JP3643942B2 - 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、運転者の操作に応じて車両を操向させるための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の回転を、操舵用の車輪（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、アクチュエータの発生力により補助し、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】
実公平２−２９０１７号公報には、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の例である車両用の操舵装置が開示されている。このような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切り離して配し、また、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、舵取機構の中途に操舵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、マイクロプロセッサからなる制御手段が、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制御することにより、ステアリングホイールの操作に応じた操舵を行わせる構成となっている。
【０００５】
制御手段が出力した、舵取機構の舵角を増減制御すべき舵角指示信号は、舵角増減手段に与えられ、舵角増減手段は、与えられた舵角指示信号に基づいて電動モータを駆動する。
【０００６】
舵取機構に機械的に連結されないステアリングホイールには、電動モータを備えた反力増減手段である反力アクチュエータが付設されている。反力アクチュエータは、車速及びステアリングホイールの操舵角の検出結果に基づいて、制御手段が出力する反力指示信号により、前記モータを駆動制御し、ステアリングホイールに、車速の高低及び操舵角の大小に応じて大小となり、中立位置へ向かう反力を加える。これにより、ステアリングホイールと舵取機構とが機械的に連結された一般的な車両用操舵装置（連結型の操舵装置）と同様の感覚での操舵を行わせ得るようにしてある。
【０００７】
以上のように構成されたリンクレス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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなリンクレスの車両用操舵装置では、制御手段が故障したときは、反力指示値が異常な値となって、操舵が不安定になる問題がある。
また、反力増減手段が故障したときは、電動モータとステアリングホイールとを接続しているクラッチを切断するため、ステアリングホイールを中立位置に復帰させるために設けられている捩ればねの作用により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、電動モータによる反力が無くなり、捩ればねによるばね反力のみになって軽くなり、ステアリングホイールを切り過ぎる問題がある。
【０００９】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、制御手段が故障したときに、運転者がその故障に気付くことができるリンクレスの車両用操舵装置を提供することを目的とする。
また、本発明では、反力増減手段が故障したときに、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがないリンクレスの車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両用操舵装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力する制御手段と、該反力指示信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、前記制御手段の故障を検出する第１故障検出手段と、該第１故障検出手段が前記制御手段の故障を検出したときに、前記反力を増加させる増加手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この車両用操舵装置では、第１故障検出手段が、制御手段の故障を検出したときに、増加手段が、反力を増加させる。これにより、制御手段が故障したときに、安定した操舵が可能であり、また、運転者はその故障に気付くことができる。
【００１６】
本発明に係る車両用操舵装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力する制御手段と、電動モータ及び該電動モータと前記操舵手段とを接続／切断するクラッチを有し、前記反力指示信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、前記反力増減手段の故障を検出する第２故障検出手段と、該第２故障検出手段が前記クラッチ以外の故障を検出したときに、前記クラッチの接続を継続する接続継続手段と、前記第２故障検出手段が前記クラッチの故障を検出したときに、前記クラッチを切断するクラッチ切断手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この車両用操舵装置では、第２故障検出手段がクラッチ以外の反力増減手段の故障を検出したときに、接続継続手段がクラッチの接続を継続し、第２故障検出手段がクラッチの故障を検出したときに、クラッチ切断手段がクラッチを切断する。これにより、クラッチ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【００１８】
本発明に係る車両用操舵装置は、前記第２故障検出手段が前記クラッチ及び前記電動モータ以外の故障を検出したときに、前記電動モータを短絡する短絡手段と、前記第２故障検出手段が前記電動モータの故障を検出したときに、前記電動モータをオフにするモータオフ手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この車両用操舵装置では、第２故障検出手段がクラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段の故障を検出したときに、短絡手段が電動モータを短絡し、第２故障検出手段が電動モータの故障を検出したときに、モータオフ手段が電動モータをオフにする。これにより、クラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【００２０】
【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、本発明を説明するための車両用操舵装置の構成例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操舵用の車輪１０，１０に操舵動作を行わせるための舵取機構１と、舵取機構１から切り離して配された操舵手段であるステアリングホイール２と、ステアリングホイール２に反力を付与する電動モータ３と、マイクロプロセッサを用いてなり電動モータ３を駆動制御する反力増減部７と、舵取機構１の中途に配した操舵モータ５を駆動制御する主舵角増減部８ａと、マイクロプロセッサを用いてなる制御手段である制御部４とを備え、ステアリングホイール２の操作に応じた制御部４の動作により、主舵角増減部８ａを介して操舵モータ５を駆動し、舵取機構１を作動させる構成となっている。
【００２１】
反力増減部７は、電動モータ３と、電動モータ３及びステアリングホイール２を接続／切断する電磁クラッチ３ａとで反力増減系（反力増減手段）を構成しており、主舵角増減部８ａは、操舵モータ５と共に主舵角増減手段を構成している。
この車両用操舵装置には、フェールセーフのために、副舵角増減部８ｂと副舵角増減部８ｂにより駆動される操舵モータ３７とで構成される副舵角増減手段が設けられており、通常は、主舵角増減部８ａ及び操舵モータ５が、制御部４が出力した舵角指示信号に基づき舵取機構の舵角を増減し、主舵角増減部８ａ又は操舵モータ５が故障したときは、副舵角増減部８ｂ及び操舵モータ３７が、制御部４が出力した舵角指示信号に基づき舵取機構１の舵角を増減するようになっている。
【００２２】
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。
【００２３】
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の回転に応じた操舵（操舵用の車輪１０，１０の操向）が行われる。
副舵角増減手段の操舵モータ３７の回転は、ウォームギヤ機構３９及びピニオン軸４０を介して、操舵軸１１に伝達される。
【００２４】
このように操舵される車輪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、制御部４に与えられる。
タイロッド１３，１３には、車輪１０，１０が路面から受ける路面反力により加わる軸力を検出する軸力センサ９，９が付設され、軸力センサ９，９の各出力は、制御部４に与えられる。
【００２５】
ステアリングホイール２に反力を付与する電動モータ３は、回転軸３０のケーシングに固定して取り付けてあり、その回転運動は、電磁クラッチ３ａを介して、また、ウォームギヤ機構３ｂによりその回転方向が変換されて、回転軸３０に伝えられる。
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。
【００２６】
電動モータ３は、制御部４から与えられる反力指示信号（モータ目標電圧信号）に応じた反力増減部７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、電動モータ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、トルクセンサ３２により検出される。トルクセンサ３２の出力は、制御部４に与えられる。
【００２７】
ステアリングホイール２の操作量（操舵角）は、操舵角検出手段である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る。この検出結果は、制御部４に与えられる。
また、電動モータ３に流れる電流は、電流センサ７ａにより検出され、制御部４に与えられる。
【００２８】
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を所定の中立位置に復帰させる作用をする。この復帰は、機械的に切り離された舵取機構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。
【００２９】
以上のように制御部４には、舵取機構１の側にて実際に生じている操舵の状態が、ロータリエンコーダ１５及び舵角センサ１６からの入力として与えられ、また操舵手段としてのステアリングホイール２の操作の状態が、トルクセンサ３２及びロータリエンコーダ３３からの入力として夫々与えられており、これらに加えて制御部４には、車両の走行速度を検出する車速センサ６の出力が与えられている。車速センサ６の出力は、反力増減部７にも与えられる。
【００３０】
一方、制御部４の出力は、前述したように、ステアリングホイール２に反力を付与するための反力増減部７と、舵取機構１に操舵動作を行わせるための主舵角増減部８ａとに与えられており、反力増減部７及び主舵角増減部８ａは、制御部４からの指示信号に応じて各別の制御動作を行うようになしてある。
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、例えば、車速センサ６からの入力として与えられる車速の高低に応じて大小となるように決定し、トルクセンサ３２及び電流センサ７ａからの入力をフィードバック信号として、反力を発生させるべく反力増減部７に反力指示信号を与える反力制御を行う。
【００３１】
また、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の入力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を駆動する舵取制御動作を行う。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。
【００３２】
以下に、このような構成の車両用操舵装置の動作を、それを示すフローチャートに基づき説明する。
図２は、図１に示す車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。反力増減部７は、制御部４の故障を検出したときは（Ｓ３０）、電動モータ３に印加する電圧を所定の固定値とし（Ｓ３２）、その電圧を出力して（Ｓ３４）電動モータ３を駆動する。
反力増減部７は、制御部４の故障を検出しないときは（Ｓ３０）、制御部４が出力した反力指示信号（モータ目標電圧信号）を読み込み（Ｓ３６）、そのモータ目標電圧をモータ印加電圧として出力し（Ｓ３４）、電動モータ３を駆動して、次の制御に移る。
【００３３】
図３は、本発明を説明するための他の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。この車両用操舵装置の構成は、制御内容以外は上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
この車両用操舵装置の反力増減部７は、制御部４の故障を検出したときは（Ｓ４０）、電動モータ３に印加する電圧の出力を停止し（Ｓ４２）、電動モータ３を駆動しない。このとき、電磁クラッチ３ａは切断されず、電動モータ３の電磁誘導による回転抗力が作用するので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎることはない。
反力増減部７は、制御部４の故障を検出しないときは（Ｓ４０）、制御部４が出力した反力指示信号（モータ目標電圧信号）を読み込み（Ｓ４４）、そのモータ目標電圧をモータ印加電圧として出力し（Ｓ４６）、電動モータ３を駆動して、次の制御に移る。
【００３４】
図４は、本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。本発明に係る車両用操舵装置の構成は、制御内容以外は上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
本発明に係る車両用操舵装置の制御部４は、ロータリエンコーダ３３により検出したステアリングホイール２の操舵角に応じた反力指示トルク値ＴM をテーブルから読み込み（Ｓ５０）、その反力指示トルク値ＴM が異常な値であるか否かを判定する（Ｓ５２）。
【００３５】
反力指示トルク値ＴM が異常な値であると判定したときは（Ｓ５２）、反力指示トルク値ＴM に所定の重み係数を乗算し（Ｓ５４）、この所定の重みを乗算した反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行う（Ｓ５６）。
制御部４は、反力指示トルク値ＴM が異常な値でないと判定したときは（Ｓ５２）、読み込んだ反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行い（Ｓ５６）、次の制御に移る。
【００３６】
図５は、操舵反力制御（Ｓ５６）の動作を詳細に示すフローチャートである。制御部４は、トルクセンサ３２により操舵トルク値ＴS を検出し（Ｓ８）、反力指示トルク値ＴM とこの操舵トルク値ＴS とのトルク偏差ΔＩn ＝ＴM −ＴS を演算して（Ｓ１０）、反力制御の積分要素Ｉn ＝ΔＩn ×ＫI （ＫI ：所定の積分定数）を演算する（Ｓ１２）。
【００３７】
次に、比例要素Ｐn ＝（ΔＩn −ΔＩn-1 ）×ＫP （ΔＩn-1 ：前回周期のトルク偏差、ＫP ：所定の比例定数）を演算し（Ｓ１４）、電動モータ３の目標電流ＪM ＝Ｊ0 ＋Ｉn ＋Ｐn （Ｊ0 ：前回周期の目標電流）を演算する（Ｓ１６）。
次に、電流センサ７ａにより、電動モータ３の電流ＪS を検出し（Ｓ１８）、電動モータ３の目標電流ＪM と実際の電流ＪS との電流偏差ΔＩn ´＝ＪM −ＪS を演算する（Ｓ２０）。
【００３８】
次に、制御部４は、反力制御の積分要素Ｉn ´＝ΔＩn ´×ＫI ´（ＫI ´：所定の積分定数）を演算し（Ｓ２２）、比例要素Ｐn ´＝（ΔＩn ´−ΔＩn-1 ´）×ＫP ´（ΔＩn-1 ´：前回周期の電流偏差、ＫP ´：所定の比例定数）を演算する（Ｓ２４）。
次に、電動モータ３の目標電圧ＶM ＝Ｖ0 ＋Ｉn ´＋Ｐn ´（Ｖ0 ：前回周期の目標電圧）を演算し（Ｓ２６）、反力増減部７にこのモータ目標電圧ＶM を出力させて、電動モータ３を駆動する。
【００３９】
次に、目標電流ＪM を前回周期の目標電流Ｊ0 に、目標電圧ＶM を前回周期の目標電圧Ｖ0 に、トルク偏差ΔＩn を前回周期のトルク偏差ΔＩn-1 に、電流偏差ΔＩn ´を前回周期の電流偏差ΔＩn-1 ´にそれぞれ移し（Ｓ２８）リターンする。
【００４０】
図６は、本発明を説明するための車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。この車両用操舵装置の構成は、上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
この車両用操舵装置の制御部４は、ロータリエンコーダ３３により検出したステアリングホイール２の操舵角に応じた反力指示トルク値ＴM をテーブルから読み込み（Ｓ６０）、その反力指示トルク値ＴM が異常な値であるか否かを判定する（Ｓ６２）。
【００４１】
反力指示トルク値ＴM が異常な値であると判定したときは（Ｓ６２）、操舵反力制御を停止する（Ｓ６６）。
制御部４は、反力指示トルク値ＴM が異常な値でないと判定したときは（Ｓ６２）、読み込んだ反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行い（Ｓ６４）、次の制御に移る。
このとき、電動モータ３は駆動されないが、電磁クラッチ３ａは切断されず、電動モータ３の電磁誘導による回転抗力が作用するので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎることはない。
【００４２】
図７は、本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の故障時処理の動作を示すフローチャートである。本発明に係る車両用操舵装置の構成は、制御内容以外は上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
本発明に係る車両用操舵装置の制御部４は、反力増減部７、電動モータ３及び電磁クラッチ３ａで構成される反力増減系（反力増減手段）の故障を検出した場合（Ｓ７０）、電磁クラッチ３ａが故障しておらず（Ｓ７１）、電動モータ３が故障していないときは（Ｓ７２）、電動モータ３を短絡し（Ｓ７４）、電動モータ３の電源リレー（図示せず）をオフにして（Ｓ８０）リターンする。
【００４３】
図８は、電動モータ３の駆動回路を示す回路図である。この駆動回路は、電源端子と接地端子との間に、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の直列回路と、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の直列回路とが並列接続され、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の接続節点とトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の接続節点とを橋絡するように電動モータ３が接続されている。トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４と接地端子との間には、電流センサ７ａが接続されている。
【００４４】
制御部４は、電動モータ３を短絡するときは（Ｓ７４）、電源端子側のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３をオンにし、接地端子側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４をオフにする。これにより、電動モータ３がステアリングホイール２の回転に従って回転する場合に、電磁誘導により、電動モータ３の回転を妨げようとする磁界が発生するので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎることはない。
【００４５】
制御部４は、電磁クラッチ３ａが故障しているときは（Ｓ７１）、電磁クラッチ３ａをオフにし（切断し）（Ｓ７６）、電動モータ３をオフにし（駆動回路の各トランジスタをオフにし）（Ｓ７８）、電動モータ３の電源リレーをオフにして（Ｓ８０）リターンする。
制御部４は、電動モータ３が故障しているときは（Ｓ７２）、電動モータ３をオフにし（駆動回路の各トランジスタをオフにし）（Ｓ７８）、電動モータ３の電源リレーをオフにして（Ｓ８０）リターンする。
制御部４は、反力増減系の故障を検出しない場合（Ｓ７０）は、そのままリターンする。
【００４６】
尚、以上の実施の形態は、本発明に係る車両用操舵装置の一例を示すものであり、反力アクチュエータとしての電動モータ３、操舵モータ５の構成を限定するものではなく、また、操舵手段として、ステアリングホイール２に代えて、レバー、ジョイスティック等の他の操作手段を用いることができることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る車両用操舵装置によれば、制御手段が故障したときに、安定した操舵が可能であり、また、運転者はその故障に気付くことができる。
【００５０】
本発明に係る車両用操舵装置によれば、クラッチ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【００５１】
本発明に係る車両用操舵装置によれば、クラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を説明するための車両用操舵装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す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】 本発明を説明するための他の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】 本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】操舵反力制御の動作を詳細に示すフローチャートである。
【図６】 本発明を説明するための車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】 本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の故障時処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】反力増減手段の電動モータの駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 舵取機構
２ ステアリングホイール（操舵手段）
３ 電動モータ（反力増減手段、反力増減系、反力固定手段）
３ａ 電磁クラッチ（反力増減手段、反力増減系、反力固定手段）
４ 制御部（制御手段）
５ 操舵モータ（主舵角増減手段）
６ 車速センサ（車速検出手段）
７ 反力増減部（反力増減手段、反力増減系、反力固定手段、第１故障検出手段、第２故障検出手段）
８ａ 主舵角増減部（主舵角増減手段）
８ｂ 副舵角増減部（副舵角増減手段）
１６ 舵角センサ
３０ 回転軸
３３ ロータリエンコーダ（操舵角検出手段）
３７ 操舵モータ（副舵角増減手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の操作に応じて車両を操向させるための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の回転を、操舵用の車輪（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、アクチュエータの発生力により補助し、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】
実公平２−２９０１７号公報には、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の例である車両用の操舵装置が開示されている。このような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切り離して配し、また、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、舵取機構の中途に操舵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、マイクロプロセッサからなる制御手段が、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制御することにより、ステアリングホイールの操作に応じた操舵を行わせる構成となっている。
【０００５】
制御手段が出力した、舵取機構の舵角を増減制御すべき舵角指示信号は、舵角増減手段に与えられ、舵角増減手段は、与えられた舵角指示信号に基づいて電動モータを駆動する。
【０００６】
舵取機構に機械的に連結されないステアリングホイールには、電動モータを備えた反力増減手段である反力アクチュエータが付設されている。反力アクチュエータは、車速及びステアリングホイールの操舵角の検出結果に基づいて、制御手段が出力する反力指示信号により、前記モータを駆動制御し、ステアリングホイールに、車速の高低及び操舵角の大小に応じて大小となり、中立位置へ向かう反力を加える。これにより、ステアリングホイールと舵取機構とが機械的に連結された一般的な車両用操舵装置（連結型の操舵装置）と同様の感覚での操舵を行わせ得るようにしてある。
【０００７】
以上のように構成されたリンクレス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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなリンクレスの車両用操舵装置では、制御手段が故障したときは、反力指示値が異常な値となって、操舵が不安定になる問題がある。
また、反力増減手段が故障したときは、電動モータとステアリングホイールとを接続しているクラッチを切断するため、ステアリングホイールを中立位置に復帰させるために設けられている捩ればねの作用により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、電動モータによる反力が無くなり、捩ればねによるばね反力のみになって軽くなり、ステアリングホイールを切り過ぎる問題がある。
【０００９】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、制御手段が故障したときに、運転者がその故障に気付くことができるリンクレスの車両用操舵装置を提供することを目的とする。
また、本発明では、反力増減手段が故障したときに、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがないリンクレスの車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両用操舵装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力する制御手段と、該反力指示信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、前記制御手段の故障を検出する第１故障検出手段と、該第１故障検出手段が前記制御手段の故障を検出したときに、前記反力を増加させる増加手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この車両用操舵装置では、第１故障検出手段が、制御手段の故障を検出したときに、増加手段が、反力を増加させる。これにより、制御手段が故障したときに、安定した操舵が可能であり、また、運転者はその故障に気付くことができる。
【００１６】
本発明に係る車両用操舵装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力する制御手段と、電動モータ及び該電動モータと前記操舵手段とを接続／切断するクラッチを有し、前記反力指示信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、前記反力増減手段の故障を検出する第２故障検出手段と、該第２故障検出手段が前記クラッチ以外の故障を検出したときに、前記クラッチの接続を継続する接続継続手段と、前記第２故障検出手段が前記クラッチの故障を検出したときに、前記クラッチを切断するクラッチ切断手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この車両用操舵装置では、第２故障検出手段がクラッチ以外の反力増減手段の故障を検出したときに、接続継続手段がクラッチの接続を継続し、第２故障検出手段がクラッチの故障を検出したときに、クラッチ切断手段がクラッチを切断する。これにより、クラッチ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【００１８】
本発明に係る車両用操舵装置は、前記第２故障検出手段が前記クラッチ及び前記電動モータ以外の故障を検出したときに、前記電動モータを短絡する短絡手段と、前記第２故障検出手段が前記電動モータの故障を検出したときに、前記電動モータをオフにするモータオフ手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この車両用操舵装置では、第２故障検出手段がクラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段の故障を検出したときに、短絡手段が電動モータを短絡し、第２故障検出手段が電動モータの故障を検出したときに、モータオフ手段が電動モータをオフにする。これにより、クラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【００２０】
【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、本発明を説明するための車両用操舵装置の構成例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操舵用の車輪１０，１０に操舵動作を行わせるための舵取機構１と、舵取機構１から切り離して配された操舵手段であるステアリングホイール２と、ステアリングホイール２に反力を付与する電動モータ３と、マイクロプロセッサを用いてなり電動モータ３を駆動制御する反力増減部７と、舵取機構１の中途に配した操舵モータ５を駆動制御する主舵角増減部８ａと、マイクロプロセッサを用いてなる制御手段である制御部４とを備え、ステアリングホイール２の操作に応じた制御部４の動作により、主舵角増減部８ａを介して操舵モータ５を駆動し、舵取機構１を作動させる構成となっている。
【００２１】
反力増減部７は、電動モータ３と、電動モータ３及びステアリングホイール２を接続／切断する電磁クラッチ３ａとで反力増減系（反力増減手段）を構成しており、主舵角増減部８ａは、操舵モータ５と共に主舵角増減手段を構成している。
この車両用操舵装置には、フェールセーフのために、副舵角増減部８ｂと副舵角増減部８ｂにより駆動される操舵モータ３７とで構成される副舵角増減手段が設けられており、通常は、主舵角増減部８ａ及び操舵モータ５が、制御部４が出力した舵角指示信号に基づき舵取機構の舵角を増減し、主舵角増減部８ａ又は操舵モータ５が故障したときは、副舵角増減部８ｂ及び操舵モータ３７が、制御部４が出力した舵角指示信号に基づき舵取機構１の舵角を増減するようになっている。
【００２２】
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。
【００２３】
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の回転に応じた操舵（操舵用の車輪１０，１０の操向）が行われる。
副舵角増減手段の操舵モータ３７の回転は、ウォームギヤ機構３９及びピニオン軸４０を介して、操舵軸１１に伝達される。
【００２４】
このように操舵される車輪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、制御部４に与えられる。
タイロッド１３，１３には、車輪１０，１０が路面から受ける路面反力により加わる軸力を検出する軸力センサ９，９が付設され、軸力センサ９，９の各出力は、制御部４に与えられる。
【００２５】
ステアリングホイール２に反力を付与する電動モータ３は、回転軸３０のケーシングに固定して取り付けてあり、その回転運動は、電磁クラッチ３ａを介して、また、ウォームギヤ機構３ｂによりその回転方向が変換されて、回転軸３０に伝えられる。
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。
【００２６】
電動モータ３は、制御部４から与えられる反力指示信号（モータ目標電圧信号）に応じた反力増減部７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、電動モータ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、トルクセンサ３２により検出される。トルクセンサ３２の出力は、制御部４に与えられる。
【００２７】
ステアリングホイール２の操作量（操舵角）は、操舵角検出手段である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る。この検出結果は、制御部４に与えられる。
また、電動モータ３に流れる電流は、電流センサ７ａにより検出され、制御部４に与えられる。
【００２８】
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を所定の中立位置に復帰させる作用をする。この復帰は、機械的に切り離された舵取機構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。
【００２９】
以上のように制御部４には、舵取機構１の側にて実際に生じている操舵の状態が、ロータリエンコーダ１５及び舵角センサ１６からの入力として与えられ、また操舵手段としてのステアリングホイール２の操作の状態が、トルクセンサ３２及びロータリエンコーダ３３からの入力として夫々与えられており、これらに加えて制御部４には、車両の走行速度を検出する車速センサ６の出力が与えられている。車速センサ６の出力は、反力増減部７にも与えられる。
【００３０】
一方、制御部４の出力は、前述したように、ステアリングホイール２に反力を付与するための反力増減部７と、舵取機構１に操舵動作を行わせるための主舵角増減部８ａとに与えられており、反力増減部７及び主舵角増減部８ａは、制御部４からの指示信号に応じて各別の制御動作を行うようになしてある。
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、例えば、車速センサ６からの入力として与えられる車速の高低に応じて大小となるように決定し、トルクセンサ３２及び電流センサ７ａからの入力をフィードバック信号として、反力を発生させるべく反力増減部７に反力指示信号を与える反力制御を行う。
【００３１】
また、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の入力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を駆動する舵取制御動作を行う。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。
【００３２】
以下に、このような構成の車両用操舵装置の動作を、それを示すフローチャートに基づき説明する。
図２は、図１に示す車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。反力増減部７は、制御部４の故障を検出したときは（Ｓ３０）、電動モータ３に印加する電圧を所定の固定値とし（Ｓ３２）、その電圧を出力して（Ｓ３４）電動モータ３を駆動する。
反力増減部７は、制御部４の故障を検出しないときは（Ｓ３０）、制御部４が出力した反力指示信号（モータ目標電圧信号）を読み込み（Ｓ３６）、そのモータ目標電圧をモータ印加電圧として出力し（Ｓ３４）、電動モータ３を駆動して、次の制御に移る。
【００３３】
図３は、本発明を説明するための他の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。この車両用操舵装置の構成は、制御内容以外は上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
この車両用操舵装置の反力増減部７は、制御部４の故障を検出したときは（Ｓ４０）、電動モータ３に印加する電圧の出力を停止し（Ｓ４２）、電動モータ３を駆動しない。このとき、電磁クラッチ３ａは切断されず、電動モータ３の電磁誘導による回転抗力が作用するので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎることはない。
反力増減部７は、制御部４の故障を検出しないときは（Ｓ４０）、制御部４が出力した反力指示信号（モータ目標電圧信号）を読み込み（Ｓ４４）、そのモータ目標電圧をモータ印加電圧として出力し（Ｓ４６）、電動モータ３を駆動して、次の制御に移る。
【００３４】
図４は、本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。本発明に係る車両用操舵装置の構成は、制御内容以外は上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
本発明に係る車両用操舵装置の制御部４は、ロータリエンコーダ３３により検出したステアリングホイール２の操舵角に応じた反力指示トルク値ＴM をテーブルから読み込み（Ｓ５０）、その反力指示トルク値ＴM が異常な値であるか否かを判定する（Ｓ５２）。
【００３５】
反力指示トルク値ＴM が異常な値であると判定したときは（Ｓ５２）、反力指示トルク値ＴM に所定の重み係数を乗算し（Ｓ５４）、この所定の重みを乗算した反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行う（Ｓ５６）。
制御部４は、反力指示トルク値ＴM が異常な値でないと判定したときは（Ｓ５２）、読み込んだ反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行い（Ｓ５６）、次の制御に移る。
【００３６】
図５は、操舵反力制御（Ｓ５６）の動作を詳細に示すフローチャートである。制御部４は、トルクセンサ３２により操舵トルク値ＴS を検出し（Ｓ８）、反力指示トルク値ＴM とこの操舵トルク値ＴS とのトルク偏差ΔＩn ＝ＴM −ＴS を演算して（Ｓ１０）、反力制御の積分要素Ｉn ＝ΔＩn ×ＫI （ＫI ：所定の積分定数）を演算する（Ｓ１２）。
【００３７】
次に、比例要素Ｐn ＝（ΔＩn −ΔＩn-1 ）×ＫP （ΔＩn-1 ：前回周期のトルク偏差、ＫP ：所定の比例定数）を演算し（Ｓ１４）、電動モータ３の目標電流ＪM ＝Ｊ0 ＋Ｉn ＋Ｐn （Ｊ0 ：前回周期の目標電流）を演算する（Ｓ１６）。
次に、電流センサ７ａにより、電動モータ３の電流ＪS を検出し（Ｓ１８）、電動モータ３の目標電流ＪM と実際の電流ＪS との電流偏差ΔＩn ´＝ＪM −ＪS を演算する（Ｓ２０）。
【００３８】
次に、制御部４は、反力制御の積分要素Ｉn ´＝ΔＩn ´×ＫI ´（ＫI ´：所定の積分定数）を演算し（Ｓ２２）、比例要素Ｐn ´＝（ΔＩn ´−ΔＩn-1 ´）×ＫP ´（ΔＩn-1 ´：前回周期の電流偏差、ＫP ´：所定の比例定数）を演算する（Ｓ２４）。
次に、電動モータ３の目標電圧ＶM ＝Ｖ0 ＋Ｉn ´＋Ｐn ´（Ｖ0 ：前回周期の目標電圧）を演算し（Ｓ２６）、反力増減部７にこのモータ目標電圧ＶM を出力させて、電動モータ３を駆動する。
【００３９】
次に、目標電流ＪM を前回周期の目標電流Ｊ0 に、目標電圧ＶM を前回周期の目標電圧Ｖ0 に、トルク偏差ΔＩn を前回周期のトルク偏差ΔＩn-1 に、電流偏差ΔＩn ´を前回周期の電流偏差ΔＩn-1 ´にそれぞれ移し（Ｓ２８）リターンする。
【００４０】
図６は、本発明を説明するための車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。この車両用操舵装置の構成は、上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
この車両用操舵装置の制御部４は、ロータリエンコーダ３３により検出したステアリングホイール２の操舵角に応じた反力指示トルク値ＴM をテーブルから読み込み（Ｓ６０）、その反力指示トルク値ＴM が異常な値であるか否かを判定する（Ｓ６２）。
【００４１】
反力指示トルク値ＴM が異常な値であると判定したときは（Ｓ６２）、操舵反力制御を停止する（Ｓ６６）。
制御部４は、反力指示トルク値ＴM が異常な値でないと判定したときは（Ｓ６２）、読み込んだ反力指示トルク値ＴM を用いて操舵反力制御を行い（Ｓ６４）、次の制御に移る。
このとき、電動モータ３は駆動されないが、電磁クラッチ３ａは切断されず、電動モータ３の電磁誘導による回転抗力が作用するので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎることはない。
【００４２】
図７は、本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の故障時処理の動作を示すフローチャートである。本発明に係る車両用操舵装置の構成は、制御内容以外は上述した図１に示す車両用操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
本発明に係る車両用操舵装置の制御部４は、反力増減部７、電動モータ３及び電磁クラッチ３ａで構成される反力増減系（反力増減手段）の故障を検出した場合（Ｓ７０）、電磁クラッチ３ａが故障しておらず（Ｓ７１）、電動モータ３が故障していないときは（Ｓ７２）、電動モータ３を短絡し（Ｓ７４）、電動モータ３の電源リレー（図示せず）をオフにして（Ｓ８０）リターンする。
【００４３】
図８は、電動モータ３の駆動回路を示す回路図である。この駆動回路は、電源端子と接地端子との間に、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の直列回路と、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の直列回路とが並列接続され、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の接続節点とトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の接続節点とを橋絡するように電動モータ３が接続されている。トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４と接地端子との間には、電流センサ７ａが接続されている。
【００４４】
制御部４は、電動モータ３を短絡するときは（Ｓ７４）、電源端子側のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３をオンにし、接地端子側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４をオフにする。これにより、電動モータ３がステアリングホイール２の回転に従って回転する場合に、電磁誘導により、電動モータ３の回転を妨げようとする磁界が発生するので、ステアリングホイール２が軽くなり過ぎることはない。
【００４５】
制御部４は、電磁クラッチ３ａが故障しているときは（Ｓ７１）、電磁クラッチ３ａをオフにし（切断し）（Ｓ７６）、電動モータ３をオフにし（駆動回路の各トランジスタをオフにし）（Ｓ７８）、電動モータ３の電源リレーをオフにして（Ｓ８０）リターンする。
制御部４は、電動モータ３が故障しているときは（Ｓ７２）、電動モータ３をオフにし（駆動回路の各トランジスタをオフにし）（Ｓ７８）、電動モータ３の電源リレーをオフにして（Ｓ８０）リターンする。
制御部４は、反力増減系の故障を検出しない場合（Ｓ７０）は、そのままリターンする。
【００４６】
尚、以上の実施の形態は、本発明に係る車両用操舵装置の一例を示すものであり、反力アクチュエータとしての電動モータ３、操舵モータ５の構成を限定するものではなく、また、操舵手段として、ステアリングホイール２に代えて、レバー、ジョイスティック等の他の操作手段を用いることができることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る車両用操舵装置によれば、制御手段が故障したときに、安定した操舵が可能であり、また、運転者はその故障に気付くことができる。
【００５０】
本発明に係る車両用操舵装置によれば、クラッチ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【００５１】
本発明に係る車両用操舵装置によれば、クラッチ及び電動モータ以外の反力増減手段が故障したときに、反力増減手段の電動モータの電磁誘導に起因する回転抗力により、手を放すとステアリングホイールが急に中立位置へ戻ったり、ステアリングホイールを切り過ぎたりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を説明するための車両用操舵装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す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】 本発明を説明するための他の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】 本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】操舵反力制御の動作を詳細に示すフローチャートである。
【図６】 本発明を説明するための車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】 本発明に係る車両用操舵装置の実施の形態の故障時処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】反力増減手段の電動モータの駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 舵取機構
２ ステアリングホイール（操舵手段）
３ 電動モータ（反力増減手段、反力増減系、反力固定手段）
３ａ 電磁クラッチ（反力増減手段、反力増減系、反力固定手段）
４ 制御部（制御手段）
５ 操舵モータ（主舵角増減手段）
６ 車速センサ（車速検出手段）
７ 反力増減部（反力増減手段、反力増減系、反力固定手段、第１故障検出手段、第２故障検出手段）
８ａ 主舵角増減部（主舵角増減手段）
８ｂ 副舵角増減部（副舵角増減手段）
１６ 舵角センサ
３０ 回転軸
３３ ロータリエンコーダ（操舵角検出手段）
３７ 操舵モータ（副舵角増減手段）
Claims (3)
- 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力する制御手段と、該反力指示信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、
前記制御手段の故障を検出する第１故障検出手段と、該第１故障検出手段が前記制御手段の故障を検出したときに、前記反力を増加させる増加手段とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。 - 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、該操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段が検出した操舵角に応じて、前記舵取機構の舵角を増減制御し、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操舵角に基づいて求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示する反力指示信号を出力する制御手段と、電動モータ及び該電動モータと前記操舵手段とを接続／切断するクラッチを有し、前記反力指示信号に基づき前記操舵手段に与える前記反力を増減する反力増減手段とを備えた車両用操舵装置において、
前記反力増減手段の故障を検出する第２故障検出手段と、該第２故障検出手段が前記クラッチ以外の故障を検出したときに、前記クラッチの接続を継続する接続継続手段と、前記第２故障検出手段が前記クラッチの故障を検出したときに、前記クラッチを切断するクラッチ切断手段とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。 - 前記第２故障検出手段が前記クラッチ及び前記電動モータ以外の故障を検出したときに、前記電動モータを短絡する短絡手段と、前記第２故障検出手段が前記電動モータの故障を検出したときに、前記電動モータをオフにするモータオフ手段とを備える請求項２記載の車両用操舵装置。
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