JP4039175B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

【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走行させるための車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、実公平２−２９０１７号公報には、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（操舵機構）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。
【０００３】
このような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ていない分離型の車両用操舵装置では、電源スイッチがオフされると、ステアリングホイールを操作しても、舵取機構は作動せず、当然、タイヤも動かない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような技術に対して、特開２０００−１２８００９号公報には、電源スイッチが誤ってオフされた場合でも、車速が一定の低速度より低い状態（例えば、停止状態）になり、その状態が所定時間続いたとき、電源をオフにする車両用操舵装置が提案されている。
【０００５】
しかし、所定時間停止した後に電源をオフにしているので、例えば、下り坂などで停止している場合、ブレーキを緩めてしまうと再び走り出してしまうが、そのような場合でも、電源がオフのため、操舵装置が働かない。
また、操舵装置が常に作動するようにするために、操舵装置を制御するためのコントローラ等を常にオン状態にすることも考えられるが、この場合、コントローラ等のためのバックアップ電源が必要になり、コスト増になる。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、電源スイッチをオフした後に、停車意思を示す運転者の動作を検出するまで操舵装置を働かせることができる車両用操舵装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するために、請求項１記載の発明に係る車両用操舵装置は、電源をオン／オフするための電源スイッチがオフとされた状態で、停車意思を示す運転者の動作を検出した場合、電源から操舵機構を制御する操舵制御手段への電力供給を停止させる。
【０００８】
また、請求項２の発明に係る車両用操舵装置は、電源をオン／オフするための電源スイッチのオン／オフ状態を検出するスイッチ状態検出手段と、操舵機構を制御する操舵制御手段と電源とを接続する補助スイッチと、停車意思を示す運転者の動作を検出する運転者意思検出手段と、を備え、スイッチ状態検出手段の検出結果及び運転者意思検出手段の検出結果に基づいて、電源スイッチがオフとされた状態で、停車意思を示す運転者の動作を検出した場合、補助スイッチにより操舵制御手段と電源との接続をオフにして、電源から操舵制御手段への電力供給を電源制御手段により停止させる。
【０００９】
すなわち、本発明では、電源スイッチがオフとされ、且つ停車意思を示す運転者の動作を検出した後に、ステアリングホイールの操作に基づいて操舵機構を制御する操舵制御手段への電力供給を停止する。
そして、本発明では、停車意思を示す運転者の動作として、運転者がドアを開ける動作を検出している。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、電源スイッチがオフとされ、且つ停車意思を示す運転者の動作を検出した後に、ステアリングホイールの操作に基づいて操舵機構を制御する操舵制御手段への電力供給を停止することで、電源スイッチをオフした後でも、停車意思を示す運転者の動作を検出するまでは、電源スイッチをオフする前と同様に運転者は操舵できる。
【００１１】
また、電力供給を停止するタイミングを運転者の意思を基準におくことで、運転者の意思を基準に操舵が行える状態を維持しているので、電源スイッチをオフした後に操舵を行おうとする運転者の意思を妨げることもない。その結果、電力を無駄に浪費することも防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る車両操舵装置の実施の形態の構成を示す。
ステアリングホイール１はコラムシャフト２の上端部に連結されている。コラムシャフト２は、操舵装置１０と機械的に連結されることなく、すなわち、ステアリングホイール１と操舵装置１０とが機械的に切り離されている。また、コラムシャフト２には、当該コラムシャフト２を通じてステアリングホイール１への操舵反力を生成する反力生成装置（操舵反力生成モータ）３が取り付けられている。さらに、コラムシャフト２にはステアリングホイール１の操舵角を検出する舵角センサ及び操舵トルクを検出する操舵トルクセンサを備えたセンサ部４が取り付けられている。
【００１３】
このようなステアリングホイール１側の構成において、センサ部４からは操舵角や操舵トルクを示すセンサ検出信号Ｓ１が操舵制御手段である操舵コントローラ５に出力され、反力生成装置３には、操舵コントローラ５から反力指令信号Ｓ２が入力される。
一方、操舵装置１０は、ピニオンシャフト１２を介して転舵モータ１１によりナックルアームやタイロッド等からなる転舵機構１３を操作して、車輪１４ａ，１４ｂを転舵するように構成されている。ここで、ピニオンシャフト１２には、転舵モータ１１の回転角度を検出するロータリエンコーダ１５が取付けられている。また、操舵装置１０には、実舵角を検出する実舵角センサ１６が設けられている。
【００１４】
このような操舵装置１０において、転舵角センサ（例えば、ロータリエンコーダ）１５から転舵角を示すセンサ検出信号Ｓ３や、実舵角センサ１６から実舵角を示すセンサ検出信号Ｓ４がそれぞれ操舵コントローラ５に出力され、また、転舵モータ１１には、操舵コントローラ５から操舵指令信号Ｓ５が入力される。
また、車両には、車速を検出する車速センサ２１、車速センサ２１が検出した車速に基づいてＡＢＳ（アンチロック・ブレーキシステム）を制御するＡＢＳコントローラ２２、ドアの開閉を検出するドア開閉検出スイッチ２３、ドア開閉検出スイッチ２３のオン／オフ動作によってバッテリ２５からの電源が供給されるドアランプ２４がそれぞれ設けられている。
【００１５】
ここで、ＡＢＳコントローラ２２は、車速信号Ｓ６を操舵コントローラ５に出力している。また、ドア開閉検出スイッチ２３のドア開閉信号Ｓ７が操舵コントローラ５に入力される。
操舵コントローラ５は、ステアリングホイール１の操作に応じて操舵装置１０を制御し、或いは反力生成装置３によりステアリングホイール１に操舵反力を付与するように構成されている。
【００１６】
すなわち、操舵コントローラ５は、センサ部４からのセンサ検出信号Ｓ１からステアリングホイール１の操作方向、操作角度等の操作情報を得る一方、実舵角センサ１６からのセンサ検出信号Ｓ４により得た実舵角との舵角偏差を求め、この舵角偏差を車速信号Ｓ６で認識させる車速に応じて大小となるように補正して目標舵角を求め、操舵指令信号Ｓ５によりその目標舵角が得られるまで操舵モータ１１を駆動する操舵制御動作を行う。このとき、転舵角センサ１５からのセンサ検出信号Ｓ３は、操舵モータ１１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。
【００１７】
その一方で、操舵コントローラ５は、ステアリングホイール１に付与すべき反力に決定し、その決定した反力に応じた反力指令信号Ｓ２を反力生成装置３に出力して反力制御を行い、ステアリングホイール１に所定の反力を発生させる。
このように、ステアリングホイール１と操舵装置１０とは機械的に連結されていないが、操舵コントローラ５により、ステアリングホイール１の操作に基づいて操舵装置１０が作動するようになっている。
【００１８】
そして、このような操舵制御を行う操舵コントローラ５は、電源スイッチ２６及びバックアップスイッチ２７によりバッテリ２５と接続されており、すなわち、操舵コントローラ５の駆動電力は、電源スイッチ２６のオン／オフ動作、或いはバックアップスイッチ２７のオン／オフ動作によってバッテリ２５から供給されるようになっている。
【００１９】
ここで、バックアップスイッチ２７は、電源スイッチ２６とは別に、制御コントローラ５とバッテリ２５との接続を行う補助スイッチであり、操舵コントローラ５からの作動指令信号Ｓ８によってオン／オフ動作するようになっている。このバックアップスイッチ２７は、操舵コントローラ５にハードウェアとして内蔵されるものであってもよく、プログラムにより実現されるようなものであってもよい。
【００２０】
次に、本発明を適用した処理内容を説明する。図２は、その処理手順を示す。
先ず、ステップＳ１において、電源スイッチ２６がオン状態になっているか否かを判定し、電源スイッチ２６がオン状態になっている場合、ステップＳ２に進む。例えば、電源スイッチ２６のオン状態は、当該電源スイッチ２６がオフからオンになった際の信号の立ち上がりのエッジにより検出する。
【００２１】
ステップＳ２では、操舵コントローラ５の電源をオンにするとともに、操舵コントローラ５がバックアップスイッチ２７に作動指令信号Ｓ８を出力して、バックアップスイッチ２７をオンにする。
例えば、ステップＳ１の処理やステップＳ２における操舵コントローラ５の電源オンの処理は、操舵コントローラ５の上位コントローラである例えば制御コントローラによって行う。
【００２２】
続く、ステップＳ３において、操舵コントローラ５は、電源オンになったことを受けて、前述したような操舵制御を開始する。すなわち、前述したように、操舵装置１０により車輪１４ａ，１４ｂを操舵制御したり、ステアリングホイール１の反力制御をしたりする。
そして、操舵コントローラ５は、このような操舵制御をしつつ、ステップＳ４において、電源スイッチ２６がオフ状態か否かを判定する。例えば、電源スイッチ２６のオフ状態は、当該電源スイッチ２６がオンからオフになった際の信号の立ち下がりのエッジにより検出する。ここで、操舵コントローラ５は、電源スイッチ２６がオフ状態である場合、ステップＳ５に進む。
【００２３】
操舵コントローラ５は、ステップＳ５では、ドア開閉検出スイッチ２３の状態を読み込み、続くステップＳ６において、その読み込んだドア開閉検出スイッチ２３の状態からドアが開いているか否かを判定する。ここで、操舵コントローラ５は、ドアが閉じた状態のままである場合、前記ステップＳ３からの操舵制御等の処理を再び実施し、ドアが開いている場合、ステップＳ７に進む。
【００２４】
ステップＳ７では、操舵コントローラ５の電源をオフにする。すなわち、操舵コントローラ５がバックアップスイッチ２７に作動指令信号Ｓ８を出力して、バックアップスイッチ２７をオフにする。これにより、操舵コントローラ５は、バッテリ２５からの電力供給が停止される。
なお、以上の処理において、ステップＳ１及びステップＳ４の処理は、バッテリ２５をオン／オフするための電源スイッチ２６のオン／オフ状態を検出するスイッチ状態検出機能としての操舵コントローラ５による処理に対応し、ステップＳ５及びステップＳ６による処理は、ドア開閉検出スイッチ２３と協働して停車意思を示す運転者の動作を検出する運転者意思検出機能としての操舵コントローラ５の処理に対応し、ステップＳ７の処理は、前記スイッチ状態検出機能による検出結果及び前記運転者意思検出機能による検出結果に基づいて、電源スイッチ２６がオフとされた状態で、停車意思を示す運転者の動作を検出した場合、バックアップスイッチ２７により当該操舵コントローラ５とバッテリ２５との接続をオフにして、バッテリ２５から当該操舵コントローラ５への電力供給を停止させる電源制御機能としての操舵コントローラ５の処理に対応する。
【００２５】
以上のような図２に示す処理内容により、次のように動作するようになる。
電源スイッチ２６をオンにすると、操舵コントローラ５が起動して、操舵コントローラ５はステアリングホイール１の操作に基づいて操舵制御を開始する。
その後、電源スイッチ２６をオフにするとドアを開くまで操舵制御が有効に作動するように維持される。運転者は、これにより、電源スイッチ２６をオフにしてドアを開くまでステアリングホイール１を操作して操舵することができる。
【００２６】
そして、ドアを開くと、バッテリ２５から操舵コントローラ５への電力供給が停止され、この時点で、操舵コントローラ５による操舵装置１０の制御ができなくなり、操舵装置１０が働かなくなる。すなわち、ドアを開けたことを、運転者の意思が「車をここに止めた」（停車意思）になっていると推認して、そのタイミングで操舵装置１０を働かなくしている。
【００２７】
本発明の効果は次のようになる。
前述したように、電源スイッチ２６がオフされても、操舵コントローラ５を有効状態に維持して、操舵制御が働くようにしているので、電源スイッチ２６をオフした後でも、電源スイッチ２６をオフする前と同様に運転者は操舵できる。
よって、例えば、電源スイッチ２６のオフ後に下り坂等でブレーキを緩めてしまい再び車両が動き始めてしまった場合、下り坂等で燃費を稼ぐために電源スイッチ２６をオフにして車両を走行させる場合、キーホルダー等の引っ掛かりによる故意でない操作によって結果的に電源スイッチ２６をオフにしてしまった場合、或いはトグルスイッチ等の誤操作をしてしまった場合等でも、電源スイッチ２６をオフする前と同様に運転者は操舵できる。
【００２８】
また、電源スイッチ２６をオフ後において操舵制御が働く状態をドアが開かれるまで維持している。すなわち、ドアを開けることが、運転者の意思が「車をここに止めた」になっていると仮定して、運転者のそのような意思を示す動作をするまで操舵装置を働かせている。
このように、運転者の意思を基準に操舵装置が働く状態を維持しているので、電源スイッチ２６をオフした後に操舵を行おうとする運転者の意思を妨げることもない。また、この結果、最適時期で操舵装置が働く状態が終了するので、バッテリ２５を無駄に浪費することも防止することができる。
【００２９】
ここで、前述の実施の形態では、停車意思を示す運転者の動作をドア開閉センサ２３を用いてドアの開閉状態から検出しているが、他の手段により停車意思を示す運転者の動作を検出することもできる。
すなわち、運転者がサイドブレーキを作動させる動作を、停車意思を示す運転者の動作として検出することもできる。図３は、それを実現する構成であり、サイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキスイッチ３１のサイドブレーキ作動信号Ｓ９が操舵コントローラ５に入力される構成になっている。なお、サイドブレーキスイッチ３１のオン／オフ動作によってバッテリ２５からの電源が供給されるサイドブレーキ作動ランプ３２が設けられている。
【００３０】
これにより、前記図２に示す処理では、操舵コントローラ５は、ステップＳ５において、サイドブレーキ作動信号Ｓ９によりサイドブレーキスイッチ３１の状態を読み込み、続くステップＳ６において、その読み込んだサイドブレーキスイッチ３１の状態からサイドブレーキが作動しているか否かを判定する。そして、サイドブレーキが作動している場合に、ステップＳ７で、操舵コントローラ５は、バックアップスイッチ２７に作動指令信号Ｓ８を出力して、バックアップスイッチ２７をオフにする。これにより、操舵コントローラ５は、バッテリ２５からの電力供給が停止される。
【００３１】
このような処理により、電源スイッチ２６をオンにすると、サイドブレーキが作動するまで操舵制御が有効に作動するように維持される。運転者は、これにより、電源スイッチ２６をオフにしてサイドブレーキを操作するまでステアリングホイール１を操作して操舵することができる。
そして、サイドブレーキを作動させると、バッテリ２５から操舵コントローラ５への電力供給が停止され、この時点で、操舵コントローラ５による操舵装置１０の制御ができなくなり、操舵装置１０が働かなくなる。すなわち、サイドブレーキを作動させることを、運転者の意思が「車をここに止めた」（停車意思）になっていると推認して、そのタイミングで操舵装置１０を働かなくしている。
【００３２】
以上のように、電源スイッチ２６をオフ後において操舵制御が働く状態をサイドブレーキが作動するまで維持している。すなわち、サイドブレーキを作動させることが、運転者の意思が「車をここに止めた」になっていると仮定して、運転者のそのような意思を示す動作をするまで操舵装置を働かせている。
このように、運転者の意思を基準に操舵装置が働く状態を維持しているので、電源スイッチ２６をオフした後に操舵を行おうとする運転者の意思を妨げることもない。また、この結果、最適時期で操舵装置が働く状態が終了するので、バッテリ２５を無駄に浪費することも防止することができる。
【００３３】
特に、車を停車させて長時間にわたって運転者が車内に留まるような場合には、サイドブレーキの操作がされればバッテリ２５から操舵コントローラ５への電力供給が停止されるので、前述したように、ドアを開くタイミングの場合と比較して、バッテリの浪費を少なくすることができる。
また、セレクトレバーのＰポジション（或いはＰレンジ）のセレクト動作を、停車意思を示す運転者の動作として検出することもできる。図４は、それを実現する構成であり、セレクトレバーのポジション（或いはシフト位置）を検出するポジションセンサ４１のポジション検出信号Ｓ１０が操舵コントローラ５に入力される構成になっている。
【００３４】
これにより、前記図２に示す処理では、操舵コントローラ５は、ステップＳ５において、ポジション検出信号Ｓ１０からセレクトレバーのポジションを読み込み、続くステップＳ６において、その読み込んだセレクトレバーのポジションがＰポジションであるか否かを判定する。そして、Ｐポジションである場合に、ステップＳ７で、操舵コントローラ５は、バックアップスイッチ２７に作動指令信号Ｓ８を出力して、バックアップスイッチ２７をオフにする。これにより、操舵コントローラ５は、バッテリ２５からの電力供給が停止される。
【００３５】
このような処理により、電源スイッチ２６をオンにすると、セレクトレバーがＰポジションにされるまで操舵制御が有効に作動するように維持される。運転者は、これにより、電源スイッチ２６をオフにしてセレクトレバーをＰポジションにするまでステアリングホイール１を操作して車両に所望の動作をさせることができる。
【００３６】
そして、セレクトレバーがＰポジションにされると、バッテリ２５から操舵コントローラ５への電力供給が停止され、この時点で、操舵コントローラ５による操舵装置１０の制御ができなくなり、操舵装置１０が働かなくなる。すなわち、セレクトレバーをＰポジションにしたことを、運転者の意思が「車をここに止めた」（停車意思）になっていると推認して、そのタイミングで操舵装置１０を働かなくしている。
【００３７】
以上のように、電源スイッチ２６をオフ後において操舵制御が働く状態をセレクトレバーがＰポジションにされるまで維持している。すなわち、セレクトレバーをＰポジションにすることが、運転者の意思が「車をここに止めた」になっていると仮定して、運転者のそのような意思を示す動作をするまで操舵装置を働かせている。
【００３８】
このように、運転者の意思を基準に操舵装置が働く状態を維持しているので、電源スイッチ２６をオフした後に操舵を行おうとする運転者の意思を妨げることもない。また、この結果、最適時期で操舵装置が働く状態が終了するので、バッテリ２５を無駄に浪費することも防止することができる。
特に、このように、運転者の停車意思を、セレクトレバーをＰポジションにすることを基準にとることは、車両がオートマチック車であり、運転者が車を駐車する際にパーキングブレーキを使用しない場合に有効である。
【００３９】
また、以上の説明では、ドアの開閉状態、サイドブレーキの作動状態、或いはセレクトレバーによるＰポジションの選択状態から運転者の停車意思を推定しているが、これらの複数の状態から、例えばその状態の組み合わせから、運転者の停車意思を推定するようにしてもよい。
また、前述の実施の形態では、運転者がドアを開ける動作をドア開閉検出スイッチ２３の状態から得て、また、運転者がサイドブレーキを作動させる動作をサイドブレーキスイッチ３１から得て、さらには、セレクトレバーのＰポジションのセレクト動作をポジションセンサ４１から得ているが、この各動作を他の手段を用いて得るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成であって、停車意思を示す運転者の動作を運転者がドアを開ける動作として検出する構成を示す図である。
【図２】本発明を適用した処理内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態であって、停車意思を示す運転者の動作を運転者がサイドブレーキを作動させる動作として検出する構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態であって、停車意思を示す運転者の動作をオーマチック車におけるセレクトレバーのＰポジションのセレクト動作として検出する構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
３ 反力生成装置
５ 操舵コントローラ
１０ 操舵装置
２３ ドア開閉検出スイッチ
２５ バッテリ
２６ 電源スイッチ
２７ バックアップスイッチ
３１ サイドブレーキスイッチ
４１ ポジションセンサ
Ｓ７ ドア開閉信号
Ｓ８ 作動指令信号
Ｓ９ サイドブレーキ作動信号
Ｓ１０ ポジション検出信号

Claims (4)

1. ステアリングホイールと車輪を転舵する操舵機構とが機械的に連結されることなく、前記ステアリングホイールの操作に基づいて、前記操舵機構を制御する車両用操舵装置において、
   電源をオン／オフするための電源スイッチがオフとされた状態で、停車意思を示す運転者の動作を検出した場合、前記電源から前記操舵機構を制御する操舵制御手段への電力供給を停止させており、
   前記停車意思を示す運転者の動作は、運転者がドアを開ける動作であることを特徴とする車両用操舵装置。
2. ステアリングホイールと車輪を転舵する操舵機構とが機械的に連結されることなく、前記ステアリングホイールの操作に基づいて、前記操舵機構を制御する車両用操舵装置において、
   電源をオン／オフするための電源スイッチのオン／オフ状態を検出するスイッチ状態検出手段と、
   前記操舵機構を制御する操舵制御手段と前記電源とを接続する補助スイッチと、
   停車意思を示す運転者の動作を検出する運転者意思検出手段と、
   前記スイッチ状態検出手段の検出結果及び前記運転者意思検出手段の検出結果に基づいて、前記電源スイッチがオフとされた状態で、停車意思を示す運転者の動作を検出した場合、前記補助スイッチにより前記操舵制御手段と前記電源との接続をオフにして、前記電源から前記操舵制御手段への電力供給を停止させる電源制御手段と、
   を備え、
   前記停車意思を示す運転者の動作は、運転者がドアを開ける動作であることを特徴とする車両用操舵装置。
3. 停車意思を示す運転者の動作は、さらに運転者がサイドブレーキを作動させる動作であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用操舵装置。
4. 停車意思を示す運転者の動作は、さらにオーマチック車におけるセレクトレバーのＰポジションのセレクト動作であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用操舵装置。

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