り、転舵操作量レバー７１ｄを後方向に回動する操作に
対して、その操作量が多くなればなるほどジョイスティ
ック７１の内部に引っ張られる。

【０１３０】転舵操作量レバー７１ｄを後方向に回動す
る操作は、ワイヤ７１ｆに取り付けた転舵操作量センサ
７３により、操作量が電圧として検出（出力）されるよ
うになっている。転舵操作量センサ７３では、ワイヤ７
１ｆの引っ張られる量を検出しており、この引っ張られ
る量を操作量としている。この場合の操作量は、転舵操
作量レバー７１ｄの定常状態を基準にして、後方に回動
する場合が転舵操作量である。そして、転舵操作量セン
サ７３は、検出した電圧を転舵操作量信号ＳＳＲとして
制御装置７４に送信する。ちなみに、この転舵操作量レ
バー７１ｄを後方向に傾動する操作が、車両への転舵操
作のうち操作量操作となる。

【０１３１】図１７を参照して、転舵操作量レバー７１
ｄの後方向の操作量に対する転舵操作量センサ７３の出
力の設定について説明する。図１７は、ジョイスティッ
ク７１に備えられる転舵操作量レバー７１ｄの後方向の
位置（後方向操作量）と転舵操作量センサ７３の出力と
の関係図である。この図から判るように、転舵操作量セ
ンサ７３は、転舵操作量レバー７１ｄを後方に回動する
操作を行うと出力を増加させるように設定されている。
したがって、転舵操作量レバー７１ｄでの後方操作は、
転舵操作量レバー７１ｄを回動する操作の度合いが大き
くなればなるほど、転舵操作量センサ７３で検出（出
力）される転舵操作量も大きくなる。転舵操作量は、転
舵輪Ｗ，Ｗの目標転舵角を設定するのでなく転舵輪Ｗ，
Ｗの目標転舵速度を設定するためのものなので、微妙な
調整が必要な転舵角を設定する操作量ではない。したが
って、転舵操作量の最大操作量は、目標転舵速度の大き
さを数段階設定できる程度の操作量でよい。ちなみに、
転舵輪Ｗ，Ｗの転舵角は、転舵操作量操作および転舵方
向操作とその操作時間によって決まる。

【０１３２】また、転舵操作量レバー７１ｄには、運転
者による転舵操作量レバー７１ｄの操作に対して、転舵
操作量レバー７１ｄの動きに反力を加える反力発生手段
を有する（反力の方向および大きさについては後記す
る）。この反力発生手段は、転舵操作量レバー７１ｄの
後方向への動きに反力を加える転舵操作反力モータ７５
を有する。転舵操作反力モータ７５は、制御装置７４が
生成する転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲに基づいて
駆動される。そして、転舵操作反力モータ７５は、ワイ
ヤ７１ｆに連結されおり、その駆動力をワイヤ７１ｆに
作用させることによって反力を発生させている。なお、
転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲの大きさおよび印加
方向は制御装置７４により設定されるが、この点は後記
する。

【０１３３】さらに、ジョイスティック７１には、転舵
輪Ｗ，Ｗを強制的に直進状態に戻すために、操作グリッ
プ７１ｂの上面に、中立スイッチ７１ｅが設けられてい
る。中立スイッチ７１ｅは、押しボタン式のスイッチで
あり、定常状態で押されると操作グリップ７１ｂ内に一
部が押し込まれた状態となってＯＮし、この押し込まれ
た状態で再び押されると定常状態に戻ってＯＦＦする。
中立スイッチ７１ｅをＯＮすると、車両操舵装置Ｓ３で
は、ラック軸３１を中立位置に戻して、転舵輪Ｗ，Ｗを
直進状態にする。直進状態に戻すときの転舵速度は、転
舵操作量レバー７１ｄで調整することができる。

【０１３４】中立スイッチ７１ｅのＯＮ／ＯＦＦ操作
は、中立スイッチ７１ｅの下方に設けられた電気接点等
からなる中立スイッチセンサ１５により、押す操作に応
じて所定電圧値として検出（出力）されるようになって
いる。中立スイッチセンサ１５は、中立スイッチ７１ｅ
が押し込まれた状態（ＯＮ）になると電気接点が閉じて
プラスの一定電圧（例えば、５Ｖ）を出力し、定常状態
になると電気接点が開いてゼロ電圧を出力するように設
定されている。そして、中立スイッチセンサ１５は、ゼ
ロ電圧またはプラスの一定電圧を中立スイッチ信号ＳＮ
Ｓとして制御装置７４に送信する。

【０１３５】ジョイスティック７１は、車両の運転者が
片手で操作できるように、右フロントドアのアームレス
トに配置されている。ジョイスティック７１は、パイプ
状のスティック本体７１ａの上端に操作グリップ７１ｂ
が固定された構造を有し、スティック本体７１ａの下端
部が傾動支持機構（図示せず）を介して左右方向に傾動
自在に支持されている。なお、この傾動支持機構は、ス
ティック本体７１ａに外装されたブーツ７１ｃによって
覆われている。

【０１３６】〔転舵系〕車両操舵装置Ｓ３における転舵
系（転舵機構）の構成を説明する。この車両の転舵系
は、通常の車両と異なりステアリングホイールを有しな
い。その代わりに、ジョイスティック７１がステアリン
グホイールの役割を有し、前記したように、中立位置の
ジョイスティック７１を左方に傾動し、かつ定常状態の
転舵操作レバー７１ｄを後方に回動する操作を行うと、
転舵輪Ｗ，Ｗが左方に転舵するようになっている。一
方、中立位置のジョイスティック７１を右方に傾動し、
かつ定常状態の転舵操作レバー７１ｄを後方に回動する
操作を行うと転舵輪Ｗ，Ｗが右方に転舵するようになっ
ている。このジョイスティック７１の操作では、転舵操
作レバー７１ｄの後方向への操作量が大きいほど転舵輪
Ｗ，Ｗの転舵速度が速くなり、操作時間が長なるほど転
舵輪Ｗ，Ｗの転舵角が大きくなる。また、ジョイスティ
ック７１の中立スイッチ７１ｅを押してＯＮする操作を
行うと、ジョイスティック７１による転舵方向操作に関
係なく、転舵輪Ｗ，Ｗが直進状態に戻るようになってい
る。

【０１３７】また、この車両は、運転者の操舵力をラッ
ク軸３１に伝達するステアリング軸やラックアンドピニ
オン機構等を有しない。その代わりに、ラック軸３１を
軸方向に動かすステアリングモータ（ステアリングアク
チュエータ）５およびボールねじ機構３０を有する。な
お、ステアリングモータ５は車体フレームに対して固定
され、ステアリングモータ５の回転運動をボールねじ機
構３０を介してラック軸３１の直線運動に変換してい
る。これにより、ステアリングモータ５が発生する回転
トルクがラック軸３１におけるラック軸力に変換され、
ラック軸３１の端部のタイロッド３２，３２を介して転
舵輪Ｗ，Ｗの転舵トルクへと変換される。なお、ステア
リングモータ５は、制御装置７４が生成するステアリン
グモータ駆動電圧ＤＳＭに基づいて駆動される。

【０１３８】ちなみに、この車両は、通常の車両と同様
にブレーキペダルを有しており、ブレーキペダルの踏み
込みに応じてブレーキが効くようになっている。また、
この車両は、通常の車両と同様にスロットルペダル（ア
クセルペダル）を有しており、スロットルペダルの踏み
込みに応じてとスロットル弁が開くようになっている。

【０１３９】〔センサ類〕車両操舵装置Ｓ３は、制御装
置７４で制御するために車両の各種情報を制御装置７４
に取り込むために、前記のとおり転舵速度センサ１０
１、ヨーレートセンサ１３、車速センサ１４およびラッ
ク中立位置センサ１６を有している。車両操舵装置Ｓ３
に備えられる各種センサ１０１，１３，１４，１６は、
車両操舵装置Ｓ３の専用のセンサでもよいし、他のシス
テムと共用するセンサでもよい。

【０１４０】このうち、転舵速度センサ１０１は、ラッ
ク軸３１の移動速度（つまり転舵速度）を検出するセン
サであり、例えばタコジネレータなどの安価なセンサを
適用できる。この転舵速度センサ１０１は、転舵速度が
速いほど大きな値の実転舵速度信号ＳＶを出力する。ま
た、ラック中立位置センサ１６は、ラック軸３１が中立
位置か否かのみを検出し、中立位置の場合にプラスの一
定電圧（例えば、５Ｖ）および中立位置でない場合には
ゼロ電圧からなるラック中立位置信号ＳＮを制御装置７
４に送信する。ラック中立位置センサ１６は、例えば、
電気接点等で構成される。これらセンサは、ラック位置
センサに比較して安価である。つまり、この車両操舵装
置Ｓ３によれば、従来のように正確な位置制御に必要で
あった高価なラック位置センサ等を必要としないので、
従来よりもコストダウンできる。

【０１４１】〔制御装置〕図１６を参照して、制御装置
７４の構成について説明する。図１６は、制御装置７４
の転舵制御部７４Ａおよび転舵操作反力制御部７４Ｂの
構成図である。

【０１４２】制御装置７４は、ジョイスティック７１
（転舵操作量レバー７１ｄおよび中立スイッチ７１ｅを
含む）の操作に基づいてステアリングモータ５を制御す
るとともに、転舵操作量レバー７１ｄに操作反力を与え
るために転舵操作反力モータ７５を制御する。そのため
に、制御装置７４は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰ
ＵおよびＩ／Ｏインターフェース等からなるマイクロコ
ンピュータ（図示せず）や各種モータを駆動する駆動回
路を備えており、転舵制御部７４Ａおよび転舵操作反力
制御部７４Ｂを有している。また、制御装置７４は、取
り込んだセンサ信号をディジタル信号に変換し、センサ
信号をディジタル信号で取り扱っている。

【０１４３】図１６を参照して、転舵制御部７４Ａにつ
いて説明する。転舵制御部７４Ａは、運転者による転舵
操作量レバー７１ｄへの転舵操作量に応じて転舵輪Ｗ，
Ｗの転舵速度を制御するとともにジョイスティック７１
への転舵方向操作に応じて転舵方向を判別してステアリ
ングモータ５の回転方向を制御し、転舵輪Ｗ，Ｗを転舵
する制御を行う。さらに、転舵制御部７４Ａは、運転者
による中立スイッチ７１ｅへのＯＮ操作に応じて、転舵
輪Ｗ，Ｗを直進状態に戻す制御を行う。そのために、転
舵制御部７４Ａは、目標転舵速度設定部７６、偏差演算
部５３、ステアリングモータ制御信号出力部５４、転舵
制御遮断部７７およびステアリングモータ駆動回路５５
を備えている。なお、転舵制御部７４Ａのうち、ステア
リングモータ駆動回路５５を除いた部分は、制御装置６
４を構成するマイクロコンピュータにソフトウェア的に
構成される。

【０１４４】目標転舵速度設定部７６は、転舵方向セン
サ７２からの転舵方向信号ＳＳＤ、転舵操作量センサ７
３からの転舵操作量信号ＳＳＲ、車速センサ１４からの
車速信号ＳＳおよび中立スイッチセンサ１５からの中立
スイッチ信号ＳＮＳが入力され、目標転舵速度信号を偏
差演算部５３に出力する。目標転舵速度設定部７６は、
転舵方向信号ＳＳＤに基づいて転舵方向（ラック軸３１
の移動方向、ステアリングモータ５の回転方向）を判定
するとともに転舵操作量信号ＳＳＲおよび車速信号ＳＳ
に基づいて転舵マップから目標転舵速度を検索し、ラッ
ク軸３１の移動方向と目標転舵速度とからなる目標転舵
速度信号を設定する。ラック軸３１の移動方向は、目標
転舵速度に対するプラスとマイナスで表され、例えば、
移動方向が左方向をプラスとし、右方向をマイナスとす
る。目標転舵速度設定部７６では、転舵方向信号ＳＳＤ
がプラスの一定電圧の場合には転舵方向を右転舵と判定
し、ラック軸３１の移動方向を左方向とするとともに、
転舵操作量信号ＳＳＲがマイナスの一定電圧の場合には
転舵方向を左転舵と判定し、ラック軸３１の移動方向を
右方向とする（図１４参照）。転舵マップは第１実施形
態と同様の転舵マップであり（図９参照）、目標転舵速
度設定部７６では、転舵マップから車速と転舵操作量に
応じた目標転舵速度を検索する。

【０１４５】また、目標転舵速度設定部７６は、中立ス
イッチ信号ＳＮＳがプラスの一定電圧の場合（中立スイ
ッチ７１ｅがＯＮの場合）、転舵輪Ｗ，Ｗを直進状態
（ラック軸３１を中立位置）に戻すために、直前の転舵
方向信号ＳＳＤに基づいてラック軸３１の移動方向を判
定する。つまり、目標転舵速度設定部７６では、ラック
軸３１が中立位置に対して現在移動している方向から逆
方向を移動方向とするために、直前の転舵方向信号ＳＳ
Ｄがプラスの一定電圧の場合にはラック軸３１が中立位
置から左方向に移動しているのでラック軸３１の移動方
向を右方向と判定し、直前の転舵方向信号ＳＳＤがマイ
ナスの一定電圧の場合にはラック軸３１が中立位置から
右方向に移動しているのでラック軸３１の移動方向を左
方向と判定する。そして、目標転舵速度設定部７６は、
この判定したラック軸３１の移動方向と目標転舵速度と
からなる目標転舵速度信号を設定する。このとき、目標
転舵速度は、前記と同様に、転舵操作量信号ＳＳＲおよ
び車速信号ＳＳに基づいて転舵マップから検索されたも
のである。

【０１４６】ちなみに、目標転舵速度設定部７６では、
ジョイスティック７１への転舵操作量に基づく転舵速度
を設定するだけであり、ラック軸３１の位置（すなわ
ち、転舵角Ｗ，Ｗの転舵角）を設定するものではない。
ラック軸３１の位置は、転舵速度とその転舵速度を発生
させている時間（すなわち、ジョイスティック７１（転
舵操作量レバー７１ｄを含む）への転舵操作時間）との
積によって決まる。

【０１４７】偏差演算部５３は、目標転舵速度設定部７
６からの目標転舵速度信号および転舵速度センサ１０１
からの実転舵速度信号ＳＶが入力され、偏差信号をステ
アリングモータ制御信号出力部５４および目標転舵操作
反力設定部５６に出力する。偏差演算部５３は、目標転
舵速度信号から実転舵速度信号を減算し、その減算値を
偏差信号とする。なお、転舵速度センサ１０１からの実
転舵速度信号ＳＶを偏差演算部５３に入力するため、第
１実施形態などで必要とした微分器５２１（図６参照）
は不要である。

【０１４８】転舵制御遮断部７７は、中立スイッチセン
サ１５からの中立スイッチ信号ＳＮＳ、ラック中立位置
センサ１６からのラック中立位置信号ＳＮおよびステア
リングモータ制御信号出力部５４からのステアリング制
御信号が入力され、ステアリング制御信号をステアリン
グモータ駆動回路５５に出力する。転舵制御遮断部７７
は、中立スイッチ７１ｅがＯＮの場合、ラック軸３１が
中立位置になるとその状態を保持するために、ステアリ
ングモータ５の駆動を停止する。そのために、転舵制御
遮断部７７は、中立スイッチ信号ＳＮＳがプラスの一定
電圧の場合（中立スイッチ７１ｅがＯＮの場合）、ラッ
ク中立位置信号ＳＮがゼロ電圧の時（ラック軸３１が中
立位置でないとき）にはステアリング制御信号としてス
テアリングモータ制御信号出力部５４からのステアリン
グ制御信号をそのまま設定し、ラック中立位置信号ＳＮ
がプラスの一定電圧の時（ラック軸３１が中立位置のと
き）にはステアリング制御信号として全てオフ信号を設
定する。また、転舵制御遮断部７７は、中立スイッチ信
号ＳＮＳがゼロ電圧の場合（中立スイッチ７１ｅがＯＦ
Ｆの場合）、ラック中立位置信号ＳＮに関係なくステア
リング制御信号としてステアリングモータ制御信号出力
部５４からのステアリング制御信号をそのまま設定す
る。

【０１４９】図１６を参照して、転舵操作反力制御部７
４Ｂについて説明する。転舵操作反力制御部７４Ｂは、
運転者が転舵操作量レバー７１ｄを後方向に回動する操
作を行う際（つまり、転舵操作量操作を行う際）、転舵
操作反力モータ７５を駆動して能動的に転舵操作反力を
転舵操作量レバー７１ｄに作用させる制御を行う。その
ために、転舵操作反力制御部７４Ｂは、目標転舵操作反
力設定部７８、転舵操作反力モータ制御信号出力部７９
および転舵速操作反力モータ駆動回路８０を備えてい
る。なお、転舵操作反力制御部７４Ｂのうち、転舵操作
反力モータ駆動回路８０を除いた部分は、制御装置６４
を構成するマイクロコンピュータにソフトウェア的に構
成される。

【０１５０】目標転舵操作反力設定部７８は、転舵操作
量センサ７３からの転舵操作量信号ＳＳＲ、ヨーレート
センサ１３からのヨーレート信号ＳＹおよび偏差演算部
５３からの偏差信号が入力され、目標転舵操作反力信号
を転舵操作反力モータ制御信号出力部７９に出力する。
目標転舵操作反力設定部７８は、転舵操作量信号ＳＳＲ
およびヨーレート信号ＳＹに基づいて転舵操作反力マッ
プから目標転舵操作反力を検索し、目標転舵操作反力か
らなる目標転舵操作反力信号を設定する。このとき、目
標転舵操作反力設定部７８では、偏差信号に基づいて転
舵操作反力を転舵操作量レバー７１ｄに与えるか否かを
判定している。転舵操作反力マップは第１実施形態と同
様のマップであり（図１０参照）、目標転舵操作反力設
定部７８では、転舵操作反力マップからヨーレートと転
舵操作量に応じた目標転舵操作反力を検索する。ちなみ
に、転舵操作反力方向は、後方操作に対する反力のみで
ある。

【０１５１】そして、目標転舵操作反力設定部７８は、
偏差信号が「プラスの値」である場合には転舵操作反力
マップで検索した目標転舵操作反力からなる目標転舵操
作反力信号を設定し、偏差信号が「ゼロおよびマイナス
の値」である場合には目標転舵操作反力信号をゼロに設
定する。このように目標転舵操作反力信号を設定するの
は、転舵速度を増す場合に転舵操作反力を生じさせるた
めである。このため、転舵速度を減じるような転舵操作
量レバー７１ｄの操作を行う場合（転舵操作量レバー７
１ｄを定常状態に戻す操作を行う場合）には、転舵操作
反力は生じない。ちなみに、偏差信号がマイナスの値の
場合は、目標転舵操作反力設定部７８では転舵操作量レ
バー７１ｄの戻りをアシストするように目標転舵操作反
力信号を設定するようにしてもよい。

【０１５２】転舵操作反力モータ制御信号出力部７９
は、目標転舵操作反力設定部７８からの目標転舵操作反
力信号が入力され、転舵操作反力制御信号を転舵操作反
力モータ駆動回路８０に出力する。転舵操作反力モータ
制御信号出力部７９は、ＰＷＭ信号発生部を備えてい
る。転舵操作反力モータ制御信号出力部７９は、目標転
舵操作反力信号に基づいて、転舵操作反力モータ７５に
供給する電流値に対応したＰＷＭ信号、オン信号、オフ
信号を生成し、転舵操作反力制御信号とする。ちなみ
に、転舵操作量レバー７１ｄに一方向にしか反力を与え
ないので、転舵操作反力モータ７５に与える電流の向き
は一方向である。

【０１５３】転舵操作反力モータ駆動回路８０は、転舵
操作反力モータ制御信号出力部７９からの転舵操作反力
制御信号が入力され、転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳ
Ｒを転舵操作反力モータ７５に出力する。転舵操作反力
モータ駆動回路８０は、転舵操作反力制御信号に基づい
て転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲを転舵操作反力モ
ータ７５に印加し、転舵操作反力モータ７５を駆動す
る。そのために、転舵操作反力モータ駆動回路８０は、
２つのＦＥＴ（スイッチング素子）および電源電圧（１
２Ｖ）等で構成されている（図示せず）。転舵操作反力
モータ駆動回路８０は、２つのＦＥＴの各ゲートに転舵
操作反力制御信号が入力されると、転舵操作反力制御信
号に基づいて２つのＦＥＴがＯＮ／ＯＦＦし、転舵操作
反力モータ７５に転舵操作反力モータ駆動電圧ＲＳＲを
印加する。すると、転舵操作反力モータ７５には電流が
流れて転舵操作反力モータ７５が正転駆動され、転舵操
作量レバー７１ｄの転舵操作反力が制御される。

【０１５４】したがって、運転者が転舵操作量レバー７
１ｄにより転舵速度を増加する操作を行う際には、転舵
操作量レバー７１ｄに対して転舵操作反力が与えられ
る。この転舵操作反力の大きさは、転舵操作量レバー７
１ｄの定常状態を基準にして転舵操作量レバー７１ｄの
後方への操作が大きいほどまたは／およびヨーレートが
大きいほど、転舵操作量レバー７１ｄには大きな転舵操
作反力が生じるようになる。

【０１５５】〔車両操舵装置の動作〕図９、図１０およ
び図１４〜図２０を参照して、車両操舵装置Ｓ３の動作
について説明する。ここでは、交差点での右折（２パタ
ーン）および右→左→直進のスラローム走行について説
明する。図１８は、車両操舵装置Ｓ３による交差点で右
折した場合のタイムチャートであり、（ａ）は転舵操作
量レバー７１ｄによる転舵操作量であり、（ｂ）はジョ
イスティック７１による転舵方向であり、（ｃ）は転舵
輪Ｗ，Ｗの転舵角である。図１９は、車両操舵装置Ｓ３
による交差点での右折に中立スイッチ７１ｅを使用する
場合のタイムチャートであり、（ａ）は転舵操作量レバ
ー７１ｄによる転舵操作量であり、（ｂ）はジョイステ
ィック７１による転舵方向であり、（ｃ）は中立スイッ
チ７１ｅのＯＮ／ＯＦＦであり、（ｄ）は転舵輪Ｗ，Ｗ
の転舵角である。図２０は、車両操舵装置Ｓ３による右
→左→直進のスラローム走行した場合のタイムチャート
であり、（ａ）は転舵操作量レバー７１ｄによる転舵操
作量であり、（ｂ）はジョイスティック７１による転舵
方向であり、（ｃ）は転舵輪Ｗ，Ｗの転舵角である。

【０１５６】（交差点での右折時）まず、図１８に示す
タイムチャートに沿って、交差点での右折時の車両操舵
装置Ｓ３の動作について説明する。

【０１５７】この第３実施形態の車両操舵装置Ｓ３で
は、直進状態から交差点を右折し、再び直進状態に戻る
ように車両を操舵するには、運転者は、図１８（ａ）に
示すようにして、ジョイスティック７１の転舵操作量レ
バー７１ｄを操作する。操作領域Ｒ１は右側の転舵角を
増す領域であり、交差点の入口部分に相当する。操作領
域Ｒ２は転舵角を一定に保つ領域であり、交差点の中央
部分に相当する。操作領域Ｒ３は転舵角をゼロに戻す領
域であり、交差点の出口部分に相当する。かつ、運転者
は、図１８（ｂ）に示すように、操作領域Ｒ１をカバー
するようにジョイスティック７１を右方に傾動し（Ｔ１
→Ｔ４）、操作領域Ｒ３をカバーするようにジョイステ
ィック７１を左方に傾動する（Ｔ５→Ｔ８）。

【０１５８】補足すると、Ｔ１でジョイスティック７１
を右方に傾動し、Ｔ２で転舵操作量レバー７１ｄを回動
すると、図１８（ｃ）に示すように右側への転舵角が増
していく（右旋回開始）。操作領域Ｒ１での転舵角の増
加パターンは、当該領域Ｒ１における転舵操作量レバー
７１ｄの操作パターンを反映して略Ｓ字状になる。

【０１５９】Ｔ３で転舵操作量レバー７１ｄを定常状態
に戻して転舵操作量をゼロにすると、転舵角は一定状態
を保つ（転舵操作量ゼロ＝転舵速度ゼロ）。このため、
Ｔ３で転舵操作量レバー７１ｄを完全に戻しても、さら
には、操作領域Ｒ２のＴ４でジョイスティック７１を中
立位置に戻しても、そのままの転舵角が維持される。

【０１６０】Ｔ４とＴ５でジョイスティック７１を右方
から逆の左方に傾動し、Ｔ６で転舵操作量レバー７１ｄ
を回動すると、図１８（ｃ）に示すように右側への転舵
角が減って直進状態になって行く。操作領域Ｒ３での転
舵角の減少パターンは、当該領域Ｒ３における転舵操作
量レバー７１ｄの操作パターンを反映して略Ｓ字状にな
る。そして、車両は交差点を右折して通過してゆく。

【０１６１】なお、どの操作領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で
も、転舵操作量レバー７１ｄの転舵操作量に転舵輪Ｗ，
Ｗの転舵速度が対応している。また、仮に車速が一定で
あるとすれば、図１８（ａ）の転舵操作量のタイムチャ
ートにおける操作領域Ｒ１での転舵操作量の面積と操作
領域Ｒ３での転舵操作量の面積は同じになる。

【０１６２】この第３実施形態の車両操舵装置Ｓ３は、
この図１８のタイムチャートに示すように、交差点での
右折を支障なく、行うことができる。

【０１６３】（交差点での右折に中立スイッチを使用す
る場合）次に、図１９に示すタイムチャートに沿って、
交差点での右折に中立スイッチ７１ｅを使用する場合の
車両操舵装置Ｓ３の動作について説明する。

【０１６４】中立スイッチ７１ｅを使用する場合に、直
進状態から交差点を右折し、再び直進状態に戻るように
車両を操舵するには、運転者は、図１９（ａ）に示すよ
うにして、ジョイスティック７１の転舵操作量レバー７
１ｄを操作する。操作領域Ｒ１１は右側の転舵角を増す
領域であり、交差点の入口部分に相当する。操作領域Ｒ
１２は転舵角を一定に保つ領域であり、交差点の中央部
分に相当する。操作領域Ｒ１３は転舵角をゼロに戻す領
域であり、交差点の出口部分に相当する。なお、この実
施形態では、中立スイッチ７１ｅを使用する場合も、操
作領域Ｒ１３での転舵操作量レバー７１ｄの操作を行
う。かつ、運転者は、図１９（ｂ）に示すように、操作
領域Ｒ１１をカバーするようにジョイスティック７１を
右方に傾動する（Ｔ１１→Ｔ１５）。なお、Ｔ１５の操
作は、Ｔ１４の操作（中立スイッチ７１ｅのＯＮ）の前
に行なってもよい。さらに、運転者は、図１９（ｃ）に
示すように、中立スイッチ７１ｅをＯＮにする（Ｔ１４
→Ｔ１９）。なお、中立スイッチ７１ｅを使用するた
め、ジョイスティック７１を左方に傾動する操作は不要
である。

【０１６５】補足すると、Ｔ１１でジョイスティック７
１を右方に傾動し、Ｔ１２で転舵操作量レバー７１ｄを
回動すると、図１９（ｄ）に示すように右側への転舵角
が増していく（右旋回開始）。操作領域Ｒ１１での転舵
角の増加パターンは、当該領域Ｒ１１における転舵操作
量レバー７１ｄの操作パターンを反映して略Ｓ字状にな
る。

【０１６６】Ｔ１３で転舵操作量レバー７１ｄを定常状
態に戻して転舵操作量をゼロにすると、転舵角は一定状
態を保つ（転舵操作量ゼロ＝転舵速度ゼロ）。このた
め、Ｔ１３で転舵操作量レバー７１ｄを完全に戻して
も、さらには、操作領域Ｒ１２のＴ１５でジョイスティ
ック７１を中立位置に戻しても、Ｔ１４で中立スイッチ
７１ｅをＯＮにしても、そのままの転舵角が維持され
る。

【０１６７】Ｔ１４で中立スイッチ７１ｅをＯＮにし、
かつＴ１６で転舵操作量レバー７１ｄを回動すると、図
１９（ｄ）に示すように右側への転舵角が減っていく。
そして、Ｔ１７で直進状態になるとラック中立位置セン
サ１６（図１５参照）が中立位置を検出し、制御装置７
４がステアリングモータ５の駆動を停止する。ステアリ
ングモータ５の駆動を停止するのは、図１６に示す転舵
制御遮断部７７が、ステアリング制御信号として全てオ
フ信号を設定するからである。これにより、転舵輪Ｗ，
Ｗは転舵角がゼロになって車両は直進し、図１９（ｄ）
のＴ１７から右斜め下に延びる破線に示すように、転舵
角が左側になって車両が左旋回を開始することはない。
よって、運転者にとって運転がさらに容易になる。な
お、操作領域Ｒ１３での転舵角の減少パターンは、当該
領域Ｒ１３における転舵操作量レバー７１ｄの操作パタ
ーンを反映して略Ｓ字状になる。ちなみに、転舵操作量
レバー１７ｄの操作はＴ１８で終了するが、それ以前に
（既に）転舵角がゼロになっているので、Ｔ１７とＴ１
８の間における転舵操作量は制御装置７４における制御
には反映されない。

【０１６８】なお、このタイムチャートにおけるどの操
作領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３でも、転舵操作量レバー
７１ｄの転舵操作量に転舵輪Ｗ，Ｗの転舵速度が対応し
ている。仮に車速が一定であるとすれば、図１９（ａ）
の転舵操作量のタイムチャートにおける操作領域Ｒ１１
での転舵操作量の面積と操作領域Ｒ１３（Ｔ１６→Ｔ１
７）での転舵操作量の面積は同じになる。

【０１６９】ところで、運転者は、直進状態になると再
度中立スイッチ７１ｅを押して、該スイッチ７１ｅをＯ
ＦＦにする（Ｔ１９）。この際、運転者の操作によらず
とも、ラック中立センサ１６が転舵輪Ｗ，Ｗ（ラック軸
３１）の中立位置を検知した時点（図１９（ｄ）のＴ１
７）、あるいは、転舵操作量がゼロになった時点（同
（ａ）のＴ１８）で中立スイッチ７１ｅがＯＦＦになる
ようにしてもよい。

【０１７０】この第３実施形態の車両操舵装置Ｓ３は、
図１９のタイムチャートに示すように、交差点での右折
を支障なく、行うことできる。また、ジョイスティック
７１を中立位置にして転舵角をゼロに戻す（直進状態に
する）ので、運転操作として理解し易いものである。な
お、中立スイッチ７１ｅは、駐車場で駐車する場合に、
転舵輪Ｗ，Ｗを中立位置に戻すとき等にも使用すること
ができる。

【０１７１】（スラローム走行）次に、図２０に示すタ
イムチャートに沿って、右→左→直進のスラローム走行
時の車両操舵装置Ｓ３の動作について説明する。

【０１７２】この第３実施形態の車両操舵装置Ｓ３で
は、右→左→直進のスラローム走行を行うには、運転者
は、図２０（ａ）に示すようにして、ジョイスティック
７１の転舵操作量レバー７１ｄを操作する。操作領域Ｒ
２１は右側の転舵角を増す領域であり、右側への旋回を
開始した部分に相当する。操作領域Ｒ２２は転舵角を一
定に保つ領域であり、右側への旋回を継続する部分に相
当する。操作領域Ｒ２３は転舵角をゼロに戻すとともに
左方向に転舵角を増す領域であり、右旋回から左旋回に
移行する部分に相当する。操作領域Ｒ２４は転舵角を一
定に保つ領域であり、左側への旋回を継続する部分に相
当する。操作領域Ｒ２５は転舵角をゼロに戻す領域であ
り、スラローム走行から直進走行に移行する部分に相当
する。かつ、運転者は、図２０（ｂ）に示すように、操
作領域Ｒ２１をカバーするようにジョイスティック７１
を右方に傾動し（Ｔ２１→Ｔ２４）、操作領域Ｒ２３を
カバーするようにジョイスティック７１を左方に傾動し
（Ｔ２５→Ｔ２７）、操作領域Ｒ２５をカバーするよう
にジョイスティック７１を右方に傾動する（Ｔ２８→Ｔ
３１）。

【０１７３】補足すると、Ｔ２１でジョイスティック７
１を右方に傾動し、Ｔ２２で転舵操作量レバー７１ｄを
回動すると、図２０（ｃ）に示すように右側への転舵角
が増していく（右旋回開始）。操作領域Ｒ２１での転舵
角の増加パターンは、当該領域Ｒ２１における転舵操作
量レバー７１ｄの操作パターンを反映して略Ｓ字状にな
る。

【０１７４】Ｔ２３で転舵操作量レバー７１ｄを定常状
態に戻して転舵操作量をゼロにすると、転舵角は一定状
態を保つ（転舵操作量ゼロ＝転舵速度ゼロ）。このた
め、Ｔ２３で転舵操作量レバー７１ｄを完全に定常状態
に戻しても、そのままの転舵角が維持され、旋回を継続
する。

【０１７５】次に、Ｔ２４とＴ２５でジョイスティック
７１を右方から左方に傾動し、かつＴ２５で転舵操作量
レバー７１ｄを回動すると、図２０（ｃ）に示すように
右側への転舵角が減って直進から左側への転舵角が増し
て行く（右旋回から左旋回に移行）。操作領域Ｒ２３で
の転舵角の増加パターンは、当該領域Ｒ２３における転
舵操作量レバー７１ｄの操作パターンを反映して直進位
置をはさんだ略Ｓ字状になる。

【０１７６】Ｔ２６で転舵操作量レバー７１ｄを定常状
態に戻して転舵操作量をゼロにすると、転舵角は一定状
態を保つ。このため、Ｔ２６で転舵操作量レバー７１ｄ
を完全に戻しても、さらには、操作領域Ｒ２４のＴ２７
でジョイスティック７１を中立位置に戻しても、そのま
まの転舵角が維持され、左旋回を続行する。

【０１７７】Ｔ２７とＴ２８でジョイスティック７１を
左方から右方に傾動し、Ｔ２９で転舵操作量レバー７１
ｄを回動すると、図２０（ｃ）に示すように左側への転
舵角が減って直進状態になって行く。操作領域Ｒ２５で
の転舵角の減少パターンは、当該領域Ｒ２５における転
舵操作量レバー７１ｄの操作パターンを反映して略Ｓ字
状になる。

【０１７８】つまり、どの操作領域Ｒ２１からＲ２５で
も、転舵操作量レバー７１ｄの転舵操作量に転舵輪Ｗ，
Ｗの転舵速度が対応している。なお、車速が一定である
とすれば、図２０（ａ）の転舵操作量のタイムチャート
における操作領域Ｒ２１での転舵操作量の面積と操作領
域Ｒ２５での転舵操作の面積の和は、操作領域Ｒ２３で
の転舵操作量の面積に等しくなる（ｂ＝ａ＋ｃ）。

【０１７９】この第３実施形態の車両操舵装置Ｓ３は、
この図２０のタイムチャートに示すように、スラローム
走行を支障なく、行うことができる。

【０１８０】また、説明を省略したが、図１８から図２
０のどのタイムチャートにおいても、偏差に基づく転舵
操作反力が適切に作用する。

【０１８１】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は、前記の実施形態に限定されることなく、
様々な形態で実施される。例えば、本実施の形態では操
作装置として傾動（回動）可能なジョイスティックとし
たが、スライド量や自転量を操作量とする操作装置等の
他の操作装置でもよい。また、操作装置は、コンピュー
タに指示を与える際に用いるポインティングデバイス等
の操作装置でもよい。

【０１８２】また、本実施形態では転舵速度を、ラック
軸センサを用いて検出したり、タコジェネレータを用い
て検出したりしたが、転舵速度を、ステアリングモータ
の回転速度に基づいて検出するようにしてもよい。ま
た、フィードバック制御を例に説明したが、オープン制
御であってもよい。また、本実施形態では第３実施形態
に係るジョイスティックにのみ中立スイッチを設ける構
成としたが、第１実施形態や第２実施形態に係るジョイ
スティックにも中立スイッチを設ける構成としてもよ
い。また、本実施形態では車速に応じて転舵マップを設
定し、ヨーレートに応じて転舵操作反力マップを設定し
たが、転舵マップをヨーレート等の他の車両挙動情報に
応じて設定してもよいし、転舵操作反力マップを車速等
の他の車両挙動情報に応じて設定してもよい。また、転
舵マップ（または転舵操作反力マップ）を車速（または
ヨーレート）に応じて３つ設定したが、さらに詳細に、
車速（またはヨーレート）に応じて４つ以上転舵マップ
（または転舵操作反力マップ）を設定してもよいし、１
つまたは２つの転舵マップ（または転舵操作反力マッ
プ）でもよい。また、車速を加味しない転舵マップでも
よい。

【０１８３】セルフアライニングトルクを有効に活用で
きるように、例えば、ジョイスティックの左右方向の中
立位置では、ステアリングモータに電流を流さないよう
にして、セルフアライニングトルクにより転舵輪（ラッ
ク軸）が中立位置に戻るようにしてもよい。なお、ジョ
イスティックが左右方向の中立位置にあり、かつ転舵輪
が中立位置にある場合は、転舵輪が路上にある石などを
踏むことでふらつくことがないよいうに、制御装置にお
ける偏差演算部が演算した偏差に基づいてステアリング
モータを通常通りに制御するようにしたり、ステアリン
グモータを含む閉回路を作り、ステアリングモータの発
電抵抗で該モータ自身の動きを規制したりしておくのが
好ましい。また、中立スイッチが、車両の停止中はステ
アリングモータを駆動することにより転舵輪を中立位置
に戻す役割を有するものであり、車両の走行中はステア
リングモータを自由に動くようにしてセルフアライニン
グトルクにより転舵輪を中立位置に戻す役割を有するも
のであってもよい。また、本実施の形態では右フロント
ドアのアームレストにジョイスティックを設ける構成と
したが、センタコンソール等の他の場所に設けてもよ
い。

【０１８４】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る車両操舵装置
は、操作装置の操作量に転舵輪の転舵速度が対応するよ
うにアクチュエータの出力（ラック軸力）発生させて転
舵輪を転舵するので、操作装置の操作量が少なくかつゲ
インを小さくした場合でも、操作装置での操作時間に応
じて運転者が必要とする転舵角まで転舵輪を転舵させる
ことができる。その結果、運転者の操舵フィーリングに
違和感を与えることもなく、操作スペースがコンパクト
な場所でも操作装置を設置できる。

【０１８５】本発明の請求項２に係る車両操舵装置は、
ジョイスティックの左右方向の操作量としては、転舵輪
の転舵方向のみ判別可能な操作量だけ確保すればよいの
で、左右方向の操作スペースが非常に狭い場所でも操作
装置を設置できる。

【０１８６】本発明の請求項３に係る車両操舵装置は、
ジョイスティックの左右方向の操作量としては、転舵輪
の転舵方向のみ判別可能な操作量だけ確保すればよいの
で、左右方向の操作スペースが非常に狭い場所でも操作
装置を設置できる。

【０１８７】本発明の請求項４に係る車両操舵装置は、
戻し操作手段が操作されたときには転舵輪を直進状態に
戻すので、車庫入れ時等の車両が極低速や停止状態でも
転舵輪を確実に直進状態に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る車両操舵装置が組み込まれ
ている運転操作装置の全体構成図である。

【図２】図１のジョイスティックの傾動支持機構の一部
破断側面図である。

【図３】図１のジョイスティックの傾動支持機構の一部
破断平面図である。

【図４】図１のジョイスティックの復帰機構の一部破断
正面図である。

【図５】図１の制御装置のブレーキ制御部、ブレーキ操
作反力制御部、スロットル制御部およびスロットル操作
反力制御部の構成図である。

【図６】図１の制御装置の転舵制御部および転舵操作反
力制御部の構成図である。

【図７】図１のジョイスティックの操作量と各操作量セ
ンサの出力との関係図であり、（ａ）はジョイスティッ
クの前後方向の位置（前後方向操作量）と加減速操作量
センサの出力との関係図であり、（ｂ）はジョイスティ
ックの左右方向の位置（左右方向操作量）と転舵操作量
センサの出力との関係図である。

【図８】図１の加減速操作量センサの出力と各目標制御
量との関係図であり、（ａ）は加減速操作量センサの出
力と目標ブレーキ液圧との関係図であり、（ｂ）は加減
速操作量センサの出力と目標スロットル開度との関係図
である。

【図９】本実施の形態に係る転舵操作量センサの出力と
目標転舵速度との関係図である。

【図１０】本実施の形態に係る転舵操作量センサの出力
と目標転舵操作反力との関係図である。

【図１１】第２実施形態に係る車両操舵装置の全体構成
図である。

【図１２】図１１の制御装置の転舵制御部および転舵操
作反力制御部の構成図である。

【図１３】図１１のジョイスティックの前方向の位置
（前方向操作量）と転舵操作量センサの出力との関係図
である。

【図１４】図１１のジョイスティックの左右方向の位置
（左右方向操作量）と転舵方向センサの出力との関係図
である。

【図１５】第３実施形態に係る車両操舵装置の全体構成
図である。

【図１６】図１５の制御装置の転舵制御部および転舵操
作反力制御部の構成図である。

【図１７】図１５のジョイスティックに備えられる転舵
操作量レバーの後方向の位置（後方向操作量）と転舵操
作量センサの出力との関係図である。

【図１８】図１５の車両操舵装置による交差点で右折し
た場合のタイムチャートであり、（ａ）は転舵操作量レ
バーによる転舵操作量であり、（ｂ）はジョイスティッ
クによる転舵方向であり、（ｃ）は転舵輪の転舵角であ
る。

【図１９】図１５の車両操舵装置による交差点での右折
に中立スイッチを使用する場合のタイムチャートであ
り、（ａ）は転舵操作量レバーによる転舵操作量であ
り、（ｂ）はジョイスティックによる転舵方向であり、
（ｃ）は中立スイッチのＯＮ／ＯＦＦであり、（ｄ）は
転舵輪の転舵角である。

【図２０】図１５の車両操舵装置による右→左→直進の
スラローム走行した場合のタイムチャートであり、
（ａ）は転舵操作量レバーによる転舵操作量であり、
（ｂ）はジョイスティックによる転舵方向であり、
（ｃ）は転舵輪の転舵角である。

【符号の説明】

１，６１，７１…ジョイスティック（操作装置） ４，６４，７４…制御装置（制御手段） ４Ｅ，６４Ａ，７４Ａ…転舵制御部 ４Ｆ，６４Ｂ，７４Ｂ…転舵操作反力制御部 １０（５２１），１０１…転舵速度検出手段 ５…ステアリングモータ（アクチュエータ） ７１ｄ…転舵操作量レバー（レバー） ７１ｅ…中立スイッチ（戻し操作手段） Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…車両操舵装置 Ｗ…転舵輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 117:00 Ｂ６２Ｄ 117:00 137:00 137:00 (72)発明者 鶴宮 修 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 CC12 DA03 DA05 DA08 DA33 DB11 DC03 DD02 DD17 DE02 EA01 EB04 EB08 EB12 EC22 FF01 FF07 GG01 3D033 CA02 CA12 CA13 CA17 CA18 CA19 CA21 3D037 EA01 EB03 EB16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作機構と転舵機構とを分離し、操作機構
   と転舵機構とを電気的に連動して転舵輪を転舵する車両
   操舵装置であって、 運転席の近傍に設けられた操作装置と、車両の転舵輪を
   転舵するアクチュエータと、前記転舵輪の転舵速度を検
   出する転舵速度検出手段と、前記操作装置の操作量に前
   記転舵輪の転舵速度が対応するように前記アクチュエー
   タを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車
   両操舵装置。
2. 【請求項２】前記操作装置は、車両の前後左右方向に回
   動可能なジョイスティックであり、 前記制御手段は、前記ジョイスティックの左右方向の操
   作により転舵輪の転舵方向を制御するとともに、前記ジ
   ョイスティックの前後方向の操作量により前記転舵輪の
   転舵速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の
   車両操舵装置。
3. 【請求項３】前記操作装置は、車両の左右方向に回動可
   能なジョイスティックと、前記ジョイスティックに設け
   られ、車両の前後方向に回動可能なレバーと、からな
   り、 前記制御手段は、前記ジョイスティックの左右方向の操
   作により転舵輪の転舵方向を制御するとともに、前記レ
   バーの前後方向の操作量により前記転舵輪の転舵速度を
   制御することを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装
   置。
4. 【請求項４】前記転舵輪を直進状態に戻すための戻し操
   作手段を備え、前記制御手段は、前記戻し操作手段が操
   作された場合には転舵輪の転舵方向を直進状態に戻すこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   に記載の車両操舵装置。