JP5471484B2 - 操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵を行う操舵装置に関するものである。

従来の操舵装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、ステアリングホイールを回転操作（主操作）することにより前輪を転舵させると共に、ステアリングホイールを車両前後方向にスライドさせる操作（補助操作）を行うことによっても前輪を転舵させるようにしたものが知られている。

特開２００６−２６４５１２号公報

しかしながら、上記従来技術のように主操作及び補助操作が実施可能なステアリングホイールを備えた操舵装置において、補助操作によって車両を操舵する操作子がタイヤ等の動作対象とメカ的に繋がっていない場合には、以下の問題点が存在する。即ち、車両の停止時にステアリングホイールの位置が補助操作の中立位置（Ｎ点位置）からずれていると、補助操作によるステアリングホイールの操作入力（操作量や操作力）の０点補正（０点学習）を行う際に、誤学習されるおそれがある。

本発明の目的は、補助操作によるステアリングの操作入力の０点学習を正確に行うことができる操舵装置を提供することである。

本発明は、車両に搭載され、回転させる操作である主操作と主操作による回転方向とは異なる方向に対する操作である補助操作とが実施可能なステアリングを備えた操舵装置において、補助操作によるステアリングの動作方向に対してステアリングを駆動するアクチュエータ手段と、車両の停止時にステアリングを補助操作の基準位置に戻すように、アクチュエータ手段を制御する制御手段と、ステアリングが補助操作の基準位置に戻っていないときに、車両の起動を禁止する手段と、ステアリングが補助操作の基準位置にあるときに、補助操作によるステアリングの操作入力の０点補正を行う手段とを備えることを特徴とするものである。

このように本発明の操舵装置においては、車両の停止時にステアリングを補助操作の基準位置に戻すことにより、その後のドライバによる補助操作に対して違和感を与えることが無い。また、車両の停止時にはステアリングが補助操作の基準位置に存在することになるため、補助操作によるステアリングの操作入力の０点補正（０点学習）を正確に行うことができる。さらに、補助操作によるステアリングの操作入力の０点学習が誤った状態でステアリングの補助操作が行われることが防止される。

好ましくは、車両の停止時は、シフトレバーの位置がＰレンジにあるとき、イグニッションスイッチがＯＦＦであるとき、車速が０であるときの何れかである。これにより、車両が確実に停止するようになる。

また、好ましくは、ステアリングが補助操作の基準位置に戻ったときに、ステアリングの補助操作をロックする手段を更に備える。この場合には、車両の停止時にステアリングが補助操作の基準位置に戻ったときに、ステアリングの補助操作が不必要に行われることが防止される。

また、好ましくは、補助操作は、ステアリングを押し引き又は揺動させる操作である。この場合には、ステアリングを主操作による回転方向とは異なる方向に簡単に操作することができる。

本発明によれば、補助操作によるステアリングの操作入力の０点学習を正確に行うことができる。これにより、０点の誤学習による動作不良の発生を防止することが可能となる。

本発明に係わる操舵装置の一実施形態の主要部を備えた車両を示す概略図である。 本発明に係わる操舵装置の一実施形態の一部構成を示すブロック図である。 図２に示した車両停止処理部により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図２に示した車両起動処理部により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図３に示した処理手順の変形例を示すフローチャートである。 図１に示した操舵装置の変形例を備えた車両を示す概略図である。

以下、本発明に係わる操舵装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係わる操舵装置の一実施形態の主要部を備えた車両を示す概略図である。同図において、本実施形態の操舵装置１は、通常の回転させる操作（主操作）と車両前後方向に押し引きする操作（補助操作）とが実施可能なステアリング２を備えている。主操作は、各前輪３を転舵させるための操作である。補助操作は、ここでは各後輪４を転舵させるための操作である。なお、各後輪４は、ステアリング２と機械的に接続されておらず、図示しないモータにより転舵するように構成されている。

また、操舵装置１は、舵角センサ５と、操舵機構６と、押し引きセンサ７と、押し引き反力アクチュエータ８とを備えている。舵角センサ５は、主操作によるステアリング２の操舵角を検出するセンサである。操舵機構６は、主操作によるステアリング２の操舵出力を各前輪３に伝達する機構である。

押し引きセンサ７は、補助操作によるステアリング２の押し引きストロークまたは押し引き力を検出するセンサである。押し引き反力アクチュエータ８は、ステアリング２の補助操作が行われたときにステアリング２に対して押し引き反力を与えるように、ステアリング２を押し引き方向に駆動するものである。このとき、押し引き反力アクチュエータ８としては、押し引きセンサ７が付いたモータを用いても良い。

さらに、操舵装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、入出力回路等により構成された操舵ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９を備えている。

図２は、本発明に係わる操舵装置の一実施形態の一部構成を示すブロック図である。同図において、操舵ＥＣＵ９には、上記の舵角センサ５、押し引きセンサ７及び押し引き反力アクチュエータ８が接続されている。また、操舵ＥＣＵ９には、シフトレバーの位置を検出するシフトセンサ１０と、車両の車速を検出する車速センサ１１と、エンジンを始動するためのイグニッションスイッチ１２と、後輪４の転舵角を検出する後輪転舵角センサ１３と、ドライバに対して表示や音声等により警告を行うための警告器１４とが接続されている。

操舵ＥＣＵ９は、車両停止処理部１５と、車両起動処理部１６とを有している。車両停止処理部１５は、押し引きセンサ７、シフトセンサ１０、車速センサ１１及びイグニッションスイッチ１２の出力信号を入力し、所定の処理を行い、押し引き反力アクチュエータ８を制御する。車両起動処理部１６は、押し引きセンサ７、イグニッションスイッチ１２及び後輪転舵角センサ１３の出力信号を入力し、所定の処理を行い、押し引き反力アクチュエータ８及び警告器１４を制御する。

図３は、車両停止処理部１５により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。同図において、まず押し引きセンサ７の出力信号（検出信号）に基づいて、ステアリング２に操舵反力が発生しているかどうかを判断する（手順Ｓ５１）。

ステアリング２に操舵反力が発生していると判断されたときは、シフトセンサ１０の出力信号（検出信号）に基づいて、シフトレバーの位置がＰ（パーキング）レンジにあるかどうかを判断する（手順Ｓ５２）。シフトレバーの位置がＰレンジにあると判断されたときは、ステアリング２の押し引き位置を基準位置（中立位置）に戻すように押し引き反力アクチュエータ８を制御する（手順Ｓ５３）。

シフトレバーの位置がＰレンジでないと判断されたときは、イグニッションスイッチ１２の出力信号がＯＦＦ信号であるかどうかを判断する（手順Ｓ５４）。イグニッションスイッチ１２の出力信号がＯＦＦ信号であると判断されたときは、ステアリング２の押し引き位置を基準位置に戻すように押し引き反力アクチュエータ８を制御する（手順Ｓ５３）。

イグニッションスイッチ１２の出力信号がＯＦＦ信号でない（ＯＮ信号である）と判断されたときは、車速センサ１１の出力信号（検出信号）に基づいて、車両の車速がゼロであるかどうかを判断する（手順Ｓ５５）。車両の車速がゼロであると判断されたときは、ステアリング２の押し引き位置を基準位置に戻すように押し引き反力アクチュエータ８を制御する（手順Ｓ５３）。車両の車速がゼロでないと判断されたときは、手順Ｓ５１に戻る。

図４は、車両起動処理部１６により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。同図において、まず車両システム起動要求があったかどうかを判断する（手順Ｓ６１）。このとき、イグニッションスイッチ１２の出力信号がＯＮ信号になったかどうかを判断することで、車両システム起動要求の有無を判断する。

車両システム起動要求があったと判断されたときは、押し引きセンサ７の検出信号に基づいて、ステアリング２の押し引き位置が基準位置の範囲内にあるかどうかを判断する（手順Ｓ６２）。ステアリング２の押し引き位置が基準位置の範囲内にないと判断されたときは、ステアリング２の押し引き位置が基準位置からずれている旨を警告器１４によりドライバに報知し（手順Ｓ６３）、手順Ｓ６２に戻る。

ステアリング２の押し引き位置が基準位置の範囲内にあると判断されたときは、車両システムを起動する（手順Ｓ６４）。具体的には、エンジンが始動され、車両の発進が可能となる。

続いて、ステアリング２の補助操作における操作力や操作量の０点補正（０点学習）を行い、ステアリング２のイニシャルチェックを実施する（手順Ｓ６５）。

続いて、後輪転舵角センサ１３の出力信号（検出信号）を取得し（手順Ｓ６６）、ステアリング２の押し引き位置が現在の後輪４の転舵角に対応（合致）した位置になるように押し引き反力アクチュエータ８を制御する（手順Ｓ６７）。

以上において、押し引き反力アクチュエータ８は、補助操作によるステアリング２の動作方向に対してステアリング２を駆動するアクチュエータ手段を構成する。シフトセンサ１０、車速センサ１１、イグニッションスイッチ１２及び操舵ＥＣＵ９の車両停止処理部１５における上記手順Ｓ５２〜Ｓ５５は、車両の停止時にステアリング２を補助操作の基準位置に戻すように、アクチュエータ手段８を制御する制御手段を構成する。

また、押し引きセンサ７及び操舵ＥＣＵ９の車両起動処理部１６における上記手順Ｓ６２，Ｓ６３は、ステアリング２が補助操作の基準位置に戻っていないときに、車両の起動を禁止する手段を構成する。

以上のように本実施形態にあっては、車両が停止した時にステアリング２の押し引き位置を基準位置（中立位置）に戻すと共に、ステアリング２の押し引き位置が基準位置の範囲内にないときは、車両システムの起動を禁止するようにしたので、その後にステアリング２の補助操作における操作力や操作量の０点学習を行う際には、ステアリング２の押し引き位置は基準位置の範囲内に存在することになる。これにより、操作力や操作量の０点学習が正確に行えるようになるため、０点誤学習による動作不良の発生を防止することができる。その結果、ステアリング２のイニシャルチェック時の障害が回避可能となる。

また、車両システムを起動する際には、ステアリング２の押し引き位置が基準位置の範囲内にあるため、ステアリング２の補助操作を行うときに、ドライバに対して違和感を与えることが無い。

図５は、車両停止処理部１５により実行される処理手順の変形例を示すフローチャートである。同図において、手順Ｓ５３が実行された後、押し引きセンサ７の検出信号に基づいて、ステアリング２の押し引き位置が基準位置に戻ったかどうかどうかを判断する（手順Ｓ５６）。ステアリング２の押し引き位置が基準位置に戻っていないと判断されたときは、手順Ｓ５３に戻る。

ステアリング２の押し引き位置が基準位置に戻ったと判断されたときは、ステアリング２を押し引き方向に対して機械的にロックする（手順Ｓ５７）。例えば、電磁ソレノイドを制御して、電磁ソレノイドのプランジャに取り付けられたストッパを突き出すことで、ステアリング２の押し引き動作が出来ないようにする。

上記の手順Ｓ５６，Ｓ５７は、ステアリング２が補助操作の基準位置に戻ったときに、ステアリング２の補助操作をロックする手段を構成する。

このようにステアリング２の押し引き位置が基準位置に戻ったときに、ステアリング２の押し引き動作を機械的にロックすることにより、ステアリング２の補助操作が不用意に行われることを防止できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ステアリング２を車両前後方向に押し引きする操作を補助操作としたが、ステアリング２の補助操作としては、例えば図６に示すように、ステアリング２を左右方向に揺動（傾動）させる操作としても良い。この場合には、補助操作によるステアリング２の揺動角または揺動トルクを検出する揺動センサ２１と、ステアリング２の補助操作が行われたときにステアリング２に対して揺動反力を与えるように、ステアリング２を揺動方向に駆動する揺動反力アクチュエータ２２とを設けるようにする。そして、車両の停止時に、ステアリング２の揺動位置を基準位置（中立位置）に戻すように揺動反力アクチュエータ２２を制御する。

また、ステアリング２の補助操作としては、上述した押し引き操作や揺動操作以外にも、主操作によるステアリング２の通常の回転方向とは異なる方向に対する操作であれば良い。

また、上記実施形態では、補助操作においてステアリング２を戻す基準位置を補助操作の中立位置としたが、基準位置としては特に中立位置でなくても良い。

また、上記実施形態では、車両システム起動が要求された際に、ステアリング２の押し引き位置が基準位置の範囲内にないときには、エンジンの始動を禁止するようにしたが、エンジンの始動は禁止せずに、車両の発進やステアリング２の補助操作を禁止するようにしても良い。

さらに、上記実施形態では、ステアリング２の補助操作により後輪４を転舵させるようにしたが、補助操作による動作対象としては、特にそれには限られず、例えば車両の加減速等を調整するものであっても良い。

１…操舵装置、２…ステアリング、７…押し引きセンサ、８…押し引き反力アクチュエータ（アクチュエータ手段）、９…操舵ＥＣＵ、１０…シフトセンサ（制御手段）、１１…車速センサ（制御手段）、１２…イグニッションスイッチ（制御手段）、１５…車両停止処理部（制御手段）、１６…車両起動処理部、２１…押し引きセンサ、２２…揺動反力アクチュエータ（アクチュエータ手段）。

Claims (4)

1. 車両に搭載され、回転させる操作である主操作と前記主操作による回転方向とは異なる方向に対する操作である補助操作とが実施可能なステアリングを備えた操舵装置において、
   前記補助操作による前記ステアリングの動作方向に対して前記ステアリングを駆動するアクチュエータ手段と、
   前記車両の停止時に前記ステアリングを前記補助操作の基準位置に戻すように、前記アクチュエータ手段を制御する制御手段と、
   前記ステアリングが前記補助操作の基準位置に戻っていないときに、前記車両の起動を禁止する手段と、
   前記ステアリングが前記補助操作の基準位置にあるときに、前記補助操作による前記ステアリングの操作入力の０点補正を行う手段とを備えることを特徴とする操舵装置。
2. 前記車両の停止時は、シフトレバーの位置がＰレンジにあるとき、イグニッションスイッチがＯＦＦであるとき、車速が０であるときの何れかであることを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
3. 前記ステアリングが前記補助操作の基準位置に戻ったときに、前記ステアリングの前記補助操作をロックする手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の操舵装置。
4. 前記補助操作は、前記ステアリングを押し引き又は揺動させる操作であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の操舵装置。

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