(57)【要約】【課題】ＳＢＷシステムにおいて昇圧回路の失陥が生じた際に、すみやかにバックアップ機構を作動させる技術を提供する。【解決手段】ＳＢＷシステムを採用する車両操舵装置１において、クラッチ３０は、電力を供給されて、操舵部２０と転舵部５０とを分離する。昇圧回路７０は、電源８０の出力電圧を昇圧し、転舵用モータ駆動回路６８は、昇圧回路７０からの電力を転舵アクチュエータ４４に供給する。昇圧回路７０からの電力はクラッチ３０にも供給され、クラッチ３０は、操舵部２０と転舵部５０とを分離する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アクチュエータを含む操舵部と、
第２アクチュエータを含む転舵部と、
電力を供給されて、前記操舵部と前記転舵部とを分離するクラッチと、
電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路からの電力を前記第２アクチュエータに供給する駆動回路と、を備え、
前記クラッチは、前記昇圧回路からの電力を供給されて、前記操舵部と前記転舵部とを分離することを特徴とする車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵装置に関し、特にステアバイワイヤ方式による車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、操舵ハンドルを含む操舵部と、転舵機構を含む転舵部とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システムの開発が進められている。このＳＢＷシステムはフェールセーフのために、操舵部と転舵部とを機械的に連結するクラッチを含むバックアップ機構を備えている。ＳＢＷシステムでは、システム正常時、操舵ハンドルの操作に応じた電気信号により転舵機構を制御するＳＢＷ制御が実行される。一方で、システム異常が発生すると、すみやかにクラッチを接続してＳＢＷ制御が中止され、運転者の操舵負担を軽減するアシスト制御に切り替えられる。特許文献１は、ＳＢＷシステムにおいてクラッチが誤接続されていることを判定すると、ＳＢＷ制御からアシスト制御に切り替える技術を開示している。また特許文献２は、転舵用モータに大電流を流すことができるように、転舵用モータ駆動回路の入力部に昇圧回路を設けた構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３７２９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０５４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載されるように、昇圧回路からの電力を転舵用モータに供給する場合、昇圧回路に失陥が生じると、転舵用モータへの電力の供給が停止することがある。そのため、このような事態が生じた場合に、すみやかにクラッチを接続する技術の開発が望まれている。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＳＢＷシステムにおいて昇圧回路の失陥が生じた際に、すみやかにバックアップ機構を作動させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両の操舵装置は、第１アクチュエータを含む操舵部と、第２アクチュエータを含む転舵部と、電力を供給されて操舵部と転舵部とを分離するクラッチと、電源電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路からの電力を第２アクチュエータに供給する駆動回路とを備える。クラッチは、昇圧回路からの電力を供給されて、操舵部と転舵部とを分離する。
【０００７】
この態様によると、昇圧回路に失陥が発生した場合に、第２アクチュエータへの電力供給が停止されるだけでなく、クラッチへの電力供給も停止されることで、クラッチが操舵部と転舵部とをすみやかに連結することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＳＢＷシステムにおいて昇圧回路の失陥が生じた際に、すみやかにバックアップ機構を作動させる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両操舵装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、車両操舵装置１の概略構成を示す。車両操舵装置１は、運転者により操舵される操舵部２０と、転舵輪である左右前輪ＦＷ１、ＦＷ２を運転者の操舵に応じて転舵する転舵部５０とを備える。車両操舵装置１はステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システムを採用しており、システム正常時は、操舵部２０と転舵部５０とが、クラッチ３０により機械的に分離されている。なお図１に示す例では、クラッチ３０が接続して、操舵部２０と転舵部５０とが機械的に連結している様子が示されている。図１において、太実線８２〜８７は電源線を表現し、点線９０〜９５は通信線を表現している。
【００１１】
操舵部２０は、操舵ハンドル１０、操舵軸１２、操舵角センサ１４、操舵トルクセンサ１６および操舵反力アクチュエータ１８を備える。操舵ハンドル１０は、運転者により回動操作される操舵部材であり、操舵軸１２の上部に固定される。操舵反力アクチュエータ１８は、操舵反力を形成する操舵反力用モータを有して、操舵軸１２の下部に組み付けられている。操舵反力用モータは操舵軸１２を軸線周りに回転駆動する。操舵角センサ１４は、運転者により回動操作される操舵ハンドル１０の操舵角を検出し、操舵トルクセンサ１６は、操舵ハンドル１０に加えられる操舵トルクを検出する。
【００１２】
転舵部５０は、ラックバー４２および転舵アクチュエータ４４を備える。ラックバー４２は、車両の左右方向に延び、その両端部には、タイロッドおよびナックルアーム（図示せず）を介して、左右前輪ＦＷ１、ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１、ＦＷ２は、ラックバー４２の軸線方向の変位により左右に転舵される。転舵アクチュエータ４４は、ラックバー４２の外周に設けられる転舵用モータを有し、転舵用モータの回転は、ラックバー４２の軸線方向の変位に変換される。回転角センサ４０は、転舵用モータの回転角を検出する。
【００１３】
転舵部５０は、さらに転舵軸３４、ピニオンギア３６およびラック歯３８を備える。転舵軸３４は軸線周りに回転可能であり、転舵軸３４の下端にはピニオンギア３６が固定されている。ピニオンギア３６はラックバー４２に設けられたラック歯３８に噛み合っており、これにより転舵軸３４は、ラックバー４２の軸線方向の変位に連動して軸線周りに回転する。
【００１４】
車両操舵装置１は、フェールセーフのために、操舵部２０と転舵部５０との間に、クラッチ３０およびバックアップケーブル３２を含むバックアップ機構２２を備える。バックアップ機構２２は、操舵部２０と転舵部５０とを機械的に連結または分離する機能をもつ。バックアップケーブル３２は可撓性を有し、その上端がクラッチ３０に接続され、その下端が転舵軸３４に接続される。これにより転舵軸３４はバックアップケーブル３２と一体回転する。クラッチ３０は、２ウェイクラッチや多板クラッチ等の電磁クラッチであり、車両操舵装置１のシステム正常時には電力を供給されて非接続状態（分離状態）とされ、一方でシステム異常時には電力供給が停止されてスプリング力等により接続状態とされる。このため、電力供給停止時には、接続したクラッチ３０を介して操舵部２０における操舵軸１２と転舵部５０における転舵軸３４とが一体回転するようになる。
【００１５】
制御ユニット６０は、操舵反力アクチュエータ１８を駆動制御する操舵反力ＥＣＵ６２と、転舵アクチュエータ４４を駆動制御する転舵ＥＣＵ６４を有して構成される制御手段である。操舵反力ＥＣＵ６２および転舵ＥＣＵ６４は、それぞれ電源８０からの電力供給を受けて動作する。操舵反力ＥＣＵ６２は、操舵角センサ１４から操舵角検出値を受け取り、また操舵トルクセンサ１６から操舵トルク検出値を受け取る。転舵ＥＣＵ６４は、回転角センサ４０から転舵アクチュエータ４４における転舵用モータの回転角検出値を受け取る。
【００１６】
システム正常時、転舵ＥＣＵ６４はクラッチ３０に電流を供給して、クラッチ３０を非接続状態とする。運転者が操舵ハンドル１０を回動操作すると、操舵反力ＥＣＵ６２が操舵角センサ１４から操舵角検出値を受け取り、転舵ＥＣＵ６４に渡す。転舵ＥＣＵ６４は、操舵ハンドル１０の操作状態に応じた左右前輪ＦＷ１、ＦＷ２の指令転舵角を求め、その指令転舵角となるように転舵アクチュエータ４４を駆動する。具体的に転舵ＥＣＵ６４は、回転角センサ４０から受け取る回転角検出値をもとに、左右前輪ＦＷ１、ＦＷ２の実転舵角を導出し、実転舵角を指令転舵角に追従させるように転舵アクチュエータ４４を駆動する。また操舵反力ＥＣＵ６２は、操舵ハンドル１０の操舵角および左右前輪ＦＷ１、ＦＷ２の転舵状態に応じた指令操舵反力トルクを操舵ハンドル１０に付与するように操舵反力アクチュエータ１８を駆動する。このようにシステム正常時は、操舵部２０および転舵部５０が分離された状態で、制御ユニット６０が、転舵輪を転舵しつつ、操舵ハンドル１０に操舵反力を付与するＳＢＷ制御を実行する。
【００１７】
一方でシステム異常時には、転舵ＥＣＵ６４がクラッチ３０への電流供給を停止して、クラッチ３０を接続状態とする。これにより操舵軸１２と転舵軸３４とが機械的に連結する。制御ユニット６０はＳＢＷ制御を中止し、操舵トルクセンサ１６からの操舵トルク検出値をもとに、運転者の操作にアシストトルクを付与するように、操舵反力アクチュエータ１８と転舵アクチュエータ４４の少なくとも一方を駆動するアシスト制御を実行する。たとえば制御ユニット６０は、操舵反力アクチュエータ１８に異常が生じている場合には、転舵アクチュエータ４４を駆動するアシスト制御を実行し、転舵アクチュエータ４４に異常が生じている場合には、操舵反力アクチュエータ１８を駆動するアシスト制御を実行する。このようにシステム異常時は、操舵部２０および転舵部５０が連結された状態で、制御ユニット６０が、操舵ハンドル１０にアシストトルクを付加するアシスト制御を実行する。制御ユニット６０は、システム異常の発生を検出した時点で、ＳＢＷ制御からアシスト制御にすみやかに切り替えることが好ましい。
【００１８】
転舵ＥＣＵ６４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６６、転舵用モータ駆動回路６８および昇圧回路７０を有して構成される。昇圧回路７０は、電源８０の出力電圧を昇圧して、転舵用モータ駆動回路６８に電力を供給する。これにより転舵用モータ駆動回路６８は電源線８６を通じて、転舵アクチュエータ４４の転舵用モータに大きな電力（電流）を供給することが可能となる。
【００１９】
本実施例の車両操舵装置１では、昇圧回路７０で昇圧された電力が電源線８７からクラッチ３０に供給され、クラッチ３０が、操舵部２０と転舵部５０とを機械的に分離する。なお図１では、昇圧回路７０からクラッチ３０に電力が直接供給されている様子が示されているが、昇圧回路７０から電力供給のための駆動回路（図示せず）を介してクラッチ３０に電力（電流）が供給されてもよい。
【００２０】
このように転舵用モータ駆動回路６８が転舵用モータに電力を供給する場合、昇圧回路７０に失陥が生じると、転舵用モータへの電力供給が停止して、転舵不定となる可能性がある。ＣＰＵ６６は、昇圧回路７０に失陥が生じたことを検出すると、ただちに転舵アクチュエータ４４の駆動を停止して、操舵反力ＥＣＵ６２が操舵反力アクチュエータ１８を駆動するアシスト制御を実行することが好ましい。本実施例では、昇圧回路７０からの電力をクラッチ３０に供給しているため、昇圧回路７０に失陥が生じると、クラッチ３０への電力供給が自動的に停止して、クラッチ３０が接続することになる。したがってＣＰＵ６６が昇圧回路７０に失陥が生じたことを検出する前に、クラッチ３０が接続されるため、転舵不定となる時間を最小限に抑えることが可能となる。このように転舵用モータとクラッチ３０とを、ともに昇圧回路７０からの電力で駆動することで、昇圧回路７０に失陥が生じると、転舵用モータへの電力供給が停止されると同時に、クラッチ３０が操舵部２０と転舵部５０とを機械的に連結する構成を実現できる。
【００２１】
以上、実施例をもとに本発明を説明した。実施例はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・車両操舵装置、１０・・・操舵ハンドル、１２・・・操舵軸、１８・・・操舵反力アクチュエータ、２０・・・操舵部、２２・・・バックアップ機構、３０・・・クラッチ、３２・・・バックアップケーブル、３４・・・転舵軸、４４・・・転舵アクチュエータ、５０・・・転舵部、６０・・・制御ユニット、６２・・・操舵反力ＥＣＵ、６４・・・転舵ＥＣＵ、６６・・・ＣＰＵ、６８・・・転舵用モータ駆動回路、７０・・・昇圧回路、８０・・・電源。
【図１】
2015003689.tif 000003