(57)【要約】【課題】  操舵時の遊びの発生を未然に防ぐことができるステアリング位置調節装置およびステアリング位置調節方法を提供する。【解決手段】  運転者による前後方向力Ｆhを検出する運転者負荷検出手段（ステップS9、ステップS15）と、運転者による前後方向力Ｆhに基づいて、ステアリングポストの遊びの発生を予測する遊び発生予測手段（ステップS17）と、遊びの発生が予測されたとき、当該遊びを無くすようにステアリング位置駆動手段を駆動制御する遊び防止制御手段（ステップS18）と、を備える。【選択図】      図１６
2006290165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールを片持ち支持するステアリングポストと駆動力伝達手段を介して連結され、ステアリングポストを車両前後方向へ揺動させるステアリング位置駆動手段を有するステアリング位置調節装置において、
運転者が前記ステアリングホイールの車両前後方向に与える力である運転者負荷を検出する運転者負荷検出手段と、
前記運転者負荷に基づいて、前記ステアリングポストの遊びの発生を予測する遊び発生予測手段と、
前記遊びの発生が予測されたとき、当該遊びを無くすように前記ステアリング位置駆動手段を駆動制御する遊び防止制御手段と、
を備えることを特徴とするステアリング位置調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング位置調節装置において、
運転者の操舵状態を検出する操舵状態検出手段を備え、
前記運転者負荷検出手段は、前記操舵状態に基づいて、前記運転者負荷を推定することを特徴とするステアリング位置調節装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のステアリング位置調節装置において、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記運転者負荷検出手段は、前記車速に基づいて前記運転者負荷を推定することを特徴とするステアリング位置調節装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のステアリング位置調節装置において、
運転者の加減速要求を検出する加減速要求検出手段を備え、
前記運転者負荷検出手段は、前記加減速要求に基づいて前記運転者負荷を推定することを特徴とするステアリング位置調節装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のステアリング位置調節装置において、
前記ステアリングホイールの前後方向位置を検出するステアリング位置検出手段を備え、
前記遊び防止制御手段は、前記ステアリング位置に基づいて前記運転者負荷を推定することを特徴とするステアリング位置調節装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のステアリング位置調節装置において、
前記遊び防止制御手段は、前記運転者負荷と前記ステアリングホイールの自重の車両前後方向成分との和が、前記ステアリングポストのフリクションの車両前後方向成分よりも小さいとき、前記ステアリング位置駆動手段を駆動制御することを特徴とするステアリング位置調節装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステアリング位置調節装置において、
前記遊び防止制御手段は、前記ステアリング位置駆動手段の出力を、前記フリクションの車両前後方向成分よりも小さな値に設定することを特徴とするステアリング位置調節装置。
【請求項８】
ステアリングホイールを片持ち支持するステアリングポストと駆動力伝達手段を介して連結され、ステアリングポストを車両前後方向へ揺動させるステアリング位置駆動手段を有するステアリング位置調節装置において、
運転者が前記ステアリングホイールの車両前後方向に与える力である運転者負荷を検出し、検出された運転者負荷に基づいて、前記ステアリングポストの遊びの発生を予測し、遊びの発生が予測されたとき、当該遊びを無くすように前記ステアリング位置駆動手段を駆動制御することを特徴とするステアリング位置調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールの位置を調節するステアリング位置調節装置およびステアリング位置調節方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のステアリング位置調節装置としては、ステアリングホイールを支持するステアリングポストを、モータ等のアクチュエータを用いて車両前後方向へ揺動し、所望のステアリング位置を得るものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平６−３７０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、アクチュエータのトルクを大きくするために歯車等を用いた減速機構が必要であり、この減速機構には、必ずバックラッシによる遊び（ガタ）が生じるため、操舵フィーリングの悪化を招くという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、操舵時の遊びの発生を未然に防ぐことができるステアリング位置調節装置およびステアリング位置調節方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明のステアリング位置調節方法では、
ステアリングホイールを片持ち支持するステアリングポストと駆動力伝達手段を介して連結され、ステアリングポストを車両前後方向へ揺動させるステアリング位置駆動手段を有するステアリング位置調節装置において、
運転者が前記ステアリングホイールの車両前後方向に与える力である運転者負荷を検出し、検出された運転者負荷に基づいて、前記ステアリングポストの遊びの発生を予測し、遊びの発生が予測されたとき、当該遊びを無くすように前記ステアリング位置駆動手段を駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、運転者がステアリングホイールの車両前後方向に与える力から遊びの発生を予測し、その遊びを無くすようにステアリング位置駆動手段を駆動制御するため、操舵時の遊びの発生を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明のステアリング位置調節装置およびステアリング位置調節方法を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
［運転姿勢調節装置］
図１は実施例１のステアリング位置調節装置を適用した運転姿勢調節装置の構成を示す側面図、図２は実施例１のステアリング位置調節装置を適用した運転姿勢調節装置の構成を示す平面図である。
【０００９】
アクセルペダル１１およびブレーキペダル１２は、可動フロア１３に固定され、ブレーキペダル１２はフレキシブルなケーブルであるブレーキ伝達手段１４を介して、ブースタ１５、マスタシリンダ１６と連結している。アクセルペダル１１は電子スロットルであり、図外のエンジンとは機械的に非連結となっている。
【００１０】
可動フロア１３は、運転者用運転者用シート１７のシートクッション１７ａの下方に設置した可動フロアスライドレール１８上に係合し、スライドレール１８のスライド方向（上下方向に勾配を持った車両前後方向）に移動する。そのため、可動フロア１３を移動させたとき、可動フロア１３に固定されたアクセルペダル１１およびブレーキペダル１２の位置（以下、ペダル位置の代表値として運転者の踵の位置を想定したヒールポイントを用いる。）は、可動フロアスライドレール１８と同じ勾配を持った車両前後方向へ動くことになる。また、可動フロア１３を移動させる手段として、モータである可動フロア駆動手段１９が設けられている。
【００１１】
ステアリング２０と転舵ロッド２１は、図２に示すように、フレキシブルなケーブルであるステアリング伝達手段２２を介して連結し、ステアリング位置は自由に動かすことができる。ステアリング２０は、図中のステアリングポスト２０ａの上端部に片持ち支持されている。ステアリングポスト２０ａは、シートクッション１７ａ横下のステアリングポスト支点２３を中心に車両前後方向へ揺動し、ステアリング２０の位置調節を行うことができる。位置調節の方向および範囲は、図１中のステアリング位置移動範囲とする。位置調節はステアリングポスト支点２３と同軸に設置したモータであるステアリング位置駆動手段２４で行う。
【００１２】
また、実施例１では、シートクッション１７ａの高さを調節する機構として、図１に示すように、シートクッション１７ａの下方にＸリンク２５を設けている。Ｘリンク後部支点２５ａは、Ｘリンク後部支点スライドレール２５ｃ上を動くことができ、Ｘリンク前部支点２５ｂは、車両フロア２７に支持されている。Ｘリンク後部支点２５ａには、同軸上のモータであるシート高さ駆動手段２６を設けており、このシート高さ駆動手段２６を駆動することにより、Ｘリンク後部支点２５ａがＸリンク後部支点スライドレール２５ｃ上をスライドし、Ｘリンク２５の角度が変化してシートクッション１７ａは斜め上下方向へ移動する。
【００１３】
運転者のヒップポイント近傍の点（ここでは、シートクッション１７ａとシートバック１７ｂの付け根）をシート基準点としたとき、このシート基準点は、図１のシート基準点移動範囲の範囲上を移動する。なお、可動フロアスライドレール１８は、シートクッション１７ａに固定されているため、シート基準点が上下方向へ移動したときには、これに追従して可動フロア１３も移動する。
【００１４】
実施例１においては、可動フロア駆動手段１９、ステアリング位置駆動手段２４、シート高さ駆動手段２６および可動フロアスライドレール１８、Ｘリンク２５等をすべてシートクッション１７ａの下方に配置し、運転者用シート１７と一体的に構成している。これは、車両に本装置を搭載するときの組み付け作業のしやすさ、シートクッション１７ａの下方スペースの有効利用を狙ったものである。また、可動フロアスライドレール１８をシートクッション１７ａの下方に取り付けることで、可動フロア１３が車両前端側位置である一番低い位置まで移動したとき、車両フロア２７とほぼ同じ位置まで下げることができ、スライド量を大きく取れるというメリットもある。
【００１５】
ヒールポイント、ステアリング位置、シート基準点の位置調節は、それぞれ可動フロア駆動手段１９、ステアリング位置駆動手段２４、シート高さ駆動手段２６を介して姿勢調節手段２８で行う。姿勢調節手段２８は、体格入力手段２９により得られる運転者の体格、キー位置検出手段３０により得られる車両の状態に基づいて、運転者の最適姿勢、アイポイントから各駆動手段の目標値を算出し、各駆動手段の駆動命令を行う。体格入力手段２９は、例えば、車室内のディスプレイ上でタッチパネルにより身長を入力する方法とする。
【００１６】
図３に身長ｈとステアリング位置（代表値としてステアリングポストの角度）の関係を示す。身長が1,450mmから1,900mmの間では、ステアリング位置は身長に比例するよう制御する。図４に、身長とシート基準点位置の関係を示す。身長が1,450mmから1,900mmの間では、シート基準点位置は身長に負の方向に比例するよう制御する。身長が小さい場合は上方へ、小さい場合は下方へ動かすものである。図５に、身長とヒールポイント位置の関係を示す。身長が1,450mmから1,900mmの間では、ヒールポイント位置は身長に比例して制御を行う。
【００１７】
以上の制御により、体格が異なってもアイポイント位置が一定でかつ姿勢を適正化することができる。また、乗降時は乗り降りしやすいよう、各位置を制御する。キーの位置が始動位置以外になった場合、ステアリング位置は図１に示すＰ３の位置へ、シート基準点の位置は図４に示す一番下のＳ２の位置へ、ヒールポイントは図５に示す最前位置Ｈ２の位置へ動かすものとする。
【００１８】
また、姿勢調節手段２８は、操舵角度検出手段（操舵状態検出手段）３１により検出されたステアリングホイール２０の操舵角度θと、車速検出手段３２により検出された車速Ｖと、操舵力検出手段（操舵状態検出手段）３３により検出された運転者の操舵力Ｆsと、ブレーキ量検出手段（加減速要求検出手段）３４により検出された運転者のブレーキ量Ｂと、を読み込み、後述するステアリングポスト２０ａの遊び防止制御を行う。
【００１９】
［ステアリングポストのガタについて］
図１，２に示したステアリングポスト支点２３の軸およびステアリング位置駆動手段２４の駆動軸には、図６に示すように、駆動力伝達手段として、ステアリングポスト支点歯車２３ａとこれに噛み合うステアリング位置駆動手段歯車２４ａとが設けられている。そして、ステアリング位置駆動手段２４の出力トルクは、歯車２４ａ，２３ａを介してステアリングポスト２０ａへ伝達される。ここで、ステアリング位置駆動手段歯車２４ａとステアリングポスト支点歯車２３ａは、加工精度によるクリアランスを有するため、図中のガタ量分のガタ（遊び）が発生する可能性がある。一方、バックラッシをゼロにする歯車の使用も考えられるが、これは高い加工精度を必要とするため高価であり、ここではある程度のバックラッシを持つ一般的な歯車を想定している。また、ステアリング位置駆動手段２４は駆動力を発生していない場合は逆入力で回転しないものとする。
【００２０】
図６には、ステアリングホイール周りに作用する力を示している。ステアリングポスト重心点において、運転者による前後方向力（運転者荷重）をＦh、自重による前後方向力（自重の車両前後方向成分）をＦmとする。また、ステアリングポスト支点２３には軸周りのフリクションがあり、このフリクションによる前後方向力（フリクションの車両前後方向成分）をＦfとする。
【００２１】
［非操舵時のＣＷ接触状態］
通常走行状態（操舵していない、かつ急ブレーキを掛けていない状態）においては、運転者はステアリング前後方向に力を掛けておらず、自重による前後方向力Ｆmにより、ステアリングには車両後方に力が作用していることになる。図７に、この状態でのステアリングポスト支点歯車２３ａとステアリング位置駆動手段歯車２４ａの接触状態を示す。ステアリングポスト支点歯車２３ａ下面とステアリング位置駆動手段歯車２４ａ上面とが噛み合っている。この状態をＣＷ（時計方向）接触状態と定義する。このＣＷ接触状態では、歯車２３ａ，２４ａの噛み合いにより、ステアリングを手前に引いてもガタは発生しないが、ステアリング前方に強い力で押した場合は歯車２３ａ，２４ａの隙間によりガタが発生する。
【００２２】
ここで、補足説明を行うと、図７のステアリング位置駆動手段歯車２４ａは、実際にはモータに直結したウオームギアであり、図７に示す通常の歯車を使用した場合に比べ、減速比が非常に高くなっている（モータ１回転で、ステアリングポスト側の歯車１個分が回転）。このため、ステアリングポスト２０ａに荷重をかけても、ウオームギアにより増加されたモータのフリクションを荷重が超えなければ、ステアリングポスト２０ａは動くことはない。この荷重は実際には500Kg程度かけても動かない。一方、ステアリングポスト２０ａのギアとウオームギアのガタ分だけは残るので、実施例１ではこのガタ分により生じるステアリングのガタを問題にしている。
【００２３】
［操舵時のＣＣＷ接触状態］
運転者がステアリング操作を行う場合は、ステアリング回転方向以外に、ステアリングの前方向にも運転者は力を掛けて操作していると考えられる。これは、ステアリング操作を行うとき、ステアリングから手が逃げないよう、押し付けながら操作していると共に、余分な力を発生させて腕のスティフネスを高め細かい位置制御と咄嗟の速い操作に対する備えを行っていることに起因する。
【００２４】
このため、ステアリング操作時に運転者により前方へ押される力が、自重により後方に押される力と機械系の持つフリクションによる力の和より大きくなると、歯車２３ａ，２４ａ間の隙間の位置は図７と異なり、噛み合っている歯の上側に隙間ができることになる。この状態をＣＣＷ接触状態とし、図８に示す。この隙間の方向が切り替わるとき、つまり通常走行状態から操舵時に切り替わるときに、隙間分のガタが発生する。操舵時から、通常走行状態に切り変わるときは、逆方向のガタが発生することになる。
【００２５】
［ステアリングポストの遊び防止ロジック］
実施例１では、これまでに説明したステアリング操作時のステアリング位置のガタが発生しないよう、運転者が前方にかける力を予測して、歯車のＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態とが切り替わると予想できる場合、ステアリング位置駆動手段２４によりその力と反対側に力を掛けて歯車２３ａ，２４ａ間の隙間を埋める（ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態とを切り替える）ことで、ガタの発生を抑えるものである。
【００２６】
この切り替えに使うステアリング位置駆動手段２４を駆動する力は、ステアリングポストのフリクションによる前後方向力Ｆfよりも小さい力（例えば、Ｆfの70％）とする。つまり、フリクションによりステアリングポスト支点歯車２３ａは動かず、ステアリング位置駆動手段歯車２４ａのみ動き、接触状態は変化する。よって、ステアリング位置を変えず、ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態とを切り替えることができる。
【００２７】
以下、運転者が前方にかける力を予測し、ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態とを切り替え、ステアリングガタを防止するロジックを説明する。
運転者が前方に力をかける場合は、前述のように、ステアリング操作を行う場合、つまり操舵角度（以下θ）が一定値を超える場合、および急ブレーキを掛け運転者がステアリングに手を突っ張る場合、つまりブレーキ量（以下Ｂ）が一定値を超える場合の２種とする。
【００２８】
操舵角度θから運転者による前後方向力Ｆh'を予測するときに使用する関係を図９に示す。前述のように、運転者による前後方向力Ｆh'は、操舵角度θに応じて大きくなる特性を有する。操舵角θ1は、運転者により押される力が、自重による前後方向力Ｆmと釣り合う角度である。つまり、そのときの値Ｆθ1は自重による前後方向力Ｆmと同じ値である。後述するが、操舵角度が操舵角θ1より大きい場合に、ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態とを切り替える判断を行う。
【００２９】
また、自重による前後方向力Ｆmは、図６に示すステアリングポスト角度により異なるため、ステアリング位置駆動手段２４による保持力Ｆpはステアリング位置Ｐにより補正を掛ける必要がある。ステアリング位置Ｐとステアリング位置による補正係数Ｋpの関係を図１０に示す。車両前方にあるほど（Ｐ2方向）、自重による前後方向力Ｆmが小さくなるため、ステアリング位置駆動手段２４による保持力Ｆpは大きくする必要がある。また、ステアリング操作する力が大きい場合は、運転者により前方に押される力も大きくなるため、図１１に示すように操舵力Ｆsに応じて、操舵力による補正係数Ｋfも大きくする。
【００３０】
同様に、運転者による前後方向力Ｆhが変化する要因として、操舵角度θの微分値である操舵角速度dθ/dtが考えられる。操舵角速度dθ/dtが大きい場合、運転者は腕に大きな力を使っており、図１２に示すように、操舵角速度dθ/dtに対して操舵角速度dθ/dtによる補正係数Ｋdを大きくする。また車速Ｖが高い場合は、運転者は緊張して運転しているため、腕のスティフネスを高くしているので、ステアリングを前方に押す力も大きくなると考えられる。図１３に車速Ｖと車速による補正係数Ｋvの関係を示すが、所定車速以上で車速に比例して大きくすることとする。図９から求めた運転者による前後方向力Ｆh'に対し、下記の式(1)の通りに、これまで説明した補正係数を掛け、最終的な運転者による前後方向力Ｆhを算出する。
Ｆh＝Ｆh'・Ｋp・Ｋf・Ｋd・Ｋv  …(1)
また、ステアリング操作していない場合で、ブレーキ量が所定値Ｂ1を超える場合も運転者による前後方向力Ｆh'は大きくなる。ブレーキ量Ｂと運転者が前方に押す力Ｆh'の関係を図１４に示す。この場合は、ステアリング位置による補正係数Ｋpのみの補正を行う。
Ｆh＝Ｆh'・Ｋp  …(2)
【００３１】
以上の式(1)，(2)により、運転者による前後方向力Ｆhを予測したが、ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態の切り替わりが起こる荷重は、運転者による前後方向力Ｆhと自重による前後方向力Ｆmを合わせた力が、フリクションによる前後方向力Ｆfの値を超えるときに起こる。そのため、ここではあらかじめ以下の範囲のときに接触を切り替える制御を行う。また、こうすることで、ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状を変化させても、フリクション範囲内なのでステアリングポスト支点歯車２３ａが動くことは無い。
−Ｆf  <  Ｆh＋Ｆm  <  Ｆf  …(3)
ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態の切り替えは、式(3)に示した範囲内で、運転者による前後方向力Ｆhの増減方向により判断する。例えば、現在ＣＷ接触で、運転者による前後方向力Ｆhの微分値が正、つまり荷重が増えつつある場合は、ＣＣＷ接触状態になる可能性があるので、このフリクション内の状態で、ＣＣＷ接触状態に変化させる。ステアリング位置駆動手段２４により、前述のようにＦfの70％の力でステアリング位置駆動手段歯車２４ａを半時計方向にバックラッシ量分だけ回転させ、ＣＣＷ接触状態にする。
【００３２】
式(3)において、現在の歯車２３ａ，２４ａの接触状態と運転者による前後方向力Ｆhの微分値の方向により、ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態とを切り替えるか否かを、まとめたものを図１５に示す。例えば、現在ＣＣＷ接触で、運転者による前後方向力Ｆhの微分値が負、つまりステアリングを戻す場合等、荷重が減る方向では、ＣＷ接触状態に変更させる。こうすることにより、ＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態の切り変わりによるステアリングのガタを防ぐことができる。
【００３３】
［運転姿勢調節制御処理］
上述の遊び防止ロジックに基づき、姿勢調節手段２８で実行される運転姿勢調節制御処理の流れを、図１６のフローチャートに示す。以下、各ステップについて説明する。
【００３４】
ステップS1では、運転者の身長h、ステアリングホイール２０の自重による前後方向力Ｆm、フリクションによる前後方向力Ｆfにそれぞれ所定値を設定し、ステップS2へ移行する。
【００３５】
ステップS2では、次にキー位置を見て、運転時であるか否か判断する。YESの場合にはステップS3へ移行し、NO、すなわち乗降時の場合にはステップS19へ移行する。
【００３６】
ステップS3では、体格入力手段２９を見て身長ｈの入力があるか否かを判断する。YESの場合にはステップS20へ移行し、NOの場合にはステップS4へ移行する。
【００３７】
ステップS4では、操舵角度θ、操舵力Ｆs、車速Ｖ、ブレーキ量Ｂ、ステアリング位置Ｐを読み込み、ステップS5へ移行する。ここで、ステアリング位置Ｐは、ステアリング位置駆動手段２４のモータの回転角等から容易に検出できる（ステアリング位置検出手段に相当）。
【００３８】
ステップS5では、ステップS4で読み込んだ操舵角度θが、一定値θ1よりも大きいか否かを判断する。YESの場合にはステップS10へ移行し、NOの場合にはステップS6へ移行する。
【００３９】
ステップS6では、ステップS4で読み込んだブレーキ量Ｂが所定値Ｂ1よりも大きいか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS23へ移行する。
【００４０】
ステップS7では、図１４から、ブレーキ量Ｂに応じて運転者による前後方向力Ｆh'を算出し、ステップS8へ移行する。
【００４１】
ステップS8では、図１０から求めたステアリング位置による補正係数Ｋpを算出し、ステップS9へ移行する。
【００４２】
ステップS9では、ステップS7で算出したＦh'に、ステップS8で算出した補正係数Ｋpを乗算して最終的な運転者による前後方向力Ｆhを算出し、ステップS16へ移行する（運転者負荷検出手段に相当）。
【００４３】
ステップS10では、図９から運転者による前後方向力Ｆh'を算出し、ステップS11へ移行する。
【００４４】
ステップS11では、図１０からステアリング位置Ｓによる補正係数Ｋpを算出し、ステップS12へ移行する。
【００４５】
ステップS12では、図１１から操舵力Ｆsによる補正係数Ｋfを算出し、ステップS13へ移行する。
【００４６】
ステップS13では、ステップS4で読み込んだ操舵角度θから操舵加速度dθ/dtを求める（操舵状態検出手段に相当）と共に、図１２から操舵角速度dθ/dtによる補正係数Ｋdを算出し、ステップS14へ移行する。
【００４７】
ステップS14では、図１３から車速Ｖよる補正係数Ｋvを算出し、ステップS15へ移行する。
【００４８】
ステップS15では、ステップS10で算出したＦh'にステップS11〜ステップS14で算出した各補正係数Ｋp、Ｋf、Ｋd、Ｋvを乗算して最終的に運転者による前後方向力Ｆhを算出し、ステップS16へ移行する（運転者負荷検出手段）。
【００４９】
ステップS16では、ステップS9で算出した運転者による前後方向力ＦhとステップS1で設定した自重による前後方向力Ｆmとの和が、式(3)を満足するか否か、すなわち、接触状態を切り替える力の範囲内であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS17へ移行し、NOの場合にはステップS23へ移行する。
【００５０】
ステップS17では、図１５により、運転者による前後方向力Ｆhの微分値から切り替えるべき接触状態を算出し、ステップS18へ移行する（遊び発生予測手段に相当）。
【００５１】
ステップS18では、ステアリングポスト支点歯車２３ａがステップS17で算出した接触状態となるよう、ステアリング位置駆動手段２４を駆動し、ステップS23へ移行する（遊び防止制御手段に相当）。
【００５２】
ステップS19では、ステアリング位置は退避位置Ｐ3の位置、シート基準点の位置は一番下のＳ2の位置、ヒールポイントは最前位置Ｈ2の位置となるように、ステアリング位置駆動手段２４、シート高さ駆動手段２６および可動フロア駆動手段１９を駆動し、ステップS23へ移行する。
【００５３】
ステップS20では、身長ｈから、図３〜図５により、ステアリングポスト位置Ｐ、シート基準点位置Ｓ、ヒールポイント位置Ｈを算出し、ステップS21へ移行する。
【００５４】
ステップS21では、ステップS20で算出したステアリングポスト位置Ｐ、シート基準点位置Ｓ、ヒールポイント位置Ｈとなるように、ステアリング位置駆動手段２４、シート高さ駆動手段２６、可動フロア駆動手段１９を駆動し、ステップS22へ移行する。
【００５５】
ステップS22では、ステアリングポスト支点歯車がＣＷ接触状態となるよう、ステアリング位置駆動手段を駆動する。
【００５６】
ステップS22では、ステアリングポスト支点歯車２３ａがＣＷ接触状態となるよう、ステアリング位置駆動手段２４を駆動し、ステップS23へ移行する。
【００５７】
ステップS23では、キーオフであるか否かを判断する。YESの場合はリターンへ移行し、NOの場合にはステップS2へ移行する。
【００５８】
［運転姿勢調節制御作動］
運転者がステアリング操作を行っている場合には、図１６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S10→ステップS11→ステップS12→ステップS13→ステップS14→ステップS15→ステップS16へと進む流れとなる。すなわち、ステップS5では、操舵角度θが一定値θ1を超えていると判定され、ステップS15では、操舵角度θ、ステアリング位置Ｐ、操舵力Ｆs、操舵角速度dθ/dt、車速Ｖに基づいて運転者による前後方向力Ｆhが算出される。
【００５９】
運転者が急ブレーキを掛けている場合には、図１６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S16へと進む流れとなる。すなわち、ステップS6では、ブレーキ量Ｂが所定値Ｂ1を超えていると判定され、ステップS9では、ブレーキ量Ｂとステアリング位置Ｐとに基づいて運転者による前後方向力Ｆhが算出される。
【００６０】
続いて、ステップS16において、ステップS9またはステップS15で算出された運転者による前後方向力Ｆhと自重による前後方向力Ｆmとの和が、フリクションによる前後方向力Ｆfよりも小さい場合には、ステップS16→ステップS17→ステップS18へと進み、ステップS18では、運転者による前後方向力Ｆhに対し、ガタが発生しないＣＷ接触状態またはＣＣＷ接触状態となるように、ステアリング位置駆動手段２４が駆動される。
【００６１】
［従来の運転姿勢調節装置の問題点］
従来、運転者の体格の大小にかかわらず、運転者の視界および姿勢の適正化を図ることを目的として、運転者のアイポイント、姿勢を補正する運転姿勢調節装置が知られている。
【００６２】
例えば、特開平７−９６７８４号公報の運転姿勢調節装置は、ブレーキペダルおよびアクセルペダルの位置を、車両前後方向に移動可能とし、運転者の体格が小さな場合は、シートを前上方向に動かし、かつペダルを車両後方へ移動させるものである。これにより、運転者のアイポイントを、体格の大小にかかわらず適正な高さに調節できる。
【００６３】
ところが、この従来技術では、体格が小さな人の場合には、シートの位置を高くしてアイポイントを調節したとき、体格の大きな人と比較して、ヒップポイントが高い位置にくるため、フロア上のヒールポイントからヒップポイントまでの高さが高くなってしまう。最適な運転姿勢を考えた場合、ヒールポイントからヒップポイントまでの高さは、体格の小さな人が大きな人よりも小さい方が好ましい。
【００６４】
また、従来技術では、運転者のアイポイントの高さは適正化できるものの、アイポイントの車両前後方向位置は、体格により異なるという問題点がある。アイポイントを決める要因として、前方の見え方（アイポイントの高さに起因する）の他に、ルーフ前端のサンバイザ付近の煩わしさ、メータとアイポイントとの視距離等があるため、高さだけではなく、車両前後方向位置も含めた最適なアイポイントは、体格によらず一定であることがベストだと考えられる。
【００６５】
ここで、アイポイント位置を固定し、小さい人から大きい人に対応させようとした場合、ステアリング位置は車両前後方向に大きく動かす必要があり、一般的なチルト、テレスコ機構では機構のスペース上、実現させることが難しい。ステアリング位置を車両前後方向に大きく動かすことに加え、乗降し易くするためのステアリングの退避や、衝突安全に関してステアリングの衝撃吸収代の向上を考えると、ステアリングの支持の仕方は、運転席左前方下に支点を持ち、片持ちのポスト（以下ステアリングポストと呼ぶ）にてステアリングを支持する方法が有効と考えられる。この片持ちステアリングポストは、上記メリットに加え、ステアリング位置を調節するためのアクチュエータを、運転席左前方下の支点に設けることで、一つのアクチュエータのみで体格違いに対応することができる。
【００６６】
しかしながら、体格違いに対応するためには、支点を車両フロア付近の低い位置に設置し、ステリングポストの長さを長く取る必要がある。このため、支点にアクチュエータを取り付ける場合、トルクを大きくするため、歯車等の減速機構を用いる必要がある。ところが、減速機構は必ず幾分かのバックラッシによるガタがあり、ステアリングポストが長いことでこのガタが増幅され、ステアリングホイールでは前後方向にガタが発生することが予想される。特に、操舵時には運転者は前方に力を掛けながらステアリングホイールを操作するため、操舵開始時および操舵終了時にこのガタが起こり、操舵フィーリングを悪化させる可能性がある。
【００６７】
［遊び防止制御作用］
これに対し、実施例１のステアリング位置調節装置では、運転者による前後方向力Ｆhを推定し、推定したＦhの微分値から切り替えるべき接触状態がＣＷ接触状態であるかＣＣＷ接触状態であるかを算出し、当該接触状態となるよう、ステアリングポスト支点歯車２３ａを駆動する。これにより、操舵時のガタ（遊び）の発生を未然に防ぐことができ、操舵フィーリングの悪化を防止できる。
【００６８】
このとき、運転者の前後方向力Ｆhと自重による前後方向力Ｆmとの和が、フリクションによる前後方向力Ｆfよりも小さい場合にのみ、ステアリング位置駆動手段２４を駆動し、かつ、その出力トルクをフリクションによる前後方向力Ｆfよりも小さく（Ｆfの70％）するため、ステアリングポスト２０ａを動かすことなく、ガタの発生を防止できるため、運転者に違和感を与えることは無い。
【００６９】
また、運転者による前後方向力Ｆhを、ステアリング位置Ｐ、操舵角度θ、操舵力Ｆs、操舵角速度dθ/dt、車速Ｖおよびブレーキ量Ｂに基づいて推定するため、操舵状態、車速Ｖやブレーキ量Ｂに応じて変化する運転者による前後方向力Ｆhをより正確に推定できる。
【００７０】
次に、効果を説明する。
実施例１のステアリング位置調節装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００７１】
(1) 運転者による前後方向力Ｆhを検出する運転者負荷検出手段（ステップS9、ステップS15）と、運転者による前後方向力Ｆhに基づいて、ステアリングポストの遊びの発生を予測する遊び発生予測手段（ステップS17）と、遊びの発生が予測されたとき、当該遊びを無くすようにステアリング位置駆動手段２４を駆動制御する遊び防止制御手段（ステップS18）と、を備えるため、操舵時のガタの発生を未然に防ぐことができる。
【００７２】
(2) 操舵角度θを検出する操舵角度検出手段３１、操舵力Ｆsを検出する操舵力検出手段３３、操舵角速度dθ/dtを検出する操舵角度検出手段（ステップS13）等の操舵状態検出手段を備え、運転者負荷検出手段は、操舵状態（操舵角度θ、操舵力Ｆs、操舵角速度dθ/dt）に基づいて、運転者による前後方向力Ｆhを検出する。よって、操舵状態に応じて変化する前後方向力Ｆhをより正確に推定できる。
【００７３】
(3) 車速Ｖを検出する車速検出手段３２を備え、運転者負荷検出手段は、車速Ｖに基づいて運転者による前後方向力Ｆhを推定するため、車速Ｖに応じて変化する前後方向力Ｆhをより正確に推定できる。
【００７４】
(4) ブレーキ量Ｂを検出するブレーキ量検出手段３４を備え、運転者負荷検出手段は、ブレーキ量Ｂに基づいて運転者による前後方向力Ｆhを推定するため、車両の減速度に応じて変化する前後方向力Ｆhをより正確に推定できる。
【００７５】
(5) ステアリングホイール２０の前後方向位置を検出するステアリング位置検出手段（ステップS4）を備え、遊び防止制御手段は、ステアリング位置に基づいて運転者による前後方向力Ｆhを推定するため、ステアリング位置に応じて変化する前後方向力Ｆhをより正確に推定できる。
【００７６】
(6) 遊び防止制御手段は、運転者による前後方向力Ｆhとステアリングホイール２０の自重による前後方向力Ｆmとの和が、ステアリングポスト２０ａのフリクションによる前後方向力Ｆfよりも小さいとき、ステアリング位置駆動手段２４を駆動制御する。よって、遊び防止制御に伴いステアリングポスト２０ａが動くのを防止できる。
【００７７】
(7) 遊び防止制御手段は、ステアリング位置駆動手段２４の出力トルクを、フリクションによる前後方向力Ｆfよりも小さな値（例えば、70％）に設定するため、ステアリングポスト２０ａを動かすことなく、ガタの発生を防止できる。
【００７８】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、ステアリング位置調節手段の具体的な構造は任意である。
【００７９】
例えば、実施例１では、操舵状態を示すパラメータとして操舵角、操舵力および操舵角速度を用いた例を示したが、これらのうちの１つまたは２つを用いて操舵状態を検出しても良い。また、加減速要求検出手段としてブレーキ量検出手段を用いた例を示したが、前後加速度センサを用いても良い。
【００８０】
実施例１では、ステアリング位置、シート高さおよびヒールポイントを同時に調節する運転姿勢調節装置に対して本発明を適用した例を示したが、本発明は、運転姿勢調節装置のみに限るものではなく、ステアリングホイールを片持ち支持するステアリングポストと駆動力伝達手段を介して連結され、ステアリングポストを車両前後方向へ揺動させるステアリング位置駆動手段を有する構成であれば、任意の装置に適用できる。
【００８１】
また、実施例１では、駆動力伝達手段として、２つの歯車を用いた例を示したが、駆動力伝達経路にバックラッシ等の遊びを有する駆動力伝達手段であれば、実施例１と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例１のステアリング位置調節装置を適用した運転姿勢調節装置の構成を示す側面図である。
【図２】実施例１のステアリング位置調節装置を適用した運転姿勢調節装置の構成を示す平面図である。
【図３】実施例１の身長とステアリング位置Ｐとの関係を示す図である。
【図４】実施例１の身長とシート基準点位置Ｓとの関係を示す図である。
【図５】実施例１の身長とヒールポイント位置Ｈとの関係を示す図である。
【図６】ステアリングホイールおよびステアリングポストに作用する力の関係を示す図である。
【図７】歯車のＣＷ接触状態を示す図である。
【図８】歯車のＣＣＷ接触状態を示す図である。
【図９】実施例１の操舵角度θと運転者による前後方向力Ｆh'との関係を示す図である。
【図１０】実施例１のステアリング位置Ｐと補正係数Ｋpとの関係を示す図である。
【図１１】実施例１の操舵力Ｆsと補正係数Ｋfとの関係を示す図である。
【図１２】実施例１の操舵角速度dθ/dtと補正係数Ｋdとの関係を示す図である。
【図１３】実施例１の車速Ｖと補正係数Ｋvとの関係を示す図である。
【図１４】実施例１のブレーキ量Ｂと運転者による前後方向力Ｆh'との関係を示す図である。
【図１５】実施例１のＣＷ接触状態とＣＣＷ接触状態との切り替え判断ロジックを示す図である。
【図１６】実施例１の運転姿勢調節制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１１  アクセルペダル
１２  ブレーキペダル
１３  可動フロア
１４  ブレーキ伝達手段
１５  ブースタ
１６  マスタシリンダ
１７  運転者用シート
１７ａ  シートクッション
１７ｂ  シートバック
１８  可動フロアスライドレール
１９  可動フロア駆動手段
２０  ステアリング
２０ａ  ステアリングポスト
２１  転舵ロッド
２２  ステアリング伝達手段
２３  ステアリングポスト支点
２４  ステアリング位置駆動手段
２５  Ｘリンク
２５ａ  Ｘリンク後部支点
２５ｂ  Ｘリンク前部支点
２５ｃ  Ｘリンク後部支点スライドレール
２６  シート高さ駆動手段
２７  車両フロア
２８  姿勢調節手段
２９  体格入力手段
３０  キー位置検出手段
３１  操舵角度検出手段
３２  車速検出手段
３３  操舵力検出手段
３４  ブレーキ量検出手段
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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