JP2003019969A - バイワイヤ方式のステアリング装置 - Google Patents

バイワイヤ方式のステアリング装置

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JP2003019969A
JP2003019969A JP2001206628A JP2001206628A JP2003019969A JP 2003019969 A JP2003019969 A JP 2003019969A JP 2001206628 A JP2001206628 A JP 2001206628A JP 2001206628 A JP2001206628 A JP 2001206628A JP 2003019969 A JP2003019969 A JP 2003019969A
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JP
Japan
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vehicle
sensor
detecting
steering
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Pending
Application number
JP2001206628A
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English (en)
Inventor
Hironori Kato
弘典 加藤
Yoshio Sanpei
喜生 三瓶
Noriyuki Fukushima
則之 福嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 車両の走行状態の異常を迅速に運転者に報知
することができ、重大な危険の発生を未然に回避可能な
バイワイヤ方式のステアリング装置を提供する。 【解決手段】 ステアリングホイール1の操作角度を検
出する操作角検出センサ2の出力信号aと、フォースフ
ィードバック用の外力を加える操作部用アクチュエータ
3と、車両の走行状態を検知する検知手段4a,4bの
出力信号b1,b2と、車両の操舵系に外力を加える操
舵用アクチュエータ5とで構成、制御部6に、検知信号
,bに基づいて車両の走行状態の異常を判定する
異常判定部7と、異常の内容及び/又は異常が発生した
部位に応じた駆動信号cが記憶された記憶部8とを備
え、異常判定部7によって車両の走行状態に異常が発生
したと判定された場合、制御部6が、当該異常が発生し
た部位及び/又は当該異常の内容に応じた駆動信号cを
記憶部8から読み出して操作部用アクチュエータ3に出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に装備される
バイワイヤ方式のステアリング装置に係り、特に、ステ
アリングホイールなどのステアリング操作部にフォース
フィードバック用の外力を負荷するアクチュエータの制
御手段に関する。
【0002】
【従来の技術】図5及び図6により、従来より提案され
ているバイワイヤ方式のステアリング装置の一例を説明
する。図5は従来より提案されているバイワイヤ方式の
ステアリング装置の構成図であり、図6はタイヤに加わ
る外力とステアリング操作部に作用する外力との関係を
示すグラフ図である。
【0003】図5に示すように、本例のバイワイヤ方式
のステアリング装置は、ステアリング操作部であるステ
アリングホイール1と、当該ステアリングホイール1の
操作角度を検出する操作角検出センサ2と、前記ステア
リングホイール1にフォースフィードバック用の外力を
加える操作部用アクチュエータ3と、車両の走行状態を
検知する検知手段としてのタイヤ反力検出センサ4と、
車両の操舵系に外力を加える操舵用アクチュエータ5
と、前記操作角検出センサ2及び前記タイヤ反力検出セ
ンサ4の出力信号を取り込み、前記操作部用アクチュエ
ータ3及び前記操舵用アクチュエータ5の駆動を制御す
る制御部6とから構成されている。
【0004】メカニカル方式のステアリング装置におい
ては、タイヤとステアリングホイールとが機械的なリン
ク機構を介して連結されており、走行中に路面からタイ
ヤに加わる外力がそのままステアリングホイールに伝達
されるため、タイヤに加わる外力とステアリングホイー
ルに加わる外力とは、図6に示すように、比例関係にな
る。
【0005】従来のバイワイヤ方式のステアリング装置
においては、このメカニカル方式のステアリング装置と
同様の操作感覚を得るため、制御部6が、タイヤ反力検
出センサ4より入力された信号に基づいて操作部用アク
チュエータ3の駆動を制御し、タイヤに加わる外力に比
例した外力をステアリングホイールに加えるようになっ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例に係るバイ
ワイヤ方式のステアリング装置によれば、メカニカル方
式のステアリング装置と同様の操作感覚を得ることがで
きる。
【0007】しかしながら、このバイワイヤ方式のステ
アリング装置は、単にタイヤに加わる外力に比例した外
力をステアリングホイールに加える構成であり、車両の
走行状態に異常が発生した場合に、それを運転者に直接
報知する警報手段が備えられていないので、走行異常に
対する運転者の注意を喚起することができず、より重大
な危険の発生を未然に回避することが難しい。
【0008】例えば、走行中にタイヤがパンクした場
合、車両は横滑りを起こすが、運転者がその横滑りを感
得し、かつ、その横滑りがタイヤのパンクに起因するも
のであると判断するまでの間は運転者が車両を走行し続
けるので、タイヤが修理不能な程度まで破損したり、或
いは衝突の危険性が増加する。また、走行中の車両が走
行車線の分離線や路肩に近づいても、運転者は視覚でし
かその事実を認識することができないので、分離線や路
肩から離れるタイミングが遅れやすく、衝突の危険性が
増加する。
【0009】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、車両の走行状態の異常を迅速に運転者に報知するこ
とができ、重大な危険の発生を未然に回避可能なバイワ
イヤ方式のステアリング装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、ステアリング操作部と、当該ステアリン
グ操作部に外力を加えるアクチュエータと、当該アクチ
ュエータの制御部と、少なくとも路面から車両のタイヤ
に加わる外力を検出するタイヤ反力検出センサを含む車
両の走行状態を検知する1乃至複数個の検知手段とを有
し、前記制御部には、前記検知手段より入力される検知
信号に基づいて車両の走行状態の異常を判定する異常判
定部が備えられ、前記制御部は、前記異常判定部によっ
て車両の走行状態に異常が発生したと判定された場合、
当該異常が発生した部位及び/又は当該異常の内容に応
じた駆動信号を出力して前記アクチュエータを駆動し、
前記ステアリング操作部に前記異常が発生した部位及び
/又は当該異常の内容に応じた外力を負荷するという構
成にした。
【0011】前記検知手段としては、前記タイヤ反力検
出センサに加えて、車両のドライブシャフトに作用する
トルクを検出するトルクセンサ、ブレーキの故障診断セ
ンサ、トランスミッションの故障診断センサ、タイヤの
空気圧センサ、路面の状況を検出する撮像センサより選
択される少なくとも1種のセンサを備えることができ
る。
【0012】かように、検知手段より入力される検知信
号に基づいて車両の走行状態の異常を判定する異常判定
部を制御部に備え、当該異常判定部によって車両の走行
状態に異常が発生したと判定された場合、当該異常が発
生した部位及び/又は当該異常の内容に応じた駆動信号
を制御部より出力してステアリング操作部に異常が発生
した部位及び/又は当該異常の内容に応じた外力を負荷
すると、運転者にいち早く異常の発生部位及び/又は当
該異常の内容を認識させることができるので、その後の
より重大な危険の発生を未然に防止することができる。
【0013】例えば、走行中にタイヤがパンクした場
合、アクチュエータによってステアリング操作部に加え
られたパンクの発生を報知する特有の外力を感得するこ
とにより、運転者が直ちにパンクの発生を認識すること
ができるので、車両を速やかに停止することができ、修
理不能なタイヤの破損を防止することができるばかりで
なく、衝突の危険性も低減することができる。また、走
行中の車両が走行車線の分離線や路肩に近づいた場合
も、アクチュエータによってステアリング操作部に加え
られた分離線や路肩への近づき過ぎを報知する特有の外
力を感得することにより、運転者が直ちにその事実を認
識することができるので、車両を速やかに適正な走行位
置に戻すことができ、衝突の危険を回避することができ
る。よって、バイワイヤ方式のステアリング装置の操作
性及び信頼性を高めることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るバイワイヤ方
式のステアリング装置の一実施形態例を、図1及び図2
に基づいて説明する。図1は実施形態例に係るバイワイ
ヤ方式のステアリング装置の構成図、図2は発生した異
常の内容とアクチュエータによってステアリング操作部
に加えられる外力との関係を例示するグラフ図である。
【0015】図1に示すように、本例のバイワイヤ方式
のステアリング装置は、ステアリング操作部であるステ
アリングホイール1と、当該ステアリングホイール1の
操作角度を検出する操作角検出センサ2と、前記ステア
リングホイール1にフォースフィードバック用の外力を
加える操作部用アクチュエータ3と、路面から車両のタ
イヤに加わる外力を検出するタイヤ反力検出センサ4a
と、車両の走行状態を検知する他種のセンサ4bと、車
両の操舵系に外力を加える操舵用アクチュエータ5と、
前記操作角検出センサ2の出力信号a及び前記タイヤ反
力検出センサ4aの検知信号b並びに前記他種のセン
サ4bの検知信号bを取り込み、前記操作部用アクチ
ュエータ3の駆動信号c及び前記操舵用アクチュエータ
5の駆動信号dを出力する制御部6とを備えている。前
記他種のセンサ4bとしては、例えば、車両のドライブ
シャフトに作用するトルクを検出するトルクセンサ、ブ
レーキの故障診断センサ、トランスミッションの故障診
断センサ、タイヤの空気圧センサ、路面の状況を検出す
る撮像センサなど、所要の部位の所要の異常を検知可能
な1又は複数のセンサが備えられる。
【0016】前記制御部6には、前記各検知信号b
に基づいて車両の走行状態の異常を判定する異常判
定部7と、異常の内容及び異常が発生した部位に応じた
操作部用アクチュエータ3の駆動信号cが記憶された記
憶部8とが備えられている。前記異常判定部7によって
車両の走行状態に異常が発生したと判定された場合、制
御部6は、当該異常が発生した部位及び/又は当該異常
の内容に応じた駆動信号cを前記記憶部8から読み出
し、操作部用アクチュエータ3に出力する。
【0017】図2(a)は、タイヤがパンクした場合或
いはタイヤの空気圧が過少になった場合に制御部6から
出力される駆動信号cの例であって、一定強度の比較的
小さな振動が連続的にステアリングホイール1に加えら
れる。この振動は、同図に示すように、タイヤ反力があ
るときには、タイヤ反力に応じて加えられる外力に重畳
してステアリングホイール1に加えられる。
【0018】図2(b)は、ブレーキに故障が発生した
場合に制御部6から出力される駆動信号cの例であっ
て、一定強度の比較的大きな振動が連続的にステアリン
グホイール1に加えられる。この振動も、同図に示すよ
うに、タイヤ反力があるときには、タイヤ反力に応じて
加えられる外力に重畳してステアリングホイール1に加
えられる。
【0019】図2(c)は、トランスミッションに故障
が発生した場合に制御部6から出力される駆動信号cの
例であって、一定強度の比較的小さな振動が間歇的にス
テアリングホイール1に加えられる。この振動も、同図
に示すように、タイヤ反力があるときには、タイヤ反力
に応じて加えられる外力に重畳してステアリングホイー
ル1に加えられる。
【0020】図2(d)は、車両が路肩に近づきすぎた
場合に制御部6から出力される駆動信号cの例であっ
て、路肩との距離に反比例する大きさの振動が連続的に
ステアリングホイール1に加えられると共に、路肩への
乗り上げを防止するため、路肩に接近する方向へのステ
アリングホイール1の操作を重くする静的な力がステア
リングホイール1に加えられる。これらの力は、同図に
示すように、タイヤ反力があるときには、タイヤ反力に
応じて加えられる外力に重畳してステアリングホイール
1に加えられる。
【0021】図2(e)は、路面の凍結などによってタ
イヤに滑りが発生した場合に制御部6から出力される駆
動信号cの例であって、一定強度の中程度の振動が連続
的にステアリングホイール1に加えられると共に、急ハ
ンドルを防止するため、ステアリングホイール1の操作
を重くする静的な力がステアリングホイール1に加えら
れる。これらの力も、同図に示すように、タイヤ反力が
あるときには、タイヤ反力に応じて加えられる外力に重
畳してステアリングホイール1に加えられる。
【0022】このように、制御部6から操作部用アクチ
ュエータ3に異常が発生した部位及び当該異常の内容に
応じた駆動信号cを出力すると、運転者は、異常が発生
した部位及び当該異常の内容をいち早く認識することが
できるので、当該異常の発生に続く事故等の回避動作を
とることができ、車両の運転を安全なものにすることが
できる。また、図2(d)及び図2(e)に例示した場
合には、ステアリングホイール1の操作を適正化する外
力がステアリングホイール1に加えられるので、この点
からも車両の運転を安全なものにすることができる。
【0023】前記異常判定部7によって車両の走行状態
に異常がないと判定された場合には、従来例に係るバイ
ワイヤ方式のステアリング装置と同様に、車両の走行状
態に応じた駆動信号cが制御部6より操作部用アクチュ
エータ3に出力され、ステアリングホイール1に適度の
抵抗感が付与される。これによって、運転者は、メカニ
カル方式のステアリング装置と同様の操作感覚が得られ
る。
【0024】なお、制御部6より操作部用アクチュエー
タ3に出力される駆動信号cは、任意に設定できるので
あって、前記実施形態例に限定されるものではない。例
えば、異常判定部7によって車両の走行状態に異常がな
いと判定された場合において、従来例に係るバイワイヤ
方式のステアリング装置のようにタイヤ反力検出センサ
4aより出力された検知信号bに比例した外力をステ
アリングホイール1に加える構成に代えて、運転者に危
険回避をより確実に行わせるため、図3に例示するよう
に、タイヤ反力検出センサ4aより出力された検知信号
のレベルが大きい領域についてはステアリングホイ
ール1に加えられる外力を緩和し、タイヤ反力検出セン
サ4aより出力された検知信号bのレベルが小さい領
域についてはステアリングホイール1に加えられる外力
を強調することもできる。
【0025】また、前記実施形態例においては、ステア
リング操作部としてステアリングホイール1を備えた
が、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図
4に示すように、ステアリングホイール1に代えてステ
アリングレバー10をステアリング操作部として備える
こともできる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検知手段より入力される検知信号に基づいて車両の走行
状態の異常を判定する異常判定部を制御部に備え、当該
異常判定部によって車両の走行状態に異常が発生したと
判定された場合、当該異常が発生した部位及び/又は当
該異常の内容に応じた駆動信号を制御部より出力してス
テアリング操作部に異常が発生した部位及び/又は当該
異常の内容に応じた外力を負荷するので、運転者にいち
早く異常の発生部位及び/又は当該異常の内容を認識さ
せることができ、その後のより重大な危険の発生を未然
に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態例に係るステアリング装置の構成
図である。
【図2】発生した異常の内容とアクチュエータによって
ステアリング操作部に加えられる外力との関係を例示す
るグラフ図である。
【図3】異常判定部によって車両の走行状態に異常がな
いと判定された場合におけるステアリングホイールの制
御モードの他の例を示すグラフ図である。
【図4】第2実施形態例に係るステアリング装置の構成
図である。
【図5】従来例に係るステアリング装置の構成図であ
る。
【図6】従来例に係るステアリング装置のステアリング
ホイールに作用する外力と車両のタイヤに作用する外力
との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 ステアリング操作部(ステアリングホイール) 2 操作角検出センサ 3 操作部用アクチュエータ 4a 検知手段(タイヤ反力検出センサ) 4b 検知手段(他種のセンサ) 5 操舵用アクチュエータ 6 制御部 7 異常判定部 8 記憶部 10 ステアリング操作部(ステアリングレバー)
フロントページの続き (72)発明者 福嶋 則之 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 Fターム(参考) 3D032 CC38 DA03 DA15 DA23 DA88 DD17 EB12 GG01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリング操作部と、当該ステアリン
    グ操作部に外力を加えるアクチュエータと、当該アクチ
    ュエータの制御部と、少なくとも路面から車両のタイヤ
    に加わる外力を検出するタイヤ反力検出センサを含む車
    両の走行状態を検知する1乃至複数個の検知手段とを有
    し、前記制御部には、前記検知手段より入力される検知
    信号に基づいて車両の走行状態の異常を判定する異常判
    定部が備えられ、前記制御部は、前記異常判定部によっ
    て車両の走行状態に異常が発生したと判定された場合、
    当該異常が発生した部位及び/又は当該異常の内容に応
    じた駆動信号を出力して前記アクチュエータを駆動し、
    前記ステアリング操作部に前記異常が発生した部位及び
    /又は当該異常の内容に応じた外力を負荷することを特
    徴とするバイワイヤ方式のステアリング装置。
  2. 【請求項2】 前記検知手段として、前記タイヤ反力検
    出センサに加えて、車両のドライブシャフトに作用する
    トルクを検出するトルクセンサ、ブレーキの故障診断セ
    ンサ、トランスミッションの故障診断センサ、タイヤの
    空気圧センサ、路面の状況を検出する撮像センサより選
    択される少なくとも1種のセンサを備えたことを特徴と
    する請求項1に記載のバイワイヤ方式のステアリング装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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