JP3816800B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents
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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。
【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。
【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とされている。
【０００４】
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ている。その操作用アクチュエータにより、走行中においては車両運転条件、例えば舵角に比例する操作反力を付与することでドライバーに操舵フィーリングを与えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような操作用アクチュエータにより付与される操作反力を、舵角のような車両運転条件に応じて設定した場合、悪路における凹凸、障害物、突起、段差の存在により路面から車輪に作用する路面反力の変動を操作反力に反映させることができない。そのため、ドライバーが路面状況を把握できないという問題がある。
【０００６】
そこで、車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求め、その路面反力の変動に応じて操作反力が変動するように操作用アクチュエータを制御することが提案されている。
【０００７】
しかし、操作部材を中立位置復帰方向へ操作する際に操作反力が路面反力の変動に応じて変動すると、円滑に中立位置へ復帰させるためのドライバーの負担が増大する。また、操作部材を中立位置復帰方向へ操作する際、ドライバーは操作部材に軽く手を添えるだけの状態や完全な手放し状態になり、操作部材を積極的に操作しないことがある。そのような非積極的な操作状態にあっては、操作部材は殆ど操作用アクチュエータによってのみ操作されることになるため、操作反力が路面反力の変動に応じて変動すると、操作部材が円滑に中立位置へ復帰しないためにドライバーが違和感を覚えたり、車両が円滑に直進状態に復帰せずに走行安定性が低下する。
本発明は上記問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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が適用される車両の操舵装置は、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、操作反力が車両運転条件に応じて変化するように制御可能とされている。
【０００９】
本発明の第１の特徴は、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、その車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求める手段と、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する手段とが設けられ、操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように操作用アクチュエータが制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされ、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている時は、その路面反力反映モードが解除される点にある。
この構成によれば、操作部材を舵角が大きくなるように操作する時や操作部材が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材を円滑に中立位置近傍へ復帰させることでドライバーの負担増大を防止できる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、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、その車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求める手段と、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する手段と、その操作部材を積極的に操作する積極的操作状態か否かを判断する手段とが設けられ、操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように操作用アクチュエータが制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされ、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作され、且つ、積極的操作状態でない時は、路面反力反映モードが解除される点にある。
この構成によれば、操作部材を舵角が大きくなるように操作する時、中立位置復帰方向へ積極的に操作する時、および操作部材が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際に、ドライバーが操作部材に軽く手を添えるだけであったり完全な手放し状態で操作部材を積極的に操作しない場合は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材を円滑に中立位置へ復帰させることでドライバーの違和感を軽減し、車両を円滑に直進状態に復帰させることができる。
【００１１】
その操作部材の操作反力を検出する手段が設けられ、前記運転条件に応じて設定される操作反力目標値と検出される操作反力との偏差が設定以上である時、操作部材は積極的操作状態ではないと判断されるのが好ましい。
操作部材を積極的に操作していなければ、検出操作反力の値は、運転条件に応じて設定される操作反力目標値より小さくなる。よって、前記運転条件に応じて設定される操作反力目標値と検出される操作反力との偏差が設定以上であれば、操作部材は積極的操作状態ではないと判断できる。
【００１２】
前記路面反力反映モードが解除される時、路面反力の変動に応じた操作反力の変動量は漸次減少されるのが好ましい。
これにより、急激な操作反力の変動によりドライバーに違和感を与えるのを防止できる。
【００１３】
路面反力反映モードが解除されている時は、路面反力反映モードにおけるよりも、車両運転条件に応じた操作反力の大きさが大きくされるのが好ましい。
これにより、操作部材を迅速に中立位置近傍へ復帰させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示す第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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。車速Ｖを検出する速度センサ１４が設けられている。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、速度センサ１４、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。
【００１８】
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。例えば制御装置２０は、操作部材１の操作角δｈと車速Ｖと目標舵角との間の予め定められた関係を記憶し、検出舵角δと目標舵角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。その操作角δｈと車速Ｖと目標舵角との間の関係は、例えば車速Ｖが大きくなる程に目標舵角が小さくなるものとされる。これにより、操舵用アクチュエータ２の動きを車輪４に舵角が変化するように伝達する際に、操作角δｈと舵角δとの比を変化させることが可能とされている。操作角δｈに対する舵角δの比を低車速で大きくすることで旋回性能を向上し、高車速で小さくすることで走行安定性を向上できる。なお、操舵用アクチュエータ２の制御方法は、操作角δｈと舵角δとの比が変化するように制御可能であれば特にこれに限定されるものではない。
【００１９】
その制御装置２０に、左右車輪４それぞれと車体との間のサスペンションを構成する吸振部材２１の振幅を検出する左右変位センサ２８が接続される。例えば、サスペンションを構成するショックアブソーバーにおけるシリンダに対する伸縮ロッドの振幅や吸振バネの振幅が、各変位センサ２８により、車輪４に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値として検出される。各変位センサ２８は公知のものを用いることができ接触式でも非接触式でもよい。
【００２０】
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し、また、角度センサ１１により検出される操作部材１の中立位置からの操作角δｈから、中立位置近傍を超える領域で操作部材１が中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する。その操作部材１の中立位置近傍の範囲は、中立位置からの操作部材１の遊び範囲に対応するように定めれられ、例えば数度とされる。
【００２１】
その制御装置２０による操作用アクチュエータ１９の制御モードは、操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされている。操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている時、その路面反力反映モードは解除される。
【００２２】
その路面反力反映モードが解除された制御モードにおいては、車両運転条件に応じた操作反力を操作用アクチュエータ１９は発生する。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する。さらに、路面反力反映モードが解除されている時は、路面反力反映モードにおけるよりも、車両運転条件、すなわち操作角δｈに応じた操作反力の大きさが大きくされる。例えば図２において、操作角δｈに相関する操作反力目標値である目標操作トルクＴｈ* は、路面反力反映モードでは実線で示すものとされ、路面反力反映モードが解除されている時は破線で示すものとされる。その操作角δｈと目標操作トルクＴｈ* との関係が制御装置２０に記憶される。なお、車両運転条件は操作角δｈに限定されず、例えば操作角δｈと車速Ｖとに目標操作トルクＴｈ* が相関するようにしてもよく、車両運転条件に応じて操作反力が変化することでドライバーに適正な操作反力を付与できればよい。
【００２３】
その路面反力反映モードにおいては、路面反力の変動量に対応する値に相関する付加反力、本実施形態では、左右変位センサ２８により検出した吸振部材２１の変位に比例する付加トルクＴｄと、路面反力反映モードが解除された制御モードでの操作反力目標値である目標操作トルクＴｈ* との和が操作反力となるように、操作用アクチュエータ１９が制御される。その付加トルクＴｄの大きさは目標操作トルクＴｈ* の大きさよりも小さくなるように設定され、目標操作トルクＴｈ* の大きさの例えば数％程度になるように設定される。例えば図３において、左車輪４側のサスペンションの吸振部材２１の変位δＬが一点鎖線で示すように変化し、右車輪４側のサスペンションの吸振部材の変位δＲが二点鎖線で示すように変化する場合、図４に示すように付加トルクＴｄは両変位の和（δＬ＋δＲ）に比例するものとされる。その付加トルクＴｄと両変位の和（δＬ＋δＲ）との比例関係が制御装置２０に記憶され、その関係と検出変位δＬ、δＲとから付加トルクＴｄが演算される。路面反力反映モードにおいては、その付加トルクＴｄと車両運転条件に応じて演算される目標操作トルクＴｈ* との和を発生するように操作用アクチュエータ１９が制御される。その路面反力反映モードが解除される時、操作反力の変動量すなわち付加トルクＴｄの大きさは漸次減少された後に、目標操作トルクＴｈ* を発生するように操作用アクチュエータ１９が制御される。
【００２４】
図５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）、検出車速Ｖと検出操作角δｈに対する舵角目標値δ* を記憶した関係に基づき演算し（ステップＳ２）、その舵角目標値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Ｓ３）。次に、その操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されていない場合、路面反力反映モードとされ（ステップＳ５）、路面反力反映モードにおける操作角δｈに相関する目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ６）、次いで付加トルクＴｄを演算し（ステップＳ７）、その目標操作トルクＴｈ* と付加トルクＴｄとの和と検出操作トルク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Ｓ８）。ステップＳ４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている場合、路面反力反映モードが解除され（ステップＳ９）、路面反力反映モードが解除された場合における操作角δｈに相関する目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ１０）、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Ｓ１１）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ１２）、終了しない場合はステップＳ１に戻る。
【００２５】
上記第１実施形態によれば、操作部材１を舵角が大きくなるように操作する時や操作部材１が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材１を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材１を円滑に中立位置近傍へ復帰させることでドライバーの負担増大を防止できる。その路面反力反映モードが解除される時、路面反力の変動に応じた操作反力の変動量は漸次減少されるので、急激な操作反力の変動によりドライバーに違和感を与えるのを防止できる。さらに、路面反力反映モードが解除されている時は、路面反力反映モードにおけるよりも、操作角δｈに応じた操作反力の大きさが大きくされるので、操作部材１を迅速に中立位置近傍へ復帰させることができる。
【００２６】
図６、図７は本発明の第２実施形態の車両の操舵装置に関する。この第２実施形態においては、制御装置２０は、ドライバーが操作部材１を積極的に操作する積極的操作状態か否かを判断する。すなわち、操作角δｈに応じて設定される目標操作トルクＴｈ* と検出操作トルクＴｈとの偏差が設定以上である時、操作部材１は積極的操作状態ではないと判断する。例えば図６において、操作角δｈと目標操作トルクＴｈ* との関係が実線で示される場合、操作角δｈと操作トルクＴｈとの関係が破線より下方の領域内にある時は、ドライバーは操作部材１に軽く手を添えるだけの状態や完全な手放し状態であるとみなして積極的操作状態ではないと判断する。そして、操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作され、且つ、積極的操作状態でない時に路面反力反映モードが解除される。他は第１実施形態と同様とされる。
【００２７】
図７のフローチャートを参照して第２実施形態の制御装置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Ｓ１０１）、検出車速Ｖと検出操作角δｈに対する舵角目標値δ* を記憶した関係に基づき演算し（ステップＳ１０２）、その舵角目標値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Ｓ１０３）。次に、その操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている場合、積極的操作状態か否かを判断する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されていない場合、およびステップＳ１０５において積極的操作状態である場合、路面反力反映モードとされ（ステップＳ１０６）、路面反力反映モードにおける操作角δｈに応じた目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ１０７）、次いで付加トルクＴｄを演算し（ステップＳ１０８）、その目標操作トルクＴｈ* と付加トルクＴｄとの和と検出操作トルク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Ｓ１０９）。ステップＳ１０５において積極的操作状態でない場合、路面反力反映モードが解除され（ステップＳ１１０）、路面反力反映モードが解除された場合における操作角δｈに応じた目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ１１１）、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Ｓ１１２）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ１１３）、終了しない場合はステップＳ１０１に戻る。
【００２８】
上記第２実施形態によれば、操作部材１を舵角が大きくなるように操作する時、中立位置復帰方向へ積極的に操作する時、および操作部材１が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材１を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際に、ドライバーが操作部材１に軽く手を添えるだけであったり完全な手放し状態で操作部材１を積極的に操作しない場合は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材１を円滑に中立位置へ復帰させることでドライバーの違和感を軽減し、車両を円滑に直進状態に復帰させることができる。
【００２９】
図８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１３０は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１３１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１１１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１３６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。そのモータ１３９と操作用アクチュエータ１１９の制御によって転舵制御および操作反力制御を行うことができる。
【００３０】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば車輪４に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値として、車輪４の車軸に作用する軸力の設定周波数以上の変動や、操舵用アクチュエータ２の駆動電流の設定周波数以上の変動を求めてもよい。あるいは、車載カメラによる路面の撮像データを画像処理することで、路面の凹凸、突起、段差等の路面形状の認識データを求め、路面形状と路面反力との間の予め定められた対応関係を記憶しておき、その認識データと記憶された対応関係から車輪４に作用する路面反力の変動量に対応する値を求めてもよい。また、第２実施形態や変形例において、操作部材の把持力を検出する圧力センサを設け、その圧力センサの検出値が設定値以下であれば非積極的操作状態であると判断してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、アクチュエータにより操作部材の操作反力を付与する際にドライバーに路面状況を把握させ、且つ、ドライバーの負担増加や違和感を軽減して円滑に直進状態に復帰させる車両の操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【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
【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
【図３】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置におけるサスペンションの吸振部材の変位と時間との関係を示す図
【図４】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置における付加反力と時間との関係を示す図
【図５】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
【図６】本発明の第２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検出操作トルクとの関係を示す図
【図７】本発明の第２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
【図８】本発明の変形例の車両の操舵装置の構成説明図
【符号の説明】
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
１１ 角度センサ
１９、１１９ 操作用アクチュエータ
２０ 制御装置
２８ 変位センサ
４４ トルクセンサ
１３９ モータ
Ｈ ステアリングホイール
【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。
【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。
【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とされている。
【０００４】
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ている。その操作用アクチュエータにより、走行中においては車両運転条件、例えば舵角に比例する操作反力を付与することでドライバーに操舵フィーリングを与えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような操作用アクチュエータにより付与される操作反力を、舵角のような車両運転条件に応じて設定した場合、悪路における凹凸、障害物、突起、段差の存在により路面から車輪に作用する路面反力の変動を操作反力に反映させることができない。そのため、ドライバーが路面状況を把握できないという問題がある。
【０００６】
そこで、車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求め、その路面反力の変動に応じて操作反力が変動するように操作用アクチュエータを制御することが提案されている。
【０００７】
しかし、操作部材を中立位置復帰方向へ操作する際に操作反力が路面反力の変動に応じて変動すると、円滑に中立位置へ復帰させるためのドライバーの負担が増大する。また、操作部材を中立位置復帰方向へ操作する際、ドライバーは操作部材に軽く手を添えるだけの状態や完全な手放し状態になり、操作部材を積極的に操作しないことがある。そのような非積極的な操作状態にあっては、操作部材は殆ど操作用アクチュエータによってのみ操作されることになるため、操作反力が路面反力の変動に応じて変動すると、操作部材が円滑に中立位置へ復帰しないためにドライバーが違和感を覚えたり、車両が円滑に直進状態に復帰せずに走行安定性が低下する。
本発明は上記問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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が適用される車両の操舵装置は、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、操作反力が車両運転条件に応じて変化するように制御可能とされている。
【０００９】
本発明の第１の特徴は、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、その車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求める手段と、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する手段とが設けられ、操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように操作用アクチュエータが制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされ、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている時は、その路面反力反映モードが解除される点にある。
この構成によれば、操作部材を舵角が大きくなるように操作する時や操作部材が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材を円滑に中立位置近傍へ復帰させることでドライバーの負担増大を防止できる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、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、その車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求める手段と、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する手段と、その操作部材を積極的に操作する積極的操作状態か否かを判断する手段とが設けられ、操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように操作用アクチュエータが制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされ、その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作され、且つ、積極的操作状態でない時は、路面反力反映モードが解除される点にある。
この構成によれば、操作部材を舵角が大きくなるように操作する時、中立位置復帰方向へ積極的に操作する時、および操作部材が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際に、ドライバーが操作部材に軽く手を添えるだけであったり完全な手放し状態で操作部材を積極的に操作しない場合は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材を円滑に中立位置へ復帰させることでドライバーの違和感を軽減し、車両を円滑に直進状態に復帰させることができる。
【００１１】
その操作部材の操作反力を検出する手段が設けられ、前記運転条件に応じて設定される操作反力目標値と検出される操作反力との偏差が設定以上である時、操作部材は積極的操作状態ではないと判断されるのが好ましい。
操作部材を積極的に操作していなければ、検出操作反力の値は、運転条件に応じて設定される操作反力目標値より小さくなる。よって、前記運転条件に応じて設定される操作反力目標値と検出される操作反力との偏差が設定以上であれば、操作部材は積極的操作状態ではないと判断できる。
【００１２】
前記路面反力反映モードが解除される時、路面反力の変動に応じた操作反力の変動量は漸次減少されるのが好ましい。
これにより、急激な操作反力の変動によりドライバーに違和感を与えるのを防止できる。
【００１３】
路面反力反映モードが解除されている時は、路面反力反映モードにおけるよりも、車両運転条件に応じた操作反力の大きさが大きくされるのが好ましい。
これにより、操作部材を迅速に中立位置近傍へ復帰させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示す第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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。車速Ｖを検出する速度センサ１４が設けられている。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、速度センサ１４、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。
【００１８】
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。例えば制御装置２０は、操作部材１の操作角δｈと車速Ｖと目標舵角との間の予め定められた関係を記憶し、検出舵角δと目標舵角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。その操作角δｈと車速Ｖと目標舵角との間の関係は、例えば車速Ｖが大きくなる程に目標舵角が小さくなるものとされる。これにより、操舵用アクチュエータ２の動きを車輪４に舵角が変化するように伝達する際に、操作角δｈと舵角δとの比を変化させることが可能とされている。操作角δｈに対する舵角δの比を低車速で大きくすることで旋回性能を向上し、高車速で小さくすることで走行安定性を向上できる。なお、操舵用アクチュエータ２の制御方法は、操作角δｈと舵角δとの比が変化するように制御可能であれば特にこれに限定されるものではない。
【００１９】
その制御装置２０に、左右車輪４それぞれと車体との間のサスペンションを構成する吸振部材２１の振幅を検出する左右変位センサ２８が接続される。例えば、サスペンションを構成するショックアブソーバーにおけるシリンダに対する伸縮ロッドの振幅や吸振バネの振幅が、各変位センサ２８により、車輪４に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値として検出される。各変位センサ２８は公知のものを用いることができ接触式でも非接触式でもよい。
【００２０】
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し、また、角度センサ１１により検出される操作部材１の中立位置からの操作角δｈから、中立位置近傍を超える領域で操作部材１が中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する。その操作部材１の中立位置近傍の範囲は、中立位置からの操作部材１の遊び範囲に対応するように定めれられ、例えば数度とされる。
【００２１】
その制御装置２０による操作用アクチュエータ１９の制御モードは、操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされている。操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている時、その路面反力反映モードは解除される。
【００２２】
その路面反力反映モードが解除された制御モードにおいては、車両運転条件に応じた操作反力を操作用アクチュエータ１９は発生する。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する。さらに、路面反力反映モードが解除されている時は、路面反力反映モードにおけるよりも、車両運転条件、すなわち操作角δｈに応じた操作反力の大きさが大きくされる。例えば図２において、操作角δｈに相関する操作反力目標値である目標操作トルクＴｈ* は、路面反力反映モードでは実線で示すものとされ、路面反力反映モードが解除されている時は破線で示すものとされる。その操作角δｈと目標操作トルクＴｈ* との関係が制御装置２０に記憶される。なお、車両運転条件は操作角δｈに限定されず、例えば操作角δｈと車速Ｖとに目標操作トルクＴｈ* が相関するようにしてもよく、車両運転条件に応じて操作反力が変化することでドライバーに適正な操作反力を付与できればよい。
【００２３】
その路面反力反映モードにおいては、路面反力の変動量に対応する値に相関する付加反力、本実施形態では、左右変位センサ２８により検出した吸振部材２１の変位に比例する付加トルクＴｄと、路面反力反映モードが解除された制御モードでの操作反力目標値である目標操作トルクＴｈ* との和が操作反力となるように、操作用アクチュエータ１９が制御される。その付加トルクＴｄの大きさは目標操作トルクＴｈ* の大きさよりも小さくなるように設定され、目標操作トルクＴｈ* の大きさの例えば数％程度になるように設定される。例えば図３において、左車輪４側のサスペンションの吸振部材２１の変位δＬが一点鎖線で示すように変化し、右車輪４側のサスペンションの吸振部材の変位δＲが二点鎖線で示すように変化する場合、図４に示すように付加トルクＴｄは両変位の和（δＬ＋δＲ）に比例するものとされる。その付加トルクＴｄと両変位の和（δＬ＋δＲ）との比例関係が制御装置２０に記憶され、その関係と検出変位δＬ、δＲとから付加トルクＴｄが演算される。路面反力反映モードにおいては、その付加トルクＴｄと車両運転条件に応じて演算される目標操作トルクＴｈ* との和を発生するように操作用アクチュエータ１９が制御される。その路面反力反映モードが解除される時、操作反力の変動量すなわち付加トルクＴｄの大きさは漸次減少された後に、目標操作トルクＴｈ* を発生するように操作用アクチュエータ１９が制御される。
【００２４】
図５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）、検出車速Ｖと検出操作角δｈに対する舵角目標値δ* を記憶した関係に基づき演算し（ステップＳ２）、その舵角目標値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Ｓ３）。次に、その操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されていない場合、路面反力反映モードとされ（ステップＳ５）、路面反力反映モードにおける操作角δｈに相関する目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ６）、次いで付加トルクＴｄを演算し（ステップＳ７）、その目標操作トルクＴｈ* と付加トルクＴｄとの和と検出操作トルク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Ｓ８）。ステップＳ４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている場合、路面反力反映モードが解除され（ステップＳ９）、路面反力反映モードが解除された場合における操作角δｈに相関する目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ１０）、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Ｓ１１）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ１２）、終了しない場合はステップＳ１に戻る。
【００２５】
上記第１実施形態によれば、操作部材１を舵角が大きくなるように操作する時や操作部材１が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材１を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材１を円滑に中立位置近傍へ復帰させることでドライバーの負担増大を防止できる。その路面反力反映モードが解除される時、路面反力の変動に応じた操作反力の変動量は漸次減少されるので、急激な操作反力の変動によりドライバーに違和感を与えるのを防止できる。さらに、路面反力反映モードが解除されている時は、路面反力反映モードにおけるよりも、操作角δｈに応じた操作反力の大きさが大きくされるので、操作部材１を迅速に中立位置近傍へ復帰させることができる。
【００２６】
図６、図７は本発明の第２実施形態の車両の操舵装置に関する。この第２実施形態においては、制御装置２０は、ドライバーが操作部材１を積極的に操作する積極的操作状態か否かを判断する。すなわち、操作角δｈに応じて設定される目標操作トルクＴｈ* と検出操作トルクＴｈとの偏差が設定以上である時、操作部材１は積極的操作状態ではないと判断する。例えば図６において、操作角δｈと目標操作トルクＴｈ* との関係が実線で示される場合、操作角δｈと操作トルクＴｈとの関係が破線より下方の領域内にある時は、ドライバーは操作部材１に軽く手を添えるだけの状態や完全な手放し状態であるとみなして積極的操作状態ではないと判断する。そして、操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作され、且つ、積極的操作状態でない時に路面反力反映モードが解除される。他は第１実施形態と同様とされる。
【００２７】
図７のフローチャートを参照して第２実施形態の制御装置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Ｓ１０１）、検出車速Ｖと検出操作角δｈに対する舵角目標値δ* を記憶した関係に基づき演算し（ステップＳ１０２）、その舵角目標値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Ｓ１０３）。次に、その操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている場合、積極的操作状態か否かを判断する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０４において操作部材１が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されていない場合、およびステップＳ１０５において積極的操作状態である場合、路面反力反映モードとされ（ステップＳ１０６）、路面反力反映モードにおける操作角δｈに応じた目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ１０７）、次いで付加トルクＴｄを演算し（ステップＳ１０８）、その目標操作トルクＴｈ* と付加トルクＴｄとの和と検出操作トルク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Ｓ１０９）。ステップＳ１０５において積極的操作状態でない場合、路面反力反映モードが解除され（ステップＳ１１０）、路面反力反映モードが解除された場合における操作角δｈに応じた目標操作トルクＴｈ* を演算し（ステップＳ１１１）、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Ｓ１１２）。そして制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ１１３）、終了しない場合はステップＳ１０１に戻る。
【００２８】
上記第２実施形態によれば、操作部材１を舵角が大きくなるように操作する時、中立位置復帰方向へ積極的に操作する時、および操作部材１が中立位置近傍にある時は、操作反力を路面反力の変動に応じて変動させ、ドライバーに路面状況を把握させることができる。また、操作部材１を中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作する際に、ドライバーが操作部材１に軽く手を添えるだけであったり完全な手放し状態で操作部材１を積極的に操作しない場合は、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないので、操作部材１を円滑に中立位置へ復帰させることでドライバーの違和感を軽減し、車両を円滑に直進状態に復帰させることができる。
【００２９】
図８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１３０は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１３１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１１１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１３６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。そのモータ１３９と操作用アクチュエータ１１９の制御によって転舵制御および操作反力制御を行うことができる。
【００３０】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば車輪４に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値として、車輪４の車軸に作用する軸力の設定周波数以上の変動や、操舵用アクチュエータ２の駆動電流の設定周波数以上の変動を求めてもよい。あるいは、車載カメラによる路面の撮像データを画像処理することで、路面の凹凸、突起、段差等の路面形状の認識データを求め、路面形状と路面反力との間の予め定められた対応関係を記憶しておき、その認識データと記憶された対応関係から車輪４に作用する路面反力の変動量に対応する値を求めてもよい。また、第２実施形態や変形例において、操作部材の把持力を検出する圧力センサを設け、その圧力センサの検出値が設定値以下であれば非積極的操作状態であると判断してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、アクチュエータにより操作部材の操作反力を付与する際にドライバーに路面状況を把握させ、且つ、ドライバーの負担増加や違和感を軽減して円滑に直進状態に復帰させる車両の操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【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
【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
【図３】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置におけるサスペンションの吸振部材の変位と時間との関係を示す図
【図４】本発明の第１実施形態の車両の操舵装置における付加反力と時間との関係を示す図
【図５】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
【図６】本発明の第２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検出操作トルクとの関係を示す図
【図７】本発明の第２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
【図８】本発明の変形例の車両の操舵装置の構成説明図
【符号の説明】
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
１１ 角度センサ
１９、１１９ 操作用アクチュエータ
２０ 制御装置
２８ 変位センサ
４４ トルクセンサ
１３９ モータ
Ｈ ステアリングホイール
Claims (4)
- 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、操作反力が車両運転条件に応じて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量を検出する手段と、
その車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求める手段と、
その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する手段とが設けられ、
操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように操作用アクチュエータが制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされ、
その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されている時は、その路面反力反映モードが解除されることを特徴とする車両の操舵装置。 - 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、操作反力が車両運転条件に応じて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量を検出する手段と、
その車輪に路面側から作用する路面反力の変動量に対応する値を求める手段と、
その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作されているか否かを判断する手段と、
その操作部材の操作反力を検出する手段とが設けられ、
操作反力が路面反力の変動に応じて変動するように操作用アクチュエータが制御される路面反力反映モードと、操作反力が路面反力の変動に応じて変動することがないように路面反力反映モードが解除される制御モードとの間でモード切替え可能とされ、
その操作部材が中立位置近傍を超える領域で中立位置復帰方向へ操作され、且つ、前記運転条件に応じて設定される操作反力目標値と検出される操作反力との偏差が設定以上である時は、路面反力反映モードが解除されることを特徴とする車両の操舵装置。 - 前記路面反力反映モードが解除される時、路面反力の変動に応じた操作反力の変動量は漸次減少される請求項１または２に記載の車両の操舵装置。
- 路面反力反映モードが解除されている時は、路面反力反映モードにおけるよりも、車両運転条件に応じた操作反力の大きさが大きくされる請求項１〜３の中の何れか１項に記載の車両の操舵装置。
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