JP2007210374A - 車両の操舵制御装置及び操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の構造の制約を受けずに所望の操舵性を得る。
【解決手段】本発明の操舵装置によれば、左右前輪を支持する車体３の上下動に伴うステアリングリンク５Ｌ，５Ｒの横方向の長さの変化量を打ち消す方向にＥＰＳモータ１３Ｌ，１３Ｒの制御量が補正される。このため、バンプステアが発生したとしても、左右前輪の切れ角がその影響で変化してしまうのが防止又は抑制される。また、車輪の切れ角を直接補正するため、車両の構造の制約を受けずに所望の操舵性が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の操舵制御装置及び操舵装置に関し、特にステアリング機構に対する操舵入力に応じて左右車輪の切れ角を制御する操舵制御装置及び操舵装置に関する。

車両には、その走行性及び操作性を向上させるためのホイール・アライメント（車軸整列）が設定されている。すなわち、キャスタ、キャンバ、トーイン等の要素を車輪に持たせることにより、車両はステアリングホイール（「ハンドル」ともいう）を手に軽く当てているだけで直進し、スムーズにカーブを曲がることができ、そのカーブを曲がり終わるとハンドルが自然に戻って直進状態になるのである。

このうち、特に車両の操舵性に影響があるのがトー角、つまり車両の進行方向に対する車輪の角度である。左右の車輪が車両の進行方向に対して平行であればトー角はゼロであり、車体前方で車輪の先端がそれぞれ内側を向くつま先閉じのものが「トーイン」、車体前方で車輪の先端がそれぞれ外側を向くつま先開きのものが「トーアウト」と呼ばれる。車両の直進性、転がり感及び燃費の観点からはトー角がゼロであるのが望ましい。しかし、ハンドル操作を容易にするためにキャンバ角をつけたことによって車輪が外側へ転がろうとするのを修正するために、一般にトーインが採用されることが多い。

ところで、このように操舵性を良好にするトー角を設定しても、車両にローリングやピッチングが発生したときには、慣性力による車輪の支持部の沈み込みによってトー角が変化するバンプステアが発生する。図９は、バンプステアの発生による操舵制御への影響の例を表す説明図である。（Ａ）は左側前輪の概略を示す正面図を表し、（Ｂ）は左側前輪の概略を示す平面図を表している。また、同図（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれにおいて、左側にはバンプステアが発生していない状態が表され、右側にはバンプステア発生時の状態が表されている。

例えば、車両のカーブ走行時や車両の積載重量が大きくなったときのように、サスペンションが沈み込むような状態などを想定する。同図（Ａ）の例では、その左側に示されるように、車両への負荷が通常走行時の１Ｇの状態ではステアリングリンク１０２の長さが水平であるが、負荷が大きくなったことにより、右側に示されるように車輪１０１を支持するサスペンションが沈み込んでステアリングリンク１０２の傾き角度θが発生している。それにより、同図（Ｂ）に示されるように、ステアリングリンク１０２の横方向の長さ（上下方向に見たときの投影長さ）が通常走行時のＬよりもＬ（１−COSθ）短くなる。その結果、操舵入力とは無関係に車輪が回動し、本来の切れ角よりも外向きになるような事態が発生する。

このようなバンプステアは、車両の構造そのものに起因して発生するものであり、ステアリング系の部品配置の自由度によって制約を受けるものである。特に、ステアリング機構はエンジンルーム内に設置されるため、その配置自由度が低く、バンプステア発生時の適切な操舵性を得ることができない場合がある。

これに対し、例えば左右の車輪のキャンバ角をそれぞれ独立に制御・駆動するアクチュエータを備え、左右の車輪のキャンバ角の変化量の相違に基づいて車両を操舵する操舵装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

これは、左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量とを互いに相違させることで、そのキャンバ角の変化量に応じて車両が操舵されるものである。
特開２００１−１３０４２７号公報

しかしながら、このような操舵装置もキャンバ角を変化させられる範囲が車両の構造による制約を受けるため、操舵角の自由な補正を行うことはできない。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、車両の構造の制約を受けずに所望の操舵性が得られる操舵制御装置及び操舵装置を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、操舵入力に基づいて左右車輪の操舵角を制御する車両の操舵制御装置であって、前記左右車輪に個別に設けられたステアリングリンクをそれぞれ駆動し、前記左右車輪のそれぞれの切れ角を独立に変化させるアクチュエータを制御する制御手段と、前記左右車輪の支持部の上下動に伴う各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を算出し、前記変化量を打ち消す方向に前記アクチュエータの制御量を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置が提供される。

なお、ここでいう「操舵角」は、ステアリングホイール等の操舵部材を手動で操作したときの操舵入力や自動操舵装置による操舵入力等に基づき、左右車輪全体として操舵制御される角度を意味する。一方、「切れ角」は、左右車輪の個々の車輪についての動作角度を意味する。また、この操舵制御装置が適用される車両においては、ステアリングリンクは左右車輪について個別に設けられるが、アクチュエータについては左右車輪について個別に設けられていてもよいし、共通に設けられていてもよい。

また、「ステアリングリンクの横方向の長さ」とは、ステアリングリンクの上下方向への投影長さを意味する。したがって、ステアリングリンクの横方向の長さが短くなると、車輪のステアリングリンクとの接続部が車両の内側に引き込まれるように動作する。

このような操舵制御装置によれば、左右車輪の支持部の上下動に伴う各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を打ち消す方向にアクチュエータの制御量が補正される。このため、バンプステアが発生したとしても、車輪の切れ角がその影響で変化してしまうのが防止又は抑制される。

また、本発明では、操舵入力に基づいて左右車輪の操舵角を制御する車両の操舵装置であって、前記左右車輪に個別に設けられたステアリングリンクを含むステアリング機構と、前記操舵入力に基づいて前記ステアリングリンクをそれぞれ駆動し、前記左右車輪のそれぞれの切れ角を独立に変化させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御し、前記左右車輪の支持部の上下動に伴う各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を算出し、前記変化量を打ち消す方向に前記アクチュエータの制御量を補正する操舵制御装置と、を備えたことを特徴とする車両の操舵装置が提供される。

このような操舵装置によれば、操舵制御装置により、左右車輪の支持部の上下動に伴う各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を打ち消す方向にアクチュエータの制御量が補正される。このため、バンプステアが発生したとしても、車輪の切れ角がその影響で変化してしまうのが防止又は抑制される。

本発明の操舵制御装置及び操舵装置によれば、左右車輪の支持部の上下動の影響で車輪の切れ角がその影響で変化してしまうのが防止又は抑制される。また、車輪の切れ角を直接制御するため、車両の構造の制約を受けずに所望の操舵性が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る車両の操舵装置の概略構成を表す正面図である。

この車両の操舵装置は、ステアリングホイール１の操作による操舵入力に基づいて左右前輪の操舵角を制御するものであり、電動式パワーステアリング（「ＥＰＳ」と表記する）からなるステアリング機構を備える。

このステアリング機構は、右前輪２Ｒと左前輪２Ｌの切れ角（つまり、車輪の車体にほぼ平行な状態から旋回方向への回動角度）を独立に制御できるように構成されている。すなわち、車体３には右ラック４Ｒ及び左ラック４Ｌがそれぞれ配設されている。

右ラック４Ｒには、ボールジョイントを介して一端が接続された右ステアリングリンク５Ｒが側方に延出している。右ステアリングリンク５Ｒの他端には、ボールジョイント等を介して右前輪２Ｒが接続されている。右前輪２Ｒの上下には、車体３から延出したアッパーアーム６Ｒ及びロアアーム７Ｒがそれぞれボールジョイント等を介して接続されている。ロアアーム７Ｒには、図示しないコイルスプリングを支持したショックアブソーバ８Ｒの一端が接続され、ともにサスペンションを構成している。ショックアブソーバ８Ｒの他端部は、車体３に固定されている。

また、右ラック４Ｒには、右ピニオン１１Ｒ，ヘリカルギヤ１２Ｒ，電動式の右ＥＰＳモータ１３Ｒが順次接続され、ステアリングホイール１から延出したステアリングシャフト１５の先端部につながっている。

一方、左ラック４Ｌにも、ボールジョイントを介して一端が接続された左ステアリングリンク５Ｌが側方に延出している。左ステアリングリンク５Ｌの他端には、ボールジョイント等を介して左前輪２Ｌが接続されている。左前輪２Ｌの上下には、車体３から延出したアッパーアーム６Ｌ及びロアアーム７Ｌがそれぞれボールジョイント等を介して接続されている。ロアアーム７Ｌには、図示しないコイルスプリングを支持したショックアブソーバ８Ｌの一端が接続され、ともにサスペンションを構成している。ショックアブソーバ８Ｌの他端部は、車体３に固定されている。

また、左ラック４Ｌには、左ピニオン１１Ｌ，ヘリカルギヤ１２Ｌ，電動式の左ＥＰＳモータ１３Ｌが順次接続され、ステアリングホイール１から延出したステアリングシャフト１５の先端部につながっている。

さらに、車体３におけるショックアブソーバ８Ｒの近傍には、車体３に対する右ステアリングリンク５Ｒの角度の変化を検出する検出器１６Ｒが設けられ、ショックアブソーバ８Ｌの近傍には、車体３に対する左ステアリングリンク５Ｌの角度の変化を検出する検出器１６Ｌが設けられている。

車両の内部には、上記ＥＰＳを制御するための電子制御装置（以下「ＥＰＳ−ＥＣＵ」という：「操舵制御装置」に該当する）２０が設けられている。ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを中心に構成され、各種演算処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)、各種の制御演算プログラムやデータを格納したＲＯＭ(Read Only Memory)、演算過程の数値やフラグが所定領域に格納されるＲＡＭ(Random Access Memory)、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ(Analog/Digital)コンバータ、各種デジタル信号が入出力される入出力インタフェース、及びこれら各機器がそれぞれ接続されるバスラインなどを備えている。ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって所定の制御処理を行う。

すなわち、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１の操作による操舵入力と、図示しないステアリングコラムに内蔵されたトルクセンサから得られる操舵トルクとに基づいてアシスト量を算出し、右ＥＰＳモータ１３Ｒ及び左ＥＰＳモータ１３Ｌに通電を行い、これを駆動制御する。このとき、右ＥＰＳモータ１３Ｒの回転がヘリカルギヤ１２Ｒを介して右ピニオン１１Ｒに伝達され、右ラック４Ｒが左右に駆動制御される。それにより、右前輪２Ｒの切れ角が制御される。また、左ＥＰＳモータ１３Ｌの回転がヘリカルギヤ１２Ｌを介して左ピニオン１１Ｌに伝達され、左ラック４Ｌが左右に駆動制御される。それにより、左前輪２Ｌの切れ角が制御される。

そして、左右前輪の少なくとも一方を支持するサスペンション（「支持部」に該当する）が車輪に対して相対的に沈み込み、バンプステアが発生したような場合には、沈み込んだ側の検出器からステアリングリンクの角度の変化を表す信号が出力される。ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、この出力信号を受けると、後述するように各ＥＰＳモータの制御量を補正する。

次に、バンプステア発生時の操舵制御の補正方法について説明する。図２は、この操舵制御の補正方法を表す説明図である。（Ａ）はバンプステアが発生していない状態を表し、（Ｂ）はバンプステア発生時の状態を表している。なお、この操舵制御の補正は左右前輪とも同様の方法で行われるため、ここでは右前輪のみが図示されている。ここでは、車両のカーブ走行時にサスペンションが沈み込んだときを例に説明する。

同図（Ａ）に示すように、車両が通常走行しておりバンプステアが発生していない状態では、右ステアリングリンク５Ｒがほぼ水平となっている。そして、カーブ走行によりサスペンションへの上下方向の負荷が大きくなったことにより、同図（Ｂ）に示すように、右前輪２Ｒを支持するアーム６Ｒ，７Ｒが沈み込んで右ステアリングリンク５Ｒの水平方向からの傾き角度θが発生している。検出器１６Ｒは、このとき右ステアリングリンク５Ｒの角度の変化θをＥＰＳ−ＥＣＵ２０に向けて出力する。

ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、この出力信号を受けて、右ステアリングリンク５Ｒの横方向の長さ（ここでは、右ステアリングリンク５Ｒの水平面への上下方向の投影長さに相当する）の変化量ΔＬを、下記式（１）により算出する
ΔＬ＝Ｌ（１−COSθ） ・・・（１）
Ｌ：右ステアリングリンク５Ｒの全長（ボールジョイント間の距離）
そして、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１の操作による操舵入力等に基づく右ラック４Ｒの移動量に対してΔＬを加算したものを補正後の移動量とし、この補正後の移動量が得られるように右ＥＰＳモータ１３Ｒの制御量（つまり通電量）を補正する。

これにより、バンプステアによって右ステアリングリンク５Ｒが横方向に短くなったことの影響が解消され、右前輪２Ｒは、ステアリングホイール１の操作量に合致した切れ角となる。

なお、左前輪２Ｌについても同様に、ステアリングホイール１の操作による操舵入力に基づく左ラック４Ｌの移動量に対して、上記式（１）から算出したΔＬを加算したものを補正後の移動量とし、この補正後の移動量が得られるように左ＥＰＳモータ１３Ｌの制御量を補正する。

図３は、上記操舵制御の補正による作用効果を表す概略的な平面図である。（Ａ）はバンプステアが発生している補正前の状態を表し、（Ｂ）は補正後の状態を表している。なお、同図では、車両が左旋回している例が表され、参考までにバンプステアが発生していないときのステアリングリンクの状態（横方向の長さ）が点線で示されている。

同図（Ａ）に示すように、車両の設定がバンプアウトであり、カーブ走行時に両ステアリングリンクの横方向の長さが直進時よりも短くなるような場合には、左右前輪がつま先開き側に動作し、左前輪２Ｌの切れ角がバンプステアがないときよりも大きくなり、右前輪の切れ角がバンプステアがないときよりも小さくなる。

しかし、上述のように各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量ΔＬが打ち消される方向に補正されるため（この変化量ΔＬは左右前輪で異なる場合がある）、同図（Ｂ）に示すように、前輪外側（右前輪２Ｒ）の切れ角が増やされ、前輪内側（左前輪２Ｌ）の切れ角が減らされる。これにより、ステアリングホイール１の操作量に合致した前輪の操舵角が得られる。その結果、ドライバが違和感をもつことなく、車両はスムーズにカーブを走行することができる。

逆に、車両の設定がバンプインであり、カーブ走行時に両ステアリングリンクの横方向の長さが直進時よりも長くなるような場合には、左右前輪がつま先閉じ側に動作し、左前輪２Ｌの切れ角がバンプステアがないときよりも小さくなり、右前輪の切れ角がバンプステアがないときよりも大きくなる。

しかし、上述のように各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量ΔＬが打ち消される方向に補正されるため（この変化量ΔＬは左右前輪で異なる場合がある）、前輪外側（右前輪２Ｒ）の切れ角が減らされ、前輪内側（左前輪２Ｌ）の切れ角が増やされる。これにより、ステアリングホイール１の操作量に合致した前輪の操舵角が得られる。

図４は、上記操舵制御の補正による他の作用効果を表す概略的な平面図である。（Ａ）は、バンプステアが発生していない状態を表している。（Ｂ）は、バンプステア発生時の補正がない状態を表している。（Ｃ）は、バンプステア発生時の補正後の状態を表している。なお、同図では、車両が直進している場合の例が表され、バンプステアが発生していないときのステアリングリンクの状態（横方向の長さ）が点線で示されている。

バンプステアは、車両のカーブ走行時にみられる車体のローリング時のみならず、ブレーキや加減速によるピッチング時においても発生する。例えば、同図（Ａ）に示すように車両が直進する場合であっても、減速などにより車体が前沈みの状態になる。このとき、車両の設定がバンプアウトであり、その減速時に両ステアリングリンクの横方向の長さが定常走行時よりも短くなるような場合には、同図（Ｂ）に示すように左右前輪のトー角がトーアウトの状態になる。

しかし、上述のように各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量ΔＬが打ち消される方向（トーイン側）に補正されるため（この変化量ΔＬは左右前輪で異なる場合がある）、両ラックが外側に移動されることにより、同図（Ｃ）に示すように、トー角が一定に保たれる。

逆に、車両の加速時に車体が前上がりの状態になっても、上記補正によって両ラックが外側に移動されることにより、トー角が一定に保たれる。これにより、車両の加減速にかかわらず安定した走行状態を維持することができる。

図５は、上記操舵制御の補正による他の作用効果を表す概略的な平面図である。（Ａ）は、バンプステアが発生していない状態を表している。（Ｂ）は、バンプステア発生時の補正がない状態を表している。（Ｃ）は、バンプステア発生時の補正後の状態を表している。なお、同図ではバンプインに設定された車両が直進している場合の例が表され、バンプステアが発生していないときのステアリングリンクの状態（横方向の長さ）が点線で示されている。

車両がバンプインに設定されて同図（Ａ）に示すように直進する場合であっても、加減速などにより車体が前沈みの状態になる。すなわち、車両の加減速時には、両ステアリングリンクの横方向の長さが定常走行時よりも長くなり、同図（Ｂ）に示すように左右前輪のトー角がトーインの状態になる。

しかし、上述のように各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量ΔＬが打ち消される方向（トーイン側への動作を制限する方向）に補正されるため（この変化量ΔＬは左右前輪で異なる場合がある）、両ラックが内側に移動されることにより、同図（Ｃ）に示すように、トー角が一定に保たれる。

以上に説明したように、本実施の形態の操舵装置によれば、左右前輪を支持する車体３の上下動に伴うステアリングリンク５Ｌ，５Ｒの横方向の長さの変化量を打ち消す方向にＥＰＳモータ１３Ｌ，１３Ｒの制御量が補正される。このため、バンプステアが発生したとしても、左右前輪の切れ角がその影響で変化してしまうのが防止又は抑制される。また、車輪の切れ角を直接補正するため、車両の構造の制約を受けずに所望の操舵性が得られる。

なお、本実施の形態では図２に示したように、右前輪２Ｒについて、右ステアリングリンク５Ｒの角度の変化θを検出し、上記式（１）から右ステアリングリンク５Ｒの横方向の長さの変化量ΔＬを算出する例を示したが、アッパーアーム６Ｒ又はロアアーム７Ｒの角度の変化θ’を検出し、これによりθを算出して上記式（１）から変化量ΔＬを算出するようにしてもよい。なお、θとθ’との間には下記式（２）の関係が成立する。

Ｌ・SINθ＝Ｌ’・SINθ’ ・・・（２）
Ｌ’：アッパーアーム６Ｒ又はロアアーム７Ｒの全長（ボールジョイント間の距離）
あるいは、この変化量をショックアブソーバ８Ｒのストローク量を検出することによって算出してもよい。このストローク量は、ショックアブソーバ８Ｒのロッドの軸線方向の変位量を検出する図示しない検出器の出力値から得ることができる。

すなわち、ロアアーム７Ｒの沈み込みによるショックアブソーバ８Ｒのストローク量を図示のようにｌとすると、下記式（３）の関係が成立する。
ｋ・Ｌ’・SINθ’＝ｌ ・・・（３）
ｋ：比例定数
上記式（２）及び（３）からθを算出して上記式（１）から変化量ΔＬを算出することができる。

［第２の実施の形態］
図６は、第２の実施の形態に係る操舵制御の補正方法を表す説明図である。（Ａ）はバンプステアが発生していない状態を表し、（Ｂ）及び（Ｃ）はバンプステア発生時の状態を表している。なお、本実施の形態は、操舵制御の補正方法が段階的になされる点を除いては第１の実施の形態と同様である。このため、第１の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付すなどしてその説明を省略する。

バンプステアは車両の走行時のみならず、車両の停止時においても車載重量が増加することにより発生しうる。ここでは、車両の乗員や荷物による車載重量（負荷）の増加分をも考慮し、車両がエンジン始動時に停止している間に、乗員人数や荷物の積載量に伴う車載重量による右ステアリングリンク５Ｒの角度の変化θ１を検出し、予め右ＥＰＳモータ１３Ｒの制御量を補正する。

すなわち、検出器１６Ｒは、車両が同図（Ａ）に示す無負荷状態（標準仕様で車両の乗員や荷物による負荷がない状態）から同図（Ｂ）に示す負荷状態になったとき、つまり乗員や荷物が積み込まれたときの右ステアリングリンク５Ｒの角度の変化θ１をＥＰＳ−ＥＣＵ２０に向けて出力する。

ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、この出力信号を受けて、右ステアリングリンク５Ｒの横方向の長さの変化量ΔＬ１を、上記式（１）に基づく下記式（４）により算出する
ΔＬ１＝Ｌ（１−COSθ１） ・・・（４）
Ｌ：右ステアリングリンク５Ｒの全長
そして、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１の操作に対応する車両停止時の右ラック４Ｒの位置に対してΔＬ１を加算したものを補正後の位置とし、この補正後の位置が得られるように右ＥＰＳモータ１３Ｒの制御量を補正する。すなわち、車両停止時ではあるが右ＥＰＳモータ１３Ｒを駆動制御し、停止時のバンプステアによる影響を打ち消すように車輪の切れ角を予め調整しておく。これにより、車両が直進するときにおいても最適なトー角が得られるようになる。

そして、車両のカーブ走行によって負荷がさらに大きくなり、同図（Ｃ）に示すように、右前輪２Ｒを支持するアーム６Ｒ，７Ｒがさらに沈み込んで右ステアリングリンク５Ｒの水平方向からの傾き角度θ２が発生すると、検出器１６Ｒは、このときの右ステアリングリンク５Ｒの角度の変化θ２をＥＰＳ−ＥＣＵ２０に向けて出力する。

ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、この出力信号を受けて、右ステアリングリンク５Ｒの横方向の長さの変化量ΔＬを、下記式（５）により算出する
ΔＬ２＝Ｌ（１−COSθ２）−Ｌ（１−COSθ１） ・・・（５）
そして、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、ステアリングホイール１の操作による操舵入力に基づく右ラック４Ｒの移動量（上記ΔＬ１による補正が加味された移動量）に対してΔＬ２を加算したものを補正後の移動量とし、この補正後の移動量が得られるように右ＥＰＳモータ１３Ｒの制御量を補正する。

これにより、さらなるバンプステアによって右ステアリングリンク５Ｒが横方向に短くなったことの影響も解消され、右前輪２Ｒは、ステアリングホイール１の操作量に合致した切れ角となる。

なお、左前輪２Ｌについても同様に、ステアリングホイール１の操作による操舵入力に基づく左ラック４Ｌの移動量に対して、上記式（４）により算出されるΔＬ１及び上記式（５）により算出されるΔＬ２に基づく補正が行われ、左ＥＰＳモータ１３Ｌが制御される。なお、直進時など車両の操舵角がゼロの場合においては、左右前輪のいずれか一方について補正値を演算し、他方の補正を同じにするようにしてもよい。

以上に説明したように、本実施の形態においても、左右前輪を支持する車体３の上下動に伴う各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を打ち消す方向に各ＥＰＳモータの制御量が補正される。特に、車両停止時における補正が行われるため、車両の直進走行においてもバンプステアを解消した最適なトー角が得られるようになる。

なお、本実施の形態では、右ステアリングリンク５Ｒの角度の変化θ１，θ２に基づいた補正例を示したが、第１の実施の形態の変形例と同様に、アッパーアーム６Ｒ又はロアアーム７Ｒの角度の変化を検出し、これによりθ１，θ２を算出して上記式（５）から変化量ΔＬ１，ΔＬ２を算出するようにしてもよい。あるいは、ショックアブソーバ８Ｒのストローク量に基づいて変化量ΔＬ１，ΔＬ２を算出し、補正するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、上記補正をエンジン始動時に行う例を示したが、車両のシフトポジションがＰレンジからＤレンジ等に遷移したときに行うようにしてもよい。
また、ユーザによっては車両を改造して車高を変化させることもあるが、前輪トー角にアライメント補正を行った場合に、サスペンションのストローク変化による各ステアリングリンクの横方向の長さが変化してしまうことが予想される。

このため、空車時のサスペンションの位置情報と乗員や荷物による車載重量を検出する図示しない重量センサからの負荷情報とに基づいて車高の変化の有無を判断し、この車高の変化によるバンプステアの発生を考慮して上述した補正をするようにしてもよい。すなわち、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、トー角の補正をエンジン始動時やＰレンジからＤレンジ等への遷移ではなく、車高の変化を固定情報として記憶して処理する。

［第３の実施の形態］
本実施の形態において、図１に示されるＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、図示しないナビゲーション装置が所定の通信ラインを介して接続されており、そのナビゲーション情報に基づいて第１の実施の形態と同様の補正処理を実行する。

すなわち、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、ナビゲーション装置から取得した地図情報又は道路情報により、カーブが所定距離以上連続する区間を走行していると判断した場合にのみ、第１の実施の形態で説明した補正処理を実行する。具体的には、峠道のようにカーブが連続する区間では車体のローリング及びピッチングが頻繁に発生する可能性がある。そこで、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、ナビゲーション装置からこのようなカーブが連続する区間情報を得た場合にのみ、各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を打ち消す方向に各ＥＰＳモータの制御量を補正する。一方、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、通常走行時にはバンプステアの発生率が低いとして煩雑な制御の補正を行わないようにする。このような機能のオン／オフは、車室内に設けた所定の入力装置により設定可能とすることができる。

なお、本実施の形態では、ナビゲーション装置から車両が走行中のカーブの区間情報等を取得する例を示したが、例えば車両に搭載された画像認識装置などその他の道路情報取得手段から走行中の道路情報を取得し、カーブが所定距離以上連続しているような場合に同様の補正処理を行うようにしてもよい。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。

例えば、上記実施の形態の変形例では、ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を、ショックアブソーバのストローク量から算出した例を示したが、サスペンション等の支持部の他の部分の上下方向の変位量や、車体等に対する車輪の相対変位などを検出して算出するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、車両の標準仕様に基づく補正の例を示したが、例えばユーザの好みに応じて補正量を可変としてもよい。例えば、ユーザが車両のカーブ走行においてより曲がる特性を得たい場合には、ＥＰＳ−ＥＣＵ２０は、補正後の各ラックの位置を車輪の切れ角がより大きくなるように移動させるように補正してもよい。曲がらない特性を得たい場合には、その逆となる。このような場合、例えば車室内の所定の入力装置を介してユーザの好みを選択・入力できるようにすることが考えられる。

また、上記実施の形態では、左右前輪のアクチュエータとして右ＥＰＳモータ１３Ｒ及び左ＥＰＳモータ１３Ｌをそれぞれ設けた例を示したが、共通の１つの電動モータにより左右前輪を駆動するようにしてもよい。これは、左右前輪にそれぞれつながるギヤ部の減速比を変更するなどして実現することができる。

さらに、上記実施の形態では、左右前輪の切れ角を補正した例を示したが、左右後輪の切れ角についても同様に補正して制御するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では述べなかったが、各ＥＰＳモータの制御量の補正を急峻に行うと、車両の安定性を損ない、またドライバに違和感を与えるおそれがある。そこで、ステアリングリンクの横方向の長さの変化量に対して、各ＥＰＳモータの制御量を細分化して徐々に補正するようにしてもよい。図７は、操舵制御の補正方法の変形例を表す説明図である。（Ａ）は細分化前の補正の状態を表し、（Ｂ）は細分化したときの補正の状態を表している。同図において、横軸はステアリングリンクの横方向の長さの変化量に対応する傾き角θ又はストロークｌの変化量を表し、縦軸は補正量を表している。

すなわち、同図（Ａ）に示すように、通常の制御ステップで補正した場合に補正量が急峻になる場合には、同図（Ｂ）に示すように、補正量を細分化して徐々に目標値に近づけるようにしてもよい。このようにすることで、車両の安定性を維持することができる。

さらに、上記実施の形態では述べなかったが、車速が高いほど車両に加わる慣性力も大きくなるため、各ＥＰＳモータの制御量の補正が車両の安定性を損ない、またドライバに違和感を与える可能性が高くなると考えられる。そこで、車速に応じて上記補正の速度を変化させるようにしてもよい。図８は、操舵制御の補正方法の変形例を表す説明図である。（Ａ）は補正速度の変化前の補正の状態を表し、（Ｂ）は補正速度を変化させたときの補正の状態を表している。同図において、横軸は車速を表し、縦軸は補正速度を表している。

すなわち、同図（Ａ）に示すように、各ＥＰＳモータの制御量の補正速度を一定にするのではなく、車速が高くなるにしたがって補正速度が低くなるようにする。これにより、高速走行時のバンプステアの補正によって車両の状態変化が急峻になるのを防止し、車両の安定性を保持することができる。

ただし、車両が直進している場合には、補正速度によって車両の安定性が損なわれる可能性が低いため、車速に基づく補正速度の調整を行わないようにしてもよい。
なお、上記実施の形態ではサスペンションの形式について特に説明しなかったが、本発明は、例えばトレーリングアーム式、セミトレーリングアーム式、ダブルウィッシュボーン式、マルチリンク式、ストラット式など、様々なサスペンション形式の車両に適用することが可能である。また、複数のアーム等が連動するサスペンションであっても、そのサスペンションストロークとダンパストロークの変化比率が変わるだけであるため、同様の補正をすることができる。

第１の実施の形態に係る車両の操舵装置の概略構成を表す正面図である。 操舵制御の補正方法を表す説明図である。 操舵制御の補正による作用効果を表す概略的な平面図である。 操舵制御の補正による他の作用効果を表す概略的な平面図である。 操舵制御の補正による他の作用効果を表す概略的な平面図である。 第２の実施の形態に係る操舵制御の補正方法を表す説明図である。 操舵制御の補正方法の変形例を表す説明図である。 操舵制御の補正方法の変形例を表す説明図である。 バンプステアの発生による操舵制御への影響の例を表す説明図である。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２Ｒ 右前輪
２Ｌ 左前輪
３ 車体
４Ｒ 右ラック
４Ｌ 左ラック
５Ｒ 右ステアリングリンク
５Ｌ 左ステアリングリンク
６Ｒ，６Ｌ アッパーアーム
７Ｒ，７Ｌ ロアアーム
８Ｒ，８Ｌ ショックアブソーバ
１１Ｒ 右ピニオン
１１Ｌ 左ピニオン
１３Ｒ 右ＥＰＳモータ
１３Ｌ 左ＥＰＳモータ
１５ ステアリングシャフト
１６Ｒ，１６Ｌ 検出器

Claims (10)

1. 操舵入力に基づいて左右車輪の操舵角を制御する車両の操舵制御装置であって、
   前記左右車輪に個別に設けられたステアリングリンクをそれぞれ駆動し、前記左右車輪のそれぞれの切れ角を独立に変化させるアクチュエータを制御する制御手段と、
   前記左右車輪の支持部の上下動に伴う各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を算出し、前記変化量を打ち消す方向に前記アクチュエータの制御量を補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 前記補正手段は、前記支持部を構成するショックアブソーバのストローク量と前記ステアリングリンクの全長とに基づいて前記変化量を算出することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
3. 前記補正手段は、前記支持部を構成するアームの角度の変化又は前記ステアリングリンクの角度の変化と前記ステアリングリンクの全長とに基づいて前記変化量を算出することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
4. 前記補正手段は、前記車両のカーブ走行時に、前記車両に搭載された道路情報取得手段により取得した道路情報に基づき、カーブが所定距離以上連続する区間情報を得た場合にのみ、前記補正を実行することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
5. 前記補正手段は、
   前記車両が標準状態においてバンプアウトで設計されている場合には、前記左右車輪をトーイン側に補正し、
   前記車両が標準状態においてバンプインで設計されている場合には、前記左右車輪をトーイン側に補正するのを制限することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
6. 前記補正手段は、前記車両の静止時において無負荷状態から負荷状態となったときの前記変化量を算出し、その算出結果に応じて前記補正を行うことを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
7. 前記補正手段は、前記車両が静止及び無負荷時において標準仕様状態からの前記変化量を算出し、前記補正を行うことを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
8. 前記補正手段は、前記アクチュエータの制御量を細分化して補正することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
9. 前記補正手段は、前記アクチュエータの制御量の補正速度を、車速に基づいて変化させることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。
10. 操舵入力に基づいて左右車輪の操舵角を制御する車両の操舵装置であって、
    前記左右車輪に個別に設けられたステアリングリンクを含むステアリング機構と、
    前記操舵入力に基づいて前記ステアリングリンクをそれぞれ駆動し、前記左右車輪のそれぞれの切れ角を独立に変化させるアクチュエータと、
    前記アクチュエータを制御し、前記左右車輪の支持部の上下動に伴う各ステアリングリンクの横方向の長さの変化量を算出し、前記変化量を打ち消す方向に前記アクチュエータの制御量を補正する操舵制御装置と、
    を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。

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