JP2003165461A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵開始時の衝突余裕時間が小さい緊急操作
の場合、ステアリング操作の安定性を向上させることが
できる車両用操舵制御装置を提供すること。 【解決手段】 ステアリングホイール１と前輪９，１０
との間に設けられ、前輪舵角に対するステアリング舵角
の伝達比である操舵ギヤ比Ｇを任意に変更可能な操舵ギ
ヤ比可変手段１５と、所定の入力情報に基づき、操舵ギ
ヤ比可変手段１５に対し操舵ギヤ比Ｇを変化させる制御
指令を出力する操舵ギヤ比制御手段１４と、を備えた車
両用操舵制御装置において、前方障害物との距離を計測
する前方障害物距離検出手段１３を設け、操舵ギヤ比制
御手段１４を、前方障害物との距離から自車が障害物へ
衝突する時間である衝突余裕時間を予測し、操舵開始時
の衝突余裕時間が所定値以内の場合、操舵ギヤ比Ｇを高
くする制御を行う手段とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前輪舵角に対する
ステアリング舵角の伝達比である操舵ギヤ比を任意に変
更可能な車両用操舵制御装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両状態に応じて舵角比（前輪舵
角／ステアリング舵角）を変化させる車両用操舵制御装
置としては、例えば、特開平９−５８５０７号号公報に
記載のものが知られている。

【０００３】この従来公報には、図１０に示すように、
舵角比は車速に対して変化し、低車速時は舵角比が高
く、車速が上がるにつれて徐々に舵角比が低くなる特性
としている。この特性は、高車速域Ｔ１の範囲では、車
速に対しヨーレートが一定となる舵角比とし、車速がそ
れよりも低い低車速域Ｔ２に範囲では、車速に対しヨー
レートが一定となる舵角比よりも低い舵角比としてい
る。

【０００４】なお、以下、本文は舵角比の代わりに、そ
の逆数である操舵ギヤ比（ステアリング舵角／前輪舵
角）を用いるものとし、図１０の特性を言い換えると、
「操舵ギヤ比は車速に対して変化し、低車速時は操舵ギ
ヤ比が低く、車速が上がるにつれて徐々に操舵ギヤ比が
高くなる特性としている。」となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両用操舵制御装置にあっては、低車速域では操舵ギヤ
比が低いため、例えば、咄嗟時の緊急操舵においては、
切り過ぎが起こり、車両が不安定になる可能性がある。

【０００６】すなわち、前方障害物や前方車両との余裕
代を表す値として、衝突予測時間であるＴＴＣ（Time T
o Collision）があるが、ＴＴＣが大きい場合は、操舵
ギヤ比が低くても操舵ギヤ比が高い場合と同じ車両軌跡
を通ることができるが、ＴＴＣが小さくなる（緊急度が
高くなる）につれ操作が咄嗟的・条件反射的になり、操
舵ギヤ比に関係なく速い操作となってしまう可能性があ
る。そのため、低い車速域といえども常に小さい操舵ギ
ヤ比では、ＴＴＣが小さい場合は運転者の予想以上に切
り過ぎ、その結果として、車両が膨らみすぎる、また
は、その後の操作が不安定になる等の問題点が考えられ
る。また、操舵が速い場合で操舵ギヤ比が低い場合は、
パワーステアリングの補助が追いつかない場合が発生す
ることも考えられる。この場合、操舵力が急に重くな
り、フィーリングが悪くなると共に、ステアリング操作
に悪影響を及ぼすことが考えられる。

【０００７】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、操舵開始時の衝突余
裕時間が小さい緊急操作の場合、ステアリング操作の安
定性を向上させることができる車両用操舵制御装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明では、ステアリングホイールと
前輪との間に設けられ、前輪舵角に対するステアリング
舵角の伝達比である操舵ギヤ比を任意に変更可能な操舵
ギヤ比可変手段と、所定の入力情報に基づき、前記操舵
ギヤ比可変手段に対し操舵ギヤ比を変化させる制御指令
を出力する操舵ギヤ比制御手段と、を備えた車両用操舵
制御装置において、前方障害物との距離を計測する前方
障害物距離検出手段を設け、前記操舵ギヤ比制御手段
は、前方障害物との距離から自車が障害物へ衝突する時
間である衝突余裕時間を予測し、操舵開始時の衝突余裕
時間が所定値以内の場合、操舵ギヤ比を高くする制御を
行うことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明では、請求項１に記載
の車両用操舵制御装置において、前記操舵ギヤ比制御手
段は、操舵開始時の衝突余裕時間が所定値以内の場合、
衝突余裕時間が小さい値であるほど操舵ギヤ比を高く
し、操舵開始時の衝突余裕時間がさらに小さい別の所定
値以内の場合、操舵ギヤ比を一定にする制御を行うこと
を特徴とする。

【００１０】請求項３に係る発明では、請求項２に記載
の車両用操舵制御装置において、運転者操作状態を検出
する運転者操作状態検出手段を設け、前記操舵ギヤ比制
御手段は、操舵開始時の衝突余裕時間が所定値以内の場
合に変化させる操舵ギヤ比を運転者操作状態に応じて変
化させ、その上限値は、請求項２で定める特性により規
定し、その下限値は、衝突余裕時間が十分大きい場合の
操舵ギヤ比以上で、かつ、ある所定の操舵速度で操作し
た場合に車両ヨーレートが一定値以内である操舵ギヤ比
以上である特性により規定することを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明では、請求項３に記載
の車両用操舵制御装置において、前記運転者操作状態検
出手段は、操舵開始から極めて短い一定時間後における
操舵角速度を検出する手段であることを特徴とする。

【００１２】請求項５に係る発明では、請求項１に記載
の車両用操舵制御装置において、車速を検出する車速検
出手段を設け、前記操舵ギヤ比制御手段は、ギヤ比を変
化させる衝突余裕時間の所定値を、車速が高車速になる
ほど小さな値となるように変化させることを特徴とす
る。

【００１３】

【発明の作用および効果】請求項１に係る発明にあって
は、走行時、操舵ギヤ比制御手段において、前方障害物
距離検出手段にて計測された前方障害物との距離から自
車が障害物へ衝突する時間である衝突余裕時間が予測さ
れ、操舵開始時の衝突余裕時間が所定値以内の場合、操
舵ギヤ比を高くする制御が行われる。

【００１４】すなわち、操舵開始時の衝突余裕時間が所
定値以内である緊急操作の場合、操舵ギヤ比（ステアリ
ング舵角／前輪舵角）が高くされる。つまり、同じ前輪
舵角を得る場合にそれまでのステアリング操作量より大
きな操作量が必要となり、これによって、運転者による
ステアリング操作が、咄嗟的・条件反射的な緊急操作と
なることで、ステアリング操作速度が速くなっても前輪
の切れ角が小さく抑えられる。

【００１５】よって、操舵開始時の衝突余裕時間が小さ
い緊急操作の場合、ステアリング操作の安定性を向上さ
せることができる。

【００１６】請求項２に係る発明にあっては、操舵ギヤ
比制御手段において、操舵開始時の衝突余裕時間が所定
値以内の場合、衝突余裕時間が小さい値であるほど操舵
ギヤ比を高くする制御が行われ、操舵開始時の衝突余裕
時間がさらに小さい別の所定値以内の場合、操舵ギヤ比
を一定にする制御が行われる。

【００１７】よって、より緊急度が高まるほど、ステア
リング操作量を大きくしても前輪の切れ角が小さく抑え
られ、ステアリング操作の安定性を衝突余裕時間に応じ
て向上させることができる。加えて、緊急度が高い場合
には、操舵ギヤ比を一定にして操舵応答性を変えないよ
うにすることで、良好なステアリング操作性を確保する
ことができる（ステップＳ３１及び図６参照）。

【００１８】請求項３に係る発明にあっては、操舵ギヤ
比制御手段において、操舵開始時の衝突余裕時間が所定
値以内の場合に変化させる操舵ギヤ比が、運転者操作状
態検出手段により検出された運転者操作状態に応じて変
化させられ、その上限値は、請求項２で定める特性によ
り規定され、その下限値は、衝突余裕時間が十分大きい
場合の操舵ギヤ比以上で、かつ、ある所定の操舵速度で
操作した場合に車両ヨーレートが一定値以内である操舵
ギヤ比以上である特性により規定される。

【００１９】よって、一般的な操作行動を行う運転者が
運転した場合に車両挙動が急になり過ぎることがなく、
安定した車両の旋回挙動により障害物を回避することが
できる（ステップＳ３１〜ステップＳ３４及び図５、図
６参照）。

【００２０】請求項４に係る発明にあっては、運転者操
作状態検出手段において、操舵開始から極めて短い一定
時間後における操舵角速度が検出されるため、運転者の
回避操作パターンを精度良く把握することができる（ス
テップＳ２２〜ステップＳ２６及び図９参照）。

【００２１】請求項５に係る発明にあっては、操舵ギヤ
比制御手段において、ギヤ比を変化させる衝突余裕時間
の所定値が、車速検出手段にて検出される車速が高車速
になるほど小さな値となるように変化させられる。

【００２２】すなわち、回避すべき障害物の大きさが同
じであれば車速の大きい方が操舵角が少なくて済み、同
じ衝突余裕時間では余裕を持って回避できる。

【００２３】よって、車速の大きさにかかわらず、適切
な衝突余裕時間が確保される操舵ギヤ比制御を行うこと
ができる（ステップＳ５及び図３参照）。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両用操舵制御装
置を実現する実施の形態を、請求項１ないし請求項５に
係る発明に対応する第１実施例に基づいて説明する。

【００２５】（第１実施例）まず、構成を説明する。図
１は第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システ
ム図であり、図１において、１はステアリングホイー
ル、２は第１ステアリングシャフト、３は第２ステアリ
ングシャフト、４はステアリングギヤ機構、５，６はタ
イロッド、７，８はナックル、９は右前輪、１０は左前
輪、１１は操舵角検出手段、１２は車速検出手段、１３
は前方障害物距離検出手段、１４は操舵ギヤ比制御手
段、１５は操舵ギヤ比可変手段である。

【００２６】前記ステアリングホイール１は、これを操
作することにより、その回転が第１ステアリングシャフ
ト２→操舵ギヤ比可変手段１５→第２ステアリングシャ
フト３へと伝達され、ステアリングギヤ機構４におい
て、回転運動が車幅方向のストローク運動に置き換えら
れ、タイロッド５及びナックル７を介して右前輪９が転
舵され、タイロッド６及びナックル８を介して左前輪１
０が転舵される。

【００２７】前記操舵角検出手段１１は、ドライバー操
作によるステアリングホイール１の回転角である操舵角
θ（＝ステアリング舵角）を検出し、操舵角信号を操舵
ギヤ比制御手段１４に出力する。

【００２８】前記車速検出手段１２は、車速Ｖを検出
し、車速信号を操舵ギヤ比制御手段１４に出力する。

【００２９】前記前方障害物距離検出手段１３は、車両
前部に設けられたレーザーやミリ波等のレーダーによる
手段であり、前方障害物との距離Ｌを検出し、前方障害
物との距離信号を操舵ギヤ比制御手段１４に出力する。

【００３０】前記操舵ギヤ比制御手段１４は、操舵角θ
と、車速Ｖと、前方障害物との距離Ｌとを入力し、所定
の制御則を用いた演算処理により操舵ギヤ比Ｇ（＝ステ
アリング舵角／前輪舵角）を求め、求められた操舵ギヤ
比Ｇを得る制御指令が操舵ギヤ比可変手段１５に出力さ
れる。

【００３１】前記操舵ギヤ比可変手段１５は、ステアリ
ングホイール１と共に回転する第１ステアリングシャフ
ト２と、前輪舵角を得る入力回転となる第２ステアリン
グシャフト３との間に介装され、ステアリングホイール
１の回転を変速して第２ステアリングシャフト３へ伝達
することにより、操舵ギヤ比Ｇを可変とするアクチュエ
ータである。

【００３２】次に、作用を説明する。

【００３３】［操舵ギヤ比制御処理］図２は操舵ギヤ比
制御手段１４で実行される操舵ギヤ比制御処理の流れを
示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明
する。

【００３４】ステップＳ１では、サンプリング時間△ｔ
の初期値設定、操舵開始時間ｔ＝０、操舵ギヤ比モード
mode＝０、操舵ギヤ比補正係数Ks＝０とするイニシャラ
イズ処理（初期化処理）を行う。ここで、操舵ギヤ比モ
ード"mode"は、衝突予測時間ＴＴＣが衝突予測時間最大
値ＴＴＣｈ以下の場合、操舵ギヤ比Ｇの算出の仕方によ
り４つのモードに分けるための変数である。

【００３５】ステップＳ２では、操舵角検出手段１１か
らの操舵角θと、車速検出手段１２からの車速Ｖを読み
込む。

【００３６】ステップＳ３では、前方障害物距離検出手
段１３からの前方障害物との距離Ｌを読み込む。

【００３７】ステップＳ４では、読み込まれた前方障害
物との距離Ｌに基づいて、この瞬時における衝突予測時
間算出値ttcを下記の式、 ttc＝−Ｌ／（Ｌの微分値） により求める。

【００３８】ステップＳ５では、車速Ｖと図３に示す特
性により、衝突予測時間最大値ＴＴＣｈと衝突予測時間
最小値ＴＴＣｌを算出する。

【００３９】すなわち、衝突予測時間最大値ＴＴＣｈ
は、図３に示すように、車速ＶがＶｌ以下の領域では一
定値で、車速ＶがＶｌを超えＶｈとなるまでの領域では
ゼロまで徐々に低下する勾配で、車速ＶがＶｈ以上の領
域ではゼロで与えられる。同様に、衝突予測時間最小値
ＴＴＣｌは、図３に示すように、車速ＶがＶｌ以下の領
域では一定値で、車速ＶがＶｌを超える領域ではゼロま
で徐々に低下する勾配で、ＴＴＣｌがゼロとなる車速以
上の領域ではゼロで与えられる。

【００４０】ステップＳ６では、車速Ｖと図４に示す特
性により、操舵ギヤ比Ｇの基本ギヤ比ＧＮを算出する。

【００４１】すなわち、基本ギヤ比ＧＮは、図４に示す
ように、車速ＶがＶｌ以下の領域では一定値で、車速Ｖ
がＶｌを超えＶｈとなるまでの領域では操舵ギヤ比最大
値Ｇmaxまで徐々に上昇する勾配で、車速ＶがＶｈ以上
の領域では操舵ギヤ比最大値Ｇmaxを保つ一定値で与え
られる。

【００４２】ステップＳ７では、衝突予測時間算出値tt
cが、衝突予測時間最大値ＴＴＣｈ以下か否かを判断
し、ttc＞ＴＴＣｈの場合にはステップＳ８へ移行し操
舵ギヤ比Ｇの調整は行わず、ttc≦ＴＴＣｈの場合には
ステップＳ１０へ移行し操舵ギヤ比Ｇの調整を行う。

【００４３】ステップＳ８及びステップＳ９では、各パ
ラメータをリセットする。つまり、ステップＳ８では、
操舵ギヤ比モードmodeをmode＝０とし、操舵ギヤ比補正
係数KsをKs＝1.0とし、操舵開始時間ｔをｔ＝０とし、
次のステップＳ９では、操舵ギヤ比Ｇの算出に用いる衝
突予測時間ＴＴＣを衝突予測時間算出値ttcとする。

【００４４】ステップＳ１０では、ステップＳ７でttc
≦ＴＴＣｈと判断された場合、操舵ギヤ比モードmodeの
値により分岐判断を行う。最初はmode＝０であるため、
ステップＳ１１へ進み、mode＝１になるとステップＳ１
６へ進み、mode＝２になるとステップＳ２１へ進み、mo
de＝３になるとステップＳ３０へ進む。

【００４５】最初はmode＝０であるためステップＳ１１
〜ステップＳ１５へ移行し、ステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１５では、直進中か操舵中か否かを判断し、直進中は
操舵ギヤ比モードmodeを１にし衝突予測時間ＴＴＣに衝
突予測時間算出値ttcを代入し、操舵中は操舵ギヤ比Ｇ
の調整を行わないので、衝突予測時間ＴＴＣに衝突予測
時間最大値ＴＴＣｈを代入する。

【００４６】すなわち、ステップＳ１１では、操舵角θ
がほぼゼロかどうかにより直進中か操舵中か否かを判断
し、直進の場合はステップＳ１２へ移行し、操舵ギヤ比
モードmodeを１にし、次のステップＳ１３では、衝突予
測時間ＴＴＣとして衝突予測時間算出値ttcを代入す
る。一方、操舵中の場合はステップＳ１４へ移行し、衝
突予測時間ＴＴＣに衝突予測時間最大値ＴＴＣｈを代入
しておく。ステップＳ１３またはステップＳ１４から移
行するステップＳ１５では、操舵ギヤ比補正係数KsをKs
＝1.0とし、操舵開始時間ｔをｔ＝０とする。

【００４７】ステップＳ１２でmode＝１とされた場合、
次回のサンプルではステップＳ１６〜ステップＳ２０へ
移行し、ステップＳ１６〜ステップＳ２０では、直進中
か操舵中か否かを判断し、直進中は操舵ギヤ比モードmo
deを１にし、操舵中は操舵ギヤ比モードmodeを２にし、
何れの場合も衝突予測時間ＴＴＣに衝突予測時間算出値
ttcを代入する。

【００４８】すなわち、ステップＳ１６では、操舵角θ
がほぼゼロかどうかにより直進中か操舵中か否かを判断
し、直進中の場合はステップＳ１７へ移行し、操舵ギヤ
比モードmodeを１にし、操舵中の場合はステップＳ１８
へ移行し、操舵ギヤ比モードmodeを２にする。ステップ
Ｓ１７またはステップＳ１８から移行するステップＳ１
９では、衝突予測時間ＴＴＣとして衝突予測時間算出値
ttcを代入し、次のステップＳ２０では、操舵ギヤ比補
正係数KsをKs＝1.0とし、操舵開始時間ｔをｔ＝０とす
る。

【００４９】ステップＳ１８でmode＝２とされた場合、
次回のサンプルではステップＳ２１〜ステップＳ２９へ
移行し、ステップＳ２１〜ステップＳ２９では、操舵開
始からの時間が設定時間Tsの場合は初期操舵角速度θds
による補正（Ksの計算）を行い操舵ギヤ比モードmodeを
３にし、操舵開始からの時間が設定時間Tsでない場合は
操舵中のためmodeが１の場合の衝突予測時間ＴＴＣを保
持する。

【００５０】すなわち、ステップＳ２１では、操舵開始
からの時間ｔがｔ＝ｔ＋△ｔにより算出され、ステップ
Ｓ２２では、操舵開始からの時間ｔが設定時間Tsか否か
を判断する。そして、ｔ＝Tsの場合は、ステップＳ２３
へ移行し、操舵ギヤ比モードmodeを３とし、ステップＳ
２４へ移行し、衝突予測時間ＴＴＣを保持し、ステップ
Ｓ２５へ移行し、操舵角θにより操舵角速度θdを算出
し、ステップＳ２６へ移行し、算出した操舵角速度θd
を初期操舵角速度θdsとし、ステップＳ２７へ移行し、
初期操舵角速度θdsと図５に示す特性により操舵ギヤ比
補正係数Ksを算出する。一方、ｔ≠Tsの場合は、ステッ
プＳ２８へ移行し、衝突予測時間ＴＴＣを保持し、ステ
ップＳ２９へ移行し、操舵ギヤ比補正係数KsをKs＝1.0
とする。

【００５１】ここで、操舵ギヤ比補正係数Ksは、図５に
示すように。初期操舵角速度θdsが０〜θds1までの領
域では、0.3程度から1.0まで徐々に上昇するに特性で与
え、初期操舵角速度θdsがθds1を超える領域では、Ks
＝1.0という一定値により与える。

【００５２】ステップＳ２３でmode＝３とされた場合、
次回のサンプルではmode＝３が補正後で、かつ、操舵中
を表すため、ステップＳ３０へ移行し、衝突予測時間Ｔ
ＴＣと操舵ギヤ比補正係数Ksとが保持される。

【００５３】そして、ステップＳ３１〜ステップＳ３４
では、各操舵ギヤ比モードmode＝０〜mode＝３で算出し
た衝突予測時間ＴＴＣと操舵ギヤ比補正係数Ksから操舵
ギヤ比Ｇが計算される。

【００５４】すなわち、ステップＳ３１では、衝突予測
時間ＴＴＣと図６に示す特性から操舵ギヤ比上限値ＧTN
(TTC)と操舵ギヤ比下限値ＧTL(TTC)が算出される。

【００５５】ここで、操舵ギヤ比上限値ＧTN(TTC)は、
図６に示すように、衝突予測時間ＴＴＣがＴＴＣｌ以下
の領域では操舵ギヤ比最大値Ｇmaxで、衝突予測時間Ｔ
ＴＣがＴＴＣｌを超えＴＴＣｈとなるまでの領域では基
本ギヤ比ＧN(V)まで徐々に低下する勾配で、衝突予測時
間ＴＴＣがＴＴＣｈ以上の領域では基本ギヤ比ＧN(V)の
一定値で与えられる。同様に、操舵ギヤ比下限値ＧTL(T
TC)は、図６に示すように、衝突予測時間ＴＴＣがＴＴ
Ｃｌ以下の領域では操舵ギヤ比最大値Ｇmaxと基本ギヤ
比ＧN(V)との中間値で、衝突予測時間ＴＴＣがＴＴＣｌ
を超える領域では基本ギヤ比ＧN(V)まで徐々に低下する
勾配で、操舵ギヤ比下限値ＧTL(TTC)が基本ギヤ比ＧN
(V)となる衝突予測時間ＴＴＣ以上の領域では基本ギヤ
比ＧN(V)の一定値で与えられる。

【００５６】次のステップＳ３２では、操舵ギヤ比Ｇ
が、操舵ギヤ比上限値ＧTN(TTC)と操舵ギヤ比補正係数K
sとを掛け合わせた下記の式、 Ｇ＝ＧTN(TTC)×Ks により算出される。

【００５７】ステップＳ３３では、ステップＳ３２で算
出された操舵ギヤ比Ｇが、操舵ギヤ比下限値ＧTL(TTC)
を超えているか否かが判断され、Ｇ＞ＧTL(TTC)の場合
はそのままステップＳ３５へ移行し、Ｇ≦ＧTL(TTC)の
場合はステップＳ３４へ移行し、操舵ギヤ比Ｇが操舵ギ
ヤ比下限値ＧTL(TTC)とされる。すなわち、図６のハッ
チングに示す領域が操舵ギヤ比Ｇの補正範囲とされる。

【００５８】次のステップＳ３５では、ステップＳ３２
またはステップＳ３４で算出された操舵ギヤ比Ｇとなる
ように、操舵ギヤ比可変手段１５を駆動する制御指令が
出力される。

【００５９】ステップＳ３６では、イグニッションキー
がOFFか否か判断され、イグニッションキーがONである
場合はステップＳ２へ戻り、上記操舵ギヤ比制御処理が
繰り返され、また、イグニッションキーがOFFになると
操舵ギヤ比制御処理を終了する。

【００６０】［操舵ギヤ比制御ロジック］まず、操舵ギ
ヤ比の基本特性（障害物が無い、または、衝突予測時間
ＴＴＣが大きい場合の特性）を図４に示す。この基本ギ
ヤ比特性は、従来例と同様に、車速Ｖにより変化させ
る。車速ＶがＶｌ以下及びＶｈ以上の領域では操舵ギヤ
比が固定であり、その間が車速Ｖにほぼ比例的に変化す
るものである。この操舵ギヤ比を基本ギヤ比ＧNとす
る。この特性の目的は、低車速での取り回し性の良さと
高車速での操作の安定性の良さとの両立を狙ったもので
ある。

【００６１】本実施例はこの特性を基本として、衝突予
測時間ＴＴＣが小さい場合に操舵ギヤ比の調節を行うも
のである。そこで、衝突予測時間ＴＴＣが小さい緊急回
避時に予測される運転者の操作パターンについて、図７
及び図８に基づいて説明する。

【００６２】図７は衝突予測時間ＴＴＣと操舵角速度の
最大値θdpの関係を、操舵ギヤ比が高い場合と操舵ギヤ
比が低い場合について説明したものである。衝突予測時
間ＴＴＣが大きく十分に余裕がある状態（衝突予測時間
ＴＴＣがＴＴＣ2より高い場合）では、操舵ギヤ比に応
じた操舵角速度で操作できる（つまり、同じ走行軌道を
通る）が、ＴＴＣ2から衝突予測時間ＴＴＣが小さくな
るにつれて両者の差は少なくなり、ＴＴＣ1より小さい
領域では条件反射的な操作となり、両者共に同じ操舵角
速度となることが予想される。

【００６３】図８は衝突予測時間ＴＴＣと操舵角度の最
大値θpの関係を示したものである。操舵角速度の場合
と同様、ＴＴＣ2から衝突予測時間ＴＴＣが小さくなる
につれて両者の差は少なくなり、ＴＴＣ1より小さい領
域ではほぼ同じとなる。

【００６４】本発明は、この運転者特性に着目し、衝突
予測時間ＴＴＣがある値より小さい場合は、操舵ギヤ比
を基本ギヤ比に対して高くするものである。

【００６５】操舵ギヤ比制御手段１４のロジックの考え
方を説明する。図６に操舵開始前の衝突予測時間ＴＴＣ
と操舵ギヤ比Ｇとの関係を示す。基本的な特性は図６中
のＧTNである。衝突予測時間ＴＴＣの値がＴＴＣｈより
大きい場合は、通常の操舵ギヤ比である基本ギヤ比ＧN
（車速依存）であるが、衝突予測時間ＴＴＣの値がＴＴ
ＣｌからＴＴＣｈの間は負の勾配を持ち、ＴＴＣlより
小さい場合は操舵ギヤ比最大値Ｇmaxで一定値とする。
この操舵ギヤ比最大値Ｇmaxは、図４に示すＧmaxと同じ
であり、基本ギヤ比特性の変化幅の中で最も高い操舵ギ
ヤ比とする。また、この変化点の衝突予測時間ＴＴＣの
値である衝突予測時間最大値ＴＴＣｈと衝突予測時間最
小値ＴＴＣｌは、車速Ｖにより異なる設定とする。これ
は、回避すべき障害物の大きさが同じであれば車速Ｖが
大きい方が、操舵角が少なくて済み、同じ衝突予測時間
ＴＴＣでは余裕を持って回避できるためである。そのた
め、車速Ｖと衝突予測時間最大値ＴＴＣｈと衝突予測時
間最小値ＴＴＣｌとの関係は、図３に示すものとなる。
また、図６において、衝突予測時間ＴＴＣと操舵ギヤ比
Ｇとの関係は、基本的な特性はＧTNであるが、運転者に
よって回避操作が異なるため、図６中のハッチング範囲
内で補正を行う。

【００６６】補正範囲を規定する操舵ギヤ比上限値ＧTN
と操舵ギヤ比下限値ＧTLとは、次に述べる考え方とし
た。 衝突予測時間ＴＴＣが大きい場合の基本ギヤ比ＧNよ
り大きいこと 図７及び図８で示した一般的な操作行動を行う運転者
が運転した場合に車両挙動が急になり過ぎないこと を条件とした。については、車両挙動の代表値として
車両ヨーレートを考え、一定の上限ヨーレートを設定し
て、図７及び図８の操作をした場合にこのヨーレートと
なる操舵ギヤ比の特性を操舵ギヤ比下限値ＧTLとしたも
のである（ただし、操舵ギヤ比下限値ＧTLは基本ギヤ比
ＧN以上である制限を設けた）。

【００６７】この操舵ギヤ比上限値ＧTNと操舵ギヤ比下
限値ＧTLの範囲内において、運転者の特徴パラメータと
して初期操舵速度を検出して補正を行う。図９には運転
者の回避操作パターンの例を示す。操舵開始点の時間を
０とした場合、それから設定時間Ts後の操舵速度を検出
し、これを初期操舵速度θdsとする。図５に初期操舵速
度θdsと操舵ギヤ比補正係数Ksの関係を示す。操舵ギヤ
比補正係数Ksは、基本的に操舵ギヤ比上限値ＧTNに掛け
る係数である（操舵ギヤ比Ｇ＝ＧTN×Ks）。初期操舵速
度θdsが所定値θds1以上の場合（操舵速度が速い場
合）は１であるが、それより操舵速度が小さい場合は初
期操舵速度θdsに比例して１より小さくなる値とする。

【００６８】図２のフローチャートは以上説明した制御
ロジックを入れて操舵ギヤ比制御手段１４で実行される
ものである。

【００６９】［操舵ギヤ比制御作用］障害物が無い、ま
たは、衝突予測時間算出値ttcが大きい走行時には、図
２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップ
Ｓ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ス
テップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ
９→ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３
→ステップＳ３５へと進む流れとなる。

【００７０】すなわち、ステップＳ６において、車速Ｖ
により変化する基本ギヤ比特性（図４）により基本ギヤ
比ＧNが算出され、ステップＳ８において、操舵ギヤ比
補正係数Ksが1.0に設定され、ステップＳ３１におい
て、操舵ギヤ比上限値ＧTNと操舵ギヤ比下限値ＧTLが、
操舵開始前の衝突予測時間ＴＴＣ（＝ttc）が大きいこ
とで基本ギヤ比ＧNとされ（図６）、ステップＳ３２に
おいて、操舵ギヤ比Ｇが、 Ｇ＝ＧTN(TTC)×Ks＝ＧN×1.0＝ＧN の式により算出され、ステップＳ３５において、操舵ギ
ヤ比Ｇ（＝基本ギヤ比ＧN）となるように、操舵ギヤ比
可変手段１５が駆動制御される。よって、図６の基本ギ
ヤ比特性に示す車速Ｖに対応した基本ギヤ比ＧNを得る
操舵ギヤ比制御が行われることになり、低車速域では操
舵ギヤ比Ｇが小さく、小さなステアリング操作量で大き
な前輪舵角変化量が得られる操舵性能により、取り回し
性の良さが確保され、また、高車速域では操舵ギヤ比Ｇ
が大きく、大きなステアリング操作量で小さな前輪舵角
変化量が得られる操舵性能により、操作の安定性の良さ
が確保される。

【００７１】自車の前方に障害物が存在し、衝突予測時
間算出値ttcが小さい直進走行時には、図２のフローチ
ャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステッ
プＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→
ステップＳ７→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステ
ップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１５→ステッ
プＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップ
Ｓ３５へと進む流れとなる。

【００７２】すなわち、ステップＳ６において、車速Ｖ
により変化する基本ギヤ比特性（図４）により基本ギヤ
比ＧNが算出され、ステップＳ１３において、衝突予測
時間ＴＴＣがttcとされ、ステップＳ１５において、操
舵ギヤ比補正係数Ksが1.0に設定され、ステップＳ３１
において、衝突予測時間最大値ＴＴＣｈ以下であること
で、操舵ギヤ比上限値ＧTNと操舵ギヤ比下限値ＧTLが、
基本ギヤ比ＧNより大きい値とされ（図６）、ステップ
Ｓ３２において、操舵ギヤ比Ｇが、 Ｇ＝ＧTN(TTC) の式により算出され、ステップＳ３５において、操舵ギ
ヤ比Ｇ（＝操舵ギヤ比上限値ＧTN）となるように、操舵
ギヤ比可変手段１５が駆動制御される。

【００７３】このttc≦ＴＴＣｈという条件が成立する
と、上記のように、最初はmode＝０であるため、ステッ
プＳ１０からステップＳ１１〜ステップＳ１５へ移行
し、直進中であればステップＳ１２において操舵ギヤ比
モードmodeが１にされるため、次回のサンプルではステ
ップＳ１０からステップＳ１６〜ステップＳ２０へ移行
し、操舵を開始すると操舵ギヤ比モードmodeを２にされ
る。そして、ステップＳ１８でmode＝２とされた場合、
次回のサンプルではステップＳ１０からステップＳ２１
〜ステップＳ２９へ移行し、操舵開始からの時間が設定
時間Tsに達しない間は、ステップＳ２１→ステップＳ２
２→ステップＳ２８→ステップＳ２９へと進む流れとな
り、上記同様に、ステップＳ３５において、操舵ギヤ比
Ｇ（＝操舵ギヤ比上限値ＧTN）となるように、操舵ギヤ
比可変手段１５が駆動制御される。

【００７４】そして、操舵開始からの時間が設定時間Ts
に達すると、ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステッ
プＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップ
Ｓ２７へと進む流れとなり、衝突予測時間ＴＴＣを保持
すると共に、その時点の初期操舵角速度θdsにより操舵
ギヤ比補正係数Ksが算出され、図５の操舵ギヤ比補正係
数特性に示すように、初期操舵角速度θdsが小さいほど
操舵ギヤ比補正係数Ksが小さな値とされ、図６に示すハ
ッチング領域の範囲内で操舵ギヤ比Ｇが補正され、ステ
ップＳ３５において、この補正された操舵ギヤ比Ｇ（操
舵ギヤ比下限値ＧTL以上で、操舵ギヤ比上限値ＧTN以
下）となるように、操舵ギヤ比可変手段１５が駆動制御
される。

【００７５】そして、ステップＳ２３でmode＝３とされ
た場合、次回のサンプル以降は、ステップＳ１０からス
テップＳ３０へと進む流れとなり、衝突予測時間ＴＴＣ
と操舵ギヤ比補正係数Ksとを保持したままの補正された
操舵ギヤ比Ｇが維持される。

【００７６】以上説明したように、操舵開始時の衝突余
裕時間（衝突予測時間算出値ttc）が衝突予測時間最大
値ＴＴＣｈ以内である緊急操作の場合、図６に示すよう
に、操舵ギヤ比Ｇ（ステアリング舵角／前輪舵角）が基
本ギヤ比ＧNより高くされることになる。つまり、同じ
前輪舵角を得る場合にそれまでのステアリング操作量よ
り大きな操作量が必要となり、これによって、運転者に
よるステアリング操作が、咄嗟的・条件反射的な緊急操
作となることで、ステアリング操作速度が速くなっても
前輪の切れ角が小さく抑えられ、ステアリング操作の安
定性を向上させることができる。

【００７７】次に、効果を説明する。

【００７８】(1) 前方障害物距離検出手段１３にて計測
された前方障害物との距離Ｌから自車が障害物へ衝突す
る時間である衝突予測時間算出値ttcが求められ、操舵
開始時の衝突予測時間算出値ttcが衝突予測時間最大値
ＴＴＣｈ以内の場合、操舵ギヤ比Ｇを高くする制御を行
うようにしたため、操舵開始時の衝突余裕時間が小さい
緊急操作の場合、ステアリング操作の安定性を向上させ
ることができる。

【００７９】(2) 操舵開始時の衝突予測時間算出値ttc
が衝突予測時間最大値ＴＴＣｈ以内の場合、衝突予測時
間算出値ttcが小さい値であるほど操舵ギヤ比Ｇを高く
する制御を行い、操舵開始時の衝突予測時間算出値ttc
がさらに小さい別の衝突予測時間最小値ＴＴＣｌ以内の
場合、操舵ギヤ比Ｇを一定にする制御を行うようにした
ため、ステアリング操作の安定性を衝突予測時間算出値
ttcに応じて向上させることができると共に、緊急度が
高い場合に一定の操舵応答による良好なステアリング操
作性を確保することができる。

【００８０】(3) 操舵開始時の衝突予測時間算出値ttc
が衝突予測時間最大値ＴＴＣｈ以内の場合に変化させる
操舵ギヤ比Ｇが、ステップＳ２６により算出された初期
操舵角速度θdsに応じて変化させられ、その上限値は、
図６で定める操舵ギヤ比上限値ＧTN特性により規定し、
その下限値は、基本ギヤ比ＧN以上で、かつ、ある所定
の操舵速度で操作した場合に車両ヨーレートが一定値以
内である操舵ギヤ比以上である操舵ギヤ比下限値ＧTL特
性により規定するようにしたため、一般的な操作行動を
行う運転者が運転した場合に車両挙動が急になり過ぎる
ことがなく、安定した車両の旋回挙動により障害物を回
避することができる。

【００８１】(4) 運転者操作状態として、ステップＳ２
６により操舵開始から極めて短い一定時間Ts後における
初期操舵角速度θdsを求めるようにしたため、運転者の
回避操作パターンを精度良く把握することができる。

【００８２】(5) 操舵ギヤ比Ｇを変化させる衝突予測時
間ＴＴＣの上限値ＴＴＣｈと下限値ＴＴＣｌが、車速検
出手段１２にて検出される車速Ｖが高車速になるほど小
さな値となるように変化させるため、車速Ｖの大きさに
かかわらず、適切な衝突余裕時間が確保される操舵ギヤ
比制御を行うことができる。

【００８３】（他の実施例）以上、本発明の車両用操舵
制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的
な構成については、この第１実施例に限られるものでは
なく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸
脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

【００８４】例えば、第１実施例では、車速対応の基本
ギヤ比をベースとして操舵ギヤ比を制御する例を示した
が、基本となる操舵ギヤ比制御としては、図４に示す基
本ギヤ比特性以外の特性を持つものでも良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体シ
ステム図である。

【図２】第１実施例の車両用操舵制御装置の操舵ギヤ比
制御手段で実行される操舵ギヤ比制御処理の流れを示す
フローチャートである。

【図３】車速Ｖに対する衝突予測時間最大値ＴＴＣｈと
車速Ｖに対する衝突予測時間最小値ＴＴＣｌとの関係を
示す特性図である。

【図４】車速Ｖに依存する基本ギヤ比ＧNの特性図であ
る。

【図５】初期操舵角速度θdsに対する操舵ギヤ比補正係
数Ksの特性図である。

【図６】操舵開始前の衝突予測時間ＴＴＣに対する操舵
ギヤ比上限値ＧTNと操舵ギヤ比下限値ＧTLの特性図であ
る。

【図７】操舵開始前の衝突予測時間ＴＴＣに対する操舵
角速度の最大値θdpを操舵ギヤ比が高い場合と操舵ギヤ
比が低い場合をパラメータとして表した特性図である。

【図８】操舵開始前の衝突予測時間ＴＴＣに対する操舵
角度の最大値θpを操舵ギヤ比が高い場合と操舵ギヤ比
が低い場合をパラメータとして表した特性図である。

【図９】緊急回避パターンでの操舵角速度の変化を示す
タイムチャートである。

【図１０】従来の車速に対応する舵角比特性図である。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ２ 第１ステアリングシャフト ３ 第２ステアリングシャフト ４ ステアリングギヤ機構 ５，６ タイロッド ７，８はナックル ９ 右前輪 １０ 左前輪 １１ 操舵角検出手段 １２ 車速検出手段 １３ 前方障害物距離検出手段 １４ 操舵ギヤ比制御手段 １５ 操舵ギヤ比可変手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 113:00 113:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールと前輪との間に設
   けられ、前輪舵角に対するステアリング舵角の伝達比で
   ある操舵ギヤ比を任意に変更可能な操舵ギヤ比可変手段
   と、所定の入力情報に基づき、前記操舵ギヤ比可変手段
   に対し操舵ギヤ比を変化させる制御指令を出力する操舵
   ギヤ比制御手段と、を備えた車両用操舵制御装置におい
   て、 前方障害物との距離を計測する前方障害物距離検出手段
   を設け、 前記操舵ギヤ比制御手段は、前方障害物との距離から自
   車が障害物へ衝突する時間である衝突余裕時間を予測
   し、操舵開始時の衝突余裕時間が所定値以内の場合、操
   舵ギヤ比を高くする制御を行うことを特徴とする車両用
   操舵制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両用操舵制御装置に
   おいて、 前記操舵ギヤ比制御手段は、操舵開始時の衝突余裕時間
   が所定値以内の場合、衝突余裕時間が小さい値であるほ
   ど操舵ギヤ比を高くし、操舵開始時の衝突余裕時間がさ
   らに小さい別の所定値以内の場合、操舵ギヤ比を一定に
   する制御を行うことを特徴とする車両用操舵制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の車両用操舵制御装置に
   おいて、 運転者操作状態を検出する運転者操作状態検出手段を設
   け、 前記操舵ギヤ比制御手段は、操舵開始時の衝突余裕時間
   が所定値以内の場合に変化させる操舵ギヤ比を運転者操
   作状態に応じて変化させ、その上限値は、請求項２で定
   める特性により規定し、その下限値は、衝突余裕時間が
   十分大きい場合の操舵ギヤ比以上で、かつ、ある所定の
   操舵速度で操作した場合に車両ヨーレートが一定値以内
   である操舵ギヤ比以上である特性により規定することを
   特徴とする車両用操舵制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の車両用操舵制御装置に
   おいて、 前記運転者操作状態検出手段は、操舵開始から極めて短
   い一定時間後における操舵角速度を検出する手段である
   ことを特徴とする車両用操舵制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の車両用操舵制御装置に
   おいて、 車速を検出する車速検出手段を設け、 前記操舵ギヤ比制御手段は、ギヤ比を変化させる衝突余
   裕時間の所定値を、車速が高車速になるほど小さな値と
   なるように変化させることを特徴とする車両用操舵制御
   装置。