JP2003237604A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0472—Controlling the motor for damping vibrations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、通常のパワーステアリングと比較して
多くのエネルギーを消費するという課題があった。 【解決手段】 検出されたハンドル角に基づいて目標車
輪舵角を生成する目標車輪舵角生成手段１３と、検出さ
れた車輪舵角と目標車輪舵角とが一致するように操舵車
輪７ａ、７ｂの車輪舵角を制御する車輪舵角制御手段１
４と、前記ハンドル角に基づいて目標反力を生成する目
標反力生成手段１５と、反力トルクと目標反力とが一致
するように反力制御機構８を駆動してハンドル１に生じ
る反力トルクを制御する第１の反力トルク制御手段１６
と、反力トルクと目標反力とが一致するように前記車輪
舵角制御手段の出力を補償する第２の反力トルク制御手
段１７と、制限値に基づいて前記第１の反力トルク制御
手段の出力に制限を加える反力制御制限手段１８と、前
記制限値を設定する制限範囲設定手段１９等を備えた。 【効果】 エネルギーの消費を低減することができる。
多くのエネルギーを消費するという課題があった。 【解決手段】 検出されたハンドル角に基づいて目標車
輪舵角を生成する目標車輪舵角生成手段１３と、検出さ
れた車輪舵角と目標車輪舵角とが一致するように操舵車
輪７ａ、７ｂの車輪舵角を制御する車輪舵角制御手段１
４と、前記ハンドル角に基づいて目標反力を生成する目
標反力生成手段１５と、反力トルクと目標反力とが一致
するように反力制御機構８を駆動してハンドル１に生じ
る反力トルクを制御する第１の反力トルク制御手段１６
と、反力トルクと目標反力とが一致するように前記車輪
舵角制御手段の出力を補償する第２の反力トルク制御手
段１７と、制限値に基づいて前記第１の反力トルク制御
手段の出力に制限を加える反力制御制限手段１８と、前
記制限値を設定する制限範囲設定手段１９等を備えた。 【効果】 エネルギーの消費を低減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の操舵装置
に関し、例えば、運転者のハンドル操作量を補償するた
めの自動操舵を実施したり、自動運転のための操舵を実
施する場合に必要な副操舵機構を備える操舵装置に関す
るものである。
に関し、例えば、運転者のハンドル操作量を補償するた
めの自動操舵を実施したり、自動運転のための操舵を実
施する場合に必要な副操舵機構を備える操舵装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】車両においては、従来より、例えば操舵
特性、即ちハンドル操作量に対する実際の車体進行方向
の変化が最適になるように、補助的に車輪の向きを自動
制御したり、あるいは車両の走行位置が所定の車線内を
維持するようにドライバに代わって自動的に操舵系を駆
動制御することが提案されている。
特性、即ちハンドル操作量に対する実際の車体進行方向
の変化が最適になるように、補助的に車輪の向きを自動
制御したり、あるいは車両の走行位置が所定の車線内を
維持するようにドライバに代わって自動的に操舵系を駆
動制御することが提案されている。
【０００３】この種の車輪舵角制御を実施するために、
我々は、図１１に示すような車両用操舵装置を出願（特
願２００１-３５３１３０）した。
我々は、図１１に示すような車両用操舵装置を出願（特
願２００１-３５３１３０）した。
【０００４】従来の車両用操舵装置について図面を参照
しながら説明する。図１１は、従来の車両用操舵装置の
構成を示す図である。
しながら説明する。図１１は、従来の車両用操舵装置の
構成を示す図である。
【０００５】図１１において、１は運転者が操舵するハ
ンドル、２は第１の遊星ギア機構である。この第１の遊
星ギア機構２は、ハンドル１が接続されているサンギア
２０１と、キャリア２０３により支持されているプラネ
タリギア２０２ａ、２０２ｂと、リングギア２０４と、
リングギア２０４を回転させるためのウオームホイール
２０５とより構成されている。
ンドル、２は第１の遊星ギア機構である。この第１の遊
星ギア機構２は、ハンドル１が接続されているサンギア
２０１と、キャリア２０３により支持されているプラネ
タリギア２０２ａ、２０２ｂと、リングギア２０４と、
リングギア２０４を回転させるためのウオームホイール
２０５とより構成されている。
【０００６】また、同図において、３は第２の遊星ギア
機構である。この第２の遊星ギア機構は、サンギア３０
１と、キャリア３０３により支持されているプラネタリ
ギア３０２ａ、３０２ｂと、固定されたリングギア３０
４とより構成されている。また、４は第１の遊星ギア機
構２のキャリア２０３と、第２の遊星ギア機構３のキャ
リア３０３を接続するシャフトである。ここで、第１の
遊星ギア機構２、又は第１の遊星ギア機構２と第２の遊
星ギア機構３を併せたものが、ハンドル１の回転角に補
助舵角を機械的に加算することができる副操舵機構とな
る。
機構である。この第２の遊星ギア機構は、サンギア３０
１と、キャリア３０３により支持されているプラネタリ
ギア３０２ａ、３０２ｂと、固定されたリングギア３０
４とより構成されている。また、４は第１の遊星ギア機
構２のキャリア２０３と、第２の遊星ギア機構３のキャ
リア３０３を接続するシャフトである。ここで、第１の
遊星ギア機構２、又は第１の遊星ギア機構２と第２の遊
星ギア機構３を併せたものが、ハンドル１の回転角に補
助舵角を機械的に加算することができる副操舵機構とな
る。
【０００７】また、同図において、５はラックアンドピ
ニオン方式の操舵機構である。この操舵機構５は、ラッ
クアンドピニオン５０１と、車輪舵角制御用アクチュエ
ータとして用いる電気モータ９０１によりピニオン５０
１を回転させるための逆転可能なウオームホイール５０
２とより構成されている。６ａ及び６ｂはナックルアー
ムであり、７ａ及び７ｂは操舵車輪である。
ニオン方式の操舵機構である。この操舵機構５は、ラッ
クアンドピニオン５０１と、車輪舵角制御用アクチュエ
ータとして用いる電気モータ９０１によりピニオン５０
１を回転させるための逆転可能なウオームホイール５０
２とより構成されている。６ａ及び６ｂはナックルアー
ムであり、７ａ及び７ｂは操舵車輪である。
【０００８】また、同図において、８は副操舵機構とし
て動作する第１の遊星ギア機構２に駆動トルクを与える
ことにより、ハンドル１に反力トルクを与えるための反
力制御機構である。この反力制御機構８は、第１の遊星
ギア機構２に駆動トルクを与える反力用モータ８０１
と、第１の遊星ギア機構２のウオームホイール２０５に
噛み合うウオームギア８０２とより構成される。ここ
で、ウオームホイール２０５からウオームギア８０２へ
は、回転できない、即ちセルフロックが掛かるように構
成されている。
て動作する第１の遊星ギア機構２に駆動トルクを与える
ことにより、ハンドル１に反力トルクを与えるための反
力制御機構である。この反力制御機構８は、第１の遊星
ギア機構２に駆動トルクを与える反力用モータ８０１
と、第１の遊星ギア機構２のウオームホイール２０５に
噛み合うウオームギア８０２とより構成される。ここ
で、ウオームホイール２０５からウオームギア８０２へ
は、回転できない、即ちセルフロックが掛かるように構
成されている。
【０００９】また、同図において、９は操舵機構５を駆
動する車輪舵角制御機構である。この車輪舵角制御機構
９は、電気モータ９０１と、操舵機構５のウオームホー
ル５０２と噛み合うウオームギア９０２とより構成され
る。ただし、ウオームホイール５０２とウオームギア９
０１の組み合わせは、ウオームホール５０２側からでも
回転が可能、即ち、逆転可能な構成である。
動する車輪舵角制御機構である。この車輪舵角制御機構
９は、電気モータ９０１と、操舵機構５のウオームホー
ル５０２と噛み合うウオームギア９０２とより構成され
る。ただし、ウオームホイール５０２とウオームギア９
０１の組み合わせは、ウオームホール５０２側からでも
回転が可能、即ち、逆転可能な構成である。
【００１０】また、同図において、１０はハンドル１に
生じている反力トルクを検出するための反力トルク検出
手段、１１は操舵車輪７ａ及び７ｂの車輪舵角を検出す
るための車輪舵角検出手段、１２はハンドル１の操舵角
を検出するハンドル操舵角検出手段である。
生じている反力トルクを検出するための反力トルク検出
手段、１１は操舵車輪７ａ及び７ｂの車輪舵角を検出す
るための車輪舵角検出手段、１２はハンドル１の操舵角
を検出するハンドル操舵角検出手段である。
【００１１】また、同図において、１３は目標車輪舵角
生成手段である。この目標車輪舵角生成手段１３は、例
えばハンドル操舵角検出手段１２の出力１２０１や、他
システム（例えば、車線維持装置）からの操舵要求２
０、車両状態信号（例えば、車速、ヨーレートなど）２
１等から、必要な車輪舵角を計算し目標車輪舵角１３０
１を生成するものである。
生成手段である。この目標車輪舵角生成手段１３は、例
えばハンドル操舵角検出手段１２の出力１２０１や、他
システム（例えば、車線維持装置）からの操舵要求２
０、車両状態信号（例えば、車速、ヨーレートなど）２
１等から、必要な車輪舵角を計算し目標車輪舵角１３０
１を生成するものである。
【００１２】また、同図において、１４は車輪舵角制御
手段である。この車輪舵角制御手段１４は、目標車輪舵
角１３０１と車輪舵角検出手段１１の出力１１０１が等
しくなるよう、車輪舵角制御用電気モータ９０１を駆動
して操舵車輪７ａ及び７ｂの車輪舵角を制御するもので
ある。
手段である。この車輪舵角制御手段１４は、目標車輪舵
角１３０１と車輪舵角検出手段１１の出力１１０１が等
しくなるよう、車輪舵角制御用電気モータ９０１を駆動
して操舵車輪７ａ及び７ｂの車輪舵角を制御するもので
ある。
【００１３】また、同図において、１５はハンドル１を
介して運転者に与える反力トルク目標値を設定する目標
反力生成手段である。この目標反力生成手段１５は、例
えばハンドル操舵角検出手段１２の出力１２０１や、車
両状態信号（例えば、車速、ヨーレートなど）２１等か
ら、適当な反力を計算し目標反力トルク１５０１を生成
するものである。
介して運転者に与える反力トルク目標値を設定する目標
反力生成手段である。この目標反力生成手段１５は、例
えばハンドル操舵角検出手段１２の出力１２０１や、車
両状態信号（例えば、車速、ヨーレートなど）２１等か
ら、適当な反力を計算し目標反力トルク１５０１を生成
するものである。
【００１４】さらに、同図において、１６は反力トルク
制御手段である。この反力トルク制御手段１６は、目標
反力トルク１５０１と反力トルク検出手段１０の出力１
００１が等しくなるよう、反力用電気モータ８０１を駆
動してハンドル１に生じる反力トルクを制御するもので
ある。
制御手段である。この反力トルク制御手段１６は、目標
反力トルク１５０１と反力トルク検出手段１０の出力１
００１が等しくなるよう、反力用電気モータ８０１を駆
動してハンドル１に生じる反力トルクを制御するもので
ある。
【００１５】以上説明したように、本従来例では、運転
者が操舵するハンドル１の操舵や、他システムからの信
号等により適切な車輪舵角を計算して、車輪舵角を制御
し、同時に適切な操舵反力を計算して、ハンドル反力が
ハンドル１に生じるよう制御している。
者が操舵するハンドル１の操舵や、他システムからの信
号等により適切な車輪舵角を計算して、車輪舵角を制御
し、同時に適切な操舵反力を計算して、ハンドル反力が
ハンドル１に生じるよう制御している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した副操舵機構を備えた装置で、車輪舵角とハンドル
反力とを独立して制御すると、図２に示すように、車輪
舵角制御用電気モータ（車輪舵角制御機構）９まわりの
釣合より、車輪舵角制御用電気モータ９は、操舵車輪に
生じるセルフアライメントトルク（路面反力）Ｔａと、
反力用電気モータ８より副操舵機構（遊星ギア機構）２
及び３により分配されるトルクＴｂを賄う駆動トルク
（Ｔａ＋Ｔｂ）が必要となる。
明した副操舵機構を備えた装置で、車輪舵角とハンドル
反力とを独立して制御すると、図２に示すように、車輪
舵角制御用電気モータ（車輪舵角制御機構）９まわりの
釣合より、車輪舵角制御用電気モータ９は、操舵車輪に
生じるセルフアライメントトルク（路面反力）Ｔａと、
反力用電気モータ８より副操舵機構（遊星ギア機構）２
及び３により分配されるトルクＴｂを賄う駆動トルク
（Ｔａ＋Ｔｂ）が必要となる。
【００１７】一方、反力用電気モータ（反力制御機構）
８まわりの釣合より、反力用電気モータ８は、ハンドル
１に生じさせる反力トルクＴｃと、副操舵機構２及び３
により分配されるＴｂを賄う駆動トルク（Ｔｂ＋Ｔｃ）
が必要となる。
８まわりの釣合より、反力用電気モータ８は、ハンドル
１に生じさせる反力トルクＴｃと、副操舵機構２及び３
により分配されるＴｂを賄う駆動トルク（Ｔｂ＋Ｔｃ）
が必要となる。
【００１８】従って、通常のパワーステアリングと比較
して多くのエネルギーを消費するという問題点があっ
た。なお、以上の説明は簡略化のため、遊星ギア機構
２、３のギア比や、操舵機構５のギア比等を１本のステ
アリング軸上に換算して示している。
して多くのエネルギーを消費するという問題点があっ
た。なお、以上の説明は簡略化のため、遊星ギア機構
２、３のギア比や、操舵機構５のギア比等を１本のステ
アリング軸上に換算して示している。
【００１９】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、副操舵機構を備えた装置で、車輪
舵角とハンドル反力とを独立して制御し、エネルギー消
費を低減することができる車両用操舵装置を得ることを
目的とする。
めになされたもので、副操舵機構を備えた装置で、車輪
舵角とハンドル反力とを独立して制御し、エネルギー消
費を低減することができる車両用操舵装置を得ることを
目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用操
舵装置は、運転者が操舵するハンドルと、前記ハンドル
の回転角に補助舵角を機械的に加算する副操舵機構と、
操舵車輪を操舵する操舵機構と、前記副操舵機構に駆動
トルクを付勢することにより前記ハンドルに反力トルク
を与える反力制御機構と、前記操舵機構を駆動する車輪
舵角制御機構と、前記ハンドルに生じている反力トルク
を検出する反力トルク検出手段と、前記操舵車輪の車輪
舵角を検出する車輪舵角検出手段と、前記ハンドルを操
舵したときのハンドル角を検出するハンドル操舵角検出
手段と、前記ハンドル操舵角検出手段により検出された
ハンドル角に基づいて目標車輪舵角を生成する目標車輪
舵角生成手段と、前記車輪舵角検出手段により検出され
た車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により生成され
た目標車輪舵角とが一致するように、前記車輪舵角制御
機構を駆動して前記操舵車輪の車輪舵角を制御する車輪
舵角制御手段と、前記ハンドル操舵角検出手段により検
出されたハンドル角に基づいて目標反力を生成する目標
反力生成手段と、前記反力トルク検出手段により検出さ
れた反力トルクと前記目標反力生成手段により生成され
た目標反力とが一致するように、前記反力制御機構を駆
動して前記ハンドルに生じる反力トルクを制御する第１
の反力トルク制御手段と、前記反力トルク検出手段によ
り検出された反力トルクと前記目標反力生成手段により
生成された目標反力とが一致するように、前記車輪舵角
制御手段の出力を補償する第２の反力トルク制御手段
と、制限値に基づいて前記第１の反力トルク制御手段の
出力に制限を加える反力制御制限手段と、前記反力制御
制限手段で用いる前記制限値を設定する制限範囲設定手
段とを備えたものである。
舵装置は、運転者が操舵するハンドルと、前記ハンドル
の回転角に補助舵角を機械的に加算する副操舵機構と、
操舵車輪を操舵する操舵機構と、前記副操舵機構に駆動
トルクを付勢することにより前記ハンドルに反力トルク
を与える反力制御機構と、前記操舵機構を駆動する車輪
舵角制御機構と、前記ハンドルに生じている反力トルク
を検出する反力トルク検出手段と、前記操舵車輪の車輪
舵角を検出する車輪舵角検出手段と、前記ハンドルを操
舵したときのハンドル角を検出するハンドル操舵角検出
手段と、前記ハンドル操舵角検出手段により検出された
ハンドル角に基づいて目標車輪舵角を生成する目標車輪
舵角生成手段と、前記車輪舵角検出手段により検出され
た車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により生成され
た目標車輪舵角とが一致するように、前記車輪舵角制御
機構を駆動して前記操舵車輪の車輪舵角を制御する車輪
舵角制御手段と、前記ハンドル操舵角検出手段により検
出されたハンドル角に基づいて目標反力を生成する目標
反力生成手段と、前記反力トルク検出手段により検出さ
れた反力トルクと前記目標反力生成手段により生成され
た目標反力とが一致するように、前記反力制御機構を駆
動して前記ハンドルに生じる反力トルクを制御する第１
の反力トルク制御手段と、前記反力トルク検出手段によ
り検出された反力トルクと前記目標反力生成手段により
生成された目標反力とが一致するように、前記車輪舵角
制御手段の出力を補償する第２の反力トルク制御手段
と、制限値に基づいて前記第１の反力トルク制御手段の
出力に制限を加える反力制御制限手段と、前記反力制御
制限手段で用いる前記制限値を設定する制限範囲設定手
段とを備えたものである。
【００２１】また、この発明に係る車両用操舵装置は、
前記制限範囲設定手段が、前記車輪舵角検出手段により
検出された車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により
生成された目標車輪舵角の偏差に基づいて前記制限値を
設定するものである。
前記制限範囲設定手段が、前記車輪舵角検出手段により
検出された車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により
生成された目標車輪舵角の偏差に基づいて前記制限値を
設定するものである。
【００２２】また、この発明に係る車両用操舵装置は、
前記制限範囲設定手段が、前記車輪舵角検出手段により
検出された車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により
生成された目標車輪舵角の偏差が第１の所定値以下、前
記目標車輪舵角の１次微分値が第２の所定値以下、前記
車輪舵角の１次微分値が第３の所定値以下、かつ前記ハ
ンドル操舵角検出手段により検出されたハンドル角の１
次微分値が第４の所定値以下の条件を満足した場合は、
所定のパターンに従って前記制限値を斬減し、前記条件
を満足しない場合には、前記第１の反力トルク制御手段
の出力を制限しないような制限値にするものである。
前記制限範囲設定手段が、前記車輪舵角検出手段により
検出された車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により
生成された目標車輪舵角の偏差が第１の所定値以下、前
記目標車輪舵角の１次微分値が第２の所定値以下、前記
車輪舵角の１次微分値が第３の所定値以下、かつ前記ハ
ンドル操舵角検出手段により検出されたハンドル角の１
次微分値が第４の所定値以下の条件を満足した場合は、
所定のパターンに従って前記制限値を斬減し、前記条件
を満足しない場合には、前記第１の反力トルク制御手段
の出力を制限しないような制限値にするものである。
【００２３】さらに、この発明に係る車両用操舵装置
は、前記制限範囲設定手段が、前記ハンドル操舵角検出
手段により検出されたハンドル角と前記目標車輪舵角と
の関係が１：１の条件を満足している場合には、前記第
１の反力トルク制御手段による反力制御ができないよう
な制限値を出力するものである。
は、前記制限範囲設定手段が、前記ハンドル操舵角検出
手段により検出されたハンドル角と前記目標車輪舵角と
の関係が１：１の条件を満足している場合には、前記第
１の反力トルク制御手段による反力制御ができないよう
な制限値を出力するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係る車両用操舵装置について図面を参照しなが
ら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車
両用操舵装置の構成を示す図である。なお、各図中、同
一符号は同一又は相当部分を示す。
形態１に係る車両用操舵装置について図面を参照しなが
ら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車
両用操舵装置の構成を示す図である。なお、各図中、同
一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２５】図１において、ハンドル１、第１の遊星ギ
ア機構２、第２の遊星ギア機構３、第１の遊星ギア機構
２と第２の遊星ギア機構３を接続するシャフト４、操舵
機構５、ナックルアーム６ａ、６ｂ、操舵車輪７ａ、７
ｂ、反力制御機構８、車輪舵角制御機構９、反力トルク
検出手段１０、車輪舵角検出手段１１、ハンドル操舵角
検出手段１２、目標車輪舵角生成手段１３、車輪舵角制
御手段１４、目標反力生成手段１５、他システムからの
操舵要求２０、及び車両状態信号２１は、従来例と同一
であり、説明を省略する。
ア機構２、第２の遊星ギア機構３、第１の遊星ギア機構
２と第２の遊星ギア機構３を接続するシャフト４、操舵
機構５、ナックルアーム６ａ、６ｂ、操舵車輪７ａ、７
ｂ、反力制御機構８、車輪舵角制御機構９、反力トルク
検出手段１０、車輪舵角検出手段１１、ハンドル操舵角
検出手段１２、目標車輪舵角生成手段１３、車輪舵角制
御手段１４、目標反力生成手段１５、他システムからの
操舵要求２０、及び車両状態信号２１は、従来例と同一
であり、説明を省略する。
【００２６】また、同図において、１６は第１の反力ト
ルク制御手段である。この第１の反力トルク制御手段１
６は、目標反力トルク１５０１と反力トルク検出手段１
０の出力１００１が等しくなるよう、後述する反力制御
制限手段を介して、反力用電気モータ８０１を駆動して
ハンドル１に生じる反力トルクを制御する。
ルク制御手段である。この第１の反力トルク制御手段１
６は、目標反力トルク１５０１と反力トルク検出手段１
０の出力１００１が等しくなるよう、後述する反力制御
制限手段を介して、反力用電気モータ８０１を駆動して
ハンドル１に生じる反力トルクを制御する。
【００２７】また、同図において、１７は第２の反力ト
ルク制御手段である。この第２の反力トルク制御手段１
７は、目標反力トルク１５０１と反力トルク検出手段１
０の出力１００１が等しくなるよう、車輪舵角制御手段
１４の制御出力１４０１を補償する。
ルク制御手段である。この第２の反力トルク制御手段１
７は、目標反力トルク１５０１と反力トルク検出手段１
０の出力１００１が等しくなるよう、車輪舵角制御手段
１４の制御出力１４０１を補償する。
【００２８】さらに、同図において、１８は反力制御制
限手段である。この反力制御制限手段１８は、第１の反
力トルク制御手段１６の出力に制限を加えて出力する。
また、１９は制限範囲設定手段である。この制限範囲設
定手段１９は、反力制御制限手段１８の制限範囲を設定
する。
限手段である。この反力制御制限手段１８は、第１の反
力トルク制御手段１６の出力に制限を加えて出力する。
また、１９は制限範囲設定手段である。この制限範囲設
定手段１９は、反力制御制限手段１８の制限範囲を設定
する。
【００２９】つぎに、この実施の形態１に係る車両用操
舵装置の動作について図面を参照しながら説明する。
舵装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３０】図２及び図３は、この発明の実施の形態１
に係る車両用操舵装置の副操舵機構を用いて反力制御を
行っている時のトルクの釣合を説明するための図であ
る。また、図４は、この発明の実施の形態１に係る車両
用操舵装置の動作を示すタイミングチャートである。
に係る車両用操舵装置の副操舵機構を用いて反力制御を
行っている時のトルクの釣合を説明するための図であ
る。また、図４は、この発明の実施の形態１に係る車両
用操舵装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００３１】この図４は、車両走行中にハンドル１を操
舵した後、保舵しているときの状態を示している。
舵した後、保舵しているときの状態を示している。
【００３２】図４のａ部において、反力制御制限手段１
８を介した第１の反力トルク制御手段１６の制御出力
が、制限範囲設定手段１９による制限値（破線）より小
さい。従って、ハンドル１に生じている反力トルクの制
御が、第１の反力トルク制御手段１６により制御されて
おり、第２の反力トルク制御手段１７による車輪舵角制
御手段１４の制御信号に対する補償制御出力が０である
ことを示している。
８を介した第１の反力トルク制御手段１６の制御出力
が、制限範囲設定手段１９による制限値（破線）より小
さい。従って、ハンドル１に生じている反力トルクの制
御が、第１の反力トルク制御手段１６により制御されて
おり、第２の反力トルク制御手段１７による車輪舵角制
御手段１４の制御信号に対する補償制御出力が０である
ことを示している。
【００３３】即ち、第１の反力トルク制御手段１６は、
目標反力生成手段１５からの目標反力１５０１と、反力
トルク検出手段１０からの反力トルク信号１００１の偏
差が０となるよう制御しているので、第２の反力トルク
制御手段１７からの補償制御出力が０になる。
目標反力生成手段１５からの目標反力１５０１と、反力
トルク検出手段１０からの反力トルク信号１００１の偏
差が０となるよう制御しているので、第２の反力トルク
制御手段１７からの補償制御出力が０になる。
【００３４】つまり、図２に示しているように、車輪舵
角制御用モータ９０１は、Ｔａ＋Ｔｂ相当の駆動出力、
反力用モータ８０１には、Ｔｂ＋Ｔｃ相当の駆動出力が
要求される訳である。
角制御用モータ９０１は、Ｔａ＋Ｔｂ相当の駆動出力、
反力用モータ８０１には、Ｔｂ＋Ｔｃ相当の駆動出力が
要求される訳である。
【００３５】図４のｂ部は、制限範囲設定手段１９によ
り、反力制御制限手段１８に与える制限値（破線）を徐
々に減らしていった時の状況を示している。この制限値
が、第１の反力トルク制御手段１６による制御出力より
大きい場合は前述した通りであるが、制限値が第１の反
力トルク制御手段１６の制御出力より小さくなると、第
１の反力トルク制御手段１６だけでは、反力制御が成立
しなくなる。
り、反力制御制限手段１８に与える制限値（破線）を徐
々に減らしていった時の状況を示している。この制限値
が、第１の反力トルク制御手段１６による制御出力より
大きい場合は前述した通りであるが、制限値が第１の反
力トルク制御手段１６の制御出力より小さくなると、第
１の反力トルク制御手段１６だけでは、反力制御が成立
しなくなる。
【００３６】即ち、目標反力生成手段１５からの目標反
力１５０１と、反力トルク検出手段１０からの反力トル
ク信号１００１との間に偏差が生じるわけである。従っ
て、第２の反力トルク制御手段１７は、この偏差が０と
なるよう、車輪舵角制御手段１４の制御出力を補償する
動作を行う。
力１５０１と、反力トルク検出手段１０からの反力トル
ク信号１００１との間に偏差が生じるわけである。従っ
て、第２の反力トルク制御手段１７は、この偏差が０と
なるよう、車輪舵角制御手段１４の制御出力を補償する
動作を行う。
【００３７】ここで、車輪舵角制御手段１４は、従来例
で説明したように、目標車輪舵角１３０１と車輪舵角検
出手段１１の出力１１０１が等しくなるよう、車輪舵角
制御用電気モータ９０１を駆動して操舵車輪７ａ及び７
ｂの車輪舵角を制御している。従って、この車輪舵角制
御用電気モータ９０１は、操舵車輪７ａ及び７ｂにより
生じているセルフアライメントトルクの全てに見合うト
ルクを発生している。
で説明したように、目標車輪舵角１３０１と車輪舵角検
出手段１１の出力１１０１が等しくなるよう、車輪舵角
制御用電気モータ９０１を駆動して操舵車輪７ａ及び７
ｂの車輪舵角を制御している。従って、この車輪舵角制
御用電気モータ９０１は、操舵車輪７ａ及び７ｂにより
生じているセルフアライメントトルクの全てに見合うト
ルクを発生している。
【００３８】即ち、車輪舵角制御用電気モータ９０１に
印加している駆動トルクを減らすことにより、セルフア
ライメントトルクを、ハンドル反力として利用できるわ
けである。従って、目標反力生成手段１５からの目標反
力１５０１と、反力トルク検出手段１０からの反力トル
ク信号１００１の偏差が０となるよう、車輪舵角制御手
段１４の制御出力１４０１から、第２の反力トルク制御
手段１７の出力を減算することにより、結果として、ハ
ンドル１にセルフアライメントトルクの一部を印加する
こととなり、反力制御が成立する。
印加している駆動トルクを減らすことにより、セルフア
ライメントトルクを、ハンドル反力として利用できるわ
けである。従って、目標反力生成手段１５からの目標反
力１５０１と、反力トルク検出手段１０からの反力トル
ク信号１００１の偏差が０となるよう、車輪舵角制御手
段１４の制御出力１４０１から、第２の反力トルク制御
手段１７の出力を減算することにより、結果として、ハ
ンドル１にセルフアライメントトルクの一部を印加する
こととなり、反力制御が成立する。
【００３９】図４のｃ部は、制限範囲設定手段１９によ
る制限値を０にした状態を示している。この状態では、
もはや第１の反力トルク制御手段１６による反力用電気
モータ８の駆動はできず、車輪舵角制御用電気モータ９
のみで反力を制御していることになる。
る制限値を０にした状態を示している。この状態では、
もはや第１の反力トルク制御手段１６による反力用電気
モータ８の駆動はできず、車輪舵角制御用電気モータ９
のみで反力を制御していることになる。
【００４０】従って、ハンドル１に生じている反力は、
図３に示したように、全てセルフアライメントトルクか
ら生成されていることになるので、車輪舵角制御用電気
モータ９に必要なトルクが、Ｔａ＋ＴｂからＴａ−Ｔｃ
へ、反力用電気モータ８に必要なトルクが、Ｔｂ＋Ｔｃ
から０となるので、エネルギー消費が少なくなるわけで
ある。
図３に示したように、全てセルフアライメントトルクか
ら生成されていることになるので、車輪舵角制御用電気
モータ９に必要なトルクが、Ｔａ＋ＴｂからＴａ−Ｔｃ
へ、反力用電気モータ８に必要なトルクが、Ｔｂ＋Ｔｃ
から０となるので、エネルギー消費が少なくなるわけで
ある。
【００４１】すなわち、制限範囲設定手段１９により設
定された制限範囲に基づいて、反力制御制限手段１８
が、第１の反力トルク制御手段１６の制御出力を制限す
るので、目標反力に制御するために必要な反力用モータ
８の駆動トルクが不足することになる。その時、目標反
力に対して不足する反力トルクを操舵車輪７ａ、７ｂの
セルフアライメントトルクから得るよう、第２の反力ト
ルク制御手段１７が、車輪舵角制御用モータ９の駆動ト
ルクを減ずる様に補償制御するように構成したので、エ
ネルギー消費の低減ができる。
定された制限範囲に基づいて、反力制御制限手段１８
が、第１の反力トルク制御手段１６の制御出力を制限す
るので、目標反力に制御するために必要な反力用モータ
８の駆動トルクが不足することになる。その時、目標反
力に対して不足する反力トルクを操舵車輪７ａ、７ｂの
セルフアライメントトルクから得るよう、第２の反力ト
ルク制御手段１７が、車輪舵角制御用モータ９の駆動ト
ルクを減ずる様に補償制御するように構成したので、エ
ネルギー消費の低減ができる。
【００４２】次に、制限範囲設定手段による制限値の設
定の方法、すなわち第１の方法、第２の方法、及び第３
の方法について順々に説明する。
定の方法、すなわち第１の方法、第２の方法、及び第３
の方法について順々に説明する。
【００４３】図５は、車両用操舵装置の制限範囲設定手
段１９による制限値の設定の第１の方法について説明す
るための図である。また、図６は、制限範囲テーブルを
示す図である。
段１９による制限値の設定の第１の方法について説明す
るための図である。また、図６は、制限範囲テーブルを
示す図である。
【００４４】この第１の方法は、目標車輪舵角１３０１
と車輪舵角１１０１の偏差より制限値を設定する方法で
ある。
と車輪舵角１１０１の偏差より制限値を設定する方法で
ある。
【００４５】図５において、車輪舵角制御手段１４は、
目標車輪舵角１３０１と、車輪舵角検出手段１１の出力
１１０１との偏差１４０１が０となるよう、ＰＩＤ制御
器などの制御器１４０２により、車輪舵角制御用モータ
９０１を制御するように構成されている。
目標車輪舵角１３０１と、車輪舵角検出手段１１の出力
１１０１との偏差１４０１が０となるよう、ＰＩＤ制御
器などの制御器１４０２により、車輪舵角制御用モータ
９０１を制御するように構成されている。
【００４６】従って、目標車輪舵角１３０１が変化して
いるときや、外乱などにより車輪舵角検出手段１１の出
力１１０１が変化した時は、偏差１４０１が大きくな
り、逆に変化が無く定常状態に近いときには、偏差１４
０１が０に近くなる。
いるときや、外乱などにより車輪舵角検出手段１１の出
力１１０１が変化した時は、偏差１４０１が大きくな
り、逆に変化が無く定常状態に近いときには、偏差１４
０１が０に近くなる。
【００４７】この第１の方法は、この性質を利用したも
のである。制限範囲設定手段１９では、偏差１４０１と
同じ値である偏差の絶対値１９０１より、図６に示すよ
うな制限範囲テーブル１９０２を参照することにより、
制限値の絶対値１９０３を出力するものである。
のである。制限範囲設定手段１９では、偏差１４０１と
同じ値である偏差の絶対値１９０１より、図６に示すよ
うな制限範囲テーブル１９０２を参照することにより、
制限値の絶対値１９０３を出力するものである。
【００４８】即ち、偏差１９０１が大きい場合は、制限
値１９０３が大きく設定されるため、反力制御が次のよ
うに行なわれる。第１の反力トルク制御手段１６は、目
標反力値１５０１と反力トルク検出手段１０の出力値１
００１との偏差１６０１が０となるよう、ＰＩＤ制御器
のような制御器１６０２により、反力用モータ８０１を
駆動制御する。
値１９０３が大きく設定されるため、反力制御が次のよ
うに行なわれる。第１の反力トルク制御手段１６は、目
標反力値１５０１と反力トルク検出手段１０の出力値１
００１との偏差１６０１が０となるよう、ＰＩＤ制御器
のような制御器１６０２により、反力用モータ８０１を
駆動制御する。
【００４９】この時、第１の反力トルク制御手段１６に
より反力が制御されているので、第２の反力トルク制御
手段１７における、目標反力値１５０１と出力１００１
との偏差１７０１が０となっている。従って、ＰＩＤ制
御器のような制御器１７０２の出力も０となるため、車
輪舵角制御手段１４の制御出力１４０３への補償制御出
力１７０３が０となり、車輪舵角制御への第２の反力ト
ルク制御手段１７の影響が抑止される。
より反力が制御されているので、第２の反力トルク制御
手段１７における、目標反力値１５０１と出力１００１
との偏差１７０１が０となっている。従って、ＰＩＤ制
御器のような制御器１７０２の出力も０となるため、車
輪舵角制御手段１４の制御出力１４０３への補償制御出
力１７０３が０となり、車輪舵角制御への第２の反力ト
ルク制御手段１７の影響が抑止される。
【００５０】偏差１９０１が小さくなると、先に説明し
た制限値１９０３が小さくなるので、第１の反力トルク
制御手段１６のみでは反力制御が成立しなくなる。
た制限値１９０３が小さくなるので、第１の反力トルク
制御手段１６のみでは反力制御が成立しなくなる。
【００５１】即ち、第２の反力トルク制御手段１７にお
ける、目標反力値１５０１と、反力トルク検出手段１０
の出力１００１との偏差１７０１の絶対値が大きくな
り、制御器１７０２による車輪舵角制御用モータ９０１
への駆動トルクを減らす補償制御量１７０３が生じ、反
力トルク制御が成立する。
ける、目標反力値１５０１と、反力トルク検出手段１０
の出力１００１との偏差１７０１の絶対値が大きくな
り、制御器１７０２による車輪舵角制御用モータ９０１
への駆動トルクを減らす補償制御量１７０３が生じ、反
力トルク制御が成立する。
【００５２】最終的に、偏差１９０１が０になると、反
力制御制限手段１８により、第１の反力トルク制御手段
１６による反力用モータ８０１への駆動が遮断され、第
２の反力トルク制御手段１７による車輪舵角制御用モー
タ９０１への補償制御のみで、反力制御を行うため、図
３に示すような状態となるため、エネルギー消費が低減
される。
力制御制限手段１８により、第１の反力トルク制御手段
１６による反力用モータ８０１への駆動が遮断され、第
２の反力トルク制御手段１７による車輪舵角制御用モー
タ９０１への補償制御のみで、反力制御を行うため、図
３に示すような状態となるため、エネルギー消費が低減
される。
【００５３】図７は、車両用操舵装置の制限範囲設定手
段１９による制限値の設定の第２の方法について説明す
るための図である。また、図８は、第２の方法の条件判
定手段の動作を示す図である。
段１９による制限値の設定の第２の方法について説明す
るための図である。また、図８は、第２の方法の条件判
定手段の動作を示す図である。
【００５４】この第２の方法では、制限範囲設定手段１
９は、図８に示したように、目標車輪舵角１３０１と車
輪舵角１１０１の偏差が第１の所定値以下、目標操車輪
舵角１３０１の１次微分値が第２の所定値以下、車輪舵
角１１０１の１次微分値が第３の所定値以下、かつハン
ドル角１２０１の１次微分値が第４の所定値以下の条件
を満足した時点（ｉ）、即ち、条件判定手段１９０４の
判定値が偽から真に変わった時点（ｉ）より、所定のパ
ターンｐｔｎに従って制限値１９０３を斬減する。条件
が再度、偽となる時点（ｉｉ）で、制限値１９０３は大
きくなる。なお、制限範囲設定手段１９は、前記条件を
満足しない場合には、第１の反力トルク制御手段１６の
出力１６０３を制限しないような大きな制限値１９０３
にする。
９は、図８に示したように、目標車輪舵角１３０１と車
輪舵角１１０１の偏差が第１の所定値以下、目標操車輪
舵角１３０１の１次微分値が第２の所定値以下、車輪舵
角１１０１の１次微分値が第３の所定値以下、かつハン
ドル角１２０１の１次微分値が第４の所定値以下の条件
を満足した時点（ｉ）、即ち、条件判定手段１９０４の
判定値が偽から真に変わった時点（ｉ）より、所定のパ
ターンｐｔｎに従って制限値１９０３を斬減する。条件
が再度、偽となる時点（ｉｉ）で、制限値１９０３は大
きくなる。なお、制限範囲設定手段１９は、前記条件を
満足しない場合には、第１の反力トルク制御手段１６の
出力１６０３を制限しないような大きな制限値１９０３
にする。
【００５５】目標車輪舵角１３０１と車輪舵角１１０１
の偏差が第１の所定値以下の条件は、上述したように、
車輪舵角の制御を優先させるためであり、制限範囲設定
手段１９による制限値１９０３を大きくする条件であ
る。
の偏差が第１の所定値以下の条件は、上述したように、
車輪舵角の制御を優先させるためであり、制限範囲設定
手段１９による制限値１９０３を大きくする条件であ
る。
【００５６】また、目標操車輪舵角１３０１の１次微分
値が第２の所定値以下と、車輪舵角１１０１の１次微分
値が第３の所定値以下と、ハンドル角１２０１の１次微
分値が第４の所定値以下の条件は、運転者がハンドル１
を動かしている時や、他システムからの操舵要求２０等
により操舵車輪７ａ及び７ｂが動かされている時に、運
転者の操舵フィーリング確保を優先するために、反力制
御を第１の反力トルク制御手段１６により行わせる条件
である。
値が第２の所定値以下と、車輪舵角１１０１の１次微分
値が第３の所定値以下と、ハンドル角１２０１の１次微
分値が第４の所定値以下の条件は、運転者がハンドル１
を動かしている時や、他システムからの操舵要求２０等
により操舵車輪７ａ及び７ｂが動かされている時に、運
転者の操舵フィーリング確保を優先するために、反力制
御を第１の反力トルク制御手段１６により行わせる条件
である。
【００５７】即ち、操舵車輪７ａ及び７ｂの車輪舵角を
変化させるため、車輪舵角制御手段１４により車輪舵角
制御用モータ９０１を制御するが、同じ車輪舵角制御用
モータ９０１を用いる第２の反力トルク制御手段１７に
より反力トルクを制御しようとすると、２つの制御が干
渉するためである。従って、以上の条件を課すことによ
り、第２の反力トルク制御手段１７による反力制御を、
保舵時などの定常状態に限定し、定常状態におけるエネ
ルギー消費を低減させる。
変化させるため、車輪舵角制御手段１４により車輪舵角
制御用モータ９０１を制御するが、同じ車輪舵角制御用
モータ９０１を用いる第２の反力トルク制御手段１７に
より反力トルクを制御しようとすると、２つの制御が干
渉するためである。従って、以上の条件を課すことによ
り、第２の反力トルク制御手段１７による反力制御を、
保舵時などの定常状態に限定し、定常状態におけるエネ
ルギー消費を低減させる。
【００５８】図９は、車両用操舵装置の制限範囲設定手
段１９による制限値の設定の第３の方法について説明す
るための図である。また、図１０は、第３の方法の条件
判定手段の動作を示す図である。
段１９による制限値の設定の第３の方法について説明す
るための図である。また、図１０は、第３の方法の条件
判定手段の動作を示す図である。
【００５９】この第３の方法は、上記の第２の方法に、
ハンドル１のハンドル角１２０１と目標車輪舵角１３０
１との関係が１：１であることを示す信号１９０６と、
制限値１９０３を強制的に０にする切替スイッチ１９０
５が加えられている。
ハンドル１のハンドル角１２０１と目標車輪舵角１３０
１との関係が１：１であることを示す信号１９０６と、
制限値１９０３を強制的に０にする切替スイッチ１９０
５が加えられている。
【００６０】即ち、図１０の時点（ｉｉｉ）に示すよ
う、信号１９０６の状態によりハンドル角１２０１と目
標車輪舵角１３０１の比率が１：１の場合は、制限範囲
設定手段１９による制限値１９０３を０にすることで、
反力制御の全てを第２の反力トルク制御手段１７により
行うものである。
う、信号１９０６の状態によりハンドル角１２０１と目
標車輪舵角１３０１の比率が１：１の場合は、制限範囲
設定手段１９による制限値１９０３を０にすることで、
反力制御の全てを第２の反力トルク制御手段１７により
行うものである。
【００６１】本実施例に用いている副操舵機構２及び３
では、反力用モータ８０１への制御出力を０にすると、
ハンドル１と操舵機構５が１：１に機構的に対応するこ
とになる。従って、車輪舵角制御手段１４に依らなくと
もハンドル１の操舵に応じて、操舵車輪７ａ及び７ｂに
車輪舵角を与えることができる。従って、第２の反力ト
ルク制御手段１７のみで、通常の電気モータアシストパ
ワーステアリング相当の制御、即ち常時、図３で示した
ものとなり、消費エネルギーの低減ができる。
では、反力用モータ８０１への制御出力を０にすると、
ハンドル１と操舵機構５が１：１に機構的に対応するこ
とになる。従って、車輪舵角制御手段１４に依らなくと
もハンドル１の操舵に応じて、操舵車輪７ａ及び７ｂに
車輪舵角を与えることができる。従って、第２の反力ト
ルク制御手段１７のみで、通常の電気モータアシストパ
ワーステアリング相当の制御、即ち常時、図３で示した
ものとなり、消費エネルギーの低減ができる。
【００６２】なお、上記説明は、遊星ギア機構を２つ組
み合わせて副操舵機構を構成した機構を例として説明し
たが、本発明はこの副操舵機構の構成に捕らわれるもの
ではなく、機構的に２つの回転角を加算できる全ての副
操舵機構に対して適応することが可能である。
み合わせて副操舵機構を構成した機構を例として説明し
たが、本発明はこの副操舵機構の構成に捕らわれるもの
ではなく、機構的に２つの回転角を加算できる全ての副
操舵機構に対して適応することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】この発明に係る車両用操舵装置は、以上
説明したとおり、運転者が操舵するハンドルと、前記ハ
ンドルの回転角に補助舵角を機械的に加算する副操舵機
構と、操舵車輪を操舵する操舵機構と、前記副操舵機構
に駆動トルクを付勢することにより前記ハンドルに反力
トルクを与える反力制御機構と、前記操舵機構を駆動す
る車輪舵角制御機構と、前記ハンドルに生じている反力
トルクを検出する反力トルク検出手段と、前記操舵車輪
の車輪舵角を検出する車輪舵角検出手段と、前記ハンド
ルを操舵したときのハンドル角を検出するハンドル操舵
角検出手段と、前記ハンドル操舵角検出手段により検出
されたハンドル角に基づいて目標車輪舵角を生成する目
標車輪舵角生成手段と、前記車輪舵角検出手段により検
出された車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により生
成された目標車輪舵角とが一致するように、前記車輪舵
角制御機構を駆動して前記操舵車輪の車輪舵角を制御す
る車輪舵角制御手段と、前記ハンドル操舵角検出手段に
より検出されたハンドル角に基づいて目標反力を生成す
る目標反力生成手段と、前記反力トルク検出手段により
検出された反力トルクと前記目標反力生成手段により生
成された目標反力とが一致するように、前記反力制御機
構を駆動して前記ハンドルに生じる反力トルクを制御す
る第１の反力トルク制御手段と、前記反力トルク検出手
段により検出された反力トルクと前記目標反力生成手段
により生成された目標反力とが一致するように、前記車
輪舵角制御手段の出力を補償する第２の反力トルク制御
手段と、制限値に基づいて前記第１の反力トルク制御手
段の出力に制限を加える反力制御制限手段と、前記反力
制御制限手段で用いる前記制限値を設定する制限範囲設
定手段とを備えたので、エネルギーの消費を低減するこ
とができるという効果を奏する。
説明したとおり、運転者が操舵するハンドルと、前記ハ
ンドルの回転角に補助舵角を機械的に加算する副操舵機
構と、操舵車輪を操舵する操舵機構と、前記副操舵機構
に駆動トルクを付勢することにより前記ハンドルに反力
トルクを与える反力制御機構と、前記操舵機構を駆動す
る車輪舵角制御機構と、前記ハンドルに生じている反力
トルクを検出する反力トルク検出手段と、前記操舵車輪
の車輪舵角を検出する車輪舵角検出手段と、前記ハンド
ルを操舵したときのハンドル角を検出するハンドル操舵
角検出手段と、前記ハンドル操舵角検出手段により検出
されたハンドル角に基づいて目標車輪舵角を生成する目
標車輪舵角生成手段と、前記車輪舵角検出手段により検
出された車輪舵角と前記目標車輪舵角生成手段により生
成された目標車輪舵角とが一致するように、前記車輪舵
角制御機構を駆動して前記操舵車輪の車輪舵角を制御す
る車輪舵角制御手段と、前記ハンドル操舵角検出手段に
より検出されたハンドル角に基づいて目標反力を生成す
る目標反力生成手段と、前記反力トルク検出手段により
検出された反力トルクと前記目標反力生成手段により生
成された目標反力とが一致するように、前記反力制御機
構を駆動して前記ハンドルに生じる反力トルクを制御す
る第１の反力トルク制御手段と、前記反力トルク検出手
段により検出された反力トルクと前記目標反力生成手段
により生成された目標反力とが一致するように、前記車
輪舵角制御手段の出力を補償する第２の反力トルク制御
手段と、制限値に基づいて前記第１の反力トルク制御手
段の出力に制限を加える反力制御制限手段と、前記反力
制御制限手段で用いる前記制限値を設定する制限範囲設
定手段とを備えたので、エネルギーの消費を低減するこ
とができるという効果を奏する。
【００６４】また、この発明に係る車両用操舵装置は、
以上説明したとおり、前記制限範囲設定手段が、前記車
輪舵角検出手段により検出された車輪舵角と前記目標車
輪舵角生成手段により生成された目標車輪舵角の偏差に
基づいて前記制限値を設定するので、エネルギーの消費
を低減することができるという効果を奏する。
以上説明したとおり、前記制限範囲設定手段が、前記車
輪舵角検出手段により検出された車輪舵角と前記目標車
輪舵角生成手段により生成された目標車輪舵角の偏差に
基づいて前記制限値を設定するので、エネルギーの消費
を低減することができるという効果を奏する。
【００６５】また、この発明に係る車両用操舵装置は、
以上説明したとおり、前記制限範囲設定手段が、前記車
輪舵角検出手段により検出された車輪舵角と前記目標車
輪舵角生成手段により生成された目標車輪舵角の偏差が
第１の所定値以下、前記目標車輪舵角の１次微分値が第
２の所定値以下、前記車輪舵角の１次微分値が第３の所
定値以下、かつ前記ハンドル操舵角検出手段により検出
されたハンドル角の１次微分値が第４の所定値以下の条
件を満足した場合は、所定のパターンに従って前記制限
値を斬減し、前記条件を満足しない場合には、前記第１
の反力トルク制御手段の出力を制限しないような制限値
にするので、車輪舵角の制御性とエネルギー消費の低減
を両立させることができるという効果を奏する。
以上説明したとおり、前記制限範囲設定手段が、前記車
輪舵角検出手段により検出された車輪舵角と前記目標車
輪舵角生成手段により生成された目標車輪舵角の偏差が
第１の所定値以下、前記目標車輪舵角の１次微分値が第
２の所定値以下、前記車輪舵角の１次微分値が第３の所
定値以下、かつ前記ハンドル操舵角検出手段により検出
されたハンドル角の１次微分値が第４の所定値以下の条
件を満足した場合は、所定のパターンに従って前記制限
値を斬減し、前記条件を満足しない場合には、前記第１
の反力トルク制御手段の出力を制限しないような制限値
にするので、車輪舵角の制御性とエネルギー消費の低減
を両立させることができるという効果を奏する。
【００６６】さらに、この発明に係る車両用操舵装置
は、以上説明したとおり、前記制限範囲設定手段が、前
記ハンドル操舵角検出手段により検出されたハンドル角
と前記目標車輪舵角との関係が１：１の条件を満足して
いる場合には、前記第１の反力トルク制御手段による反
力制御ができないような制限値を出力するので、エネル
ギーの消費を低減することができるという効果を奏す
る。
は、以上説明したとおり、前記制限範囲設定手段が、前
記ハンドル操舵角検出手段により検出されたハンドル角
と前記目標車輪舵角との関係が１：１の条件を満足して
いる場合には、前記第１の反力トルク制御手段による反
力制御ができないような制限値を出力するので、エネル
ギーの消費を低減することができるという効果を奏す
る。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の副操舵機構を用いて反力制御を行っている時のトル
クの釣合を説明するための図である。
置の副操舵機構を用いて反力制御を行っている時のトル
クの釣合を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の副操舵機構を用いて反力制御を行っている時のトル
クの釣合を説明するための図である。
置の副操舵機構を用いて反力制御を行っている時のトル
クの釣合を説明するための図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の動作を示すタイミングチャートである。
置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の制限範囲設定手段による制限値の設定の第１の方法
について説明するための図である。
置の制限範囲設定手段による制限値の設定の第１の方法
について説明するための図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の制限範囲設定手段で用いる制限範囲テーブルを示す
図である。
置の制限範囲設定手段で用いる制限範囲テーブルを示す
図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の制限範囲設定手段による第２の方法について説明す
るための図である。
置の制限範囲設定手段による第２の方法について説明す
るための図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の制限範囲設定手段の第２の方法の動作を示す図であ
る。
置の制限範囲設定手段の第２の方法の動作を示す図であ
る。
【図９】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装
置の制限範囲設定手段による第３の方法について説明す
るための図である。
置の制限範囲設定手段による第３の方法について説明す
るための図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１に係る車両用操舵
装置の制限範囲設定手段の第３の方法の動作を示す図で
ある。
装置の制限範囲設定手段の第３の方法の動作を示す図で
ある。
【図１１】 従来の車両用操舵装置の構成を示す図であ
る。
る。
１ ハンドル、２ 第１の遊星ギア機構、３ 第２の遊
星ギア機構、４ シャフト、５ 操舵機構、６ａ、６ｂ
ナックルアーム、７ａ、７ｂ 操舵車輪、８反力制御
機構、９ 車輪舵角制御機構、１０ 反力トルク検出手
段、１１ 車輪舵角検出手段、１２ ハンドル操舵角検
出手段、１３ 目標車輪舵角生成手段、１４ 車輪舵角
制御手段、１５ 目標反力生成手段、１６ 第１の反力
トルク制御手段、１７ 第２の反力トルク制御手段、１
８ 反力制御制限手段、１９制限範囲設定手段。
星ギア機構、４ シャフト、５ 操舵機構、６ａ、６ｂ
ナックルアーム、７ａ、７ｂ 操舵車輪、８反力制御
機構、９ 車輪舵角制御機構、１０ 反力トルク検出手
段、１１ 車輪舵角検出手段、１２ ハンドル操舵角検
出手段、１３ 目標車輪舵角生成手段、１４ 車輪舵角
制御手段、１５ 目標反力生成手段、１６ 第１の反力
トルク制御手段、１７ 第２の反力トルク制御手段、１
８ 反力制御制限手段、１９制限範囲設定手段。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3D032 CC03 DA02 DA03 DA15 DA16
DA23 DA64 DC03 EB04 EB12
EC23 EC29
3D033 CA02 CA04 CA13 CA16 CA17
CA18 CA22
Claims (4)
- 【請求項１】 運転者が操舵するハンドルと、 前記ハンドルの回転角に補助舵角を機械的に加算する副
操舵機構と、 操舵車輪を操舵する操舵機構と、 前記副操舵機構に駆動トルクを付勢することにより前記
ハンドルに反力トルクを与える反力制御機構と、 前記操舵機構を駆動する車輪舵角制御機構と、 前記ハンドルに生じている反力トルクを検出する反力ト
ルク検出手段と、 前記操舵車輪の車輪舵角を検出する車輪舵角検出手段
と、 前記ハンドルを操舵したときのハンドル角を検出するハ
ンドル操舵角検出手段と、 前記ハンドル操舵角検出手段により検出されたハンドル
角に基づいて目標車輪舵角を生成する目標車輪舵角生成
手段と、 前記車輪舵角検出手段により検出された車輪舵角と前記
目標車輪舵角生成手段により生成された目標車輪舵角と
が一致するように、前記車輪舵角制御機構を駆動して前
記操舵車輪の車輪舵角を制御する車輪舵角制御手段と、 前記ハンドル操舵角検出手段により検出されたハンドル
角に基づいて目標反力を生成する目標反力生成手段と、 前記反力トルク検出手段により検出された反力トルクと
前記目標反力生成手段により生成された目標反力とが一
致するように、前記反力制御機構を駆動して前記ハンド
ルに生じる反力トルクを制御する第１の反力トルク制御
手段と、 前記反力トルク検出手段により検出された反力トルクと
前記目標反力生成手段により生成された目標反力とが一
致するように、前記車輪舵角制御手段の出力を補償する
第２の反力トルク制御手段と、 制限値に基づいて前記第１の反力トルク制御手段の出力
に制限を加える反力制御制限手段と、 前記反力制御制限手段で用いる前記制限値を設定する制
限範囲設定手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵
装置。 - 【請求項２】 前記制限範囲設定手段は、前記車輪舵角
検出手段により検出された車輪舵角と前記目標車輪舵角
生成手段により生成された目標車輪舵角の偏差に基づい
て前記制限値を設定することを特徴とする請求項１記載
の車両用操舵装置。 - 【請求項３】 前記制限範囲設定手段は、前記車輪舵角
検出手段により検出された車輪舵角と前記目標車輪舵角
生成手段により生成された目標車輪舵角の偏差が第１の
所定値以下、前記目標車輪舵角の１次微分値が第２の所
定値以下、前記車輪舵角の１次微分値が第３の所定値以
下、かつ前記ハンドル操舵角検出手段により検出された
ハンドル角の１次微分値が第４の所定値以下の条件を満
足した場合は、所定のパターンに従って前記制限値を斬
減し、前記条件を満足しない場合には、前記第１の反力
トルク制御手段の出力を制限しないような制限値にする
ことを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。 - 【請求項４】 前記制限範囲設定手段は、前記ハンドル
操舵角検出手段により検出されたハンドル角と前記目標
車輪舵角との関係が１：１の条件を満足している場合に
は、前記第１の反力トルク制御手段による反力制御がで
きないような制限値を出力することを特徴とする請求項
３記載の車両用操舵装置。
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| JP2002036257A JP3593110B2 (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 車両用操舵装置 |
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| US7275617B2 (en) * | 2003-05-16 | 2007-10-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Steering control device |
| DE102004037960A1 (de) * | 2004-04-14 | 2005-12-22 | Daimlerchrysler Ag | Lenksystem |
| US20070256885A1 (en) * | 2004-04-14 | 2007-11-08 | Daimlerchrysler Ag | Steering System |
| DE102004031462B4 (de) * | 2004-06-30 | 2017-02-09 | Renk Ag | Einrichtung zur Umkehrung der Lenkbewegung einer Lenkradwelle eines Kettenfahrzeugs oder Radfahrzeugs mit Radseitenlenkung |
| JP2006015856A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Toyoda Mach Works Ltd | 伝達比可変操舵装置 |
| DE102004048107B4 (de) * | 2004-10-02 | 2007-09-20 | Zf Lenksysteme Gmbh | Positionsabhängige Reibungskompensation für Lenksysteme |
| DE102005007307A1 (de) * | 2005-02-16 | 2006-08-17 | Zf Lenksysteme Gmbh | Lenkung |
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| JP4108713B2 (ja) | 2006-03-17 | 2008-06-25 | 三菱電機株式会社 | 電動式パワーステアリング制御装置 |
| DE102007029909A1 (de) * | 2007-06-28 | 2009-01-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum automatischen Korrigieren einer Zustandsgröße eines Fahrzeugs |
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|---|---|---|---|---|
| US6032757A (en) * | 1997-01-22 | 2000-03-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering control apparatus |
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| US6363305B1 (en) * | 1999-09-17 | 2002-03-26 | Delphi Technologies, Inc. | Steer-by-wire system |
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| JP4152556B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2008-09-17 | 三菱電機株式会社 | 電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法 |
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| US6580989B1 (en) * | 2002-08-20 | 2003-06-17 | Visteon Global Technologies, Inc. | Motor vehicle steering system |
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