JP2004196003A - 車両操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】実転舵角が目標転舵角に追従できないようなフェイル時に車速に応じて即座にフェイルセーフを実行させることができる車両操舵装置を提供すること。
【解決手段】車両を操向するためのステアリングホイール１と、車両の舵取り車輪５，５を転舵させるためのステアリングギア７と、がクラッチ１１を介して接続されている車両操舵装置において、車両の速度を検出する車速センサ１２を設け、反力制御ステップS5は、最大転舵検出ステップS4によってステアリングギア７が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力を発生し、フェイルセーフ判断ステップS6,S7は、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、車速センサ１２により検出された車速に応じて、ステップS8へ進んでフェイルセーフを実行するか、ステップS5へ進んで操作阻止反力を発生させるか判断するようにした。
【選択図】 図２
【解決手段】車両を操向するためのステアリングホイール１と、車両の舵取り車輪５，５を転舵させるためのステアリングギア７と、がクラッチ１１を介して接続されている車両操舵装置において、車両の速度を検出する車速センサ１２を設け、反力制御ステップS5は、最大転舵検出ステップS4によってステアリングギア７が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力を発生し、フェイルセーフ判断ステップS6,S7は、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、車速センサ１２により検出された車速に応じて、ステップS8へ進んでフェイルセーフを実行するか、ステップS5へ進んで操作阻止反力を発生させるか判断するようにした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正常時は操作部材と舵取り機構との機械的な連結がない状態とし、フェイル時に操作部材と舵取り機構とを機械的に接続する車両操舵装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両操舵装置は、舵取り制御部において、操舵モータの駆動回路に与えている電圧指令値に応じた舵取り車輪の目標転舵角と、転舵位置センサの検出信号から求められる舵取り車輪の実転舵角との偏差（舵角偏差）を演算する。そして、演算により求められた舵角偏差が所定値（例えば、５度）以上であれば、反力アクチュエータから最大反力を発生させるべく、反力アクチュエータの駆動回路を制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−８７３０８号公報（図３）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両操舵装置にあっては、目標転舵角と実転舵角との舵角偏差が所定値以上であれば、反力アクチュエータから最大反力を発生させる構成となっていたため、例えば、転舵アクチュエータの故障などにより実転舵角が目標転舵角に追従できない状況に陥っても、最大阻止反力を発生してしまいフェイルセーフ機能が実行されない、または、フェイルセーフが即座に実行されないおそれがある、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、実転舵角が目標転舵角に追従できないようなフェイル時に車速に応じて即座にフェイルセーフを実行させることができる車両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】
上記目的（課題）を解決するため、本発明では、
反力アクチュエータから操作反力および予め定める操作阻止反力を発生させる反力制御手段と、操作部材と舵取り機構とを機械的に接続することができるフェイルセーフ機構と、フェイルセーフを実行するか否かを判定するフェイルセーフ判断手段と、を備えた車両操舵装置において、
車両の速度を検出する車速検出手段を設け、
前記反力制御手段は、最大転舵検出手段によって舵取り機構が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力を発生し、
前記フェイルセーフ判断手段は、舵取り制御手段により設定された目標転舵角と転舵角検出手段により検出された実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、前記車速検出手段により検出された車速に応じて、フェイルセーフを実行するか、操作阻止反力を発生させるか判断することを特徴とする。
【０００７】
ここで、「操作部材」とは車両を操向させるための部材をいい、「反力アクチュエータ」とは操作部材に操作反力を与えるアクチュエータをいい、「舵取り機構」とは車両の舵取り車輪を転舵させるための機構をいい、「最大転舵検出手段」とは舵取り機構が最大転舵角に達しているかを検出する手段をいい、「舵取り制御手段」とは操作部材の操作に基づいて舵取り車輪の目標転舵角を設定し、この設定した目標転舵角に応じて舵取り機構を制御する手段をいう。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明の車両操舵装置にあっては、反力制御手段において、最大転舵検出手段によって舵取り機構が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力が発生され、フェイルセーフ判断手段において、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、車速に応じて、フェイルセーフを実行するか、操作阻止反力を発生させるか判断される。この結果、実転舵角が目標転舵角に追従できないようなフェイル時に車速に応じて即座にフェイルセーフを実行させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両操舵装置を実現する実施の形態を、図示する実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両操舵装置を示す全体システム図である。図１において、１はステアリングホイール（操作部材）、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ、４は操作角センサ、５は舵取り車輪、６は伝達部、７はステアリングギア（舵取り機構）、８は転舵アクチュエータ、９は転舵角センサ（転舵角検出手段）、１０は制御装置、１１はクラッチ（フェイルセーフ機構）、１２は車速センサ（車速検出手段）、１３は圧力センサ、１４は空気圧センサ、１５は外界認識センサである。
【００１１】
車両操舵装置は、車両の運転者の操作を伝えるステアリングホイール１と、ステアリングホイール１に操作反力を発生させる反力アクチュエータ２と、ステアリングホイール１と反力アクチュエータ２の間で発生しているトルクセンサ３と、ステアリングホイール１が操作された操作量を検出するための操作角センサ４と、車両を操向させるための舵取り車輪５，５と、操向するための力を車輪に伝達するための伝達部６，６と、車両を操向するために車両横方向への力を伝達するステアリングギア７と、ステアリングギア７を操作して車両を操向するための力を発生させる転舵アクチュエータ８と、舵取り車輪５，５の転舵角を検出するとともにステアリングギアが最大転舵角まで転舵されているかを検出する転舵角センサ９と、舵取り車輪５に転舵角を発生させるための制御量と反力アクチュエータ２に操作反力を発生させるための制御量を算出するとともにフェイルセーフを実行するかどうかを判断する制御装置１０と、制御装置１０がフェイルセーフ実行と判断したときにステアリングホイール１とステアリングギア７を機械的に結合するためのクラッチ１１と、車両の車速を検出するための車速センサ１２と、により構成される。これらの構成により、運転者の操作入力に対して任意に転舵角の特性を変更することができる、いわゆるステア・バイ・ワイヤの機能を実現することができる。
【００１２】
次に、作用を説明する。
【００１３】
［舵取り制御処理］
図２は第１実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００１４】
ステップS0では、車両のイグニッションスイッチなどにより本システムが起動され、ステップS1へ移行する。
【００１５】
ステップS1では、車両の運転者からステアリングホイール１を通して入力される指令舵角（操作角センサ４からの検出結果）を制御装置１０に入力し、ステップS2へ移行する。
【００１６】
ステップS2では、指令舵角に応じて制御装置１０が実現する操舵特性を満たすための目標転舵角が算出され、転舵アクチュエータ８に指令値を出力し、ステップS3へ移行する（舵取り制御手段）。
【００１７】
ステップS3では、転舵角センサ９の検出結果である実転舵角を制御装置１０に入力し、ステップS4へ移行する。
【００１８】
ステップS4では、ステップS3で入力された実転舵角が、ステアリングギア７の最大転舵角に達しているかどうか判断し、最大転舵角に達している場合はステップS5に移行し、最大転舵角に達していない場合はステップS6に移行する（最大転舵検出手段）。
【００１９】
ステップS5では、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生してステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックし、その後、ステップS1に戻って制御を継続する（反力制御手段）。
【００２０】
ステップS6では、制御装置１０で算出された目標転舵角と、転舵角センサ９で検出された実転舵角の偏差を算出し、この偏差が所定値（例えば、1deg）以下であればステップS12へ移行する。ステップS6において、偏差が所定値以上の場合はステップS7へ移行する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２１】
ステップS7では、現在の車速を車速センサ１２より取得し、車速が所定値（例えば、40km/h）以上であれば、ステップS8に移行し、車速が所定値未満であればステップS10へ移行する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２２】
ステップS8では、フェイルセーフ処理を実行してステップS9で制御を終了する。ここでフェイルセーフ処理は、ステアリングホイール１とステアリングギア７を機械的に接続するクラッチ１１を締結して運転者の操作が機械的に舵取り車輪５，５の操向に伝達されるようにするとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止する。このフェイルセーフ処理は、以後の説明でも適用される。
【００２３】
ステップS10では、この時点での実転舵角と目標転舵角の変化率（転舵角速度）を各々算出し、実転舵角の角速度が目標転舵角の角速度より大きい場合は、ステップS8に移行し、フェイルセーフ処理を実行してステップS9で制御を終了する。ステップS10において、実転舵角の角速度が目標転舵角の角速度より大きくない場合は、ステップS11に移行する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２４】
ステップS11では、転舵アクチュエータ８が正常に動作しているか否かを確認する制御を実行し、正常に動作していない場合は、ステップS8に移行し、フェイルセーフ処理を実行してステップS9で制御を終了する。ステップS11において、転舵アクチュエータ８が正常に動作している場合はステップS5に移行し、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生してステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックする。その後、ステップS1に戻って制御を継続する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２５】
ここで、ステップS11での転舵アクチュエータ８が正常に動作しているか否かを確認する制御は、実転舵角を目標転舵角合わせようとする転舵方向とは逆方向に微小に転舵するように転舵指令値を出力し、この指令に追従する場合は転舵アクチュエータ８が正常に動作していると判断する（請求項３のフェイルセーフ判断手段）。
【００２６】
もしくは、現在の実転舵角を中心に転舵角を微小に振動させるような転舵指令値を出力し、この指令に追従する場合は転舵アクチュエータ８が正常に動作していると判断する（請求項４のフェイルセーフ判断手段）。
【００２７】
ステップS12では、ステップS6にて目標転舵角と実転舵角の偏差が所定値以下であると判断されたとき、ステアリングホイール１に対し必要操作反力を反力アクチュエータ２によって発生させ、ステップS1に戻って制御を継続する（反力制御手段）。
【００２８】
［舵取り制御作用］
システム正常時には、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS12へと進む流れとなり、ステップS2において、実現する操舵特性を満たすための目標転舵角を得る指令値を転舵アクチュエータ８に出力することで舵取り輪５，５が転舵され、ステップS12において、反力アクチュエータ２によって運転者に対して操作反力が与えられる。
【００２９】
実転舵角が最大転舵角となったときは、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進む流れとなり、ステップS5において、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生し、ステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックされる。
【００３０】
目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上となったときで、かつ、車速が所定値（例えば、40km/h）以上であれば、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS8において、ステアリングホイール１とステアリングギア７を機械的に接続するクラッチ１１を締結して運転者の操作が機械的に舵取り車輪５，５の操向に伝達されるようにするとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止するフェイルセーフ処理が実行される。
【００３１】
目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上で、かつ、車速が所定値未満で、かつ、実転舵角の変化が目標転舵角のより大きい場合は、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS10→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS8において、クラッチ１１を締結するとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止するフェイルセーフ処理が実行される。
【００３２】
目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上で、かつ、車速が所定値未満で、かつ、実転舵角の変化が目標転舵角のより小さい場合で、かつ、転舵アクチュエータ８の動作が異常であるときは、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS10→ステップS11→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS8において、クラッチ１１を締結するとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止するフェイルセーフ処理が実行される。
【００３３】
一方、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上で、かつ、車速が所定値未満で、かつ、実転舵角の変化が目標転舵角のより小さい場合で、かつ、転舵アクチュエータ８の動作が正常であるときは、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS10→ステップS11→ステップS5へと進む流れとなり、ステップS5において、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生してステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックされる。
【００３４】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３５】
(1) 車両を操向するためのステアリングホイール１と、該ステアリングホイール１に操作反力を与える反力アクチュエータ２と、車両の舵取り車輪５，５を転舵させるためのステアリングギア７と、該ステアリングギア７に転舵力を与える転舵アクチュエータ８と、ステアリングギア７が最大転舵角に達しているかを検出する最大転舵検出ステップS4と、ステアリングホイール１の操作に基づいて舵取り車輪５，５の目標転舵角を設定し、この設定した目標転舵角に応じてステアリングギア７を制御する舵取り制御ステップS2と、舵取り車輪５，５の実転舵角を検出する転舵角センサ９と、反力アクチュエータ２から操作反力および予め定める操作阻止反力を発生させる反力制御ステップS5,S12と、ステアリングホイール１とステアリングギア７とを機械的に接続することができるクラッチ１１と、フェイルセーフを実行するか否かを判定するフェイルセーフ判断ステップS6,S7,S10,S11と、により構成される車両操舵装置において、車両の速度を検出する車速センサ１２を設け、反力制御ステップS5は、最大転舵検出ステップS4によってステアリングギア７が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力を発生し、フェイルセーフ判断ステップS6,S7は、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、車速センサ１２により検出された車速に応じて、ステップS8へ進んでフェイルセーフを実行するか、ステップS5へ進んで操作阻止反力を発生させるか判断するようにしたため、実転舵角が目標転舵角に追従できないようなフェイル時に車速に応じて即座にフェイルセーフを実行させることができる。
【００３６】
(2) フェイルセーフ判断ステップS7,S10は、車速センサ１２により検出された車速が所定値以上の場合はフェイルセーフを実行し、所定値未満の場合は、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が大きい場合はフェイルセーフを実行し、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が小さい場合はフェイルセーフを実行するか操作阻止反力を発生させるかを調査するステップS11の処理を実行するようにしたため、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が小さい場合には、操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、フェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００３７】
(3) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、指令転舵角を目標転舵角と逆方向に微小に転舵するように制御し、指令値どおりに動作した場合はステップS5へ進んで、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させるようにしたため、操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、転舵アクチュエータ８の機能失陥などによりフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００３８】
(4) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、指令転舵角を微小に振動するように制御し、指令値どおりに動作した場合はステップS5へ進んで、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させるようにしたため、操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、転舵アクチュエータ８の機能失陥などによりフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００３９】
（第２実施例）
この第２実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、転舵アクチュエータ８の出力している転舵トルクが所定値以上であるか否かにより行う例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４０】
作用を説明すると、図３は第２実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００４１】
すなわち、ステップS11において、転舵アクチュエータ８の出力している転舵トルクを算出し、この転舵トルクが所定値以上であればステップS8へ進み、そうでない場合はステップS5へ進む。この場合、転舵トルクを比較する所定値は、舵取り車輪５が縁石に当たったり路面の溝にはまったとしても、転舵トルクを増大させることによってその状況を抜け出すことができるトルク値を、予め車両実験等により求めておいて適用することが考えられる。
【００４２】
次に、効果を説明する。
第２実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４３】
(5) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、転舵アクチュエータ８において、所定値以上の転舵トルクを発生している場合はフェイルセーフを実行する構成としたため、舵取り車輪５が縁石に当たったり路面の溝にはまるようなフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００４４】
（第３実施例）
この第３実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、ステアリングギア７と舵取り車輪５，５との間に舵取り車輪５，５に外力がかかっているか否かを検出する圧力センサ１３を設置し、この圧力センサ１３がステアリングギアによって舵取り車輪を操向しようとする力が伝えられていることを検出しているか否かにより行う例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４５】
作用を説明すると、図４は第３実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００４６】
すなわち、ステップS11において、舵取り車輪５，５とステアリングギア７を接続する伝達部６，６に圧力センサ１３を設置し、ステアリングギア７によって舵取り車輪５，５を操向しようとする力が伝えられているにもかかわらず、舵取り車輪５，５が転舵されない場合はステップS5へ進み、そうでない場合はステップS8へ進む。
【００４７】
次に、効果を説明する。
第３実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４８】
(6) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、ステアリングギア７と舵取り車輪５，５との間に舵取り車輪５，５に外力がかかっているか否かを検出する圧力センサ１３を設置し、この圧力センサ１３が外力を検出した場合は反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させる構成としたため、舵取り車輪５，５を操向しようとする力が伝えられている操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、舵取り車輪５，５を操向しようとする力が伝えられていないフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００４９】
（第４実施例）
この第４実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、舵取り車輪５，５のタイヤ内の空気圧を検出する空気圧センサ１４を設置し、タイヤ空気圧の変化を監視することにより行うようにした例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５０】
作用を説明すると、図５は第４実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００５１】
すなわち、ステップS11において、舵取り車輪５，５のタイヤ内の空気圧を検出する空気圧センサ１４を設置し、舵取り車輪５，５が縁石などの障害物と接触していることが空気圧の変化で判断できる場合はステップS5へ進み、そうでない場合はステップS8へ進む。
【００５２】
次に、効果を説明する。
第４実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５３】
(7) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、舵取り車輪５，５の空気圧を検出する空気圧センサ１４を設置し、この空気圧センサ１４が舵取り車輪５，５に加わる外力を検出した場合は反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させる構成としたため、舵取り車輪５，５が縁石などの障害物と接触している操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、フェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００５４】
（第５実施例）
この第５実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、車両にカメラやレーダなど車両が走行する路面を認識する外界認識センサ１５を設置し、この外界認識センサ１５が路面の凹凸を検出して舵取り車輪５，５が凹凸部に当たっているか否かを監視することにより行うようにした例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５５】
作用を説明すると、図６は第５実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００５６】
すなわち、ステップS11において、車両にカメラやレーダなど車両が走行する路面を認識する外界認識センサ１５を設置し、この外界認識センサ１５が路面の凹凸を検出して舵取り車輪５，５が凹凸部に当たっていると判断できる場合はステップS5へ進み、そうでない場合はステップS8へ進む。
【００５７】
次に、効果を説明する。
第５実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５８】
(8) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、車両が走行する環境を認識する外界認識センサ１５を設置し、この外界認識センサ１５が路面の凹凸を検出して該凹凸に舵取り車輪５，５が当たっている場合は反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させる構成としたため、路面の凹凸に舵取り車輪５，５が当たっているような操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、フェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００５９】
以上、本発明の車両操舵装置を第１実施例〜第５実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６０】
例えば、第１実施例〜第５実施例のステップS11で実行される処理は、第１実施例〜第５実施例のステップS11で記述した内容以外に、様々な他の処理が適用できる。また、実施例で示したような複数の条件を判断し、１つでもフェイルセーフ実行条件が成立すればステップS8へ進むようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両操舵装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第２実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第３実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第４実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第５実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール（操作部材）
２ 反力アクチュエータ
３ トルクセンサ
４ 操作角センサ
５ 舵取り車輪
６ 伝達部
７ ステアリングギア（舵取り機構）
８ 転舵アクチュエータ
９ 転舵角センサ（転舵角検出手段）
１０ 制御装置
１１ クラッチ（フェイルセーフ機構）
１２ 車速センサ（車速検出手段）
１３ 圧力センサ（請求項６のセンサ）
１４ 空気圧センサ（請求項７のセンサ）
１５ 外界認識センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、正常時は操作部材と舵取り機構との機械的な連結がない状態とし、フェイル時に操作部材と舵取り機構とを機械的に接続する車両操舵装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両操舵装置は、舵取り制御部において、操舵モータの駆動回路に与えている電圧指令値に応じた舵取り車輪の目標転舵角と、転舵位置センサの検出信号から求められる舵取り車輪の実転舵角との偏差（舵角偏差）を演算する。そして、演算により求められた舵角偏差が所定値（例えば、５度）以上であれば、反力アクチュエータから最大反力を発生させるべく、反力アクチュエータの駆動回路を制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−８７３０８号公報（図３）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両操舵装置にあっては、目標転舵角と実転舵角との舵角偏差が所定値以上であれば、反力アクチュエータから最大反力を発生させる構成となっていたため、例えば、転舵アクチュエータの故障などにより実転舵角が目標転舵角に追従できない状況に陥っても、最大阻止反力を発生してしまいフェイルセーフ機能が実行されない、または、フェイルセーフが即座に実行されないおそれがある、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、実転舵角が目標転舵角に追従できないようなフェイル時に車速に応じて即座にフェイルセーフを実行させることができる車両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】
上記目的（課題）を解決するため、本発明では、
反力アクチュエータから操作反力および予め定める操作阻止反力を発生させる反力制御手段と、操作部材と舵取り機構とを機械的に接続することができるフェイルセーフ機構と、フェイルセーフを実行するか否かを判定するフェイルセーフ判断手段と、を備えた車両操舵装置において、
車両の速度を検出する車速検出手段を設け、
前記反力制御手段は、最大転舵検出手段によって舵取り機構が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力を発生し、
前記フェイルセーフ判断手段は、舵取り制御手段により設定された目標転舵角と転舵角検出手段により検出された実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、前記車速検出手段により検出された車速に応じて、フェイルセーフを実行するか、操作阻止反力を発生させるか判断することを特徴とする。
【０００７】
ここで、「操作部材」とは車両を操向させるための部材をいい、「反力アクチュエータ」とは操作部材に操作反力を与えるアクチュエータをいい、「舵取り機構」とは車両の舵取り車輪を転舵させるための機構をいい、「最大転舵検出手段」とは舵取り機構が最大転舵角に達しているかを検出する手段をいい、「舵取り制御手段」とは操作部材の操作に基づいて舵取り車輪の目標転舵角を設定し、この設定した目標転舵角に応じて舵取り機構を制御する手段をいう。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明の車両操舵装置にあっては、反力制御手段において、最大転舵検出手段によって舵取り機構が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力が発生され、フェイルセーフ判断手段において、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、車速に応じて、フェイルセーフを実行するか、操作阻止反力を発生させるか判断される。この結果、実転舵角が目標転舵角に追従できないようなフェイル時に車速に応じて即座にフェイルセーフを実行させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両操舵装置を実現する実施の形態を、図示する実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両操舵装置を示す全体システム図である。図１において、１はステアリングホイール（操作部材）、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ、４は操作角センサ、５は舵取り車輪、６は伝達部、７はステアリングギア（舵取り機構）、８は転舵アクチュエータ、９は転舵角センサ（転舵角検出手段）、１０は制御装置、１１はクラッチ（フェイルセーフ機構）、１２は車速センサ（車速検出手段）、１３は圧力センサ、１４は空気圧センサ、１５は外界認識センサである。
【００１１】
車両操舵装置は、車両の運転者の操作を伝えるステアリングホイール１と、ステアリングホイール１に操作反力を発生させる反力アクチュエータ２と、ステアリングホイール１と反力アクチュエータ２の間で発生しているトルクセンサ３と、ステアリングホイール１が操作された操作量を検出するための操作角センサ４と、車両を操向させるための舵取り車輪５，５と、操向するための力を車輪に伝達するための伝達部６，６と、車両を操向するために車両横方向への力を伝達するステアリングギア７と、ステアリングギア７を操作して車両を操向するための力を発生させる転舵アクチュエータ８と、舵取り車輪５，５の転舵角を検出するとともにステアリングギアが最大転舵角まで転舵されているかを検出する転舵角センサ９と、舵取り車輪５に転舵角を発生させるための制御量と反力アクチュエータ２に操作反力を発生させるための制御量を算出するとともにフェイルセーフを実行するかどうかを判断する制御装置１０と、制御装置１０がフェイルセーフ実行と判断したときにステアリングホイール１とステアリングギア７を機械的に結合するためのクラッチ１１と、車両の車速を検出するための車速センサ１２と、により構成される。これらの構成により、運転者の操作入力に対して任意に転舵角の特性を変更することができる、いわゆるステア・バイ・ワイヤの機能を実現することができる。
【００１２】
次に、作用を説明する。
【００１３】
［舵取り制御処理］
図２は第１実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００１４】
ステップS0では、車両のイグニッションスイッチなどにより本システムが起動され、ステップS1へ移行する。
【００１５】
ステップS1では、車両の運転者からステアリングホイール１を通して入力される指令舵角（操作角センサ４からの検出結果）を制御装置１０に入力し、ステップS2へ移行する。
【００１６】
ステップS2では、指令舵角に応じて制御装置１０が実現する操舵特性を満たすための目標転舵角が算出され、転舵アクチュエータ８に指令値を出力し、ステップS3へ移行する（舵取り制御手段）。
【００１７】
ステップS3では、転舵角センサ９の検出結果である実転舵角を制御装置１０に入力し、ステップS4へ移行する。
【００１８】
ステップS4では、ステップS3で入力された実転舵角が、ステアリングギア７の最大転舵角に達しているかどうか判断し、最大転舵角に達している場合はステップS5に移行し、最大転舵角に達していない場合はステップS6に移行する（最大転舵検出手段）。
【００１９】
ステップS5では、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生してステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックし、その後、ステップS1に戻って制御を継続する（反力制御手段）。
【００２０】
ステップS6では、制御装置１０で算出された目標転舵角と、転舵角センサ９で検出された実転舵角の偏差を算出し、この偏差が所定値（例えば、1deg）以下であればステップS12へ移行する。ステップS6において、偏差が所定値以上の場合はステップS7へ移行する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２１】
ステップS7では、現在の車速を車速センサ１２より取得し、車速が所定値（例えば、40km/h）以上であれば、ステップS8に移行し、車速が所定値未満であればステップS10へ移行する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２２】
ステップS8では、フェイルセーフ処理を実行してステップS9で制御を終了する。ここでフェイルセーフ処理は、ステアリングホイール１とステアリングギア７を機械的に接続するクラッチ１１を締結して運転者の操作が機械的に舵取り車輪５，５の操向に伝達されるようにするとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止する。このフェイルセーフ処理は、以後の説明でも適用される。
【００２３】
ステップS10では、この時点での実転舵角と目標転舵角の変化率（転舵角速度）を各々算出し、実転舵角の角速度が目標転舵角の角速度より大きい場合は、ステップS8に移行し、フェイルセーフ処理を実行してステップS9で制御を終了する。ステップS10において、実転舵角の角速度が目標転舵角の角速度より大きくない場合は、ステップS11に移行する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２４】
ステップS11では、転舵アクチュエータ８が正常に動作しているか否かを確認する制御を実行し、正常に動作していない場合は、ステップS8に移行し、フェイルセーフ処理を実行してステップS9で制御を終了する。ステップS11において、転舵アクチュエータ８が正常に動作している場合はステップS5に移行し、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生してステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックする。その後、ステップS1に戻って制御を継続する（フェイルセーフ判断手段）。
【００２５】
ここで、ステップS11での転舵アクチュエータ８が正常に動作しているか否かを確認する制御は、実転舵角を目標転舵角合わせようとする転舵方向とは逆方向に微小に転舵するように転舵指令値を出力し、この指令に追従する場合は転舵アクチュエータ８が正常に動作していると判断する（請求項３のフェイルセーフ判断手段）。
【００２６】
もしくは、現在の実転舵角を中心に転舵角を微小に振動させるような転舵指令値を出力し、この指令に追従する場合は転舵アクチュエータ８が正常に動作していると判断する（請求項４のフェイルセーフ判断手段）。
【００２７】
ステップS12では、ステップS6にて目標転舵角と実転舵角の偏差が所定値以下であると判断されたとき、ステアリングホイール１に対し必要操作反力を反力アクチュエータ２によって発生させ、ステップS1に戻って制御を継続する（反力制御手段）。
【００２８】
［舵取り制御作用］
システム正常時には、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS12へと進む流れとなり、ステップS2において、実現する操舵特性を満たすための目標転舵角を得る指令値を転舵アクチュエータ８に出力することで舵取り輪５，５が転舵され、ステップS12において、反力アクチュエータ２によって運転者に対して操作反力が与えられる。
【００２９】
実転舵角が最大転舵角となったときは、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進む流れとなり、ステップS5において、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生し、ステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックされる。
【００３０】
目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上となったときで、かつ、車速が所定値（例えば、40km/h）以上であれば、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS8において、ステアリングホイール１とステアリングギア７を機械的に接続するクラッチ１１を締結して運転者の操作が機械的に舵取り車輪５，５の操向に伝達されるようにするとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止するフェイルセーフ処理が実行される。
【００３１】
目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上で、かつ、車速が所定値未満で、かつ、実転舵角の変化が目標転舵角のより大きい場合は、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS10→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS8において、クラッチ１１を締結するとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止するフェイルセーフ処理が実行される。
【００３２】
目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上で、かつ、車速が所定値未満で、かつ、実転舵角の変化が目標転舵角のより小さい場合で、かつ、転舵アクチュエータ８の動作が異常であるときは、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS10→ステップS11→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS8において、クラッチ１１を締結するとともに、各アクチュエータへの電源供給を停止するフェイルセーフ処理が実行される。
【００３３】
一方、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上で、かつ、車速が所定値未満で、かつ、実転舵角の変化が目標転舵角のより小さい場合で、かつ、転舵アクチュエータ８の動作が正常であるときは、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS6→ステップS7→ステップS10→ステップS11→ステップS5へと進む流れとなり、ステップS5において、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生してステアリングホイール１がそれ以上転舵されないようにロックされる。
【００３４】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３５】
(1) 車両を操向するためのステアリングホイール１と、該ステアリングホイール１に操作反力を与える反力アクチュエータ２と、車両の舵取り車輪５，５を転舵させるためのステアリングギア７と、該ステアリングギア７に転舵力を与える転舵アクチュエータ８と、ステアリングギア７が最大転舵角に達しているかを検出する最大転舵検出ステップS4と、ステアリングホイール１の操作に基づいて舵取り車輪５，５の目標転舵角を設定し、この設定した目標転舵角に応じてステアリングギア７を制御する舵取り制御ステップS2と、舵取り車輪５，５の実転舵角を検出する転舵角センサ９と、反力アクチュエータ２から操作反力および予め定める操作阻止反力を発生させる反力制御ステップS5,S12と、ステアリングホイール１とステアリングギア７とを機械的に接続することができるクラッチ１１と、フェイルセーフを実行するか否かを判定するフェイルセーフ判断ステップS6,S7,S10,S11と、により構成される車両操舵装置において、車両の速度を検出する車速センサ１２を設け、反力制御ステップS5は、最大転舵検出ステップS4によってステアリングギア７が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力を発生し、フェイルセーフ判断ステップS6,S7は、目標転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、車速センサ１２により検出された車速に応じて、ステップS8へ進んでフェイルセーフを実行するか、ステップS5へ進んで操作阻止反力を発生させるか判断するようにしたため、実転舵角が目標転舵角に追従できないようなフェイル時に車速に応じて即座にフェイルセーフを実行させることができる。
【００３６】
(2) フェイルセーフ判断ステップS7,S10は、車速センサ１２により検出された車速が所定値以上の場合はフェイルセーフを実行し、所定値未満の場合は、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が大きい場合はフェイルセーフを実行し、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が小さい場合はフェイルセーフを実行するか操作阻止反力を発生させるかを調査するステップS11の処理を実行するようにしたため、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が小さい場合には、操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、フェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００３７】
(3) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、指令転舵角を目標転舵角と逆方向に微小に転舵するように制御し、指令値どおりに動作した場合はステップS5へ進んで、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させるようにしたため、操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、転舵アクチュエータ８の機能失陥などによりフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００３８】
(4) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、指令転舵角を微小に振動するように制御し、指令値どおりに動作した場合はステップS5へ進んで、反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させるようにしたため、操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、転舵アクチュエータ８の機能失陥などによりフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００３９】
（第２実施例）
この第２実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、転舵アクチュエータ８の出力している転舵トルクが所定値以上であるか否かにより行う例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４０】
作用を説明すると、図３は第２実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００４１】
すなわち、ステップS11において、転舵アクチュエータ８の出力している転舵トルクを算出し、この転舵トルクが所定値以上であればステップS8へ進み、そうでない場合はステップS5へ進む。この場合、転舵トルクを比較する所定値は、舵取り車輪５が縁石に当たったり路面の溝にはまったとしても、転舵トルクを増大させることによってその状況を抜け出すことができるトルク値を、予め車両実験等により求めておいて適用することが考えられる。
【００４２】
次に、効果を説明する。
第２実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４３】
(5) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、転舵アクチュエータ８において、所定値以上の転舵トルクを発生している場合はフェイルセーフを実行する構成としたため、舵取り車輪５が縁石に当たったり路面の溝にはまるようなフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００４４】
（第３実施例）
この第３実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、ステアリングギア７と舵取り車輪５，５との間に舵取り車輪５，５に外力がかかっているか否かを検出する圧力センサ１３を設置し、この圧力センサ１３がステアリングギアによって舵取り車輪を操向しようとする力が伝えられていることを検出しているか否かにより行う例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４５】
作用を説明すると、図４は第３実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００４６】
すなわち、ステップS11において、舵取り車輪５，５とステアリングギア７を接続する伝達部６，６に圧力センサ１３を設置し、ステアリングギア７によって舵取り車輪５，５を操向しようとする力が伝えられているにもかかわらず、舵取り車輪５，５が転舵されない場合はステップS5へ進み、そうでない場合はステップS8へ進む。
【００４７】
次に、効果を説明する。
第３実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４８】
(6) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、ステアリングギア７と舵取り車輪５，５との間に舵取り車輪５，５に外力がかかっているか否かを検出する圧力センサ１３を設置し、この圧力センサ１３が外力を検出した場合は反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させる構成としたため、舵取り車輪５，５を操向しようとする力が伝えられている操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、舵取り車輪５，５を操向しようとする力が伝えられていないフェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００４９】
（第４実施例）
この第４実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、舵取り車輪５，５のタイヤ内の空気圧を検出する空気圧センサ１４を設置し、タイヤ空気圧の変化を監視することにより行うようにした例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５０】
作用を説明すると、図５は第４実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００５１】
すなわち、ステップS11において、舵取り車輪５，５のタイヤ内の空気圧を検出する空気圧センサ１４を設置し、舵取り車輪５，５が縁石などの障害物と接触していることが空気圧の変化で判断できる場合はステップS5へ進み、そうでない場合はステップS8へ進む。
【００５２】
次に、効果を説明する。
第４実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５３】
(7) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、舵取り車輪５，５の空気圧を検出する空気圧センサ１４を設置し、この空気圧センサ１４が舵取り車輪５，５に加わる外力を検出した場合は反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させる構成としたため、舵取り車輪５，５が縁石などの障害物と接触している操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、フェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００５４】
（第５実施例）
この第５実施例は、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理として、車両にカメラやレーダなど車両が走行する路面を認識する外界認識センサ１５を設置し、この外界認識センサ１５が路面の凹凸を検出して舵取り車輪５，５が凹凸部に当たっているか否かを監視することにより行うようにした例である。なお、構成的には、図１に示す第１実施例装置と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５５】
作用を説明すると、図６は第５実施例の制御装置１０にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートで、図２のフローチャートとは、ステップS11のみが異なる。
【００５６】
すなわち、ステップS11において、車両にカメラやレーダなど車両が走行する路面を認識する外界認識センサ１５を設置し、この外界認識センサ１５が路面の凹凸を検出して舵取り車輪５，５が凹凸部に当たっていると判断できる場合はステップS5へ進み、そうでない場合はステップS8へ進む。
【００５７】
次に、効果を説明する。
第５実施例の車両操舵装置にあっては、第１実施例装置の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５８】
(8) フェイルセーフ判断ステップS11において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、車両が走行する環境を認識する外界認識センサ１５を設置し、この外界認識センサ１５が路面の凹凸を検出して該凹凸に舵取り車輪５，５が当たっている場合は反力アクチュエータ２によって操作阻止反力を発生させる構成としたため、路面の凹凸に舵取り車輪５，５が当たっているような操舵阻止反力を発生させるべき条件下では操舵阻止反力を発生し、フェイルセーフを実行すべき条件下では即座にフェイルセーフ機能を実行させることができる。
【００５９】
以上、本発明の車両操舵装置を第１実施例〜第５実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６０】
例えば、第１実施例〜第５実施例のステップS11で実行される処理は、第１実施例〜第５実施例のステップS11で記述した内容以外に、様々な他の処理が適用できる。また、実施例で示したような複数の条件を判断し、１つでもフェイルセーフ実行条件が成立すればステップS8へ進むようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両操舵装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第２実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第３実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第４実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第５実施例の制御装置にて行われる舵取り制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール（操作部材）
２ 反力アクチュエータ
３ トルクセンサ
４ 操作角センサ
５ 舵取り車輪
６ 伝達部
７ ステアリングギア（舵取り機構）
８ 転舵アクチュエータ
９ 転舵角センサ（転舵角検出手段）
１０ 制御装置
１１ クラッチ（フェイルセーフ機構）
１２ 車速センサ（車速検出手段）
１３ 圧力センサ（請求項６のセンサ）
１４ 空気圧センサ（請求項７のセンサ）
１５ 外界認識センサ
Claims (8)
- 車両を操向させるための操作部材と、
該操作部材に操作反力を与える反力アクチュエータと、
車両の舵取り車輪を転舵させるための舵取り機構と、
該舵取り機構に転舵力を与える転舵アクチュエータと、
前記舵取り機構が最大転舵角に達しているかを検出する最大転舵検出手段と、前記操作部材の操作に基づいて前記舵取り車輪の目標転舵角を設定し、この設定した目標転舵角に応じて前記舵取り機構を制御する舵取り制御手段と、
前記舵取り車輪の実転舵角を検出する転舵角検出手段と、
前記反力アクチュエータから操作反力および予め定める操作阻止反力を発生させる反力制御手段と、
前記操作部材と前記舵取り機構とを機械的に接続することができるフェイルセーフ機構と、
フェイルセーフを実行するか否かを判定するフェイルセーフ判断手段と、
を備えた車両操舵装置において、
車両の速度を検出する車速検出手段を設け、
前記反力制御手段は、前記最大転舵検出手段によって舵取り機構が最大転舵角に達していると検出された場合に操作阻止反力を発生し、
前記フェイルセーフ判断手段は、前記舵取り制御手段により設定された目標転舵角と前記転舵角検出手段により検出された実転舵角との偏差が所定値以上である場合に、前記車速検出手段により検出された車速に応じて、フェイルセーフを実行するか、操作阻止反力を発生させるか判断することを特徴とする車両操舵装置。 - 請求項１に記載された車両操舵装置において、
前記フェイルセーフ判断手段は、前記車速検出手段により検出された車速が所定値以上の場合はフェイルセーフを実行し、所定値未満の場合は、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が大きい場合はフェイルセーフを実行し、目標転舵角の変化よりも実転舵角の変化の方が小さい場合はフェイルセーフを実行するか操作阻止反力を発生させるかを調査する処理を実行することを特徴とする車両操舵装置。 - 請求項１または請求項２の何れか１項に記載された車両操舵装置において、
前記フェイルセーフ判断手段において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、前記舵取り制御手段において指令転舵角を目標転舵角と逆方向に微小に転舵するように制御し、指令値どおりに動作した場合は前記反力アクチュエータによって操作阻止反力を発生させることを特徴とする車両操舵装置。 - 請求項１または請求項２の何れか１項に記載された車両操舵装置において、
前記フェイルセーフ判断手段において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、前記舵取り制御手段において指令転舵角を微小に振動するように制御し、指令値どおりに動作した場合は前記反力アクチュエータによって操作阻止反力を発生させることを特徴とする車両操舵装置。 - 請求項１または請求項２の何れか１項に記載された車両操舵装置において、
前記フェイルセーフ判断手段において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、前記転舵アクチュエータにおいて、所定値以上の転舵トルクを発生している場合はフェイルセーフを実行することを特徴とする車両操舵装置。 - 請求項１または請求項２の何れか１項に記載された車両操舵装置において、
前記フェイルセーフ判断手段において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、舵取り機構と舵取り車輪との間に舵取り車輪に外力がかかっているか否かを検出するセンサを設置し、該センサが外力を検出した場合は前記反力アクチュエータによって操作阻止反力を発生させることを特徴とする車両操舵装置。 - 請求項１または請求項２の何れか１項に記載された車両操舵装置において、
前記フェイルセーフ判断手段において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、舵取り車輪の空気圧を検出するセンサを設置し、該センサが舵取り車輪に加わる外力を検出した場合は前記反力アクチュエータによって操作阻止反力を発生させることを特徴とする車両操舵装置。 - 請求項１または請求項２の何れか１項に記載された車両操舵装置において、
前記フェイルセーフ判断手段において、フェイルセーフを実行するか操作阻止力を発生させるかを調査する処理は、車両が走行する環境を認識する外界認識センサを設置し、該センサが路面の凹凸を検出して該凹凸に舵取り車輪が当たっている場合は前記反力アクチュエータによって操作阻止反力を発生させることを特徴とする車両操舵装置。
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|---|---|---|---|
| JP2002363601A JP4182744B2 (ja) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 車両操舵装置 |
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