(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転操作装置であって、
車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、
前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、
運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、
前記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、
前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更する運転制御量変更手段と、
を備える運転操作装置において、
前記検出される移動量が、前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値となったか否かを判定する異常状態判定手段を備え、
前記運転制御量変更手段は、
前記検出される移動量が、前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値となったと判定されたとき、前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更することに代え前記検出される操作力に基いて前記運転制御量を変更するように構成された運転操作装置。
【請求項２】
車両の運転操作装置であって、
車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、
前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更する運転制御量変更手段と、
運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、
前記操作力に抗する反力であって指示値に応じた大きさの反力を発生する反力発生手段と、
前記検出される移動量に基いて前記指示値を決定する反力指示値演算手段と、
を備える運転操作装置において、
前記検出される移動量が、前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値となったか否か、又は、前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないか否か、を判定する異常状態判定手段を備え、
前記反力指示値演算手段は、
前記検出される移動量が、前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値となったと判定されたとき、又は、前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないと判定されたとき、前記検出される移動量に基いて前記指示値を決定することに代え前記検出される操作力に基いて前記指示値を決定するように構成された運転操作装置。
【請求項３】
車両の運転操作装置であって、
車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、
前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、
運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、
前記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、
前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更する運転制御量変更手段と、
を備える運転操作装置において、
前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないか否かを判定する異常状態判定手段を備え、
前記運転制御量変更手段は、
前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないと判定されたときは前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更することに代え前記検出される操作力に基いて前記運転制御量を変更するように構成された運転操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作レバー等の操作部材の移動量等に応じて車両の転舵角等の運転制御量を変更する運転操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の運転制御装置は、例えば、特開平１０−２２６３５２号公報に記載されている。開示された装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、前記操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、検出された操舵角に応じて前記舵取機構の転舵角を増減制御する制御手段を備えている。また、この装置は、前記検出された操舵角に基いて前記操舵手段に与えるべき反力を求める制御手段と、電動モータ、同電動モータを駆動する反力増減部、及び同電動モータと前記操舵手段とを接続／切断するクラッチを含む反力増減手段と、前記反力増減手段の故障を検出したときに前記電動モータを短絡して前記反力を所定の値とする短絡手段とを備えていて、反力増減手段の故障時にも所定の反力を発生させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、反力増減手段の故障に起因して操舵手段が操舵（移動）できないようなステッィク故障（又は操舵ロック状態）が発生すると、検出される操舵角が一定値となるため、実質的に転舵角を変更することができないという問題がある。また、操舵角を検出する操舵角センサ等の操舵角検出手段が異常となった場合にも同様の問題が発生する。
【０００４】
本発明は、上記課題に対処するためになされたものであって、その特徴は、車両の運転操作装置であって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、前記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更する運転制御量変更手段と、を備える運転操作装置において、前記検出される移動量が「前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値」となったか否かを判定する異常状態判定手段を備え、前記運転制御量変更手段は、前記検出される移動量が「前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値」となったと判定されたときは「前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更する」ことに代え「前記検出される操作力に基いて前記運転制御量を変更する」ように構成されたことにある。
【０００５】
この場合、上記操作部材は車両のステアリングホイール型、航空機の所謂操縦桿型、ジョイスティック（操作レバー）型等、運転者により操作され車体に移動（直線移動、回動等を含む。）可能な部材であれば、どのような形状を有していてもよい。また、上記運転制御量は例えば転舵角（タイヤ切れ角）、内燃機関のスロットルバルブ開度又はアクセル開度、ブレーキアクチュエータの発生する制動力等の車両の運転のために操作される部材の制御量を含む。なお、この点は、以下に説明する発明についても同様に適用される。
【０００６】
これによれば、前記検出される移動量が「前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値」となっていないと判定されるときは前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量が変更されるとともに、前記検出される移動量が「前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値」となったと判定されたときは前記検出される移動量に代え前記検出される操作力に基いて同運転制御量が変更されるので、移動量検出手段が異常となったときであっても、車両の制御量の変更を継続することができる。
【０００７】
本発明の他の特徴は、車両の運転操作装置であって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更する運転制御量変更手段と、運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、前記操作力に抗する反力であって指示値に応じた大きさの反力を発生する反力発生手段と、前記検出される移動量に基いて前記指示値を決定する反力指示値演算手段と、を備える運転操作装置において、前記検出される移動量が「前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値」となったか否か、又は、前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないか否か、を判定する異常状態判定手段を備え、前記反力指示値演算手段は、前記検出される移動量が「前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値」となったと判定されたとき、又は、前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないと判定されたとき、前記検出される移動量に基いて前記指示値を決定することに代え前記検出される操作力に基いて前記指示値を決定するように構成されたことにある。
【０００８】
これによれば、前記検出される移動量が「前記移動量検出手段が正常である限りあり得ない値」となったと判定されたとき、又は、前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないと判定されたとき、前記検出される移動量に代え前記検出される操作力に基いて反力の指示値が変更されるので、移動量検出手段が異常となったときであっても、操作部材に対して適正な反力を付与することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴は、車両の運転操作装置であって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の移動量を検出する移動量検出手段と、運転者により前記操作部材に加えられる操作力を検出する操作力検出手段と、前記操作力に抗する反力を発生する反力発生手段と、前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更する運転制御量変更手段と、を備える運転操作装置において、前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないか否かを判定する異常状態判定手段を備え、前記運転制御量変更手段は、前記車両が所定車速以上で走行している場合に前記検出される移動量が所定時間以上変化しないと判定されたときは前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量を変更することに代え前記検出される操作力に基いて前記運転制御量を変更するように構成されたことにある。
【００１０】
これによれば、前記操作部材が移動不能であると判定されないときは少なくとも前記検出される移動量に基いて前記車両の運転制御量が変更されるとともに、前記操作部材が移動不能であると判定されたときは前記検出される移動量に代えて前記検出される操作力に基いて同運転制御量が変更されるので、反力発生手段の故障等により操作部材が移動不能となったときでも、車両の制御量の変更を継続することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による車両の運転操作装置の一実施形態について説明する。この運転操作装置は、図１及び図２に示した操作部材としての操作レバー（ジョイスティック）１０を備えている。操作レバー１０は、車両の運転席近傍に設けられ、図１に矢印で示したように、運転者により全体を前後方向及び左右方向に傾動（回動）させられるようになっている。
【００１２】
図２は、上記操作レバー１０を含む操作レバー装置の概略斜視図を示している。上記操作レバー１０は、円柱棒状のロッド１０ａと、同ロッド１０ａの上部外周に固定された円柱状の把持部１０ｂとを備えている。ロッド１０ａは略中央部に球状部１０ｃを備えていて、同球状部１０ｃにて車体に対して左右及び前後方向に回動可能に支持されている。なお、ロッド１０ａの軸方向が鉛直上下方向に沿う場合、操作レバー１０の回動位置はその回動方向中央位置である中立位置にあるものと定義される。また、ロッド１０ａには、同ロッド１０ａの車両左右方向の歪を同車両左右方向において操作レバー１０に加えられる操作力ＦＳとして検出する歪センサ（即ち、操作力センサ）１０ｄと、同ロッド１０ａの車両前後方向の歪を同車両前後方向において同操作レバー１０に加えられる操作力ＦＺとして検出する歪センサ（即ち、操作力センサ）１０ｅとが備えられている。
【００１３】
操作レバー装置は、また、操作レバー１０の車両左右方向の回動に対する反力（中立位置から車両左右方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する力）を発生する左右方向反力発生機構２０を備えている。この左右方向反力発生機構２０は、ガイドプレート２１、回転軸２２、第１歯車２３、第２歯車２４、直流電動モータ（左右反力用モータ）２５、及び移動量検出手段としての移動量センサ（操作量センサ）２６を備えている。
【００１４】
ガイドプレート２１は、Ｌ字状に屈曲されてなる板状部材であり、回転軸２２が固定された面が鉛直面内に存在するように配置され、水平方向に存在するように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干だけ大きい幅を有して車両前後方向に長手方向を有する溝２１ａが設けられていて、同溝内２１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。
【００１５】
回転軸２２は、その軸線が車両前後方向に沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持されていて、中央部に第１歯車２３を一体的に備えている。この第１歯車２３は電動モータ２５の回転軸に固定された第２歯車２４に噛合している。
【００１６】
以上の構成により、操作レバー１０は車体に対して左右方向に（左右方向の面内で）回動可能に支持されるとともに、電動モータ２５の回転により（電動モータ２５の発生トルクにより）ガイドプレート２１が回転軸２２回りに回動し、これにより、操作レバー１０が左右方向に回動されて同操作レバー１０に車両左右方向の反力が付与されるようになっている。
【００１７】
移動量センサ（移動量検出手段）２６は、回転軸２２の端部位置において車体に固定されていて、同回転軸２２の回転角を操作レバー１０の左右方向の移動量Ｘとして検出するようになっている。この移動量センサ２６の出力である移動量Ｘの値は、操作レバー１０が左右方向の中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。なお、移動量センサ２６は、回転軸２２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線移動量を検出するものであってもよく、回転軸２２の回転とともに移動する左右方向反力発生機構２０の他の部材の回転角変化を移動量Ｘとして検出するものであってもよい。
【００１８】
更に、操作レバー装置は、操作レバー１０の車両前後方向の回動に対する反力（中立位置から車両前後方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する力）を発生する前後方向反力発生機構３０を備えている。この前後方向反力発生機構３０は、ガイドプレート３１、回転軸３２、第３歯車３３、第４歯車３４、直流電動モータ（前後反力用モータ）３５、及び移動量センサ３６を備えている。
【００１９】
ガイドプレート３１は、Ｌ字状に屈曲されてなる板状部材であり、回転軸３２が固定された面が鉛直面内に存在するように配置され、水平方向に存在するように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干だけ大きい幅を有して車両左右方向に長手方向を有する溝３１ａが設けられ、同溝内３１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。
【００２０】
回転軸３２は、その軸線が車両左右方向に沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持されていて、中央部に第３歯車３３を一体的に備えている。この第３歯車３３は電動モータ３５の回転軸に固定された第４歯車３４に噛合している。
【００２１】
以上の構成により、操作レバー１０は車体に対して前後方向に（前後方向の面内で）回動可能に支持されるとともに、電動モータ３５の回転により（電動モータ３５の発生トルクにより）ガイドプレート３１が回転軸３２回りに回動し、これにより、操作レバー１０が前後方向に回動され、同操作レバー１０に車両前後方向の反力が付与されるようになっている。
【００２２】
また、移動量センサ（移動量検出手段）３６は、回転軸３２の端部位置において車体に固定されていて、同回転軸３２の回転角を操作レバー１０の前後方向の移動量Ｙとして検出するようになっている。この移動量センサ３６の出力である移動量Ｙの値は、操作レバー１０が前後方向の中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。なお、移動量センサ３６は、回転軸３２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線移動量を検出するものであってもよく、回転軸３２の回転とともに移動する前後方向反力発生機構３０の他の部材の回転角変化を移動量Ｙとして検出するものであってもよい。このような構成の結果、上記操作力センサ１０ｄ，１０ｅは、実質的に電動モータ２５，３５の負荷を検出する負荷検出手段をも構成している。
【００２３】
次に、本運転操作装置の電気制御装置について図３を参照しながら説明する。なお、図３は、説明を簡単にするため、左右方向の反力発生機構２０の電動モータ２５と操舵角制御機構とを示すが、前後方向の反力発生機構３０の電動モータ３５、操作レバー１０の前後方向の操作により変更される車両の内燃機関のスロットル開度及びブレーキアクチュエータの図示を省略している。
【００２４】
この電気制御装置４０は、マイクロコンピュータ４１と、電動モータ２５に所定の電流を流すためのスイッチング回路４２と、操舵用電動モータ５１に所定の電流を流すためのスイッチング回路４３とを備えている。
【００２５】
マイクロコンピュータ４１は、ＣＰＵ４１ａと、入力インターフェース４１ｂと、出力インターフェース４１ｃと、ＥＥＰＲＯＭ４１ｄ（Electrical Erasable PROM）とを含んでいて、ＣＰＵ４１ａは、後述するプログラム及びマップ等を記憶したＲＯＭ、及びＣＰＵ４１ａによるプログラムの実行時に一時的に演算値を記憶するＲＡＭからなるメモリ４１ｅを内蔵している。
【００２６】
入力インターフェース４１ｂは、バスを介してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、移動量センサ２６、操作力センサ１０ｄ、及び車両状態量センサとしての車速Ｖを検出する車速センサ６１と接続されていて、これらのセンサの検出値をＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。また、入力インターフェース４１ｂは、スイッチング回路４２の抵抗４２ａの上流側と接続されていて、同抵抗４２ａの上流側電位を検出することで電動モータ２５に流れる実際のモータ電流値（実モータ電流）ＲＩをＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００２７】
出力インターフェース４１ｃは、バスを介してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、スイッチング回路４２，４３、及び常開（ノーマリー・オープン）型のリレー４４に接続されていて、ＣＰＵ４１ａからの指令に基づきこれらの状態を変更する信号を送出するようになっている。
【００２８】
ＥＥＰＲＯＭ４１ｄは、車両バッテリ７０からの電源の供給を受けない状態においてもデータを記憶・保持する記憶手段であり、バスを介してＣＰＵ４１ａと接続されていて、電源が供給されている状態にて同ＣＰＵ４１ａから供給されるデータを格納するとともに、ＣＰＵ４１ａの要求に応じて保持しているデータを同ＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００２９】
スイッチング回路４２は、ゲートが出力インターフェース４１ｃにそれぞれ接続されたＭＯＳＦＥＴからなる４個のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、抵抗４２ａとを備えている。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の各ドレインは、車両に搭載されたバッテリ７０の電源ラインＬに上流側端子が接続されたリレー４４の下流側端子に接続されていて、同スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のソースは、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のドレインにそれぞれ接続され、同スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のソースは抵抗４２ａを介して接地されている。また、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ３との間は電動モータ２５の一側に接続され、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ４との間は電動モータ２５の他側に接続されている。
【００３０】
以上の構成により、スイッチング回路４２（即ち、電動モータ２５）はリレー４４がオン(閉成)したときにバッテリ７０から電源の供給を受け得る状態となり、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４が選択的に導通状態（オン状態）とされたとき、電動モータ２５に所定の方向の電流が流れて同電動モータ２５は一方向に回転し、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３が選択的に導通状態とされたとき、電動モータ２５に前記所定の方向と反対方向の電流が流れて同電動モータ２５は他方向に回転する。また、リレー４４がオフ（開成）したときには電動モータ２５の電源供給経路が遮断され、同電動モータ２５への通電は停止する。
【００３１】
スイッチング回路４３は、上記スイッチング回路４２と同様の構成を有していて、出力インターフェース４１ｃを介して与えられるＣＰＵ４１ａの指示に応じて操舵用モータ５１に所定の電流を流すようになっている。これにより、操舵用モータ５１が回転トルクを発生すると操舵機構５２が作動し、所定の転舵角θ（操舵角、タイヤ切れ角）が達成されるようになっている。
【００３２】
前記バッテリ７０の電源ラインＬには、運転者によりオン（閉成）状態又はオフ（開成）状態に切換えられるイグニッションスイッチ４５の一端が接続されている。イグニッションスイッチ４５の他端はダイオードＤ１を介してＣＰＵ４１ａ、入力インターフェース４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ４１ｄに接続されていて、イグニッションスイッチ４５がオン状態とされたとき、それぞれに電源が供給されるようになっている。また、ダイオードＤ１の下流は、リレー４４の下流側から前記ダイオードＤ１の下流側へ向う電流のみを許容するダイオードＤ２を介して前記リレー４４の下流側端子と接続されていて、リレー４４がオン状態とされたときは、イグニッションスイッチ４５の状態にかかわらず、ＣＰＵ４１ａ、入力インターフェース４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ４１ｄに電源が供給されるようになっている。
【００３３】
なお、図３においては省略されているが、実際には入力インターフェース４１ｂに移動量センサ３６が接続されるとともに、出力インターフェース４１ｃには警告灯、電動モータ３５に電流を付与するためのスイッチング回路、及び他のアクチュエータが接続されている。
【００３４】
次に、上記のように構成した運転操作装置の作動について、図４を参照して説明する。図４は、図３に示したＣＰＵ４１ａがプログラムを実行することにより達成する機能をブロック図で示したものであり、理解を容易にするために、車速センサ６１、移動量センサ２６、操作力センサ１０ｄ、反力発生用の電動モータ２５、スイッチング回路４２，４３、リレー４４、操舵用の電動モータ５１、操舵機構５２、及びバッテリ７０を併せて図示している。以下、各ブロック毎の機能について個別に説明し、その後、全体の作動について説明する。
【００３５】
先ず、操舵（転舵）制御について説明すると、この操舵制御はスイッチ部Ｂ１と操舵制御部（運転制御量変更手段）Ｂ２とにより達成される。
【００３６】
スイッチ部Ｂ１は、移動量異常検出部（移動量の異常状態判定手段）Ｂ３の出力に基いて、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘが正常であるときには同移動量Ｘを操舵制御部Ｂ２に出力し、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘが異常であるときには操作力センサ１０ｄの出力である操作力ＦＳを同操舵制御部Ｂ２に出力する。
【００３７】
操舵制御部Ｂ２は、入力された移動量Ｘ又は操作力ＦＳに基いて、図５又は図６の操舵角マップをそれぞれ使用して目標操舵角θｍを決定し、同目標操舵角θｍを達成するために必要な電流（電動モータ５１に流すべき電流であって、例えば目標操舵角θｍに比例する電流）Ｉθを求める。そして、操舵制御部Ｂ２は、前記電流Ｉθが操舵用モータ５１に流れるようにするための信号をスイッチング回路４３に供給し、スイッチング回路４３は、この信号に基いてスイッチング素子（図示省略）を制御する。この結果、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘが正常であるときには同移動量Ｘに応じた目標操舵角θｍとなるように操舵機構５２が駆動され、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘが異常であるときには、操作力ＦＳに応じた目標操舵角θｍとなるように操舵機構５２が駆動される。なお、操舵制御部Ｂ２に車両状態量として車速Ｖやヨーレートγを入力し、車速Ｖ又はヨーレートγによって目標操舵角θｍを補正してもよい。
【００３８】
次に、反力制御について説明すると、この反力制御は、上記移動量異常検出部Ｂ３に加え、通常時反力演算部Ｂ４、異常時反力演算部Ｂ５、操作力異常検出部Ｂ６、反力発生異常検出部Ｂ７、スイッチ部Ｂ８〜Ｂ１０、反力減衰部Ｂ１１、出力部Ｂ１２、２入力の論理積を出力する論理積部Ｂ１３、２入力の論理和を出力する論理和部Ｂ１４、及び電流検出部Ｂ１５により行われる。出力部Ｂ１２を除くこれらの機能部は反力指示値演算手段を構成している。
【００３９】
移動量異常検出部Ｂ３は、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘが、同移動量センサ２６が正常である限りあり得ない値となったときに同移動量Ｘ（又は、移動量センサ２６）が異常であると判定し、その旨をスイッチ部Ｂ１，Ｂ８、及び論理積部Ｂ１３に出力する。また、移動量異常検出部Ｂ３は、車両の運転中（例えば、車速センサ６１の出力である車速Ｖが所定車速より大きいとき等）において、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘが所定時間以上変化しないとき、同移動量Ｘ（又は、移動量センサ２６）が異常であると判定し、その旨をスイッチ部Ｂ１，Ｂ８、及び論理積部Ｂ１３に出力する。この場合、移動量異常検出部Ｂ３は、操作レバー１０が移動不能であるか否かを事実上判定している。なお、移動量Ｘが正常であるか否かの判定・検出は、上記方法に限定されることはなく、例えば、上記正常である限りあり得ない値となっている状態が所定時間以上継続したときに同移動量Ｘが異常であると判定してもよい。
【００４０】
通常時反力演算部Ｂ４は、車速センサ６１の出力である車速Ｖを入力するとともに、移動量センサ２６の出力である移動量Ｘを入力し、車速Ｖと移動量ＸとブロックＢ４内に示した反力マップとを用いて反力ＴＦを決定する。なお、反力ＴＦは、図示したように、同一移動量Ｘに対しては車速Ｖが大きいほど大きくなるように決定される。
【００４１】
一方、異常時反力演算部Ｂ５は、車速センサ６１の出力である車速Ｖを入力するとともに、操作力センサ１０ｄの出力である操作力ＦＳを入力し、車速Ｖと操作力ＦＳとブロックＢ５内に示した反力マップとを用いて反力ＴＦを決定する。なお、反力ＴＦは、図示したように、同一操作力ＦＳに対しては車速Ｖが大きいほど大きくなるように決定される。
【００４２】
操作力異常検出部Ｂ６は、操作力センサ１０ｄの出力である操作力ＦＳが、同操作力センサ１０ｄが正常である限りあり得ない値となったときに同操作力センサ１０ｄ（又は検出された操作力ＦＳ）が異常であると判定し、その旨を論理積部Ｂ１３に出力する。なお、操作力センサ１０ｄが正常であるか否かの判定は、上記方法に限定されることはなく、例えば、検出された操作力ＦＳが正常である限りあり得ない値となっている状態が所定時間以上継続したときに同操作力センサ１０ｄが異常であると判定してもよく、或いは、車両の運転中（例えば、車速センサ６１の出力である車速Ｖが所定車速より大きいとき等）において、操作力センサ１０ｄの出力である操作力ＦＳが所定時間以上変化しないとき、同操作力センサ１０ｄが異常であると判定してもよい。
【００４３】
反力発生異常検出部Ｂ７は、スイッチ部Ｂ１０から出力部Ｂ１２に与えられる反力指示値ＴＦｓと、抵抗４２ａの上流側の電位をＡＤ変換する電流検出部Ｂ１５によって検出される電動モータ２５に流れる電流ＲＩとを入力し、図７にフローチャートにより示した反力発生異常判定ルーチンを実行することで、出力部Ｂ１２、スイッチング回路４２、及び電動モータ２５（以下において、出力部Ｂ１２、スイッチング回路４２、及び電動モータ２５を反力発生部と称する。）の異常を検出し、その結果に応じた信号を出力部Ｂ１２、論理和部Ｂ１４、及びリレー４４に出力する。
【００４４】
ここで、図７に示した反力発生異常検出（判定）ルーチンについて、反力発生部が正常である場合から説明すると、ＣＰＵ４１ａは所定時間の経過毎にステップ７００から処理を開始し、ステップ７０５に進んで反力指示値ＴＦｓを読込むとともに、ステップ７１０に進んでモータ電流ＲＩを読込み、続くステップ７１５にてモータ電流ＲＩに所定の定数ｋを乗じて実際の反力（実反力）ＴＦｒを求める。
【００４５】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ７２０に進み、同ステップ７２０にて反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒの差の絶対値（|ＴＦｓ−ＴＦｒ|）が所定の閾値Ｔｈ以上か否かを判定する。この場合、反力発生部は正常であるから、反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒは略等しいので、反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒの差の絶対値（|ＴＦｓ−ＴＦｒ|）は所定の閾値Ｔｈより小さい。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７２５に進み、同ステップ７２５にてカウンタＣＮＴの値を「０」に設定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上の処理は、反力発生部が正常である限り、所定時間の経過毎に繰り返され、反力発生異常検出部Ｂ７は、出力部Ｂ１２、論理和部Ｂ１４、及びリレー４４に対して何らの信号も出力しない。
【００４６】
次に、反力発生部が異常となった場合について説明すると、ＣＰＵ４１ａはステップ７００〜７２０までを同様に実行するが、この場合、反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒの差の絶対値（|ＴＦｓ−ＴＦｒ|）が所定の閾値Ｔｈより大きくなる。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７３０に進み、同ステップ７３０にてカウンタＣＮＴの値を「１」だけ増大する。
【００４７】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ７３５に進み、同ステップ７３５にてカウンタＣＮＴの値が所定値ＣＮＴ０より大きいか否かを判定する。現時点は、カウンタＣＮＴの値は「０」から「１」だけ大きくなった直後であるので、所定値ＣＮＴ０より小さい。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ７３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００４８】
以降においても、反力発生部が異常であると、反力指示値ＴＦｓと実反力ＴＦｒの差の絶対値（|ＴＦｓ−ＴＦｒ|）は所定の閾値Ｔｈより大きく、従って、ＣＰＵ４１ａはステップ７００〜７２０、７３０、７３５、７９５を繰り返し実行する。このため、カウンタＣＮＴの値はステップ７３０の処理により次第に大きくなって、所定値ＣＮＴ０を超えるので、ＣＰＵ４１ａはステップ７３５に進んだときに「Ｙｅｓ」と判定してステップ７４０に進み、同ステップ７４０にて反力徐変指示（ハイレベル信号）を論理和部Ｂ１４に対して出力する。この結果、スイッチ部Ｂ９，Ｂ１０が反力減衰部Ｂ１１を出力部Ｂ１２に接続するように切換るとともに、反力減衰部Ｂ１１が反力指示値ＴＦｓの減衰を開始し、これにより発生する反力が時間とともに徐々に減少する。
【００４９】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ７４５に進み、同ステップ７４５にて反力指示値ＴＦｓが「０」であるか否かを判定する。現時点においては、反力指示値ＴＦｓは減衰を開始した直後であるから「０」でなく、従って、ＣＰＵ４１ａはステップ７４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に進み、同ステップ７９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００５０】
このような状態が継続すると、反力指示値ＴＦｓは反力減衰部Ｂ１１により次第に減少させられて「０」となる。このため、ＣＰＵ４１ａはステップ７４５に進んだとき、同ステップ７４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５０に進み、同ステップ７５０にてリレー４４をオフ状態に変更（開成）する。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ７５５に進み、同ステップ７５５にて出力部Ｂ１２に対し、電動モータ２５がモータブレーキを発生するような状態とするための指示（スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２を導通状態（オン）とし、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４を非導通状態（オフ）とすることで、電動モータ２５の両端を短絡するための指示）を発生し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上が、反力発生異常検出部Ｂ７の機能である。
【００５１】
なお、上記のルーチンにおいて、ステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定した場合であって、反力指示値ＴＦｓが先のステップ７４０と反力減衰部Ｂ１１により減少されているときは、これを正規の反力指示値ＴＦｓまで徐々に増大するように構成することが好適である。
【００５２】
スイッチ部Ｂ８は、通常時反力演算部Ｂ４により決定される反力ＴＦと、異常時反力演算部Ｂ５により決定される反力ＴＦの何れかを、移動量異常検出部Ｂ３の出力に応じて選択し、同選択した反力ＴＦを後段のスイッチ部Ｂ９に出力する。
【００５３】
スイッチ部Ｂ９及びスイッチ部Ｂ１０は、論理和部Ｂ１４の出力に応じて同時に切換り、論理和部Ｂ１４からの出力がない場合（ローレベル信号を受けている場合）、スイッチ部Ｂ８から入力される反力ＴＦをそのまま反力指示値ＴＦｓとして出力部Ｂ１２に出力する。一方、論理和部Ｂ１４からの出力がある場合（ハイレベル信号を受けた場合）、スイッチ部Ｂ８から入力される反力ＴＦを反力減衰部Ｂ１１を介して時間減衰して反力指示値ＴＦｓに変更し、これを出力部Ｂ１２に出力する。
【００５４】
出力部Ｂ１２は、ＰＷＭ回路を含んでいて、スイッチ部Ｂ１０から入力された反力指示値ＴＦｓに応じた電流値を求め、この電流値を有する電流を電動モータ２５に流すようにスイッチング回路４２の各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４に対して制御信号を出力する。また、前述したように、反力発生異常検出部Ｂ７からの信号に応じて、電動モータ２５を短絡状態とするための制御信号をスイッチング回路４２に供給する。
【００５５】
ＣＰＵ４１ａは、上述の各ブロックの機能を達成するプログラムを実行することによって、操舵制御と反力制御を行う。以下、場合を分けて説明する。
【００５６】
（システム（運転操作装置）全体が正常に機能しているとき）
この場合、移動量異常検出部Ｂ３、操作力異常検出部Ｂ６、及び反力発生異常検出部Ｂ７は何れも異常を検出しないので、その出力を発生しない（即ち、ローレベル信号を発生する）。この結果、操舵制御部Ｂ２は、移動量Ｘに応じて目標操舵角θｍを決定し、これに応じた操舵制御が達成される。また、通常時反力演算部Ｂ４により移動量Ｘと車速Ｖとに応じて決定された反力ＴＦが出力部Ｂ１２に反力指示値ＴＦｓとして与えられ、これに応じた反力が電動モータ２５により発生される。
【００５７】
（移動量センサの出力である移動量Ｘに異常が発生したとき）
この場合、移動量異常検出部Ｂ３が出力を発生する（ハイレベル信号を出力する）。従って、スイッチ部Ｂ１が切換り、操舵制御部Ｂ２に移動量Ｘに代えて操作力ＦＳが与えられ、操作力ＦＳによる操舵（転舵）制御が実行される。移動量センサ２６の出力が異常となる場合は、移動量センサ２６自体が故障した場合、又はスイッチング回路４２、電動モータ２５を含む反力発生機構２０が故障して操作レバー１０が移動不能となる場合（スティック故障発生時、ロック故障発生時）等が考えられるが、上記構成によれば、このように移動量Ｘが正確に検出できない場合や移動量Ｘが一定値となってしまう場合であっても、操作力ＦＳによる車両の操舵（運転制御量の変更）が可能となる。
【００５８】
また、移動量異常検出部Ｂ３が出力を発生すると、スイッチ部Ｂ８が切換り、通常時反力演算部Ｂ４に代えて異常時反力演算部Ｂ５によって決定される反力ＴＦに基く反力制御が実行される。従って、移動量センサ２６が故障した場合であって正しい移動量Ｘが検出できない場合であっても、操作力ＦＳによって適切な反力が操作レバー１０に付与される。
【００５９】
（操作力センサ及び移動量センサの出力である操作力ＦＳ及び移動量Ｘに異常が発生したとき）
この場合、移動量異常検出部Ｂ３及び操作力異常検出部Ｂ６の両ブロックが出力を発生する（ハイレベル信号を出力する）。従って、論理積部Ｂ１３の出力がハイレベルとなって、論理和部Ｂ１４の出力もハイレベルとなる。この結果、スイッチ部Ｂ９，Ｂ１０が切換り、その時点の反力ＴＦが反力減衰部Ｂ１１により時間とともに減衰されて反力指示値ＴＦｓに変換されるので、実際の反力が徐々に減少する。これにより、反力の急減がなく、安定した運転操作を行うことができる。
【００６０】
（反力発生機構２０、反力発生部（出力部Ｂ１２、スイッチング回路４２、及び電動モータ２５）に異常が発生した場合）
この場合、図７のルーチンを用いて説明したように、反力発生異常検出部Ｂ７は、先ず、論理和部Ｂ１４に反力徐変指示のためのハイレベル信号を出力するため、スイッチ部Ｂ９，Ｂ１０が切換り、その時点の反力ＴＦが反力減衰部Ｂ１１により時間とともに減衰されて反力指示値ＴＦｓに変換されるので、実際の反力が徐々に減少する。これにより、反力の急減がなく、安定した運転操作を行うことができる。
【００６１】
そして、所定時間だけ反力発生部の異常が検出され続けて反力指示値ＴＦｓが「０」となると、反力発生異常検出部Ｂ７はリレー４４をオフ状態に変更（開成）し、出力部Ｂ１２に対して電動モータ２５がモータブレーキを発生するような状態とするための指示を発生する。この結果、反力発生部への電源供給が遮断されるとともに、反力発生部が機能すれば電動モータ２５のモータブレーキによる反力が発生され、反力発生部の異常時にもある程度の反力が操作レバー１０に付与される。
【００６２】
以上、説明したように、本発明による運転操作装置によれば、移動量センサ２６、３６操作力センサ１０ｄ，１０ｅ、反力発生部等の異常が検出された場合に、異常内容に応じた操舵制御や反力制御を行うことができる。
【００６３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、通常時の操舵角制御は操作力ＦＳ、又は移動量Ｘの時間微分値を考慮して行ってもよく、また電動モータ２５に流れる電流は、所謂目標トルクに対するＰＩ制御又はＰＩＤ制御により決定してもよい。更に、上記実施形態は左右方向の反力発生機構２０に関する異常に対応するものであったが、本発明は前後方向の反力発生機構３０に関する異常に対しても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る運転操作装置の操作レバーの概略図である。
【図２】  図１に示した操作レバーを含む操作レバー装置の概略斜視図である。
【図３】  本発明の実施形態に係る運転操作装置の電気制御装置を示すブロック図である。
【図４】  図３に示したＣＰＵの実行するプログラムを表した機能ブロック図である。
【図５】  移動量と目標操舵角の関係を規定する操舵角マップである。
【図６】  操作力と目標操舵角の関係を規定する操舵角マップである。
【図７】  図４に示した反力発生異常検出部の機能を達成するために図３に示したＣＰＵが実行する反力発生異常検出ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…操作レバー、１０ａ…ロッド、１０ｄ，１０ｅ…操作力センサ、２０…左右方向反力発生機構、３０…前後方向反力発生機構、２１，３１…ガイドプレート、２５，３５…直流電動モータ、２６，３６…移動量センサ、４０…電気制御装置、４１…マイクロコンピュータ、４１ａ…ＣＰＵ、４２，４３…スイッチング回路、４４…リレー、５１…操舵用直流電動モータ、５２…操舵機構、６１…車速センサ、７０…バッテリ、Ｂ２…操舵制御部、Ｂ３…移動量異常検出部、Ｂ４…通常時反力演算部、Ｂ５…異常時反力演算部、Ｂ６…操作力異常検出部、Ｂ７…反力発生異常検出部、Ｂ１１…反力減衰部、Ｂ１２…出力部、Ｂ１３…論理積部、Ｂ１４…論理和部、Ｂ１５…電流検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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