JP2003312525A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が解か
れているタイプの車両用操舵装置等においては、イグニ
ッションキーをオフしてから再びオンするまでの間に、
操舵部材が操作されると、操舵部材と転舵輪との間の位
置関係がずれてしまう。 【解決手段】イグニッションキーがオンされると、操舵
角センサ９と転舵角センサ１０の検出値の偏差を求め、
偏差が所定値以上である場合に、警告部材１４により例
えば警報等を発する。警告を受けた運転者は少しの間、
車両の発進を待ったり、偏差を縮小するように操舵部材
２を操作したりできる。その間、制御部１２では、車両
の発進を禁止する指令を車両の駆動源のコントローラ１
５に出力する一方、電動モータ７により転舵輪８を転舵
し、偏差の縮小を促進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵部材と転舵輪
の位置の対応関係が崩れるおそれのある車両用操舵装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ステアリングホイール等の操舵部
材と転舵輪との間の機械的な連結を解き、操舵伝達系の
一部を電気的な経路で構成する車両用操舵装置が提供さ
れている。例えば特開平１−２３３１７０号公報の装置
では、ステアリングシャフトに設けたエンコーダによっ
てステアリングホイールの操舵位置を検出し、車両の進
行方向をヨーレイトジャイロによって検出する。そし
て、検出された操舵位置に基づく進行変化指示値と、ヨ
ーレイトジャイロの検出結果に基づく実際の進行方向変
化量との偏差がゼロになるように、転舵輪を転舵制御し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、イグニッションキーをＯＦＦしてエンジンを停止し
てから、再びイグニッションキーをＯＮしてエンジンを
始動するまでの間に、ステアリングホイールが別の操舵
位置まで操作された場合には、エンジン始動時のステア
リングホイールの操舵位置と転舵輪の転舵位置との対応
関係が一致しない状態となる。

【０００４】通例、イグニッションキーをＯＦＦしてエ
ンジンを停止しているときは、ステアリングホイールが
据え切り状態にあることも多く、そのような場合には、
次のエンジン始動時において、ステアリングホイールの
操舵位置に応じた転舵位置まで転舵輪を移動させるため
に要する時間が長くなる。また、転舵輪を駆動するため
の負荷が大きいので、ステアリングホイールの振動を発
生するおそれがある。

【０００５】一方、操舵部材と転舵輪との間の操舵伝達
系の伝達比を可変する伝達比可変機構として、遊星ギヤ
機構を用いる場合が考えられるが、エンジン停止時に遊
星ギヤ機構がフリーな状態にあると、エンジン停止時の
ステアリングホイールの操作によって、前述した操舵装
置と同様の課題が発生する。本発明の目的は、操舵部材
と転舵輪の対応位置関係のずれに起因する問題の発生を
未然に防止することのできる車両用操舵装置を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するため、本発明の請求項１記載の発明は、操舵
部材の位置に応じて転舵輪を目標位置に制御する制御部
を備える操舵制御装置において、上記操舵部材の位置を
検出する第１の位置検出手段と、転舵輪の位置を検出す
る第２の位置検出手段と、運転者に警告するための警告
手段とをさらに備え、上記制御部は、車両の駆動源を始
動するときに第１及び第２の位置検出手段により検出さ
れた位置の偏差が所定値以上であることを条件として、
警告手段に警告するための信号を出力する警告モードを
有することを特徴とするものである。

【０００７】車両の駆動源の始動時において操舵部材と
転舵輪の対応位置関係のずれが大きい場合には、電源投
入された制御部によって、操舵部材と転舵輪の位置関係
を合わせるように転舵輪が駆動されて、実際に両者の偏
差がゼロ（乃至は許容値内）になるまでには、多少の時
間を要する。これに対して、本発明では、車両の駆動源
の始動時において操舵部材と転舵輪の対応位置関係のず
れが大きい場合に、これを運転者に警告するので、運転
者は車両の発進をほんの少しの間待ったり、運転者自身
が操舵部材と転舵輪の位置関係が合うように積極的に操
舵部材を操作することも可能となる。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１におい
て、上記制御部は、上記警告モードにおいて、車両の発
進を禁止するための信号を出力することを特徴とするも
のである。本発明では、運転者に警告を発して運転者の
協力を促す一方で、操舵部材と転舵輪の位置関係がほぼ
確実に合ってから車両の発進を許容することが可能とな
る。請求項３記載の発明では、請求項１又は２におい
て、上記制御部は、上記警告モードにおいて、偏差の縮
小動作を促進するための信号を出力することを特徴とす
るものである。本発明では、運転者に警告を発して運転
者の協力を促す一方で、例えば、転舵輪を転舵するため
のアクチュエータによる転舵速度を早めたり、或いは操
舵部材に連なる操舵軸を駆動するためのアクチュエータ
がある場合には、これを駆動して操舵部材側の方で転舵
輪に対応する位置へ変位させたりして、操舵部材と転舵
輪の位置関係を迅速に合わせることが可能となる。

【０００９】請求項４記載の発明は、操舵部材の位置に
応じて転舵輪を目標位置に制御する制御部を備える操舵
制御装置において、上記操舵部材及び転舵輪にそれぞれ
連結される要素を含み、操舵部材から転舵輪への操舵伝
達系の伝達比を可変するための差動伝達機構と、車両の
駆動源を停止するときに上記差動伝達機構の２要素の相
対回転を止めるためのロック手段とをさらに備えること
を特徴とするものである。

【００１０】操舵伝達系に設けられる差動伝達機構が仮
にフリーな状態になると、操舵部材と転舵輪の対応位置
関係が大幅にずれるおそれがあるが、本発明では、車両
の駆動源の停止時に、仮に操舵部材が操作されたとして
も、操舵部材と転舵輪とが互いの位置関係を保ちつつ変
位することになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の車両用操
舵装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照し
て、本操舵装置１は、例えばステアリングホイール等の
操舵部材２に一体回転可能に連結される操舵軸としての
入力軸３と、この入力軸３と同軸上に設けられラックア
ンドピニオン機構等の舵取り機構４に連結される転舵軸
としての出力軸５と、入力軸３と出力軸５とを連結する
ギヤ比可変（伝達比可変）の差動伝達機構としての遊星
ギヤ機構６と、遊星ギヤ機構６を介して出力軸５に操舵
補助力を付与するためのアクチュエータとしての電動モ
ータ７とを備えている。

【００１２】上記の入力軸３及び出力軸５が、回転操作
されるステアリングホイール２等の操舵部材から舵取り
機構４への操舵伝達系Ａの入力軸３及び出力軸５となっ
ている。本発明では、操舵伝達系Ａが、操舵部材２の回
転操作を機械的な伝達機構のみで舵取り機構４に伝達す
る場合がある。また、本発明の電動式動力舵取装置は、
操舵伝達系Ａの一部において機械的な連結が解かれてい
る、いわゆるステアバイワイヤとして構成される場合が
ある。これについては後述する。

【００１３】舵取り機構４は出力軸５に一体回転するピ
ニオン４ａと、このピニオン４ａと噛み合い車両の左右
方向に延びるラック軸４ｂとを備える。ラック軸４ｂが
軸方向に移動されることにより転舵輪８が操舵される。
入力軸３には、操舵部材２の操舵位置（操舵角に相当）
を検出するための第１の位置検出手段としての操舵角セ
ンサ９が設けられており、出力軸５には、転舵軸として
の出力軸５の転舵位置（転舵角に相当）を検出するため
の第２の位置検出手段としての転舵角センサ１０が設け
られている。

【００１４】操舵角センサ９、転舵角センサ１０及び車
速センサ１１が、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され
る制御部１２に接続されており、各センサ９，１０，１
１からの信号が制御部１２に入力される。制御部１２
は、電動モータ７のドライバ１３、警告部材１４及び車
両の駆動源（例えばエンジン）のコントローラ１５に接
続されている。警告部材１４は、操舵部材２と転舵輪８
との位置関係がずれていることを運転者に警告するため
に、運転者の聴覚や視覚に訴えたり、また、例えば操舵
部材２その他、運転者に触れるものに振動を与えたりす
る部材を例示することができる。したがって、例えば、
警報装置であったり、警告ランプその他の表示装置であ
ったり、或いは加振装置であったりする。

【００１５】遊星ギヤ機構６は、入力軸３の端部に一体
回転可能に連結された入力要素としてのサンギヤ１６
と、出力要素としてのキャリア１７により回転自在に保
持されてサンギヤ１６と噛み合う複数の遊星ギヤ１８
と、各遊星ギヤ１８に噛み合う内歯を内周に持つリング
ギヤ１９とを含む。リングギヤ１９は、ウォーム２０に
噛み合うウォームホイール（図示せず）と一体回転可能
に連結されている。電動モータ７はウォーム２０及びウ
ォームホイールを介してリングギヤ１９を回転駆動す
る。そして、電動モータ７を回転駆動することで、入力
軸３と出力軸５との舵角比を変化させると共に、操舵部
材２へ操舵反力を付与することができる。

【００１６】次いで、操舵制御の動作について図２及び
図３のフローチャートに基づいて説明する。イグニッシ
ョンキーがオンされて制御部１２に電源が投入される
と、まず、操舵角センサ９及び転舵角センサ１０による
検出値が読み込まれて、読み込まれた検出値の偏差（舵
角偏差）が検出される（ステップＳ１）。検出された偏
差が所定値未満である場合には、通常モードに入る（ス
テップＳ２，Ｓ４）。通常モードでは、検出された操舵
角を基に車速等の車両挙動に応じた出力軸５の転舵角を
決定し、転舵角センサ１０により検出される転舵角を目
標角に近づけるようにドライバ１３を介して電動モータ
７を駆動制御する。

【００１７】一方、検出された偏差が所定値以上である
場合には、警告モードに入る（ステップＳ２，Ｓ３）。
警告モードでは、警告部材１４により警告させて運転者
に知らせる（ステップＳ１０）と共に、車両の駆動源の
コントローラ１５に対して、車両の発進を禁止するため
の信号を出力する（ステップＳ１１）。また、ドライバ
１３を介して偏差の縮小を促進するように電動モータ７
を駆動制御する（ステップＳ１２）。具体的には、電動
モータ７を通常の転舵動作よりも早い速度で駆動して、
操舵部材２と転舵輪８との（すなわち入力軸３と出力軸
５との）位置関係を迅速に合わせるようにする。

【００１８】そして、偏差が所定値未満になると、車両
の駆動源のコントローラ１５に対して、車両の発進禁止
を解除するための信号を出力する（ステップＳ１３，Ｓ
１４，Ｓ１５）と共に、偏差の縮小促進を解除し（ステ
ップＳ１６）、通常モードに移行する。他方、警告を受
けた運転者のほうでは、車両の発進をほんの少しの間待
ったり、或いは、運転者自身が操舵部材２と転舵輪８の
位置関係が合うように積極的に操舵部材２を操作するこ
とも可能となる。

【００１９】このように本実施の形態においては、エン
ジン等の車両の駆動源の停止時において、仮に、不用意
に操舵部材２が操作されて、操舵部材２と転舵輪８との
位置関係がずれてしまっている場合にも、運転者に警告
して、所要の対処ができるように促す一方で、操舵部材
２と転舵輪８との位置関係が迅速に合わせられ、しか
も、その間、車両の発進を禁止しているので、操舵部材
２と転舵輪８との位置関係のずれに起因する不具合を確
実に解消することができる。

【００２０】なお、上記の実施の形態において、例え
ば、操舵部材２に連なる操舵軸としての入力軸に、反力
付与のための電動アクチュエータがある場合には、これ
を駆動して操舵部材２側のほうで転舵輪３に対応する位
置へ変位させて、操舵部材２と転舵輪８との位置関係を
迅速に合わせるようにしても良い。偏差の縮小の促進に
は、操舵部材２及び転舵輪８の少なくとも一方を駆動す
れば良い。次いで、図４Ａ，図４Ｂ及び図４Ｃはそれぞ
れ本発明の別の実施の形態を示している。これらの実施
の形態の特徴とするところは、エンジン等の車両の駆動
源が停止しているときに、操舵部材２の操作が禁止され
るようにし、これにより、操舵部材２と転舵輪８との位
置関係のずれが起こり得なくしてしまう点にある。

【００２１】具体的には、図４Ａ，図４Ｂ及び図４Ｃの
実施の形態では、遊星ギヤ機構６のキャリヤ１７が入力
軸３に一体回転可能に連結され、サンギヤ１６が出力軸
５に一体回転可能に連結されている。そして、図４Ａの
実施の形態では、キャリヤ１７と出力軸５とを一体回転
可能に連結して、キャリア１７とサンギヤ１６との相対
回転を規制することのできる、例えば電磁クラッチ等の
クラッチ２１が設けられている。

【００２２】また、図４Ｂの実施の形態では、リングギ
ヤ１９と出力軸５とを一体回転可能に連結して、リング
ギヤ１９とサンギヤ１６との相対回転を規制することの
できる、例えば電磁クラッチ等のクラッチ２３が設けら
れている。また、図４Ｃの実施の形態では、リングギヤ
１９と入力軸３とを一体回転可能に連結して、リングギ
ヤ１９と遊星ギヤ１８との相対回転を規制することので
きる、例えば電磁クラッチ等のクラッチ２４が設けられ
ている。

【００２３】図４Ａ，図４Ｂ及び図４Ｃの実施の形態で
は、イグニッションキーがオフされると、これによるキ
ーオフ信号を入力した制御部１２では、ドライバ２２を
介してクラッチ２１，２３，２４を連結状態とする。こ
れにより、遊星ギヤ機構６の２要素の相対回転が規制さ
れる。したがって、仮に、キーオフの状態で、運転者が
操舵部材２を操舵する場合には、遊星ギヤ機構６全体が
一体に回転する。すなわち、入力軸３と出力軸５とが
１：１の変速比で連結されて回転するので、操舵部材２
と転舵輪８との位置関係は一致したままである。

【００２４】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば、本発明を操舵部材と転舵輪
との間の機械的連結が一部解かれた、いわゆるステアバ
イワイヤの操舵装置に適用することができる。この場合
は、例えば、電動モータ７をフリーにすることにより、
遊星ギヤ機構６をフリー（空回り状態）とし、舵取り機
構４を別途モータにより駆動制御することにより達成さ
れる。或いは、電動モータ７及び別途に設けたモータの
双方を駆動制御することでも達成される。また、遊星ギ
ヤ機構に代えて、トラクションドライブによる遊星変速
機構を用いることもできる。また、差動伝達機構とし
て、例えば傘歯車等を含む伝達機構よりなる差動歯車装
置を用いても良い。その他、本発明の特許請求の範囲で
種々の変更を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略
構成を示す模式図である。

【図２】イグニッションキーがオンされるときの制御の
流れを示すフローチャートである。

【図３】警告モードでの制御の流れを示すフローチャー
トである。

【図４】図４Ａ，４Ｂ及び４Ｃはそれぞれ本発明の別の
実施の形態の車両用操舵装置の要部の概略構成を示す模
式図である。

【符号の説明】

１ 操舵装置 ２ 操舵部材 ３ 入力軸（操舵軸） ４ 舵取り機構 ５ 出力軸（転舵軸） ６ 遊星ギヤ機構（遊星変速機構） ７ 電動モータ ８ 転舵輪 ９ 操舵角センサ（第１の位置検出手段） １０ 転舵角センサ（第２の位置検出手段） １２，２２ 制御部 １３ ドライバ １４ 警告部材 １５ 車両の駆動源のコントローラ １６ サンギヤ １７ キャリア １８ 遊星ギヤ １９ リングギヤ ２１，２３，２４ クラッチ

フロントページの続き (72)発明者 植野 眞之 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC40 DA03 DA04 DA23 DB06 DC33 DD02 DE09 DE20 EB04 EC22 EC32 GG01 3D033 CA13 CA17 CA18 CA21 CA31 JB01 JB17 JB19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵部材の位置に応じて転舵輪を目標位置
   に制御する制御部を備える車両用操舵装置において、 上記操舵部材の位置を検出する第１の位置検出手段と、 転舵輪の位置を検出する第２の位置検出手段と、 運転者に警告するための警告手段とをさらに備え、 上記制御部は、車両の駆動源を始動するときに第１及び
   第２の位置検出手段により検出された位置の偏差が所定
   値以上であることを条件として、警告手段に警告するた
   めの信号を出力する警告モードを有することを特徴とす
   る車両用操舵装置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記制御部は、上記警
   告モードにおいて、車両の発進を禁止するための信号を
   出力することを特徴とする車両用操舵装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、上記制御部は、
   上記警告モードにおいて、偏差の縮小動作を促進するた
   めの信号を出力することを特徴とする車両用操舵装置。
4. 【請求項４】操舵部材の位置に応じて転舵輪を目標位置
   に制御する制御部を備える車両用操舵装置において、上
   記操舵部材及び転舵輪にそれぞれ連結される要素を含
   み、操舵部材から転舵輪への操舵伝達系の伝達比を可変
   するための差動伝達機構と、車両の駆動源を停止すると
   きに上記差動伝達機構の２要素の相対回転を止めるため
   のロック手段とをさらに備えることを特徴とする車両用
   操舵装置。