JP4296896B2 - 車両の操舵制御装置および車両の操舵制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵制御装置および車両の操舵制御方法、特に、エアバック装置を備えた操舵制御装置およびエアバック装置を備えた操舵装置の制御方法に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に示すように、エアバックモジュールを備えたステアリングホイールは知られている。この従来のステアリングホイールは、ハブ、スポーク、ステアリングホイールリムから構成されるステアリングホイール本体と、ステアリングホイール本体に対して回動可能に組み付けられたエアバックモジュールとから構成されている。このエアバックモジュールは、ステアリングホイール本体の回転軸から偏心した状態で組み付けられるとともに、偏心方向に錘が取り付けられている。このため、運転者によってステアリングホイールが回動操作されたときには、エアバックモジュールがステアリングホイールと一体的に回動しないようになっている。これにより、エアバックは、ステアリングホイールが回動操作されていても、常に同一の回転方向位置にて膨張展開するため、乗員保護の効果を確実に確保することができるようになっている。

また、従来から、例えば、下記特許文献２に示すように、エアバック装置も知られている。この従来のエアバック装置は、エアバックを２個以上にそれぞれ分割して設けるとともに、分割したエアバックのそれぞれにガスを排出するためのベントホールを設けるようになっている。このベントホールの孔径を適宜設定することにより、エアバックを膨張展開して乗員を保護する際のそれぞれのエアバックの減衰力を調整することが可能となる。このため、乗員がエアバックと接触する部分（頭部、胸部および腹部）に応じて、乗員を衝突の衝撃から保護するようになっている。

さらに、従来から、例えば、下記特許文献３に示すように、パワーステアリング装置におけるハンドル角補正装置も知られている。このハンドル角補正装置は、検出したハンドルの回動角度を表すハンドル角と、操舵輪の切れ角を表すタイヤ切れ角とを検出する。そして、タイヤ切れ角から正規のハンドル角である目標ハンドル角を算出し、ハンドル角と目標ハンドル角との偏差が許容量を越えていれば、ハンドルの回動操作を空転してハンドル角を補正するようになっている。

しかしながら、上記従来のエアバックモジュールを備えたステアリングホイールにおいては、例えば、ステアリングホイール本体とエアバックモジュール間に異物が噛み込んだ場合には、ステアリングホイール本体とエアバックモジュールが一体的に回動する可能性がある。また、エアバックモジュールは、重力によって、その回動方向位置が維持されるすなわち機械的に回動が規制されていないため、エアバックの膨張展開時に反力によって予期しない回動を生じる可能性がある。

また、上記従来のエアバック装置においては、乗員とエアバックが接触する部分を特定しているため、例えば、このエアバック装置をステアリングホイールに設けた場合には、膨張展開したエアバックが乗員の特定部位で接触するような所定位置にて、ステアリングホイールを保持する必要がある。このため、この従来のエアバック装置に、例えば、上記従来のハンドル角補正装置を適用しても、自動的にステアリングホイールが回動して保持できない。このため、エアバックの膨張展開時に、ステアリングホイールを的確に所定位置に戻そうとしても戻らない可能性がある。

特開２０００−５１４０１６号公報 特開２０００−１６２２９号公報 特開２００３−１１８４１号公報

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ステアリングホイールに設けられたエアバック装置の乗員拘束性能を精度よく発揮可能な車両の操舵制御装置およびその制御方法を提供することにある。

本発明の特徴は、車両の操舵制御装置を、ステアリングホイールの回動位置を検出する回動位置検出手段と、前記ステアリングホイールを前記回動位置検出手段によって検出した回動位置から、前記ステアリングホイールの回動した後の形態が同ステアリングホイールの中立位置における形態と略同一となる特定回動位置まで回動する回動駆動手段と、前記回動駆動手段によって前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されるときに、前記ステアリングホイールと車両の操舵輪との連携を禁止する連携禁止手段と、前記ステアリングホイールに組み付けられて前記特定回動位置にて膨張展開したときに乗員の拘束力を向上する形状とされたエアバックを、前記特定回動位置にて膨張展開するエアバック展開手段とを備えた構成としたことにある。

これによれば、回動駆動手段はステアリングホイールを特定回動位置まで回動する。そして、エアバック展開手段は、特定回動位置にて膨張展開したときに乗員の拘束力を向上する形状とされたエアバックを膨張展開する。このため、乗員の拘束力を向上する形状とされたエアバックの拘束性能を的確に発揮することができて、乗員を的確に衝突の衝撃から保護することができる。また、ステアリングホイールの回動位置を検出することにより、ステアリングホイールを確実に特定回動位置まで回動することができる。また、特定回動位置をステアリングホイールの中立位置における形態と略同一となる位置とすることにより、エアバックの膨張展開形状を簡素化することができて、好適である。また、ステアリングホイールを特定回動位置まで回動するときに、ステアリングホイールと操舵輪との連携を禁止するため、例えば、衝突を回避するために操舵輪が操舵されている場合には、その状態を維持することができる。これによっても、乗員に作用する衝撃力を効果的に軽減することができる。また、ステアリングホイールと操舵輪との連携を禁止することにより、例えば、衝突対象物との衝突によって操舵輪が回動された場合であっても、ステアリングホイールの回動を防止することができる。したがって、衝突の衝撃によって、ステアリングホイールが特定回動位置から回動されることがなく、特定回動位置にてエアバックを膨張展開することにより、的確に乗員を拘束することができる。

また、本発明の他の特徴は、車両の操舵制御装置を、前記回動駆動手段によって前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されるときに、前記車両の操舵輪を直進状態に戻す操舵輪制御手段を備える構成としたことにもある。

これによれば、ステアリングホイールの特定回動位置までに回動に伴って、操舵輪を直進状態とするため、衝突による衝撃力を、操舵輪を介して、車体に伝達して支持することができる。このため、乗員に作用する衝撃力を効果的に軽減することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記回動駆動手段が、前記特定回動位置に近い位相側から前記ステアリングホイールを前記特定回動位置に回動することにもある。これによれば、ステアリングホイールの特定回動位置までの回動時間を短縮することができ、的確にエアバックを膨張展開することができて、乗員を的確に拘束することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記回動駆動手段が、前記乗員の前記ステアリングホイールを回動操作する回動操作トルクよりも大きなトルクによって前記ステアリングホイールを前記特定回動位置まで回動することにもある。これによれば、乗員（運転者）によってステアリングホイールが保持されていても、確実に特定回動位置までステアリングホイールを回動することができ、的確に特定回動位置にてエアバックを膨張展開することができる。したがって、乗員を的確に拘束することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記回動駆動手段によって前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されると、前記ステアリングホイールを前記特定回動位置にて固定するステアリングホイール固定手段を設けたことにもある。これによれば、ステアリングホイールが特定回動位置にて固定されるため、例えば、乗員（運転者）によってステアリングホイールが回動されることを防止できるとともに、エアバックの膨張展開によってステアリングホイールが回動することを防止できる。したがって、的確にエアバックを膨張展開することができ、乗員を的確に拘束することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記車両の衝突状態を検出する衝突状態検出手段を設け、前記衝突状態検出手段によって検出した前記車両の衝突形態がオフセット衝突形態であると、前記回動駆動手段は、前記ステアリングホイールを前記特定回動位置よりも前記車両の衝突発生側に回動することにもある。これによれば、衝突形態に応じて、特定回動位置を適宜調整することができて、的確にエアバックを膨張展開することができ、乗員を的確に拘束することができる。

さらに、本発明の他の特徴は、前記車両と同車両の前方に存在する衝突対象物との衝突可能性を予測する衝突予測手段と、前記衝突予測手段によって予測した前記車両と前記衝突対象物との衝突可能性に基づいて、前記ステアリングホイールと前記車両の操舵輪との連携状態を変更する連携状態変更手段とを設けたことにもある。これによれば、衝突可能性に応じて、ステアリングホイールと操舵輪との連携状態（例えば、ギアによる連結など）を変更する（例えば、ギア比を大きくする）ことにより、素早くステアリングホイールを特定回動位置まで回動することができる。これによっても、的確にエアバックを膨張展開することができ、乗員を的確に拘束することができる。

以下に、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る操舵制御システムＡを概略的に示すブロック図である。この操舵制御システムＡは、車両の衝突を予知するとともに衝突可能性を判定するプリクラッシュ判定装置１０と、車両の操舵輪を電気信号に基づいて作動制御するステアバイワイヤ制御装置２０とを備えている。

プリクラッシュ判定装置１０は、プリクラッシュ電子制御ユニット１１（以下、単にプリクラッシュＥＣＵ１１という）を備えている。プリクラッシュＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、インターフェースなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。そして、プリクラッシュＥＣＵ１１は、車速センサ１２、ヨーレートセンサ１３およびレーダセンサ１４から供給された各信号を取得して、図２のプログラムを実行する。

車速センサ１２は、車速に応じた周期でパルス信号をプリクラッシュＥＣＵ１１に対して出力する。この出力されたパルス信号に基づいて、プリクラッシュＥＣＵ１１は、車速Ｖを検出する。ヨーレートセンサ１３は、車両の重心周りの回転角速度に応じた信号を出力する。この出力された信号に基づいて、プリクラッシュＥＣＵ１１は、車両のヨーレートγを検出する。レーダセンサ１４は、ミリ波や赤外線を利用したレーダ装置によって構成されており、車両の前方に存在する衝突対象物までの距離および相対速度に応じた信号を出力する。この出力された各信号に基づいて、プリクラッシュＥＣＵ１１は、車両と衝突対象物との間の距離Ｌおよび相対速度ＶＲを検出する。

ステアバイワイヤ制御装置２０は、バスＫを介して、プリクラッシュ判定装置１０と通信可能に接続されている。ステアバイワイヤ制御装置２０は、ステアバイワイヤ電子制御装置２１（以下、単にステアバイワイヤＥＣＵ２１という）、反力アクチュエータ電子制御装置２２（以下、単に反力アクチュエータＥＣＵ２２という）および電気ロック電子制御装置２３（以下、単に電気ロックＥＣＵ２３という）から構成されている。

ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、インターフェースなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品としており、ステアバイワイヤ方式が採用されたステアリング装置４０の操舵作動を制御する。すなわち、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、運転者によって、ステアリング装置４０のステアリングホイール４１が回動操作されると、舵角センサ４２により出力された操舵角を表す信号を取得する。そして、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、取得した信号に基づいて操舵角δを検出し、この操舵角δを反映するように、図示しない操舵輪（車両の前輪）を所定量回動させる操舵アクチュエータの作動を制御する。また、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、後述するように、反力アクチュエータＥＣＵ２２および電気ロックＥＣＵ２３と協働して、図３のプログラムを実行する。

反力アクチュエータＥＣＵ２２も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、インターフェースなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。そして、反力アクチュエータＥＣＵ２２は、運転者によるステアリングホイール４１の回動操作に対して、所定の反力を発生する反力アクチュエータ４３の作動を制御する。ここで、ステアリング装置４０は、ステアバイワイヤ方式を採用しているため、ステアリングホイール４１と操舵輪とが、例えば、ラックアンドピニオンのような機構を介して機械的に結合していない。このため、反力アクチュエータＥＣＵ２２は、ステアバイワイヤＥＣＵ２１から供給される操舵角δに基づいて、ステアリングホイール４１に仮想的な反力が発生するように、反力アクチュエータ４３（具体的には、駆動モータ）の作動を制御する。

電気ロックＥＣＵ２３も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、インターフェースなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。そして、電気ロックＥＣＵ２３は、ステアリングホイール４１の回動操作を禁止するための電気ロック４４の作動を制御する。すなわち、電気ロックＥＣＵ２３によって、電気ロック４４がロック状態とされると、ステアリングホイール４１の回動操作は禁止され、電気ロック４４がアンロック状態とされると、ステアリングホイール４１の回動操作は許容される。

さらに、操舵制御システムＡは、エアバック電子制御装置３０（以下、単にエアバックＥＣＵ３０という）を備えている。エアバックＥＣＵ３０も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品としており、ステアリングホイール４１に組み付けられている図示しないエアバック装置の膨張展開作動を統括的に制御する。ここで、エアバック装置のエアバックの膨張展開形状について、図４を用いて説明する。

エアバック装置のエアバックは、図４に実線で示すように、車両の衝突時に膨張展開形状Ｘとなって膨張展開するようになっている。この膨張展開形状Ｘは、ステアリングホイール４１の軸線に対して、非対称とされている。このため、エアバックは、ステアリングホイール４１がエアバックを膨張展開する特定の回動位置（以下、この位置を膨張展開位置という）にある場合において、膨張展開形状Ｘとなって膨張展開する。ここで、膨張展開位置は、車両を直進させるためのステアリングホイール位置の形態と同一となる回動方向位置である。このように、エアバックが膨張展開形状Ｘで膨張展開することにより、図４にて破線で示すような従来の膨張展開形状Ｘ’（ステアリングホイール４１の軸線に対して対称）に比して、エアバックと運転者との接触面積を大幅に拡大することができ、運転者の拘束力を大幅に向上することができるようになっている。

次に、上記のように構成した実施形態に係る操舵制御システムＡの作動を説明すると、図示しないイグニッションスイッチの投入により、プリクラッシュＥＣＵ１１は、図２の衝突予測プログラムを所定の時間ごとに繰り返し実行し始める。この衝突予測プログラムの実行はステップＳ１０にて開始され、ステップＳ１１にて、車速センサ１２からのパルス信号に基づいて車速Ｖを検出して、同車速Ｖが所定の車速Ｖo以上であるか否かを判定することにより、車両が走行状態であるか否かを判定する。車速Ｖが所定の車速Ｖo未満であれば、ステップＳ１１にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ１７に進み、プログラムの実行を一旦終了する。

一方、車両が走行を開始して、ステップＳ１１にて「Ｙｅｓ」すなわち車速Ｖが所定の車速Ｖo以上であると判定すると、プリクラッシュＥＣＵ１１は、ステップＳ１２以降の処理を実行する。ステップＳ１２においては、プリクラッシュＥＣＵ１１は、レーダセンサ１４からの出力信号に基づいて、車両前端から衝突対象物までの距離Ｌを検出する。そして、この検出した値を入力し、今回のプログラムの実行による入力距離を表す今回相対距離Ｌnewとして設定して、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、プリクラッシュＥＣＵ１１は、レーダセンサ１４からの出力信号に基づいて、車両と衝突対象物との相対速度ＶＲを検出する。そして、この検出した値を入力し、今回のプログラムによる入力相対速度を表す今回相対速度ＶＲnewとして設定して、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４においては、プリクラッシュＥＣＵ１１は、前記ステップＳ１３にて入力した今回相対速度ＶＲnewが正であるか否かを判定する。今回相対速度ＶＲnewが正でなければ、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１７に進み、プログラムの実行を一旦終了する。これは、今回相対速度ＶＲnewが正でない場合には、車両の前端部から衝突対象物までの距離Lが変化しないまたは増加していることを意味し、この場合には、車両が衝突対象物に衝突する可能性がないため、衝突予測する必要がないからである。

一方、今回相対速度ＶＲnewが正であれば、ステップＳ１４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５においては、プリクラッシュＥＣＵ１１は、所定時間Ｔcと今回相対速度ＶＲnewとを乗じて計算される距離と今回相対距離Ｌnewとを比較して、車両と衝突対象物とが衝突するか否かを判定する。すなわち、プリクラッシュＥＣＵ１１は、衝突回避に必要な時間に基づいて予め定められた所定時間Ｔcと今回相対速度ＶＲnewとを乗算して車両の移動距離を予測する。そして、予測した車両の移動距離と今回相対距離Ｌnewとを比較することにより、車両と衝突対象物との衝突を予測する。

予測した移動距離よりも今回相対距離Ｌnewが大きければ、プリクラッシュＥＣＵ１１は、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１７に進み、プログラムの実行を一旦終了する。これは、運転者による衝突回避操作（例えば、車両の旋回操作や制動操作など）によって、衝突が回避可能であるためである。一方、予測した移動距離よりも今回相対距離Ｌnewが小さければ、プリクラッシュＥＣＵ１１は、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６においては、プリクラッシュＥＣＵ１１は、ステアバイワイヤＥＣＵ２１に対して、車両と衝突対象物との衝突回避が不能であることを表す衝突情報を供給する。具体的に説明すると、プリクラッシュＥＣＵ１１は、前記ステップＳ１５の判定処理により、車両と衝突対象物とが衝突すると予測すると、バスＫを介して、衝突情報をステアバイワイヤＥＣＵ２１に対して供給する。そして、プリクラッシュＥＣＵ１１は、前記ステップＳ１６の衝突情報供給処理後、ステップＳ１７に進み、衝突予測プログラムの実行を終了する。

ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、前記ステップＳ１６にて供給された衝突情報をバスＫおよびインターフェースを介して取得する。そして、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、反力アクチュエータＥＣＵ２２および電気ロックＥＣＵ２３と協働して、図３に示すステアリング装置制御プログラムを実行する。

ステアリング装置制御プログラムは、ステップＳ５０にてその実行が開始され、ステップＳ５１にて、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、ステアリングホイール４１を膨張展開位置に戻す。通常、車両と衝突対象物との衝突回避が不能と予測された場合には、ステアリングホイール４１は、運転者によって衝突対象物との衝突を回避するために回動操作されている。そして、この場合には、車両と衝突対象物とが衝突する可能性が高いため、ステアリングホイール４１との衝突による衝撃から運転者を保護するために、エアバック装置のエアバックを効果的に展開する必要がある。ところで、車両に搭載されたエアバック装置のエアバックは、ステアリングホイール４１の軸線に対して非対称とされていて、ステアリングホイール４１が膨張展開位置に戻されることによって、効果的に運転者を拘束するようになっている。

このため、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、反力アクチュエータＥＣＵ２２に対して、舵角センサ４２からの信号に基づいて検出した操舵角δを表す操舵角情報を供給するとともに、ステアリングホイール４１を膨張展開位置となるように回動するように要求する。反力アクチュエータＥＣＵ２２は、ステアバイワイヤＥＣＵ２１から供給された操舵角情報を取得するとともに、要求に基づいてステアリングホイール４１を膨張展開位置とすべく回動駆動制御する。この反力アクチュエータＥＣＵ２２の回動駆動制御について、具体的に説明する。

反力アクチュエータＥＣＵ２２は、操舵角情報によって表される操舵角δを利用して、ステアリングホイール４１の回動量を確認する。ここで、ステアリングホイール４１は、右方向に回動したときに止まる位置から左方向に回動したときに止まる位置（ロックトゥロック）間で複数回回転することができるようになっている。

このため、反力アクチュエータＥＣＵ２２は、現在の操舵角δから最も近い膨張展開位置を決定し、かつ、決定した膨張展開位置まで最も早く戻ることができる回動方向を決定する。そして、反力アクチュエータＥＣＵ２２は、反力アクチュエータ４３に対して、決定した膨張展開位置および回動方向を表す情報を供給するとともに、ステアリングホイール４１を回動するように指示する。反力アクチュエータ４３は、同指示に従い、決定された膨張展開位置まで決定された回動方向にステアリングホイール４１を回動する。このとき、反力アクチュエータ４３は、運転者がステアリングホイール４１を保持している力（操舵トルク）よりも大きなトルクでステアリングホイール４１を回動駆動する。

ここで、上記のように反力アクチュエータＥＣＵ２２がステアリングホイール４１を膨張展開位置まで回動した場合においても、操舵輪の操舵方向は直線方向に戻されない。すなわち、ステアリング装置４０は、ステアバイワイヤ方式を採用しているため、ステアリングホイール４１と操舵輪とが機械的に結合していない。このため、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、反力アクチュエータＥＣＵ２２に対して、ステアリングホイール４１を膨張展開位置に回動制御するように要求する一方で、操舵アクチュエータに対しては、現在の駆動状態を維持するように制御する。これにより、ステアリングホイール４１が膨張展開位置に回動されても、操舵輪は現在の向きを維持すなわち衝突対象物との衝突を回避する方向に維持され続ける。

また、反力アクチュエータＥＣＵ２２は、決定した膨張展開位置を表す情報をステアバイワイヤＥＣＵ２１に供給する。ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、供給された膨張展開位置を表す情報を取得するとともに、図示しないＲＡＭに一時的に記憶して、ステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２においては、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、膨張展開位置を表す情報に基づいて、ステアリングホイール４１が膨張展開位置まで回動されたか否かを判定する。具体的に説明すると、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、舵角センサ４２から出力された信号に基づいて、現在のステアリングホイール４１の操舵角δを検出する。そして、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、前記ステップＳ５１にてＲＡＭに記憶した膨張展開位置を表す情報と、検出した操舵角δとを利用して、膨張展開位置までステアリングホイール４１が回動されたか否かを判定する。

ステアリングホイール４１が膨張展開位置まで回動されていなければ、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、「Ｎｏ」と判定して、ステアリングホイール４１が膨張展開位置まで回動されるまで繰り返し実行する。一方、ステアリングホイール４１が膨張展開位置まで回動されていれば、「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５３に進む。

ステップＳ５３においては、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、電気ロックＥＣＵ２３に対して、ステアリングホイール４１を膨張展開位置にてロックするように要求する。具体的に説明すると、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、バスＫを介して、電気ロックＥＣＵ２３に対し、ステアリングホイール４１の回動を禁止することを表すロック要求情報を供給する。電気ロックＥＣＵ２３は、バスＫおよびインターフェースを介して、ロック要求情報を取得する。そして、電気ロックＥＣＵ２３は、電気ロック４４をロック状態とする。これにより、ステアリングホイール４１は、運転者の回動操作に対して、その回動が禁止される。このように、電気ロックＥＣＵ２３に対して、ロック要求情報を供給すると、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、ステップＳ５４に進む。

ステップＳ５４においては、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、エアバックＥＣＵ３０に対して、エアバック装置の起動を要求する。具体的に説明すると、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、バスＫを介して、エアバックＥＣＵ３０に対し、車両の衝突に備えてエアバックを展開準備の開始要求を表す起動要求情報を供給する。エアバックＥＣＵ３０は、バスＫおよびインターフェースを介して、起動要求情報を取得する。そして、エアバックＥＣＵ３０は、例えば、ステアリングホイール４１に設けられたエアバック装置の点火時期（詳しくは、図示しないインフレータの点火装置への通電時期）や、駆動電圧の確保など、エアバック装置を適切に起動させるための準備を開始する。

そして、エアバックＥＣＵ３０は、車両と衝突対象物との衝突を感知した直後、速やかにエアバック装置のエアバックを膨張展開する。これにより、図５に示すように、エアバックが運転者Ｈとステアリングホイール４１との間にて膨張展開形状Ｘで展開して運転者Ｈを拘束し、運転者Ｈをステアリングホイール４１との衝突による衝撃から的確に保護する。前記ステップＳ５４の起動要求処理後、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、ステップＳ５５に進み、ステアリング装置制御プログラムの実行を終了する。

以上の説明からも理解できるように、この実施形態においては、ステアバイワイヤＥＣＵ２１、反力アクチュエータＥＣＵ２２および反力アクチュエータ４３はステアリングホイール４１を膨張展開位置まで回動する。そして、エアバックＥＣＵ３０は、膨張展開位置にて膨張展開したときに乗員の拘束力を向上する膨張展開形状Ｘとされたエアバックを膨張展開する。このため、乗員の拘束力を向上する形状とされたエアバックの拘束性能を的確に発揮することができて、乗員を的確に衝突の衝撃から保護することができる。また、膨張展開位置をステアリングホイール４１の中立位置における形態と略同一となる位置とすることにより、エアバックの膨張展開形状Ｘを簡素化することができて、好適である。

また、ステアリングホイール４１を膨張展開位置まで回動するときに、ステアリングホイール４１と操舵輪との連携を禁止するため、衝突を回避するために操舵輪が操舵アクチュエータによって操舵されている場合には、その状態を維持することができる。これによっても、乗員に作用する衝撃力を効果的に軽減することができる。また、ステアリングホイール４１と操舵輪との連携を禁止することにより、例えば、衝突対象物との衝突によって操舵輪が回動された場合であっても、ステアリングホイール４１の回動を防止することができる。したがって、衝突の衝撃によって、ステアリングホイール４１が膨張展開位置から回動されることがなく、膨張展開位置にてエアバックを膨張展開することにより、的確に乗員を拘束することができる。また、現在の操舵角δから最も近い膨張展開位置を決定することにより、ステアリングホイール４１の膨張展開位置までの回動時間を短縮することができ、的確にエアバックを膨張展開することができて、乗員を的確に拘束することができる。

また、運転者の操舵トルクよりも大きなトルクで反力アクチュエータ４３がステアリングホイールを回動するため、運転者によってステアリングホイールが保持されていても、確実に膨張展開位置までステアリングホイールを回動することができる。このため、的確に膨張展開位置にてエアバックを膨張展開することができる。したがって、乗員を的確に拘束することができる。さらに、電気ロック４４によって、ステアリングホイール４１が膨張展開位置にて固定されるため、運転者によってステアリングホイールが回動されることを防止できるとともに、エアバックの膨張展開によってステアリングホイール４１が回動することを防止できる。したがって、的確にエアバックを膨張展開することができ、乗員を的確に拘束することができる。

上記実施形態においては、操舵制御システムＡがステアバイワイヤ方式を採用しており、ステアリングホイール４１を膨張展開位置とした状態であっても、操舵輪を衝突対象物との衝突回避方向に維持するように実施した。これに代えて、ステアリングホイール４１の膨張展開位置までの回動に併せて、操舵輪を直進状態として実施することも可能である。すなわち、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、反力アクチュエータ４３によってステアリングホイール４１が膨張展開位置へ向けて回動を開始したことを検出すると、操舵アクチュエータに対して、操舵輪を直進状態とするように指示する。操舵アクチュエータは、同指示に従って、操舵輪が直進状態となるように駆動する。

このように、操舵輪を直進状態とすることにより、予測される衝突による衝撃荷重を操舵輪（車両の前輪）を介して車両の車体に伝達し、車体によって衝撃荷重を支持することができる。これにより、乗員に与える衝突による衝撃を緩和することができるとともに、エアバックの拘束力によって乗員を確実に保護することができる。

また、上記実施形態および変形実施形態においては、プリクラッシュＥＣＵ１１が衝突の可能性を予測するように実施した。これに加えて、プリクラッシュＥＣＵ１１が衝突の形態（例えば、フルラップ衝突やオフセット衝突など）を予測するように実施することも可能である。具体的に説明すると、プリクラッシュＥＣＵ１１は、レーダセンサ１４から車両前方に存在する衝突対象物の存在位置（存在方向）を表す情報を取得することにより、車両と衝突対象物との相対的な位置関係を確認する。そして、プリクラッシュＥＣＵ１１は、例えば、衝突対象物が車両前方に存在していると確認するとその衝突形態をフルラップ衝突と予測し、衝突対象物が車両斜め前方に存在していると確認するとその衝突形態をオフセット衝突と予測する。

このように、プリクラッシュＥＣＵ１１によって衝突形態が予測されると、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、衝突形態に応じて、ステアリングホイール４１の回動位置を膨張展開位置から適宜調整する。これは、車両の衝突形態によって、乗員が車両の衝突部方向へ移動するためである。すなわち、車両に衝突が発生すると、乗員には、大きな慣性力が作用する。この発生した慣性力により、乗員は、車両の衝突部方向へ移動する。このため、ステアバイワイヤＥＣＵ２１は、衝突によって乗員が移動する方向を考慮して、ステアリングホイール４１を膨張展開位置から衝突発生部位側に回動するように、反力アクチュエータＥＣＵ２２に要求する。これにより、衝突により移動した乗員に対応して、エアバックの膨張展開位置を調整して膨張展開することができるため、的確に乗員を保護することができる。

さらに、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、操舵制御システムＡに可変ギア機構付き操舵方式または電動パワーステアリング方式を採用することも可能である。可変ギア機構付き操舵方式を採用した場合には、プリクラッシュＥＣＵ１１の衝突予測に基づいて、可変ギア機構付き操舵装置の作動を制御する電子制御装置は、ステアリングホイール４１と操舵輪とを連携する可変ギア機構のギア比を変更することが可能である。具体的に説明すると、プリクラッシュＥＣＵ１１の衝突予測に基づく危険度（例えば、車両の車速Ｖが大きくなるにつれて大きくなる度数）に応じて、前記電子制御装置は、可変ギア機構のギア比を連続的に大きくする。

これにより、衝突に備えて、ステアリングホイール４１を膨張展開位置まで素早く回動することができるとともに、現在の操舵角δと膨張展開位置との位相差を小さくすることができる。また、操舵輪を素早く直進状態とすることができて、衝突による衝撃力を的確に車体で支持することができる。したがって、乗員に対する衝撃力を緩和することができる。

また、電動パワーステアリング方式を採用した場合には、車両衝突を検出すると、電動パワーステアリングの作動を制御する電子制御装置が、ステアリングホイール４１を膨張展開位置に戻すとともに、操舵輪を直進状態とする。これにより、膨張展開位置にてエアバックを展開することができて、乗員を的確に保護することができる。また、操舵輪を直進状態として、衝突による衝撃力を的確に車体で支持することができる。したがって、乗員に対する衝撃力を緩和することができる。

本発明の実施形態に係り、操舵制御システムを示す概略ブロック図である。 図１のプリクラッシュＥＣＵにて実行される衝突予測プログラムのフローチャートである。 図１のステアバイワイヤＥＣＵにて実行されるステアリング装置制御のフローチャートである。 図１のエアバックＥＣＵによって展開制御されるエアバックの膨張展開形状を説明するための図である。 図１のエアバックＥＣＵによって展開制御されて、エアバックが乗員を拘束した状態を説明するための図である。

符号の説明

１０…プリクラッシュ判定装置、１１…プリクラッシュＥＣＵ、１２…車速センサ、１３…ヨーレートセンサ、１４…レーダセンサ、２０…ステアバイワイヤ制御装置、２１…ステアバイワイヤＥＣＵ、２２…反力アクチュエータＥＣＵ、２３…電気ロックＥＣＵ、３０…エアバックＥＣＵ、４１…ステアリングホイール、４２…舵角センサ、４３…反力アクチュエータ、４４…電気ロック、Ａ…操舵制御システム

Claims (14)

1. ステアリングホイールの回動位置を検出する回動位置検出手段と、
   前記ステアリングホイールを前記回動位置検出手段によって検出した回動位置から、前記ステアリングホイールの回動した後の形態が同ステアリングホイールの中立位置における形態と略同一となる特定回動位置まで回動する回動駆動手段と、
   前記回動駆動手段によって前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されるときに、前記ステアリングホイールと車両の操舵輪との連携を禁止する連携禁止手段と、
   前記ステアリングホイールに組み付けられて前記特定回動位置にて膨張展開したときに乗員の拘束力を向上する形状とされたエアバックを、前記特定回動位置にて膨張展開するエアバック展開手段とを備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 請求項１に記載した車両の操舵制御装置において、
   前記回動駆動手段によって前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されるときに、前記車両の操舵輪を直進状態に戻す操舵輪制御手段を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
3. 前記回動駆動手段は、
   前記特定回動位置に近い位相側から前記ステアリングホイールを前記特定回動位置に回動する請求項１または請求項２に記載した車両の操舵制御装置。
4. 前記回動駆動手段は、
   前記乗員の前記ステアリングホイールを回動操作する回動操作トルクよりも大きなトルクによって前記ステアリングホイールを前記特定回動位置まで回動する請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置において、
   前記回動駆動手段によって前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されると、前記ステアリングホイールを前記特定回動位置にて固定するステアリングホイール固定手段を設けたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
6. 請求項１に記載した車両の操舵制御装置において、
   前記車両の衝突状態を検出する衝突状態検出手段を設け、
   前記衝突状態検出手段によって検出した前記車両の衝突形態がオフセット衝突形態であると、前記回動駆動手段は、前記ステアリングホイールを前記特定回動位置よりも前記車両の衝突発生側に回動することを特徴とする車両の操舵制御装置。
7. 請求項１に記載した車両の操舵制御装置において、
   前記車両と同車両の前方に存在する衝突対象物との衝突可能性を予測する衝突予測手段と、
   前記衝突予測手段によって予測した前記車両と前記衝突対象物との衝突可能性に基づいて、前記ステアリングホイールと前記車両の操舵輪との連携状態を変更する連携状態変更手段とを設けたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
8. ステアリングホイールの回動位置を検出し、
   前記検出した回動位置から前記ステアリングホイールの回動した後の形態が同ステアリングホイールの中立位置における形態と同一となる特定回動位置まで前記ステアリングホイールを回動し、
   前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されるときに、前記ステアリングホイールと車両の操舵輪との連携を禁止し、
   前記ステアリングホイールに組み付けられて前記特定回動位置にて膨張展開したときに乗員の拘束力を向上する形状とされたエアバックを、前記特定回動位置にて膨張展開するようにしたことを特徴とする車両の操舵制御方法。
9. 請求項８に記載した車両の操舵制御方法において、
   前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されるときに、前記車両の操舵輪を直進状態に戻すようにしたことを特徴とする車両の操舵制御方法。
10. 前記特定回動位置に近い位相側から前記ステアリングホイールを前記特定回動位置に回動するようにした請求項８または請求項９に記載した車両の操舵制御方法。
11. 前記乗員の前記ステアリングホイールを回動操作する回動操作トルクよりも大きなトルクによって前記ステアリングホイールを前記特定回動位置まで回動するようにした請求項８ないし請求項１０のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御方法。
12. 前記ステアリングホイールが前記特定回動位置まで回動されると、前記ステアリングホイールを前記特定回動位置にて固定するようにした請求項８ないし請求項１１のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御方法。
13. 請求項８に記載した車両の操舵制御方法において、
    前記車両の衝突状態を検出し、
    前記検出した車両の衝突形態がオフセット衝突形態であると、前記ステアリングホイールを前記特定回動位置よりも前記車両の衝突発生側に回動するようにしたことを特徴とする車両の操舵制御方法。
14. 請求項８に記載した車両の操舵制御方法において、
    前記車両と同車両の前方に存在する衝突対象物との衝突可能性を予測し、
    前記予測した前記車両と前記衝突対象物との衝突可能性に基づいて、前記ステアリングホイールと前記車両の操舵輪との連携状態を変更するようにしたことを特徴とする車両の操舵制御方法。

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