JP2002308133A - 運転操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反力発生機構により操作レバーが移動不能に
なったり、操作レバーの操作量センサが異常となって
も、操舵制御を可能とすること。 【解決手段】 運転操作装置は、車体に対し移動可能に
支持されるとともに運転者により操作される操作レバー
１０と、前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手
段２６と、前記操作部材に加わる操作力を検出する操作
力検出手段１０ｄと、操作レバーに対し反力を発生する
反力発生手段（出力部Ｂ１２、スイッチング回路４２、
電動モータ２５等）とを備えている。また、本装置は、
前記検出される移動量が異常であるか否かを判定する移
動量異常検出部Ｂ３を備え、前記検出される移動量が正
常と判定されるときはスイッチ部Ｂ１を介して移動量に
基く操舵制御を行い、前記移動量が異常であると判定さ
れたときはスイッチＢ１を切換えて前記検出される操作
力に基く操舵制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体に対し移動可
能に支持されるとともに運転者により操作される操作レ
バー等の操作部材の移動量等に応じて車両の転舵角等の
運転制御量を変更する運転操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の運転制御装置は、例えば、特開
平１０−２２６３５２号公報に記載されている。開示さ
れた装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連
結されていない操舵手段と、前記操舵手段の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、検出された操舵角に応じて前
記舵取機構の転舵角を増減制御する制御手段を備えてい
る。また、この装置は、前記検出された操舵角に基いて
前記操舵手段に与えるべき反力を求める制御手段と、電
動モータ、同電動モータを駆動する反力増減部、及び同
電動モータと前記操舵手段とを接続／切断するクラッチ
を含む反力増減手段と、前記反力増減手段の故障を検出
したときに前記電動モータを短絡して前記反力を所定の
値とする短絡手段とを備えていて、反力増減手段の故障
時にも所定の反力を発生させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば、反力増減手段の故障に起因して操舵
手段が操舵（移動）できないようなステッィク故障（又
は操舵ロック状態）が発生すると、検出される操舵角が
一定値となるため、実質的に転舵角を変更することがで
きないという問題がある。また、操舵角を検出する操舵
角センサ等の操舵角検出手段が異常となった場合にも同
様の問題が発生する。

【０００４】本発明は、上記課題に対処するためになさ
れたものであって、その特徴は、車両の運転操作装置で
あって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転
者により操作される操作部材と、前記操作部材の移動量
を検出する移動量検出手段と、運転者により前記操作部
材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、前
記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、前記
検出される移動量が異常であるか否かを判定する異常状
態判定手段と、前記検出される移動量が異常であると判
定されないときは少なくとも同検出される移動量に基い
て前記車両の運転制御量を変更するとともに、前記移動
量が異常であると判定されたときは前記検出される移動
量に代えて前記検出される操作力に基いて同運転制御量
を変更する運転制御量変更手段とを備えたことにある。

【０００５】この場合、上記操作部材は車両のステアリ
ングホイール型、航空機の所謂操縦桿型、ジョイスティ
ック（操作レバー）型等、運転者により操作され車体に
移動（直線移動、回動等を含む。）可能な部材であれ
ば、どのような形状を有していてもよい。また、上記運
転制御量は例えば転舵角（タイヤ切れ角）、内燃機関の
スロットルバルブ開度又はアクセル開度、ブレーキアク
チュエータの発生する制動力等の車両の運転のために操
作される部材の制御量を含む。更に、検出される移動量
が異常とは、同移動量が通常ではあり得ない値となった
場合、或いは車速が所定車速以上で車両が走行している
と判定されるときに、同移動量が一定時間以上変化しな
い場合等を言う。なお、これらの点は、以下に説明する
発明についても同様に適用される。

【０００６】これによれば、検出される移動量が異常で
あると判定されないときは少なくとも同検出される移動
量に基いて前記車両の運転制御量が変更されるととも
に、前記移動量が異常であると判定されたときは前記検
出される移動量に代え前記検出される操作力に基いて同
運転制御量が変更されるので、反力発生手段の故障等に
より操作部材が移動不能となったとき、或いは、移動量
検出手段が異常となったときであっても、車両の制御量
の変更を継続することができる。

【０００７】本発明の他の特徴は、車両の運転操作装置
であって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運
転者により操作される操作部材と、前記操作部材の移動
量を検出する移動量検出手段と、運転者により前記操作
部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、
前記操作力に抗する反力であって指示値に応じた大きさ
の反力を発生する反力発生手段と、前記検出される移動
量が異常であるか否かを判定する異常状態判定手段と、
前記検出される移動量が異常であると判定されないとき
は少なくとも同検出される移動量に基いて前記指示値を
決定するとともに、前記移動量が異常であると判定され
たときは前記検出される移動量に代え前記検出される操
作力に基いて前記指示値を決定する反力指示値演算手段
とを備えたことにある。

【０００８】これによれば、検出される移動量が異常で
あると判定されないときは少なくとも同検出される移動
量に基いて反力の指示値が決定されるとともに、前記移
動量が異常であると判定されたときは前記検出される移
動量に代え前記検出される操作力に基いて同反力の指示
値が変更されるので、移動量検出手段が異常となったと
きであっても、操作部材に対して適正な反力を付与する
ことができる。

【０００９】本発明の他の特徴は、車両の運転操作装置
であって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運
転者により操作される操作部材と、前記操作部材の移動
量を検出する移動量検出手段と、運転者により前記操作
部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、
前記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、前
記操作部材が移動不能であるか否かを判定する異常状態
判定手段と、前記操作部材が移動不能であると判定され
ないときは少なくとも前記検出される移動量に基いて前
記車両の運転制御量を変更するとともに、前記操作部材
が移動不能であると判定されたときは前記検出される移
動量に代え前記検出される操作力に基いて同運転制御量
を変更する運転制御量変更手段とを備えたことにある。

【００１０】これによれば、前記操作部材が移動不能で
あると判定されないときは少なくとも前記検出される移
動量に基いて前記車両の運転制御量が変更されるととも
に、前記操作部材が移動不能であると判定されたときは
前記検出される移動量に代えて前記検出される操作力に
基いて同運転制御量が変更されるので、反力発生手段の
故障等により操作部材が移動不能となったときでも、車
両の制御量の変更を継続することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による車両の運転操作装置の一実施形態について説明す
る。この運転操作装置は、図１及び図２に示した操作部
材としての操作レバー（ジョイスティック）１０を備え
ている。操作レバー１０は、車両の運転席近傍に設けら
れ、図１に矢印で示したように、運転者により全体を前
後方向及び左右方向に傾動（回動）させられるようにな
っている。

【００１２】図２は、上記操作レバー１０を含む操作レ
バー装置の概略斜視図を示している。上記操作レバー１
０は、円柱棒状のロッド１０ａと、同ロッド１０ａの上
部外周に固定された円柱状の把持部１０ｂとを備えてい
る。ロッド１０ａは略中央部に球状部１０ｃを備えてい
て、同球状部１０ｃにて車体に対して左右及び前後方向
に回動可能に支持されている。なお、ロッド１０ａの軸
方向が鉛直上下方向に沿う場合、操作レバー１０の回動
位置はその回動方向中央位置である中立位置にあるもの
と定義される。また、ロッド１０ａには、同ロッド１０
ａの車両左右方向の歪を同車両左右方向において操作レ
バー１０に加えられる操作力ＦＳとして検出する歪セン
サ（即ち、操作力センサ）１０ｄと、同ロッド１０ａの
車両前後方向の歪を同車両前後方向において同操作レバ
ー１０に加えられる操作力ＦＺとして検出する歪センサ
（即ち、操作力センサ）１０ｅとが備えられている。

【００１３】操作レバー装置は、また、操作レバー１０
の車両左右方向の回動に対する反力（中立位置から車両
左右方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する
力）を発生する左右方向反力発生機構２０を備えてい
る。この左右方向反力発生機構２０は、ガイドプレート
２１、回転軸２２、第１歯車２３、第２歯車２４、直流
電動モータ（左右反力用モータ）２５、及び移動量検出
手段としての移動量センサ（操作量センサ）２６を備え
ている。

【００１４】ガイドプレート２１は、Ｌ字状に屈曲され
てなる板状部材であり、回転軸２２が固定された面が鉛
直面内に存在するように配置され、水平方向に存在する
ように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干
だけ大きい幅を有して車両前後方向に長手方向を有する
溝２１ａが設けられていて、同溝内２１ａ内をロッド１
０ａが貫通するように構成されている。

【００１５】回転軸２２は、その軸線が車両前後方向に
沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中
心を通るように車体に対して回転可能に支持されてい
て、中央部に第１歯車２３を一体的に備えている。この
第１歯車２３は電動モータ２５の回転軸に固定された第
２歯車２４に噛合している。

【００１６】以上の構成により、操作レバー１０は車体
に対して左右方向に（左右方向の面内で）回動可能に支
持されるとともに、電動モータ２５の回転により（電動
モータ２５の発生トルクにより）ガイドプレート２１が
回転軸２２回りに回動し、これにより、操作レバー１０
が左右方向に回動されて同操作レバー１０に車両左右方
向の反力が付与されるようになっている。

【００１７】移動量センサ（移動量検出手段）２６は、
回転軸２２の端部位置において車体に固定されていて、
同回転軸２２の回転角を操作レバー１０の左右方向の移
動量Ｘとして検出するようになっている。この移動量セ
ンサ２６の出力である移動量Ｘの値は、操作レバー１０
が左右方向の中立位置にあるときに「０」となるように
調整されている。なお、移動量センサ２６は、回転軸２
２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線移動量を
検出するものであってもよく、回転軸２２の回転ととも
に移動する左右方向反力発生機構２０の他の部材の回転
角変化を移動量Ｘとして検出するものであってもよい。

【００１８】更に、操作レバー装置は、操作レバー１０
の車両前後方向の回動に対する反力（中立位置から車両
前後方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する
力）を発生する前後方向反力発生機構３０を備えてい
る。この前後方向反力発生機構３０は、ガイドプレート
３１、回転軸３２、第３歯車３３、第４歯車３４、直流
電動モータ（前後反力用モータ）３５、及び移動量セン
サ３６を備えている。

【００１９】ガイドプレート３１は、Ｌ字状に屈曲され
てなる板状部材であり、回転軸３２が固定された面が鉛
直面内に存在するように配置され、水平方向に存在する
ように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干
だけ大きい幅を有して車両左右方向に長手方向を有する
溝３１ａが設けられ、同溝内３１ａ内をロッド１０ａが
貫通するように構成されている。

【００２０】回転軸３２は、その軸線が車両左右方向に
沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中
心を通るように車体に対して回転可能に支持されてい
て、中央部に第３歯車３３を一体的に備えている。この
第３歯車３３は電動モータ３５の回転軸に固定された第
４歯車３４に噛合している。

【００２１】以上の構成により、操作レバー１０は車体
に対して前後方向に（前後方向の面内で）回動可能に支
持されるとともに、電動モータ３５の回転により（電動
モータ３５の発生トルクにより）ガイドプレート３１が
回転軸３２回りに回動し、これにより、操作レバー１０
が前後方向に回動され、同操作レバー１０に車両前後方
向の反力が付与されるようになっている。

【００２２】また、移動量センサ（移動量検出手段）３
６は、回転軸３２の端部位置において車体に固定されて
いて、同回転軸３２の回転角を操作レバー１０の前後方
向の移動量Ｙとして検出するようになっている。この移
動量センサ３６の出力である移動量Ｙの値は、操作レバ
ー１０が前後方向の中立位置にあるときに「０」となる
ように調整されている。なお、移動量センサ３６は、回
転軸３２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線移
動量を検出するものであってもよく、回転軸３２の回転
とともに移動する前後方向反力発生機構３０の他の部材
の回転角変化を移動量Ｙとして検出するものであっても
よい。このような構成の結果、上記操作力センサ１０
ｄ，１０ｅは、実質的に電動モータ２５，３５の負荷を
検出する負荷検出手段をも構成している。

【００２３】次に、本運転操作装置の電気制御装置につ
いて図３を参照しながら説明する。なお、図３は、説明
を簡単にするため、左右方向の反力発生機構２０の電動
モータ２５と操舵角制御機構とを示すが、前後方向の反
力発生機構３０の電動モータ３５、操作レバー１０の前
後方向の操作により変更される車両の内燃機関のスロッ
トル開度及びブレーキアクチュエータの図示を省略して
いる。

【００２４】この電気制御装置４０は、マイクロコンピ
ュータ４１と、電動モータ２５に所定の電流を流すため
のスイッチング回路４２と、操舵用電動モータ５１に所
定の電流を流すためのスイッチング回路４３とを備えて
いる。

【００２５】マイクロコンピュータ４１は、ＣＰＵ４１
ａと、入力インターフェース４１ｂと、出力インターフ
ェース４１ｃと、ＥＥＰＲＯＭ４１ｄ（Electrical Era
sable PROM）とを含んでいて、ＣＰＵ４１ａは、後述す
るプログラム及びマップ等を記憶したＲＯＭ、及びＣＰ
Ｕ４１ａによるプログラムの実行時に一時的に演算値を
記憶するＲＡＭからなるメモリ４１ｅを内蔵している。

【００２６】入力インターフェース４１ｂは、バスを介
してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、移動量センサ
２６、操作力センサ１０ｄ、及び車両状態量センサとし
ての車速Ｖを検出する車速センサ６１と接続されてい
て、これらのセンサの検出値をＣＰＵ４１ａに供給する
ようになっている。また、入力インターフェース４１ｂ
は、スイッチング回路４２の抵抗４２ａの上流側と接続
されていて、同抵抗４２ａの上流側電位を検出すること
で電動モータ２５に流れる実際のモータ電流値（実モー
タ電流）ＲＩをＣＰＵ４１ａに供給するようになってい
る。

【００２７】出力インターフェース４１ｃは、バスを介
してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、スイッチング
回路４２，４３、及び常開（ノーマリー・オープン）型
のリレー４４に接続されていて、ＣＰＵ４１ａからの指
令に基づきこれらの状態を変更する信号を送出するよう
になっている。

【００２８】ＥＥＰＲＯＭ４１ｄは、車両バッテリ７０
からの電源の供給を受けない状態においてもデータを記
憶・保持する記憶手段であり、バスを介してＣＰＵ４１
ａと接続されていて、電源が供給されている状態にて同
ＣＰＵ４１ａから供給されるデータを格納するととも
に、ＣＰＵ４１ａの要求に応じて保持しているデータを
同ＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。

【００２９】スイッチング回路４２は、ゲートが出力イ
ンターフェース４１ｃにそれぞれ接続されたＭＯＳＦＥ
Ｔからなる４個のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、
抵抗４２ａとを備えている。スイッチング素子Ｔｒ１，
Ｔｒ２の各ドレインは、車両に搭載されたバッテリ７０
の電源ラインＬに上流側端子が接続されたリレー４４の
下流側端子に接続されていて、同スイッチング素子Ｔｒ
１，Ｔｒ２のソースは、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ
４のドレインにそれぞれ接続され、同スイッチング素子
Ｔｒ３，Ｔｒ４のソースは抵抗４２ａを介して接地され
ている。また、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ３との間
は電動モータ２５の一側に接続され、スイッチング素子
Ｔｒ２とＴｒ４との間は電動モータ２５の他側に接続さ
れている。

【００３０】以上の構成により、スイッチング回路４２
（即ち、電動モータ２５）はリレー４４がオン(閉成)し
たときにバッテリ７０から電源の供給を受け得る状態と
なり、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４が選択的に導通
状態（オン状態）とされたとき、電動モータ２５に所定
の方向の電流が流れて同電動モータ２５は一方向に回転
し、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３が選択的に導通状
態とされたとき、電動モータ２５に前記所定の方向と反
対方向の電流が流れて同電動モータ２５は他方向に回転
する。また、リレー４４がオフ（開成）したときには電
動モータ２５の電源供給経路が遮断され、同電動モータ
２５への通電は停止する。

【００３１】スイッチング回路４３は、上記スイッチン
グ回路４２と同様の構成を有していて、出力インターフ
ェース４１ｃを介して与えられるＣＰＵ４１ａの指示に
応じて操舵用モータ５１に所定の電流を流すようになっ
ている。これにより、操舵用モータ５１が回転トルクを
発生すると操舵機構５２が作動し、所定の転舵角θ（操
舵角、タイヤ切れ角）が達成されるようになっている。

【００３２】前記バッテリ７０の電源ラインＬには、運
転者によりオン（閉成）状態又はオフ（開成）状態に切
換えられるイグニッションスイッチ４５の一端が接続さ
れている。イグニッションスイッチ４５の他端はダイオ
ードＤ１を介してＣＰＵ４１ａ、入力インターフェース
４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰＲＯ
Ｍ４１ｄに接続されていて、イグニッションスイッチ４
５がオン状態とされたとき、それぞれに電源が供給され
るようになっている。また、ダイオードＤ１の下流は、
リレー４４の下流側から前記ダイオードＤ１の下流側へ
向う電流のみを許容するダイオードＤ２を介して前記リ
レー４４の下流側端子と接続されていて、リレー４４が
オン状態とされたときは、イグニッションスイッチ４５
の状態にかかわらず、ＣＰＵ４１ａ、入力インターフェ
ース４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰ
ＲＯＭ４１ｄに電源が供給されるようになっている。

【００３３】なお、図３においては省略されているが、
実際には入力インターフェース４１ｂに移動量センサ３
６が接続されるとともに、出力インターフェース４１ｃ
には警告灯、電動モータ３５に電流を付与するためのス
イッチング回路、及び他のアクチュエータが接続されて
いる。

【００３４】次に、上記のように構成した運転操作装置
の作動について、図４を参照して説明する。図４は、図
３に示したＣＰＵ４１ａがプログラムを実行することに
より達成する機能をブロック図で示したものであり、理
解を容易にするために、車速センサ６１、移動量センサ
２６、操作力センサ１０ｄ、反力発生用の電動モータ２
５、スイッチング回路４２，４３、リレー４４、操舵用
の電動モータ５１、操舵機構５２、及びバッテリ７０を
併せて図示している。以下、各ブロック毎の機能につい
て個別に説明し、その後、全体の作動について説明す
る。

【００３５】先ず、操舵（転舵）制御について説明する
と、この操舵制御はスイッチ部Ｂ１と操舵制御部（運転
制御量変更手段）Ｂ２とにより達成される。

【００３６】スイッチ部Ｂ１は、移動量異常検出部（移
動量の異常状態判定手段）Ｂ３の出力に基いて、移動量
センサ２６の出力である移動量Ｘが正常であるときには
同移動量Ｘを操舵制御部Ｂ２に出力し、移動量センサ２
６の出力である移動量Ｘが異常であるときには操作力セ
ンサ１０ｄの出力である操作力ＦＳを同操舵制御部Ｂ２
に出力する。

【００３７】操舵制御部Ｂ２は、入力された移動量Ｘ又
は操作力ＦＳに基いて、図５又は図６の操舵角マップを
それぞれ使用して目標操舵角θｍを決定し、同目標操舵
角θｍを達成するために必要な電流（電動モータ５１に
流すべき電流であって、例えば目標操舵角θｍに比例す
る電流）Ｉθを求める。そして、操舵制御部Ｂ２は、前
記電流Ｉθが操舵用モータ５１に流れるようにするため
の信号をスイッチング回路４３に供給し、スイッチング
回路４３は、この信号に基いてスイッチング素子（図示
省略）を制御する。この結果、移動量センサ２６の出力
である移動量Ｘが正常であるときには同移動量Ｘに応じ
た目標操舵角θｍとなるように操舵機構５２が駆動さ
れ、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘが異常であ
るときには、操作力ＦＳに応じた目標操舵角θｍとなる
ように操舵機構５２が駆動される。なお、操舵制御部Ｂ
２に車両状態量として車速Ｖやヨーレートγを入力し、
車速Ｖ又はヨーレートγによって目標操舵角θｍを補正
してもよい。

【００３８】次に、反力制御について説明すると、この
反力制御は、上記移動量異常検出部Ｂ３に加え、通常時
反力演算部Ｂ４、異常時反力演算部Ｂ５、操作力異常検
出部Ｂ６、反力発生異常検出部Ｂ７、スイッチ部Ｂ８〜
Ｂ１０、反力減衰部Ｂ１１、出力部Ｂ１２、２入力の論
理積を出力する論理積部Ｂ１３、２入力の論理和を出力
する論理和部Ｂ１４、及び電流検出部Ｂ１５により行わ
れる。出力部Ｂ１２を除くこれらの機能部は反力指示値
演算手段を構成している。

【００３９】移動量異常検出部Ｂ３は、移動量センサ２
６の出力である移動量Ｘが、同移動量センサ２６が正常
である限りあり得ない値となったときに同移動量Ｘ（又
は、移動量センサ２６）が異常であると判定し、その旨
をスイッチ部Ｂ１，Ｂ８、及び論理積部Ｂ１３に出力す
る。また、移動量異常検出部Ｂ３は、車両の運転中（例
えば、車速センサ６１の出力である車速Ｖが所定車速よ
り大きいとき等）において、移動量センサ２６の出力で
ある移動量Ｘが所定時間以上変化しないとき、同移動量
Ｘ（又は、移動量センサ２６）が異常であると判定し、
その旨をスイッチ部Ｂ１，Ｂ８、及び論理積部Ｂ１３に
出力する。この場合、移動量異常検出部Ｂ３は、操作レ
バー１０が移動不能であるか否かを事実上判定してい
る。なお、移動量Ｘが正常であるか否かの判定・検出
は、上記方法に限定されることはなく、例えば、上記正
常である限りあり得ない値となっている状態が所定時間
以上継続したときに同移動量Ｘが異常であると判定して
もよい。

【００４０】通常時反力演算部Ｂ４は、車速センサ６１
の出力である車速Ｖを入力するとともに、移動量センサ
２６の出力である移動量Ｘを入力し、車速Ｖと移動量Ｘ
とブロックＢ４内に示した反力マップとを用いて反力Ｔ
Ｆを決定する。なお、反力ＴＦは、図示したように、同
一移動量Ｘに対しては車速Ｖが大きいほど大きくなるよ
うに決定される。

【００４１】一方、異常時反力演算部Ｂ５は、車速セン
サ６１の出力である車速Ｖを入力するとともに、操作力
センサ１０ｄの出力である操作力ＦＳを入力し、車速Ｖ
と操作力ＦＳとブロックＢ５内に示した反力マップとを
用いて反力ＴＦを決定する。なお、反力ＴＦは、図示し
たように、同一操作力ＦＳに対しては車速Ｖが大きいほ
ど大きくなるように決定される。

【００４２】操作力異常検出部Ｂ６は、操作力センサ１
０ｄの出力である操作力ＦＳが、同操作力センサ１０ｄ
が正常である限りあり得ない値となったときに同操作力
センサ１０ｄ（又は検出された操作力ＦＳ）が異常であ
ると判定し、その旨を論理積部Ｂ１３に出力する。な
お、操作力センサ１０ｄが正常であるか否かの判定は、
上記方法に限定されることはなく、例えば、検出された
操作力ＦＳが正常である限りあり得ない値となっている
状態が所定時間以上継続したときに同操作力センサ１０
ｄが異常であると判定してもよく、或いは、車両の運転
中（例えば、車速センサ６１の出力である車速Ｖが所定
車速より大きいとき等）において、操作力センサ１０ｄ
の出力である操作力ＦＳが所定時間以上変化しないと
き、同操作力センサ１０ｄが異常であると判定してもよ
い。

【００４３】反力発生異常検出部Ｂ７は、スイッチ部Ｂ
１０から出力部Ｂ１２に与えられる反力指示値ＴＦｓ
と、抵抗４２ａの上流側の電位をＡＤ変換する電流検出
部Ｂ１５によって検出される電動モータ２５に流れる電
流ＲＩとを入力し、図７にフローチャートにより示した
反力発生異常判定ルーチンを実行することで、出力部Ｂ
１２、スイッチング回路４２、及び電動モータ２５（以
下において、出力部Ｂ１２、スイッチング回路４２、及
び電動モータ２５を反力発生部と称する。）の異常を検
出し、その結果に応じた信号を出力部Ｂ１２、論理和部
Ｂ１４、及びリレー４４に出力する。

【００４４】ここで、図７に示した反力発生異常検出
（判定）ルーチンについて、反力発生部が正常である場
合から説明すると、ＣＰＵ４１ａは所定時間の経過毎に
ステップ７００から処理を開始し、ステップ７０５に進
んで反力指示値ＴＦｓを読込むとともに、ステップ７１
０に進んでモータ電流ＲＩを読込み、続くステップ７１
５にてモータ電流ＲＩに所定の定数ｋを乗じて実際の反
力（実反力）ＴＦｒを求める。

【００４５】次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ７２０に
進み、同ステップ７２０にて反力指示値ＴＦｓと実反力
ＴＦｒの差の絶対値（|ＴＦｓ−ＴＦｒ|）が所定の閾値
Ｔｈ以上か否かを判定する。この場合、反力発生部は正
常であるから、反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒは略等
しいので、反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒの差の絶対
値（|ＴＦｓ−ＴＦｒ|）は所定の閾値Ｔｈより小さい。
従って、ＣＰＵ４１ａはステップ７２０にて「Ｎｏ」と
判定してステップ７２５に進み、同ステップ７２５にて
カウンタＣＮＴの値を「０」に設定し、ステップ７９５
に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上の処理は、反
力発生部が正常である限り、所定時間の経過毎に繰り返
され、反力発生異常検出部Ｂ７は、出力部Ｂ１２、論理
和部Ｂ１４、及びリレー４４に対して何らの信号も出力
しない。

【００４６】次に、反力発生部が異常となった場合につ
いて説明すると、ＣＰＵ４１ａはステップ７００〜７２
０までを同様に実行するが、この場合、反力指示値ＴＦ
ｓと実反力ＴＦｒの差の絶対値（|ＴＦｓ−ＴＦｒ|）が
所定の閾値Ｔｈより大きくなる。従って、ＣＰＵ４１ａ
はステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７
３０に進み、同ステップ７３０にてカウンタＣＮＴの値
を「１」だけ増大する。

【００４７】次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ７３５に
進み、同ステップ７３５にてカウンタＣＮＴの値が所定
値ＣＮＴ０より大きいか否かを判定する。現時点は、カ
ウンタＣＮＴの値は「０」から「１」だけ大きくなった
直後であるので、所定値ＣＮＴ０より小さい。従って、
ＣＰＵ４１ａはステップ７３５にて「Ｎｏ」と判定して
ステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

【００４８】以降においても、反力発生部が異常である
と、反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒの差の絶対値（|
ＴＦｓ−ＴＦｒ|）は所定の閾値Ｔｈより大きく、従っ
て、ＣＰＵ４１ａはステップ７００〜７２０、７３０、
７３５、７９５を繰り返し実行する。このため、カウン
タＣＮＴの値はステップ７３０の処理により次第に大き
くなって、所定値ＣＮＴ０を超えるので、ＣＰＵ４１ａ
はステップ７３５に進んだときに「Ｙｅｓ」と判定して
ステップ７４０に進み、同ステップ７４０にて反力徐変
指示（ハイレベル信号）を論理和部Ｂ１４に対して出力
する。この結果、スイッチ部Ｂ９，Ｂ１０が反力減衰部
Ｂ１１を出力部Ｂ１２に接続するように切換るととも
に、反力減衰部Ｂ１１が反力指示値ＴＦｓの減衰を開始
し、これにより発生する反力が時間とともに徐々に減少
する。

【００４９】次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ７４５に
進み、同ステップ７４５にて反力指示値ＴＦｓが「０」
であるか否かを判定する。現時点においては、反力指示
値ＴＦｓは減衰を開始した直後であるから「０」でな
く、従って、ＣＰＵ４１ａはステップ７４５にて「Ｎ
ｏ」と判定してステップ７９５に進み、同ステップ７９
５にて本ルーチンを一旦終了する。

【００５０】このような状態が継続すると、反力指示値
ＴＦｓは反力減衰部Ｂ１１により次第に減少させられて
「０」となる。このため、ＣＰＵ４１ａはステップ７４
５に進んだとき、同ステップ７４５にて「Ｙｅｓ」と判
定してステップ７５０に進み、同ステップ７５０にてリ
レー４４をオフ状態に変更（開成）する。次いで、ＣＰ
Ｕ４１ａはステップ７５５に進み、同ステップ７５５に
て出力部Ｂ１２に対し、電動モータ２５がモータブレー
キを発生するような状態とするための指示（スイッチン
グ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２を導通状態（オン）とし、スイッ
チング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４を非導通状態（オフ）とする
ことで、電動モータ２５の両端を短絡するための指示）
を発生し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終
了する。以上が、反力発生異常検出部Ｂ７の機能であ
る。

【００５１】なお、上記のルーチンにおいて、ステップ
７２０にて「Ｎｏ」と判定した場合であって、反力指示
値ＴＦｓが先のステップ７４０と反力減衰部Ｂ１１によ
り減少されているときは、これを正規の反力指示値ＴＦ
ｓまで徐々に増大するように構成することが好適であ
る。

【００５２】スイッチ部Ｂ８は、通常時反力演算部Ｂ４
により決定される反力ＴＦと、異常時反力演算部Ｂ５に
より決定される反力ＴＦの何れかを、移動量異常検出部
Ｂ３の出力に応じて選択し、同選択した反力ＴＦを後段
のスイッチ部Ｂ９に出力する。

【００５３】スイッチ部Ｂ９及びスイッチ部Ｂ１０は、
論理和部Ｂ１４の出力に応じて同時に切換り、論理和部
Ｂ１４からの出力がない場合（ローレベル信号を受けて
いる場合）、スイッチ部Ｂ８から入力される反力ＴＦを
そのまま反力指示値ＴＦｓとして出力部Ｂ１２に出力す
る。一方、論理和部Ｂ１４からの出力がある場合（ハイ
レベル信号を受けた場合）、スイッチ部Ｂ８から入力さ
れる反力ＴＦを反力減衰部Ｂ１１を介して時間減衰して
反力指示値ＴＦｓに変更し、これを出力部Ｂ１２に出力
する。

【００５４】出力部Ｂ１２は、ＰＷＭ回路を含んでい
て、スイッチ部Ｂ１０から入力された反力指示値ＴＦｓ
に応じた電流値を求め、この電流値を有する電流を電動
モータ２５に流すようにスイッチング回路４２の各スイ
ッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４に対して制御信号を出力す
る。また、前述したように、反力発生異常検出部Ｂ７か
らの信号に応じて、電動モータ２５を短絡状態とするた
めの制御信号をスイッチング回路４２に供給する。

【００５５】ＣＰＵ４１ａは、上述の各ブロックの機能
を達成するプログラムを実行することによって、操舵制
御と反力制御を行う。以下、場合を分けて説明する。

【００５６】（システム（運転操作装置）全体が正常に
機能しているとき）この場合、移動量異常検出部Ｂ３、
操作力異常検出部Ｂ６、及び反力発生異常検出部Ｂ７は
何れも異常を検出しないので、その出力を発生しない
（即ち、ローレベル信号を発生する）。この結果、操舵
制御部Ｂ２は、移動量Ｘに応じて目標操舵角θｍを決定
し、これに応じた操舵制御が達成される。また、通常時
反力演算部Ｂ４により移動量Ｘと車速Ｖとに応じて決定
された反力ＴＦが出力部Ｂ１２に反力指示値ＴＦｓとし
て与えられ、これに応じた反力が電動モータ２５により
発生される。

【００５７】（移動量センサの出力である移動量Ｘに異
常が発生したとき）この場合、移動量異常検出部Ｂ３が
出力を発生する（ハイレベル信号を出力する）。従っ
て、スイッチ部Ｂ１が切換り、操舵制御部Ｂ２に移動量
Ｘに代えて操作力ＦＳが与えられ、操作力ＦＳによる操
舵（転舵）制御が実行される。移動量センサ２６の出力
が異常となる場合は、移動量センサ２６自体が故障した
場合、又はスイッチング回路４２、電動モータ２５を含
む反力発生機構２０が故障して操作レバー１０が移動不
能となる場合（スティック故障発生時、ロック故障発生
時）等が考えられるが、上記構成によれば、このように
移動量Ｘが正確に検出できない場合や移動量Ｘが一定値
となってしまう場合であっても、操作力ＦＳによる車両
の操舵（運転制御量の変更）が可能となる。

【００５８】また、移動量異常検出部Ｂ３が出力を発生
すると、スイッチ部Ｂ８が切換り、通常時反力演算部Ｂ
４に代えて異常時反力演算部Ｂ５によって決定される反
力ＴＦに基く反力制御が実行される。従って、移動量セ
ンサ２６が故障した場合であって正しい移動量Ｘが検出
できない場合であっても、操作力ＦＳによって適切な反
力が操作レバー１０に付与される。

【００５９】（操作力センサ及び移動量センサの出力で
ある操作力ＦＳ及び移動量Ｘに異常が発生したとき）こ
の場合、移動量異常検出部Ｂ３及び操作力異常検出部Ｂ
６の両ブロックが出力を発生する（ハイレベル信号を出
力する）。従って、論理積部Ｂ１３の出力がハイレベル
となって、論理和部Ｂ１４の出力もハイレベルとなる。
この結果、スイッチ部Ｂ９，Ｂ１０が切換り、その時点
の反力ＴＦが反力減衰部Ｂ１１により時間とともに減衰
されて反力指示値ＴＦｓに変換されるので、実際の反力
が徐々に減少する。これにより、反力の急減がなく、安
定した運転操作を行うことができる。

【００６０】（反力発生機構２０、反力発生部（出力部
Ｂ１２、スイッチング回路４２、及び電動モータ２５）
に異常が発生した場合）この場合、図７のルーチンを用
いて説明したように、反力発生異常検出部Ｂ７は、先
ず、論理和部Ｂ１４に反力徐変指示のためのハイレベル
信号を出力するため、スイッチ部Ｂ９，Ｂ１０が切換
り、その時点の反力ＴＦが反力減衰部Ｂ１１により時間
とともに減衰されて反力指示値ＴＦｓに変換されるの
で、実際の反力が徐々に減少する。これにより、反力の
急減がなく、安定した運転操作を行うことができる。

【００６１】そして、所定時間だけ反力発生部の異常が
検出され続けて反力指示値ＴＦｓが「０」となると、反
力発生異常検出部Ｂ７はリレー４４をオフ状態に変更
（開成）し、出力部Ｂ１２に対して電動モータ２５がモ
ータブレーキを発生するような状態とするための指示を
発生する。この結果、反力発生部への電源供給が遮断さ
れるとともに、反力発生部が機能すれば電動モータ２５
のモータブレーキによる反力が発生され、反力発生部の
異常時にもある程度の反力が操作レバー１０に付与され
る。

【００６２】以上、説明したように、本発明による運転
操作装置によれば、移動量センサ２６、３６操作力セン
サ１０ｄ，１０ｅ、反力発生部等の異常が検出された場
合に、異常内容に応じた操舵制御や反力制御を行うこと
ができる。

【００６３】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採
用することができる。例えば、通常時の操舵角制御は操
作力ＦＳ、又は移動量Ｘの時間微分値を考慮して行って
もよく、また電動モータ２５に流れる電流は、所謂目標
トルクに対するＰＩ制御又はＰＩＤ制御により決定して
もよい。更に、上記実施形態は左右方向の反力発生機構
２０に関する異常に対応するものであったが、本発明は
前後方向の反力発生機構３０に関する異常に対しても同
様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る運転操作装置の操作
レバーの概略図である。

【図２】 図１に示した操作レバーを含む操作レバー装
置の概略斜視図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る運転操作装置の電気
制御装置を示すブロック図である。

【図４】 図３に示したＣＰＵの実行するプログラムを
表した機能ブロック図である。

【図５】 移動量と目標操舵角の関係を規定する操舵角
マップである。

【図６】 操作力と目標操舵角の関係を規定する操舵角
マップである。

【図７】 図４に示した反力発生異常検出部の機能を達
成するために図３に示したＣＰＵが実行する反力発生異
常検出ルーチンを示したフローチャートである。

【符号の説明】

１０…操作レバー、１０ａ…ロッド、１０ｄ，１０ｅ…
操作力センサ、２０…左右方向反力発生機構、３０…前
後方向反力発生機構、２１，３１…ガイドプレート、２
５，３５…直流電動モータ、２６，３６…移動量セン
サ、４０…電気制御装置、４１…マイクロコンピュー
タ、４１ａ…ＣＰＵ、４２，４３…スイッチング回路、
４４…リレー、５１…操舵用直流電動モータ、５２…操
舵機構、６１…車速センサ、７０…バッテリ、Ｂ２…操
舵制御部、Ｂ３…移動量異常検出部、Ｂ４…通常時反力
演算部、Ｂ５…異常時反力演算部、Ｂ６…操作力異常検
出部、Ｂ７…反力発生異常検出部、Ｂ１１…反力減衰
部、Ｂ１２…出力部、Ｂ１３…論理積部、Ｂ１４…論理
和部、Ｂ１５…電流検出部。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC33 CC34 DA04 DA15 DA23 DA64 DA99 EB12 EC21 3D033 CA13 CA16 CA17 CA28 CA29 CA31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の運転操作装置であって、 車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により
   操作される操作部材と、 前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、 運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出す
   る操作力検出手段と、 前記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、 前記検出される移動量が異常であるか否かを判定する異
   常状態判定手段と、 前記検出される移動量が異常であると判定されないとき
   は少なくとも同検出される移動量に基いて前記車両の運
   転制御量を変更するとともに、前記移動量が異常である
   と判定されたときは前記検出される移動量に代え前記検
   出される操作力に基いて同運転制御量を変更する運転制
   御量変更手段とを備えた運転操作装置。
2. 【請求項２】車両の運転操作装置であって、 車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により
   操作される操作部材と、 前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、 運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出す
   る操作力検出手段と、 前記操作力に抗する反力であって指示値に応じた大きさ
   の反力を発生する反力発生手段と、 前記検出される移動量が異常であるか否かを判定する異
   常状態判定手段と、 前記検出される移動量が異常であると判定されないとき
   は少なくとも同検出される移動量に基いて前記指示値を
   決定するとともに、前記移動量が異常であると判定され
   たときは前記検出される移動量に代え前記検出される操
   作力に基いて前記指示値を決定する反力指示値演算手段
   とを備えた運転操作装置。
3. 【請求項３】車両の運転操作装置であって、 車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により
   操作される操作部材と、 前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、 運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出す
   る操作力検出手段と、 前記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、 前記操作部材が移動不能であるか否かを判定する異常状
   態判定手段と、 前記操作部材が移動不能であると判定されないときは少
   なくとも前記検出される移動量に基いて前記車両の運転
   制御量を変更するとともに、前記操作部材が移動不能で
   あると判定されたときは前記検出される移動量に代え前
   記検出される操作力に基いて同運転制御量を変更する運
   転制御量変更手段とを備えた運転操作装置。