JPH11291930A

JPH11291930A - 車両用操舵制御装置

Info

Publication number: JPH11291930A
Application number: JP9604998A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Shinto; 雅彦新堂; Takahiro Koshiro; 隆博小城; Morihiro Matsuda; 守弘松田; Jiyunji Kawamuro; 巡児河室
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】車両に横方向のすべりを生じた際に車両の操
舵応答性を向上させて車両の立て直しを可能とする車両
用操舵制御装置を提供すること。【解決手段】ステアリングハンドル１０と転舵輪２４
とを連結する操舵伝達系の途中に設けられステアリング
ハンドル１０の操舵量と転舵輪２４の転舵量との伝達比
を変更可能とした可変ギヤ比ユニット１４と、車両の横
方向の運動状態を検出する横方向運動状態検出手段と、
車両の横方向の運動状態に基づいて伝達比可変手段に伝
達比を変更させる変更手段とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の操舵制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用操舵制御装置として、特開
昭６３−２２７４７０号公報に記載されるように、ステ
アリングハンドルの操舵に応じて車輪を転舵させる操舵
力伝達経路中にハンドル舵角と車輪舵角の伝達比を車速
に応じて変化させる伝達比可変手段を設けてなるステア
リング装置が知られている。この装置は、車速が大きく
なるに連れて伝達比が高くなるような基準伝達比特性が
予め設定されており、この基準伝達比特性を車両の加速
度又は減速度に応じて変更させる。そして、急加速中及
び急減速中においては伝達比を高く変更して、急に車輪
が切れやすくなることを防止し、車両の走行安定性を向
上しようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両の走行
中に車両の横方向（車両の左右方向）の動きが大きいと
きに、ハンドル操作によりこれを抑制するには、ハンド
ル操作に対して速やかに車両が応答することが要求され
る。しかしながら、前述のステアリング装置にあって
は、このような車両応答性の要求に応えることが困難で
ある。

【０００４】そこで本発明は、このような問題に鑑みて
なされたものであって、車両に横方向のすべりを生じた
際などに、車両の操舵応答性を向上させて車両の立て直
しを容易とする車両用操舵制御装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る車両用操舵制御装置は、ステア
リングハンドルと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中
に設けられステアリングハンドルの操舵量と転舵輪の転
舵量との伝達比を変更可能とした伝達比可変手段と、車
両の横方向の運動状態を検出する横方向運動状態検出手
段と、車両の横方向の運動状態に基づいて伝達比可変手
段に伝達比を変更させる変更手段とを備えて構成されて
いる。

【０００６】また本発明に係る車両用操舵制御装置は、
前述の変更手段が、車両に横方向のすべりを生じている
ときに伝達比を変更させることを特徴とする。

【０００７】また本発明に係る車両用操舵制御装置は、
前述の変更手段が、伝達比を小さい側に変更させること
を特徴とする。

【０００８】これらの発明によれば、車両が横方向にす
べりを生じてドリフト状態などとなったときに、操舵伝
達系の伝達比を変更してハンドル操作に対する車両の操
舵応答性を向上させることが可能である。このため、カ
ウンタ操舵（逆ハンドル操作）などの遅れが防止され、
車両の状態の立て直しが容易なものとなる。

【０００９】また本発明に係る車両用操舵制御装置は、
前述の変更手段が、ステアリングハンドルが操舵中立位
置に戻された後に伝達比を小さい側に変更させることを
特徴とする。

【００１０】この発明によれば、操舵伝達系の伝達比の
変更後に、ステアリングハンドルの操舵位置と転舵輪の
転舵位置の中立位置がずれることを防止できる。

【００１１】更に本発明に係る車両用操舵制御装置は、
ステアリングハンドルと転舵輪とを連結する操舵伝達系
の途中に設けられステアリングハンドルの操舵量と転舵
輪の転舵量との伝達比を変更可能とした伝達比可変手段
と、車両の横方向の運動状態を検出する横方向運動状態
検出手段と、車両に横方向のすべりが生じているか否か
を判定する判定手段と、判定手段により車両に横方向の
すべりを生じていると判定されたときのステアリングハ
ンドルの操舵角を中立点として設定する設定手段と、中
立点を設定した以降の伝達比を変更させる変更手段とを
備えて構成されている。

【００１２】この発明によれば、車両に横方向のすべり
を生じた際、すぐに操舵伝達系の伝達比を設定変更して
も、その時点のステアリングハンドルの操舵量と転舵輪
の転舵量との関係が維持されるため、転舵輪の転舵角が
急変してしまうことが防止できる。このため、伝達比変
更時の車両の走行安定性が維持でき、カウンタ操舵によ
る迅速な対応が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の種々の実施の形態について説明する。尚、各図におい
て同一要素には同一符号を付して説明を省略する。ま
た、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致してい
ない。

【００１４】（第一実施形態）図１に本実施形態に係る
車両用操舵制御装置２の構成概略図を示す。図１に示す
ように、ステアリングハンドル１０には上部ステアリン
グシャフト１２ａの上端が接続され、その上部ステアリ
ングシャフト１２ａの下端には可変ギヤ比ユニット１４
の入力側が接続されている。可変ギヤ比ユニット１４の
出力側には、下部ステアリングシャフト１２ｂの上端が
接続されている。このため、ステアリングハンドル１０
に与えられた操舵力は、上部ステアリングシャフト１２
ａ及び可変ギヤ比ユニット１４を介して下部ステアリン
グシャフト１２ｂに伝達される。

【００１５】下部ステアリングシャフト１２ｂの下端に
は、ピニオン（図示せず）が設けられ、このピニオンは
ステアリングギヤボックス１６内にてラックバー１８に
噛合されている。更に、ラックバー１８の両端にはそれ
ぞれタイロッド２０の一端が接続され、その各タイロッ
ド２０の他端にはナックルアーム２２を介して車輪（転
舵輪：前輪）２４ＦＬ、２４ＦＲが接続されている。

【００１６】上部ステアリングシャフト１２ａにはステ
アリングハンドル１０の操舵角θ_Hを検出する舵角セン
サ２６が設けられ、下部ステアリングシャフト１２ｂに
は転舵輪２４の転舵角（ピニオン角）θ_Pを検出する出
力角センサ２８が設けられている。この舵角センサ２６
により検出されたステアリングハンドル１０の操舵角及
び出力角センサ２８により検出されたピニオン角は、そ
れぞれＥＣＵ（電子制御装置）３０に入力される。

【００１７】可変ギヤ比ユニット１４は、ステアリング
ハンドル１０の操舵量と転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転
舵量との伝達比を可変するものであり、モータ（図示せ
ず）と、遊星歯車機構又はハーモニックドライブ機構等
を用いた減速機（図示せず）とを備えて構成されてい
る。この伝達比は、（ステアリングハンドル１０の操舵
量）／（転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転舵量）で定めら
れる。可変ギヤ比ユニット１４は、モータドライバ３６
を介してＥＣＵ３０と接続されており、このＥＣＵ３０
の制御信号を受けて作動する。

【００１８】車両には、車速センサ３８が設けられてい
る。車速センサ３８は、車両の走行速度を検出するもの
であり、ＥＣＵ３０と接続されている。このため、車速
センサ３８が検出した車速Ｖの信号は、ＥＣＵ３０に入
力される。

【００１９】また、車両には、ヨーレイトセンサ４０が
設けられている。ヨーレイトセンサ４０は、車両の重心
点における垂直軸回りの回転運動、即ちヨーイング運動
を検出するものである。このヨーレイトセンサ４０は、
ＥＣＵ３０と接続されており、検出したヨーレイト（ヨ
ー角速度）γの信号をＥＣＵ３０へ出力する。

【００２０】次に、車両用操舵制御装置２の動作につい
て説明する。

【００２１】図２に車両用操舵制御装置２の動作のフロ
ーチャートを示す。まず、図２のステップＳ１０に示す
ように、車速センサ３８から出力される車速Ｖ、舵角セ
ンサ２６から出力される操舵角θ_H、ヨーレイトセンサ
４０から出力されるヨーレイトγの読み込みが行われ
る。そして、車速Ｖに基づいて伝達比Ｇ（Ｖ）の演算が
行われる(ステップＳ１２）。この伝達比Ｇ（Ｖ）の演
算は、例えば、図３に実線で示すように、予めＥＣＵ３
０に設定された車速Ｖに対する伝達比Ｇ（Ｖ）のマップ
を参照することにより行われる。

【００２２】そして、読み込んだ操舵角θ_H、ヨーレイ
トγに基づいて車両のヨーレイトの推定値γ₀が演算さ
れる（ステップＳ１４）。次いで、演算により得られた
推定値γ₀の絶対値と読み込まれたヨーレイトγの絶対
値の差の絶対値が所定の定数αより大きいか否かが判定
される（ステップＳ１６）。推定値γ₀の絶対値と現実
のヨーレイトγの絶対値の差が定数αより大きくないと
判定されたときには、車両が横方向にすべることなく走
行していると判断され、ステップＳ２０に移行する。一
方、推定値γ₀の絶対値と現実のヨーレイトγの絶対値
の差の絶対値が定数αより大きいと判定されたときに
は、車両が横方向にすべりながら走行していると判断さ
れ、ステップＳ１８に移行し、伝達比の設定が変更され
る。

【００２３】すなわち、次の式（１）に示すように、車
速Ｖに基づく演算により得られた伝達比Ｇ（Ｖ）に係数
Ｋ１を掛け合わせて伝達比Ｇが算出される。

【００２４】Ｇ＝Ｋ１・Ｇ（Ｖ） ‥‥（１）この場合、係数Ｋ１は１以下の数値とされ、図３に破線
で示すように、伝達比Ｇが小さく設定され、ハンドル操
作に対する車両の応答性が向上する。

【００２５】そして、図２のステップＳ２０に移行し、
ステップＳ１２で得られた伝達比Ｇ（Ｖ）又はステップ
Ｓ１８で得られた伝達比Ｇに基づいて、目標転舵角θ_P1
が算出される。すなわち、目標転舵角θ_P1は、次の式
（２）に示すように、演算により得られた伝達比Ｇ又は
伝達比Ｇ（Ｖ）と、読み込んだ操舵角θ_Hとを掛け合わ
せることにより算出される。

【００２６】θ_P1＝Ｇ・θ_H ‥‥（２）そして、ＥＣＵ３０から可変ギヤ比ユニット１４に制御
信号が出力され（ステップＳ２２）、その制御信号に基
づいて転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転舵角θ_Pが目標転
舵角θ_P1となるように可変ギヤ比ユニット１４が作動す
る。

【００２７】以上のように、本実施形態に係る車両用操
舵制御装置２によれば、車両が横方向にすべりを生じて
ドリフト状態などとなったときに、操舵伝達系の伝達比
が小さい側に変更される。このため、ハンドル操作に対
する車両の操舵応答性が向上し、カウンタ操舵（逆ハン
ドル操作）などにより車両の状態の立て直しが容易とな
る。

【００２８】なお、本実施形態に係る車両用操舵制御装
置２において、ＥＣＵ３０に予め車速Ｖに基づいて伝達
比Ｇ（Ｖ）を演算するための複数のマップを設定してお
き、車両が横方向にすべりを生じているときに伝達比が
小さく設定されたマップを用い、車両が横方向にすべり
を生じていないときに伝達比が大きく設定されたマップ
を用いるようにして、伝達比を変更してもよい。

【００２９】（第二実施形態）次に第二実施形態に係る
車両用操舵制御装置について説明する。

【００３０】図４に本実施形態に係る車両用操舵制御装
置２ａを示す。図４に示すように、本実施形態に係る車
両用操舵制御装置２ａは、図１に示す第一実施形態に係
る車両用操舵制御装置２とほぼ同様な構造を有するもの
であるが、車輪２４ＦＲ、２４ＦＬにそれぞれ車輪速セ
ンサ３２ＦＲ、３２ＦＬを備えている。車輪速センサ３
２ＦＲ、３２ＦＬは、車輪２４ＦＲ、２４ＦＬの回転速
度を検出するものである。これらの車輪速センサ３２Ｆ
Ｒ、３２ＦＬは、ＥＣＵ３０にそれぞれ接続され、検出
した車輪速Ｗ_FR、Ｗ_FLの信号をＥＣＵ３０に出力する。

【００３１】また、車両用操舵制御装置２ａにおいて
は、第一実施形態に係る車両用操舵制御装置２に設けら
れるヨーレイトセンサ４０の設置を省略することができ
る。

【００３２】次に、本実施形態に係る車両用操舵制御装
置２ａの動作について説明する。

【００３３】図５に本実施形態に係る車両用操舵制御装
置２ａの動作を表すフローチャートを示す。まず、図５
のステップＳ３０に示すように、車速センサ３８から出
力される車速Ｖ、舵角センサ２６から出力される操舵角
θ_H、車輪速センサ３２ＦＲ、３２ＦＬから出力される
車輪速Ｗ_FR、Ｗ_FLの読み込みが行われる。そして、車速
Ｖに基づいて伝達比Ｇ（Ｖ）の演算が行われる(ステッ
プＳ３２）。この伝達比Ｇ（Ｖ）の演算は、例えば、前
述と同様にして、図３に実線で示すように予めＥＣＵ３
０に設定された車速Ｖに対する伝達比Ｇ（Ｖ）のマップ
を参照することにより行われる。

【００３４】そして、読み込んだ操舵角θ_H、車速Ｖに
基づいて車輪速の推定値Ｗ_FR0、Ｗ_FL ₀が演算される（ス
テップＳ３４）。次いで、演算により得られた左前輪の
車輪速の推定値Ｗ_FL0の絶対値と右前輪の車輪速の推定
値Ｗ_FR0の絶対値との差ΔＷ₀が演算され（ステップＳ３
６）、現実の左前輪の車輪速Ｗ_FLの絶対値と右前輪の車
輪速Ｗ_FRの絶対値との差ΔＷが演算される（ステップＳ
３８）。

【００３５】そして、ステップＳ４０に移行し、現実の
車輪速の絶対値の差ΔＷが車輪速の推定値の差ΔＷ₀を
定数倍したものより大きいか否かが判定される。すなわ
ち、次の式（３）を満たすか否かが判定される。

【００３６】ΔＷ＞Ｋ₂・ΔＷ₀ ‥‥（３）（但し、Ｋ₂＞１）このステップＳ４０にて、現実の車輪速の絶対値の差Δ
Ｗが車輪速の推定値の差ΔＷ₀を定数倍したものより大
きくないと判定されたときには、車両が横方向にすべる
ことなく走行していると判断され、ステップＳ４４に移
行する。一方、現実の車輪速の絶対値の差ΔＷが車輪速
の推定値の差ΔＷ₀を定数倍したものより大きいと判定
されたときには、車両が横方向にすべりながら走行して
いると判断され、ステップＳ４２に移行し、伝達比の設
定が変更される。

【００３７】すなわち、前述の式（１）に示すように、
車速Ｖに基づく演算により得られた伝達比Ｇ（Ｖ）に係
数Ｋ１を掛け合わせて伝達比Ｇが算出される。この場
合、係数Ｋ１は１以下の数値とされ、図３に破線で示す
ように、伝達比Ｇが小さく設定され、ハンドル操作に対
する車両の応答性が向上する。

【００３８】そして、図５のステップＳ４４に移行し、
ステップＳ３２で得られた伝達比Ｇ（Ｖ）又はステップ
Ｓ４２で得られた伝達比Ｇに基づいて、目標転舵角θ_P1
が算出される。すなわち、目標転舵角θ_P1は、前述の式
（２）に示すように、演算により得られた伝達比Ｇ又は
伝達比Ｇ（Ｖ）と、読み込んだ操舵角θ_Hとを掛け合わ
せることにより算出される。

【００３９】そして、ＥＣＵ３０から可変ギヤ比ユニッ
ト１４に制御信号が出力され（ステップＳ４６）、その
制御信号に基づいて転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転舵角
θ_Pが目標転舵角θ_P1となるように可変ギヤ比ユニット
１４が作動する。

【００４０】以上のように、本実施形態に係る車両用操
舵制御装置２ａによれば、前述した第一実施形態に係る
車両用操舵制御装置２と同様にして、車両が横方向にす
べりを生じてドリフト状態などとなったときに、操舵伝
達系の伝達比が小さい側に変更される。このため、ハン
ドル操作に対する車両の操舵応答性が向上し、カウンタ
操舵（逆ハンドル操作）などにより車両の状態の立て直
しが容易となるという効果が得られる。また、本実施形
態に係る車両用操舵制御装置２ａによれば、ヨーレイト
センサ４０の設置を省略することができる。

【００４１】なお、本実施形態に係る車両用操舵制御装
置２ａにおいて、ＥＣＵ３０に予め車速Ｖに基づいて伝
達比Ｇ（Ｖ）を演算するための複数のマップを設定して
おき、車両が横方向にすべりを生じているときに伝達比
が小さく設定されたマップを用い、車両が横方向にすべ
りを生じていないときに伝達比が大きく設定されたマッ
プを用いるようにして、伝達比を変更してもよい。

【００４２】（第三実施形態）次に第三実施形態に係る
車両用操舵制御装置について説明する。

【００４３】本実施形態に係る車両用操舵制御装置は、
図１に示す第一実施形態に係る車両用操舵制御装置２と
ほぼ同様な構造を有するものである。但し、ＥＣＵ３０
には、舵角センサ２６から出力される操舵角θ_Hとヨー
レイトセンサ４０から出力されるヨーレイトγに基づい
て、車両に横方向すべりが生じているか否かを判断する
機能が設けられている。

【００４４】本実施形態に係る車両用操舵制御装置の動
作について説明する。

【００４５】図６に本実施形態に係る車両用操舵制御装
置の動作を表すフローチャートを示す。まず、図６のス
テップＳ５０に示すように、車速センサ３８から出力さ
れる車速Ｖ、舵角センサ２６から出力される操舵角
θ_H、ヨーレイトセンサ４０から出力されるヨーレイト
γの読み込みが行われる。そして、車速Ｖに基づいて伝
達比Ｇ（Ｖ）の演算が行われる(ステップＳ５２）。こ
の伝達比Ｇ（Ｖ）の演算は、例えば、図３に実線で示す
ように、予めＥＣＵ３０に設定された車速Ｖに対する伝
達比Ｇ（Ｖ）のマップを参照することにより行われる。

【００４６】そして、ステップＳ５４に移行し、読み込
んだヨーレイトγが正であるか否かが判定される。ここ
で、ヨーレイトγが正であるとは、上方から見て垂直軸
を右回りに車両がヨーイングしている場合をいうものと
する。また、ヨーレイトγが負であるとは、上方から見
て垂直軸を左回りに車両がヨーイングしている状態をい
うものとする。

【００４７】ステップＳ５４にてヨーレイトγが正であ
ると判定されたときには、ステップＳ５６に移行し、操
舵角θ_Hが負であるか否かが判定される。ここで、操舵
角θ_Hが負であるとは、車両が左旋回するようにステア
リングハンドル１０が操作されている場合をいうものと
する。また、操舵角θ_Hが正であるとは、車両が右旋回
するようにステアリングハンドル１０が操作されている
場合をいうものとする。このステップＳ５６にて、操舵
角θ_Hが負であると判定されたときには、車両のヨーイ
ング運動と車輪２４の転舵方向が一致せず車両に横方向
のすべりが生じていると判断され、ステップＳ６２に移
行する。

【００４８】一方、ステップＳ５６にて、操舵角θ_Hが
負でないと判定されたときには、車両のヨーイング運動
と車輪２４の転舵方向が一致しており車両に横方向のす
べりが生じていないと判断され、ステップＳ６４に移行
する。

【００４９】ところで、ステップＳ５４にてヨーレイト
γが正でないと判定されたときには、ステップＳ５８に
移行し、ヨーレイトγが負であるか否かが判定される。
ヨーレイトγが負でないと判定されたときには、ヨーレ
イトγはゼロであると判断され、ステップＳ６４に移行
する。一方、ステップＳ５８にて、ヨーレイトγが負で
あると判定されたときには、ステップＳ６０に移行し、
操舵角θ_Hが正であるか否かが判定される。

【００５０】ステップＳ６０にて、操舵角θ_Hが正でな
いと判定されたときには、車両のヨーイング運動と車輪
２４の転舵方向が一致しており車両に横方向のすべりが
生じていないと判断され、ステップＳ６４に移行する。
一方、ステップＳ６０にて、操舵角θ_Hが正であると判
定されたときには、車両のヨーイング運動と車輪２４の
転舵方向が一致せず車両に横方向のすべりが生じている
と判断され、ステップＳ６２に移行する。

【００５１】ステップＳ６２では、前述の式（１）に示
すように、伝達比の設定が変更される。すなわち、車速
Ｖに基づく演算により得られた伝達比Ｇ（Ｖ）に係数Ｋ
１を掛け合わせて伝達比Ｇが算出される。この場合、係
数Ｋ１は１以下の数値とされ、図３に破線で示すよう
に、伝達比Ｇが小さく設定され、ハンドル操作に対する
車両の応答性が向上する。

【００５２】そして、ステップＳ６４に移行し、ステッ
プＳ５２で得られた伝達比Ｇ（Ｖ）又はステップＳ６２
で得られた伝達比Ｇに基づいて、目標転舵角θ_P1が算出
される。すなわち、目標転舵角θ_P1は、前述の式（２）
に示すように、演算により得られた伝達比Ｇ又は伝達比
Ｇ（Ｖ）と、読み込んだ操舵角θ_Hとを掛け合わせるこ
とにより算出される。

【００５３】そして、ＥＣＵ３０から可変ギヤ比ユニッ
ト１４に制御信号が出力され（ステップＳ６６）、その
制御信号に基づいて転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転舵角
θ_Pが目標転舵角θ_P1となるように可変ギヤ比ユニット
１４が作動する。

【００５４】以上のように、本実施形態に係る車両用操
舵制御装置によれば、前述した第一実施形態または第二
実施形態に係る車両用操舵制御装置と同様にして、車両
が横方向にすべりを生じてドリフト状態などとなったと
きに、操舵伝達系の伝達比が小さい側に変更される。こ
のため、ハンドル操作に対する車両の操舵応答性が向上
し、カウンタ操舵（逆ハンドル操作）などにより車両の
状態の立て直しが容易となるという効果が得られる。

【００５５】なお、本実施形態に係る車両用操舵制御装
置において、ＥＣＵ３０に予め車速Ｖに基づいて伝達比
Ｇ（Ｖ）を演算するための複数のマップを設定してお
き、車両が横方向にすべりを生じているときに伝達比が
小さく設定されたマップを用い、車両が横方向にすべり
を生じていないときに伝達比が大きく設定されたマップ
を用いるようにして、伝達比を変更してもよい。

【００５６】（第四実施形態）次に第四実施形態に係る
車両用操舵制御装置について説明する。

【００５７】本実施形態に係る車両用操舵制御装置は、
図１に示す第一実施形態に係る車両用操舵制御装置２と
ほぼ同様な構造を有するものである。但し、車両に横方
向のすべりが生じた場合、ステアリングハンドル１０が
中立点となった後に操舵伝達系の伝達比の設定を変更す
る点で第一実施形態に係る装置と異なっている。

【００５８】本実施形態に係る車両用操舵制御装置の動
作について説明する。

【００５９】図７に本実施形態に係る車両用操舵制御装
置の動作を表すフローチャートを示す。図７に示すよう
に、まず、車速センサ３８から出力される車速Ｖ、舵角
センサ２６から出力される操舵角θ_H、ヨーレイトセン
サ４０から出力されるヨーレイトγの読み込みが行われ
る（ステップＳ７０）。そして、車速Ｖに基づいて伝達
比Ｇ（Ｖ）の演算が行われる(ステップＳ７２）。この
伝達比Ｇ（Ｖ）の演算は、第一実施形態と同様にして、
予めＥＣＵ３０に設定された車速Ｖに対する伝達比Ｇ
（Ｖ）のマップを参照することにより行われる。

【００６０】そして、読み込んだ操舵角θ_H、車速Ｖに
基づいて車両のヨーレイトの推定値γ₀が演算される
（ステップＳ７４）。次いで、演算により得られた推定
値γ₀の絶対値と読み込まれたヨーレイトγの絶対値の
差の絶対値が所定の定数αより大きいか否かが判定され
る（ステップＳ７６）。推定値γ₀の絶対値と現実のヨ
ーレイトγの絶対値の差の絶対値が定数αより大きくな
いと判定されたときには、車両が横方向にすべることな
く走行していると判断され、ステップＳ８２に移行す
る。一方、推定値γ₀の絶対値と現実のヨーレイトγの
絶対値の差が定数αより大きいと判定されたときには、
車両が横方向にすべりながら走行していると判断され、
ステップＳ７８に移行する。

【００６１】ステップＳ７８では、舵角センサ２６の操
舵角θ_Hがゼロ、即ち、ステアリングハンドル１０が中
立位置となったか否かが判定される。ステップＳ７８に
て、操舵角θ_Hがゼロとなっていないと判定されたとき
には、ステップＳ８２に移行する。一方、ステップＳ７
８にて、操舵角θ_Hがゼロとなったと判定されたときに
は、ステップＳ８０に移行し、伝達比の設定が変更され
る。この伝達比の設定変更は、前述した式（１）に示す
ように、車速Ｖに基づく演算により得られた伝達比Ｇ
（Ｖ）に１以下の係数Ｋ１を掛け合わせて伝達比Ｇを算
出して行われる。このため、この伝達比の変更により、
伝達比Ｇが小さくなり、ハンドル操作に対する車両の応
答性が向上する。

【００６２】そして、ステップＳ８２に移行し、ステッ
プＳ７２で得られた伝達比Ｇ（Ｖ）又はステップＳ８０
で得られた伝達比Ｇに基づいて、目標転舵角θ_P1が算出
される。この目標転舵角θ_P1の算出は、前述の式（２）
に示すように、演算により得られた伝達比Ｇ又は伝達比
Ｇ（Ｖ）と、読み込んだ操舵角θ_Hとを掛け合わせるこ
とにより行われる。

【００６３】そして、ＥＣＵ３０から可変ギヤ比ユニッ
ト１４に制御信号が出力され（ステップＳ８４）、その
制御信号に基づいて転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転舵角
θ_Pが目標転舵角θ_P1となるように可変ギヤ比ユニット
１４が作動する。

【００６４】以上のように、本実施形態に係る車両用操
舵制御装置によれば、第一実施形態に係る車両用操舵制
御装置と同様にして、車両が横方向にすべりを生じてド
リフト状態などとなったときに、操舵伝達系の伝達比が
小さくなるように変更されるため、ハンドル操作に対す
る車両の操舵応答性が向上し、カウンタ操舵（逆ハンド
ル操作）などにより車両の状態の立て直しが容易とな
る。

【００６５】また、カウンタ操舵を行う際に、伝達比の
設定変更がステアリングハンドル１０が中立位置となっ
た後に行われるため、ステアリングハンドル１０の操舵
位置と転舵輪２４の転舵位置の中立位置がズレることを
防止できる。例えば、操舵角θ_Hと転舵角θ_Pの関係を示
す図８において、車両の横方向すべりの検出点をｐとす
ると、その検出点ｐからステアリングハンドル１０が戻
されて操舵角θ_Hがゼロとなった後（図８の原点０の通
過後）に、例えば一点鎖線で示すような伝達比に変更さ
れる。このため、操舵角θ_Hがゼロのとき転舵角θ_Pもゼ
ロとなり、操舵伝達系の伝達比を変更しながら、ステア
リングハンドル１０の操舵位置と転舵輪２４の転舵位置
の中立位置がズレることを確実に防止することができ
る。

【００６６】なお、本実施形態に係る車両用操舵制御装
置において、ＥＣＵ３０に予め車速Ｖに基づいて伝達比
Ｇ（Ｖ）を演算するための複数のマップを設定してお
き、車両が横方向にすべりを生じておりステアリングハ
ンドル１０が中立位置となった後に伝達比が小さく設定
されたマップを用い、車両が横方向にすべりを生じてい
ないときに伝達比が大きく設定されたマップを用いるよ
うにして、伝達比を変更してもよい。

【００６７】（第五実施形態）次に第五実施形態に係る
車両用操舵制御装置について説明する。

【００６８】本実施形態に係る車両用操舵制御装置は、
図１に示す第一実施形態に係る車両用操舵制御装置２と
ほぼ同様な構造を有するものである。但し、車両に横方
向のすべりが生じた時に、その時点のステアリングハン
ドル１０の操舵角と転舵輪２４の転舵角との関係を維持
しつつ操舵伝達系の伝達比を変更する点で、第一実施形
態に係る装置と異なっている。

【００６９】本実施形態に係る車両用操舵制御装置の動
作について説明する。

【００７０】図９に本実施形態に係る車両用操舵制御装
置の動作を表すフローチャートを示す。図９に示すよう
に、まず、車速センサ３８から出力される車速Ｖ、舵角
センサ２６から出力される操舵角θ_H、出力角センサ２
８から出力される転舵角θ_P、ヨーレイトセンサ４０か
ら出力されるヨーレイトγの読み込みが行われる（ステ
ップＳ９０）。そして、車速Ｖに基づいて伝達比Ｇ
（Ｖ）の演算が行われる(ステップＳ９２）。この伝達
比Ｇ（Ｖ）の演算は、第一実施形態と同様にして、予め
ＥＣＵ３０に設定された車速Ｖに対する伝達比Ｇ（Ｖ）
のマップを参照することにより行われる。

【００７１】そして、読み込んだ操舵角θ_H、車速Ｖに
基づいて車両のヨーレイトの推定値γ₀が演算される
（ステップＳ９４）。次いで、演算により得られた推定
値γ₀の絶対値と読み込まれたヨーレイトγの絶対値の
差の絶対値が所定の定数αより大きいか否かが判定され
る（ステップＳ９６）。推定値γ₀の絶対値と現実のヨ
ーレイトγの絶対値の差の絶対値が定数αより大きくな
いと判定されたときには、車両が横方向にすべることな
く走行していると判断され、ステップＳ９８に移行す
る。

【００７２】ステップＳ９８では、ステップＳ９２で得
られた伝達比Ｇ（Ｖ）に基づいて、目標転舵角θ_P1が算
出される。この目標転舵角θ_P1の算出は、前述の式
（２）に示すように、伝達比Ｇ（Ｖ）と読み込んだ操舵
角θ_Hとを掛け合わせることにより行われる。

【００７３】一方、ステップＳ９６にて、推定値γ₀の
絶対値と現実のヨーレイトγの絶対値の差が定数αより
大きいと判定されたときには、車両が横方向にすべりな
がら走行していると判断され、ステップＳ１００に移行
する。ステップＳ１００では、車両の横方向のすべりを
検出した時点における舵角センサ２６の操舵角θ_Hが操
舵角θ_H0として記憶され、出力角センサ２８の転舵角θ
_Pが転舵角θ_P0として記憶される。次いで、ステップＳ
１０２に移行し、伝達比の設定が変更される。この伝達
比の設定変更は、前述した式（１）に示すように、車速
Ｖに基づく演算により得られた伝達比Ｇ（Ｖ）に１以下
の係数Ｋ１を掛け合わせて伝達比Ｇを算出して行われ
る。このため、この伝達比の変更により、伝達比Ｇが小
さくなり、ハンドル操作に対する車両の応答性が向上す
ることになる。

【００７４】そして、ステップＳ１０４に移行し、ステ
ップＳ１０２にて算出された伝達比Ｇに基づいて、目標
転舵角θ_P1が算出される。この目標転舵角θ_P1の算出
は、次の式（４）により行われる。

【００７５】 θ_P1＝Ｇ・（θ_H−θ_H0）＋θ_P0 ‥‥（４）つまり、操舵角θ_Hと転舵角θ_Pとの関係は、図１０に示
すように、転舵角θ_P、操舵角θ_Hをそれぞれ縦軸、横軸
とする座標系において、車両の横方向すべりの検出点ｐ
（θ_H0、θ_P0）を通り、傾きを伝達比Ｇとする直線Ｓ上
に位置する関係となる。この結果、ステアリングハンド
ル１０の操舵に対する転舵輪２４の転舵は、検出点ｐ
（θ_H0、θ_P0）を中立点として行われることとなる。

【００７６】そして、ＥＣＵ３０から可変ギヤ比ユニッ
ト１４に制御信号が出力され（ステップＳ１０６）、そ
の制御信号に基づいて転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転舵
角θ_PがステップＳ９８又はステップＳ１０４により算
出された目標転舵角θ_P1となるように可変ギヤ比ユニッ
ト１４が作動する。

【００７７】以上のように、本実施形態に係る車両用操
舵制御装置によれば、第一実施形態に係る車両用操舵制
御装置と同様にして、車両が横方向にすべりを生じてド
リフト状態などとなったときに、操舵伝達系の伝達比が
小さくなるように変更されるため、ハンドル操作に対す
る車両の操舵応答性が向上し、カウンタ操舵（逆ハンド
ル操作）などにより車両の状態の立て直しが容易とな
る。

【００７８】また、車両が横方向にすべりを生じた際、
すぐに操舵伝達系の伝達比を設定変更しても、その変更
時のステアリングハンドル１０の操舵量と転舵輪２４の
転舵量との関係が維持されるため、車輪の転舵角が急変
することを防止できる。このため、車両の走行安定性が
維持されるともに、カウンタ操舵により迅速な対応が可
能となる。

【００７９】なお、本実施形態に係る車両用操舵制御装
置において、ＥＣＵ３０に予め車速Ｖに基づいて伝達比
Ｇ（Ｖ）を演算するための複数のマップを設定してお
き、車両が横方向にすべりを生じたとき伝達比が小さく
設定されたマップを用い、車両が横方向にすべりを生じ
ていないときに伝達比が大きく設定されたマップを用い
るようにして、伝達比を変更してもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果が得られる。

【００８１】すなわち、車両が横方向にすべりを生じて
ドリフト状態などとなったときに、操舵伝達系の伝達比
を変更してハンドル操作に対する車両の操舵応答性を向
上させることが可能である。このため、カウンタ操舵
（逆ハンドル操作）などの遅れが防止され、車両の状態
の立て直しが容易なものとなる。

【００８２】また、ステアリングハンドルが操舵中立位
置に戻された後に伝達比を小さい側に変更することによ
り、伝達比の変更後にステアリングハンドルの操舵位置
と転舵輪の転舵位置との中立位置がずれることを防止で
きる。

【００８３】更に、車両に横方向のすべりを生じている
と判定したときに、その判定時におけるステアリングハ
ンドルの操舵角を中立点として設定し伝達比を変更する
ことにより、操舵伝達系の伝達比を設定変更してもその
時点のステアリングハンドルの操舵量と転舵輪の転舵量
との関係が維持される。このため、車輪の転舵角が急変
してしまうことが防止できる。従って、伝達比変更時の
車両の走行安定性が維持でき、カウンタ操舵による迅速
な対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係る車両用操舵制御装置の説明
図である。

【図２】第一実施形態に係る車両用操舵制御装置の動作
を示すフローチャートである。

【図３】第一実施形態に係る車両用操舵制御装置におけ
る車速と伝達比との関係を示す図である。

【図４】第二実施形態に係る車両用操舵制御装置の説明
図である。

【図５】第二実施形態に係る車両用操舵制御装置の動作
を示すフローチャートである。

【図６】第三実施形態に係る車両用操舵制御装置の動作
を示すフローチャートである。

【図７】第四実施形態に係る車両用操舵制御装置の動作
を示すフローチャートである。

【図８】第四実施形態に係る車両用操舵制御装置におけ
る操舵角と転舵角との関係を示す図である。

【図９】第五実施形態に係る車両用操舵制御装置の動作
を示すフローチャートである。

【図１０】第五実施形態に係る車両用操舵制御装置にお
ける操舵角と転舵角との関係を示す図である。

【符号の説明】

２…車両用操舵制御装置、１０…ステアリングハンド
ル、１４…可変ギヤ比ユニット、２４ＦＲ、２４ＦＬ…
転舵輪、３０…ＥＣＵ、３８…車速センサ、４０…ヨー
レイトセンサ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年２月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】可変ギア比ユニット１４は、ステアリング
ハンドル１０の操舵量と転舵輪２４ＦＬ、２４ＦＲの転
舵量との伝達比を可変するものであり、モータ（図示せ
ず）と、遊星歯車機構又はハーモニックドライブ（登録
商標：波動歯車）機構等を用いた減速機（図示せず）と
を備えて構成されている。この伝達比は、（ステアリン
グハンドル１０の操舵量）／（転舵輪２４ＦＬ、２４Ｆ
Ｒの転舵量）で定められる。可変ギヤ比ユニット１４
は、モータドライブ３６を介してＥＣＵ３０と接続され
ており、このＥＣＵ３０の制御信号を受けて作動する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河室巡児愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングハンドルと転舵輪とを連結
する操舵伝達系の途中に設けられ、前記ステアリングハ
ンドルの操舵量と前記転舵輪の転舵量との伝達比を変更
可能とした伝達比可変手段と、車両の横方向の運動状態を検出する横方向運動状態検出
手段と、前記車両の横方向の運動状態に基づいて前記伝達比可変
手段に前記伝達比を変更させる変更手段と、を備えた車
両用操舵制御装置。
【請求項２】前記変更手段は、前記車両に横方向のす
べりを生じているときに前記伝達比を変更させることを
特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項３】前記変更手段は、前記伝達比を小さい側
に変更させることを特徴とする請求項１又は２に記載の
車両用操舵制御装置。
【請求項４】前記変更手段は、前記ステアリングハン
ドルが操舵中立位置に戻された後に前記伝達比を小さい
側に変更させることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の車両用操舵制御装置。
【請求項５】ステアリングハンドルと転舵輪とを連結
する操舵伝達系の途中に設けられ、前記ステアリングハ
ンドルの操舵量と前記転舵輪の転舵量との伝達比を変更
可能とした伝達比可変手段と、車両の横方向の運動状態を検出する横方向運動状態検出
手段と、前記車両に横方向のすべりが生じているか否かを判定す
る判定手段と、前記判定手段により前記車両に横方向のすべりを生じて
いると判定されたときの前記ステアリングハンドルの操
舵角を中立点として設定する設定手段と、前記中立点を設定した以降の伝達比を変更させる変更手
段と、を備えた車両用操舵制御装置。