(57)【要約】【課題】本発明は、ステアバイワイヤシステムを停止させる時にステアリングロック機構をロック状態とし、システム再起動後に即座に通常の操舵を可能とするとともに、消費電流を抑えることを目的としている。【解決手段】このため、ステアリングホイールと操舵輪が機械的に切り離され、ステアリングホイールに路面反力に相当する反力を発生させる反力発生モータを備えたステアバイワイヤシステムにおいて、ロック状態にてステアリングホイールの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてステアリングホイールの回動操作を許容するステアリングロック機構を備え、ステアバイワイヤシステムを停止させる時に反力発生モータを駆動してステアリングロック機構がロック状態になるまでステアリングシャフトを回転させる。【選択図】図１
2012006487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと操舵輪が機械的に切り離され、前記ステアリングホイールに路面反力に相当する反力を発生させる反力発生モータを備えたステアバイワイヤシステムにおいて、ロック状態にて前記ステアリングホイールの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にて前記ステアリングホイールの回動操作を許容するステアリングロック機構を備え、前記ステアバイワイヤシステムを停止させる時に、前記反力発生モータを駆動して、前記ステアリングロック機構がロック状態になるまで、ステアリングシャフトを回転させることを特徴とするステアバイワイヤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はステアバイワイヤシステムに係り、特にステアバイワイヤシステムを停止させる時にステアリングロック機構をロック状態とし、システム再起動後に即座に通常の操舵を可能とする一方、消費電流を抑えるステアバイワイヤシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両には、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム、つまりステアバイワイヤシステムを搭載しているものがある。
このステアバイワイヤシステムは、ドライバーが人為的に操作するステアリングホイール（「ステアリングハンドル」あるいは「ハンドル」ともいう。）と、このステアリングホイールの操作状態を考慮して操舵輪を所望の操舵状態に動作する操舵機構と、ステアリングホイールの操作若しくは操舵機構の動作における操舵制御に用いられ電力を消費する複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータに給電して動作状態を制御する複数の制御装置などを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６２６２７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６１４１号公報
【特許文献３】特開２００７−１５３１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のステアバイワイヤシステムにおいて、上述の特許文献１には、電源オフ中にステアリングホイールが切られた場合に、システムを起動してハンドル反力発生用モータを駆動して中点にステアリングホイールを戻す技術が開示されている。
また、上述の特許文献３には、システム停止中にハンドル切れ角とタイヤ切れ角に差が生じた場合に、ハンドル切れ角を正としてこれにタイヤ切れ角が合うように制御し、調和をとる方策、または、タイヤ切れ角を正としてこれにハンドル切れ角が合うように制御し、調和をとる方策が開示されている。
そして、上述の特許文献１に開示される従来技術においては、システム再起動後に自動的にステアリングホイールやタイヤ（「操舵輪」ともいう。）が切られたりするため、エンジンをかけてから走り始めるまでに運転者が待つ、もしくは、通常と違う操舵感が発生してしまうという不都合がある。
このため、ステアバイワイヤシステムが停止した時点でハンドル切れ角に対応したタイヤ切り角を保証し、再起動時の待機時間や違和感をなくすことのできる改良が切望されていた。
また、上述の特許文献３は、ステアバイワイヤシステムの停止中にステアリングホイールの状態を監視し、ステアリングホイールの回転を検出した際に、システムを起動してステアリングホイールを中立位置に戻すように制御するため、消費電流が大きくなるという不都合がある。
参考までに追記すれば、上述の特許文献２には、ロック溝位置検出センサを用いて、ロック溝または検出溝までの距離を検出する技術が開示されている。
そして、この特許文献２においては、ステアリングロック機構のロック状態及びロック解除状態は、検出した距離に基づいて判定されることが記載されている。
前記ロック溝位置検出センサは、レーザ光や超音波を用いて距離を検出している。この発明のステアリングロック検出センサは、一例として特許文献２のロック溝位置検出センサと同様なものと考えることが可能である。
【０００５】
この発明は、ステアバイワイヤシステムを停止させる時にステアリングロック機構をロック状態とし、システム再起動後に即座に通常の操舵を可能とするとともに、消費電流を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、ステアリングホイールと操舵輪が機械的に切り離され、前記ステアリングホイールに路面反力に相当する反力を発生させる反力発生モータを備えたステアバイワイヤシステムにおいて、ロック状態にて前記ステアリングホイールの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にて前記ステアリングホイールの回動操作を許容するステアリングロック機構を備え、前記ステアバイワイヤシステムを停止させる時に、前記反力発生モータを駆動して、前記ステアリングロック機構がロック状態になるまで、ステアリングシャフトを回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、ハンドル切れ角とタイヤ切れ角とに確実に整合性を持たせてから、ステアバイワイヤシステムを停止させることができる。したがって、システム再起動後に即座に通常の操舵が可能となる。
また、従来技術においては、ステアバイワイヤシステム停止中にステアリングホイールの状態を監視し、ハンドルの回転を検出したら、ステアバイワイヤシステムを起動してステアリングホイールを中立位置に戻すように制御するので、消費電流が大きくなるという不具合がある。
この発明においては、ステアバイワイヤシステムを停止させる時にステアリングロック状態にするので、この後ステアリングホイールが回転することはない。したがって、消費電流を抑えることができる。
更に、従来技術においては、イグニションスイッチをオンすると、ステアリングホイールを中立位置に戻すまで通常の操舵はできない。
この発明においては、ステアリングロック状態にするので、ステアリングホイールが回転することはない。したがって、システム再起動後に即座に通常の操舵が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はこの発明の実施例を示すステアバイワイヤシステムの停止ロジック用フローチャートである。（実施例）
【図２】図２はステアバイワイヤシステムの起動ロジック用フローチャートである。（実施例）
【図３】図３はステアバイワイヤシステムの概略構成図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。
図３において、１は車両（図示せず）のステアバイワイヤシステムである。
このステアバイワイヤシステム１は、いわゆるステアバイワイヤ方式を採用したものであり、人為的に操作するステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の操作状態を考慮して操舵輪３、４を所望の操舵状態に動作する操舵機構５と、ステアリングホイール２の操作若しくは操舵機構５の動作における操舵制御に用いられ電力を消費する複数のアクチュエータ、例えばステアリングモータ６及び第１、第２操舵モータ７、８と、これらのモータ６〜８に給電して動作状態を制御する複数の第１〜第３制御装置９〜１１と、電力を発生させる発電機（図示せず）と、発生された電力を蓄えるとともに電力を他の装置に供給できる複数の電源（図示せず）とを備えている。
【００１１】
前記ステアリングホイール２は、ステアリングコラム１２に回動可能に支持されたステアリングシャフト１３の一端に取り付けられている。
そして、このステアリングコラム１２には、ドライバーが前記ステアリングホイール２を操作した際の回転に対する反力又は回転をアシスト（助勢）するアクチュエータとして、前記ステアリングモータ６を設けている。
このステアリングモータ６の駆動力は、前記ステアリングコラム１２に内蔵されたステアリングモータギヤ（図示せず）を介して前記ステアリングシャフト１３に伝達される。
また、前記ステアリングコラム１２には、前記ステアリングホイール２の回転角を検出するステアリングホイール回転検出手段１４を設ける。
このステアリングホイール回転検出手段１４は、前記ステアリングシャフト１３の回転角を前記ステアリングホイール２の回転角として検出する第１、第２回転角センサ１４ａ、１４ｂとからなる。
そして、これらの第１、第２回転角センサ１４ａ、１４ｂの間には、前記ステアリングシャフト１３の回転トルクを前記ステアリングホイール２の回転トルクとして検出するトルクセンサ１５を設けている。
【００１２】
前記操舵機構５は、前記ステアリングホイール２の操作状態を考慮して回転されるピニオンシャフト１６を備え、このピニオンシャフト１６の回転運動を内蔵するステアリングギヤ（図示せず）により直線運動に変換してラック軸（図示せず）に伝達するステアリングギヤボックス１７を備え、ラック軸（図示せず）の両端に直線運動を左右の前記操舵輪３、４に伝達して操向する左右のタイロッド１８、１９を備えている。
前記ステアリングギヤボックス１７には、ピニオンシャフト１６を支持する操舵モータギヤボックス２０を設けている。
この操舵モータギヤボックス２０は、ピニオンシャフト１６の一端を外部に露出させて回転可能に支持し、ピニオンシャフト１６の他端をステアリングギヤボックス１７内においてステアリングギヤによりラック軸に連絡している。
このとき、前記ステアバイワイヤシステム１は、前記ステアリングホイール回転検出手段１４の第１、第２回転角センサ１４ａ、１４ｂにより検出された前記ステアリングホイール２の回転角に基づいて前記操舵輪３、４を操舵する前記第１、第２操舵モータ７、８を備えている。
つまり、前記操舵モータギヤボックス２０には、ピニオンシャフト１６を回転させて前記操舵輪３、４を所望の操舵状態に動作する複数のアクチュエータとして、前記第１、第２操舵モータ７、８を設けている。
そして、第１、第２操舵モータ７、８の駆動力は、前記操舵モータギヤボックス２０に内蔵された操舵モータギヤにより前記ピニオンシャフト１６に伝達される。
【００１３】
また、複数の第１〜第３制御装置９〜１１において、第１制御装置９は、ステアリングモータ６に給電して動作状態を制御するステアリングモータ用制御装置からなるとともに、第２制御装置１０は、第１操舵モータ７に給電して動作状態を制御する第１操舵モータ用制御装置からなり、第３制御装置１１は、第２操舵モータ８に給電して動作状態を制御する第２操舵モータ用制御装置からなる。
このとき、ステアリングモータ用制御装置からなる前記第１制御装置９には、前記ステアリングモータ６を接続している。
前記第１操舵モータ用制御装置からなる前記第２制御装置１０には、前記第１操舵モータ７を接続している。
前記第２操舵モータ用制御装置からなる前記第３制御装置１１には、前記第２操舵モータ８を接続している。
そして、ステアリングモータ用制御装置からなる前記第１制御装置９と第１・第２操舵モータ用制御装置からなる前記第２及び第３制御装置１０、１１とは、前記ステアバイワイヤシステム１の制御手段２１を構成している。
この制御手段２１には、表示警報装置２２、車両情報検知手段、例えば車速検出手段２３を接続している。
このとき、表示警報装置２２は、車両のアラーム等の表示・ブザー等による通知を行う。
また、車両情報検知手段は、車両速度を検出する車両速度検知手段やエンジン回転数を検知するエンジン回転数検知手段、イグニションスイッチ状態を検知するスイッチ状態検知手段、変速機のシフト位置を検知するシフト位置検知手段などからなるものであり、この実施例においては、上述した車速検出手段２３として説明する。
【００１４】
前記ステアバイワイヤシステム１は、前記ステアリングホイール２と前記操舵輪３、４が機械的に切り離され、前記ステアリングホイール２に路面反力に相当する反力を発生させる反力発生モータとして作動する前記ステアリングモータ６を備えている。
また、前記ステアバイワイヤシステム１は、第１、第２回転角センサ１４ａ、１４ｂにより検出されたステアリングホイール２の回転角によって、前記第１、第２操舵モータ７、８を駆動して前記操舵輪３、４を左右へ切る制御を行う。
このとき、前記ステアリングホイール２への路面反力は、前記ステアリングモータ６を前記第１制御装置９が制御することで印加される。
【００１５】
そして、前記ステアリングホイール２には、前記ステアリングシャフト１３を介して、ステアリングホイール２側から前記ステアリングホイール回転検出手段１４の第１回転角センサ１４ａと、前記ステアリングコラム１２と、トルクセンサ１５と、前記ステアリングホイール回転検出手段１４の第２回転角センサ１４ｂとが順次設けられており、この第２回転角センサ１４ｂ部分に前記反力発生機構２４と回転ストッパ機構２５とを設けている。
このとき、回転ストッパ機構２５は、ステアリングホイール２の回転数を制限する機構である。
【００１６】
参考までに追記すると、前記反力発生機構２４は、前記ステアリングモータ６と同様に、前記ステアリングホイール２に反力を与えるものであるが、この反力発生機構２４は、前記ステアリングモータ６のフェール時に緊急用として作動するものであるため、前記ステアリングホイール２に反力を与える際にバネなどの付勢力を想定しており、この発明の前記ステアリングモータ６においては、一定の条件で成立する時に反力を大きくするものであるため、反力発生機構を使用しても実現することができるものではない。
【００１７】
更にまた、前記操舵モータギヤボックス２０には、ピニオンシャフト１６の回転角を検出するピニオンシャフト回転検出手段２６を備えている。
このピニオンシャフト回転検出手段２６は、図３に示す如く、前記ピニオンシャフト１６と前記ステアリングギヤボックス１７間に配設される２個の回転角センサ、つまり、第３、第４回転角センサ１４ｃ、１４ｄからなる。
【００１８】
そして、前記ステアバイワイヤシステム１は、ロック状態にて前記ステアリングホイール２の回動操作を不能とするとともにロック解除状態にて前記ステアリングホイール２の回動操作を許容するステアリングロック機構２７を備え、前記ステアバイワイヤシステム１を停止させる時に、前記反力発生モータである前記ステアリングモータ６を駆動して、前記ステアリングロック機構２７がロック状態になるまで、前記ステアリングシャフト１３を回転させる構成とする。
詳述すれば、前記ステアバイワイヤシステム１は、第３、第４回転角センサ１４ｃ、１４ｄからなるピニオンシャフト回転検出手段２６の検出する回転角に応じて、前記第１、第２操舵モータ７、８を駆動して前記操舵輪３、４を左右へ切る制御を行う。
このとき、前記ステアリングホイール２への路面反力は、前記反力発生モータである前記ステアリングモータ６を前記制御手段２１が駆動制御することで印加される。
そして、前記ステアリングロック機構２７を作動させることで前記ステアリングシャフト１３を回転しないように固定している。
このとき、前記ステアリングロック機構２７には、図３に示す如く、ステアリングロックがかかったかどうかを検出するステアリングロック検出センサ２８を設ける。
これにより、前記ステアバイワイヤシステム１は、ハンドル切れ角とタイヤ切れ角とに確実に整合性を持たせてから停止させることができる。したがって、システム再起動後に即座に通常の操舵が可能となる。
また、従来技術においては、ステアバイワイヤシステム１停止中にステアリングホイール２の状態を監視し、ハンドルの回転を検出したら、ステアバイワイヤシステム１を起動してステアリングホイール２を中立位置に戻すように制御するので、消費電流が大きくなるという不具合がある。
この発明においては、ステアバイワイヤシステム１を停止させる時にステアリングロック状態にするので、この後ステアリングホイール２が回転することはない。したがって、消費電流を抑えることができる。
更に、従来技術においては、イグニションスイッチをオンすると、ステアリングホイール２を中立位置に戻すまで通常の操舵はできない。
この発明においては、ステアリングロック状態にするので、ステアリングホイール２が回転することはない。したがって、システム再起動後に即座に通常の操舵が可能となる。
【００１９】
前記ステアバイワイヤシステム１は、システムの停止条件として、
（１）イグニションスイッチのオフ（ＩＧ  ＯＦＦ）、
かつ、
（２）車速＝０ｋｍ／ｈ、
かつ、
（３）前記ステアリングホイール２がロック状態である
こととする。
また、前記ステアバイワイヤシステム１は、システムの起動条件として、
（１）イグニションスイッチのオン（ＩＧ  ＯＮ）、
もしくは、
（２）前記ステアリングホイール２がロック解除状態である
こととする。
追記すれば、このステアリングホイール２のロック状態が解除されると、前記ステアバイワイヤシステム１が再起動する。そして、再度、ステアリングホイール２をロック状態とするように制御する。したがって、ハンドル切れ角とタイヤ切れ角とに確実に整合性を持たせることができる。
更に、前記ステアバイワイヤシステム１は、システムが稼働中に、
（１）イグニションスイッチのオフ（ＩＧ  ＯＦＦ）、
かつ、
（２）車速＝０ｋｍ／ｈ、
かつ、
（３）前記ステアリングホイール２がロック解除状態である
場合に、システムを停止できるように前記反力発生モータである前記ステアリングモータ６を駆動して前記ステアリングロック機構２７のロック位置まで１０ｄｅｇ／ｓ程度の低速で前記ステアリングホイール２を回転させる。このとき、前記ステアリングモータ６で発生する前記ステアリングシャフト１３上のトルクは前記トルクセンサ１５で測定し、０．５Ｎｍ以下とする。なお、前記ステアリングホイール２を急激に回転させると、運転者がステアリングホイール２に触れていた場合に、ステアリングホイール２が運転者の手にぶつかってしまうおそれがある。そのため、低速かつ低トルクでステアリングホイール２を回転させる。
同時に、前記操舵輪３、４もハンドル角に応じたタイヤ切れ角になるように前記操舵輪３、４を制御する。
また、最終的なハンドル切れ角が小さくなるように、右／左に切れた状態の時は、左／右にステアリングホイール２を切るようにする。
そして、前記ステアリングシャフト１３をステアリングロック位置まで回転させ、前記ステアリングロック検出センサ２８によってステアリングロックがかかった状態を検出できたら、前記ステアバイワイヤシステム１を停止する。
【００２０】
次に、図１の前記ステアバイワイヤシステム１の停止ロジック用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００２１】
このステアバイワイヤシステム１の停止ロジック用プログラムがスタート（１０１）すると、イグニションスイッチがオフ状態であるか否かの判断（１０２）に移行する。
そして、このイグニションスイッチがオフ状態であるか否かの判断（１０２）において、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、前記車速検出手段２３の検出した車両速度が、
車速＝０ｋｍ／ｈ
であるか否かの判断（１０３）に移行し、判断（１０２）がＮＯの場合には、後述する前記ステアバイワイヤシステム１の停止ロジック用プログラムのエンド（１１０）に移行する。
また、
車速＝０ｋｍ／ｈ
であるか否かの判断（１０３）において、判断（１０３）がＹＥＳの場合には、制御開始ハンドル角度θ取得の処理（１０４）に移行し、判断（１０３）がＮＯの場合には、前記ステアバイワイヤシステム１の停止ロジック用プログラムのエンド（１１０）に移行する。
この制御開始ハンドル角度θ取得の処理（１０４）の後には、前記ステアリングホイール２がロック状態であるか否かの判断（１０５）に移行する。
そして、この前記ステアリングホイール２がロック状態であるか否かの判断（１０５）において、判断（１０５）がＹＥＳの場合には、前記ステアバイワイヤシステム１を停止する処理（１０６）に移行し、その後に、前記ステアバイワイヤシステム１の停止ロジック用プログラムのエンド（１１０）に移行する。
また、前記ステアリングホイール２がロック状態であるか否かの判断（１０５）において、判断（１０５）がＮＯの場合には、制御開始ハンドル角度θが右に切り状態であるか否かの判断（１０７）に移行する。
この制御開始ハンドル角度θが右に切り状態であるか否かの判断（１０７）において、判断（１０７）がＹＥＳの場合には、ハンドルである前記ステアリングホイール２を１０ｄｅｇ／ｓにて左回転させる（このとき、前記ステアリングシャフト１３のトルクは前記トルクセンサ１５で測定し、０．５Ｎｍ以下に規制する。）処理（１０８）に移行し、その後に、上述した前記ステアリングホイール２がロック状態であるか否かの判断（１０５）に戻る。
更に、制御開始ハンドル角度θが右に切り状態であるか否かの判断（１０７）において、判断（１０７）がＮＯの場合には、ハンドルである前記ステアリングホイール２を１０ｄｅｇ／ｓにて右回転させる（このとき、前記ステアリングシャフト１３のトルクは前記トルクセンサ１５で測定し、０．５Ｎｍ以下に規制する。）処理（１０９）に移行し、その後に、上述した前記ステアリングホイール２がロック状態であるか否かの判断（１０５）に戻る。
【００２２】
また、図２の前記ステアバイワイヤシステム１の起動ロジック用フローチャートに沿って説明する。
【００２３】
このステアバイワイヤシステム１の起動ロジック用プログラムがスタート（２０１）すると、イグニションスイッチがオン状態であるか否かの判断（２０２）に移行する。
そして、このイグニションスイッチがオン状態であるか否かの判断（２０２）において、判断（２０２）がＹＥＳの場合には、前記ステアバイワイヤシステム１を起動する処理（２０３）に移行し、その後に、後述する前記ステアバイワイヤシステム１の起動ロジック用プログラムのエンド（２０５）に移行する。
また、イグニションスイッチがオン状態であるか否かの判断（２０２）において、判断（２０２）がＮＯの場合には、前記ステアリングホイール２がロックオフ、つまりロック解除状態であるか否かの判断（２０４）に移行する。
この前記ステアリングホイール２がロックオフ、つまりロック解除状態であるか否かの判断（２０４）において、判断（２０４）がＹＥＳの場合には、前記ステアバイワイヤシステム１を起動する処理（２０３）に移り、その後に、前記ステアバイワイヤシステム１の起動ロジック用プログラムのエンド（２０５）に移行する一方、判断（２０４）がＮＯの場合には、そのまま前記ステアバイワイヤシステム１の起動ロジック用プログラムのエンド（２０５）に移行する。
【符号の説明】
【００２４】
１  ステアバイワイヤシステム
２  ステアリングホイール
３、４  操舵輪
５  操舵機構
６  ステアリングモータ（反力発生モータ）
７、８  第１、第２操舵モータ
９〜１１  第１〜第３制御装置
１２  ステアリングコラム
１３  ステアリングシャフト
１４  ステアリングホイール回転検出手段
１５  トルクセンサ
１６  ピニオンシャフト
１７  ステアリングギヤボックス
１８、１９  左右のタイロッド
２０  操舵モータギヤボックス
２１  制御手段
２２  表示警報装置
２３  車速検出手段
２４  反力発生機構
２５  回転ストッパ機構
２６  ピニオンシャフト回転検出手段
２７  ステアリングロック機構
２８  ステアリングロック検出センサ
【図１】
2012006487.tif 000003
【図２】
2012006487.tif 000004
【図３】
2012006487.tif 000005