(57)【要約】【課題】ステアリングホイールとステアリングギヤを機械的に分離させた構成において、ステアリングシャフトとステアリングギヤが機械的に接続された構成と同等の動作を行わせる。【解決手段】第一の制御装置６は、トルクセンサ１８で運転者がステアリングホイール２にかけている力を検出し、トルク比較手段４７でメモリ５０に予め格納されているデータと比較する。トルク値がゼロのときには、補正手段３１の指令によって、操向角度と操舵角度の角度差に基づく操舵反力に対して補正が行われる。補正値は、中立位置に対する操舵角度の角度差に係数をかけた値や、車速に係数をかけた値が使用される。補正値によって増強された操舵反力が駆動モータ１２からステアリングホイール３に作用させられる。【選択図】図１
2008285040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体に回転可能に支持されたステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトに取り付けられ、前記ステアリングシャフトとともに回転するステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールに操舵反力を作用可能な駆動モータと、
前記ステアリングシャフトの回転を検出するエンコーダから供給されるパルス信号をカウントし、第１のカウント信号を発生する第１のカウント手段と、
前記第１のカウント手段から出力される第１のカウント信号を前記ステアリングホイールの回転量を示す信号に変換し、操舵角度信号として出力する操舵角度算出手段と、
車両の車体に操向可能に支持された操向輪と、
電動機とラックアンドピニオン機構を有し、車両の車体に対する前記操向輪の操向角度を変化させる駆動手段と、
前記操向輪の操向角度に対する操舵角度の差を算出して角度差信号を生成する角度差信号算出手段と、
角度差信号から操舵反力信号を算出すると共に、前記ステアリングホイールの中立位置に対する操舵角度の角度差に比例する戻し制御力信号を算出する操舵反力算出手段と、
前記ステアリングシャフトを回転させるときに発生するトルクを検出するトルクセンサと、
前記トルクセンサの値によって前記操舵反力信号と前記戻し制御力信号を変化させる信号を出力する補正手段と、
前記操舵反力信号と前記戻し制御力信号を加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される信号に基づいて前記駆動モータに供給する電流を決定する駆動信号生成手段と
を備えることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、増強信号としてトルクがゼロであるときに車速に比例する速度補正値を算出し、前記加算回路は、前記速度補正値と前記操舵反力信号と前記戻し制御力信号を加算するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールと、操向輪を操向させるステアリングギヤとを機械的に分離させたステアバイワイヤ方式の車両用制御装置では、ステアリングホイールの回転を検出するセンサを設け、センサでステアリングホイールの操舵角度を検出し、これに相当する操向角度を制御装置で算出する。さらに、操向角度に操向輪の角度が一致するようにステアリングギヤを駆動させる。
【０００３】
ここで、ステアリングホイールの操舵角度をロータリエンコーダなどのデジタル式のセンサで検出する場合、ステアリングホイールを所定角度回転させた状態でイグニッションをＯＮ、ＯＦＦしたときなどにセンサの出力がリセットされてしまうことがある。そこで、従来の車両用制御装置では、ステアリングホイールにポテンショメータなどのアナログ式のセンサをさらに設けて操舵角度の情報をバックアップするようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。ポテンショメータの出力信号を監視すればステアリングホイールの中立点位置が検出できるので、ステアリングホイールの中立点位置でデジタル式のセンサのデータをリセットすれば、ステアリングホイールの操舵角度を確実に検出できるようになる。
【特許文献１】特開２００５−５３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ステアリングシャフトとステアリングギヤが機械的に接続されているタイプの車両用制御装置では、カーブを曲がり終えた後などに運転者がステアリングホイールを握る力を弱めると、セルフアライニングによって直進方向に操舵角度及びステアリングホイールを戻すことができる。しかしながら、ステアリングシャフトとステアリングギヤを機械的に分離させた車両用制御装置では、このような動作を実現することが困難だった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ステアリングシャフトとステアリングギヤが機械的に接続された構成と同等の動作が行えるようにすることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、車両の車体に回転可能に支持されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに取り付けられ、前記ステアリングシャフトとともに回転するステアリングホイールと、前記ステアリングホイールに操舵反力を作用可能な駆動モータと、前記ステアリングシャフトの回転を検出するエンコーダから供給されるパルス信号をカウントし、第１のカウント信号を発生する第１のカウント手段と、前記第１のカウント手段から出力される第１のカウント信号を前記ステアリングホイールの回転量を示す信号に変換し、操舵角度信号として出力する操舵角度算出手段と、車両の車体に操向可能に支持された操向輪と、電動機とラックアンドピニオン機構を有し、車両の車体に対する前記操向輪の操向角度を変化させる駆動手段と、前記操向輪の操向角度に対する操舵角度の差を算出して角度差信号を生成する角度差信号算出手段と、角度差信号から操舵反力信号を算出すると共に、前記ステアリングホイールの中立位置に対する操舵角度の角度差に比例する戻し制御力信号を算出する操舵反力算出手段と、前記ステアリングシャフトを回転させるときに発生するトルクを検出するトルクセンサと、前記トルクセンサの値によって前記操舵反力信号と前記戻し制御力信号を変化させる信号を出力する補正手段と、前記操舵反力信号と前記戻し制御力信号を加算する加算回路と、前記加算回路から出力される信号に基づいて前記駆動モータに供給する電流を決定する駆動信号生成手段とを備えることを特徴とする車両用制御装置とした。
この車両用制御装置では、操向角度と操舵角度の角度差から操舵反力信号を算出し、直進走行時の操舵角度に対する実際の操舵角度の角度差から戻し制御力信号を算出する。この際に、トルクの値に応じて変化する係数をかけて操舵反力信号と戻し制御力信号を算出する。算出結果は加算回路で加算される。戻し制御力信号で増強された力がステアリングホイールにかけられる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用制御装置において、前記補正手段は、増強信号としてトルクがゼロであるときに車速に比例する速度補正値を算出し、前記加算回路は、前記速度補正値と前記操舵反力信号と前記戻し制御力信号を加算するように構成したことを特徴とする。
この車両用制御装置は、トルクがゼロとみなせるときは、車速に応じた力がさらに増強される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、操舵反力信号に、車両が直進走行するときの操舵角度に対する角度差に応じた戻し制御力信号を加算することで操舵反力を増強するようにしたので、車両が直進走行するときの操舵角度に一致するように制御を行うことができる。機械的に連結した構成と同様なセルフアライニングを行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、車両用制御装置１は、運転者が操作する操舵装置であるステアリングホイール２が取り付けられたステアリングシャフト３と、操向輪（以下、タイヤという）４を操向させるステアリングギヤ５とが機械的に接続されておらず、ステアリングシャフト３側の第一の制御装置６と、ステアリングギヤ５の第二の制御装置７と介して電気的に接続されている。
【０００９】
ステアリングシャフト３は、車体に固定されたハウジング１１に回転自在に支持されている。ハウジング１１内には、電動機に減速機構を取り付けた駆動モータ１２が収容されており、駆動モータ１２の動力をステアリングシャフト３に伝達可能に連結されている。さらに、ハウジング１１には、ステアリングホイール２の回転に応じてパルス信号を出力する第１のエンコーダ１３と、ステアリングホイール２の操舵角度の中立点を検出する第２のエンコーダ１４とが取り付けられている。駆動モータ１２は、駆動回路１６を介して第一の制御装置６に接続されている。
さらに、ステアリングシャフト３には、トルクセンサ１８が取り付けられている。トルクセンサ１８は、ステアリングホイール２から駆動モータ１２に至るまでの間に取り付けられ、第一の制御装置６にトルクに応じた信号を出力する。
【００１０】
第１のエンコーダ１３は、光学式のロータリエンコーダが用いられている。ロータリエンコーダは、ステアリングホイール２と共に回転する不図示の円板を有し、この円板には２列のパターンが形成されている。各パターンは、例えば、周方向に等間隔に形成された略同じ幅のスリットからなり、一方のパターンのスリットの配置に対して他方のパターンのスリットの配置を周方向にスリット幅の１／４だけずらして配置されている。したがって、円板を挟んで発光素子と受光素子を配置すれば、それぞれのパターンに対応して１／４周期だけパルスの発生タイミングがずれた信号が得られる。このようなパルス信号の一例を図３に示す。以下、一方のパターンによって発生する第１のパルス信号をＡ相の回転検出信号Ａｗとし、他方のパターンによって発生する第２のパルス列信号をＢ相の回転検出信号Ｂｗとする。
【００１１】
第２のエンコーダ１４は、操舵角度をリセットする位置を検出する中心位置検出センサとして使用される。例えば、ステアリングホイール２を操舵可能な範囲で回転させたときに１回転するように減速された円板にマーカを設け、このマーカを検出したときにパルス信号を出力するセンサが用いられる。マーカは、タイヤ４が直進方向に向くときのステアリングホイール２の回転位置に対応して設けられている。車両は、直進方向に対して右側及び左側のそれぞれに同じ量だけタイヤ４を操向可能に構成されているので、このときのステアリングホイール２の回転の中心位置は、操舵可能な領域の中立点に相当する。したがって、運転者がステアリングホイール２を回転させているときに、中立点に達する度に初期位置信号として中立点位置信号Ｃｗ（図３参照）が１つ出力される。中立点位置信号Ｃｗは、回転検出信号Ａｗ，Ｂｗのそれぞれの周期の１／２よりも長く、回転検出信号Ａｗ，Ｂｗのそれぞれの周期よりも短い時間幅のパルス信号である。
【００１２】
第一の制御装置６は、第１のカウント手段として、それぞれの回転検出信号Ａｗ，Ｂｗが入力されるアップダウン判定回路２１と、回転検出信号Ａｗが入力されるエッジ検出手段２２Ａと、回転検出信号Ｂｗが入力されるエッジ検出手段２２Ｂと、第１のカウンタであるアップダウンカウンタ２４とを有する。
アップダウンカウンタ２４は、各エッジ検出手段２２Ａ，２２Ｂの出力がＯＲ回路２５を介して接続されると共に、アップダウン判定回路２１の出力及びリセット信号整形手段２３の出力が接続されている。リセット信号整形手段２３は、中立点位置信号Ｃｗが入力されたときにアップダウンカウンタ２４の第１のカウント信号をリセットするリセット信号を生成し、リセット端子に入力する。
【００１３】
アップダウンカウンタ２４から出力される第１のカウント信号は、操舵角度算出手段２６に接続されている。操舵角度算出手段２６は、操舵角度マップ２７を検索して操舵角度を算出する。操舵角度マップ２７は、アップダウンカウンタ２４のカウント値と操舵角度を対応付けた構成を有する。操舵角度算出手段２６の出力は、操舵角度信号出力回路２８と、角度差信号算出手段２９と、操舵反力算出手段３０と、補正手段３１とに接続されている。
角度差信号算出手段２９は、実操舵角度に加えて、操向角度信号受信手段３６を介して第二の制御装置７の操向角度の信号が入力される。操向角度に対する実操舵角度の角度差の算出結果が角度差信号算出手段２９の出力として操舵反力算出手段３０に入力される。
操舵反力算出手段３０は、操舵反力マップ３７を検索して駆動モータ１２で発生させる操舵反力を算出する。操舵反力マップ３７は、角度差と操舵反力を対応付けた構成を有する。操舵反力は、操向角度に操舵角度を一致させるような大きさ及び向きが選択される。この際に、操舵反力算出手段３０は、操舵反力マップ３７で検索した操舵反力に係数をかけて操舵反力信号を算出する。また、操舵角度算出手段２６から入力された操舵角度信号と車両が直進走行するときの中立位置との角度差を算出し、この角度差に係数をかけて戻し制御力の信号（戻し制御力信号）を算出する。操舵反力信号と戻し制御力信号は、加算回路３８に出力される。
加算回路３８の出力は、操舵反力信号と戻し制御信号を加算し、条件によっては速度補正値をさらに加算して増強された操舵反力信号を作成し、駆動信号生成手段３９に出力する。駆動信号生成手段３９は、増強された操舵反力信号に基づいて駆動信号を生成して駆動回路１６に出力する。
【００１４】
補正手段３１は、トルク比較手段４７から入力されるトルクの情報と、車速比較手段５１から入力される車速の情報とに基づいて係数信号を発生させ、操舵反力算出手段３０に出力する。また、速度比較手段５１から入力される車速信号から速度補正値を算出して加算回路３８に出力することもできる。
トルク比較手段４７は、トルク検出手段４９を介してトルクセンサ１８の出力が入力される。メモリ５０に予め格納されているトルク値と比較した結果を補正手段３１に出力する。メモリ５０に予め格納されているトルクは、所定時間前のトルクセンサ１８の出力である。
車速比較手段５１は、車速信号受信手段５２から車速信号を受信し、メモリ５３に予め格納されているデータと比較し、比較結果を補正手段３１に出力する。また、速度補正値を算出できるように、車速信号自体も補正手段３１に出力する。
【００１５】
図２に示すように、ステアリングギヤ５は、駆動手段として電動機に減速機構が取り付けられた操向モータ６１と、操向モータ６１の回転をステアリングロッド６２の直線運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。ステアリングロッド６２の両端にはタイロッド６３とナックルアーム６４を介してタイヤ４が接続されている。操向モータ６１は、駆動回路６５を介して第二の制御装置７に接続されている。駆動回路６５は、スイッチング素子などを有し、不図示の電源からの電流を操向モータ６１に供給するように構成されている。
【００１６】
操向モータ６１には、操向モータ６１の回転から操向角度を検出する第３のエンコーダ６６が取り付けられている。第３のエンコーダ６６は、前記と同様に光学式のロータリエンコーダを使用している。第３のエンコーダ６６からは、第４のパルス列信号であるＡ相の回転検出信号Ａｇと、パルスの発生タイミングが１／４周期ずれた第５のパルス列信号であるＢ相の回転検出信号Ｂｇとが出力される。
ステアリングギヤ５には、操向角度をリセットする位置を検出する中心位置検出センサとして、操向角度の中立点を検出する第４のエンコーダ６７が取り付けられている。第４のエンコーダ６７は、タイロッド６３が最も右に移動したラックエンドから、最も左に移動したラックエンドまでの間の中間地点を検出することで操向角度の中立点を検出するもので、タイロッド６３と共に移動する不図示のマーキングを検出して初期位置信号として中立点位置信号Ｃｇ（図３参照）を１つ出力するように構成されている。中立点位置信号Ｃｇは、回転検出信号Ａｇ，Ｂｇのそれぞれの周期の１／２よりも長く、回転検出信号Ａｇ，Ｂｇのそれぞれの周期よりも短い時間幅のパルス信号である。
【００１７】
第二の制御装置７は、第２のカウント手段として、それぞれの回転検出信号Ａｇ，Ｂｇが入力されるアップダウン判定回路７１と、回転検出信号Ａｇが入力されるエッジ検出手段７２Ａと、回転検出信号Ｂｇが入力されるエッジ検出手段７２Ｂと、第２のカウンタであるアップダウンカウンタ７４とを有する。
アップダウンカウンタ７４は、各エッジ検出手段７２Ａ，７２Ｂの出力がＯＲ回路７５を介して接続されると共に、アップダウン判定回路７１の出力及びリセット信号整形手段７６の出力が接続されている。リセット信号整形手段７６は、中立点位置信号Ｃｇが入力されたときにアップダウンカウンタ７４の第２のカウント信号をリセットするリセット信号を生成し、リセット端子に入力する。
【００１８】
操向角度算出手段７９は、操向角度マップ８０を検索して操向角度を算出する。操向角度マップ８０は、アップダウンカウンタ７４のカウント値と操向角度を対応付けた構成を有する。操舵角度の信号は、操向角度信号出力回路８１を通して第一の制御装置６に送信されると共に、角度差信号算出手段８２と、操向角度決定手段８３に出力される。
【００１９】
角度差信号算出手段８２には、操舵角度信号受信手段８５を介して第一の制御装置６の操舵角度信号出力回路２８から送信される操舵角度の信号が入力される。角度差信号算出手段８２の出力は、操向角度決定手段８３に接続されている。操向角度決定手段８３は、目標操向角度マップ８６を検索して目標操向角度を算出する。目標操向角度マップ８６は、実際の操向角度に対する角度差が大きい場合には、出力が大きくなるように設定されている。目標操向角度の信号は、駆動信号生成手段８７で駆動信号に変換されて駆動回路６５に出力される。
【００２０】
ここで、車両には、車速を検出する車速センサ９０が設けられている。車速センサ９０の出力は、第二の制御装置７の車速検出手段９１を通して車速信号形成手段９２に入力される。車速信号形成手段９２は、車速信号を形成して車速信号出力回路９３から第一の制御装置６に送信する。
【００２１】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
運転者がステアリングホイール２を回転させると、第１のエンコーダ１３から回転角度に応じて２通りのパルス列信号（回転検出信号Ａｗ，Ｂｗ）が第一の制御装置６に出力される。アップダウン判定回路２１は、回転検出信号Ａｗと回転検出信号Ｂｗのそれぞれのパルス列信号の信号レベルが変化する順番からステアリングホイール２の回転方向を判定する。図３の矢印ＡＡ１に示す方向では、回転検出信号Ａｗがハイレベルになってから、回転検出信号Ｂｗがハイレベルになる。この場合には、例えば、ステアリングホイール２が右方向に操舵されているとみなし、アップダウンカウンタ２４にカウントアップするように指令する。ステアリングホイール２を逆回転させたときは、矢印ＡＡ１と反対、つまり矢印ＡＡ２に示す方向で各パルスが出力されることになる。この場合、回転検出信号Ｂｗがハイレベルになってから、回転検出信号Ａｗがハイレベルになるので、アップダウン判定回路２１がアップダウンカウンタ２４にカウントダウンするように指令する。
【００２２】
エッジ検出手段２２Ａは、回転検出信号Ａｗのパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジをそれぞれ検出し、ＯＲ回路２５に出力する。同様に、エッジ検出手段２２Ｂは、回転検出信号Ｂｗのパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジをそれぞれ検出し、ＯＲ回路２５に出力する。ＯＲ回路２５は、両エッジ検出手段２２Ａ，２２Ｂの信号の論理和を演算し、いずれかのエッジ検出手段２２Ａ，２２Ｂがエッジを検出したらパルスが立ち上がるような信号を作成する。これによって、第１のエンコーダ１３から出力されるパルス状の信号の分解能が４倍になる。
アップダウンカウンタ２４は、直進走行に相当する中立点位置を基準にしてＯＲ回路２５から出力されるパルス信号をカウントする。アップダウン判定回路２１がカウントアップを指令しているときは、入力されたパルスを前回までのパルス数のカウント値に加算する。アップダウン判定回路２１がカウントダウンを指令しているときは、入力されたパルスを前回までのパルス数のカウント値から減算する。
【００２３】
操舵角度算出手段２６は、アップダウンカウンタ２４のカウント値として出力される第１のカウント信号で操舵角度マップ２７を検出し、第１のカウント信号に対応する実操舵角度を取得する。実操舵角度の信号（操舵角度信号）は、操舵角度信号出力回路２８から第二の制御装置７に向けて送信される。
【００２４】
第二の制御装置７では、操舵角度信号を操舵角度信号受信手段８５で受信する。角度差信号算出手段８２は、実操舵角度に対応する操向角度（以下、目標操向角度という）を算出する。さらに、操向角度算出手段７９で算出された現在のタイヤ４の操向角度（以下、実操向角度という）と、目標操向角度の差を算出し、角度差信号として出力する。
操向角度決定手段８３は、角度差信号で目標操向角度マップ８６を検索して操向角度の指令値を決定する。この指令値は、角度差がゼロになるような操向角に相当する。駆動信号生成手段８７は、指令値に応じた駆動信号を作成して駆動回路６５に出力し、操向モータ６１を回転させ、ステアリングロッド６２を移動させる。これによって、タイロッド６３等で連結されたタイヤ４の角度が変化する。
【００２５】
操向モータ６１が回転すると、第３のエンコーダ６６から２通りの回転検出信号Ａｇ，Ｂｇが出力される。第二の制御装置７は、アップダウン判定回路７１でそれぞれの回転検出信号Ａｇ，Ｂｇのそれぞれのパルス列信号の信号レベルの変化から回転方向を判定する。判定のアルゴリズムは、第一の制御装置６のアップダウン判定回路２１と同じである。また、各エッジ検出手段７２Ａ，７２ＢとＯＲ回路７５で回転検出信号Ａｇ，Ｂｇに対して分解能が４倍のパルス信号を作成する。
アップダウン判定回路７１の指令に従ってアップダウンカウンタ７４はＯＲ回路７５から出力されるパルス信号をカウントアップ又はカウントダウンする。アップダウンカウンタ７４のカウント値として出力される第２のカウント信号で操向角度算出手段７９が操向角度マップ８０を検索し、操向角度算出手段７９がカウント値で操向角度マップ８０を検索し、実操向角度を求める。実操向角度の信号（操向角度信号）は、前記した角度差信号算出手段８２及び操向角度決定手段８３に入力され、操向モータ６１の制御に利用される。さらに、操向角度信号出力回路８１から第一の制御装置６に送られる。
【００２６】
第一の制御装置６では、操向角度信号を操向角度信号受信手段３６で受信し、角度差信号算出手段２９で実操向角度に対応する操舵角度（以下、目標操舵角度という）を算出する。さらに、操舵角度算出手段２６で算出した実際の操舵角度（以下、実操舵角度という）を操舵角度信号として取得し、目標操舵角度に対する実操舵角度との角度差を算出する。このとき得られる角度差信号で操舵反力算出手段３０が操舵反力マップ３７を検索し、係数をかけて操舵反力信号を作成する。また、操舵角度算出手段２６から入力される実操舵角度と中立位置の間の角度差に係数をかけて戻し制御力信号を作成する。これらの信号は、加算回路３８で加算される。また、必要に応じて車速に比例する速度補正値も加算回路３８で加算される。駆動信号生成手段３９は、加算回路３８から出力される増強された操舵反力信号に応じて駆動モータ１２の駆動信号を生成させ、駆動回路１６から駆動モータ１２に通電させる。駆動モータ１２に連結された回転軸であるステアリングシャフト３に、駆動モータ１２の回転によって力が発生する。この力は、ステアリングホイール２を操作する運転者にとって負荷として作用する。これによって、ステアリングホイール２の操舵角度とタイヤ４の実際の操向角度が速やかに一致するようになる。また、路面状態などのインフォメーションが運転者に伝達され、操作性が向上する。
【００２７】
ここで、補正手段３１と加算回路３８の処理について説明する。
車両の走行中には、車速センサ９０で車速が検出され、車速検出手段９１を通して車速信号形成手段９２が車速に応じた車速信号を形成する。車速信号は、車速信号出力回路９３から第一の制御装置６に送信され、車速信号受信手段５２から車速比較手段５１に入力される。車速比較手段５１は、メモリ５３を検索し、車速がゼロでなければ、補正手段３１に増強指令信号を出力する。
【００２８】
また、運転中は、トルクセンサ１８の出力がトルク検出手段４９を通してトルク比較手段４７に入力されている。メモリ５０は、運転者がステアリングホイール２にかけている力を緩めた場合のように、トルク値がゼロとみなせる値が格納されている。したがって、通常の操舵中には、トルク値がメモリ５０の値より大きくなるので、トルク比較手段４７から第１の信号が出力される。
補正手段３１は、車速比較手段５１から増強指令信号が出力され、かつ第１の信号が入力されたら、第１の係数信号を発生させる。その結果、操舵反力算出手段３０は、角度差信号算出手段２９から入力される角度差信号をマップ検索した値に係数ｋ１をかけて操舵反力信号を算出する。また、実操舵角度と中立点位置の角度差信号に係数ｋ２をかけて戻し制御力信号を算出する。
操舵反力信号と戻し制御力信号は、加算回路３８で加算される。この加算値に基づいて駆動信号が生成されて駆動モータ１２が操舵反力を発生させる。
【００２９】
これに対して、トルク値がゼロとみなせるときには、トルク比較手段４７から第２の信号が出力される。補正手段３１は、車速比較手段５１から増強指令信号が出力され、かつ第２の信号が入力されたら、第２の係数信号を発生させる。
操舵反力算出手段３０は、角度差信号算出手段２９から入力される角度差信号をマップ検索した値に係数ｋ３をかけて操舵反力信号を算出する。また、実操舵角度と中立点位置の角度差信号に係数ｋ４をかけて戻し制御力信号を算出する。また、補正手段３１は、車速比較手段５１に入力された車速信号に係数ｋ５を掛け、車速に比例した速度補正値を算出する。係数ｋ４は、係数ｋ２より大きい値が使用される。
加算回路３８は、操舵反力信号、戻し制御力信号及び、速度補正値を加算する。駆動信号生成手段３９が加算回路３８の算出結果に基づいて駆動信号を作成して駆動モータ１２で操舵反力を発生させる。
【００３０】
つまり、加算回路３８から出力される反力量を指示する信号は、トルクセンサ１８がトルクを検出しているときは、ｋ１×（角度差信号算出手段２９の角度差信号でマップ検索した値）＋ｋ２×（中立点位置に対する実操舵角度の角度差信号）となる。トルクセンサ１８がトルクを検出しないとき、又はゼロとみなせるときは、ｋ３×（角度差信号算出手段２９の角度差信号でマップ検索した値）＋ｋ４×（中立点位置に対する実操舵角度の角度差信号）＋ｋ５×（車速信号）となる。
【００３１】
トルク検出時に運転者がステアリングホイール２を掴んで操舵していると判定したときは第１の係数信号が出力される。係数ｋ１，ｋ２が選択され、係数ｋ１，ｋ２を使用した操舵反力を発生させる。このときの操舵反力を通常の操舵反力とする。これに対して、運転者がステアリングホイール２を離していると判定され、かつ車両が走行中で、車両の直進方向に対する操舵角度が大きいときは、第２の係数信号が出力される。この場合は、係数ｋ３，ｋ４，ｋ５を使用して通常の操舵反力より大きい操舵反力を発生させる。これによって、ステアリングホイール２が車両の直進方向に戻る力を大きくする。カーブを曲がり終えた後に直進走行するときなどに、ハンドル操作がスムーズになる。運転者が手を離しているときに、再びステアリングホイール２を掴むと、トルクが検出されるので、通常の操舵反力に切り替えられる。
【００３２】
車速がゼロのとき、つまり停止時には、操舵反力が小さくなる。車両の直進方向に戻す必要がないこともあるからである。車速がゼロのときはセルフアライニングを行う必要がないので、係数ｋ２，ｋ４をゼロにしても良い。
なお、係数ｋ３〜ｋ５を使用して増大させた操舵反力の大きさは、係数ｋ１，ｋ２を使用した通常の操舵反力の５倍以内であることが望ましい。例えば、通常の操舵反力でステアリングホイール２の接線力が１ｋｇｆ前後であれば、増大させた操舵反力は５ｋｇｆまでにする。このように制御することでステアリングホイール２が早く回り過ぎることを防止できる。
【００３３】
この実施の形態では、操向角度に操舵角度を一致させるように操舵反力を発生させる構成において、操舵角度と中立点位置の角度差に比例した力を車両の直進位置に戻るように作用させたので、運転者が力を緩めたときなどには中立位置に戻るような力を発生させることが可能になり、機械的に連結された車両用制御装置に近い操舵フィーリングが得られる。
トルクがゼロのときは、車速の成分を加算することで、トルクがある場合よりも中立位置に向かう力を大きくできる。また、係数ｋ２より係数ｋ４を大きくすると、トルクがゼロのときに中立位置に向かう力がさらに大きくなって、操舵フィーリングが向上する。
【００３４】
ここで、係数ｋ１〜ｋ５は、車速に応じて変化させても良い。係数ｋ１〜ｋ５を段階的に変化させるときは、メモリ５３には閾値を複数格納しておき、車速比較手段５１でメモリ５３を検索して車速に応じた信号を補正手段３１に出力し、車速に応じて段階的に変化する係数信号を出力する。
【００３５】
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、制御装置は１つでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用制御装置のステアリングホイール側の構成を示すブロック図である。
【図２】車両用制御装置のステアリングギヤ側の構成を示すブロック図である。
【図３】アップダウンカウンタに入力される信号を説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      車両用制御装置
２      ステアリングホイール
３      ステアリングシャフト
４      タイヤ（操向輪）
５      ステアリングギヤ
１２      駆動モータ
１３      第１のエンコーダ
１８      トルクセンサ
３０      操舵反力算出手段
３１      補正手段
３８      加算回路
３９      駆動信号生成手段
９０      車速センサ
【図１】
2008285040.tif 000003
【図２】
2008285040.tif 000004
【図３】
2008285040.tif 000005