(57)【要約】【課題】  サスペンションとの協調制御を可能にする操舵装置を提供する。【解決手段】  ダンパの減衰力を制御可能なサスペンションを備えた車両の操舵装置であり、操作子への操舵入力に応じてステアリングモータ１０を駆動し操舵力を発生させる車両用操舵装置において、前記サスペンションにおけるダンパの減衰力が小さいほど、ステアリングモータ１０によって発生させる操舵力を低減する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパの減衰力を制御可能なサスペンションを備えた車両の操舵装置であり、操作子への操舵入力に応じてモータを駆動し操舵力を発生させる車両用操舵装置において、
前記サスペンションにおけるダンパの減衰力が小さいほど、前記モータによって発生させる操舵力を低減することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
ダンパの減衰力を制御可能なサスペンションを備えた車両の操舵装置であり、車両挙動に応じて操舵反力を付与する反力制御手段を備え、操作子への操舵入力に応じてモータを駆動し操舵力を発生させる車両用操舵装置において、
前記サスペンションにおけるダンパの減衰力が小さいほど、前記反力制御手段による操舵反力を大きくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変ダンパサスペンションを備えた車両における操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクと車速に応じて補助操舵トルクを制御しており、一般的に、操舵トルクとの関係では、操舵トルクが大きくなるほど補助操舵トルクを増大させ、操舵トルクが小さくなるほど補助操舵トルクを減少させ、車速との関係では、車速が低くなるほど補助操舵トルクを増大させ、車速が高くなるほど補助操舵トルクを減少させるように制御している（例えば、特許文献１参照）。
ところで、車両のサスペンショには、乗り心地向上や車両応答性向上等を目的として、車両の上下方向加速度、横加速度、ヨーレートに応じて、ダンパの減衰力を制御可能にしたものがある。
【特許文献１】特開２０００−１０８９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、サスペンションにおけるダンパの減衰力を変更すると、操舵フィーリングが変化することが知られており、特に、その傾向は直進小舵角領域において大きい。
したがって、走行中にサスペンションにおけるダンパの減衰力設定を大きく変えてしまうと、運転者が操舵フィーリングに違和感を感じてしまう可能性があるので、従来はダンパの減衰力設定の変化幅を大きく取ることができなかった。
そこで、この発明は、サスペンションとの協調制御を可能にする車両用操舵装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ダンパの減衰力を制御可能なサスペンション（例えば、後述する実施例における可変ダンパサスペンション９５）を備えた車両の操舵装置であり、操作子（例えば、後述する実施例におけるステアリングホイール３）への操舵入力に応じてモータ（例えば、後述する実施例におけるステアリングモータ１０）を駆動し操舵力を発生させる車両用操舵装置において、前記サスペンションにおけるダンパの減衰力が小さいほど、前記モータによって発生させる操舵力を低減することを特徴とする。
このように構成することにより、サスペンションにおけるダンパの減衰力の変化に起因して操舵フィーリングが変化するのを抑制することができる。
【０００５】
請求項２に係る発明は、ダンパの減衰力を制御可能なサスペンション（例えば、後述する実施例における可変ダンパサスペンション９５）を備えた車両の操舵装置であり、車両挙動に応じて操舵反力を付与する反力制御手段（例えば、後述する実施例における反力補正電流算出部３４）を備え、操作子（例えば、後述する実施例におけるステアリングホイール３）への操舵入力に応じてモータ（例えば、後述する実施例におけるステアリングモータ１０）を駆動し操舵力を発生させる車両用操舵装置において、前記サスペンションにおけるダンパの減衰力が小さいほど、前記反力制御手段による操舵反力を大きくすることを特徴とする。
このように構成することにより、サスペンションにおけるダンパの減衰力の変化に起因して操舵フィーリングが変化するのを抑制することができる。なお、車両挙動はヨーレートや横加速度などをパラメータとして検出可能である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、サスペンションにおけるダンパの減衰力の変化に起因して操舵フィーリングが変化するのを抑制することができるので、サスペンションにおける前記減衰力の変化幅を大きくしても運転者に操舵フィーリングで違和感を感じさせないようにすることが可能となり、乗り心地および車両応答性の向上を図ることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明によれば、サスペンションにおけるダンパの減衰力の変化に起因して操舵フィーリングが変化するのを抑制することができるので、サスペンションにおける前記減衰力の変化幅を大きくしても運転者に操舵の違和感を感じさせないようにすることが可能となり、乗り心地および車両応答性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明に係る操舵装置の実施例を図１および図２の図面を参照して説明する。なお、この実施例においては、この発明を電動パワーステアリング装置に適用した態様で説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置は手動操舵力発生機構１を備えており、この手動操舵力発生機構１は、ステアリングホイール（操作子）３に一体結合されたステアリングシャフト４が、ユニバーサルジョイントを有する連結軸５を介してラック＆ピニオン機構のピニオン６に連結されて構成されている。ピニオン６は、車幅方向に往復動し得るラック軸７のラック歯７ａに噛合し、ラック軸７の両端には、タイロッド８，８を介して転舵輪としての左右の前輪９，９が連係されている。この構成により、ステアリングホイール３の操舵時に通常のラック＆ピニオン式の転舵操作が可能であり、前輪９，９を転舵させて車両の向きを変えることができる。ラック軸７とタイロッド８，８は転舵機構を構成する。
【０００９】
また、ラック軸７と同軸上に、手動操舵力発生機構１による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給するステアリングモータ１０が配設されている。このステアリングモータ１０により供給される補助操舵力は、ラック軸７に対してほぼ平行に設けられたボールねじ機構１２を介して推力に変換され、ラック軸７に作用せしめられる。そのために、ラック軸７を挿通させたステアリングモータ１０のロータに駆動側ヘリカルギヤ１１を一体的設け、この駆動側ヘリカルギヤ１１に噛合する従動側ヘリカルギヤ１３を、ボールねじ機構１２のスクリューシャフト１２ａの一端に設け、ボールねじ機構１２のナット１４をラック７に固定している。
【００１０】
ステアリングシャフト４には、ステアリングシャフト４の操舵角を検出するための操舵角センサ１５が設けられ、前記ラック＆ピニオン機構（６，７ａ）を収容するステアリングギアボックス（図示略）内には、ピニオン６に作用する操舵トルクを検出するための操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）１６が設けられている。また、車体の適所には、車両のヨーレート（車両挙動）を検出するヨーレートセンサ（ヨーレート検出手段、車両挙動検出手段）１８と、車速を検出する車速センサ（車速検出手段）１９と、車両の上下方向加速度を検出する上下加速度センサ（上下加速度検出手段）２２と、車両の横加速度を検出する横加速度センサ（横加速度検出手段）２３と、が取り付けられている。
操舵角センサ１５は検出した操舵角に対応する電気信号を、操舵トルクセンサ１６は検出した操舵トルクに対応する電気信号を、ヨーレートセンサ１８は検出したヨーレートに対応する電気信号を、車速センサ１９は検出した車速に対応した電気信号を、それぞれステアリング制御装置（ＥＰＳ−ＥＣＵ）２０に出力する。
【００１１】
また、この車両は、乗り心地向上や車両応答性向上等を目的として、ダンパの減衰力がサスペンション制御装置（ＳＵＳ−ＥＣＵ）９０によって制御される可変ダンパサスペンション（以下、単にサスペンションという）９５を備えている。
ヨーレートセンサ１８は検出したヨーレートに対応する電気信号を、車速センサ１９は検出した車速に対応した電気信号を、上下加速度センサ２２は検出した上下方向加速度に対応した電気信号を、横加速度センサ２３は検出した横加速度に対応した電気信号を、それぞれサスペンション制御装置９０に出力する。これらセンサ１８，１９，２２，２３の電気信号は制御装置２０，９０内で微分しその微分値を各種制御に使うことも可能である。
【００１２】
図２の制御ブロック図に示すように、サスペンション制御装置９０は、ダンパ減衰力算出部９１と、可変ダンパ制御部９２とを備えている。ダンパ減衰力算出部９１は、ヨーレートセンサ１８で検出されたヨーレートと、車速センサ１９で検出された車速と、上下加速度センサ２２で検出された上下方向加速度と、横加速度センサ２３で検出された横加速度に基づいて、その時の車両の運動状態に最適なサスペンション９５におけるダンパの減衰力を算出し、設定する。可変ダンパ制御部９２は、ダンパ減衰力算出部９１で設定された減衰力（設定減衰力）となるように、サスペンション９５を制御する。
また、サスペンション制御装置９０は、ダンパ減衰力算出部９１で設定した設定減衰力に対応する制御信号をステアリング制御装置２０に出力する。
【００１３】
そして、ステアリング制御装置２０は、操舵角センサ１５，操舵トルクセンサ１６，ヨーレートセンサ１８，車速センサ１９からの入力信号とサスペンション制御装置９０から入力した制御信号（設定減衰力）を所定に処理することにより、ステアリングモータ１０に供給すべき目標電流を決定し、駆動回路２１を介してステアリングモータ１０に供給することによりステアリングモータ１０の出力トルクを制御し、ステアリング操作における補助操舵力を制御する。
【００１４】
次に、図２の制御ブロック図を参照して、この実施例におけるステアリングモータ１０に対する電流制御を説明する。
ステアリング制御装置２０は、ベース電流算出部３１と、イナーシャ補償電流算出部３２と、ダンパ補償電流算出部３３と、反力補正電流算出部（反力制御手段）３４とを備えている。
ベース電流算出部３１においては、操舵トルクセンサ１６および車速センサ１９の出力信号に基づき、ベース電流テーブル（図示略）を参照して、操舵トルクと車速に応じたベース電流値が決定される。ここで、ベース電流テーブルは、操舵トルクが大きくなるにしたがってベース電流が大きくなり、車速が大きくなるにしたがってベース電流が小さくなるように設定されている。
【００１５】
イナーシャ補償電流算出部３２は、操舵トルクセンサ１６の出力信号を時間微分して得た微分値（すなわち、操舵トルクの時間微分値）と車速センサ１９で検出された車速に基づき、イナーシャ補償電流マップ（図示略）を参照して、操舵トルクの時間微分値と車速に応じたイナーシャ補償電流を算出する。このイナーシャ補償電流は、モータ１０およびこのステアリングシステムの慣性モーメントを打ち消すためにステアリングモータ１０に流す電流である。
【００１６】
ダンパ補償電流算出部３３は、操舵角センサ１５の出力信号を時間微分して得た微分値（すなわち、操舵角速度）と車速センサ１９で検出された車速に基づいて、ダンパ補償電流マップ（図示略）を参照して、操舵角速度と車速に応じたダンパ補償電流を算出する。この実施例のダンパ補償電流マップでは、操舵角速度が大きくなるにしたがってダンパ補償電流が大きくなるように設定されている。
【００１７】
ステアリング制御装置２０は、ベース電流算出部３１で算出したベース電流に、イナーシャ補償電流算出部３２で算出したイナーシャ補償電流を加算し、ダンパ補償電流算出部３３で算出したダンパ補償電流を減算して、基本アシスト電流Ｉａｂを算出する。
【００１８】
さらに、ステアリング制御装置２０は、サスペンション９５の設定減衰力および車速に応じて、基本アシスト電流Ｉａｂのゲイン補正を行う。詳述すると、ステアリング制御装置２０は、サスペンション制御装置９０のダンパ減衰力算出部９１で設定された設定減衰力に基づいて減衰力レシオテーブル３５を参照してレシオＲ１を算出するとともに、車速センサ１９で検出された車速に基づいて車速レシオテーブル３６を参照してレシオＲ２を算出し、これらレシオＲ１，Ｒ２を基本アシスト電流Ｉａｂに乗じてアシスト電流Ｉａを算出する（Ｉａ＝Ｉａｂ・Ｒ１・Ｒ２）。
【００１９】
この実施例における減衰力レシオテーブル３５は、設定減衰力が所定値ｄ１のときにレシオＲ１は「１」であり、設定減衰力が所定値ｄ１よりも小さくなるにしたがってレシオＲ１は徐々に小さくなり、設定減衰力が所定値ｄ１よりも大きくなるにしたがってレシオＲ１が徐々に大きくなるように設定されている。また、車速レシオテーブル３６は、車速が所定速度ｖ１未満ではレシオＲ２は「１」で一定で、所定速度ｖ１以上になると車速が高くなるにしたがってレシオＲ２が徐々に小さくなるように設定されている。
【００２０】
したがって、サスペンション制御装置９０において設定される設定減衰力が所定値ｄ１よりも小さくてレシオＲ１が「１」よりも小さい値に設定されるときには、アシスト電流Ｉａが基本アシスト電流Ｉａｂよりも小さくなる。さらに、車速が所定速度ｖ１以上のときにはレシオＲ２が「１」よりも小さくなるので、アシスト電流Ｉａはさらに小さくなる。これにより、サスペンション９５の減衰力を所定値ｄ１よりも小さく制御しているときには、減衰力が小さいときほどアシスト電流Ｉａを小さく設定することができ、特に車速が高いときにその作用が大きい。
【００２１】
一方、車速が所定速度ｖ１未満でレシオＲ２が「１」に設定されているときであって、サスペンション制御装置９０において設定される設定減衰力が所定値ｄ１よりも大きくレシオＲ１が「１」よりも大きい値に設定されるときには、アシスト電流Ｉａが基本アシスト電流Ｉａｂよりも大きくなる。これにより、低車速で且つサスペンション９５の減衰力を所定値ｄ１よりも大きく制御しているときには、減衰力が大きいほどアシスト電流Ｉａを大きく設定することができる。
【００２２】
反力補正電流算出部３４は、ヨーレートと操舵角と車速とサスペンション制御装置９０から入力した制御信号（設定減衰力）に基づいて反力補正電流Ｉｒを算出する。
詳述すると、反力補正電流算出部３４は、ヨーレート反力補正電流算出部（車両挙動反力補正電流算出部）３７において、ヨーレートセンサ１８の出力信号に基づき、ヨーレート反力補正電流テーブル（図示略）を参照して、基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂを算出する。ここで、ヨーレート反力補正電流テーブルは、ヨーレートが大きくなるにしたがって基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂが大きくなるように設定されている。
【００２３】
また、反力補正電流算出部３４は、基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂに対して、サスペンション９５の設定減衰力および車速に応じて、基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂのゲイン補正を行う。詳述すると、反力補正電流算出部３４は、サスペンション制御装置９０のダンパ減衰力算出部９１で設定された設定減衰力に基づいて減衰力レシオテーブル３８を参照してレシオＲ３を算出するとともに、車速センサ１９で検出された車速に基づいて車速レシオテーブル３９を参照してレシオＲ４を算出し、これらレシオＲ３，Ｒ４を基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂに乗じてヨーレート反力補正電流Ｉｙを算出する（Ｉｙ＝Ｉｙｂ・Ｒ３・Ｒ４）。
【００２４】
この実施例における減衰力レシオテーブル３８は、設定減衰力が所定値ｄ２のときにレシオＲ３は「１」であり、設定減衰力が所定値ｄ２よりも小さくなるにしたがってレシオＲ３は徐々に大きくなり、設定減衰力が所定値ｄ２よりも大きくなるにしたがってレシオＲ３が徐々に小さくなるように設定されている。また、車速レシオテーブル３９は、車速が所定速度ｖ２未満ではレシオＲ４は「１」で一定で、所定速度ｖ２以上になると車速が高くなるにしたがってレシオＲ４が徐々に大きくなるように設定されている。
【００２５】
したがって、サスペンション制御装置９０において決定される設定減衰力が所定値ｄ２よりも小さくてレシオＲ３が「１」よりも大きい値に設定されるときには、ヨーレート反力補正電流Ｉｙが基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂよりも大きくなる。さらに、車速が所定速度ｖ２以上のときにはレシオＲ２が「１」よりも大きくなるので、ヨーレート反力補正電流Ｉｙはさらに大きくなる。これにより、サスペンション９５の減衰力を所定値ｄ２よりも小さく制御しているときには、減衰力が小さいときほどヨーレート反力補正電流Ｉｙを大きく設定することができ、特に車速が高いときにその作用が大きい。
【００２６】
一方、車速が所定速度ｖ２未満でレシオＲ４が「１」に設定されているときであって、サスペンション制御装置９０において設定される設定減衰力が所定値ｄ２よりも大きくレシオＲ３が「１」よりも小さい値に設定されるときには、ヨーレート反力補正電流Ｉｙが基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂよりも小さくなる。これにより、低車速で且つサスペンション９５の減衰力を所定値ｄ２よりも大きく制御しているときには、減衰力が大きいほどヨーレート反力補正電流Ｉｙを小さく設定することができる。
なお、設定減衰力の所定値ｄ１，ｄ２は同じ値にしてもよいし、異なる値にしてもよい。また、所定速度ｖ１，ｖ２についても同じ値にしてもよいし、異なる値にしてもよい。
【００２７】
そして、ステアリング制御装置２０は、前述したアシスト電流Ｉａからヨーレート反力補正電流Ｉｙを減算して目標電流Ｉｔを算出する（Ｉｔ＝Ｉａ−Ｉｙ）。この目標電流Ｉｔは駆動回路２１に入力され、駆動回路２１はステアリングモータ１０に流れる電流が目標電流Ｉｔと一致するように制御し、これによりステアリングモータ１０の出力トルクを制御して、補助操舵力を制御する。
したがって、この実施例の電動パワーステアリング装置においては、反力補正電流算出部３４において設定されるヨーレート反力補正電流Ｉｙはアシスト電流Ｉａに対する反力成分（ヨーレート反力、車両挙動反力）ということができる。
【００２８】
このように構成された電動パワーステアリング装置では、サスペンション制御装置９０において設定される減衰力が小さいほど、アシスト電流Ｉａを小さくすることができるとともに、ヨーレート反力補正電流Ｉｙを大きくすることができるので、ステアリングモータ１０に対する目標電流Ｉｔを低減することができ、ステアリングモータ１０による補助操舵力を低減することができる。したがって、サスペンション９５を比較的に柔らかく設定しているときには補助操舵力が小さくなるので、その時の操舵フィーリングはサスペンション９５が通常の柔らかさのときと殆ど差異がなく、操舵フィーリングで運転者に違和感を与えることがない。特に高車速ほど補助操舵力が小さくなるので、操舵安定性が向上する。
【００２９】
また、低車速で且つサスペンション制御装置９０において設定される減衰力が比較的に大きいときには、アシスト電流Ｉａを大きくすることができるとともに、ヨーレート反力補正電流Ｉｙを小さくすることができるので、ステアリングモータ１０に対する目標電流Ｉｔを大きくすることができ、ステアリングモータ１０による補助操舵力を増大することができる。したがって、低車速においてサスペンション９５を比較的に硬く設定しているときには補助操舵力が大きくなるので、その時の操舵フィーリングはサスペンション９５が通常の柔らかさのときと殆ど差異がなく、操舵フィーリングで運転者に違和感を与えることがない。
【００３０】
つまり、この電動パワーステアリング装置によれば、サスペンション９５におけるダンパの減衰力の変化に起因して操舵フィーリングが変化するのを抑制することができる。したがって、サスペンション９５の減衰力の変化幅を大きくしても運転者に操舵フィーリングで違和感を感じさせないようにすることができ、サスペンションとステアリングの協調制御が可能になって、乗り心地、車両応答性、操舵フィーリングの全てを満足させることができる。
【００３１】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、サスペンション９５の設定減衰力に応じて、（１）基本アシスト電流Ｉａｂのゲイン補正と、（２）基本ヨーレート反力補正電流Ｉｙｂのゲイン補正を両方実行しているが、（１）と（２）のいずれか一方のゲイン補正だけを実行するようにしても、サスペンション９５におけるダンパの減衰力の変化に起因して操舵フィーリングが変化するのを抑制することができる。
また、実施例における減衰力レシオテーブル３５，３８はいずれも一例であり、この発明の目的から逸脱しない限り、レシオＲ１，Ｒ３を別の設定にすることも可能である。車速レシオテーブル３６，３９についても一例であり、レシオＲ２，Ｒ４を別の設定にすることも可能である。
さらに、実施例ではヨーレートをパラメータとして車両挙動を検出しているが、横加速度などをパラメータとして車両挙動を検出してもよいし、あるいは、これら複数のパラメータから車両挙動を検出することも可能である。
【００３２】
また、この発明に係る車両用操舵装置は、前述した実施例の電動パワーステアリング装置への適用に限るものではなく、ステア・バイ・ワイヤ・システムの車両用操舵装置（ＳＢＷ）、アクティブ・ステアリング・システムの車両用操舵装置、バリアブル・ギヤ・レシオ・ステアリング・システムの車両用操舵装置（ＶＧＳ）にも適用可能である。
なお、ステア・バイ・ワイヤ・システムとは、操作子と転舵機構とが機械的に分離されていて、操作子に反力を作用させる反力モータと、転舵機構に設けられて転舵輪を転舵させる力を発生させるステアリングモータとを備えた操舵システムである。
アクティブ・ステアリング・システムとは、前輪舵角および後輪舵角を運転者のステアリング操作や車両の運動状況に応じて制御する操舵システムである。
バリアブル・ギヤ・レシオ・ステアリング・システムとは、操舵角の大きさに応じてステアリング・ギヤ・レシオを変更可能な操舵システムである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明に係る車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】前記電動パワーステアリング装置のステアリングモータに対する電流制御のブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
３  ステアリングホイール（操作子）
１０  ステアリングモータ（モータ）
３４  反力補正電流算出部（反力制御手段）
９５  可変ダンパサスペンション（サスペンション）
【図１】
2006273185.tif 000003
【図２】
2006273185.tif 000004