JPH10236330A - 自動車の操舵装置 - Google Patents

自動車の操舵装置

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JPH10236330A
JPH10236330A JP9046275A JP4627597A JPH10236330A JP H10236330 A JPH10236330 A JP H10236330A JP 9046275 A JP9046275 A JP 9046275A JP 4627597 A JP4627597 A JP 4627597A JP H10236330 A JPH10236330 A JP H10236330A
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宏 毛利
Hiroyuki Kosho
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動モードと手動モードとの切り替えを円滑
にすることを可能とする。 【解決手段】 操舵機構１と、第１の操舵機構１と前記
第２の操舵機構３とを運転者が切り替える切替手段７５
と、切替手段７５の第２の操舵機構３への切り替えによ
りアクチュエータ６７を走行環境情報に基づき自動制御
する制御手段７３と、第１の操舵機構１の舵角を保持す
る保舵手段１３ａ，１３ｂ，４９とを備え、第１の操舵
機構１の舵角が左右中立位置にあることを検出する中立
検出手段２９を設け、制御手段７３は、切替手段７５が
第２の操舵機構３へ切り替えられたとき、中立検出手段
２９が左右中立位置を検出したときのみアクチュエータ
６７の走行環境情報に基づいた自動制御を行なうことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、手動と自動とで切
り替えて操舵する自動車の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動車の操舵装置としては、例え
ば図１０に示すものがある（特開平４ー３８２６６５公
報参照）、この自動車の操舵装置は、第１の操舵機構１
と第２の操舵機構３とからなっている。
【０００３】前記第１の操舵機構１は、ステアリングホ
イール５、ステアリングシャフト７、ピニオンギア９及
び、ラック軸１１を備えるほか、パワーアシスト用のシ
リンダ装置１３及び油圧回路１５を備えている。又、前
記第２の操舵機構３は、ステアリングシャフト７を駆動
するサーボモータ１７及びサーボモータ１７を制御する
自動操向制御部１９とを備えている。
【０００４】そして第１の操舵機構１によりステアリン
グホイール５を手動回転させるとステアリングシャフト
７、ピニオンギア９の回転を介してラック軸１１が左右
方向へ並進運動し、左右前輪２１，２３が転舵される。
このとき油圧回路１５によってシリンダ装置１３の左右
の油圧室１３ａ，１３ｂに対して作動油が給排され、ス
テアリングホイール５の手動操舵に対するパワーアシス
トが行われるようになっている。又、自動操向制御部１
９の制御によってサーボモータ１７を駆動すると、ステ
アリングホイール５を手動回転させずにステアリングシ
ャフト７を自動回転させることができ、前輪を自動によ
って転舵することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように手動、自動のいずれの操舵の場合にもステアリン
グシャフト７を回転駆動するものであるため、第２の操
舵機構３によって自動操舵を行っているときに第１の操
舵機構１であるステアリングホイール５、ステアリング
シャフト７、ピニオンギア９及びラック軸１１の舵角を
保持することができず、自動操舵から手動操舵へ移行し
たときに違和感を招きやすいという問題があった。又、
自動操舵を行っているときにステアリングホイール５が
自動で回転することになり、車室内の乗員に違和感を招
きやすいという問題があった。
【０００６】これに対し本願出願人は、自動操舵から手
動操舵への移行を無理なく行わせることができ、又、自
動操舵中にステアリングホイールを回転させないように
することができる自動車の操舵装置を既に出願している
（特願平９−８８１３号）。
【０００７】そこで本発明は、より利便性を高めた自動
車の操舵装置の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ステ
アリングホイールの手動回転に応じて前輪を転舵する第
１の操舵機構と、該第１の操舵機構に独立してアクチュ
エータの自動制御により前輪又は後輪の少なくとも一方
を転舵する第２の操舵機構と、前記第１の操舵機構と前
記第２の操舵機構とを運転者が切り替える切替手段と、
前記切替手段の第２の操舵機構への切り替えにより前記
アクチュエータを走行環境情報に基づき自動制御する制
御手段と、前記第２の操舵機構により前輪を転舵すると
き、前記第１の操舵機構の舵角を保持する保舵手段とを
備え、前記第１の操舵機構の舵角が左右中立位置になる
ことを検出する中立検出手段を設け、前記制御手段は、
切替手段が第２の操舵機構へ切り替えられたとき、前記
中立検出手段が左右中立位置を検出したときのみ前記ア
クチュエータの走行環境情報に基づいた自動制御を行な
うことを特徴とする。
【０００９】従って、切替手段によって第１の操舵機構
と第２の操舵機構とを切り替えて、第１の操舵機構によ
る手動操舵と、第２の操舵機構による自動操舵とを選択
的に行なわせることができる。第２の操舵機構へ切り替
えられた時には制御手段が走行環境情報に基づきアクチ
ュエータを自動制御することによって自動運転を行なわ
せることができる。そして、第２の操舵機構により前輪
を転舵する時、第１の操舵機構の舵角を保舵手段により
保持することができる。但し、制御手段は、切替手段が
第２の操舵機構へ切り替えられた時、中立検出手段が第
１の操舵機構の舵角が左右中立位置にあることを検出し
た時のみアクチュエータの走行環境情報に基づいた自動
制御を行なう。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載の自動車
の操舵装置であって、前記制御手段は、切替手段が切り
替えられたとき、前記中立検出手段が左右中立位置を検
出するまでは待機し、該検出があったとき前記自動制御
を行なうことを特徴とする。
【００１１】従って、請求項１の発明の作用に加え、制
御手段は切替手段が切り替えられた時、中立検出手段が
左右中立位置を検出するまでは待機し、検出があった
時、自動制御を行なう。
【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
の自動車の操舵装置であって、前記切替手段を運転者が
操作したとき、前記中立検出手段が左右中立位置を検出
しない場合は、第１の操舵機構の舵角が左右中立位置に
ないことを運転者に意識させる中立促進手段を設けたこ
とを特徴とする。
【００１３】従って、請求項１又は２の発明の作用に加
え、切替手段を運転者が操作した時、中立検出手段が第
１の操舵機構の舵角の左右中立位置を検出しない場合
は、中立促進手段によって第１の操舵機構の舵角が左右
中立位置にないことを運転者に意識させることができ
る。
【００１４】請求項４の発明は、請求項３記載の自動車
の操舵装置であって、前記中立促進手段は、前記第１の
操舵機構の舵角を左右中立位置とするように前記ステア
リングホイールの操舵を促すことを特徴とする。
【００１５】従って、請求項３の発明の作用に加え、中
立促進手段は第１の操舵機構の舵角を中立位置とするよ
うにステアリングホイールの操舵を促すことができる。
【００１６】請求項５の発明は、請求項３記載の自動車
の操舵装置であって、前記中立促進手段は、前記第１の
操舵機構から第２の操舵機構への切り替えができないこ
とを運転者に知らせることを特徴とする。
【００１７】従って、請求項３の発明の作用に加え、中
立促進手段によって第１の操舵機構の舵角が左右中立位
置にない時、第１の操舵機構から第２の操舵機構への切
り替えができないことを運転者に知らせることができ
る。
【００１８】請求項６の発明は、請求項４記載の自動車
の操舵装置であって、前記中立手段は、前記第２の操舵
機構を作動させることを特徴とする。
【００１９】従って、請求項４の発明の作用に加え、中
立促進手段は第２の操舵機構を作動させることによって
ステアリングホイールの操舵を促すことができる。
【００２０】請求項７の発明は、請求項６記載の自動車
の操舵装置であって、前記中立促進手段は、前記第１の
操舵機構が左右中立位置であるとした場合に車線に沿っ
た走行を維持するに必要な前輪舵角又はぜき第２の操舵
機構によって発生させることを特徴とする。
【００２１】従って、請求項６の発明の作用に加え、中
立促進手段によって、第１の操舵機構の舵角が左右中立
位置にない時、第１の操舵機構が中立位置であるとした
場合に、車線に沿った走行を維持するに必要な前輪舵角
を第２の操舵機構によって発生させることができる。
【００２２】請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれ
かに記載の自動車の操舵装置であって、前記保舵手段
は、前記中立検出手段が左右中立位置を検出したときの
み舵角を保持することを特徴とする。
【００２３】従って、請求項１〜７のいずれかの発明の
作用に加え、中立検出手段が左右中立位置を検出した時
のみ保舵手段によって舵角を保持することができる。こ
のため、第１の操舵機構の舵角が左右中立位置にある時
のみ舵角の保持を行なうことができる。
【００２４】請求項９の発明は、請求項４記載の自動車
の操舵装置であって、前記中立促進手段は、前記ステア
リングホイールから手を離すことを指示することを特徴
とする。
【００２５】従って、請求項４の発明の作用に加え、中
立促進手段は、切替手段が切り替えられた時、中立検出
手段が左右中立位置を検出しない場合は、ステアリング
ホイールから手を離すことを指示する。運転者がステア
リングホイールから手を離すと、第１の操舵機構の舵角
はセルフアライニングトルクによって左右中立位置に戻
る。
【００２６】請求項１０の発明は、請求項９記載の自動
車の操舵装置であって、前記第１の操舵機構に、前記中
立促進手段の指示によってステアリングホイールから手
を離して、前記第１の接触機構がセルフアライニングで
左右中立位置に戻るとき減衰力を与える減衰要素を設け
たことを特徴とする。
【００２７】従って、請求項９の発明の作用に加え、中
立促進手段の指示によって運転者がステアリングホイー
ルから手を離すと、第１の操舵機構がセルフアライニン
グトルクによって左右中立位置に戻る。この時、第１の
操舵機構の減衰要素によって減衰力が与えられ、セルフ
アライニングトルクによる左右中立位置への戻りを減衰
を行ないながら行なわせることができる。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の発明では、切替手段によって
第２の操舵機構へ切り替えられ、アクチュエータの走行
環境情報に基づいた自動制御が行なわれる時には、第１
の操舵機構の舵角が左右中立位置に保持されるため、例
えば道路のカーブ路走行中に第２の操舵機構へ切り替え
られたとしても、第１の操舵機構の舵角は左右中立位置
で保持されるため、カーブ路を抜けた時においても無理
のない自動操舵を行なわせることができる。
【００２９】請求項２の発明では、請求項１の発明の効
果に加え、制御手段は第１の操舵機構の舵角が左右中立
位置となるまでは待機するため、自動制御を行なう前に
第１の操舵機構を確実に左右中立位置とすることができ
る。従って、より的確な自動制御を行なわせることがで
きる。
【００３０】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明の効果に加え、第１の操舵機構の舵角が左右中立位置
にないことを中立促進手段によって運転者に意識させる
ため、運手者は第１の操舵機構の舵角を左右中立位置に
するなど的確に左右中立位置とすることができ、より的
確な自動制御を行なわせることができる。
【００３１】請求項４の発明では、請求項３の発明の効
果に加え、中立促進手段によってステアリングホイール
の操舵を促すことができ、第１の操舵機構の舵角をより
的確に左右中立位置とすることができ、より的確な自動
制御を行なわせることができる。
【００３２】請求項５の発明では、請求項３の発明の効
果に加え、中立促進手段によって、第２の操舵機構への
切り替えができないことを運転者に知らせることによっ
て、運転者は的確な対応を行なうことができ、的確な自
動制御を行なわせることができる。
【００３３】請求項６の発明では、請求項４の発明の効
果に加え、中立促進手段によって、第２の操舵機構を作
動させることにより、第１の操舵機構の舵角を左右中立
位置とするようにステアリングホイールの操舵を促すこ
とができ、第１の操舵機構の舵角を的確に左右中立位置
とすることができ、より的確な自動制御を行なわせるこ
とができる。
【００３４】請求項７の発明では、請求項６の発明の効
果に加え、第２の操舵機構によって第１の操舵機構の前
輪舵角を発生させることができ、第１の操舵機構を車線
に沿った走行を維持するに必要な前輪舵角とすることが
でき、カーブ路走行等において第１の操舵機構の舵角を
より的確に左右中立位置とすることができ、より的確な
自動制御を行なわせることができる。
【００３５】請求項８の発明では、請求項１〜７のいず
れかの発明の効果に加え、第１の操舵機構の舵角が左右
中立位置にある時のみ第１の操舵機構の舵角を保持する
ことができ、より的確な自動制御を行なわせることがで
きる。
【００３６】請求項９の発明では、請求項４の発明の効
果に加え、乗員がステアリングホイールから手を離すだ
けで第１の操舵機構が左右中立位置となり、簡単な制御
で第１の操舵機構の左右中立位置を達成することがで
き、より的確な自動制御を行なわせることができる。
【００３７】請求項１０の発明では、請求項９の発明の
効果に加え、減衰を行ないながら第１の操舵機構を左右
中立位置とすることができ、左右中立位置への移行を違
和感なく円滑に行なわせることができ、より的確な自動
制御を行なうことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。なお、図１０の構成と対応する構成部分には同符号
を付して説明し、また重複した説明省略する。
【００３９】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態にかかる概略構成図である。第１実施形態の自動車
の操舵装置においても第１の操舵機構１と第２の操舵機
構３とを備えている。
【００４０】前記第１の操舵機構１は、ステアリングホ
イール５とステアリングシャフト７とピニオンギア９及
びラックハウジング１１とを備えている。前記ピニオン
ギア９及びラック軸１１は、ラックハウジング２５側に
支持されている。前記ステアリングシャフト７には、ピ
ニオンギア９との間に、トーションバー２７が介設され
ている。前記ステアリングシャフト７には、ハンドル角
センサ２９が設けられている。ハンドル角センサ２９
は、第１の操舵機構１の舵角が左右中立位置にあること
を検出する中立検出手段を構成している。
【００４１】前記ラック軸１１の左右（ただし図１では
右側のみ示す）には、サイドロッド３１が連結されてい
る。サイドロッド３１にはナックルアーム３３を介して
アクスル３５が連結されアクスル３５に前輪２３が支持
されている。
【００４２】前記ラックハウジング２５内には、前記ラ
ック軸１１に固着されたピストン３７が収容されピスト
ン３７の左右に左右油圧室１３ａ，１３ｂが区画されて
いる。該左右油圧室１３ａ，１３ｂは、油タンク４１に
対して左右の配管４３，４５によって接続され、配管４
３，４５間にパワーステアリングバルブ（ＰＳバルブ）
及びロックバルブ４９が介設されている。又、左右の配
管４３，４５には圧力検出用の油圧センサ５１，５３が
設けられている。ロックバルブ４９はノーマルオープン
のバルブが使用され、万一の信号線、電源線の断線時に
ステアリングホイール５がロックされないようにしてい
る。
【００４３】前記油タンク４１からの油は、パワーステ
アリングポンプ（ＰＳポンプ）の駆動によって左右油圧
室１３ａ，１３ｂに給排されるようになっている。
【００４４】このような構造によって、前記第１の操舵
機構１はパワーステアリング機構となっている。また、
本実施形態では、前記ロックバルブ４９、左右油圧室１
３ａ，１３ｂ、ポンプ５５は、第１の操舵機構１の舵角
を保持する保舵手段を構成している。
【００４５】前記ラックハウジング２５には、凸部５７
が設けられ車体側に固定された規制手段としてのストロ
ーク規制部材５９内に挿入されている。
【００４６】前記第２の操舵機構３は、操舵用アクチュ
エータ６１によって左右に移動されるようになってい
る。操舵用アクチュエータ６１はシリンダ装置で構成さ
れ、内部に操舵用ピストン６３が収納され、左右の操舵
用油圧室６５ａ，６５ｂが区画されている。操舵用ピス
トン６３には連結ロッド６７を介してラックハウジング
２５に固着された連結ステー６９が結合されている。
【００４７】前記左右の操舵用油圧室６５ａ，６５ｂ
は、サーボバルブ７１を介して前記油タンク４１に接続
されている。なお、サーボバルブ７１は電動モータドラ
イバに代えることもできる。このサーボバルブ７１はコ
ントローラ７３で制御されるようになっている。コント
ローラ７３には第１の操舵機構１と第２の操舵機構３と
を切り替える切換手段として手動モード、自動モードの
切り替えを行うモード切替スイッチ７５からの信号が入
力されるようになっている。前記コントローラ７３に
は、車速センサ７７、画像センサ（ＣＣＤカメラ）７９
からの信号が入力され、車速や車線を示す白線からの前
方注視点位置での横変位等の走行環境情報を入力するよ
うになっている。又、コントローラ７３からスピーカ８
１に出力が行なわれ、さらにコントローラ７３によって
前記ロックバルブ４９が制御されるようになっている。
【００４８】次に作用を説明する。まずモード切替スイ
ッチ７５が自動モード（自動操舵のモード）になってい
るとき、ドライバーがステアリングホイール５を手動回
転させるとステアリングシャフト７が一体となって回転
する。この回転はトーションバー２７、ピニオンギア９
に伝えられ、ピニオンギア９と噛み合うラック軸１１の
左右並進運動に変換される。
【００４９】前記ラック軸１１が左右に動くとその並進
運動はサイドロッド３１、ナックルアーム３３、アクス
ル３５によって再び回転運動に変換され、左右前輪（図
１では右前輪２３のみ示す）が転舵される。このとき左
右前輪の発生するセルフアライニングトルクとドライバ
ーがステアリングホイール５を操舵する操舵トルクとに
よってトーションバー２７がねじられ、そのねじれ角に
応じてＰＳバルブ４７が油圧を発生する。この油圧は左
右油圧室１３ａ，１３ｂに対して給排され、その差圧に
よってピストン３７がアシスト力を与えられるため、ド
ライバーは小さい負荷で左右前輪を転舵することができ
る。
【００５０】次にモード切替スイッチ７５によって手動
モード（手動操舵のモード）から自動モードに切り替え
られると、第２の操舵機構３によって自動による転舵が
行われる。すなわち自動モードに切り替えられるとコン
トローラ７３がサーボバルブ７１に制御信号を送ると共
に、ロックバルブ４９にも信号を送る。ロックバルブ４
９は図の状態から右に移動して左右油圧室１３ａ，１３
ｂに作動油を封じ込める。これによってラックハウジン
グ２５に対しラック軸１１及びピニオンギア９が固定さ
れ、第１の操舵機構１の舵角が保持されることになる。
【００５１】従って、第１実施形態においてラックハウ
ジング２５、ラック軸１１、ピストン３７、左右油圧室
１３ａ，１３ｂ、油タンク４１、左右配管４３，４５
は、保舵手段を構成している。ロックバルブ４９によっ
て油圧の封じ込めを行ったときには、ＰＳポンプ５５か
らＰＳバルブ４７に流入した油は圧力を上昇させること
なく油タンク４１に還流する。
【００５２】このような状態においてサーボバルブ７１
の制御により、左右操舵用油圧室６５ａ，６５ｂに油が
給排され、操舵用ピストン６３の位置が制御されて連結
ロッド６７及び連結ステー６９を介しラックハウジング
２５が左右に移動する。かかる移動によってラックハウ
ジング２５に固定されたラック軸１１も一体に移動し、
左右前輪が自動で転舵されることになる。
【００５３】前記のようにして手動モードから自動モー
ドへ切り替えられたときには、ハンドル角センサ２９の
検出値がコントローラ７３で呼び込まれ、ステアリング
ホイール５が左右中立位置にあるとき、すなわち、第１
の操舵機構１の舵角が左右中立位置にあるときにのみ自
動モードに切り替わるようになり、コントローラ７３に
よりサーボバルブ７１を介し操舵用アクチュエータ６１
の走行環境情報に基づいた自動制御が行なわれる。ステ
アリングホイール５がほぼ中立にあるときにのみ自動モ
ードに入れるようにする理由は以下の通りである。
【００５４】今操舵用アクチュエータ６１で制御できる
前輪転舵角を±２°とし、ステアリングギア比を２０と
するとハンドル角換算で±４０°の舵角が制御できるこ
とになる。しかしステアリングホイール５が右に２０°
切れていたときに自動モードに入ってしまうと、右には
６０°左には０°という制御舵角範囲になり、自動モー
ドで左旋回ができなくなってしまうことになる。
【００５５】すなわち、道路のカーブ路走行などの様
に、ハンドル角が発生している状況で自動モードの制御
に入ると直進での車線追従が充分迅速に行なうのが難し
くなることがある。この様な不具合があると、道路直線
部でしかモード切換ができず、運転者が本当に必要とな
るタイミングで本来の性能を発揮することがむずかしく
なると共に、自動モードが直ちに必要となる時にすぐに
動作しないと運転者の違和感が増加することになる（例
えば、カーブ路走行中に携帯電話が鳴り始めても、カー
ブ路を抜けるまでは応答できないなど）。また、仮にカ
ーブ路を脱出してから直進状態になってステアリングホ
イール５が中立位置に戻ってから自動モードに移行する
構成になっていても、切替スイッチ７５を押しても車両
が自動モードに入らない間は、車両がどのような状態に
あるかを運転者がわからず、違和感がより増加すること
になる。
【００５６】このためステアリングホイール５によるハ
ンドル角がある規定範囲、常識的にはθ0 ＝±５°程度
の範囲にあるときだけ舵角が左右中立位置であるとして
自動モードに入れるようにしておく必要がある。
【００５７】即ち、道路のカーブ路走行等のようにここ
で運転者がモード切替スイッチ７５によって手動モード
から自動モードに切り替えた時、運転者が操舵している
ステアリングホイール５のハンドル角が規定範囲θ0 以
内に無い場合の制御を以下に述べる。
【００５８】ステアリングホイール５が運転者の操舵
により規定範囲θ0 ＝±５°の範囲に入るまで自動モー
ドには移行しない。即ち、第１の操舵機構１の舵角が左
右中立位置になるまではコントローラ７３による自動制
御が待機されることになる。その際、コントローラ７３
からスピーカ８１に出力が行なわれ「曲線部では車線追
従不可能です」等のメッセージを運転者に伝える。
【００５９】即ち、コントローラ７３及びスピーカ８１
は運転者がモード切替スイッチ７５を操作した時、第１
の操舵機構１の舵角が左右中立位置にない場合、これを
運転者に意識させる中立促進手段を構成している。この
中立促進手段は、第１の操舵機構１から第２の操舵機構
３への切り替えができないことを運転者に知らせるもの
である。
【００６０】さらに前記中立促進手段は、第１の操舵機
構１の舵角を左右中立位置とするようにステアリングホ
イール５の操舵を促すものである。又、中立促進手段は
第２の操舵機構３を作動させて第１の操舵機構１の舵角
を左右中立位置とするように促すものである。さらに、
中立促進手段は第１の操舵機構１が左右中立位置である
とした場合に車線に沿った走行を維持するに必要な前輪
舵角を前記第２の操舵機構３によって発生させるもので
ある。
【００６１】中立促進手段は第１の操舵機構１が左右
中立位置であるとした場合に車線に沿った走行を維持す
るに必要な前輪舵角を第２の操舵機構３によって発生さ
せる。即ち、コントローラ７３は前輪の補助舵角を現在
のカーブ路を走行する時に必要となる舵角δ0 まで徐々
に操舵し、その間スピーカ８１へも出力を行ない、「ま
もなく自動モードに入ります。それまではハンドルを操
舵して走行して下さい」、或いは「自動モードはハンド
ルが真直ぐな状態で可能です。車線から外れないように
徐々にハンドルを戻して下さい」等のメッセージを運転
者に伝える。
【００６２】その結果、運転者はそのカーブ路の車線か
ら車両がずれないようにステアリングホイール５を操舵
するため、ステアリングホイール５を左右中立位置まで
戻す操舵をすることになり、操舵角が規定範囲θ0 ＝±
５°に入った時点でロックバルブ４９を移動させて左右
油圧室１３ａ，１３ｂに作動油を封じこめ、第１の操舵
機構１の舵角を保持する。以後、第２の操舵機構３のコ
ントローラ７３による自動制御を円滑に行なうことがで
きる。
【００６３】図２は、上記，の状況を示したグラフ
であり、縦軸に前輪舵角θ、横軸に時間ｔをとってい
る。線分Ｐは運転者の第１の操舵機構１の操舵による前
輪舵角の変化を示しており、線分Ｑは第２の操舵機構３
の自動制御による前輪舵角の変化を示している。そし
て、Ａの時点でモード切替スイッチ７５の切り替えが行
なわれ、Ｂの時点で第１の操舵機構１の舵角が規定範囲
θ0 の範囲となったので舵角が保持され、自動制御に移
行している。
【００６４】図３は第１実施形態のフローチャートを示
している。即ち、図３のフローチャートが実行される
と、ステップＳ１で自動モード選択されたか否かの判断
の処理が行なわれる。この処理は、モード切替スイッチ
７５の信号に基づいて行なわれる。モード切り替えが行
なわれていないと判断されれば、ステップＳ２において
手動モードが維持される。
【００６５】ステップＳ１において自動モードが選択さ
れたと判断されれば、ステップＳ３においてハンドル角
｜θ｜＜θ0 か否かの判断の処理が行なわれる。ステッ
プＳ３でハンドル角、即ち第１の操舵機構１の舵角が規
定範囲θ0 にないと判断されれば、ステップＳ１へリタ
ーンする。又、舵角が規定範囲θ0 内であると判断され
れば、ステップＳ３へ移行し、ハンドルをロックして自
動車線追従制御モード（自動モード）への処理が行なわ
れる。
【００６６】即ち、上記のように左右油圧室３９ａ，３
１ｂに油が封じ込められて第１の操舵機構１の舵角が保
持され、コントローラ７３による第２の操舵機構３の自
動制御が行なわれるのである。
【００６７】なお、参考までにθ0 の決め方について述
べると、制御舵角範囲が±Δδc とする本システムが想
定している道路（例えば高速道路とする）を制限車速で
走行する時に必要となる前輪実舵角が±δn とするハン
ドル角θ0 の時に発生する前輪実舵角が（δc −δn ）
以下になるようにマージンをとって設定すればよい。
【００６８】例えば、制御舵角範囲δc ＝２ｄｅｇ、δ
n ＝１ｄｅｇの場合には、δc −δn ＝１．０ｄｅｇで
あり、ステアリングギヤ比を仮に２０．０、カーブ路走
行中の制御のマージンを０．７ｄｅｇとすると、θ0 は
（２．０−１．０−０．７）* ２０．０＝６．０ｄｅｇ
のように設定される。
【００６９】なお、同様の不具合は手動モードから自動
モードへの切り替え時に操舵用アクチュエータ６１が中
立位置にない時にも発生する。例えば、操舵用アクチュ
エータ６１によって左にめいっぱい前輪を転舵する状態
になったままドライバーが手動操舵していて、この状態
から自動モードに入る場合には自動モード時に操舵用ア
クチュエータ６１によってそれ以上左へ操舵することが
不可能になる。従って、手動モードから自動モードにな
るときには操舵用アクチュエータ６１を中立位置にして
おく必要がある。
【００７０】換言すれば、自動モードから手動モードに
なったときには自動モードに備えて操舵用アクチュエー
タ６１を中立位置に戻し、操舵角が発生しない位置にし
ておく必要がある。このようにすることによって、手動
モードと自動モードとの切り替えを違和感なく円滑に行
わせることができる。
【００７１】ここで自動モードにおいては、例えば前方
の画像をカメラで認識して走行レーンに対する自車の横
ずれ量を検出したり、路面に埋設されている磁石（磁気
ネイル）に対する自車の横ずれ量を検出し、あるいは、
道路脇の壁からの距離を検出するなどして自車が走行レ
ーンから外れないように操舵用アクチュエータ６１によ
ってラックハウジング２５を左右に移動させ自動転舵を
行う。
【００７２】自動モード中にドライバーがステアリング
ホイール５の操作を行うと、ピニオンギア９は前記油圧
の封じ込めによってロックされているためトーションバ
ー２７がねじられることになる。このときＰＳバルブ４
７で油圧が発生し、その油圧を圧力センサ５１，５３で
検出し、コントローラ７３の指令でロックバルブ４９が
開状態となり、手動操舵が可能となる。従って、油圧セ
ンサ５１，５３による検出油圧が設定油圧を上回ったと
き、ラックハウジング２５が固定され、左右油圧室１３
ａ，１３ｂの作動油封じ込めが解除されて手動操舵が可
能となる。従って、自動操舵中の手動操舵を円滑に行う
ことができる。
【００７３】なお、ここでは油圧センサ５１，５３の信
号を用いたが、ＰＳバルブ４７で発生した油圧をパイロ
ット圧として利用し、ロックバルブ４９を解放するよう
に油圧回路を構成することもできる。
【００７４】いずれにしても、パワーステアリングの油
圧が下がってもいったん解放されたロックバルブ４９
は、次にドライバーが自動モードをモード切替スイッチ
７５で選択しない限り遮断されることはない。自動モー
ドから手動モードに切り替わったときには、前記のよう
に操舵用アクチュエータ６１は中立位置に戻される。
【００７５】このようにして、第１実施形態において
は、第２の操舵機構３により前輪を転舵する時、第１の
操舵機構の舵角を保持することができるので、自動モー
ドと手動モードとの切り替えを違和感なく円滑に行なう
ことができる。即ち、モード切替スイッチ７５によるモ
ードの切り替えは直線路での走行のみならず、カーブ路
走行時でも行なうことができ、運転者が本当に必要とな
るタイミングで本来の性能を発揮することができると共
に、自動モードが直ちに必要となる時にすぐに動作する
ことになる。たとえば、カーブ路走行中に携帯電話が鳴
り始めると、カーブ路においても自動モードに移行する
ことができ、乗員に違和感を与えることがない。
【００７６】更に、第２の操舵機構３により転舵する
時、ステアリングホイール５が回転しないため、乗員に
違和感を与えることもない。第１の操舵機構１の舵角を
保持するのはパワーステアリング機構を利用して左右油
圧室１３ａ，１３ｂに作動油を封じ込めて行なうため、
特別な装置を必要とすることなく、舵角を確実に保持す
ることができると共に、構造が極めて簡単である。
【００７７】又、第２の操舵機構３によって自動の転舵
が行なわれている時、ストローク規制部材５９がラック
ハウジング２５の凸部５７の移動を所定ストローク範囲
で規制するため、万一第２の操舵機構３が故障しても必
要以上に大きく転舵されることはなく、安定した走行が
可能である。
【００７８】しかも、ストローク規制部材５９はラック
ハウジング２５の移動を所定範囲に規制するものである
ため、第１の操舵機構１による手動による転舵の場合に
はストローク規制部材５９は働かず、手動によって大き
く転舵をすることができ、自動運転時のみ容易に舵角規
制を行なうことができる。
【００７９】図４は、上記に対応したフローチャート
を示している。図３に示すフローチャートのステップＳ
１からステップＳ４にステップＳ４１からステップＳ４
４を加えたものである。即ち、このフローチャートでは
ステップＳ４１において補助操舵角が所定値δ0 に達し
たか否かの判断の処理が行なわれる。これは前記のよう
に前輪の自動モードによる補助舵角が現在のカーブ路を
走行する時に必要となる舵角δ0 であり、まだ達してい
ないと判断されれば、ステップＳ４２において徐々に補
助操舵を発生させる処理が行なわれる。
【００８０】即ち、コントローラ７３からの信号によっ
て第２の操舵機構３による舵角が徐々に発生する。次い
で、ステップＳ４３へ移行し、逸脱可能性大か否かの判
断の処理が行なわれる。これは、第２の操舵機構３によ
る舵角を徐々に発生させた時、運転者が第１の操舵機構
１のステアリングホイール５を操舵して舵角を左右中立
位置側へ戻すようにすれば、車線逸脱可能性はないので
あるが、万が一ステアリングホイール５を戻さなかった
場合には逸脱可能性大となるため、ステップＳ４４にお
いて舵角保持の処理を行なうのである。これによって、
第２の操舵機構３による補助操舵を停止し、車線逸脱を
防止する。従って、図３の例と比較してより安全性を高
めることができる。
【００８１】前記車線逸脱の判断は、例えば、次のよう
にして行なう。図１，図５のように自動車８３が走行し
ている時に画像センサ７９の信号によって道路幅、道路
線形を読み込み、車速センサ７７の信号によって車速を
読み込み、ハンドル角センサ２９の信号によって舵角を
刻々と読み込む。そして、車線逸脱可能性の判断は車線
を区分する白線（車線区分線）と車両の前方に延ばした
延長線の交点（前方注視点）が車両の前方何メートルの
距離にあるかで判断する。図ではＬ0 （ｍ）としてあ
る。この「逸脱可能性」は車速に応じて当然変化し、同
じＬ0 （ｍ）でも車速が高くなると逸脱可能性は増加す
る。そこで、この距離を車速で基準化した値を逸脱可能
性の尺度にする。つまり、距離が同じでも高速になるほ
ど逸脱可能性は高くなる。
【００８２】（第２実施形態）図６は本発明の第２実施
形態を示す全体概略構成図である。本実施形態では、第
１実施形態が前輪を自動操舵しているのに対し、本実施
形態では後輪を自動操舵する例を示した。
【００８３】本実施形態では、第１の操舵機構１のパワ
ーステアリング機構及び保舵手段の構成は図１と同様と
なっている。
【００８４】一方、第２の操舵機構８３は後輪８５を転
舵する構成となっている。第２の操舵機構８３は後輪操
舵用のパワーシリンダ等を備えた後輪操舵ユニット８７
を備え、左右タイロッド８９を介して後輪８５に連結さ
れている。前記後輪操舵ユニット８７はコントローラ７
３が図示しない後輪操舵用のコントロールバルブ及びポ
ンプを制御することによってパワーシリンダを駆動し、
前記後輪８５の転舵を行なうものである。
【００８５】そして、本実施形態においても、モード切
替スイッチ７５によって第１の操舵機構１の手動モード
が選択されている時には前記同様ステアリングホイール
５の操舵によって前輪２３を転舵することができる。
又、モード切替スイッチ７５の切り替えによって第２の
操舵機構８３の自動モードが選択された場合には、運転
者が操舵しているステアリングホイール５の角度が規定
範囲θ0 以内であれば、ロックバルブ４９の作動によっ
て左右油圧室１３ａ，１３ｂに油を封じ込め、ステアリ
ングホイール５の舵角を保持し、第２の操舵機構８３に
よる自動モードによる制御を行なう。
【００８６】一方、上記以外の状況の時、即ち運転者が
自動モードを選択した時、運転者が操舵しているステア
リングホイール５による舵角が規定範囲θ0 以内にない
場合には以下のようにする。
【００８７】ステアリングホイール５が運転者の操舵
により舵角が規定範囲θ0 以内に入るまで自動モードに
移行しない。その際、コントローラ７３からスピーカ８
１に出力を行ない、「カーブ路では車線追従不可能で
す」等のメッセージを発生させ、運転者に知らせる。
【００８８】後輪８５の舵角を第１の操舵機構１が左
右中立位置であるとした場合に車線に沿った走行を維持
するに必要な後輪８５の舵角を第２の操舵機構８３によ
って徐々に発生させ、その間コントローラ７３がスピー
カ８１に出力し、「まもなく車線追従モードに入りま
す。それまではハンドルを操舵して走行して下さい」等
のメッセージを出し、運転者に知らせる。
【００８９】その結果、運転者はカーブ路の車線からず
れないようにステアリングホイール５を操舵するため、
ステアリングホイール５による第１の操舵機構１の舵角
を略左右中立位置まで戻すことになり、舵角が規定範囲
θ0 以内に入った時点でロックバルブ４９の作動による
油圧ロックを行なう。
【００９０】この舵角の時間変化を示したのが図７であ
る。各符号の意味は図２の場合と同様である。但し、図
７では後輪舵角を示し、また第２の操舵機構８３による
舵角変化をＱ´で示している。
【００９１】まず、モード切替スイッチ７５が自動モー
ド側に切り替えられたＡではロックバルブ４９は作動せ
ず、第１の操舵機構１の舵角の保持は行なわれず、第２
の操舵機構８３によって上記のように徐々に操舵を行な
い、後輪舵角をＱ´のように変化させる。これによっ
て、運転者は車線を維持しようとしてステアリングホイ
ール５の操舵を戻し、第１の操舵機構１の舵角がＰのよ
うに変化していく。そして、Ｂの時点で第１の操舵機構
１の舵角が規定範囲θ0 以内となった時、第２の操舵機
構８３による自動制御を行なうのである。
【００９２】図８（ａ）は、図７のＡの時点からＢの時
点への車両の前輪２３及び後輪８５の変化を示してい
る。これに対し、上記のようにして第１の操舵機構１の
舵角を左右中立位置とするように促さずに図８（ａ）の
Ａの時点での状態において直ちに第１の操舵機構１の舵
角をロックバルブ４９の作動によって保持してしまう
と、直線路に移行した時、前輪２３及び後輪８５の関係
は図８（ｂ）のような状態となり、車体が直線路に傾い
た状態で走行してしまうという、いわゆる蟹走り状態と
なって、乗員に違和感を招くものとなるが、上記制御に
よってこのような蟹走り状態を抑制し、的確に自動モー
ドで走行させることができるのである。
【００９３】又、上記のようにして、第２の操舵機構８
３を作動させて運転者にステアリングホイール５を左右
中立位置まで操舵させる時に運転者が操作を誤る等して
車両が車線から逸脱してしまう可能性がある場合には、
第２の操舵機構８３の制御を中止して後輪８５の舵角を
その位置で保持するのが望ましい（図４のステップＳ４
３，Ｓ４４参照）。その際、コントローラ７３からスピ
ーカ８１に出力して「制御を中止します」等のメッセー
ジを流すのが望ましい。なお、後輪８５の舵角は直進路
へ移行した時に極めてゆっくり（例えば０．０１ｄｅｇ
／ｓｅｃ程度）中立に戻すようにする。
【００９４】従って、本実施形態でも第１実施形態と略
同様な作用効果を奏することができる。又、本実施形態
では、後輪８５の制御によって行なうから、例えば従来
の４輪操舵装置（４ＷＳ）を用いることができ、また４
ＷＳと共用することもできる。また、装置のレイアウト
が容易である。
【００９５】（第３実施形態）図９は第３実施形態を示
す概略全体構成図であり、本実施形態はステアリングホ
イール５をフリーにした時、セルフアライニングトルク
で左右中立位置に戻すようにしたものである。従って、
全体的な構成は図６の第２実施形態と略同様であり、対
応する構成部分には同符号を付して説明し、また重複し
た説明は省略する。
【００９６】本実施形態においては、図６の第２実施形
態の構成に対し、減衰要素として絞り弁９１を設けたも
のである。
【００９７】本実施形態では、モード切替スイッチ７５
によって第２の操舵機構８３による自動モードが選択さ
れると、コントローラ７３からスピーカ８１に出力が行
なわれ、例えば「ハンドルから手を離して下さい」等の
メッセージが運転者に送られる。これによって運転者が
ステアリングホイール５から手を離すと、前輪２３のセ
ルフアライニングトルクで第１の操舵機構１の舵角が左
右中立位置に戻ろうとする。このままでは、図８（ａ）
のようなカーブ路走行の時でも車両は直進状態に戻って
しまうので、第２の操舵機構８３による自動制御が直ち
に行なわれ、車両軌跡が車線から逸脱しないように制御
される。そして、第１の操舵機構１の舵角が規定範囲θ
0 内に入ったら、ロックバルブ４９の作動によって第１
の操舵機構１の舵角をロックするのである。
【００９８】このようにして、第２実施形態と同様に図
８（ａ）のＡ時点からＢ時点のように前輪２３及び後輪
８５の舵角制御を行なうことができ、図８（ｂ）の蟹走
りを規制することができる。
【００９９】そして、前記のようにモード切り替えが行
なわれた時に、運転者がステアリングホイール５から急
に手を離しても車両が安定するように絞り弁９１がコン
トローラ７３からの出力によって働くので、左右油圧室
１３ａ，１３ｂ内の油がセルフアライニングトルクに抵
抗するようになり、Ａの時点からＢの時点においてフリ
ーとなったステアリングホイール５はゆっくりと左右中
立位置へ戻ることになる。従って、極めて安定した状態
で手動モードから自動モードに移行させることができ
る。
【０１００】このようにして、本実施形態では、第２実
施形態と略同様な作用効果を奏することができる。又、
本実施形態では、セルフアライニングトルクで第１の操
舵機構１の舵角を左右中立位置へ戻すようにしているた
め、極めて簡単に制御することができる。
【０１０１】なお、上記各実施形態では、前輪又は後輪
のいずれかの自動操舵によって自動モードの制御を行な
うようにしたが、前輪及び後輪の双方の自動制御によっ
て手動モード、自動モードの移行を行なわせることがで
きる。即ち、前輪の補助操舵によってステアリングホイ
ールによる操舵角を吸収してしまうものである。つま
り、運転者が自動モードを選択した時にステアリングホ
イールによる第１の操舵機構の舵角が左右中立位置にな
い場合は、その舵角で第１の操舵機構を保舵手段によっ
て保持し、第２の操舵機構のうち前輪の補助操舵機構の
自動制御によって前輪舵角を左右中立位置に保持し、自
動モードの制御は後輪の補助操舵で行なうようにするも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る全体概略構成図で
ある。
【図２】第１実施形態に係り、舵角の時間変化を示すグ
ラフである。
【図３】第１実施形態のフローチャートである。
【図４】第１実施形態の他のフローチャートである。
【図５】車線逸脱可能性の説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る全体概略構成図で
ある。
【図７】第２実施形態に係り、舵角の時間変化を示すグ
ラフである。
【図８】前後輪の舵角変化を道路との関係で示すもの
で、（ａ）はカーブ路での平面図、（ｂ）は直進路での
平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る全体概略構成図で
ある。
【図１０】従来例に係る全体概略構成図である。
【符号の説明】
１ 第１の操舵機構 ３，８３ 第２の操舵機構（中立促進手段） ５ ステアリングホイール ２９ ハンドル角センサ（中立検出手段） １３ａ 左油圧室（保舵手段） １３ｂ 右油圧室（保舵手段） ４９ ロックバルブ（保舵手段） ６１ 操舵用アクチュエータ（アクチュエータ） ７３ コントローラ（制御手段） ７５ モード切替スイッチ（切替手段） ９１ 絞り弁（減衰要素） ８１ スピーカ（中立促進手段）

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステアリングホイールの手動回転に応じ
    て前輪を転舵する第１の操舵機構と、 該第１の操舵機構に独立してアクチュエータの自動制御
    により前輪又は後輪の少なくとも一方を転舵する第２の
    操舵機構と、 前記第１の操舵機構と前記第２の操舵機構とを運転者が
    切り替える切替手段と、 前記切替手段の第２の操舵機構への切り替えにより前記
    アクチュエータを走行環境情報に基づき自動制御する制
    御手段と、 前記第２の操舵機構により前輪を転舵するとき、前記第
    １の操舵機構の舵角を保持する保舵手段とを備え、 前記第１の操舵機構の舵角が左右中立位置であることを
    検出する中立検出手段を設け、 前記制御手段は、前記切替手段が第２の操舵機構へ切り
    替えられたとき、前記中立検出手段が左右中立位置を検
    出したときのみ前記アクチュエータの走行環境情報に基
    づいた自動制御を行なうことを特徴とする自動車の操舵
    装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車の操舵装置であっ
    て、 前記制御手段は、切替手段が切り替えられたとき、前記
    中立検出手段が左右中立位置を検出するまでは待機し、
    該検出があったとき前記自動制御を行なうことを特徴と
    する自動車の操舵装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の自動車の操舵装
    置であって、 前記切替手段を運転者が操作したとき、前記中立検出手
    段が左右中立位置を検出しない場合は、第１の操舵機構
    の舵角が左右中立位置にないことを運転者に意識させる
    中立促進手段を設けたことを特徴とする自動車の操舵装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の自動車の操舵装置であっ
    て、 前記中立促進手段は、前記第１の操舵機構の舵角を左右
    中立位置とするように前記ステアリングホイールの操舵
    を促すことを特徴とする自動車の操舵装置。
  5. 【請求項５】 請求項３記載の自動車の操舵装置であっ
    て、 前記中立促進手段は、前記第１の操舵機構から第２の操
    舵機構への切り替えができないことを運転者に知らせる
    ことを特徴とする自動車の操舵装置。
  6. 【請求項６】 請求項４記載の自動車の操舵装置であっ
    て、 前記中立促進手段は、前記第２の操舵機構を作動させる
    ことを特徴とする自動車の操舵装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の自動車の操舵装置であっ
    て、 前記中立促進手段は、前記第１の操舵機構が左右中立位
    置であるとした場合に車線に沿った走行を維持するに必
    要な前輪舵角又は後輪舵角を前記第２の操舵機構によっ
    て発生させることを特徴とする自動車の操舵装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の自動車
    の操舵装置であって、 前記保舵手段は、前記中立検出手段が左右中立位置を検
    出したときのみ舵角を保持することを特徴とする自動車
    の操舵装置。
  9. 【請求項９】 請求項４記載の自動車の操舵装置であっ
    て、 前記中立促進手段は、前記ステアリングホイールから手
    を離すことを指示することを特徴とする自動車の操舵装
    置。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の自動車の操舵装置であ
    って、 前記第１の操舵機構に、前記中立促進手段の指示によっ
    てステアリングホイールから手を離して、前記第１の接
    触機構がセルフアライニングで左右中立位置に戻るとき
    減衰力を与える減衰要素を設けたことを特徴とする自動
    車の操舵装置。
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