JP5582197B2 - 車両及びその操舵制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、直進性を担保することができる車両及びその操舵制御方法に関する。

従来、車両用のサスペンション装置では、キングピン軸の設定によって、目的とするサスペンション性能の実現を図っている。
例えば、特許文献１に記載の技術では、キングピンを構成する上下ピボット点の転舵時における車両前後方向の動きを抑制するリンク配置とすることにより、操縦性・安定性を向上させることとしている。

特開２０１０−１２６０１４号公報

しかしながら、車両の走行中に転舵を行った場合、走行速度に応じた横力がタイヤ接地点に入力するところ、特許文献１に記載の技術では、この横力による影響を考慮していない。そのため、転舵時にキングピン軸周りに発生するモーメントの低減において改善の余地がある。即ち、従来の車両用のサスペンション装置においては、操縦性・安定性の向上を図る上で改善の余地があった。
本発明の課題は、車両におけるサスペンション装置の操縦性・安定性を向上させることである。

以上の課題を解決するため、本発明に係る自動車の一態様は、転舵輪を転舵する転舵制御装置と、転舵輪を車体に懸架するサスペンション装置とを備え、サスペンション装置は、キングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、前記転舵制御装置は前記アクチュエータを作動させて転舵輪にセルフアライニングのための復元力を発生することで転舵輪を転舵し、車両の直進性を担保する。

本発明によれば、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができる。このため、例えばより小さい力で車輪の向きを制御できる。そして、車両の直進性は転舵制御装置で担保することができる。
したがって、車両の操縦性・安定性を向上させることができる。

第１実施形態に係る自動車１の構成を示す概略図である。 サスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す斜視図である。 サスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す平面図である。 サスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す部分正面図および部分側面図である。 転舵時におけるラックストロークとラック軸力との関係を示す図である。 転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡を示す図である。 キングピン傾角とスクラブ半径とを軸とする座標において、ラック軸力の分布の一例を示す等値線図である。 サスペンション装置１Ｂにおけるラック軸力の解析結果を示す図である。 キングピン軸の路面着点地点と横力との関係を示すグラフである。 ポジティブスクラブとした場合のセルフアライニングトルクを説明する概念図である。 図１の転舵制御装置の具体的構成を示すブロック図である。 セルフアライニングトルクを推定するための発生トルク制御マップを示す図である。 サスペンション装置の特性を示す図であって、（ａ）はキャスター角と応答性及び安定性との関係を示す図、（ｂ）はキャスタートレイルと横力低減代及び直進性との関係を示す図である。 第２の実施形態に係るサスペンション装置の斜視図である。 図１１の正面図である。 図１１の側面図である。 図１１の平面図である。 第２の実施形態に適用し得るロアアームを示す平面図である。 図１８のロアアームを固定するサブフレームを示す斜視図である。 応用例のサスペンションを示す斜視図、正面図及び側面図である。 第３の実施形態係る自動車１の構成を示す概略図である。 本発明の第３の実施形態における転舵制御装置の一例を示すブロック図である。 セルフアライニングトルクを推定するための発生トルク制御マップを示す図である。 サスペンション装置の特性を示す図であって、（ａ）はキャスター角と応答性及び安定性との関係を示す図、（ｂ）はキャスタートレイルと横力低減代及び直進性との関係を示す図である。 転舵応答特性を示す図であって、（ａ）は車両の応答特性の変化を示す特性線図、（ｂ）は制御特性の切換タイミングを示す図である。 転舵角制御処理手順の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態における転舵制御部の変形例を示すブロック図である。 第３の実施形態における転舵制御部の他の変形例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態における転舵制御部を示すブロック図である。 第４の実施形態における転舵角制御処理手順の一例を示すフローチャートである。 転舵応答性調整処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の原理的構成である第１実施形態に係る自動車Ｃの構成を示す概略図である。
図１において、自動車１は、車体１Ａを備えている。この車体１Ａには、車輪ＷＦＲ，ＷＦＬ，ＷＲＲ，ＷＲＬを支持するサスペンション装置１Ｂと、前輪側の転舵輪ＷＦＲ及びＷＦＬを操舵する操舵装置ＳＳとが設けられている。
操舵装置ＳＳは、ステアリング機構ＳＭとこのステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置ＥＰとを備えている。

ステアリング機構ＳＭは、入力側ステアリング軸ＳＳｉ、出力側ステアリング軸ＳＳｏ、ステアリングホイールＳＷ、ピニオンギアＰＧ、ラック軸ＬＳ、タイロッドＴＲを備えている。
入力側ステアリング軸ＳＳｉには、車両後方側の先端にステアリングホイールＳＷが装着されている。そして、入力側ステアリング軸ＳＳｉ及び出力側ステアリング軸ＳＳｏは、車体１Ａに回転可能に支持されており、互いにトーションバー（図示せず）を介して連結されている。

出力側ステアリング軸ＳＳｏの車両前端側には、ピニオンギアＰＧが連結されており、このピニオンギアＰＧがラック軸ＬＳに形成されたラックギアに噛合してピニオンアンドラック機構が形成されている。このピニオンアンドラック機構では、ステアリングホイールＳＷの回転運動を車幅方向の直線運動に変換する。そして、ラック軸ＬＳの両端と転舵輪ＷＦＲ及びＷＲＬとの間にそれぞれタイロッドＴＲが連結されている。これらタイロッドＴＲは、ラック軸ＬＳの両端部と車輪ＷＦＲ，ＷＦＬのナックルアームとを、ボールジョイントを介してそれぞれ連結している。

一方、電動パワーステアリング装置ＥＰは、入力側ステアリング軸ＳＳｉに装着されたステアリングホイールＳＷの操舵角を検出する操舵角センサＡＳと、入力側ステアリング軸ＳＳｉ及び出力側ステアリング軸ＳＳｏとの回転角差に基づいて操舵トルクを検出する操舵トルクセンサＴＳと、出力側ステアリング軸ＳＳｏに対して操舵制御力を伝達する電動アクチュエータＥＡと、この電動アクチュエータＥＡの回転角を検出する回転角センサＲＳとを備えている。ここで、電動アクチュエータＥＡは、電動モータで構成され、モータ軸と一体に回転するギアが出力側ステアリング軸ＳＳｏの一部に形成されたギアに噛合しており、出力側ステアリング軸ＳＳｏを回転させる。

また、電動パワーステアリング装置ＥＰは、電動アクチュエータＥＡを駆動制御する転舵制御装置ＣＴと、各車輪ＷＦＲ〜ＷＲＬの車輪速を検出する車輪速センサＷＳＦＲ〜ＷＳＲＬと、車両状態パラメータ取得部ＣＰとを備えている。
車両状態パラメータ取得部ＣＰは、車輪速センサＷＦＲ〜ＷＲＬから出力される車輪の回転速度を示すパルス信号を基に車速を取得する。また、車両状態パラメータ取得部ＣＰは、車速と各車輪の回転速度とを基に、各車輪のスリップ率を取得する。そして、車両状態パラメータ取得部ＣＰは、取得した各パラメータを制御装置ＣＳに出力する。

転舵制御装置ＣＴには、車両状態パラメータ取得部ＣＰから入力される各パラメータの他、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓ、操舵トルクセンサＴＳで検出した操舵トルクＴｓ、回転角センサＲＳで検出したアクチュエータ回転角θａが入力されている。
この転舵制御装置ＣＴは、パワーステアリング制御部ＰＣと直進性担保部ＳＧとを備えている。パワーステアリング制御部ＰＣは、操舵トルクＴｓと車速Ｖとに基づいて目標補助操舵トルクを算出し、算出した目標操舵補助トルクに基づいて電動アクチュエータＥＡを駆動する駆動電流を算出し、この駆動電流を電動アクチュエータＥＡに供給して電動アクチュエータＥＡを駆動制御する。

直進性担保部ＳＧは、後述するようにサスペンション装置１Ｂの直進性を補完する直進性補完制御を行う。
車輪ＷＦＲ，ＷＦＬ，ＷＲＲ，ＷＲＬは、ホイールハブ機構ＷＨにタイヤを取り付けて構成したものであり、サスペンション装置１Ｂを介して車体１Ａに設置してある。これらのうち、転舵輪となる前輪（車輪ＷＦＲ，ＷＦＬ）は、タイロッド１５によってナックルアームが揺動することにより、車体１Ａに対する車輪ＷＦＲ，ＷＦＬの向きが変化する。

図２は、第１実施形態に係るサスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す斜視図である。図３は、図２のサスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す平面図である。図４は、図２のサスペンション装置１Ｂの構成を模式的に示す（ａ）部分正面図および（ｂ）部分側面図である。
図２から図４に示すように、サスペンション装置１Ｂは、ホイールハブ機構ＷＨに取り付けられた車輪１７ＦＲ，１７ＦＬを懸架しており、車輪１７ＦＲ，１７ＦＬを回転自在に支持する車軸（アクスル）３２を有するアクスルキャリア３３、車体側の支持部から車体幅方向に配置されてアクスルキャリア３３に連結する複数のリンク部材、及びコイルスプリング等のバネ部材３４を備えている。

複数のリンク部材は、ロアリンク部材である第１リンク（第１リンク部材）３７と第２リンク（第２リンク部材）３８、タイロッド（タイロッド部材）１５、および、ストラット（バネ部材３４およびショックアブソーバ４０）から構成されている。本実施形態において、サスペンション装置１Ｂはストラット式のサスペンションであり、バネ部材３４およびショックアブソーバ４０が一体となったストラットの上端が、車軸３２より上方に位置する車体側の支持部に連結する（以下、ストラットの上端を適宜「アッパーピボット点」と称する。）。ロアアームを構成する第１リンク３７と第２リンク３８は、車軸３２より下方に位置する車体側の支持部とアクスルキャリア３３の下端を連結する。このロアアームは、車体側と２箇所で支持され、車軸３２側と１箇所で連結されるＡアーム形状を有している（以下、ロアアームとアクスルキャリア３３との連結部を適宜「ロアピボット点」と称する。）。

タイロッド１５は、車軸３２の下側に位置して、ラック軸１４とアクスルキャリア３３を連結し、ラック軸１４は、ステアリングホイール２からの回転力（操舵力）が伝達されて転舵用の軸力を発生させる。従って、タイロッド１５により、ステアリングホイール２の回転に応じてアクスルキャリア３３に車幅方向の軸力が加えられ、アクスルキャリア３３を介して車輪１７ＦＲ，１７ＦＬが転舵される。

本願発明においては、ステアリングホイール２の中立位置すなわち転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲが直進走行状態となっている状態で、上記サスペンション装置１Ｂのアッパーピボット点Ｐ１及びロアピボット点Ｐ２を結ぶキングピン軸ＫＳを、キングピン軸ＫＳの路面接地点がタイヤ接地面内に位置し、キャスタートレイルがタイヤ接地面内に位置するよう設定している。より具体的には、本実施形態におけるサスペンション装置１Ｂでは、キャスター角をゼロに近い値とし、キャスタートレイルがゼロに近づくようにキングピン軸ＫＳを設定している。これにより、転舵時のタイヤ捻りトルクを低減でき、キングピン軸ＫＳ周りのモーメントをより小さくすることができる。また、スクラブ半径はゼロ以上のポジティブスクラブとしている。これにより、転舵時のタイヤ横滑り角に対し、スクラブ半径分のキャスタートレイルが変化することから、直進性を確保することができる。

以下、サスペンション装置１Ｂにおけるサスペンションジオメトリについて詳細に検討する。
（ラック軸力成分の分析）
図５は、転舵時におけるラックストロークとラック軸力との関係を示す図である。
図５に示すように、ラック軸力成分には、主にタイヤの捻りトルクと、車輪の持ち上げトルクとが含まれ、これらのうち、タイヤの捻りトルクが支配的である。
したがって、タイヤの捻りトルクを小さくすることで、ラック軸力を低減することができることとなる。

（タイヤの捻りトルク最小化）
図６は、転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡を示す図である。
図６においては、転舵時におけるタイヤ接地面中心の移動量が大きい場合と小さい場合とを併せて示している。
上記ラック軸力成分の分析結果より、ラック軸力を低減するためには、転舵時のタイヤ捻りトルクを最小化することが有効である。
転舵時のタイヤ捻りトルクを最小化するためには、図６に示すように、タイヤ接地面中心の軌跡の変化をより小さくすれば良い。
即ち、タイヤ接地面中心とキングピン接地点を一致させることで、タイヤ捩りトルクを最小化できる。
具体的には、後述するようにキャスタートレイル０ｍｍ、スクラブ半径０ｍｍ以上のポジティスクラブとすることが有効である。

（キングピン傾角の影響）
図７は、キングピン傾角とスクラブ半径とを軸とする座標において、ラック軸力の分布の一例を示す等値線図である。
図７においては、ラック軸力が小、中および大の３つの場合における等値線を例として示している。
タイヤ捻りトルク入力に対し、キングピン傾角が大きくなるほど、その回転モーメントが大きくなり、ラック軸力は大きくなる。したがって、キングピン傾角としては、一定の値より小さく設定することが望まれるが、スクラブ半径との関係から、例えばキングピン傾角１５度以下とすると、ラック軸力を望ましいレベルまで小さくすることができる。

なお、図７における一点鎖線（境界線）で囲んだ領域は、旋回の限界領域において、横力が摩擦の限界を超える値と推定できるキングピン傾角１５度より小さく、かつ、上記タイヤ捻りトルクの観点から、スクラブ半径が０ｍｍ以上の領域を示している。本実施形態では、この領域（横軸においてキングピン傾角が１５度より減少する方向で、縦軸においてスクラブ半径がゼロより増加する方向）を、より設定に適した領域としている。

具体的にスクラブ半径とキングピン傾角とを決定する場合には、例えば、図７に示すラック軸力の分布を示す等値線をｎ次曲線（ｎは２以上の整数）として近似し、上記一点鎖線で囲んだ領域の中から、ｎ次曲線の変曲点（またはピーク値）の位置によって定めた値を採用することができる。

（ラック軸力の最小化例）
図８は、本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂにおけるラック軸力の解析結果を示す図である。
図８に示す実線は、図２〜４に示すサスペンション構造において、キャスター角０度、キャスタートレイル０ｍｍ、スクラブ半径＋１０ｍｍに設定した場合のラック軸力特性を示している。
なお、図８においては、サスペンション装置１Ｂと同方式の懸架構造で、キングピン軸に関する設定をステアバイワイヤ方式の操舵装置を備えていない構造に合わせて設定したときの比較例（破線）を併せて示している。
図８に示すように、上記検討結果に従って設定すると、ラック軸力は比較例に対し約３０％低減することができる。

このように、キャスター角を０度とすることは、サスペンション剛性を向上させることができ、また、キャスタートレイル０ｍｍとすることは、キングピン軸ＫＳの路面着地点と横力との関係を示す図９において符号３で示すように、キングピン軸ＫＳの路面着地点がタイヤ接地面におけるタイヤ接地中心点（着力点）Ｏに一致させることを意味し、これにより大きな横力低減効果を向上させることができる。なお、タイヤ接地中心点（着力点）Ｏを含むタイヤ接地面内のキングピン軸ＫＳの接地点が符号２及び符号４である場合にも、キングピン軸ＫＳの接地点が符号１及び符号５で示すようにタイヤ接地面から前後方向に外れた位置とする場合に比較して横力を小さくすることができる。特に、キングピン軸ＫＳの接地点がタイヤ接地中心点（着力点）より車両前方側とした場合の方がタイヤ接地中心点（着力点）より車両後方とした場合に比較して横力を小さく抑制することができる。

（ポジティブスクラブによる直進性確保）
図１０は、ポジティブスクラブとした場合のセルフアライニングトルクを説明する概念図である。この図１０において、転舵時にタイヤ接地中心点（着力点）Ｏに車体の旋回外側に向かう遠心力が作用すると、この遠心力に抗するように旋回中心に向かう横力が発生する。なお、βは横すべり角である。
図１０に示すように、タイヤに働く復元力（セルフアライニングトルク）は、キャスタートレイル、ニューマチックトレイルの和に比例して大きくなる。

ここで、ポジティブスクラブの場合、キングピン軸の接地点から、タイヤ中心を通るタイヤの横すべり角β方向の直線に下ろした垂線の足の位置によって定まるホイールセンタからの距離εc（図１０参照）をキャスタートレイルとみなすことができる。
そのため、ポジティブスクラブのスクラブ半径が大きければ大きいほど、転舵時にタイヤに働く復元力は大きくなる。
本実施形態においては、キャスター角を０に近づけることによる直進性への影響を、ポジティブスクラブとすることで低減するものである。

（サスペンション設計例）
本出願人によれば、図２〜４に示すサスペンション装置１Ｂの構成において、上記検討結果に従い、キングピン傾角１３．８度、キャスタートレイル０ｍｍ、スクラブ半径５．４ｍｍ（ポジティブスクラブ）、キャスター角５．２度、ホイールセンタの高さにおけるキングピンオフセット８６ｍｍとした場合、ラック軸力を約３０％低減できることを確認している。

上記設計値については、制動時に、サスペンションロアリンクが車両後方へ移動し、このときキングピン下端も同様に車両後方へ移動するため、キャスター角は一定の後傾をとることとしたものである。ちなみに、キャスター角０度以下の場合（キングピン軸ＫＳが前傾している場合）、転舵制動時ラックモーメントが大きくなるため、ラック軸力が増大する。したがって、キングピン軸ＫＳの位置を上記のように規定する。
即ち、キングピンロアピボット点（仮想ピボットも含む）はホイールセンタ後方、キングピンアッパーピボット点（仮想ピボットも含む）はロアピボット点前方に位置する構成とする。

次に、転舵制御装置ＣＴの具体的構成を図１１〜図１３について説明する。
パワーステアリング制御部ＰＣは、図１１に示すように、目標補助トルク電流指令値演算部ＴＯとアクチュエータ電流制御部ＡＣとを備えている。目標補助トルク電流指令値演算部ＴＯは、操舵トルクセンサＴＳで検出した操舵トルクＴｓと車速Ｖとに基づいて制御マップを参照して操舵トルクＴｓに応じた目標補助トルク電流指令値Ｉｔ^*を算出し、算出した目標補助トルク電流指令値Ｉｔ^*を、加算器ＡＤに出力する。この加算器ＡＤでは、目標補助トルク電流指令値Ｉｔ^*に後述する直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^*を加算して目標アクチュエータ電流Ｉａ^*を算出し、算出した目標アクチュエータ電流Ｉａ^*を減算器ＳＢに出力する。この減算器ＳＢにはアクチュエータ電流センサＣＳで検出される電動アクチュエータＥＡに供給されるアクチュエータ電流Ｉａｄがフィードバックされている。したがって、減算器ＳＢで、目標アクチュエータ電流指令値Ｉａ^*からアクチュエータ電流Ｉａｄを減算して電流偏差ΔＩを算出する。

アクチュエータ電流制御部ＡＣは、減算器ＳＢから入力される電流偏差ΔＩを例えばＰＩＤ制御してアクチュエータ電流Ｉａｄを算出し、算出したアクチュエータ電流Ｉａｄを電動アクチュエータＥＡに出力する。
一方、直進性担保部ＳＧでは、セルフアライニングトルクＴｓａを算出し、算出したセルフアライニングトルクＴｓａに基づいてサスペンション装置１Ｂの直進性を担保する直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^＊を演算する。この直進性担保部ＳＧの具体的構成は、左右の駆動輪駆動力を配分制御する駆動力制御装置ＤＣから出力される左右輪の駆動力ＴＲ及びＴＬが入力されると共に、操舵トルクセンサＳＴで検出した操舵トルクＴｓが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＴｓａを算出する。また、直進性担保部ＳＧでは、算出したセルフアライニングトルクＴｓａに所定電流ゲインＫｉを乗算して直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^*（＝Ｋｉ・Ｔｓａ）を算出する。

ここで、直進性担保部ＳＧにおけるセルフアライニングトルクＴｓａの算出は、先ず、左右輪の駆動力ＴＲ及びＴＬの駆動力差ΔＴ（＝ＴＬ−ＴＲ）を算出し、算出した駆動力差ΔＴをもとに図１２に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクＴｈを推定する。

この発生トルク推定制御マップは、スクラブ半径が正である、すなわちポジティブスクラブである車両用に設定されている。この発生トルク推定制御マップは、図１２に示すように、横軸に駆動力差ΔＴを、縦軸に発生トルクＴｈをそれぞれとり、駆動力差ΔＴが零から正方向に増加する、すなわち、左輪駆動力ＴＬが右輪駆動力ＴＲを上回って増加するときには、これに比例して発生トルクＴｈが零から車両を右旋回させる方向（正方向）に増加するように設定されている。一方、駆動力差ΔＴが零から負方向に増加する、すなわち右輪駆動力ＴＲが左輪駆動力ＴＬを上回って増加するときには、これに比例して発生トルクＴｈが零から車両を左旋回させる方向（負方向）に増加するように設定されている。

そして、直進性担保部ＳＧでは、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴｓから発生トルクＴｈを減じてセルフアライニングトルクＴｓａを算出する。
なお、セルフアライニングトルクＴｓａの算出は、上述したように左右の駆動力差ΔＴに基づいて算出する場合に限らず、左右の制動力差に基づいて同様に算出することができる。また、セルフアライニングトルクＴｓの算出は、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ及び車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサとを設け、車両の運動方程式に基づいてヨーレートの微分値と横加速度Ｇｙとに基づいて横力Ｆｙを算出し、この横力Ｆｙにニューマチックトレイルεｎを乗算することにより、算出することができる。さらには、ステアリングホイールＳＷの操舵角θｓと、セルフアライニングトルクＴｓａとの関係を車速Ｖをパラメータとして実測するか又はシミュレーションによって算出した制御マップを参照して操舵角センサＳＡで検出した操舵角θｓと車速Ｖとに基づいてセルフアライニングトルクＴｓａを算出することもできる。

そして、直進性担保部ＳＧで算出した直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^*は、前述した加算器ＡＤに供給される。この加算器ＡＤでは、目標補助トルク電流指令値演算部ＴＯで算出された目標補助トルク電流指令値Ｉ^*に直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^*を加算して目標アクチュエータ電流指令値Ｉａ^*を算出し、算出した目標アクチュエータ電流指令値Ｉａ^*を減算器ＳＢに供給する。

したがって、転舵制御装置ＣＴのパワーステアリング制御部ＰＣでは、ステアリングホイールＳＷに入力される操舵トルクＴｓと車速Ｖとに応じて算出される目標補助トルク電流指令値Ｉｔ^*に直進性担保部ＳＧで算出した直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^*が加算されて目標アクチュエータ電流指令値Ｉａ^*が算出される。
この目標アクチュエータ電流指令値Ｉａ^*に基づいて電動アクチュエータＥＡが制御されるので、電動アクチュエータＥＡで、ステアリングホイールＳＷに伝達される操舵力に応じた操舵補助トルクに加えて、サスペンション装置１Ｂの直進性を担保する転舵トルクを発生し、これらを出力側ステアリング軸ＳＳｏに伝達する。

また、上記実施形態では、サスペンション装置１Ｂのキャスター角が零に設定されている。このキャスター角と転舵応答性と操縦安定性との関係は、図１３（ａ）に示すように、キャスター角が零であるときには転舵応答性が高い状態をとなるが、操縦安定性を確保することはできない、すなわち、キャスター角に対する転舵応答性と操縦安定性とはトレードオフの関係が存在する。

一方、キングピン軸ＫＳの路面接地点位置と横力低減代及び直進性との関係は、図１３（ｂ）に示すようになる。すなわち、キングピン軸ＫＳの接地点がタイヤ接地面中心にある状態では、実線図示のように横力低減代が最大となる。しかしながら、直進性は破線図示のように確保できない状態となる。そして、キングピン軸ＫＳの接地点をタイヤ接地面中心から前方に移動させると、キングピン軸ＫＳの接地点がタイヤ接地面中心から離れるにしたがって、横力低減代は徐々に低減し、直進性は徐々に向上する。

その後、キングピン軸ＫＳの接地点がタイヤ接地面の前端に達すると、横力低減代は最大値の半分程度に減少し、逆に直進性は良好な状態になる。さらにキングピン軸ＫＳの接地点がタイヤ接地面の前端を超えて前方に移動すると、横力低減代は最大値の半分程度からさらに減少し、逆に直進性はさらに良好となる。

上記実施形態では、横力低減代を大きくするために、ステアリングホイールＳＷが中立位置にある状態で、キングピン軸ＫＳがタイヤ接地面内を通るように設定している。このため、サスペンション装置１Ｂの直進性が低下した状態となっており、この直進性の低下分を直進性担保部ＳＧで電動アクチュエータＥＡを制御することにより補完することができる。このため、上記第１の実施形態では、直進性担保部ＳＧによって、サスペンション装置１Ｂでの直進性の低下分を補って十分な直進性を確保することができる。

（作用）
次に、本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂの作用について説明する。
本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂでは、キャスタートレイルがタイヤ接地面内に位置する設定としている。
例えば、キングピン軸の設定を、キャスター角０度、キャスタートレイル０ｍｍ、スクラブ半径０ｍｍ以上のポジティブスクラブとしている。また、キングピン傾角については、スクラブ半径をポジティブスクラブとできる範囲で、より小さい角度となる範囲（例えば１５度以下）で設定する。

このようなサスペンションジオメトリとすることにより、転舵時におけるタイヤ接地面中心の軌跡の変化がより小さいものとなり、タイヤ捻りトルクを低減できる。
そのため、ラック軸力をより小さいものとできることから、キングピン軸ＫＳ周りのモーメントをより小さくでき、転舵アクチュエータ８の出力を低減することができる。また、より小さい力で車輪の向きを制御できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。このため、サスペンション装置１Ｂを構成する各リンク部材やラック軸の断面積を小さくすることができ、サスペンション装置１Ｂ自体を軽量化することができる。したがって、車両１も軽量化することができる。

また、キャスター角を０度、キャスタートレイルを０ｍｍとしたことに伴い、サスペンション構造上の直進性に影響が生じる可能性があるところ、ポジティブスクラブに設定することにより、その影響を軽減している。さらに、前述した転舵制御装置ＣＴの直進性担保部ＳＧによるセルフアライニングトルクＴｓａに基づく直進性補完制御により、サスペンション装置１Ｂの直進性を担保することができる。したがって、車両の操縦性・安定性の向上を図ることができる。

また、キングピン傾角を一定の範囲に制限したことに対しては、電動アクチュエータＥＡでの転舵を行うことにより、運転者が操舵操作に重さを感じることを回避できる。また、路面からの外力によるキックバックについても、電動アクチュエータＥＡによって外力に対抗できるため、運転者への影響を回避できる。即ち、操縦性・安定性の向上を図ることができる。

また、本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂは、ストラット式としたため、部品点数をより少ないものとでき、本実施形態におけるキングピン軸の設定を容易に行うことができる。
以上のように、本実施形態に係るサスペンション装置１Ｂによれば、ステアリングホイールが中立位置にある状態で、キングピン軸がタイヤ接地面内を通るように設定しているため、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができる。

したがって、上記第１の実施形態では、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できるため、サスペンション装置の軽量化を図りながら操縦性・安定性を向上させることができる。
なお、本実施形態において、第１リンク３７、第２リンク３８、ショックアブソーバ４０が複数のリンク部材に対応する。また、第１リンク３７および第２リンク３８がロアアームに対応し、バネ部材３４およびショックアブソーバ４０がストラット部材に対応する。

（第１実施形態の効果）
（１）キングピン軸を、ステアリングホイールの中立位置で、タイヤ接地面内を通るように設定した。
これにより、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら車両の操縦性・安定性を向上させることができる。

（１）′キングピン軸のキャスタートレイルをタイヤ接地面内に位置させる構成とした。
これにより、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら操縦性・安定性を向上させることができる。

（１）″キングピン軸はタイヤ接地面内におけるタイヤ接地中心の近傍を通るように設定した。
これにより、キング軸周りのモーメントを最小とすることができるため、さらに小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら操縦性・安定性を向上させることができる。

（２）転舵制御装置に直進性担保部を設け、この直進性担保部で車両用のサスペンション装置の直進性を担保することとした。
したがって、例えば電動パワーステアリング装置における電動アクチュエータを利用して、本発明におけるキングピン軸の設定に対応する直進性担保制御を行うことができる。このため、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら、車両の操縦性・安定性の向上を図ることができる。

（２）′直進性担保部は、セルフアライニングトルクを算出して直進性を担保するようにしている。
したがって、直進性担保部で、サスペンション装置の高応答性を確保することにより低下した直進性をセルフアライニングトルクで担保することができ、操縦・安定性を向上させることができる。

（３）ストラット式のサスペンション機構に本発明における車両用サスペンション装置を適用することとした。
そのため、サスペンションを構成する部品点数をより少ないものとすることができ、本発明におけるキングピン軸の設定を容易に行うことが可能となる。

（４）ステアリングホイールが中立位置にある状態で、キングピン軸ＫＳの路面接地点がタイヤ接地面内に位置する設定とした車両用サスペンション装置のジオメトリ調整方法である。
これにより、キングピン軸ＫＳ周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、本実施形態では、サスペンション装置の軽量化を図りながら、車両の操縦性・安定性を向上させることができる。

（応用例１）
第１実施形態では、キングピン軸ＫＳをステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、またタイヤ接地面内にキャスタートレイルを設定するものとし、その一例として、キャスタートレイルをゼロに近い値とする場合について説明した。
これに対し、本応用例では、キングピン軸ＫＳをステアリングホイールの中立位置で、タイヤ接地面中心とタイヤ接地面の前端までの範囲を通るように限定し、また、キャスタートレイルの設定条件をタイヤ接地面中心からタイヤ接地面の前端までの範囲に限定するものとする。

（効果）
ステアリングホイールの中立位置でキングピン軸をタイヤ接地面中心からタイヤ接地面の前端までの範囲を通るように設定し、またキャスタートレイルをタイヤ接地面中心からタイヤ接地面の前端までに設定すると、直進性の確保と操舵操作の重さの低減を両立できる。即ち、上記構成では、サスペンション装置の軽量化を図りながら、車両の操縦性・安定性の向上を図ることができる。

（応用例２）
第１実施形態においては、図７に示す座標平面において、一点鎖線で囲んだ領域を設定に適する領域として例に挙げた。これに対し、注目するラック軸力の等値線を境界線とし、その境界線が示す範囲より内側の領域（キングピン傾角の減少方向でスクラブ半径の増加方向）を設定に適する領域とすることができる。
（効果）
ラック軸力の最大値を想定して、その最大値以下の範囲にサスペンションジオメトリを設定することができる。

（変形例）
なお、上記第１の実施形態においては、転舵制御装置ＣＴが、パワーステアリング制御部ＰＣと直進性担保部ＳＧとで構成される場合について説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、転舵制御装置ＣＳとして、パワーステアリング制御部ＰＣを省略して直進性担保部ＳＧのみを設けるようにしてもよい。この場合には、図１１の構成において、目標補助トルク電流指令値演算部ＴＯ及び加算器ＡＤを省略して、直進性担保部ＳＧから出力される直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^*を直接減算器ＳＢに入力するようにすれば良い。

また、上記第１の実施形態では、直進性担保部ＳＧでセルフアライニングトルクＴｓａに基づいて直進性担保用電流指令値Ｉｓａ^*を算出したが、これに限定されるものではなく、例えばセルフアライニングトルクＴｓａの平均値で表される固定値を設定するようにしてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１４〜図１９について説明する。
この第２の実施形態では、サスペンション装置１Ｂの構成をより具体的にしたものでマルチリンクサスペンションに本願を適用したものである。
すなわち、第２の実施形態では、説明を簡単にするために、左右の転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲのうち左側の転舵輪１７ＦＬについて具体的構成を説明する。

転舵輪１７ＦＬは、図１４〜図１７に示すように、アクスル部材８１によって回転自在に支持されている。このアクスル部材８１は、上端部がストラット８２を構成するショックアブソーバ８３の外筒に固定され、下端がＡアームで構成されるロアアーム８４にボールジョイント８５を介して連結されている。
そして、アクスル部材８１には、上下方向の中央部にアクスルシャフト８６が挿通支持され、このアクスルシャフト８６に転舵輪１７ＦＬが固定されている。

ストラットは前述した第１の実施形態と同様に上端部のアッパーピボット点Ｐ１で車体側の支持部に連結されている。
ロアアーム８４は、図１８に示すように、Ａアームの構成を有し、中央部より車両後方側に軽量化を図るための開口部８４ａが形成されている。このため、ロアアーム８４は前後方向に柔構造であり、車両幅方向に剛構造とされている。

そして、ロアアーム８４の基部側の車両前後方向に離間した２個所が弾性ブッシュ８７ａ及び８７ｂを介して図１９に示すサブフレーム９０のアーム取り付け部９１に固定されている。
また、アクスル部材８１の車両後方側には、ストラットの後方側を通るタイロッド１５が連結され、このタイロッド１５の他端がラック軸１４に連結されている。

また、ストラットの外筒における上端部には中央部が車体側部材に回動可能に支持されたスタビライザ９２の一端が取り付けられている。
そして、サスペンション装置１Ｂのストラットの上端部のアッパーピボット点Ｐ１及びロアアーム８４のアクスル部材８１を支持するロアピボット点Ｐ２を結ぶキングピン軸ＫＳの傾角、キャスター角、キャスタートレイル、スクラブ半径、キングピンオフセット等については前述した第１の実施形態と同様に設定されている。

したがって、この第２の実施形態においてもサスペンション装置１Ｂで前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様にタイヤ接地面中心（着力点）に作用にする横力を小さくすることができるので、ロアアームに掛かる力を小さくすることができる。このため、ロアアームの剛性を低下させることができ、サスペンション装置の軽量化を図ることができる。

（サスペンション装置変形例）
なお、サスペンション装置１Ｂとしては上述した第１及び第２の実施形態の構成に限定されるものではなく、図２０（ａ）〜（ｃ）に示す構成を有するサスペンション装置を適用するようにしてもよい。すなわち、このサスペンション装置は、転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲを支持するハブ１００を装着したアクスル部材１０１の上端にストラット１０２を構成するショックアブソーバ１０３の下端部に装着されたブラケット１０４が固定されている。また、アクスル部材１０１の下端には、変形Ａアーム構成を有するロアアーム１０５の車体外側取り付け部がボールジョイント１０６を介して固定されている。

そして、ロアアーム１０５の車両内側では、前方腕部１０５ａ及び後方腕部１０５ｂに分岐されており、前方腕部１０５ａが図２０（ｂ）に示すように車体側部材に対して車幅方向の垂直面内で回動可能に弾性ブッシュ１０７ａを介して支持され、後方腕部１０５ｂが図２０（ａ）に示すように車体側部材に中心軸が上下方向となる弾性ブッシュ１０７ｂを介して支持されている。
さらに、アクスル部材１０１の車両後方側にタイロッド１０８を介してラック軸１０９が連結されている。

この構成においても、ストラット１０２の上端のアッパーピボット点Ｐ１とアクスル部材１０１のロアアーム１０５との連結点であるロアピポット点Ｐ２とを結ぶキングピン軸ＫＳの傾角、キャスター角、キャスタートレイル、スクラブ半径、キングピンオフセット等については前述した第１の実施形態と同様に設定することにより、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも、サスペンション装置を図２０の構成とすることで、サスペンション装置をより簡略化することができ、より低コスト化を図ることができる。

次に、本発明の第３の実施形態を図２１〜２６について説明する。
この第３の実施形態は、操舵装置としてステアバイワイヤシステムを備えた車両に本発明を適用したものであり、サスペンション装置の直進性をより確実に担保する構成とされている。
すなわち、図２１において、自動車１は、車体１Ａと、ステアバイワイヤシステムＳＢＷとで構成されている。ステアバイワイヤシステムＳＢＷは、ステアリングホイール２と、入力側ステアリング軸３と、操舵角センサ４と、操舵トルクセンサ５と、操舵反力アクチュエータ６と、操舵反力アクチュエータ角度センサ７と、転舵アクチュエータ８と、転舵アクチュエータ回転角度センサ９と、出力側ステアリング軸１０と、転舵トルクセンサ１１と、ピニオンギア１２と、ピニオン角度センサ１３と、ラック軸１４と、タイロッド１５と、タイロッド軸力センサ１６と、車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬと、車両状態パラメータ取得部２１と、車輪速センサ２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬと、コントロール／駆動回路ユニット２６と、メカニカルバックアップ２７とを備えている。

ステアリングホイール２は、入力側ステアリング軸３と一体に回転するよう構成され、運転者による操舵入力を入力側ステアリング軸３に伝達する。
入力側ステアリング軸３は、操舵反力アクチュエータ６を備えており、ステアリングホイール２から入力された操舵入力に対し、操舵反力アクチュエータ６による操舵反力を加える。

操舵角センサ４は、入力側ステアリング軸３に備えられ、入力側ステアリング軸３の回転角度すなわち運転者によりステアリングホイール２へ入力される操舵角θｓを検出する。そして、操舵角センサ４は、検出した入力側ステアリング軸３の操舵角θｓをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
操舵トルクセンサ５は、入力側ステアリング軸３に設置してあり、入力側ステアリング軸３の回転トルク（即ち、ステアリングホイール２への操舵入力トルク）を検出する。そして、操舵トルクセンサ５は、検出した入力側ステアリング軸３の回転トルクをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

操舵反力アクチュエータ６は、モータ軸と一体に回転するギアが入力側ステアリング軸３の一部に形成されたギアに噛合しており、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、ステアリングホイール２による入力側ステアリング軸３の回転に対して反力を付与する。
操舵反力アクチュエータ角度センサ７は、操舵反力アクチュエータ６の回転角度（即ち、操舵反力アクチュエータ６に伝達した操舵入力による回転角度）を検出し、検出した回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

転舵アクチュエータ８は、モータ軸と一体に回転するギアが出力側ステアリング軸１０の一部に形成されたギアに噛合しており、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、出力側ステアリング軸１０を回転させる。
転舵アクチュエータ回転角度センサ９は、転舵アクチュエータ８の回転角度（即ち、転舵アクチュエータ８が出力した転舵のための回転角度）を検出し、検出した回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

出力側ステアリング軸１０は、転舵アクチュエータ８を備えており、転舵アクチュエータ８が入力した回転をピニオンギア１２に伝達する。
転舵トルクセンサ１１は、出力側ステアリング軸１０に設置してあり、出力側ステアリング軸１０の回転トルク（即ち、ラック軸１４を介した車輪１７ＦＲ，１７ＦＬの転舵トルク）を検出する。そして、転舵トルクセンサ１１は、検出した出力側ステアリング軸１０の回転トルクをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

ピニオンギア１２は、ラック軸１４と噛合しており、出力側ステアリング軸１０から入力した回転をラック軸１４に伝達する。
ピニオン角度センサ１３は、ピニオンギア１２の回転角度（即ち、ラック軸１４を介して出力される車輪１７ＦＲ，１７ＦＬの転舵角度）を検出し、検出したピニオンギア１２の回転角度をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

ラック軸１４は、ピニオンギア１２と噛合する平歯を有し、ピニオンギア１２の回転を車幅方向の直線運動に変換する。
タイロッド１５は、ラック軸１４の両端部と車輪１７ＦＲ，１７ＦＬのナックルアームとを、ボールジョイントを介してそれぞれ連結している。
タイロッド軸力センサ１６は、ラック軸１４の両端部に設置されたタイロッド１５それぞれに設置してあり、タイロッド１５に作用している軸力を検出する。そして、タイロッド軸力センサ１６は、検出したタイロッド１５の軸力をコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬは、タイヤホイールにタイヤを取り付けて構成したものであり、サスペンション装置１Ｂを介して車体１Ａに設置してある。これらのうち、前輪（車輪１７ＦＲ，１７ＦＬ）は、タイロッド１５によってナックルアームが揺動することにより、車体１Ａに対する車輪１７ＦＲ，１７ＦＬの向きが変化する。

車両状態パラメータ取得部２１は、車輪速センサ２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬから出力される車輪の回転速度を示すパルス信号を基に車速を取得する。また、車両状態パラメータ取得部２１は、車速と各車輪の回転速度とを基に、各車輪のスリップ率を取得する。そして、車両状態パラメータ取得部２１は、取得した各パラメータをコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。

車輪速センサ２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬは、各車輪の回転速度を示すパルス信号を、車両状態パラメータ取得部２１およびコントロール／駆動回路ユニット２６に出力する。
コントロール／駆動回路ユニット２６は、自動車１全体を制御するものであり、各部に設置したセンサから入力する信号を基に、入力側ステアリング軸３の操舵反力、前輪の転舵角、あるいはメカニカルバックアップ２７の連結について、各種制御信号を、操舵反力アクチュエータ６、転舵アクチュエータ８、あるいはメカニカルバックアップ２７等に出力する。

また、コントロール／駆動回路ユニット２６は、各センサによる検出値を使用目的に応じた値に換算する。例えば、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵反力アクチュエータ角度センサ７によって検出された回転角度を操舵入力角度に換算したり、転舵アクチュエータ回転角度センサ９によって検出された回転角度を車輪の転舵角に換算したり、ピニオン角度センサ１３によって検出されたピニオンギア１２の回転角度を車輪の転舵角に換算したりする。

なお、コントロール／駆動回路ユニット２６は、操舵角センサ４によって検出された入力側ステアリング軸３の操舵角、操舵反力アクチュエータ角度センサ７によって検出された操舵反力アクチュエータ６の回転角度、転舵アクチュエータ回転角度センサ９によって検出された転舵アクチュエータ８の回転角度、および、ピニオン角度センサ１３によって検出されたピニオンギア１２の回転角度を監視し、これらの関係を基に、操舵系統におけるフェールの発生を検出することができる。そして、操舵系統におけるフェールを検出すると、コントロール／駆動回路ユニット２６は、メカニカルバックアップ２７に対し、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結させる指示信号を出力する。

メカニカルバックアップ２７は、コントロール／駆動回路ユニット２６の指示に従って、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結し、入力側ステアリング軸３から出力側ステアリング軸１０への力の伝達を確保する機構である。ここで、メカニカルバックアップ２７に対しては、通常時には、コントロール／駆動回路ユニット２６から、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結しない状態を指示している。そして、操舵系統におけるフェールの発生により、操舵角センサ４、操舵トルクセンサ５および転舵アクチュエータ８等を介することなく操舵操作を行う必要が生じた場合に、入力側ステアリング軸３と出力側ステアリング軸１０とを連結させる指示が入力する。

なお、メカニカルバックアップ２７は、例えばケーブル式ステアリング機構等によって構成することができる。
また、コントロール／駆動回路ユニット２６には、前述したように、操舵トルクセンサ５で検出する入力側ステアリング軸３の操舵トルクＴｓと、車両状態パラメータ取得部２１で取得した車速Ｖと、操舵反力アクチュエータ角度センサ７で検出した操舵反力アクチュエータ６の回転角θｍｉと、転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出した転舵アクチュエータ８の回転角θｍｏとが入力されている。さらに、コントロール／駆動回路ユニット２６には、車輪速センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬで検出した各車輪の回転速度を表すパルス信号が入力されている。

このコントロール／駆動回路ユニット２６には、図２２に示す転舵制御装置５０が設けられている。この転舵制御装置５０は、目標転舵角演算部５１、転舵角制御部５２、直進性補完部５３、外乱補償部５４、遅延制御部５６、転舵角偏差演算部５８、転舵モータ制御部５９、電流偏差演算部６０及びモータ電流制御部６２を備えている。
目標転舵角演算部５１は、車速Ｖ及び操舵角センサ４で検出した操舵角θｓが入力され、これらに基づいて目標転舵角δ^*を算出する。

転舵角制御部５２は、コンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲの舵角の変化量Δｆｌ及びΔｆｒを算出する。これら変化量Δｆｌ及びΔｆｒは、左右の駆動輪である転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲの駆動力を配分制御する駆動力制御装置７１から出力される左右輪の駆動力ＴＬ及びＴＲとロアリンク３７及び３８のブッシュの撓みに応じたコンプライアンスステア係数ａｆとに基づいて下記（１）式及び（２）式の演算を行うことにより算出する。そして、算出した変位量Δｆｌ及びΔｆｒの変位量差を算出して転舵角制御値としてのコンプライアンスステア制御値Ａｃ（＝Δｆｌ−Δｆｒ）を算出する。
Δｆｌ＝ａｆ・ＴＬ …………（１）
Δｆｒ＝ａｆ・ＴＲ …………（２）

直進性補完部５３は、前述した第１の実施形態における直進性担保部ＳＧと同様に駆動輪駆動力を配分制御する駆動力制御装置７１から出力されるからの左右輪の駆動力ＴＬ及びＴＲが入力されると共に、操舵トルクセンサ５で検出された操舵トルクＴｓが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＴｓａを算出し、算出したセルフアライニングトルクＴｓａに所定舵角補正ゲインＫｓａを乗算して直進性担保値としてのセルフアライニングトルク制御値Ａｓａ（＝Ｋｓａ・Ｔｓａ）を算出する。

外乱補償部５４は、操舵トルクセンサ５からの操舵トルクＴｓ、転舵アクチュエータ回転角度センサ９からの回転角θｍｏ、及びモータ電流検出部６１からのモータ電流ｉｍｒが入力され、車両に入力される外乱を周波数帯域毎に分離してそれぞれ推定し、これらの外乱を抑制するための外乱補償値Ａｄｉｓを算出する。

この外乱補償部５４では、特開平２００７−２３７８４０号公報に記載されているように、運転者による操舵入力である操舵トルクＴｓと転舵アクチュエータ８による転舵入力を制御入力とし、実際の操舵状態量を制御量とするモデルにおいて、前記制御入力をローパスフィルタに通した値と、前記制御量を前記モデルの逆特性と前記ローパスフィルタとに通した値との差に基づいて外乱を推定する複数の外乱推定部を有する。各外乱推定部は、ローパスフィルタのカットオフ周波数を異ならせることにより、外乱を複数の周波数帯域毎に分離する。

そして、外乱補償部５４及び直進性補完部５３で算出された外乱補償値Ａｄｉｓ及びセルフアライニングトルク制御値Ａｓａが加算器５５ａで加算される。この加算器５５ａの加算出力と転舵角制御部５２で演算されたコンプライアンスステア制御値Ａｃとが加算器５５ｂで加算されて直進性担保制御値δａを算出する。この直進性担保制御値δａは、遅延制御部５６に供給される。

ここで、図２２に示すように、転舵角制御部５２、直進性補完部５３、外乱補償部５４及び加算器５５ａ，５５ｂで直進性担保部ＳＧを構成し、この直進性担保部ＳＧと以下に述べる遅延制御部５６とで転舵応答性設定部ＳＲＳを構成している。
遅延制御部５６は、図２２に示すように、操舵開始検出部５６ａ、単安定回路５６ｂ、ゲイン調整部５６ｃ及び乗算器５６ｄを有する。

操舵開始検出部５６ａは、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓに基づいて中立位置を維持する状態から右操舵又は左操舵したタイミングを検出して中立状態からの操舵開始を表す操舵開始信号ＳＳを単安定回路５６ｂに出力する。
また、単安定回路５６ｂは操舵開始検出部５６ａから出力される操舵開始信号に基づいて所定の遅延時間例えば０．１秒の間オン状態となる制御開始遅延信号をゲイン調整部５６ｃに出力する。

ゲイン調整部５６ｃは、制御開始遅延信号がオン状態であるときに、制御ゲインＧａを“０”に設定し、制御開始遅延信号がオフ状態であるときに制御ゲインＧａを“１”に設定し、設定した制御ゲインＧａを乗算器５６ｄに出力する。
乗算器５６ｄでは、直進性担保部ＳＧから出力される直進性担保制御値δａが入力され、この直進性担保制御値δａに制御ゲインＧａを乗算し、乗算結果を目標転舵角演算部５１からの目標転舵角δ^*が入力された加算器５６ｅに供給する。

したがって、遅延制御部５６では、操舵開始検出部５６ａで中立状態を維持している状態から右操舵又は左操舵を行った操舵開始状態を検出したときに、直進性担保部ＳＧで算出された直進性担保制御値δａを目標転舵角δ^*に加算する直進性担保制御を単安定回路５６ｂで設定される所定時間例えば０．１秒間停止させるようにゲイン調整部５６ｃで、直進性担保制御値δａに乗算する制御ゲインＧａを“０”に設定する。そして、ゲイン調整部５６ｃでは、０．１秒経過後に単安定回路５６ｂの出力信号がオフ状態に反転すると、ゲイン調整部５６ｃで、直進性担保制御値δａを目標転舵角δ^*に加算する直進性担保制御を開始するように制御ゲインＧａを“１”に設定する。

また、遅延制御部５６は、ステアリングホイール２の操舵が継続されているときには、操舵開始検出部５６ａで中立状態からの操舵開始を検出しないので、単安定回路５６ｂの出力がオフ状態を維持することにより、ゲイン調整部５６ｃで制御ゲインＧａが“１”に設定される。このため、直進性担保部ＳＧで演算された直進性担保制御値δａをそのまま加算器５６ｅに供給する。このため、目標転舵角δ^*に直進性担保制御値δａが加算されて直進性担保制御が行われる。

転舵角偏差演算部５８は、加算器５６ｃから出力される目標転舵角δ^*に直進性担保制御値δａが加算された加算後目標転舵角δ^*ａからアクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａのアクチュエータ回転角度センサ９から出力される実転舵角δｒを減算して転舵角偏差Δδを算出し、算出した転舵角偏差Δδを転舵モータ制御部５９に出力する。
転舵モータ制御部５９は、入力される角度偏差Δδが零となるようにアクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの目標駆動電流ｉｍ^*を算出し、算出した目標駆動電流ｉｍ^*を電流偏差演算部６０に出力する。

電流偏差演算部６０は、入力される目標駆動電流ｉｍ^*からアクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａに供給するモータ電流を検出するモータ電流検出部６１から出力される実モータ駆動電流ｉｍｒを減算して電流偏差Δｉを算出し、算出した電流偏差Δｉをモータ電流制御部６２に出力する。
モータ電流制御部６２は、入力される電流偏差Δｉが零となるように、すなわち、実モータ駆動電流ｉｍｒが目標駆動電流ｉｍ^*に追従するようにフィードバック制御し、実モータ駆動電流ｉｍｒを転舵モータ８ａに出力する。

ここで、転舵角偏差演算部５８、転舵モータ制御部５９、電流偏差演算部６０、モータ電流検出部６１、モータ電流制御部６２でアクチュエータ制御装置６３が構成されている。このアクチュエータ制御装置６３は、転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａの回転角度を検出する転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出した回転角度δｒが目標転舵角δ^*と一致するように制御する。このため、車両が直進走行状態であって、目標転舵角δ^*が“０”となったときに、この目標転舵角δ^*に回転角度δｒが一致するように制御するので、前述した直進性担保部ＳＧを主直進性担保部としたときに、副直進性担保部を構成することになる。

（第３の実施形態の動作）
次に、上記第３の実施形態の動作を図２４及び図２５を伴って説明する。
今、ステアリングホイール２を中立位置に保持して直進走行しているものとする。
この直進走行状態では、目標転舵角演算部５１で演算される目標転舵角δ^*が零となる。このとき、ステアリングホイール２が中立位置を保持しているので、左右の駆動輪となる転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲの駆動力又は制動力が等しくなる。このため、転舵角制御部５２で前記（１）式及び（２）式で算出されるコンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲの舵角の変位量Δｆｌ及びΔｆｒは等しい値となる。このため、コンプライアンスステア補正量Ａｃは変位量Δｆｌから変位量Δｆｒ減算した値であるので、コンプライアンスステア補正量Ａｃは零となる。

同様に、直進性補完部５３でも、駆動力ＴＬ及びＴＲが等しいので、駆動力差ΔＴが零となることにより、図２３に示す発生トルク推定制御マップを参照して算出される発生トルクＴｈも零となる。一方、直進走行状態でステアリングホイール２を操舵していないので、操舵トルクＴｓも零であり、セルフアライニングトルクＴｓａも零となって、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａも零となる。

一方、外乱補償部５４では、外乱を抑制する回覧補償値Ａｄｉｓが算出される。したがって、直進性担保制御値δａは回覧補償値Ａｄｉｓのみの値となる。この直進性担保制御値δａが遅延制御部５６の乗算器５６ｄに供給される。

この遅延制御部５６では、操舵開始検出部５６ａで操舵開始が検出されないので、単安定回路５６ｂの出力はオフ状態を維持する。このため、ゲイン調整部５６ｃでは制御ゲインＧａが“１”に設定され、この制御ゲインＧａが乗算器５６ｄへ供給される。この乗算器５６ｄからは、直進性担保制御値δａがそのまま加算器５６ｅに供給されて、零の目標転舵角δ^*に加算される。したがって、外乱補償値Ａｄｉｓに応じた加算後目標転舵角δ^*ａが算出され、この加算後目標転舵角δ^*ａに一致するようにアクチュエータ８の転舵モータ８ａの転舵角が制御される。このため、外乱の影響を除去した直進走行を行うことができる。

したがって、路面の段差や前輪１７ＦＲ及び１７ＦＬの路面摩擦係数が異なることなどにより、路面からの入力による外乱によって前輪１７ＦＲ及び１７ＦＬが転舵された場合には、転舵アクチュエータ８が回転される。これに応じて転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出される回転角θｍｏが変化することにより、この回転角θｍｏの変化に応じた外乱補償値Ａｄｉｓが出力される。

このため、外乱補償値Ａｄｉｓにしたがって転舵アクチュエータ８が制御されて、サスペンション装置１Ｂの路面入力による転舵に抗するトルクを発生することができる。したがって、直進性担保部ＳＧでサスペンション装置１Ｂの直進性を担保することができる。
また、車両の直進走行状態で、外乱補償部５４で外乱を検出していない場合には、直進性担保部ＳＧで算出される直進性担保制御値δａが零となり、目標転舵角演算部５１から出力される目標転舵角δ^*も零となるので、加算器５６ｅから出力される加算後目標転舵角δ^*も零となる。

このため、アクチュエータ制御装置６３によって、転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａに転舵角変位が生じると、この転舵角変位を解消するようにアクチュエータ制御装置６３でモータ電流ｉｍｒを出力するので、転舵輪１７ＦＲ及び１６ＦＬが直進走行状態の転舵角に戻される。したがって，アクチュエータ制御装置６３で直進性を担保することができる。

ところが、ステアリングホイール２を中立位置に保持した直進走行状態を維持している状態からステアリングホイール２を右（又は左）に操舵する状態となると、この直進走行状態からの操舵による旋回状態への移行が操舵開始検出部５６ａで検出される。
このため、単安定回路５６ｂから所定時間例えば０．１秒間オン状態となる制御遅延信号がゲイン調整部５６ｃに出力される。したがって、ゲイン調整部５６ｃで、制御遅延信号がオン状態を継続している間制御ゲインＧａが“０”に設定される。このため、乗算器５６ｄから出力される乗算出力は“０”となり、直進性担保制御値δａの加算器５６ｅへの出力が停止される。

したがって、ステアリングホイール２の中立位置から操舵を開始した時点から０．１秒の初期応答期間Ｔ１の間は制御ゲインＧａが“０”に設定されるので、乗算器５６ｄから出力される乗算出力が“０”となり、目標転舵角δ^*に対する直進性担保制御が図２５（ｂ）で実線図示のように停止される。
このため、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓが目標転舵角演算部５１に供給され、この目標転舵角演算部５１で演算された目標転舵角δ^*がそのまま転舵角偏差演算部５８に供給される。このため、目標転舵角δ^*に一致するように転舵モータ８ａが回転駆動される。この間、直進性担保部ＳＧにおける直進性担保制御が停止される。

したがって、初期応答期間Ｔ１では、キングピン軸ＫＳの路面接地点がタイヤの接地面内の接地中心位置に設定され、且つキャスター角が零に設定されたサスペンション装置１Ｂによる転舵が開始される。
このとき、サスペンション装置１Ｂのキャスター角が零に設定されている。このキャスター角と転舵応答性と操縦安定性との関係は、図２４（ａ）に示すように、キャスター角が零であるときには転舵応答性が高い状態をとなるが、操縦安定性を確保することはできない、すなわち、キャスター角に対する転舵応答性と操縦安定性とはトレードオフの関係が存在する。

このため、中立位置から操舵を開始した初期状態では、ステアバイワイヤ制御による直進性担保制御は実行されないことにより、この初期転舵をサスペンション装置１Ｂが賄うことになる。
この初期応答期間Ｔ１では、サスペンション装置１Ｂは、上述したように、キャスター角が零あり、操縦応答性が高いので、図２５（ａ）で実線図示の特性線Ｌ１で示すように、一点鎖線図示の特性線Ｌ２で示す一般的なステアバイワイヤ形式の操舵系を有する車両における転舵応答特性（ヨーレイト）より高い転舵応答特性（ヨーレイト）とすることができる。このとき、運転者のステアリングホイール２の操舵による操舵角変化に対応した転舵角変化となるので、運転者に違和感を与えることはない。

ところが、サスペンション装置１Ｂによる転舵応答性のみで初期応答期間Ｔ１を越えて転舵を継続すると、図２５（ａ）で破線図示の特性線Ｌ３のように中期応答帰還Ｔ２及び後期応答期間Ｔ３で操舵による車両の転舵応答性が敏感になる。また、中期応答期間Ｔ２から後期応答期間Ｔ３に掛けての車両の内側への巻き込み現象が大きくなってしまう。

このため、上記第３の実施形態では、図２５（ｂ）に示すように、初期応答期間Ｔ１が経過する例えば０．１秒後に、転舵角制御部５２、直進性補完部５３及び外乱補償部５４で構成される直進性担保部ＳＧによる目標転舵角δ^*に対する直進性担保制御がステップ状に開始される。このため、サスペンション装置１Ｂによる車両の転舵応答性を抑制して車両のふらつきを抑制するとともに、図２４（ｂ）で点線図示のように、ステアバイワイヤ制御によってサスペンション装置１Ｂの直進性を補完して、操縦安定性を確保することができる。

その後、中期応答期間Ｔ２が終了する例えば０．３秒経過後には、直進性担保部ＳＧによる直進性担保制御により一般的な車両の転舵応答特性に比較しても転舵応答特性をより抑制してアンダーステア傾向とすることができる。これにより、図２５（ａ）で実線図示の特性線Ｌ１で示すように、操縦安定性を向上させることができ、特性線Ｌ１で示す理想的な車両の転舵応答特性を実現することができる。

以上のように、本実施形態に係る車両の操舵装置によれば、サスペンション装置１Ｂにおいて、タイヤ接地面内にキャスタートレイルを設定しているため、キングピン軸ＫＳ周りのモーメントをより小さくすることができる。
したがって、第３の実施形態でも、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できるため、転舵応答性を向上させることができる。

このように、上記第３の実施形態では、少なくともキングピン軸ＫＳがタイヤ接地面内を通るように設定することにより、サスペンション装置１Ｂ自体が転舵応答性を向上させた構成とされ、これに加えてステアバイワイヤシステムＳＳの直進性担保部ＳＧによって転舵特性を制御する転舵角制御、直進性補完及び外乱補償を行ってサスペンション装置１Ｂの直進性を担保している。

このため、ステアリングホイール２を中立位置に保持している状態から右又は左操舵を行った場合に、初期応答期間Ｔ１ではサスペンション装置１Ｂ自体の高い転舵応答性を利用して高応答性を確保する。その後、初期応答期間Ｔ１を経過して中期応答期間Ｔ２に入ると、転舵応答性を重視するよりは操縦安定性を重視する必要があり、ステアバイワイヤシステムＳＢＷにおける遅延制御部５６のゲイン調整部５６ｃで制御ゲインＧａが“１”に設定されることにより、直進性担保部ＳＧで算出した直進性担保制御値δａによる直進性担保制御を開始する。

このため、転舵角制御、直進性補完、及び外乱補償等の直進性担保制御が開始されることにより、サスペンション装置１Ｂによる高い転舵応答性を抑制して操縦安定性を確保する。さらに、後期応答期間Ｔ３では、車両の内側への巻き込み現象を抑制するように転舵応答性をさらに低減させてアンダーステア傾向として車両のふらつきをより抑制して理想的な転舵応答性制御を確立することができる。

さらに、転舵角制御部５２を備えて、コンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲの変位量を考慮した直進性担保制御を行うことができる。このため、ロアリンク部材である第１リンク３７及び第２リンク３８の車体１Ａ側の支持部に介挿されるブッシュの剛性を弱く設定することが可能であり、第１リンク３７及び第２のリンク３８を通じて路面から車体１Ａへの振動伝達率を低下させて乗心地を向上させることができる。

なお、上記第３の実施形態においては、転舵制御装置５０をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば目標転舵角演算部５１、直進性担保部ＳＧを例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置で構成し、この演算処理装置で、図２６に示す転舵制御処理を実行するようにしてもよい。

この転舵制御処理は、図２６に示すように、先ず、ステップＳ１で、車速Ｖ、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓ、アクチュエータ回転角度センサ９で検出した回転角θｍｏ、駆動力制御装置７１の左右輪の駆動力ＴＬ，ＴＲ、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴｓ等の演算処理に必要なデータを読込む。次いで、ステップＳ２に移行して、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓに基づいてステアリングホイール２が中立位置を保持している状態から右又は左に操舵された操舵開始状態であるか否かを判定し、操舵開始状態ではないときにはステップＳ３に移行する。

このステップＳ４では、操舵開始制御状態であることを表す制御フラグＦが“１”にセットされているか否かを判定し、制御フラグＦが“０”にリセットされているときには、ステップＳ４に移行して、制御ゲインＧａを“１”に設定してからステップＳ５に移行する。
このステップＳ５では、前述した目標転舵角演算部５１と同様に車速Ｖと操舵角θｓに基づいて目標転舵角δ^*を算出する。

次いで、ステップＳ６に移行して、前述した転舵角制御部５２と同様に、左右輪の駆動力ＴＬ及びＴＲにコンプライアンスステア係数ｓｆを乗算してコンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲの変位量Δｆｌ及びΔｆｒを算出し、これらに基づいてコンプライアンスステア制御値Ａｃを算出する。

次いで、ステップＳ７に移行して、前述した直進性補完部５３と同様に、左右輪の駆動力ＴＬ及びＴＲの駆動力差ΔＴ（＝ＴＬ−ＴＲ）に基づいて図１２に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクＴｈを推定する。そして、この発生トルクＴｈを操舵トルクＴｓから減算してセルフアライニングトルクＴｓａを算出し、このセルフアライニングトルクＴｓａに所定ゲインＫｓａを乗算してセルフアライニングトルク制御値Ａｓａを算出する。

次いで、ステップＳ８に移行して、転舵アクチュエータ回転角度センサ９からのモータ回転角θｍｏ、操舵トルクＴｓ及びモータ電流検出部６１で検出したモータ電流ｉｍｒに基づいて車両に入力される外乱を周波数帯域毎に分離してそれぞれ推定し、これらの外乱を抑制するための外乱補償値Ａｄｉｓを算出する。
次いで、ステップＳ９に移行して、目標転舵角δ^*と、コンプライアンスステア制御値Ａｃと、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａと、外乱補償値Ａｄｉｓとに基づいて下記（３）式の演算を行って加算後目標転舵角δ^*ａを算出する。
δ^*ａ＝δ^*＋Ｇａ（Ａｃ＋Ａｓａ＋Ａｄｉｓ） …………（３）

次いで、ステップＳ１０に移行して、ステップＳ９で算出した加算後目標転舵角δ^*ａを図１８における転舵角偏差演算部５８に出力してから前記ステップＳ１に戻る。
また、ステップＳ２の判定結果が操舵開始状態であるときにはステップＳ１１に移行して、制御フラグＦを“１”にセットしてからステップＳ１２に移行する。さらに、ステップＳ３の判定結果が、制御フラグＦが“１”にセットされているときに直接ステップＳ１２に移行する。

このステップＳ１２では、予め設定された遅延時間（例えば０．１秒）が経過したか否かを判定する。このとき、遅延時間が経過していないときには、ステップＳ１３に移行し、制御ゲインＧａを“０”に設定してから前記ステップＳ５に移行して、目標転舵角δ^*を算出する。
また、ステップＳ１２の判定結果が、所定の遅延時間（例えば０．１秒）が経過したときには、ステップＳ１４に移行して、制御フラグＦを“０”にリセットしてから前記ステップＳ４に移行して、制御ゲインＧａを“１”に設定する。

この図２６に示す転舵指令角度演算処理でも、ステアリングホイール２が中立位置に保持されている状態から右又は左に操舵が開始された操舵開始状態ではないときには、目標転舵角δ^*にコンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａ及び外乱補償値Ａｄｉｓを加算した直進性担保制御値δａを目標転舵角δ^*に加算する直進性担保制御が行われる。

これに対して、ステアリングホイール２が中立位置に保持されている状態から右又は左に操舵が開始された操舵開始状態であるときには、予め設定された遅延時間が経過するまでは、制御ゲインＧａが“０”に設定されるため、直進性担保制御が停止される。このため、目標転舵角δ^*のみが転舵角偏差演算部５８に出力され、これによって転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａが回転駆動される。このため、初期転舵応答性はサスペンション装置自体の高転舵応答性が設定されることになり、高転舵応答性を得ることができる。

その後、遅延時間が経過すると、制御ゲインＧａが“１”に設定されるため、目標転舵角δ^*にコンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａ及び外乱補償値Ａｄｉｓが加算された直進性担保制御値δａを目標転舵角δ^*に加えた値によって転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａを回転駆動する。このため、サスペンション装置１Ｂの高転舵応答性が抑制されると共に、サスペンション装置１Ｂの直進性が担保されて、理想的な転舵応答特性を得ることができる。

この転舵制御処理でも、車両の直進走行状態では、目標転舵角δ^*が零となり、外乱が生じない場合には、この目標転舵角δ^*が直接図２２の転舵角偏差演算部５８に供給されるので、前述したと同様にアクチュエータ制御装置６３によって直進性が担保される。
この図２２の処理において、ステップＳ５の処理が目標転舵角演算部５１に対応し、ステップＳ６の処理が転舵角制御部５２に対応し、ステップＳ７の処理が直進性補完部５３に対応し、ステップＳ５〜Ｓ７の処理が直進性担保部に対応しステップＳ２〜Ｓ４、Ｓ１１〜Ｓ１４の処理が遅延制御部５６に対応し、ステップＳ２〜１４の処理が転舵応答性設定部ＳＲＳに対応している。

また、上記第３の実施形態においては、直進性担保部ＳＧを転舵角制御部５２、直進性補完部５３及び外乱補償部５４で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、転舵角制御部５２、直進性補完部５３及び外乱補償部５４の何れか１つ又は２つを省略するようにしてもよい。

（第３の実施形態の効果）
（１）ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵する転舵制御装置と、前記転舵輪を車体に支持するサスペンション装置とを備えている。サスペンション装置は、ステアリングホイールが中立位置にあるときに、キングピン軸の路面接地点をタイヤ接地面内に位置させるように設定されている。また、前記転舵制御部は、前記サスペンション装置の直進性を担保する直進性担保部を備えている。

これにより、サスペンション装置のキングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。
したがって、転舵応答性を向上させることができる。このとき、キャスター角を零近傍の値とすることにより、転舵応答性をより高めたサスペンション装置を構成することができる。

そして、サスペンション装置の転舵応答性を確保することによる直進性の低下を直進性担保部で担保することができる。
また、直進性担保部を転舵アクチュエータとアクチュエータ制御装置とを備えたステアバイワイヤシステムで構成するようにしているので、直進性担保部を独立して設ける必要がなく、構成を簡略化することができる。
しかも、直進性担保部としては、転舵応答特性設定部ＳＲＳの直進性担保部ＳＧが主直進性担保部となり、アクチュエータ制御装置６３が副直進性担保部となるので、双方の直進性担保部によって、サスペンション装置の直進性を確実に担保することができる。

ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右又は左に操舵されたときに、遅延制御部により直進性担保部の直進性担保制御を遅らせることにより、初期応答特性をサスペンション装置自体の転舵応答性で賄って高転舵応答性を確保する。その後、サスペンション装置自体の転舵応答性を直進性担保部による直進性担保制御で調整することにより、理想的な転舵応答性を確保することができる。

（２）直進性担保部は、少なくともコンプライアンスステアを推定して転舵輪の変位補正を行うようにした。
したがって、サスペンション装置を構成するロアアームの車体側支持部に介挿したブッシュの剛性を低下させることが可能となり、車両の乗心地を向上させることができる。

（３）直進性担保部は、セルフアライニングトルクを算出して直進性を担保している。
したがって、直進性担保部で、サスペンション装置の高応答性を確保することにより低下した直進性をセルフアライニングトルクで担保することができ、操縦・安定性を向上させることができる。

（４）ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、前記ステアパイワイヤシステムの転舵応答性設定部によって、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答特性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記ステアバイワイヤシステムの直進性担保部で前記転舵アクチュエータの前記サスペンション装置自体の直進性を担保する制御を開始する。
これにより、転舵開始初期にサスペンション装置の高い転舵応答特性を確保し、初期設定時間経過後に直進性担保部で前記転舵アクチュエータの前記サスペンション装置自体の直進性を担保する制御を行うことができ、理想的な転舵応答特性を得ることができる。

（４）′前記転舵応答性設定部は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、初期操舵状態では、前記サスペンション装置自体の転舵応答性で高い転舵応答性を設定し、前記初期操舵状態を経過した操舵状態であるときに、前記直進性担保部による直進性担保制御によって必要とする転舵応答性を設定している。
したがって、サスペンション装置を高い転舵応答特性とし、サスペンション装置の直進性を直進性担保部で担保することで、理想的な転舵応答特性を確保することができる。

（５）前記転舵応答性設定部は、ステアリングホイールの中立位置から操舵開始したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御の開始を遅らせる遅延制御部を備えている。
このため、遅延制御部で、直進性担保部による直進性担保制御の開始を遅らせるので、初期転舵応答特性をサスペンション装置自体の高転舵応答性とすることができる。

（５）′前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御の開始を調整するゲイン調整部を有している。
これにより、ゲイン調整部で、例えば直進性担保制御における直進性担保制御値に対するゲインを“０”に設定することにより、直進性担保制御を行わず、ゲインを“０”より大きい値例えば“１”に設定することにより、直進性担保制御を開始することができる。このため、ゲイン調整部を設けることにより、直進性担保制御の開始の調整を容易に行うことができる。

（６）前記遅延制御部は、直進性担保部による直進性担保制御を前記ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右又は左に操舵した操舵開始タイミングから０．１秒遅延させた後に、前記直進性担保部による直進性担保制御を開始させる。
したがって、初期転舵応答特性をサスペンション装置自体の高転舵応答特性を有効に利用することができ、０．１秒の初期期間が経過した後に直進性担保部による直進性担保制御を開始させて、理想的な転舵応答特性を得ることができる。

（７）前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御を開始させる場合に、前記直進性担保制御をステップ状に開始させる。
このため、制御開始時点で直ちに転舵角制御や直進性補完によって転舵応答特性を調整することができる。

（８）前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御を開始させる場合に、前記直進性担保制御を徐々に開始させる。
このため、制御開始時点で転舵応答特性の変化を滑らかにして運転者に実際の操舵感覚と異なる感触を与えることを抑制することができる。

（９）前記転舵制御装置は、操舵角に応じた目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、該目標転舵角演算部で演算した目標転舵角に前記直進性担保部の直進性担保制御値を加える加算器と、該加算器の加算出力と前記アクチュエータを構成する転舵モータの回転角度とを一致させるモータ指令電流を形成する転舵モータ制御部と、前記モータ指令電流に一致する前記転舵モータに供給するモータ駆動電流を形成する電流制御部とを備えている。

したがって、目標転舵角演算部で、ステアリングホイールの操舵角に応じた目標転舵角を演算し、この目標転舵角に加算器で直進性担保制御値を加算し、転舵モータ制御部で、加算器の加算出力にアクチュエータを構成する転舵モータの回転角度を一致させる目標モータ電流を形成し、モータ電流制御部で目標モータ指令電流に一致させるモータ駆動電流を形成し、これを転舵モータに出力することにより、転舵モータをステアリングホイールの操舵角に応じて駆動制御することができる。ここで、目標転舵角演算部から出力される目標転舵角を転舵応答性制御部で調整しているので、最適な転舵制御を行うことができる。

（１０）前記リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸のキャスタートレイルが、タイヤ接地面内に位置するようにした。
これにより、キングピン軸周りのモーメントをより小さくすることができるため、より小さいラック軸力で転舵を行うことができると共に、より小さい力で車輪の向きを制御できる。

（１１）ストラット式のサスペンション機構に本発明における車両用サスペンション装置を適用することとした。
そのため、部品点数をより少ないものとすることができ、本発明におけるキングピン軸の設定を容易に行うことが可能となる。

（１２）ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、操舵開始初期に前記サスペンション装置自体の高い転舵応答特性を初期転舵応答特性として設定し、初期設定時間経過後に前記直進性担保部による直進性担保制御によって前記サスペンション装置自体の転舵応答特性を必要な転舵応答特性に調整する。
したがって、ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、サスペンション装置の高転舵応答特性と直進性担保部による直進性担保制御による転舵応答性の調整とによって理想的な転舵応答特性を得ることができる。

（第３の実施形態の変形例）
なお、上記第３の実施形態においては、外乱補償部５４を直進性担保部ＳＧに設けた場合について説明した。しかしながら本発明は、上記構成に限定されるものではなく、図２７に示すように、外乱補償部５４を直進性担保部ＳＧから独立させ、この外乱補償部５４から出力される外乱補償値Ａｄｉｓを加算器５６ｅから出力される加算後目標転舵角δ^*ａに加算器５７で加算するようにしてもよい。この場合には、常時目標転舵角δ^*に対して外乱補償値Ａｄｉｓを加算するので、操舵開始状態であるか否かに関わらず常時外乱の影響を抑制することができる。

また、上記第３の実施形態においては、直進性担保部ＳＧを転舵角制御部５２、直進性補完部５３及び外乱補償部５４で構成し、中立状態を維持している状態から右又は左に操舵を開始する操舵開始状態で、初期応答期間Ｔ１の間目標転舵角δ^*に直進性担保制御値δａを加算する直進性担保制御を行わず、目標転舵角δ^*をそのまま転舵角偏差演算部５８に入力する場合について説明した。

しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、中立状態を維持している状態から右又は左に操舵を開始する操舵開始状態で、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓと転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出した回転角θｍｏとに回転角差を生じる場合がある。この場合に直進性を担保するために、操舵角θｓと回転角θｍｏとの回転角差を補償するトルクを転舵アクチュエータ８で発生させることが好ましい。

このためには、図２８に示すように、直進性担保部ＳＧから独立した直進性補償部１１１を設けることが好ましい。この直進性補償部１１１から出力される直進性補償値Ａｓｃは加算器５６ｅから出力される加算後目標転舵角δ^*ａに加算器５７で加算される。
ここで、直進性補償部１１１の一の構成としては、転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出する転舵アクチュエータ８の回転角θｍｏに基づいて実転舵角を算出し、算出した実転舵角に基づいて予め設定された実転舵角と直進性補償値Ａｓｃとの関係を表す制御マップを参照して実転舵角に応じた直進性補償値Ａｓｃを算出する。

また、直進性補償部１１１の他の構成としては、ラック軸１４のラック軸力を歪みゲージ等のラック軸力センサで検出するか又はラック軸力を推定し、予め設定されたラック軸力と直進性補償値Ａｓｃとの関係を表す制御マップを参照して直進性補償値Ａｓｃを算出する。
さらに、直進性補償部１１１のさらに他の構成としては、転舵アクチュエータ回転角度センサ９で検出する転舵アクチュエータ８の回転角θｍｏに基づいて実転舵角を算出し、算出した実転舵角が中立位置を中心とする所定値以下の範囲内である場合に、予め設定された一定値の直進性補償値Ａｓｃを加算後目標転舵角δ^*ａに加算器５７で加算する。

また、上記第３の実施形態においては、初期期間が終了した時点で直進性担保制御値δａを目標転舵角δ^*に加算する直進性担保制御を直ちにステップ状の特性線Ｌ１０で開始する場合について説明した。しかしながら、本発明は、上記に限定されるものではなく、図２５（ｂ）で一点鎖線図示の特性線Ｌ１２ように、初期期間が経過した後に直進性担保制御値δａを徐々に増加させて補正処理を開始するようにしてもよい。また、図２５（ｂ）で点線図示の特性線Ｌ１３で示すように初期期間の終了前から直進性担保制御値δａを徐々に増加させるようにしてもよい。さらには、図２５（ｂ）に示すように、所定の傾きのリニアな特性線Ｌ１３で直進性担保制御値を徐々に増加させるようにしても良い。

これらの特性線の傾きを変化させるには、上述したゲイン調整部５６ｃで設定する制御ゲインＧａを“０”及び“１”に設定する場合に代えて、時間の経過と共に、制御ゲインＧａを変化させることにより調整することができる。

また、上記第３の実施形態では、遅延制御部５６のゲイン調整部５６ｃで、ステアリングホイール２が中立位置を維持している状態から操舵を開始した操舵開始状態で、初期期間Ｔ１の間制御ゲインＧａを“０”に設定し、その他の期間で制御ゲインＧａを“１”に設定する場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、初期期間Ｔ１で制御ゲインＧａを“１”に設定し、初期期間Ｔ１を経過して中期期間Ｔ２及び後期期間Ｔ３で制御ゲインＧａを例えば“０．８”に設定し、その他の期間で制御ゲインＧａを“１”に設定し、車両の走行状態に応じてサスペンション装置１Ｂの直進性担保制御の態様を変化させることもできる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を図２９について説明する。
この第４の実施形態では、第３の実施形態における遅延制御部５６の構成を変更したものである。
すなわち、第４の実施形態では、遅延制御部５６を図２９に示すように構成されている。この遅延制御部５６は、操舵開始検出部５６ａと、加算器５６ｅと、選択部５６ｇと、ゲイン調整部５６ｈとを備えている。

ここで、操舵開始検出部５６ａは、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓに基づいてステアリングホイール２が中立状態を例えば直進走行状態を判断できる程度の所定時間維持している状態から右又は左に操舵を開始した操舵開始時点から次に中立位置を検出するまでの間オン状態となる操舵開始検出信号Ｓｓｓを選択部５６ｇに出力する。

選択部５６ｇは、常閉固定端子ｔａ及び常開固定端子ｔｂと、これら固定端子ｔａ及びｔｂを選択する可動端子ｔｃとを備えている。可動端子ｔｃには、直進性担保部ＳＧから出力される直進性担保制御値δａが入力される。常閉固定端子ｔａは第２のゲイン調整部５６ｉを介して加算器５６ｅに接続されている。常開固定端子ｔｂは、第１のゲイン調整部５６ｈを介して加算器５６ｅに接続されている。

そして、選択部５６ｇは、操舵開始検出部５６ａから出力される操舵開始検出信号Ｓｓｓがオフ状態であるときに、可動端子ｔｃが常閉固定端子ｔａを選択する。また、選択部５６ｇは、操舵開始検出信号Ｓｓｓがオン状態であるときに、可動端子ｔｃが常開固定端子ｔｂを選択する。

第１のゲイン調整部５６ｈは、選択部５６ｇを通じて直進性担保制御値δａが入力されたときに、目標転舵角δ^*に対する直進性担保制御を予め設定された前述した初期応答期間Ｔ１に相当する所定時間例えば０．１秒間停止させる。すなわち、ゲイン調整部５６ｈは選択部５６ｇを通じて直進性担保制御値δａが入力されたときに、最初の例えば０．１秒間の初期応答期間Ｔ１の間は直進性担保制御値δａの出力を停止する（すなわち、第３の実施形態における制御ゲインＧａを“０”に設定したことに相当する）。また、ゲイン調整部５６ｈは、初期応答期間Ｔ１が経過した後は直進性担保制御値δａに例えば“０．８”の制御ゲインを乗算して加算器５６ｅに出力する（すなわち、第３の実施形態における制御ゲインＧａを“１”に設定した場合に近い状態とすることに相当する）。

また、第２のゲイン調整部５６ｉは、直進性担保制御値δａに例えば“１”の制御ゲインを乗算して直進走行時の直進性を十分に確保するようにしている。
ここで、第１のゲイン調整部５６ｈ及び第２のゲイン調整部５６ｉで設定するゲインについては、０〜１の範囲に限らずサスペンション装置１Ｂの特性に応じて任意の値に設定することができる。

したがって、遅延制御部５６では、ステアリングホイール２の操舵が継続されているときには、操舵開始検出部５６ａで中立状態からの操舵開始を検出しないので、選択部５６ｇによって直進性担保部ＳＧで演算された直進性担保制御値δａを第２のゲイン調整部５６ｉに供給する。このため、直進性担保制御値δａに“１”の制御ゲインが乗算されることにより、直進性担保制御値δａがそのまま加算器５６ｅに供給される。このため、目標転舵角δ^*に直進性担保制御値δａが加算されて良好な直進性担保制御が行われる。

一方、操舵開始検出部５６ａで中立状態からの操舵開始を検出したときには、選択部５６ｇが常開固定端子ｔｂに切換えられて、直進性担保部ＳＧで算出された直進性担保制御値δａがゲイン調整部５６ｈに供給される。このため、ゲイン調整部５６ｈで、初期応答期間Ｔ１（例えば０．１秒）の間、直進性担保制御値δａの加算器５６ｅへの出力が停止される。したがって、目標転舵角δ^*に対する直進性担保制御値δａによる直進性担保制御の開始が遅延される。その後、ゲイン調整部５６ｈでは、所定時間が経過した後に、制御ゲインＧａが“０．８”に設定されて直進性担保制御値δａをやや抑制した値となり、これが加算器５６ｅに供給されて目標転舵角δ^*に加算される。このため、目標転舵角δ^*に対する直進性担保制御が開始され、サスペンション装置１Ｂに生じるふらつきを抑制しながら理想的な転舵応答特性を得ることができる。

その後、ステアリングホイール２が中立位置に戻ると、操舵開始検出部５６ａから出力される操舵開始検出信号Ｓｓｓがオフ状態となる。このため、選択部５６ｇで可動端子ｔｃが常閉固定端子ｔａ側に復帰し、直進性担保部ＳＧで算出される直進性担保制御値δａが第２のゲイン調整部５６ｉに供給されて、直進性担保制御値がそのまま加算器５６ｅに供給される。したがって、目標転舵角δ^*に対する良好な直進性担保制御が継続される。

（第４の実施形態の効果）
このように、第４の実施形態によっても、ステアリングホイール２が中立状態を維持している状態から右又は左に操舵する操舵開始時に、ゲイン調整部５６ｈで初期応答期間Ｔ１となる例えば０．１秒の間に直進性担保制御値δａの加算器５６ｅへの出力を停止する。その後、初期応答期間Ｔ１が経過した後に直進性担保制御値δａの加算器５６ｅへの出力を開始する。このため、前述した第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

しかも、ステアリングホイール２が中立位置に復帰したときに、操舵開始検出部５６ａから出力される操舵開始検出信号Ｓｓｓがオフ状態に復帰するので、この状態で、選択部５６ｇの可動端子ｔｃが常閉固定端子ｔａ側に復帰しても直進性担保制御値δａ自体が小さな値となっているので、直進性担保制御の値が不連続となることはなく、円滑な切換えを行うことができる。

（第４の実施形態の変形例）
なお、上記第４の実施形態においては、操舵開始検出部５６ａで操舵開始状態を検出してから次にステアリングホイール２の中立状態を検出するまで、操舵開始検出信号Ｓｓｓをオン状態とする場合について説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、操舵開始検出部５６ａで、前述した第３の実施形態と同様に、操舵開始状態を検出したときにパルス状の操舵開始検出信号Ｓｓｓを出力する場合には、第３の実施形態と同様に、例えば操舵開始検出時点から後期応答期間Ｔ３が終了する迄の間オン状態となる操舵開始検出部５６ａ及び選択部５６ｇ間に単安定回路を介挿する。これにより、操舵開始時から後期応答期間Ｔ３が終了するまでの間選択部５６ｇの可動端子ｔｃを常開固定端子ｔｂ側に切り換えておくようにしてもよい。

また、上記第４の実施形態では、転舵制御装置５０をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば目標転舵角演算部５１及び直進性担保部ＳＧを例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置で構成し、この演算処理装置で、図３０に示す転舵制御処理を実行するようにしてもよい。

この転舵制御処理は、図３０に示すように、先ず、ステップＳ２１で、車速Ｖ、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓ、駆動力制御装置７１の左右輪の駆動力ＴＬ，ＴＲ、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴｓ等の演算処理に必要なデータを読込む。次いで、ステップＳ２２に移行して、操舵角θｓに基づいてステアリングホイール２が中立位置を保持している状態から右又は左に操舵された操舵開始状態であるか否かを判定し、操舵開始状態ではないときにはステップＳ２３に移行する。

このステップＳ２３では、操舵開始制御状態であることを表す制御フラグＦが“１”にセットされているか否かを判定し、制御フラグＦが“０”にリセットされているときには、ステップＳ２４に移行して、制御ゲインＧａを“１”に設定してからステップＳ２５に移行する。
このステップＳ２５では、前述した目標転舵角演算部５１と同様に車速Ｖと操舵角θｓに基づいて目標転舵角δ^*を算出する。

次いで、ステップＳ２６に移行して、前述した転舵角制御部５２と同様に、左右輪の駆動力ＴＬ及びＴＲにコンプライアンスステア係数ｓｆを乗算してコンプライアンスステアによる転舵輪１７ＦＬ及び１７ＦＲの変位量Δｆｌ及びΔｆｒを算出し、これらに基づいてコンプライアンスステア制御値Ａｃを算出する。

次いで、ステップＳ２７に移行して、前述した直進性補完部５３と同様に、左右輪の駆動力ＴＬ及びＴＲの駆動力差ΔＴ（＝ＴＬ−ＴＲ）に基づいて図２３に示す発生トルク推定制御マップを参照して、トルクステア現象で転舵時に発生する発生トルクＴｈを推定し、この発生トルクＴｈを操舵トルクＴｓから減算してセルフアライニングトルクＴｓａを算出し、このセルフアライニングトルクＴｓａに所定ゲインＫｓａを乗算してセルフアライニングトルク制御値Ａｓａを算出する。

次いで、ステップＳ２８に移行して、前述した外乱補償部５４と同様に、転舵アクチュエータ８の回転角θｍｏ、モータ電流検出部６１で検出したモータ電流ｉｍｒ及び操舵トルクＴｓに基づいて外乱補償値Ａｄｉｓを算出する。
次いで、ステップＳ２９に移行して、下記（４）式にしたがって目標転舵角δ^*と、コンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａ、外乱補償値Ａｄｉｓの加算値に制御ゲインＧａを乗算した値とを加算して加算後目標転舵角δ^*ａを算出する。
δ^*ａ＝δ^*＋Ｇａ（Ａｃ＋Ａｓａ＋Ａｄｉｓ） …………（４）

次いで、ステップＳ３０に移行して、算出した加算後目標転舵角δ^*ａを図２９における転舵角偏差演算部５８に出力してから前記ステップＳ２１に戻る。
また、ステップＳ２２の判定結果が操舵開始状態であるときにはステップＳ３１に移行して、制御フラグＦを“１”にセットしてからステップＳ３２に移行する。さらに、ステップＳ２３の判定結果が、制御フラグＦが“１”にセットされているときに直接ステップＳ３２に移行する。

このステップＳ３２では、前述したステップＳ２４と同様に、目標転舵角δ^*を算出し、次いでステップＳ３２に移行して、予め設定された遅延時間（例えば０．１秒）が経過したか否かを判定し、遅延時間が経過していないときには、ステップＳ３３に移行し、制御ゲインＧａを“０”に設定してから前記ステップＳ２５に移行する。
また、ステップＳ３２の判定結果が、遅延時間が経過したときには、ステップＳ３４に移行して、制御フラグＦを“０”にリセットしてから前記ステップＳ２５に移行し、ステップＳ３２の判定結果が、遅延時間が経過していないときには、直接ステップＳ２５に移行する。

このステップＳ３５では、操舵角センサ４で検出した操舵角θｓがステアリンクホイール２の中立位置を表すか否かを判定する。この判定結果が、中立位置であるときにはステップＳ３６に移行して制御フラグＦを“０”にリセットしてから前記ステップＳ２５に移行する。

この図３０に示す転舵制御処理でも、ステアリングホイール２が中立位置に保持されている状態から右又は左に操舵が開始された操舵開始状態ではないときには、制御ゲインＧａが“１”に設定されるので、目標転舵角δ^*にコンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａ及び外乱補償値Ａｄｉｓを加算した直進性担保制御値δａに基づいて転舵制御が行われ、サスペンション装置１Ｂの直進性が担保される。

これに対して、ステアリングホイール２が中立位置に保持されている状態から右又は左に操舵が開始された操舵開始状態であるときには、予め設定された遅延時間が経過するまでは、制御ゲインＧａが“０”に設定されるので、目標転舵角δ^*のみが転舵角偏差演算部５８に出力され、これによって転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａが回転駆動される。このため、初期転舵応答性はサスペンション装置自体の高転舵応答性が設定されることになり、高転舵応答性を得ることができる。

その後、遅延時間が経過すると、制御ゲインＧａが“０．８”に設定されるので、目標転舵角δ^*に、コンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａ及び外乱補償値Ａｄｉｓでなる直進性担保制御値δａに制御ゲインＧａを乗じた値が加算された加算後目標転舵角δ^*ａによって転舵アクチュエータ８を構成する転舵モータ８ａが回転駆動される。このため、ステアバイワイヤシステムＳＢＷの直進性担保制御によりサスペンション装置の高転舵応答性が抑制されて、図２５（ａ）の特性曲線Ｌ１で示す理想的な転舵応答特性を得ることができる。

この図３０の処理において、ステップＳ２５の処理が目標転舵角演算部５１に対応し、ステップＳ２６の処理が転舵角制御部５２に対応し、ステップＳ２７の処理が直進性補完部５３に対応し、ステップＳ２８の処理が外乱補償部５４に対応している。また、ステップＳ２４〜Ｓ２８の処理及びステップＳ２５〜Ｓ２９の処理が直進性担保部ＳＧに対応し、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ３１〜Ｓ３３及びＳ２９の処理が遅延制御部５６に対応し、ステップＳ２１〜ステップＳ３７の処理が転舵応答性設定部ＳＲＳに対応している。

（第３及び第４の実施形態の変形例）
なお、上記第３及び第４の実施形態では、ステアリングホイール２が中立位置を保持している状態で、右又は左に操舵が開始されたときに、目標転舵角δ^*に直進性担保制御値δａを加算する直進性担保制御を停止する場合について説明した。しかしながら、本発明では、上記に限定されるものではなく、図３１に示すように、操舵周波数によって目標転舵角δ^*に加算する直進性担保制御を行うか否かを判定して、転舵応答性を調整する転舵応答性調整処理を行うようにしてもよい。

この転舵応答性調整処理は、図３１に示すように、ステップＳ４１で、車速Ｖ、操舵角θｓ、回転角θｍｏ、駆動力ＴＬ，ＴＲ等の演算に必要とするデータを読込む。次いで、ステップＳ４２に移行して、操舵角センサ４から出力される操舵角θｓに基づいて操舵周波数Ｆを検出し、次いでステップＳ４３に移行して、検出した操舵周波数Ｆが予め設定した周波数閾値Ｆｔｈ（例えば２Ｈｚ）を超えているか否かを判定する。

このステップＳ４３の判定結果が、Ｆ≧Ｆｔｈであるときには、高転舵応答性が必要であると判断してステップＳ４４に移行し、目標転舵角δ^*を算出し、次いでステップＳ４５に移行して、算出した目標転舵角δ^*を前述した図２２の転舵角偏差演算部５８に出力してから前記ステップＳ４１に戻る。
一方、前記ステップＳ４３の判定結果が、Ｆ＜Ｆｔｈであるときには、高転舵応答性を必要とせず、操縦安定性が必要であると判断してステップＳ４６に移行して、目標転舵角δ^*を算出し、次いでステップＳ４７に移行して、コンプライアンスステア制御値Ａｃを算出し、次いでステップＳ４８に移行して、セルフアライニングトルク制御値Ａｓｃを算出する。

次いで、ステップＳ４９に移行して、外乱補償値Ａｄｉｓを算出し、次いでステップＳ５０に移行して、算出した目標転舵角δ^*、コンプライアンスステア制御値Ａｃ、セルフアライニングトルク制御値Ａｓａ及び外乱補償値Ａｄｉｓを加算して加算後目標転舵角δ^*ａを算出し、次いでステップＳ５１に移行して、加算後目標転舵角δ^*ａを図２２の転舵角偏差演算部５８に出力してから前記ステップＳ４１に戻る。

この転舵応答性調整処理では、ステアリングホイール２を操舵する操舵周波数Ｆが周波数閾値Ｆｔｈより低い低周波数であるときには、高応答性を必要とせず、操縦安定性を必要としていると判断して、目標転舵角δ^*に直進性担保制御値δａを加算した加算後目標転舵角δ^*ａによって、転舵制御を行うことにより、理想的な転舵制御を行うことができる。また、操舵周波数Ｆが周波数閾値Ｆｔｈより高い高周波数である場合には、高応答性を必要としているものと判断してサスペンション装置１Ｂ自体の転舵応答性に基づいて転舵角制御を行うことができる。

この場合には、操舵周波数によって、目標転舵角δ^*を補正するか否かを判断するので、操舵状態に応じた最適な応答特性を設定することができる。この場合、Ｆ＜Ｆｔｈである場合に、操舵周波数Ｆの値に応じて直進性担保制御値δａに対する０〜１の間の値に設定されるゲインを乗算することにより、直進性の補正度合いを変更することが可能となり、よりきめ細かな応答性制御を行うことができる。
さらに、本発明は自動車に適用する場合に限らず、転舵装置を有する他の車両にも適用することができる。

１ 自動車、１Ａ 車体、１Ｂ サスペンション装置、２ ステアリングホイール、３ 入力側ステアリング軸、４ 操舵角センサ、５ 操舵トルクセンサ、６ 操舵反力アクチュエータ、７ 操舵反力アクチュエータ角度センサ、８ 転舵アクチュエータ、９
転舵アクチュエータ角度センサ、１０ 出力側ステアリング軸、１１ 転舵トルクセンサ、１２ ピニオンギア、１３ ピニオン角度センサ、１４ ラック軸、１５ タイロッド、１７ＦＲ，１７ＦＬ，１７ＲＲ，１７ＲＬ 車輪、２１ 車両状態パラメータ取得部、２４ＦＲ，２４ＦＬ，２４ＲＲ，２４ＲＬ 車輪速センサ、２６ コントロール／駆動回路ユニット、２７ メカニカルバックアップ、３２ 車軸、３３ アクスルキャリア、３４ バネ部材、３７ 第１リンク、３８ 第２リンク、４０ ショックアブソーバ ４１ スタビライザ、５０ 転舵制御部、５１ 目標転舵角演算部、５２ 転舵角制御部、５３ 直進性補完部、５４ 外乱補償部、５５ 加算器、５６ 遅延制御部、５６ａ 操舵開始検出部、５６ｂ 単安定回路、５６ｃ ゲイン調整部、５６ｄ 乗算器、５６ｅ 加算器、５６ｇ 選択部、５６ｈ ゲイン調整部、 ５７ 加算器、５８ 転舵角偏差演算部、５９ 転舵モータ制御部、６０ 電流偏差演算部、６１ モータ電流検出部、６２ モータ電流制御部、６３ アクチュエータ制御装置 ８１ アクスル部材、８４ ロアアーム、８６ アクスルシャフト、９０ サブフレーム、９１ アーム取り付け部、１０１ アクスル部材、１０２ ストラット、１０３ ショックアブソーバ、１０５ ロアアーム、１０８ タイロッド、１０９ ラック軸、１１１ 直進性補償部、ＳＳ 操舵装置、ＳＭ ステアリング機構、ＥＰ 電動パワーステアリング装置、ＳＷ ステアリングホイール、ＳＳｉ 入力側ステアリング軸、ＳＳｏ 操舵角センサ、ＴＳ 操舵トルクセンサ、ＥＡ 電動転舵アクチュエータ、ＲＳ アクチュエータ回転角度センサ、ＣＴ 転舵制御装置、ＰＣ パワーステアリング制御部、ＳＧ 直進性担保部、ＣＰ 車両状態パラメータ取得部、ＰＧ ピニオンギア、ＬＳ ラック軸、ＴＲ タイロッド、ＷＦＲ，ＷＦＬ，ＷＲＲ，ＷＲＬ 車輪、ＷＳＦＲ，ＷＳＦＬ，ＷＳＲＲ，ＷＳＲＬ 車輪速センサ

Claims (31)

1. ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵する転舵制御装置と、
   前記転舵輪を支持するホイールハブ機構と当該ホイールハブ機構を車体に支持するリンク部材とを有するサスペンション装置とを備え、
   前記リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
   前記転舵制御装置は、
   車両の直進性を担保するためのセルフアライニングトルクを前記転舵輪の転舵状態から算出し、
   前記アクチュエータを作動させて前記セルフアライニングトルクを転舵輪に付与する
   ことを特徴とする車両。
2. 前記キングピン軸は、前記タイヤ接地面内におけるタイヤ接地面中心とタイヤ接地面の前端との間を通るように設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記キングピン軸は、前記タイヤ接地面内におけるタイヤ接地面中心近傍を通るように設定したことを特徴とする請求項２に記載の車両。
4. 前記サスペンション装置は、前記キングピン軸のキャスタートレイルが、前記タイヤ接地面内に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記キングピン軸のキャスタートレイルが路面と交差する交点が、タイヤ接地面中心とタイヤ接地面の前端との間に位置することを特徴とする請求項４記載の車両。
6. ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵する転舵制御装置と、
   前記転舵輪を支持するホイールハブ機構と当該ホイールハブ機構を車体に支持するリンク部材とを有するサスペンション装置とを備え、
   前記リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
   前記キングピン軸で決まるサスペンションジオメトリをポジティブスクラブ領域に設定し、
   前記転舵制御装置は、
   車両の直進性を担保するためのセルフアライニングトルクを前記転舵輪の転舵状態から算出し、前記アクチュエータを作動させて前記セルフアライニングトルクを転舵輪に付与する
   ことを特徴とする車両。
7. ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵アクチュエータを作動させて当該ステアリングホイールと機械的に分離された転舵輪を転舵するステアバイワイヤシステムからなる転舵制御装置と、
   前記転舵輪を車体に支持するリンク部材を有するサスペンション装置とを備え、
   前記リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
   前記転舵制御装置は、車両の直進性を担保するためのセルフアライニングトルクを算出し、算出したセルフアライニングトルクに基づいて前記転舵アクチュエータを作動させる直進性担保部を備えている
   ことを特徴とする車両。
8. ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵する転舵制御装置と、
   前記転舵輪を車体に支持するサスペンション装置とを備え、
   前記サスペンション装置は、タイヤを取り付けるタイヤホイールを支持するホイールハブ機構及び当該ホイールハブ機構を車体に支持する複数のリンク部材を含み、前記リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
   前記転舵制御装置は、車両の直進性を担保する直進性担保部と、
   前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、前記直進性担保部による直進性担保制御を調整して初期転舵応答性を前記サスペンション装置自体の転舵応答性に設定する転舵応答性設定部とを備え、
   前記直進性担保部は、前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータと該転舵アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備えたステアバイワイヤシステムで構成されている
   ことを特徴とする車両。
9. 前記キングピン軸は、前記タイヤ接地面内におけるタイヤ接地面中心とタイヤ接地面の前端との間を通るように設定したことを特徴とする請求項７又は８に記載の車両。
10. 前記キングピン軸は、前記タイヤ接地面内におけるタイヤ接地面中心近傍を通るように設定したことを特徴とする請求項９に記載の車両。
11. 前記サスペンション装置は、前記キングピン軸のキャスタートレイルが、前記タイヤ接地面内に位置することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の車両。
12. 前記キングピン軸のキャスタートレイルが路面と交差する交点が、タイヤ接地面中心とタイヤ接地面の前端との間に位置することを特徴とする請求項１１に記載の車両。
13. 前記サスペンション装置は、前記キングピン軸の傾角とスクラブ半径とで決まるサスペンションジオメトリをポジティブスクラブ領域に設定したことを特徴とする請求項７から１２のいずれか１項に記載の車両。
14. 前記直進性担保部は、セルフアライニングトルクを算出して車両の直進性を担保することを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の車両。
15. 前記直進性担保部は、車両の転舵輪の転舵状態に基づいてセルフアライニングトルクを算出し、車両の直進性を担保することを特徴とする請求項８から１４のいずれか１項に記載の車両。
16. 前記直進性担保部は、算出したセルフアライニングトルクにゲインを乗算して直進性担保用指令値を算出することを特徴とする請求項１４または１５に記載の車両。
17. 前記転舵制御装置は、コンプライアンスステアを推定して転舵輪の変位補正を行う転舵角制御部を有することを特徴とする請求項７から１６のいずれか１項に記載の車両。
18. 前記転舵制御装置は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、初期転舵状態では、前記サスペンション装置自体の転舵応答性で高い転舵応答性を設定し、前記初期転舵状態を経過した転舵状態であるときに、前記直進性担保部による直進性担保制御によって必要とする転舵応答性を設定すること特徴とする請求項７から１７のいずれか１項に記載の車両。
19. 前記転舵応答性設定部は、前記ステアリングホイールを中立位置から操舵したときに、
    前記直進性担保部による直進性担保制御を遅らせる遅延制御部を備えていることを特徴とする請求項８から１８のいずれか１項に記載の直進性担保部を備えた車両。
20. 前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御の開始を調整するゲイン調整部を有することを特徴とする請求項１９に記載の車両。
21. 前記遅延制御部は、直進性担保部による直進性担保制御を前記ステアリングホイールが中立位置を保持している状態から右又は左に操舵した操舵開始タイミングから０．１秒遅延させた後に開始させることを特徴とする請求項１９に記載の車両。
22. 前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御を開始させる場合に、前記直進性担保制御をステップ状に開始させることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか１項に記載の車両。
23. 前記遅延制御部は、前記直進性担保部による直進性担保制御を開始させる場合に、前記直進性担保制御を徐々に開始させることを特徴とする請求項２０から２２のいずれか１項に記載の車両。
24. 前記転舵制御装置は、操舵角に応じた目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、該目標転舵角演算部で演算した目標転舵角に前記直進性担保部の直進性担保制御値を加える加算器と、該加算器の加算出力と前記転舵アクチュエータを構成する転舵モータの回転角度とを一致させるモータ指令電流を形成する転舵モータ制御部と、前記モータ指令電流に一致する前記転舵モータに供給するモータ駆動電流を形成する電流制御部とを備えていることを特徴とする請求項７から２３のいずれか１項に記載の車両。
25. ステアリングホイールの操舵状態に応じて当該ステアリングホイールと機械的に分離された転舵輪を、アクチュエータを作動して転舵するステアバイワイヤシステムからなる転舵制御装置と、
    前記転舵輪を取り付けるタイヤホイールを支持するホイールハブ機構と当該ホイールハブ機構を車体に支持するリンク部材とを有するサスペンション装置とを備え、
    前記サスペンション装置は、リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
    前記転舵制御装置を、
    前記転舵輪の転舵状態に基づき車両の直進性を担保するためのセルフアライニングトルクを算出し直進性を担保する指令値を算出する主直進性担保部と、
    運転者の操舵角と転舵輪の転舵角とに基づき直進性を担保する指令値を算出する副直進性担保部とで構成し、
    前記主直進性担保部及び前記副直進性担保部からの指令値により前記アクチュエータを作動させる
    ことを特徴とする車両。
26. ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータを作動させて転舵輪を転舵する転舵制御装置と、
    前記転舵輪を車体に支持するサスペンション装置とを備え、
    前記サスペンション装置は、タイヤを取り付けるタイヤホイールを支持するホイールハブ機構及び当該ホイールハブ機構を車体に支持する複数のリンク部材を含み、
    前記リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
    前記転舵制御装置は、
    前記アクチュエータを作動させて転舵輪にセルフアライニングのための復元力を発生することで転舵輪を転舵し、車両の直進性を担保する
    ことを特徴とする車両。
27. ステアリングホイールの操舵状態に応じてステアリングホールと機械的に分離された転舵輪をアクチュエータを作動して転舵するステアバイワイヤシステムからなる転舵制御装置と、
    前記転舵輪を取り付けるタイヤホイールを支持するホイールハブ機構と当該ホイールハブ機構を車体に支持するリンク部材とを有するサスペンション装置とを備え、
    該サスペンション装置はリンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
    前記転舵制御装置は、
    前記転舵輪にセルフアライニングのための復元力を発生する
    ことを特徴とする車両。
28. ステアリングホイールの操舵状態に応じてステアリングホールと機械的に分離された転舵輪を、アクチュエータを作動して転舵するステアバイワイヤシステムからなる転舵制御装置と、
    前記転舵輪を車体に支持するリンク部材とを有するサスペンション装置とを備え、
    該サスペンション装置はリンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸を前記ステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定し、
    前記転舵制御装置は、
    車両の直進性を担保するためのセルフアライニングトルクを前記転舵輪の転舵状態から算出し、
    算出したセルフアライニングトルクに基づき前記アクチュエータを作動させて転舵輪に復元力を付与する
    ことを特徴とする車両。
29. 転舵輪を車体に支持する複数のリンク部材からなるサスペンション装置のキングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設定した転舵輪の制御方法であって、
    ステアリングホイールの操舵状態に応じてアクチュエータにより前記転舵輪を転舵すると共に、
    ステアリングホイール中立位置での前記転舵輪の転舵状態から車両の直進性を担保するセルフアライニングトルクを算出し、
    算出したセルフアライニングトルクに基づき前記アクチュエータを作動させて前記転舵輪に車両の直進性を担保するセルフアライニング力を付与し前記転舵輪を転舵する
    ことを特徴とする車両の操舵制御方法。
30. タイヤを取り付けるタイヤホイールを支持するホイールハブ機構及び当該ホイールハブ機構を車体に支持する複数のリンク部材を含むサスペンション装置を、前記リンク部材のアッパーピボット点とロアピボット点とを通るキングピン軸をステアリングホイールの中立位置でタイヤ接地面内を通るように設置した転舵輪の制御方法であって、
    ステアバイワイヤシステムによって、前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角の変位を検出し、検出結果に基づいて転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを制御すると共に、
    前記ステアリングホイール中立位置での前記転舵輪の転舵状態から車両の直進性を担保するセルフアライニングトルクを算出し、
    算出したセルフアライニングトルクに基づき、前記転舵アクチュエータを作動させて前記転舵輪に車両の直進性を担保するセルフアライニング力を付与し前記転舵輪を転舵し、且つ
    前記ステアリングホイールを中立位置から操舵を開始したときに、転舵開始初期に前記サスペンション装置自体の転舵応答性を初期転舵応答特性とし、初期設定時間経過後に前記転舵アクチュエータの前記サスペンション装置自体の直進性を担保する制御を開始する
    ことを特徴とする車両の操舵制御方法。
31. 前記初期設定時間は０．１秒に設定されていることを特徴とする請求項３０に記載の車両の操舵制御方法。

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