JP2019188992A

JP2019188992A - ステアリング装置

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Publication number: JP2019188992A
Application number: JP2018083166A
Authority: JP
Inventors: 圭北原; Kei Kitahara; 教博越智; Norihiro Ochi; 要介西村; Yosuke Nishimura; 渡邉健; Takeshi Watanabe; 健渡邉; 康行野沢; Yasuyuki Nozawa
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: JP7119535B2

Abstract

【課題】ステアリングホイールが収納動作されている場合であっても、運転者が車両を手動で操舵することができるステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置２は、第１の回動軸２０周りに回動するステアリングホイール４と、ステアリングホイール４の回動を規制する反力モータ１４と、ステアリングホイール４の回動が規制されている際に、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに加えられたトルクを検出するトルクセンサ８と、トルクセンサ８により検出されたトルクに基づいて、車両の転舵輪１６及び１８の転舵角を制御する制御部５０とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、車両の操舵に用いられるステアリング装置に関する。

車両が目的地までの経路に沿って自動で走行する自動運転技術が知られている。ＮＨＴＳＡ（ＮａｔｉｏｎａｌＨｉｇｈｗａｙＴｒａｆｆｉｃＳａｆｅｔｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）により定義された自動運転レベル３以上では、車両の加減速、操舵及び制動等の運転操作を全てシステムが行うため、運転者が車両の操舵のためにステアリングホイールを手で把持しておく必要がなくなる。

そのため、自動運転時において、ステアリングホイールを車両の前方に向けて移動させることにより、ステアリングホイールをダッシュボードの近傍の位置に収納するステアリング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ステアリングホイールを収納することにより、運転者とダッシュボードとの間の空間を広く確保することができ、運転者の快適性を高めることができる。

特開２００３−１１８５９１号公報

上述した従来のステアリング装置では、自動運転時にステアリングホイールの収納動作が開始した際には、ステアリングホイールの回動が中立位置でロック（規制）される。そのため、運転者は、自動運転時に咄嗟の危険回避が必要な場合であっても、ステアリングホイールを回動させて車両を手動で操舵することができないという課題が生じる。

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、その目的は、ステアリングホイールが収納動作されている場合であっても、運転者が車両を手動で操舵することができるステアリング装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るステアリング装置は、車両の操舵に用いられるステアリング装置であって、第１の回動軸周りに回動するステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの回動を規制する回動規制部と、前記ステアリングホイールの回動が規制されている際に、前記ステアリングホイールに対して前記第１の回動軸周りに加えられたトルクに関連するパラメータを検出する検出部と、前記検出部により検出された前記パラメータに基づいて、前記車両の転舵輪の転舵角を制御する制御部と、を備える。

本発明の一態様に係るステアリング装置によれば、ステアリングホイールが収納動作されている場合であっても、運転者が車両を手動で操舵することができる。

実施の形態１に係るステアリング装置の構造を示す斜視図である。ステアリングホイールが使用位置にある状態での、実施の形態１に係るステアリング装置を示す斜視図である。ステアリングホイールが折り畳まれた状態での、実施の形態１に係るステアリング装置を示す斜視図である。ステアリングホイールが収納位置にある状態での、実施の形態１に係るステアリング装置を示す斜視図である。実施の形態１に係るステアリング装置におけるステアリングホイールの収納動作の流れを示すフローチャートである。実施の形態１〜３に係るステアリング装置の機能構成を示すブロック図である。実施の形態１に係るステアリング装置における運転者の操舵意図の判定方法を説明するための図である。実施の形態１に係るステアリング装置の制御部の処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態２に係るステアリング装置における運転者の操舵意図の判定方法を説明するための図である。実施の形態２に係るステアリング装置の制御部の処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態３に係るステアリング装置における運転者の操舵意図の判定方法を説明するための図である。実施の形態３に係るステアリング装置の制御部の処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態４に係るステアリング装置の機能構成を示すブロック図である。実施の形態４に係る変換マップの概念を示す図である。実施の形態４に係るステアリング装置の制御部の処理の流れを示すフローチャートである。

次に、本発明に係るステアリング装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

（実施の形態１）
まず、図１〜図４を参照しながら、実施の形態１に係るステアリング装置２の構造について説明する。図１は、実施の形態１に係るステアリング装置２の構造を示す斜視図である。図２は、ステアリングホイール４が使用位置にある状態での、実施の形態１に係るステアリング装置２を示す斜視図である。図３は、ステアリングホイール４が折り畳まれた状態での、実施の形態１に係るステアリング装置２を示す斜視図である。図４は、ステアリングホイール４が収納位置にある状態での、実施の形態１に係るステアリング装置２を示す斜視図である。

ステアリング装置２は、車両に搭載され、車両の操舵に用いられる装置である。車両は、運転モードとして手動運転モードと自動運転モードとを切り替えることができる自動車であり、例えば普通乗用車、バス又はトラック等である。なお、車両は、自動車に限定されず、例えば建機又は農機等であってもよい。

図１に示すように、ステアリング装置２は、ステアリングホイール４と、操舵角センサ６と、トルクセンサ８（検出部の一例）と、移動機構１０と、折り畳み機構１２と、反力モータ１４（回動規制部の一例）とを備えている。なお、ステアリング装置２は、いわゆるステアバイワイヤ方式のステアリング装置であり、ステアリングホイール４と車両の左右の転舵輪１６及び１８（後述する図６参照）とは機械的に接続されていない。

図１に示すように、ステアリングホイール４は、手動運転モードにおいて運転者により操作される部材であり、例えば円環状に形成されている。ステアリングホイール４は、折り畳み機構１２を介して、移動機構１０の可動部材３０（後述する）に回動可能に支持されている。運転者は、ステアリングホイール４を手で把持して第１の回動軸２０周りに回動することにより、左右の転舵輪１６及び１８の各転舵角を変化させることができる。なお、第１の回動軸２０は、図１において一点鎖線で示す方向（車両の前後方向）に延びる仮想的な軸線である。ステアリングホイール４は、中立位置（図１で示す位置）を中心として、左の端当て位置から右の端当て位置まで第１の回動範囲で回動することができる。

操舵角センサ６は、ステアリングホイール４の操舵角θ（後述する図６参照）を検出するためのセンサである。操舵角センサ６は、第１の回動軸２０上に配置されている。なお、操舵角θとは、ステアリングホイール４の中立位置からの回動角度である。すなわち、ステアリングホイール４が中立位置にある時には、操舵角θは０（零）となる。また、ステアリングホイール４を中立位置から正方向（運転者から見て時計方向）に回動させた際には、操舵角センサ６により検出される操舵角θは正の値となる。一方、ステアリングホイール４を中立位置から逆方向（運転者からみて反時計方向）に回動させた際には、操舵角センサ６により検出される操舵角θは負の値となる。

トルクセンサ８は、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに加えられたトルクである操舵トルクＴ（パラメータの一例）を検出するためのセンサである。トルクセンサ８は、第１の回動軸２０上に配置されている。なお、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに正方向の操舵トルクを加えた際には、トルクセンサ８により検出される操舵トルクＴは正の値となる。一方、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに逆方向の操舵トルクを加えた際には、トルクセンサ８により検出される操舵トルクＴは負の値となる。

移動機構１０は、図１の矢印２２で示す方向に、ステアリングホイール４を使用位置（図２参照）と収納位置（図４参照）との間で往復移動させるための機構であり、例えばテレスコピック機構である。図２に示すように、使用位置では、ステアリングホイール４は、車両のダッシュボード２４から運転者に向けて突出している。図４に示すように、収納位置では、ステアリングホイール４の一部は、例えば車両のダッシュボード２４の内部に収納される。すなわち、収納位置は、使用位置よりもダッシュボード２４に近い位置である。なお、収納位置の変形例として、ステアリングホイール４全体がダッシュボード２４の内部に収納されていてもよい。

ここで、移動機構１０の構成について具体的に説明する。図１に示すように、移動機構１０は、基礎ガイド２６と、中間ガイド２８と、可動部材３０と、駆動モータ３２とを有している。

基礎ガイド２６は、中間ガイド２８のスライドを案内するための部材である。基礎ガイド２６は、ヒンジ３４を介して、車両のシャーシ（図示せず）に傾動可能に支持されている。基礎ガイド２６がヒンジ３４周りに傾動することにより、ステアリングホイール４のチルト角を調節することができる。

中間ガイド２８は、可動部材３０のスライドを案内するための部材であり、基礎ガイド２６にスライド可能に支持されている。中間ガイド２８は、基礎ガイド２６の運転者側の端部に位置する際には、基礎ガイド２６よりも運転者側に突出する。

可動部材３０は、折り畳み機構１２を介してステアリングホイール４を支持するための部材であり、中間ガイド２８にスライド可能に支持されている。

駆動モータ３２は、中間ガイド２８を基礎ガイド２６に対してスライドさせるとともに、可動部材３０を中間ガイド２８に対してスライドさせるための駆動源である。

中間ガイド２８が基礎ガイド２６に対してスライドし、且つ、可動部材３０が中間ガイド２８に対してスライドすることにより、ステアリングホイール４は、図１において矢印２２で示す方向に、使用位置と収納位置との間を往復移動する。

図１に示すように、折り畳み機構１２は、ステアリングホイール４を折り畳むための機構である。具体的には、折り畳み機構１２は、図１の矢印３６で示す方向に、ステアリングホイール４を第１の回動軸２０と直交（交差の一例）する第２の回動軸３８周りに、起立姿勢（図２参照）と折り畳み姿勢（図３参照）との間で回動させる。図２に示すように、起立姿勢では、ステアリングホイール４は、可動部材３０に対して起立する姿勢を取る。図３に示すように、折り畳み姿勢では、ステアリングホイール４は、可動部材３０の下端部に沿って折り畳まれる姿勢を取る。なお、第２の回動軸３８は、図１において一点鎖線で示す方向に延びる仮想的な軸線である。

ここで、折り畳み機構１２の構成について具体的に説明する。図１に示すように、折り畳み機構１２は、軸体４０と、駆動モータ４２とを有している。

軸体４０は、例えばステアリングホイール４の径方向に配置される棒状の部材である。軸体４０は、一対の接続部４４を介してステアリングホイール４に支持され、且つ、可動部材３０に第２の回動軸３８周りに回動可能に支持されている。ステアリングホイール４が中立位置にある状態では、軸体４０は水平に配置される。

駆動モータ４２は、可動部材３０に対して軸体４０を第２の回動軸３８周りに回動させるための駆動源である。

軸体４０が可動部材３０に対して第２の回動軸３８周りに回動することにより、ステアリングホイール４は、図１の矢印３６で示す方向に、第２の回動軸３８周りに起立姿勢と折り畳み姿勢との間で回動する。

反力モータ１４は、ステアリングホイール４を第１の回動軸２０周りに回動させた際に、ステアリングホイール４の回動方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生させるためのモータであり、例えば三相のブラシレスモータである。反力モータ１４は、減速機４６を介して、移動機構１０の可動部材３０と折り畳み機構１２との間に連結されている。反力モータ１４が操舵反力を発生させることにより、運転者に路面反力に応じた適度な手応え感を与えることができる。また、反力モータ１４は、後述するようにステアリングホイール４をダッシュボード２４の内部に収納する際に、ステアリングホイール４を中立位置まで回動させた後に、ステアリングホイール４の回動を中立位置でロックする。すなわち、反力モータ１４は、ステアリングホイール４の中立位置からの第１の回動軸２０周りの回動を規制する。

ここで、図２〜図５を参照しながら、実施の形態１に係るステアリング装置２によりステアリングホイール４をダッシュボード２４の内部に収納する動作について説明する。図５は、実施の形態１に係るステアリング装置２におけるステアリングホイール４の収納動作の流れを示すフローチャートである。

図２に示すように、手動運転モードでは、ステアリングホイール４の位置及び姿勢はそれぞれ、使用位置及び起立姿勢となっており、ステアリングホイール４の回動はロックされていない。運転者は、ステアリングホイール４を手で把持して第１の回動軸２０周りに回動することにより、車両を手動で操舵することができる。

例えば運転者がダッシュボード２４に配置されたスイッチ等を操作することにより、手動運転モードから自動運転モードに切り替えられる。自動運転モードの開始時には、ステアリングホイール４は、反力モータ１４の駆動力によって中立位置まで回動され（Ｓ１０１）、ステアリングホイール４の回動が中立位置でロックされる（Ｓ１０２）。

その後、図３に示すように、折り畳み機構１２は、ステアリングホイール４を起立姿勢から折り畳み姿勢に回動させて、ステアリングホイール４を折り畳む（Ｓ１０３）。その後、図４に示すように、移動機構１０は、折り畳まれたステアリングホイール４を使用位置から収納位置まで移動させる（Ｓ１０４）。

なお、ステアリングホイール４を収納位置から使用位置に移動させる取り出し動作の流れは、上述した収納動作の流れと逆になるので、その説明を省略する。

次に、図６及び図７を参照しながら、実施の形態１に係るステアリング装置２の機能構成について説明する。図６は、実施の形態１に係るステアリング装置２の機能構成を示すブロック図である。図７は、実施の形態１に係るステアリング装置２における運転者の操舵意図の判定方法を説明するための図である。

図６に示すように、ステアリング装置２は、機能構成として、制御部５０を備えている。

制御部５０は、転舵モータ５２を駆動することにより、車両の左右の転舵輪１６及び１８の各転舵角を制御するためのＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）である。なお、転舵モータ５２は、ピニオンシャフト５４及び転舵シャフト５６を介して、左右の転舵輪１６及び１８を転舵させるためのモータであり、例えば三相のブラシレスモータである。転舵モータ５２がピニオンシャフト５４を回動させた際に、ピニオンシャフト５４の回動運動が転舵シャフト５６の直線運動に変換されることにより、左右の転舵輪１６及び１８が転舵する。

制御部５０は、手動運転モードにおいて、トルクセンサ８により検出された操舵トルクに基づいて、転舵モータ５２に出力させる転舵力（又は駆動力）を決定する。なお、このような構成に代えて、制御部５０は、手動運転モードにおいて、操舵角センサ６により検出された操舵角θに基づいて、転舵モータ５２に出力させる転舵力を決定してもよい。

また、制御部５０は、自動運転モードにおいて、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴと閾値Ｔ_０とを比較することにより、運転者の操舵意図の有無を判定する。図７に示すように、制御部５０は、操舵トルクＴが閾値Ｔ_０よりも大きい場合には、運転者の操舵意図があると判定し、操舵トルクＴが閾値Ｔ_０以下である場合には、運転者の操舵意図がないと判定する。

また、制御部５０は、自動運転モードにおいて、車両側の上位ＥＣＵから受け取った転舵角指令値に基づいて転舵モータ５２を制御する。

また、制御部５０は、反力モータ１４を制御することにより、例えば自動運転モードの開始時において、ステアリングホイール４を中立位置まで回動させたり、ステアリングホイール４の回動を中立位置にロックしたりする。

次に、図８を参照しながら、制御部５０の処理について説明する。図８は、実施の形態１に係るステアリング装置２の制御部５０の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図３に示すように、自動運転モードの開始時において、ステアリングホイール４の回動が中立位置でロックされ、且つ、ステアリングホイール４が折り畳まれた状態で、運転者が咄嗟の危険回避のために車両を手動で操舵する必要がある場合について説明する。なお、ステアリングホイール４の回動を中立位置でロックするためのロック機構として、例えば回動する側の部材に設けられた孔に挿通されるソレノイドロックを用いてもよい。この時、運転者は、車両を手動で操舵するためのトリガーとして、例えばダッシュボード２４に配置されたスイッチ等を操作する。これにより、例えばダッシュボード２４のインストルメンタルパネル５８には、車両を手動で操舵可能であることを運転者に知らせるためのランプが点灯し、報知音が車室内のスピーカ等から出力される。

運転者は、例えば車両を右に車線変更する必要がある場合には、折り畳まれたステアリングホイール４を手で把持して、図３の矢印６０で示すように、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに正方向の操舵トルクを加える。なお、運転者は、例えば車両を左に車線変更する必要がある場合には、図３の矢印６２で示すように、折り畳まれたステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに逆方向の操舵トルクを加える。この時、ステアリングホイール４の回動は中立位置でロックされているため、ステアリングホイール４は第１の回動軸２０周りに回動しない。

制御部５０は、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴを取得し（Ｓ２０１）、取得した操舵トルクＴと閾値Ｔ_０とを比較する（Ｓ２０２）。制御部５０は、操舵トルクＴが閾値Ｔ_０以下である場合には（Ｓ２０２でＮＯ）、運転者の操舵意図がないと判定する（Ｓ２０３）。これにより、例えば運転者の身体が折り畳まれたステアリングホイール４にぶつかるなどした際に、運転者の操舵意図があると誤判定されるのを抑制することができる。この場合、制御部５０は処理を終了する。

ステップＳ２０２に戻り、制御部５０は、操舵トルクＴが閾値Ｔ_０よりも大きい場合には（Ｓ２０２でＹＥＳ）、運転者の操舵意図があると判定する（Ｓ２０４）。制御部５０は、取得した操舵トルクＴに基づいて転舵モータ５２を制御する（Ｓ２０５）。これにより、運転者は、操舵トルクＴの大きさに応じた転舵角で左右の転舵輪１６及び１８を転舵させることができ、車両を手動で操舵することができる。

本実施の形態のステアリング装置２では、次のような効果を得ることができる。上述したように、ステアリングホイール４の回動が中立位置でロックされている場合であっても、運転者がステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに操舵トルクを加えることにより、車両を手動で操舵することができる。これにより、自動運転モードにおいて、ステアリングホイール４が収納動作されている場合であっても、運転者は、自らの判断で咄嗟の危険回避を行うことができる。

（実施の形態２）
次に、図６及び図９を参照しながら、実施の形態２に係るステアリング装置２Ａの機能構成について説明する。図６は、実施の形態２に係るステアリング装置２Ａの機能構成を示すブロック図である。図９は、実施の形態２に係るステアリング装置２Ａにおける運転者の操舵意図の判定方法を説明するための図である。

図６に示すように、本実施の形態のステアリング装置２Ａでは、制御部５０Ａは、自動運転モードにおいて、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴの方向（符号）に基づいて、運転者の操舵意図を判定する。図９に示すように、制御部５０Ａは、操舵トルクＴが正方向（正の値）である場合には、運転者の操舵意図が右への車線変更であると判定し、操舵トルクＴが逆方向（負の値）である場合には、運転者の操舵意図が左への車線変更であると判定する。

次に、図１０を参照しながら、制御部５０Ａの処理について説明する。図１０は、実施の形態２に係るステアリング装置２Ａの制御部５０Ａの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、上記実施の形態１と同様に、自動運転モードの開始時において、ステアリングホイール４の回動が中立位置でロックされ、且つ、ステアリングホイール４が折り畳まれた状態で、運転者が咄嗟の危険回避のために車両を手動で操舵する必要がある場合について説明する。

制御部５０Ａは、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴを取得し（Ｓ３０１）、取得した操舵トルクＴの方向を判定する（Ｓ３０２）。

運転者は、例えば車両を右に車線変更する必要がある場合には、折り畳まれたステアリングホイール４を手で把持して、上述した図３の矢印６０で示すように、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに正方向の操舵トルクを加える。この場合、操舵トルクＴは正方向となり（Ｓ３０２でＹＥＳ）、制御部５０Ａは、運転者の操舵意図が右への車線変更であると判定する（Ｓ３０３）。その後、制御部５０Ａは、取得した操舵トルクＴに基づいて、右へ車線変更するように転舵モータ５２を制御する（Ｓ３０４）。

一方、運転者は、例えば車両を左に車線変更する必要がある場合には、折り畳まれたステアリングホイール４を手で把持して、上述した図３の矢印６２で示すように、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに逆方向の操舵トルクを加える。この場合、操舵トルクＴは逆方向となり（Ｓ３０２でＮＯ）、制御部５０Ａは、運転者の操舵意図が左への車線変更であると判定する（Ｓ３０５）。その後、制御部５０Ａは、取得した操舵トルクＴに基づいて、左へ車線変更するように転舵モータ５２を制御する（Ｓ３０４）。

したがって、本実施の形態のステアリング装置２Ａでは、制御部５０Ａは、操舵トルクＴの方向に基づいて、運転者の操舵意図が右への車線変更及び左への車線変更のいずれであるかを判定することができる。

（実施の形態３）
次に、図６及び図１１を参照しながら、実施の形態３に係るステアリング装置２Ｂの機能構成について説明する。図６は、実施の形態３に係るステアリング装置２Ｂの機能構成を示すブロック図である。図１１は、実施の形態３に係るステアリング装置２Ｂにおける運転者の操舵意図の判定方法を説明するための図である。

図６に示すように、本実施の形態のステアリング装置２Ａでは、制御部５０Ｂは、自動運転モードにおいて、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴと、第１閾値Ｔ_１、第２の閾値Ｔ_２及び第３の閾値Ｔ_３（Ｔ_１＜Ｔ_２＜Ｔ_３）とを比較することにより、運転者の操舵意図を判定する。図１１に示すように、制御部５０Ｂは、操舵トルクＴが第１の閾値Ｔ_１よりも大きく且つ第２の閾値Ｔ_２以下である場合には、運転者の操舵意図が１つ隣の車線への車線変更であると判定する。また、制御部５０Ｂは、操舵トルクＴが第２の閾値Ｔ_２よりも大きく且つ第３の閾値Ｔ_３以下である場合には、運転者の操舵意図が２つ隣の車線への車線変更であると判定する。さらに、制御部５０Ｂは、操舵トルクＴが第３の閾値Ｔ_３よりも大きい場合には、運転者の操舵意図が３つ隣の車線への車線変更であると判定する。

次に、図１２を参照しながら、制御部５０Ｂの処理について説明する。図１２は、実施の形態３に係るステアリング装置２Ｂの制御部５０Ｂの処理の流れを示すフローチャートである。

制御部５０Ｂは、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴを取得し（Ｓ４０１）、取得した操舵トルクＴと、第１閾値Ｔ_１、第２の閾値Ｔ_２及び第３の閾値Ｔ_３とを比較する（Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０４）。

操舵トルクＴが第３の閾値Ｔ_３よりも大きい場合には（Ｓ４０２でＹＥＳ、Ｓ４０３でＹＥＳ、Ｓ４０４でＹＥＳ）、制御部５０Ｂは、運転者の操舵意図が３つ隣の車線への車線変更であると判定する（Ｓ４０５）。その後、制御部５０Ｂは、取得した操舵トルクＴに基づいて、３つ隣の車線へ車線変更するように転舵モータ５２を制御する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４０２に戻り、操舵トルクＴが第２の閾値Ｔ_２よりも大きく且つ第３の閾値Ｔ_３以下である場合には（Ｓ４０２でＹＥＳ、Ｓ４０３でＹＥＳ、Ｓ４０４でＮＯ）、制御部５０Ｂは、運転者の操舵意図が２つ隣の車線への車線変更であると判定する（Ｓ４０７）。その後、制御部５０Ｂは、取得した操舵トルクＴに基づいて、２つ隣の車線へ車線変更するように転舵モータ５２を制御する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４０２に戻り、操舵トルクＴが第１の閾値Ｔ_１よりも大きく且つ第２の閾値Ｔ_２以下である場合には（Ｓ４０２でＹＥＳ、Ｓ４０３でＮＯ）、制御部５０Ｂは、運転者の操舵意図が１つ隣の車線への車線変更であると判定する（Ｓ４０８）。その後、制御部５０Ｂは、取得した操舵トルクＴに基づいて、１つ隣の車線へ車線変更するように転舵モータ５２を制御する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４０２に戻り、操舵トルクＴが第１の閾値Ｔ_１以下である場合には（Ｓ４０２でＮＯ）、制御部５０Ｂは、運転者の操舵意図がないと判定する（Ｓ４０９）。この場合、制御部５０Ｂは処理を終了する。

したがって、本実施の形態のステアリング装置２Ｂでは、制御部５０Ｂは、操舵トルクＴと複数の閾値とを比較することにより、運転者の操舵意図を多段階的に判定することができる。

（実施の形態４）
次に、図１３及び図１４を参照しながら、実施の形態４に係るステアリング装置２Ｃの機能構成について説明する。図１３は、実施の形態４に係るステアリング装置２Ｃの機能構成を示すブロック図である。図１４は、実施の形態４に係る変換マップの概念を示す図である。

図１３に示すように、本実施の形態のステアリング装置２Ｃでは、機能構成として記憶部４８が設けられており、実施の形態１で説明したトルクセンサは設けられていない。なお、実施の形態１では、手動運転モードにおいて、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴに基づいて転舵モータ５２を制御するトルクフィードバック制御が行われたが、本実施の形態では、手動運転モードにおいて、操舵角センサ６により検出された操舵角θに基づいて転舵モータ５２を制御する角度フィードバック制御が行われる。

記憶部４８（記憶部の一例）は、変換マップ（対応情報の一例）を記憶する。図１４に示すように、変換マップは、反力モータ１４（検出部の一例）からの電流値Ｉ（パラメータの一例）と操舵角センサ６により検出された操舵角θと転舵角δとの対応関係を示すデータテーブルである。なお、反力モータ１４からの電流値Ｉとは、操舵反力に応じて反力モータ１４から出力される電流の値である。反力モータ１４からの電流値Ｉの大きさは、操舵反力の大きさに比例する。

制御部５０Ｃは、自動運転モードにおいて、反力モータ１４を制御することにより、ステアリングホイール４の回動のロックを緩和して、ステアリングホイール４の回動を、中立位置を中心とする微小な回動範囲でのみ許容している。すなわち、反力モータ１４は、ステアリングホイール４の中立位置を中心として第１の回動範囲よりも小さい第２の回動範囲（例えば１０°以下）での回動を許容し、且つ、ステアリングホイール４の第２の回動範囲を超える回動を規制する。

制御部５０Ｃは、自動運転モードにおいて、記憶部４８に記憶された変換マップに基づいて、反力モータ１４からの電流値Ｉ及び操舵角センサ６により検出された第２の回動範囲における操舵角θを転舵角δに変換する。これにより、制御部５０Ｃは、変換した転舵角δに基づいて転舵モータ５２を制御する。

次に、図１５を参照しながら、制御部５０Ｃの処理について説明する。図１５は、実施の形態４に係るステアリング装置２Ｃの制御部５０Ｃの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、上記実施の形態１と同様に、自動運転モードの開始時において、ステアリングホイール４の回動が中立位置でロックされ、且つ、ステアリングホイール４が折り畳まれた状態で、運転者が咄嗟の危険回避のために車両を手動で操舵する必要がある場合について説明する。この時、上述したように、ステアリングホイール４の回動のロックは緩和されている。

運転者は、例えば車両を右に車線変更する必要がある場合には、折り畳まれたステアリングホイール４を手で把持して、上述した図３の矢印６０で示すように、ステアリングホイール４に対して第１の回動軸２０周りに正方向の操舵トルクを加える。この時、ステアリングホイール４の回動のロックは緩和されているので、ステアリングホイール４が第１の回動軸２０周りに第２の回動範囲で回動した後に、第２の回動範囲を超えるステアリングホイール４の回動がロックされる。

制御部５０Ｃは、操舵角センサ６により検出された第２の回動範囲における操舵角θと、反力モータ１４からの電流値Ｉとを取得する（Ｓ５０１）。その後、制御部５０Ｃは、記憶部４８に記憶された変換マップに基づいて、反力モータ１４からの電流値Ｉ及び操舵角センサ６により検出された第２の回動範囲における操舵角θを転舵角δに変換する（Ｓ５０２）。その後、制御部５０Ｃは、変換した転舵角δに基づいて転舵モータ５２を制御する（Ｓ５０３）。

したがって、本実施の形態のステアリング装置２Ｃでは、ステアリングホイール４の回動のロックは緩和されているので、ステアリングホイール４に対して操舵トルクを加える際の操作性を高めることができる。また、制御部５０Ｃは、変換マップに基づいて電流値Ｉ及び操舵角θを転舵角δに変換するので、転舵角δを算出する際の分解能を高めることができる。

なお、本実施の形態ではトルクセンサを省略したが、トルクセンサを設けた場合には、制御部５０Ｃは、トルクセンサにより検出された操舵トルクＴのみに基づいて、転舵角δを決定してもよい。この場合、制御部５０Ｃは、例えば記憶部４８に記憶された変換テーブルに基づいて操舵トルクＴを操舵角θに変換し、変換した操舵角θに基づいて転舵角δを決定することができる。

あるいは、トルクセンサを設けた場合には、変換マップは、トルクセンサにより検出された操舵トルクＴ（パラメータの一例）と操舵角センサ６により検出された操舵角θと転舵角δとの対応関係を示すデータテーブルであってもよい。この場合、制御部５０Ｃは、変換マップに基づいて、トルクセンサにより検出された操舵トルクＴ及び操舵角センサ６により検出された第２の回動範囲における操舵角θを転舵角δに変換する。

（変形例等）
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、上記実施の形態１〜３において、上記実施の形態４と同様にトルクセンサ８を省略してもよい。この場合、パラメータとして、操舵トルクＴに代えて例えば反力モータ１４からの電流値Ｉを用いることができる。例えば上記実施の形態２においてパラメータとして反力モータ１４からの電流値Ｉを用いる場合、制御部５０Ａは、自動運転モードにおいて、トルクセンサ８により検出された操舵トルクＴの方向（符号）に代えて、反力モータ１４からの電流値Ｉの微分値の符号に基づいて、運転者の操舵意図を判定する。

また、上記実施の形態１〜４では、反力モータ１４を用いてステアリングホイール４の回動をロックしたが、これに限定されず、回動規制部として例えば機械的なロック機構を用いて、ステアリングホイール４の回動をロックしてもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、ステアリングホイール４の収納動作中において運転者が車両を手動で操作する場合について説明したが、これに限定されず、運転者が車両を手動で操作するタイミングは任意のタイミングであってもよい。例えば、ステアリングホイール４の収納動作前又は収納完了後であってもよく、あるいは、ステアリングホイール４の取り出し動作中であってもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、ステアリングホイール４を折り畳んだ状態でダッシュボード２４の内部に収納したが、これに限定されず、ステアリングホイール４の収納方式は任意の収納方式であってもよい。例えば、ステアリングホイール４を折り畳むことなく、起立姿勢のステアリングホイール４をダッシュボード２４の前面に沿わせるようにして収納してもよい。

本発明に係るステアリング装置は、例えば運転モードとして手動運転モードと自動運転モードとを切り替えることができる自動車等に適用可能である。

２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ：ステアリング装置、４：ステアリングホイール、６：操舵角センサ、８：トルクセンサ、１０：移動機構、１２：折り畳み機構、１４：反力モータ、１６，１８：転舵輪、２０：第１の回動軸、２２，３６，６０，６２：矢印、２４：ダッシュボード、２６：基礎ガイド、２８：中間ガイド、３０：可動部材、３２，４２：駆動モータ、３４：ヒンジ、３８：第２の回動軸、４０：軸体、４４：接続部、４６：減速機、４８：記憶部、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ：制御部、５２：転舵モータ、５４：ピニオンシャフト、５６：転舵シャフト、５８：インストルメンタルパネル

Claims

車両の操舵に用いられるステアリング装置であって、
第１の回動軸周りに回動するステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールの回動を規制する回動規制部と、
前記ステアリングホイールの回動が規制されている際に、前記ステアリングホイールに対して前記第１の回動軸周りに加えられたトルクに関連するパラメータを検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記パラメータに基づいて、前記車両の転舵輪の転舵角を制御する制御部と、を備える
ステアリング装置。
前記制御部は、前記パラメータに基づいて運転者の操舵意図を判定し、判定した前記操舵意図に基づいて前記転舵角を制御する
請求項１に記載のステアリング装置。
前記ステアリングホイールは、前記第１の回動軸周りに中立位置を中心として第１の回動範囲で回動し、
前記回動規制部は、前記ステアリングホイールの前記中立位置を中心として前記第１の回動範囲よりも小さい第２の回動範囲での回動を許容し、且つ、前記ステアリングホイールの前記第２の回動範囲を超える回動を規制する
請求項１に記載のステアリング装置。
前記ステアリング装置は、さらに、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、
前記パラメータと、前記ステアリングホイールの前記第２の回動範囲における前記操舵角と、前記転舵角との対応関係を示す対応情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記対応情報に基づいて、前記パラメータ及び前記操舵角を前記転舵角に変換する
請求項３に記載のステアリング装置。
前記検出部は、前記ステアリングホイールに対して前記第１の回動軸周りに加えられたトルクを前記パラメータとして検出するトルクセンサである
請求項１〜４のいずれか１項に記載のステアリング装置。
前記検出部は、前記ステアリングホイールを回動させた際に、前記ステアリングホイールの回動方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生させる反力モータであり、
前記パラメータは、前記反力モータから前記操舵反力に応じて出力される電流値である
請求項１〜４のいずれか１項に記載のステアリング装置。
前記ステアリング装置は、さらに、前記ステアリングホイールを、前記車両のダッシュボードから突出した使用位置と、前記使用位置よりも前記ダッシュボードに近い収納位置との間で往復移動させる移動機構を備え、
前記回動規制部は、前記ステアリングホイールを前記使用位置から前記収納位置に移動させる際に、前記ステアリングホイールの回動を規制する
請求項１〜６のいずれか１項に記載のステアリング装置。
前記ステアリング装置は、さらに、前記ステアリングホイールを前記使用位置から前記収納位置に移動させる際に、前記ステアリングホイールを、前記第１の回動軸と交差する第２の回動軸周りに回動させて折り畳む折り畳み機構を備え、
前記検出部は、折り畳まれた前記ステアリングホイールに対して前記第１の回動軸周りに加えられたトルクに関連する前記パラメータを検出する
請求項７に記載のステアリング装置。