JP2000280926A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
装置の提供。 【解決手段】 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。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（Ｓ２）と、検知手段（Ｓ２）が電源スイッチのオン
を検知したときに（Ｓ２）、車輪の舵角を中点に復帰さ
せる中点復帰手段（Ｓ１２）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。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一致させるこ
とが出来る。

【０００９】第２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
手段とを更に備えることを特徴とする。

【００１０】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３発明に係る車両用操舵装置は、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
段とを更に備えることを特徴とする。

【００１２】この車両用操舵装置では、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４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１３，１
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。

【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２
１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１０，１
０（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Ｓ
１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１，４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。

【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。

【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。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 孝修 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 中野 史郎 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 Ｆターム(参考） 3D032 CC01 DA03 DA15 DA23 DA63 DA64 DB06 DC34 DD17 DE09 EA01 EB04 EB08 EB12 EC22 EC29 GG01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   る中点復帰手段とを備えることを特徴とする車両用操舵
   装置。
2. 【請求項２】 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更に備える請求項１記載
   の車両用操舵装置。
3. 【請求項３】 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更に備える請求項１記載の車
   両用操舵装置。
4. 【請求項４】 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
   〜３の何れかに記載の車両用操舵装置。