JPH10258751A

JPH10258751A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JPH10258751A
Application number: JP6704397A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kato; 高之加藤; Mitsuhiko Nishimoto; 光彦西本; Susumu Imagaki; 進今垣; Yutaka Kawaguchi; 裕川口
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: JP3581946B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リンクレスの車両用操舵装置において、舵取
り用の電動モータ等の舵取機構を駆動制御し、ステアリ
ングホイール等の操舵手段に与えるべき反力を求める制
御手段が故障した場合に、その故障を速やかに検出する
ことができる車両用操舵装置の提供。【解決手段】運転者により操作される操舵手段２と、
車輪１０を舵取る舵取機構１と、操舵手段２の操舵量を
検出する操舵量検出手段３３と、操舵手段２に操舵反力
を付与する反力制御手段７，３，３ａと、操舵量に応じ
て舵取機構１及び反力制御手段７，３，３ａを制御する
制御手段４とを備えた車両用操舵装置。制御手段４が反
力制御手段７，３，３ａに与える反力指示信号に基づ
き、制御手段４の故障を検出する故障検出手段７を備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
リング装置である車両用の操舵装置が開示されている。
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】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制御手段で
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量の
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量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。

【０００６】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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ステアリン
グホイール等の操舵手段の操作方向及び操作量の検出結
果に基づいて、舵取り用の電動モータ等の舵取機構を駆
動制御し、ステアリングホイール等の操舵手段に与える
べき反力を演算し反力指示信号を出力する制御手段が故
障した場合、その故障を検出する手段がないという問題
がある。

【０００８】ステアリングホイールに与えるべき力の異
常を検出するものとしては、車輪に連結したナックルア
ームを両端に連係させてなるラックの軸力の方向とステ
アリングホイールに加わる操舵トルクの方向とを比較
し、所定時間以上、両者が一致しないときに異常と判断
する電動式パワーステアリング装置（特公平８−２９７
０９号公報）があるが、これは、従来の連結型の動力操
舵装置における操舵トルク付与手段の異常を検出するた
めのものである。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、リンクレスの車両用操舵装置に
おいて、舵取り用の電動モータ等の舵取機構を駆動制御
し、ステアリングホイール等の操舵手段に与えるべき反
力を求める制御手段が故障した場合に、その故障を速や
かに検出することができる車両用操舵装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【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、運転者により操作される操舵手段と、車輪を
舵取る舵取機構と、前記操舵手段の操舵量を検出する操
舵量検出手段と、前記操舵手段に操舵反力を付与する反
力制御手段と、前記操舵量に応じて前記舵取機構及び前
記反力制御手段を制御する制御手段とを備えた車両用操
舵装置において、前記制御手段が前記反力制御手段に与
える反力指示信号に基づき、前記制御手段の故障を検出
する故障検出手段を備えることを特徴とする。

【００１０】この車両用操舵装置では、舵取機構の舵角
を増減制御し、操舵手段に与えるべき反力を求め反力指
示信号を出力する制御手段が故障した場合は、故障検出
手段が、反力指示信号に基づきその故障を検出する。こ
れにより、制御手段の故障を速やかに検出することがで
きる。

【００１１】第２発明に係る車両用操舵装置は、車両の
走行速度を検出する車速検出手段と、車輪が路面から受
ける路面反力により、車輪の向きを変えるための軸に加
わる軸力及び該軸力の方向を検出する軸力検出手段とを
備え、前記故障検出手段は、前記車速検出手段が検出し
た車速と所定速度とを比較する車速比較手段と、前記軸
力検出手段が検出した軸力の方向と前記反力指示信号が
示す反力の方向とを比較する第１方向比較手段とを備
え、前記車速比較手段が、前記車速は前記所定速度より
低速であると判断し、第１方向比較手段が、前記軸力の
方向と前記反力の方向とは一致しないと判断したとき
に、前記制御手段が故障していると判断することを特徴
とする。

【００１２】この車両用操舵装置では、車速検出手段が
車両の走行速度を検出し、軸力検出手段が、路面反力に
より加わる軸力を検出する。故障検出手段では、車速比
較手段は、車速検出手段が検出した車速と所定速度とを
比較し、第１方向比較手段は、軸力検出手段が検出した
軸力の方向と反力指示信号が示す反力の方向とを比較す
る。そして、車速比較手段が、車速は所定速度より低速
であると判断し、第１方向比較手段が、軸力の方向と反
力の方向とは一致しないと判断したときに、制御手段の
故障を検出する。本来、路面反力に起因して操舵手段に
加わる反力の模擬力として操舵手段に加える反力の方向
と路面反力の方向とは一致しなければならない。そこ
で、路面反力に起因する軸力の検出信号がノイズと区別
できる程度に大きい低速時に、両者の方向が一致してい
なければ、制御手段が故障していると判断する。これに
より、制御手段の故障を速やかに検出することができ
る。

【００１３】第３発明に係る車両用操舵装置は、車両の
走行速度を検出する車速検出手段を備え、前記故障検出
手段は、前記車速検出手段が検出した車速と所定速度と
を比較する車速比較手段と、前記操舵手段に与えるべき
反力の方向を前記操舵量に基づいて判断する方向判断手
段と、該方向判断手段が判断した反力の方向と前記反力
指示信号が示す反力の方向とを比較する第２方向比較手
段とを備え、前記車速比較手段が、前記車速は前記所定
速度より高速であると判断し、第２方向比較手段が、前
記方向判断手段が判断した反力の方向と前記反力指示信
号が示す反力の方向とは一致しないと判断したときに、
前記制御手段が故障していると判断することを特徴とす
る。

【００１４】この車両用操舵装置では、車速検出手段が
車両の走行速度を検出する。故障検出手段では、車速比
較手段が、車速検出手段が検出した車速と所定速度とを
比較し、方向判断手段が、操舵手段に与えるべき反力の
方向を、操舵量検出手段が検出した操舵量に基づいて判
断し、第２方向比較手段が、方向判断手段が判断した反
力の方向と反力指示信号が示す反力の方向とを比較す
る。そして、故障検出手段は、車速比較手段が、車速は
所定速度より高速であると判断し、第２方向比較手段
が、方向判断手段が判断した反力の方向と反力指示信号
が示す反力の方向とは一致しないと判断したときに、制
御手段が故障していると判断する。

【００１５】故障検出手段では、方向判断手段が、操舵
手段に与えるべき反力の方向を、操舵量検出手段が検出
した操舵量に基づいて判断し、第２方向比較手段が、方
向判断手段が判断した反力の方向と制御手段が求めた反
力指示信号が示す反力の方向とを比較する。このとき、
当然、両者の方向は一致しなければならない。そこで、
両反力が比較し易い程度に大きい高速時に、両者の方向
が一致していなければ、制御手段が故障していると判断
する。これにより、制御手段の故障を速やかに検出する
ことができる。

【００１６】第４発明に係る車両用操舵装置は、前記故
障検出手段は、前記操舵手段に与えるべき反力を前記操
舵量に基づき演算する第１演算手段と、該第１演算手段
が演算して得た反力と前記反力指示信号が示す反力との
差を演算する第２演算手段と、該第２演算手段が演算し
た差と所定値とを比較する比較手段とを備え、前記比較
手段が、第２演算手段が演算した差は所定値より大きい
と判断したときに、前記制御手段が故障していると判断
することを特徴とする。

【００１７】この車両用操舵装置では、故障検出手段
は、第１演算手段が、操舵手段に与えるべき反力を、操
舵量検出手段が検出した操舵量に基づいて演算する。そ
して、第２演算手段が、第１演算手段が演算して得た反
力と制御手段が求めた反力指示信号が示す反力との差を
演算し、比較手段が、第２演算手段が演算した差と所定
値とを比較する。故障検出手段は、比較手段が、第２演
算手段が演算した差は所定値より大きいと判断したとき
に、制御手段が故障していると判断する。

【００１８】故障検出手段は、第１演算手段により、操
舵手段に与えるべき反力を、操舵量検出手段が検出した
操舵量に基づいて、制御手段とは別途に演算し、第２演
算手段により、制御手段が求めた反力との差を演算す
る。この差は誤差と見做すことができ、この誤差が大き
いときは、制御手段が故障していると判断する。これに
より、制御手段の故障を速やかに検出することができ
る。

【００１９】

【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、第１，２発明
に係る車両用操舵装置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
る反力制御部７と、舵取機構１の中途に配した操舵モー
タ５を駆動制御する舵取機構制御部８と、マイクロプロ
セッサを用いてなる主制御部（制御手段）４とを備え、
ステアリングホイール２の操作に応じた主制御部４の動
作により、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。

【００２０】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１３，１
３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。

【００２１】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。操舵モータ５に流れる電流は、電流センサ８ａに
より検出され、主制御部４に与えられる。

【００２２】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１
６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、主制御部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（軸力検出手段）９，９が付設され、軸力センサ
９，９の各出力は、主制御部４と反力制御部７とに与え
られる。

【００２３】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（例えばＤＣモータ）は、回転軸３０のハ
ウジ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３
ｂ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。反力制御部７は、電動モータ３及び電磁クラッ
チ３ａと共に反力制御手段をなしている。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。

【００２４】電動モータ３は、主制御部４から与えられ
る反力指示信号に応じた反力制御部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、主制御部４に与えられる。

【００２５】ステアリングホイール２の操作量（操舵
量）は、操舵量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、主制御部４と反力制御部７とに与えられる。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、主制御部４と反力制御部７とに与えられる。

【００２６】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。

【００２７】以上のように主制御部４には、舵取機構１
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
えて主制御部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、反力制御部７にも与えられる。

【００２８】一方、主制御部４の出力は、前述したよう
に、ステアリングホイール２に反力を付与する反力制御
部７と、舵取機構１に操舵動作を行わせるための舵取機
構制御部８とに与えられており、反力制御部７及び舵取
機構制御部８は、主制御部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。主制御部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、反力を発生させるべく
反力制御部７に反力指示信号を与える反力制御を行う。

【００２９】また、主制御部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。ロータリエンコーダ３３
の出力は、反力制御部７にも与えられ、反力制御部７
は、ステアリングホイール２の操作方向を含めた操作角
度を認識する。

【００３０】以下に、このような構成の第１，２発明に
係る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、第１，２発明に係る車両
用操舵装置の動作を示すフローチャートである。反力制
御部７は、車速センサ６が検出した車速を読み込み（Ｓ
１０）、この車速を所定速度と比較する（Ｓ１２）。こ
の車速が所定速度以下のときは（Ｓ１２）、軸力センサ
９が検出した軸力を読み込み（Ｓ１４）、主制御部４が
求めた反力を指示する反力指示信号を読み込む（Ｓ１
６）。

【００３１】次に、反力制御部７は、読み込んだ反力指
示信号が示す反力の方向と軸力の方向とを比較し、反力
指示信号が示す反力の方向が正しい（両者が一致する）
かを調べる（Ｓ１８）。その結果、反力指示信号が示す
反力の方向が正しくない（両者が一致しない）ときは
（Ｓ１８）、反力指示信号が示す反力を求めた主制御部
４が故障していると判断する（Ｓ２０）。車速が所定速
度を超えているときは（Ｓ１２）、軸力及び反力指示信
号の読み込み（Ｓ１４，１６）を行わず、故障検出以外
の反力制御動作へ移る。

【００３２】図３は、第１，３発明に係る車両用操舵装
置の動作を示すフローチャートである。第１，３発明に
係る車両用操舵装置の構成は、上述した、第１，２発明
に係る車両用操舵装置の構成と制御内容以外は同様であ
るので、説明を省略する。この車両用操舵装置の反力制
御部７は、車速センサ６が検出した車速を読み込み（Ｓ
２２）、この車速を所定速度と比較する（Ｓ２４）。こ
の車速が所定速度以上のときは（Ｓ２４）、ロータリエ
ンコーダ３３の出力からステアリングホイール２の操作
角度（ステアリング舵角）を読み込み（Ｓ２６）、読み
込んだ操作角度に応じた付与されるべき反力の方向を判
断し（Ｓ２７）、次いで、主制御部４が求めた反力を指
示する反力指示信号を読み込む（Ｓ２８）。

【００３３】次に、反力制御部７は、読み込んだ反力指
示信号が示す反力の方向と、求めた（Ｓ２７）付与され
るべき反力の方向とを比較し、反力指示信号が示す反力
の方向が正しい（ステアリング舵角に応じた付与される
べき反力の方向である）かを調べる（Ｓ３０）。その結
果、反力指示信号が示す反力の方向が正しくない（ステ
アリング舵角に応じた付与されるべき反力の方向でな
い）ときは（Ｓ３０）、反力指示信号が示す反力を求め
た主制御部４が故障していると判断する（Ｓ３２）。車
速が所定速度未満であるときは（Ｓ２４）、ステアリン
グ舵角の読み込み（Ｓ２６）、ステアリング舵角に応じ
た付与されるべき反力の方向の判断（Ｓ２７）及び反力
指示信号の読み込み（Ｓ２８）を行わず、故障検出以外
の反力制御動作へ移る。

【００３４】図４は、第１，４発明に係る車両用操舵装
置の動作を示すフローチャートである。第１，４発明に
係る車両用操舵装置の構成は、上述した、第１，２発明
に係る車両用操舵装置の構成と制御内容以外は同様であ
るので、説明を省略する。この車両用操舵装置の反力制
御部７は、軸力センサ９が検出したタイロッド１３の軸
力Ｆを読み込み（Ｓ３４）、車速センサ６が検出した車
速Ｖを読み込む（Ｓ３６）。次に、ロータリエンコーダ
３３の出力からステアリングホイール２の操作角度（ス
テアリング舵角）θを読み込み（Ｓ３８）、標準反力ト
ルクＴを演算する（Ｓ４０）。

【００３５】図５は、反力制御部７が標準反力トルクＴ
を演算する（Ｓ４０）動作を示すフローチャートであ
る。反力制御部７は、図６（ａ）に示すような比例関係
にあるタイロッド軸力Ｆ−基本反力トルクＴＢ特性を記
憶してあるテーブルから、タイロッド軸力Ｆに対応する
基本反力トルクＴＢを読み込む（Ｓ５０）。次に、反力
制御部７は、図６（ｂ）に示すように、最小値が０より
僅かに大きく、所定速度迄緩やかに大きくなり、所定速
度から急速に大きくなる、１が上限である車速係数ＫＶ
−車速Ｖ特性を記憶してあるテーブルから、車速Ｖに対
応する車速係数ＫＶを読み込む（Ｓ５２）。

【００３６】次に、反力制御部７は、図６（ｃ）に示す
ように、所定のステアリング舵角θ迄比例関係にあり、
所定のステアリング舵角θより大のときは１であるステ
アリング舵角係数Ｋθ−ステアリング舵角θ特性を記憶
してあるテーブルから、ステアリング舵角θに対応する
車速係数Ｋθを読み込む（Ｓ５４）。次に、反力制御部
７は、標準反力トルクＴ＝ＫＶ・Ｋθ・ＴＢを演算し
（Ｓ５６）リターンする。

【００３７】反力制御部７は、標準反力トルクＴを演算
した（Ｓ４０）後、主制御部４から反力指示トルクＴＭ
（反力指示信号）を読み込む（Ｓ４２）。図７は、主制
御部４が操舵反力トルクＴ（反力指示トルクＴＭ）を演
算する動作を示すフローチャートである。主制御部４
は、軸力センサ９が検出したタイロッド１３の軸力Ｆを
読み込み（Ｓ５８）、車速センサ６が検出した車速Ｖを
読み込む（Ｓ６０）。次に、ロータリエンコーダ３３の
出力からステアリングホイール２の操作角度（ステアリ
ング舵角）θを読み込む（Ｓ６２）。

【００３８】次に、主制御部４は、反力制御部７と同様
に、図６（ａ）に示すような比例関係にあるタイロッド
軸力Ｆ−基本反力トルクＴＢ特性を記憶してあるテーブ
ルから、タイロッド軸力Ｆに対応する基本反力トルクＴ
Ｂを読み込む（Ｓ６４）。次に、主制御部４は、図６
（ｂ）に示すように、最小値が０より少し大きく、所定
速度迄緩やかに大きくなり、所定速度から急速に大きく
なる、１が上限である車速係数ＫＶ−車速Ｖ特性を記憶
してあるテーブルから、車速Ｖに対応する車速係数ＫＶ
を読み込む（Ｓ６６）。

【００３９】次に、主制御部４は、図６（ｃ）に示すよ
うに、所定のステアリング舵角θ迄比例関係にあり、所
定のステアリング舵角θより大のときは１であるステア
リング舵角係数Ｋθ−ステアリング舵角θ特性を記憶し
てあるテーブルから、ステアリング舵角θに対応する車
速係数Ｋθを読み込む（Ｓ６８）。次に、主制御部４
は、操舵反力トルクＴ＝ＫＶ・Ｋθ・ＴＢを演算し（Ｓ
７０）、反力指示トルクＴＭとする。

【００４０】反力制御部７は、反力指示トルクＴＭを読
み込んだ（Ｓ４２）後、標準反力トルクＴと反力指示ト
ルクＴＭとの偏差ΔＴ＝Ｔ−ＴＭを演算し（Ｓ４４）、
偏差ΔＴと所定値とを比較する（Ｓ４６）。その結果、
偏差ΔＴが所定値以上のときは（Ｓ４６）、反力指示ト
ルクを演算した主制御部４が故障していると判断する
（Ｓ４８）。反力指示トルクが所定値未満であるときは
（Ｓ４６）、そのまま故障検出以外の反力制御動作へ移
る。

【００４１】図８に示す車両用操舵装置は、図１に示し
た、第１，２発明に係る車両用操舵装置の構成と略同様
であるが、ステアリングホイール２の回転軸３０の他端
と車体の一部との間に介装された捩ればね３１が省略さ
れた構成となっている。捩ればね３１が装備された車両
用操舵装置では、故障時に電磁クラッチ３ａを切り、捩
ればね３１の復元力により、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ようになっており、ステア
リングホイール２の操舵感覚が軽くなり過ぎ、運転者が
不安を感じる虞がある。

【００４２】本車両用操舵装置では、故障時に電磁クラ
ッチ３ａを切らずに、電動モータ３のモータフリクショ
ンにより、簡易的にステアリングホイール２の操舵感覚
を重くし、ステアリングホイール２の操舵感覚が軽くな
り過ぎることによる不安感を解消する。電動モータ３に
は、故障時には制御用電流を流さないので、電磁誘導に
より生じるモータフリクションが、ステアリングホイー
ル２の回転を抑制する。その他の動作は、上述した、第
１，２発明に係る車両用操舵装置の動作と同様であるの
で、説明を省略する。これにより、故障時にステアリン
グホイール２の操舵感覚が軽くなり過ぎることによる不
安感を解消することができると共に、捩ればね３１とそ
の取り付け機構とを省略することができ、部品点数を削
減できる。

【００４３】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
他の操舵手段を用いることができることは言うまでもな
い。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る車両用操舵装置によれば、
舵取り用の電動モータ等の舵取機構を駆動制御し、ステ
アリングホイール等の操舵手段に与えるべき反力を演算
する制御手段が故障した場合に、その故障を速やかに検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用操舵装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】第１，２発明に係る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】第１，３発明に係る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】第１，４発明に係る車両用操舵装置の動作を示
すフローチャートである。

【図５】反力制御部の標準反力トルク演算のルーチンを
示すフローチャートである。

【図６】標準反力トルク演算に使用する基本反力トルク
及び係数の特性を示すグラフで、（ａ）は、基本反力ト
ルクＴＢ−タイロッド軸力Ｆ特性を示すグラフ、（ｂ）
は、車速係数ＫＶ−車速Ｖ特性を示すグラフ、（ｃ）
は、ステアリング舵角係数Ｋθ−ステアリング舵角θ特
性を示すグラフである。

【図７】主制御部の反力指示トルクを演算する動作を示
すフローチャートである。

【図８】本発明に係る車両用操舵装置の構成を示すブロ
ック図である。

【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（反力制御手段）３ａ電磁クラッチ（反力制御手段）４主制御部（制御手段）５操舵モータ６車速センサ（車速検出手段）７反力制御部（反力制御手段、故障検出手段）９軸力センサ（軸力検出手段）１３タイロッド１５ロータリエンコーダ１６舵角センサ３０回転軸３３ロータリエンコーダ（操舵量検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今垣進大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内 (72)発明者川口裕愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者により操作される操舵手段と、車
輪を舵取る舵取機構と、前記操舵手段の操舵量を検出す
る操舵量検出手段と、前記操舵手段に操舵反力を付与す
る反力制御手段と、前記操舵量に応じて前記舵取機構及
び前記反力制御手段を制御する制御手段とを備えた車両
用操舵装置において、前記制御手段が前記反力制御手段に与える反力指示信号
に基づき、前記制御手段の故障を検出する故障検出手段
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】車両の走行速度を検出する車速検出手段
と、車輪が路面から受ける路面反力により、車輪の向き
を変えるための軸に加わる軸力及び該軸力の方向を検出
する軸力検出手段とを備え、前記故障検出手段は、前記
車速検出手段が検出した車速と所定速度とを比較する車
速比較手段と、前記軸力検出手段が検出した軸力の方向
と前記反力指示信号が示す反力の方向とを比較する第１
方向比較手段とを備え、前記車速比較手段が、前記車速
は前記所定速度より低速であると判断し、第１方向比較
手段が、前記軸力の方向と前記反力の方向とは一致しな
いと判断したときに、前記制御手段が故障していると判
断する請求項１記載の車両用操舵装置。
【請求項３】車両の走行速度を検出する車速検出手段
を備え、前記故障検出手段は、前記車速検出手段が検出
した車速と所定速度とを比較する車速比較手段と、前記
操舵手段に与えるべき反力の方向を前記操舵量に基づい
て判断する方向判断手段と、該方向判断手段が判断した
反力の方向と前記反力指示信号が示す反力の方向とを比
較する第２方向比較手段とを備え、前記車速比較手段
が、前記車速は前記所定速度より高速であると判断し、
第２方向比較手段が、前記方向判断手段が判断した反力
の方向と前記反力指示信号が示す反力の方向とは一致し
ないと判断したときに、前記制御手段が故障していると
判断する請求項１記載の車両用操舵装置。
【請求項４】前記故障検出手段は、前記操舵手段に与
えるべき反力を前記操舵量に基づき演算する第１演算手
段と、該第１演算手段が演算して得た反力と前記反力指
示信号が示す反力との差を演算する第２演算手段と、該
第２演算手段が演算した差と所定値とを比較する比較手
段とを備え、前記比較手段が、第２演算手段が演算した
差は所定値より大きいと判断したときに、前記制御手段
が故障していると判断する請求項１記載の車両用操舵装
置。