JP2010030422A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用操舵装置１において、車両の次回の運転開始における利便性を高める。
【解決手段】車両用操舵装置１は、操舵機構２の操舵角を検出する操舵角検出手段１３と、車両の前方で物体の存在を検出する物体検出手段１４とを備える。そして、ＥＣＵ３は、ドアロックが解除された後、操舵角検出手段１３から得られる操舵角の検出値、および物体検出手段１４から得られる情報に応じて、据え切り解除を実行するか否かを判定する。これにより、ＥＣＵ３は、操舵機構２の切れ方、および車両前方の物体の存否に応じて場合分けをし、場合ごとに、車両の次回の運転開始における利便性が高まるように、据え切り解除を実行するか否かを決定することができる。このため、車両の次回の運転開始における利便性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。

従来から、車両用操舵装置は、乗員によりトルクが付与される操舵機構と、この操舵機構の動作を制御する制御手段とを備える。また、操舵機構は、舵輪から転舵輪に至るトルクの伝達経路を構成し、例えば、乗員による操舵をアシストする電動モータによりトルクが付与され、制御手段は、電動モータの通電を制御することで操舵機構の動作を制御することができる。

ところで、坂道に駐停車された車両がサイドブレーキの故障や引き不足等に起因して誤って流れても、危険な状態に至らないように操舵機構を故意に切っておくことが、しばしば乗員により実行されている。すなわち、上り坂に駐停車する際には、車両が後退しながら流れても路側帯の方に向かうように、操舵機構を路側方向とは反対側に切っておく。また、下り坂に駐停車する際には、車両が前進しながら流れても路側帯の方に向かうように、操舵機構を路側方向に切っておく。

そして、このような坂道駐停車時の危険回避を目的として、車両が坂道に駐停車した際に、強制的に操舵機構を安全側に切っておくように制御手段が組まれている車両用操舵装置も考えられている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、操舵機構が安全側に切られている状態で車両の運転を開始する場合、乗員は、操舵機構を中立位置に戻すか、操舵機構を安全側に切れたままにしておくかを、周囲の状況に応じて瞬時に判断する必要があり利便性が低い。

なお、特許文献１によれば、車両の駐車状態が解除されると、制御手段により操舵機構を自動的に中立状態に戻す技術も開示されている。しかし、この場合には、操舵機構を中立位置に戻す必要がない場合にまで操舵機構が中立位置に戻されるため、無用の操作が行われてしまう。
特開２００４−３２２８５５号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、車両用操舵装置において、車両の次回の運転開始における利便性を高めることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の車両用操舵装置は、車両に装備された操舵機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の前方で物体の存在を検出する物体検出手段と、操舵機構の動作を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、ドアロックが解除された後、操舵角検出手段から得られる操舵角の検出値、および物体検出手段から得られる情報に応じて、操舵機構を中立位置に戻す操作を実行するか否かを判定する据え切り解除要否判定手段を有する。

これにより、制御手段は、操舵機構を中立位置に戻す操作（以下、据え切り解除という）の要否判定に十分な情報を得て据え切り解除の要否を判定することができる。
すなわち、制御手段は、操舵角の検出値に基づき、操舵機構が中立位置にあるか否か、さらに、操舵機構が中立位置にない場合（つまり、操舵機構が安全側に切られている場合）に、操舵機構が路側方向に切られているか、または路側方向と反対側に切られているかを把握することができる。また、制御手段は、物体検出手段から得られる情報に基づき、車両の前方に物体が存在するか否かを把握することができる。

このため、制御手段は、操舵機構の切れ方、および車両前方の物体の存否に応じて場合分けをし、場合ごとに、車両の次回の運転開始における利便性が高まるように、据え切り解除を実行するか否かを決定することができる。

例えば、操舵機構が中立位置にある場合、そもそも据え切り解除が不要であるから、制御手段に据え切り解除が不要であると判定させることができる。
また、車両前方に物体が存在していない場合、操舵機構の切れ方に関わらず、据え切りを解除して操舵機構を中立位置に戻した方が、利便性がよいと考えられる。このため、車両前方に物体が存在していない場合、制御手段に据え切り解除が必要であると判定させることができる。

さらに、車両前方に物体が存在している場合、操舵機構の切れ方に応じて、据え切り解除の要否が変わるものと考えられる。
すなわち、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構が路側方向と反対側に切られている場合、据え切りを解除しない方が、利便性がよいと考えられる。このため、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構が路側方向と反対側に切られている場合、制御手段に据え切り解除が不要であると判定させることができる。

また、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構が路側方向に切られている場合、据え切りを解除して操舵機構を中立位置に戻した方が、利便性がよいと考えられる。このため、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構が路側方向に切られている場合、制御手段に据え切り解除が必要であると判定させることができる。

以上により、車両用操舵装置において、車両の次回の運転開始における利便性を向上させることができる。
なお、据え切り解除の要否判定は、乗員の利便性に対する実際の感覚に応じて変更可能であり、上記のような態様に限定されるものではない。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の車両用操舵装置は、運転席の乗車状態を検出する乗車状態検出手段を備え、制御手段は、ドアロックが解除された後、乗車状態検出手段から得られる情報に基づき運転席に乗員が乗車しているか否かを判定する乗車判定手段を有する。そして、据え切り解除要否判定手段は、乗車判定手段により運転席に乗員が乗車していないと判定されたときに、据え切り解除を実行するか否かを判定する。

据え切り解除は、乗員が運転席に乗車しているにもかかわらず操舵機構が自動的に操舵されてしまう状態を回避する観点から、乗員が運転席に乗車する前に行われるのが好ましい。そこで、制御手段に、乗車判定手段の機能を追加しておくことで、乗員の乗車前に、据え切り解除の要否判定および据え切り解除を実行することができるとともに、乗員が運転席に乗車しているにもかかわらず操舵機構が自動的に操舵されてしまう状態を回避することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の車両用操舵装置によれば、ドアロック時の操舵機構は、制御手段の動作制御により、車両が位置する路面の傾斜状態に応じて据え切りされている。
これにより、車両駐停車時に据え切りされている可能性が高い車両用操舵装置の制御手段に、据え切り解除要否判定手段等の機能を具備させることができる。このため、車両の次回の運転開始において利便性を高める効果を顕著に得ることができる。

最良の形態の車両用操舵装置は、車両に装備された操舵機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の前方で物体の存在を検出する物体検出手段と、操舵機構の動作を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、ドアロックが解除された後、操舵角検出手段から得られる操舵角の検出値、および物体検出手段から得られる情報に応じて、据え切り解除を実行するか否かを判定する据え切り解除要否判定手段を有する。

また、この車両用操舵装置は、運転席の乗車状態を検出する乗車状態検出手段を備え、制御手段は、ドアロックが解除された後、乗車状態検出手段から得られる情報に基づき運転席に乗員が乗車しているか否かを判定する乗車判定手段を有する。そして、据え切り解除要否判定手段は、乗車判定手段により運転席に乗員が乗車していないと判定されたときに、据え切り解除を実行するか否かを判定する。
また、ドアロック時の操舵機構は、制御手段の動作制御により、車両が位置する路面の傾斜状態に応じて据え切りされている。

〔実施例の構成〕
実施例の車両用操舵装置１の構成を、図１を用いて説明する。
車両用操舵装置１は、乗員によりトルクが付与される操舵機構２と、操舵機構２の動作を制御する制御手段３とを備える。ここで、操舵機構２は、舵輪４から転舵輪５に至るトルクの伝達経路を構成し、例えば、乗員による操舵をアシストする電動モータ６によりトルクが付与され、制御手段３は、電動モータ６の通電を制御することで操舵機構２の動作を制御することができる。

操舵機構２は、例えば、舵輪４の回転に応じて回転するステアリングシャフト９、ステアリングシャフト９のトルクを車両の左右方向の推力に変換するラックアンドピニオン１０等を含んで構成され、転舵輪５は、ラックアンドピニオン１０から左右方向の推力を受けることで、舵輪４の回転に応じた方向に切られる。

また、ステアリングシャフト９には、トーションバー（図示せず）の捩れに応じた電気的出力を発生することで、ステアリングシャフト９のトルクを検出する周知のトルクセンサ１１が組み込まれている。そして、制御手段３は、トルクセンサ１１から得られる検出値に基づいて電動モータ６の通電制御を行う。この結果、電動モータ６のトルクにより乗員による操舵がアシストされ、車両用操舵装置１は、電動パワーステアリング装置としても機能する。

なお、電動モータ６は、ラックアンドピニオン１０とトルクセンサ１１との間のステアリングシャフト９に対してトルクを付与するように配されている。また、電動モータ６には、直流モータ、ブラシレスＤＣモータ、スイッチトリラクタンスモータ、埋込磁石型同期モータ等、種々の形式のモータを採用することができる。

制御手段３は、各種の制御処理および演算処理を行うマイコン（図示せず）や、電動モータ６の駆動回路（図示せず）等を含んで構成される電子制御装置（ＥＣＵ）である（以下、制御手段３をＥＣＵ３とする）。

ここで、マイコンは、制御処理および演算処理を行うＣＰＵ、各種のデータおよびプログラム等を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置、入力装置、ならびに出力装置等を含んで構成される周知構造を有し、トルクセンサ１１等の各種の検出器から電気的出力等の入力を受けて各種の検出値や情報を把握するとともに、これらの検出値や情報に基づいて制御処理および演算処理を行って必要な指令を出力するものである。

例えば、マイコンは、トルクセンサ１１等から得られる検出値に基づいて、乗員による操舵をアシストするために必要な電動モータ６への通電量を算出し、この通電量に応じた制御信号を合成して駆動回路に出力する。この結果、電動モータ６に通電が行われ、通電量に応じたトルクにより乗員の操舵がアシストされる。

〔実施例の特徴〕
実施例の車両用操舵装置１の特徴を、図１を用いて説明する。
車両用操舵装置１は、操舵機構２の操舵角を検出する操舵角検出手段１３と、車両の前方で物体の存在を検出する物体検出手段１４と、運転席の乗車状態を検出する乗車状態検出手段１５とを備える。

操舵角検出手段１３は、例えば、トルクセンサ１１よりも舵輪４側のステアリングシャフト９に組み込まれて、舵輪４の回転角を操舵角として検出するものである。
また、物体検出手段１４は、例えば、車両前部に装着された周知のソナーである。
さらに、乗車状態検出手段１５は、例えば、車載カメラまたはサスペンションセンサであり、シートベルト着用を検知するセンサを乗車状態検出手段１５として適用することもできる。

また、ＥＣＵ３は、ドアロックが解除された後、操舵角検出手段１３から得られる操舵角の検出値、および物体検出手段１４から得られる情報に応じて、操舵機構２を中立位置に戻す操作（据え切り解除）を実行するか否かを判定する据え切り解除要否判定手段の機能を有する。ここで、中立位置とは、舵輪４が回転していない状態（つまり、操舵角がゼロの状態）のことである。

すなわち、ＥＣＵ３は、操舵角の検出値に基づき、操舵機構２が中立位置にあるか否か、さらに、操舵機構２が中立位置にない場合に、操舵機構２が路側方向に切られているか、または路側方向と反対側に切られているかを把握することができる。また、ＥＣＵ３は、物体検出手段１４から得られる情報に基づき、車両の前方に、駐停車車両等の物体が存在するか否かを把握することができる。

そして、ＥＣＵ３は、操舵機構２の切れ方、および車両前方の物体の存否に応じて場合分けをし、場合ごとに、据え切り解除を実行するか否かを決定する。ここで、据え切り解除の要否判定は、車両の次回の運転開始において利便性が高いか否かを基準として行われる。

つまり、実施例の車両用操舵装置１によれば、坂道駐停車時の車両流れを防止するため、ドアロック時の操舵機構２は、ＥＣＵ３の動作制御により、車両が位置する路面の傾斜状態に応じて据え切りされている。具体的には、上り坂に駐停車されている場合、車両が後退しながら流れても路側帯の方に向かうように、操舵機構２は、路側方向と反対側に切られている。また、下り坂に駐停車されている場合、車両が前進しながら流れても路側帯の方に向かうように、操舵機構２は、路側方向に切られている。

このように、坂道駐停車時の危険回避を目的として、車両が坂道に駐停車した際に強制的に操舵機構２が安全側に切られている場合、次に車両の運転を開始するとき、乗員は、操舵機構２を中立位置に戻すか、操舵機構２を安全側に切れたままにしておくかを、周囲の状況に応じて瞬時に判断する必要があり、車両の次回の運転開始における利便性の向上が望まれている。

そこで、車両の次回の運転開始において利便性が高いか否かを基準として、ＥＣＵ３は、操舵機構２の切れ方、および車両前方の物体の存否に応じた場合ごとに据え切り解除を実行するか否かを決定する。

例えば、操舵機構２が中立位置にある場合、そもそも据え切り解除が不要であるから、ＥＣＵ３は、据え切り解除が不要であると判定する。
また、車両前方に物体が存在していない場合、操舵機構２の切れ方に関わらず、据え切りを解除して操舵機構２を中立位置に戻した方が、利便性が高いと考えられる。このため、車両前方に物体が存在していない場合、ＥＣＵ３は、据え切り解除が必要であると判定する。

さらに、車両前方に物体が存在している場合、操舵機構２の切れ方に応じて、据え切り解除の要否が変わるものと考えられる。
すなわち、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構２が路側方向と反対側に切られている場合、据え切りを解除しない方が、利便性が高いと考えられる。このため、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構２が路側方向と反対側に切られている場合、ＥＣＵ３は、据え切り解除が不要であると判定する。

また、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構２が路側方向に切られている場合、据え切りを解除して操舵機構２を中立位置に戻した方が、利便性が高いと考えられる。このため、車両前方に物体が存在しており、かつ操舵機構２が路側方向に切られている場合、ＥＣＵ３は、据え切り解除が必要であると判定する。

さらに、ＥＣＵ３は、ドアロックが解除された後、乗車状態検出手段１５から得られる情報に基づき運転席に乗員が乗車しているか否かを判定する乗車判定手段として機能する。そして、乗車判定手段の機能により運転席に乗員が乗車していないと判定されたときに、ＥＣＵ３は、据え切り解除要否判定手段として機能し、据え切り解除を実行するか否かを判定する。つまり、ＥＣＵ３は、乗員が乗車する前に据え切り解除の要否判定および据え切り解除を実行する。

なお、据え切り解除は、ＥＣＵ３からの指令により電動モータ６に通電させてトルクを発生させ、電動モータ６のトルクによりステアリングシャフト９を回転させることで、実行される。すなわち、据え切り解除において、電動モータ６は、トルクセンサ１１等の検出値に基づく通常のアシスト制御と異なって、操舵角検出手段１３、物体検出手段１４および乗車状態検出手段１５から得られる検出値や情報に基づいて制御される。

〔実施例の制御方法〕
実施例の車両用操舵装置１による制御方法を、図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１で、ドアロックが解除されたか否かを判定する。この判定は、キー差込みやリモコンのドアロック解除スイッチオン等の各種のドアロック解除操作が行われたか否かに基づいて判定することができる。そして、ドアロックが解除されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、ドアロックが解除されていなければ（ＮＯ）、ドアロックが解除されるまで待機する。

次に、ステップＳ２で、操舵機構２が中立位置にあるか否かを判定する。この判定は、操舵角検出手段１３から得られる操舵角の検出値が、例えば、ゼロであるか否かに基づいて判定することができる。そして、操舵機構２が中立位置になければ（ＮＯ）、ステップＳ３に進み、操舵機構２が中立位置にあれば（ＹＥＳ）、据え切り解除が不要であると判定し、ステップＳ４に進んで通常のアシスト制御に移行する。すなわち、ステップＳ２は、据え切り解除要否判定手段として機能する。

次に、ステップＳ３で、乗員が運転席に乗車しているか否かを判定する。この判定は、乗車検出手段から得られる情報に基づいて判定することができる。そして、乗員が運転席に乗車していなければ（ＮＯ）、ステップＳ５に進み、乗員が運転席に乗車していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進んで通常のアシスト制御に移行する。すなわち、ステップＳ３は、乗車判定手段として機能する。

ここで、乗員が運転席に乗車していると判定されたときに、通常のアシスト制御に移行する理由は、乗員が運転席に乗車しているにもかかわらず操舵機構２が自動的に操舵されてしまう状態を回避するためである。このため、ステップＳ５以降の段階でも、乗車検出手段から得られる情報に基づき、乗員が運転席に乗車していることが判明したら、各ステップの処理が直ちに停止されてステップＳ４に進み、通常のアシスト制御に移行する。

次に、ステップＳ５で、車両前方に物体が存在しているか否かを判定する。この判定は、物体検出手段１４から得られる情報に基づいて判定することができる。そして、車両前方に物体が存在していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、車両前方に物体が存在していなければ（ＮＯ）、据え切り解除が必要であると判定し、ステップＳ７に進んで据え切り解除を実行する。すなわち、ステップＳ５は、据え切り解除要否判定手段として機能する。

次に、ステップＳ６で、操舵機構２が路側方向に切られているか否か（つまり、操舵機構２が路側方向に切られているか、または路側方向と反対側に切られているか）を判定する。この判定は、操舵角検出手段１３から得られる操舵角の検出値に基づいて判定することができる。

そして、操舵機構２が路側方向に切られていれば（ＹＥＳ）、据え切り解除が必要であると判定し、ステップＳ７に進んで据え切り解除を実行する。また、操舵機構２が路側方向と反対側に切られていれば（ＮＯ）、据え切り解除が不要であると判定し、ステップＳ４に進んで通常のアシスト制御に移行する。すなわち、ステップＳ６は、据え切り解除要否判定手段として機能する。

〔実施例の効果〕
実施例の車両用操舵装置１は、操舵機構２の操舵角を検出する操舵角検出手段１３と、車両の前方で物体の存在を検出する物体検出手段１４とを備える。そして、ＥＣＵ３は、ドアロックが解除された後、操舵角検出手段１３から得られる操舵角の検出値、および物体検出手段１４から得られる情報に応じて、据え切り解除を実行するか否かを判定する据え切り解除要否判定手段として機能する。

これにより、ＥＣＵ３は、据え切り解除の要否判定に十分な情報を得て据え切り解除の要否を判定することができる。
すなわち、ＥＣＵ３は、操舵角の検出値に基づき、操舵機構２が中立位置にあるか否か、さらに、操舵機構２が中立位置にない場合に、操舵機構２が路側方向に切られているか、または路側方向と反対側に切られているかを把握することができる。また、ＥＣＵ３は、物体検出手段１４から得られる情報に基づき、車両の前方に物体が存在するか否かを把握することができる。

このため、ＥＣＵ３は、操舵機構２の切れ方、および車両前方の物体の存否に応じて場合分けをし、場合ごとに、車両の次回の運転開始における利便性が高まるように、据え切り解除を実行するか否かを決定することができる。
以上により、実施例の車両用操舵装置１を用いれば、車両の次回の運転開始における利便性を向上させることができる。

また、車両用操舵装置１は、運転席の乗車状態を検出する乗車状態検出手段１５を備え、ＥＣＵ３は、ドアロックが解除された後、乗車状態検出手段１５から得られる情報に基づき運転席に乗員が乗車しているか否かを判定する乗車判定手段として機能する。そして、ＥＣＵ３は、運転席に乗員が乗車していないと判定したときに、据え切り解除を実行するか否かを判定する。

据え切り解除は、乗員が運転席に乗車しているにもかかわらず操舵機構２が自動的に操舵されてしまう状態を回避する観点から、乗員が車両に乗車する前に行われるのが好ましい。そこで、ＥＣＵ３に、乗車判定手段の機能を追加しておくことで、乗員の乗車前に、据え切り解除の要否判定および据え切り解除を実行することができるとともに、乗員が運転席に乗車しているにもかかわらず操舵機構２が自動的に操舵されてしまう状態を回避することができる。

また、ドアロック時の操舵機構２は、ＥＣＵ３の動作制御により、車両が位置する路面の傾斜状態に応じて据え切りされている。
これにより、車両駐停車時に据え切りされている可能性が高い車両用操舵装置１のＥＣＵ３に、据え切り解除要否判定手段等の機能を具備させることができる。このため、車両の次回の運転開始において利便性を高める効果を顕著に得ることができる。

〔変形例〕
実施例の車両用操舵装置１は電動パワーステアリング装置として機能しており、乗員による操舵をアシストするための電動モータ６のトルクにより据え切り解除が実行されたが、車両用操舵装置１を、油圧式パワーステアリング装置として機能させるとともに、油圧式パワーステアリング装置の油圧式アクチュエータにより据え切り解除を実行するようにしてもよい。
また、車両用操舵装置１に、舵輪４の操舵角と転舵輪５の転舵角との比（舵角比）を可変する舵角比可変装置の機能を具備させてもよい。

また、実施例の車両用操舵装置１によれば、電動モータ６は、ラックアンドピニオン１０とトルクセンサ１１との間のステアリングシャフト９に対してトルクを付与するように配されていたが、舵輪４とトルクセンサ１１との間のステアリングシャフト９、またはラックアンドピニオン１０のピニオン軸もしくはラック軸等に対してトルクを付与するように電動モータ６を配してもよい。
また、据え切り解除の要否判定は、乗員の利便性に対する実際の感覚に応じて変更可能であり、実施例のような態様に限定されるものではない。

車両用操舵装置の構成図である。 車両用操舵装置の制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両用操舵装置
２ 操舵機構
３ ＥＣＵ（制御手段、据え切り解除要否判定手段、乗車判定手段）
１３ 操舵角検出手段
１４ 物体検出手段
１５ 乗車状態検出手段

Claims (3)

1. 車両に装備された操舵機構の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記車両の前方で物体の存在を検出する物体検出手段と、
   前記操舵機構の動作を制御する制御手段とを備え、
   この制御手段は、ドアロックが解除された後、前記操舵角検出手段から得られる操舵角の検出値、および前記物体検出手段から得られる情報に応じて、前記操舵機構を中立位置に戻す操作を実行するか否かを判定する据え切り解除要否判定手段を有することを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵装置において、
   運転席の乗車状態を検出する乗車状態検出手段を備え、
   前記制御手段は、ドアロックが解除された後、前記乗車状態検出手段から得られる情報に基づき前記運転席に乗員が乗車しているか否かを判定する乗車判定手段を有し、
   前記据え切り解除要否判定手段は、前記乗車判定手段により前記運転席に乗員が乗車していないと判定されたときに、前記操舵機構を中立位置に戻す操作を実行するか否かを判定することを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用操舵装置において、
   ドアロック時の前記操舵機構は、前記制御手段の動作制御により、前記車両が位置する路面の傾斜状態に応じて据え切りされていることを特徴とする車両用操舵装置。

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