JPH1178944A - 車両の可変舵角比操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転者の意志による車両の運転操作状況に応
じて好適な舵角比（ハンドルの操舵角に対する転舵角の
比）を自動的に設定できるようにした車両の可変舵角比
操舵装置を提供する。 【解決手段】 操作状況決定手段５０は、ハンドルの操
作角の大小、ハンドルの操作頻度、アクセル操作，ブレ
ーキ操作，シフトチェンジ操作の頻度に基づいて運転者
による運転操作状況を判断し、クイック，ノーマル，ス
ローの３モードの中のいずれか一つを指定するモード指
定情報５０ａを出力する。制御装置６０は、クイック，
ノーマル，スローの３モードに対応して、舵角比が高
め，標準，低めにそれぞれ設定された３種類の舵角比設
定部６１〜６３を備える。制御モード切替部６４は、モ
ード指定情報５０ａに基づいて使用する舵角比特性（車
速−舵角比特性）を切替える。駆動部６５は、目標舵角
比６４ａとなるように可変舵角比装置１０を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、運転者による車
両の運転操作状況に応じて好適な舵角比（ハンドルの操
舵角に対する転舵角の比）を自動的に設定できるように
した車両の可変舵角比操舵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−２８３１６８号公報には、車
速検出手段と路面状態検出手段からの信号に基づいて目
標伝達比を演算し、現実の伝達比を目標伝達比に近似さ
せるべくアクチュエ−タの作動を制御することにより、
車速及び路面状態に拘らず常に適正な旋回性能が得られ
るようにした車両用ステアリング装置が提案されてい
る。この車両用ステアリング装置は、ホイ−ル操舵角に
対する車輪転舵角の比をアクチュエ−タの作動によつて
増減可能な伝達比可変機構と、車両の車速を検出する車
速検出手段と、タイヤと路面との摩擦係数を検出する路
面状態検出手段と、両検出手段からの信号に基づいて目
標伝達比を演算する伝達比演算手段と、伝達比可変機構
の現実の伝達比を検出する伝達比検出手段とを備え、制
御手段により伝達比可変機構の現実の伝達比を目標伝達
比に近似させるべくアクチュエ−タの作動を制御するよ
うにしている。

【０００３】特開平５−７７７５１号公報には、車両に
作用する横加速度と、慣性力の横方向成分とから演算さ
れる外乱による車両挙動の変化を予測し、その変化を打
ち消すのに必要な補正操舵角を演算することにより、直
進走行時の横風等の外乱に対する修正操舵を不要にする
ようにした車両用ステアリング制御装置が提案されてい
る。この車両用ステアリング制御装置は以下のように構
成されている。車両走行中、車両の運転状態を検出する
各種センサの出力信号を入力する外乱横ｇコントロ−ラ
において、まずタイヤ転舵角、横加速度、車体に作用す
る慣性力の横方向成分とから外乱による横ｇを演算す
る。またこの外乱による横ｇに基づく車両挙動の変化を
予測すると共に、その変化を打ち消すのに必要な補正舵
角を演算し、その演算結果に基づき伝達率可変制御装置
の電動モ−タを駆動して外乱による車両挙動の変化を解
消させる。また、電動モ−タを駆動した時の操舵反力を
打ち消すのに必要な操舵補助力の補正量を算出し、その
演算結果により操舵用電動モ−タを駆動させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両用ステアリ
ング装置は、車両の周辺環境（路面状態や横風等の外
乱）に対応して舵角比を自動的に設定することができる
が、運転者の意思（運転者による車両の運転状況）に応
じて舵角比を自動的に設定することはできない。舵角比
を手動で設定できるようにすることも考えられるが、車
両の運転状況が変化するたびに舵角比を変更する操作が
必要となり、その操作が煩わしい。運転者の意思（運転
者による車両の運転状況）に応じて舵角比が自動的に設
定されれば便利である。例えば、カーブが連続する山道
等を軽快に走行する際には舵角比が大きく設定され、高
速道路等をほぼ定速で走行（クルージング走行）する際
にはそれに適して舵角比が設定されれば、便利である。

【０００５】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、運転者による車両の運転操作状況に応
じて好適な舵角比（ハンドルの操舵角に対する転舵角の
比）を自動的に設定できるようにし、運転者の意志に応
じて最適な操舵フィーリングが得られる車両の可変舵角
比操舵装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る車両の可変舵角比操舵装置は、運転者に
よる車両の操作状況を決定する操作状況決定手段を設
け、制御装置は、操作状況決定手段からの信号に基づい
て可変舵角比装置を制御することを特徴とする。

【０００７】操作状況決定手段は、運転者によるハンド
ル操作頻度を検出し、制御装置は、ハンドル操作頻度が
高いほど舵角比を大きく設定するようにしてもよい。

【０００８】また、操作状況決定手段は、運転者による
アクセル操作頻度およびブレーキ操作頻度を検出し、制
御装置は、アクセル操作頻度およびブレーキ操作頻度が
高いほど舵角比を大きく設定するようにしてもよい。

【０００９】さらに、制御装置は舵角比を設定するため
の複数の制御モードを有し、操作状況決定手段で判断し
た操作状況に適した制御モードを選択するようにしても
よい。

【００１０】この発明に係る車両の可変舵角比操舵装置
は、運転者による車両の運転操作状況に基づいて舵角比
を自動的に設定することができる。例えば、カーブが連
続する山道等を軽快に走行する際には大きな舵角比を設
定し、高速道路等をほぼ定速で走行（クルージング走
行）する際には小さな舵角比を設定し、それ以外の通常
走行時には中程度の舵角比を設定することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る車両
の可変舵角比操舵装置の全体構成を示す模式構造図であ
る。この発明に係る車両の可変舵角比操舵装置は、ハン
ドル（ステアリングホイール）１から操舵輪９に至るス
テアリング系に設けられた可変舵角比装置１０と、ハン
ドルの操作角度，操作速度、アクセルペダル，ブレーキ
ペダルの操作等の運転者による車両の運転操作情報に基
づいて操作状況を判断する操作状況決定手段５０と、操
作状況決定手段５０からの信号に基づいて可変舵角比装
置１０を制御する制御装置６０とからなる。

【００１２】ハンドル１に一体的に設けられたステアリ
ング軸２は、自在継ぎ手３，３を有する連結軸４を介し
て可変舵角比装置１０の入力軸へ連結される。可変舵角
比装置１０は、入力軸の回転角度（α）に対する出力軸
の回転角度（β）の比（β／α）を連続的に可変できる
ものを用いている。可変舵角比装置１０の出力軸に設け
られたピニオン５とラック軸６のラック歯とを噛合させ
ることで、出力軸の回転運動をラック軸６の直線運動
（Ｌ）へ変換し、ラック６の直線運動をタイロッド７お
よびナックルアーム８を介して操舵輪９の転舵運動
（Ｔ）へ変換する。

【００１３】図２〜図４は可変舵角比装置の一具体例を
示すもので、図２は可変舵角比装置の断面図、図３は可
変舵角比装置の軸部の分解斜視図、図４は図２のＡ−Ａ
線に沿う断面図である。

【００１４】図２に示すように、入力軸１１は、玉軸受
１２を介して上部ケーシング１３ａに回動自在に支持さ
れた支持部材１４の偏心位置に、玉軸受１５を介して回
転自在に支持されている。入力軸１１の下部ケーシング
１３ｂ内に突入した端部には、出力軸１７に回転力を伝
達するカプリング１６が形成されている。

【００１５】ラック６に噛合したピニオン５を一体形成
した出力軸１７は、一対の玉軸受１８ａ，１８ｂを介し
て下部ケーシング１３ｂに回動自在に支持されている。
この出力軸１７の下部ケーシング１３ｂ内に突入した端
部には、中間軸１９が、出力軸１７の中心から偏心した
位置に突設されている。この中間軸１９と入力軸１１に
一体形成されたカプリング１６との間が、平型ニードル
軸受２０を介在させたスライダ２１と円錐ころ軸受２２
とを介して互いに連結されている。また、入力軸１１と
上部ケーシング１３ａとの間には、可撓性の筒状部を有
するシール部材Ｓが設けられており、これによって可変
舵角比装置１０内の気密が保持されるようになってい
る。

【００１６】図３に示すように、カプリング１６の下面
には、下方が拡開し、かつ開放した台形断面の溝２３が
凹設されている。そして、前述した一対の平型ニードル
軸受２０を介在させたスライダ２１が、この溝２３の互
いに対向する斜面を摺動するように、溝２３内に係合し
ている。また、スライダ２１の下面の中心部には、円錐
ころ軸受２２を介して相対回動可能なように、中間軸１
９が係合している。

【００１７】図２に示すように、下部ケーシング１３ｂ
には、出力軸１７の下端を支持する玉軸受１８ｂのアウ
タレースに当接するアジャストねじ２４が螺着されてい
る。このアジャストねじ２４を適宜に締め込むことによ
り、ピニオン５が軸線方向に押圧され、カプリング１６
を介した入力軸１１と出力軸１７との間に適度なプリロ
ードが与えられる。これによってカプリング１６のがた
を除去して連結剛性を向上させることができる。

【００１８】図４に示すように、支持部材１４の外周部
の一部には、扇型の部分的ウォームホイル２５が形成さ
れている。この部分的ウォームホイル２５には、ウォー
ム減速機構２６を介してモータ２７にて駆動されるウォ
ーム２８が噛合しており、支持部材１４に対して所定の
角度範囲に亘って回転運動を与えることができるように
なっている。なお、ウォーム２８は、偏心カムを応用し
たバックラッシュ除去部材２９を介して上部ケーシング
１３ａに支持されており、バックラッシュ除去部材２９
の端部に設けられた六角孔３０に六角棒レンチを係合さ
せてこれを上部ケーシング１３ａに対して回動させるこ
とにより、その軸芯が移動して部分的ウォームホイル２
５との噛み合いが変化するようになっている。また、ウ
ォーム２８の軸芯の移動を許容するために、ウォーム２
８とウォーム減速機構２６との間は、オルダム継手３１
を介して連結されている。

【００１９】上部ケーシング１３ａには、支持部材１４
の上面に突設されたピン３２に係合して支持部材１４の
回動角度を検出するために、差動トランス等からなる変
位センサ３３が取り付けられている。これにより、変位
センサ３３から支持部材１４の回動量、即ち、これに支
持された入力軸１１の偏心量信号（実偏心量）３３ａを
出力するようにしている。

【００２０】制御装置６０内の駆動部６５は、車両の運
転操作状態と車速とに基づいて設定した舵角比（目標舵
角比）に対応する目標偏心量と、変位センサ３３によっ
て検出した実偏心量（実舵角比に相当）３３ａとを一致
させるように、フィードバック制御にてモータ２７の運
転を行なう。

【００２１】図５は可変舵角比装置の作動原理を示す説
明図、図６は可変舵角比装置の舵角比特性を示すグラ
フ、図７は可変舵角比装置を用いて実現される舵角比特
性の一例を示す舵角比特性線図である。

【００２２】図５に示すように、入力軸１１の回転中心
をＡ、出力軸１７の回転中心をＢ、中間軸１９の作用点
をＣとし、ＢＣ間寸法をｂ、入力軸１１と出力軸１７と
の間の偏位量（ＡＢ間寸法）をａ、入力軸１１の回転角
度（ハンドル操舵角）をα、出力軸１７の回転角度（ピ
ニオン回転角）をβとすると、 ｂ・ｓｉｎβ＝（ｂ・ｃｏｓβ−ａ）ｔａｎα であるから、 α＝ｔａｎ^-1（ｂ・ｓｉｎβ／（ｂ・ｃｏｓβ−ａ）） で表わされる。

【００２３】入力軸１１を回転させると、中間軸１９
は、入力軸１１のカプリング１６のスライダ２１との係
合により、出力軸１７の軸心回りでクランク回転する。
ここで支持部材１４を回動させると、支持部材１４の偏
心カム作用により、図３ならびに図４で符号Ａ０〜Ａ２
で示した範囲で入力軸１１の軸心が変化する。これによ
り、入出力軸間の偏位量ａを適宜に定めて入力軸１１と
出力軸１７との軸心同士を互いに偏心させると、入力軸
１１と出力軸１７との回転角が不一致となる。しかも、
入力軸１１を等角度ずつ回転させた際の出力軸１７の角
度変化が漸進的に増大することとなる（図６の太線（ａ
１）ならびに細線（ａ２）参照）。

【００２４】ここで、入力軸１１と出力軸１７との軸心
の偏位量ａを、ａ２〜ａ０（ａ２＞ａ１＞ａ０＝０）の
範囲で連続的に変化させることにより、入力軸１１の回
転角度に対する出力軸１７の回転角度の割合（β／
α）、即ち実用上の舵角比を連続的に変化させることが
でき、入出力軸間の偏位量ａを大きくすると、入力角α
に対する出力角βの変化率漸進性が高まり、入出力軸間
の偏位量ａを０にすれば、図６に一点鎖線（ａ０）で示
すように、入力角αと出力角βとは等しくなる。

【００２５】この舵角比の変化を、例えば低速走行域で
はａ０側に、高速走行域ではａ２側になるように制御す
ると、図７に太線で示した範囲で舵角比特性を変化させ
ることが可能となり、低速走行域ではハンドル（ステア
リングホイール）の操舵角度αに対するラックストロー
クＬを在来の操舵装置に比して大きく設定してより一層
敏感（シャープ）な特性を実現でき、高速走行域ではハ
ンドル（ステアリングホイール）の操舵角度αに対する
ラックストロークＬを在来の操舵装置に比して小さくし
てより一層鈍感（安定）な特性を実現できる。従って、
実用上のハンドル（ステアリングホイール）操舵角と走
行速度との関係を、フラットな特性とすることができ
る。また、車速に対応して舵角比を変化させるだけでな
く、運転者による車両の操作状況に応じてより好適な舵
角比を設定することで、運転者による車両の操作状況に
応じた操舵特性・操舵フィーリングを得るようにするこ
とができる。

【００２６】図８はこの発明に係る可変舵角比操舵装置
の全体ブロック構成図である。可変舵角比操舵装置は、
操作状況決定手段５０と、操作状況決定手段５０から供
給されるモード指定情報５０ａならびに車速検出器７５
から供給される車速に係る信号（以下、車速と記す）７
５ａに基づいて可変舵角装置１０の舵角比を制御する制
御装置６０とを備える。符号ＢＡＴはバッテリ電源であ
る。

【００２７】操作状況決定手段５０は、ハンドル操作角
検出器７１で検出したハンドル操作角に係る信号（以
下、ハンドル操作角と記す）７１ａ，アクセルペダル位
置検出器７２で検出したアクセルペダル位置に係る信号
（以下、アクセルペダル位置と記す）７２ａ，ブレーキ
ペダル位置検出器７３で検出したブレーキペダル位置に
係る信号（以下、ブレーキペダル位置と記す）７３ａ，
シフトレバー位置検出器７４で検出したシフトレバー位
置に係る信号（以下、シフトレバー位置と記す）７４ａ
等の車両の運転操作に係る信号に基づいて運転者による
車両の操作状況が、モード１（クイックモード），モー
ド２（ノーマルモード），モード３（スローモード）の
いずれに該当するか判断し、判断したモードを指定する
ためのモード指定情報５０ａを出力する。

【００２８】制御装置６０は、制御モード（車速−舵角
比特性）が異なる３種類の舵角比設定部６１，６２，６
３と、モード指定情報５０ａに基づいて使用する制御モ
ードを切替える制御モード切替部６４と、制御モード切
替部６４を介して供給される目標舵角比に係る信号（以
下、目標舵角比と記す）６４ａに基づいて可変舵角比装
置１０を駆動する駆動部６５とを備える。

【００２９】各舵角比設定部６１，６２，６３は、車速
に対して舵角比を設定する車速対応型の舵角比設定テー
ブルを備え、車速７５ａに対応して予め登録した舵角比
を出力する。モード１（クイック）用の舵角比設定部６
１は大きい舵角比と、モード２（ノーマル）用の舵角比
設定部６２は中程度舵角比と、モード３（スローモー
ド）用の舵角比設定部６３は小さい舵角比を設定するよ
う構成している。なお、極低車速時の舵角比の値（最大
舵角比）は、各舵角比設定テーブルで同一の値としてい
る。極高車速時の舵角比の値（最小舵角比）は、各舵角
比設定テーブルで同一の値としている。そして、中間車
速領域での舵角比の変化特性を異ならしめることで、舵
角比が比較的高いモード１（クイックモード）と、舵角
比が中程度のモード２（ノーマルモード）と、舵角比が
比較的小さいモード３（スローモード）の３種類の制御
モードを設けている。

【００３０】図９は操作状況決定手段の一具体例を示す
機能ブロック構成図である。操作状況決定手段５０は、
モード判定用カウンタ部５１と、操舵速度演算部５２
と、アクセル頻度演算部５３と、ブレーキ頻度演算部５
４と、シフトチェンジ頻度演算部５５と、モード判定部
５６と、モード判定基準値補正部５７とを備える。

【００３１】モード判定用カウンタ部５１は、ハンドル
操作角７１ａに基づいてハンドル操作角（中立位置から
右または左への操作角度）の大きさを複数段階に亘って
判断し、ハンドル操作角が大きい場合はモード判定用カ
ウンタのカウンタ値Ｎを増加させ、ハンドル操作角が小
さい場合はモード判定用カウンタのカウンタ値Ｎを減少
させる。モード判定用カウンタのカウンタ値Ｎはモード
判定部５６へ供給される。

【００３２】操舵速度演算部５２は、所定の時間間隔で
ハンドル操作角７１ａを取り込むとともに、取り込んだ
ハンドル操作角７１ａを所定期間に亘って一時記憶し、
ハンドル操作角７１ａの変化量から操舵速度（ハンドル
の操作速度）ｄθを求める。操舵速度ｄθはモード判定
基準値補正部５７へ供給される。

【００３３】アクセル頻度演算部５３は、所定の時間間
隔でアクセルペダル位置７２ａを取り込むとともに、取
り込んだアクセルペダル位置７２ａを所定期間に亘って
一時記憶し、所定期間でのアクセル頻度（アクセルの操
作頻度）Ａを求める。アクセル頻度Ａはモード判定基準
値補正部５７へ供給される。

【００３４】ブレーキ頻度演算部５４は、所定の時間間
隔でブレーキペダル位置７３ａを取り込むとともに、取
り込んだブレーキペダル位置７３ａを所定期間に亘って
一時記憶し、所定期間でのブレーキ頻度（ブレーキの操
作頻度）Ｂを求める。ブレーキ頻度Ｂはモード判定基準
値補正部５７へ供給される。

【００３５】シフトチェンジ頻度演算部５５は、所定の
時間間隔でシフトレバー位置７４ａを取り込むととも
に、取り込んだシフトレバー位置７４ａを所定期間に亘
って一時記憶し、所定期間でのシフトチェンジ頻度（シ
フトチェンジの操作頻度）Ｓを求める。シフトチェンジ
頻度Ｓはモード判定基準値補正部５７へ供給される。

【００３６】モード判定部５６は、モード判定用カウン
タのカウンタ値Ｎと、モード判定基準値補正部５７から
供給されるモード１判定値ＴＨ１およびモード３判定値
ＴＨ３とを比較して、モード１〜モード３のいずれかの
モードを決定し、モード指定情報５０ａを出力する。具
体的には、カウンタ値Ｎがモード１判定値ＴＨ１よりも
大きい場合はモード１（クイック）と判定し、カウンタ
値Ｎがモード３判定値ＴＨ３よりも小さい場合はモード
３（スロー）と判定し、それ以外はモード２（ノーマ
ル）と判定する。

【００３７】モード判定基準値補正部５７は、操舵速度
ｄθ，アクセル頻度Ａ，ブレーキ頻度Ｂ，シフトチェン
ジ頻度Ｓに基づいて、モード１判定値ＴＨ１ならびにモ
ード３判定値を設定する。モード判定基準値補正部５７
は、操舵速度ｄθが早い場合，アクセル頻度Ａが高い場
合、ブレーキ頻度Ｂが高い場合、ならびに、シフトチェ
ンジ頻度Ｓが高い場合には、モード１（クイック）が選
択されやすくなるようにモード１判定値ＴＨ１を小さく
するとともに、モード３（スロー）が選択されにくくな
るようにモード３判定値を小さくする。逆に、モード判
定基準値補正部５７は、操舵速度ｄθが遅い場合，アク
セル頻度Ａが低い場合、ブレーキ頻度Ｂが低い場合、な
らびに、シフトチェンジ頻度Ｓが低い場合には、モード
１（クイック）が選択されにくくなるようにモード１判
定値ＴＨ１を大きくするとともに、モード３（スロー）
が選択されやすくなるようにモード３判定値を大きくす
る。

【００３８】図１０は図９に示した操作状況決定手段の
全体動作を示すフローチャートである。車両のイグニッ
ションスイッチ（図示しない）等が操作され可変舵角比
操舵装置に電源が供給されると、ステップＳ１に示す初
期化処理で、カウンタ値Ｎが１００に、モード１判定値
ＴＨ１が２００に、モード３判定値ＴＨ３が０にそれぞ
れ初期設定される。初期化処理が完了した後は、ステッ
プＳ２以降の処理が所定の時間間隔（例えば０．５秒ま
たは１秒）で繰り返される。

【００３９】ステップＳ２〜Ｓ５はモード判定用カウン
タ部５１の動作を示している。ステップＳ２で、モード
判定用カウンタ部５１は、ハンドル操作角７１ａの大き
さを判定する。ハンドル操作角７１ａ（ハンドル操作角
の絶対値）が小さい場合（例えば２０度未満）、モード
判定用カウンタ部５１はカウンタ値Ｎを微少量（例えば
０．０５）減少させる（ステップＳ３）。ハンドル操作
角７１ａが中程度（例えば２０度から３０または４０
度）である場合、モード判定用カウンタ部５１はカウン
タ値Ｎを第１の所定量（例えば１）増加させる（ステッ
プＳ４）。ハンドル操作角７１ａが大きい場合（例えば
３０または４０度以上）、モード判定用カウンタ部５１
はカウンタ値Ｎを第１の所定量よりも大きき第２の所定
量（例えば２）増加させる（ステップＳ５）。

【００４０】ステップＳ６では、モード判定基準値補正
部５５によってモード判定基準値ＴＨ１，ＴＨ３の補正
処理がなされる。モード判定基準値補正処理について
は、図１１に基づいて後述する。

【００４１】ステップＳ７〜Ｓ１１はモード判定部５６
の動作を示している。モード判定部５６は、カウンタ値
Ｎがモード３（スローモード）判定値ＴＨ３よりも小さ
い場合は（ステップＳ９）、モード３（スローモード）
を選択し、モード３を指定するモード指定情報５０ａを
出力する（ステップＳ９）。モード判定部５６は、カウ
ンタ値Ｎがモード３（スローモード）判定値ＴＨ３より
も大きい場合は、ステップＳ８で、カウンタ値Ｎとモー
ド１（クイックモード）判定値ＴＨ１との大小関係を判
断する。カウンタ値Ｎがモード１（クイックモード）判
定値ＴＨ１よりも小さい場合、モード判定部５６はモー
ド２（ノーマルモード）を選択し、モード２を指定する
モード指定情報５０ａを出力する（ステップＳ１０）。
カウンタ値Ｎがモード１（クイックモード）判定値ＴＨ
１よりも大きい場合、モード判定部５６はモード１を選
択し、モード１を指定するモード指定情報５０ａを出力
する（ステップＳ１１）。

【００４２】図１１はモード判定基準値補正部の動作を
示すフローチャートである。モード判定基準値補正部５
７は、操舵速度ｄθと予め設定した操舵速度しきい値Ｔ
Ｈｄθとの大小関係を比較することで、ハンドルの操作
速度が早いか否かを判断する（ステップＳ２１）。モー
ド判定基準値補正部５７は、操舵速度ｄθが操舵速度し
きい値ＴＨｄθよりも大きい場合、すなわち、早いハン
ドル操作がなされている場合、モード１（クイックモー
ド）判定値ＴＨ１を所定値（例えば１）減少させるとと
もに、モード３（スローモード）判定値ＴＨ３を所定値
（例えば１）減少させる（ステップＳ２２）。モード判
定基準値補正部５７は、操舵速度ｄθが操舵速度しきい
値ＴＨｄθよりも小さい場合、すなわち、ゆっくりとし
たハンドル操作がなされている場合、モード１（クイッ
クモード）判定値ＴＨ１を所定値（例えば１）増加させ
るとともに、モード３（スローモード）判定値ＴＨ３を
所定値（例えば１）増加させる（ステップＳ２３）。

【００４３】次に、モード判定基準値補正部５７は、ア
クセル頻度Ａと予め設定したアクセル頻度しきい値ＴＨ
Ａとの大小関係を比較することで、アクセル操作が頻繁
になされているか否かを判断する（ステップＳ２４）。
モード判定基準値補正部５７は、アクセル頻度Ａがアク
セル頻度しきい値ＴＨＡよりも大きい場合、すなわち、
アクセル操作の頻度が高い場合、モード１（クイックモ
ード）判定値ＴＨ１を所定値（例えば１）減少させると
ともに、モード３（スローモード）判定値ＴＨ３を所定
値（例えば１）減少させる（ステップＳ２５）。モード
判定基準値補正部５７は、アクセル頻度Ａがアクセル頻
度しきい値ＴＨＡよりも小さい場合、すなわち、アクセ
ル操作の頻度が低い場合、モード１（クイックモード）
判定値ＴＨ１を所定値（例えば１）増加させるととも
に、モード３（スローモード）判定値ＴＨ３を所定値
（例えば１）減少させる（ステップＳ２６）。

【００４４】次に、モード判定基準値補正部５７は、ブ
レーキ頻度Ｂと予め設定したブレーキ頻度しきい値ＴＨ
Ｂとの大小関係を比較することで、ブレーキ操作が頻繁
になされているか否かを判断する（ステップＳ２７）。
モード判定基準値補正部５７は、ブレーキ頻度Ｂがブレ
ーキ頻度しきい値ＴＨＢよりも大きい場合、すなわち、
ブレーキ操作の頻度が高い場合、モード１（クイックモ
ード）判定値ＴＨ１を所定値（例えば１）減少させると
ともに、モード３（スローモード）判定値ＴＨ３を所定
値（例えば１）減少させる（ステップＳ２８）。モード
判定基準値補正部５７は、ブレーキ頻度Ｂがブレーキ頻
度しきい値ＴＨＢよりも小さい場合、すなわち、ブレー
キ操作の頻度が低い場合、モード１（クイックモード）
判定値ＴＨ１を所定値（例えば１）増加させるととも
に、モード３（スローモード）判定値ＴＨ３を所定値
（例えば１）減少させる（ステップＳ２９）。

【００４５】次に、モード判定基準値補正部５７は、シ
フトチェンジ頻度Ｓと予め設定したシフトチェンジ頻度
しきい値ＴＨＳとの大小関係を比較することで、シフト
チェンジ操作が頻繁になされているか否かを判断する
（ステップＳ３０）。モード判定基準値補正部５７は、
シフトチェンジ頻度Ｓがシフトチェンジ頻度しきい値Ｔ
ＨＳよりも大きい場合、すなわち、シフトチェンジ操作
の頻度が高い場合、モード１（クイックモード）判定値
ＴＨ１を所定値（例えば１）減少させるとともに、モー
ド３（スローモード）判定値ＴＨ３を所定値（例えば
１）減少させる（ステップＳ３１）。モード判定基準値
補正部５７は、シフトチェンジ頻度Ｓがシフトチェンジ
頻度しきい値ＴＨＳよりも小さい場合、すなわち、シフ
トチェンジ操作の頻度が低い場合、モード１（クイック
モード）判定値ＴＨ１を所定値（例えば１）増加させる
とともに、モード３（スローモード）判定値ＴＨ３を所
定値（例えば１）減少させる（ステップＳ３２）。

【００４６】図１０のステップＳ１で示した初期化処理
によって、カウンタ値を１００に、モード１（クイック
モード）判定値ＴＨ１を２００に、モード３（スローモ
ード判定値）を０にそれぞれ初期設定しているので、操
作状況決定手段５０は初期状態でモード２（ノーマルモ
ード）を指定するモード指定情報５０ａを出力する。そ
して、操作状況決定手段５０は、所定時間間隔でハンド
ルの操作角の大小を判断して、大きなハンドル操作がな
されている場合はカウンタ値Ｎを大きく増加させ（例え
ば＋２）、中程度の操作角でハンドル操作がなされてい
る場合はカウンタ値Ｎを細かく増加させ（例えば＋
１）、ハンドル操作角が小さい場合はカウンタ値Ｎを微
少量（例えば０．０５）ずつ減少させることで、ハンド
ルの操作角の大きさとハンドルの操作頻度に対応したカ
ウンタ値Ｎを得るとともに、カウンタ値Ｎと各モード判
定値ＴＨ１，ＴＨ３とを比較することで、モード１（ク
イックモード），モード３（スローモード）へ移行する
ようにしている。

【００４７】さらに、操作状況決定手段５０は、操舵速
度ｄθ，アクセル頻度Ａ，ブレーキ頻度Ｂ，シフトチェ
ンジ頻度Ｓに基づいて各モード判定値ＴＨ１，ＴＨ３を
変更することで、モード１（クイックモード），モード
３（スローモード）への移行が速やかに行なえるように
している。すなわち、早いハンドル操作がなされている
場合やアクセル，ブレーキ操作が頻繁になされている場
合、ならびに、シフトチェンジが頻繁になされている場
合は、モード１（クイックモード）判定値ＴＨ１を減少
させることで、モード１（クイックモード）へ移行しや
すくしている。また、ゆっくりとしたハンドル操作がな
されており、アクセル，ブレーキ，シフトチェンジの頻
度が低い場合は、モード３（スローモード）判定値ＴＨ
３を増加させることで、モード３（スローモード）へ移
行しやすくしている。

【００４８】なお、本実施の形態では、ハンドル操作角
に応じてモード判定用カウンタのカウンタ値Ｎを増減さ
せるとともに、ハンドルの操作速度やアクセル，ブレー
キ，シフトチェンジの頻度に基づいてモード判定値ＴＨ
１，ＴＨ３を可変しながら、運転者による車両の操作状
況（運転状況）を判断する構成の操作状況決定手段５０
を例示したが、操作状況決定手段５０はファジィ推論を
利用して運転者による車両の操作状況（運転状況）を判
断する構成としてもよい。

【００４９】図１２は駆動部の一具体例を示すブロック
構成図である。駆動部６５は、目標偏心量決定部８１
と、偏差演算部８２と、ＰＩＤ制御部８３と、ＰＷＭ信
号生成部８４と、ゲート駆動回路部８５と、４個の電力
用電界効果トランジスタをブリッジ接続したモータ駆動
回路８６とからなる。

【００５０】目標偏心量決定部８１は、目標舵角比６４
ａを目標偏心量８１ａに変換する変換テーブルを備え、
制御モード切替部６４を介して供給される目標舵角比６
４ａに対してその目標舵角比６４ａを得るための可変舵
角装置１０の目標偏心量８１ａを出力する。偏差演算部
８２は、目標偏心量８１ａと変位センサ３３によって検
出された実偏心量（実舵角比に相当）３３ａとの偏差を
求め偏差信号８２ａを出力する。ＰＩＤ制御部８３は、
偏差信号８２ａに対して比例，積分，微分等の処理を施
し、偏差をゼロに近づけるためにモータ２７に供給する
電流の向きと電流値とを示す駆動制御信号８３ａを生成
して出力する。ＰＷＭ信号生成部８４は、駆動制御信号
８３ａに基づいてモータ２７をＰＷＭ運転するためのＰ
ＷＭ（パルス幅変調）信号８４ａを生成して出力する。
ゲート駆動回路部８５は、ＰＷＭ信号８４ａに基づいて
モータ駆動回路８６の各電界効果トランジスタのゲート
を駆動して各電界効果トランジスタをスイッチング駆動
する。

【００５１】以上の構成であるから、この発明に係る車
両の可変舵角比操舵装置は、運転者による車両の運転操
作状況（ハンドルの操作角度，ハンドルの操作速度，ア
クセル，ブレーキ，シフトチェンジの操作頻度）に基づ
いて、例えば山道等を軽快に運転をしているか、市街地
等を普通に運転しているか、高速道路等をクルージング
（ほぼ定速で運転）運転しているか等の操作状況を、操
作状況決定手段５０によって判断し、判断した操作状況
に応じて舵角比の制御モードを選択するようにしたの
で、運転者の意志による運転状況に適した舵角比を自動
的に設定することができる。例えば、山道等を軽快に運
転している際には、舵角比を比較的高めに設定すること
で軽快な運転操作を可能にし、高速道路等を走行してい
る際には舵角比を比較的小さめに設定することで安定し
運転操作を行なわせることができる。

【００５２】なお、本実施の形態では、アクセルペダル
位置に基づいてアクセル操作を検出する構成を示した
が、スロットルバルブの開度に基づいてアクセル操作を
検出するようにしてもよい。また、ブレーキペダル位置
に基づいてブレーキ操作を検出する構成を示したが、ブ
レーキ油圧やブレーキランプの点灯情報に基づいてブレ
ーキ操作を検出するようにしてもよい。さらに、ハンド
ル操作角，アクセル操作，ブレーキ操作を検出するので
はなく、車速の変化度合（減速度，加速度），車速の変
化頻度、車両の横加速度等の変化やその変化頻度等に基
づいて運転者による運転状況を判断するようにしてもよ
い。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る車両
の可変舵角比操舵装置は、運転者による車両の運転操作
状況に基づいて操作状況を判断する操作状況決定手段
と、操作状況決定手段で判断した操作状況に基づいて可
変舵角比装置の舵角を制御する制御装置とを備える構成
とし、運転者の意志による車両の運転操作状況に応じて
舵角比を自動的に制御することができる。

【００５４】例えば、カーブが連続する山道等を軽快に
走行する際には大きな舵角比を設定し、高速道路等をほ
ぼ定速で走行（クルージング走行）する際には小さな舵
角比を設定し、それ以外の通常走行時には中程度の舵角
比を設定することができるので、運転者の運転状態に応
じて最適の操舵フィーリングを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る可変舵角比操舵装置の全体構成
を示す模式構造図

【図２】可変舵角比装置の断面図

【図３】可変舵角比装置の軸部の分解斜視図

【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図

【図５】可変舵角比装置の作動原理を示す説明図

【図６】可変舵角比装置の舵角比特性を示すグラフ

【図７】可変舵角比装置を用いて実現される舵角比特性
の一例を示す舵角比特性線図

【図８】この発明に係る可変舵角比操舵装置の全体ブロ
ック構成図

【図９】操作状況決定手段の一具体例を示す機能ブロッ
ク構成図

【図１０】図９に示した操作状況決定手段の全体動作を
示すフローチャート

【図１１】モード判定基準値補正部の動作を示すフロー
チャート

【図１２】制御装置内の駆動部の一具体例を示すブロッ
ク構成図

【符号の説明】

１…ハンドル（ステアリングホイール）、１０…可変舵
角比装置、２７…モータ、３３…変位センサ、５０…操
作状況決定手段、５１…モード判定用カウンタ部、５２
…操舵速度演算部、５３…アクセル頻度演算部、５４…
ブレーキ頻度演算部、５５…シフトチェンジ頻度演算
部、５６…モード判定部、５７…モード判定基準値補正
部、６０…制御装置、６１…モード１（クイックモー
ド）用舵角比設定部、６２…モード２（ノーマルモー
ド）用舵角比設定部、６３…モード３（スローモード）
用舵角比設定部、６４…制御モード切替部、６５…駆動
部、７１…ハンドル操作角検出器、７２…アクセルペダ
ル位置検出器、７３…ブレーキペダル位置検出器、７４
…シフトレバー位置検出器、７５…車速検出器。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 113:00 125:00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルから操舵輪に至るステアリング
   系にハンドルに対する転舵輪の回転量を変更可能な可変
   舵角比装置を設けるとともに、この可変舵角比装置を制
   御する制御装置を設けてなる成る車両の可変舵角比操舵
   装置において、 運転者による車両の操作状況を決定する操作状況決定手
   段を設け、前記制御装置は、前記操作状況決定手段から
   の信号に基づいて前記可変舵角比装置を制御することを
   特徴とする車両の可変舵角比操舵装置。
2. 【請求項２】 前記操作状況決定手段は、運転者のハン
   ドル操作頻度を検出し、前記制御装置は、前記操作状況
   決定手段からの信号を受けて、ハンドル操作頻度が大き
   いほど可変舵角比装置の舵角比を大きくすることを特徴
   とする請求項１記載の車両の可変舵角比操舵装置。
3. 【請求項３】 前記操作状況決定手段は、運転者のアク
   セルペダルおよびブレーキペダルの操作頻度を検出し、
   前記制御装置は、前記操作状況決定手段からの信号を受
   けて、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操作頻度
   が大きいほど可変舵角比装置の舵角比を大きくすること
   を特徴とする請求項１記載の車両の可変舵角比操舵装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御装置は、複数の制御モードを有
   し、前記操作状況決定手段からの信号に基づいて複数の
   制御モードの中から１つを選択することを特徴とする請
   求項１記載の車両の可変舵角比操舵装置。