(57)【要約】【課題】ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、操舵制御手段に給電するバッテリの電圧低下時のフェイルセーフを図る。【解決手段】ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両は、車両のシステムに電力を供給するバッテリ１０と、バッテリ１０から供給される電力で作動する電気モータ１２で車輪Ｗを転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置１１と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置１１の作動を制御する操舵制御手段Ｕｓと、車両を走行させるエンジンＥの作動をバッテリ１０から供給される電力で制御するエンジン制御手段Ｕｅと備える。バッテリ１０の電圧の低下時に、エンジン制御手段Ｕｅへの印加電圧が操舵制御手段Ｕｓへの印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るように、操舵制御手段Ｕｓへの印加電圧を昇圧する昇圧回路１５を設ける。【選択図】      図１
2005029002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシステムに電力を供給するバッテリ（１０）と、
バッテリ（１０）から供給される電力で作動する電気モータ（１２）で車輪（Ｗ）を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置（１１）と、
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置（１１）の作動を制御する操舵制御手段（Ｕｓ）と、
車両を走行させるエンジン（Ｅ）の作動をバッテリ（１０）から供給される電力で制御するエンジン制御手段（Ｕｅ）と、
を備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、
バッテリ（１０）の電圧の低下時に、エンジン制御手段（Ｕｅ）への印加電圧が操舵制御手段（Ｕｓ）への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るように、操舵制御手段（Ｕｓ）への印加電圧を昇圧する昇圧回路（１５）を設けたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両。
【請求項２】
車両のシステムに電力を供給するバッテリ（１０）と、
バッテリ（１０）から供給される電力で作動する電気モータ（１２）で車輪（Ｗ）を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置（１１）と、
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置（１１）の作動を制御する操舵制御手段（Ｕｓ）と、
車両を走行させるエンジン（Ｅ）の作動をバッテリ（１０）から供給される電力で制御するエンジン制御手段（Ｕｅ）と、
を備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、
エンジン制御手段（Ｕｅ）の起動後に、そのエンジン制御手段（Ｕｅ）の最低作動電圧を操舵制御手段（Ｕｓ）の最低作動電圧よりも高くする最低作動電圧増加手段（３４）を備えたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両。
【請求項３】
車両のシステムに電力を供給するバッテリ（１０）と、
バッテリ（１０）から供給される電力で作動する電気モータ（１２）で車輪（Ｗ）を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置（１１）と、
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置（１１）の作動を制御する操舵制御手段（Ｕｓ）と、
車両を走行させるエンジン（Ｅ）の作動をバッテリ（１０）から供給される電力で制御するエンジン制御手段（Ｕｅ）と、
を備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、
バッテリ（１０）の電圧を監視するバッテリ電圧監視手段（３６）を備え、バッテリ電圧監視手段（３６）はバッテリ（１０）の電圧の低下時にエンジン制御手段（Ｕｅ）への給電を停止することを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとの機械的接続を絶ち、ステアリングホイールの操作により発生する電気信号に基づいて、操舵制御手段がステアリングギヤボックスに設けた電気モータの駆動を制御して左右の車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）式操舵装置は、下記特許文献１および下記特許文献２により公知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−５５５０号公報
【特許文献２】
特許第３３６４６７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置はステアリングホイールとステアリングギヤボックスとの機械的接続が絶たれており、バッテリを電源とする電気モータの駆動力でステアリングギヤボックスを駆動して車輪を転舵するため、操舵制御手段に給電するバッテリ電圧が低下すると車輪を的確に転舵できなくなる可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、操舵制御手段に給電するバッテリの電圧低下時のフェイルセーフを図ることを目的とする。
【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、請求項１に記載された発明によれば、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、バッテリの電圧の低下時に、エンジン制御手段への印加電圧が操舵制御手段への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るように、操舵制御手段への印加電圧を昇圧する昇圧回路を設けたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、昇圧回路で操舵制御手段への印加電圧を昇圧することで、エンジン制御手段への印加電圧が操舵制御手段への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るようにするので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。また、このような電圧低下は発電系の故障により発生する場合が多いが、エンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、エンジン制御手段の起動後に、そのエンジン制御手段の最低作動電圧を操舵制御手段の最低作動電圧よりも高くする最低作動電圧増加手段を備えたことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、エンジン制御手段の起動後に、最低作動電圧増加手段がエンジン制御手段の最低作動電圧を操舵制御手段の最低作動電圧よりも高くするので、バッテリの電圧が低下する過程で先ずエンジン制御手段の最低作動電圧を下回ってエンジンが停止するため、バッテリの電圧が更に低下して操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、車両のシステムに電力を供給するバッテリと、バッテリから供給される電力で作動する電気モータで車輪を転舵するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置と、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置の作動を制御する操舵制御手段と、車両を走行させるエンジンの作動をバッテリから供給される電力で制御するエンジン制御手段とを備えたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両において、バッテリの電圧を監視するバッテリ電圧監視手段を備え、バッテリ電圧監視手段はバッテリの電圧の低下時にエンジン制御手段への給電を停止することを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置を有する車両が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、バッテリ電圧監視手段はエンジン制御手段への給電を停止するので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１実施例を示すものに、操舵制御手段Ｕｓは車載の１２Ｖのバッテリ１０を電源とし、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置１１の電気モータ１２の作動を制御して車輪Ｗ，Ｗを転舵する。電気モータ１２をＰＷＭ制御するためのＨブリッジ回路１３とバッテリ１０との間には常開型のリレー１４が配置される。Ｈブリッジ回路１３およびリレー１４を制御する操舵制御手段Ｕｓは、バッテリ１０の電圧を所定値（実施例では２Ｖ）昇圧する昇圧回路１５と、昇圧回路１５で昇圧した電圧を所定電圧（例えば５Ｖ〜３．３Ｖ）に調圧するレギュレータ１７と、レギュレータ１７から供給される電力で作動するマイクロコンピュータ１８と、マイクロコンピュータ１８に接続されてＨブリッジ回路１３の作動を制御する駆動インターフェース１９と、マイクロコンピュータ１８に接続されてリレー１４の作動を制御する駆動インターフェース２０とを備える。
【００１４】
バッテリ１０と操舵制御手段Ｕｓとの間にはイグニッションスイッチ２１が配置されており、イグニッションスイッチ２１をオンすると操舵制御手段Ｕｓが作動を開始する。操舵制御手段Ｕｓの最低作動電圧は、実施例において６Ｖに設定される。
【００１５】
イグニッションスイッチ２１のオンによりバッテリ１０から給電されるエンジン制御手段Ｕｅは、バッテリ電圧を所定電圧（例えば５Ｖ）に調圧するレギュレータ２２と、レギュレータ２２から供給される電力で作動するマイクロコンピュータ２３と、マイクロコンピュータ２３に接続されてエンジンＥの電子燃料噴射弁の作動を制御する駆動インターフェース２４とを備える。エンジン制御手段Ｕｅの最低作動電圧は、実施例において６Ｖに設定される。
【００１６】
次に、上記構成を備えた第１実施例の作用を説明する。
【００１７】
イグニッションスイッチ２１をオンするとバッテリ１０が操舵制御手段Ｕｓに接続されてマイクロコンピュータ１８が作動する。マイクロコンピュータ１８が駆動インターフェース２０を介してリレー１４にオン指令信号を出力すると、リレーコイル１４ａが励磁されてリレー１４がオンすることことで、Ｈブリッジ回路１３がバッテリ１０に接続される。マイクロコンピュータ１８は、車速Ｖと、ドライバーがステアリングホイールに入力する操舵トルクＴとに基づいて、駆動インターフェース１９を介してステア・バイ・ワイヤ式操舵装置１１の電気モータ１２をＰＷＭ制御し、その結果、ステアリングホイールの操作に応じた車輪Ｗ，Ｗの転舵角を得ることができる。
【００１８】
一方、イグニッションスイッチ２１をオンするとエンジン制御手段Ｕｅがバッテリ１０に接続され、バッテリ電圧をレギュレータ２２で調圧した５Ｖの電圧がマイクロコンピュータ２３に印加される。マイクロコンピュータ２３は、例えばスロットル開度θＴＨに基づいて、駆動インターフェース２４を介してエンジンＥの電子燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する。
【００１９】
さて、バッテリ１０の正常時の電圧は約１２Ｖであるため、最低作動電圧が共に６Ｖである操舵制御手段Ｕｓおよびエンジン制御手段Ｕｅは支障なく作動することができるが、例えばＡＣジェネレータの故障等によりバッテリ１０の電圧が１２Ｖから次第に低下する場合がある。バッテリ１０の電圧が前記最低作動電圧である６Ｖに低下したとき、操舵制御手段Ｕｓがエンジン制御手段Ｕｅよりも先に機能を停止してしまうと、エンジンＥによる車両の走行中に車輪Ｗ，Ｗの操舵機能が充分に発揮されなくなる可能性がある。
【００２０】
しかしながら本実施例では、操舵制御手段Ｕｓに設けた昇圧回路１５がバッテリ電圧を２Ｖ昇圧することにより、バッテリ電圧が４Ｖに低下するまでレギュレータ１７に最低作動電圧である６Ｖが印加されることになり、エンジン制御手段Ｕｅが電圧低下により機能を停止しても、しばらくの間は操舵制御手段Ｕｓの機能を確保することができる。特に、エンジン制御手段Ｕｅが機能を停止することで、その消費電力の分だけバッテリ１０の負荷が軽減されため、操舵制御手段Ｕｓの機能をより長い時間に亘って確保することができる。
【００２１】
このように、バッテリ電圧の低下時にエンジン制御手段Ｕｅの機能を操舵制御手段Ｕｓの機能に先立って停止させることにより、操舵制御手段Ｕｓによる車輪Ｗ，Ｗの操舵機能が阻害される前にエンジンＥへの燃料供給を遮断して車両を強制的に停止させ、車両の安全を確保することができる。
【００２２】
次に、図２に基づいて本発明の第２実施例を説明する。第２実施例において、第１実施例の構成要素に対応する構成要素に第１実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【００２３】
第２実施例の操舵制御手段Ｕｓは昇圧回路１５を備えておらず、その代わりにマイクロコンピュータ１８に接続された駆動インターフェース３１を備える。また第２実施例のエンジン制御手段Ｕｅとバッテリ１０との間には、常閉型のリレー３２と、それに並列に接続されたツェナーダイオード３３とよりなる最低作動電圧増加手段３４が接続されており、前記駆動インターフェース３１とリレーコイル３２ａとの間にリレー制御スイッチ３５が接続される。ツェナーダイオード３３の降伏電圧は、実施例では２Ｖとされる。リレー制御スイッチ３５は、バッテリ１０の電圧を監視するバッテリ電圧監視手段３６からの信号によりオン・オフされる。
【００２４】
しかして、バッテリ電圧監視手段３６で監視したバッテリ電圧が正常であるときにはリレー制御スイッチ３５はオフしており、従ってエンジン制御手段Ｕｅの最低作動電圧増加手段３４の常閉型のリレー３２はオンしており、エンジン制御手段Ｕｅのレギュレータ２２にはバッテリ電圧がそのまま印加される。この状態での第２実施例の作用は、前述した第１実施例と同じである。
【００２５】
例えばＡＣジェネレータの故障等によりバッテリ１０の電圧が１２Ｖから次第に低下して８Ｖに近づくと、バッテリ電圧監視手段３６からの信号でリレー制御スイッチ３５がオンし、エンジン制御手段Ｕｅの最低作動電圧増加手段３４のリレー３２がオフする。その結果、バッテリ１０とレギュレータ２２とがツェナーダイオード３３を介して接続され、レギュレータ２２にはバッテリ電圧からツェナーダイオード３３の降伏電圧である２Ｖを差し引いた電圧が印加される。そのため、バッテリ電圧が８Ｖまで低下するとレギュレータ２２に印加される電圧はエンジン制御手段Ｕｅの最低作動電圧である６Ｖまで低下してしまい、エンジンＥへの燃料供給が強制的に遮断されて車両は停止する。
【００２６】
このとき、操舵制御手段Ｕｓには、その最低作動電圧である６Ｖより高い８Ｖのバッテリ電圧が印加されるため、エンジン制御手段Ｕｅが電圧低下により機能を停止しても、しばらくの間は操舵制御手段Ｕｓの機能を確保することができる。特に、エンジン制御手段Ｕｅが機能を停止することで、その消費電力の分だけバッテリ１０の負荷が軽減されため、操舵制御手段Ｕｓの機能を長い時間に亘って確保することができる。
【００２７】
次に、図３に基づいて本発明の第３実施例を説明する。第３実施例において、第２実施例の構成要素に対応する構成要素に第２実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【００２８】
第２実施例の変形である第３実施例は、第２実施例の最低作動電圧増加手段３４の代わりに常閉型のリレー３７を備えており、このリレー３７はバッテリ電圧監視手段３６からの信号でオフするようになっている。
【００２９】
しかして、バッテリ電圧監視手段３６で監視したバッテリ電圧が低下して操舵制御手段Ｕｓおよびエンジン制御手段Ｕｅの最低作動電圧である６Ｖに近づくと、バッテリ電圧監視手段３６からの信号でリレー３７がオフし、エンジン制御手段Ｕｅへの通電が遮断される。その結果、操舵制御手段Ｕｓの作動停止に先立ってエンジン制御手段Ｕｅを作動停止させ、操舵制御手段Ｕｓの機能が確保されている間にエンジンＥへの燃料供給を断って車両を停止させることができる。
【００３０】
しかして、この第３実施例によっても、前記第１、第２実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、実施例では操舵制御手段Ｕｓの最低作動電圧とエンジン制御手段Ｕｅの最低作動電圧とが一致しているが、それらは必ずしも一致する必要はない。
【００３３】
また実施例ではエンジン制御手段ＵｅがエンジンＥの燃料噴射量を制御しているが、エンジンＥの点火を制御するものであっても良く、要するにエンジンＥを停止させることが可能であれば良い。
【００３４】
尚、操舵制御手段Ｕｓのレギュレータ１７やマイクロコンピュータ１８に低電圧対応の部品を採用したり、操舵制御手段Ｕｓのリレー１４を半導体化したり、操舵制御手段Ｕｓに内蔵電源を設けたりすることで操舵制御手段Ｕｓの最低作動電圧を低下させれば、本発明と同様の効果を得ることも可能である。
【００３５】
また実施例ではハードウエアによりエンジンＥを停止させるものを説明したが、本発明には、昨今自動車において一般化されてきたＣＡＮ通信等を用いたソフトウエアによりエンジンＥを停止させるものも含まれる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、昇圧回路で操舵制御手段への印加電圧を昇圧することで、エンジン制御手段への印加電圧が操舵制御手段への印加電圧よりも先に最低作動電圧を下回るようにするので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。また、このような電圧低下は発電系の故障により発生する場合が多いが、エンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【００３７】
また請求項２に記載された発明によれば、エンジン制御手段の起動後に、最低作動電圧増加手段がエンジン制御手段の最低作動電圧を操舵制御手段の最低作動電圧よりも高くするので、バッテリの電圧が低下する過程で先ずエンジン制御手段の最低作動電圧を下回ってエンジンが停止するため、バッテリの電圧が更に低下して操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【００３８】
また請求項３に記載された発明によれば、操舵制御手段およびエンジン制御手段に電力を供給するバッテリの電圧が低下すると、バッテリ電圧監視手段はエンジン制御手段への給電を停止するので、操舵制御手段が電圧低下で作動不能になる前にエンジンを停止させて車両の安全を確保することができる。しかもエンジンの停止により、それまでエンジン制御手段が消費していた電力を操舵制御手段に配分することができるため、車両の操舵機能をできるだけ長く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係るＳＢＷ式操舵装置およびエンジンの制御系のブロック図
【図２】第２実施例に係るＳＢＷ式操舵装置およびエンジンの制御系のブロック図
【図３】第３実施例に係るＳＢＷ式操舵装置およびエンジンの制御系のブロック図
【符号の説明】
１０        バッテリ
１１        ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置
１２        電気モータ
１５        昇圧回路
３４        最低作動電圧増加手段
３６        バッテリ電圧監視手段
Ｅ          エンジン
Ｕｅ        エンジン制御手段
Ｕｓ        操舵制御手段
Ｗ          車輪
【図１】
2005029002.tif 000003
【図２】
2005029002.tif 000004
【図３】
2005029002.tif 000005