(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの操舵量を検出する操舵量検出手段と、前記操舵量検出手段により検出された操舵量に基づいて前記ハンドルに操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、前記操舵量検出手段により検出された操舵量に基づいて転舵輪を転舵駆動する転舵駆動手段とを備える車両の操舵制御装置において、
前記ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵反力付与手段の異常状態を検出する異常状態検出手段と、前記操舵反力付与手段の異常状態が検出された場合に、左右車輪の制動装置に対して、前記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに基づいた制動力差を付与する制動力差付与手段と、
を備えることを特徴とする車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハンドルの操作トルク等に基づいて駆動手段により転舵輪を転舵する車両の操舵制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
操舵時にハンドルに発生する操舵トルク及び車速等に基づいて操舵制御を行う操舵制御装置として、電動式パワーステアリング装置及びトルク感応式ステアリング装置等が存在する（特開昭６２−２１０１６７号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の装置においては、ハンドルの操作トルクに基づいて転舵輪の駆動手段等を駆動制御しているため、駆動手段等に異常が発生した場合には転舵輪の転舵を行うことが困難であった。
【０００４】
この発明の課題は、操舵システムの駆動手段等の故障時等においても車両を旋回させることが可能な車両の操舵制御装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両の操舵制御装置は、ハンドルの操舵量を検出する操舵量検出手段と、操舵量検出手段により検出された操舵量に基づいてハンドルに操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、操舵量検出手段により検出された操舵量に基づいて転舵輪を転舵駆動する転舵駆動手段とを備える車両の操舵制御装置において、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵反力付与手段の異常状態を検出する異常状態検出手段と、操舵反力付与手段の異常状態が検出された場合に、左右車輪の制動装置に対して、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに基づいた制動力差を付与する制動力差付与手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１記載の車両の操舵制御装置によれば、操舵反力付与手段の異常時に運転者の操舵意志を操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに基づいて判定し、制動力差付与手段により操舵トルクに基づいた制動力差を左右輪の制動装置に付与する。従って、操舵反力付与手段の異常時においても運転者の操舵意志に基づいて車両を旋回させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して、この発明の第１の実施の形態の説明を行う。図１はこの発明の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置の全体構成を示す概略図である。
【００１２】
ハンドル１０はステアリングシャフト１２の上端部に設けられている。また、ピニオンギヤ１４はステアリングシャフト１２の下端部に設けられており、このピニオンギヤ１４はラックバー１６に形成された直線状の歯車と噛合わされている。モータを含んで構成されるアクチュエータ１８は、ラックバー１６と同軸上に設けられており、モータの回転により図示しないボールナットを回転させ、この回転を図示しないリサーキュレートボール及びボールスクリューによりラックバー１６の推進力に変換する。
【００１３】
ラックバー１６の両端には、それぞれタイロッド２０の一端が接続されると共に各タイロッド２０の他端にはナックルアーム２２を介して転舵輪２４が接続されており、ラックバー１６の推進により転舵輪２４が転舵される。
【００１４】
上述のアクチュエータ１８には、モータの回転角を検出するための回転角センサ２６が設けられており、回転角センサ２６により検出されたモータの回転角がパワーステアリングコンピュータ２８に入力される。また、ステアリングシャフト１２には、ハンドル１０の操舵トルクを検出するためのトルクセンサ３０及びハンドル１０の操舵角を検出する操舵角センサ３２が設けられており、このトルクセンサ３０により検出された操舵トルク及び操舵角センサ３２により検出された操舵角がパワーステアリングコンピュータ２８に入力される。更に、パワーステアリングコンピュータ２８には、車速センサ３４により検出された車速が入力される。
【００１５】
一方、パワーステアリングコンピュータ２８は、回転角センサ２６により検出されたモータの回転角、トルクセンサ３０により検出された操舵トルク等に基づいてアクチュエータ１８に駆動信号を出力し転舵輪２４の転舵をアシストする。また、パワーステアリングコンピュータ２８は、ブレーキ制御部３６に対して左右の輪に制動力差を付与するための制御信号の出力を行う。
【００１６】
この電動式パワーステアリング装置においては、アクチュエータ１８に失陥が生じた場合には、左右転舵輪２４の制動装置に対して制動力差を付与することにより車両の旋回を行う。即ち、まず電動式パワーステアリング装置のパワーステアリングコンピュータ２８は、アクチュエータ１８が正常であるか否かの判定を行う（ステップＳ１０）。ここでアクチュエータ１８の故障判定は、トルクセンサ３０により検出された操舵トルクの値が車速センサ３４により検出された車速及び操舵角センサ３２により検出されたハンドル１０の操舵角により定められる閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合にアクチュエータ１８の故障と判定する。即ち、操舵トルクの値が車速及び操舵角により定められる閾値より大きい場合には、アクチュエータ１８が故障してアシスト力を発生することができなくなった場合、又はアクチュエータ１８が故障してロック状態になった場合においてハンドル操作を行おうとして力を込めた場合と考えられるためである。
【００１７】
上述のステップＳ１０において、アクチュエータ１８が正常でないと判定された場合には、トルクセンサ３０により検出された操舵トルクの値に基づいて運転者の操舵意志方向を判断して車両の旋回方向を決定し（即ち制動するブレーキの選択を行い）、更に選択した車輪に付与する制動力をトルクセンサ値にほぼ比例した値として求め、ブレーキ制御部３６に対して制御信号を出力し、選択した車輪に対して制動力を付与する（ステップＳ１１）。例えば、運転者の操舵意志方向が右方向であると判断した場合には、右前輪にステップ１１で求めた制動力を付与することにより、車両の重心点回りに右方向の回転モーメントを発生させて車両を右方向に旋回させる。即ち、車両進行方向とタイヤの方向に差が発生する（タイヤ滑り角を生じる）。従って、タイヤの滑る方向と進行方向の違いからタイヤに保持点回りの曲げ力が発生する。この曲げ力は、進行方向にタイヤの向きを一致させようと働くため、操舵意志方向に車両進行方向が向くように制動力をかければ、タイヤには操舵意志方向に車両を曲げる力が発生し、この力がハンドルを操舵意志方向にアシストする力として作用する（図３参照）。
【００１８】
このステップＳ１１の処理により、選択した車輪に対して制動力を付与すると車両の旋回が開始される。そして車両が目標方向の向いたときには、運転者に操舵意志がなくなることからトルクセンサ３０による検出値がゼロになるため、ブレーキ制御部３６による制動力の付与を終了させる。
【００１９】
一方、上述のステップＳ１０において、アクチュエータ１８が正常と判断された場合には通常のアシスト制御を行う（ステップＳ１２）。
【００２０】
この実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置においては、アクチュエータ１８に失陥が生じた場合、アクチュエータ１８が固着した場合等アシスト手段が故障した場合には、運転者の操舵意志をトルクセンサ３０により検出された操舵トルクに基づいて判定し、操舵トルクに基づいた制動力差を左右輪の制動装置に付与するため、アシスト手段が故障した場合においても運転者の操舵意志に基づいて車両を旋回させることができる。
【００２１】
次に、図４及び図５を参照して、この発明の第２の実施の形態の説明を行う。図４はこの発明の実施の形態にかかるステアバイワイヤ式ステアリング装置の全体構成を示す概略図である。
【００２２】
ハンドル４０はステアリングシャフト４２の上端部に設けられている。また、ステアリングシャフト４２の下端部には、ハンドル４０に対して操舵反力を付与するための反力モータ４４が設けられている。また、ステアリングシャフト４２には、ハンドル４０の操舵トルクを検出するためのトルクセンサ４６及びハンドル４０の操舵角を検出する操舵角センサ４８が設けられており、このトルクセンサ４６により検出された操舵トルク及び操舵角センサ４８により検出された操舵角が舵取り制御部５０に入力される。更に、舵取り制御部５０には、車速センサ５２により検出された車速が入力される。
【００２３】
転舵モータ５４は、ラックバー５６と同軸上に設けられており、転舵モータ５４の回転力がラックバー５６の推進力に変換される。ラックバー５６の両端には、それぞれタイロッド５８の一端が接続されると共に各タイロッド５８の他端にはナックルアーム６０を介して転舵輪６２が接続されており、ラックバー５６の推進により転舵輪６２が転舵される。また、転舵輪６２の転舵角を検出するために位置センサ６４が設けられており、この位置センサ６４により検出された検出値が舵取り制御部５０に入力される。
【００２４】
一方、舵取り制御部５０は、操舵角センサ４８により検出されたハンドル４０の操舵角等に基づいて駆動回路６６に対して反力モータ４４を制御するための制御信号の出力を行うと共に駆動回路６８に対して転舵モータ５４を駆動するための制御信号の出力を行う。更に、舵取り制御部５０は、ブレーキ制御部７０に対して左右の輪に制動力差を付与するための制御信号の出力を行う。
【００２５】
このステアバイワイヤ式ステアリング装置においては、転舵アクチュエータ、反力アクチュエータに失陥が生じた場合には、左右転舵輪６２の制動装置に対して制動力差を付与することにより車両の旋回を行う。即ち、まずステアバイワイヤ式ステアリング装置の舵取り制御部５０は、転舵モータ５４を含んで構成される転舵アクチュエータが正常であるか否かの判断を行う（ステップＳ２０）。ここで転舵アクチュエータの故障判定は、操舵角センサ４８により検出されたハンドル４０の操舵角の値と位置センサ６４により検出された転舵輪６２の転舵角との差が予め定められる閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合に転舵アクチュエータの故障と判定する。
【００２６】
また、バイラテラル制御を行っている場合には、操舵反力を計測するためのトルクセンサ４６の検出値が、閾値よりも大きい時には、転舵アクチュエータが故障してロック状態になった状態でハンドル４０を更に操舵しようとして力を込めた状態であると考えられるため転舵アクチュエータの故障と判断する。
【００２７】
ステップＳ２０において、転舵アクチュエータが正常と判断した場合には、反力アクチュエータが正常か否かの判断を行う（ステップＳ２１）。ここで反力アクチュエータの故障判定は、操舵反力を計測するためのトルクセンサ４６の検出値が、閾値よりも大きい時には、反力アクチュエータが故障してロック状態になった状態でハンドル４０を更に操舵しようとして力を込めた状態であると考えられるため反力アクチュエータの故障と判断する。
上述のステップＳ２０、Ｓ２１において、転舵アクチュエータ、反力アクチュエータが正常でないと判定された場合において、故障が転舵アクチュエータ、反力アクチュエータのロック状態時である場合には、トルクセンサ４６により検出された操舵トルクの値に基づいて運転者の操舵意志方向を判断して車両の旋回方向を決定し（即ち制動するブレーキの選択を行い）、更に選択した車輪に対して付与する制動力をトルクセンサ値にほぼ比例した値として求め、ブレーキ制御部７０に対して制御信号を出力して選択した車輪に対して制動力の付与を行う。
【００２８】
また、故障が転舵アクチュエータの非ロック状態の故障の場合には、操舵角センサ４８により検出されたハンドル４０の操舵角の値に基づいて運転者の操舵意志方向を判断して車両の旋回方向を決定し（即ち制動する輪の選択を行い）、更に操舵角センサ４８の値の中立点（直進状態位置）からの偏差に比例した制動力を求め、ブレーキ制御部７０に対して制御信号を出力して選択された輪に対して求められた制動力を付与する（ステップＳ２２）。
【００２９】
一方、上述のステップＳ２０、Ｓ２１において、アクチュエータが正常と判断された場合には通常の駆動制御を行う（ステップＳ２３）。
【００３０】
このステップＳ２２の処理により、選択した車輪に対して制動力を付与すると車両の旋回が開始される。そして車両が目標方向に向いたときには、運転者に操舵意志がなくなることからトルクセンサ４６による検出値がゼロになるため、ブレーキ制御部７０による制動力の付与を終了させる。
【００３１】
この実施の形態にかかるステアバイワイヤ式ステアリング装置においては、転舵アクチュエータ、反力アクチュエータに失陥が生じた場合等駆動手段が故障した場合には、運転者の操舵意志をトルクセンサ４６により検出された操舵トルク、操舵角センサ４８により検出された操舵量に基づいて判定し、操舵トルク、操舵量に基づいた制動力差を左右輪の制動装置に付与するため、駆動手段が故障した場合においても運転者の操舵意志に基づいて車両を旋回させることができる。
【００３２】
なお、上述の実施の形態においては、制動力を転舵輪のうちのいずれか一方の輪に対して付与しているが、図６（ａ）に示すように非転舵輪のうちのいずれか一方の輪に対して制動力を付与してもよく、更に図６（ｂ）に示すように転舵輪及び非転舵輪のうちのいずれか一方側の輪に対して制動力を付与してもよい。
【００３３】
また、油圧式パワーステアリング装置を用いた車両において、左右輪に制動力差を付与することにより車両を旋回させるようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、操舵反力付与手段の異常時に運転者の操舵意志を操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに基づいて判定し、制動力差付与手段により操舵トルクに基づいた制動力差を左右輪の制動装置に付与する。従って、操舵反力付与手段の異常時においても運転者の操舵意志に基づいて車両を旋回させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置の故障判定処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置を搭載した車両の旋回状態を示す図である。
【図４】第２の実施の形態にかかるステアバイワイヤ式ステアリング装置の全体構成を示す概略図である。
【図５】第２の実施の形態にかかるステアバイワイヤ式ステアリング装置の故障判定処理を示すフローチャートである
【図６】実施の形態にかかる車両の旋回状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１４…ピニオンギヤ、１６…ラックバー、１８…アクチュエータ、２４…転舵輪、２６…回転角センサ、２８…パワーステアリングコンピュータ、３０…トルクセンサ、３２…操舵角センサ、３４…車速センサ、４０…ハンドル、４２…ステアリングシャフト、４４…反力モータ、４６…トルクセンサ、４８…操舵角センサ、５０…舵取り制御部、５４…転舵モータ、６２…転舵輪、６４…位置センサ。
【図１】
0003564696.tif 000002
【図２】
0003564696.tif 000003
【図３】
0003564696.tif 000004
【図４】
0003564696.tif 000005
【図５】
0003564696.tif 000006
【図６】
0003564696.tif 000007