JP2844943B2 - 車両用自動操向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用自動操向装置、
すなわち運転者がハンドル操作を行うことなくステアリ
ング機構を駆動して、運転者をハンドル操作から解放し
運転の簡素化を図るようにした装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用自動操向装置は、従来、例えば実
開昭６０−１１５１７４号公報にて提案されていて、同
公報の装置においては、ステアリング機構を駆動するア
クチュエータとしてコントローラによって作動を制御さ
れる単一のサーボモータと同モータの出力をステアリン
グ機構に伝えるギヤ式動力伝達機構からなる単一のアク
チュエータが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかして、ステアリン
グ機構を駆動するに必要な操舵力は図２にて示したよう
に車速に応じて変化し低速にて大きく高速にて小さい。
したがって、低速から高速に至るまで単一のアクチュエ
ータにてステアリング機構を駆動するためには強力で大
型・高価なアクチュエータを採用しなければならない。
また、単一のアクチュエータでは同アクチュエータがフ
ェイルした時に何のバックアップもできない。本発明
は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、小
型で安価なアクチュエータを採用できかつ一つのアクチ
ュエータがフェイルした時に他のアクチュエータにてバ
ックアップできる車両用自動操向装置を提供することを
目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該車両用自動操向装置
を、ステアリング機構を駆動する複数個のアクチュエー
タと、走行状態を検出するセンサからの信号に基づいて
前記各アクチュエータの作動制御信号を出力しかつ設定
車速以上のとき前記アクチュエータの少なくとも一つを
非作動状態に保持する自動操向制御手段と、該制御手段
に設けられ設定車速以上のとき作動状態にある前記アク
チュエータの状態を監視して同アクチュエータの異常を
検出したとき同アクチュエータを非作動状態に切換えか
つ上記した非作動状態のアクチュエータを作動状態に切
換える切換制御手段を備える構成とした。

【０００５】

【発明の作用・効果】本発明による車両用自動走行装置
においては、設定車速未満のとき自動操向制御手段から
の作動制御信号によって全てのアクチュエータが制御さ
れて全てのアクチュエータの出力（合力）によりステア
リング機構が駆動され、また設定車速以上のとき自動操
向制御手段によって少なくとも一つのアクチュエータが
非作動状態に保持され残りのアクチュエータが制御され
てこれの出力によりステアリング機構が駆動される。し
たがって、各アクチュエータとして小型で安価なアクチ
ュエータを採用して設定車速未満の低速領域において必
要な大きな操舵力を得ることができ、当該装置のコスト
低減を図ることができるとともにアクチュエータの車両
への組付性を向上させることができる。

【０００６】また、設定車速以上のとき作動状態にある
アクチュエータに異常が生じると、これが切換制御手段
により検出されて同アクチュエータが非作動状態に切換
えられかつ上記した非作動状態のアクチュエータが作動
状態に切換えられる。したがって、かかる異常状態では
上記した非作動状態のアクチュエータの作動により異常
となったアクチュエータの作動をバックアップすること
ができ、当該装置の信頼性を向上させることができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１は周知のラック・ピニオン式パワーステ
アリング機構１０に本発明による車両用自動操向装置を
実施した例を概略的に示していて、当該車両用自動操向
装置はステアリング機構１０を駆動する第１アクチュエ
ータＡ１と第２アクチュエータＡ２を備えるとともに、
これら両アクチュエータの作動を制御する第１コントロ
ーラＣ１と第２コントローラＣ２を備えていて、両コン
トローラＣ１，Ｃ２は互いに接続され連係動作可能とな
っている。

【０００８】第１アクチュエータＡ１は、ステアリング
機構１０のステアリングシャフト１１に一体的に取付け
たドリブンギヤ２１と、このドリブンギヤ２１に常時噛
合して動力伝達可能なドライブギヤ２２と、このドライ
ブギヤ２２に電磁クラッチ２３を介して接続されたサー
ボモータ２４によって構成されている。電磁クラッチ２
３は、第１コントローラＣ１によって作動を制御される
常開形第１スイッチＳＷ１のＯＮ作動により動力伝達可
能となり、また第１スイッチＳＷ１のＯＦＦ作動により
動力伝達不能となる。サーボモータ２４は、第１コント
ローラＣ１に接続されていて、第１コントローラＣ１か
ら出力される作動制御信号によって出力を制御されるよ
うになっている。

【０００９】第２アクチュエータＡ２は、上記ドリブン
ギヤ２１と、このドリブンギヤ２１に常時噛合して動力
伝達可能なドライブギヤ２５と、このドライブギヤ２５
に電磁クラッチ２６を介して接続されたサーボモータ２
７によって構成されている。電磁クラッチ２６は、第２
コントローラＣ２によって作動を制御される常開形第２
スイッチＳＷ２のＯＮ作動により動力伝達可能となり、
また第２スイッチＳＷ２のＯＦＦ作動により動力伝達不
能となる。サーボモータ２７は、第２コントローラＣ２
に接続されていて、第２コントローラＣ２から出力され
る作動制御信号によって出力を制御されるようになって
いる。

【００１０】第１コントローラＣ１は、図３に示すフロ
ーチャートに対応したプログラム１を記憶するとともに
同プログラム１の実行に必要な各種データを一時的に記
憶するマイクロコンピュータと、同マイクロコンピュー
タに接続された各種の駆動回路を備えているものであ
り、サーボモータ２４が接続されるのみならず自動操向
スイッチ３１，追尾センサ３２，車速センサ３３及び警
告器（ランプまたはブザー）３４が接続されている。一
方、第２コントローラＣ２は、図４に示すフローチャー
トに対応したプログラム２を記憶するとともに同プログ
ラム２の実行に必要な各種データを一時的に記憶するマ
イクロコンピュータと、同マイクロコンピュータに接続
された各種の駆動回路を備えているものであり、サーボ
モータ２７が接続されるのみならず警告器３５が接続さ
れている。

【００１１】自動操向スイッチ３１は、運転者によって
操作されるＯＮ・ＯＦＦスイッチであって運転席の近傍
に配設されており、ＯＮ作動時には自動操向がなされ、
またＯＦＦ作動時には自動操向が解除されるようになっ
ている。追尾センサ３２は、車両の前面に配設されてい
て、電波或いは音波等を発して当該車両の前方を走行す
る車両からの反射波を検出して前方車両の進行方向を検
知しその信号を第１コントローラＣ１に出力するように
構成されている。

【００１２】次に、上記のように構成した本実施例の作
動を図３及び図４のフローチャートを参照して説明す
る。当該車両のイグニッションスイッチ（図示省略）が
閉成されると、第１コントローラＣ１にてそのマイクロ
コンピュータのＣＰＵが図３のフローチャートに対応し
たプログラム１を実行し、また第２コントローラＣ２に
てそのマイクロコンピュータのＣＰＵが図４のフローチ
ャートに対応したプログラム２を実行する。

【００１３】第１コントローラＣ１のプログラム１は、
図３のステップ１０１にて実行を開始され、ステップ１
０２にて初期化される。この初期化において、第１スイ
ッチＳＷ１と警告器３４はＯＦＦ作動とされ、また後述
する起動信号の出力は停止される。この初期化後にステ
ップ１０３にて自動操向スイッチ３１からの信号により
自動操向すべきかを判定され、自動操向スイッチ３１が
ＯＮとされていなければ「ＮＯ」との判定に基づいてス
テップ１０４に進み、また自動操向スイッチ３１がＯＮ
とされていれば「ＹＥＳ」との判定に基づいてステップ
１０５に進む。ステップ１０４においては、第１スイッ
チＳＷ１にＯＦＦ作動指示がなされ、第１スイッチＳＷ
１がＯＦＦ作動の状態にてステップ１０３に戻る。した
がって、自動操向スイッチ３１がＯＦＦとされていれば
ステップ１０３と１０４が繰り返し実行され、第１スイ
ッチＳＷ１がＯＦＦ作動に保持され電磁クラッチ２３が
ＯＦＦ作動に保持される。このため、ステアリング機構
１０のステアリングシャフト１１とサーボモータ２４は
動力伝達不能に保持され、第１アクチュエータＡ１が回
転しても車両は操舵されない。

【００１４】一方、ステップ１０５においては、第１ス
イッチＳＷ１にＯＮ作動指示がなされるため、第１スイ
ッチＳＷ１がＯＮ作動して電磁クラッチ２３がＯＮ作動
し、ステアリング機構１０のステアリングシャフト１１
とサーボモータ２４は動力伝達可能となる。その後ステ
ップ１０６にて車速センサ３２からの信号に基づいて車
速Ｖが設定車速Ｖｏ未満かが判定され、「ＹＥＳ」との
判定に基づいてステップ１０７〜１１０に進み、「Ｎ
Ｏ」との判定に基づいてステップ１１１〜１１４に進
む。

【００１５】ステップ１０７〜１１０の実行により、プ
ログラム１のチェックおよびエラーの判定とサーボモー
タ２４のチェックおよびエラーの判定がそれぞれなされ
て、プログラム１及びサーボモータ２４にエラーが無い
と判定されるとステップ１１５に進み、またプログラム
１及びサーボモータ２４の何れかにエラーがあると判定
されればステップ１１６〜１１８に進む。ステップ１１
５においては、車速センサ３２及び追尾センサ３３から
の信号に基づいてサーボモータ２４の出力を制御する自
動操向ルーチンが実行されて、その後にステップ１０３
に戻る。また、ステップ１１６においては、第１スイッ
チＳＷ１にＯＦＦ作動指示がなされて電磁クラッチ２３
がＯＦＦ作動され、ステアリング機構１０のステアリン
グシャフト１１とサーボモータ２４は動力伝達不能とな
り、ステップ１１７においては、警告器３４にＯＮ作動
指示がなされて警告器３４が警告作動し、ステップ１１
８にてプログラム１の実行が終了する。なお、警告器３
４の警告作動により、運転者に自動操向を解除して手動
操向に切換えることを促すことができる。

【００１６】一方、ステップ１１１〜１１４の実行によ
り、プログラム１のチェックおよびエラーの判定とサー
ボモータ２４のチェックおよびエラーの判定がそれぞれ
なされて、プログラム１及びサーボモータ２４にエラー
が無いと判定されると上述したステップ１１５に進み、
またプログラム１及びサーボモータ２４の何れかにエラ
ーがあると判定されればステップ１１９〜１２２に進
む。ステップ１１９においては、第１コントローラＣ１
から第２コントローラＣ２に起動信号が出力され、また
ステップ１２０〜１２２においては上述したステップ１
１６〜１１８と同じ作動が得られる。起動信号は、設定
車速Ｖｏ以上において第２アクチュエータＡ２を作動さ
せるか否かを判定するためのものである。

【００１７】また第２コントローラＣ２のプログラム２
は、図４のステップ２０１にて実行を開始され、ステッ
プ２０２にて初期化される。この初期化において、第２
スイッチＳＷ２と警告器３５はＯＦＦ作動とされる。こ
の初期化後にステップ２０３にて自動操向スイッチ３１
からの信号により自動操向すべきかを判定され、自動操
向スイッチ３１がＯＮとされていなければ「ＮＯ」との
判定に基づいてステップ２０４に進み、また自動操向ス
イッチ３１がＯＮとされていれば「ＹＥＳ」との判定に
基づいてステップ２０５に進む。ステップ２０４におい
ては、第２スイッチＳＷ２にＯＦＦ作動指示がなされ、
第２スイッチＳＷ２がＯＦＦ作動の状態にてステップ２
０３に戻る。したがって、自動操向スイッチ３１がＯＦ
Ｆとされていればステップ２０３と２０４が繰り返し実
行され、第２スイッチＳＷ２がＯＦＦ作動に保持され電
磁クラッチ２６がＯＦＦ作動に保持される。このため、
ステアリング機構１０のステアリングシャフト１１とサ
ーボモータ２７は動力伝達不能に保持され、第２アクチ
ュエータＡ２が回転しても車両は操舵されない。

【００１８】一方、ステップ２０５においては、第１コ
ントローラＣ１を介して得られる車速センサ３２からの
信号に基づいて車速Ｖが設定車速Ｖｏ未満かが判定さ
れ、「ＹＥＳ」との判定に基づいてステップ２０６〜２
１０に進み、「ＮＯ」との判定に基づいてステップ２１
１に進む。ステップ２０６においては、第２スイッチＳ
Ｗ２にＯＮ作動指示がなされるため、第２スイッチＳＷ
２がＯＮ作動して電磁クラッチ２６がＯＮ作動し、ステ
アリング機構１０のステアリングシャフト１１とサーボ
モータ２７は動力伝達可能となる。

【００１９】またステップ２０７〜２１０の実行によ
り、プログラム２のチェックおよびエラーの判定とサー
ボモータ２７のチェックおよびエラーの判定がそれぞれ
なされて、プログラム２及びサーボモータ２７にエラー
が無いと判定されるとステップ２１２に進み、またプロ
グラム２及びサーボモータ２７の何れかにエラーがある
と判定されればステップ２１３〜２１５に進む。ステッ
プ２１２においては、第１コントローラＣ１を介して得
られる車速センサ３２及び追尾センサ３３からの信号に
基づいてサーボモータ２７の出力を制御する自動操向ル
ーチンが実行されて、その後にステップ２０３に戻る。
また、ステップ２１３においては、第２スイッチＳＷ２
にＯＦＦ作動指示がなされて電磁クラッチ２６がＯＦＦ
作動され、ステアリング機構１０のステアリングシャフ
ト１１とサーボモータ２７は動力伝達不能となり、ステ
ップ２１４においては、警告器３５にＯＮ作動指示がな
されて警告器３５が警告作動し、ステップ２１５にてプ
ログラム２の実行が終了する。なお、警告器３５の警告
作動により、運転者に自動操向を解除して手動操向に切
換えることを促すことができる。

【００２０】一方、ステップ２１１においては、第１コ
ントローラＣ１から出力される起動信号の有無が判定さ
れ、起動信号が出力されていて「ＹＥＳ」と判定される
と、上述したステップ２０６に進み、また起動信号が出
力されていなくて「ＮＯ」と判定されると、ステップ２
１６を経てステップ２０３に戻る。ステップ２１６にお
いては、上述したステップ２０４及び２１３と同じ作動
が得られる。

【００２１】以上要するに、本実施例においては、車速
Ｖが設定車速Ｖｏ未満の低車速のとき、両プログラム
１，２及び両サーボモータ２４，２７にエラーが無い
と、第１コントローラＣ１により第１アクチュエータＡ
１における電磁クラッチ２３がＯＮ作動に保持されると
ともにサーボモータ２４の出力が制御され、また第２コ
ントローラＣ２により第２アクチュエータＡ２における
電磁クラッチ２６がＯＮ作動に保持されるとともにサー
ボモータ２７の出力が制御されて、両サーボモータ２
４，２７の出力（合力）により図２に示した設定車速Ｖ
ｏ未満の低速領域にて必要な大きな操舵力が得られ、同
操舵力によってステアリング機構１０が駆動される。ま
た、車速Ｖが設定車速Ｖｏ以上の高車速のとき、プログ
ラム１及びサーボモータ２４にエラーが無いと、第１コ
ントローラＣ１により第１アクチュエータＡ１における
電磁クラッチ２３がＯＮ作動に保持されるとともにサー
ボモータ２４の出力が制御され、また第２コントローラ
Ｃ２により第２アクチュエータＡ２が非作動状態に保持
されて、サーボモータ２４の出力により図２に示した設
定車速Ｖｏ以上の高速領域にて必要な小さな操舵力が得
られ、同操舵力によってステアリング機構１０が駆動さ
れる。したがって、各アクチュエータＡ１，Ａ２として
小型で安価なアクチュエータを採用して設定車速Ｖｏ未
満の低速領域において必要な大きな駆動力を得ることが
でき、当該装置のコスト低減を図ることができるととも
にアクチュエータＡ１，Ａ２の車両への組付性を向上さ
せることができる。

【００２２】また、本実施例においては、車速Ｖが設定
車速Ｖｏ以上の高車速のとき、プログラム１及びサーボ
モータ２４にエラー（異常）が生じると、第１コントロ
ーラＣ１から第２コントローラＣ２に起動信号が出力さ
れるとともに第１コントローラＣ１により第１アクチュ
エータＡ１が非作動状態に保持され、また第２コントロ
ーラＣ２にて起動信号の有りが判定されて、第２コント
ローラＣ２により第２アクチュエータＡ２における電磁
クラッチ２６がＯＮ作動に保持されるとともにサーボモ
ータ２７の出力が制御されるようになる。したがって、
かかる異常状態では上記した正常時において非作動状態
の第２アクチュエータＡ２の作動により異常となった第
１アクチュエータＡ１の作動をバックアップすることが
でき、当該装置の信頼性を向上させることができる。

【００２３】上記実施例においては、二つのアクチュエ
ータＡ１，Ａ２によってステアリング機構１０を駆動す
るように構成したが、三つ以上のアクチュエータによっ
てステアリング機構を駆動するように構成して本発明を
実施することも可能である。また、本発明の実施に際し
ては、上記実施例の第１コントローラＣ１に第２コント
ローラＣ２のエラーを検出して第２アクチュエータＡ２
を非作動状態としかつ警告を発生させる手段を付加する
とともに、第２コントローラＣ２に第１コントローラＣ
１のエラーを検出して第１アクチュエータＡ１を非作動
状態としかつ警告を発生させる手段を付加することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を概略的に示す全体構成図
である。

【図２】 ステアリング機構に必要な操舵力と車速との
関係を示す図である。

【図３】 第１コントローラにて実行されるプログラム
に対応したフローチャートである。

【図４】 第２コントローラにて実行されるプログラム
に対応したフローチャートである。

【符号の説明】

１０…ステアリング機構、３２…車速センサ、３３…追
尾センサ、Ａ１…第１アクチュエータ、Ａ２…第２アク
チュエータ、Ｃ１…第１コントローラ、Ｃ２…第２コン
トローラ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング機構を駆動する複数個のア
   クチュエータと、走行状態を検出するセンサからの信号
   に基づいて前記各アクチュエータの作動制御信号を出力
   しかつ設定車速以上のとき前記アクチュエータの少なく
   とも一つを非作動状態に保持する自動操向制御手段と、
   該制御手段に設けられ設定車速以上のとき作動状態にあ
   る前記アクチュエータの状態を監視して同アクチュエー
   タの異常を検出したとき同アクチュエータを非作動状態
   に切換えかつ上記した非作動状態のアクチュエータを作
   動状態に切換える切換制御手段を備えてなる車両用自動
   操向装置。