(57)【要約】【課題】ハンドルの切り込みすぎを防ぐことが可能なステアバイワイヤシステム及びその制御プログラムを提供する。【解決手段】本発明のステアバイワイヤシステム１０及びその制御プログラムＰＧ１によれば、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流が制限されることで操舵輪３０，３０の転舵が規制されたときには、操舵反力が増大してハンドル１１の操舵も規制される。これにより、ハンドル１１の切り込みすぎを防ぐことが可能になる。また、転舵用アクチュエータ３３が所定温度以上になったことを過負荷として、モータ３１への駆動電流を制限するので、熱による転舵用アクチュエータ３３の不具合を防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離され、前記ハンドルの舵角に応じて前記操舵輪を転舵する転舵用アクチュエータと、前記ハンドルに操舵反力を付与する反力発生用アクチュエータと、前記反力発生用アクチュエータを駆動制御する反力制御手段と、前記転舵用アクチュエータに対して過負荷のときに前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限する駆動電流制限手段とを備えたステアバイワイヤシステムであって、
前記反力制御手段は、通常時には、前記操舵反力を前記転舵用アクチュエータへの駆動電流に対応させるように前記反力発生用アクチュエータを駆動し、前記駆動電流制限手段が前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限したときには、前記通常時より前記操舵反力を増大させるように前記反力発生用アクチュエータを駆動することを特徴とするステアバイワイヤシステム。
【請求項２】
前記駆動電流制限手段は、前記転舵用アクチュエータが所定温度以上になったことを前記過負荷として前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限することを特徴とする請求項１に記載のステアバイワイヤシステム。
【請求項３】
前記駆動電流制限手段が前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限したときに、前記ハンドルの舵角に対する前記操舵輪の転舵角の比率を通常時より小さくすることで状態変化を運転者に報知する状態報知手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のステアバイワイヤシステム。
【請求項４】
ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離され、前記ハンドルの舵角に応じて前記操舵輪を転舵する転舵用アクチュエータと、前記ハンドルに操舵反力を付与する反力発生用アクチュエータと、前記転舵用アクチュエータに対して過負荷のときに前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限する駆動電流制限手段とを備えたステアバイワイヤシステムの制御プログラムであって、
前記駆動電流制限手段が前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限しているか否かを検出するステップと、
前記駆動電流制限手段が前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限していないときに、前記操舵反力を前記転舵用アクチュエータへの駆動電流に対応させるように前記反力発生用アクチュエータを駆動するステップと、
前記駆動電流制限手段が前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限しているときに、前記操舵反力を増大させるように前記反力発生用アクチュエータを駆動するステップと、
前記駆動電流制限手段が前記転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限しているときに、前記ハンドルの舵角に対する前記操舵輪の転舵角の比率を通常時より小さくするステップとを備えたことを特徴とするステアバイワイヤシステムの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアバイワイヤシステム及びその制御プログラムに関する。
【０００２】
【関連技術】
一般に、ステアバイワイヤシステムでは、ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離され、転舵用アクチュエータがハンドルの舵角に応じて操舵輪を転舵し、反力発生用アクチュエータがハンドルに操舵反力を付与する構成になっている（例えば、特許文献１参照）。そして、開発中のステアバイワイヤシステムは、転舵用アクチュエータへの駆動電流に対応した大きさの操舵反力を発生させるように反力発生用アクチュエータを駆動制御する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３７１１２号公報（［０００２］、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、開発中のステアバイワイヤシステムでは、操舵輪が転舵し難い状態になって、転舵用アクチュエータが過負荷になると、転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限して過熱防止を図る。
しかしながら、開発中のステアバイワイヤシステムでは、転舵用アクチュエータへの駆動電流の制限に伴って操舵反力も小さくなり、操舵輪を転舵できない状態でハンドルを切り込みすぎる事態が生じ得た。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものでハンドルの切り込みすぎを防ぐことが可能なステアバイワイヤシステム及びその制御プログラムの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るステアバイワイヤシステムは、ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離され、ハンドルの舵角に応じて操舵輪を転舵する転舵用アクチュエータと、ハンドルに操舵反力を付与する反力発生用アクチュエータと、反力発生用アクチュエータを駆動制御する反力制御手段と、転舵用アクチュエータに対して過負荷のときに転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限する駆動電流制限手段とを備えたステアバイワイヤシステムであって、反力制御手段は、通常時には、操舵反力を転舵用アクチュエータへの駆動電流に対応させるように反力発生用アクチュエータを駆動し、駆動電流制限手段が転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限したときには、通常時より操舵反力を増大させるように反力発生用アクチュエータを駆動するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のステアバイワイヤシステムにおいて、駆動電流制限手段は、転舵用アクチュエータが所定温度以上になったことを過負荷として転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限するところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のステアバイワイヤシステムにおいて、駆動電流制限手段が転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限したときに、ハンドルの舵角に対する操舵輪の転舵角の比率を通常時より小さくすることで状態変化を運転者に報知する状態報知手段を備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明に係るステアバイワイヤシステムの制御プログラムは、ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離され、ハンドルの舵角に応じて操舵輪を転舵する転舵用アクチュエータと、ハンドルに操舵反力を付与する反力発生用アクチュエータと、転舵用アクチュエータに対して過負荷のときに転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限する駆動電流制限手段とを備えたステアバイワイヤシステムの制御プログラムであって、駆動電流制限手段が転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限しているか否かを検出するステップと、駆動電流制限手段が転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限していないときに、操舵反力を転舵用アクチュエータへの駆動電流に対応させるように反力発生用アクチュエータを駆動するステップと、駆動電流制限手段が転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限しているときに、操舵反力を増大させるように反力発生用アクチュエータを駆動するステップと、駆動電流制限手段が転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限しているときに、ハンドルの舵角に対する操舵輪の転舵角の比率を通常時より小さくするステップとを備えたところに特徴を有する。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
請求項１の発明では、通常時には、転舵用アクチュエータへの駆動電流に操舵反力を対応させるように反力発生用アクチュエータを駆動する。そして、転舵用アクチュエータへの駆動電流が制限されたときには、操舵反力が増大するように反力発生用アクチュエータを駆動してハンドルの操舵を規制するので、従来のハンドルの切り込みすぎを防ぐことが可能になる。
【００１１】
また、請求項２のステアバイワイヤシステムのように、転舵用アクチュエータが所定温度以上になったことを過負荷として、転舵用アクチュエータへの駆動電流を制限する構成にすれば、熱による転舵用アクチュエータの不具合を防ぐことができる。
【００１２】
さらに、請求項３のステアバイワイヤシステムでは、転舵用アクチュエータへの駆動電流が制限されると、ハンドルの舵角に対する操舵輪の転舵角の比率が通常時より小さくなって転舵輪が切れにくくなり、これにより状態変化を運転者に報知することができる。
【００１３】
請求項４の発明では、転舵用アクチュエータへの駆動電流が制限されたときには、操舵反力が増大してハンドルの操舵を規制することで、従来のハンドルの切り込みすぎを防ぐことが可能になると共に、ハンドルの舵角に対する操舵輪の転舵角の比率が通常時より小さくなり、ハンドルを回しても転舵輪が切れにくくなることをもって、転舵用アクチュエータへの駆動電流が制限されたことをドライバーに報知することができる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１には、本発明に係るステアバイワイヤシステム１０の全体構成が示されている。このステアバイワイヤシステム１０では、ハンドル１１と操舵輪３０，３０とが機械的に切り離されており、ハンドル１１の中心から延びたステアリングシャフト１２の先端部に反力発生用アクチュエータ１３が連結されている。反力発生用アクチュエータ１３は、モータ１４とウォームギヤ機構１５とからなる。モータ１４は、回転軸をステアリングシャフト１２と直交する方向に向けて配置され、そのモータ１４の回転軸に固定した図示しないウォームシャフトと、ステアリングシャフト１２に固定した図示しないウォームホイールとを噛合させて、ウォームギヤ機構１５が構成されている。
【００１４】
ステアリングシャフト１２の中間部分には、ハンドル１１の舵角θ１を検出するための舵角センサ１６と、ステアリングシャフト１２にかかる負荷トルク、即ち、ハンドル１１の操作に対する操舵反力を検出するためのトルクセンサ１７とが備えられている。
【００１５】
左右の操舵輪３０，３０の間には、転舵用アクチュエータ３３が備えられている。転舵用アクチュエータ３３は、モータ３１を内蔵したボールネジ機構となっており、図示しないボールネジナットをモータ３１により回転させて、ボールネジシャフト３４を車両の左右方向に直動させる構成になっている。そして、このボールネジシャフト３４の両端部に、操舵輪３０，３０が連結され、転舵用アクチュエータ３３の駆動によって操舵輪３０，３０が転舵される。また、転舵用アクチュエータ３３には、操舵輪３０，３０の転舵角θ２を検出するための転舵角センサ３２が備えられている。
【００１６】
図１において、符号２０はＥＣＵであって、舵角センサ１６、転舵角センサ３２、トルクセンサ１７、車速センサ２１等の検出信号を取り込んでいる。そして、車速等の運転状況に応じて、ハンドル１１の舵角θ１に対する転舵角θ２のギヤ比Ｒ（＝θ２／θ１）を演算する。そして、ＥＣＵ２０は、例えばハンドル１１の舵角θ１とギヤ比Ｒとの積から目標転舵角を演算し、操舵輪３０，３０を目標転舵角に向けて転舵させるように転舵用アクチュエータ３３（詳細には、モータ３１）に駆動電流を流す。
【００１７】
また、ＥＣＵ２０は、転舵用アクチュエータ３３の温度を図示しない温度センサからの検出信号として取り込んでおり、その温度が所定値以上になった場合を転舵用アクチュエータ３３への過負荷状態であると判断し、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流を制限する構成になっている。
【００１８】
さて、ＥＣＵ２０は、路面状況に応じた操舵輪３０の転舵抵抗をハンドル１１への操舵反力に反映させるように反力発生用アクチュエータ１３を駆動する。具体的には、所定周期で図２に示した制御プログラムＰＧ１をランする。すると、例えば、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流とギヤ比Ｒとの積に基づいて、ハンドル１１への操舵反力を演算する。次いで、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流を制限しているか否かをチェックする（Ｓ２）。ここで、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流の制限を行っていない場合には（Ｓ２でＮＯ）、この制御プログラムＰＧ１を抜ける。一方、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流の制限を行っている場合には（Ｓ２でＹＥＳ）、ステップＳ１で求めた操舵反力に所定の加算値を加えることで、操舵反力を増大させてから（Ｓ３）、この制御プログラムＰＧ１から抜ける。制御プログラムＰＧ１を抜けると、制御プログラムＰＧ１で求めた操舵反力を反力発生用アクチュエータ１３から発生させるようにＥＣＵ２０から反力発生用アクチュエータ１３のモータ１４に駆動電流を流す。以上の動作が所定の周期で繰り返される。
【００１９】
次に、上記構成からなる本実施形態のステアバイワイヤシステム１０の動作を説明する。このステアバイワイヤシステム１０では、通常時は、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流とギヤ比Ｒとの積に対応した操舵反力をハンドル１１に付与するので、運転者は、ハンドル１１と操舵輪３０，３０とが機械的に連結した構造のように、操舵輪３０，３０の転舵抵抗を感じ取りながら、運転を行うことができる。
【００２０】
また、運転状況に応じてギヤ比Ｒが変更され、このギヤ比Ｒと転舵用アクチュエータ３３のモータ３１への駆動電流との積に基づいて操舵反力が決定されるので、運転状況に応じた操舵フィーリングを提供することができる。具体的には、高速時にはギヤ比Ｒを小さくして、ハンドル１１の操舵に対して操舵輪３０が急激に転舵されないようにする一方、低速時にはギヤ比Ｒを大きくして、ハンドル１１の操舵に対して操舵輪３０，３０が急激に転舵されるようにすることができる。
【００２１】
さて、ハンドル１１を一方向の限界近くまで操舵させた所謂据え切り状態にすると転舵用アクチュエータ３３への負荷が増し、転舵用アクチュエータ３３の温度が上昇する。そして、転舵用アクチュエータ３３の温度が所定値以上になると、転舵用アクチュエータ３３が過負荷状態であると判断されて、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流が制限される。すると、この駆動電流の制限を条件にして、反力発生用アクチュエータ１３（詳細には、モータ１４）への駆動電流がアップされ、操舵反力が増大される。即ち、図３のグラフに示したように、ハンドル１１の舵角が限界に達すると、これ以上操舵輪３０，３０が切れ角を深める方向にハンドル１１を回転させることが規制される。
【００２２】
なお、上述した説明では据え切り状態でハンドル１１の操舵反力が増大する例を示したが、例えば操舵輪３０，３０が縁石に当接し転舵用アクチュエータ３３への負荷が増して電流制限が行われた場合にも同様に動作する。
【００２３】
このように本実施形態のステアバイワイヤシステム１０及びその制御プログラムＰＧ１によれば、転舵用アクチュエータ３３への駆動電流が制限されることで操舵輪３０，３０の転舵が規制されたときに、操舵反力が増大してハンドル１１の操舵も規制される。これにより、ハンドル１１の切り込みすぎを防ぐことが可能になる。また、転舵用アクチュエータ３３が所定温度以上になったことを過負荷として駆動電流を制限するので、熱による転舵用アクチュエータ３３の不具合を防ぐことができる。
【００２４】
なお、上記した実施形態の構成に加えて、例えば、ＥＣＵ２０が転舵用アクチュエータ３３への駆動電流を制限したことを条件にして、前記ギヤ比Ｒを小さくする構成にしてもよい。これにより、ハンドル１１の回転に対して操舵輪３０，３０が転舵され難い状態に切り替えられ、転舵用アクチュエータ３３が過負荷状態であることを運転者に報知することができる。
【００２５】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にステアバイワイヤの概念図
【図２】制御プログラムのフローチャート
【図３】ハンドルの舵角と反力トルクとの関係を示したグラフ
【符号の説明】
１０…ステアバイワイヤシステム
１１…ハンドル
１３…反力発生用アクチュエータ
２０…ＥＣＵ（反力制御手段、駆動電流制限手段）
３０…操舵輪
３３…転舵用アクチュエータ
ＰＧ１…制御プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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