(57)【要約】【課題】タイヤの空気圧が急減した状況での安全性を高める。【解決手段】空気圧センサＳＰの出力などに基づき、タイヤの空気圧が急減したかどうかが、空気圧急減判断部２４によって判断される。一方、車速センサ１１によって検出される車速に応じて、最大舵角設定部２５によって、最大舵角が設定される。操舵範囲制限部２６は、いずれかのタイヤにおいて空気圧の急減が生じると、ステアリングホイールの操舵可能舵角範囲を車速に応じた最大舵角範囲内に制限する。それとともに、ハザードランプ５５および室内警告灯５６が点滅させられ、ＡＢＳ制御装置５０による制動機構５１の制御によって、車両が徐々に減速させられる。【効果】ハンドルとられを防止しつつ、車両を安全に停止状態に導くことができる。【選択図】        図２
2004314764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられたステアリング機構と、
このステアリング機構に伝達される駆動力を発生するアクチュエータと、
上記車両の操向のための操作手段の操作量に応じて上記アクチュエータを制御する制御手段と、
上記車両に装着されたタイヤの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断する空気圧急減判断手段と、
上記車両の車速を検出する車速検出手段と、
この車速検出手段によって検出される車速に応じて上記操作手段の最大舵角を設定する最大舵角設定手段と、
上記空気圧急減判断手段がタイヤの空気圧に上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、上記操作手段の操舵可能舵角範囲を上記最大舵角設定手段によって設定される最大舵角の範囲内に制限する操舵範囲制限手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング装置、ステアバイワイヤシステム（ＳＢＷ）などのように、車両のステアリング機構に電動モータ等のアクチュエータからの駆動力が伝達される構成の車両用操舵装置に関する。
【従来の技術】
車両が走行している途中に１つまたは複数のタイヤがパンクすると、ステアリング機構に対して、タイヤからの急激な逆入力（ハンドル取られ）が発生する。このような状況では、ステアリング操作等によって車両を安定に保つことが困難であり、とくに高速に走行している場合には、深刻な事態を招くおそれがある。
そこで、下記特許文献１などでは、車両の各輪のタイヤ内に空気圧センサを内蔵し、これらの空気圧センサの出力信号を無線通信によって受信するとともに、タイヤ空気圧が基準値未満であるときには、車両の乗員に警報を発生する構成が開示されている。
【特許文献１】
特開平１１−２０４２７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、警報が発せられた後の措置は運転者に完全に委ねられており、車両姿勢を安定に保持して、安全に停止状態に導くことができるかどうかは運転者の技量に負うところが大きい。とくに、タイヤの空気圧が急激に減少する場合には、上記のとおり、タイヤからの急激な逆入力が発生するから、車両を安全に停止状態に導くことは難しい。
そこで、この発明の目的は、タイヤの空気圧が急減した状況での安全性を高めることができる車両用操舵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両に備えられたステアリング機構（３）と、このステアリング機構に伝達される駆動力を発生するアクチュエータ（Ｍ）と、上記車両の操向のための操作手段の操作量（たとえば、操舵トルク）に応じて上記アクチュエータを制御する制御手段（２０，２１）と、上記車両に装着されたタイヤの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断する空気圧急減判断手段（２４）と、上記車両の車速を検出する車速検出手段（１１）と、この車速検出手段によって検出される車速に応じて上記操作手段の最大舵角を設定する最大舵角設定手段（２５）と、上記空気圧急減判断手段がタイヤの空気圧に上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、上記操作手段の操舵可能舵角範囲を上記最大舵角設定手段によって設定される最大舵角の範囲内に制限する操舵範囲制限手段（２６）とを含むことを特徴とする車両用操舵装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
上記の構成によれば、タイヤの空気圧が急減すると、車速に応じて定められる最大舵角の範囲内に操作手段の操舵可能舵角範囲が制限される。これにより、タイヤがパンクしたときでも、タイヤからの逆入力による意図しない転舵（ハンドルとられ）を抑制できるので、運転者は、車両を安全に停止状態に導くことができる。
上記車両用操舵装置は、電動パワーステアリング装置、ステアバイワイヤシステム（ＳＢＷ）などの形態をとることができる。
上記空気圧急減判断手段は、車両に装着されたタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段（ＳＰ）によって検出される空気圧に基づいて、タイヤの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断するものであってもよい。
具体的には、上記空気圧急減判断手段は、タイヤからの逆入力によって舵角の急変（単位時間あたりの舵角変化が所定値以上）が生じるような急減圧が生じたかどうかを判断するものであることが好ましい。空気圧急減判断手段は、たとえば、タイヤの空気圧が単位時間に所定値以上減少するかどうかを判断するものであってもよい。
また、上記空気圧急減判断手段は、操作手段の舵角を検出する舵角検出手段（１２）の出力を上記タイヤ空気圧検出手段の出力と併せて参照し、タイヤの空気圧が単位時間に所定値以上減少し、かつ、操作手段の舵角が単位時間に所定値以上変化した（ハンドルとられが発生した）ときに、急減圧が発生したと判断するものであってもよい。
さらに、最大舵角設定手段は、車速が速いほど最大舵角を小さく設定するものであることが好ましい。これにより、高速走行時においてタイヤからの逆入力に起因する急激な転舵を防ぐことができるので、車両の姿勢を安定に保持できる。
また、最大舵角設定手段は、車速が所定のしきい値以下の場合には最大舵角を上限値（操舵可能舵角範囲制限なし）に定め、上記所定のしきい値を超える車速域において、上記上限値未満の最大舵角を設定するものであることが好ましい。
上記操舵範囲制限手段は、上記アクチュエータの制御によって、操舵可能舵角範囲を制限するものであってもよい。
上記車両用操舵装置は、さらに、空気圧急減判断手段が上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、警告発生手段から警告を発生させる警告制御手段（２７）をさらに備えていることが好ましい。警告発生手段は、たとえば、ハザードランプ（５５）や室内警告灯（５６）や警報音発生器であってもよい。すなわち、たとえば、警告制御手段によって、タイヤの空気圧が急減したときに、ハザードランプや室内警告灯や警報音発生器を作動させるようにすれば、周囲の車両や車内の運転者に警告を与えることができる。
また、上記車両用操舵装置は、さらに、空気圧急減判断手段が上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、車両に搭載されたブレーキ制御装置（アンチロックブレーキシステムなど）に所定の警報信号を与える警報信号発生手段（２７）を備えていてもよい。この場合、ブレーキ制御装置（５０）は、警報信号に応答して、制動機構（５１）を制御することにより、車両を徐々に減速させるものであることが好ましい。これによって、車両をより安全に停止状態へと導くことができる。
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の車両用操舵装置の一実施形態としての電動パワーステアリング装置の構成を示す概念図である。操作手段としてのステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に伝達される。ステアリング機構３には、アクチュエータとしての電動モータＭから発生する駆動力が、操舵補助力として、機械的に伝達されるようになっている。
ステアリング機構３は、車幅方向に変位可能に設けられたラック軸４を備えており、ステアリングシャフト２の先端に取り付けられたピニオンギヤ５がラック軸４のラックに噛合している。したがって、ステアリングホイール１を回転させると、この回転運動は、ラック軸４の車幅方向の直線運動に変換される。このラック軸４の直線運動は、ラック軸４の両端から突出して設けられたタイロッド６に伝達され、さらにタイロッド６を介してキングピンＰに連結されたナックルアーム７の回動を引き起こす。これにより、ナックルアーム７に支持された車輪８の転舵が達成される。
電動モータＭは、たとえば、ブラシレスモータからなり、この電動モータＭの駆動力（出力軸の回転力）は、ラック軸４に関連して設けられた運動変換機構（たとえば、ボールねじ機構）により、ラック軸４の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換される。
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ピニオンギヤ５側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー９によって互いに連結されている。トーションバー９は、ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクＴに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ１０によって検出されるようになっている。このトルクセンサ１０の出力信号は、制御装置２０（ＥＣＵ）に入力されている。
制御装置２０には、トルクセンサ１０の出力信号のほかにも、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の車速Ｖを検出する車速センサ１１およびステアリングシャフト２の回転角を操舵角として検出する舵角センサ１２の各出力信号も入力されている。
制御装置２０は、トルクセンサ１０によって検出される操舵トルクＴおよび車速センサ１１によって検出される車速Ｖに応じた目標電流値を設定し、この目標電流値に基づいて駆動回路３０を制御することにより、電動モータＭに適切な駆動電流を与える。これにより、操舵トルクＴおよび車速Ｖに応じた操舵補助力が、ステアリング機構３に与えられることになる。電動モータＭに流れるモータ電流は、電流検出回路３１によって検出され、その出力は制御装置２０にフィードバックされている。
さらに、車輪８に装着されたタイヤＷの内部には、このタイヤＷの空気圧を検出する空気圧センサＳＰが設けられている。空気圧センサＳＰは、当該車両に装着されたすべてのタイヤＷの内部にそれぞれ設けられている。これらの空気圧センサＳＰの出力は、アンテナ１４ａを有する受信機１４によって受信され、制御装置２０に入力されるようになっている。
空気圧センサＳＰは、タイヤＷの内部に配置されていて、タイヤＷの内部空気圧を検出するセンサ部と、このセンサ部の検出信号を無線伝送するためのトランスポンダ部と、タイヤＷの回転運動を電気エネルギーに変換して蓄電する蓄電部とを備えており、この蓄電部に蓄積された電気エネルギーによって動作するようになっている。上記トランスポンダ部が発信する信号が、アンテナ１４ａから、受信機１４を介して制御装置２０に取り込まれるようになっている。
制御装置２０は、車両の制動機構５１を制御するためのＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御装置５０との間で、通信ライン５２を介してデータの授受を行うことができる。この実施形態では、制御装置２０は、車輪８のタイヤＷの空気圧に所定の急減圧が生じたときに、通信ライン５２を介して、ＡＢＳ制御装置５０に警報信号を与える。
制御装置２０は、さらに、車両の外部に向けて緊急事態の発生を告げるために、ハザードランプ５５を制御することができ、また、車両の運転者に向けて警報を発するために、室内警告灯５６を制御することができるようになっている。
図２は、制御装置２０の機能的な構成を説明するためのブロック図である。制御装置２０は、内部に備えられたマイクロコンピュータによるプログラム処理によって実現される複数の機能処理部を実質的に備えている。これらの複数の機能処理部は、トルクセンサ１０によって検出される操舵トルクＴおよび車速センサ１１によって検出される車速Ｖに応じた目標電流値を設定する目標電流値設定部２１と、この目標電流値設定部２１によって設定された目標電流値と電流検出回路３１によって検出されたモータ電流との偏差を求める偏差演算部２２と、この偏差演算部２２によって求められた偏差に基づいて、駆動回路３０に与えるべき制御信号（たとえば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号）を生成する制御信号生成部２３とを備えている。
さらに、制御装置２０は、上記機能処理部として、いずれかの車輪８のタイヤＷの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断する空気圧急減判断部２４と、空気圧の急減が生じたときにステアリングホイール１の操舵可能舵角範囲を制限するための最大舵角を設定する最大舵角設定部２５と、空気圧急減判断部２４および最大舵角設定部２５の各出力に基づいて操舵可能舵角範囲を制限するための処理を実行する操舵範囲制限部２６と、いずれかの車輪８のタイヤＷに空気圧の急減が生じたときに、警告を発生するための処理を実行する警告制御部２７とを備えている。
空気圧急減判断部２４は、受信機１４から入力されるすべての車輪８のタイヤＷの空気圧情報と、舵角センサ１２から入力される操舵角θとに基づいて、いずれかのタイヤＷに、ハンドルとられが生じるような急減圧が生じているかどうかを判断する。
また、最大舵角設定部２５は、車速Ｖに応じて最大舵角を可変設定する。たとえば、車速域に応じて、最大舵角は、次のように設定される。
【表１】
2004314764.tif 000003
すなわち、所定のしきい値（４０ｋｍ／ｈ）以下の範囲では、最大舵角が上限値に設定され、上記しきい値を超える車速域では、車速Ｖが速いほど最大舵角が小さく設定される。
操舵範囲制限部２６は、空気圧急減判断部２４が、いずれかの車輪８のタイヤＷにおいて空気圧の急減が発生したことに応答して、ステアリングホイール１の操舵可能舵角範囲を最大舵角設定部２５によって設定される最大舵角に基づいて制限する。ただし、上記所定のしきい値以下の車速範囲では、最大舵角が上限値に設定されるから、操舵範囲制限部２６は、急減圧発生時でも、操舵可能舵角範囲の制限を行わない。これに対して、上記しきい値を超える車速域では、４０ｋｍ／ｈ〜６０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ〜８０ｋｍ／ｈおよび８０ｋｍ／ｈ超の車速域では、最大舵角が９０度、３０度および１０度にそれぞれ定められるので、操舵範囲制限部２６は、急減圧発生時には、操舵可能舵角範囲を±９０度、±３０度および±１０度の舵角範囲に制限する。
操舵範囲制限部２６は、急減圧発生時には、舵角センサ１２の出力を参照し、最大舵角に応じて操舵可能舵角範囲を制限すべく、目標電流値設定部２１に指令を与える。これにより、電動モータＭが発生する駆動力によって、操舵可能舵角範囲外への操舵が禁止され、結果として、操舵可能舵角範囲が制限されることになる。
図３は、制御装置２０が所定の制御周期毎に繰り返し実行する処理の一部を説明するためのフローチャートである。制御装置は、車速センサ１１、舵角センサ１２および受信機１４から、車速Ｖ、操舵角θおよびタイヤ空気圧の各データを取得する（ステップＳ１）。空気圧急減判断部２４は、取得されたタイヤ空気圧のデータに基づいて、車両に装着されているいずれかのタイヤＷの空気圧が急減（たとえば、１秒間に１ｋｇｆ／ｃｍ２以上減少）しているかどうかを判断する（ステップＳ２）。タイヤの空気圧の急減が検出されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、空気圧急減判断部２４は、さらに、操舵角θに急変（たとえば、１秒間に５度以上の変化）が生じているかどうかを判断する（ステップＳ３）。タイヤの空気圧が急変しており、操舵角θに急変が生じていれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、タイヤのパンクのために、タイヤからの逆入力によって、運転者の意図しない急操舵（ハンドルとられ）が生じていると判断できる。そこで、警告制御部２７は、警告を発するための制御を行い、操舵範囲制限部２６は、操舵可能舵角範囲を制限するための処理を実行する。
より具体的には、警告制御部２７は、ハザードランプ５５を点滅させ（ステップＳ４）、室内警告灯５６を点滅させる（ステップＳ５）。これによって、車両外に対して緊急事態の発生を通報でき、かつ、車内の運転者に対しても緊急事態の発生（パンクが生じたこと）を通報できる。室内警告灯５６の点滅に代えて、または室内警告灯５６の点滅とともに、警報音を発生して、運転者の注意を喚起するようにしてもよい。
さらに、警告制御部２７は、通信ライン５２を介して、ＡＢＳ制御装置５０に警報信号を与える（ステップＳ６）。これに応答して、ＡＢＳ制御装置５０は、制動機構５１を制御することによって、車両を徐々に減速させて、停車状態に導く。
一方、操舵範囲制限部２６は、最大舵角設定部２５によって設定される最大舵角に応じて、操舵可能舵角範囲を制限するための指令を目標電流値設定部２１に与える（ステップＳ７）。これにより、目標電流値設定部２１は、操舵可能舵角範囲外への操舵を阻止するように電動モータＭの目標電流値を定め、その結果、操舵角が操舵可能舵角範囲内に保持される。
ステップＳ４〜Ｓ７の処理は、車両が停車するまで（車速Ｖが零になるまで）継続される（ステップＳ８）。車速Ｖの低下に伴って、操舵可能舵角範囲が広がるので、運転者は、車両を安全に路肩へと退避させることができる。
タイヤの空気圧の急減が生じていないとき（ステップＳ２のＮＯ）、および操舵角の急変が生じていないとき（ステップＳ３のＮＯ）には、ステップＳ４〜Ｓ８の処理は省かれる。
このようにして、この実施形態によれば、タイヤの空気圧が急減して、運転者の意図しない急操舵が生じるような場合には、操舵可能舵角範囲が制限される。たとえば、８０ｋｍ／ｈ超の高速走行時には、操舵可能舵角範囲は±１０度に制限される。これにより、タイヤからの逆入力によって、操舵角が大きく変化してしまうことを防止でき、車両状態を安定に保持しながら、減速することができる。そして、車速が低下してくると、操舵可能舵角範囲が徐々に広がっていくので、運転者は、安全に路肩に退避することができる。このようにして、高速走行状態でパンクした場合であっても、重大事故に繋がることがなく、車両を安全に減速して停車させることができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、電動パワーステアリング装置にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、電動パワーステアリング装置、ステアバイワイヤシステム（ＳＢＷ）などのように、車両のステアリング機構に電動モータ等のアクチュエータからの駆動力が伝達される構成の車両用操舵装置に対して広く適用が可能である。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の車両用操舵装置の一実施形態としての電動パワーステアリング装置の構成を示す概念図である。
【図２】上記電動パワーステアリング装置の制御装置の機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図３】上記制御装置が所定の制御周期毎に繰り返し実行する処理の一部を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１    ステアリングホイール
２    ステアリングシャフト
３    ステアリング機構
８    車輪
１０    トルクセンサ
１１    車速センサ
１２    舵角センサ
１４    受信機
２０    制御装置
２１    目標電流値設定部
２２    偏差演算部
２３    制御信号生成部
２４    空気圧急減判断部
２５    最大舵角設定部
２６    操舵範囲制限部
２７    警告制御部
３０    駆動回路
３１    電流検出回路
５０    ＡＢＳ制御装置
５１    制動機構
５２    通信ライン
５５    ハザードランプ
５６    室内警告灯
Ｍ      電動モータ
ＳＰ    空気圧センサ
Ｗ      タイヤ
【図１】
2004314764.tif 000004
【図２】
2004314764.tif 000005
【図３】
2004314764.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月16日(2003.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両に備えられたステアリング機構と、
このステアリング機構に伝達される駆動力を発生するアクチュエータと、
上記車両の操向のための操作手段の操作量に応じて上記アクチュエータを制御する制御手段と、
上記車両に装着されたタイヤの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断する空気圧急減判断手段と、
上記車両の車速を検出する車速検出手段と、
この車速検出手段によって検出される車速に応じて上記操作手段の最大舵角を設定する最大舵角設定手段と、
上記空気圧急減判断手段がタイヤの空気圧に上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、上記操作手段の操舵可能舵角範囲を上記最大舵角設定手段によって設定される最大舵角の範囲内に制限する操舵範囲制限手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング装置、ステアバイワイヤシステム（ＳＢＷ）などのように、車両のステアリング機構に電動モータ等のアクチュエータからの駆動力が伝達される構成の車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両が走行している途中に１つまたは複数のタイヤがパンクすると、ステアリング機構に対して、タイヤからの急激な逆入力（ハンドル取られ）が発生する。このような状況では、ステアリング操作等によって車両を安定に保つことが困難であり、とくに高速に走行している場合には、深刻な事態を招くおそれがある。
そこで、下記特許文献１などでは、車両の各輪のタイヤ内に空気圧センサを内蔵し、これらの空気圧センサの出力信号を無線通信によって受信するとともに、タイヤ空気圧が基準値未満であるときには、車両の乗員に警報を発生する構成が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２０４２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、警報が発せられた後の措置は運転者に完全に委ねられており、車両姿勢を安定に保持して、安全に停止状態に導くことができるかどうかは運転者の技量に負うところが大きい。とくに、タイヤの空気圧が急激に減少する場合には、上記のとおり、タイヤからの急激な逆入力が発生するから、車両を安全に停止状態に導くことは難しい。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、タイヤの空気圧が急減した状況での安全性を高めることができる車両用操舵装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両に備えられたステアリング機構（３）と、このステアリング機構に伝達される駆動力を発生するアクチュエータ（Ｍ）と、上記車両の操向のための操作手段の操作量（たとえば、操舵トルク）に応じて上記アクチュエータを制御する制御手段（２０，２１）と、上記車両に装着されたタイヤの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断する空気圧急減判断手段（２４）と、上記車両の車速を検出する車速検出手段（１１）と、この車速検出手段によって検出される車速に応じて上記操作手段の最大舵角を設定する最大舵角設定手段（２５）と、上記空気圧急減判断手段がタイヤの空気圧に上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、上記操作手段の操舵可能舵角範囲を上記最大舵角設定手段によって設定される最大舵角の範囲内に制限する操舵範囲制限手段（２６）とを含むことを特徴とする車両用操舵装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００７】
上記の構成によれば、タイヤの空気圧が急減すると、車速に応じて定められる最大舵角の範囲内に操作手段の操舵可能舵角範囲が制限される。これにより、タイヤがパンクしたときでも、タイヤからの逆入力による意図しない転舵（ハンドルとられ）を抑制できるので、運転者は、車両を安全に停止状態に導くことができる。
上記車両用操舵装置は、電動パワーステアリング装置、ステアバイワイヤシステム（ＳＢＷ）などの形態をとることができる。
【０００８】
上記空気圧急減判断手段は、車両に装着されたタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検出手段（ＳＰ）によって検出される空気圧に基づいて、タイヤの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断するものであってもよい。
具体的には、上記空気圧急減判断手段は、タイヤからの逆入力によって舵角の急変（単位時間あたりの舵角変化が所定値以上）が生じるような急減圧が生じたかどうかを判断するものであることが好ましい。空気圧急減判断手段は、たとえば、タイヤの空気圧が単位時間に所定値以上減少するかどうかを判断するものであってもよい。
【０００９】
また、上記空気圧急減判断手段は、操作手段の舵角を検出する舵角検出手段（１２）の出力を上記タイヤ空気圧検出手段の出力と併せて参照し、タイヤの空気圧が単位時間に所定値以上減少し、かつ、操作手段の舵角が単位時間に所定値以上変化した（ハンドルとられが発生した）ときに、急減圧が発生したと判断するものであってもよい。
さらに、最大舵角設定手段は、車速が速いほど最大舵角を小さく設定するものであることが好ましい。これにより、高速走行時においてタイヤからの逆入力に起因する急激な転舵を防ぐことができるので、車両の姿勢を安定に保持できる。
【００１０】
また、最大舵角設定手段は、車速が所定のしきい値以下の場合には最大舵角を上限値（操舵可能舵角範囲制限なし）に定め、上記所定のしきい値を超える車速域において、上記上限値未満の最大舵角を設定するものであることが好ましい。
上記操舵範囲制限手段は、上記アクチュエータの制御によって、操舵可能舵角範囲を制限するものであってもよい。
上記車両用操舵装置は、さらに、空気圧急減判断手段が上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、警告発生手段から警告を発生させる警告制御手段（２７）をさらに備えていることが好ましい。警告発生手段は、たとえば、ハザードランプ（５５）や室内警告灯（５６）や警報音発生器であってもよい。すなわち、たとえば、警告制御手段によって、タイヤの空気圧が急減したときに、ハザードランプや室内警告灯や警報音発生器を作動させるようにすれば、周囲の車両や車内の運転者に警告を与えることができる。
【００１１】
また、上記車両用操舵装置は、さらに、空気圧急減判断手段が上記所定の急減圧が生じたと判断したことに応答して、車両に搭載されたブレーキ制御装置（アンチロックブレーキシステムなど）に所定の警報信号を与える警報信号発生手段（２７）を備えていてもよい。この場合、ブレーキ制御装置（５０）は、警報信号に応答して、制動機構（５１）を制御することにより、車両を徐々に減速させるものであることが好ましい。これによって、車両をより安全に停止状態へと導くことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の車両用操舵装置の一実施形態としての電動パワーステアリング装置の構成を示す概念図である。操作手段としてのステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に伝達される。ステアリング機構３には、アクチュエータとしての電動モータＭから発生する駆動力が、操舵補助力として、機械的に伝達されるようになっている。
【００１３】
ステアリング機構３は、車幅方向に変位可能に設けられたラック軸４を備えており、ステアリングシャフト２の先端に取り付けられたピニオンギヤ５がラック軸４のラックに噛合している。したがって、ステアリングホイール１を回転させると、この回転運動は、ラック軸４の車幅方向の直線運動に変換される。このラック軸４の直線運動は、ラック軸４の両端から突出して設けられたタイロッド６に伝達され、さらにタイロッド６を介してキングピンＰに連結されたナックルアーム７の回動を引き起こす。これにより、ナックルアーム７に支持された車輪８の転舵が達成される。
【００１４】
電動モータＭは、たとえば、ブラシレスモータからなり、この電動モータＭの駆動力（出力軸の回転力）は、ラック軸４に関連して設けられた運動変換機構（たとえば、ボールねじ機構）により、ラック軸４の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換される。
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ピニオンギヤ５側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー９によって互いに連結されている。トーションバー９は、ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクＴに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ１０によって検出されるようになっている。このトルクセンサ１０の出力信号は、制御装置２０（ＥＣＵ）に入力されている。
【００１５】
制御装置２０には、トルクセンサ１０の出力信号のほかにも、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の車速Ｖを検出する車速センサ１１およびステアリングシャフト２の回転角を操舵角として検出する舵角センサ１２の各出力信号も入力されている。
制御装置２０は、トルクセンサ１０によって検出される操舵トルクＴおよび車速センサ１１によって検出される車速Ｖに応じた目標電流値を設定し、この目標電流値に基づいて駆動回路３０を制御することにより、電動モータＭに適切な駆動電流を与える。これにより、操舵トルクＴおよび車速Ｖに応じた操舵補助力が、ステアリング機構３に与えられることになる。電動モータＭに流れるモータ電流は、電流検出回路３１によって検出され、その出力は制御装置２０にフィードバックされている。
【００１６】
さらに、車輪８に装着されたタイヤＷの内部には、このタイヤＷの空気圧を検出する空気圧センサＳＰが設けられている。空気圧センサＳＰは、当該車両に装着されたすべてのタイヤＷの内部にそれぞれ設けられている。これらの空気圧センサＳＰの出力は、アンテナ１４ａを有する受信機１４によって受信され、制御装置２０に入力されるようになっている。
空気圧センサＳＰは、タイヤＷの内部に配置されていて、タイヤＷの内部空気圧を検出するセンサ部と、このセンサ部の検出信号を無線伝送するためのトランスポンダ部と、タイヤＷの回転運動を電気エネルギーに変換して蓄電する蓄電部とを備えており、この蓄電部に蓄積された電気エネルギーによって動作するようになっている。上記トランスポンダ部が発信する信号が、アンテナ１４ａから、受信機１４を介して制御装置２０に取り込まれるようになっている。
【００１７】
制御装置２０は、車両の制動機構５１を制御するためのＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御装置５０との間で、通信ライン５２を介してデータの授受を行うことができる。この実施形態では、制御装置２０は、車輪８のタイヤＷの空気圧に所定の急減圧が生じたときに、通信ライン５２を介して、ＡＢＳ制御装置５０に警報信号を与える。
制御装置２０は、さらに、車両の外部に向けて緊急事態の発生を告げるために、ハザードランプ５５を制御することができ、また、車両の運転者に向けて警報を発するために、室内警告灯５６を制御することができるようになっている。
【００１８】
図２は、制御装置２０の機能的な構成を説明するためのブロック図である。制御装置２０は、内部に備えられたマイクロコンピュータによるプログラム処理によって実現される複数の機能処理部を実質的に備えている。これらの複数の機能処理部は、トルクセンサ１０によって検出される操舵トルクＴおよび車速センサ１１によって検出される車速Ｖに応じた目標電流値を設定する目標電流値設定部２１と、この目標電流値設定部２１によって設定された目標電流値と電流検出回路３１によって検出されたモータ電流との偏差を求める偏差演算部２２と、この偏差演算部２２によって求められた偏差に基づいて、駆動回路３０に与えるべき制御信号（たとえば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号）を生成する制御信号生成部２３とを備えている。
【００１９】
さらに、制御装置２０は、上記機能処理部として、いずれかの車輪８のタイヤＷの空気圧に所定の急減圧が生じたかどうかを判断する空気圧急減判断部２４と、空気圧の急減が生じたときにステアリングホイール１の操舵可能舵角範囲を制限するための最大舵角を設定する最大舵角設定部２５と、空気圧急減判断部２４および最大舵角設定部２５の各出力に基づいて操舵可能舵角範囲を制限するための処理を実行する操舵範囲制限部２６と、いずれかの車輪８のタイヤＷに空気圧の急減が生じたときに、警告を発生するための処理を実行する警告制御部２７とを備えている。
【００２０】
空気圧急減判断部２４は、受信機１４から入力されるすべての車輪８のタイヤＷの空気圧情報と、舵角センサ１２から入力される操舵角θとに基づいて、いずれかのタイヤＷに、ハンドルとられが生じるような急減圧が生じているかどうかを判断する。
また、最大舵角設定部２５は、車速Ｖに応じて最大舵角を可変設定する。たとえば、車速域に応じて、最大舵角は、次のように設定される。
【００２１】
【表１】
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すなわち、所定のしきい値（４０ｋｍ／ｈ）以下の範囲では、最大舵角が上限値に設定され、上記しきい値を超える車速域では、車速Ｖが速いほど最大舵角が小さく設定される。
【００２２】
操舵範囲制限部２６は、空気圧急減判断部２４が、いずれかの車輪８のタイヤＷにおいて空気圧の急減が発生したことに応答して、ステアリングホイール１の操舵可能舵角範囲を最大舵角設定部２５によって設定される最大舵角に基づいて制限する。ただし、上記所定のしきい値以下の車速範囲では、最大舵角が上限値に設定されるから、操舵範囲制限部２６は、急減圧発生時でも、操舵可能舵角範囲の制限を行わない。これに対して、上記しきい値を超える車速域では、４０ｋｍ／ｈ〜６０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ〜８０ｋｍ／ｈおよび８０ｋｍ／ｈ超の車速域では、最大舵角が９０度、３０度および１０度にそれぞれ定められるので、操舵範囲制限部２６は、急減圧発生時には、操舵可能舵角範囲を±９０度、±３０度および±１０度の舵角範囲に制限する。
【００２３】
操舵範囲制限部２６は、急減圧発生時には、舵角センサ１２の出力を参照し、最大舵角に応じて操舵可能舵角範囲を制限すべく、目標電流値設定部２１に指令を与える。これにより、電動モータＭが発生する駆動力によって、操舵可能舵角範囲外への操舵が禁止され、結果として、操舵可能舵角範囲が制限されることになる。
図３は、制御装置２０が所定の制御周期毎に繰り返し実行する処理の一部を説明するためのフローチャートである。制御装置は、車速センサ１１、舵角センサ１２および受信機１４から、車速Ｖ、操舵角θおよびタイヤ空気圧の各データを取得する（ステップＳ１）。空気圧急減判断部２４は、取得されたタイヤ空気圧のデータに基づいて、車両に装着されているいずれかのタイヤＷの空気圧が急減（たとえば、１秒間に１ｋｇｆ／ｃｍ２以上減少）しているかどうかを判断する（ステップＳ２）。タイヤの空気圧の急減が検出されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、空気圧急減判断部２４は、さらに、操舵角θに急変（たとえば、１秒間に５度以上の変化）が生じているかどうかを判断する（ステップＳ３）。タイヤの空気圧が急変しており、操舵角θに急変が生じていれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、タイヤのパンクのために、タイヤからの逆入力によって、運転者の意図しない急操舵（ハンドルとられ）が生じていると判断できる。そこで、警告制御部２７は、警告を発するための制御を行い、操舵範囲制限部２６は、操舵可能舵角範囲を制限するための処理を実行する。
【００２４】
より具体的には、警告制御部２７は、ハザードランプ５５を点滅させ（ステップＳ４）、室内警告灯５６を点滅させる（ステップＳ５）。これによって、車両外に対して緊急事態の発生を通報でき、かつ、車内の運転者に対しても緊急事態の発生（パンクが生じたこと）を通報できる。室内警告灯５６の点滅に代えて、または室内警告灯５６の点滅とともに、警報音を発生して、運転者の注意を喚起するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、警告制御部２７は、通信ライン５２を介して、ＡＢＳ制御装置５０に警報信号を与える（ステップＳ６）。これに応答して、ＡＢＳ制御装置５０は、制動機構５１を制御することによって、車両を徐々に減速させて、停車状態に導く。
一方、操舵範囲制限部２６は、最大舵角設定部２５によって設定される最大舵角に応じて、操舵可能舵角範囲を制限するための指令を目標電流値設定部２１に与える（ステップＳ７）。これにより、目標電流値設定部２１は、操舵可能舵角範囲外への操舵を阻止するように電動モータＭの目標電流値を定め、その結果、操舵角が操舵可能舵角範囲内に保持される。
【００２６】
ステップＳ４〜Ｓ７の処理は、車両が停車するまで（車速Ｖが零になるまで）継続される（ステップＳ８）。車速Ｖの低下に伴って、操舵可能舵角範囲が広がるので、運転者は、車両を安全に路肩へと退避させることができる。
タイヤの空気圧の急減が生じていないとき（ステップＳ２のＮＯ）、および操舵角の急変が生じていないとき（ステップＳ３のＮＯ）には、ステップＳ４〜Ｓ８の処理は省かれる。
【００２７】
このようにして、この実施形態によれば、タイヤの空気圧が急減して、運転者の意図しない急操舵が生じるような場合には、操舵可能舵角範囲が制限される。たとえば、８０ｋｍ／ｈ超の高速走行時には、操舵可能舵角範囲は±１０度に制限される。これにより、タイヤからの逆入力によって、操舵角が大きく変化してしまうことを防止でき、車両状態を安定に保持しながら、減速することができる。そして、車速が低下してくると、操舵可能舵角範囲が徐々に広がっていくので、運転者は、安全に路肩に退避することができる。このようにして、高速走行状態でパンクした場合であっても、重大事故に繋がることがなく、車両を安全に減速して停車させることができる。
【００２８】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、電動パワーステアリング装置にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、電動パワーステアリング装置、ステアバイワイヤシステム（ＳＢＷ）などのように、車両のステアリング機構に電動モータ等のアクチュエータからの駆動力が伝達される構成の車両用操舵装置に対して広く適用が可能である。
【００２９】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の車両用操舵装置の一実施形態としての電動パワーステアリング装置の構成を示す概念図である。
【図２】上記電動パワーステアリング装置の制御装置の機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図３】上記制御装置が所定の制御周期毎に繰り返し実行する処理の一部を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１    ステアリングホイール
２    ステアリングシャフト
３    ステアリング機構
８    車輪
１０    トルクセンサ
１１    車速センサ
１２    舵角センサ
１４    受信機
２０    制御装置
２１    目標電流値設定部
２２    偏差演算部
２３    制御信号生成部
２４    空気圧急減判断部
２５    最大舵角設定部
２６    操舵範囲制限部
２７    警告制御部
３０    駆動回路
３１    電流検出回路
５０    ＡＢＳ制御装置
５１    制動機構
５２    通信ライン
５５    ハザードランプ
５６    室内警告灯
Ｍ      電動モータ
ＳＰ    空気圧センサ
Ｗ      タイヤ