JPH10194150A - 自動車の舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動操舵と手動操舵との切換えを可能とした
舵取装置において、自動操舵中の危険回避のための舵取
り操作を可能とし、また、自動操舵から手動操舵への確
実な移行を速やかに行わせ得るようにする。 【解決手段】 自動操舵中にステアリングホィール２に
加わる操舵トルクをトルクセンサ22により検出し、ま
た、自動操舵中のブレーキ操作の有無をブレーキセンサ
８により検出して舵取制御部３へ与える。舵取制御部３
は、トルクセンサ22の検出トルクが所定値を超えたと
き、又はブレーキセンサ８によりブレーキ操作の検出が
なされたとき、危険回避のための緊急操作が行われたと
判定し、手動操舵モードへの強制的な切換えを行う。一
方、モード切換スイッチ７が手動操舵へ切換え操作され
たとき、舵取制御部３は、出力側の警報装置30に警報を
発せしめ、ステアリングホィール２からの手離しを促し
た後、ステアリングホィール２と舵取機構１との位置合
わせを行い、この位置合わせを終えた後、出力側の警報
装置30に警報を発せしめ、ステアリングホィール２の握
りを促す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホィ
ール等の操舵手段の操作によらずに、例えば、路面に埋
め込まれた誘導標識の検出に応じて舵取りを行わせる自
動操舵を可能とした自動車の舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、道路における渋滞の緩和、輸送力
の増強、安全な走行の実現等を目的として、ＩＴＳ（In
terigent Transport Systems）、ＡＨＳ（Automated Hi
ghwaySystems ）等の自動運転システムの開発が進めら
れている。この種の自動運転システムにおいて道路上の
自動車は、例えば、道路に埋設された誘導標識の検出に
応じて自動操舵されつつ、前後の自動車との間隔を保っ
て定速走行せしめられることとなる。

【０００３】ところが、一般的な自動車は、車室の内部
に配されたステアリングホィール等の操舵手段を舵取り
用の車輪の操向のために車室の外部に配された舵取機構
に機械的に連結し、前記操舵手段の操作を舵取機構に伝
えて舵取りを行わせる構成とした舵取装置を備えてお
り、このような自動車を前記自動運転システムに対応さ
せようとした場合、前述した如く行われる自動操舵に際
し、舵取機構側からの逆入力により操舵手段の無意味な
動作（ステアリングホィールの回転）が生じるという不
具合があり、更に、前記操舵手段に運転者が操作力を加
えた場合、自動操舵による舵取り動作と干渉し、安定し
た自動操舵が行えないという問題がある。

【０００４】そこで従来から、操舵手段を舵取機構と機
械的に連結せずに配する一方、舵取機構の中途に操舵用
のアクチュエータを配し、このアクチュエータを、前記
操舵手段の操作方向及び操作量の検出結果に基づいて動
作させ、舵取機構に操舵力を加えて、前記操舵手段の操
作に応じた舵取りを行わせる構成とした分離型の舵取装
置が開発されている。

【０００５】このような分離型の舵取装置によれば、前
述した自動操舵に際し、例えば、切換スイッチの操作
等、適宜のトリガ信号に応じて操舵手段の操作に応じた
操舵用のアクチュエータの動作を禁じることにより、前
述した問題を解消することができる。なお操舵用のアク
チュエータとしては、自動操舵時における位置制御及び
手動操舵時における走行状態に応じた操舵特性の変更制
御の容易性を考慮して、一般的に電動モータ（操舵モー
タ）が用いられている。

【０００６】また一方、操舵手段には反力付与手段を付
設し、手動操舵時には操作方向と逆向きの模擬反力を操
舵手段に加え、舵取機構側からフィードバックされる路
面反力を運転者に体感させて、操舵手段と舵取機構とが
機械的に連結されたかの如き感覚での手動操舵を行わせ
得るようにしている。この反力付与手段としては、操舵
用のアクチュエータと同様、走行状態に応じた反力特性
の変更制御の容易性を考慮して、一般的に電動モータ
（反力モータ）が用いられている。

【０００７】このような分離型の舵取装置は、自動運転
システムへの対応に適するという利点を有すると共に、
操舵手段の配設位置が限定されないことから、車室内部
のレイアウトの自由度が増し、また操舵手段の操作量と
操舵モータの動作量との対応関係が自在に設定でき、レ
バー、ハンドグリップ、ペダル等の適宜の操舵手段を採
用することが可能であり、更には、自動車の前面衝突に
伴う操舵手段の突き上げを略完全に防止でき、衝突安全
性の向上を図り得る等、操舵手段と舵取機構とが機械的
に連結された一般的な舵取装置において実現不能な多く
の利点を有しており、自動車技術の発展のために有用な
ものとして注目されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上の如き分離
型の舵取装置において、前述した如く、自動操舵による
走行中に操舵手段の操作が無効となるという問題があ
る。

【０００９】また、自動操舵中には一般的に、操舵手段
の操作位置と舵取機構側の実動作位置とが整合していな
いことから、自動操舵から手動操舵への切換えに際して
は、操舵手段と舵取機構との位置偏差を解消し、両者を
整合させる位置合わせが必要である。このことは、操舵
手段への反力付与のために配した反力モータを利用し、
該反力モータを舵取機構の実動作位置の検出結果に基づ
いて駆動し、操舵手段を逆動作させることにより実現で
きる。

【００１０】ところが、以上の如き位置合わせに際し、
操舵手段を把持した運転者が、反力モータにより操舵手
段に加わる力に抵抗しようとし、前記位置合わせ動作と
干渉する虞れがあり、更には、反力付与ために設けた反
力モータは小容量のモータであることから、運転者によ
り加えられる抵抗力が大きい場合、前記位置合わせが困
難となる虞れさえあり、手動操舵が可能な状態への移行
が遅れるという問題がある上、移行後に反力モータが模
擬反力を発するようになったとき、操舵手段の操作感が
急変する虞れがあった。

【００１１】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、自動操舵による走行中における危険回避のため
の舵取り操作を可能とし、また、自動操舵状態から手動
操舵状態への移行を速やかに行わせ得る自動車の舵取装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
自動車の舵取装置は、操舵手段の操作に応じて舵取機構
を動作させる手動操舵と、前記操舵手段の操作によらず
に舵取機構を動作させる自動操舵とが切換え実施可能に
構成してある自動車の舵取り装置において、前記操舵手
段に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記
自動車のブレーキ操作を検出するブレーキセンサと、前
記自動操舵の実施中に前記トルクセンサの検出トルクが
所定値を超えたとき、又は前記ブレーキセンサによるブ
レーキ操作の検出がなされたとき、前記手動操舵への強
制的な切換えを行う切換手段とを具備することを特徴と
する。

【００１３】この発明においては、自動操舵による走行
中に操舵手段に大なる操舵トルクが加えられたとき、又
はブレーキが操作されたとき、緊急時であると判定して
手動操舵への強制的な切換えを行い、危険回避のための
舵取りを可能とする。

【００１４】本発明の第２発明に係る自動車の舵取装置
は、操舵手段の操作に応じて舵取機構を動作させる手動
操舵と、前記操舵手段の操作によらずに舵取機構を動作
させる自動操舵とが切換え実施可能に構成してあり、前
記自動操舵から前記手動操舵への切換えに際し、前記操
舵手段の操作位置と前記舵取機構の実動作位置との偏差
を解消すべく、前記操舵手段の位置調整動作を行う切換
調整手段を備える自動車の舵取装置において、前記操舵
手段に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサを備
え、前記切換調整手段は、前記位置調整動作の開始前に
前記トルクセンサの検出トルクが所定値を上回っている
とき、前記操舵手段の把持を禁じる警報を発する一方、
前記位置調整動作の終了後に前記検出トルクが所定値を
下回っているとき、前記操舵手段の把持を促す警報を発
する構成としてあることを特徴とする。

【００１５】この発明においては、自動操舵から手動操
舵への切換えに際し、操舵手段に加わる操舵トルクを該
操舵手段に付設したトルクセンサの検出結果より認識
し、この操舵トルクが所定値を上回っているとき、運転
者が操舵手段を把持した状態にあり、操舵手段と舵取機
構との位置調整動作に支障を来すと判断し、手離しを促
す警報を発する。また位置調整の終了後に前記トルクセ
ンサの検出結果が所定値を下回っているとき、運転者が
操舵手段を把持しておらず手動操舵への移行態勢が整っ
ていないと判断し、把持を促す警報を発する。これらの
警報は、「ステアリングから手を離して下さい」、「ス
テアリングを握って下さい」等の合成音による警報と
し、操舵手段の手離し又は握りを直接的に促すようにす
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る自動
車の舵取装置（以下本発明装置という）の全体構成を示
すブロック図である。

【００１７】本図の舵取装置は、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、該舵取機構１と機械的な連結を有さ
ずに配してあるステアリングホィール（操舵手段）２と
を備える分離型の舵取装置として構成されており、ステ
アリングホィール２の操作に応じて舵取機構１を動作さ
せる手動操舵と、ステアリングホィール２の操作に拘わ
らずに舵取機構１を動作させる自動操舵とを行わせるべ
く、後述する制御動作をなす舵取制御部３を備えてい
る。

【００１８】前記舵取機構１は、車体の左右方向に延設
されて軸長方向に摺動する舵取軸11の両端部を、舵取り
用の車輪10，10のナックルアーム12，12に各別のタイロ
ッド13，13を介して連結し、舵取軸11の両方向への摺動
によりタイロッド13，13を介してナックルアーム12，12
を押し引きし、前記車輪10，10を左右に操向させる構成
となっている。この操向を行わせるため舵取機構１は、
舵取軸11を軸長方向への摺動自在に支承する筒形のハウ
ジング14の中途に一体的に構成された操舵モータＭ₁ を
備えており、車輪10，10の操向は、操舵モータＭ₁ の回
転を舵取軸11の摺動に変換して行われる。

【００１９】図２は、操舵モータＭ₁ の構成を示す縦断
面図である。本図に示す如く操舵モータＭ₁ は、前記舵
取軸11を軸長方向への摺動自在に支承するハウジング14
の中途に一体的に構成されたモータハウジング50の内部
に、これの内面に周設されたステータ51と、該ステータ
51の内側にわずかな間隙を隔てて対向するロータ52とを
備える３相ブラシレスモータとして構成されている。

【００２０】前記ロータ52は、舵取軸11の外径よりも大
なる内径を有する円筒形をなすロータ筒53と一体構成し
てあり、モータハウジング50の一側と、該モータハウジ
ング50の他側に連続するハウジング14とに夫々内嵌固定
された玉軸受54，55により両持ち支持されて、前記ステ
ータ51の内側にて同軸回転自在に支承されており、舵取
制御部３から後述する如く与えられる動作指令信号に応
じて前記ステータ51への通電がなされることにより、ロ
ータ筒53と共に正逆両方向に回転するようになしてあ
る。

【００２１】ロータ筒53の一側（玉軸受55による支持部
側）外周にはギヤ56が取り付けてあり、該ギヤ56は、ハ
ウジング14の対応部位の外側に固設されたロータリエン
コーダを用いてなる回転角センサ15の入力ギヤ 15aに噛
合させ、該回転角センサ15の出力として、ロータ筒53と
一体回転するロータ52の回転位置が得られるようになし
てある。なお、回転角センサ15の構成はこれに限るもの
ではなく、例えば、前記ギヤ56の外周に臨ませて磁電型
のピックアップを配し、このピックアップにより前記ギ
ヤ56の歯を検出し、この歯数を計数して回転位置を知る
構成とすることも可能である。

【００２２】ロータ筒53の他側は、玉軸受54による支持
部を超えて延長され、延長端に一体形成された玉軸受57
により同側のハウジング14内に支持させてあり、玉軸受
54，57による支持部間には、その内面にボールねじの軌
条が形成されたボールナット58が形成されている。一方
舵取軸11の中途部には、所定の長さに亘ってその外周に
ボールねじの軌条を備えるボールねじ部59が形成されて
おり、このボールねじ部59と前記ボールナット58とを多
数のボールを介して螺合させてボールねじ機構が構成さ
れている。

【００２３】舵取軸11は、そのハウジング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Ｍ₁ の回転、即ち、ステー
タ51への通電に伴うロータ52の回転は、ロータ筒53の一
側に連設されたボールナット58と、舵取軸11と一体形成
されたボールねじ部59との螺合により、該舵取軸11の軸
長方向の摺動に直接的に変換されるようになっている。
このようにして、操舵モータＭ₁ の回転に応じた舵取り
（舵取り用の車輪10，10の操向）が行われることとな
る。

【００２４】操舵モータＭ₁ は、前記舵取制御部３から
図示しない駆動回路を介して与えられる動作指令に従っ
て駆動されるようになしてある。この駆動に応じて動作
する舵取機構１の実動作位置は、舵取軸11と一側のタイ
ロッド13との連結部の変位を検出するタイロッド変位セ
ンサ16により検出されて舵取制御部３に与えられてい
る。タイロッド変位センサ16は、図１に略示するよう
に、前記連結部とハウジング14の外側との間に検出シリ
ンダを介装し、この検出シリンダの進退量を媒介とし
て、所望の変位量を検出する構成とすることができる。

【００２５】また、両側のタイロッド13，13には、これ
らの軸方向に作用する軸力（引張力又は圧縮力）を検出
する軸力センサ17，17が付設されており、これらの検出
結果は、舵取りに伴って舵取機構１に加わる反力を示す
信号として、舵取制御部３に与えられている。軸力セン
サ17，17は、例えば、タイロッド13，13の表面に歪ゲー
ジを貼着し、前記反力を、これの作用により夫々のタイ
ロッド13，13に生じる歪みを媒介として検出する構成と
することができる。

【００２６】以上の如き舵取動作をなす舵取機構１と機
械的に連結されていないステアリングホィール２は、図
１中に模式的に示す如く、その回転軸となるコラム軸20
を回転自在に保持するコラムハウジング21を介して、図
示しない車体の適宜部に支持されており、コラムハウジ
ング21の外側には、これと軸心を交叉させた態様に反力
モータ（ＤＣモータ）Ｍ₂ が取り付けてある。

【００２７】図３は、反力モータＭ₂ の取り付け位置近
傍の縦断面図、図４は、図３のIV−IV線による横断面図
である。コラム軸20の中途部には、コラムハウジング21
の一部を大径化して形成されたギヤ室25の内部において
ウォームホィール26が同軸的に嵌着固定され、該ウォー
ムホィール26には、その外周の適宜位置にウォーム27が
噛合させてある。反力モータＭ₂ は、ギヤ室25の外側に
固定されており、ギヤ室25内に進入せしめたその出力軸
28の先端は、スリーブ状の継手29を介して、前記ウォー
ム27の基端部に同軸的に連結されている。

【００２８】以上の構成により反力モータＭ₂ が回転し
た場合、ウォーム27がその軸回りに回転し、この回転が
ウォームホィール26を介してコラム軸20に伝達されて、
該コラム軸20が軸心回りに回転する。このとき、コラム
軸20の上端に取り付けたステアリングホィール２を把持
する運転者には、反力モータＭ₂ の出力に応じた反力ト
ルクが体感されることとなり、また、ステアリングホィ
ール２が把持されていない場合、該ステアリングホィー
ル２の回転位置が反力モータＭ₂ の回転に応じて調整さ
れる。

【００２９】反力モータＭ₂ は、前記舵取制御部３から
図示しない駆動回路を介して与えられる動作指令に従っ
て駆動される。この駆動は、後述する手動操舵時には、
ステアリングホィール２にその操作方向と逆向きの反力
トルクを付与すべく行われ、また自動操舵から手動操舵
への切換えに際しては、ステアリングホィール２の回転
位置を舵取機構１の実動作位置に整合させる位置調整の
ために行われる。

【００３０】従って、手動操舵時におけるステアリング
ホィール２の回転操作には、反力モータＭ₂ が発生する
反力トルク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ィール２に加えられる操舵
トルクは、コラムハウジング21の中途部に付設されたト
ルクセンサ22により検出される。またステアリングホィ
ール２の操作量は、トルクセンサ22の上位置に配した操
舵角センサ23により操作方向を含めて検出されており、
該操舵角センサ23の検出結果は、ステアリングホィール
２の操作位置を示す信号として前記舵取制御部３に与え
られている。

【００３１】トルクセンサ22により検出される操舵トル
クは、手動操舵時においては、反力モータＭ₂ が発生す
る反力のフィードバック信号として、反力モータＭ₂ の
故障判定に用いられ、また後述の如く、自動操舵時にお
いては、ステアリングホィール２の緊急操作の有無の判
定に用いられ、更に、自動操舵から手動操舵への切換え
に際しては、ステアリングホィール２が把持されている
か否かの判定に用いられる。

【００３２】また操舵角センサ23により検出されるステ
アリングホィール２の操作位置は、前記タイロッド変位
センサ16により検出される舵取機構１の実動作位置と共
に、手動操舵時においては、両者の偏差に基づいて操舵
モータＭ₁ が発生すべき操舵力の目標値を求めるために
用いられ、また、自動操舵から手動操舵への切換えに際
しては、舵取機構１の実動作位置との整合状態を認識す
べく用いられる。

【００３３】また、コラムハウジング21には、前記トル
クセンサ22よりも下位置にロック手段24が構成されてい
る。ロック手段24は、後述する自動操舵中に舵取制御部
３から与えられる動作指令に応じてコラム軸20の回転を
拘束する動作をなし、この動作により自動操舵中には、
コラム軸20の上端に取り付けたステアリングホィール２
が非回転状態に保たれる一方、ステアリングホィール２
に回転操作力が加えられた場合、ロック手段24よりも上
側のコラム軸20にトルクが発生し、前記トルクセンサ22
により検出されるようになっている。

【００３４】ステアリングホィール２を支持するコラム
軸20は、コラムハウジング21の内部に配した図示しない
センタリングばねにより付勢されており、ステアリング
ホィール２は、前記ロック手段24が動作していない手動
操舵中に回転操作が停止されたとき、コラム軸20に作用
する前記センタリングばねのばね力により中立位置に復
帰せしめられるようになしてある。この復帰は、舵取機
構１側において生じる車輪10，10の直進方向への復帰に
伴ってステアリングホィール２を戻すために必要なもの
である。

【００３５】以上の如く舵取制御部３には、舵取機構１
の側にて実際に生じている舵取りの状態が、回転角セン
サ15、タイロッド変位センサ16、及び軸力センサ17，17
からの入力として与えられ、また操舵手段としてのステ
アリングホィール２の操作状態が、トルクセンサ22及び
操舵角センサ23からの入力として与えられている。これ
らに加えて舵取制御部３の入力側には、車両の走行速度
を検出する車速センサ４の出力、車両のヨーレートを検
出するヨーレートセンサ５の出力、及び車両の横加速度
を検出する横加速度センサ７の出力が夫々与えられてい
る。

【００３６】車速センサ４は、例えば、車速に対応する
前輪又は後輪の回転速度を検出する回転速度センサであ
ればよい。また、ヨーレートセンサ５及び横加速度セン
サ６は、共に車両の旋回状態を検出すべく設けてあり、
これらは、一方の故障時に他方をフェイルセーフ用とし
て用いるようにしてある。車速センサ４、ヨーレートセ
ンサ５及び横加速度センサ６の検出結果は、手動操舵時
において車両の運動状態を認識すべく用いられる。

【００３７】また舵取制御部３の入力側には、モード切
換スイッチ７が接続され、また、ブレーキセンサ８及び
標識センサ９の出力が与えられている。モード切換スイ
ッチ７は、自動操舵と手動操舵とからなる操舵モードの
切換えを指令すべく運転者により操作されるスイッチで
あり、ここでは、自動操舵モードへの切換えに際してオ
ン操作され、手動操舵モードへの切換えに際してオフ操
作され、舵取制御部３は、モード切換スイッチ７がオン
状態にあるとき後述する自動操舵動作を行い、モード切
換スイッチ７がオフ状態にあるとき、後述する手動操舵
動作を行うようにしてある。

【００３８】ブレーキセンサ８は、自動車のブレーキ操
作の有無を検出するものであり、ブレーキペダルの踏込
みによりオンするスイッチ、ブレーキ圧を検出する圧力
センサ等を用いることができ、該ブレーキセンサ８の検
出結果は、自動操舵中に緊急操作がなされたか否かの判
定に用いられている。また標識センサ９は、自動操舵時
に、例えば、路面に埋め込まれた誘導標識を検出するセ
ンサであり、誘導標識の種別に応じて適宜に選定され
る。自動操舵中における舵取制御部３の動作は、標識セ
ンサ９の検出結果に応じて行われる。

【００３９】一方、舵取制御部３の出力は、前述した如
く、舵取機構１に舵取動作を行わせるための操舵モータ
Ｍ₁ と、ステアリングホィール２に反力トルクを付与す
る反力モータＭ₂ とに各別の駆動回路を介して与えられ
ており、操舵モータＭ₁ 及び反力モータＭ₂ は、舵取制
御部３からの動作指令に応じて各別に駆動されるように
なしてある。

【００４０】また舵取制御部３の出力は、コラムハウジ
ング21に付設されたロック手段24に与えられており、該
ロック手段24は、舵取制御部３からの動作指令に応じて
コラム軸20の回転を拘束するようになしてある。更に、
舵取制御部３の出力側には、警報装置30が接続されてお
り、該警報装置30は、舵取制御部３からの動作指令に応
じて後述する警報を発するようになしてある。

【００４１】図５は、舵取制御部３の動作内容を示すフ
ローチャートである。舵取制御部３は、例えば、エンジ
ン始動のためのキースイッチのオン操作に応じてその動
作を開始し、まず入力側に接続されたモード切換スイッ
チ７のオンオフ状態により操舵モードの設定状態を調べ
（ステップ１）、自動操舵モードが設定されている場
合、この設定を示すフラグＦのセット状態を調べ（ステ
ップ２）、該フラグＦがリセット状態にある場合、前回
の制御時点後に手動操舵モードからの切換操作が行われ
たと判定し、前記フラグＦをセットして（ステップ
３）、自動操舵動作を行う（ステップ４）。

【００４２】舵取制御部３の自動操舵動作は、入力側に
接続された標識センサ９の出力を取り込み、自動車の誘
導のために路面に埋め込まれた誘導標識の位置と現状位
置との偏差（ずれ）を求め、例えば、この偏差に基づく
ＰＩＤ演算により操舵モータＭ₁ の出力の目標値を定め
て、これに応じた動作指令を操舵モータＭ₁ に与え、該
操舵モータＭ₁ を駆動する制御動作であり、この動作に
より自動車は、前記誘導標識の検出に応じて自動的に操
舵されつつ走行する。

【００４３】このとき舵取制御部３は、反力モータＭ₂
の制御は行わず、前記ロック手段24に動作指令を発す
る。これにより、反力モータＭ₂ は駆動されず、ロック
手段24が動作することとなり、自動操舵中のステアリン
グホィール２は、舵取機構１の動作の如何に拘わらず非
回転状態に拘束され、無意味に回転しない。従って運転
者は、自動操舵中の舵取り動作と干渉することなくステ
アリングホィール２に手を掛けた運転姿勢を保つことが
できる。

【００４４】一方、ステップ２での判定の結果、前記フ
ラグＦがセット状態にある場合、自動操舵モードが継続
中であると判定し、次いで、入力側に接続されたトルク
センサ22及びブレーキセンサ８の出力を取り込み（ステ
ップ５）、トルクセンサ22による検出トルクＴが所定の
基準トルクＴ₀ を上回っているか否かを調べ（ステップ
６）、またブレーキ操作がなされたか否かを調べる（ス
テップ７）。

【００４５】ステップ６及びステップ７は、自動操舵モ
ードでの走行中に危険回避のための操作がなされたか否
かを調べるためのものである。走行中に事故の発生の危
険が生じた場合、この危険回避のため運転者は、一般的
に、ステアリング操作により舵取りを行おうとし、また
ブレーキ操作により自動車を停止させようとする。

【００４６】ステップ６においては、危険回避のための
ステアリング操作の有無が判定される。前述の如く、自
動運転中にはロック手段24が動作しており、ステアリン
グホィール２の操作がなされた場合、これによりコラム
軸20にトルクが発生し、このトルクがトルクセンサ22に
より検出される。従って、トルクセンサ22による検出ト
ルクＴが前記基準トルクＴ₀ を上回っている場合、危険
回避のためのステアリング操作が行われたと判定するこ
とができる。

【００４７】ステップ７においては、危険回避のための
ブレーキ操作の有無が判定される。ブレーキセンサ８と
してブレーキスイッチを用いた場合、該ブレーキスイッ
チのオンによりブレーキ操作がなされたと判定すること
ができ、またブレーキセンサ８としてブレーキ圧の検出
センサを用いた場合、該ブレーキ圧と所定の基準圧との
比較によりブレーキ操作がなされたと判定することがで
きる。

【００４８】ステップ６及びステップ７の判定の結果、
いずれもＮＯである場合、舵取制御部３は、危険回避操
作が行われていないと認識し、前記ステップ４に進み、
前述した自動操舵動作を継続する。また前記判定の結
果、いずれか一方がＹＥＳであった場合、舵取制御部３
は、危険回避操作が行われたと判定してステップ８に進
み、後述する手動操舵動作を行う。このようにして手動
操舵への強制的な切換えが行われる。

【００４９】このとき、前記フラグＦはセット状態に保
たれるが、前述したステアリング操作及びブレーキ操作
のいずれか一方が継続されている間は、ステップ１、ス
テップ２、ステップ５及びステップ６を経てステップ８
に至るループが繰り返され、手動操舵が可能な状態とな
り、ステアリングホィール２の操作による危険回避が可
能となる。

【００５０】一方、ステップ１での判定の結果、手動操
舵モードが設定されていると判定された場合、舵取制御
部３は、次いで前記フラグＦのセット状態を調べ（ステ
ップ９）、該フラグＦがセット状態にある場合、前回の
制御時点後に自動操舵モードからの切換操作が行われた
と判定し、フラグＦをリセットして（ステップ10）、手
動操舵への切換えのための切換ルーチンを実行し（ステ
ップ11）、その後前記ステップ８に進んで手動操舵動作
を行う。またステップ９での判定の結果、フラグＦがリ
セット状態にある場合、手動操舵モードが継続中である
と判定し、前記切換ルーチンを実行することなくステッ
プ８に進み、手動操舵動作を継続する。

【００５１】舵取制御部３の手動操舵動作は、まず、舵
取機構１に操舵力を加える操舵モータＭ₁ に対し、操舵
角センサ23からの入力によりステアリングホィール２の
操作位置を認識し、この操作位置を、車速センサ４によ
り検出される車速の高低と、ヨーレートセンサ５又は横
加速度センサ６により検出される旋回状態とに応じて補
正して舵取機構１に実現すべき目標舵角を求める一方、
タイロッド変位センサ16からの入力により舵取機構１の
実動作位置を認識し、これと前記目標舵角との偏差に基
づくＰＩＤ演算により前記操舵モータＭ₁ の出力の目標
値を定め、この目標値を得るべく操舵モータＭ₁ を駆動
する手順にて行われる。

【００５２】この動作により、ステアリングホィール２
の操作に応じて操舵モータＭ₁ が駆動され、舵取機構１
が動作して、ステアリングホィール２の操作に応じた舵
取りが行われる。また以上の手順中、車速及び旋回状態
に応じた目標舵角の補正は、例えば、車速及び旋回程度
が増すに従って目標舵角を夫々減じるように行われ、こ
れにより、高速走行時の急旋回動作を未然に防いで安全
性の向上に寄与することができ、低速走行時の舵取り操
作力を軽減することができる。また操舵モータＭ₁ に付
設された回転角センサ15からの舵取制御部３への入力
は、前述した動作指令の出力に際し、操舵モータＭ₁ の
回転位置を認識して、該操舵モータＭ₁ に給電される駆
動電流の位相調整を行うために用いられる。

【００５３】舵取制御部３の手動操舵動作は、以上の如
き操舵モータＭ₁ の制御動作に加えて、ステアリングホ
ィール２に反力を加える反力モータＭ₂ に対し、舵取機
構１に実際に作用する反力を、前記軸力センサ17，17か
らの入力として認識し、例えば、これに所定の係数を乗
じて得られる疑似反力をステアリングホィール２に付与
すべく反力モータＭ₂ の駆動トルクの目標値を定め、こ
の目標値を得るべく反力モータＭ₂ に動作指令を発する
手順にて行われる。

【００５４】このとき、車速センサ４による車速の検出
値と、ヨーレートセンサ５又は横加速度センサ６による
旋回程度を示す検出値とは、例えば、これらの増大に応
じて前記係数を増量補正すべく用いられ、このように補
正された係数を用いて決定された疑似反力が加えられ
る。この結果ステアリングホィール２は、車速の上昇に
応じて重く、車速の低下に応じて軽くなり、高速走行時
における直進安定性の向上と、低速走行時又は停車時に
おける操作力の軽減とが合わせて達成される。またステ
アリングホィール２は、旋回程度が大となるに従って重
くなり、旋回限界を超えた危険な操作を防止することが
できる。なお、以上の如き手動操舵動作中には、出力側
のロック手段24への動作指令は解除されており、ステア
リングホィール２は、反力モータＭ₂ の発生力に抗して
回転操作することができる。

【００５５】以上の如き手動操舵は、ステアリングホィ
ール２の操作位置と舵取機構１の実動作位置とが所定の
対応関係を有することを前提として行われる。一方、前
述した自動操舵は、ステアリングホィール２の操作の如
何に拘わらず舵取機構１が動作せしめられて行われるか
ら、自動操舵モードから手動操舵モードへの切換えに際
しては、ステアリングホィール２の操作位置と舵取機構
１の実動作位置とを整合させる位置合わせが必要であ
る。この位置合わせは、ステップ11の切換ルーチンにお
いて行われる。

【００５６】図６は、切換ルーチンの内容を示すフロー
チャートである。前述の如く切換ルーチンは、前回の制
御時点後に自動操舵モードから手動操舵モードへの切換
えが行われたと判定されたときにのみ行われ、舵取制御
部３は、まず、入力側に接続された前記トルクセンサ22
の出力を取り込み（ステップ20）、該トルクセンサ22に
よる検出トルクＴが所定の基準トルクＴ₁ を上回ってい
るか否かを調べ（ステップ21）、Ｔ＞Ｔ₁ である場合、
出力側に接続された警報装置30に動作指令を発し、ステ
アリングホィール２からの手離しを促す手離し警報を発
せしめ（ステップ22）、Ｔ≦Ｔ₁ となるまで待機する。

【００５７】この動作は、運転者がステアリングホィー
ル２を把持した状態にある場合、この後に行われる位置
合わせに支障を来す虞れがあるためである。ステアリン
グホィール２が把持されている場合、これを支持するコ
ラム軸20には、いずれか一方への回転トルクが加わるこ
ととなり、この回転トルクがトルクセンサ22により検出
される。従って、ステップ21の判定に用いる基準トルク
Ｔ₁ を零に近い微小な値に設定することにより、ステア
リングホィール２の把持の有無を知ることができ、把持
状態にあると判定された場合、前記手離し警報を連続し
て発してステアリングホィール２からの手離しを促す。
この手離し警報は、ブザーの鳴動等の一般的な警報であ
ってもよいが、例えば、「ステアリングから手を離して
下さい」等の合成音による警報とし、ステアリングホィ
ール２からの手離しを直接的に促すようにするのが望ま
しい。

【００５８】ステップ21での判定により手離し状態にあ
ると判定された場合、次いで舵取制御部３は、操舵角セ
ンサ23の出力とタイロッド変位センサ16の出力とを取り
込み（ステップ23）、前者からステアリングホィール２
の操作位置を、後者から舵取機構１の実動作位置を夫々
認識し、これらの偏差に応じた駆動指令を出力側に接続
された反力モータＭ₂ に発し、該反力モータＭ₂ の回転
によりステアリングホィール２を回転させて、該ステア
リングホィール２の操作位置を舵取機構１の実動作位置
に一致させる位置合わせ動作を行う（ステップ24）。

【００５９】この位置合わせ動作を終えた後、舵取制御
部３は、入力側に接続されたトルクセンサ22の出力を再
度取り込み（ステップ25）、該トルクセンサ22による検
出トルクＴが所定の基準トルクＴ₂ を下回っているか否
かを調べ（ステップ26）、Ｔ＜Ｔ₂ である場合、出力側
に接続された警報装置30に動作指令を発し、ステアリン
グホィール２の把持を促す握り警報を発せしめ（ステッ
プ27）、Ｔ≧Ｔ₂ となった時点でリターンし、前述した
手動操舵動作を開始する。

【００６０】この動作は、運転者がステアリングホィー
ル２から手を離した状態にあるままに手動操舵に移行し
た場合、舵取機構１側からの逆入力により自動車の挙動
が不安定となる虞れがあるためである。ステップ26での
判定は、ステアリングホィール２の把持の有無を知るた
めに行われ、前記ステップ21におけると同様に、判定に
用いる基準トルクＴ₂ を零に近い微小な値に設定するこ
とにより確実な判定が可能である。Ｔ＜Ｔ₂ であり、手
離し状態にあると判定された場合、前記握り警報を連続
して発してステアリングホィール２の握りを促す。この
握り警報は、前記手離し警報と同様、「ステアリングを
握って下さい」等の合成音による警報とし、ステアリン
グホィール２の握りを直接的に促すようにするのが望ま
しい。

【００６１】このように本発明装置においては、自動操
舵から手動操舵への切換えに際して必要となるステアリ
ングホィール２と舵取機構１との位置合わせが、手離し
警報の発生によりステアリングホィール２の手離しを促
し、この手離しを確認して行われるから、正確かつ速や
かな位置合わせが可能となり、更に、その後の手動操舵
への移行が、握り警報の発生によりステアリングホィー
ル２の把持を促し、この把持を確認して行われるから、
移行直後の挙動を安定させることができる。

【００６２】なお以上の実施の形態においては、舵取機
構１と操舵手段（ステアリングホィール２）とが機械的
に連結されていない分離型の舵取装置への適用例につい
て述べたが、本発明は、ステアリングホィール２と舵取
機構１とを機械的に連結すると共に、この連結を係断す
る電磁クラッチ等のクラッチ手段を備え、自動操舵モー
ドから手動操舵モードへの切換えに前記クラッチ手段の
係合により対応させる構成とした舵取装置への適用もま
た可能である。

【００６３】この構成においては、手動操舵中にステア
リングホィール２には、舵取機構１から直接的に反力が
作用するから、反力モータＭ₂ の配置及びこれの制御が
不要となるが、手動操舵モードへの切換えに際しての前
述した位置合わせを可能とするため、ステアリングホィ
ール２に回転を加える手段（モータ）が別途必要であ
る。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の第１発明に係
る自動車の舵取装置においては、操舵手段に大なる操舵
トルクが加えられたとき、又はブレーキが操作されたと
き、手動操舵への強制的な切換えを行う構成としたか
ら、自動操舵による走行中における危険回避のための舵
取りが可能となる。

【００６５】また本発明の第２発明に係る自動車の舵取
装置においては、自動操舵から手動操舵への切換えに先
立つ操舵手段と舵取機構との位置調整の実行前に、操舵
手段に加わる操舵トルクが所定値を上回っているとき、
操舵手段と舵取機構との位置調整に支障を来すと判断
し、操舵手段からの手離しを促す警報を発し、また位置
調整の終了後に操舵手段に加わる操舵トルクが所定値を
下回っているとき、手動操舵への移行態勢が整っていな
いと判断し、把持を促す警報を発するから、手動操舵へ
の移行が速やかに実施され、移行直後の自動車の挙動を
安定させ得る等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車の舵取装置の全体構成を示
すブロック図である。

【図２】操舵モータの構成を示す縦断面図である。

【図３】反力モータの取り付け位置近傍の縦断面図であ
る。

【図４】図３のIV−IV線による横断面図である。

【図５】舵取制御部の動作内容を示すフローチャートで
ある。

【図６】切換ルーチンの内容を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 舵取機構 ２ ステアリングホィール ３ 舵取制御部 ４ 車速センサ ５ ヨーレートセンサ ６ 横加速度センサ ７ モード切換スイッチ ８ ブレーキセンサ ９ 標識センサ 10 車輪 11 舵取軸 13 タイロッド 16 タイロッド変位センサ 17 軸力センサ 22 トルクセンサ 23 操舵角センサ 24 ロック手段 30 警報装置 Ｍ₁ 操舵モータ Ｍ₂ 反力モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵手段の操作に応じて舵取機構を動作
   させる手動操舵と、前記操舵手段の操作によらずに舵取
   機構を動作させる自動操舵とが切換え実施可能に構成し
   てある自動車の舵取り装置において、前記操舵手段に加
   わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記自動車
   のブレーキ操作を検出するブレーキセンサと、前記自動
   操舵の実施中に前記トルクセンサの検出トルクが所定値
   を超えたとき、又は前記ブレーキセンサによるブレーキ
   操作の検出がなされたとき、前記手動操舵への強制的な
   切換えを行う切換手段とを具備することを特徴とする自
   動車の舵取装置。
2. 【請求項２】 操舵手段の操作に応じて舵取機構を動作
   させる手動操舵と、前記操舵手段の操作によらずに舵取
   機構を動作させる自動操舵とが切換え実施可能に構成し
   てあり、前記自動操舵から前記手動操舵への切換えに際
   し、前記操舵手段の操作位置と前記舵取機構の実動作位
   置との偏差を解消すべく、前記操舵手段の位置調整動作
   を行う切換調整手段を備える自動車の舵取装置におい
   て、前記操舵手段に加わる操舵トルクを検出するトルク
   センサを備え、前記切換調整手段は、前記位置調整動作
   の開始前に前記トルクセンサの検出トルクが所定値を上
   回っているとき、前記操舵手段の把持を禁じる警報を発
   する一方、前記位置調整動作の終了後に前記検出トルク
   が所定値を下回っているとき、前記操舵手段の把持を促
   す警報を発する構成としてあることを特徴とする自動車
   の舵取装置。