(57)【要約】【課題】後輪舵角の検出センサの基準値を設定する処理を効率よく行うことのできる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】車両用操舵装置において、検出センサは、車両の後輪の転舵角を検出する。暫定基準値取得部は、検出センサの検出値を暫定基準値として記憶する。保持制御部は、検出センサの検出値を暫定基準値に保持するように制御する。基準設定部は、後輪の所定の舵角に対して検出手段の基準値を設定する。保持制御部は、基準設定部における検出センサの基準値の設定が完了した場合に、暫定基準値での保持を解除する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後輪の転舵角を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値を暫定基準値として記憶する暫定基準値取得手段と、
前記暫定基準値取得手段が前記暫定基準値を記憶した後、前記検出手段の検出値を前記暫定基準値に保持するように制御する保持制御手段と、を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
後輪の所定の舵角に対して前記検出手段の基準値を設定する基準設定手段をさらに備え、
前記保持制御手段は、前記基準設定手段による前記検出手段の基準値の設定が完了した場合に、前記暫定基準値での保持を解除することを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記保持制御手段は、保持制御中に後輪が外力により転舵すると、前記検出手段の検出値が前記暫定基準値となるように戻す制御をすることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用操舵装置。
【請求項４】
当該車両用操舵装置を車両に組み付けた初期の組付状態において、後輪の舵角は略中点にあり、
前記暫定基準値取得手段は、前記初期の組付状態においてイグニッションスイッチがオンとなった場合に、前記暫定基準値を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関し、特に車両出荷前における検査に適した車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、後輪用転舵装置として、前輪の操舵状態に応じて後輪の転舵角をアクチュエータにより制御するシステムが知られている（特許文献１参照）。特許文献１には、後輪を操舵する操舵機構と、操舵機構を駆動するモータと、後輪の舵角を検出する舵角検出センサと、後輪の目標舵角および舵角検出センサの検出結果にもとづいてモータの駆動を制御する制御部と、を備える後輪操舵装置が開示される。
【０００３】
特許文献１に記載の後輪操舵装置は、絶対舵角検出センサであるポテンショメータと相対舵角検出センサである磁極センサとを有し、ポテンショメータによって後輪の舵角の基準舵角を求め、基準舵角および磁極センサの出力変化からモータの回転角度を算出して舵角を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで後輪の転舵を制御するためには、舵角検出センサの検出結果と後輪の舵角との対応関係を予め正確に設定する必要があり、車両出荷前にその対応関係を設定する学習処理が検査場で実行される。この学習処理にかかる検査時間は可能な限り短くすることが好ましい。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、後輪舵角の検出手段の基準値を設定する処理を効率よく行うことのできる車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用操舵装置は、車両の後輪の転舵角を検出する検出手段と、検出手段の任意の検出値を暫定基準値として記憶する暫定基準値取得手段と、検出手段の検出値を暫定基準値に保持するように制御する保持制御手段と、を備える。
【０００８】
この態様によると、検出手段の検出値が暫定基準値からずれないようにでき、暫定基準値を記憶してから後輪の舵角の状態を保持できる。これにより、たとえば車両に車両用操舵装置を組み付けた直後の後輪の舵角の状態を保持することで、車両出荷前の検出手段の基準値の設定処理を効率よく実行できる。
【０００９】
後輪の所定の舵角に対して検出手段の基準値を設定する基準設定手段をさらに備えてもよい。保持制御手段は、基準設定手段における検出手段の基準値の設定が完了した場合に、暫定基準値での保持を解除してもよい。これにより、保持制御手段が保持してきた状態で基準値を設定することができる。
【００１０】
保持制御手段は、保持制御中に後輪が外力により転舵すると、検出手段の検出値が暫定基準値となるように戻す制御をしてもよい。これにより、後輪が転舵しても元の位置に戻すことができる。
【００１１】
当該車両用操舵装置を車両に組み付けた初期の組付状態において、後輪の舵角は略中点にある。これにより後輪の舵角が略中点にある状態を暫定基準値として記憶することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、後輪舵角の検出手段の基準値を設定する処理を効率よく行うことのできる車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両用操舵装置が搭載された車両を概略的に示す図である。
【図２】ＲＲ−ＥＣＵの機能ブロックを示す図である。
【図３】暫定基準設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、車両用操舵装置１が搭載された車両を概略的に示す図である。この車両の車両用操舵装置１は、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１０を備える。操舵ハンドル１０は、操舵入力軸１１の上端に固定されており、操舵入力軸１１の下端はＦＲアクチュエータ２１に接続されている。ＦＲアクチュエータ２１は、伝達比可変アクチュエータであってよく、電動モータであるＦＲモータ２２および減速機を有し、操舵入力軸１１の回転量（または回転角）に対して、減速機に接続された転舵出力軸１２の回転量（または回転角）を適宜変更する。
【００１５】
ＦＲモータ２２は、そのモータハウジングが操舵入力軸１１と一体的に接続されており、運転者による操舵ハンドル１０の回動操作に従って一体的に回転するようになっている。また、ＦＲモータ２２の駆動シャフトは減速機に接続されており、ＦＲモータ２２の回転力が駆動シャフトを介して減速機に伝達される。減速機は、所定のギア機構によって構成されており、転舵出力軸１２は上端にてこのギア機構に接続されている。これにより減速機は、ＦＲモータ２２の回転力が駆動シャフトを介して伝達されると、ギア機構によって駆動シャフトの回転を減速して転舵出力軸１２に伝達する。したがってＦＲアクチュエータ２１は、ＦＲモータ２２の駆動シャフトを介して、操舵入力軸１１と転舵出力軸１２とを相対回転可能に連結している。
【００１６】
また車両用操舵装置１は、転舵出力軸１２の下端に接続された前輪側転舵機構である前輪転舵ユニット４０を備えている。前輪転舵ユニット４０は、例えば、ラックアンドピニオン式を採用したギアユニットであり、転舵出力軸１２の下端に一体的に組み付けられたピニオンギアの回転がラックバーに伝達されるようになっている。また、前輪転舵ユニット４０には、運転者によって操舵ハンドル１０に入力される操舵力（より具体的には、操舵トルク）を軽減するための電動モータであるＥＰＳ（Electric Power Steering）モータ（不図示）が設けられており、ＥＰＳモータの発生するトルク（所謂、アシスト力）がラックバーに伝達されるようになっている。
【００１７】
この構成により、転舵出力軸１２の回転力がピニオンギアを介してラックバーに伝達されるとともに、ＥＰＳモータのアシスト力がラックバーに伝達される。これによりラックバーは、ピニオンギアからの回転力およびＥＰＳモータのアシスト力によって軸線方向に変位し、ラックバーの両端に接続された左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が左右に転舵されるようになっている。
【００１８】
また車両用操舵装置１は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に関連して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を転舵させることができる。このため、車両用操舵装置１は、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を転舵させるための後輪転舵ユニット４１を備えている。後輪転舵ユニット４１は、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を転舵させる回転駆動力を発生するＲＲアクチュエータ３１を備え、ＲＲアクチュエータ３１は後輪を転舵させるためのＲＲモータ３２を有している。ＲＲモータ３２はブラシレスモータであって、ＲＲモータ３２の回転角を検出するための第１検出センサ３３が設けられる。第１検出センサ３３は、所定の基準に対して相対的な回転角度を検出する相対角センサであって、ＲＲモータ３２のロータの回転位置を検出するレゾルバであってよい。第２検出センサ３４は、後輪転舵ユニット４１の絶対的なストロークを検出する絶対角センサであって、ストローク角を検出するポテンショメータであってよい。第１検出センサ３３は、第２検出センサ３４より検出精度が高い。第１検出センサ３３および第２検出センサ３４（これらを区別しない場合、検出センサという）は、後輪の舵角を検出する。後輪転舵ユニット４１は周知のギア機構を有していて、ＲＲモータ３２の回転を減速するとともに、減速した回転運動を軸線方向運動に変換し、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に伝達する。
【００１９】
この構成により、運転者による操舵ハンドル１０の回動操作に応じて、すなわち、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に合わせてＲＲモータ３２が回転駆動し、ギア機構によって減速された回転が軸線方向運動に変換される。そして、この軸線方向運動が左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に伝達されて、左右後輪ＲＷ１，ＲＷが左右に転舵されるようになっている。
【００２０】
車両用操舵装置１において、フロント制御装置（以下、「ＦＲ−ＥＣＵ２０」という）が、ＦＲアクチュエータ２１の動作を制御し、具体的にはＦＲモータ２２の回転を制御して、前輪ＦＷ１，ＦＷ２に対して転舵角を与える。ＦＲ−ＥＣＵ２０およびＦＲアクチュエータ２１は、ＦＲシステム２５を構成する。またリア制御装置（以下、「ＲＲ−ＥＣＵ３０」という）が、ＲＲアクチュエータ３１の動作を制御し、具体的にはＲＲモータ３２の回転を制御して、後輪ＲＷ１，ＲＷ２に対して転舵角を与える。ＲＲ−ＥＣＵ３０およびＲＲアクチュエータ３１は、ＲＲシステム３５を構成する。各ＥＣＵはＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備えている。
【００２１】
ところで、車両は組み立てられた後に、車両の状態を検査する学習処理を実行して出荷される。すなわち車両の組み立て工程を工場で実行した後、車両を検査場に移動させて検査場に設けられた学習用装置を用いて学習処理を実行する。学習処理には、後輪の舵角の基準値を設定する基準設定処理がある。基準設定処理について詳細は後述する。基準値はたとえば後輪の舵角の中点に設定され、舵角の中点は舵を切っていない左右方向に±０度の状態の位置であり、舵角が中点にある状態で走行した場合に後輪は直進する。
【００２２】
基準設定処理で後輪の舵角の中点を検出する場合に、後輪の舵角が中点から大きくずれていると非常に検出時間がかかる。ここで、車両を組み立てる際に、ＲＲアクチュエータ３１および後輪転舵ユニット４１は後輪の舵角が中点に位置する中立状態で組み付けられる。しかしながら移動前は中立状態にあっても検査場まで移動する間に後輪が転舵した場合は後輪の舵角が中点からずれて検査時間がかかる可能性がある。そこで実施形態では、ＲＲシステム３５が車両に組み付けられてから学習処理を完了するまで、後輪の舵角を初期の組付状態に保持する制御を実行する。これにより、検査時間が増えることを抑え、効率よく基準設定処理を実行できる。
【００２３】
図２は、ＲＲ−ＥＣＵ３０の機能ブロックを示す図である。ＲＲ−ＥＣＵ３０は、センサ値受取部５０、暫定基準値取得部５２、保持制御部５４、基準設定部５６、駆動部５８、基準値保有部６０および駆動制御部６２を備える。
【００２４】
センサ値受取部５０は、第１検出センサ３３および第２検出センサ３４からそれぞれの検出結果を受け取る。暫定基準値取得部５２は、検出センサの任意の検出値をそのまま暫定基準値として記憶する。暫定基準値取得部５２は、基準設定処理が完了していない場合に、第１検出センサ３３により検出されたＲＲモータ３２のロータの任意の回転位置を第１暫定基準値として記憶する。また、暫定基準値取得部５２は、基準設定処理が完了していない場合に、第２検出センサ３４により検出された検出値を第２暫定基準値として記憶する。第１暫定基準値および第２暫定基準値をとくに区別しない場合、暫定基準値という。暫定基準値は、検出センサにより検出された検出値の平均値であってもよい。
【００２５】
車両にＲＲシステム３５および後輪転舵ユニット４１を組み付けてから車両を検査場に移動させる前の初期の組付状態において、後輪の舵角は略中点にあるため、暫定基準値取得部５２はその状態における検出センサの検出値を暫定基準値として記憶する。これにより、後輪の舵角に関して初期の組付状態を記憶できる。たとえば、車両にＲＲシステム３５を組み付けて、イグニッションスイッチがオンとなりＲＲ−ＥＣＵ３０が起動した場合に、暫定基準値取得部５２は、基準設定処理が完了していなければ第１検出センサ３３からＲＲモータ３２の回転位置を第１暫定基準値として取得する。第１暫定基準値は、初期の組付状態における第１検出センサ３３が検出したＲＲモータ３２の回転位置である。ＲＲモータ３２は、初期の組付状態において後輪の舵角の略中点に対応する状態で組み付けられる。
【００２６】
保持制御部５４は、基準設定処理が完了していない場合に、検出センサの検出値が暫定基準値となるようにＲＲモータ３２を保持する制御をする。保持制御部５４は、車両の移動時などに後輪から伝達される外力によってＲＲモータ３２が回転しないように保持する制御信号を駆動部５８に送出する。これにより、ＲＲモータ３２の回転を固定できる。保持制御部５４は、少なくとも基準設定処理が完了した場合には、暫定回転位置でのＲＲモータ３２の保持を解除する。なお、保持制御部５４は、基準設定処理を開始した場合に暫定回転位置でのＲＲモータ３２の保持を解除してよい。保持制御部５４は、保持制御中に後輪が外力により転舵してＲＲモータ３２が回転すると、検出センサの検出値が暫定基準値となるようにＲＲモータ３２の回転位置を戻す制御をする。
【００２７】
具体的に保持制御中において保持制御部５４は、ＲＲモータ３２をほぼリジッドな状態にしてＲＲモータ３２が動作しないように制御しているものの、ＲＲモータ３２の回転位置が外力により変化すると、ＲＲモータ３２の回転位置を戻す。すなわち、保持制御部５４は、ＲＲモータ３２が動作しても、暫定基準値取得部５２より記憶した初期の組付状態にＲＲモータ３２の状態を戻す制御をする。たとえば検出センサの検出値と暫定基準値との差の絶対値が所定の閾値を超えた場合に、保持制御部５４は、検出センサの検出値が暫定基準値となるように、ＲＲモータ３２の回転位置を戻す制御をする。初期の組付状態ではＥＣＵの動作が不明であるため、一般的に学習処理を完了するまでＲＲモータ３２などの駆動制御を実行しないが、実施形態ではＲＲモータ３２に限って初期の組付状態を保つ駆動制御を実行する。これにより、基準設定処理においてＲＲアクチュエータ３１および後輪転舵ユニット４１の状態が初期の組付状態と同じくほぼ中立位置にあるため、効率よく学習処理を実行できる。
【００２８】
駆動部５８は、たとえばＲＲモータ３２を駆動する駆動回路であって、保持制御部５４および駆動制御部６２から入力された制御信号に応じた駆動電流をＲＲモータ３２に供給する。
【００２９】
基準設定部５６は、後輪の所定の舵角に対して検出センサの基準値を設定する。検出センサの基準値は、検出センサの検出値と後輪の舵角との対応関係を示し、例えば舵角の中点（中立角）に設定され、操舵ハンドル１０の中立位置と合うように設定される。基準設定部５６は、ＲＲモータ３２が中立角から回転していた場合に、ＲＲモータ３２を強制的に駆動させて補正をして基準値を設定できる。基準設定部５６は、基準値を設定すると完了フラグを立てて、基準値の情報を基準値保有部６０に送出する。基準値保有部６０は、基準設定部５６により設定された基準値の情報を保有する。なお、基準値の情報は暫定基準値取得部５２が保有する暫定基準値の情報とは異なる領域に記憶される。
【００３０】
駆動制御部６２は、ＦＲ−ＥＣＵ２０から目標舵角を受け取って後輪の舵角を制御する。具体的に駆動制御部６２は、第１検出センサ３３および第２検出センサ３４の検出値と、基準値保有部６０が有する基準値の情報と、後輪の目標舵角とにもとづいて制御信号を生成し、駆動部５８に制御信号を出力し、後輪の転舵を制御する。駆動制御部６２は基準値を後輪舵角の中立角として制御する。
【００３１】
図３は、暫定基準設定処理を示すフローチャートである。本図に示す暫定基準設定処理は、周期的に実行される。暫定基準値取得部５２は、ＩＧ（ignition switch）がオンされたか判定する（Ｓ１０）。ＩＧがオンされていなければ（Ｓ１０のＮ）当該処理を終了し、ＩＧがオンされていれば（Ｓ１０のＹ）、暫定基準値取得部５２は保持制御を実行する保持モード中であるか判定する（Ｓ１２）。
【００３２】
保持モード中であれば（Ｓ１２のＹ）当該処理を終了し、保持モード中でなければ（Ｓ１２のＮ）、暫定基準値取得部５２は基準設定処理が完了しているか判定する（Ｓ１４）。基準設定処理が完了していれば（Ｓ１４のＹ）、当該処理を終了する。基準設定処理が完了していなければ（Ｓ１４のＮ）、暫定基準値取得部５２はＲＲモータ３２における暫定基準値を第１検出センサ３３および第２検出センサ３４から取得して記憶し（Ｓ１６）、保持モードフラグを立てる（Ｓ１８）。なお保持制御部５４は、保持モードフラグが立つと、暫定基準値を用いて保持モードの制御を開始する。また保持制御部５４は、基準設定処理が完了していれば保持モードフラグを下ろし、保持モードを終了する。このように、学習処理が完了するまでＲＲアクチュエータ３１を初期の組付状態で保持することができ、基準設定処理の処理時間の増加を抑えることができる。
【００３３】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３４】
実施形態では、暫定基準設定処理において、第１検出センサ３３および第２検出センサ３４の検出値の両方を暫定基準値として取得する態様を示したがこれに限られない。たとえば一方のセンサの検出値を暫定基準値として取得してもよく、第１検出センサ３３の検出値がＲＲモータ３２の初期の組付状態であるとして、暫定基準値として取得してよい。この態様においても学習処理が完了するまでＲＲアクチュエータ３１の初期の組付状態を保持することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  車両用操舵装置、  １０  操舵ハンドル、  １１  操舵入力軸、  １２  転舵出力軸、  ２０  ＦＲ−ＥＣＵ、  ２１  ＦＲアクチュエータ、  ２２  ＦＲモータ、  ２５  ＦＲシステム、  ３０  ＲＲ−ＥＣＵ、  ３１  ＲＲアクチュエータ、  ３２  ＲＲモータ、  ３３  第１検出センサ、  ３４  第２検出センサ、  ３５  ＲＲシステム、  ４０  前輪転舵ユニット、  ４１  後輪転舵ユニット、  ５０  センサ値受取部、  ５２  暫定基準値取得部、  ５４  保持制御部、  ５６  基準設定部、  ５８  駆動部、  ６０  基準値保有部、  ６２  駆動制御部。
【図１】
2013127429.tif 000003
【図２】
2013127429.tif 000004
【図３】
2013127429.tif 000005