(57)【要約】【課題】  パワーステアリング装置の異常によりステアリングホイールの操舵量と車輪の転舵量との間にずれが生じたときにも、ステアリングホイールによる車輪の操舵を可能にするパワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、ステアリングホイールに対して操舵負荷を与える反力付与機構と、ステアリングホイールの所定回転数以上の回転を規制する規制手段と、転舵輪を駆動する転舵アクチュエータと、操舵角センサの検出信号に基づき、転舵アクチュエータを駆動制御する制御手段と、転舵輪の転舵量を検出する転舵量センサと、操舵角センサの検出信号と、転舵量センサの検出信号との相対関係を監視する監視手段と、監視手段が前記操舵角センサの検出信号と転舵角センサの検出信号との相対関係の異常を検出するとき、規制手段によるステアリングホイールの回転の規制を解除する解除手段と、を備えた。【選択図】      図１
2006182078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと
ステアリングホイールに接続された入力軸と、
前記入力軸に設けられ、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、
前記入力軸に設けられ、前記ステアリングホイールに対して操舵負荷を与える反力付与機構と、
前記入力軸に設けられ、前記ステアリングホイールの所定回転数以上の回転を規制する規制手段と、
転舵輪を転舵駆動する転舵アクチュエータと、
前記操舵角センサの検出信号に基づき、前記転舵アクチュエータを駆動制御する制御手段と、
前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量センサと、
前記操舵角センサの検出信号と、前記転舵量センサの検出信号との相対関係を監視する監視手段と、
前記監視手段が前記操舵角センサの検出信号と転舵角センサの検出信号との相対関係の異常を検出するとき、前記規制手段によるステアリングホイールの回転の規制を解除する解除手段と、
を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングホイールと
ステアリングホイールに接続された入力軸と、
前記入力軸に設けられ、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記入力軸に設けられ、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、
転舵輪の転舵量を検出する転舵量センサと、
前記入力軸に設けられ、前記操舵角センサの検出信号と、前記転舵量センサの検出信号と、に応じて、前記ステアリングホイールに対して操舵負荷を与える反力付与機構と、
前記入力軸に設けられ、前記ステアリングホイールの所定回転数以上の回転を規制する規制手段と、
前記転舵輪を転舵駆動する転舵アクチュエータと、
前記トルクセンサの検出信号に基づき、前記転舵アクチュエータを駆動制御する制御手段と、
前記操舵角センサの検出信号と、前記転舵量センサの検出信号との相対関係を監視する監視手段と、
前記監視手段が前記操舵角センサの検出信号と転舵量センサの検出信号との相対関係の異常を検出するとき、前記規制手段によるステアリングホイールの回転の規制を解除する解除手段と、
を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばステアバイワイヤシステムによって、運転者の操舵力をアシストするパワーステアリング装置の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、ステアリングホイールと車輪とを機械的に連結することなく、ステアリングホイールの操舵量に応じて車輪の舵角を変化させるステアバイワイヤの操舵装置において、操舵力の入力軸と一体に回転するボールスクリューシャフトと、入力軸の回転に応じてボールスクリューシャフト上を移動するボールナットと、ボールナットの移動範囲を規制するストッパとを備えて、ステアリングの回転操舵角度を一定範囲に規制している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０６１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、装置の異常によりステアリングホイールの操舵量と車輪の転舵量との間にずれが生じたときに、例えばステアリングホイールを右の最大の回転操舵角度まで操舵しているにも関わらず、車輪が直線方向を向いている場合、それ以上ステアリングホイールを右に操舵しようとしてもストッパの規制により操舵ができないことがあるといった問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、パワーステアリング装置の異常によりステアリングホイールの操舵量と車輪の転舵量との間にずれが生じたときにも、ステアリングホイールによる車輪の操舵を可能にするパワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、ステアリングホイールとステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、ステアリングホイールに設けられ、このステアリングホイールに対して操舵負荷を与える反力付与機構と、ステアリングホイールの所定回転数以上の回転を規制する規制手段と、転舵輪を転舵駆動する転舵アクチュエータと、操舵角センサの検出信号に基づき、転舵アクチュエータを駆動制御する制御手段と、転舵輪の転舵量を検出する転舵量センサと、操舵角センサの検出信号と、転舵量センサの検出信号との相対関係を監視する監視手段と、監視手段が前記操舵角センサの検出信号と転舵角センサの検出信号との相対関係の異常を検出するとき、規制手段によるステアリングホイールの回転の規制を解除する解除手段と、を備えた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の操舵制御装置にあっては、装置の異常によりステアリングホイールの操舵量と車輪の転舵量との間にずれが生じたときにも、ステアリングホイールによる車輪の操舵を可能にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のパワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に基づき説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、本実施例におけるパワーステアリング装置の構成を説明する。
【０００９】
［パワーステアリング装置のシステム構成］
図１は、本願パワーステアリング装置のシステム構成図であり、ステアリングホイール１００と転舵輪７００、７０１とを機械的に連結することなく、ステアリングホイール１００入力されたトルクに応じて転舵輪７００、７０１の舵角を変化させるステアバイワイヤの装置である。
【００１０】
パワーステアリング装置はステアリングホイール１００と、ステアリングホイール１００に接続された入力軸２００と、操舵トルクを検出するトルクセンサ２５０と、入力軸２００に入力された操舵角θsを検出する操舵角センサ３００と、操舵力に対する操舵反力を付与する操舵アクチュエータ３５０と、ステアリングホイール１００の最大回転量を規制する回転規制機構４００と、転舵輪７００、７０１を転舵させる第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１と、第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１による転舵量θ1、θ２を検出する第１、第２転舵量センサ６２０、６２１と、電子制御装置８００と、を有する。
【００１１】
本実施例におけるパワーステアリング装置はステアリングホイール１００と転舵輪７００、７０１とを機械的に分離して、通常時には操舵トルクTに応じて、また、フェール時においては操舵角θsに応じて第１、２転舵アクチュエータ５００、５０１を制御する。
【００１２】
トルクセンサ２５０は入力軸２００内部に設けられたトーションバー（図２参照）の捩れに基づき操舵トルクTを検出し、電子制御装置８００へ出力する。
【００１３】
操舵角センサ３００はステアリングホイール１００による入力軸２００の操舵角θsを検出し、電子制御装置８００へ出力する。
【００１４】
操舵アクチュエータ３５０（反力付与機構）は操舵側モータ３６０を備え、電子制御装置８００からの指令に基づき入力軸２００の回転制御を行うとともに、操舵側モータ角センサ３７０が設けられ、操舵側モータ３６０の回転角θsmを検出して電子制御装置８００へ出力する。
【００１５】
さらに、入力軸２００であってステアリングホイール１００と反対側の端部には回転規制機構４００（規制手段）が設けられ、入力軸２００の最大回転量を規制している。
【００１６】
第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１は、第１、第２転舵側モータ５１０、５１１を備え、電子制御装置８００からの指令に基づきピニオン６００、６０１を介してラック６１０、６１１を駆動して、転舵輪７００、７０１の転舵量を制御する。また、第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１はそれぞれ第１、第２転舵量センサ６２０、６２１（転舵量センサ）及び第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１を備え、各ピニオン６００、６０１の回転角θ1、θ2及び各第１、第２転舵側モータ５１０、５１１の回転角θ1m、θ2mを検出して電子制御装置８００へ出力する。
【００１７】
本願操舵制御装置においてはステアリングホイール１００と転舵輪７００、７０１とが機械的に分離されているため、複数の転舵アクチュエータ５００、５０１を設けることで安全性向上を図っている。
【００１８】
また、車速センサ７１０、７１１により検出された車速VSPが電子制御装置８００へ出力される。
【００１９】
前述の入力軸２００と、トルクセンサ２５０と、操舵角センサ３００と、操舵アクチュエータ３５０と、回転規制機構４００と、電子制御装置８００等は操舵制御装置ハウジング９００内に収装される。
【００２０】
次に操舵制御装置ハウジング９００の構成について説明する。
【００２１】
［操舵制御装置ハウジングの構成］
図２は操舵制御装置ハウジング９００の斜視図である。操舵制御装置ハウジング９００はギヤハウジング９０１と、モータハウジング９０２と、制御装置ハウジング９０３と、から構成される。
【００２２】
図３は図２におけるA-A断面図であり、図４は図２におけるB-B断面図である。図３に示す入力軸２００の軸方向をz軸として、入力軸２００のステアリングホイール１００側を正方向とする。図４における操舵側モータ３６０の回転軸方向をx軸としてウォーム３７２側を正方向とする。x軸、z軸に共に垂直な方向をy軸とし、図４中の下方を正とする。
【００２３】
（ギヤハウジングの詳細）
図３に示すようにギヤハウジング９０１には、入力軸２００、トルクセンサ２５０、操舵角センサ３００、ウォームホイール３７１、ウォーム３７２（図４参照）、回転規制機構４００等が収装され、カバー９０４により封止される。
【００２４】
入力軸２００は第１、第２入力軸２０１、２０２からなり、第１入力軸２０１はステアリングホイール１００に接続し、第２入力軸２０２はウォームホイール３７１と接続して一体回転可能に設けられている。
【００２５】
第１、第２入力軸２０１、２０２は互いにトーションバー２０３を介して接続され、運転者の操舵により相対回転し、この相対回転をトルクセンサ２５０によって検出する構成となっている。
【００２６】
ウォームホイール３７１は操舵側モータ３６０により駆動されるウォーム３７２と噛合うように配置されている。このウォーム３７２にはモータハウジング９０２側に挿入されるウォームシャフト３７３が一体に形成される。
【００２７】
第２入力軸２０２の第１入力軸２０１側端部には操舵角センサ３００が設けられ、他方側端部には回転規制機構４００が設けられている。
【００２８】
（制御装置ハウジングの詳細）
図３に示すように制御装置ハウジング９０３は放熱性を考慮したアルミダイキャスト部材であり、電子制御装置８００が装着された制御系基板８１０、各装置に電気等を供給するパワー系基板８２０等が収装される。
【００２９】
制御系基板８１０は入力軸２００に対し平行かつy軸に対し垂直に設けられ、トルクセンサ２５０、操舵角センサ３００、回転規制機構４００、パワー系基板８２０、及び図４に示す操舵側モータ３６０、操舵側モータ角センサ３７０等と接続する。
【００３０】
パワー系基板８２０はスイッチング素子等から構成され、制御系基板８１０と隣接して配置されてハーネス、コネクタ等により電気的に接続される。装置外部から電源を供給する電源用コネクタ８３０、及び車速センサ７１０、７１１からの車速情報など車両状態信号を供給する信号用コネクタ８４０は、制御装置ハウジング９０３のx軸負方向端面に形成される。
【００３１】
（モータハウジングの詳細）
図４に示すようにモータハウジング９０２には、操舵側モータ３６０、操舵側モータ角センサ３７０等が収装される。
【００３２】
操舵側モータ３６０はステータ３６１と、ウォームシャフト３７３と一体に形成されたロータ３６２を有し、電子制御装置８００からの指令により回転を行うブラシレスモータである。なお、操舵側モータ３６０はブラシ付きモータでも良く特に限定しない。
【００３３】
ロータ３６２のx軸正方向側には操舵側モータ角センサ３７０が設けられ、操舵側モータ３６０の回転角情報を検出する。
【００３４】
［回転規制機構の構成］
本願パワーステアリング装置はステアリングホイール１００と転舵輪７００、７０１とを機械的に分離している。そのため、転舵輪７００、７０１の最大転舵角に対応するステアリングホイール１００の操舵角において、転舵輪７００、７０１側からステアリングホイール１００側へ直接機械的な回転規制がかかることがない。よって、転舵輪７００、７０１の最大転舵角に対応するステアリングホイール１００の操舵角以上にステアリングホイール１００を操舵することも可能である。
【００３５】
しかし、転舵輪７００、７０１の最大転舵角に対応するステアリングホイール１００の操舵角以上にステアリングホイール１００の操舵を許可してしまうと、各部材の許容以上の操舵角により、パワーステアリング装置に異常が発生する虞がある。
【００３６】
そこで、本実施例では回転規制機構４００を設けてステアリングホイール１００の操舵角範囲を規制することとした。
【００３７】
また、前述のようにフェール時においては操舵角センサ３００により検出された操舵角θsに応じて第１、２転舵アクチュエータ５００、５０１を制御する。このとき操舵角センサ３００又は転舵量センサ６００、６０１に異常が発生すると、全てのセンサをリセットして、異常が発生した操舵角センサ３００又は第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出信号を、操舵側モータ角センサ３７０又は第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１の検出信号で代用する。
【００３８】
しかし、操舵角センサ３００及び第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出信号はアブソリュート値であるが、操舵側モータ角センサ３７０及び第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１の検出信号はある基準値からのインクリメント値である。そのため、操舵側モータ角センサ３７０及び第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１の検出信号はリセット時の操舵角θs及び転舵量θ1、θ2をイニシャル値として、増減分を検出することしかできない。
【００３９】
したがって、ステアリングホイール１００の操舵角と、その操舵角に対応する転舵輪７００、７０１の転舵角との間にずれが生じる虞がある。
【００４０】
その結果、例えば、ステアリングホイール１００を回転規制機構４００による操舵角規制範囲内において右側へ最大に操舵している状態であって、転舵輪７００、７０１が直進方向である場合、運転者が右に操舵したいと意図しても車両は直進してしまう。
【００４１】
そこで、本実施例では前述の回転規制機構４００はパワーステアリング装置に異常が発生した際は、ステアリングホイール１００の操舵角範囲の規制を解除するようにした。
【００４２】
次に、上記のような回転規制機構４００を実現する構成について説明する。
【００４３】
図５は回転規制機構４００の構成を示す図である。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、回転規制機構４００は第２入力軸２０２と一体に回転する一体回転部４１０と、一体回転部４１０と相対回転する相対回転部４２０と、相対回転部４２０の回転を規制するストッパ機構４３０と、を有する。
【００４５】
第２入力軸２０２のz軸負方向端部には一体回転部４１０と嵌合する嵌合部２０２ａと、相対回転部４２０に挿入する挿入部２０２ｂとが形成される。
【００４６】
（一体回転部）
一体回転部４１０は第２入力軸２０２と嵌合し、第２入力軸２０２と一体となって回転する。この一体回転部４１０は円筒部４１１と第１当接部４１２とを有する。
【００４７】
円筒部４１１は外周部４１１ａが第２入力軸２０２より大径に形成され、内周部４１１ｂが第２入力軸２０２の嵌合部２０２ａと嵌合する径で形成される。
【００４８】
第１当接部４１２は一体回転部４１０のz軸負方向側側面の一部に、径方向に内周側から外周側に渡って、z軸負方向に突出して設けられる。つまり、この第１当接部４１２は一体回転部４１０の回転軸に対して径方向に離れて、z軸負方向に突出して設けられる。
【００４９】
（相対回転部）
相対回転部４２０には第２入力軸２０２の挿入部２０２ｂが挿入され、z軸負方向からワッシャ４４０とねじ４４１とによって挿入部２０２ｂからの抜け止めをされて、一体回転部４１０（第２入力軸２０２）と相対回転可能に設けられる。この相対回転部４２０は円筒部４２１と当接部４２２とを有する。
【００５０】
円筒部４２１は外周部４２１ａが第２入力軸２０２の嵌合部２０２ａと同径に形成され、内周部４２１ｂが第２入力軸２０２の挿入部２０２ｂが挿入される径で形成される。
【００５１】
当接部４２２は相対回転部４２０のz軸負方向側端部からz軸正方向側端部の径方向側面に径方向に突出して設けられる第３当接部４２２ｂと、相対回転部４２０のｚ軸正方向側端部からさらにｚ軸正方向側へ第３当接部４２２ｂを延長した第２当接部４２２ａとが形成される。第２入力軸が回転すると、第３当接部４２２ｂは後述するストッパ機構４３０の係止部４３１ａと当接し、第２当接部４２２ａは一体回転部４１０の第１当接部４１２と当接する。当接部４２２の第１当接部４１２及び係止部４３１ａと当接する面にはゴム４２２ｃが設けられ、回転規制機構４００の作動時における騒音の低下や部品の保護を行っている。
【００５２】
（ストッパ機構）
ストッパ機構４３０は図３及び図５に示すように、x軸正方向端部に係止部４３１ａが形成されたピン４３１と、ピン４３１をx軸負方向に付勢するスプリング４３２と、通電時に励磁されてスプリング４３２の付勢力に対抗してピン４３１をx軸正方向に付勢するソレノイド４３３とを有する。
【００５３】
このストッパ機構４３０は第２入力軸２０２の軸方向外側に第１ハウジング９００とカバー９０４とに固定される。このとき、ストッパ機構４３０はピン４３１の軸方向と相対回転部４２０の径方向とが一致する位置であって、ソレノイド４３３が非励磁時に係止部４３１ａが第３当接部４２２ｂと当接しない場所に位置し、ソレノイド４３３が励磁時に係止部４３１ａが第３当接部４２２ｂと当接する場所に位置するように設けられる。
【００５４】
ピン４３１はソレノイド４３３が非励磁時にはスプリング４３２の付勢力によりx軸負方向に付勢されて、係止部４３１ａは第３当接部４２２ｂの回転範囲より径方向外側に位置させる。このとき、相対回転部４２０が回転しても係止部４３１ａと第３当接部４２２ｂとが当接することはない。一方、ピン４３１はソレノイド４３３が励磁時にはソレノイド４３３にx軸正方向に付勢されて、係止部４３１ａは第３当接部４２２ｂの回転範囲内に位置させる。
【００５５】
回転規制機構４００の上記のような構成のため、通常時には第２入力軸２０２は2回転弱の回転が可能となる。つまり、ステアリングホイール１００も2回転弱の回転が可能となる。
【００５６】
次に通常時における第２入力軸２０２の2回転弱の回転ついて詳述する。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、ピン４３１が通電されたソレノイド４３３に付勢されてx軸方向に移動して、第１当接部４１２と第２当接部４２２ａ、及び第３当接部４２２ｂと係止部４３１ａとがそれぞれ当接している状態から説明する。この位置から第２入力軸２０２がz軸負方向からみて反時計回りに回転すると、一体回転部４１０も反時計周りに回転する。このとき相対回転部４２０は回転を行わないので、第１当接部４１２と第２当接部４２２ａとは離れて、第３当接部４２２ｂと係止部４３１ａとは接触したままの状態を保つ。一体回転部４１０が１周弱回転すると第１当接部４１２は図５（ｂ）に示す第１当接部４１２と第２当接部４２２ａとの当接面と逆の面で当接する。さらに一体回転部４１０が回転を行うと第１当接部４１２と第２当接部４２２ａとが当接したまま、一体回転部４１０と相対回転部４２０とが一体に回転する。一体回転部４１０と相対回転部４２０とが一体に１回転弱回転すると、第３当接部４２２ｂと係止部４３１ａとが当接して、第２入力軸２０２の反時計周りの回転を規制する。
【００５８】
［制御ブロック図］
図６は操舵制御装置の制御ブロック図である。電子制御装置８００には操舵アクチュエータ制御信号演算部８０１、転舵アクチュエータ制御信号演算部８０２、ストッパ制御信号演算部８０３が設けられている。
【００５９】
（通常時制御）
操舵アクチュエータ制御信号演算部８０１には操舵角θs、転舵量θ1、θ2が入力され、操舵量θs、転舵量θ1、θ2の検出値に基づき操舵アクチュエータ３５０の制御量Asを演算し、操舵アクチュエータ３５０へ出力する。
【００６０】
転舵アクチュエータ制御信号演算部８０２には操舵トルクT、車速VSPが入力され、入力された信号に応じた転舵角θtを演算して、第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１に転舵角θtに応じた制御量Atを出力する。
【００６１】
ストッパ制御信号演算部８０３（監視手段、解除手段）には操舵角θs、転舵量θ1及びθ2が入力され、入力された信号によりストッパ機構４３０の制御を行う。通常時にはストッパ機構４３０によりステアリングホイール１００の操舵角範囲を規制する。
【００６２】
（フェール時制御）
ストッパ制御信号演算部８０３には操舵角θs、転舵量θ1、θ2が入力され、操舵角θs、θ1及びθ2の検出値により操舵角センサ３００、第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の故障したことを検出すると、ストッパ機構４３０によるステアリングホイール１００の操舵角範囲の規制を解除する。
【００６３】
操舵アクチュエータ制御信号演算部８０１には転舵量θ1、θ2（又は転舵側モータ角θ1m、θ2m）、操舵トルクT、車速VSPが入力され、入力された信号に基づき操舵アクチュエータ３５０の制御量Asを演算し、操舵アクチュエータ３５０へ出力する。
【００６４】
転舵アクチュエータ制御信号演算部８０２には操舵角θs（又は操舵側モータ角θsm）、操舵トルクT、車速VSPが入力され、入力された信号に応じた転舵角θtを演算して、第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１に転舵角θtに応じた制御量Atを出力する。
【００６５】
図７はステアリングホイール１００の操舵角θsと、転舵輪７００、７０１の転舵角θtの関係を示す図である。低速時を実線で、高速時を一点鎖線で示す。駐車時など停車または低速時においては操舵角θsに対する転舵角θtを大きくし、高速走行時においては操舵角θsに対する転舵角θtを小さくする。車速VSPに基づいて操舵角θsに対する転舵角θtを可変とすることにより、低速走行時の運転者の操舵負荷を軽減し、高速走行安定性の向上を可能とするものである。
【００６６】
図８はストッパ制御信号演算部８０３における制御の流れを示すフローチャートである。
【００６７】
ステップＳ１では、ステアリングホイール１００の回転範囲規制を行い、操舵トルクTに応じて第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１を制御する通常制御が行われる。
【００６８】
ステップＳ２では、第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の異常を検出する。
【００６９】
第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出値θ1、θ2は、車両速度と操舵角とに応じたステアリングホイール１００の操舵角θsと転舵輪７００、７０１の転舵角θtとの比に応じて変化する。そこで、操舵角θsと転舵角θtとの比が1であるときの検出値θ1、θ2を算出するために、それぞれ係数k1、k2と乗算する。以下のステップＳ３及びステップＳ４でも同様に検出値θ1、θ2については、k1・θ1、k2・θ2を用いる。
【００７０】
このk1・θ1とk2・θ2との差の絶対値が、Δθ以上であれば異常と判断してステップＳ５へ移行し、Δθ未満であれば正常と判断してステップＳ３へ移行する。
【００７１】
ステップＳ３では、操舵角センサ３００及び転舵量センサ６２０の異常を検出する。
【００７２】
操舵角θsとk1・θ1との差の絶対値が、Δθ以上であれば異常と判断してステップＳ５へ移行し、Δθ未満であれば正常と判断してステップＳ４へ移行する。
【００７３】
ステップＳ４では、操舵角センサ３００及び転舵量センサ６２１の異常を検出する。
【００７４】
操舵角θsとk2・θ2との差の絶対値が、Δθ以上であれば異常と判断してステップＳ５へ移行し、Δθ未満であれば正常と判断してステップＳ１へ移行して通常制御を続ける。
【００７５】
ステップＳ５では、操舵角センサ３００及び第１、第２転舵量センサ６２０、６２１のどれが故障しているのかを判断する。
【００７６】
ステップＳ６では、異常が発生した操舵角センサ３００又は第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出信号を、操舵側モータ角センサ３７０又は第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１の検出信号で代用する。例えば、操舵角センサ３００が故障した場合には、操舵側モータ角センサ３７０で検出した操舵側モータ３６０の回転角θsmを操舵アクチュエータ８０１へ入力する。
【００７７】
ステップＳ７では、ECU８００に送信された情報をリフレッシュするために全てのセンサをリセットして、再度それぞれのセンサによって各情報を検出し、ステップＳ８へ移行する。
【００７８】
ステップＳ８では、ストッパ機構４３０によるステアリングホイールの回転範囲の規制を解除して、ステアリングホイール１００を自由に操舵できるようにする。
【００７９】
ステップＳ９では、ストッパ機構４３０にステアリングホイールの回転範囲の規制を解除したままの状態で、操舵角θsに応じて第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１を制御するフェール時制御を行う。
【００８０】
［実施例１の効果］
操舵角θsに応じて第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１アクチュエータを制御する場合に、操舵角センサ３００及び第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出値に異常が発生したとき、回転規制機構４００によるステアリングホイール１００の回転範囲規制を解除するようにした。よって、ステアリングホイール１００の操舵角と、その操舵角に対応する転舵輪７００、７０１の転舵角とにずれが生じた場合においても、ステアリングホイール１００を運転者の意図する方向へ操舵することができ、転舵輪７００、７０１の転舵制御を行うことができる。
【実施例２】
【００８１】
実施例２におけるパワーステアリング装置の主な構成は実施例１と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
実施例１では通常時に操舵トルクTに基づいて第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の制御を行い、フェール時には操舵角θsに基づいて第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の制御を行うようにした。しかし、本実施例では通常時においてもフェール時においても操舵トルクTに基づいて第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の制御を行うようにした。
【００８３】
また、実施例１と同様にフェール時においては操舵角センサ３００により検出された操舵角θsに応じて第１、２転舵アクチュエータ５００、５０１を制御する。このとき操舵角センサ３００又は転舵量センサ６００、６０１に異常が発生すると、全てのセンサをリセットして、異常が発生した操舵角センサ３００又は第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出信号を、操舵側モータ角センサ３７０又は第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１の検出信号で代用する。
【００８４】
しかし、操舵角センサ３００及び第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出信号はアブソリュート値であるが、操舵側モータ角センサ３７０及び第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１の検出信号はある基準値からのインクリメント値である。そのため、操舵側モータ角センサ３７０及び第１、第２転舵側モータ角センサ５２０、５２１の検出信号はリセット時の操舵角θs及び転舵量θ1、θ2をイニシャル値として、増減分を検出することしかできない。
【００８５】
本実施例ではフェール時においても、操舵トルクTに基づいて第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の制御を行うが、操舵角θsと転舵量θ1、θ2とに基づいて操舵アクチュエータ３５０の制御を行う。
【００８６】
したがって、実施例１と同様にステアリングホイール１００の操舵角と、その操舵角に対応する転舵輪７００、７０１の転舵角との間にずれが生じる虞がある。
【００８７】
そこで、本実施例では前述の回転規制機構４００はパワーステアリング装置に異常が発生した際は、ステアリングホイール１００の操舵角範囲の規制を解除するようにした。
（通常制御時）
図６の制御ブロック図において、操舵アクチュエータ制御信号演算部８０１には操舵角θs、転舵量θ1、θ2が入力され、操舵量θs、転舵量θ1、θ2の検出値に基づき操舵アクチュエータ３５０の制御量Asを演算し、操舵アクチュエータ３５０へ出力する。
【００８８】
転舵アクチュエータ制御信号演算部８０２には操舵トルクT、車速VSPが入力され、入力された信号に応じた転舵角θtを演算して、第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１に転舵角θtに応じた制御量Atを出力する。
【００８９】
ストッパ制御信号演算部８０３（監視手段、解除手段）には操舵角θs、転舵量θ1及びθ2が入力され、入力された信号によりストッパ機構４３０の制御を行う。通常時にはストッパ機構４３０によりステアリングホイール１００の操舵角範囲を規制する。
【００９０】
（フェール時制御）
ストッパ制御信号演算部８０３には操舵角θs、転舵量θ1、θ2が入力され、操舵角θs、θ1及びθ2の検出値により操舵角センサ３００、第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の故障したことを検出すると、ストッパ機構４３０によるステアリングホイール１００の操舵角範囲の規制を解除する。
【００９１】
操舵アクチュエータ制御信号演算部８０１には操舵角θs（又は操舵側モータ角センサ３７０）、転舵量θ1、θ2（又は転舵側モータ角センサ５２０、５２１）が入力され、入力された信号に基づき操舵アクチュエータ３５０の制御量Asを演算し、操舵アクチュエータ３５０へ出力する。
【００９２】
［実施例２の効果］
操舵トルクTに応じて第１、第２転舵アクチュエータ５００、５０１アクチュエータを制御する場合に、操舵角センサ３００及び第１、第２転舵量センサ６２０、６２１の検出値に異常が発生したとき、回転規制機構４００によるステアリングホイール１００の回転範囲規制を解除するようにした。よって、ステアリングホイール１００の操舵角と、その操舵角に対応する転舵輪７００、７０１の転舵角とにずれが生じた場合においても、ステアリングホイール１００を運転者の意図する方向へ操舵することができ、転舵輪７００、７０１の転舵制御を行うことができる。
【００９３】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１及び実施例２に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００９４】
実施例１及び実施例２においては、回転規制機構４００において、第１当接部４１２は一体回転部４１０のz軸負方向側側面の一部に、径方向に内周側から外周側に渡って、z軸負方向に突出して設けられる。また、第１当接部と当接する第２当接部４２２ａは相対回転部４２０のｚ軸正方向側端部からさらにｚ軸正方向側へ第３当接部４２２ｂを延長して形成される。
【００９５】
上記の構成を例えば、図９に示すように第１当接部４５２を一体回転部４５０の内周部４５１ｂに軸方向内側に突出して設けて、また第２当接部４８０ａを相対回転部４６０の外周部４７０に軸方向外側に突出して設ける。そして、第１当接部４５２と第３当接部４８０ａとが噛合うように相対回転部４６９を一体回転部の内周内に挿入するようにしても良い。
【００９６】
また、実施例１及び実施例２では、ストッパ機構４３０をピン４３１の軸方向と相対回転部４２０の径方向とが一致する位置であって、係止部４３１ａが相対回転部４２０の径方向外側に位置するように設けた。
【００９７】
上記の構成を例えば、ストッパ機構４９０を第２入力軸２０２のz軸負方向外側のカバー９０４に固定する。このとき、第２入力軸に対するピン４９１の径方向位置と相対回転部径方向位置とが一致する場所に固定する。更に、ソレノイド４３３が非励磁時に係止部４３１ａが第３当接部４２２ｂと当接しない場所に位置し、ソレノイド４３３が励磁時に係止部４３１ａが第３当接部４２２ｂと当接する場所に位置するように設けるようにする。このような構成にしても、本発明を実施することができる。
【００９８】
更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００９９】
（イ）請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記反力付与機構は、
前記ステアリングホイールに対して操舵負荷を与える操舵側モータと、
前記操舵側モータの回転角を検出する操舵側モータ角センサと、
を備え、
前記制御手段は、前記操舵角センサに異常が発生した場合には、前記操舵側モータ角センサの検出信号に基づき、前記転舵アクチュエータを駆動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
操舵角センサに異常が発生した場合においても制御を行うことができるので、車両の走行安全性を確保できる。
【０１００】
（ロ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記反力付与機構は、
前記ステアリングホイールに対して操舵負荷を与える操舵側モータと、
前記操舵側モータの回転角を検出する操舵側モータ角センサと、
を備え、
前記制御手段は、前記操舵角センサに異常が発生した場合には、前記操舵側モータ角センサの検出信号に基づき、前記操舵アクチュエータを駆動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
操舵角センサに異常が発生した場合においても制御を行うことができるので、車両の走行安全性を確保できる。
【０１０１】
（ハ）請求項１又は請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記転舵アクチュエータは、
前記転舵輪を転舵させる転舵側モータと、
前記転舵側モータの回転角を検出する転舵側モータ角センサと、
を備え、
前記制御手段は、前記転舵量センサに異常が発生した場合には、前記転舵側モータ角センサの検出信号に基づき、前記操舵アクチュエータを駆動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
転舵量センサに異常が発生した場合においても制御を行うことができるので、車両の走行安全性を確保できる。
【０１０２】
（ニ）請求項１又は上記（イ）又は上記（ロ）又は上記（ハ）のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、
前記規制手段は、
前記入力軸に設けられ、前記入力軸と一体に回転を行う一体回転部と、
この一体回転部に設けられ、前記入力軸の軸心に対して径方向に離間した位置であって軸方向又は径方向に突出した第１当接部と、
前記入力軸に設けられ、前記入力軸と相対回転を行う相対回転部と、
この相対回転部に設けられ、前記入力軸の軸心に対して径方向に離間した位置であって軸方向に突出して、第１当接部と当接すると相対回転部と共に入力軸と一体に回転する第２当接部と、
前記相対回転部の前記第２当接部と軸方向が異なる位置に設けられ、前記入力軸の軸心に対して径方向に離間した位置であって軸方向又は径方向に突出した第３当接部と、
前記第３当接部と当接して相対回転部の回転範囲を規制する規制状態、及び／又は第３当接部との当接を解除して相対回転部の回転範囲の規制を解除する規制解除状態を切り替えることができるストッパ機構と、
から構成され、
前記ストッパ機構は、前記解除手段の解除信号に基づき規制状態から規制解除状態に切り替えることを特徴とするパワーステアリング装置。
ストッパ機構により、第３当接部と当接して相対回転部の回転を規制する規制状態と、第３当接部との当接を解除して相対回転部の回転の規制を解除する規制解除状態と、を切り替えることができる。
【０１０３】
（ホ）請求項１又は上記（イ）又は上記（ロ）又は上記（ハ）のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、
前記規制手段は、
前記入力軸に設けられた入力軸と一体に回転し、前記入力軸との接続端部の逆端部に中空部が形成された一体回転部と、
この一体回転部の中空部内に径方向内側に突出した第１当接部と、
前記一体回転部と相対回転可能に設けられ、その一部が第１ストッパの中空部内に挿入される相対回転部と、
この相対回転部に対して径方向に所定距離離間して設けられ、径方向に突出して、一体回転部の中空部内で前記第１当接部と当接する第２当接部と、
この相対回転部に対して径方向に所定距離離間して設けられ、径方向に突出して、一体回転部の中空部外に設けられた第３当接部と、
径方向に進退自在に設けられ、前記第３当接部と当接するストッパ機構と、
から構成され、
前記ストッパ機構は、前記解除手段の解除信号に基づき後退することにより、前記第３当接部との当接が解除されることを特徴とするパワーステアリング装置。
ストッパ機構により、第３当接部と当接して相対回転部の回転を規制する規制状態と、第３当接部との当接を解除して相対回転部の回転の規制を解除する規制解除状態と、を切り替えることができる。
【０１０４】
（ヘ）上記（ニ）又は上記（ホ）のいずれかに記載のパワーステアリング装置において、
前記ストッパ機構は、
前記第３当接部に当接するストッパ部材と、
このストッパ部材を第３当接部から離れる方向に付勢する付勢手段と、
励磁状態において前記係止部を第３当接部方向へ付勢するソレノイドと、
から構成され、
前記解除手段は、前記ソレノイドの励磁状態を非励磁状態とすることにより、ストッパ部材と第３当接部との当接を解除することを特徴とするパワーステアリング装置。
操舵角センサの検出信号と転舵量センサの検出信号との相対関係の異常を検出したときにはソレノイドを非励磁状態にすることにより、ストッパ部材と第３当接部との当接を解除するようにした。よって、異常を検出したときにソレノイドを励磁状態にする構成に比べて、電気を使用せずに係止部と第３当接部との当接を確実に解除することができるので、安全性を高めることができる。
また、スプリング等の付勢手段によりストッパ部材を第３当接部から離れる方向に付勢するので、解除手段からの解除信号に対する応答性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】操舵制御装置ハウジングの斜視図である。
【図３】操舵制御装置ハウジングの断面図である。
【図４】操舵制御装置ハウジングの断面図である。
【図５】回転規制機構の構成を示す図である。
【図６】パワーステアリング装置の制御ブロック図である。
【図７】転舵角と操舵角との関係を示す図である。
【図８】ストッパ制御信号演算部での制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】他の実施例における回転規制機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  ステアリングホイール
２００  入力軸
３００  操舵角センサ
３５０  操舵アクチュエータ
３６０  操舵側モータ
３７０  操舵側モータ角センサ
４００  ストッパ機構
４１０  一体回転部
４１２  第１当接部
４２０  相対回転部
４２２ａ  第２当接部
４２２ｂ第３当接部
５００  転舵アクチュエータ
５１０  転舵側モータ
５２０  転舵側モータ角センサ
６２０  転舵量センサ
６２１  転舵量センサ
７００  転舵輪
７０１  転舵輪
８００  電子制御装置
８０１  操舵アクチュエータ制御信号演算部
８０２  転舵アクチュエータ制御信号演算部
８０３  ストッパ制御信号演算部
【図１】
2006182078.tif 000003
【図２】
2006182078.tif 000004
【図３】
2006182078.tif 000005
【図４】
2006182078.tif 000006
【図５】
2006182078.tif 000007
【図６】
2006182078.tif 000008
【図７】
2006182078.tif 000009
【図８】
2006182078.tif 000010
【図９】
2006182078.tif 000011