JP2003182620A - 車両の操舵装置 - Google Patents
車両の操舵装置Info
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- JP2003182620A JP2003182620A JP2001389962A JP2001389962A JP2003182620A JP 2003182620 A JP2003182620 A JP 2003182620A JP 2001389962 A JP2001389962 A JP 2001389962A JP 2001389962 A JP2001389962 A JP 2001389962A JP 2003182620 A JP2003182620 A JP 2003182620A
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】操作部材の操作許容量を設計上の必要性やドラ
イバーの好み等に応じて任意に設定することができ、そ
の設定値に応じて操舵特性を変化させることができる車
両の操舵装置を提供できる。 【解決手段】操舵用アクチュエータ２の動きを舵角変化
が生じるように車輪４に伝達する。操作部材１の中立位
置からの操作許容量が設定変更可能とされる。操作部材
１の操作量に対する車輪４の転舵量の比は、操作部材１
の中立位置からの操作許容量の設定値の大きさが大きく
なる程に小さくされる。操作部材１の中立位置からの操
作量が設定された操作許容量に至った時、その操作部材
の中立位置から離れる方向への操作を阻止する操作反力
が発生するように操作用アクチュエータ１９を制御す
る。
イバーの好み等に応じて任意に設定することができ、そ
の設定値に応じて操舵特性を変化させることができる車
両の操舵装置を提供できる。 【解決手段】操舵用アクチュエータ２の動きを舵角変化
が生じるように車輪４に伝達する。操作部材１の中立位
置からの操作許容量が設定変更可能とされる。操作部材
１の操作量に対する車輪４の転舵量の比は、操作部材１
の中立位置からの操作許容量の設定値の大きさが大きく
なる程に小さくされる。操作部材１の中立位置からの操
作量が設定された操作許容量に至った時、その操作部材
の中立位置から離れる方向への操作を阻止する操作反力
が発生するように操作用アクチュエータ１９を制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータの
制御により車両の操舵特性を変更可能な車両の操舵装置
に関する。
制御により車両の操舵特性を変更可能な車両の操舵装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】操作部材の操作に応じた操舵用アクチュ
エータの動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際
に、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させ
ることで操舵特性を変更可能な車両の操舵装置が提案さ
れている。そのような操舵装置として、操作部材を車輪
に機械的に連結しない所謂ステアバイワイヤシステムを
採用したものと機械的に連結したものとがある。ステア
バイワイヤシステムを採用した操舵装置においては、ス
テアリングホイールを模した操作部材を車輪に機械的に
連結することなく、操舵用アクチュエータの動きを、そ
の動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達し、そ
の伝達に際して操舵用アクチュエータを制御することで
操作量と転舵量との比を変更している。また、操作部材
を車輪に機械的に連結した操舵装置においては、ステア
リングホイールの操作に応じた入力シャフトの回転を出
力シャフトに遊星ギヤ機構等の伝達比可変機構を介して
伝達し、その伝達に際して遊星ギヤ機構を構成するリン
グギヤ等を駆動する操舵用アクチュエータを制御するこ
とで操作量と転舵量との比を変更している。
エータの動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際
に、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させ
ることで操舵特性を変更可能な車両の操舵装置が提案さ
れている。そのような操舵装置として、操作部材を車輪
に機械的に連結しない所謂ステアバイワイヤシステムを
採用したものと機械的に連結したものとがある。ステア
バイワイヤシステムを採用した操舵装置においては、ス
テアリングホイールを模した操作部材を車輪に機械的に
連結することなく、操舵用アクチュエータの動きを、そ
の動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達し、そ
の伝達に際して操舵用アクチュエータを制御することで
操作量と転舵量との比を変更している。また、操作部材
を車輪に機械的に連結した操舵装置においては、ステア
リングホイールの操作に応じた入力シャフトの回転を出
力シャフトに遊星ギヤ機構等の伝達比可変機構を介して
伝達し、その伝達に際して遊星ギヤ機構を構成するリン
グギヤ等を駆動する操舵用アクチュエータを制御するこ
とで操作量と転舵量との比を変更している。
【０００３】ステアバイワイヤシステムを採用した操舵
装置においては、車輪と路面との間の摩擦に基づく操舵
抵抗やセルフアライニングトルクは操作部材に伝達され
ない。また、ステアリングホイールと車輪とが伝達比可
変機構を介して機械的に連結されている操舵装置におい
ては、その操舵抵抗やセルフアライニングトルクは操作
部材の操作量に対応しない。そのため、ドライバーに適
正な操舵フィーリングを与える手段が必要になる。そこ
で、その操作部材を中立位置へ復帰させる方向に作用す
る反力を発生する操作用アクチュエータを設け、ドライ
バーに操舵フィーリングを与えている。
装置においては、車輪と路面との間の摩擦に基づく操舵
抵抗やセルフアライニングトルクは操作部材に伝達され
ない。また、ステアリングホイールと車輪とが伝達比可
変機構を介して機械的に連結されている操舵装置におい
ては、その操舵抵抗やセルフアライニングトルクは操作
部材の操作量に対応しない。そのため、ドライバーに適
正な操舵フィーリングを与える手段が必要になる。そこ
で、その操作部材を中立位置へ復帰させる方向に作用す
る反力を発生する操作用アクチュエータを設け、ドライ
バーに操舵フィーリングを与えている。
【０００４】ステアバイワイヤシステムを採用した操舵
装置において、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比
を車速のような車両運転条件に応じて変化させ、また、
車輪の転舵量が最大である時に操作反力を急増させるこ
とで操作部材の過剰操作を阻止することが提案されてい
る（特開平４−１３３８６４号）。
装置において、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比
を車速のような車両運転条件に応じて変化させ、また、
車輪の転舵量が最大である時に操作反力を急増させるこ
とで操作部材の過剰操作を阻止することが提案されてい
る（特開平４−１３３８６４号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の操
舵装置においては、操作部材の操作許容量を設計上の必
要性、ドライバーの好み、走行経路の状況等に応じて任
意に設定することができないという問題がある。本発明
は、上記課題を解決することのできる車両の操舵装置を
提供することを目的とする。
舵装置においては、操作部材の操作許容量を設計上の必
要性、ドライバーの好み、走行経路の状況等に応じて任
意に設定することができないという問題がある。本発明
は、上記課題を解決することのできる車両の操舵装置を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、操作部材と、
その操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アクチュ
エータと、その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化
が生じるように車輪に伝達する機構と、その操作部材の
中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用
アクチュエータと、その操作部材の中立位置からの操作
量を検出する手段と、その操舵用アクチュエータと操作
用アクチュエータの制御系とを備え、その操舵用アクチ
ュエータは、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が
変化するように制御可能とされ、その操作用アクチュエ
ータは操作反力が変化するように制御可能とされている
車両の操舵装置において、その操作部材の中立位置から
の操作許容量が設定変更可能とされ、その操作部材の操
作量に対する車輪の転舵量の比は、その操作許容量の設
定値の大きさが大きくなる程に小さくされ、その操作部
材の中立位置からの操作量が設定された操作許容量に至
った時、その操作部材の中立位置から離れる方向への操
作を阻止する操作反力が発生するように操作用アクチュ
エータが制御されることを特徴とする。本発明によれ
ば、操作部材の中立位置からの操作許容量を、車両の特
性や種類等に応じた設計上の必要性を充足する値に設定
できる。しかも、操作部材の操作量に対する車輪の転舵
量の比を、操作部材の中立位置からの操作許容量の設定
値の大きさが大きくなる程に小さくすることで、その設
定値に応じた操舵特性を得ることができる。
その操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アクチュ
エータと、その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化
が生じるように車輪に伝達する機構と、その操作部材の
中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用
アクチュエータと、その操作部材の中立位置からの操作
量を検出する手段と、その操舵用アクチュエータと操作
用アクチュエータの制御系とを備え、その操舵用アクチ
ュエータは、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が
変化するように制御可能とされ、その操作用アクチュエ
ータは操作反力が変化するように制御可能とされている
車両の操舵装置において、その操作部材の中立位置から
の操作許容量が設定変更可能とされ、その操作部材の操
作量に対する車輪の転舵量の比は、その操作許容量の設
定値の大きさが大きくなる程に小さくされ、その操作部
材の中立位置からの操作量が設定された操作許容量に至
った時、その操作部材の中立位置から離れる方向への操
作を阻止する操作反力が発生するように操作用アクチュ
エータが制御されることを特徴とする。本発明によれ
ば、操作部材の中立位置からの操作許容量を、車両の特
性や種類等に応じた設計上の必要性を充足する値に設定
できる。しかも、操作部材の操作量に対する車輪の転舵
量の比を、操作部材の中立位置からの操作許容量の設定
値の大きさが大きくなる程に小さくすることで、その設
定値に応じた操舵特性を得ることができる。
【０００７】その操作部材の中立位置からの操作許容量
の設定値は、手動操作スイッチの操作により変更可能と
されているのが好ましい。これにより、操作部材の操作
許容量をドライバーの好みに応じて任意に設定できる。
の設定値は、手動操作スイッチの操作により変更可能と
されているのが好ましい。これにより、操作部材の操作
許容量をドライバーの好みに応じて任意に設定できる。
【０００８】車両の現在位置を求める手段と、予め定め
た車両走行経路と、その車両走行経路における予め定め
た操作部材の中立位置からの操作許容量の設定値とを対
応付けて記憶する手段とを備え、その操作部材の中立位
置からの操作許容量の設定値を、現在の車両走行経路に
対応付けて記憶された設定値に一致させることが可能と
されているのが好ましい。これにより、操作部材の操作
許容量を走行経路の状況に応じて設定できる。
た車両走行経路と、その車両走行経路における予め定め
た操作部材の中立位置からの操作許容量の設定値とを対
応付けて記憶する手段とを備え、その操作部材の中立位
置からの操作許容量の設定値を、現在の車両走行経路に
対応付けて記憶された設定値に一致させることが可能と
されているのが好ましい。これにより、操作部材の操作
許容量を走行経路の状況に応じて設定できる。
【０００９】操作部材の操作トルクを検出する手段を備
え、その操作部材の中立位置からの操作量が設定された
操作許容量である時、その操作トルクと大きさが等しく
方向が逆のトルクが操作反力に基づき操作部材に作用す
るように前記操作用アクチュエータが制御されるのが好
ましい。これにより、操作部材の操作量が操作許容量で
ある時に操作部材の操作を確実に阻止できる。
え、その操作部材の中立位置からの操作量が設定された
操作許容量である時、その操作トルクと大きさが等しく
方向が逆のトルクが操作反力に基づき操作部材に作用す
るように前記操作用アクチュエータが制御されるのが好
ましい。これにより、操作部材の操作量が操作許容量で
ある時に操作部材の操作を確実に阻止できる。
【００１０】その車輪の転舵量を検出する手段を備え、
その操作部材の中立位置からの操作量が設定された操作
許容量である時、その車輪の転舵量が設定最大値とされ
るのが好ましい。これにより、操作部材の操作許容量の
設定値の如何に関わらず、車輪の最大転舵量を機械的な
制限を受けるまで可及的に大きくできる。
その操作部材の中立位置からの操作量が設定された操作
許容量である時、その車輪の転舵量が設定最大値とされ
るのが好ましい。これにより、操作部材の操作許容量の
設定値の如何に関わらず、車輪の最大転舵量を機械的な
制限を受けるまで可及的に大きくできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に示す本発明の第１実施形態
の車両の操舵装置は、ステアリングホイールを模した操
作部材１と、その操作部材１の操作に応じて駆動される
操舵用アクチュエータ２と、その操舵用アクチュエータ
２の動きを、その操作部材１を前部左右車輪４に機械的
に連結することなく、舵角変化が生じるように前部左右
車輪４に伝達する機構としてステアリングギヤ３とを備
える。その車輪４の転舵量の大きさはストッパー（図示
省略）により機械的に一定以下に制限される。
の車両の操舵装置は、ステアリングホイールを模した操
作部材１と、その操作部材１の操作に応じて駆動される
操舵用アクチュエータ２と、その操舵用アクチュエータ
２の動きを、その操作部材１を前部左右車輪４に機械的
に連結することなく、舵角変化が生じるように前部左右
車輪４に伝達する機構としてステアリングギヤ３とを備
える。その車輪４の転舵量の大きさはストッパー（図示
省略）により機械的に一定以下に制限される。
【００１２】操舵用アクチュエータ２は、例えば公知の
ブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そ
のステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュエータ２
の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直
線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機
構により構成されている。そのステアリングロッド７の
動きがタイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４
に伝達され、車輪４のトー角が変化する。そのステアリ
ングギヤ３は、公知のものを用いることができ、操舵用
アクチュエータ２の動きを舵角が変化するように前部左
右車輪４に伝達できれば構成は限定されない。操舵用ア
クチュエータ２が駆動されていない状態では、前部左右
車輪４はセルフアライニングトルクにより直進位置に復
帰できるようにホイールアラインメントが設定されてい
る。
ブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そ
のステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュエータ２
の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直
線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機
構により構成されている。そのステアリングロッド７の
動きがタイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４
に伝達され、車輪４のトー角が変化する。そのステアリ
ングギヤ３は、公知のものを用いることができ、操舵用
アクチュエータ２の動きを舵角が変化するように前部左
右車輪４に伝達できれば構成は限定されない。操舵用ア
クチュエータ２が駆動されていない状態では、前部左右
車輪４はセルフアライニングトルクにより直進位置に復
帰できるようにホイールアラインメントが設定されてい
る。
【００１３】操作部材１は、車体側により回転可能に支
持される回転シャフト１０に連結されている。その回転
シャフト１０に操作用アクチュエータ１９の出力シャフ
トが一体化されている。その操作用アクチュエータ１９
は操作部材１の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を
発生する。その操作用アクチュエータ１９はブラシレス
モータ等の電動モータにより構成できる。
持される回転シャフト１０に連結されている。その回転
シャフト１０に操作用アクチュエータ１９の出力シャフ
トが一体化されている。その操作用アクチュエータ１９
は操作部材１の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を
発生する。その操作用アクチュエータ１９はブラシレス
モータ等の電動モータにより構成できる。
【００１４】操作部材１の操作量として中立位置からの
操作角δｈを検出する角度センサ１１が設けられてい
る。車輪４の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ
１３が設けられ、本実施形態では、その舵角δとして車
輪４の転舵量に対応するステアリングロッド７の移動量
を検出する。操作部材１の操作反力に対応する操作トル
クＴｈとして回転シャフト１０により伝達されるトルク
を検出するトルクセンサ４４が設けられている。その角
度センサ１１、舵角センサ１３、トルクセンサ４４は、
コンピュータにより構成される制御装置２０に接続され
る。その操作角δｈ、舵角δ、操作トルクＴｈの符号
は、中立位置から左右一方への操舵時は正、左右他方へ
の操舵時は負とされる。
操作角δｈを検出する角度センサ１１が設けられてい
る。車輪４の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ
１３が設けられ、本実施形態では、その舵角δとして車
輪４の転舵量に対応するステアリングロッド７の移動量
を検出する。操作部材１の操作反力に対応する操作トル
クＴｈとして回転シャフト１０により伝達されるトルク
を検出するトルクセンサ４４が設けられている。その角
度センサ１１、舵角センサ１３、トルクセンサ４４は、
コンピュータにより構成される制御装置２０に接続され
る。その操作角δｈ、舵角δ、操作トルクＴｈの符号
は、中立位置から左右一方への操舵時は正、左右他方へ
の操舵時は負とされる。
【００１５】制御装置２０は、操作反力が車両運転条件
に応じて変化するように駆動回路２３を介して操作用ア
クチュエータ１９を制御する制御系を構成する。本実施
形態では、その運転条件は操作角δｈとされ、操作反力
は操作角δｈの増減に応じて増減し、制御装置２０は操
作角δｈに相関する操作反力目標値として目標操作トル
クＴｈ* を求める。例えば図２に示す操作角δｈと目標
操作トルクＴｈ* との関係が制御装置２０に記憶され、
その記憶した関係と検出操作角δｈとから制御装置２０
は目標操作トルクＴｈ* を求める。なお、車両運転条件
は操作角δｈに限定されず、例えば車速センサを設け、
操作角δｈと車速とに目標操作トルクＴｈ * が相関する
ようにしてもよい。また、通常操舵時は一定の操作反力
を付与するようにしてもよい。
に応じて変化するように駆動回路２３を介して操作用ア
クチュエータ１９を制御する制御系を構成する。本実施
形態では、その運転条件は操作角δｈとされ、操作反力
は操作角δｈの増減に応じて増減し、制御装置２０は操
作角δｈに相関する操作反力目標値として目標操作トル
クＴｈ* を求める。例えば図２に示す操作角δｈと目標
操作トルクＴｈ* との関係が制御装置２０に記憶され、
その記憶した関係と検出操作角δｈとから制御装置２０
は目標操作トルクＴｈ* を求める。なお、車両運転条件
は操作角δｈに限定されず、例えば車速センサを設け、
操作角δｈと車速とに目標操作トルクＴｈ * が相関する
ようにしてもよい。また、通常操舵時は一定の操作反力
を付与するようにしてもよい。
【００１６】その制御装置２０に手動操作スイッチ３０
が接続されている。その手動操作スイッチ３０の操作に
より、操作部材１の中立位置からの操作許容量の設定値
が変更可能とされている。例えば、その設定値は±９０
度〜±３６０度の範囲において無段階あるいは一定角度
毎に設定可能とされる。その操作部材１の中立位置から
の操作量が設定された操作許容量に至った時、その操作
部材１の中立位置から離れる方向への操作を阻止する操
作反力が発生するように操作用アクチュエータ１９が制
御される。本実施形態では、操作トルクＴｈと大きさが
等しく方向が逆のトルクが操作反力に基づき操作部材１
に作用するように操作用アクチュエータ１９が制御され
る。
が接続されている。その手動操作スイッチ３０の操作に
より、操作部材１の中立位置からの操作許容量の設定値
が変更可能とされている。例えば、その設定値は±９０
度〜±３６０度の範囲において無段階あるいは一定角度
毎に設定可能とされる。その操作部材１の中立位置から
の操作量が設定された操作許容量に至った時、その操作
部材１の中立位置から離れる方向への操作を阻止する操
作反力が発生するように操作用アクチュエータ１９が制
御される。本実施形態では、操作トルクＴｈと大きさが
等しく方向が逆のトルクが操作反力に基づき操作部材１
に作用するように操作用アクチュエータ１９が制御され
る。
【００１７】制御装置２０は、駆動回路２２を介して操
舵用アクチュエータ２を制御する制御系を構成する。制
御装置２０は、操作角δｈと目標舵角δ* と操作部材１
の中立位置からの操作許容量の設定値との間の予め定め
た関係を記憶する。その関係に従って操舵用アクチュエ
ータ２を制御することで、検出舵角δと目標舵角δ* と
の偏差をなくすように駆動回路２２を介して操舵用アク
チュエータ２の駆動信号を出力する。また、操作部材１
の操作量に対する車輪の転舵量の比、すなわち操作角δ
ｈに対する舵角δの比δ／δｈは、操作部材１の中立位
置からの操作許容量の設定値の大きさが大きくなる程に
小さくなる。例えば図３において、操作角δｈと目標舵
角δ* との間の関係は、操作部材１の中立位置からの操
作許容量の設定値δｈｍａｘが３６０度の時は実線で示
すものとされ、その設定値δｈｍａｘが９０度の時は破
線で示すものとされる。さらに、操作部材１の中立位置
からの操作量が設定された操作許容量である時、車輪４
の転舵量は設定最大値とされ、例えば図３において目標
舵角δ* が最大値δ* ｍａｘ＝３０度とされる。その車
輪４の転舵量の設定最大値は、ストッパーにより転舵が
機械的に制限される時の車輪４の転舵量に対応する。
舵用アクチュエータ２を制御する制御系を構成する。制
御装置２０は、操作角δｈと目標舵角δ* と操作部材１
の中立位置からの操作許容量の設定値との間の予め定め
た関係を記憶する。その関係に従って操舵用アクチュエ
ータ２を制御することで、検出舵角δと目標舵角δ* と
の偏差をなくすように駆動回路２２を介して操舵用アク
チュエータ２の駆動信号を出力する。また、操作部材１
の操作量に対する車輪の転舵量の比、すなわち操作角δ
ｈに対する舵角δの比δ／δｈは、操作部材１の中立位
置からの操作許容量の設定値の大きさが大きくなる程に
小さくなる。例えば図３において、操作角δｈと目標舵
角δ* との間の関係は、操作部材１の中立位置からの操
作許容量の設定値δｈｍａｘが３６０度の時は実線で示
すものとされ、その設定値δｈｍａｘが９０度の時は破
線で示すものとされる。さらに、操作部材１の中立位置
からの操作量が設定された操作許容量である時、車輪４
の転舵量は設定最大値とされ、例えば図３において目標
舵角δ* が最大値δ* ｍａｘ＝３０度とされる。その車
輪４の転舵量の設定最大値は、ストッパーにより転舵が
機械的に制限される時の車輪４の転舵量に対応する。
【００１８】図４のフローチャートを参照して制御装置
２０による操舵用アクチュエータ２と操作用アクチュエ
ータ１９の制御手順を説明する。まず、各センサによる
検出値を読み込み（ステップＳ１）、手動操作スイッチ
３０の操作により設定された操作部材１の中立位置から
の操作許容量の設定値δｈｍａｘを読み込み（ステップ
Ｓ２）、その設定値δｈｍａｘに応じて検出操作角δｈ
に対応する目標舵角δ* を演算し（ステップＳ３）、そ
の目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差を低減するように
操舵用アクチュエータ２を制御する（ステップＳ４）。
次に、検出操作角δｈが操作許容量の設定値δｈｍａｘ
に至ったか否かを判断し（ステップＳ５）、設定値δｈ
ｍａｘに至っていなければ操作角δｈに応じた目標操作
トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ６）、その目標操作
トルクＴｈ* と検出操作トルクＴｈとの偏差を低減する
ように操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ
Ｓ７）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステッ
プＳ８）、終了しない場合はステップＳ１に戻る。ステ
ップＳ５において検出操作角δｈが設定値δｈｍａｘに
至っていれば、検出操作トルクＴｈと大きさが等しく方
向が反対のトルク−Ｔｈを目標操作トルクＴｈ* とし
（ステップＳ９）、操作用アクチュエータ１９を制御す
る。
２０による操舵用アクチュエータ２と操作用アクチュエ
ータ１９の制御手順を説明する。まず、各センサによる
検出値を読み込み（ステップＳ１）、手動操作スイッチ
３０の操作により設定された操作部材１の中立位置から
の操作許容量の設定値δｈｍａｘを読み込み（ステップ
Ｓ２）、その設定値δｈｍａｘに応じて検出操作角δｈ
に対応する目標舵角δ* を演算し（ステップＳ３）、そ
の目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差を低減するように
操舵用アクチュエータ２を制御する（ステップＳ４）。
次に、検出操作角δｈが操作許容量の設定値δｈｍａｘ
に至ったか否かを判断し（ステップＳ５）、設定値δｈ
ｍａｘに至っていなければ操作角δｈに応じた目標操作
トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ６）、その目標操作
トルクＴｈ* と検出操作トルクＴｈとの偏差を低減する
ように操作用アクチュエータ１９を制御する（ステップ
Ｓ７）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステッ
プＳ８）、終了しない場合はステップＳ１に戻る。ステ
ップＳ５において検出操作角δｈが設定値δｈｍａｘに
至っていれば、検出操作トルクＴｈと大きさが等しく方
向が反対のトルク−Ｔｈを目標操作トルクＴｈ* とし
（ステップＳ９）、操作用アクチュエータ１９を制御す
る。
【００１９】上記実施形態によれば、操作部材１の中立
位置からの操作許容量を、手動操作スイッチ３０の操作
により、車両の特性や種類等に応じた設計上の必要性を
充足する値に設定したり、ドライバーの好みに応じて任
意に設定できる。しかも、操作部材１の操作量に対する
車輪４の転舵量の比を、操作部材１の中立位置からの操
作許容量の設定値の大きさが大きくなる程に小さくする
ことで、その設定値に応じた操舵特性を得ることができ
る。すなわち、その設定値の大きさを大きくすることで
走行安定性を向上し、その設定値の大きさを小さくする
ことで車両の旋回性能を向上できる。また、操作部材１
の操作量が操作許容量である時は、操作トルクＴｈと大
きさが等しく方向が逆のトルクを作用させることで操作
部材１の操作を確実に阻止できる。さらに、操作部材１
の中立位置からの操作量が設定された操作許容量である
時、車輪４の転舵量が設定最大値とされるので、操作部
材１の操作許容量の設定値の如何に関わらず、車輪４の
転舵量の設定最大値をストッパーにより機械的な制限を
受けるまで可及的に大きくできる。
位置からの操作許容量を、手動操作スイッチ３０の操作
により、車両の特性や種類等に応じた設計上の必要性を
充足する値に設定したり、ドライバーの好みに応じて任
意に設定できる。しかも、操作部材１の操作量に対する
車輪４の転舵量の比を、操作部材１の中立位置からの操
作許容量の設定値の大きさが大きくなる程に小さくする
ことで、その設定値に応じた操舵特性を得ることができ
る。すなわち、その設定値の大きさを大きくすることで
走行安定性を向上し、その設定値の大きさを小さくする
ことで車両の旋回性能を向上できる。また、操作部材１
の操作量が操作許容量である時は、操作トルクＴｈと大
きさが等しく方向が逆のトルクを作用させることで操作
部材１の操作を確実に阻止できる。さらに、操作部材１
の中立位置からの操作量が設定された操作許容量である
時、車輪４の転舵量が設定最大値とされるので、操作部
材１の操作許容量の設定値の如何に関わらず、車輪４の
転舵量の設定最大値をストッパーにより機械的な制限を
受けるまで可及的に大きくできる。
【００２０】本発明の第２実施形態の車両の操舵装置と
して、上記第１実施形態における手動操作スイッチ３０
に代えて、図１において２点鎖線で示すように制御装置
２０に車両の現在位置を求める手段として測位装置２１
を接続してもよい。その測位装置２１としては、例えば
ＧＰＳを利用して測位する市販のカーナビゲーション装
置を用いることができる。
して、上記第１実施形態における手動操作スイッチ３０
に代えて、図１において２点鎖線で示すように制御装置
２０に車両の現在位置を求める手段として測位装置２１
を接続してもよい。その測位装置２１としては、例えば
ＧＰＳを利用して測位する市販のカーナビゲーション装
置を用いることができる。
【００２１】制御装置２０は、予め定めた車両走行経路
と、その車両走行経路における予め定めた操作部材１の
中立位置からの操作許容量の設定値とを対応付けて記憶
する。その予め定める車両走行経路としては、市販のカ
ーナビゲーション装置に記憶されている走行経路情報を
利用できる。その予め定める操作部材１の中立位置から
の操作許容量の設定値は、例えば、真直な道や曲率の小
さなカーブにより主に構成される高速道路や自動車専用
道路等では大きくし、曲率の大きなカーブの多い山道等
では小さくするといった基準に従って定める。
と、その車両走行経路における予め定めた操作部材１の
中立位置からの操作許容量の設定値とを対応付けて記憶
する。その予め定める車両走行経路としては、市販のカ
ーナビゲーション装置に記憶されている走行経路情報を
利用できる。その予め定める操作部材１の中立位置から
の操作許容量の設定値は、例えば、真直な道や曲率の小
さなカーブにより主に構成される高速道路や自動車専用
道路等では大きくし、曲率の大きなカーブの多い山道等
では小さくするといった基準に従って定める。
【００２２】制御装置２０は、操作部材１の中立位置か
らの操作許容量の設定値を、測位装置２１により求めた
現在の車両走行経路に対応付けて記憶された設定値に一
致させる。制御装置２０による操舵用アクチュエータ２
と操作用アクチュエータ１９の制御手順は、第１実施形
態における図４のフローチャートにおけるステップＳ２
において、操作部材１の中立位置からの操作許容量の設
定値として手動操作スイッチ３０の操作により設定され
た値δｈｍａｘを読み込むのに代えて、測位装置２１に
より求めた現在の車両走行経路に対応付けて記憶された
設定値δｈｍａｘを読み出す。これにより、操作部材１
の操作許容量を走行経路の状況に応じて設定できる。他
は第１実施形態と同様とされる。
らの操作許容量の設定値を、測位装置２１により求めた
現在の車両走行経路に対応付けて記憶された設定値に一
致させる。制御装置２０による操舵用アクチュエータ２
と操作用アクチュエータ１９の制御手順は、第１実施形
態における図４のフローチャートにおけるステップＳ２
において、操作部材１の中立位置からの操作許容量の設
定値として手動操作スイッチ３０の操作により設定され
た値δｈｍａｘを読み込むのに代えて、測位装置２１に
より求めた現在の車両走行経路に対応付けて記憶された
設定値δｈｍａｘを読み出す。これにより、操作部材１
の操作許容量を走行経路の状況に応じて設定できる。他
は第１実施形態と同様とされる。
【００２３】本発明は上記各実施形態に限定されない。
例えば図５の変形例に示すように、操作部材であるステ
アリングホイールＨが車輪（図示省略）に機械的に連結
され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を
変化させることができる操舵装置１０１に本発明を適用
してもよい。そのステアリングホイールＨの操作に応じ
た入力シャフト１０２の回転は、回転伝達機構１３０に
より出力シャフト１１１に伝達され、その出力シャフト
１１１の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリン
グギヤ（図示省略）により伝達される。そのステアリン
グギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールス
クリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いるこ
とができる。その回転伝達機構１３０の構成要素をモー
タ（操舵用アクチュエータ）１３９により駆動すること
で、そのモータ１３９の動きが車輪に舵角が変化するよ
うに伝達される。その入力シャフト１０２と出力シャフ
ト１１１は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベア
リング１０７、１０８、１１２、１１３を介してハウジ
ング１１０により支持されている。その回転伝達機構１
３０は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１
３１とリングギヤ１３２とに噛み合う遊星ギヤ１３３を
キャリア１３４により保持する。そのサンギヤ１３１
は、入力シャフト１０２の端部に同行回転するように連
結されている。そのキャリア１３４は、出力シャフト１
１１に同行回転するように連結されている。そのリング
ギヤ１３２は、入力シャフト１０２を囲むホルダー１３
６にボルト３６２を介して固定されている。そのホルダ
ー１３６は、入力シャフト１０２を囲むようにハウジン
グ１１０に固定された筒状部材１３５によりベアリング
１０９を介して支持されている。そのホルダー１３６の
外周にウォームホイール１３７が同行回転するように嵌
め合わされている。そのウォームホイール１３７に噛み
合うウォーム１３８がハウジング１１０により支持され
ている。そのウォーム１３８がハウジング１１０に取り
付けられたモータ１３９により駆動される。そのステア
リングホイールＨの操作反力に対応する操作トルクとし
て入力シャフト１０２により伝達されるトルクを検出す
るトルクセンサ１４４が設けられている。また、そのス
テアリングホイールＨの中立位置復帰方向へ作用する操
作反力を発生する操作用アクチュエータ１１９が設けら
れている。上記モータ１３９と操作用アクチュエータ１
１９の制御に本発明を適用できる。
例えば図５の変形例に示すように、操作部材であるステ
アリングホイールＨが車輪（図示省略）に機械的に連結
され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を
変化させることができる操舵装置１０１に本発明を適用
してもよい。そのステアリングホイールＨの操作に応じ
た入力シャフト１０２の回転は、回転伝達機構１３０に
より出力シャフト１１１に伝達され、その出力シャフト
１１１の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリン
グギヤ（図示省略）により伝達される。そのステアリン
グギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールス
クリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いるこ
とができる。その回転伝達機構１３０の構成要素をモー
タ（操舵用アクチュエータ）１３９により駆動すること
で、そのモータ１３９の動きが車輪に舵角が変化するよ
うに伝達される。その入力シャフト１０２と出力シャフ
ト１１１は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベア
リング１０７、１０８、１１２、１１３を介してハウジ
ング１１０により支持されている。その回転伝達機構１
３０は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１
３１とリングギヤ１３２とに噛み合う遊星ギヤ１３３を
キャリア１３４により保持する。そのサンギヤ１３１
は、入力シャフト１０２の端部に同行回転するように連
結されている。そのキャリア１３４は、出力シャフト１
１１に同行回転するように連結されている。そのリング
ギヤ１３２は、入力シャフト１０２を囲むホルダー１３
６にボルト３６２を介して固定されている。そのホルダ
ー１３６は、入力シャフト１０２を囲むようにハウジン
グ１１０に固定された筒状部材１３５によりベアリング
１０９を介して支持されている。そのホルダー１３６の
外周にウォームホイール１３７が同行回転するように嵌
め合わされている。そのウォームホイール１３７に噛み
合うウォーム１３８がハウジング１１０により支持され
ている。そのウォーム１３８がハウジング１１０に取り
付けられたモータ１３９により駆動される。そのステア
リングホイールＨの操作反力に対応する操作トルクとし
て入力シャフト１０２により伝達されるトルクを検出す
るトルクセンサ１４４が設けられている。また、そのス
テアリングホイールＨの中立位置復帰方向へ作用する操
作反力を発生する操作用アクチュエータ１１９が設けら
れている。上記モータ１３９と操作用アクチュエータ１
１９の制御に本発明を適用できる。
【００２４】また、上記各実施形態において、操作部材
の中立位置から離れる方向への操作を阻止する操作反力
として、車両運転条件に応じた操作反力よりも大きな操
作反力を作用させるようにしてもよい。
の中立位置から離れる方向への操作を阻止する操作反力
として、車両運転条件に応じた操作反力よりも大きな操
作反力を作用させるようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、操作部材の操作許容量
を設計上の必要性、ドライバーの好み、走行経路の状況
等に応じて任意に設定することができ、その設定値に応
じて操舵特性を変化させることができ、また、何れの設
定値においても車輪の転舵量を機械的な制限を受けるま
で可及的に大きくでき、操作部材の過剰操作を確実に防
止できる車両の操舵装置を提供できる。
を設計上の必要性、ドライバーの好み、走行経路の状況
等に応じて任意に設定することができ、その設定値に応
じて操舵特性を変化させることができ、また、何れの設
定値においても車輪の転舵量を機械的な制限を受けるま
で可及的に大きくでき、操作部材の過剰操作を確実に防
止できる車両の操舵装置を提供できる。
【図１】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置の構成
説明図
説明図
【図２】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置におけ
る操作角と目標操作トルクとの関係を示す図
る操作角と目標操作トルクとの関係を示す図
【図３】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置におけ
る操作角と目標舵角との関係を示す図
る操作角と目標舵角との関係を示す図
【図４】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置におけ
る制御装置による操舵用アクチュエータと操作用アクチ
ュエータの制御手順を示すフローチャート
る制御装置による操舵用アクチュエータと操作用アクチ
ュエータの制御手順を示すフローチャート
【図５】本発明の変形例の車両の操舵装置の構成説明図
１ 操作部材
２ 操舵用アクチュエータ
３ ステアリングギヤ
４ 車輪
１９、１１９ 操作用アクチュエータ
２０ 制御装置
２１ 測位装置
３０ 手動操作スイッチ
４４ トルクセンサ
１３９ モータ
Ｈ ステアリングホイール
Claims (5)
- 【請求項１】操作部材と、その操作部材の操作に応じて
駆動される操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチ
ュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達す
る機構と、その操作部材の中立位置復帰方向へ作用する
操作反力を発生する操作用アクチュエータと、その操作
部材の中立位置からの操作量を検出する手段と、その操
舵用アクチュエータと操作用アクチュエータの制御系と
を備え、その操舵用アクチュエータは、操作部材の操作
量と車輪の転舵量との比が変化するように制御可能とさ
れ、その操作用アクチュエータは操作反力が変化するよ
うに制御可能とされている車両の操舵装置において、そ
の操作部材の中立位置からの操作許容量が設定変更可能
とされ、その操作部材の操作量に対する車輪の転舵量の
比は、その操作許容量の設定値の大きさが大きくなる程
に小さくされ、その操作部材の中立位置からの操作量が
設定された操作許容量に至った時、その操作部材の中立
位置から離れる方向への操作を阻止する操作反力が発生
するように操作用アクチュエータが制御されることを特
徴とする車両の操舵装置。 - 【請求項２】その操作部材の中立位置からの操作許容量
の設定値は、手動操作スイッチの操作により変更可能と
されている請求項１に記載の車両の操舵装置。 - 【請求項３】車両の現在位置を求める手段と、予め定め
た車両走行経路と、その車両走行経路における予め定め
た操作部材の中立位置からの操作許容量の設定値とを対
応付けて記憶する手段とを備え、その操作部材の中立位
置からの操作許容量の設定値を、現在の車両走行経路に
対応付けて記憶された設定値に一致させることが可能と
されている請求項１に記載の車両の操舵装置。 - 【請求項４】操作部材の操作トルクを検出する手段を備
え、その操作部材の中立位置からの操作量が設定された
操作許容量である時、その操作トルクと大きさが等しく
方向が逆のトルクが操作反力に基づき操作部材に作用す
るように前記操作用アクチュエータが制御される請求項
１〜３の中の何れかに記載の車両の操舵装置。 - 【請求項５】その車輪の転舵量を検出する手段を備え、
その操作部材の中立位置からの操作量が設定された操作
許容量である時、その車輪の転舵量が設定最大値とされ
る請求項１〜４の中の何れかに記載の車両の操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389962A JP3868287B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 車両の操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389962A JP3868287B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 車両の操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003182620A true JP2003182620A (ja) | 2003-07-03 |
| JP3868287B2 JP3868287B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3868287B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009298371A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
| US8855857B2 (en) | 2009-01-30 | 2014-10-07 | Jtekt Corporation | Electric motor controller and electric motor controller for vehicle steering apparatus |
| US8855858B2 (en) | 2009-11-12 | 2014-10-07 | Jtekt Corporation | Motor control unit and vehicle steering system |
| US8862322B2 (en) | 2009-07-06 | 2014-10-14 | Jtekt Corporation | Motor control unit and vehicle steering apparatus |
| US8862323B2 (en) | 2008-06-30 | 2014-10-14 | Jtekt Corporation | Motor control device and vehicle-steering device comprising same |
| US8874318B2 (en) | 2009-03-12 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Motor control unit and motor control unit for vehicle steering apparatus |
| US8874316B2 (en) | 2010-08-23 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Vehicle steering system |
| US8874315B2 (en) | 2009-11-16 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Motor control unit and vehicle steering system |
| US8892306B2 (en) | 2009-11-17 | 2014-11-18 | Jtekt Corporation | Motor control unit and vehicle steering system |
| JP2020090180A (ja) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5386103B2 (ja) | 2008-04-17 | 2014-01-15 | ニチユ三菱フォークリフト株式会社 | 車両のステアリング制御装置 |
-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001389962A patent/JP3868287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2009298371A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
| US8862323B2 (en) | 2008-06-30 | 2014-10-14 | Jtekt Corporation | Motor control device and vehicle-steering device comprising same |
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| US8874318B2 (en) | 2009-03-12 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Motor control unit and motor control unit for vehicle steering apparatus |
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| US8874315B2 (en) | 2009-11-16 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Motor control unit and vehicle steering system |
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| US8874316B2 (en) | 2010-08-23 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Vehicle steering system |
| JP2020090180A (ja) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
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