JPH10226354A - 自動操舵機構付操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動操舵力を強く設定できると共に自動操舵
との干渉力が発生した場合干渉度合を小さくすることが
でき、更に機械的なオーバライドにより確実に手動操舵
が優先される自動操舵機構付操舵装置を提供する。 【解決手段】 ステアリングホイール２の操舵力を操舵
力伝達手段４、３により操舵車輪に伝達すると共に、操
舵力伝達手段４に係合する係合手段８を介して自動操舵
機構９により操舵車輪を自動操舵し、ステアリングホイ
ール２からの手動操舵と自動操舵機構９からの自動操舵
とが干渉したときに係合度合低下手段１０により係合手
段８の係合度合を低下させて手動操舵を優先させる構成
としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動操舵時に手動
操舵が行われて干渉力が発生したときに自動操舵の動き
に拘わらず手動操舵が優先される自動操舵機構付操舵装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車輌の操舵機構において、運転者による
操舵（手動操舵）と自動操舵機構による操舵（自動操
舵）とを切り換えることができるような自動操舵機構付
操舵装置がある。自動操舵機構は、車両に種々のセンサ
を設け、これらのセンサからの情報に基づいて操舵角信
号を設定して油圧モータや、電動モータ等を駆動して操
舵機構を自動的に制御する。このような操舵システムと
して、特開平６−３３６１７０号公報に開示されたもの
がある。この操舵システムは、車両のステアリング装置
に操舵制御モータとトルク制御モータを備えるギヤ比可
変機構を設け、自動操舵モードの場合に車両前方の画像
データ、車速、実舵角の信号により指示舵角に応じて操
舵制御モータを作動し、操舵反力を相殺するアシストト
ルクに応じてトルク制御モータを作動し、走行中の車両
をハンドル操作なしで道路の白線等に沿うように自動操
舵する。自動操舵モードの際にドライバの意志がハンド
ルに表れてハンドル操作を判定すると、直ちに手動操舵
モードに切り換え、そのまま手動操舵することを可能と
したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自動操舵機構付操舵装
置において運転代行（運転者の意思による自動運転）で
は、自動操舵による機械操舵と運転者による手動操舵と
が干渉したときに、速やかに、且つ確実に運転者による
手動操舵が優先されることが必要不可欠である。従来の
自動操舵機構付操舵装置は、自動操舵時に運転者が手動
操舵するためには、自動操舵に打ち勝つ、或いは、自動
操舵との干渉を検出して自動操舵を電気的に解除するま
で干渉に耐える必要がある。自動操舵に打ち勝つために
は、運転者は、大きな操舵力を発生させなければなら
ず、負担が大きい。また、電気的に自動操舵を解除する
システムでは、制御系に電気的なトラブルが発生した場
合、運転者による手動操舵が優先されなくなる虞があ
り、信頼性の点において問題がある。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、自動操舵力を強く設定できると共に自動操舵との干
渉力が発生した場合干渉度合を小さくすることができ、
更に機械的なオーバライドにより確実に手動操舵が優先
される自動操舵機構付操舵装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、ドライバの操作により操舵力を入力
する車両のステアリングホイールと、前記ステアリング
ホイールと操舵車輪との間に設けられ前記ステアリング
ホイールの操舵力を前記操舵車輪に伝達する操舵力伝達
手段と、前記操舵力伝達手段に係合する係合手段と、前
記係合手段を介して前記操舵車輪を自動操舵する自動操
舵機構と、前記ステアリングホイールからの手動操舵と
前記自動操舵機構からの自動操舵とが干渉した場合に前
記係合手段の係合度合を低下させる係合度合低下手段と
を備えたことを特徴とするものである。

【０００６】操舵装置は、通常状態において係合手段が
係合されており、自動操舵機構の操舵力が係合手段を介
して操舵車輪に伝達され自動操舵される。ステアリング
ホイールは、自動操舵に伴い連れ回り、運転者は、ステ
アリングホイールを軽く握っていればよい。運転者が手
動操舵を行い自動操舵力と干渉すると、係合度合低下手
段が係合手段の係合力を低下させる。この結果、係合手
段が空回りして自動操舵機構による操舵力が解除され、
ステアリングホイールの手動操作力が操舵車輪に伝達さ
れる。このように手動操舵力と自動操舵力とが干渉する
と、自動操舵が空回りし、自動操舵の動きに拘わらず、
運転者の手動操舵が優先される。また、係合手段の係合
度合は、手動操舵と自動操舵との操舵トルク差に応じて
設定される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の態様を図面に
より説明する。図１は、本発明に係る自動操舵機構付操
舵装置の骨子図を示す。図１において、自動操舵機構付
操舵装置１は、ステアリングホイール２、図示しない操
舵車輪を操舵するステアリングギヤボックス３、ステア
リングホイール２の操舵力をステアリングギヤボックス
３に伝達するステアリングシャフト４、ステアリングギ
ヤボックス３に連結されるステアリングシャフト４と係
合する係合手段８、係合手段８に連結されて前記操舵車
輪を自動操舵する自動操舵機構９、ステアリングホイー
ル２からの手動操舵と自動操舵機構９からの自動操舵と
が干渉したときに係合手段８の係合度合を低下させる係
合度合低下手段１０により構成されている。そして、ス
テアリングギヤボックス３と、ステアリングシャフト４
とによりステアリングホイール２の操舵力を前記操舵車
輪に伝達する操舵力伝達手段が構成される。

【０００８】ステアリングシャフト４は、シャフト５、
６、７により構成されており、シャフト５の下部とシャ
フト６の上端とは後述するように回転方向に僅かな間隙
を存して係合可能とされている。シャフト５は、上端に
ステアリングホイール２が固定され、シャフト６は、下
端が図示しないユニバーサルジョイントを介してシャフ
ト７の上端に連結され、シャフト７の下端は、図示しな
いユニバーサルジョイントを介してステアリングギヤボ
ックス３の入力軸に連結される。

【０００９】図２にシャフト５と６との連結部、係合手
段８、自動操舵機構９、及び係合度合低下手段１０の構
成を示す。図２に示すように、シャフト６は、中空軸と
され、その外径が図中左側の一端（上端）から図中右側
の他端（下端）に向かって順次段差をなして縮径されて
おり、これに応じて軸孔６ａも段差をなして縮径して形
成されている。シャフト５は、下部５ａがシャフト６の
軸孔６ａと対応して段差をなして順次縮径して形成さ
れ、当該軸孔６ａに回動可能に嵌挿されて同軸構造とさ
れており、下端に装着されたクリップ１１により逸脱不
能とされている。また、シャフト５は、アッパパイプ１
２内に収納され、ベアリング１３により回転自在に軸支
されている。このアッパパイプ１２は、車体側に固定さ
れる。

【００１０】図３に示すようにシャフト６の上端６ｂの
端面には扇形状の凹部６ｃ、６ｃが周方向に１８０°の
間隔を存して軸方向に沿って形成されており、外周面に
は軸方向に沿ってスプライン６ｄが刻設されている。シ
ャフト５の略中央部には大径部５ｂが設けられており、
その外径は、シャフト６のスプライン６ｄの歯底径より
も僅かに小径とされている。この大径部５ｂの一側端面
にはシャフト６の凹部６ｃ、６ｃと係合する扇形状の凸
部５ｃ、５ｃが設けられている。これらの凸部５ｃ、５
ｃは、凹部６ｃ、６ｃの深さよりも僅かに長く、且つ凹
部６ｃ、６ｃよりも僅かに小さく（狭く）形成されてい
る。そして、図４に示すように凸部５ｃ、５ｃが凹部６
ｃ、６ｃ内にその両側に僅かな間隙ｇを存して遊嵌され
ている。このようにしてシャフト５と６とが係合され
る。間隙ｇは、シャフト５と６との間の遊び量とされ
る。シャフト５の大径部５ｂの他側端面にはＶ溝５ｄが
周方向に等間隔で複数例えば、３箇所設けられている。

【００１１】図２に示すように係合手段８は、例えば、
多板クラッチで、アウタケース１５と、多数のクラッチ
板１６、１７と、プレッシャスリーブ１８と、プレッシ
ャスプリング１９とにより構成されている。アウタケー
ス１５は、円筒をなし、その外径が一端（上端）１５ａ
から他端（下端）１５ｂに向かって段差をなして順次縮
径している。このアウタケース１５の略中央にはギヤ例
えば、ウォームギヤ２０が装着固定されている。シャフ
ト６は、アウタケース１５内にベアリング２１、２１に
より回転自在に軸支され、ナット２２により逸脱不能と
されている。このシャフト６の下端は、図１に示すよう
にシャフト７に連結される。また、アウタケース１５
は、ウォームギヤ２０の両側をベアリング２３、２３に
よりハウジング２４に回転自在に支持され、ナット２５
により逸脱不能とされている。ハウジング２４は、ブラ
ケット２６により車体側に固定される。

【００１２】アウタケース１５の大径端１５ａとシャフ
ト６の軸部６ｅとの間には環状のクラッチ板１６、１７
が軸方向に沿って交互に多数配列されている。一方のク
ラッチ板１６は、外周部がアウタケース１５の大径端１
５ａ内面に相対回転不能且つ軸方向に摺動可能に装着さ
れ、中央をシャフト６の軸部６ｅが僅かな間隙を存して
相対回転可能に遊貫し、他方のクラッチ板１７は、シャ
フト６の軸部６ｅに相対回転不能且つ軸方向に摺動可能
に装着され、アウタケース１５の大径端１５ａの内面と
僅かな間隙を存して相対回転可能とされている。

【００１３】プレッシャスリーブ１８は、円筒をなし、
シャフト５、６の係合部に装着され、孔１８ａの一側開
口端にクラッチ板１７に当接するフランジ１８ｂが形成
され、他側開口端１８ｃの内側端面にシャフト５の大径
部５ｂの各Ｖ溝５ｄ（図３）と対向してＶ溝１８ｄが設
けられ、内面に軸方向に沿ってシャフト６のスプライン
６ｄと嵌合するスプライン１８ｅが刻設されている。こ
のプレッシャスリーブ１８は、シャフト６に対して相対
回転不能、且つ軸方向に摺動可能とされ、シャフト５に
対して相対回転可能、且つ軸方向に摺動可能とされてい
る。そして、シャフト５の各Ｖ溝５ｄとプレッシャスリ
ーブ１８の対応する各Ｖ溝１８ｄとの間には夫々剛球２
７が介在されている。

【００１４】プレッシャスプリング１９は、プレッシャ
スリーブ１８の外側に遊嵌され、一端が当該プレッシャ
スリーブ１８のフランジ１８ｂに圧接し、他端がベアリ
ング２８を介してアッパパイプ１２の下端のフランジ１
２ａに圧接している。これによりプレッシャスプリング
１９は、プレッシャスリーブ１８と一体にアッパパイプ
１２に対して相対回転可能とされる。このプレッシャス
プリング１９は、ばね力によりクラッチ板１６と１７と
を圧接して接合手段８を係合している。

【００１５】係合度合低下手段１０は、シャフト５の各
Ｖ溝５ｄと、プレッシャスリーブ１８の対向する各Ｖ溝
１８ｄと、これらの対向するＶ溝５ｄ、１８ｄ間に介在
された剛球２７とにより構成されている。この係合低下
手段１０は、シャフト５が回動されて凸部５ｃとシャフ
ト６の凹部６ｃとの間の遊び量ｇが解消され、更にシャ
フト５が回動されたときにＶ溝５ｄが、剛球２７、Ｖ溝
１８ｄを介してプレッシャスリーブ１８をクラッチ板１
７から離隔する方向（図中右方向）に摺動させ、プレッ
シャスプリング１９のばね力を低下させて係合手段８の
係合力を弱める。尚、係合度合低下手段１０は、１箇所
でも良いが、本実施例のように周方向に複数例えば、３
箇所等配することで、手動操舵時における安定性の向上
が図られる。

【００１６】ハウジング２４には、自動操舵用駆動モー
タ（図示せず）が装着されている。前記駆動モータは、
クラッチ（図示せず）を内蔵しており、その出力軸に固
定されたウォーム２９がアウタケース１５に固定されて
いるウォームギヤ２０と噛合している。前記駆動モー
タ、ウォームギヤ２０、ウォーム２９により自動操舵機
構９が構成される。前記駆動用モータは、自動操舵モー
ドが選択されると、自動操舵装置（図示せず）により駆
動制御される。前記駆動モータに内蔵されているクラッ
チは、手動操舵モード時には係合を解除され、自動操舵
モード時に係合される。これにより手動操舵モード時に
おいて前記駆動モータとアウタケース１５との係合が解
除されて異和感が解消される。

【００１７】以下に作用を説明する。図２に示すように
操舵装置１は、通常状態において、プレッシャスリーブ
１８がプレッシャスプリング１９にのばね力により図中
左方に押動され、各クラッチ板１６と１７とを圧接して
いる。即ち、係合手段８が係合されている。これにより
シャフト６とアウタケース１５とが係合される。また、
プレッシャスプリング１９のばね力によりシャフト５の
Ｖ溝５ｄとプレッシャスリーブ１８のＶ溝１８ｄとが剛
球２７を介して図５に示すように係合され、図４に示す
ようにシャフト５の凸部５ｃとシャフト６の凹部６ｃと
の間に遊び量ｇが確保されている。即ち、シャフト５と
６とは、遊び量ｇを存して係合されている。

【００１８】自動操舵モードが選択されて前記駆動モー
タが駆動されると、駆動力がウォーム２９を介してウォ
ームギヤ２０に伝達され、アウタケース１５が回転され
る。このアウタケース１５の回転は、クラッチ板１６、
１７を介してシャフト６に伝達され、更にシャフト７を
介してステアリングギヤボックス３に伝達され、操舵車
輪が操舵制御される。このときシャフト５は、シャフト
６と一体に回転するプレッシャスリーブ１８のＶ溝１８
ｄ、剛球２７、シャフト５のＶ溝５ｄにより、シャフト
６に連れ回り、ステアリングホイール２（図１）が前記
自動操舵制御に応じて回転する。従って、運転者は、ス
テアリングホイール２を軽く握っていればよい。

【００１９】前記自動操舵時に運転者が自動操舵に抗し
て手動操舵を行うべくステアリングホイール２を例え
ば、左回りに操作すると、図４に矢印Ａで示すようにシ
ャフト５が回転する。シャフト５は、図２に示すように
シャフト６に対して軸方向に移動不能とされており、一
方、プレッシャスリーブ１８は、シャフト６に相対回転
不能且つ軸方向に摺動可能、シャフト５に対して相対回
転可能且つ軸方向に摺動可能とされている。従って、図
６に示すようにシャフト５が矢印Ａ方向に回動すると、
剛球２７がプレッシャスプリング１９のばね力に抗して
プレッシャスリーブ１８のＶ溝１８ｄの傾斜面１８ｄ’
を矢印Ａ方向に押動し、これに伴いプレッシャスリーブ
１８が矢印Ｂで示す軸方向に押動される。そして、シャ
フト５は、図４に示す各凸部５ｃの側面５ｃ’がシャフ
ト６の各凹部６ｃの端面６ｃ’に当接するまで、即ち、
遊び量ｇに応じた分だけスリーブ１８を矢印Ｂ方向に押
動する。

【００２０】図６に示すようにプレッシャスリーブ１８
が矢印Ｂ方向に摺動すると、これに伴いクラッチ板１６
と１７とのプレッシャスプリング１９のばね力が弱くな
り圧接力が低下する。即ち、係合手段８の係合力（係合
の度合）が低下する（弱くなる）。この結果、アウタケ
ース１５が空回りして前記駆動モータによる操舵力が解
除される。一方、シャフト５と６とは、各凸部５ｃの側
面５ｃ’が各凹部６ｃの側面６ｃ’に当接することで係
合され、ステアリングホイール２の操作力がステアリン
グギヤボックス３に伝達される。このように手動操舵力
と自動操舵力とが干渉すると、係合手段８の係合が解除
されて、自動操舵が空回りし、自動操舵の動きに拘わら
ず、運転者の手動操舵が優先される。

【００２１】このように係合手段８の係合を解除する力
（多板クラッチが外れる力）を自由に設定できる構造と
していることで、従来に比べて各段に干渉度合が小さく
なると共に自動操舵力を強く設定することができ、自動
操舵制御の安定性も向上する。そして、係合手段８の係
合度合は、プレッシャスリーブ１８の移動量即ち、ステ
アリングホイール２の手動操舵トルクと前記駆動モータ
の自動操舵トルクとのトルク差に応じて設定される。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
ライバの操作により操舵力を入力する車両のステアリン
グホイールと、前記ステアリングホイールと操舵車輪と
の間に設けられ前記ステアリングホイールの操舵力を前
記操舵車輪に伝達する操舵力伝達手段と、前記操舵力伝
達手段に係合する係合手段と、前記係合手段を介して前
記操舵車輪を自動操舵する自動操舵機構と、前記ステア
リングホイールからの手動操舵と前記自動操舵機構から
の自動操舵とが干渉した場合に前記係合手段の係合度合
を低下させる係合度合低下手段とを備えた構成としたこ
とにより、手動操舵との干渉に関係なく自動操舵力を強
く設定でき、自動操舵制御の安定性の向上が図られる。
手動操舵との干渉力が発生した場合干渉度合を小さくす
ることができ、係合手段の係合度合が低くなり、自動操
舵の動きに拘わらず手動操舵が優先される。更に機械的
なオーバライドにより確実に手動操舵が優先される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動操舵機構付操舵装置の骨子図
である。

【図２】図１の自動操舵機構付操舵装置の要部断面図で
ある。

【図３】図２のシャフト５とシャフト６との係合部の要
部斜視図である。

【図４】図２の矢線IV−IVに沿う断面図である。

【図５】図２の係合度合低下手段の説明図である。

【図６】図５の係合度合低下手段の手動操舵時における
状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 自動操舵機構付操舵装置 ２ ステアリングホイール ３ ステアリングギヤボックス ４ ステアリングシャフト ５、６、７ シャフト ５ｃ 凸部 ６ｃ 凹部 ８ 係合手段 ９ 自動操舵機構 １０ 係合度合低下手段 １２ アッパパイプ １３、２１、２３、２８ ベアリング １５ アウタケース １６、１７ クラッチ板 １８ プレッシャスリーブ １９ プレッシャスプリング ２０ ウォームギヤ ２２、２５ ナット ２４ ハウジング ２６ ブラケット ２７ 剛球 ２９ ウォーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 御室 哲志 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 小坂 直樹 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライバの操作により操舵力を入力する
   車両のステアリングホイールと、 前記ステアリングホイールと操舵車輪との間に設けられ
   前記ステアリングホイールの操舵力を前記操舵車輪に伝
   達する操舵力伝達手段と、 前記操舵力伝達手段に係合する係合手段と、 前記係合手段を介して前記操舵車輪を自動操舵する自動
   操舵機構と、 前記ステアリングホイールからの手動操舵と前記自動操
   舵機構からの自動操舵とが干渉した場合に前記係合手段
   の係合度合を低下させる係合度合低下手段とを備えたこ
   とを特徴とする自動操舵機構付操舵装置。
2. 【請求項２】 前記係合度合は、前記手動操舵と前記自
   動操舵との操舵トルク差に応じて設定されることを特徴
   とする請求項１記載の自動操舵機構付操舵装置。