JP2021041824A - Steering operation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステムに用いられるステアリング操作装置に関する。 The present invention relates to a steering operating device used in a steer-by-wire type vehicle steering system.
運転者がステアリングホイール等のステアリング操作部材に加える力に依存せず、アクチュエータの発生させる力によってそのステアリング操作部材の操作量に応じた車輪の転舵を実現する車両用ステアリングシステム、すなわち、ステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステムでは、ステアリング操作部材を有するステアリング操作装置と、車輪を転舵する車輪転舵装置とが、電気的に接続されるようにして構成される。したがって、ステアリング操作部材を、特定の若しくは任意の操作位置に維持させる場合、言い換えれば、特定の若しくは任意の操作位置においてステアリング操作部材の操作を禁止する場合には、ステアリング操作装置に、ロック装置を設ける必要がある。このロック装置(以下、「ステアリングロック装置」と呼ぶ場合がある)に関して、例えば、下記特許文献に記載された技術が存在する。その技術では、ステアリングホイールと一体的に回転するステアリングシャフトを把持するようにして、ステアリングホイールの動作を禁止する、すなわち、ステアリングホイールをロックする。そのようなステアリングロック装置によって、ステアリングホイールの操作位置(回転位置であり、「操作角」と呼ぶこともできる)がどの位置であっても、その位置において、ステアリングホイールをロックすることが可能となっている。 A vehicle steering system that realizes steering of the wheels according to the amount of operation of the steering operating member by the force generated by the actuator without depending on the force applied by the driver to the steering operating member such as the steering wheel, that is, steer-by-wire. In the type of vehicle steering system, a steering operating device having a steering operating member and a wheel steering device for steering the wheels are configured to be electrically connected. Therefore, when the steering operating member is maintained at a specific or arbitrary operating position, in other words, when the operation of the steering operating member is prohibited at the specific or arbitrary operating position, the steering operating member is provided with a lock device. Need to be provided. Regarding this lock device (hereinafter, may be referred to as a "steering lock device"), for example, there is a technique described in the following patent document. The technique prohibits the operation of the steering wheel by gripping the steering shaft that rotates integrally with the steering wheel, that is, locks the steering wheel. With such a steering lock device, it is possible to lock the steering wheel at any position (rotational position, which can also be called an "operation angle") of the steering wheel. It has become.
ステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステム(以下、単に、「ステアバイワイヤシステム」と言う場合がある)は、現在、開発途上にあり、ステアリング操作装置、詳しくは、ステアリング操作装置が有するステアリングロック装置の構造,制御等に改良を施すことによって、ステアバイワイヤシステムの実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステムを提供することを課題とする。 The steering system for vehicles of the steer-by-wire type (hereinafter, may be simply referred to as "steering-by-wire system") is currently under development, and the structure of the steering operating device, specifically, the steering lock device of the steering operating device. , It is possible to improve the practicality of the steering-by-wire system by improving the control and so on. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly practical steering system for a steer-by-wire vehicle.
上記課題を解決するために、本発明の第1のステアリング操作装置は、ステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステムに用いられるステアリング操作装置であって、( a)運転者によって操作されるステアリング操作部材と、( b)ステアリング操作部材と連動する可動体と、( c)前記可動体を一方向の側から係止して前記ステアリング操作部材の左旋回方向の操作を禁止するための左側ストッパ、および、前記可動体を前記一方向とは反対の方向の側から係止して前記ステアリング操作部材の右旋回方向の操作を禁止するための右側ストッパと、( d)前記左側ストッパを移動させてその左側ストッパが前記可動体を係止する位置である左側係止位置を変更する左側係止位置変更機構、および、前記右側ストッパを移動させてその右側ストッパが前記可動体を係止する位置である右側係止位置を変更する右側係止位置変更機構とを備え、前記左側係止位置変更機構および前記右側係止位置変更機構の作動によって、任意の操作位置において、前記ステアリング操作部材の左旋回方向および右旋回方向のいずれの操作をも禁止可能とされたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the first steering operating device of the present invention is a steering operating device used in a steering system for a steer-by-wire vehicle, and (a) a steering operating member operated by a driver. , (B) A movable body that interlocks with the steering operating member, (c) a left stopper for locking the movable body from one direction and prohibiting the operation of the steering operating member in the left turning direction, and The right stopper for locking the movable body from the side opposite to the one direction to prohibit the operation of the steering operating member in the right turning direction, and (d) the left stopper are moved and the same. The left locking position changing mechanism for changing the left locking position, which is the position where the left stopper locks the movable body, and the position where the right stopper is moved and the right stopper locks the movable body. A right-side locking position changing mechanism for changing the right-side locking position is provided, and by operating the left-side locking position changing mechanism and the right-side locking position changing mechanism, the steering operating member is turned to the left at an arbitrary operating position. It is characterized in that it is possible to prohibit any operation in the right turning direction.
また、上記課題を解決するために、本発明の第2のステアリング操作装置は、ステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステムに用いられるステアリング操作装置であって、運転者によって操作されるステアリング操作部材と、前記ステアリング操作部材を任意の操作位置に位置させることが可能な操作位置変更装置と、任意の操作位置において前記ステアリング操作部材の操作を禁止するステアリングロック装置と、それら操作位置変更装置とステアリングロック装置とを制御するコントローラとを備え、前記コントローラが、前記車両用ステアリングシステムが搭載されている車両が自動運転を行う場合に、前記操作位置変更装置を制御して、前記ステアリング操作部材を、当該車両を直進させるときの操作位置である直進位置に位置させ、かつ、前記ステアリングロック装置を制御して、その直進位置において前記ステアリング操作部材の操作を禁止するように構成されたことを特徴とする。 Further, in order to solve the above problems, the second steering operating device of the present invention is a steering operating device used in a steering system for a steer-by-wire type vehicle, and includes a steering operating member operated by the driver. An operation position changing device capable of positioning the steering operating member at an arbitrary operating position, a steering lock device for prohibiting the operation of the steering operating member at an arbitrary operating position, and the operating position changing device and the steering lock device. When the vehicle equipped with the steering system for the vehicle performs automatic driving, the controller controls the operation position changing device to control the steering operating member of the vehicle. It is characterized in that it is positioned at a straight-ahead position, which is an operation position when the steering wheel is straight-ahead, and the steering lock device is controlled to prohibit the operation of the steering operation member at the straight-ahead position.
上述の左側ストッパおよび右側ストッパは、通常、ステアリング操作部材の操作範囲を規定するものである。上記本発明の第1のステアリング操作装置によれば、それら左側ストッパと右側ストッパとを独立して動かすことにより、いずれの操作位置においても、簡便に、ステアリングロックを行うことができる。 The left-hand stopper and the right-hand stopper described above usually define the operating range of the steering operating member. According to the first steering operation device of the present invention, by moving the left side stopper and the right side stopper independently, the steering lock can be easily performed at any operation position.
また、自動運転では、ステアリング操作部材の操作は必要とされず、上記本発明の第2のステアリング操作装置によれば、自動運転の際に、通常の運転、すなわち、自動操舵が行われないときの運転において車両を直進させるときの上記直進位置において、ステアリングロックが行われるため、自動運転における当該車両の運転者が感じる違和感をなくすことができる。言い換えれば、自動運転における運転者の煩わしさを軽減することが可能となる。 Further, in automatic driving, the operation of the steering operating member is not required, and according to the second steering operating device of the present invention, normal driving, that is, when automatic steering is not performed during automatic driving. Since the steering lock is performed at the straight-ahead position when the vehicle is driven straight in the above-mentioned driving, it is possible to eliminate the discomfort felt by the driver of the vehicle in the automatic driving. In other words, it is possible to reduce the annoyance of the driver in automatic driving.
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例であるステアリング操作装置を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。 Hereinafter, as a mode for carrying out the present invention, a steering operating device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the present invention can be carried out in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
[A]車両用ステアリングシステムの全体構成
実施例のステアリング操作装置が用いられているステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステム(以下、単に、「ステアリングシステム」という場合がある)は、図1に示すように、当該ステアリング操作装置10と、1対の車輪12を転舵する車輪転舵装置14と、当該ステアリングシステムの制御を司るコントローラ16とを含んで構成されている。
[A] Overall Configuration of Steering System for Vehicles The steering system for vehicles of the steer-by-wire type (hereinafter, may be simply referred to as “steering system”) in which the steering operating device of the embodiment is used is as shown in FIG. The
ステアリング操作装置10は、後に詳しく説明するが、ステアリング操作部材としてのステアリングホイール20を回転可能に保持するとともに車体に保持されたステアリングコラム22と、ステアリングホイール20に操作反力を付与する反力モータ24と、ステアリングホイール20の直進位置を基準とした操作位置を検出するための操作位置センサ26とを含んで構成されている。ちなみに、直進位置は、通常の運転において当該車両を直進させるときの操作位置であり、ステアリングホイール20が直進位置に位置する状態を中立状態とすれば、本ステアリングシステムでは、操作位置は、その中立状態からのステアリングホイール20の左右への操作の角度、すなわち、操作角である。したがって、理解を容易にするため、以下、操作位置を、操作角と、操作位置センサ26を、操作角センサ26と、それぞれ呼ぶこととする。
The
車輪転舵装置14は、図示を省略する左右のサスペンションアームにそれぞれ回動可能に保持されて1対の車輪12を回転可能に保持する1対のステアリングナックル30と、ステアリングロッド32を保持してそのステアリングロッド32を左右に動かす転舵アクチュエータ34とを含んで構成されている。ステアリングロッド32の両端は、それぞれ、リンクロッド36を介して1対のステアリングナックル30から延び出すナックルアーム38に連結されている。
The
転舵アクチュエータ34は、ステアリングロッド32を保持するハウジング40を有しており、ハウジング40内において、ステアリングロッド32にはねじ溝が形成されている。ハウジング40内には、ベアリングボールを保持してステアリングロッド32のねじ溝と噛合するナットが、回転可能に保持されている。つまり、転舵アクチュエータ34は、ステアリングロッド32とナットとによって構成されるボールねじ機構を有しているのである。ハウジング40には、転舵モータ42が併設されており、その転舵モータ42は、伝達ベルト44を介してナットを回転する。転舵アクチュエータ34は、ナットの回転量、すなわち、転舵モータ42の回転量に応じた角度だけ車輪12を転舵する。車輪12の転舵の角度は、ステアリングロッド32の左右への移動量に比例しており、転舵アクチュエータ34には、車輪12の転舵の角度に相当したステアリングロッド32の移動量を、転舵量として、ラック&ピニオン機構を介して検出する転舵量センサ46が設けられている。
The
コントローラ16は、CPU,ROM,RAM等によって構成されるコンピュータ、それぞれがブラシレスDCモータである反力モータ24,転舵モータ42のドライバであるインバータ等を有している。当該ステアリングシステムの制御は、コントローラ16の上記コンピュータが、所定のプログラムを実行することによって行われる。自動運転等が行われていない通常時の制御、すなわち、基本制御について簡単に説明すれば、その基本制御では、コントローラ16は、操作角センサ26によって検出されたステアリングホイール20の操作角に基づき、転舵量センサ46によって検出される転舵量が、その操作角に応じて決定される目標転舵量となるように、転舵アクチュエータ34の転舵モータ42の回転量を制御する。また、コントローラ16は、ステアリングホイール20に、上記中立状態に復帰させる向きの操作反力を、検出された操作角に応じた大きさで付与すべく、ステアリング操作装置10の反力モータ24を制御する。
The
[B]ステアリング操作装置の基本構造
図2をも参照しつつ説明すれば、ステアリング操作装置10は、軸線Lの延びる方向である軸線方向におけるステアリングコラム22の車両後方側に、ステアリングホイール20が配置されており、車両前方側の端部に、反力モータ24が付設されている。ステアリングコラム22は、筒状のケーシング(以下、「ケーシング筒」という場合がある)50と、そのケーシング筒50の内部において、軸線Lが自身の軸線と一致した姿勢で、当該ケーシング筒50に回転可能に保持されたステアリングシャフト52とを含んで構成されている。
[B] Basic structure of the steering operating device Explaining with reference to FIG. 2, in the
ステアリングシャフト52は、後方側シャフト54と、前方側シャフト56と、それら後方側シャフト54と前方側シャフト56とを連結するトーションバー58とを含んで構成されている。後方側シャフト54は、1対のラジアルベアリング60によって、前方側シャフト56は、1対のラジアルベアリング62によって、それぞれ回転可能にケーシング筒50に保持されている。後方側シャフト54は、前端に開口して軸線方向に延びる有底穴64を有しており、前方側の部分が筒状とされている。トーションバー58は、その有底穴64に軸線方向に延びる姿勢で内在させられており、トーションバー58の後端部は、その有底穴64の底の部分に、前端部は、前方側シャフト56の後端に、それぞれセレーション嵌合によって嵌め入れられている。
The
ステアリングホイール20は、後方側シャフト54の後端に固定的に取り付けられている。運転者がステアリングホイール20を回転操作すれば、ステアリングホイール20と一体的にステアリングシャフト52も回転する。反力モータ24は、モータ軸66が前方側シャフト56の前端にセレーション嵌合によって嵌め入れられた状態で、ケーシング筒50の前端部に固定的に保持されている。
The
反力モータ24に電流を供給すれば、反力モータ24は、ステアリングシャフト52に、回転力(回転トルク)をモータ力として与える。つまり、供給する電流に応じた大きさのモータ力が、ステアリングシャフト52に付与される。運転者がモータ力よりも大きな回転力(回転トルク)を操作力として付与しつつステアリングホイール20を回転させれば、ステアリングシャフト20は、そのモータ力をステアリングホイール20の操作に対する反力、つまり、操作反力として受けた状態で回転する。一方で、モータ力が操作力を上回る場合には、操作力に抗して、ステアチングシャフト52、すなわち、ステアリングホイール20は回転し、さらに言えば、ステアリングホイール20に操作力が付与されてない場合も、モータ力によってステアリングホイール20は回転する。つまり、反力モータ24のモータ力は、操作反力としてだけでなく、積極的にステアリングホイール20を回転させる力、言い換えれば、ステアリングホイール20の操作角(操作位置)を変更する力としても機能する。
When a current is supplied to the
上記操作力と上記モータ力とが対抗する場合、実際には、それらはステアリングシャフト52において釣り合う。そこで、その釣り合った力を操作力として考えれば、その操作力の大きさに応じた量だけ、上記トーションバー58は、捩り変形する。ステアリング操作装置10には、その捩り量を検出する検出子68が、後方側シャフト54の有底穴64の前端に付設されている。つまり、ステアリング操作装置10は、その検出子68を主体として構成され、ステアリングホイール20に加えられる操作力を検出するための操作力センサ70を有しているのである。
When the operating force and the motor force oppose each other, they are actually balanced at the steering
また、操作角センサ26は、ケーシング筒50の後端部に付設されている。操作角センサ26は、後方側シャフト54と一体的に回転する被検出子としてのフランジ72と、そのフランジ72の回転角を検出するドーナッツ状の検出子74とを含んで構成されている。
Further, the
本ステアリング操作装置10は、ステアリングホイール20の操作範囲を規定するために、2つの操作エンド規定機構80、詳しくは、左旋回方向の操作エンドである左側エンドを規定するための左側エンド規定機構80L、および、右旋回方向の操作エンドである右側エンドを規定するための右側エンド規定機構80Rを有している。
The
左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rは、それぞれ、ベアリングニードル82を介して、ステアリングシャフト52の前方側シャフト56に回転可能に支持されたウォームホイール84L,84Rを有している。それらウォームホイール84L,84Rは、軸線方向において互いに離間させられて配設され、スラストベアリング86を介して、軸線方向に移動不能にケーシング筒50に保持されている。左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rは、それぞれ、それらウォームホイール84L,84Rと噛合するウォーム88L,88R、それらウォーム88L,88Rを回転させる電動モータ(以下、「エンド変更モータ」という場合がある)90L,90Rを有している。
The left
ウォームホイール84L,84Rには、それぞれ、互いに向かい合う面に、片状のストッパ92、詳しくは、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが、固定的に付設されている。一方で、前方側シャフト56には、ウォームホイール84L,84Rの間の位置において、被係止リング94が固定的に嵌められており、その被係止リング94には、周方向の1箇所において、それぞれが、前方,後方に突出する凸部96L,96Rが設けられている。ステアリングホイール20を左旋回方向に操作し、凸部96Lが左側ストッパ92Lに当接することによって、左側エンドを超えたステアリングホイール20の操作が禁止される。同様に、ステアリングホイール20を右旋回方向に操作し、凸部96Rが右側ストッパ92Rに当接することによって、右側エンドを超えたステアリングホイール20の操作が禁止される。ちなみに、凸部96L,96Rが、それぞれ、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rに当接しても、言い換えれば、凸部96L,96Rが、それぞれ、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rによって係止された状態でも、ウォームホイール84L,84Rとウォーム88L,88Rとの逆効率によって、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが動くことはない。
The
換言して説明すれば、被係止リング94は、ステアリングホイール20と連動する可動体として機能し、左側ストッパ92Lは、可動体である被係止リング94を凸部96Lにおいて一方向の側から係止してステアリングホイール20の左旋回方向の操作を、右側ストッパ92Rは、可動体である被係止リング94を凸部96Rにおいて上記一方向とは反対の方向の側から係止してステアリングホイール20の右旋回方向の操作を、それぞれ禁止するものとされているのである。
In other words, the locked
そして、エンド変更モータ90L,90Rを作動させることによって、それぞれ、ウォームホイール84L,84Rを軸線Lのまわりに回転させることで、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rの位置を変更することが可能である。言い換えれば、当該ステアリング操作装置10は、左側ストッパ92Lによる凸部96Lの係止位置である左側係止位置を、右側ストッパ92Rによる凸部96Rの係止位置である右側係止位置を、それぞれ変更することで、ステアリングホイール20の操作における左側エンド,右側エンドを変更し、ステアリングホイール20の操作範囲を変更することが可能とされているのである。
Then, by operating the
換言して説明すれば、ウォームホイール84L,ウォーム88L,エンド変更モータ90Lを含んで、左側ストッパ92Lを移動させて左側係止位置を変更する左側係止位置変更機構が、ウォームホイール84R,ウォーム88R,エンド変更モータ90Rを含んで、右側ストッパ92Rを移動させて右側係止位置を変更する右側係止位置変更機構が、それぞれ、構成されているのである。
In other words, the left locking position changing mechanism that includes the
左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rを模式的に示す斜視図である図3を参照しつつ説明すれば、図3(a)は、ステアリングホイール20が直進位置(当該車両を直進させるときの操作位置であり、中立位置と呼ぶこともできる)に位置させられ、被係止リング94の凸部96L,96Rのいずれもが、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rによっては係止されていない状態を示している。一方、図3(b)は、右側ストッパ92Rが動かされ、かつ、凸部96Rがその右側ストッパ92Rによって係止された状態、すなわち、ステアリングホイール20が操作範囲における右側エンドに位置させられた状態を示している。
Explaining with reference to FIG. 3, which is a perspective view schematically showing the left
さらに、左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rを軸線方向の視点から模式的に示す図4をも参照しつつ説明すれば、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが、ぞれぞれ、図4(a)に示す位置に位置していれば、左側エンドEL,右側エンドERで規定されるステアリングホイール20の操作範囲ORは、約360°となる。それに対して、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが、ぞれぞれ、図4(b)に示す位置に位置していれば、左側エンドEL,右側エンドERで規定されるステアリングホイール20の操作範囲ORは、約255°となる。例えば、車両の走行速度が高くなるにつれて、操作範囲を小さくすべく、図4(a)に示す状態から図4(b)に示す状態に徐々に移行させるような使い方が可能である。
Further, if the left
[C]ステアリングロック装置
本ステアリング操作装置10には、左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rを利用したステアリングロック装置100が設けられている。言い換えれば、ステアリング操作装置10は、左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rを含んで構成されたステアリングロック装置100、すなわち、ステアリングホイール20の操作位置の変動を、左旋回方向と右旋回方向との両方において禁止する装置が設けられている。詳しく言えば、ステアリングホイール20がある操作位置に位置するときに、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rによって、凸部96L,凸部96Rを、互いに反対の方向から挟むようにして、それぞれ係止することで、その位置において、ステアリングホイール20の操作が、左旋回方向においても右旋回方向においても禁止されるのである。つまり、ステアリングロック装置100は、左側係止位置,右側係止位置を互いに独立して変更することで、任意の操作位置においてステアリングホイール20をロックさせることが可能とされているのである。
[C] Steering lock device The
図3,図4を参照しつつ具体的に説明すれば、図3(c),図4(c)は、直進位置において、ステアリングホイール20の操作が禁止された状態を示しており、図4(d)は、ステアリングホイール20が左旋回方向にある程度操作された位置において、ステアリングホイール20の操作が禁止された状態を示している。
More specifically, with reference to FIGS. 3 and 4, FIGS. 3 (c) and 4 (c) show a state in which the operation of the
[D]ステアリングロックに関する制御
左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rの各々のエンド変更モータ90L,90Rの動作の制御も、コントローラ16によって行われる。エンド変更モータ90L,90Rは、ブラシレスDCモータであり、コントローラ16は、それらエンド変更モータ90L,90Rのドライバとしてのインバータを有している。コントローラ16は、エンド変更モータ90L,90Rの回転角を、常時モニタしており、現時点での左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rの各々による左側係止位置,右側係止位置を把握している。ちなみに、通常の車両の走行においては、左側係止位置,右側係止位置は、図4(a)に示す位置(以下、「通常走行位置」という場合がある)とされている。
[D] Control related to steering lock The operation of the
当該車両を停車させて、イグニッションスイッチ(以下、「IG/SW」という場合がある)をOFFとした場合、その時点での操作位置(以下、「停車時位置」という場合がある)で、上記ステアリングロック装置100によって、ステアリングホイール20がロックされる。詳しく言えば、IG/SWをOFFしたときに、反力モータ24によって、ステアリングホイール20を停車時位置に維持しつつ、例えば操作角センサ26によって検出されている操作角に基づいてエンド変更モータ90L,90Rを制御し、停車時位置に対応する左側係止位置,右側係止位置に、それぞれ、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rを移動させる。
When the vehicle is stopped and the ignition switch (hereinafter, may be referred to as "IG / SW") is turned off, the above is the operating position at that time (hereinafter, may be referred to as "stopped position"). The
IG/SWをOFFしたときに、停車時位置においてステアリングホイール20をロックすることで、ステアバイワイヤ型の本ステアリングシステムにおいて、車輪転舵装置14による車輪12の転舵位置と、ステアリング操作装置10におけるステアリングホイール20の操作角(操作位置)とのズレが、防止される。また、ステアリングホイール20がロックされていることで、運転者の当該車両に対する乗り降りの際、ステアリングホイール20に手を掛けた乗り降り、すなわち、ステアリングホイール20を体の支えとした乗り降りを行うことが可能となる。
By locking the
一方で、当該車両が自動運転される際には、ステアリングホイール20は、直進位置でロックされる。詳しく言えば、自動運転の開始をトリガとして、ステアリングホイール20が直進位置に位置していない場合には、反力モータ24によって、例えば操作角センサ26によって検出される操作角に基づいて、ステアリングホイール20を直進位置まで動かした後に、エンド変更モータ90L,90Rを制御し、直進位置に対応する左側係止位置,右側係止位置に、それぞれ、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rを移動させる。
On the other hand, when the vehicle is automatically driven, the
自動運転では車輪12がステアリングホイール20の操作とは関係なく自動で転舵される。自動運転において自動操舵が行われても、ステアリングホイール20を直進位置でロックさせることにより、自動運転において運転者が感じる違和感をなくすことができる。言い換えれば、自動運転における運転者の煩わしさを軽減することが可能となる。
In automatic driving, the
なお、自動運転中に、運転者がステアリングホイール20にある程度の操作力を加えた場合には、当該自動運転を解除すべく、言い換えれば、運転者によるステアリングホイール20の操作を可能とすべく、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが上記通常走行位置にまで退避させられる。ちなみに、運転者がステアリングホイール20に加える操作力は、上記操作力センサ70によって検出することができる。
If the driver applies a certain amount of operating force to the
ここで、反力モータ24の機能について説明すれば、反力モータ24は、ステアリングホイール20に上述の操作反力を付与する機能に加え、ステアリングホイール20を積極的に回転移動させて、操作位置を変更する機能をも有している。つまり、本ステアリング操作装置10は、反力モータ24を含んで構成される装置であって、ステアリングホイール20を任意の操作位置に位置させることが可能な操作位置変更装置を備えていると考えることができるのである。
Here, the function of the
ステアリングロックに関する上記制御は、コントローラ16の上記コンピュータが、図5にフローチャートを示すステアリングロック制御プログラムを、IG/SWがONとされたときから、短い時間ピッチで繰り返し実行することによって行われる。以下に、そのプログラムに従う処理について、簡単に説明する。
The control related to the steering lock is performed by the computer of the
まず、ステップ1(以下、「S1」と略す。他のステップも同様である)において、自動運転フラグFAが、“1”であるか否かが判定される。この自動運転フラグFAは、当該車両において自動運転が行われているときに“1”とされ、初期値および自動運転が行われていないときに“0”とされるフラグである。 First, in step 1 (hereinafter, abbreviated as “S1”; the same applies to the other steps), it is determined whether or not the automatic operation flag FA is “1”. This automatic driving flag FA is a flag that is set to "1" when automatic driving is being performed in the vehicle, and is set to "0" when the initial value and automatic driving are not being performed.
S1において自動運転フラグFAが“1”ではないとき、S2において、今回の当該プログラムの実行において、IG/SWがONとされたか否かが判定される。今回IG/SWがONとされたと判定された場合には、S3において、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが、それぞれ、通常走行位置まで退避させられる。S2において今回IG/SWがONとされたのではないと判断された場合には、S3の処理はスキップされる。
When the automatic operation flag FA is not "1" in S1, it is determined in S2 whether or not IG / SW is turned ON in the execution of the program this time. When it is determined that the IG / SW is turned on this time, the
続くS4において、今回自動運転が開始されたか否かが判定される。自動運転が開始された場合には、S5において、自動運転フラグFAが、“1”とされる。続くS6において、反力モータ24を作動させて、ステアリングホイール20を直進位置に位置させ、S7において、ステアリングホイール20を直進位置においてロックさせるべく、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rをそれぞれ、直進位置に対応する位置まで前進させる。ちなみに、S4において、今回自動運転が開始されたのではないと判定された場合には、S5〜S7の処理はスキップされる。
In the following S4, it is determined whether or not the automatic operation has been started this time. When the automatic operation is started, the automatic operation flag FA is set to "1" in S5. In the following S6, the
S7の処理の後、若しくは、S1において自動運転フラグFAが“1”であると判断された場合には、S8において、操作力センサ70によって検出された操作力(操作トルク)Tqが、設定値Tq0を超えているか否かが判定される。操作力Tqが設定値Tq0を超えている場合には、S9において、自動運転の解除に伴って、ステアリングホイール20の通常の操作を可能とすべく、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが通常走行位置にまで退避させられ、S10において、自動運転フラグFAが“0”にリセットされる。S8において操作力Tqが設定値Tq0以下であると判断された場合には、S9,S10の処理はスキップされる。
After the processing of S7, or when it is determined in S1 that the automatic operation flag FA is "1", the operating force (operating torque) Tq detected by the operating
S10において動運転フラグFAが“0”にリセットされた後、若しくは、S4において今回自動運転が開始されていないと判定された場合、S11において、今回IG/SWがOFFとされたか否かが判定される。今回IG/SWがOFFとされた場合、S12において、反力モータ24を作動させて、ステアリングホイール20を現時点での位置である停車時位置に維持する。その後、S13において、ステアリングホイール20を停車時位置でロックすべく、左側ストッパ92L,右側ストッパ92Rが動かされる。S11において今回IG/SWがOFFとはされていないと判定された場合には、S12,S13の処理はスキップされる。以上が、ステアリングロック制御プログラムの1回の実行による処理である。
After the dynamic operation flag FA is reset to "0" in S10, or when it is determined in S4 that the automatic operation has not been started this time, it is determined in S11 whether or not the IG / SW is turned off this time. Will be done. When the IG / SW is turned off this time, in S12, the
[E]変形例
上記実施例のステアリング操作装置10では、ステアリングホイール20をロックするに際して、反力モータ24を作動させることによって、ステアリングホイール20の操作位置を変更している。そのような操作位置の変更に代えて、エンド変更モータ90L若しくは90Rを作動させ、左側ストッパ92L若しくは右側ストッパ92Rを動かすことによって、ステアリングホイール20の操作位置を変更させてもよい。そのような操作位置の変更を採用する場合、ステアリングロック装置100自体、すなわち、左側エンド規定機構80L,右側エンド規定機構80Rが、ステアリングホイール20を任意の操作位置に位置させる操作位置変更装置として機能することとなる。
[E] Modification example In the
上記実施例のステアリング装置10では、ステアリングロック装置100が、ステアリングシャフト52におけるトーションバー58のステアリングホイール20とは反対側の箇所、すなわち、前方側シャフト56に対して設けられていた。そのような構成に代えて、同様のステアリングロック装置を、ステアリングシャフト52におけるトーションバー58のステアリングホイール20側の箇所、すなわち、後方側シャフト54に対して設けてもよい。そのような構成を採用する場合、被係止リングの凸部と、左側ストッパおよび右側ストッパとの間に、それらの当接の際を衝撃を和らげるために、ゴム等の緩衝部材を配設することが望ましい。また、ステアリングロック中において、そのような緩衝部材の変形を伴ったステアリングホイール20の操作角の変化を操作角センサ26によって検出することで、ステアリングホイール20に付与される操作力の大きさを判断することも可能であり、その操作力が設定値を超えた場合に、自動運転を解除するようにしてもよい。
In the
10:ステアリング操作装置 12:車輪 14:車輪転舵装置 16:コントローラ 20:ステアリングホイール〔ステアリング操作部材〕 22:ステアリングコラム 24:反力モータ〔操作位置変更装置〕 26:操作位置センサ(操作角センサ) 50:ケーシング(ケーシング筒) 52:ステアリングシャフト 54:後方側シャフト 56:前方側シャフト 58:トーションバー 70:操作力センサ 80:操作エンド規定機構 80L:左側エンド規定機構 80R:右側エンド規定機構 84R,84L:ウォームホイール 88L,88R:ウォーム 90L,90R:エンド変更モータ 92L:左側ストッパ 92R:右側ストッパ 94:被係止リング〔可動体〕 96L,96R:凸部 100:ステアリングロック装置 EL:左側エンド ER:右側エンド OP:操作範囲
10: Steering operation device 12: Wheel 14: Wheel steering device 16: Controller 20: Steering wheel [Steering operation member] 22: Steering column 24: Reaction force motor [Operation position change device] 26: Operation position sensor (operation angle sensor) ) 50: Casing (casing cylinder) 52: Steering shaft 54: Rear shaft 56: Front shaft 58: Torsion bar 70: Operating force sensor 80: Operating
Claims (2)
運転者によって操作されるステアリング操作部材と、
ステアリング操作部材と連動する可動体と、
前記可動体を一方向の側から係止して前記ステアリング操作部材の左旋回方向の操作を禁止するための左側ストッパ、および、前記可動体を前記一方向とは反対の方向の側から係止して前記ステアリング操作部材の右旋回方向の操作を禁止するための右側ストッパと、
前記左側ストッパを移動させてその左側ストッパが前記可動体を係止する位置である左側係止位置を変更する左側係止位置変更機構、および、前記右側ストッパを移動させてその右側ストッパが前記可動体を係止する位置である右側係止位置を変更する右側係止位置変更機構と
を備え、
前記左側係止位置変更機構および前記右側係止位置変更機構の作動によって、任意の操作位置において、前記ステアリング操作部材の左旋回方向および右旋回方向のいずれの操作をも禁止可能とされたステアリング操作装置。 A steering operating device used in a steer-by-wire type vehicle steering system.
Steering operating members operated by the driver,
A movable body that works with the steering operating member,
A left stopper for locking the movable body from one direction to prohibit operation of the steering operating member in the left turning direction, and locking the movable body from the side opposite to the one direction. Then, the right stopper for prohibiting the operation of the steering operating member in the right turning direction, and
A left locking position changing mechanism that moves the left stopper to change the left locking position where the left stopper locks the movable body, and a left locking position changing mechanism that moves the right stopper to move the right stopper. It is equipped with a right-side locking position change mechanism that changes the right-side locking position, which is the position where the body is locked.
By operating the left locking position changing mechanism and the right locking position changing mechanism, it is possible to prohibit any operation of the steering operating member in either the left turning direction or the right turning direction at an arbitrary operation position. Operating device.
運転者によって操作されるステアリング操作部材と、前記ステアリング操作部材を任意の操作位置に位置させることが可能な操作位置変更装置と、任意の操作位置において前記ステアリング操作部材の操作を禁止するステアリングロック装置と、それら操作位置変更装置とステアリングロック装置とを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラが、
前記車両用ステアリングシステムが搭載されている車両が自動運転を行う場合に、前記操作位置変更装置を制御して、前記ステアリング操作部材を、当該車両を直進させるときの操作位置である直進位置に位置させ、かつ、前記ステアリングロック装置を制御して、その直進位置において前記ステアリング操作部材の操作を禁止するように構成されたステアリング操作装置。 A steering operating device used in a steer-by-wire type vehicle steering system.
A steering operating member operated by the driver, an operating position changing device capable of positioning the steering operating member at an arbitrary operating position, and a steering lock device prohibiting the operation of the steering operating member at an arbitrary operating position. And a controller that controls the operation position change device and the steering lock device.
The controller
When a vehicle equipped with the steering system for a vehicle automatically drives, the operation position changing device is controlled to position the steering operation member at a straight-ahead position which is an operation position when the vehicle is made to go straight. A steering operation device configured to control the steering lock device and prohibit the operation of the steering operation member at a straight-ahead position thereof.
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