(57)【要約】【課題】車両の運転性能の向上を図る。【解決手段】制御装置２０は、車速センサ１５によって検出された車速Ｖに基づいて基本ステアリングギヤ比を設定するとともに、圧力センサ１４によって検出されたステアリング把持力Ｈに基づいてギヤ比補正係数を設定し、その設定した基本ステアリングギヤ比とギヤ比補正係数とを乗じることによりステアリングギヤ比を設定する。  摩擦係数の低い路面における低速走行中であっても、違和感を生じさせないような操舵が可能となり、車両の運転性能の向上を図ることができる。【選択図】図３
2010188770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵手段の操作量に対する操向輪の転舵量の比であるステアリングギヤ比を可変設定できる舵角比可変制御装置において、
前記操舵手段を把持して操作する操作者の把持力を検出する把持力検出手段と、
前記舵角比可変制御装置が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記把持力検出手段によって検出される把持力および前記車速検出手段によって検出される車速に基づいて、ステアリングギヤ比を設定する制御手段と、を備えること
を特徴とする舵角比可変制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記車速検出手段の検出結果が所定以下の低車速である場合において、前記把持力検出手段の検出する把持力が小さいときは(S2→Yes)、前記ステアリングギヤ比を小さく設定(S3)して、ステアリングの特性をスローにすること
を特徴とする請求項１に記載の舵角比可変制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵手段の操作量に対する操向輪の転舵量の比であるステアリングギヤ比を可変設定できる舵角比可変制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールと操向輪を転舵するための舵取り機構との機械的な結合をなくし、ステアリングホイールの操作方向および操作量を検出するとともに、その検出結果に基づいて、舵取り機構に電動モータ等のアクチュエータからの駆動力を与えるようにした車両用操舵装置が提案されている。
【０００３】
このような構成の車両用操舵装置においては、ステアリングホイールと舵取り機構とが機械的に連結されていないので、ステアリングホイールの操作量に対する操向輪の転舵量の比であるステアリングギヤ比を、たとえば車速に応じて可変設定することができる。
この場合、高速走行時にはステアリングギヤ比が小さく設定され、低速走行時にはステアリングギヤ比が大きく設定される。これにより、高速走行時には、車両のふらつきを抑えることができ、極低速走行時には、例えば、車庫入れ時、幅寄せ時等のステアリング操作の煩わしさを軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１４２３３０号公報
【特許文献２】特開２００１−１１４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車速のみに応じてステアリングギヤ比を可変設定すると、雪道などの摩擦係数の低い路面（低μ路）を走行する場合であってもなくても、低速であればステアリングギヤ比が大きく設定される。このため、雪道などでは路面反力が小さいことから、ドライバの微妙なステアリング操作に対して、普通のμの路面のとき以上に、換言すると、ドライバが意図している以上に操向輪が大きく転舵され、その結果、ドライバに違和感を生じさせることがある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、車両の運転性能の向上を図ることができる舵角比可変制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、操舵手段の操作量に対する操向輪の転舵量の比であるステアリングギヤ比を可変設定できる舵角比可変制御装置において、前記操舵手段を把持して操作する操作者の把持力を検出する把持力検出手段と、前記舵角比可変制御手段が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段と、前記把持力検出手段によって検出される把持力および前記車速検出手段によって検出される車速に基づいて、ステアリングギヤ比を設定する制御手段と、を備えることを特徴とする舵角比可変制御装置である。
【０００８】
この構成によれば、車速およびステアリング把持力に応じてステアリングギヤ比が可変設定される。これにより、雪道などでも違和感を生じさせないような操舵が可能となる。
すなわち、低μ路では操舵力が軽いため、ドライバがステアリングを握る強さや掌で押す面圧が減少する。このときはステアレシオをスローに設定することで、操舵に対する前輪切れ角を減らすことで、ドライバの意図を汲み取るようにした。
【発明の効果】
【０００９】
このような舵角比可変制御装置によれば、車両の運転性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態に係る舵角比可変制御装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】車速と基本ステアリングギヤ比との関係を示すグラフである。
【図３】ギヤ比補正係数Ｋを決定する流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る舵角比可変制御装置の構成を説明するための概念図である。この舵角比可変制御装置は、ステアリングホイール（操舵手段）１の回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータ２の動作をステアリングギヤ３によって前部左右車輪４（操向輪）の転舵運動に変換することによって、ステアリングホイール１とステアリングギヤ３とを機械的に連結することなく、操舵を達成している。この場合に、操舵用アクチュエータ２およびステアリングギヤ３などにより、舵取り機構が構成されている。
【００１２】
操舵用アクチュエータ２は、たとえば公知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成することができる。ステアリングギヤ３は、操舵用アクチュエータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド５の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換する運動変換機構（ボールねじ機構など）を有する。ステアリングロッド５の運動は、タイロッド６を介してナックルアーム７に伝達され、このナックルアーム７の回動を引き起こす。これにより、ナックルアーム７に支持された車輪４の転舵が達成される。
【００１３】
ステアリングホイール１は、車体に対して回転可能に支持された回転シャフト８に連結されている。この回転シャフト８には、ステアリングホイール１に操舵反力を与えるための反力アクチュエータ９が付設されている。具体的には、反力アクチュエータ９は、回転シャフト８と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータにより構成することができる。回転シャフト８のステアリングホイール１とは反対側の端部には、渦巻きばねなどからなる弾性部材１０が車体との間に結合されている。この弾性部材１０は、反力アクチュエータ９がステアリングホイール１にトルクを付加していないときに、その弾性力によって、ステアリングホイール１を直進操舵位置に復帰させる。
【００１４】
ステアリングホイール１の操作入力値を検出するために、回転シャフト８の回転角に対応する操作角δhを検出するための角度センサ１１が設けられている。また、回転シャフト８には、ステアリングホイール１に加えられた操作トルクＴを検出するためのトルクセンサ１２が設けられている。一方、操舵用アクチュエータ２の出力値を検出するための出力値センサとして、車輪４の転舵角δを検出する転舵角センサ１３が設けられている。この転舵角センサ１３は、操舵用アクチュエータ２によるステアリングロッド５の作動量を検出するポテンショメータなどで構成することができる。さらに、ドライバ（操作者）のステアリング把持力Ｈを検出するために、ステアリングホイール１には、圧力センサ（把持力検出手段）１４が設けられている。
なお、ステアリング把持力Ｈは、ステアリングホイール１を握る力を主として意味するが、この把持力には、ステアリングホイール１を手のひらで押す力（面圧）なども含むものである。
【００１５】
角度センサ１１、トルクセンサ１２、転舵角センサ１３および圧力センサ１４は、コンピュータを含むステアリング系制御装置（以下適宜「制御装置」という）２０に接続されている。この制御装置２０には、さらに、車速Ｖを検出する車速センサ（車速検出手段）１５とが接続されている。
制御装置２０は、トルクセンサ１２によって検出された操作トルクＴおよび角度センサ１１によって検出された操作角δhなどに基づき、駆動回路２１を介して、ステアリングホイール１の操作方向と逆方向の適当な反力を発生するように反力アクチュエータ９を制御する。
【００１６】
また、制御装置２０は、駆動回路２２を介して操舵用アクチュエータ２を制御する。具体的に説明すると、制御装置２０は、たとえば、車速センサ１５によって検出された車速Ｖに基づいて基本ステアリングギヤ比Ｐを設定するとともに、圧力センサ１４によって検出されたステアリング把持力Ｈに基づいてギヤ比補正係数Ｋを設定し、その設定した基本ステアリングギヤ比Ｐとギヤ比補正係数Ｋとを乗じることにより、ステアリングホイール１の操作量に対する車輪４の転舵量の比であるステアリングギヤ比Ｋ・Ｐを設定する。そして、その設定したステアリングギヤ比Ｋ・Ｐを操作角δhに乗じることによって目標転舵角δ* を求め、この目標転舵角δ* に基づいて操舵用アクチュエータ２をフィードバック制御する。
【００１７】
基本ステアリングギヤ比Ｐは、たとえば、図２に示すようなグラフに従って設定される。すなわち、車速Ｖが遅いときには、基本ステアリングギヤ比Ｐは大きく設定され、車速Ｖが速いときには、基本ステアリングギヤ比Ｐは小さく設定され、この例では、基本ステアリングギヤ比Ｐは車速Ｖの増加に応じて単調に小さくなるような線形に設定されている。換言すると、ステアリング特性は、低速ではクイック、高速ではスローになる。
【００１８】
図３は、ギヤ比補正係数Ｋを決定する流れを示すフローチャートである。
圧力センサ１４によりステアリング把持力Ｈを検出し（ステップＳ１）、ステアリング把持力Ｈが小さいか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、前提として、制御装置２０により、車速は、所定以下の低車速（例えば５ｋｍ／ｈ以下）であると判定されているものとする。
ステアリング把持力Ｈが小さい場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、路面の摩擦係数μが低いと推定し、ギヤ比補正係数Ｋを小さく、つまりステアリング特性をスローに設定する（ステップＳ３）。一方、ステアリング把持力Ｈが大きい場合には（ステップＳ２でＮＯ）、路面の摩擦係数μが高い（低くはない）と推定し、ギヤ比補正係数Ｋを大きく、つまりステアリング特性をクイックに設定する（ステップＳ４）。ちなみに、ステップＳ４は、この例では、ステアリング特性を車速に応じた通常のものにするということでもある。
【００１９】
したがって、基本ステアリングギヤ比Ｐとギヤ比補正係数Ｋとを乗じて設定されるステアリングギヤ比Ｋ・Ｐは、所定以下の低車速走行中（据え切り時を含む）にステアリングホイール１が比較的緩やかに把持された場合には小さく設定される（ステップＳ３）。これにより、車輪４の転舵量が抑制されて、雪道などの低μ路において、ドライバの意図した以上に転舵されてしまうという課題が解決される。
【００２０】
なお、図２のフローチャートは、所定の短い制御サイクルに従って繰り返して実行される。このため、例えば、弱く握って操舵していたステアリングホイール１を、ドライバが途中から強く握って操舵しだした場合、把持力Ｈの変化は直ちに制御に反映されて（ステップＳ２でＮＯ）、ステアリング特性はクイックに設定され（ステップＳ４）、ドライバの意図を汲み取った、キビキビとした操舵が可能となる。また、その逆に、強く握って操舵していたステアリングホイール１を、ドライバが途中から弱く握って操舵しだした場合、把持力Ｈの変化は直ちに制御に反映されて（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステアリング特性はスローに設定され（ステップＳ３）、ドライバの意図を汲み取った、正確な操舵が可能となる。なお、フローチャートには示さないが、車速が所定以下の低車速ではなくなった場合も、その車速の変化は直ちに制御に反映され、ステアリング特性は、車速に応じたものに設定される。
【００２１】
ちなみに、車庫入れ時、幅寄せ時など極低速やすえ切り時には車速が遅く、かつ、ドライバは、ステアリングホイール１を強く握ることから、ステアリングギヤ比Ｋ・Ｐが大きく設定され、持ち替えなく前輪切れ角を確保することができる。
【００２２】
なお、本発明は、ステアリングホイールと舵取り機構とが機械的に連結されていない前記した特許文献１、２に記載されたようなステアバイワイヤによる車両用操舵装置だけではなく、機械的に連結された特開２００１−２６０９２４号公報に記載のような装置にも適用することができる。
また、把持力Ｈに応じてステアリングギヤ比を設定するようにしてもよい。例えば、所定以下の低車速時において、圧力センサ１４を介して検出した把持力Ｈが小さいほど、ステアリング特性がよりスローになるようにステアリングギヤ比を設定するようにしてもよい。
また、所定以下の低車速における所定の値を５ｋｍ／ｈとしたが、例えば１０ｋｍ／ｈとしてもよい。
【００２３】
また、把持力Ｈとステアリング特性の関係を前記したものとは逆にして、把持力Ｈが強い場合にステアリング特性がスローになるようなものにしても、つまり、各人の運転感覚にマッチするようなステアリング特性にしてもよい。ちなみに、特性の切り換えは、特性の切り換えのスイッチを運転席に設けてドラバが適宜操作可能にしておけばよい。
【符号の説明】
【００２４】
１     ステアリングホイール（操舵手段）
２     操舵用アクチュエータ
３     ステアリングギヤ
４     車輪
５     ステアリングロッド
６     タイロッド
７     ナックルアーム
８     回転シャフト
９     反力アクチュエータ
１０   弾性部材
１１   角度センサ
１２   トルクセンサ
１３   転舵角センサ
１４   圧力センサ（把持力検出手段）
１５   車速センサ（車速検出手段）
２０   ステアリング系制御装置（制御手段）
２１   反力アクチュエータ駆動回路
２２   操舵用アクチュエータ駆動回路
【図１】
2010188770.tif 000003
【図２】
2010188770.tif 000004
【図３】
2010188770.tif 000005