(57)【要約】【課題】操舵角と転舵角との位置ずれを違和感なく補正すると共に、その補正時間を可及的に短縮する。【解決手段】舵角比の変更入力があったときには、まず舵角比を変更し、その後、操舵角速度の絶対値｜θ’｜が所定値θ’０　以上のときにのみ、舵角比を変更したときの転舵角修正量ΔδＣＯＬ　が達成されるように位置ずれ補正を行うことで、違和感をなくす。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵角と転舵角との舵角比を可変とする可変舵角比操舵装置において、舵角比変更制御開始時又は運転者による舵角比変更入力があったときに所定の舵角比に変更し、その後、自車両が走行中で且つ操舵中に、操舵角と転舵角との位置ずれ補正を徐々に行うことを特徴とする可変舵角比操舵装置。
【請求項２】
操舵角速度が所定値以上であるときに前記操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の可変舵角比操舵装置。
【請求項３】
操舵角速度に応じて、前記操舵角と転舵角との位置ずれ補正の単位時間当たりの補正量を設定することを特徴とする請求項２に記載の可変舵角比操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばステアリングホイールによる操舵角に対し、転舵角を制御できるようにして両者の舵角比を可変とした可変舵角比操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような可変舵角比操舵装置としては、例えばイグニッションスイッチがオンされてから車両が発進する前に、操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行うようにするものがある（例えば特許文献１、以下、従来例１とも記す））。また、操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行うに際し、当該位置ずれ補正中は車両の走行を制限するようにするものがある（例えば特許文献２、以下、従来例２とも記す）。また、目標とする舵角比に遅延をかけてゆっくり舵角比が変わるようにするものがある（例えば特許文献３、以下、従来例３とも記す）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２６１２７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７１０３４号公報
【特許文献３】
特開２０００−２０３４４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の可変舵角比操舵装置のうち、前記従来例１では、イグニッションスイッチがオンされてから車両が発進する前に、操舵角と転舵角との位置ずれを補正する構成となっているため、舵角位置ずれ補正中はステアリングホイールや車輪が運転者の意思とは無関係に動き、違和感がある。また、前記従来例２では、舵角位置ずれ補正中は車両の走行を制限する構成となっているため、例えば舵角位置ずれ補正中は車両を発進させることができないという問題がある。また、前記従来例３では、目標とする舵角比に遅延をかける構成となっているため、目標とする舵角比になるのが遅く、違和感がある。
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、違和感なく、且つ可及的に速やかに操舵角と転舵角との位置ずれを補正できる可変舵角比操舵装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の可変舵角比操舵装置は、舵角比変更制御開始時又は運転者による舵角比変更入力があったときには、所定の舵角比に変更し、その後、自車両が走行中で且つ操舵中に、操舵角と転舵角との位置ずれ補正を徐々に行い、特に操舵角速度が所定値以上であるときに操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行う。また、操舵角速度に応じて、前記操舵角と転舵角との位置ずれ補正の単位時間当たりの補正量を設定する構成とした。
【０００６】
【発明の効果】
而して、本発明の可変舵角比操舵装置によれば、舵角比変更制御開始時又は運転者による舵角比変更入力があったときには、まず所定の舵角比に変更し、その後、自車両が走行中で且つ操舵中に、操舵角と転舵角との位置ずれ補正を徐々に行うことにより、舵角位置ずれ補正の違和感を抑制防止することができる。特に、操舵角速度が所定値以上であるときに操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行うことにより、違和感をより一層抑制防止できる。また、操舵角度速度に応じて、前記操舵角と転舵角との位置ずれ補正の単位時間当たりの補正量を設定する構成としたため、例えば操舵角速度が大きいほど、舵角位置ずれ補正量を大きくすれば、違和感を抑制防止したまま、舵角の位置ずれを速やかに補正することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の可変舵角比操舵装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の可変舵角比操舵装置の一実施形態を示す概略構成図である。図中、符号１はステアリングホイール、２は転舵輪に連結されているラックである。このラック２に噛合するピニオン３と前記ステアリングホイール１とは、入力軸４、出力軸５を介して連結されている。そして、この入力軸４と出力軸５との間に、所謂足算型舵角比制御装置６が介装されている。この足算型舵角比制御装置６は、例えば前記特開平１１−１７１０３４号公報に記載されるものと同様に、入出力軸間に介装された遊星歯車機構の構成要素をモータ７で駆動することにより、入力軸４と出力軸５との位置、具体的には位相をずらし、結果的に操舵角と転舵角との舵角比が変わるようにしている。従って、前記モータ７の回転角度や回転角速度を制御することにより、操舵角と転舵角との舵角比及び舵角比変化速度等を制御することができる。
【０００８】
前記モータ７の回転状態を制御して操舵角と転舵角との舵角比を制御するために、この車両には、前記ステアリングホイール１の回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ９や、前記出力軸５の回転角度を転舵輪の転舵角δとして検出する転舵角センサ１０や、運転者によって操作され、舵角比を切換えたいときにオン状態となるギヤ比切換スイッチ１１や、運転操作開始時にオン状態となるイグニッションスイッチ１２や、自車両の走行速度を検出する走行速度センサ１３などを備えている。なお、前記ギヤ比切換スイッチ１１によるギヤ比、つまり舵角比の変更は、小さな操舵角に対して大きな転舵角が発生するように変更するものであり、逆にギヤ比切換スイッチ１１をオフにすると、通常の舵角比に変更されることになる。
【０００９】
そして、前記モータ７の回転状態は、舵角比コントロールユニット８によって制御される。前記舵角比コントロールユニット８は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、前記操舵角センサ９で検出された操舵角θ、転舵角センサ１０で検出された転舵角δ、ギヤ比切換スイッチ１１の作動状態、イグニッションスイッチ１２の作動状態、走行速度センサ１３で検出された自車両走行速度ＶＳＰに基づいて、前記モータ７の回転角度や回転角速度等の回転状態を制御し、もって前記舵角比制御装置６による操舵角と転舵角との舵角比Ｇを制御する。なお、モータ７の目標値、即ち制御量は転舵角δとする。また、操舵角θ、転舵角δ共に、右切りで正値、左切りで負値とする。
【００１０】
次に、前記舵角比コントロールユニット８で行われる図２の演算処理について説明する。この演算処理は、例えば１０ｍｓｅｃ．　程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎に実行される。なお、この演算処理では、特に通信のためのステップを設けていないが、必要な情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受されるし、演算処理で得られた情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受される。
【００１１】
この演算処理では、まずステップＳ１で前記ギヤ比切換スイッチ１１の出力信号を読込む。
次にステップＳ２に移行して、前記走行速度センサ１３で検出された走行速度ＶＳＰ、転舵角センサ１０で検出された転舵角δ、操舵角センサ９で検出された操舵角θを読込む。
【００１２】
次にステップＳ３に移行して、前記ステップＳ２で読込んだ走行速度ＶＳＰに応じた操舵角と転舵角との舵角比ＧＣＯＬ　を、例えばマップ検索などによって設定する。
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２で読込んだ操舵角θに前記ステップＳ３で設定された舵角比ＧＣＯＬ　を乗じて目標転舵角δＣＯＬ　を算出する。
【００１３】
次にステップＳ５に移行して、前記ギヤ比切換スイッチ信号の操作直後か、若しくはエンジンスタート直後であり、その結果、舵角比を切換える制御の一巡目であるか否かを判定し、舵角比切換制御一巡目である場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ７に移行する。
前記ステップＳ６では、前記ステップＳ４で算出された目標転舵角δＣＯＬ　から前記ステップＳ２で読込まれた転舵角δを減じて転舵角修正量ΔδＣＯＬ　を算出してから前記ステップＳ７に移行する。
【００１４】
前記ステップＳ７では、前記操舵角θの微分値から操舵角速度θ’を算出し、その絶対値｜θ’｜が予め設定された正値の所定値θ’０　以上であるか否かを判定し、当該操舵角速度の絶対値｜θ’｜が所定値θ’０　以上である場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。
前記ステップＳ８では、前記ステップＳ６で算出された転舵角修正量の絶対値｜ΔδＣＯＬ　｜が位置ずれ補正所定値ΔδＣＯＬ０以上であるか否かを判定し、当該転舵角修正量の絶対値｜ΔδＣＯＬ　｜が位置ずれ補正所定値ΔδＣＯＬ０以上である場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ９に移行する。
【００１５】
前記ステップＳ１０では、前記転舵角修正量ΔδＣＯＬ　が“０”以上であるか否かを判定し、当該転舵角修正量ΔδＣＯＬ　が“０”以上である場合にはステップＳ１１に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２に移行する。
前記ステップＳ１１では、前記転舵角修正量ΔδＣＯＬ　から前記位置ずれ補正所定値ΔδＣＯＬ０を減じて転舵角補正値Δｃδを算出してからステップＳ１３に移行する。
【００１６】
また、前記ステップＳ１２では、前記転舵角修正量ΔδＣＯＬ　に前記位置ずれ補正所定値ΔδＣＯＬ０を和して転舵角補正値Δｃδを算出してから前記ステップＳ１３に移行する。
また、前記ステップＳ９では、前記転舵角補正値Δｃδを“０”に設定してから前記ステップＳ１３に移行する。
【００１７】
前記ステップＳ１３では、前記目標転舵角δＣＯＬ　から前記ステップＳ１１又はステップＳ１２又はステップＳ９で算出設定された転舵角補正値Δｃδを減じて仮目標転舵角ｃδを算出出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、前記ギヤ比切換スイッチ１１の操作直後か、或いはエンジンスタート直後のように舵角比切換制御が開始されると、その制御一巡目にのみ、走行速度に応じた舵角比ＧＣＯＬ　が設定され、その舵角比ＧＣＯＬ　に応じた目標転舵角δＣＯＬ　が算出され、その目標転舵角δＣＯＬ　に対する転舵角修正量ΔδＣＯＬ　が設定される。そして、この転舵角修正量ΔδＣＯＬ　に対し、操舵角の絶対値｜θ｜が所定値θ０　以上であり、且つ当該転舵角修正量の絶対値｜ΔδＣＯＬ　｜が位置ずれ補正所定値ΔδＣＯＬ０以上であるときに、現在の転舵角δを当該位置ずれ補正所定値ΔδＣＯＬ０ずつ補正して仮目標転舵角ｃδを求め、その仮目標転舵角ｃδが達成されるように転舵角δを制御することにより舵角比を変更制御する。つまり、図３に示すように、舵角比変更の入力があったとき、若しくはエンジンスタートなどによる舵角比変更制御の一巡目には、まず舵角比を変更し（図の▲１▼）、次に舵角比を変更したときの転舵角修正量ΔδＣＯＬ　が達成されるように操舵角に対する転舵角の位置ずれを補正する（図の▲２▼）。
【００１８】
本実施形態のような足算型舵角比制御装置による可変舵角比操舵装置では、例えば前記特開平１１−１７１０３４号公報に記載されるように、例えばイグニッションスイッチがオフの状態でステアリングホイールが操作されてしまうと、操舵角と転舵角との位置ずれ、所謂中立位置ずれが生じる。本実施形態では、この中立位置ずれが前記転舵角換算で位置ずれ補正所定値ΔδＣＯＬ０以下となるまで、前記目標転舵角δＣＯＬ　に向けて仮目標転舵角ｃδを徐々に補正し、実際の転舵角δも目標転舵角δＣＯＬ　に近づける。この位置ずれ補正は、操舵角速度の絶対値｜θ’｜が所定値θ’０　以上のときにしか行われない。このように自車両が走行中であり、操舵中であり、しかも操舵速度が所定値以上のスピードであるときに、ステアリングホイールや転舵輪が余分な動きをしても違和感がない。このように違和感のないときに操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行う。
【００１９】
図４には、前記図２の演算処理による操舵角と転舵角との位置ずれ補正による転舵角δの経時変化を示す。このシミュレーションでは、舵角比が変更済みの状態で且つ目標転舵角δＣＯＬ　よりも転舵角δが小さい、つまり操舵角θに対して転舵角δが左にずれている状態で発進し、時刻ｔ０１からステアリングホイールを右切り操舵し始め、その後、エンジンをスタートして、車庫入れのために左右に操舵を繰り返したときのものである。このシミュレーションでは、前記時刻ｔ０１の操舵開始直後の時刻ｔ０２でも、操舵角速度の絶対値｜θ’｜が前記位置ずれ補正開始所定値θ’０　以上となったが、この時点では未だエンジンスタートしておらず、舵角比制御が開始されていない。
【００２０】
その後、エンジンスタートによって舵角比制御が開始され、今度は左切りされる操舵角速度の絶対値｜θ’｜が前記所定値θ’０　以上となる時刻ｔ０３から時刻ｔ０４までの間、仮目標転舵角ｃδが目標転舵角δＣＯＬ　に近づき、それに伴って実際の転舵角δも目標転舵角δＣＯＬ　に近づく。そして、今度は右切りされる操舵角速度の絶対値｜θ’｜が前記所定値θ’０　以上となる時刻ｔ０５から時刻ｔ０６までの間、仮目標転舵角ｃδが目標転舵角δＣＯＬ　に近づき、それに伴って実際の転舵角δも目標転舵角δＣＯＬ　に近づく。更に、今度は左切りされる操舵角速度の絶対値｜θ’｜が前記所定値θ’０　以上となる時刻ｔ０７からも、仮目標転舵角ｃδが目標転舵角δＣＯＬ　に近づき、それに伴って実際の転舵角δも目標転舵角δＣＯＬ　に近づく。そして、時刻ｔ０８で転舵角δが目標転舵角δＣＯＬ　にほぼ一致し、操舵角と転舵角との位置ずれ補正が終了する。
【００２１】
このように本実施形態では、舵角比変更入力があったとき、或いは制御開始一巡目にまず舵角比を変更し、その後、自車両が走行中であり、しかも操舵しているときに、操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行うので、違和感が抑制防止される。特に、操舵角速度が所定値以上のときにのみ操舵角と転舵角との位置ずれ補正を行うので、違和感がない。
【００２２】
なお、前記実施形態では、舵角比制御を行う操舵角速度の所定値を一定値としたが、例えば操舵角速度の大きさに応じて所定値を変更設定するようにすれば、位置ずれ補正をより短時間に行うことが可能となる。
また、前記実施形態では、入力軸４と出力軸５とが舵角比制御装置６を介して連結された機構を示しているが、本発明はこれに限らず、入力軸と出力軸とが機械的に連結されない所謂ステアバイワイヤーにも適用できるものである。
また、前記実施形態では、舵角比コントロールユニットにマイクロコンピュータを適用した場合について説明したが、これに代えてカウンタ、比較器等の電子回路を組み合わせて構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変舵角比操舵装置の一実施形態を示す概略略構成図である。
【図２】図１の舵角比コントロールユニット内で行われる演算処理の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の演算処理の作用説明図である。
【図４】図２の演算処理による転舵角の経時変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１はステアリングホイール
２はラック
３はピニオン
４は入力軸
５は出力軸
６は舵角比制御装置
７はモータ
８は舵角比コントロールユニット
９は操舵角センサ
１０は転舵角センサ
１１はギヤ比切換スイッチ
１２はイグニッションスイッチ
１３は走行速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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