JP5847208B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪と機械的に切り離されるステアリングハンドルの操舵角に応じて、車輪の転舵角を決定する車両用操舵装置に関する。本発明は、特に、車両の走行中にイグニッションキー等の始動スイッチがオフされたときでも乗員が所定時間車両を操舵可能にする車両用操舵装置に関する。

例えば特許文献１には、車両用操舵装置として、車輪と機械的に切り離されるステアリングハンドルの操舵角に応じて、車輪の転舵角を決定する装置が開示されている。特許文献１に示される車両用操舵装置は、車両の走行中にイグニッションキー等の始動スイッチがオフされたときに、車両用操舵装置の操舵制御部が車速センサから現在の車速を読み込み、現在の車速が所定速度より小さいか否かを判定する。操舵制御部が現在の車速が所定速度より小さくないと判定した場合は、車両用操舵装置の電源をオフにしない。その後も操舵制御部は、車速センサから現在の車速を読み込み続け、現在の車速が所定速度より小さいと判定したときは、所定時間待機した後に車両用操舵装置の電源をオフにする。特許文献１に示される車両用操舵装置では、例えば走行中に始動スイッチが誤ってオフされたときでも、車速が所定速度より小さくなるまで乗員は車両を引き続き操舵が可能であると記載されている。

また、特許文献１に記載されている車両用操舵装置の他の実施形態として、始動スイッチと車載バッテリからなる直列回路に並列に大容量のコンデンサが接続されている構成が開示されている。特許文献１の記載によれば、この他の実施形態では始動スイッチがオンされている間にコンデンサが充電され、始動スイッチがオフされるとコンデンサに充電された電力が放電されて操舵制御部に供給される。したがって、特許文献１に示される車両用操舵装置の他の実施形態では、例えば走行中に始動スイッチが誤ってオフされたときでも、コンデンサの放電電圧が車両用操舵装置の作動可能電圧範囲にある間乗員は車両を引き続き操舵が可能であると記載されている。

ところで、車速センサが検出する車速は、車両用操舵装置に用いられる以外にも例えばメータパネル、ナビゲーション装置等の他の用途においても用いられるものである。よって、車速センサは車両用操舵装置に直接接続されているのではなく、コントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）等の車内ネットワークを介して車速信号を出力することもある。そうすると、イグニッションキー等の始動スイッチがオフされたときに車両用操舵装置の電源をオフにしないようにしても、車両用操舵装置以外の電源がオフされるので車速センサ又は車速センサが接続されている電子制御ユニット（ＥＣＵ）へは車載バッテリの電力は供給されない。したがって、特許文献１に記載されている車両用操舵装置の操舵制御部は、始動スイッチがオフされた後に車速センサから現在の車速を読み込むことが不可能になる。

また、特許文献１に記載されている車両用操舵装置の他の実施形態においては、イグニッションキー等の始動スイッチがオフされたときの現在の車速に関わらずコンデンサの放電電圧が車両用操舵装置の作動可能電圧範囲にある間は、乗員は車両を引き続き操舵可能である。したがって、放電電圧が低いときに、短い間だけ、乗員は、車両を引き続き操舵することができる。あるいは、コンデンサを大型化する必要がある。

特開２０００−１２８００９号公報

本発明の１つの目的は、車両の走行中にイグニッションキー等の始動スイッチがオフされたときでも乗員が所定時間車両を確実に操舵可能にする車両用操舵装置を提供することにある。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。

本発明に従う第１の態様は、車輪と機械的に切り離される車両に設けられたステアリングハンドルの操舵角に応じて、前記車輪の転舵角を決定する制御部を有する車両用操舵装置であって、
前記制御部は、前記車両の駆動部を始動するスイッチの状態がオン状態からオフ状態に切り替わったときに、直前の車速が所定速度よりも大きいか否かを判定し、
前記制御部は、前記直前の車速が前記所定速度より大きいときに、所定時間が経過するまでの間、現在の車速とは無関係に前記車両用操舵装置の電源をオンし続け、前記所定時間が経過した後に、前記車両用操舵装置の前記電源をオフにし、
前記制御部は、前記直前の車速が前記所定速度より大きくないときに、前記車両用操舵装置の前記電源を即座にオフにする車両用操舵装置に関係する。

車両用操舵装置の制御部は、車両の駆動部を始動するスイッチであるイグニッションキー等の始動スイッチがオフされたときに、直前の車速が所定速度よりも大きいか否かを判定する。制御部は、直前の車速が所定速度より大きいと判定したときに、現在の車速とは無関係に所定時間が経過するまでの間、車両用操舵装置の電源をオンし続ける。よって、制御部はイグニッションキー等の始動スイッチがオフされた後は現在の車速を読み込む必要がないので、車両用操舵装置以外には車載バッテリの電力が供給されていない状態でも、乗員は所定時間が経過するまでの間車両を確実に操舵することができる。また、制御部は、直前の車速が所定速度より大きくないと判定したときは、車両用操舵装置の電源を即座にオフにするので、ステアリングハンドルの誤操作等による乗員の意に反して車輪の転舵角が変化しない。

本発明に従う第２の態様では、第１の態様において、
前記制御部は、前記直前の車速と、前記車両の直前の走行状態及び／又は直前の走行環境に応じて前記所定時間を算出してもよい。

制御部は、イグニッションキー等の始動スイッチがオフされた直前の状況を反映した所定時間を算出するので、車両の走行中に誤ってイグニッションキー等の始動スイッチがオフされたときでも、乗員は車両を安全なところまで移動することができる。

本発明に従う第３の態様では、第１又は第２の態様において、
前記制御部は、前記スイッチの状態が前記オン状態から前記オフ状態に切り替わった後、前記所定時間が経過したか否かを判定し、
前記制御部が、前記所定時間が経過したか否かを判定している間に、前記スイッチの状態が前記オフ状態から前記オン状態に切り替わったときは、前記制御部は、前記判定を停止してもよい。

制御部は、イグニッションキー等の始動スイッチがオフされた後、所定時間が経過するまでに再度イグニッションキー等の始動スイッチがオンされたときは、所定時間が経過したか否かの判定を停止する。よって、乗員が誤ってイグニッションキー等の始動スイッチをオフしたとしても、所定時間が経過する前に再度イグニッションキー等の始動スイッチをオンすれば車両の運転を継続することができる。

本発明に従う車両用操舵装置の構成の例を示すブロック図である。 本発明に従う車両用操舵装置の動作の例を示すフローである。

以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

図１を用いて、本発明に従う車両用操舵装置の構成の例について説明する。車両用操舵装置は、制御部１０とステアリングハンドル２０と操舵角検出部４０と転舵アクチュエータ６０を備える。ここで、車両用操舵装置は、反力アクチュエータ３０、転舵角検出部５０等をさらに備えることができる。ステアリングハンドル２０は、車輪８０，８０及び車輪８０，８０の転舵角を、転舵シャフト７０，７０を介して変化させる転舵アクチュエータ６０とは機械的に切り離されている。また、車両用操舵装置は、車両用操舵装置を起動する電源スイッチＳＷ２を介して制御部１０に車載バッテリ３１０の電力が供給され、制御部１０を介して反力アクチュエータ３０、操舵角検出部４０、転舵角検出部５０、転舵アクチュエータ６０等に車載バッテリ３１０の電力が供給される。

制御部１０は、例えばマイクロコンピュータで構成され、ＥＣＵと呼ぶこともできる。ＥＣＵは、例えば何れも図示されていないＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を有する。制御部１０は、入出力インターフェースを介して例えば操舵角検出部４０、転舵角検出部５０等から角度検出信号を入力することができ、例えば反力アクチュエータ３０、転舵アクチュエータ６０等へ制御信号を出力することができる。また、制御部１０は、入出力インターフェースを介してコントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）４００等の車載ＬＡＮと接続されている。よって、車載ＬＡＮは、例えば速度検出部１１０と接続されているＥＣＵ１００から信号を入力したり、制御部１０及び駆動部２１０と接続されているＥＣＵ２００等のＥＣＵへ信号を出力したりすることができる。図１に示されるＣＡＮに接続されている細線は、信号の入力又は出力の流れを表す線であり、車載バッテリ３１０に接続されている太線は、車載バッテリ３１０による電力の供給の流れを表す線である。

上述した構成は例示であって、車両用操舵装置は、必ずこれらの構成を備える必要はなく、制御部１０だけを備えていてもよい。また、上述した構成では反力アクチュエータ３０、操舵角検出部４０、転舵角検出部５０、転舵アクチュエータ６０等は、制御部１０を介して車載バッテリ３１０の電力が供給されているが、例えば制御部１０を介さず、各々が電源スイッチＳＷ２から直接車載バッテリ３１０の電力の供給がされていてもよい。

以下に、本発明に従う車両用操舵装置を備える車両における動作の例を説明する。まず、乗員の操作により駆動部２１０を始動させるスイッチであるイグニッションキー等の始動スイッチＳＷ１がオンされると、始動スイッチＳＷ１に接続されているＥＣＵ３００からＣＡＮ４００に始動信号が出力される。すると、ＣＡＮ４００を介して駆動部２１０に接続されているＥＣＵ２００に始動信号が入力され、ＥＣＵ２００は駆動部２１０を始動させる。駆動部２１０は例えばガソリン車であればガソリンエンジンであり、例えば電気自動車であれば駆動モータである。また、ＥＣＵ３００は始動スイッチＳＷ１がオンされると車両用操舵装置を起動する電源スイッチＳＷ２をオンする。

ここで、ＥＣＵ３００は、例えば図示されていないメカニカルキー、スマートエントリシステムの携帯機等が有しているＩＤと車両が有しているＩＤとが一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合のみ始動スイッチＳＷ１に対する操作を受付けてもよい。また、ＥＣＵ３００は、例えば図示されていない他のＥＣＵにより上述したＩＤが一致すると判定された信号がＥＣＵ３００に入力された場合のみ始動スイッチＳＷ１に対する操作を受付けてもよい。

車両用操舵装置が起動すると、操舵角検出部４０からステアリングハンドル２０の操舵角を示す操舵角信号が制御部１０に入力される。制御部１０は操舵角信号が示す操舵角に応じて車輪８０，８０の転舵角を決定する。制御部１０は、転舵角検出部５０から入力される転舵角信号が示す車輪８０，８０の現在の転舵角と決定した転舵角とが一致するように転舵アクチュエータ６０を制御する。

また、制御部１０は、ステアリングハンドル２０の操舵角がステアリングハンドル２０の初期状態の操舵角から変化したと判定したときは、ステアリングハンドル２０の操舵角の大きさに応じて、ステアリングハンドル２０が回転された方向と逆の方向に付与する反力のトルクの大きさを決定する。そして、制御部１０は、例えば反力アクチュエータ３０に設けられている図示されていないトルク検出部から入力されるトルク信号が示す現在のトルクと決定された反力のトルクとが一致するように反力アクチュエータ３０を制御する。なお、ステアリングハンドル２０の初期状態とは、車両が直進するときのステアリングハンドル２０の角度を有する状態である。

ここで、制御部１０が決定する転舵角の大きさと反力のトルクの大きさは、ステアリングハンドル２０の操舵角の大きさと併せて、速度検出部１１０が接続されているＥＣＵ１００からＣＡＮ４００を介して入力される速度信号が示す現在の車速Ｖ'の大きさを考慮して決定されてもよい。

図２を用いて、本発明に従う車両用操舵装置におけるイグニッションキー等の始動スイッチＳＷ１がオフされたときの動作例を説明する。ステップＳＴ０１では、始動スイッチＳＷ１がオンされると、ＥＣＵ３００により車両用操舵装置を起動する電源スイッチＳＷ２がオンされステップＳＴ０２に進む。

ステップＳＴ０２では、電源スイッチＳＷ２がオンされると車両用操舵装置が起動し、上述したような操舵制御がなされる。すなわち、ステアリングハンドル２０の操舵角（及び、好ましくは現在の車速Ｖ'）に応じて車輪８０，８０の転舵角が決定され、現在の車輪８０，８０の転舵角と決定された転舵角とが一致するように転舵アクチュエータ６０が制御される。

ステップＳＴ０３では、制御部１０はステップＳＴ０２の操舵制御中に始動スイッチＳＷ１がオフされたか否かを判定する。制御部１０が、始動スイッチＳＷ１がオフされていないと判定したときは、フローはステップＳＴ０２に戻り操舵制御が継続される。一方、制御部１０が、始動スイッチＳＷ１がオフされたと判定したときは、フローはステップＳＴ０４に進む。

ステップＳＴ０４では、制御部１０はＣＡＮ４００経由で入力される速度検出部１００が検出した直前（最後）の車速Ｖが所定速度Ｖｔｈより大きいか否かを判定する。実際には、始動スイッチＳＷ１がオフされると図１に示される車載バッテリ３１０に接続されている太線において、始動スイッチＳＷ１より上側（下流側）には車載バッテリ３１０の電力は供給されない。したがって、始動スイッチＳＷ１がオフされたときは、速度検出部１１０及び速度検出部１１０に接続されているＥＣＵ１００は作動していない。よって、制御部１０によって所定速度Ｖｔｈより大きいか否か判定される車速は、現在の車速Ｖ'ではなく、始動スイッチＳＷ１がオフされる直前の車速Ｖである。ここで、所定速度Ｖｔｈは例えば０［ｋｍ／ｈ］である。

ステップＳＴ０４の判定において、制御部１０が、直前の車速Ｖが所定速度Ｖｔｈより大きいと判定したとき、すなわち車両が動いていると判定したときは、フローはステップＳＴ０５に進む。一方、制御部１０が、直前の車速Ｖが所定速度Ｖｔｈより大きくないと判定したとき、例えば車両が停止していると判定したときは、フローはステップＳＴ０８に進む。

ステップＳＴ０５では、制御部１０は所定時間Ｔを算出する。所定時間Ｔは例えばステップＳＴ０４で用いた直前の車速Ｖと、車両の直前の走行状態及び／又は直前の走行環境に応じて算出される。走行状態とは例えば何れも図示されていない車両の平衡度検出部と接続されているＥＣＵからの出力信号により車両が走行している道路が平地であるか上り坂であるか下り坂であるか等を表すものである。また、走行環境とは例えば図示されていないナビゲーション装置等による情報により車両が走行している道路が高速道路であるか一般道路であるか直線であるか曲り道であるか等を表すものである。所定時間Ｔは例えばステップＳＴ０４で用いた直前の車速Ｖにおいて、惰性で平地を走行して将来の車速（推定される車速）が０［ｋｍ／ｈ］になるまでの時間に、走行状態及び／又は走行環境に基づく係数を乗じて求められる。

ステップＳＴ０６では、制御部１０は始動スイッチＳＷ１がオンされたか否か判定する。制御部１０が、始動スイッチＳＷ１がオンされたと判定した場合は、フローはステップＳＴ０９に進み所定時間Ｔをリセットし、フローはステップＳＴ０２に戻る。一方、制御部１０が、始動スイッチＳＷ１がオンされていないと判定した場合は、フローはステップＳＴ０７に進む。

ステップＳＴ０７では、制御部１０はステップＳＴ０５で所定時間Ｔを算出してから所定時間Ｔが経過したか否かを判定する。制御部１０が、所定時間Ｔが経過していないと判定した場合は、フローはステップＳＴ０６に戻る。一方、制御部１０が、所定時間Ｔが経過したと判定した場合は、フローはステップＳＴ０８に進む。

ステップＳＴ０８では、制御部１０は車両用操舵装置を起動する電源スイッチＳＷ２をオフにし、フローは終了する。車両用操舵装置は、例えば車両の走行中に乗員が誤ってイグニッションキー等の始動スイッチＳＷ１をオフにしたときでも、所定時間Ｔが経過するまで車両用操舵装置の電源はオフされないので、乗員は車両を安全な場所まで移動させることができる。一方、例えば乗員が運転を終了するために車両を停車してから始動スイッチＳＷ１をオフにしたときは即座に車両用操舵装置の電源もオフされる。さらに、例えば車両の走行中に乗員が誤って始動スイッチＳＷ１をオフにしたときでも、所定時間Ｔが経過する前に乗員が再度始動スイッチＳＷ１をオンにしたときは所定時間Ｔがリセットされるので、乗員は車両の運転を継続することができる。

上述した動作の説明では、ステップＳＴ０５において、制御部１０が所定時間ＴをステップＳＴ０４で用いた直前の車速Ｖと、車両の直前の走行状態及び／又は直前の走行環境に応じて算出するものとしたが、必ずこれに限る必要はない。例えば、所定時間ＴはステップＳＴ０４で用いた直前の車速Ｖとは無関係に予め設定されていてもよい。この場合、所定時間Ｔは通常走行（例えば平地である一般道路を６０［ｋｍ／ｈ］で走行）していた場合に惰性で将来の車速（推定される車速）が０［ｋｍ／ｈ］になるまでの時間は確保されていることが好ましい。また、例えば所定時間Ｔは、ステップＳＴ０４で用いた直前の車速Ｖのみによって算出されてもよい。

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。

１０・・・制御部、２０・・・ステアリングハンドル、３０・・・反力アクチュエータ、４０・・・操舵角検出部、５０・・・転舵角検出部、６０・・・転舵アクチュエータ、７０・・・転舵シャフト、８０・・・車輪、１００・・・ＥＣＵ、１１０・・・速度検出部、２００・・・ＥＣＵ、２１０・・・駆動部、３００・・・ＥＣＵ、ＳＷ１・・・始動スイッチ、ＳＷ２・・・電源スイッチ、３１０・・・車載バッテリ、４００・・・コントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）。

Claims (3)

1. 車輪と機械的に切り離される車両に設けられたステアリングハンドルの操舵角に応じて、前記車輪の転舵角を決定する制御部を有する車両用操舵装置であって、
   前記制御部は、前記車両の駆動部を始動するスイッチの状態がオン状態からオフ状態に切り替わったときに、直前の車速が所定速度よりも大きいか否かを判定し、
   前記制御部は、前記直前の車速が前記所定速度より大きいときに、所定時間が経過するまでの間、現在の車速とは無関係に前記車両用操舵装置の電源をオンし続け、前記所定時間が経過した後に、前記車両用操舵装置の前記電源をオフにし、
   前記制御部は、前記直前の車速が前記所定速度より大きくないときに、前記車両用操舵装置の前記電源を即座にオフにする車両用操舵装置。
2. 前記制御部は、前記直前の車速と、前記車両の直前の走行状態及び／又は直前の走行環境に応じて前記所定時間を算出する、請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 前記制御部は、前記スイッチの状態が前記オン状態から前記オフ状態に切り替わった後、前記所定時間が経過したか否かを判定し、
   前記制御部が、前記所定時間が経過したか否かを判定している間に、前記スイッチの状態が前記オフ状態から前記オン状態に切り替わったときは、前記制御部は、前記判定を停止する、請求項１または２に記載の車両用操舵装置。

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