JP3635365B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、車輪の舵角を増減制御し、舵輪の操作がないときは、舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の操舵は、車室の内部に配された操舵手段の操作、例えば、ステアリングホイール（舵輪）の回転を、舵取り用の車輪（一般的には前輪）の操向のために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。
近年においては、舵取機構の中途に油圧シリンダ、電動モータ等の操舵補助用のアクチュエータを配し、このアクチュエータを、操舵のためにステアリングホイールに加えられる操作力の検出結果に基づいて駆動して、ステアリングホイールの回転に応じた舵取機構の動作を補助し、操舵のための運転者の労力負担を軽減する構成とした動力操舵装置（パワーステアリング装置）が広く普及している。
【０００３】
ところが、このような従来の車両用操舵装置においては、操舵手段であるステアリングホイールと舵取機構との機械的な連結が必要であり、車室の内部におけるステアリングホイールの配設位置が、車室外での舵取機構との連結が可能な位置に限定されるという問題があり、また、連結可能にステアリングホイールが配設された場合であっても、連結の実現のために複雑な連結構造を要し、車両の軽量化、組立て工程の簡素化を阻害する要因となっている。
【０００４】
そこで、このような問題の解消を目的としたリンクレスのパワーステアリング装置である車両用の操舵装置が、実公平２−２９０１７号公報等に提案されている。この車両用の操舵装置は、ステアリングホイールを舵取機構から機械的に切り離して配し、また、従来の動力操舵装置における操舵補助用のアクチュエータと同様に、舵取機構の中途に舵取り用のアクチュエータとしての電動モータを配してなり、この電動モータを、ステアリングホイールの操作方向及び操作量の検出結果に基づいて駆動することにより、ステアリングホイールの操作に応じた舵取りを行わせる構成となっている。
【０００５】
以上のように構成された分離型の車両用操舵装置は、ステアリングホイールの配設自由度の増加、車両の軽量化等の前述した目的に加え、レバー、ペダル等、ステアリングホイールに代わる新たな操舵手段の実現、及び路面上の誘導標識の検出、衛星情報の受信等の走行情報に従う自動運転システムの実現等、将来における自動車技術の発展のために有用なものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような分離型の車両用操舵装置では、ステアリングホイールの操作がないときは、ステアリングホイールの操舵角を中点に機械的に戻す中点戻し機構を有している。従って、例えば、ステアリングホイールをある操舵角に切った状態で、電源スイッチをオフにした場合、ステアリングホイールは操舵角の中点に戻るが、舵取り用の車輪の舵角はそのときの状態で放置される。その為、運転始動時には、ステアリングホイールの操舵角は中点にあるが、舵取り用の車輪の舵角は中点とは懸け離れていることがあり、車両を走行させるには不都合であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とが一致している車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る車両用操舵装置は、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、前記舵角を増減制御し、前記舵輪の操作がないときは、該舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置において、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する検知手段と、該検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記舵角を中点に復帰させる中点復帰手段と、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記操舵角と所定値とを比較する手段と、該手段の比較結果が、前記操舵角が所定値より大であるときに、警告を表示する手段と、前記比較結果が、前記操舵角が所定値より大であるときに、前記中点復帰手段の動作を禁止する手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この車両用操舵装置では、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、車輪の舵角を増減制御する。舵輪の操作がないときは、舵輪の操舵角を中点に戻す。検知手段は、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する。検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、中点復帰手段は車輪の舵角を中点に復帰させる。検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、比較する手段は舵輪の操舵角と所定値とを比較する。その比較結果が、舵輪の操舵角が所定値より大であるときに、表示する手段が警告を表示し、禁止する手段が中点復帰手段の動作を禁止する。これにより、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを何れも中点に戻しておくことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００１１】
第２発明に係る車両用操舵装置は、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、前記舵角を増減制御し、前記舵輪の操作がないときは、該舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置において、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する検知手段と、該検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記舵角を中点に復帰させる中点復帰手段と、前記舵輪に掛かる操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクと所定値とを比較する手段と、該手段の比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大であるときに、警告を表示する手段と、前記比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大であるときに、前記中点復帰手段の動作を禁止する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この車両用操舵装置では、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、車輪の舵角を増減制御する。舵輪の操作がないときは、舵輪の操舵角を中点に戻す。検知手段は、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する。検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、中点復帰手段は車輪の舵角を中点に復帰させる。トルク検出手段が舵輪に掛かる操舵トルクを検出し、検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、比較する手段が、トルク検出手段が検出した操舵トルクと所定値とを比較する。その比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大のときに、表示する手段が警告を表示し、禁止する手段が中点復帰手段の動作を禁止する。これにより、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角を、操舵トルクが０である中点に戻しておくことが出来ると共に、舵取り用の車輪の舵角を中点に戻すことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００１３】
第３発明に係る車両用操舵装置は、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知してから、前記中点復帰手段が舵角を中点に復帰させる迄、車両の走行を禁止する手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
この車両用操舵装置では、検知手段が電源スイッチのオンを検知してから、中点復帰手段が舵角を中点に復帰させる迄、走行を禁止する手段が車両の走行を禁止するので、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを一致させることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。この車両用操舵装置は、図示しない車体の左右に配された一対の舵取り用の車輪１０，１０に舵取り動作を行わせるための舵取機構１と、舵取機構１から機械的に切り離して配されたステアリングホイール２（舵輪）と、ステアリングホイール２に反力を付与する反力アクチュエータ３と、マイクロプロセッサを用いてなる操舵制御部４とを備え、ステアリングホイール２の操作に応じた操舵制御部４の動作により、舵取機構１の中途に配した操舵モータ５（電動モータ）を駆動し、舵取機構１を作動させる構成となっている。
【００１６】
舵取機構１は、公知のように、車体の左右方向に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸１１の両端部と、車輪１０，１０を支持するナックルアーム１２，１２とを、各別のタイロッド１３，１３により連結し、操舵軸１１の両方向への摺動によりタイロッド１３，１３を介してナックルアーム１２，１２を押し引きし、車輪１０，１０を左右に操向させるものであり、この操向は、操舵軸１１の中途部に同軸的に構成された操舵モータ５の回転を、適宜の運動変換機構により操舵軸１１の摺動に変換して行われる。
【００１７】
操舵軸１１は、操舵軸ハウジング１４との間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの回転を拘束されており、操舵モータ５の回転は、操舵軸１１の軸長方向の摺動に変換され、操舵モータ５の回転に応じた舵取り（操舵用の車輪１０，１０の操向）が行われる。
このように舵取りされる車輪１０，１０の舵角は、操舵モータ５の一側の操舵軸ハウジング１４と操舵軸１１との相対摺動位置を媒介として、舵角センサ１６により検出されるようになしてあり、舵角センサ１６の出力は、操舵モータ５の回転位置を検出するロータリエンコーダ１５の出力と共に、操舵制御部４に与えられている。
【００１８】
ステアリングホイール２に反力を付与する反力アクチュエータ３は、電動モータ（例えば３相ブラシレスモータ）であり、回転軸３０に関連して、そのケーシングを図示しない車体の適宜部に固定して取り付けてある。ステアリングホイール２は、回転軸３０の一側の突出端に同軸的に固定されており、他側の突出端は、所定の弾性を有する捩ればね３１により、図示しない車体の適宜部位に連結されている。
【００１９】
反力アクチュエータ３は、操舵制御部４から与えられる反力指示トルク信号に応じた駆動回路３ａからの通電により正逆両方向に駆動され、回転軸３０の一端に取り付けたステアリングホイール２に、その操作方向と逆方向の力（反力）を付与する動作をなす。従って、ステアリングホイール２の回転操作には、反力アクチュエータ３が発生する反力に抗する操舵トルクを加える必要があり、このようにしてステアリングホイール２に加えられる操舵トルクは、反力アクチュエータ３に付設されたトルクセンサ３２（トルク検出手段）により検出される。
【００２０】
また、ステアリングホイール２の操作量（操舵角）は、反力アクチュエータ３に付設されたロータリエンコーダ３３により、操作方向を含めて検出されており、これらの検出結果は、操舵制御部４に与えられている。
また、駆動回路３ａから反力アクチュエータ３に通電する電流は、電流センサ３ｂにより検出され、操舵制御部４に与えられる。
【００２１】
なお、回転軸３０の他端と車体の一部との間に介装された捩ればね３１は、以上のように行われる回転操作の停止時に、その弾性により回転軸３０を回転させて、ステアリングホイール２を所定の中立位置（中点）に復帰させる作用をする。この復帰は、機械的に連結されていない舵取機構１側にて生じる車輪１０，１０の直進方向への復帰動作に伴ってステアリングホイール２を戻すために必要なものである。
【００２２】
操舵制御部４には、電力を供給する為の電源である、負極が接地されたバッテリーＢの正極が、直接及びスイッチＳ２を介して接続されており、直接接続された部分は、スイッチＳ２がオフされている間も電源を必要とする部分である。スイッチＳ２を介して電力が供給されるのは、反力アクチュエータ３、操舵モータ５及び駆動回路３ａ，５ａ等である。
また、操舵制御部４には、車両の走行速度を検出する車速センサ６と、バッテリーＢをオン／オフする為の、他方が接地された電源スイッチＳ１とが接続されている。
【００２３】
操舵制御部４は、電源スイッチＳ１がオンされてから、ステアリングホイール２が所定の中立位置（中点）に復帰しており、舵取機構１においても、車輪１０，１０の直進方向への復帰動作が完了していることが確認される迄、固定機構２０へ信号を送り、変速機２１のギヤチェンジ（ギヤシフト）を禁止し、車両の走行を禁止する。固定機構２０は、ソレノイド等により、変速機２１のギヤをニュートラル位置又はパーキング位置に固定する。
【００２４】
操舵制御部４の出力は、反力アクチュエータ３と操舵モータ５とに、各別の駆動回路３ａ，５ａを介して与えられており、反力アクチュエータ３及び操舵モータ５は、操舵制御部４からの指示信号に応じて各別の動作を行うようになしてある。
操舵制御部４は、ステアリングホイール２に付与すべき反力を決定し、反力を発生させるべく反力アクチュエータ３に反力指示トルク信号を発する反力制御を行う。
【００２５】
また、操舵制御部４は、ロータリエンコーダ３３からの入力によりステアリングホイール２の操作方向を含めた操作角度を認識し、舵取機構１に付設された舵角センサ１６からの入力により認識される実舵角度との舵角偏差を求め、この舵角偏差を車速センサ６からの入力として与えられる車速の遅速に応じて大小となるように補正して目標舵角を求め、この目標舵角が得られるまで操舵モータ５を駆動する操舵制御動作を行う。このとき、ロータリエンコーダ１５からの入力は、操舵モータ５が所望の回転位置に達したか否かを調べるためのフィードバック信号として用いられる。
【００２６】
以下に、このような構成の本発明に係る車両用操舵装置の電源スイッチＳ１がオンされたときの動作を、それを示す図２のフローチャートに基づき説明する。
操舵制御部４は、電源スイッチＳ１がオンされると（Ｓ２）、固定機構２０へ信号を送り、変速機２１のギヤチェンジ（ギヤシフト）を禁止する（Ｓ４）。次いで、操舵制御部４は、トルクセンサ３２から操舵トルクを、ロータリエンコーダ３３からステアリングホイール２の操舵角をそれぞれ読み込み（Ｓ６）、読み込んだ操舵角と所定舵角とを比較する（Ｓ８）。
【００２７】
操舵制御部４は、読み込んだ操舵角が所定舵角より大であるとき（Ｓ８）、運転者に警告音又は警告ランプにより警告を与え（Ｓ１６）、再度、トルクセンサ３２から操舵トルクを、ロータリエンコーダ３３からステアリングホイール２の操舵角をそれぞれ読み込み（Ｓ６）、読み込んだ操舵角と所定舵角とを比較する（Ｓ８）。
【００２８】
操舵制御部４は、読み込んだ操舵角が所定舵角以下であるとき（Ｓ８）、読み込んだ操舵トルクと所定トルク値とを比較し（Ｓ１０）、読み込んだ操舵トルクが所定トルク値より大であるとき（Ｓ１０）、運転者に警告音又は警告ランプにより警告を与え、再度、トルクセンサ３２から操舵トルクを、ロータリエンコーダ３３からステアリングホイール２の操舵角をそれぞれ読み込み（Ｓ６）、読み込んだ操舵角と所定舵角とを比較する（Ｓ８）。
【００２９】
操舵制御部４は、読み込んだ操舵角が所定舵角以下であり（Ｓ８）、読み込んだ操舵トルクが所定トルク値以下であるとき（Ｓ１０）、駆動回路５ａにより操舵モータ５を駆動させ、舵取機構１の車輪１０，１０（操向車輪）の舵角を中点に復帰させる（Ｓ１２）。この動作は、車輪１０，１０の舵角が中点に有るか否かに関わらず実行する。
次に、操舵制御部４は、固定機構２０へ信号を送り、変速機２１のギヤチェンジ（ギヤシフト）の禁止を解除する（Ｓ１４）。
【００３０】
図３は、今回、開示する車両用操舵装置の電源スイッチＳ１がオフされたときの動作を示すフローチャートである。尚、この車両用操舵装置の構成は、上述した本発明に係る車両用操舵装置から、固定機構２０及びそれに関係する部分を除いた構成であり、説明は省略する。
【００３１】
以下に、この車両用操舵装置の動作を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
操舵制御部４は、電源スイッチＳ１がオンであり（Ｓ２０）、操舵制御を行っているときに（Ｓ２６）、電源スイッチＳ１がオフになると（Ｓ２０）、駆動回路５ａにより操舵モータ５を駆動させ、舵取機構１の車輪１０，１０（操向車輪）の舵角を中点に復帰させる（Ｓ２２）。この動作は、車輪１０，１０の舵角が中点に有るか否かに関わらず実行する。
【００３２】
次に、操舵制御部４は、スイッチＳ２をオフにして、反力アクチュエータ３、操舵モータ５及び駆動回路３ａ，５ａ等の電源である主電源をオフにして（Ｓ２４）、停止状態となる。これにより、電源がオフになるときに、舵取機構１の車輪１０，１０の舵角は、必ず中点に復帰する。一方、ステアリングホイール２の操舵角は、運転者が操作しないときは、捩ればね３１により、中点に復帰する。従って、次回、運転を開始するときには、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とは一致している。
【００３３】
【発明の効果】
第１発明に係る車両用操舵装置によれば、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを何れも中点に戻しておくことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００３４】
第２発明に係る車両用操舵装置によれば、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角を、操舵トルクが０である中点に戻しておくことが出来ると共に、舵取り用の車輪の舵角を中点に戻すことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００３５】
第３発明に係る車両用操舵装置によれば、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを一致させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】開示した車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 舵取機構
２ ステアリングホイール（舵輪）
３ａ，５ａ 駆動回路
４ 操舵制御部
５ 操舵モータ（電動モータ）
６ 車速センサ
Ｂ バッテリー（電源）
Ｓ１ 電源スイッチ
Ｓ２ スイッチ
２０ 固定機構
２１ 変速機
３２ トルクセンサ（トルク検出手段）
３３ ロータリエンコーダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、車輪の舵角を増減制御し、舵輪の操作がないときは、舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の操舵は、車室の内部に配された操舵手段の操作、例えば、ステアリングホイール（舵輪）の回転を、舵取り用の車輪（一般的には前輪）の操向のために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。
近年においては、舵取機構の中途に油圧シリンダ、電動モータ等の操舵補助用のアクチュエータを配し、このアクチュエータを、操舵のためにステアリングホイールに加えられる操作力の検出結果に基づいて駆動して、ステアリングホイールの回転に応じた舵取機構の動作を補助し、操舵のための運転者の労力負担を軽減する構成とした動力操舵装置（パワーステアリング装置）が広く普及している。
【０００３】
ところが、このような従来の車両用操舵装置においては、操舵手段であるステアリングホイールと舵取機構との機械的な連結が必要であり、車室の内部におけるステアリングホイールの配設位置が、車室外での舵取機構との連結が可能な位置に限定されるという問題があり、また、連結可能にステアリングホイールが配設された場合であっても、連結の実現のために複雑な連結構造を要し、車両の軽量化、組立て工程の簡素化を阻害する要因となっている。
【０００４】
そこで、このような問題の解消を目的としたリンクレスのパワーステアリング装置である車両用の操舵装置が、実公平２−２９０１７号公報等に提案されている。この車両用の操舵装置は、ステアリングホイールを舵取機構から機械的に切り離して配し、また、従来の動力操舵装置における操舵補助用のアクチュエータと同様に、舵取機構の中途に舵取り用のアクチュエータとしての電動モータを配してなり、この電動モータを、ステアリングホイールの操作方向及び操作量の検出結果に基づいて駆動することにより、ステアリングホイールの操作に応じた舵取りを行わせる構成となっている。
【０００５】
以上のように構成された分離型の車両用操舵装置は、ステアリングホイールの配設自由度の増加、車両の軽量化等の前述した目的に加え、レバー、ペダル等、ステアリングホイールに代わる新たな操舵手段の実現、及び路面上の誘導標識の検出、衛星情報の受信等の走行情報に従う自動運転システムの実現等、将来における自動車技術の発展のために有用なものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような分離型の車両用操舵装置では、ステアリングホイールの操作がないときは、ステアリングホイールの操舵角を中点に機械的に戻す中点戻し機構を有している。従って、例えば、ステアリングホイールをある操舵角に切った状態で、電源スイッチをオフにした場合、ステアリングホイールは操舵角の中点に戻るが、舵取り用の車輪の舵角はそのときの状態で放置される。その為、運転始動時には、ステアリングホイールの操舵角は中点にあるが、舵取り用の車輪の舵角は中点とは懸け離れていることがあり、車両を走行させるには不都合であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とが一致している車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る車両用操舵装置は、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、前記舵角を増減制御し、前記舵輪の操作がないときは、該舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置において、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する検知手段と、該検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記舵角を中点に復帰させる中点復帰手段と、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記操舵角と所定値とを比較する手段と、該手段の比較結果が、前記操舵角が所定値より大であるときに、警告を表示する手段と、前記比較結果が、前記操舵角が所定値より大であるときに、前記中点復帰手段の動作を禁止する手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この車両用操舵装置では、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、車輪の舵角を増減制御する。舵輪の操作がないときは、舵輪の操舵角を中点に戻す。検知手段は、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する。検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、中点復帰手段は車輪の舵角を中点に復帰させる。検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、比較する手段は舵輪の操舵角と所定値とを比較する。その比較結果が、舵輪の操舵角が所定値より大であるときに、表示する手段が警告を表示し、禁止する手段が中点復帰手段の動作を禁止する。これにより、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを何れも中点に戻しておくことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００１１】
第２発明に係る車両用操舵装置は、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、前記舵角を増減制御し、前記舵輪の操作がないときは、該舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置において、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する検知手段と、該検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記舵角を中点に復帰させる中点復帰手段と、前記舵輪に掛かる操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクと所定値とを比較する手段と、該手段の比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大であるときに、警告を表示する手段と、前記比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大であるときに、前記中点復帰手段の動作を禁止する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この車両用操舵装置では、電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、車輪の舵角を増減制御する。舵輪の操作がないときは、舵輪の操舵角を中点に戻す。検知手段は、その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する。検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、中点復帰手段は車輪の舵角を中点に復帰させる。トルク検出手段が舵輪に掛かる操舵トルクを検出し、検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、比較する手段が、トルク検出手段が検出した操舵トルクと所定値とを比較する。その比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大のときに、表示する手段が警告を表示し、禁止する手段が中点復帰手段の動作を禁止する。これにより、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角を、操舵トルクが０である中点に戻しておくことが出来ると共に、舵取り用の車輪の舵角を中点に戻すことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００１３】
第３発明に係る車両用操舵装置は、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知してから、前記中点復帰手段が舵角を中点に復帰させる迄、車両の走行を禁止する手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
この車両用操舵装置では、検知手段が電源スイッチのオンを検知してから、中点復帰手段が舵角を中点に復帰させる迄、走行を禁止する手段が車両の走行を禁止するので、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを一致させることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。この車両用操舵装置は、図示しない車体の左右に配された一対の舵取り用の車輪１０，１０に舵取り動作を行わせるための舵取機構１と、舵取機構１から機械的に切り離して配されたステアリングホイール２（舵輪）と、ステアリングホイール２に反力を付与する反力アクチュエータ３と、マイクロプロセッサを用いてなる操舵制御部４とを備え、ステアリングホイール２の操作に応じた操舵制御部４の動作により、舵取機構１の中途に配した操舵モータ５（電動モータ）を駆動し、舵取機構１を作動させる構成となっている。
【００１６】
舵取機構１は、公知のように、車体の左右方向に延設されて軸長方向に摺動する操舵軸１１の両端部と、車輪１０，１０を支持するナックルアーム１２，１２とを、各別のタイロッド１３，１３により連結し、操舵軸１１の両方向への摺動によりタイロッド１３，１３を介してナックルアーム１２，１２を押し引きし、車輪１０，１０を左右に操向させるものであり、この操向は、操舵軸１１の中途部に同軸的に構成された操舵モータ５の回転を、適宜の運動変換機構により操舵軸１１の摺動に変換して行われる。
【００１７】
操舵軸１１は、操舵軸ハウジング１４との間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの回転を拘束されており、操舵モータ５の回転は、操舵軸１１の軸長方向の摺動に変換され、操舵モータ５の回転に応じた舵取り（操舵用の車輪１０，１０の操向）が行われる。
このように舵取りされる車輪１０，１０の舵角は、操舵モータ５の一側の操舵軸ハウジング１４と操舵軸１１との相対摺動位置を媒介として、舵角センサ１６により検出されるようになしてあり、舵角センサ１６の出力は、操舵モータ５の回転位置を検出するロータリエンコーダ１５の出力と共に、操舵制御部４に与えられている。
【００１８】
ステアリングホイール２に反力を付与する反力アクチュエータ３は、電動モータ（例えば３相ブラシレスモータ）であり、回転軸３０に関連して、そのケーシングを図示しない車体の適宜部に固定して取り付けてある。ステアリングホイール２は、回転軸３０の一側の突出端に同軸的に固定されており、他側の突出端は、所定の弾性を有する捩ればね３１により、図示しない車体の適宜部位に連結されている。
【００１９】
反力アクチュエータ３は、操舵制御部４から与えられる反力指示トルク信号に応じた駆動回路３ａからの通電により正逆両方向に駆動され、回転軸３０の一端に取り付けたステアリングホイール２に、その操作方向と逆方向の力（反力）を付与する動作をなす。従って、ステアリングホイール２の回転操作には、反力アクチュエータ３が発生する反力に抗する操舵トルクを加える必要があり、このようにしてステアリングホイール２に加えられる操舵トルクは、反力アクチュエータ３に付設されたトルクセンサ３２（トルク検出手段）により検出される。
【００２０】
また、ステアリングホイール２の操作量（操舵角）は、反力アクチュエータ３に付設されたロータリエンコーダ３３により、操作方向を含めて検出されており、これらの検出結果は、操舵制御部４に与えられている。
また、駆動回路３ａから反力アクチュエータ３に通電する電流は、電流センサ３ｂにより検出され、操舵制御部４に与えられる。
【００２１】
なお、回転軸３０の他端と車体の一部との間に介装された捩ればね３１は、以上のように行われる回転操作の停止時に、その弾性により回転軸３０を回転させて、ステアリングホイール２を所定の中立位置（中点）に復帰させる作用をする。この復帰は、機械的に連結されていない舵取機構１側にて生じる車輪１０，１０の直進方向への復帰動作に伴ってステアリングホイール２を戻すために必要なものである。
【００２２】
操舵制御部４には、電力を供給する為の電源である、負極が接地されたバッテリーＢの正極が、直接及びスイッチＳ２を介して接続されており、直接接続された部分は、スイッチＳ２がオフされている間も電源を必要とする部分である。スイッチＳ２を介して電力が供給されるのは、反力アクチュエータ３、操舵モータ５及び駆動回路３ａ，５ａ等である。
また、操舵制御部４には、車両の走行速度を検出する車速センサ６と、バッテリーＢをオン／オフする為の、他方が接地された電源スイッチＳ１とが接続されている。
【００２３】
操舵制御部４は、電源スイッチＳ１がオンされてから、ステアリングホイール２が所定の中立位置（中点）に復帰しており、舵取機構１においても、車輪１０，１０の直進方向への復帰動作が完了していることが確認される迄、固定機構２０へ信号を送り、変速機２１のギヤチェンジ（ギヤシフト）を禁止し、車両の走行を禁止する。固定機構２０は、ソレノイド等により、変速機２１のギヤをニュートラル位置又はパーキング位置に固定する。
【００２４】
操舵制御部４の出力は、反力アクチュエータ３と操舵モータ５とに、各別の駆動回路３ａ，５ａを介して与えられており、反力アクチュエータ３及び操舵モータ５は、操舵制御部４からの指示信号に応じて各別の動作を行うようになしてある。
操舵制御部４は、ステアリングホイール２に付与すべき反力を決定し、反力を発生させるべく反力アクチュエータ３に反力指示トルク信号を発する反力制御を行う。
【００２５】
また、操舵制御部４は、ロータリエンコーダ３３からの入力によりステアリングホイール２の操作方向を含めた操作角度を認識し、舵取機構１に付設された舵角センサ１６からの入力により認識される実舵角度との舵角偏差を求め、この舵角偏差を車速センサ６からの入力として与えられる車速の遅速に応じて大小となるように補正して目標舵角を求め、この目標舵角が得られるまで操舵モータ５を駆動する操舵制御動作を行う。このとき、ロータリエンコーダ１５からの入力は、操舵モータ５が所望の回転位置に達したか否かを調べるためのフィードバック信号として用いられる。
【００２６】
以下に、このような構成の本発明に係る車両用操舵装置の電源スイッチＳ１がオンされたときの動作を、それを示す図２のフローチャートに基づき説明する。
操舵制御部４は、電源スイッチＳ１がオンされると（Ｓ２）、固定機構２０へ信号を送り、変速機２１のギヤチェンジ（ギヤシフト）を禁止する（Ｓ４）。次いで、操舵制御部４は、トルクセンサ３２から操舵トルクを、ロータリエンコーダ３３からステアリングホイール２の操舵角をそれぞれ読み込み（Ｓ６）、読み込んだ操舵角と所定舵角とを比較する（Ｓ８）。
【００２７】
操舵制御部４は、読み込んだ操舵角が所定舵角より大であるとき（Ｓ８）、運転者に警告音又は警告ランプにより警告を与え（Ｓ１６）、再度、トルクセンサ３２から操舵トルクを、ロータリエンコーダ３３からステアリングホイール２の操舵角をそれぞれ読み込み（Ｓ６）、読み込んだ操舵角と所定舵角とを比較する（Ｓ８）。
【００２８】
操舵制御部４は、読み込んだ操舵角が所定舵角以下であるとき（Ｓ８）、読み込んだ操舵トルクと所定トルク値とを比較し（Ｓ１０）、読み込んだ操舵トルクが所定トルク値より大であるとき（Ｓ１０）、運転者に警告音又は警告ランプにより警告を与え、再度、トルクセンサ３２から操舵トルクを、ロータリエンコーダ３３からステアリングホイール２の操舵角をそれぞれ読み込み（Ｓ６）、読み込んだ操舵角と所定舵角とを比較する（Ｓ８）。
【００２９】
操舵制御部４は、読み込んだ操舵角が所定舵角以下であり（Ｓ８）、読み込んだ操舵トルクが所定トルク値以下であるとき（Ｓ１０）、駆動回路５ａにより操舵モータ５を駆動させ、舵取機構１の車輪１０，１０（操向車輪）の舵角を中点に復帰させる（Ｓ１２）。この動作は、車輪１０，１０の舵角が中点に有るか否かに関わらず実行する。
次に、操舵制御部４は、固定機構２０へ信号を送り、変速機２１のギヤチェンジ（ギヤシフト）の禁止を解除する（Ｓ１４）。
【００３０】
図３は、今回、開示する車両用操舵装置の電源スイッチＳ１がオフされたときの動作を示すフローチャートである。尚、この車両用操舵装置の構成は、上述した本発明に係る車両用操舵装置から、固定機構２０及びそれに関係する部分を除いた構成であり、説明は省略する。
【００３１】
以下に、この車両用操舵装置の動作を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
操舵制御部４は、電源スイッチＳ１がオンであり（Ｓ２０）、操舵制御を行っているときに（Ｓ２６）、電源スイッチＳ１がオフになると（Ｓ２０）、駆動回路５ａにより操舵モータ５を駆動させ、舵取機構１の車輪１０，１０（操向車輪）の舵角を中点に復帰させる（Ｓ２２）。この動作は、車輪１０，１０の舵角が中点に有るか否かに関わらず実行する。
【００３２】
次に、操舵制御部４は、スイッチＳ２をオフにして、反力アクチュエータ３、操舵モータ５及び駆動回路３ａ，５ａ等の電源である主電源をオフにして（Ｓ２４）、停止状態となる。これにより、電源がオフになるときに、舵取機構１の車輪１０，１０の舵角は、必ず中点に復帰する。一方、ステアリングホイール２の操舵角は、運転者が操作しないときは、捩ればね３１により、中点に復帰する。従って、次回、運転を開始するときには、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とは一致している。
【００３３】
【発明の効果】
第１発明に係る車両用操舵装置によれば、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを何れも中点に戻しておくことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００３４】
第２発明に係る車両用操舵装置によれば、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角を、操舵トルクが０である中点に戻しておくことが出来ると共に、舵取り用の車輪の舵角を中点に戻すことが出来、両者を一致させることが出来る。
【００３５】
第３発明に係る車両用操舵装置によれば、運転開始時に、ステアリングホイールの操舵角と舵取り用の車輪の舵角とを一致させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】開示した車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 舵取機構
２ ステアリングホイール（舵輪）
３ａ，５ａ 駆動回路
４ 操舵制御部
５ 操舵モータ（電動モータ）
６ 車速センサ
Ｂ バッテリー（電源）
Ｓ１ 電源スイッチ
Ｓ２ スイッチ
２０ 固定機構
２１ 変速機
３２ トルクセンサ（トルク検出手段）
３３ ロータリエンコーダ
Claims (3)
- 電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、前記舵角を増減制御し、前記舵輪の操作がないときは、該舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置において、
その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する検知手段と、該検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記舵角を中点に復帰させる中点復帰手段と、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記操舵角と所定値とを比較する手段と、該手段の比較結果が、前記操舵角が所定値より大であるときに、警告を表示する手段と、前記比較結果が、前記操舵角が所定値より大であるときに、前記中点復帰手段の動作を禁止する手段とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。 - 電動モータを駆動して車輪の舵角を変える舵取機構が舵輪と機械的に切り離されており、舵輪の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて、前記舵角を増減制御し、前記舵輪の操作がないときは、該舵輪の操舵角を中点に戻す車両用操舵装置において、
その電源をオン／オフする為の電源スイッチがオンされたことを検知する検知手段と、該検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記舵角を中点に復帰させる中点復帰手段と、前記舵輪に掛かる操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記検知手段が電源スイッチのオンを検知したときに、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクと所定値とを比較する手段と、該手段の比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大であるときに、警告を表示する手段と、前記比較結果が、検出した操舵トルクが所定値より大であるときに、前記中点復帰手段の動作を禁止する手段とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。 - 前記検知手段が電源スイッチのオンを検知してから、前記中点復帰手段が舵角を中点に復帰させる迄、車両の走行を禁止する手段を更に備える請求項１又は２記載の車両用操舵装置。
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