(57)【要約】【課題】  複数の操舵輪を独立して操舵可能な車両において、路面から操舵輪に働く作用力の影響を低減する。【解決手段】  ステアリングホイール１２の操作に応じて車両の左右の操舵輪ＦＲ、ＦＬを転舵するラックバー２２の両端に、左右の操舵輪を独立して転舵可能とする補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌが設けられている。作用力算出手段は、左右のタイロッドに生じる軸力を検出して、路面の影響によって左右の操舵輪にそれぞれ働く作用力の差を算出する。車両が直進走行中と判定され、かつ左右の操舵輪に働く作用力の差が予め定められた値以上であるとき、補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌを駆動して左右の操舵輪の少なくとも一方の操舵量を制御する。【選択図】        図１
2006056374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作に応じて車両の左右の操舵輪を転舵する操舵軸の両端にそれぞれ設けられ、左右の操舵輪を独立して転舵可能とする補助転舵手段と、
車両が直進走行中か否かを判定する直進判定手段と、
路面の影響によって左右の操舵輪にそれぞれ働く作用力の差を算出する作用力算出手段と、
前記直進判定手段により車両が直進走行中と判定され、かつ前記作用力算出手段により算出された左右の操舵輪に働く作用力の差が予め定められた値以上であるとき、前記補助転舵手段を動作させて左右の操舵輪の少なくとも一方の操舵量を制御する操舵制御手段と、
を備えることを特徴とする車両操舵装置。
【請求項２】
前記操舵制御手段は、前記作用力算出手段により算出された作用力が大きい操舵輪側の補助転舵手段を動作させて、その操舵輪に働く作用力を低減する方向に転舵させることを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項３】
操舵輪を転舵させる左右の軸に生じる軸力を検出する軸力検出手段をさらに備え、
前記作用力算出手段は、前記軸力を参照して、左右の操舵輪に働く作用力の差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両操舵装置。
【請求項４】
操舵輪を転舵させる左右の軸のいずれか一方に生じる軸力を検出する軸力検出手段と、前記操舵軸に生じる操舵軸力を推定する操舵軸力推定手段とをさらに備え、
前記作用力算出手段は、前記軸力と前記操舵軸力とを参照して、左右の操舵輪に働く作用力の差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両操舵装置。
【請求項５】
左右の操舵輪の車輪速を検出する車輪速検出手段をさらに備え、
前記操舵制御手段は、車輪速が大きい操舵輪側の補助転舵手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項６】
前記補助転舵手段が操舵輪を転舵するときの駆動電流を検出する電流検出手段をさらに備え、
前記作用力算出手段は、前記操舵軸の両端に設けられた補助転舵手段における駆動電流を参照して、左右の操舵輪に働く作用力の差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両操舵装置。
【請求項７】
左右の操舵輪に働く作用力の差が予め定められた値以上であるとき、左右の操舵輪のいずれか一方の走行路面が轍状態であると判定する轍判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両操舵装置。
【請求項８】
車両が直進走行中であるか否かを判定するステップと、
路面の影響によって左右の操舵輪にそれぞれ働く作用力を算出するステップと、
車両が直進走行中であると判定されたとき、左右の操舵輪にそれぞれ働く作用力の差が所定値以上であれば、その差を減ずるよう左右の操舵輪の少なくとも一方を制御するステップと、
を備えることを特徴とする車両操舵方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数輪を独立して操舵可能な車両操舵装置における制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの横滑りを最小限に抑えてタイヤの摩耗を少なくしたり、車両の旋回性能を向上させたりするために、車両の四輪をそれぞれ独立に操舵可能とした四輪独立操舵装置が知られている。この装置は、一般に、各車輪を操舵するためのアクチュエータと、各車輪の舵角を検出するためのセンサを備え、制御指令に応じて車両の四輪が独立に操作される。
【０００３】
特許文献１には、操舵ハンドルの回動操作に応答し、検出舵角を用いて操舵機構を制御することにより、複数の車輪を独立して操舵する車両の複数輪独立操舵装置において、アクチュエータやセンサなどに異常が発生した場合であっても、複数の車輪を操舵可能とする制御技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３２２５５７号公報
【特許文献２】特開２００１−１８０５１１号公報
【特許文献３】特開平１０−２２６３４１号公報
【特許文献４】特開２００２−２７４４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置には、車両の操舵機構における異常発生に起因する車両の偏向に対して車輪を修正操舵することは記載されているが、路面の状態変化に起因する車両の偏向については対処することができない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、轍等の路面不整に対して車両の走行安定性を向上できる車両操舵技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、車両操舵装置である。この装置は、ステアリング操作に応じて車両の左右の操舵輪を転舵する操舵軸の両端にそれぞれ設けられ、左右の操舵輪を独立して転舵可能とする補助転舵手段と、車両が直進走行中か否かを判定する直進判定手段と、路面の影響によって左右の操舵輪にそれぞれ働く作用力の差を算出する作用力算出手段と、前記直進判定手段により車両が直進走行中と判定され、かつ前記作用力算出手段により算出された左右の操舵輪に働く作用力の差が予め定められた値以上であるとき、前記補助転舵手段を動作させて左右の操舵輪の少なくとも一方の操舵量を制御する操舵制御手段と、を備える。
【０００７】
この態様によれば、左右の操舵輪に働く作用力の差が所定値以上のとき、左右の操舵輪の少なくとも一方の操舵量を制御するので、路面から操舵輪に働く作用力の影響を減じて車両の偏向を軽減することができる。なお、所定値は、実験やシミュレーションにより決定することができる。
【０００８】
前記操舵制御手段は、前記作用力算出手段により算出された作用力が大きい操舵輪側の補助転舵手段を動作させて、その操舵輪に働く作用力を低減する方向に転舵させるようにしてもよい。このように、作用力が大きい側の操舵輪のみを制御するようにすれば、車両全体として走行安定性への影響を少なくできる。
【０００９】
操舵輪を転舵させる左右の軸に生じる軸力を検出する軸力検出手段をさらに備え、作用力算出手段は、前記軸力を参照して、左右の操舵輪に働く作用力の差を算出するようにしてもよい。ここで、「操舵輪を転舵させる左右の軸」とは、実施の形態におけるタイロッドか補助ラックバー機構の出力軸のいずれかのことを指す。
【００１０】
操舵輪を転舵させる左右の軸に生じる軸力を検出する軸力検出手段と、前記操舵軸に生じる操舵軸力を推定する操舵軸力推定手段をさらに備え、作用力算出手段は、前記軸力と前記操舵軸力とを参照して、左右の操舵輪に働く作用力の差を算出するようにしてもよい。これによれば、左右のいずれかの軸にのみ軸力検出手段を設ければよいので、コストを低減することができる。なお、操舵軸力推定手段は、例えば、ステアリング操作に要する力を軽減するパワーステアリング装置に備えられているものでもよい。
【００１１】
車輪操舵装置は、左右の操舵輪の車輪速を検出する車輪速検出手段をさらに備えてもよい。この場合、操舵制御手段は、車輪速が大きい操舵輪側の補助転舵手段を動作させるようにしてもよい。
【００１２】
車両操舵装置は、補助転舵手段が操舵輪を転舵するときの駆動電流を検出する電流検出手段をさらに備えてもよい。この場合、作用力算出手段は、操舵軸の両端に設けられた補助転舵手段における駆動電流を参照して、左右の操舵輪に働く作用力の差を算出するようにしてもよい。こうすれば、軸力検出手段を設ける必要がないので、コストを低減することができる。
【００１３】
車両操舵装置は、左右の操舵輪に働く作用力の差が予め定められた値以上であるとき、左右の操舵輪のいずれか一方の走行路面が轍状態であると判定する轍判定手段をさらに備えてもよい。
【００１４】
本発明の別の態様は、車両操舵方法に関する。この方法は、車両が直進走行中であるか否かを判定するステップと、路面の影響によって左右の操舵輪にそれぞれ働く作用力を算出するステップと、車両が直進走行中であると判定されたとき、左右の操舵輪にそれぞれ働く作用力の差が所定値以上であれば、その差を減ずるよう左右の操舵輪の少なくとも一方を制御するステップと、を備える。この態様によれば、左右の操舵輪に働く作用力の差が所定値以上のとき、操舵輪のいずれかの操舵量を制御するので、路面から操舵輪に働く作用力の影響を減じることで、車両の偏向を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による車両操舵装置および車両操舵方法によれば、路面の影響によって左右の操舵輪に働く作用力の差が大きく異なるとき、操舵輪の操舵量を制御するので、路面不整による車両への影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
実施の形態１に係る車両操舵装置は、轍が形成されている路面を車両が走行したとき、轍に入った操舵輪を検出し、その操舵輪を制御することで轍の影響による車両の偏向を軽減する。
【００１７】
図１は、実施の形態１に係る車両操舵装置１００の基本的な構成を示す図である。図１は、四輪の車両の前輪部を平面から見た様子を表す模式図である。この車両は、操舵輪である右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬを操舵することによって進行方向が調節される。車両操舵装置１００は、運転者によって操作されるステアリングホイール１２と、このステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフトの下端に設けられたギヤボックス２０を備える。ステアリングシャフト１４の下端には、図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがギヤボックス２０内において、車両の左右方向（車幅方向）に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸２２（以下「ラックバー２２」ともいう）に噛合されている。ラックバー２２の両端には、それぞれ補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌが取り付けられている。この補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌの構成については、後述する。補助ラックバー機構の出力軸３４Ｒ、３４Ｌの先端には、タイロッド２６Ｒ、２６Ｌの一端が接続される。タイロッド２６Ｒ、２６Ｌの他端は、右前輪ＦＲ、左前輪ＦＬを支持するナックルアーム３０Ｒ、３０Ｌに連結されている。ナックルアーム３０Ｒ、３０Ｌは、それぞれキングピン３２Ｒ、３２Ｌを支点として回転する。
【００１８】
運転者によりステアリングホイール１２が操作されて、ステアリングシャフト１４が回転されると、この回転がギヤボックス２０によってラックバー２２の車両の左右方向の直線運動に変換される。この直線運動は、タイロッド２６Ｒ、２６Ｌを介してナックルアーム３０Ｒ、３０Ｌのキングピン３２Ｒ、３２Ｌ回りの回動に変換され、操舵輪ＦＲ、ＦＬを左右に操舵させる。
【００１９】
ステアリングシャフト１４には、ステアリングシャフト１４の回転角を検出することによりステアリングホイール１２の操舵角と操舵方向を検出する舵角センサ１６が設けられている。舵角センサ１６により検出されたステアリングホイール１２の操舵角と操舵方向は、電子制御装置５０（以下、「ＥＣＵ５０」と表記する）に入力される。
【００２０】
車両操舵装置１００には、ラックバー２２の中途部に同軸的に構成された電動モータ（図示せず）の回転をラックバーの軸長方向の摺動に変換することによって、運転者のステアリング操作をアシストするパワーステアリング装置１８が設けられている。パワーステアリング装置１８の電動モータは、ステアリングホイール１２に加えられた操舵トルクに基づいて制御される。
【００２１】
左右のタイロッド２６Ｒ、２６Ｌには、操舵輪ＦＲ、ＦＬが路面から受ける作用力によりタイロッドに加わる軸力を検出するための、歪みセンサ等の軸力センサ（図３参照）が付設されている。軸力センサの出力は、ＥＣＵ５０に入力される。代替的に、軸力センサは、タイロッド２６Ｒ、２６Ｌでなく、補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌの出力軸３４Ｒ、３４Ｌに付設されていてもよい。
【００２２】
補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌは、主に、モータ２４Ｒ、２４Ｌと、このモータの回転により軸長が可変となる出力軸３４Ｒ、３４Ｌとから構成されている。ラックバー２２の左右の先端には、モータ２４Ｒ、２４Ｌのステータが固定されている。モータ２４Ｒ、２４Ｌのロータには、ボールネジのナット側が固定されており、出力軸３４Ｒ、３４Ｌであるネジ軸がこのナットに噛み合わされている。モータ２４Ｒ、２４Ｌを駆動してロータを回転させると、ボールネジによりロータの回転運動が直線運動に変換され、出力軸３４Ｒ、３４Ｌが車両の左右方向に進退動する。これによって、タイロッド２６Ｒ、２６Ｌ、ナックルアーム３０Ｒ、３０Ｌを介して、左右の操舵輪ＦＲ、ＦＬが転舵される。したがって、ステアリングホイール１２の操作に応じて、ギヤボックス２０内のラックバー２２によって左右輪を同時に転舵するとともに、補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌによって左右輪をそれぞれ単独で転舵させることが可能となる。このような構成をとることによって、車両の走行状態などに応じて、車両の操舵方向をきめ細かく制御することが可能になる。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｃ）は、路面状態によって、操舵輪ＦＲ、ＦＬに働く作用力が変化する様子を説明する図である。各図とも、車両１０を前方から見たときの左前輪ＦＬと車体のみを示しており、これら以外の部材は省略してある。
【００２４】
図２（ａ）は、車両が平坦な路面を走行しているときの様子を示し、図中の「θ」がキャンバ角である。図では、いわゆる「ネガティブキャンバー」の状態を表している。図２（ｂ）は、左前輪ＦＬの内側が路面に形成された轍の壁面に接しているときを示し、図２（ｃ）は、左前輪ＦＬの外側が轍の壁面に接しているときを示す。図２（ｂ）、（ｃ）のように、操舵輪のうち一方の車輪が轍を通るように車両を走行させると、対地キャンバ角が増加または減少する状態になるためキャンバスラストが作用し、その力がキングピン軸周りのモーメントとなってタイロッドに伝わる。その結果、ステアリングホイールを直進の状態に保持していても、車両が左右いずれかの方向に偏向しやすくなる。また、ステアリングホイールによる操舵方向と、路面から操舵輪に入力される作用力の方向が逆の場合には、ステアリングホイールに対して過大な逆入力が入り、運転者の操縦の負担が増すという問題も生じる。特に扁平率の高いタイヤでは、ショルダー部の形状などのため、轍走行時にキャンバスラストが掛かりやすく、車両の偏向はより顕著となる。
【００２５】
そこで、本実施形態では、図１に示したような左右の操舵輪を独立して操舵可能な車両において、轍走行時に操舵輪を制御することで、車両の偏向を軽減するようにした。
【００２６】
図３は、実施の形態１に係る車両操舵装置１００の機能ブロック図を示す。ここで、ＥＣＵ５０については、轍走行時の操舵輪制御に関与する部分の構成のみを示している。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２７】
直進判定手段５２は、舵角センサ１６からステアリングホイールの操舵角を受け取って、車両が直進走行中か否かを判定する。この判定結果は、作用力算出手段５４に与えられる。左右のタイロッド２６Ｒ、２６Ｌにそれぞれ付設されている軸力センサ４２Ｒ、４２Ｌにより検出されたタイロッド軸力は、作用力算出手段５４に入力される。作用力算出手段５４は、左右のタイロッド軸力の差分を計算し、この差分が予め定められているしきい値以上か否かを判定する。このしきい値は、実験またはシミュレーションによって決定することができる。そして、しきい値以上の場合、左右いずれかの操舵輪が轍を走行しているために大きな作用力が発生していると判定する。これに応答して、操舵制御手段５６は、補助ラックバー機構４０Ｌ、４０Ｒのうち、大きな作用力が発生している側の補助ラックバー機構のモータ２４Ｒ、２４Ｌを駆動して、作用力を低減する方向、つまり、轍に入ってしまった操舵輪が轍の形状に合うような方向に、操舵輪を転舵させる。
【００２８】
図４は、実施の形態１による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。まず、直進判定手段５２は、舵角センサ１６の出力に基づいて、車両が直進走行中であるか否かを判定する（Ｓ１０）。直進走行中でない場合（Ｓ１０のＮ）、以下の処理を実行せずにルーチンを終了する。直進走行中の場合（Ｓ１０のＹ）、左右の補助ラックバーに設けられた軸力センサ４２Ｒ、４２Ｌから、左右のタイロッド２６Ｒ、２６Ｌに発生している軸力を取得する（Ｓ１２）。次に、作用力算出手段５４は、左右のタイロッド軸力の差分を算出し（Ｓ１４）、その値が予め定められたしきい値以上か否かを判定する（Ｓ１６）。しきい値より小さい場合（Ｓ１６のＮ）、このルーチンを終了する。しきい値以上の場合（Ｓ１６のＹ）、轍走行中であると判定され、操舵制御手段５６は、検出されたタイロッド軸力が大きかった側の補助ラックバー機構のモータを駆動して、操舵輪に働く作用力を低減する方向に操舵輪を転舵する（Ｓ１８）。
【００２９】
以上説明したように、実施の形態１によれば、直進走行中、操舵輪の一方が路面の轍に入ると、左右のタイロッド軸力の差分から轍走行と判定され、補助ラックバー機構のモータが駆動される。これによって、車両の偏向が軽減され直進走行性が向上する。また、左右の操舵輪のうち、いずれか一方のみを転舵させるので、車両の走行に与える影響はわずかである。さらに、操舵輪への作用力を減じることでステアリングホイールへの逆入力が減少するので、ドライバーの操縦の負担を軽減することができる。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る車両操舵装置２００の構成を示す図である。実施の形態２では、軸力センサが一方のタイロッド２６Ｌにのみ設けられている点、およびステアリングシャフト１４に生じるトルクを検出するトルクセンサ６０が設けられている点以外は、実施の形態１と同様の構成をとる。したがって、同一部材に同一の符号を付することによって、詳しい説明を省略する。
【００３１】
図６は、実施の形態２に係る車両操舵装置２００の機能ブロック図である。作用力算出手段５４には、トルクセンサ６０により検出されたステアリングシャフト１４のトルクが入力され、このトルクからラックバー２２に作用している軸力を推定する。タイロッド２６Ｌに設けられた軸力センサ４２Ｌにより検出された軸力も、その出力も作用力算出手段５４に入力される。ラックバー２２に作用する軸力は、左右のタイロッド軸力の合成値になると考えられるので、作用力算出手段５４は、ラックバー２２の軸力からタイロッド２６Ｌの軸力を減算して、もう一方のタイロッド２６Ｒの軸力を算出し、さらに、左右のタイロッド軸力の差分を計算する。直進判定手段５２および操舵制御手段５６における処理は、実施の形態１と同様である。
【００３２】
図７は、実施の形態２による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。直進判定手段５２が、車両が直進走行中であるか否かを判定し（Ｓ２０）、直進走行中の場合（Ｓ２０のＹ）、作用力算出手段５４は、トルクセンサ６０の出力に基づいてラックバー２２の軸力を推定するとともに、タイロッド２６Ｌの軸力を検出する（Ｓ２２）。検出された軸力から、左右のタイロッド軸力の差分を算出する（Ｓ２４）。作用力算出手段５４は、その値が予め定められたしきい値以上か否かを判定し（Ｓ２６）、しきい値以上の場合（Ｓ２６のＹ）、轍走行中であると判定する。操舵制御手段５６は、タイロッド軸力が大きかった側の補助ラックバー機構のモータを駆動して、操舵輪に働く作用力を低減する方向に操舵輪を転舵する（Ｓ２８）。
【００３３】
以上説明したように、実施の形態２によれば、ステアリングシャフト１４に生じるトルクを検出するトルクセンサを設けることによって、軸力センサをラックバーの一方にのみ設けるだけで、左右のタイロッド軸力の差分を算出することができる。電動パワーステアリング装置を搭載する車両では、一般的にトルクセンサが必要となるので、このような車両であれば、軸力センサを一つ付設すれば本実施形態を適用することができ、コストを低減することができる。
【００３４】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る車両操舵装置３００の構成を示す図である。実施の形態３では、タイロッドに軸力センサを設ける代わりに、左右の操舵輪ＦＲ、ＦＬの車輪速をそれぞれ検出するための車輪速センサ４４Ｒ、４４Ｌが設けられている点以外は、実施の形態２と同様の構成をとる。したがって、同一部材に同一の符号を付することによって、詳しい説明を省略する。
【００３５】
図９は、実施の形態３に係る車両操舵装置３００の機能ブロック図である。直進判定手段５２は、上述と同様にして、車両が直進走行中か否かを判定する。車輪速センサ４４Ｒ、４４Ｌの出力は、ＥＣＵ５０に入力される。また、作用力算出手段５４は、トルクセンサ６０により検出されたステアリングシャフト１４のトルクから、ラックバー２２に作用している軸力を推定する。作用力算出手段５４は、左右の操舵輪の車輪速差から、轍を走行している操舵輪を推定する。轍を走行する車輪は、車輪のショルダー部が路面に接地するため車輪の回転半径が小さくなり、車輪速が上昇する。したがって、左右の車輪の車輪速を比較することで、轍を走行している車輪を推定することができる。これに応答して、操舵制御手段５６は、補助ラックバー機構４０Ｌ、４０Ｒのうち、車輪速が大きい側の補助ラックバー機構のモータ２４Ｒ、２４Ｌを駆動して、作用力を低減する方向に操舵輪を転舵させる。
【００３６】
図１０は、実施の形態３による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。直進判定手段５２が、車両が直進走行中であるか否かを判定し（Ｓ３０）、直進走行中の場合（Ｓ３０のＹ）、トルクセンサ６０によりステアリングシャフト１４のトルクが検出される（Ｓ３２）。作用力算出手段５４は、このトルクからラックバー２２に作用している軸力を推定する（Ｓ３４）。直進走行中にもかかわらず、この軸力が予め定められたしきい値以上である場合（Ｓ３６のＹ）、作用力算出手段５４は、車輪速センサ４４Ｒ、４４Ｌにより検出された左右の車輪速を比較して、車輪速の速いほうの操舵輪が轍を走行中であると判定する（Ｓ３８）。そして、操舵制御手段５６は、轍を走行中と判定された側の補助ラックバー機構のモータを駆動して、操舵輪に働く作用力を低減する方向に操舵輪を転舵する（Ｓ３９）。
【００３７】
以上説明したように、実施の形態３によれば、左右の操舵輪ＦＲ、ＦＬに作用する軸力を推定するために車輪速センサの値を用いるため、車輪速センサを有する車両（例えば、ＡＢＳ搭載車）であれば、タイロッド等に軸力センサを別途設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００３８】
実施の形態４．
図１１は、実施の形態４に係る車両操舵装置４００の構成を示す図である。実施の形態４では、タイロッドに軸力センサを設ける代わりに、左右の補助ラックバー機構４０Ｒ、４０Ｌのモータ２４Ｒ、２４Ｌに流れる駆動電流を検出する電流センサ６２Ｒ、６２Ｌが設けられている点以外は、実施の形態１と同様の構成をとる。したがって、同一部材に同一の符号を付することによって、詳しい説明を省略する。
【００３９】
図１２は、実施の形態４に係る車両操舵装置４００の機能ブロック図である。直進判定手段５２は、上述と同様にして、車両が直進走行中か否かを判定する。電流センサ６２Ｒ、６２Ｌにより検出されたモータ駆動電流は、作用力算出手段５４に入力される。作用力算出手段５４は、左右の駆動電流の差分を計算し、この差分が予め定められているしきい値以上か否かを判定する。このしきい値は、実験またはシミュレーションによって決定することができる。そして、しきい値以上の場合、左右いずれかの操舵輪が轍を走行しているために、大きな作用力が発生し、出力軸３４Ｒ、３４Ｌを保持するためにモータ２４Ｒ、２４Ｌで過剰な電流が消費されていると判定する。これに応答して、操舵制御手段５６は、補助ラックバー機構４０Ｌ、４０Ｒのうち、駆動電流が大きい側の補助ラックバー機構のモータ２４Ｒ、２４Ｌを駆動して、作用力を低減する方向、つまり、轍に入ってしまった操舵輪が轍の形状に合うような方向に操舵輪を転舵させる。
【００４０】
図１３は、実施の形態４による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。直進判定手段５２が、車両が直進走行中であるか否かを判定し（Ｓ４０）、直進走行中の場合（Ｓ４０のＹ）、電流センサ６２Ｒ、６２Ｌが左右のモータ２４Ｒ、２４Ｌの駆動電流を検出し（Ｓ４２）、作用力算出手段５４は、駆動電流の差分を算出する（Ｓ４４）。作用力算出手段５４は、差分が予め定められたしきい値以上か否かを判定する（Ｓ４６）。しきい値以上の場合（Ｓ４６のＹ）、轍走行中であると判定され、操舵制御手段５６は、検出された駆動電流が大きかった側の補助ラックバー機構のモータを駆動して、操舵輪に働く作用力を低減する方向に操舵輪を転舵する（Ｓ４８）。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態４によれば、左右の操舵輪ＦＲ、ＦＬに作用する軸力を推定するために補助ラックバー機構のモータに流れる駆動電流値を用いるため、モータ制御やフェイルセーフのために電流センサを備えた車両であれば、タイロッド等に軸力センサを別途設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００４２】
いくつかの実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素およびプロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例について述べる。
【００４３】
左右の操舵輪に働く作用力が異なるとき、左右の操舵輪のいずれか一方の走行路面が轍状態であると判定する轍判定手段を備えていてもよい。轍状態と判定されたとき、轍判定手段は、図示しないブレーキ制御ＥＣＵやサスペンション制御ＥＣＵに対してその旨を送信し、これに対応した走行制御を実行させることができる。
【００４４】
実施の形態では、轍を走行中と判定されたとき、左右の操舵輪のうち轍を走行している車輪のみを転舵させることを述べたが、操舵輪の両方を転舵させるようにしてもよい。
【００４５】
実施の形態では、左前輪ＦＲおよび右前輪ＦＬを独立して操舵可能な車両について説明したが、本発明は、四輪独立操舵の車両にも適用することができる。
【００４６】
上記と同様の手順により、本発明を路面の盛り上がりなどの轍以外の路面不整に適用させることもできる。
【００４７】
以下、各実施の形態の車両操舵装置１００、２００、３００、４００と特許請求の範囲の部材との対応関係を例示する。主として、ラックバー２２が請求項１の「操舵軸」に、補助ラックバー機構４０Ｌ、４０Ｒが請求項１の「補助転舵手段」に、タイロッド２６Ｒ、２６Ｌまたは補助ラックバー機構の出力軸３４Ｒ、３４Ｌが請求項３または請求項４の「操舵輪を転舵させる左右の軸」に、軸力センサ４２Ｒ、４２Ｌが請求項３または請求項４の「軸力検出手段」に、トルクセンサ６０および作用力算出手段５４が請求項４の「操舵軸力推定手段」に、車輪速センサ４４Ｒ、４４Ｌが請求項５の「車輪速検出手段」に、電流センサ６２Ｒ、６２Ｌが請求項６の「電流検出手段」に、それぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１に係る車両操舵装置の概要構成図である。
【図２】（ａ）は車両が平坦な路面を走行しているときの様子を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）は車両の一方の操舵輪が轍を走行しているときの様子を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る車両操舵装置の機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る車両操舵装置の概要構成図である。
【図６】実施の形態２に係る車両操舵装置の機能ブロック図である。
【図７】実施の形態２による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。
【図８】実施の形態３に係る車両操舵装置の概要構成図である。
【図９】実施の形態３に係る車両操舵装置の機能ブロック図である。
【図１０】実施の形態３による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。
【図１１】実施の形態４に係る車両操舵装置の概要構成図である。
【図１２】実施の形態４に係る車両操舵装置の機能ブロック図である。
【図１３】実施の形態４による轍走行時の操舵輪制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１０  車両、１２  ステアリングホイール、１４  ステアリングシャフト、１６  舵角センサ、１８  パワーステアリング装置、２０  ギヤボックス、２２  ラックバー、２４Ｒ、２４Ｌ  モータ、２６Ｒ、２６Ｌ  タイロッド、３４Ｒ、３４Ｌ  出力軸、４０Ｒ、４０Ｌ  補助ラックバー機構、４２Ｒ、４２Ｌ  軸力センサ、４４Ｒ、４４Ｌ  車輪速センサ、５０  ＥＣＵ、５２  直進判定手段、５４  作用力算出手段、５６  操舵制御手段、６０  トルクセンサ、６２Ｒ、６２Ｌ  電流センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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