JP2003261052A - 車輌用自動操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の補助操舵を効率的に行いつつ自動操舵
時に運転者が感じる異和感を効果的に低減する。 【解決手段】 車輌を安定的に旋回走行させる自動操舵
のための転舵角可変装置３０の目標相対回転角度θrが
演算され（Ｓ２０、３０）、自動操舵の反力トルクを相
殺するための補正転舵トルクＴeが演算され（Ｓ４
０）、自動操舵により発生される反力トルク及び電動式
パワーステアリング装置１６により発生される補正転舵
トルクＴeに対応するトルクが互いに同期して発生する
よう、目標相対回転角度θrを示す指令信号が転舵角可
変制御装置５２へ送信されるタイミングを基準に目標補
助転舵トルクＴaを示す指令信号が電動パワーステアリ
ング制御装置５４へ送信されるタイミングが制御され
（Ｓ５０〜８０）、電動式パワーステアリング装置１６
は操舵アシストのための補助転舵トルクＴabと補正転舵
トルクＴeとの和に基づき制御される（Ｓ１２０〜１５
０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車輌の
操舵装置に係り、更に詳細には必要に応じて操舵輪を自
動的に操舵する自動操舵装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平５−７７７７５１号公報に
記載されている如く、ステアリングホイールと操舵輪と
の間の操舵系に設けられ、ステアリングホイールに対し
相対的に操舵輪を転舵駆動する転舵駆動手段としての伝
達比可変装置（転舵角可変機構）と、伝達比可変装置に
対しステアリングホイールの側にて操舵系に設けられた
操舵補助力発生手段としての動力操舵装置とを有し、車
輌が走行中に横風を受けたような場合に伝達比可変装置
によって操舵輪を転舵駆動することにより操舵輪を自動
操舵すると共に、自動操舵時に伝達比可変装置により発
生される反力トルクを動力操舵装置による操舵補助力に
より打ち消すよう構成された自動操舵装置が従来より知
られている。

【０００３】上記公開公報に記載された自動操舵装置に
よれば、横風を受けた場合に於ける車輌の横方向の変位
を操舵輪の自動操舵により低減して車輌の走行安定性を
向上させることができると共に、自動操舵時に伝達比可
変装置により発生される反力トルクを動力操舵装置によ
る操舵補助力により打ち消すことができるので、運転者
が自動操舵により発生されステアリングホイールに伝達
されるトルクに起因して異和感を感じる虞れを低減する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記公開公報に
記載された従来の自動操舵装置に於いては、動力操舵装
置は伝達比可変装置とステアリングホイールとの間の操
舵系に設けられているため、運転者の操舵負担を軽減す
る通常の補助操舵時に伝達比可変装置により発生される
操舵補助力が伝達比可変装置を経て操舵輪に伝達されな
ければならず、伝達比可変装置に比較的大きい負荷がか
かり、そのため伝達比可変装置は高強度のものでなけれ
ばならず、伝達比可変装置として小型の歯車装置を使用
することができず、また操舵系を小型化することができ
ないという問題がある。

【０００５】また上記従来の自動操舵装置に於ける上述
の問題を解消すべく、動力操舵装置が操舵輪とステアリ
ングホイールとの間の操舵系に設けられる場合には、運
転者の操舵負担を軽減する通常の補助操舵は効率的に行
われるが、自動操舵時には自動操舵による反力トルクを
打ち消すための補助操舵力が伝達比可変装置を経てステ
アリングホイールに伝達されなければならないため、自
動操舵による反力トルクがステアリングホイールに伝達
されるタイミング及びこれを打ち消すための補助操舵力
がステアリングホイールに伝達されるタイミングがずれ
易く、そのため運転者が感じる異和感を効果的に低減す
ることが困難である。

【０００６】本発明は、ステアリングホイールと操舵輪
との間の操舵系に設けられステアリングホイールに対し
相対的に操舵輪を補助転舵する補助転舵手段と、操舵系
に設けられ操舵輪の転舵を補助する補助転舵力を発生す
る補助転舵力発生手段とを有するセミステアバイワイヤ
式の車輌用自動操舵装置に於ける上述の如き問題に鑑み
てなされたものであり、本発明の主要な課題は、補助転
舵力発生手段を補助転舵手段と操舵輪との間の操舵系に
配設すると共に、自動操舵による反力トルクがステアリ
ングホイールに伝達されるタイミング及びこれを打ち消
すための補助操舵力がステアリングホイールに伝達され
るタイミングを一致させることにより、通常の補助操舵
を効率的に行いつつ自動操舵時に運転者が感じる異和感
を効果的に低減することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の主要な課題は、本
発明によれば、ステアリングホイールと操舵輪との間の
操舵系に設けられ前記ステアリングホイールに対し相対
的に前記操舵輪を補助転舵する補助転舵手段と、前記操
舵系に設けられ前記操舵輪の転舵を補助する補助転舵力
を発生する補助転舵力発生手段と、前記補助転舵手段及
び前記補助転舵力発生手段を制御する制御手段とを有す
るセミステアバイワイヤ式の車輌用自動操舵装置にし
て、前記補助転舵力発生手段は前記補助転舵手段と前記
操舵輪との間の前記操舵系に設けられ、前記制御手段は
前記補助転舵手段の目標補助転舵量を演算する目標補助
転舵量演算手段と、前記補助転舵手段が前記目標補助転
舵量に基づき前記操舵輪を補助転舵する際の反力に起因
して前記ステアリングホイールに作用する反力トルクを
低減するための反力低減転舵力を前記目標補助転舵量に
基づいて演算する反力低減転舵力演算手段と、前記目標
補助転舵量に基づき前記補助転舵手段を制御する補助転
舵制御手段と、前記反力低減転舵力に基づいて前記補助
転舵力発生手段を制御する補助転舵力制御手段と、前記
補助転舵手段により前記操舵輪が補助転舵されることに
よる反力及び前記補助転舵力発生手段により前記反力低
減転舵力に基づいて発生される補助転舵力が互いに同期
して発生するよう、前記補助転舵制御手段及び前記補助
転舵力制御手段の制御タイミングを制御するタイミング
制御手段とを有することを特徴とする車輌用自動操舵装
置（請求項１の構成）、又はステアリングホイールと操
舵輪との間の操舵系に設けられ前記ステアリングホイー
ルに対し相対的に前記操舵輪を補助転舵する補助転舵手
段と、前記操舵系に設けられ前記操舵輪の転舵を補助す
る補助転舵力を発生する補助転舵力発生手段と、前記補
助転舵手段及び前記補助転舵力発生手段を制御する制御
手段とを有するセミステアバイワイヤ式の車輌用自動操
舵装置にして、前記補助転舵力発生手段は前記補助転舵
手段と前記操舵輪との間の前記操舵系に設けられ、前記
制御手段は前記操舵系のトルクを検出する手段と、前記
検出されたトルクに基づき運転者の操舵トルクを低減す
るための目標補助転舵力を演算する目標補助転舵力演算
手段と、前記補助転舵手段の目標補助転舵量を演算する
目標補助転舵量演算手段と、前記補助転舵手段が前記目
標補助転舵量に基づき前記操舵輪を補助転舵する際の反
力に起因して前記ステアリングホイールに作用する反力
トルクを低減するための反力低減転舵力を前記目標補助
転舵量に基づいて演算する反力低減転舵力演算手段と、
前記目標補助転舵量に基づき前記補助転舵手段を制御す
る補助転舵制御手段と、前記反力低減転舵力にて補正さ
れた前記目標補助転舵力に基づいて前記補助転舵力発生
手段を制御する補助転舵力制御手段と、前記補助転舵手
段により前記操舵輪が補助転舵されることによる反力及
び前記補助転舵力発生手段により前記反力低減転舵力に
て補正された前記目標補助転舵力に基づいて発生される
補助転舵力が互いに同期して発生するよう、前記補助転
舵制御手段及び前記補助転舵力制御手段の制御タイミン
グを制御するタイミング制御手段とを有することを特徴
とする車輌用自動操舵装置（請求項２の構成）によって
達成される。

【０００８】

【発明の作用及び効果】上記請求項１の構成によれば、
補助転舵力発生手段は補助転舵手段と操舵輪との間の操
舵系に設けられるので、補助転舵力発生手段が補助転舵
手段とステアリングホイールとの間の操舵系に設けられ
る場合に比して、運転者の操舵負担を軽減する通常の補
助操舵を効率的に行うことができ、また補助転舵手段に
より操舵輪が補助転舵されることによる反力及び補助転
舵力発生手段により反力低減転舵力に基づいて発生され
る補助転舵力が互いに同期して発生するよう、タイミン
グ制御手段により補助転舵制御手段及び補助転舵力制御
手段の制御タイミングが制御されるので、補助転舵手段
により操舵輪が補助転舵されることによる反力及び補助
転舵力発生手段により反力低減転舵力に基づいて発生さ
れる補助転舵力を互いに同期して発生させることがで
き、これにより自動操舵時に運転者が感じる異和感を効
果的に低減することができる。

【０００９】また上記請求項２の構成によれば、補助転
舵力発生手段は補助転舵手段と操舵輪との間の操舵系に
設けられるので、上記請求項１の構成の場合と同様、補
助転舵力発生手段が補助転舵手段とステアリングホイー
ルとの間の操舵系に設けられる場合に比して、運転者の
操舵負担を軽減する通常の補助操舵を効率的に行うこと
ができ、また補助転舵手段により操舵輪が補助転舵され
ることによる反力及び補助転舵力発生手段により反力低
減転舵力にて補正された目標補助転舵力に基づいて発生
される補助転舵力が互いに同期して発生するよう、タイ
ミング制御手段により補助転舵制御手段及び補助転舵力
制御手段の制御タイミングが制御されるので、補助転舵
手段により操舵輪が補助転舵されることによる反力及び
補助転舵力発生手段により反力低減転舵力にて補正され
た目標補助転舵力に基づいて発生される補助転舵力を互
いに同期して発生させることができ、これにより自動操
舵時に運転者が感じる異和感を効果的に低減することが
できる。

【００１０】また上記請求項１及び２の構成によれば、
補助転舵力発生手段は補助転舵手段と操舵輪との間の操
舵系に設けられるので、補助転舵手段による目標補助転
舵量に基づく操舵輪の転舵が補助転舵力発生手段によっ
て補助されるので、補助転舵力発生手段が補助転舵手段
とステアリングホイールとの間の操舵系に設けられる場
合に比して補助転舵手段が操舵輪を補助転舵するに必要
な転舵力は小さくてよく、これにより補助転舵手段が操
舵輪を補助転舵する際に発生する反力も小さく、このこ
とによっても自動操舵時に運転者が感じる異和感を効果
的に低減することができる。

【００１１】

【課題解決手段の好ましい態様】本発明の一つの好まし
い態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、
反力低減転舵力演算手段は前記反力に起因してステアリ
ングホイールに作用する反力トルクを相殺するための反
力低減転舵力を目標補助転舵量に基づいて演算するよう
構成される（好ましい態様１）。

【００１２】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１又は２の構成に於いて、操舵系はステ
アリングホイールに連結された第一のステアリングシャ
フト及び第二のステアリングシャフトを含み、補助転舵
手段は第一及び第二のステアリングシャフトの一方に連
結されたハウジングと第一及び第二のステアリングシャ
フトの他方に連結されハウジングに対し相対回転する回
転子とを有する補助転舵用電動機を含み、第一のステア
リングシャフトに対し相対的に第二のステアリングシャ
フトを回転駆動するよう構成される（好ましい態様
２）。

【００１３】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記好ましい態様２の構成に於いて、目標補助転舵
量演算手段は第一のステアリングシャフトに対する第二
のステアリングシャフトの目標相対回転角度として補助
転舵手段の目標補助転舵量を演算するよう構成される
（好ましい態様３）。

【００１４】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記好ましい態様３の構成に於いて、反力低減転舵
力演算手段は第一のステアリングシャフトに対する第二
のステアリングシャフトの目標相対回転角度に基づき操
舵輪を補助転舵する際の反力トルクに起因してステアリ
ングホイールに作用するトルクを相殺するための反力低
減転舵トルクを目標補助転舵量に基づいて演算するよう
構成される（好ましい態様４）。

【００１５】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１の構成に於いて、タイミング制御手段
は、補助転舵制御手段及び補助転舵力制御手段が同時に
制御された場合に制御補助転舵手段により操舵輪が補助
転舵されることによる反力及び補助転舵力発生手段によ
り反力低減転舵力に基づいて発生される補助転舵力のう
ち早く発生する力の発生タイミングが遅く発生する力の
発生タイミングに一致するよう、補助転舵制御手段及び
補助転舵力制御手段の制御タイミングを制御するよう構
成される（好ましい態様５）。

【００１６】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項２の構成に於いて、タイミング制御手段
は、補助転舵制御手段及び補助転舵力制御手段が同時に
制御された場合に制御補助転舵手段により操舵輪が補助
転舵されることによる反力及び補助転舵力発生手段によ
り反力低減転舵力にて補正された目標補助転舵力に基づ
いて発生される補助転舵力のうち早く発生する力の発生
タイミングが遅く発生する力の発生タイミングに一致す
るよう、補助転舵制御手段及び補助転舵力制御手段の制
御タイミングを制御するよう構成される（好ましい態様
６）。

【００１７】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１又は２の構成に於いて、タイミング制
御手段は補助転舵制御手段及び補助転舵力制御手段に対
する制御指令の出力タイミングを制御することにより補
助転舵制御手段及び補助転舵力制御手段の制御タイミン
グを制御するよう構成される（好ましい態様７）。

【００１８】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項２の構成に於いて、目標補助転舵力演算
手段は補助転舵力制御手段に設けられ、補助転舵力制御
手段は目標補助転舵力と反力低減転舵力との和に基づい
て補助転舵力発生手段を制御し、タイミング制御手段は
目標補助転舵量に基づく補助転舵制御手段に対する制御
指令の出力タイミング及び反力低減転舵力に基づく補助
転舵力制御手段に対する制御指令の出力タイミングを制
御することにより補助転舵制御手段及び補助転舵力制御
手段の制御タイミングを制御するよう構成される（好ま
しい態様８）。

【００１９】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１又は２の構成に於いて、補助転舵力発
生手段は電動式パワーステアリング装置であるよう構成
される（好ましい態様９）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。

【００２１】図１は転舵角可変装置及び電動式パワース
テアリング装置を備えたセミステアバイワイヤ式の車輌
に適用された本発明による車輌用自動操舵装置の一つの
実施形態を示す概略構成図である。

【００２２】図１に於て、１０FL及び１０FRはそれぞれ
車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれ
ぞれ車輌の左右の後輪を示している。操舵輪である左右
の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホ
イール１４の操作に応答して駆動されるラック・アンド
・ピニオン型の電動式パワーステアリング装置１６によ
りラックバー１８及びタイロッド２０L及び２０Rを介し
て転舵される。

【００２３】図示の実施形態に於いては、電動式パワー
ステアリング装置１６はラック同軸型の電動式パワース
テアリング装置であり、電動機２２と、電動機２２の回
転トルクをラックバー１８の往復動方向の力に変換する
例えばボールねじ式の変換機構２４とを有し、ハウジン
グ２６に対し相対的にラックバー１８を駆動する補助転
舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減す
る補助転舵力発生手段として機能する。尚補助転舵力発
生手段は後述の転舵角可変装置３０より左右前輪側にて
補助転舵力を発生し得る限り、当技術分野に於いて公知
の任意の構成のものであってよい。

【００２４】ステアリングホイール１４は第一のステア
リングシャフトとしてのアッパステアリングシャフト２
８Ａ、転舵角可変装置３０、第二のステアリングシャフ
トとしてのロアステアリングシャフト２８Ｂ、ジョイン
ト３２を介して電動式パワーステアリング装置１６のピ
ニオンシャフト３４に駆動接続されている。図示の実施
形態に於いては、転舵角可変装置３０はハウジング３６
Ａの側にてアッパステアリングシャフト２８Ａの下端に
連結され、回転子３６Ｂの側にてロアステアリングシャ
フト２８Ｂの上端に連結された補助転舵駆動用の電動機
３６を含んでいる。

【００２５】かくして転舵角可変装置３０は第一のステ
アリングシャフトに対し相対的に第二のステアリングシ
ャフトを回転駆動することにより、操舵輪である左右の
前輪１０FL及び１０FRをステアリングホイール１４に対
し相対的に補助転舵駆動する補助転舵手段として機能す
る。

【００２６】特に転舵角可変装置３０は、通常時にはハ
ウジング３６Ａ及び回転子３６Ｂの相対回転を阻止する
保持電流が電動機３６に通電されることにより、アッパ
ステアリングシャフト２２Ａに対するロアステアリング
シャフト２２Ｂの相対回転角度（単に相対回転角度とい
う）を０に維持するが、自動操舵時には電動機３６によ
りアッパステアリングシャフト２２Ａに対し相対的にロ
アステアリングシャフト２２Ｂを積極的に回転させ、こ
れにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪１０
FL及び１０FRを自動操舵する。

【００２７】図示の実施形態に於ては、アッパステアリ
ングシャフト２２Ａには該アッパステアリングシャフト
の回転角度を操舵角θsとして検出する操舵角センサ４
０及び操舵トルクＴsを検出するトルクセンサ４２が設
けられており、ロアステアリングシャフト２２Ｂには該
ロアステアリングシャフトの回転角度を左右前輪の実操
舵角θaとして検出する操舵角センサ４４が設けられて
おり、これらのセンサの出力は操舵制御装置４６へ供給
される。操舵制御装置４６には車速センサ４８により検
出された車速Ｖを示す信号及びヨーレートセンサ５０に
より検出された車輌のヨーレートγを示す信号も入力さ
れる。

【００２８】尚操舵角θaを示す信号及び車速Ｖを示す
信号は操舵制御装置４６より転舵角可変装置３０を制御
する転舵角可変制御装置５２にも入力され、操舵トルク
Ｔsを示す信号及び車速Ｖを示す信号は操舵制御装置４
６より電動式パワーステアリング装置１６を制御する電
動パワーステアリング（電動ＰＳ）制御装置５４にも入
力される。また操舵角センサ４４により検出される操舵
角θaを示す信号は自動操舵完了後に左右の前輪１０FL
及び１０FRの直進位置をステアリングホイール１４の中
立位置に合せるために使用される。

【００２９】後述の如く、操舵制御装置４６は車輌の目
標ヨーレートγtを演算すると共に、目標ヨーレートγt
とヨーレートセンサ５０により検出された車輌のヨーレ
ートγとの偏差Δγを低減するための転舵角可変装置３
０の目標補助転舵量としてアッパステアリングシャフト
２２Ａに対するロアステアリングシャフト２２Ｂの目標
相対回転角度θrを演算し、目標相対回転角度θrを示す
指令信号を転舵角可変制御装置５２へ出力する。

【００３０】また操舵制御装置４６は転舵角可変装置３
０の作動による自動操舵によりステアリングホイール１
４へ伝達される反力トルクを相殺するための補正転舵ト
ルクＴeを目標相対回転角度θrに基づいて演算し、補正
転舵トルクＴeを示す指令信号を電動パワーステアリン
グ制御装置５４へ出力する。

【００３１】転舵角可変制御装置５２は運転者による通
常操舵時には転舵角可変装置３０の相対回転角度を０に
維持し、操舵制御装置４６より目標相対回転角度θrを
示す信号が入力されたときには、ロアステアリングシャ
フト２２Ｂがアッパステアリングシャフト２２Ａに対し
相対的に目標相対回転角度θr回転するよう目標相対回
転角度θrに基づき転舵角可変装置３０の電動機３６を
制御し、これにより左右の前輪１０FL及び１０FRを自動
操舵し、車輌のヨーレート偏差Δγを低減して車輌の旋
回時の走行安定性を向上させる。

【００３２】電動パワーステアリング制御装置５４は操
舵トルクＴs及び車速Ｖに応じて運転者の操舵負荷を軽
減するための補助転舵トルクＴabを演算し、補助転舵ト
ルクＴabと操舵制御装置４６より入力される補正転舵ト
ルクＴeとの和を目標補助転舵トルクＴaとして演算し、
目標補助転舵トルクＴaに基づき電動式パワーステアリ
ング装置１６の電動機２２を制御することにより、操舵
アシストを行うと共に自動操舵時に於ける転舵角可変装
置３０の作動により発生する反力トルクを相殺する。

【００３３】特に図示の実施形態に於いては、操舵制御
装置４６は転舵角可変装置３０の作動により発生される
反力トルクとこれを相殺すべく電動式パワーステアリン
グ装置１６により発生される補正転舵トルクＴeに対応
するトルクとが互いに同期して発生し、これにより転舵
角可変装置３０の作動により発生される反力トルクが補
正転舵トルクＴeに対応するトルクによって確実に且つ
適切に相殺されるよう、電動パワーステアリング制御装
置５４に対する指令信号の出力タイミングを制御する。

【００３４】尚図１には詳細に示されていないが、操舵
制御装置４６、転舵角可変制御装置５２、電動パワース
テアリング制御装置５４はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲ
ＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性の
コモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュー
タ及び駆動回路よりなっていてよい。また操舵角センサ
４０及び４４、トルクセンサ４２、ヨーレートセンサ５
０はそれぞれ車輌の左旋回方向への操舵の場合を正とし
て操舵角θs及びθa、操舵トルクＴs、ヨーレートγを
検出する。

【００３５】次に図２に示されたフローチャートを参照
して図示の実施形態に於いて操舵制御装置４６により達
成される目標補助転舵量演算及びタイミング制御ルーチ
ンについて説明する。尚図２に示されたフローチャート
による制御は図には示されていないイグニッションスイ
ッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行
される。

【００３６】まずステップ１０に於いては操舵角θsを
示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いて
は操舵角θsに基づき前輪の実舵角δが演算され、Ｈを
車輌のホイールベースとし、Ｋhをスタビリティファク
タとして下記の式１に従って車輌の目標ヨーレートγt
が演算され、目標ヨーレートγtと検出ヨーレートγと
の偏差Δγ（＝γt−γ）が演算される。 γt＝Ｖ・δ／（１＋Ｋh・Ｖ²）Ｈ ……（１）

【００３７】ステップ３０に於いてはヨーレート偏差Δ
γに基づき図３に示されたグラフに対応するマップより
転舵角可変装置３０の目標補助転舵量、即ちアッパステ
アリングシャフト２２Ａに対するロアステアリングシャ
フト２２Ｂの目標相対回転角度θrが演算される。

【００３８】ステップ４０に於いてはＩを転舵角可変装
置３０の電動機３６等の慣性モーメントとし、Ｃを転舵
角可変装置３０等の粘性係数とし、αを電動式パワース
テアリング装置１６の転舵角とし、θrd及びθrtdをそ
れぞれ目標相対回転角度θrの微分値及び二階微分値と
して、下記の式２に従って転舵角可変装置３０による自
動操舵により発生される反力トルクを相殺するためのフ
ィードフォワード制御量である補正転舵トルクＴeが演
算される。 Ｔe＝Ｉθrtd＋Ｃθrd−αＴs……（２）

【００３９】ステップ５０に於ては転舵角可変制御装置
５２へ目標相対回転角度θrを示す指令信号が送信さ
れ、ステップ６０に於てはタイマのカウント値Ｔが１イ
ンクリメントされ、ステップ７０に於てはタイマのカウ
ント値Ｔが基準値Ｔc（正の定数）以上であるか否かの
判別、即ち補正転舵トルクＴeを示す指令信号を電動パ
ワーステアリング制御装置５４へ出力すべきタイミング
であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたとき
にはステップ６０へ戻り、肯定判別が行われたときには
ステップ８０へ進み、補正転舵トルクＴeを示す指令信
号が電動パワーステアリング制御装置５４へ送信され
る。

【００４０】図６に示されている如く、操舵制御装置４
６に於いて目標相対回転角度θrが演算される時点ｔ1よ
り目標相対回転角度θrを示す指令信号が送信される時
点ｔ3までの時間をＴv1とし、時点ｔ3より転舵角可変制
御装置５２が目標相対回転角度θrを示す指令信号を受
信し転舵角可変装置３０の電動機３６が作動して自動操
舵のトルクが発生する時点ｔ7までの時間をＴv2とす
る。また操舵制御装置４６に於いて補正転舵トルクＴe
が演算される時点ｔ2より補正転舵トルクＴeを示す指令
信号が送信される時点ｔ4までの時間をＴe1とし、時点
ｔ4より電動パワーステアリング制御装置５４が補正転
舵トルクＴeを示す指令信号を受信し電動式パワーステ
アリング装置１６の電動機２２が作動して操舵アシスト
のトルクが発生する時点ｔ8までの時間をＴe2とする。

【００４１】上記ステップ７０の判別に於ける基準値Ｔ
cは、時点ｔ8が時点ｔ7と同一の時点になり、転舵角可
変装置３０による自動操舵により発生される反力トルク
及び電動式パワーステアリング装置１６により発生され
る補正転舵トルクＴeに対応するトルクが互いに同期し
て発生するよう、時点ｔ3より時点ｔ4までの時間ΔＴに
相当する値に設定される。

【００４２】尚図には示されていないが、転舵角可変制
御装置５２は操舵制御装置４６より目標相対回転角度θ
rを示す指令信号を受信すると、電動機３６を制御する
ことによりロアステアリングシャフト２２Ｂをアッパス
テアリングシャフト２２Ａに対し相対的に目標相対回転
角度θr回転させ、これにより左右の前輪１０FL及び１
０FRを自動操舵する。

【００４３】次に図４に示されたフローチャートを参照
して図示の実施形態に於いて電動パワーステアリング制
御装置５４により達成される補助転舵力制御ルーチンに
ついて説明する。尚図４に示されたフローチャートによ
る制御も図には示されていないイグニッションスイッチ
の閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行され
る。

【００４４】まずステップ１１０に於いてはトルクセン
サ４２により検出された操舵トルクＴsを示す信号等の
読み込みが行われ、ステップ１２０に於いては操舵トル
クＴs及び車速Ｖに基づき図５に示されたグラフに対応
するマップより運転者の操舵負担を軽減するためのフィ
ードバック制御量である補助転舵トルクＴabが演算され
る。この場合図５より解る如く、補助転舵トルクＴabの
大きさは、操舵トルクＴsの大きさが大きいほど大きく
なり、同一の操舵トルクＴsについて見て車速Ｖが高い
ほど小さくなるよう演算される。

【００４５】ステップ１３０に於いては操舵制御装置４
６より入力された補正転舵トルクＴeを示す信号の読み
込みが行われ、ステップ１４０に於いては電動式パワー
ステアリング装置１６の目標補助転舵トルクＴaが補助
転舵トルクＴabと補正転舵トルクＴeとの和として演算
され、ステップ１５０に於いては目標補助転舵トルクＴ
aに基づき電動式パワーステアリング装置１６の電動機
２２に対する目標駆動電流が演算され、該目標駆動電流
に基づき電動機２２が制御される。

【００４６】かくして図示の実施形態によれば、ステッ
プ２０及び３０に於いて車輌のヨーレートγを目標ヨー
レートγtにして車輌を安定的に旋回走行させるべく左
右前輪を自動操舵するための目標制御量として転舵角可
変装置３０の目標補助転舵量、即ちアッパステアリング
シャフト２２Ａに対するロアステアリングシャフト２２
Ｂの目標相対回転角度θrが演算され、ステップ４０に
於いて転舵角可変装置３０による自動操舵により発生さ
れる反力トルクを相殺するための補正転舵トルクＴeが
演算される。

【００４７】またステップ５０に於いて転舵角可変制御
装置５２へ目標相対回転角度θrを示す指令信号が出力
され、転舵角可変装置３０による自動操舵により発生さ
れる反力トルク及び電動式パワーステアリング装置１６
により発生される補正転舵トルクＴeに対応するトルク
が互いに同期して発生するよう、ステップ６０〜８０に
於いて目標相対回転角度θrを示す指令信号が転舵角可
変制御装置５２へ送信されるタイミングを基準にして、
目標補助転舵トルクＴaを示す指令信号が電動パワース
テアリング制御装置５４へ送信されるタイミングが制御
される。

【００４８】そしてステップ１２０に於いて運転者の操
舵負担を軽減するための補助転舵トルクＴabが演算さ
れ、ステップ１３０及び１４０に於いて電動式パワース
テアリング装置１６の目標補助転舵トルクＴaが補助転
舵トルクＴabと補正転舵トルクＴeとの和として演算さ
れ、ステップ１５０に於いて目標補助転舵トルクＴaに
基づき電動式パワーステアリング装置１６が制御され
る。

【００４９】従って車輌のヨーレートγが目標ヨーレー
トγtになるよう自動操舵を実行することによって車輌
を安定的に旋回走行させることができると共に、転舵角
可変装置３０の作動により発生される反力トルクを補正
転舵トルクＴeに対応するトルクによって確実に且つ適
切に相殺することができ、これにより自動操舵の反力ト
ルクがステアリングホイール１４へ伝達されることに起
因して運転者が違和感を感じることを確実に防止するこ
とができる。

【００５０】例えば運転者により操舵されることなく自
動操舵が行われる場合の反力トルクが転舵角可変装置３
０の相対回転角度に対し図７に於いて二点鎖線にて示さ
れている如く変化するとすると、補助転舵トルクＴabに
よって操舵トルクが低減されることにより運転者が感じ
るトルクは図７に於いて破線にて示されている如く減少
し、更に自動操舵による反力トルクが補正転舵トルクＴ
eにより相殺されるので、運転者が感じるトルクは図７
に於いて実線にて示されている如く大幅に減少し、自動
操舵の方向が反転する際のトルクの変動も大幅に低減さ
れる。

【００５１】特に図示の実施形態によれば、補正転舵ト
ルクＴeを示す信号についてのみ出力のタイミングが制
御され、補助転舵トルクＴabを示す信号の出力は遅延さ
れないので、補助転舵トルクＴabに対応する補助転舵ト
ルクの発生が遅れることに起因して運転者が不自然な操
舵感を感じることを確実に防止することができる。

【００５２】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。

【００５３】例えば上述の実施形態に於いては、目標相
対回転角度θrを示す指令信号が転舵角可変制御装置５
２へ出力され、目標補助転舵トルクＴaを示す指令信号
が電動パワーステアリング制御装置５４へ出力されるよ
うになっているが、転舵角可変制御装置５２へ出力され
る指令信号は目標相対回転角度θrに対応する電動機３
６に対する目標駆動電流であってもよく、また電動パワ
ーステアリング制御装置５４へ出力される指令信号は目
標補助転舵トルクＴaに対応する電動機２２に対する目
標駆動電流であってもよい。

【００５４】また上述の実施形態に於いては、転舵角可
変装置３０による自動操舵により発生される反力トルク
を相殺するための補正転舵トルクＴeは上記式２に従っ
て演算されるようになっているが、補正転舵トルクＴe
は当技術分野に於いて公知の任意の態様にて演算されて
よく、特に転舵角可変制御装置５２へ出力される指令信
号が目標相対回転角度θrに対応する電動機３６に対す
る目標駆動電流である場合には、補正転舵トルクＴeは
電動機３６に対する目標駆動電流に基づいて演算される
よう修正されてよい。

【００５５】また上述の実施形態に於いては、操舵トル
クＴs及び車速Ｖに運転者の操舵負担を軽減するための
フィードバック制御量である補助転舵トルクＴabが演算
され、電動式パワーステアリング装置１６の目標補助転
舵トルクＴaが補助転舵トルクＴabと補正転舵トルクＴe
との和として演算されるようになっているが、フィード
バック制御量は省略されてもよい。

【００５６】また上述の実施形態に於いては、転舵角可
変制御装置５２は運転者による通常操舵時には転舵角可
変装置３０の相対回転角度を０に維持するようになって
いるが、転舵角可変装置３０は自動操舵が行われない通
常操舵時にはアッパステアリングシャフト２２Ａの回転
角度に対するロアステアリングシャフト２２Ｂの回転角
度の比が例えば車速Ｖが高いほど小さくなるよう、車輌
の走行状況に応じてギヤ比可変装置として使用されても
よい。

【００５７】また上述の実施形態に於いては、操舵輪の
目標転舵量は車輌の実ヨーレートと車輌の目標ヨーレー
トとの偏差を低減するための目標転舵量であるが、例え
ば前述の特開平１１−７３５９７号公報に記載されてい
る如く、車輌を走行車線に沿って走行させるための目標
転舵量や、例えば特開平１０−３１７９９号公報に記載
されている如く、レーザレーダ等により車輌前方の障害
物が検出される場合には、車輌前方の障害物を回避する
ための目標転舵量であってよく、更にはこれら以外の任
意の目標転舵量であってもよい。

【００５８】また上述の実施形態に於いては、転舵角可
変装置３０は転舵角可変制御装置５２により制御され、
電動式パワーステアリング装置１６は電動パワーステア
リング制御装置５４により制御され、転舵角可変制御装
置５２及び電動パワーステアリング制御装置５４は操舵
制御装置４６により制御されるようになっているが、こ
れらの少なくとも二つの制御装置が一つの制御装置に統
合されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】転舵角可変装置及び電動式パワーステアリング
装置を備えたセミステアバイワイヤ式の車輌に適用され
た本発明による車輌用自動操舵装置の一つの実施形態を
示す概略構成図である。

【図２】実施形態に於ける操舵制御装置により達成され
る目標補助転舵量演算及びタイミング制御を示すフロー
チャートである。

【図３】ヨーレート偏差Δγと目標相対回転角度θrと
の間の関係を示すグラフである。

【図４】実施形態に於ける電動パワーステアリング制御
装置により達成される補助転舵力制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図５】車速Ｖ及び操舵トルクＴsと目標転舵トルクＴa
bとの間の関係を示すグラフである。

【図６】実施形態に於ける操舵制御装置、転舵角可変制
御装置、電動パワーステアリング制御装置により達成さ
れる各制御のタイミングを示す説明図である。

【図７】運転者により操舵されることなく自動操舵が行
われる場合の反力トルクが実施形態により低減されるこ
とを示す解図的グラフである。

【符号の説明】

１０FR〜１０RL…車輪 １６…電動式パワーステアリング装置 ２８Ａ…アッパステアリングシャフト ２８Ｂ…ロアステアリングシャフト ３０…転舵角可変装置 ４０、４４…操舵角センサ ４２…トルクセンサ ４６…操舵制御装置 ４８…車速センサ ５０…ヨーレートセンサ ５２…転舵角可変制御装置 ５４…電動パワーステアリング（電動ＰＳ）制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングホイールと操舵輪との間の操
   舵系に設けられ前記ステアリングホイールに対し相対的
   に前記操舵輪を補助転舵する補助転舵手段と、前記操舵
   系に設けられ前記操舵輪の転舵を補助する補助転舵力を
   発生する補助転舵力発生手段と、前記補助転舵手段及び
   前記補助転舵力発生手段を制御する制御手段とを有する
   セミステアバイワイヤ式の車輌用自動操舵装置にして、
   前記補助転舵力発生手段は前記補助転舵手段と前記操舵
   輪との間の前記操舵系に設けられ、前記制御手段は前記
   補助転舵手段の目標補助転舵量を演算する目標補助転舵
   量演算手段と、前記補助転舵手段が前記目標補助転舵量
   に基づき前記操舵輪を補助転舵する際の反力に起因して
   前記ステアリングホイールに作用する反力トルクを低減
   するための反力低減転舵力を前記目標補助転舵量に基づ
   いて演算する反力低減転舵力演算手段と、前記目標補助
   転舵量に基づき前記補助転舵手段を制御する補助転舵制
   御手段と、前記反力低減転舵力に基づいて前記補助転舵
   力発生手段を制御する補助転舵力制御手段と、前記補助
   転舵手段により前記操舵輪が補助転舵されることによる
   反力及び前記補助転舵力発生手段により前記反力低減転
   舵力に基づいて発生される補助転舵力が互いに同期して
   発生するよう、前記補助転舵制御手段及び前記補助転舵
   力制御手段の制御タイミングを制御するタイミング制御
   手段とを有することを特徴とする車輌用自動操舵装置。
2. 【請求項２】ステアリングホイールと操舵輪との間の操
   舵系に設けられ前記ステアリングホイールに対し相対的
   に前記操舵輪を補助転舵する補助転舵手段と、前記操舵
   系に設けられ前記操舵輪の転舵を補助する補助転舵力を
   発生する補助転舵力発生手段と、前記補助転舵手段及び
   前記補助転舵力発生手段を制御する制御手段とを有する
   セミステアバイワイヤ式の車輌用自動操舵装置にして、
   前記補助転舵力発生手段は前記補助転舵手段と前記操舵
   輪との間の前記操舵系に設けられ、前記制御手段は前記
   操舵系のトルクを検出する手段と、前記検出されたトル
   クに基づき運転者の操舵トルクを低減するための目標補
   助転舵力を演算する目標補助転舵力演算手段と、前記補
   助転舵手段の目標補助転舵量を演算する目標補助転舵量
   演算手段と、前記補助転舵手段が前記目標補助転舵量に
   基づき前記操舵輪を補助転舵する際の反力に起因して前
   記ステアリングホイールに作用する反力トルクを低減す
   るための反力低減転舵力を前記目標補助転舵量に基づい
   て演算する反力低減転舵力演算手段と、前記目標補助転
   舵量に基づき前記補助転舵手段を制御する補助転舵制御
   手段と、前記反力低減転舵力にて補正された前記目標補
   助転舵力に基づいて前記補助転舵力発生手段を制御する
   補助転舵力制御手段と、前記補助転舵手段により前記操
   舵輪が補助転舵されることによる反力及び前記補助転舵
   力発生手段により前記反力低減転舵力にて補正された前
   記目標補助転舵力に基づいて発生される補助転舵力が互
   いに同期して発生するよう、前記補助転舵制御手段及び
   前記補助転舵力制御手段の制御タイミングを制御するタ
   イミング制御手段とを有することを特徴とする車輌用自
   動操舵装置。