JP2002347645A

JP2002347645A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2002347645A
Application number: JP2001160737A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Sato; 晴彦佐藤; Seishi Ochiai; 清史落合
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】いかなる運転経験を有する運転者にも、また
いずれの車速においても運転者の意図に合った最適な舵
角比を自動設定することができる車両用操舵装置を提供
する。【解決手段】制御手段１は、操舵角θから前輪舵角へ
の伝達比である舵角比の特性を車速に対して記憶してい
る舵角比マップ６と、前方道路形状検出手段２が検出し
た前方道路形状に基づいて理想的な運転者による操舵角
度を予測する操舵角度予測手段５と、予測した操舵角度
と実際の操舵角との差θｅに基づいて実際の操舵角の過
不足を表す指標値を算出し、該指標値に基づいて舵角比
マップ６を補正する舵角比マップ補正手段４とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ールの操舵角度に対する操向輪（前輪）の転舵角度の割
合、即ち舵角比を車両の走行状態に応じて変化させる車
両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、低速時の取り回し操作性と高
速時の操舵安定性とを両立させる技術として、車両速度
に応じて舵角比（前輪舵角／ステアリング操舵角）を可
変とした操舵装置が知られている。

【０００３】例えば、特開平９−５８５０７号公報記載
の技術によれば、舵角比を電気的命令により変化させる
機構を備え、舵角比は車速に対して変化し、低車速時
（Ｔ２）は舵角比は大きく、高速時（Ｔ１）には、車速
が上がるにつれて徐々に舵角比が小さくなる特性として
いる（図１２）。この技術によれば、通常の車両に対し
て、低車速時は舵角量が少なくて済み、取り回し操作の
操作性を向上させるとともに高速時の操舵安定性を得る
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、運転者
にとって最適と感じる舵角比は個人差があると考えられ
るので、上記従来の車速に対する舵角比を固定的に定め
た舵角比マップでは、舵角比に違和感を感じる運転者が
多くなるという問題点があった。

【０００５】特に通常の車両と舵角比が大きく異なる低
中車速時の舵角比が問題である。この個人差の要因とし
ては、運転者のこれぐらい操舵したらこれぐらい曲がる
だろうという期待値は、それまでの運転経験により形成
されるため、個人により異なることが挙げられる。例え
ば、低車速において通常の車両のつもりで操舵すれば、
切り過ぎが発生する可能性があることが考えられる。そ
の場合、運転者はカーブ途中でその差異に気付き、修正
操舵を行うため、運転者の負担がかえって増えてしまう
問題点もある。

【０００６】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、い
かなる運転経験を有する運転者にも、またいずれの車速
においても運転者の意図に合った最適な舵角比を自動設
定することができる車両用操舵装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記課題を解決するため、ステアリング操舵角から前輪舵
角への伝達比である舵角比の特性を車速に対する舵角比
マップに応じて任意設定可能な車両用操舵装置におい
て、走行中の前方道路形状を検出する前方道路形状検出
手段と、前記前方道路形状に基づいて理想的な運転者に
よる操舵角度を予測する操舵角度予測手段と、予測した
操舵角度と実際の操舵角度との差θｅに基づいて実際の
操舵角度の過不足を表す指標値を算出し、該指標値に基
づいて前記舵角比マップを補正する舵角比マップ補正手
段と、を備えたことを要旨とする。

【０００８】請求項２記載の発明は上記課題を解決する
ため、請求項１記載の車両用操舵装置において、前記予
測した操舵角度に対して実際の操舵角度が切り過ぎとな
る場合は舵角比を小さく、切り不足となるの場合は舵角
比を大きくなるように補正することを要旨とする。

【０００９】請求項３記載の発明は上記課題を解決する
ため、請求項１または請求項２記載の車両用操舵装置に
おいて、前記指標値は、一つのカーブ中における前記θ
ｅの微分値の最大ピーク値と最小ピーク値との差である
ことを要旨とする。

【００１０】請求項４記載の発明は上記課題を解決する
ため、請求項１または請求項２記載の車両用操舵装置に
おいて、舵角比マップの補正は、走行中の車速に対する
舵角比の値に補正量を加算して書き換えると共に、走行
車速の近傍の車速における舵角比の値も補正量に重みを
掛けた値にて補正することを要旨とする。

【００１１】請求項５記載の発明は上記課題を解決する
ため、請求項１または請求項２記載の車両用操舵装置に
おいて、前記操舵角度予測手段は、比例動作、微分動
作、及び時間遅れ動作を前記理想的な運転者の操舵制御
特性として持つことを要旨とする。

【００１２】請求項６記載の発明は上記課題を解決する
ため、請求項１または請求項２記載の車両用操舵装置に
おいて、前記前方道路形状検出手段は、車両前方の道路
画像を撮影するカメラであり、前記操舵角度予測手段
は、前記カメラが撮影した道路画像から白線間中心つま
り走行車線中心を算出し、所定距離前方の走行車線中心
位置と直進した場合の位置との横方向の距離差から理想
的な運転者の操舵角度を予測することを要旨とする。

【００１３】請求項７記載の発明は上記課題を解決する
ため、請求項１または請求項２記載の車両用操舵装置に
おいて、前記前方道路形状検出手段は、ナビゲーション
装置であることを要旨とする。

【００１４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ステアリ
ング操舵角から前輪舵角への伝達比である舵角比の特性
を車速に対する舵角比マップに応じて任意設定可能な車
両用操舵装置において、走行中の前方道路形状を検出す
る前方道路形状検出手段と、前記前方道路形状に基づい
て理想的な運転者による操舵角度を予測する操舵角度予
測手段と、予測した操舵角度と実際の操舵角度との差θ
ｅに基づいて実際の操舵角度の過不足を表す指標値を算
出し、該指標値に基づいて前記舵角比マップを補正する
舵角比マップ補正手段と、を備えたことにより、理想的
な操舵角度に対する運転者の操舵角度の過不足に基づい
て舵角比マップを補正できるようになり、いずれの車速
においても運転者の意図に合った最適な舵角比を自動設
定することができるという効果がある。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、前記予測した操舵角度に対し
て実際の操舵角度が切り過ぎとなる場合は舵角比を小さ
く、切り不足となるの場合は舵角比を大きくなるように
補正することとしたので、運転者の操舵角の切り過ぎ、
切り不足を打ち消すように舵角比を補正することができ
るという効果がある。

【００１６】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の効果に加えて、前記指標値
は、一つのカーブ中における前記θｅの微分値の最大ピ
ーク値と最小ピーク値との差であることとしたので、比
較的容易な計算により実際の操舵角度の過不足を表す指
標値を算出することができるという効果がある。

【００１７】請求項４記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の効果に加えて、舵角比マップ
の補正は、走行中の車速に対する舵角比の値に補正量を
加算して書き換えると共に、走行車速の近傍の車速にお
ける舵角比の値も補正量に重みを掛けた値にて補正する
ようにしたので、車速に対する舵角比が滑らかとなるよ
うに補正することができ、車速が変化しても舵角比の変
化に違和感が生じることがないという効果がある。

【００１８】請求項５記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の効果に加えて、前記操舵角度
予測手段は、比例動作、微分動作、及び時間遅れ動作を
前記理想的な運転者の操舵制御特性として持つようにし
たので、比較的簡単な制御モデルで精度よく理想的な運
転者の操舵制御特性による予測操舵角度を算出すること
ができるという効果がある。

【００１９】請求項６記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の効果に加えて、前記前方道路
形状検出手段は、車両前方の道路画像を撮影するカメラ
であり、前記操舵角度予測手段は、前記カメラが撮影し
た道路画像から白線間中心つまり走行車線中心を算出
し、所定距離前方の走行車線中心位置と直進した場合の
位置との横方向の距離差から理想的な運転者の操舵角度
を予測するようにしたので、確実に理想的な運転者の操
舵角度を予測することができるという効果がある。

【００２０】請求項７記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の効果に加えて、前記前方道路
形状検出手段は、ナビゲーション装置としたので、近年
普及度が高まっているナビゲーション装置を搭載した車
両においては、新たに前方道路形状検出手段を設けるこ
となく、また複雑な画像処理を行うことなく、簡易に前
方道路の形状を得て、操舵角度の予測に用いることがで
きるという効果がある。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る車両
用操舵装置の実施形態の構成を示すシステム構成図であ
り、本発明を適用した車両の要部を含むものである。

【００２２】図１において、運転席１９の前方に運転者
が操舵するステアリングホイール１０が設けられてい
る。ステアリングホイール１０には、ステアリングシャ
フト１３が固着され、ステアリングシャフト１３は、車
体に回動可能に取り付けられている。ステアリングシャ
フト１３のステアリングホイール１０側の端部には、操
舵角度検出手段１１が設けられている。またステアリン
グシャフト１３には、その略中央部下方に、ステアリン
グシャフトの回動力に対して制御手段１からの指示によ
り可変な抵抗力を与える操舵力調節手段１２が設けられ
ている。またステアリングシャフト１３の下端部には、
舵角比可変手段１４が設けられ、舵角比可変手段１４の
下部にはジョイント１５を介してステアリングギアボッ
クス１６が備えられている。ステアリングギアボックス
１６からは、左右方向にそれぞれタイロッド１７が伸延
し、タイロッド１７の端部はそれぞれナックルアーム１
８を介して操向輪である前輪１９が接続されている。そ
して、ステアリングホイール１０を操作することによ
り、前輪１９の方向を変えることができるようになって
いる。

【００２３】操舵角度検出手段１１は、運転者が操作す
るステアリングホイール１０の操舵角度（以下、操舵角
θとする）を検出し、この操舵角θを制御手段１へ入力
する。また、走行中の前方道路形状を検出する前方道路
形状検出手段２と、車両の走行速度を検出するスピード
メータ等の車速検出手段３が設けられ、それぞれ前方道
路形状、車速を制御手段１へ出力している。

【００２４】制御手段１は、操舵角θから前輪舵角への
伝達比である舵角比の特性を車速に対して記憶している
舵角比マップ６と、前方道路形状検出手段２が検出した
前方道路形状に基づいて理想的な運転者による操舵角度
を予測する操舵角度予測手段５と、予測した操舵角度と
実際の操舵角との差θｅに基づいて実際の操舵角の過不
足を表す指標値を算出し、該指標値に基づいて舵角比マ
ップ６を補正する舵角比マップ補正手段４とを備えてい
る（請求項１）。

【００２５】制御手段１は、前方道路形状検出手段２が
撮像した画像を処理することにより、一定距離先の道路
中心の位置を算出することができる。この前方道路形状
検出手段２は例えば、車室内に前方に向けて取り付けた
ＣＣＤカメラである。

【００２６】舵角比マップ６に記憶された舵角比の特性
は、車速Ｖに応じて変化するものであり、舵角比Ｇ
（Ｖ）は車速Ｖの関数として表現される。

【００２７】舵角比の基本的な特性は、図２に示す様
に、一定車速ＶＬ以下では高い値で一定、それ以上の車
速では車速に応じて徐々に小さくなる特性である。制御
手段１では、各車速域Ｖｎに対する舵角比Ｇ（Ｖｎ）の
値を予め記憶した舵角比マップ６を持っており、車速検
出手段３が検出した車速から舵角比マップ６を検索する
ことにより舵角比可変手段１４の舵角比を制御するもの
とする。

【００２８】本実施形態は、前方道路形状検出手段２の
信号に基づき、その運転者にとって最適な舵角比となる
様、各車速域Ｖｎに対する舵角比Ｇ（Ｖｎ）のマップ６
を下記で説明するドライバモデルに基づき時々刻々と書
き換えるものである。

【００２９】まず、前方道路形状検出手段（ＣＣＤカメ
ラ）２が撮像した画像の処理について図３を用いて説明
する。図３は、前方道路形状検出手段２が撮像した画像
を白黒で二値化した画像データのイメージを示すもので
ある。但し、図面を見やすくするために、白黒を反転し
て図３に表示している。

【００３０】撮像した画像を白黒で二値化することによ
り、白線の輪郭を浮かび上がらせ、一定距離前方におけ
る自動走行レーンの左右白線中心の位置を求める（図３
中の大きい白円の位置）。その位置の横方向の画像中心
からの距離をｅとする。この値は、一定前方注視点距離
におけるコースからのずれを示している。制御手段１で
は、このｅに基づき、理想的な操舵を行うと仮定した場
合の操舵角（以下、予測操舵角θref ）を以下のドライ
バモデルにより求める（請求項６）。

【００３１】コースからのずれｅに対する予測操舵角θ
ref は、式（１）で求める。ここで、ｈ（ｔ）は時間ｔ
におけるドライバモデルの伝達関数である。

【００３２】

【数１】 θref ＝ｈ（ｔ）・ｅ／Ｇ（Ｖｎ） …（１）ここでｈ（ｔ）をラプラス変換したものをＨ（ｓ）とす
ると、Ｈ（ｓ）は以下の式（２）で求める。

【００３３】

【数２】Ｈ（ｓ）＝ｈ１（１＋Ｔ１Ｓ）ｅ^-T2S …（２）ここで、ｈ１はドライバモデルの比例係数、Ｔ１は微分
係数、Ｔ２は時間遅れ係数である。つまりこのドライバ
モデルはコースからのずれｅに対して、運転者は比例、
一次進み、時間遅れが入った動作を行うと仮定したもの
である（請求項５）。

【００３４】この様に求めた前方道路形状に合わせた運
転者の理想的な操舵角θref と実際の運転者の操舵パタ
ーンとの関係を図４に示す。運転者にとって舵角比が合
っている場合は運転者の操舵角θはθref と一致する
が、舵角比が高すぎる場合は操舵初期において切り過ぎ
る操作となり、それを修正するため図の様にコーナー中
に切り戻し操作を行う。

【００３５】また逆に舵角比が低すぎる場合は操舵初期
において切り不足となり、修正するためコーナー中に切
り増し操作を行う。この予測操舵角θref と運転者の操
舵角θの差を操舵角誤差θｅ（＝θref −θ）とする
と、切り過ぎ、切り不足の場合のθｅは図５に示す様な
パターンとなる。切り不足の場合はθｅが徐々に大きく
なっていき、切り増す修正操舵で誤差が急に減少する。
切り過ぎの場合はθｅが徐々に一側に大きくなってい
き、取り戻す修正操舵で誤差が少なくなる。切り過ぎ、
切り不足において運転者の操舵の特徴は後半に急に修正
操舵を行うことである（運転者が切り過ぎ、切り不足を
自覚しないで単に最適ラインを外した場合は、後半では
誤差は徐々に小さくなる操作となると予想できる）。

【００３６】つまり、切り過ぎ、切り不足の量を判定す
る指標値（パラメータ）として後半の修正操舵における
θｅの勾配（微分値）が適切と考えられる。θｅの微分
値を操舵角速度誤差△θｅとすると、△θｅは切り不足
の場合は図６（ａ）に示すパターンとなる。△θｅの最
大値（プラス側ピーク値）をＰ１、最小値をＰ２（マイ
ナス側ピーク値）とすると、切り増し操作の特徴として
Ｐ２の絶対値がＰ１の絶対値に対して極端に大きくなる
ため、Ｐ１とＰ２を足した値（以下Ｐｅ’（＝Ｐ１＋Ｐ
２））は大きいマイナス値となる。切り過ぎの場合は図
６（ｂ）に示すパターンとなる。切り戻し操作の特徴と
してＰ１の絶対値がＰ２の絶対値に対して極端に大きく
なるため、Ｐ１とＰ２を足した値Ｐｅ’は大きいプラス
値となる。

【００３７】本実施形態は、このθｅの微分値の一つの
カーブ中における最大値Ｐ１と最小値Ｐ２との差である
Ｐｅ’の値により切り不足、切り過ぎの量を判別し（請
求項２）、それに応じて切り過ぎる場合は舵角比を小さ
く、切り不足の場合は舵角比を大きくするように舵角比
を補正するものである（請求項３）。

【００３８】ここで、Ｐｅ’は一つのコーナーにおける
値であるが、判別の精度をより高めるため、現在から前
複数個（Ｎ個とする）までのコーナーにおけるＰｅ’の
値の平均をＰｅとして、その値に応じて舵角比補正量
（以下△Ｇ。車速Ｖｎにおける舵角比Ｇ（Ｖｎ）＝元の
Ｇ（Ｖｎ）＋△Ｇとする）を算出する。

【００３９】Ｐｅと△Ｇの関係を図７に示す。Ｐｅが大
きい（つまり切り過ぎ）場合は、△Ｇをマイナスとして
舵角比を小さくする。Ｐｅがマイナス側に大きい（つま
り切り不足）場合は、△Ｇをプラス値として舵角比を大
きくしている。この補正を行うことにより、舵角比の過
不足による切り過ぎ、切り不足を改善することができ
る。

【００４０】前述のロジックにより舵角比の補正を行う
際に、ここで補正対象の舵角比の範囲は、図８に斜線で
示す範囲内とする。車速（Ｖｎ）により異なる上限値
（Ｇmax（Ｖｎ））、下限値（Ｇmin（Ｖｎ））を持つ。
また、舵角比の補正は舵角比のマップにおけるその車速
（Ｖｎ）での舵角比Ｇ（Ｖｎ）を書き換えるものである
が、Ｇ（Ｖｎ）のみを変化させたのでは、その周辺車速
のマップ（Ｇ（Ｖｎ−２）、Ｇ（Ｖｎ−１）、Ｇ（Ｖｎ
＋１）、Ｇ（Ｖｎ＋２）等）とのアンマッチが生じる。
そのため図９に示す様に、舵角比マップの内容を書き換
えて補正を行う場合は、補正量は車速Ｖｎでは△Ｇであ
るが、その前後車速域の値も係数（隣がＫ１、２つ隣が
Ｋ２。例えば、Ｋ１＝０．５、Ｋ２＝０．２。）を掛け
補正を行うものとする（請求項４）。

【００４１】以上述べたロジックを持つ制御手段の処理
内容を図１０，図１１のフローチャートを参照して詳細
に説明する。まず処理内容の概略を説明する。最初に作
業用記憶及びフラグｆｌａｇの初期化を行う。このフラ
グｆｌａｇはカーブ走行中か否かを示すフラグであり、
１の場合はカーブである。次いで、現舵角比Ｇ（Ｖｎ）
にて舵角比可変手段の駆動を行う。次いでＣＣＤカメラ
の画像により横ずれ量ｅを算出し、横ずれ量ｅが所定値
以上であればカーブ走行中とみなし、操舵角速度誤差の
最大ピーク値Ｐ１、最小ピーク値Ｐ２の算出を行う。次
いでＰｅ’＝Ｐ１＋Ｐ２を算出し、複数のカーブについ
てＰｅ’の平均値をＰｅとして、舵角比補正値△Ｇを求
め、舵角比マップを書き換える。

【００４２】図１０の詳細フローチャートにおいて、最
初に、ステップＳ１０において、車速に対する舵角比Ｇ
（）、最大値Ｇmax（）、最小値Ｇmin（）に用いる作業
エリアの初期化を行い、次いでステップＳ１２におい
て、作業用フラグｆｌａｇの初期化を行う。このフラグ
ｆｌａｇはカーブ走行中か否かを示すフラグであり、１
の場合はカーブであり、０場合直線路またはほぼ直線な
道路を走行中であることを示す。次いで、ステップＳ１
４で現在の車速Ｖｎを読み込み、ステップＳ１６で車速
Ｖｎから舵角比マップの値Ｇ（Ｖｎ）を読み出す。そし
て、ステップＳ１８で舵角比がＧ（Ｖｎ）となるように
舵角比可変手段の駆動を行う。

【００４３】次いでステップＳ２０でＣＣＤカメラによ
り前方道路を撮像した画像を読み込む。ステップＳ２２
では、この画像により図３に示したように、画像中心か
ら自車走行レーンの左右境界を示す両白線中心までの水
平方向の距離（横ずれ量）ｅを算出する。そしてステッ
プＳ２４で距離ｅが所定値以上か否かを判定する。

【００４４】距離ｅが所定値以上であればカーブ走行中
とみなして、ステップＳ２６でｆｌａｇを１にセットす
る。次いでステップＳ２８で操舵角度検出手段により操
舵角θを読み込む。

【００４５】次いで、ステップＳ３０において、現在の
速度における舵角比Ｇ（Ｖｎ）、距離ｅ、及び上述の式
（１）、式（２）に示した理想的なドライバモデルか
ら、理想的なドライバによる操舵角である予測操舵角θ
ref を算出する。そして、ステップＳ３２で操舵角θ及
び予測操舵角θref それぞれの時間微分値の差である操
舵角速度誤差△θｅを求める。次いで、ステップＳ３４
で、この△θｅがカーブに進入してから、即ちｆｌａｇ
が１に変化してからの最大値であるか否かを判定する。

【００４６】ステップＳ３４の判定で△θｅが最大値で
あれば、ステップＳ３６に分岐してＰ１に△θｅを格納
し、ステップＳ３４の判定で最大値でなければＰ１を更
新しない。

【００４７】次いで、ステップＳ３８において、この△
θｅがｆｌａｇが１に変化してからの最小値であるか否
かを判定する。ステップＳ３８の判定で△θｅが最小値
であれば、ステップＳ４０に分岐してＰ２に△θｅを格
納し、ステップＳ３８の判定で△θｅが最小値でなけれ
ばＰ２を更新しない。

【００４８】次いでステップＳ４２において、キーＯＦ
Ｆか否かを判定し、キーＯＦＦであれば処理を終了する
が、キーＯＦＦでなければ、処理を継続するためにステ
ップＳ１４へ戻る。

【００４９】ステップＳ２４の判定がＮｏ、即ち距離ｅ
が所定値未満であった場合、図１１のステップＳ４４へ
移り、前のサンプルはｆｌａｇが１であったかどうかを
判定する。前のサンプルがｆｌａｇ＝１であれば、ステ
ップＳ４６でカーブ走行終了の処理を行うべく、ｆｌａ
ｇをリセットして、ステップＳ５０へ移る。前のサンプ
ルがｆｌａｇ＝１でなければ、ステップＳ４８でｆｌａ
ｇ＝０として、図１０のステップＳ４２へ分岐する。

【００５０】ステップＳ５０では、操舵角速度誤差の最
大ピークと最小ピークとの差（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐａｅ
ｋｖａｌｕｅ）をＰｅ’＝Ｐ１＋Ｐ２により算出す
る。次いで、ステップＳ５２で現在までのＮ個のＰｅ’
の平均値Ｐｅを算出する。次いで、ステップＳ５４で図
７のようなＰｅと舵角比補正値△Ｇのテーブルまたは計
算式を利用して、舵角比補正値△Ｇを求める。

【００５１】次いで、ステップＳ５６において、舵角比
マップにおける現車速Ｖｎの舵角比Ｇ（Ｖｎ）の値に補
正値△Ｇを加算した値Ｇ（Ｖｎ）＋△Ｇを算出して、補
正後の舵角比で舵角比マップを書き換える。次いで補正
した舵角比Ｇ（Ｖｎ）を最大値Ｇmax（Ｖｎ）、最小値
Ｇmin（Ｖｎ）でリミッタを掛けるため、まずステップ
Ｓ５８において、Ｇ（Ｖｎ）が最大値Ｇmax（Ｖｎ）を
超えているか否かを判定する。Ｇ（Ｖｎ）が最大値Ｇma
x（Ｖｎ）を超えていれば、ステップＳ６０でＧ（Ｖ
ｎ）を最大値Ｇmax（Ｖｎ）で書き換えて、ステップＳ
６６へ移る。

【００５２】ステップＳ５８でＧ（Ｖｎ）が最大値Ｇma
x（Ｖｎ）を超えていなければ、ステップＳ６２でＧ
（Ｖｎ）が最小値Ｇmin（Ｖｎ）より小さいか否かを判
定する。ステップＳ６２の判定でＧ（Ｖｎ）が最小値Ｇ
min（Ｖｎ）より小さければ、ステップＳ６４でＧ（Ｖ
ｎ）を最小値Ｇmin（Ｖｎ）で書き換えて、ステップＳ
６６へ移る。ステップＳ６６では、舵角比補正の対象と
なる車速Ｖｎの周辺の車速における舵角比Ｇ（Ｖｎ−
２）、Ｇ（Ｖｎ−１）、Ｇ（Ｖｎ＋１）、Ｇ（Ｖｎ＋
２）ついても、図９に示したように、それぞれ重み計数
Ｋ２，Ｋ１，Ｋ１，Ｋ２を加味して書き換える。次い
で、ステップＳ４２でキースイッチの状態を判定し、キ
ースイッチがＯＦＦでなければ、ステップＳ１４へ移り
処理を継続する。

【００５３】こうして、本発明においては、理想的なド
ライバの操舵特性から予測した操舵角度に対して実際の
操舵角度が切り過ぎとなる場合は舵角比を小さく、切り
不足となるの場合は舵角比を大きくなるように補正する
ので、運転者の操舵角の切り過ぎ、切り不足を打ち消す
ように舵角比を補正することができ、運転者の操舵特性
や操舵イメージに適合した操舵角比に自動的に調整され
る。

【００５４】また、本実施形態では、一定距離先におけ
る前方道路の横ずれ量ｅはＣＣＤカメラであるＣＣＤカ
メラの画像により求めたが、ナビゲーション装置を搭載
した車両においては、より簡易的な方法として、ナビゲ
ーション装置が認識する道路前方の形状及び車両の方向
から、一定距離先における前方道路の横ずれ量ｅを求め
ることもできる（請求項７）。この場合、新たに前方道
路形状検出手段を設けることなく、また複雑な画像処理
を行うことなく、簡易に前方道路の形状を得て、操舵角
度の予測に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用操舵装置の実施形態の構成
を説明するシステム構成図である。

【図２】車速Ｖに対する舵角比Ｇ（Ｖ）の関係を示すグ
ラフである。

【図３】ＣＣＤカメラの画像例を示す図である。

【図４】予測操舵角θref と実際の操舵角θのパターン
を示す図である。

【図５】操舵角誤差θｅの時間変化パターンを示す図で
ある。

【図６】（ａ）切り不足時の操舵角速度誤差△θｅのパ
ターンを示す図、（ｂ）切り過ぎ時の操舵角速度誤差△
θｅのパターンを示す図である。

【図７】Ｐｅと舵角比補正量△Ｇとの関係を示すグラフ
である。

【図８】車速と舵角比の上限値、下限値の関係を示すグ
ラフである。

【図９】車速Ｖｎ近傍の舵角比補正の内容を示すグラフ
である。

【図１０】制御装置による処理内容を説明するフローチ
ャートである。

【図１１】制御装置による処理内容を説明するフローチ
ャートである。

【図１２】従来例の舵角比制御特性の例を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１制御手段２前方道路形状予測手段３車速検出手段４舵角比マップ補正手段５操舵角度予測手段６舵角比マップ１０ステアリングホイール１１操舵角度検出手段１２操舵力調節手段１３ステアリングシャフト１４舵角比可変手段１５ジョイント１６ステアリングギアボックス１７タイロッド１８ナックルアーム１９前輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｃ 21/00 Ｇ０１Ｃ 21/00 Ａ // Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 113:00 113:00 137:00 137:00 Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB13 3D032 CC08 DA03 DA23 DA84 DA87 DC01 DC03 DC08 EC31 EC35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリング操舵角から前輪舵角への伝
達比である舵角比の特性を車速に対する舵角比マップに
応じて任意設定可能な車両用操舵装置において、走行中の前方道路形状を検出する前方道路形状検出手段
と、前記前方道路形状に基づいて理想的な運転者による操舵
角度を予測する操舵角度予測手段と、予測した操舵角度と実際の操舵角度との差θｅに基づい
て実際の操舵角度の過不足を表す指標値を算出し、該指
標値に基づいて前記舵角比マップを補正する舵角比マッ
プ補正手段と、を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】前記予測した操舵角度に対して実際の操
舵角度が切り過ぎとなる場合は舵角比を小さく、切り不
足となるの場合は舵角比を大きくなるように補正するこ
とを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
【請求項３】前記指標値は、一つのカーブ中における
前記θｅの微分値の最大ピーク値と最小ピーク値との差
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
車両用操舵装置。
【請求項４】舵角比マップの補正は、走行中の車速に
対する舵角比の値に補正量を加算して書き換えると共
に、走行車速の近傍の車速における舵角比の値も補正量
に重みを掛けた値にて補正することを特徴とする請求項
１または請求項２記載の車両用操舵装置。
【請求項５】前記操舵角度予測手段は、比例動作、微
分動作、及び時間遅れ動作を前記理想的な運転者の操舵
制御特性として持つことを特徴とする請求項１または請
求項２記載の車両用操舵装置。
【請求項６】前記前方道路形状検出手段は、車両前方
の道路画像を撮影するカメラであり、前記操舵角度予測手段は、前記カメラが撮影した道路画
像から白線間中心つまり走行車線中心を算出し、所定距
離前方の走行車線中心位置と直進した場合の位置との横
方向の距離差から理想的な運転者の操舵角度を予測する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用
操舵装置。
【請求項７】前記前方道路形状検出手段は、ナビゲー
ション装置であることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の車両用操舵装置。