(57)【特許請求の範囲】
【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（ステアリング舵角／前輪舵角）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。
【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。
【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、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。
【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。
【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。
【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 To 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（ステアリング舵角／前輪舵角）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、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、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１０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ttc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Ｓ１６へ進み、mode＝２になるとステップＳ２１へ進み、mode＝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mode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Ｓ１９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Ｓ２４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ＴＴＣ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ＴＴＣ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(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Ks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ＴＴＣｌ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。
(1)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
(2)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。(2)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Ｓ９→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Ｓ２２→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Ｓ２６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
【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】
0003707426.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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