JPH11321685A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、パワーステアリング装置として機
能する車両用操舵制御装置に関し、旋回保舵時および切
り戻し時に運転者の操舵感の向上を図ることを目的とす
る。 【解決手段】 ラックバー２０に作用する軸力を検出す
る軸力センサ３２, ３４を設ける。検出された軸力Ｆを
微分処理することによりラックバー２０の変位速度を知
得する。この変位速度に基づいて、ステアリングホイー
ル１４が切り込まれているか、保舵されているか、ある
いは切り戻されているか否かを判定する。ステアリング
ホイール１４が保舵されていると判定された場合に、ラ
ックバー２０に付与するアシスト力を増大させる。ま
た、ステアリングホイール１４が切り戻されていると判
定された場合に、切り込まれていると判定される場合に
比して大きなアシスト力をラックバー２０に付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用操舵制御装
置に係り、特に、パワーステアリング装置として機能
し、ステアリング機構に付与するアシスト力を発生させ
る装置として好適な車両用操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開平３−１０４７７８号に
開示される如く、運転者がステアリングホイールを操作
するために必要な操舵トルクの一部を、モータ等の電動
手段を用いて補助するパワーステアリング装置が知られ
ている。上記従来の装置は、電動手段を作動させるため
の制御装置を備えている。電動手段は、上記の制御装置
から供給される制御信号に基づいてアシスト力を発生さ
せる。従って、上記従来の装置によれば、適当な制御信
号を電動手段に供給することで、運転者の操舵トルクを
補助するアシスト力を適切に発生させることができる。
このため、上記従来の装置によれば、運転者がステアリ
ングホイールを操作するために必要な操舵トルクを軽減
させることができる。

【０００３】モータ等の電動手段を用いたパワーステア
リング装置においては、油圧式のパワーステアリング装
置の如く、油圧を発生させるポンプ等の部品が不要であ
る。このため、上記従来の装置によれば、油圧式のパワ
ーステアリング装置に比して制御装置を簡素化すること
ができる。また、モータ等の電動手段を用いたパワース
テアリング装置においては、油圧式のパワーステアリン
グ装置の如く、ポンプを常時駆動させる必要がない。こ
のため、上記従来の装置によれば、油圧式のパワーステ
アリング装置に比して、車両の燃費の向上を図ることが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステアリン
グホイールが切り込まれる場合には、運転者に対して適
度な手応え感を与えることが望ましい。一方、ステアリ
ングホイールが切り込まれた後に保舵される場合、およ
び、ステアリングホイールが保舵された後に切り戻され
る場合、切り込まれる場合と同等のアシスト力がステア
リング機構に付与されると、運転者は良好な操舵感を得
ることができない。このため、この場合には、運転者に
対してほとんど手応え感を与えないことが望ましい。

【０００５】ステアリングホイールの切り込み時に運転
者に手応え感を適度に与え、かつ、ステアリングホイー
ルの保舵時および切り戻し時に運転者の手応え感を軽減
させるためには、切り込み時にステアリングホイールに
作用させる操舵トルクを補助するアシスト力を適度に発
生させ、保舵時および切り戻し時に大きなアシスト力を
発生させることが有効である。しかし、上記従来の装置
においては、上記の点について何ら考慮されていない。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ステアリング機構に適切なアシスト力を付与す
ることで、運転者がステアリングホイールを操作する際
の操舵性を向上させる車両用操舵制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、車両のステアリング機構にアシスト力
を付与するパワーアシスト手段と、前記ステアリング機
構の構成要素であるラック軸に作用する軸力を検出する
軸力検出手段と、前記軸力検出手段の検出結果に基づい
て車両の操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、前記
車両の操舵状態が切り戻し状態であると判定された場合
に、切り込み状態であると判定される場合に比して大き
なアシスト力が前記ステアリング機構に付与されるよう
に、前記パワーアシスト手段を制御するアシスト制御手
段と、を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置に
より達成される。

【０００８】本発明において、ラック軸に作用する軸力
に基づいて、車両の操舵状態が切り込み状態であるか，
切り戻し状態であるか，保舵状態であるか否かが判定さ
れる。車両の操舵状態が切り戻し状態であると判定され
ると、車両の操舵状態が切り込み状態であると判定され
る場合に比して大きなアシスト力がステアリング機構に
付与される。ステアリング機構に付与されるアシスト力
が大きいと、運転者がステアリングホイールを回転させ
るために必要な操舵トルクの軽減が可能となる。従っ
て、本発明によれば、車両の操舵状態が切り戻し状態で
ある場合にアシスト力を大きい値に変更することで、切
り込み時に手応え感を確保しつつ、切り戻し時に操舵感
を向上させることができる。

【０００９】上記の目的は、請求項２に記載する如く、
前記アシスト制御手段は、前記車両の操舵状態が保舵状
態であると判定された場合に前記アシスト力が増大され
るように、前記パワーアシスト手段を制御することを特
徴とする請求項１記載の車両用操舵制御装置により達成
される。本発明において、車両の操舵状態が保舵状態で
あると判定されると、ステアリング機構に付与されるア
シスト力は増大される。従って、本発明によれば、保舵
時において運転者がステアリングホイールに作用させる
操舵トルクを軽減させることができる。このため、本発
明によれば、保舵時に運転者の操舵感を向上させること
ができる。

【００１０】上記の目的は、請求項３に記載する如く、
前記アシスト制御手段は、前記軸力検出手段により検出
された軸力が“０”である場合に前記アシスト力が
“０”近傍の値になるように、前記パワーアシスト手段
を制御することを特徴とする請求項１および２記載の車
両用操舵制御装置により達成される。本発明において、
ラック軸に軸力が作用しない場合、ステアリング機構に
は、アシスト力がほとんど付与されない。従って、本発
明によれば、ラック軸に軸力が作用するまではアシスト
力を付与することなく運転者にステアリングホイールを
操作させ、ラック軸に軸力が作用した後にアシスト力を
付与することができる。アシスト力が付与されていない
状況では、ステアリング機構が有する摩擦が、運転者が
ステアリングホイールの操舵を開始する際の抵抗として
作用する。このため、運転者がステアリングホイールを
操舵する際の手応え感が確実に確保される。このため、
本発明によれば、ステアリングホイールに中立位置での
剛性を与える機構を別途に設けることが不要になる。

【００１１】上記の目的は、請求項４に記載する如く、
前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記ア
シスト制御手段は、前記車速検出手段により検出された
車速が大きいほど前記アシスト力が小さくなるように、
前記パワーアシスト手段を制御することを特徴とする請
求項１乃至３記載の車両用操舵制御装置により達成され
る。

【００１２】本発明において、車両の車速が大きいほ
ど、ステアリング機構に付与されるアシスト力は小さく
なる。アシスト力が小さいと、運転者はステアリングホ
イールに確実に操舵トルクを作用させる必要がある。こ
のため、本発明によれば、高速走行時において運転者が
操作するステアリングホイールの手応え感を確実に確保
することができると共に、急ハンドルの発生を防止して
車両の安全性の向上を図ることができる。

【００１３】また、上記の目的は、請求項５に記載する
如く、前記ラック軸に連結し前記車輪を支持する支持機
構に作用する垂直荷重を検出する荷重検出手段と、前記
車両に作用する横加速度を検出する横加速度検出手段
と、を備え、前記軸力検出手段は、前記荷重検出手段の
検出結果および前記横加速度検出手段の検出結果に基づ
いて、前記軸力を検出することを特徴とする請求項１乃
至４記載の車両用操舵制御装置により達成される。

【００１４】本発明において、ラック軸に作用する軸力
は、直接に検出する手段を用いることなく、ラック軸に
連結し車輪を支持する支持機構に作用する垂直荷重およ
び車両の横加速度に基づいて検出される。ラック軸に作
用する軸力が検出されると、その値に応じてステアリン
グ機構にアシスト力が付与される。このため、本発明に
よれば、ステアリングホイールを操舵させるために必要
な操舵トルクを軽減させることで、運転者の操舵感を向
上させることができる。また、本発明によれば、例えば
サスペンション制御装置等の他の車両制御装置で用いら
れる荷重検出手段および横加速度検出手段を使用するこ
とで、部品の共通化を図り、制御装置全体として簡素な
構成を実現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例であ
る車両用操舵制御装置１０の全体構成図を示す。車両用
操舵制御装置１０は、操舵装置１２を備えている。操舵
装置１２は、ラックアンドピニオン方式のステアリング
装置である。操舵装置１２は、ステアリングホイール１
４を備えている。ステアリングホイール１４は、運転者
が操作できるように車両室内に配設されている。ステア
リングホイール１４には、ステアリングシャフト１６の
一端が固定されている。ステアリングシャフト１６は、
ステアリングホイール１４が回転することに伴って回転
するように設計されている。

【００１６】ステアリングシャフト１６の他端には、ス
テアリングギヤボックス１８が取付けられている。ステ
アリングギヤボックス１８には、ステアリングシャフト
１６に固定されるピニオン（図示せず）とラックバー２
０に形成されたラックギヤ（図示せず）とが構成されて
いる。ステアリングギヤボックス１８は、ステアリング
シャフト１６の回転運動をラックバー２０の直線運動に
変換する役割を有している。

【００１７】ラックバー２０の両端には、それぞれステ
アリングラックエンドボールジョイント２２を介してタ
イロッド２４が連結されている。タイロッド２４には、
タイロッドエンド２６を介してナックルアーム２８が連
結されている。ナックルアーム２８には、車輪３０，３
１が取付けられているホイール（図示せず）が固定され
ている。車輪３０，３１は、ラックバー２０が車両の車
幅方向に変位することにより転舵されるように構成され
ている。

【００１８】次に、操舵装置１２の動作について説明す
る。ステアリングホイール１４が回転されると、ステア
リングシャフト１６が回転する。ステアリングシャフト
１６が回転すると、ステアリングギヤボックス１８のピ
ニオンが回転する。ステアリングギヤボックス１８を構
成するピニオンとラックギヤとの間には、摩擦力が作用
している。車輪の中立位置においてステアリングホイー
ル１４が上記の摩擦力を越える操舵トルクで回転される
と、ピニオンの回転に伴ってラックバー２０がステアリ
ングギヤボックス１８に対して相対的に車両の右方向ま
たは左方向に変位する。

【００１９】ラックバー２０がステアリングギヤボック
ス１８に対して相対的に車幅方向に変位すると、タイロ
ッドエンド２６とナックルアーム２８との連結部が回転
する。これにより、車輪３０，３１が転舵される。ステ
アリングホイール１４が上記の操舵方向と逆方向に操舵
される場合には、車輪３０，３１は上記と逆方向に転舵
される。従って、上記の構成によれば、運転者がステア
リングホイール１４に適当な操舵トルクを与えること
で、車両を左方向または左方向に適切に旋回させること
ができる。

【００２０】本実施例の車両用操舵制御装置１０におい
て、ステアリングギヤボックス１８には、軸力センサ３
２，３４が配設されている。軸力センサ３２，３４は、
ラックバー２０がステアリングギヤボックス１８に対し
て相対的に車幅方向に変位する際にラックバー２０の軸
方向に作用する軸力に応じた信号を発生する。ステアリ
ングホイール１４の中立位置では、ラックバー２０に軸
力が作用しない。ステアリングホイール１４が中立位置
から右側に操舵される場合、図１における左側の軸力セ
ンサ３２は、圧縮方向の軸力に応じた信号を発生し、右
側の軸力センサ３４は、引張方向の軸力に応じた信号を
発生する。一方、ステアリングホイール１４が中立位置
から左側に転舵される場合、軸力センサ３２は、引張方
向の軸力に応じた信号を発生し、軸力センサ３４は、圧
縮方向の軸力に応じた信号を発生する。

【００２１】本実施例の車両用操舵制御装置１０は、電
子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）３８を備えてい
る。軸力センサ３２，３４は、ローパスフィルタ３６を
介してＥＣＵ３８に接続している。軸力センサ３２，３
４の出力信号の中には、路面等から車輪３０，３１を介
してラックバー２０に伝達される高周波の信号が含まれ
ている場合がある。ローパスフィルタ３６は、この高周
波の信号を除去する役割を有している。従って、ＥＣＵ
３８には、軸力センサ３２, ３４が発した信号の中で路
面等から伝達される高周波の信号以外の信号が入力され
る。ＥＣＵ３８は、軸力センサ３２の出力信号と軸力セ
ンサ３４の出力信号とに基づいて、ステアリングホイー
ル１４の操舵によって車幅方向に変位したラックバー２
０に作用する軸力を正確に検出することができる。

【００２２】ＥＣＵ３８には、車速センサ４０が接続さ
れている。車速センサ４０は、車速に応じた電気信号を
発生する。ＥＣＵ３８は、車速センサ４０の出力信号に
基づいて、車速を検出する。また、ＥＣＵ３８には、モ
ータドライバ４２が接続されている。ＥＣＵ３８は、マ
イクロコンピューターにより構成されており、ラックバ
ー２０に作用する軸力および車両の車速に基づいて、モ
ータドライバ４２を駆動するための制御信号を出力す
る。

【００２３】モータドライバ４２には、電気モータ４４
が接続されている。電気モータ４４は、ステアリングギ
ヤボックス１８に配設されている。モータドライバ４２
は、ＥＣＵ３８から駆動されることにより、電気モータ
４４に対してモータ電流を供給する。電気モータ４４
は、そのモータ電流に応じた駆動力をラックバー２０に
伝達する。電気モータ４４は、ラックバー２０の直線運
動を補助する役割を有している。

【００２４】従って、上記の構成によれば、ＥＣＵ３８
が電気モータ４４に適当なモータ電流を供給すること
で、車両の車幅方向へラックバー２０を変位させるアシ
スト力を発生させることができる。ラックバー２０は、
ステアリングホイール１４が回転されることによっても
車幅方向に変位する。従って、本実施例の車両用操舵制
御装置１０によれば、運転者がステアリングホイール１
４を操作するために必要な操舵トルクを軽減することが
できる。

【００２５】ステアリングホイール１４が切り込まれる
場合には、運転者に対して適度な手応え感を与えること
が望ましい。ステアリングホイール１４が切り込まれた
後に保舵される場合、および、ステアリングホイール１
４が保舵された後に切り戻される場合に、ステアリング
ホイール１４が切り込まれる場合と同等のアシスト力が
ステアリング機構に付与されると、運転者は良好な操舵
感を得ることができない。このため、この場合には、運
転者に対してほとんど手応え感を与えないことが望まし
い。

【００２６】ステアリングホイール１４の切り込み時に
運転者に手応え感を適度に与え、かつ、ステアリングホ
イール１４の保舵時および切り戻し時に運転者の手応え
感を軽減させるためには、切り込み時にステアリングホ
イール１４に作用させる操舵トルクを補助するアシスト
力を適度に発生させ、保舵時および切り戻し時に大きな
アシスト力を発生させることが有効である。

【００２７】本実施例の車両用操舵制御装置１０は、Ｅ
ＣＵ３８がモータドライバ４２を介して電気モータ４４
に供給されるモータ電流を適当に制御して、上記の機能
を実現する点に特徴を有している。以下、図２乃至図４
を参照して、ＥＣＵ３８が、電気モータ４４を駆動する
モータドライバ４２に出力する制御信号を演算する場合
の処理について説明する。モータドライバ４２に適切な
制御信号が供給されれば、電気モータ４４は、適当に作
動し、ラックバー２０の変位を補助（アシスト）するこ
とができる。

【００２８】図２は、ＥＣＵ３８が実行するメインルー
チンの一例のフローチャートを示す。図２に示すルーチ
ンは、その処理が終了する毎に繰り返し起動される。図
２に示すルーチンが起動されると、まずステップ５０の
処理が実行される。ステップ５０では、車速センサ４０
の出力信号に基づいて、現在の車両の車速Ｖが検出され
る。

【００２９】ステップ５２では、上記ステップ５０にお
いて検出された車速Ｖに基づいて、軸力Ｆとアシスト力
Ｘとの関係を定めたマップが選定される。アシスト力Ｘ
は、電気モータ４４がモータドライバ４２から供給され
るモータ電流に基づいてラックバー２０に付与する力で
ある。図３は、ラックバー２０に作用する軸力Ｆと、電
気モータ４４がラックバー２０に付与するアシスト力Ｘ
との関係を定めたマップを示す。図３に示すマップは、
予めＥＣＵ３８内のＲＯＭに格納されている。尚、説明
の都合上、図３には、車速がパラメータとして含まれて
いない。

【００３０】図３に示す如く、軸力Ｆが同一である（軸
力Ｆ1 ）状況下では、ステアリングホイール１４の切り
込み時におけるアシスト力Ｘ1 に比して、切り戻し時に
おけるアシスト力Ｘ2 が大きい。すなわち、軸力Ｆとア
シスト力Ｘとの関係において、いわゆるヒステリシス特
性が形成される。従って、本実施例においては、ステア
リングホイール１４が切り戻される場合には、切り込ま
れる場合に比して大きなアシスト力Ｘが付与される。ま
た、図３に示す如く、軸力Ｆが“０”である場合に、ス
テアリングホイール１４の操舵方向と逆方向に微小なア
シスト力ΔＸが付与される。この構成によれば、運転者
がステアリングホイール１４の操舵を開始する場合に適
当な手応え感が与えられ、運転者の操舵感を向上させる
ことができると共に、いわゆる中立剛性を高めることが
できる。

【００３１】図４は、ラックバー２０に作用する軸力Ｆ
と、電気モータ４４がラックバー２０に付与するアシス
ト力Ｘとの関係を、車速をパラメータとして定めたマッ
プを示す。図４に示す如く、上記のアシスト力Ｘは、軸
力Ｆが同じ値である状況下では、車両の車速が高いほど
小さくなる。上記の構成によれば、車両が高速で走行す
る場合に運転者が感じる手応え感の減少を抑制すること
ができると共に、急ハンドルの発生を防止することがで
きる。このため、上記の構成によれば、高速走行時にお
ける車両の直進安定性および安全性の向上を図ることが
できる。

【００３２】ステップ５４では、軸力センサ３２，３４
の出力信号に基づいて、ラックバー２０に作用する左右
の軸力Ｆ1 , Ｆ2 が検出される。ステップ５６では、上
記ステップ５４において検出された左右の軸力Ｆ1 , Ｆ
2 を合成することによって、ラックバー２０に作用する
軸力Ｆが演算される（Ｆ＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ）。軸力Ｆにおい
ては、ラックバー２０が図１において右方向に変位する
向き、すなわち、車輪３０，３１が左方向に転舵される
向きが正方向とされる。従って、左側の軸力センサ３２
が発する軸力Ｆ1 においては引っ張り方向が正方向に、
また、右側の軸力センサ３４が発する軸力Ｆ2 において
は圧縮方向が正方向とされる。

【００３３】ステップ５８では、上記ステップ５６で演
算された軸力Ｆを微分する演算が実行される（ｄＦ／ｄ
ｔ）。これにより、ラックバー２０に作用する軸力が時
間的に変化しているか、すなわち、ステアリングホイー
ル１４の操舵に伴ってラックバー２０が直線運動する際
にラックバー２０に生じている変位速度を知得すること
ができる。この変位速度が演算されれば、運転者によっ
てステアリングギヤボックス１８に作用する摩擦力を越
えてステアリングホイールが操舵されているか、すなわ
ち、ステアリングホイール１４が切り込まれているか、
切り戻されているか、あるいは、保舵されているか否か
を判定することができる。

【００３４】ステップ６０では、上記ステップ５８にお
いて演算された微分値に基づいて、ステアリングホイー
ル１４の操舵状態が判定される。ステップ６２では、上
記ステップ５２で選定された軸力Ｆとアシスト力Ｘとの
関係を定めたマップ、および、上記ステップ５６で演算
された軸力Ｆ、および上記ステップ６０で判定されたス
テアリングホイール１４の操舵状態に基づいて、アシス
ト力Ｘが決定される。

【００３５】ステップ６４では、上記ステップ６２で決
定されたアシスト力Ｘに応じた制御信号がモータドライ
バ４２に出力される。モータドライバ４２は、その制御
信号Ｘに応じたモータ電流を電気モータ４４に供給す
る。電気モータ４４は、モータ電流に応じた駆動力をラ
ックバー２０に作用させる。本ステップ６４の処理が終
了すると、今回の処理が終了される。

【００３６】上記の処理によれば、ステアリングホイー
ル１４が保舵されている場合に、ラックバー２０に付与
するアシスト力Ｘが増加するように、制御信号をモータ
ドライバ４２に供給することができる。また、上記の処
理によれば、ステアリングホイール１４が保舵された後
に切り戻される場合に、切り込まれる場合に比して大き
なアシスト力がラックバー２０に付与されるように、制
御信号をモータドライバ４２に供給することができる。

【００３７】モータドライバ４２は、上述の如く、ＥＣ
Ｕ３８が出力する制御信号に応じたモータ電流を電気モ
ータ４４に供給する。電気モータ４４は、そのモータ電
流に応じたアシスト力（駆動力）をラックバー２０に伝
達する。従って、本実施例によれば、ステアリングホイ
ール１４の切り込み時に運転者がステアリングホイール
１４に作用させる操舵トルクを補助するアシスト力を適
度に発生させ、かつ、保舵時および切り戻し時に大きな
アシスト力を発生させることができる。このため、本実
施例によれば、ステアリングホイール１４の切り込み時
に運転者に手応え感を適度に与え、かつ、保舵時および
切り戻し時に運転者の手応え感を軽減させることで、運
転者の操舵感を飛躍的に向上させることができる。

【００３８】本実施例において、ステアリングホイール
１４の操舵を補助するアシスト力を発生させるための入
力信号は、ラックバー２０に作用する軸力に応じた信号
である。また、本実施例において、アシスト力は、ラッ
クバー２０に付与される。従って、上記の構成において
は、ラックバー２０の変位に応じてラックバー２０に付
与されるアシスト力が増減する。このため、本実施例に
よれば、油圧式のパワーステアリング装置の如くステア
リングホイール１４にトーションバーを設ける必要がな
く、ステアリングホイール１４からステアリングギヤボ
ックス１８までの間にバネ機構が構成されない装置を実
現することができる。従って、本実施例によれば、ステ
アリングホイール１４からステアリングギヤボックス１
８までの剛性を高く維持することで、操舵感の向上を図
ることができる。

【００３９】本実施例において、上述の如く、ステアリ
ングギヤボックス１８は、ラックギヤとピニオンとが噛
合する構成である。このため、ステアリングギヤボック
ス１８が作動する際には、必然的に摩擦力が作用する。
また、本実施例の構成においては、上述の如く、アシス
ト力は、ラックバー２０の変位に応じてラックバー２０
に付与される。従って、本実施例では、運転者が所定の
摩擦力を越える操舵トルクをステアリングホイール１４
に与えて初めて、アシスト力が発生する。従って、本実
施例によれば、運転者がステアリングホイール１４の操
舵の開始する場合に、ステアリングギヤボックス１８の
摩擦力を手応え感として確実に確保することができる。

【００４０】尚、上記の実施例においては、運転者に操
舵されるステアリングホイール１４から車輪３０，３１
に連結されるナックルアーム２８までの機構が前記請求
項１記載の「ステアリング機構」に、電気モータ４４が
前記請求項１記載の「パワーアシスト手段」に、ラック
バー２０が前記請求項１記載の「ラック軸」に、それぞ
れ相当している。

【００４１】また、上記の実施例においては、ＥＣＵ３
８が、軸力センサ３２, ３４の出力信号に基づいてラッ
クバー２０に作用する軸力を検出することにより前記請
求項前記請求項１記載の「軸力検出手段」が、上記ステ
ップ６０の処理を実行することにより前記請求項１記載
の「操舵状態判定手段」が、上記ステップ６２の処理を
実行することにより前記請求項１記載の「アシスト制御
手段」が、車速センサ４０の出力信号に基づいて車速Ｖ
を検出することにより前記請求項４記載の「車速検出手
段」が、それぞれ実現されている。

【００４２】次に、上記図１および上記図２と共に、図
５を参照して、本発明の第２実施例について説明する。
本実施例のシステムは、上記図１に示す装置において、
ＥＣＵ３８が上記図２に示すルーチンに代えて図５に示
すルーチンを実行することにより実現される。図５は、
ＥＣＵ３８において実行されるメインルーチンの一例の
フローチャートを示す。図５に示すルーチンは、その処
理が終了する毎に繰り返し起動されるルーチンである。
尚、図５において、上記図２に示すステップと同一の処
理を実行するステップについては、同一の符号を付し
て、その説明を省略する。すなわち、図５に示すルーチ
ンにおいては、ステップ５０で車速が検出された後、次
にステップ６６の処理が実行される。

【００４３】ステップ６６では、上記ステップ５０にお
いて検出された車速Ｖに基づいて、軸力Ｘとアシスト力
Ｘとの関係を定めた基準マップが選定される。本実施例
では、基準マップとして、図２に示すステアリングホイ
ール１４の切り込み時の特性が利用されている。本ステ
ップ６６の処理が終了されると、上記ステップ５４およ
び５６の処理が実行された後、次にステップ６７の処理
が実行される。

【００４４】ステップ６７では、上記ステップ６６で選
定された基準マップ、および、上記ステップ５６で演算
された軸力Ｆに基づいて、基準アシスト力Ｘ0 が決定さ
れる。基準アシスト力Ｘ0 は、ステアリングホイール１
４が切り込まれる場合にラックバー２０に付与される力
である。本ステップ６７の処理が終了されると、上記ス
テップ５８の処理が実行された後、次にステップ６８の
処理が実行される。

【００４５】ステップ６８では、上記ステップ５８にお
いて演算された微分値に基づいて、ステアリングホイー
ル１４が切り込まれているか否かが判別される。その結
果、ステアリングホイール１４が切り込まれていると判
別される場合には、次にステップ７０の処理が実行され
る。ステップ７０では、上記ステップ６７で決定された
基準アシスト力Ｘ0 が、ラックバー２０に付与されるア
シスト力Ｘとして演算される。そして、本ステップ７０
の処理が終了されると、上記ステップ６４の処理が実行
された後、本ルーチンの処理が終了される。

【００４６】上記ステップ６８において、ステアリング
ホイール１４が切り込まれていないと判別された場合に
は、次に、ステップ７２の処理が実行される。ステップ
７２では、上記ステップ５８において演算された微分値
に基づいて、ステアリングホイール１４が保舵されてい
るか、すなわち、微分値が“０”であり、車両が一定曲
率のカーブを走行しているか否かが判別される。その結
果、ステアリングホイール１４が保舵されていると判別
される場合には、次にステップ７４の処理が実行され
る。

【００４７】ステップ７４では、上記ステップ６７で決
定された基準アシスト力Ｘ0 にステアリングホイール１
４の保舵時間に応じた加算アシスト力Ｘt を加算した値
が、ラックバー２０に付与されるアシスト力Ｘとして演
算される。加算アシスト力Ｘt の最大値は、車速Ｖおよ
び軸力Ｘに応じて所定の値に定められている。本ステッ
プ７４の処理が終了されると、上記ステップ６４の処理
が実行された後、本ルーチンの処理が終了される。

【００４８】上記ステップ７２において、ステアリング
ホイール１４が保舵されていないと判別された場合に
は、次にステップ７６の処理が実行される。ステップ７
６では、上記ステップ５８において演算された微分値に
基づいて、ステアリングホイール１４が切り戻されてい
るか否かが判定される。その結果、ステアリングホイー
ル１４が切り戻されていると判定される場合には、次に
ステップ７８の処理が実行される。

【００４９】ステップ７８では、上記ステップ６７で決
定された基準アシスト力Ｘ0 にアシスト力ＸA を加算し
た値が、ラックバー２０に付与されるアシスト力Ｘとし
て演算される。アシスト力ＸA は、上記ステップ７２で
ステアリングホイール１４の保舵が終了したと判定され
たときの加算アシスト力Ｘt である。本ステップ７８の
処理が終了されると、上記ステップ６４の処理が実行さ
れた後、本ルーチンの処理が終了される。

【００５０】上記の処理によれば、ステアリングホイー
ル１４が保舵されている場合に、ラックバー２０に付与
するアシスト力Ｘが増加するように、制御信号をモータ
ドライバ４２に供給することができる。また、上記の処
理によれば、ステアリングホイール１４が保舵された後
に切り戻される場合に、切り込まれる場合に比して大き
なアシスト力がラックバー２０に付与されるように、制
御信号をモータドライバ４２に供給することができる。

【００５１】従って、本実施例によれば、ステアリング
ホイール１４の切り込み時に運転者がステアリングホイ
ール１４に作用させる操舵トルクを補助するアシスト力
を適度に発生させ、かつ、保舵時および切り戻し時に大
きなアシスト力を発生させることができる。このため、
本実施例によれば、ステアリングホイール１４の切り込
み時に運転者に手応え感を適度に与え、かつ、保舵時お
よび切り戻し時に運転者の手応え感を軽減させること
で、運転者の操舵感を飛躍的に向上させることができ
る。

【００５２】ところで、上記の実施例においては、軸力
Ｆとアシスト力Ｘとの関係を定めた基準マップを、図２
に示すステアリングホイール１４の切り込み時の特性を
用いているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、ステアリングホイール１４の切り戻し時の特性、ま
たは、切り込み時と切り戻し時との中間の特性を用いる
こととしてもよい。

【００５３】尚、上記の実施例においては、ＥＣＵ３８
が上記ステップ６８、７２、７６の処理を実行すること
により請求項１記載の「操舵状態判定手段」が、実現さ
れている。次に、図６を参照して、本発明の第３実施例
について説明する。本実施例は、上記図１に示す車両用
操舵制御装置１０を、図６に示す車両操舵制御装置８０
に代えることにより実現される。上述の第１実施例で
は、ラックバー２０に作用する軸力が軸力センサ３２,
３４により検出されている。これに対し、本実施例で
は、ラックバー２０に作用する軸力が車両の横加速度セ
ンサ, 荷重センサ等により推定される。本実施例は、ラ
ックバー２０に作用する軸力を推定する構成を有してい
る点を特徴としている。

【００５４】図６は、本発明の第２実施例である車両用
操舵制御装置８０の全体構成図を示す。尚、図６におい
て、上記図１に示す構成図と同一の構成部分について
は、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施例
の車両用操舵制御装置８０において、操舵装置１２のナ
ックルアーム２８には、車輪３０，３１が転舵される際
の回転中心となる屈曲部が設けられている。ナックルア
ーム２８の屈曲部には、軸重センサ８６，８８が取付け
られている。軸重センサ８６, ８８は、ナックルアーム
２８の屈曲部に作用する垂直荷重に応じた信号を発生す
る。

【００５５】本実施例の車両用操舵制御装置８０は、Ｅ
ＣＵ８４を備えている。軸重センサ８６, ８８は、ロー
パスフィルタ３６を介してＥＣＵ８４に接続している。
軸重センサ８６, ８８の出力信号の中には、路面等から
の振動により車輪３０，３１を介してナックルアーム２
８に伝達される高周波の信号が含まれている場合があ
る。ローパスフィルタ３６は、この高周波の信号を除去
する役割を有している。ＥＣＵ８４は、軸重センサ８
６, ８８の出力信号に基づいて、ナックルアーム２８に
作用する垂直荷重（Ｗ）を検出する。

【００５６】ＥＣＵ８４には、車速センサ４０および横
加速度センサ９０が接続されている。横加速度センサ９
０は、車両の重心付近に作用する車幅方向の加速度に応
じた信号を出力する。ＥＣＵ８４は、横加速度センサ９
０の出力信号に基づいて、車両に作用する横加速度（Ｙ
g ）を検出する。ラックバー２０に作用する軸力Ｆは、
車輪３０, ３１の構造上のトレールＬt、ナックルアー
ム２８の長さＬn 、ナックルアーム２８に作用する垂直
荷重Ｗ、車両に作用する横加速度Ｙg 、および重力加速
度ｇを用いて、Ｆ＝Ｗ・Ｙg ・Ｌt ／ｇ／Ｌn と表すこ
とができる。本実施例において、ＥＣＵ８４は、重力加
速度ｇ、トレールＬt およびナックルアーム２８の長さ
Ｌn を予め記憶している。また、本実施例において、Ｅ
ＣＵ８４は、上述の如く、横加速度Ｙｇおよび垂直荷重
Ｗを検出している。従って、上記の構成によれば、ラッ
クバー２０に作用する軸力を推定することができる。

【００５７】本実施例の車両用操舵制御装置８０におい
て、ＥＣＵ８４は、ラックバー２０に作用する軸力を推
定した後、図２または図５に示すフローチャートと同様
の処理を実行する。従って、本実施例の車両用操舵制御
装置８０によれば、第１実施例の場合と同様に、ステア
リングホイール１４の切り込み時に運転者がステアリン
グホイール１４に作用させる操舵トルクを補助するアシ
スト力を適度に発生させ、かつ、保舵時および切り戻し
時に大きなアシスト力を発生させることができる。この
ため、本実施例の発明によれば、ステアリングホイール
１４の切り込み時に運転者に手応え感を与え、かつ、保
舵時および切り戻し時に運転者の手応え感を軽減させる
ことで、運転者のステアリングホイール１４の操舵感を
飛躍的に向上させることができる。

【００５８】ところで、車両には、一般に、車両の前後
方向および車幅方向の挙動を制御するための装置が搭載
されている。この装置には、車両の挙動を検知するセン
サとして、横加速度センサおよび軸重センサ等が使用さ
れている。本実施例においても、これらのセンサが使用
される。このため、本実施例によれば、各種センサ等の
部品の共通化を図ることができる。従って、本実施例の
装置によれば、構成要素の簡素化および低コスト化を実
現することができる。

【００５９】一方、車両が停止している、すなわち、車
速が“０”である状況下で、運転者がステアリングホイ
ール１４を操舵させようとする場合（いわゆる、「据え
切り」）、車輪３０, ３１と路面との間には大きな摩擦
力が生じる。かかる状況下で、運転者が容易にステアリ
ングホイール１４を回転させて車輪３０, ３１を確実に
転舵させるためには、ステアリングホイール１４の回転
に応じて適切なアシスト力が発生することが望ましい。
ナックルアーム２８に作用する垂直荷重および車両の横
加速度等に基づいてラックバー２０に作用する軸力を検
出する構成では、車両が停止している場合に軸力を検出
することができない。このため、上記の構成では、第１
実施例の場合と異なり、適切なアシスト力を発生させる
ことができない。

【００６０】図６に示す如く、車両用操舵制御装置８０
は、操舵装置１２を備えている。操舵装置１２のステア
リングギヤボックス１８には、ラック変位センサ８２が
取付けられている。ラック変位センサ８２は、ラックバ
ー２０が車幅方向に変位する際の変位量に応じた信号を
発生する。ラック変位センサ８２は、ローパスフィルタ
３６を介してＥＣＵ８４に接続している。ＥＣＵ８４
は、ラック変位センサ８２の出力信号に基づいて、ラッ
クバー２０の変位を検出する。

【００６１】本実施例においては、上述の如く、ラック
変位センサ８２の出力信号によりラックバー２０の変位
が検出されている。また、本実施例においては、車速セ
ンサ４０の出力信号により車速が検出されている。本実
施例は、車速が“０”であり、かつ、ラックバー２０に
所定値以上の変位が認められる場合に、ラックバー２０
の変位量に応じて所定のアシスト力を発生させる。従っ
て、本実施例によれば、車速が“０”である場合に、運
転者が大きな操舵トルクをステアリングホイール１４に
作用させることなく、容易にステアリングホイール１４
を回転させ、車輪３０, ３１を確実に転舵させることが
できる。

【００６２】ところで、上記の実施例においては、ラッ
ク変位センサ８２を用いて、車両が停止している状況下
で運転者がステアリングホイール１４を操舵した場合に
発生させるアシスト力を演算することにしているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、ステアリングホ
イール１４に配設される舵角センサ等を用いて演算する
こととしてもよい。

【００６３】尚、上記の実施例においては、ナックルア
ーム２８が前記請求項５記載の「支持機構」に相当して
いると共に、ＥＣＵ３８が、軸重センサ８６, ８８およ
び横加速度センサ９０の出力信号に基づいてラックバー
２０に作用する軸力を検出することにより前記請求項１
記載の「軸力検出手段」が実現されている。

【００６４】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、車両の操舵状態が切り込み状態から切り戻し状態に
移行する過程でステアリング機構に付与するアシスト力
が大きな値に変更されることで、切り込み時にステアリ
ングホイールの手応え感を確保しつつ、切り戻し時に操
舵感の向上を図ることができる。

【００６５】請求項２記載の発明によれば、車輪が保舵
されている場合にステアリング機構に付与されるアシス
ト力を増大させることで、ステアリングホイールの操舵
トルクが軽減され、運転者の操舵感を向上させることが
できる。請求項３記載の発明によれば、運転者がステア
リングホイールを操舵させる際に、ステアリングホイー
ルの手応え感を確実に確保することができる。

【００６６】請求項４記載の発明によれば、車両が高速
で走行するほどステアリング機構に付与されるアシスト
力が減少されることで、低速走行時における操舵感の向
上を図ると共に、高速走行時におけるステアリングホイ
ールの手応え感を確実に確保することができる。また、
請求項５記載の発明によれば、ステアリングホイールの
操舵のために必要な操舵トルクを軽減させることで、運
転者の操舵感を向上させることができる。また、本発明
によれば、他の車両制御装置と、部品の共通化を図り、
部品点数の削減およびコストの削減を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である車両用操舵制御装置
の全体構成図である。

【図２】図１に示すＥＣＵにおいて実行されるメインル
ーチンの一例のフローチャートである。

【図３】ラックバーに作用する軸力と電気モータがラッ
クバーに付与するアシスト力との関係を定めたマップで
ある。

【図４】ラックバーに作用する軸力と電気モータがラッ
クバーに付与するアシスト力との関係を車速をパラメー
タとして定めたマップである。

【図５】本発明の第２実施例が備えるＥＣＵにおいて実
行されるメインルーチンの一例のフローチャートであ
る。

【図６】本発明の第３実施例である車両操舵制御装置の
全体構成図である。

【符号の説明】

１０, ８０ 車両操舵制御装置 １２ 操舵装置 １４ ステアリングホイール １６ ステアリングシャフト １８ ステアリングギヤボックス ２０ ラックバー ３２, ３４ 軸力センサ ３８, ８４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ４２ ドライバ ４４ 電気モータ ８２ ラック変位センサ ８６, ８８ 軸重センサ ９０ 横加速度センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のステアリング機構にアシスト力を
   付与するパワーアシスト手段と、 前記ステアリング機構の構成要素であるラック軸に作用
   する軸力を検出する軸力検出手段と、 前記軸力検出手段の検出結果に基づいて車両の操舵状態
   を判定する操舵状態判定手段と、 前記車両の操舵状態が切り戻し状態であると判定された
   場合に、切り込み状態であると判定される場合に比して
   大きなアシスト力が前記ステアリング機構に付与される
   ように、前記パワーアシスト手段を制御するアシスト制
   御手段と、 を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 【請求項２】 前記アシスト制御手段は、前記車両の操
   舵状態が保舵状態であると判定された場合に前記アシス
   ト力が増大されるように、前記パワーアシスト手段を制
   御することを特徴とする請求項１記載の車両用操舵制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記アシスト制御手段は、前記軸力検出
   手段により検出された軸力が“０”である場合に前記ア
   シスト力が“０”近傍の値になるように、前記パワーア
   シスト手段を制御することを特徴とする請求項１および
   ２記載の車両用操舵制御装置。
4. 【請求項４】 前記車両の車速を検出する車速検出手段
   を備え、 前記アシスト制御手段は、前記車速検出手段により検出
   された車速が大きいほど前記アシスト力が小さくなるよ
   うに、前記パワーアシスト手段を制御することを特徴と
   する請求項１乃至３記載の車両用操舵制御装置。
5. 【請求項５】 前記ラック軸に連結し前記車輪を支持す
   る支持機構に作用する垂直荷重を検出する荷重検出手段
   と、 前記車両に作用する横加速度を検出する横加速度検出手
   段と、を備え、 前記軸力検出手段は、前記荷重検出手段の検出結果およ
   び前記横加速度検出手段の検出結果に基づいて、前記軸
   力を検出することを特徴とする請求項１乃至４記載の車
   両用操舵制御装置。