JPH05185941A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライバーからの操舵入力に応じて操舵輪を
転舵する車両用操舵装置において、有利なシステムコス
トで高い安全性を確保しながら、操作能力が異なるあら
ゆるドライバーに対して車両の操舵特性を最適化するこ
と。 【構成】 操舵入力のうち低周波成分は継手ｆを介して
メカニカルに伝達し、継手ｆを介して伝達される高周波
成分の位相遅れ分（または位相遅れ分とゲイン低下分）
のみを電気的な制御により補償する操舵特性制御手段ｉ
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の操舵輪に適用さ
れ、ドライバーからの操舵入力に応じて操舵輪を転舵す
る車両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用操舵装置としては、例え
ば、図１９に示すように、ステアリングホイールをドラ
イバーからの操舵入力手段とし、操舵入力をそのまま機
械的に操舵機構（ラックアンドピニオン機構やボールナ
ット機構等）に伝達して操舵輪を転舵する装置が一般的
に知られている。

【０００３】また、車両用操舵装置としては、例えば、
図２０に示すように、ステア・バイ・ワイヤと称し、ス
テアリングホイールへの操舵入力を電気的に検出し、こ
の情報をコントローラで処理し、制御指令を操舵アクチ
ュエータに出力することで操舵入力に応じて操舵輪を転
舵する装置も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来装置にあっては、操舵入力側と操舵出力側とが等速
ジョイント等により機械的に結合され、入出力伝達特性
として一義的もしくはきわめて限定された特性しか得ら
れない為、ドライバーの操作特性を考慮しながら車両の
操舵特性を変化させることができず、操作能力が異なる
あらゆるドライバーに対して車両の操舵特性を最適化す
ることは不可能である。

【０００５】また、後者の従来装置にあっては、ステア
リングホイールと操舵機構とが機械的にリンクされてい
ない為、コントローラの故障等に対するフェイルセーフ
を万全とするには、システム構成がきわめて複雑にな
る。例えば、ＣＰＵを２以上用いたりし、システムの冗
長性が要求され、システム価格が高くなる。

【０００６】ところで、車両の操舵特性をあらゆるドラ
イバーに対して最適化させる必要性は次の点にある。

【０００７】図２１は『人間工学２２』（１９８６年発
行）の「手動制御における加齢効果」に記載された年齢
層毎（２０才代，８０才代）によるドライバーの操作特
性の測定結果である。このドライバーの操作特性におい
て、0.5Hz 以上の高周波数領域ではドライバーが高齢化
するほど位相の遅れが生じていることがわかる。

【０００８】つまり、年齢の違いによって操舵反応速度
が異なり、図２２に示すようなパイロンを等間隔に配置
しておき、パイロン間を蛇行して通り抜けるコースを設
定した場合、一般に、年の若いドライバーはコースを容
易にトレースして運転することができるが、高齢のドラ
イバーでは、図２２の実線に示すように、操舵に高周波
数成分が必要になってくると、うまくコースを通過する
ことができない。この現象は、図２１のドライバーの操
作特性に示すように、0.5Hz 以上の高周波数領域ではド
ライバーの加齢によって位相が遅れるという事実に対応
している。

【０００９】但し、全てのドライバーについて同様な事
がいえるわけではないが、運動反射神経が敏速ではない
人については一般的な傾向であるといえる。

【００１０】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、ドライバーからの操舵入力に応じて操舵
輪を転舵する車両用操舵装置において、有利なシステム
コストで高い安全性を確保しながら、操作能力が異なる
あらゆるドライバーに対して車両の操舵特性を最適化す
ることを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の車両用操舵装置では、操舵入力のうち低周波成
分は継手を介してメカニカルに伝達し、継手を介して伝
達される高周波成分の位相遅れ分のみを電気的な制御に
より補償する手段とした。

【００１２】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、ステアリングホイールａに結合された上部ステアリ
ングシャフトｂと、操舵輪ｃを転舵する操舵機構ｄに結
合された下部ステアリングシャフトｅと、前記上部ステ
アリングシャフトｂと下部ステアリングシャフトｅの間
に介装され、低周波数領域の操舵入力を伝達し高周波数
領域の操舵入力を吸収するする継手ｆと、前記下部ステ
アリングシャフトｅまたは操舵機構ｄに設けられ、外部
からの指令により補助舵角を与えることができる補助舵
角機構ｇと、前記ステアリングホイールａから入力され
る操舵周波数を検出する操舵周波数検出手段ｈと、検出
された操舵周波数が高周波数領域である時、高周波数領
域での位相遅れを補償する指令を前記補助舵角機構ｇに
出力する操舵特性制御手段ｉとを備えていることを特徴
とする。

【００１３】尚、前記操舵特性制御手段ｉを、検出され
た操舵周波数が高周波数領域である時、高周波数領域で
の位相遅れを補償すると共に高周波数領域でのゲイン低
下を補償する指令を前記補助舵角機構ｇに出力する手段
としても良い。

【００１４】

【作用】ステアリングホイールａから入力される操舵周
波数が低周波数領域である時には、継手ｆが低周波数領
域の操舵入力を伝達する手段であることで、操舵入力
が、ステアリングホイールａ→上部ステアリングシャフ
トｂ→継手ｆ→下部ステアリングシャフトｅ→操舵機構
ｄへと伝達され、操舵輪ｃが操舵入力に応じて転舵され
る。

【００１５】ステアリングホイールａから入力される操
舵周波数が高周波数領域である時には、継手ｆが高周波
数領域の操舵入力を吸収する手段であることで、操舵入
力が継手ｆにおいて吸収され、下部ステアリングシャフ
トｅへは、位相が大幅に遅れた操舵入力が伝達される。
しかし、操舵周波数検出手段ｈにより検出された操舵周
波数が高周波数領域である時、操舵特性制御手段ｉにお
いて、高周波数領域での位相遅れを補償する指令が補助
舵角を与える補助舵角機構ｇに出力される。従って、操
舵特性制御手段ｉでドライバーの操作特性に応じた補償
量で位相遅れを補償することでドライバーの操作特性の
バラツキにかかわらずほぼ一定の操舵位相特性を得るこ
ともできるし、また、ドライバーの好みの目標位相特性
を設定しておいた場合には、好みに応じた位相特性を得
ることもできる。ここで、補助舵角機構ｇでの高周波数
領域位相遅れ補償時、補償動作に伴なう操舵違和感が懸
念されるが、継手ｆが高周波数領域の操舵入力を吸収す
るする手段であることで、補助舵角機構ｇからの高周波
数領域補償入力が上部ステアリングシャフトｂを介して
ステアリングホイールａにほとんど伝達されることはな
い。

【００１６】操舵特性制御系のフェイル時で、高周波数
領域位相遅れ補償が行なわれない時であっても、ステア
リングホイールａと操舵機構ｄとは、上部ステアリング
シャフトｂ，継手ｆ，下部ステアリングシャフトｅによ
り機械的に連結されている為、操舵入力が低周波数領域
であれば全く通常通りの操舵が確保されるし、高周波数
領域であっても位相等に遅れが出るだけであり、高い安
全性が確保される。

【００１７】尚、操舵特性制御手段ｉを、検出された操
舵周波数が高周波数領域である時、高周波数領域での位
相遅れを補償すると共に高周波数領域でのゲイン低下を
補償する手段とした場合には、ステアリングホイールａ
の切り不足と位相遅れの両方を改善することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】（第１実施例）まず、構成を説明する。

【００２０】図２は請求項１記載の本発明に対応する第
１実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図で、ス
テアリングホイール１に等速ジョイント２を介して結合
された上部ステアリングシャフト３と、図外の操舵輪を
転舵する操舵機構４に結合された下部ステアリングシャ
フト５と、前記上部ステアリングシャフト３と下部ステ
アリングシャフト５の間に介装され、低周波数領域の操
舵入力を伝達し高周波数領域の操舵入力を吸収するする
ラバーカップラー６（継手に相当）と、前記下部ステア
リングシャフト５に設けられ、外部からの指令により補
助舵角を与えることができる操舵アクチュエータ７（補
助舵角機構に相当）と、前記上部ステアリングシャフト
３に設けられ、ステアリングホイール１の操舵角を検出
する操舵角センサ８と、前記下部ステアリングシャフト
５に設けられ、その回転変位を検出する回転角センサ９
と、前記両センサ８，９からのセンサ信号を入力し、前
記操舵アクチュエータ７に制御指令を出力するコントロ
ーラ１０とを備えている。

【００２１】前記ラバーカップラー６は、図３に示すよ
うに、上部ステアリングシャフト３に固定される入力部
材６ａと、下部ステアリングシャフト５に固定される出
力部材６ｂと、入力部材６ａと出力部材６ｂとの間に介
装される軟質ゴム６ｃとによって構成されている。

【００２２】前記操舵アクチュエータ７は、下部ステア
リングシャフト５に設けられた出力ギヤ７ａと、入力ギ
ヤ７ｂを有する直流モータ７ｃと、両ギヤ７ａ，７ｂに
噛み合う中間ギヤ７ｄとによって構成されている。

【００２３】次に、作用を説明する。

【００２４】図４はコントローラ１０で行なわれる操舵
特性制御処理作動の流れを示すフローチャートで、以
下、各ステップについて説明する。

【００２５】ステップ４０では、操舵角センサ８からの
操舵角θ_INと回転角センサ９からの回転角θ_OUT が読み
込まれる。

【００２６】ステップ４１では、検出された操舵角θ_IN
を微分処理することにより操舵周波数ｆθが演算される
（操舵周波数検出手段に相当）。

【００２７】ステップ４２では、操舵周波数ｆθが設定
周波数ｆθ₀ （例えば、0.5Hz ）以上かどうかが判断さ
れる。そして、ｆθ＜ｆθ₀ の時にはステップ４０へ戻
り、ｆθ≧ｆθ₀ の時にはステップ４３以降の位相補償
処理へ進む。

【００２８】ステップ４３では、操舵周波数ｆθと目標
位相特性Ｐ_E ^*(f) （図９の破線）により目標位相遅れ量
Ｐ_E ^*が求められる。

【００２９】ステップ４４では、回転角θ_OUT により実
位相遅れ量Ｐ_E が求められる。

【００３０】ステップ４５では、目標位相遅れ量Ｐ_E ^*と
実位相遅れ量Ｐ_E との差により位相補償量Ｐ_D が求めら
れる。

【００３１】ステップ４６では、位相補償量Ｐ_D が得ら
れる制御指令が直流モータ７ｃに出力される。尚、制御
指令はハイパスフィルタを通すことで直流モータ７ｃに
は高周波成分のみの駆動力が印加される。

【００３２】尚、上記ステップ４２〜ステップ４６は、
操舵特性制御手段に相当する。

【００３３】（イ）低周波操舵入力時 ステアリングホイール１から入力される操舵周波数ｆθ
が設定周波数ｆθ₀ 未満の低周波数領域である時には、
ステップ４０→ステップ４１→ステップ４２の処理が繰
り返されるだけで、操舵アクチュエータ７による位相補
償は行なわれない。

【００３４】従って、操舵入力は、ステアリングホイー
ル１→等速ジョイント２→上部ステアリングシャフト３
→ラバーカップラー６→下部ステアリングシャフト５→
操舵機構４へと伝達され、操舵輪が操舵入力に応じて転
舵される。

【００３５】つまり、ドライバーの操作特性が図５に示
す特性であり、ラバーカップラー６の伝達特性が図６に
示す特性である場合、低周波数領域での位相特性は、ド
ライバー操作位相特性Ｐ_A(f)にラバー伝達位相特性Ｐ
_B(f)とを合わせた位相特性Ｐ_C(f)となり、低周波数領域
でのゲイン特性は、ドライバー操作ゲイン特性ｇ_A(f)に
ラバー伝達ゲイン特性ｇ_B(f)とを合わせたゲイン特性ｇ
_C(f)となる。

【００３６】（ロ）高周波操舵入力時 ステアリングホイール１から入力される操舵周波数ｆθ
が設定周波数ｆθ₀ 以上の高周波数領域である時には、
ステップ４０→ステップ４１→ステップ４２→ステップ
４３→ステップ４４→ステップ４５→ステップ４６へと
進む流れとなり、操舵アクチュエータ７による位相補償
が行なわれる。

【００３７】つまり、実舵の特性をみると、ラバーカッ
プラー６が低周波数領域の操舵入力を伝達し高周波数領
域の操舵入力を吸収するする手段であることで、操舵入
力はラバーカップラー６において吸収され、下部ステア
リングシャフト５へは位相が大幅に遅れると共に（図７
の位相特性）、ゲインが低下した（図７のゲイン特性）
操舵入力が伝達される。

【００３８】しかし、ステップ４３〜ステップ４６の処
理により、目標位相遅れ量Ｐ_E ^*と実位相遅れ量Ｐ_E との
差により求められた位相補償量Ｐ_D を得る制御指令が直
流モータ７ｃに出力されることで、操舵アクチュエータ
７による外部からの制御入力で位相遅れが補償されるこ
とになる。

【００３９】例えば、コントローラ１０での補償特性が
図８に示す特性となる場合、図９に示すように、高周波
数領域での位相遅れに操舵アクチュエータ７により発生
する位相進み動作が重畳され、図９の実線で示す位相補
償後の実位相特性Ｐ_E(f)は、図９の破線で示す目標位相
特性Ｐ_E ^*(f) とほぼ一致したものとなる。尚、この第１
実施例では、ゲインについて補償していないので、ゲイ
ン特性は変化ない。

【００４０】従って、高齢者ドライバー等であってドラ
イバーの操作特性が位相遅れの大きな特性である場合に
は、高周波数領域で大きな位相補償量Ｐ_D が与えられ、
また、若者ドライバー等であってドライバーの操作特性
が位相遅れの小さな特性である場合には、高周波数領域
で小さな位相補償量Ｐ_D を与えられることになり、ドラ
イバーの操作特性のバラツキにかかわらず目標位相特性
Ｐ_E ^*(f) とほぼ一致する一定の操舵位相特性を得ること
ができることになる。

【００４１】尚、目標位相特性Ｐ_E ^*(f) は、操舵に高周
波数成分が必要となる旋回時やレーンチェンジ時等にお
いて、操舵違和感の無い最適な特性に設定しておく。

【００４２】ここで、操舵アクチュエータ７での高周波
数領域位相遅れ補償時、補償動作に伴なう操舵違和感が
懸念されるが、ラバーカップラー６が低周波数領域の操
舵入力を伝達し高周波数領域の操舵入力を吸収するする
手段であることで、操舵アクチュエータ７からの補償入
力が上部ステアリングシャフト３を介してステアリング
ホイール１にほとんど伝達されることはない。

【００４３】（ハ）位相補償制御系のフェイル時 コントローラ１０等の位相補償制御系のフェイル時で、
高周波数領域位相遅れ補償が行なわれない時であって
も、ステアリングホイール１と操舵機構４とは、上部ス
テアリングシャフト３，ラバーカップラー６，下部ステ
アリングシャフト５により機械的に連結されている為、
図７に示すように、操舵入力が低周波数領域であれば全
く通常通りの操舵が確保されるし、高周波数領域であっ
ても位相に遅れが出るだけであり、高い安全性が確保さ
れる。

【００４４】（ニ）路面外乱入力時 路面の凹凸が直接外乱となり操舵機構４が動作してしま
うことが考えられる。しかし、凹凸等の路面外乱の大き
なものは、基本的に0.1Hz 以下の低い周波数であり、こ
れは図６に示すようなラバーカップラー６の伝達特性が
あるために、従来のステアリング系と同じである。よっ
て本構成にしたことにより、とりわけ問題が発生するこ
とはない。

【００４５】一方、0.1Hz 以上の周波数に関しては、例
えば、操舵角センサ８からの操舵入力と回転角センサ９
からの操舵出力を比較し、路面からの外乱に対してその
動きを抑制するように直流モータ７ｃを動作させること
により、外乱に対して安定な系を構成することができ
る。但し、日常的な走行では、ここまでやらなくても、
図６の特性を外乱の入力周波数に対して伝達しやすい様
にしておけば、特に問題があるレベルにならないと考え
る。

【００４６】すなわち、外乱の基本周波数に対しては、
従来システムと同じであり、高い周波数において問題が
発生してもごくわずかである。

【００４７】以上説明してきたように第１実施例の車両
用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を発揮す
る。

【００４８】（１）ドライバーからの操舵入力に応じて
操舵輪を転舵する車両用操舵装置において、操舵入力の
うち低周波成分はラバーカップラー６を介してメカニカ
ルに伝達し、ラバーカップラー６を介して伝達される高
周波成分の位相遅れ分のみを電気的な制御により補償す
る装置とした為、従来のステア・バイ・ワイヤによる装
置に比べ有利なシステムコストで高い安全性を確保しな
がら、操作能力が異なるあらゆるドライバーに対して車
両の操舵特性を最適化することができる。

【００４９】（２）車両の操舵特性を検出する回転角セ
ンサ９を設け、位相補償制御系として実舵の特性をみる
フィードバック制御系を構成し、ドライバーの操作特性
にかかわらず一定の目標位相特性Ｐ_E(f)を得る装置とし
た為、ラバーカップラー６の伝達特性の経時変化等にか
かわらず、操舵入力に対し最適な一定の位相特性を常に
精度良く得ることができる。

【００５０】（第２実施例）次に、請求項１記載の発明
に対応する第２実施例の車両用操舵装置について説明す
る。

【００５１】まず、構成を説明する。

【００５２】構成的には図２に示す第１実施例装置に対
し、回転角センサ９が設けていない構成としている点で
相違する。尚、他の構成は第１実施例装置と同様である
ので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略す
る。

【００５３】次に、作用を説明する。

【００５４】図１１はコントローラ１０’で行なわれる
操舵特性制御処理作動の流れを示すフローチャートで、
以下、各ステップについて説明する。

【００５５】ステップ５０では、イグニッションキーが
ＯＮされたかどうかが判断される。

【００５６】ステップ５１では、操舵角センサ８からの
操舵角θ_INを微分処理することにより操舵周波数ｆθが
演算され（操舵周波数検出手段に相当）、この操舵周波
数ｆθと図１２に示す初期位相補償特性に基づいてイニ
シャル補償が行なわれる。

【００５７】ステップ５２では、操舵角センサ８からの
操舵角θ_INによりドライバーの操作状況を単位時間観測
し、ドライバーの操舵スペクトルを測定すると共に、高
周波数成分（例えば、0.5Hz 以上）でのパワースペクト
ルの面積値を算定する。

【００５８】ステップ５３では、パワースペクトル面積
値が設定値１未満かどうかが判断される。

【００５９】ステップ５４では、パワースペクトル面積
値が設定値２（＞設定値１）を超えているかどうかが判
断される。

【００６０】ステップ５５では、パワースペクトル面積
値が設定値２を超えている場合、図１４の段階的位相補
償特性のうち補償特性１により位相補償を行なう指令が
出力される。

【００６１】ステップ５６では、パワースペクトル面積
値が設定値１以上で設定値２以下の場合、図１４の段階
的位相補償特性のうち補償特性２により位相補償を行な
う指令が出力される。

【００６２】ステップ５７では、パワースペクトル面積
値が設定値２未満の場合、図１４の段階的位相補償特性
のうち補償特性３により位相補償を行なう指令が出力さ
れる。ステップ５８では、イグニッションキーがＯＦＦ
かどうかが判断され、ＯＮである間は、ステップ５２〜
ステップ５７の処理が繰り返される。

【００６３】尚、ステップ５１〜ステップ５７は、操舵
特性制御手段に相当する。

【００６４】この第２実施例装置を搭載した車両でイグ
ニッションキーをＯＮにして運転を開始すると、ステッ
プ５１で図１２の初期補償特性Ｐj(f)に基づいて操舵ア
クチュエータ７により高周波数領域で位相が補償され、
図１３に示すようにシステム全体の位相特性としては、
ドライバー操作特性＋ラバーの伝達特性Ｐi(f)に初期補
償特性Ｐj(f)を重畳した特性となる。尚、この初期補償
特性Ｐj(f)は、普通の位相応答を持つドライバーを想定
して設定しておく。

【００６５】しかし、ドライバーにはもともと高周波数
領域で位相遅れの小さい操作特性を有している人もいる
し、また、位相遅れの大きい操作特性を有している人も
いる。そこで、ドライバーの操作特性を把握することが
必要になるが、それを行なっているのがステップ５２の
処理であって、ドライバーの操舵スペクトルを測定する
ことでドライバーの操作特性を推定している。つまり、
高周波数域でのパワースペクトル面積値が小さい場合
は、大きな位相補償が必要なドライバーと推定すること
ができるし、逆に、高周波数域でのパワースペクトル面
積値が大きい場合は、小さな位相補償で十分なドライバ
ーと推定することができる。

【００６６】このように、所定時間あるいは所定距離を
走行した時点でドライバーの操作特性を推定し、初期補
償特性に代え推定特性に適合する補償特性を選択して位
相補償を行なうのがステップ５２〜ステップ５７の処理
である。

【００６７】従って、この第２実施例装置においても、
第１実施例装置と同様に、ドライバーの操作特性のバラ
ツキにかかわらず最適な操舵位相特性を得ることができ
ることになる。また、位相補償制御系のフェイル時や路
面外乱入力時等の他の作用については、第１実施例装置
と全く同様な作用を示す。

【００６８】以上説明してきたように、この第２実施例
装置にあっては、第１実施例装置での上記（１）の効果
に加え、下記の効果が得られる。

【００６９】（３）操舵角センサ８のみを用い、ドライ
バーの操作特性をドライバーの操舵スペクトルの測定に
より推定検出して段階的位相補償を行なう装置とした
為、入力や演算処理等の制御系が簡単な実用的システム
としながら、ドライバーの操作特性のバラツキにかかわ
らず最適な位相特性を得ることができる。

【００７０】（第３実施例）次に、請求項２記載の発明
に対応する第３実施例の車両用操舵装置について説明す
る。

【００７１】構成については、第１実施例装置と同じで
あるので省略する。

【００７２】作用については、図５のドライバー操作特
性と図６のラバー伝達特性と図７の実舵の特性は同じ
で、図８のコントローラ１０の補償特性に代えて図１５
のコントローラ１０の補償特性を使用する。つまり、操
舵周波数が高周波数領域では、位相補償とゲイン補償の
両方を行なう。

【００７３】この結果、ドライバー＋補償制御によるト
ータルとしての特性は、図１６に示すように、ゲインが
フラットで、位相の遅れも抑えられたものとなり、ステ
アリングホイール１の切り不足と位相遅れの両方を改善
することができる。

【００７４】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００７５】例えば、実施例では継手として、ラバーカ
ップラーの例を示したが、図１７に示すような電気粘性
流体継手１１を用いても良い。

【００７６】この電気粘性流体継手１１は、上部ステア
リングシャフト３に固定される入力部材１１ａと、下部
ステアリングシャフト５に固定される出力部材１１ｂ
と、入力部材１１ａと出力部材１１ｂとの間に封入され
る電気粘性流体１１ｃと、該電気粘性流体１１ｃに電圧
を印加する電圧源１１ｄとによって構成され、例えば、
操舵周波数が低周波数域の時には、電気粘性流体１１ｃ
に高電圧を印加し、スティフネスを上昇させた硬い物質
として操舵入力を機械的に伝達させ、操舵周波数が高周
波数域の時には、電気粘性流体１１ｃの印加電圧を零と
し、最も流体粘性の低い状態として操舵入力を吸収する
ようにする。この電気粘性流体継手１１の伝達特性は、
カットオフ周波数を0.5Hz とした場合、図１８に示すよ
うになる。

【００７７】また、継手としては、流体の粘性を利用
し、速い動きは伝達せず、遅い動きのみを伝達する流体
クラッチ等も考えられる。

【００７８】実施例では、操舵アクチュエータ７のギヤ
系と直流モータ７ｃを直結する例を示したが、ギヤ系と
直流モータ７ｃとの間にクラッチを設けても良い。この
場合、直流モータ７ｃのロック時に、コンピュータでの
自己診断（センサ８，９の差）やドライバー操作により
クラッチを切ることで、ステアリング操作を確保するこ
とができる。

【００７９】第１実施例では、目標位相特性として１つ
の特性を設定した例を示したが、複数の目標位相特性を
設定しておき、複数の特性の中からドライバーが選択し
て目標位相特性を決めるようにしても良く、この場合
は、ドライバーの好みに応じた位相特性を得ることがで
きる。

【００８０】第２実施例では、段階的に位相を補償する
にあたって、３段階の補償特性を設定した例を示した
が、この段階数は実施例に限られるものではなく、２段
階としても、また、３段階以上としても良い。

【００８１】

【発明の効果】以上説明してきたように請求項１記載の
本発明にあっては、ドライバーからの操舵入力に応じて
操舵輪を転舵する車両用操舵装置において、操舵入力の
うち低周波成分は継手を介してメカニカルに伝達し、継
手を介して伝達される高周波成分の位相遅れ分のみを電
気的な制御により補償する手段とした為、有利なシステ
ムコストで高い安全性を確保しながら、操作能力が異な
るあらゆるドライバーに対して車両の操舵特性を最適化
することができるという効果が得られる。

【００８２】また、請求項２記載の本発明にあっては、
操舵特性制御手段を、検出された操舵周波数が高周波数
領域である時、高周波数領域での位相遅れを補償すると
共に高周波数領域でのゲイン低下を補償する手段とした
為、ステアリングホイールの切り不足と位相遅れの両方
を改善することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用操舵装置を示すクレーム対応図
である。

【図２】第１実施例の車両用操舵装置を示す全体システ
ム図である。

【図３】第１実施例装置のラバーカップラーを示す断面
図である。

【図４】第１実施例装置のコントローラで行なわれる位
相補償制御処理作動の流れを示すフローチャートであ
る。

【図５】ドライバーの操作特性図である。

【図６】ラバーカップラーの伝達特性図である。

【図７】ドライバーの操作特性とラバーカップラーの伝
達特性とを合せた実舵の特性図である。

【図８】第１実施例装置でのコントローラの補償特性図
である。

【図９】第１実施例装置で位相補償された後の操舵特性
図である。

【図１０】第２実施例の車両用操舵装置を示す全体シス
テム図である。

【図１１】第２実施例装置のコントローラで行なわれる
位相補償制御処理作動の流れを示すフローチャートであ
る。

【図１２】第２実施例装置での初期補償特性図である。

【図１３】第２実施例装置で初期補償さらた場合のシス
テム全体特性図である。

【図１４】第２実施例装置のコントローラでの段階的位
相補償特性図である。

【図１５】第３実施例装置のコントローラでのゲイン及
び位相補償特性図である。

【図１６】第３実施例装置でのドライバー＋コントロー
ラのトータルとしての操舵特性図である。

【図１７】継手の他例である電気粘性流体継手を示す断
面図である。

【図１８】電気粘性流体継手の伝達特性図である。

【図１９】従来のメカニカルな車両用操舵装置を示す図
である。

【図２０】従来のステア・バイ・ワイヤによる車両用操
舵装置を示す図である。

【図２１】年齢層毎（２０才代，８０才代）によるドラ
イバーの操作特性図である。

【図２２】等間隔に配置したパイロン間を蛇行して通り
抜けるコースを設定した場合の走行軌跡特性図である。

【符号の説明】

ａ ステアリングホイール ｂ 上部ステアリングシャフト ｃ 操舵輪 ｄ 操舵機構 ｅ 下部ステアリングシャフト ｆ 継手 ｇ 補助舵角機構 ｈ 操舵周波数検出手段 ｉ 操舵特性制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールに結合された上部
   ステアリングシャフトと、 操舵輪を転舵する操舵機構に結合された下部ステアリン
   グシャフトと、 前記上部ステアリングシャフトと下部ステアリングシャ
   フトの間に介装され、低周波数領域の操舵入力を伝達し
   高周波数領域の操舵入力を吸収する継手と、 前記下部ステアリングシャフトまたは操舵機構に設けら
   れ、外部からの指令により補助舵角を与えることができ
   る補助舵角機構と、 前記ステアリングホイールから入力される操舵周波数を
   検出する操舵周波数検出手段と、 検出された操舵周波数が高周波数領域である時、高周波
   数領域での位相遅れを補償する指令を前記補助舵角機構
   に出力する操舵特性制御手段と、 を備えていることを特徴とする車両用操舵装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用操舵装置におい
   て、 前記操舵特性制御手段を、検出された操舵周波数が高周
   波数領域である時、高周波数領域での位相遅れを補償す
   ると共に高周波数領域でのゲイン低下を補償する指令を
   前記補助舵角機構に出力する手段としたことを特徴とす
   る車両用操舵装置。