JPH1199956A - 車両用可変舵角比操舵装置 - Google Patents
車両用可変舵角比操舵装置Info
- Publication number
- JPH1199956A JPH1199956A JP21575798A JP21575798A JPH1199956A JP H1199956 A JPH1199956 A JP H1199956A JP 21575798 A JP21575798 A JP 21575798A JP 21575798 A JP21575798 A JP 21575798A JP H1199956 A JPH1199956 A JP H1199956A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- steering angle
- vehicle
- angle ratio
- ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 操舵において切り過ぎを好適に防止する。
【解決手段】 路面μ、横力使用率、車線に対する変移
などの与えられた道路条件に対する車両の状態に応じて
舵角比を制御することから、例えば、低い路面μの状態
で走行する場合には舵角比を大きくし、通常の舵角比の
ままで操舵すると操向車輪を転舵し過ぎてしまう虞れを
解消することができる。また、操向車輪の横力使用率の
増大に応じて舵角比を増大させて、切り過ぎを防止した
り、車線までの最大横移動量に対する所定時間後におけ
る横移動量予測値の比率の増大に応じて舵角比を増大さ
せたり、横移動量予測値と所定時間後における横移動量
実測値との偏差の減少に応じて舵角比を増大させること
により、車線からの逸脱を抑制することができ、運転者
に対する車両制御上の負担を軽減することができる。
などの与えられた道路条件に対する車両の状態に応じて
舵角比を制御することから、例えば、低い路面μの状態
で走行する場合には舵角比を大きくし、通常の舵角比の
ままで操舵すると操向車輪を転舵し過ぎてしまう虞れを
解消することができる。また、操向車輪の横力使用率の
増大に応じて舵角比を増大させて、切り過ぎを防止した
り、車線までの最大横移動量に対する所定時間後におけ
る横移動量予測値の比率の増大に応じて舵角比を増大さ
せたり、横移動量予測値と所定時間後における横移動量
実測値との偏差の減少に応じて舵角比を増大させること
により、車線からの逸脱を抑制することができ、運転者
に対する車両制御上の負担を軽減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操向車輪の転舵角
度に対する操舵輪の操舵角度の割合、すなわち舵角比を
変化させることのできる車両用可変舵角比操舵装置に関
する。
度に対する操舵輪の操舵角度の割合、すなわち舵角比を
変化させることのできる車両用可変舵角比操舵装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近時、自動車用操舵装置において、操作
性の向上を目的とする手段の１つとして、舵角比を可変
にした機構を設けたものがある。そのような舵角比可変
機構によれば、低速域又は大舵角域では、操舵に要する
力を低減し、高速域又は小舵角域では、走行安定性を高
めることができる。このような舵角比可変機構は、通
常、大舵角域では、舵角比を小さく、即ち操舵輪の与え
られた回転角に対して、操向車輪の転舵角が比較的大き
くなるようにし、小舵角域では、舵角比を大きく、即ち
操舵輪の与えられた回転角に対して、操向車輪の転舵角
が比較的小さくなるようにしている。このようにして、
通常転舵角が小さい高速域では転舵角を正確に制御し、
転舵角が大きくなり得る低速域では迅速な転舵を可能と
することにより、あらゆる車速に於いて車両の取扱い性
を改善することができる。このような車両用可変舵角比
操舵装置が、例えば同一出願人による特開平７−２５７
４０６号により提案されている。
性の向上を目的とする手段の１つとして、舵角比を可変
にした機構を設けたものがある。そのような舵角比可変
機構によれば、低速域又は大舵角域では、操舵に要する
力を低減し、高速域又は小舵角域では、走行安定性を高
めることができる。このような舵角比可変機構は、通
常、大舵角域では、舵角比を小さく、即ち操舵輪の与え
られた回転角に対して、操向車輪の転舵角が比較的大き
くなるようにし、小舵角域では、舵角比を大きく、即ち
操舵輪の与えられた回転角に対して、操向車輪の転舵角
が比較的小さくなるようにしている。このようにして、
通常転舵角が小さい高速域では転舵角を正確に制御し、
転舵角が大きくなり得る低速域では迅速な転舵を可能と
することにより、あらゆる車速に於いて車両の取扱い性
を改善することができる。このような車両用可変舵角比
操舵装置が、例えば同一出願人による特開平７−２５７
４０６号により提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発明者の知見によれ
ば、上記車両用可変舵角比操舵装置に於いて、更に、特
定の条件下で舵角比を変更すると車両の取扱い性を一層
改善することができる。例えば、特に積雪面、凍結路
面、ウェット路面等、摩擦係数の小さい路面において、
操舵輪の切り過ぎを抑制するために、舵角比を増大させ
ると良い。
ば、上記車両用可変舵角比操舵装置に於いて、更に、特
定の条件下で舵角比を変更すると車両の取扱い性を一層
改善することができる。例えば、特に積雪面、凍結路
面、ウェット路面等、摩擦係数の小さい路面において、
操舵輪の切り過ぎを抑制するために、舵角比を増大させ
ると良い。
【０００４】このような発明者の知見に鑑み、本発明の
主な目的は、車両の取扱い性を一層改善することができ
る可変舵角比操舵装置を提供することにある。本発明の
第２の目的は、操舵輪の切り過ぎを抑制したい状況に於
いて、車両の制御に要する運転者の負担を軽減し得るよ
うな可変舵角比操舵装置を提供することにある。
主な目的は、車両の取扱い性を一層改善することができ
る可変舵角比操舵装置を提供することにある。本発明の
第２の目的は、操舵輪の切り過ぎを抑制したい状況に於
いて、車両の制御に要する運転者の負担を軽減し得るよ
うな可変舵角比操舵装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、操舵輪への操舵入力角の転舵可能輪の操舵
出力角に対する比を変更可能な車両用可変舵角比操舵装
置であって、操舵入力を入力するためにケーシングに回
転可能に支持された入力軸と、操舵出力を転舵可能輪に
伝達するために前記ケーシングに回転可能に支持された
出力軸と、回転力を前記出力軸に伝達するために前記入
力軸と前記出力軸との間に設けられた舵角比変更手段
と、与えられた道路条件に対する車両の状態に応じて、
前記舵角比変更手段により達成されるべき舵角比を決定
するための制御手段とを有することを特徴とする操舵装
置を提供することにより達成される。
明によれば、操舵輪への操舵入力角の転舵可能輪の操舵
出力角に対する比を変更可能な車両用可変舵角比操舵装
置であって、操舵入力を入力するためにケーシングに回
転可能に支持された入力軸と、操舵出力を転舵可能輪に
伝達するために前記ケーシングに回転可能に支持された
出力軸と、回転力を前記出力軸に伝達するために前記入
力軸と前記出力軸との間に設けられた舵角比変更手段
と、与えられた道路条件に対する車両の状態に応じて、
前記舵角比変更手段により達成されるべき舵角比を決定
するための制御手段とを有することを特徴とする操舵装
置を提供することにより達成される。
【０００６】与えられた道路条件に対する車両の状態と
しては、路面の摩擦係数が小さい場合が考えられ、その
ような場合には、舵角比を増大させ、操向車輪の転舵し
過ぎを防止することができる。また、そのような車両状
態とし、操向車輪の横力使用率が増大した状態が考えら
れる。操向車輪の横力使用率の余裕がなくなったときに
は、舵角比を増大させ、操向車輪の転舵角を抑制するの
が望ましい。
しては、路面の摩擦係数が小さい場合が考えられ、その
ような場合には、舵角比を増大させ、操向車輪の転舵し
過ぎを防止することができる。また、そのような車両状
態とし、操向車輪の横力使用率が増大した状態が考えら
れる。操向車輪の横力使用率の余裕がなくなったときに
は、舵角比を増大させ、操向車輪の転舵角を抑制するの
が望ましい。
【０００７】また、現在の走行レーンに対する車両の横
方向位置を検出するＣＣＤカメラなどの手段及び車両の
横方向変位を、操舵角及び車速等から予測する手段を設
け、車両が目標となる走行軌跡から偏移或いは逸脱しよ
うとしている場合には、やはり舵角比を増大させ、その
ような傾向を抑制すると良い。このようにして、車両が
意に反して走行レーンから逸脱する事態を回避すること
ができる。
方向位置を検出するＣＣＤカメラなどの手段及び車両の
横方向変位を、操舵角及び車速等から予測する手段を設
け、車両が目標となる走行軌跡から偏移或いは逸脱しよ
うとしている場合には、やはり舵角比を増大させ、その
ような傾向を抑制すると良い。このようにして、車両が
意に反して走行レーンから逸脱する事態を回避すること
ができる。
【０００８】同様の目的は、例えば、車両の前方の道路
の形状などから決定される車両の目標位置を、操舵角及
び車速等から予測される車両位置を比較し、現在の操舵
角では、目標となる走行軌跡から逸脱することが予想さ
れる場合にも、操向車輪の転舵角を抑制するのが望まし
い。
の形状などから決定される車両の目標位置を、操舵角及
び車速等から予測される車両位置を比較し、現在の操舵
角では、目標となる走行軌跡から逸脱することが予想さ
れる場合にも、操向車輪の転舵角を抑制するのが望まし
い。
【０００９】更に、操舵入力角が増大したときに、前記
舵角比を減少させるように、前記舵角比変更手段が適合
されているのが望ましく、車速の増大に応じて、その傾
向を強めると良い。このようにして、車速が高く、舵角
が小さいときは、運転者は、転舵角を正確に制御するこ
とができる。逆に、車速が低く、舵角が大きいときは、
運転者は迅速な操舵が可能となる。この良いにして、あ
らゆる車速下に於いて、運転者は最小限の労力で車両を
運転することができる。
舵角比を減少させるように、前記舵角比変更手段が適合
されているのが望ましく、車速の増大に応じて、その傾
向を強めると良い。このようにして、車速が高く、舵角
が小さいときは、運転者は、転舵角を正確に制御するこ
とができる。逆に、車速が低く、舵角が大きいときは、
運転者は迅速な操舵が可能となる。この良いにして、あ
らゆる車速下に於いて、運転者は最小限の労力で車両を
運転することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。
【００１１】図１は、本発明が適用された自動車用操舵
装置に用いられるラック＆ピニオン機構の概略を示す図
である。図１においては、操舵輪１に一体結合された操
舵軸２に対し、自在継手３を有する連結軸４を介して直
結されたピニオン５の回転運動（β）を、ピニオン５に
噛合したラック６の直線運動（Ｌ）に変換し、ラック６
の直線運動を、タイロッド７及びナックルアーム８を介
して前輪９の転舵運動（θ）に変換するようになってい
る。
装置に用いられるラック＆ピニオン機構の概略を示す図
である。図１においては、操舵輪１に一体結合された操
舵軸２に対し、自在継手３を有する連結軸４を介して直
結されたピニオン５の回転運動（β）を、ピニオン５に
噛合したラック６の直線運動（Ｌ）に変換し、ラック６
の直線運動を、タイロッド７及びナックルアーム８を介
して前輪９の転舵運動（θ）に変換するようになってい
る。
【００１２】また、図２〜図４は、本発明が適用された
自動車用操舵装置の図１におけるＶで示される部分のも
のであり、図２に於ては図示されていない操舵輪１に連
結される入力軸１１は、玉軸受１２を介して上部ケーシ
ング１３ａに回動自在に支持された支持部材１４の偏心
位置に、球軸受１５を介して回転自在に支持されてい
る。この入力軸１１の下部ケーシング１３ｂ内に突入し
た下端部には、拡開するＣ字形をなすカプリング部材１
６が形成されており、その両側部に於いて、１対の傾斜
した内側面２３が画定されている。
自動車用操舵装置の図１におけるＶで示される部分のも
のであり、図２に於ては図示されていない操舵輪１に連
結される入力軸１１は、玉軸受１２を介して上部ケーシ
ング１３ａに回動自在に支持された支持部材１４の偏心
位置に、球軸受１５を介して回転自在に支持されてい
る。この入力軸１１の下部ケーシング１３ｂ内に突入し
た下端部には、拡開するＣ字形をなすカプリング部材１
６が形成されており、その両側部に於いて、１対の傾斜
した内側面２３が画定されている。
【００１３】操舵輪１の回転運動を直線運動に変換する
べく、ラック６に噛合したピニオン５に一体形成された
出力軸１７は、一対の玉軸受１８ａ・１８ｂを介して下
部ケーシング１３ｂに回動自在に支持されている。出力
軸１７の上端の中心から偏心した位置に中間軸１９が突
設され、下部ケーシング１３ｂ内に突入した入力軸１１
のカプリング部材１６の内部に受容され、かつ出力軸１
７に対して平行に延在している。この中間軸１９と、上
記入力軸１１に一体形成されたカプリング部材１６との
間が、平型ニードル軸受２０を介在させたスライダ２１
と、円錐ころ軸受２２とを介して互いに連結されてい
る。スライダ２１は、底の開かれた箱状をなし、その側
壁が下向きに拡開している。ニードル軸受２０は、スラ
イダ２１の互いに対向する傾斜側壁の外面上に配置さ
れ、これらの側壁は、カプリング部材１６の傾斜内側面
２３と平行をなす。
べく、ラック６に噛合したピニオン５に一体形成された
出力軸１７は、一対の玉軸受１８ａ・１８ｂを介して下
部ケーシング１３ｂに回動自在に支持されている。出力
軸１７の上端の中心から偏心した位置に中間軸１９が突
設され、下部ケーシング１３ｂ内に突入した入力軸１１
のカプリング部材１６の内部に受容され、かつ出力軸１
７に対して平行に延在している。この中間軸１９と、上
記入力軸１１に一体形成されたカプリング部材１６との
間が、平型ニードル軸受２０を介在させたスライダ２１
と、円錐ころ軸受２２とを介して互いに連結されてい
る。スライダ２１は、底の開かれた箱状をなし、その側
壁が下向きに拡開している。ニードル軸受２０は、スラ
イダ２１の互いに対向する傾斜側壁の外面上に配置さ
れ、これらの側壁は、カプリング部材１６の傾斜内側面
２３と平行をなす。
【００１４】このようにして、一対の平型ニードル軸受
２０を備えたカプリング部材１６の下面には、下方が拡
開した傾斜内側面２３により画定された溝内に受容さ
れ、入力軸１１の軸線に対して直交する方向に自由に摺
動し得る。またスライダ２１の上壁の中心部には、円錐
ころ軸受２２を介して相対回動可能なように、中間軸１
９を受容する開口が設けられている。
２０を備えたカプリング部材１６の下面には、下方が拡
開した傾斜内側面２３により画定された溝内に受容さ
れ、入力軸１１の軸線に対して直交する方向に自由に摺
動し得る。またスライダ２１の上壁の中心部には、円錐
ころ軸受２２を介して相対回動可能なように、中間軸１
９を受容する開口が設けられている。
【００１５】入力軸１１と上部ケーシング１３ａ間に
は、可撓性の筒状部を有するシール部材３６が設けられ
ており、これによって装置内の気密を保持すると同時
に、出力軸１７に対して入力軸１１が偏心していること
によるケーシング１３に対する横方向の運動を許容する
ようになっている。
は、可撓性の筒状部を有するシール部材３６が設けられ
ており、これによって装置内の気密を保持すると同時
に、出力軸１７に対して入力軸１１が偏心していること
によるケーシング１３に対する横方向の運動を許容する
ようになっている。
【００１６】下部ケーシング１３ｂの底部に設けられた
軸線方向ねじ孔にはアジャストねじ２４が螺着され、該
アジャストねじは、出力軸１７の下端を支持する玉軸受
１８ｂのアウタレースに当接している。このアジャスト
ねじ２４を適宜に締め込むことにより、ピニオン５が軸
線方向に押圧され、カプリング部材１６を介した入力軸
１１と出力軸１７間に適度なプリロードが与えられる。
これによってカプリング部材１６、ニードル軸受２０及
びスライダ２１からなるカプリングアセンブリのがたを
除去して連結剛性を向上させることができる。
軸線方向ねじ孔にはアジャストねじ２４が螺着され、該
アジャストねじは、出力軸１７の下端を支持する玉軸受
１８ｂのアウタレースに当接している。このアジャスト
ねじ２４を適宜に締め込むことにより、ピニオン５が軸
線方向に押圧され、カプリング部材１６を介した入力軸
１１と出力軸１７間に適度なプリロードが与えられる。
これによってカプリング部材１６、ニードル軸受２０及
びスライダ２１からなるカプリングアセンブリのがたを
除去して連結剛性を向上させることができる。
【００１７】図４に良く示されるように、支持部材１４
の外周部の一部には、扇形の部分的ウォームホイル２５
が形成されている。このウォームホイル２５には、ウォ
ーム減速機構２６を介したモータ２７にて駆動されるウ
ォーム２８が噛合しており、支持部材１４に対して所定
の角度範囲に渡る回動運動を与えることができるように
なっている。なお、このウォーム２８は、偏心カムを応
用したバックラッシュ除去部材２９を介して上部ケーシ
ング１３ａに支持されており、バックラッシュ除去部材
２９の端部に設けられた六角孔３０に六角棒レンチを係
合させてこれを上部ケーシング１３ａに対して回動させ
ることにより、その軸心が移動してウォームホイル２５
との噛み合い隙間が変化するようになっている。上部ケ
ーシング１３ａに設けられた開口に嵌入しているゴム又
は樹脂製のキャップを取り外すことにより、バックラッ
シュ除去部材２９を暴露し、六角孔３０へのアクセスを
可能にすることができる。また、このウォーム２８の軸
心の移動を許容するために、ウォーム２８とウォーム減
速機構２６との間は、オルダム継手３１を介して連結さ
れている。
の外周部の一部には、扇形の部分的ウォームホイル２５
が形成されている。このウォームホイル２５には、ウォ
ーム減速機構２６を介したモータ２７にて駆動されるウ
ォーム２８が噛合しており、支持部材１４に対して所定
の角度範囲に渡る回動運動を与えることができるように
なっている。なお、このウォーム２８は、偏心カムを応
用したバックラッシュ除去部材２９を介して上部ケーシ
ング１３ａに支持されており、バックラッシュ除去部材
２９の端部に設けられた六角孔３０に六角棒レンチを係
合させてこれを上部ケーシング１３ａに対して回動させ
ることにより、その軸心が移動してウォームホイル２５
との噛み合い隙間が変化するようになっている。上部ケ
ーシング１３ａに設けられた開口に嵌入しているゴム又
は樹脂製のキャップを取り外すことにより、バックラッ
シュ除去部材２９を暴露し、六角孔３０へのアクセスを
可能にすることができる。また、このウォーム２８の軸
心の移動を許容するために、ウォーム２８とウォーム減
速機構２６との間は、オルダム継手３１を介して連結さ
れている。
【００１８】上部ケーシング１３ａには、支持部材１４
の上面に突設されたピン３２に係合して支持部材１４の
回動角度を検出するために、差動トランス等からなる変
位センサ３３が取付けられている。また、車両の適所に
は、車速Ｖを検出するための車速センサ３４が取付けら
れている。本装置は、変位センサ３３が発する支持部材
１４の回動量、即ちこれに支持された入力軸１１の出力
軸１７に対する偏心量信号と、車速センサ３４が発する
走行速度信号とを制御装置３５に入力し、走行速度に対
応して設定された目標偏心量と変位センサ３３からの実
偏心量とを一致させるように、フィードバック制御にて
モータ２７の制御が行われる。また、制御装置３５に
は、操舵角αを検出する舵角センサ３６から出力信号が
入力するようになっている。
の上面に突設されたピン３２に係合して支持部材１４の
回動角度を検出するために、差動トランス等からなる変
位センサ３３が取付けられている。また、車両の適所に
は、車速Ｖを検出するための車速センサ３４が取付けら
れている。本装置は、変位センサ３３が発する支持部材
１４の回動量、即ちこれに支持された入力軸１１の出力
軸１７に対する偏心量信号と、車速センサ３４が発する
走行速度信号とを制御装置３５に入力し、走行速度に対
応して設定された目標偏心量と変位センサ３３からの実
偏心量とを一致させるように、フィードバック制御にて
モータ２７の制御が行われる。また、制御装置３５に
は、操舵角αを検出する舵角センサ３６から出力信号が
入力するようになっている。
【００１９】このようにして構成された可変ギア比操舵
装置の作動原理について以下に説明する。図２から図４
に示されるように、支持部材１４が入力軸１１に対して
偏心していることから、支持部材１４の回転に伴い、入
力軸１１の軸心がＡ0〜Ａ2により示される範囲を移動す
る。このように、入力軸１１と出力軸１７との間の偏心
量ａを適宜変更することにより、以下に説明するよう
に、入力軸１１及び出力軸１７の回転角の間に或る差を
生じさせることができる。入力軸１１の軸心と出力軸１
７の軸心との間の偏心量ａを、ａ0〜ａ2（ａ0＞ａ1＞ａ
2＝０）により示される範囲に渡って連続的に変化させ
ることにより、出力軸１７の回動角（出力角＝β）に対
する入力軸１１の回動角（入力角＝α）の比（α／β）
即ち舵角比を連続的に変化させることができる。
装置の作動原理について以下に説明する。図２から図４
に示されるように、支持部材１４が入力軸１１に対して
偏心していることから、支持部材１４の回転に伴い、入
力軸１１の軸心がＡ0〜Ａ2により示される範囲を移動す
る。このように、入力軸１１と出力軸１７との間の偏心
量ａを適宜変更することにより、以下に説明するよう
に、入力軸１１及び出力軸１７の回転角の間に或る差を
生じさせることができる。入力軸１１の軸心と出力軸１
７の軸心との間の偏心量ａを、ａ0〜ａ2（ａ0＞ａ1＞ａ
2＝０）により示される範囲に渡って連続的に変化させ
ることにより、出力軸１７の回動角（出力角＝β）に対
する入力軸１１の回動角（入力角＝α）の比（α／β）
即ち舵角比を連続的に変化させることができる。
【００２０】次に、図５を参照して、入力角と出力角と
の関係を説明する。ここで、入力軸１１の回転中心を
Ａ、出力軸１７の回転中心をＢ、入力軸１１と中間軸１
９との間の作用点をＣとし、ＢＣ間寸法をｂ、入力軸１
１と出力軸１７との間の偏位量（ＡＢ間寸法）をａ、入
力軸１１の回転角度（操舵輪操舵角）をα、出力軸１７
の回転角度（ピニオン回転角）をβとする。入力軸１１
を角度α回動させたときの入力軸１１と出力軸１７との
間の作用点の位置をＰとする。 ＡＰ・ｓｉｎα ＝ ｂ・ｓｉｎβ ＡＰ・ｃｏｓα ＋ ａ ＝ ｂ・ｃｏｓβ であるから、 ｔａｎα ＝ｂ・ｓｉｎβ／（ｂ・ｃｏｓβ−ａ） 即ち、 α＝ｔａｎ-1（ｂ・ｓｉｎβ／ｂ・ｃｏｓβ−ａ） が得られる。
の関係を説明する。ここで、入力軸１１の回転中心を
Ａ、出力軸１７の回転中心をＢ、入力軸１１と中間軸１
９との間の作用点をＣとし、ＢＣ間寸法をｂ、入力軸１
１と出力軸１７との間の偏位量（ＡＢ間寸法）をａ、入
力軸１１の回転角度（操舵輪操舵角）をα、出力軸１７
の回転角度（ピニオン回転角）をβとする。入力軸１１
を角度α回動させたときの入力軸１１と出力軸１７との
間の作用点の位置をＰとする。 ＡＰ・ｓｉｎα ＝ ｂ・ｓｉｎβ ＡＰ・ｃｏｓα ＋ ａ ＝ ｂ・ｃｏｓβ であるから、 ｔａｎα ＝ｂ・ｓｉｎβ／（ｂ・ｃｏｓβ−ａ） 即ち、 α＝ｔａｎ-1（ｂ・ｓｉｎβ／ｂ・ｃｏｓβ−ａ） が得られる。
【００２１】入力軸１１を点Ａの回りに角度α回転させ
ると、中間軸１９は、入力軸１１のカプリング部材１６
のスライダ２１とのクランク係合により、出力軸１７の
軸心即ち点Ｂの回りで角度β回転する。図５から明らか
なように、入力角αがα1に増大し、出力角βがβ1に増
大すると、作用点がＱに移動し、以下に詳しく説明する
ように、与えられた入力角の増分に対する出力角の増分
が増大する。ここで支持部材１４を回動させ、出力軸１
７の軸心が点Ａ0にあり、点Ａ及びＢが一致した、即ち
入力軸１１と出力軸１７とが互いに整合した状態にする
と、これらは互いに同一の角度、即ち一体的に回動す
る。この関係が、図６の一点鎖線ａ0により示されてい
る。
ると、中間軸１９は、入力軸１１のカプリング部材１６
のスライダ２１とのクランク係合により、出力軸１７の
軸心即ち点Ｂの回りで角度β回転する。図５から明らか
なように、入力角αがα1に増大し、出力角βがβ1に増
大すると、作用点がＱに移動し、以下に詳しく説明する
ように、与えられた入力角の増分に対する出力角の増分
が増大する。ここで支持部材１４を回動させ、出力軸１
７の軸心が点Ａ0にあり、点Ａ及びＢが一致した、即ち
入力軸１１と出力軸１７とが互いに整合した状態にする
と、これらは互いに同一の角度、即ち一体的に回動す
る。この関係が、図６の一点鎖線ａ0により示されてい
る。
【００２２】支持部材１４を回動させ、入力軸１１の軸
心が中間位置に達し、点Ａ及びＢが、図５に示される一
般的な位置にある状態では、出力角βは、入力角αとと
もに、図６の太い実線ａ1により示されるように変化す
る。即ち、与えられた入力角αの増分に対する出力角β
の変化は、低速域で小さく、入力角αが増大するにつれ
て増大する。車速が増大し、支持部材１４を更に回動さ
せると、入力軸１１と出力軸１７との間の偏心量が最大
化し（点Ａ及びＢ間の距離が最大化し）、図６の細い実
線ａ2により示されるように、このような傾向が一層顕
著となる。
心が中間位置に達し、点Ａ及びＢが、図５に示される一
般的な位置にある状態では、出力角βは、入力角αとと
もに、図６の太い実線ａ1により示されるように変化す
る。即ち、与えられた入力角αの増分に対する出力角β
の変化は、低速域で小さく、入力角αが増大するにつれ
て増大する。車速が増大し、支持部材１４を更に回動さ
せると、入力軸１１と出力軸１７との間の偏心量が最大
化し（点Ａ及びＢ間の距離が最大化し）、図６の細い実
線ａ2により示されるように、このような傾向が一層顕
著となる。
【００２３】このようにして、低速域では操舵輪の操舵
角度αに対するラックストロークＬを在来の操舵装置に
比して大きく設定して、より一層敏感（シャープ）な特
性を実現でき、高速域では操舵輪の操舵角度αに対する
ラックストロークＬを在来の操舵装置に比して小さくし
てより一層鈍感（安定）な特性を実現できる。極端な低
速域は別として、与えられた車速に於いて、入力角が小
さいときは、入力角の増分に対する出力角の増分が小さ
く、入力角の増大に伴い、入力角の増分に対する出力角
の増分が漸進的に増大する。入力操舵角とラックストロ
ークとの関係は、車速に応じて、図７の太い実線の曲線
により示される範囲に渡って変化させることができる。
要するに、本発明によれば、一般的に選択される最大操
舵角（実用操舵角）と車速との関係を、図８の太い実線
の曲線（ｙ）により示されるように、細い実線の曲線
（ｘ）により示される固定 舵角比操舵装置に於ける対
応する関係に比較して、平坦にすることができる。
角度αに対するラックストロークＬを在来の操舵装置に
比して大きく設定して、より一層敏感（シャープ）な特
性を実現でき、高速域では操舵輪の操舵角度αに対する
ラックストロークＬを在来の操舵装置に比して小さくし
てより一層鈍感（安定）な特性を実現できる。極端な低
速域は別として、与えられた車速に於いて、入力角が小
さいときは、入力角の増分に対する出力角の増分が小さ
く、入力角の増大に伴い、入力角の増分に対する出力角
の増分が漸進的に増大する。入力操舵角とラックストロ
ークとの関係は、車速に応じて、図７の太い実線の曲線
により示される範囲に渡って変化させることができる。
要するに、本発明によれば、一般的に選択される最大操
舵角（実用操舵角）と車速との関係を、図８の太い実線
の曲線（ｙ）により示されるように、細い実線の曲線
（ｘ）により示される固定 舵角比操舵装置に於ける対
応する関係に比較して、平坦にすることができる。
【００２４】本発明の第１の実施例によれば、制御装置
３５は、路面の摩擦係数μに応答する。このような、制
御装置３５の追加の作動態様の特徴を、図９について以
下に説明する。
３５は、路面の摩擦係数μに応答する。このような、制
御装置３５の追加の作動態様の特徴を、図９について以
下に説明する。
【００２５】制御装置３５は、通常所定のプログラムに
従って作動するマイクロプロセッサからなり、路面状態
推定手段４１、舵角比算出手段４２或いは舵角比実行手
段４３などの機能手段を備えている。路面状態推定手段
４１は、任意の公知の方法により路面の摩擦係数μを推
定し、推定された路面摩擦係数μを舵角比算出手段４２
に供給し、舵角比算出手段４２は、車速センサからの車
速Ｖとステアリング舵角である操舵角αとに基づき基準
舵角比指令値Ｋ及び、推定された路面摩擦係数μに基づ
き基準舵角比指令値Ｋを修正舵角比指令値Ｋ＊に変更す
るための修正係数Ｒを算出する。舵角比実行手段４３は
モータ２７を駆動し、修正舵角比指令値Ｋ＊を実現す
る。
従って作動するマイクロプロセッサからなり、路面状態
推定手段４１、舵角比算出手段４２或いは舵角比実行手
段４３などの機能手段を備えている。路面状態推定手段
４１は、任意の公知の方法により路面の摩擦係数μを推
定し、推定された路面摩擦係数μを舵角比算出手段４２
に供給し、舵角比算出手段４２は、車速センサからの車
速Ｖとステアリング舵角である操舵角αとに基づき基準
舵角比指令値Ｋ及び、推定された路面摩擦係数μに基づ
き基準舵角比指令値Ｋを修正舵角比指令値Ｋ＊に変更す
るための修正係数Ｒを算出する。舵角比実行手段４３は
モータ２７を駆動し、修正舵角比指令値Ｋ＊を実現す
る。
【００２６】通常、路面摩擦係数μが比較的小さい場合
には、過度な転舵を回避するために、舵角比を大きくす
るのが望ましい。舵角比算出手段４２には、図１０に示
されるように、修正舵角比指令値Ｋ＊を得るために基準
舵角比指令値Ｋに乗じられるべき修正係数Ｒを、路面摩
擦係数μの関数として与える修正係数マップＭ１が組み
込まれている。図１０に示されるように、修正係数Ｒ
は、最小値１を有し、路面摩擦係数μの減少とともに増
大する。
には、過度な転舵を回避するために、舵角比を大きくす
るのが望ましい。舵角比算出手段４２には、図１０に示
されるように、修正舵角比指令値Ｋ＊を得るために基準
舵角比指令値Ｋに乗じられるべき修正係数Ｒを、路面摩
擦係数μの関数として与える修正係数マップＭ１が組み
込まれている。図１０に示されるように、修正係数Ｒ
は、最小値１を有し、路面摩擦係数μの減少とともに増
大する。
【００２７】路面摩擦係数μの推定方法については、同
一出願人の特開平９−０５８５１４号、同９−２８１０
３０等を参照されたい。ここで、上記路面状態推定値μ
の求め方の一例を以下に示す。
一出願人の特開平９−０５８５１４号、同９−２８１０
３０等を参照されたい。ここで、上記路面状態推定値μ
の求め方の一例を以下に示す。
【００２８】路面状態推定値μは、タイヤのコーナリン
グパワーＣｐとの間に、ＦＩＡＬＡの式（第２項まで）
から、以下のように表される関係がある。 Ｃｐ＝Ｓｃ（１−０．０１６６Ｓｃ／μＷ） 但し、Ｓｃ：コーナリングスティフネス μ：路面状態推定値 Ｗ：接地荷重
グパワーＣｐとの間に、ＦＩＡＬＡの式（第２項まで）
から、以下のように表される関係がある。 Ｃｐ＝Ｓｃ（１−０．０１６６Ｓｃ／μＷ） 但し、Ｓｃ：コーナリングスティフネス μ：路面状態推定値 Ｗ：接地荷重
【００２９】したがって、タイヤのコーナリングパワー
Ｃｐは、図１１に示すように、路面状態推定値μが低い
ほど減少するので、ラック／ピニオン式操舵装置の場
合、同一舵角でのラック軸力Ｆｒは、路面状態推定値μ
の低下に応じて小さくなる。従って路面状態推定値μ
は、前輪舵角δに対する実ラック軸反力Ｆｒｃと、車両
の設計値や実験による計測値の同定結果に基づいて内部
モデルとして予め設定された基準ラック軸反力Ｆｒｍと
を比較すれば推定できる。
Ｃｐは、図１１に示すように、路面状態推定値μが低い
ほど減少するので、ラック／ピニオン式操舵装置の場
合、同一舵角でのラック軸力Ｆｒは、路面状態推定値μ
の低下に応じて小さくなる。従って路面状態推定値μ
は、前輪舵角δに対する実ラック軸反力Ｆｒｃと、車両
の設計値や実験による計測値の同定結果に基づいて内部
モデルとして予め設定された基準ラック軸反力Ｆｒｍと
を比較すれば推定できる。
【００３０】即ち、路面状態推定値μが低いほどタイヤ
のコーナリングパワーＣｐが減少する（図１１参照）の
で、ラック／ピニオン式の操舵装置の場合、同一舵角で
の路面から受けるラック軸反力は、路面状態推定値μの
低下に応じて小さくなる。従って、前輪舵角並びにラッ
ク軸反力を実測し、前輪舵角に対する実ラック軸反力
と、予め内部モデルとして設定された基準ラック軸反力
とを比較すれば、路面状態推定値μを推定することがで
きる。
のコーナリングパワーＣｐが減少する（図１１参照）の
で、ラック／ピニオン式の操舵装置の場合、同一舵角で
の路面から受けるラック軸反力は、路面状態推定値μの
低下に応じて小さくなる。従って、前輪舵角並びにラッ
ク軸反力を実測し、前輪舵角に対する実ラック軸反力
と、予め内部モデルとして設定された基準ラック軸反力
とを比較すれば、路面状態推定値μを推定することがで
きる。
【００３１】なお、電動操舵力補助装置を用いた場合に
は、路面とタイヤ間の摩擦係数を、例えば装置に組み込
まれた軸線方向力センサの出力信号を基に推定すること
ができる。
は、路面とタイヤ間の摩擦係数を、例えば装置に組み込
まれた軸線方向力センサの出力信号を基に推定すること
ができる。
【００３２】次に、実ラック軸反力Ｆｒｃの比較基準と
なる内部モデルは、以下のようにして設定する。図１２
に示すように、操舵輪から入力された舵角αは、ピニオ
ンとの伝達比Ｎｐを介してラック軸のストローク量に変
換される。このラック軸のストローク量に応じて前輪横
すべり角γが生ずる。ここでラック軸のストローク量に
対する前輪横すべり角γの伝達関数Ｇβ（ｓ）は、路面
状態推定値μの変化に伴うスタビリティファクタの変化
によって変化する。
なる内部モデルは、以下のようにして設定する。図１２
に示すように、操舵輪から入力された舵角αは、ピニオ
ンとの伝達比Ｎｐを介してラック軸のストローク量に変
換される。このラック軸のストローク量に応じて前輪横
すべり角γが生ずる。ここでラック軸のストローク量に
対する前輪横すべり角γの伝達関数Ｇβ（ｓ）は、路面
状態推定値μの変化に伴うスタビリティファクタの変化
によって変化する。
【００３３】前輪横すべり角γにコーナリングパワーＣ
ｐとトレールζ（キャスタトレール＋ニューマチックト
レール）とをかけることにより、キングピン回りのモー
メントが得られる。ここでコーナリングパワーＣｐ及び
ニューマチックトレールは、路面状態推定値μおよび接
地荷重Ｗによって変化する。キングピン回りのモーメン
トを、タイヤ回転中心とラック軸中心間距離、即ちナッ
クルアーム長ｒkで割ることで、モデルラック軸反力Ｆ
ｒｍが得られる。
ｐとトレールζ（キャスタトレール＋ニューマチックト
レール）とをかけることにより、キングピン回りのモー
メントが得られる。ここでコーナリングパワーＣｐ及び
ニューマチックトレールは、路面状態推定値μおよび接
地荷重Ｗによって変化する。キングピン回りのモーメン
トを、タイヤ回転中心とラック軸中心間距離、即ちナッ
クルアーム長ｒkで割ることで、モデルラック軸反力Ｆ
ｒｍが得られる。
【００３４】以上から、操舵輪舵角αに対するモデルラ
ック軸反力Ｆｒｍの応答は、各諸元に基づく計算結果、
或いは実車計測値からの同定結果から導き出した１つの
伝達関数Ｇf（ｓ）をもって記述可能であることが分か
る。
ック軸反力Ｆｒｍの応答は、各諸元に基づく計算結果、
或いは実車計測値からの同定結果から導き出した１つの
伝達関数Ｇf（ｓ）をもって記述可能であることが分か
る。
【００３５】上記のようにして求めた実ラック軸反力値
Ｆｒｃおよびモデルラック軸反力値Ｆｒｍから、操舵輪
舵角αの増加Δαに対する実並びにモデルラック軸反力
の増加量を求め（図１３参照）、車両の応答が線形に近
似した舵角範囲内に於いて、実ラック軸反力増加率ΔＦ
ｒｃ／Δαと、モデルラック軸反力増加率ΔＦｒｍ／Δ
αとの比ΔＦｒｃ／ΔＦｒｍから、予め設定された路面
状態推定値判定マップ（図１４）を参照して路面状態推
定値μを推定することができる。
Ｆｒｃおよびモデルラック軸反力値Ｆｒｍから、操舵輪
舵角αの増加Δαに対する実並びにモデルラック軸反力
の増加量を求め（図１３参照）、車両の応答が線形に近
似した舵角範囲内に於いて、実ラック軸反力増加率ΔＦ
ｒｃ／Δαと、モデルラック軸反力増加率ΔＦｒｍ／Δ
αとの比ΔＦｒｃ／ΔＦｒｍから、予め設定された路面
状態推定値判定マップ（図１４）を参照して路面状態推
定値μを推定することができる。
【００３６】そして、舵角比算出手段４２では、車速Ｖ
及び操舵角αに基づいて安定したコーナリングを行い得
る基準舵角比指令値Ｋを算出すると共に、路面状態推定
値μに基づいて舵角比マップＭ１から路面状態に応じた
基準舵角比の補正値としての修正係数Ｒを求め、両者を
掛け合わせて修正舵角比指令値Ｋ＊を算出する。したが
って、路面μを考慮した舵角比（ギア比）でもって操舵
でき、雪上走行などの低い路面μの状態において操舵を
切り過ぎてしまうことを抑制し得る。
及び操舵角αに基づいて安定したコーナリングを行い得
る基準舵角比指令値Ｋを算出すると共に、路面状態推定
値μに基づいて舵角比マップＭ１から路面状態に応じた
基準舵角比の補正値としての修正係数Ｒを求め、両者を
掛け合わせて修正舵角比指令値Ｋ＊を算出する。したが
って、路面μを考慮した舵角比（ギア比）でもって操舵
でき、雪上走行などの低い路面μの状態において操舵を
切り過ぎてしまうことを抑制し得る。
【００３７】次に、本発明の第２の実施例として、前輪
横力使用率（余裕）に応じて舵角比を変化させる制御に
ついて、図１５のブロック図を参照して以下に示す。な
お、図１５において前記図示例と同様の部分には同一の
符号を付してその詳しい説明を省略する。
横力使用率（余裕）に応じて舵角比を変化させる制御に
ついて、図１５のブロック図を参照して以下に示す。な
お、図１５において前記図示例と同様の部分には同一の
符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３８】本制御にあっては、前記と同様の路面状態
推定手段４１からの路面状態推定値μが等価摩擦円設定
手段４５に入力し、その等価摩擦円設定手段４５からの
等価摩擦円データを横力使用率算出手段４６に入力す
る。等価摩擦円の設定については、路面状態推定値μに
基づき等価摩擦円を設定するが、等価摩擦円（楕円）の
形状は、予め記憶された複数の等価摩擦円のデータから
選択される。
推定手段４１からの路面状態推定値μが等価摩擦円設定
手段４５に入力し、その等価摩擦円設定手段４５からの
等価摩擦円データを横力使用率算出手段４６に入力す
る。等価摩擦円の設定については、路面状態推定値μに
基づき等価摩擦円を設定するが、等価摩擦円（楕円）の
形状は、予め記憶された複数の等価摩擦円のデータから
選択される。
【００３９】横力使用率算出手段４６には、例えば車速
と吸気管負圧との関係から求めた駆動力、並びにブレー
キ液圧から求めた制動力に基づいて算出した前輪の前後
力Ｆｘと、図示されないラック軸力検出手段によるラッ
ク軸力および前輪舵角に基づいて算出された前輪横力
（コーナリングフォース）Ｆｙとが入力している。
と吸気管負圧との関係から求めた駆動力、並びにブレー
キ液圧から求めた制動力に基づいて算出した前輪の前後
力Ｆｘと、図示されないラック軸力検出手段によるラッ
ク軸力および前輪舵角に基づいて算出された前輪横力
（コーナリングフォース）Ｆｙとが入力している。
【００４０】横力使用率算出手段４６では、上記各入力
データに基づいて前輪横力使用率ξを算出して舵角比算
出手段４７に出力している。この前輪横力使用率ξの算
出については次のようにして求め得る。すなわち、設定
された等価摩擦円によってタイヤが発生する最大摩擦力
を算出でき、前後力による摩擦力使用分を差し引くこと
によって、最大発生横力を求めることができる。この最
大発生横力に対する横力の比を横力使用率として設定す
る。
データに基づいて前輪横力使用率ξを算出して舵角比算
出手段４７に出力している。この前輪横力使用率ξの算
出については次のようにして求め得る。すなわち、設定
された等価摩擦円によってタイヤが発生する最大摩擦力
を算出でき、前後力による摩擦力使用分を差し引くこと
によって、最大発生横力を求めることができる。この最
大発生横力に対する横力の比を横力使用率として設定す
る。
【００４１】前記と同様に、舵角比算出手段４７には車
速Ｖと操舵角αとが入力しており、車速Ｖ及び操舵角α
に基づき舵角比指令値Ｋを算出し、前輪横力使用率ξに
基づき、基準舵角比指令値Ｋを修正舵角比指令値Ｋ＊に
変換する修正係数Ｒを算出し、得られた修正舵角比指令
値Ｋ＊を舵角比実行手段４３に出力し、車速に基づき、
かつ前輪横力使用率ξを考慮して前輪９を転舵する。舵
角比算出手段４７には、図１６に示されるように、前輪
横力使用率ξが１に近付くに連れて、即ち前輪横力の余
裕が小さくなるのに従って、修正係数Ｒが大きく増大す
るように設定された舵角比マップＭ２が組み込まれてい
る。このように、前輪横力使用率ξが１に近付くに連れ
て、即ち前輪横力の余裕が小さくなるのに従って、舵角
比を増大させることにより、前輪横力使用率ξが１を超
えるのを回避することができる。前輪横力使用率ξの代
わりに、横Ｇセンサを設けて検出した横Ｇに基づいて算
出した横Ｇ使用率を用いても同様に制御可能である。
速Ｖと操舵角αとが入力しており、車速Ｖ及び操舵角α
に基づき舵角比指令値Ｋを算出し、前輪横力使用率ξに
基づき、基準舵角比指令値Ｋを修正舵角比指令値Ｋ＊に
変換する修正係数Ｒを算出し、得られた修正舵角比指令
値Ｋ＊を舵角比実行手段４３に出力し、車速に基づき、
かつ前輪横力使用率ξを考慮して前輪９を転舵する。舵
角比算出手段４７には、図１６に示されるように、前輪
横力使用率ξが１に近付くに連れて、即ち前輪横力の余
裕が小さくなるのに従って、修正係数Ｒが大きく増大す
るように設定された舵角比マップＭ２が組み込まれてい
る。このように、前輪横力使用率ξが１に近付くに連れ
て、即ち前輪横力の余裕が小さくなるのに従って、舵角
比を増大させることにより、前輪横力使用率ξが１を超
えるのを回避することができる。前輪横力使用率ξの代
わりに、横Ｇセンサを設けて検出した横Ｇに基づいて算
出した横Ｇ使用率を用いても同様に制御可能である。
【００４２】本発明の第３の実施例によれば、制御装置
は、走行レーンに対する車両の位置に応答する。本制御
を行うために、車両の運転席の上部のルームミラー近傍
にＣＣＤカメラを取り付けておき、車両前方の道路を単
眼視し、その画像を処理することによって本制御におけ
る道路形状の対象となる走行車線を抽出し、その画像デ
ータから車線内に於ける自車の位置並びに方向を判別す
る。本制御要領について、図１７の車両走行説明図及び
図１８のブロック図を参照して以下に示す。
は、走行レーンに対する車両の位置に応答する。本制御
を行うために、車両の運転席の上部のルームミラー近傍
にＣＣＤカメラを取り付けておき、車両前方の道路を単
眼視し、その画像を処理することによって本制御におけ
る道路形状の対象となる走行車線を抽出し、その画像デ
ータから車線内に於ける自車の位置並びに方向を判別す
る。本制御要領について、図１７の車両走行説明図及び
図１８のブロック図を参照して以下に示す。
【００４３】まず、道路形状検出手段５１で、前記した
ＣＣＤカメラにより撮影した車両進行方向の道路形状を
通常の画像処理を行って、本制御における道路形状の検
出対象としての車線ＲＬを抽出する。その道路形状（車
線ＲＬ）の情報は、最大横移動量算出手段５２に入力さ
れる。ＣＣＤカメラに代えて、地図情報を備えたＧＰＳ
その他のナビゲーションシステムを用いることもでき
る。
ＣＣＤカメラにより撮影した車両進行方向の道路形状を
通常の画像処理を行って、本制御における道路形状の検
出対象としての車線ＲＬを抽出する。その道路形状（車
線ＲＬ）の情報は、最大横移動量算出手段５２に入力さ
れる。ＣＣＤカメラに代えて、地図情報を備えたＧＰＳ
その他のナビゲーションシステムを用いることもでき
る。
【００４４】最大横移動量算出手段５２では、車両Ｗが
左右の両車線ＲＬ内に留まるために可能な横移動範囲を
求める。なお、横移動範囲については車両Ｗの左右両側
が対象となるが、図１７における右側について示し、左
側については同様であることから省略する。この最大横
移動量算出手段５２では、上記道路形状の検出値から、
車両Ｗの右端とその右側の車線ＲＬとの間の距離を算出
し、それを最大横移動量Ｓmaxとして、舵角比算出手段
５３に出力する。
左右の両車線ＲＬ内に留まるために可能な横移動範囲を
求める。なお、横移動範囲については車両Ｗの左右両側
が対象となるが、図１７における右側について示し、左
側については同様であることから省略する。この最大横
移動量算出手段５２では、上記道路形状の検出値から、
車両Ｗの右端とその右側の車線ＲＬとの間の距離を算出
し、それを最大横移動量Ｓmaxとして、舵角比算出手段
５３に出力する。
【００４５】また、横移動量予測値算出手段５４にて、
ｔ秒後の車両Ｗ（図３の想像線）の横移動量予測値Ｓex
pを求め、舵角比算出手段５３に出力する。この横移動
量予測値Ｓexpの算出は、車速Ｖ及び転舵角θの検出値
から可能である。なお、時間ｔは、車速及び車両特性に
応じて設定するが、例えば１秒前後に設定すると良い。
ｔ秒後の車両Ｗ（図３の想像線）の横移動量予測値Ｓex
pを求め、舵角比算出手段５３に出力する。この横移動
量予測値Ｓexpの算出は、車速Ｖ及び転舵角θの検出値
から可能である。なお、時間ｔは、車速及び車両特性に
応じて設定するが、例えば１秒前後に設定すると良い。
【００４６】舵角比算出手段５３では、車速Ｖ及び転舵
角θに基づき基準舵角比指令値Ｋを算出し、それに修正
係数Ｒを乗じる。修正係数Ｒを選択するためのパラメー
タは、上記最大横移動量Ｓmaxと横移動量予測値Ｓexpと
の比に基づく。この場合、図１９に示されるように、そ
のためのマップＭ3は、この比が１に近づくにつれて、
修正係数Ｒを漸進的に増大させるように設定される。
角θに基づき基準舵角比指令値Ｋを算出し、それに修正
係数Ｒを乗じる。修正係数Ｒを選択するためのパラメー
タは、上記最大横移動量Ｓmaxと横移動量予測値Ｓexpと
の比に基づく。この場合、図１９に示されるように、そ
のためのマップＭ3は、この比が１に近づくにつれて、
修正係数Ｒを漸進的に増大させるように設定される。
【００４７】このように、レーン区画線と車両と間の間
隔に対する、予想される車両の横方向の変位の比が増大
するにつれて舵角比を増大させることにより、車両が走
行レーンから逸脱するのが防止される。これは、車両に
走行レーン内に留まろうとする傾向を与えるもので、運
転者は、従来の車両に比較して、少ない労力で走行レー
ンを維持できることを意味する。
隔に対する、予想される車両の横方向の変位の比が増大
するにつれて舵角比を増大させることにより、車両が走
行レーンから逸脱するのが防止される。これは、車両に
走行レーン内に留まろうとする傾向を与えるもので、運
転者は、従来の車両に比較して、少ない労力で走行レー
ンを維持できることを意味する。
【００４８】図２０及び２１に示された第４の実施例に
よって、同様の目的を、やや異なる構成により達成する
ことができる。先ず、ＣＣＤカメラ等により車両の前方
を監視し、ｔ秒後の車両の目標横位置Ｐtar（車線ＲＬ
に対する横方向の距離であって良い）をもとめ。これ
を、車速Ｖ及び転舵角θの検出値から算出されるｔ秒後
の車両の横方向位置予測値Ｐexpと比較する。舵角比算
出手段５３は、車速Ｖ及び転舵角θに基づき基準舵角比
指令値Ｋを算出し、それに修正係数Ｒを乗じる。修正係
数Ｒを選択するためのパラメータは、上記目標横位置Ｐ
tarと横方向位置予測値Ｐexpとの間の偏差に基づく。こ
の場合、図２２に示されるように、マップは、この偏差
が小さくなるにつれて、修正係数Ｒを漸進的に増大させ
るように設定される。この場合も、車両が走行レーンか
ら逸脱することが予想される場合に舵角比を増大させる
ことにより、車両が走行レーンから逸脱するのが防止さ
れる。これは、車両に走行レーン内に留まろうとする傾
向を与えるもので、運転者は、従来の車両に比較して、
少ない労力で走行レーンを維持できることを意味する。
よって、同様の目的を、やや異なる構成により達成する
ことができる。先ず、ＣＣＤカメラ等により車両の前方
を監視し、ｔ秒後の車両の目標横位置Ｐtar（車線ＲＬ
に対する横方向の距離であって良い）をもとめ。これ
を、車速Ｖ及び転舵角θの検出値から算出されるｔ秒後
の車両の横方向位置予測値Ｐexpと比較する。舵角比算
出手段５３は、車速Ｖ及び転舵角θに基づき基準舵角比
指令値Ｋを算出し、それに修正係数Ｒを乗じる。修正係
数Ｒを選択するためのパラメータは、上記目標横位置Ｐ
tarと横方向位置予測値Ｐexpとの間の偏差に基づく。こ
の場合、図２２に示されるように、マップは、この偏差
が小さくなるにつれて、修正係数Ｒを漸進的に増大させ
るように設定される。この場合も、車両が走行レーンか
ら逸脱することが予想される場合に舵角比を増大させる
ことにより、車両が走行レーンから逸脱するのが防止さ
れる。これは、車両に走行レーン内に留まろうとする傾
向を与えるもので、運転者は、従来の車両に比較して、
少ない労力で走行レーンを維持できることを意味する。
【００４９】
【発明の効果】このように本発明によれば、与えられた
道路条件に対する車両の状態に応じて舵角比を制御する
ことから、例えば、低い路面μの状態で走行する場合に
は舵角比を大きくし、通常の舵角比のままで操舵すると
操向車輪を転舵し過ぎてしまう虞れを解消することがで
きる。また、操向車輪の横力使用率の増大に応じて舵角
比を増大させて、切り過ぎを防止したり、車線までの最
大横移動量に対する所定時間後における横移動量予測値
の比率の増大に応じて舵角比を増大させたり、横移動量
予測値と所定時間後における横移動量実測値との偏差の
減少に応じて舵角比を増大させることにより、車線から
の逸脱を抑制することができ、運転者に対する車両制御
上の負担を軽減することができる。
道路条件に対する車両の状態に応じて舵角比を制御する
ことから、例えば、低い路面μの状態で走行する場合に
は舵角比を大きくし、通常の舵角比のままで操舵すると
操向車輪を転舵し過ぎてしまう虞れを解消することがで
きる。また、操向車輪の横力使用率の増大に応じて舵角
比を増大させて、切り過ぎを防止したり、車線までの最
大横移動量に対する所定時間後における横移動量予測値
の比率の増大に応じて舵角比を増大させたり、横移動量
予測値と所定時間後における横移動量実測値との偏差の
減少に応じて舵角比を増大させることにより、車線から
の逸脱を抑制することができ、運転者に対する車両制御
上の負担を軽減することができる。
【図１】本発明が適用された車両操舵装置の概略構成
図。
図。
【図２】本発明が適用された可変ギア比操舵装置の構成
を示す断面図。
を示す断面図。
【図３】軸部の分解斜視図。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】本可変ギア比操舵装置の作動原理を説明するた
めの説明図。
めの説明図。
【図６】本可変ギア比操舵装置の舵角比特性線図。
【図７】舵角比特性線図。
【図８】走行速度とハンドル回転角の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図９】本発明の第１実施例に於ける路面μの状態に応
じた制御のブロック図。
じた制御のブロック図。
【図１０】舵角比算出手段４２での制御要領を示す図。
【図１１】コーナリングパワーと路面摩擦係数との関係
線図。
線図。
【図１２】内部モデルの設定に関わるフロー図。
【図１３】舵角量に対する車両状態量の増加線図。
【図１４】路面摩擦係数の判定マップ。
【図１５】本発明の第２実施例に於ける前輪横力使用率
に応じて舵角比を変化させる制御のブロック図。
に応じて舵角比を変化させる制御のブロック図。
【図１６】舵角比算出手段４７での制御要領を示す図。
【図１７】本発明の第３実施例に於ける車両走行説明
図。
図。
【図１８】車線逸脱抑制制御を行うためのブロック図。
【図１９】舵角比算出手段５３での制御要領を示す図。
【図２０】本発明の第４実施例に於ける車両走行説明
図。
図。
【図２１】車線逸脱抑制制御を行うためのブロック図。
【図２２】舵角比算出手段５３での制御要領を示す図。
１ 操舵輪 １１ 入力軸 １３ａ 上部ケーシング １３ｂ 下部ケーシング １４ 支持部材 １６ カプリング部材 １７ 出力軸 １９ 中間軸 ３５ 制御装置 ４１ 路面状態推定手段 ４２ 舵角比算出手段 ４３ 舵角比実行手段 ４４ 車両 ４５ 等価摩擦円設定手段 ４６ 横力使用率算出手段 ４７ 舵角比算出手段 ５１ 道路形状検出手段 ５２ 最大横移動量算出手段 ５３ 舵角比算出手段 ５４ 横移動量予測値算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00
Claims (7)
- 【請求項１】 操舵輪への操舵入力角の転舵可能輪の操
舵出力角に対する比を変更可能な車両用可変舵角比操舵
装置であって、 操舵入力を入力するためにケーシングに回転可能に支持
された入力軸と、 操舵出力を転舵可能輪に伝達するために前記ケーシング
に回転可能に支持された出力軸と、 回転力を前記出力軸に伝達するために前記入力軸と前記
出力軸との間に設けられた舵角比変更手段と、 与えられた道路条件に対する車両の状態に応じて、前記
舵角比変更手段により達成されるべき舵角比を決定する
ための制御手段とを有することを特徴とする操舵装置。 - 【請求項２】 路面摩擦係数を検出するための手段を更
に有し、所定値より低い路面摩擦係数を検出したとき
に、前記制御手段が前記舵角比を増大させることを特徴
とする請求項１に記載の操舵装置。 - 【請求項３】 現在の走行レーンを逸脱することなく横
移動可能な距離を算出するための最大横移動量算出手段
と、当該車両の横方向の移動量を予測するための手段と
を更に有し、算出された最大横移動量に対する、予測横
方向移動量の比が大きくなるにつれて、前記制御手段が
前記舵角比を増大させることを特徴とする請求項１に記
載の操舵装置。 - 【請求項４】 現在の走行レーンに対する当該車両の目
標位置を決定するための手段と、現在の走行状態から当
該車両の位置を予測するための手段とを更に有し、予測
車両位置が目標車両位置からの変位が小さくなるにつれ
て、前記制御手段が前記舵角比を増大させることを特徴
とする請求項１に記載の操舵装置。 - 【請求項５】 前記操舵入力角が増大したときに、前記
舵角比を減少させるべく、前記舵角比変更手段が適合さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。 - 【請求項６】 車速センサを更に有し、前記制御手段
が、検出された車速に応じて前記舵角比を変更するべく
適合されていることを特徴とする請求項１に記載の操舵
装置。 - 【請求項７】 操舵輪への操舵入力角の転舵可能輪の操
舵出力角に対する比を変更可能な車両用可変舵角比操舵
装置であって、 操舵入力を入力するためにケーシングに回転可能に支持
された入力軸と、 操舵出力を転舵可能輪に伝達するために前記ケーシング
に回転可能に支持された出力軸と、 回転力を前記出力軸に伝達するために前記入力軸と前記
出力軸との間に設けられた舵角比変更手段と、 前記転舵可能輪の横力使用率又は横Ｇ使用率を検出する
ための手段と、 前記舵角比変更手段により達成されるべき舵角比を決定
するための制御手段とを有し、 前記横力使用率又は横Ｇ使用率が１に近づいたときに、
前記制御手段が前記舵角比を増大させることを特徴とす
る操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21575798A JP4015759B2 (ja) | 1997-08-01 | 1998-07-30 | 車両用可変舵角比操舵装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-208032 | 1997-08-01 | ||
| JP20803297 | 1997-08-01 | ||
| JP21575798A JP4015759B2 (ja) | 1997-08-01 | 1998-07-30 | 車両用可変舵角比操舵装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007203442A Division JP4505484B2 (ja) | 1997-08-01 | 2007-08-03 | 車両用可変舵角比操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1199956A true JPH1199956A (ja) | 1999-04-13 |
| JP4015759B2 JP4015759B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=26516603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21575798A Expired - Lifetime JP4015759B2 (ja) | 1997-08-01 | 1998-07-30 | 車両用可変舵角比操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4015759B2 (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001114120A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-24 | Koyo Seiko Co Ltd | 車両用操舵装置 |
| JP2001341627A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 路面状態推定装置 |
| US6527079B2 (en) | 2000-03-29 | 2003-03-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Control unit for an electrical-motor-driven power steering apparatus |
| EP1357007A2 (en) | 2002-04-23 | 2003-10-29 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Wheel grip factor estimation apparatus |
| WO2003099635A1 (fr) | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
| WO2003099636A1 (fr) | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
| US6705420B2 (en) | 2001-10-12 | 2004-03-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Steering angle ratio control system and method |
| US6925371B2 (en) | 2002-04-23 | 2005-08-02 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Vehicle motion control apparatus |
| US6931313B2 (en) | 2003-09-12 | 2005-08-16 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Vehicular steering device |
| US6941213B2 (en) | 2002-10-11 | 2005-09-06 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Road condition estimation apparatus |
| US6952635B2 (en) | 2002-10-11 | 2005-10-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Road condition estimation apparatus |
| GB2415175A (en) * | 2004-06-15 | 2005-12-21 | Ford Global Tech Llc | Vehicle steering ratio control |
| JP2006123832A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Advics:Kk | 車両の操舵制御装置 |
| JP2006232115A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
| JP2006312421A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Toyota Motor Corp | 車両制御装置 |
| US7191048B2 (en) | 2003-09-03 | 2007-03-13 | Advics Co., Ltd. | Vehicle motion control apparatus |
| WO2007074714A1 (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-05 | Honda Motor Co., Ltd. | 車両の制御装置 |
| US7398145B2 (en) | 2003-09-05 | 2008-07-08 | Jtekt Corporation | Wheel grip factor estimating apparatus and vehicle motion control apparatus |
| US7596440B2 (en) | 2004-05-31 | 2009-09-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Steering apparatus and steering ratio control method for automotive vehicle |
| JP2009241721A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Advics Co Ltd | 車両の車輪横力推定装置 |
| JP2010149740A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両運動制御装置 |
| JP2011079419A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Nissan Motor Co Ltd | タイヤ状態推定装置 |
| JP2012035709A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Nissan Motor Co Ltd | 操舵制御装置 |
| JPWO2011161777A1 (ja) * | 2010-06-23 | 2013-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両走行制御装置 |
| US11458964B2 (en) * | 2018-01-10 | 2022-10-04 | Hitachi Astemo, Ltd. | Driver assistance device, driver assistance method, and driver assistance system |
-
1998
- 1998-07-30 JP JP21575798A patent/JP4015759B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001114120A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-24 | Koyo Seiko Co Ltd | 車両用操舵装置 |
| US6527079B2 (en) | 2000-03-29 | 2003-03-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Control unit for an electrical-motor-driven power steering apparatus |
| JP2001341627A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 路面状態推定装置 |
| JP4527244B2 (ja) * | 2000-05-31 | 2010-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 路面状態推定装置 |
| US6705420B2 (en) | 2001-10-12 | 2004-03-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Steering angle ratio control system and method |
| US6925371B2 (en) | 2002-04-23 | 2005-08-02 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Vehicle motion control apparatus |
| EP1357007A2 (en) | 2002-04-23 | 2003-10-29 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Wheel grip factor estimation apparatus |
| US6895317B2 (en) | 2002-04-23 | 2005-05-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Wheel grip factor estimation apparatus |
| WO2003099636A1 (fr) | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
| US7260458B2 (en) | 2002-05-27 | 2007-08-21 | Jtekt Corporation | Steering device |
| WO2003099635A1 (fr) | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
| US6941213B2 (en) | 2002-10-11 | 2005-09-06 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Road condition estimation apparatus |
| US6952635B2 (en) | 2002-10-11 | 2005-10-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Road condition estimation apparatus |
| US7191048B2 (en) | 2003-09-03 | 2007-03-13 | Advics Co., Ltd. | Vehicle motion control apparatus |
| DE102004042188B4 (de) * | 2003-09-03 | 2011-09-15 | Advics Co., Ltd. | Fahrzeugbewegungssteuergerät |
| US7398145B2 (en) | 2003-09-05 | 2008-07-08 | Jtekt Corporation | Wheel grip factor estimating apparatus and vehicle motion control apparatus |
| US6931313B2 (en) | 2003-09-12 | 2005-08-16 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Vehicular steering device |
| DE102005024125B4 (de) * | 2004-05-31 | 2010-07-22 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama-shi | Lenkeinrichtung und Lenkverhältnissteuerverfahren für Kraftfahrzeuge |
| US7596440B2 (en) | 2004-05-31 | 2009-09-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Steering apparatus and steering ratio control method for automotive vehicle |
| US7073622B2 (en) | 2004-06-15 | 2006-07-11 | Ford Global Technologies, Llc | On and off road steering ratios |
| GB2415175B (en) * | 2004-06-15 | 2007-09-12 | Ford Global Tech Llc | A steering system for a motor vehicle |
| GB2415175A (en) * | 2004-06-15 | 2005-12-21 | Ford Global Tech Llc | Vehicle steering ratio control |
| JP4630039B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2011-02-09 | 株式会社アドヴィックス | 車両の操舵制御装置 |
| JP2006123832A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Advics:Kk | 車両の操舵制御装置 |
| JP2006232115A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
| JP4696671B2 (ja) * | 2005-05-09 | 2011-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| JP2006312421A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Toyota Motor Corp | 車両制御装置 |
| WO2007074714A1 (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-05 | Honda Motor Co., Ltd. | 車両の制御装置 |
| US8050822B2 (en) | 2005-12-27 | 2011-11-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Controller of vehicle |
| JP2009241721A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Advics Co Ltd | 車両の車輪横力推定装置 |
| JP2010149740A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両運動制御装置 |
| JP2011079419A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Nissan Motor Co Ltd | タイヤ状態推定装置 |
| JPWO2011161777A1 (ja) * | 2010-06-23 | 2013-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両走行制御装置 |
| JP5338983B2 (ja) * | 2010-06-23 | 2013-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車両走行制御装置 |
| JP2012035709A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Nissan Motor Co Ltd | 操舵制御装置 |
| US11458964B2 (en) * | 2018-01-10 | 2022-10-04 | Hitachi Astemo, Ltd. | Driver assistance device, driver assistance method, and driver assistance system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4015759B2 (ja) | 2007-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4015759B2 (ja) | 車両用可変舵角比操舵装置 | |
| US6155377A (en) | Variable gear ratio steering system | |
| JP3517833B2 (ja) | 可変舵角比操舵装置及び電動パワーステアリング装置を有する車両 | |
| US8055409B2 (en) | Power steering system and control method of the same | |
| US7373230B2 (en) | Steering assist apparatus and method for vehicle | |
| EP0858942B1 (en) | Steering apparatus for vehicle | |
| JP3521249B2 (ja) | 自動車の舵取り装置 | |
| US7066295B2 (en) | Vehicle steering apparatus and control method therefor | |
| EP1800994B1 (en) | Controller of electric power steering device of vehicle in which steered wheels are driven | |
| US20060091727A1 (en) | Turning behavior control device for vehicle | |
| EP1742124B1 (en) | Servo controller comprising two integrators for reducing phase delay | |
| US20050278096A1 (en) | Driving support system and method | |
| WO2006134789A1 (ja) | 車両の操舵装置 | |
| JP5087920B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| CN111591341B (zh) | 电动助力转向装置 | |
| JP4505484B2 (ja) | 車両用可変舵角比操舵装置 | |
| JP4007711B2 (ja) | 車両の操舵制御装置 | |
| JP3794173B2 (ja) | パワーステアリング制御装置 | |
| JP4545054B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP3877387B2 (ja) | 車両の可変舵角比操舵装置 | |
| JP2013082319A (ja) | 車両の走行制御装置 | |
| JPH1111332A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP4524641B2 (ja) | 車両操舵装置 | |
| JP7247950B2 (ja) | 車両用ステアリングシステム | |
| US11697455B2 (en) | Turning system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070612 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070803 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070821 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070914 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110921 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110921 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120921 Year of fee payment: 5 |