(57)【要約】【課題】車輪が転舵角度の上限以上に転舵することを抑制するために要するコストや車両質量を低減する。【解決手段】舵角制御装置１００において、舵角センサ１８は、前輪１４Ｆの転舵角度を検出する。パワーステアリング機構２０は、アクチュエータを作動させることにより前輪１４Ｆを転舵させる。ＥＣＵ５０は、パワーステアリング機構２０による前輪１４Ｆの転舵を制御する。ＥＣＵ５０は、前輪１４Ｆが転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合に、最大角度に前輪１４Ｆの角度を戻すようパワーステアリング機構２０を制御する。【選択図】図１
2008254505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の転舵角度を検出する舵角検出手段と、
アクチュエータを作動させることにより車輪を転舵させる転舵機構と、
前記転舵機構による車輪の転舵を制御する転舵制御手段と、
を備え、
前記転舵制御手段は、車輪が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合に、最大角度以下に車輪の角度を戻すよう前記転舵機構を制御することを特徴とする舵角制御装置。
【請求項２】
車両に制動力が与えられていることを検出する制動状態検出手段をさらに備え、
前記転舵制御手段は、車両に制動力が与えられているときに車輪が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合、最大角度以下に車輪の角度を戻すよう前記転舵機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の舵角制御装置。
【請求項３】
車両の速度を検出する車速検出手段をさらに備え、
前記転舵制御手段は、車両の速度が所定の速度より小さいときに車輪が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合、最大角度以下に車輪の角度を戻すよう前記転舵機構を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の舵角制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は舵角制御装置に関し、特にアクチュエータを作動させることにより車輪を転舵させる転舵機構が搭載された車両において車輪の転舵角度を制御する舵角制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、パワーステアリング機構が多くの車両に搭載されている。このパワーステアリング機構は、モータなどのアクチュエータを作動させることによって、運転者によるステアリングホイールの回動操作における操作力を補助する。このようなパワーステアリング機構として、例えば、操舵トルクが所定値以上の高い値になった場合に、モータが回転するか否かを検出することによりそれが縁石当たりに起因するものかセンサなどの異常に起因するものかを判定し、センサなどの異常に起因するものである場合にマニュアルステアリングに切り換える電動式パワーステアリング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、転舵モータで出力軸を回転させることにより車輪を転舵するステアリングシステムにおいて、縁石、轍、または転舵ストロークエンドなどに起因して車輪の転舵が禁止される高負荷状態においても、転舵モータの回転を許容して焼き付きを抑制するステアリングシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２５３４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１５８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、車輪を転舵角度の上限まで転舵させた状態でその車輪が縁石などに当たった場合、その車輪が縁石に押されて転舵角度の上限以上に過度に転舵するおそれがある。車輪が転舵角度の上限まで転舵された状態では、例えばロアアームとホイールなど車輪周辺の部材が通常近接した状態となるため、このように車輪が転舵角度の上限以上に転舵すると、これら車輪周辺の部材同士の接触に繋がる可能性がある。このため、車両にはナックルストッパなど部材同士の接触を規制する機構が一般的に設けられているが、このような機構はコストや車両質量を増加させる一因ともなっている。
【０００４】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車輪が転舵角度の上限以上に転舵することを抑制するために要するコストや車両質量を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の舵角制御装置は、車輪の転舵角度を検出する舵角検出手段と、アクチュエータを作動させることにより車輪を転舵させる転舵機構と、転舵機構による車輪の転舵を制御する転舵制御手段と、を備える。転舵制御手段は、車輪が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合に、最大角度以下に車輪の角度を戻すよう転舵機構を制御する。
【０００６】
この態様によれば、車輪が転舵可能な最大角度を超えて転舵することを抑制することができる。このため、例えばナックルストッパなど、車輪周辺の部材同士の接触を規制する機構を削除または縮小することができ、このような機構を設けることによるコストや車両質量の増加を抑制することができる。
【０００７】
本発明のある態様の舵角制御装置は、車両に制動力が与えられていることを検出する制動状態検出手段をさらに備えてもよい。転舵制御手段は、車両に制動力が与えられているときに車輪が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合、最大角度以下に車輪の角度を戻すよう転舵機構を制御してもよい。
【０００８】
運転者は、縁石などを乗り上げるつもりで、あえて縁石などに車輪を突き当てる場合がある。このような場合、車両は継続して走行することになるため、操舵方向と逆方向に車輪を転舵させるよう転舵機構を制御することはあまり好ましくない。しかし、運転者がブレーキを踏み込み操作することにより車両に制動力が与えられているときは、縁石などを乗り上げる意志が運転者になく、車輪が縁石に乗り上がる可能性は低いと考えることができる。この態様によれば、適正なタイミングで転舵機構を作動させることにより、車両周辺の部材同士が当接することを抑制することができる。
【０００９】
本発明のある態様の舵角制御装置は、車両の速度を検出する車速検出手段をさらに備えてもよい。転舵制御手段は、車両の速度が所定の速度より小さいときに車輪が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合、最大角度以下に車輪の角度を戻すよう転舵機構を制御してもよい。
【００１０】
車両の速度が充分に小さければ、車輪が縁石に乗り上がる可能性は低い。したがって、この態様によっても、適正なタイミングで転舵機構を作動させることにより、車両周辺の部材同士が当接することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車輪が転舵角度の上限以上に転舵することを抑制するために要するコストや車両質量を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る舵角制御装置１００が搭載された車両１０を模式的に示した全体構成図である。車両１０は、車両本体１２に、左右一対の前輪１４Ｆおよび左右一対の後輪１４Ｒ（以下必要に応じて、前輪１４Ｆおよび後輪１４Ｒを「車輪１４」と総称する）が組み付けられて構成されている。
【００１４】
舵角制御装置１００は、車輪速センサ１６、舵角センサ１８、パワーステアリング機構２０、および電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）５０を有する。車輪速センサ１６は車輪１４の各々に対応して設けられ、対応する車輪１４の回転速度を検出する。車輪速センサ１６はＥＣＵ５０に接続されており、車輪速センサ１６は、検出した車輪１４の回転速度を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。ＥＣＵ５０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、および外部とデータの送受信を行うインターフェースを有する。
【００１５】
車両本体１２における車両室内には、運転者が回動操作するステアリングホイール２２が設けられている。ステアリングホイール２２は、同軸となるようステアリングシャフト２４が固定されている。ステアリングシャフト２４は、前輪１４Ｆを転舵する転舵機構（図示せず）に連結されており、転舵機構はステアリングシャフト２４の回転に応じて前輪１４Ｆを転舵する。こうして、運転者がステアリングホイール２２を回動操作することにより車輪１４を転舵させることを可能としている。
【００１６】
例えば、車両が低速で走行しているときに車両を旋回させたい場合、ステアリングホイール２２を回動操作するためには大きな操作力が必要となる。このため、近年、運転者によるステアリングホイール２２の回動操作を補助し、円滑に車輪１４を転舵させるためのパワーステアリング機構が多くの車両に設けられている。本実施形態に係る車両１０にも、このようなパワーステアリング機構２０が設けられている。本実施形態に係るパワーステアリング機構２０は、電動モータを作動させることによりステアリングホイール２２の回動操作を補助する電動式パワーステアリング機構が採用されている。電動パワーステアリング機構は公知の技術であるため、その構造に関する具体的な説明は省略する。パワーステアリング機構２０はＥＣＵ５０に接続されており、ＥＣＵ５０は、供給する電力を制御することなどによってパワーステアリング機構２０の作動を制御する。なお、パワーステアリング機構２０は、例えば油圧式パワーステアリング機構など他のアクチュエータによってステアリングホイール２２の回動操作を補助するものであってもよい。
【００１７】
ステアリングシャフト２４には、舵角センサ１８が設けられている。舵角センサ１８は、ステアリングシャフト２４の回転角度を検出することにより、転舵対象の車輪である前輪１４Ｆの転舵角度を検出する。舵角センサ１８はＥＣＵ５０に接続されており、舵角センサ１８の検出結果を示す信号はＥＣＵ５０に出力される。
【００１８】
車両１０が右方向に旋回するよう前輪１４Ｆを転舵させたときの右前輪を上方から下方に向けて見た状態を例として図２に示す。前輪１４Ｆは、ナックル（図示せず）を介して、略鉛直方向を軸として回動可能にロアアーム２６に支持されている。ロアアーム２６は車両本体１２に連結されている。こうして前輪１４Ｆは、車両本体１２に対して略鉛直方向に回動可能に支持される。
【００１９】
車輪１４は、椀型のホイールおよびホイール外周に取り付けられたタイヤによって構成される。前輪１４Ｆの転舵角度が大きくなると、ロアアーム２６と車輪１４のホイールとが接触する可能性がある。そこで、前輪１４Ｆは、転舵可能な最大角度が定められており、車両１０に設けられた転舵機構は、ストッパなどによって、車輪１４が転舵可能な最大角度を超えて回動することを規制している。
【００２０】
しかし、ステアリングホイール２２がフルステアリング状態、すなわち操作可能な角度までステアリングホイール２２を回転操作して車両１０を旋回させているときに車輪１４が縁石に突き当たると、図２において破線で表示したように、矢印方向に進んで縁石に突き当たった前輪１４Ｆが転舵可能な最大角度を超えて回動するおそれがある。車輪１４が最大角度を超えて大きく回動すると、図２に示す例では、矢印Ｐが指す箇所においてロアアーム２６が前輪１４Ｆのホイールなどと接触する可能性がある。このようにロアアーム２６と接触するまで前輪１４Ｆが回動することを規制するため、一般的にナックルストッパが前輪１４Ｆ周辺に設けられている。しかし、ナックルストッパを設けることで車両１０のコストや質量が増加することから、ナックルストッパを削除または縮小することが現在求められている。
【００２１】
そこで、本実施形態に係る舵角制御装置１００は、車輪１４が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動した場合に、最大角度に車輪の角度を戻すようパワーステアリング機構２０を制御する。以下、図３に関連して詳細に説明する。
【００２２】
図３は、舵角戻し制御を実施すべきか否かを判定する判定手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、車両１０のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされている間、所定時間毎に繰り返し実施される。
【００２３】
ＥＣＵ５０は、舵角センサ１８の検出結果を利用して前輪１４Ｆが最大角度近傍の所定角度以上転舵しているか否かを判定することにより、いわゆるフルステアリング状態か否かを判定する（Ｓ１０）。
【００２４】
ここで、フルステアリング状態のまま車輪１４を縁石に乗り上げることを運転者が意図している場合も考えられる。このような場合に、最大角度を超えて回動した車輪１４を最大角度に戻すようパワーステアリング機構２０を作動させると、パワーステアリング機構２０はステアリングホイール２２の操舵方向と逆方向に車輪１４を転舵させることになるため、ステアリングホイール２２を操作する運転者に違和感を与える可能性がある。
【００２５】
運転者が縁石を乗り上げるよう運転するときは、縁石を乗り上げることができるだけの慣性力を車両に持たせるため、運転者は車両を加速させるためにアクセルペダルを操作することはあるが、車両を減速させるためのブレーキペダルは操作しないと考えられる。したがって、ブレーキペダルが操作されることなどによって車両に制動力が与えられている場合には、縁石を乗り上げる意志が運転者にないと考えられる。
【００２６】
このため、パワーステアリング機構２０を作動させることにより運転者に違和感を与えることを回避すべく、フルステアリング状態と判定された場合（Ｓ１０のＹ）、ＥＣＵ５０は、車輪速センサ１６の検出結果を利用して車両１０の進行方向への加速度を算出し、減速するときの加速度の絶対値である減速Ｇが所定の閾値Ｋｔｈ（例えば１Ｇ：Ｇは重力加速度）以上か否かを判定することにより、車両１０に制動力が与えられているか否かを判定する（Ｓ１２）。したがって、車輪速センサ１６およびＥＣＵ５０は、車両１０に制動力が与えられていることを検出する制動状態検出手段として機能する。なお、ＥＣＵ５０は、車輪速センサ１６の検出結果を利用する代わりに、車両１０に設けられ車両１０の車両前後方向の加速度を検出するＧセンサ（図示せず）の検出結果を利用して減速Ｇを取得してもよい。
【００２７】
また、車両１０が低速で走行しているときは、車輪１４が縁石に突き当たっても車両１０が縁石に乗り上げることができる可能性は低い。このため、パワーステアリング機構２０を作動させることにより運転者に違和感を与えることを回避すべく、減速Ｇが所定の閾値Ｋｔｈ以上と判定された場合（Ｓ１２のＹ）、ＥＣＵ５０は、車輪速センサ１６の検出結果を利用して車両１０の速度を算出し、車両１０の速度が所定の閾値Ｖｔｈ以下か否かを判定する（Ｓ１４）。
【００２８】
フルステアリング状態で、減速Ｇが所定の閾値Ｋｔｈ以上、且つ車両１０の速度が所定の閾値Ｖｔｈ（例えば１５ｋｍ／ｈ）以下と判定された場合（Ｓ１４のＹ）、ＥＣＵ５０は、舵角戻し制御フラグをオンする（Ｓ１６）。フルステアリング状態でないと判定された場合（Ｓ１０のＮ）、減速Ｇが所定の閾値Ｋｔｈより小さいと判定された場合（Ｓ１２のＮ）、または車速が所定の閾値Ｖｔｈより大きいと判定された場合（Ｓ１４のＮ）には、ＥＣＵ５０は、舵角戻し制御フラグをオフする（Ｓ１８）。舵角戻し制御フラグの設定が終了すると、本フローチャートにおける処理が一旦終了される。
【００２９】
ＥＣＵ５０は、舵角戻し制御フラグがオンかオフを所定時間毎に判定し、オンに設定されている場合、舵角戻し制御を実施する。具体的には、舵角戻し制御フラグがオンに設定されている場合、ＥＣＵ５０は、舵角センサ１８の検出結果を利用して、前輪１４Ｆの転舵角度が、前輪１４Ｆの転舵可能な最大角度を超える所定の閾値以上か否かを判定する。前輪１４Ｆの転舵角度が所定の閾値以上の場合、ＥＣＵ５０は、パワーステアリング機構２０への電力の供給を制御することにより、前輪１４Ｆの転舵角度を最大角度に戻すようパワーステアリング機構２０を作動させ、前輪１４Ｆの転舵角度が最大角度に戻ったとき、その状態を維持させる。これにより、車輪１４が最大角度を超えて大きく回動することが抑制され、ロアアーム２６と前輪１４Ｆとの接触が抑制される。
【００３０】
なお、舵角戻し制御フラグがオフの場合、ＥＣＵ５０は舵角戻し制御を実施しない。これにより、前輪１４Ｆの転舵角度が最大角度を超えていない場合や、縁石を乗り上げる運転者の意図が感じられる場合に、ステアリングホイール２２の操舵方向と逆方向に前輪１４Ｆを転舵させるようパワーステアリング機構２０を作動させることを抑制している。
【００３１】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００３２】
ある変形例では、ステアリングシャフト２４は転舵機構に機械的に接続されておらず、転舵機構がモータなどのアクチュエータによって前輪１４Ｆを転舵させる。ＥＣＵ５０は、舵角センサ１８の検出結果を利用して前輪１４Ｆを転舵させるべき転舵角度を決定し、転舵機構のアクチュエータを作動させて決定した転舵角度まで車輪１４を転舵させる。転舵機構には前輪１４Ｆの転舵角度を検出する転舵角度センサが設けられており、ＥＣＵ５０は、転舵角度センサの検出結果を利用して車輪１４が転舵可能な最大角度を超える角度まで回動したと判定した場合に、最大角度に車輪の角度を戻すよう転舵機構のアクチュエータを制御する。このようにステアリングホイール２２の回動操作を補助する機構であるパワーステアリング機構によらない場合であっても、例えばロアアーム２６と前輪１４Ｆとが接触するまで前輪１４Ｆが回動することを抑制することができる。なお、後輪１４Ｒも転舵可能に構成されている場合に、後輪の転舵角度制御に上記技術が用いられてもよい。
【００３３】
ある別の変形例では、舵角制御装置１００は、ブレーキランプスイッチ、またはストロークセンサを備える。ブレーキランプスイッチおよびストロークセンサは、運転者によりブレーキペダルが踏み込み操作されたことを検出する。図３のＳ１２において、ＥＣＵ５０は、減速Ｇが所定の閾値Ｋｔｈ以上か否かを判定する代わりに、ブレーキランプスイッチまたはストロークセンサの検出結果を利用して、車両に制動力が与えられているか否かを判定する。これによっても、車両１０に制動力が与えられている場合に、車輪１４の転舵角度が最大角度を超えることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る舵角制御装置が搭載された車両を模式的に示した全体構成図である。
【図２】車両が右方向に旋回するよう前輪を転舵させたときの右前輪を、上方から下方に向けて見た状態を示す図である。
【図３】舵角戻し制御を実施すべきか否かを判定する判定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１０  車両、  １２  車両本体、  １４  車輪、  １４Ｆ  前輪、  １４Ｒ  後輪、  １６  車輪速センサ、  １８  舵角センサ、  ２０  パワーステアリング機構、  ２２  ステアリングホイール、  ２４  ステアリングシャフト、  ２６  ロアアーム、  ５０  ＥＣＵ、  １００  舵角制御装置。
【図１】
2008254505.tif 000003
【図２】
2008254505.tif 000004
【図３】
2008254505.tif 000005