(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材の操作に応じて制御される操舵用アクチュエータの動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、転舵角が変化するように車輪に伝達可能な車両の操舵装置において、
前記操作部材の検出操作角または検出操作トルクが零か否かにより、前記操作部材が直進操作状態か否かが検出され、
前記操作部材を直進操作状態とした時の車輪の転舵角が、車両のヨーレートまたは横加速度に基づいて車両が直進走行状態であると判断される時の車輪の転舵角に対応するように、舵角中点を補正可能であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
車両のヨーレートまたは横加速度を検出する手段と、
車輪の転舵角を検出する手段と、
その操作部材の操作状態を検出する手段と、
検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下か否かを判断する手段と、
検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下である時、検出転舵角の絶対値が設定値以下か否かを判断する手段とを備え、
検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下であって、検出転舵角の絶対値が設定値以下でない時の検出転舵角に、前記操作部材を直進操作状態とした時の車輪の転舵角が一致するように前記アクチュエータが制御される請求項１に記載の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータの動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、転舵角が変化するように車輪に伝達可能な車両の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリングホイール等の操作部材を車輪に機械的に連結せずに転舵する車両においては、そのステアリングホイールの操作角や操作トルクに応じて制御される操舵用アクチュエータの動きを車輪に伝達している。
【０００３】
そのような操舵装置においては、操作部材を直進操作状態、すなわち操作角や操作トルクを零にすると、車輪の転舵角が零になるように操舵用アクチュエータが制御される。すなわち、操作部材を直進操作状態にした時の車輪の転舵角である舵角中点を零として操舵用アクチュエータが制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、操作部材を直進操作状態にしているにも拘らず、操舵用アクチュエータによる車輪の転舵角変化以外の原因、例えばタイヤ空気圧の不均一等、に基づき車両が直進しない場合がある。このような場合、直進するためにはドライバーは操作部材の操作状態を直進操作状態から変化させる必要があるため、非常に煩わしく操作性が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操作部材の操作に応じて制御される操舵用アクチュエータの動きを、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、転舵角が変化するように車輪に伝達可能な車両の操舵装置において、前記操作部材の検出操作角または検出操作トルクが零か否かにより、前記操作部材が直進操作状態か否かが検出され、前記操作部材を直進操作状態とした時の車輪の転舵角が、車両のヨーレートまたは横加速度に基づいて車両が直進走行状態であると判断される時の車輪の転舵角に対応するように、舵角中点を補正可能であることを特徴とする。
本発明の構成によれば、操作部材を直進操作状態にした時の車輪の転舵角、すなわち舵角中点が、車両のヨーレートまたは横加速度に基づいて車両が直進走行状態であると判断される時の車輪の転舵角に対応しなければ、対応するように補正される。これにより、操作部材を直進操作状態にした時に、タイヤ空気圧の不均一といった操舵用アクチュエータによる車輪の転舵角変化以外の車両の直進を阻止する原因が存在しても、車両を直進させることができる。
【０００７】
本発明の車両の操舵装置において、車両のヨーレートまたは横加速度を検出する手段と、車輪の転舵角を検出する手段と、その操作部材の操作状態を検出する手段と、検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下か否かを判断する手段と、検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下である時、検出転舵角の絶対値が設定値以下か否かを判断する手段とを備え、検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下であって、検出転舵角の絶対値が設定値以下でない時の検出転舵角に、前記操作部材を直進操作状態とした時の車輪の転舵角が一致するように前記アクチュエータが制御されるのが好ましい。
検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下である時、車両は直進走行状態であると判断できる。その設定値は、例えば零にすることができる。
検出されたヨーレートまたは横加速度の絶対値が設定値以下である時、すなわち、車両が直進走行状態であると判断できる時、検出転舵角の絶対値が設定値以下でなければ、操舵用アクチュエータによる車輪の転舵角変化以外の車両の直進を阻止する原因が存在すると判断できる。その設定値は、例えば零にすることができる。
よって、上記構成によれば、車両が直進走行状態であって、操舵用アクチュエータによる車輪の転舵角変化以外の車両の直進を阻止する原因が存在する時の検出転舵角に、操作部材を直進操作状態にした時の車輪の転舵角が一致するように操舵用アクチュエータを制御し、これにより舵角中点の補正を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に示す車両の操舵装置は、ステアリングホイール（操作部材）１の回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータ２の動きを、ステアリングギヤ３により転舵角が変化するように前部左右車輪４に伝達することで、そのステアリングホイール１を車輪４に機械的に連結することなく、車両を操舵できる。
【０００９】
その操舵用アクチュエータ２は、例えば公知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュエータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのステアリングロッド７の動きは、タイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達される。そのステアリングギヤ３は、公知のものを用いることができ、操舵用アクチュエータ２の動きを車輪４の転舵角に変換できれば構成は限定されない。
【００１０】
そのステアリングホイール１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に連結されている。そのステアリングホイール１を操舵するのに要する操作反力を作用させるため、その回転シャフト１０にトルクを付加する反力アクチュエータ１９が設けられている。その反力アクチュエータ１９は、その回転シャフト１０と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。
【００１１】
そのステアリングホイール１を直進操作位置に復帰させる方向の弾力を付与する弾性部材３０が設けられている。この弾性部材３０は、例えば、回転シャフト１０に弾力を付与する渦巻きバネにより構成できる。上記反力アクチュエータ１９が回転シャフト１０にトルクを付加していない時、その弾力によりステアリングホイール１は直進操作位置に復帰する。
【００１２】
ステアリングホイール１の操作状態を検出する手段として、その回転シャフト１０の回転角に対応する操作角δｈを操作入力値として検出する角度センサ１１が設けられている。この角度センサ１１によりステアリングホイール１が直進操作状態か否か、すなわち操作角δｈが零か否かが検出される。
【００１３】
そのステアリングホイール１の操作トルクＴとして、その回転シャフト１０により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ１２が設けられている。
【００１４】
その車輪４の転舵角δを検出する転舵角センサ１３が設けられている。本実施形態では、その操舵用アクチュエータ２の出力に対応するステアリングロッド７の作動量を検出するポテンショメータにより構成されている。
【００１５】
その角度センサ１１とトルクセンサ１２と転舵角センサ１３は、コンピュータにより構成されるステアリング系制御装置２０に接続される。その制御装置２０に、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ１６が接続されている。なお、ヨーレートセンサに代えて、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサを制御装置２０に接続するようにしてもよい。
【００１６】
図２のフローチャートを参照して上記ステアリング系制御装置２０による制御手順を説明する。
まず、各センサによるヨーレートγ、転舵角δ、操作角δｈ、操作トルクＴの検出データが読み込まれる（ステップ１）。
【００１７】
次に、操作反力として目標操舵トルクＴ* を付与できるように反力アクチュエータ１９を制御する（ステップ２）。本実施形態では、その目標操舵トルクＴ* は操作角δｈの関数Ｋ１とされ、その関数は予め定められて制御装置２０に記憶される。この関数に基づき検出操作角δｈに応じて定まる目標操舵トルクＴ* から検出操作トルクＴを差し引いた偏差が零になるように、反力アクチュエータ１９が制御される。
【００１８】
次に、転舵角を目標値δ* にすることができるように操舵用アクチュエータ２を制御する（ステップ３）。本実施形態では、その目標転舵角δ* は操作入力値である操作角δｈの関数Ｋ２とされ、その関数は予め定められて制御装置２０に記憶される。この関数に基づき検出操作角δｈに応じて定まる目標転舵角δ* から検出転舵角δを差し引いた偏差が零になるように、操舵用アクチュエータ２が制御される。
なお、ステアリングホイール１の操作状態を検出する手段としてトルクセンサ１２を用い、検出操作角δｈに代えて検出操作トルクＴを操作入力値とし、目標転舵角δ* を操作トルクＴの関数とし、検出操作トルクＴから目標転舵角δ* を定めるようにしてもよい。この場合、そのトルクセンサ１２によりステアリングホイール１が直進操作状態か否か、すなわち操作トルクが零か否かが検出される。
【００１９】
次に、検出されたヨーレートγの絶対値が設定値α以下か否かを判断する（ステップ４）。検出されたヨーレートγの絶対値が設定値α以下である時、車両は直進走行状態であると判断できるように、その設定値αは設定される。そのヨーレートの絶対値の設定値αは、例えば零に設定できる。
ヨーレートに代えて横加速度を検出する場合は、検出された横加速度の絶対値が設定値以下か否かを判断し、検出された横加速度の絶対値が設定値以下である時、車両は直進走行状態であると判断できるように、その設定値は設定され、例えば零に設定される。
【００２０】
ステップ４において、検出されたヨーレートγの絶対値が設定値α以下である時、検出転舵角δの絶対値が設定値β以下か否かを判断する（ステップ５）。ステップ４において検出されたヨーレートγの絶対値が設定値以下である時、すなわち、車両は直進走行状態であると判断できる時、検出転舵角δの絶対値が設定値β以下でなければ、操舵用アクチュエータ２による車輪４の転舵角変化以外の車両の直進を阻止する原因が存在すると判断できる。その設定値βは、例えば零にすることができる。
【００２１】
ステップ５において、検出転舵角δの絶対値が設定値β以下でない時、舵角中点、すなわちステアリングホイール１が直進操作状態である時の車輪４の転舵角の補正を行う（ステップ６）。この舵角中点の補正は、検出されたヨーレートγの絶対値が設定値α以下であって、検出転舵角δの絶対値が設定値β以下でない時の検出転舵角δに、ステアリングホイール１を直進操作状態とした時、すなわち操作角δｈあるいは操作トルクＴを零にした時の車輪４の転舵角が一致するように操舵用アクチュエータ２を制御することで行う。すなわち、検出されたヨーレートγの絶対値が設定値α以下であって、検出転舵角δの絶対値が設定値β以下でない時の検出転舵角δが舵角中点になるように操舵用アクチュエータ２が制御される。
ヨーレートに代えて横加速度を検出する場合の舵角中点の補正は、検出された横加速度の絶対値が設定値以下であって、検出転舵角δの絶対値が設定値β以下でない時の検出転舵角δに、ステアリングホイール１を直進操作状態とした時の車輪４の転舵角が一致するように操舵用アクチュエータ２を制御することで行う。
これにより、ステアリングホイール１を直進操作状態とした時の車輪４の転舵角、すなわち舵角中点は、車両のヨーレートγまたは横加速度に基づいて車両が直進走行状態であると判断される時の車輪４の転舵角に対応するように補正される。
【００２２】
しかる後に、制御を終了するか否かを、例えば車両のエンジン始動用キースイッチのオン・オフに基づき判断し（ステップ７）、終了しない場合はステップ１に戻る。ステップ４において検出ヨーレートγの絶対値が設定値α以下でない時、ステップ５において検出転舵角δの絶対値が設定値β以下である時も、ステップ７において制御を終了するか否かを判断する。
【００２３】
上記構成によれば、車両が直進走行状態であって、操舵用アクチュエータ２による車輪４の転舵角変化以外の車両の直進を阻止する原因が存在する時の検出転舵角に、ステアリングホイール１を直進操作状態にした時の車輪４の転舵角が一致するように操舵用アクチュエータ２を制御できる。すなわち舵角中点が、車両のヨーレートγまたは横加速度に基づいて車両が直進走行状態であると判断される時の車輪４の転舵角に対応しなければ、対応するように操舵用アクチュエータ２が制御される。これにより、ステアリングホイール１を直進操作状態にした時に、タイヤ空気圧の不均一といった操舵用アクチュエータ２による車輪４の転舵角変化以外の車両の直進を阻止する原因が存在しても、車両を直進させることができる。
【００２４】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、操作部材は回転操作されるステアリングホイールに限定されず、操作入力値が操作トルクに対応する場合、回転しないように車体に取り付けられるハンドルを用いることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、操作部材を車輪に機械的に連結することなく操舵可能な車両において、操作部材を直進操作状態にした時の車両の直進性を向上し、操作性の低下を防止できる操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の操舵装置の制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１  ステアリングホイール
２  操舵用アクチュエータ
４  車輪
１３  転舵角センサ
１６  ヨーレートセンサ
２０  ステアリング系制御装置
【図１】
0003665487.tif 000002
【図２】
0003665487.tif 000003