JP2004249933A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面状態や走行状態や操舵状態等の操舵に影響を与える要因の変化に応じ、ステアリングホイールの回転許容量の範囲設定や変更を行うことにより、最適な操舵性能や操舵感を実現することができる車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】ステアリングホイール１の回転を阻止してステアリングホイール１の回転許容範囲を設定する回転阻止手段１３を備えたステア・バイ・ワイヤの車両用操舵装置において、前記回転阻止手段１３は、ステアリングホイール１の回転に連動して移動する移動部材２２と、該移動部材２２の移動を阻止する阻止部材２３と、を有し、前記阻止部材２３は、前記移動部材２２の動きに伴って位置を移動可能とすると共に、前記移動部材２２の移動を阻止する場合は前記阻止部材２３の位置を固定する構成とした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操向輪の転舵装置に機械的に連結されていない操舵系を備えたステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置は、舵取機構１に機械的に連結されていないステアリングホイール２の回転に連動するコラム２０の回転に追従して移動可能な移動体４０と、該移動体４０に当接して移動体４０の移動許容量を設定する二つの阻止部４１，４２を設けて、ステアリングホイール２の中立位置に対する左右への回転許容量を設定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他のステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置は、操作部材の操作に応じて回転する入力シャフト１０と、舵角の変化により回転するように車輪に機械的に連結される出力シャフト３１との間に介在する回転規制機構４０は、入力シャフト１０側に設けられる受け部４１ａ，４１ｂと、出力シャフト３１側に設けられる当たり部４７ａ，４７ｂとを有する。操舵用アクチュエータの動きによる舵角変化量の目標値からの誤差の増大時に、出力シャフト３１の回転による当たり部４７ａ，４７ｂの位置変化を受け部４１ａ，４１ｂにより規制することで、出力シャフト３１の入力シャフト１０に対する相対回転を阻止するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９４１５２号公報（図１）
【特許文献２】
特開２００１−８０５３１号公報（図５及び図６）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１に記載された車両用操舵装置にあっては、車両走行中は回転許容量の設定範囲を変更できない構成であったため、操向輪が縁石に当たった場合や、深い轍にはまった場合でもステアリングホイールは操舵できてしまうという問題があった。
【０００６】
また、従来の特許文献２に記載された車両用操舵装置にあっては、回転許容量の設定範囲はステアリングホイールの操舵角に応じてのみ変化する構成であったため、上述と同様に、操向輪が縁石に当たった場合や、深い轍にはまった場合でもステアリングホイールは操舵できてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、路面状態や走行状態や操舵状態等の操舵に影響を与える要因の変化に応じ、ステアリングホイールの回転許容量の範囲設定や変更を行うことにより、最適な操舵性能や操舵感を実現することができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
ステアリングホイールの回転許容範囲を設定する回転阻止手段を備えたステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置において、
前記回転阻止手段は、前記ステアリングホイールの回転に連動して移動する移動部材と、該移動部材の移動を阻止する阻止部材と、を有し、
前記阻止部材は、前記移動部材の動きに伴って位置を移動可能とすると共に、前記移動部材の移動を阻止する場合は前記阻止部材の位置を固定することを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵装置にあっては、阻止部材は、移動部材の動きに伴って位置を移動可能とすると共に、移動部材の移動を阻止する場合は阻止部材の位置を固定する、すなわち、ステアリングホイールの回転許容量の自由な範囲設定や自由な変更が可能な構成としたため、路面状態や走行状態や操舵状態等の操舵に影響を与える要因の変化に応じ、ステアリングホイールの回転許容量の範囲設定や変更を行うことにより、最適な操舵性能や操舵感を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵装置を実現する実施の形態を、図面に示す第１実施例〜第４実施例に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。図１において、１はステアリングホイール、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ（反力トルク検出手段）、４は操作角センサ、５は操向輪、６は伝達部、７はステアリングギア（転舵装置）、８は転舵アクチュエータ、９は転舵角センサ、１０は操舵コントローラ、１１は車速センサ（車速検出手段）、１２はロードセル（操向輪外力検出手段）、１３は回転阻止手段、１４はステアリングシャフトである。
【００１２】
前記ステアリングホイール１を備えた操舵系ユニットと、前記ステアリングギア７を備えた転舵系ユニットとは、機械的に連結されていない独立ユニットによる構成とされている。そして、操舵制御系により、前記操舵系ユニットの反力アクチュエータ２及び回転阻止手段１３と、前記転舵系ユニットの転舵アクチュエータ８と、が駆動制御される。
【００１３】
前記操舵系ユニットの構成を説明すると、ドライバによる操作手段であるステアリングホイール１には、ステアリングホイール１と一体回転する軸長の短いステアリングシャフト１４が連結されている。前記ステアリングシャフト１４上には、ステアリングホイール１側から順に、ステアリングホイール１と反力アクチュエータ２の間で発生している反力トルクを検出するトルクセンサ３と、ステアリングホイール１に操作反力を与える反力アクチュエータ２と、ステアリングホイール１が操作された操作量を検出する操作角センサ４と、ステアリングホイール１の回転を阻止してステアリングホイール１の回転許容範囲を設定する回転阻止手段１３と、が設けられている。
【００１４】
前記転舵系ユニットの構成を説明すると、操向輪５，５を転舵するステアリングギア７には、ステアリングギア７を操作するための出力を加える転舵アクチュエータ８が連結されている。前記ステアリングギア７の左右位置には、ステアリングギア７からの力を伝達する伝達部６，６と、該伝達部６，６を介して入力される力により転舵される操向輪５，５と、が設けられている。
【００１５】
前記操舵制御系の構成を説明すると、操舵コントローラ１０は、ステアリングホイール１の操舵角および車両の走行状態（例えば、車速等）に基づいて算出された目標転舵角となるように、転舵アクチュエータ８を駆動制御する転舵制御部（転舵制御手段）と、操舵時に適切な操作反力を発生させるための制御量を算出し、反力アクチュエータ２に駆動指令を出力する操舵反力制御部と、ステアリングホイール１の回転を阻止するかどうかの判断に基づいて、ステアリングホイール１の回転許容範囲の設定制御を行う駆動指令を回転阻止手段１３に出力する回転阻止制御部と、を有する。
【００１６】
前記操舵コントローラ１０には、トルクセンサ３と、操作角センサ４と、転舵角センサ９と、車速センサ１１と、ロードセル１２と、後述する左側阻止部材位置センサ２６Ｌと右側阻止部材位置センサ２６Ｒからの信号が入力される。操舵コントローラ１０からは、操舵系ユニットの反力アクチュエータ２及び回転阻止手段１３と、転舵系ユニットの転舵アクチュエータ８に対し、操舵時に所定の駆動制御指令が出力される。
【００１７】
図２は第１実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。図２において、２は反力アクチュエータ、３はトルクセンサ、４は操作角センサ、１３は回転阻止手段、１４はステアリングシャフトである。
【００１８】
前記回転阻止手段１３の構成を説明する。前記ステアリングシャフト１４を中心軸位置に配置した円筒ケース１５には、その上部開口位置に上部エンドプレート１６が固定され、その下部開口位置に下部エンドプレート１７が固定されている。ステアリングシャフト１４は、その上部位置及び下部位置にて２つのベアリング１８，１９を介して回転可能に支持されている。なお、回転阻止手段１３の全体はカバー２０により覆われている。
【００１９】
前記ステアリングシャフト１４には、必要範囲だけボールねじ溝１４ａが形成され、このボールねじ溝１４ａに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット２１が螺合している。そして、ボールねじナット２１には、ステアリングホイール１の回転に連動し、螺合位置変化に応じて移動する移動部材２２が固定されている。
【００２０】
前記移動部材２２には、前記円筒ケース１５の左右位置に軸方向に開孔された左側孔１５Ｌと右側孔１５Ｒを貫通して突出する左側ストッパ部２２Ｌと右側ストッパ部２２Ｒとが形成されている。
【００２１】
前記円筒ケース１５の外周部の左右位置には、前記左側ストッパ部２２Ｌとの面当接により移動部材２２の移動を阻止する左側阻止部材２３Ｌと、右側ストッパ部２２Ｌとの面当接により移動部材２２の移動を阻止する右側阻止部材２３Ｒと、が配置されている。
【００２２】
前記左側阻止部材２３Ｌと右側阻止部材２３Ｒは、移動部材２２の動きに伴って位置を移動可能とすると共に、移動部材２２の移動を阻止する場合はその位置を固定することができるように設けられている。すなわち、左側阻止部材２３Ｌと右側阻止部材２３Ｒは、それぞれ回転可能に両端支持された左側ねじ部材２４Ｌと右側ねじ部材２４Ｒに螺合されている。そして、左側ねじ部材２４Ｌを、下端部位置にて円筒ケース１５に固定した左側モータ２５Ｌ（阻止部材移動アクチュエータ）により回転させ、回転可能に両端支持された右側ねじ部材２４Ｒを、下端部位置にて円筒ケース１５に固定した右側モータ２５Ｒ（阻止部材移動アクチュエータ）により回転させるようにしている。
【００２３】
さらに、左側阻止部材２３Ｌと右側阻止部材２３Ｒとを目標位置に設定するには、それぞれの部材位置を把握しておく必要があることから、左側ねじ部材２４Ｌと右側ねじ部材２４Ｒとの上端部位置には、それぞれ左側阻止部材位置センサ２６Ｌと右側阻止部材位置センサ２６Ｒが設けられている。
【００２４】
次に、作用を説明する。
【００２５】
［回転阻止制御動作］
図３は第１実施例の操舵コントローラ１０の回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２６】
ステップＳ０では、車両のイグニッションスイッチなどにより本システムが起動され、ステップＳ１へ移行する。
【００２７】
ステップＳ１では、操作角センサ４から車両のドライバからステアリングホイール１を通して入力される指令舵角（操舵方向を含む）を操舵コントローラ１０に入力し、ステップＳ２へ移行する。ここで、第１実施例では、操作角センサ４を設置しているが、回転阻止手段１３内に移動部材２２の移動量を検出するセンサを設置して指令舵角に相当する量を操舵コントローラ１０に入力するようにしても良い。
【００２８】
ステップＳ２では、システム動作や車両の走行状態より、ステアリングホイール１の操舵方向は回転を阻止すべきかどうかを判断し、ＹＥＳの場合はステップＳ３へ移行し、ＮＯの場合はステップＳ４へ移行する。
【００２９】
ステップＳ３では、２つのモータ２５Ｌ，２５Ｒにより、阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの位置を固定して、ストッパ部２２Ｌ，２２Ｒの当たり面と阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの受け面との面接触により、移動部材２２の移動を阻止し、その後、ステップＳ１に戻り処理が続行される。
【００３０】
ステップＳ４では、車速センサ１１からの車速が操舵コントローラ１０に入力され、ステップＳ５へ移行する。
【００３１】
ステップＳ５では、ステップＳ４からの車速に基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、さらに、ステアリングホイール１の回転方向に基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、ステップＳ６へ移行する。
【００３２】
ステップＳ６では、ステップＳ５により算出された移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔と、現在の移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの移動量を算出し、ステップＳ７へ移行する。
【００３３】
ステップＳ７では、ステップＳ６で算出された阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの移動量に基づいて、モータ２５Ｌ，２５Ｒにより阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの位置を移動させる。その後、ステップＳ１に戻り処理が続行される。以上の流れによって、回転阻止制御動作が実行される。
【００３４】
［限界時の回転阻止作用］
例えば、ステアリングホイール１の操舵角および車速やヨーレートなどの車両の走行状態より算出される操向輪５，５の目標転舵量より、転舵角センサ９の出力から算出される実転舵量が所定値以上小さい場合等であって、ステップＳ２において、ステアリングホイール１の回転を阻止すべき状態であると判断された場合、図３のフローチャートで、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進む流れとなり、ステップＳ３では、移動部材２２の動きに伴って位置を移動している操舵方向の阻止部材の位置が固定される。
【００３５】
すなわち、ステアリングホイール１が右回転している場合は、右側モータ２５Ｒにより、右側阻止部材２３Ｒの位置を固定して、右側ストッパ部２２Ｒと右側阻止部材２３Ｒとの面接触により、移動部材２２の移動を阻止する。また、ステアリングホイール１が左回転している場合は、左側モータ２５Ｌにより、左側阻止部材２３Ｌの位置を固定して、左側ストッパ部２２Ｌと左側阻止部材２３Ｌとの面接触により、移動部材２２の移動を阻止する。
【００３６】
この作用によりステアリングホイール１は、移動部材２２と阻止部材２３Ｌ，２３Ｒが面接触している方向の回転が阻止されるようになり、ドライバにロック感として伝えることで、ステアリングホイール１の回転限界がドライバに知らされる。
【００３７】
［車速対応の回転許容範囲設定作用］
例えば、走行中にステアリングホイール１を中立位置から操舵を開始する場合等であって、ステップＳ２において、ステアリングホイール１の回転を阻止すべき状態ではないと判断された場合、図３のフローチャートで、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなり、ステップＳ５では、例えば、車両の走行車速に反比例するように、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの間隔が、高速時は間隔を狭く、低速時は間隔を広く設定される。
【００３８】
そして、ステップＳ６及びステップＳ７では、左側ストッパ部２２Ｌと左側阻止部材２３Ｌとの間隔が設定間隔となるように左側モータ２５Ｌにより左側阻止部材２３Ｌの位置を移動して固定し、また、右側ストッパ部２２Ｒと右側阻止部材２３Ｒとの間隔が設定間隔となるように右側モータ２５Ｒにより右側阻止部材２３Ｌの位置を移動して固定する。
【００３９】
すなわち、▲１▼車両が高速で走行している場合は、ドライバ操作による操作角の変化は小さくなる。▲２▼車両が高速で走行している場合は、ドライバに伝える情報としてのステアリングのロック感は、時間的遅れができるだけ短い間に発生する必要がある。▲３▼車両が低速で走行している場合は、交差点での右左折やＵターンなど大舵角操作の機会が増えるため、ドライバ操作による操作角の変化は大きくなる。▲４▼車両が低速で走行している場合、ステアリングのロック感については、時間あたりの車両走行状態の変化は高速時より小さいので、時間的遅れは高速時よりも許容することができる。
【００４０】
以上のことより、例えば、車速に反比例するように移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの間隔を算出するなど、高速時は間隔を狭く、低速時は間隔を広く設定することで、操舵時には、車速にかかわらず、最適なタイミングにてドライバに伝える情報としてのステアリングのロック感を与えることができる。
【００４１】
なお、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの間隔を車速対応間隔に設定するのに、例えば、必要なドライバの仕事量が一定になるように、間隔を決定することが考えられる。ここで、ドライバの仕事量としては、ステアリングの操舵トルク×操舵角度が指標になり得る。低速ではパワーステアリングによって操舵トルクが軽くなるので、操舵角度（＝移動部材２２と阻止部材２３Ｌ，２３Ｒの間隔）が大きくなり、高速では逆に小さくなる。仕事量の一定値については、実験により決定するか、ドライバの操舵速度を観察して、操舵速度の速いドライバは大きく、遅いドライバは小さく設定するようにしても良い。
【００４２】
［操舵方向対応の回転許容範囲設定作用］
例えば、一方向への操舵を開始し、ステアリングホイール１の操舵角および車速やヨーレートなどの車両の走行状態より算出される操向輪５，５の目標転舵量と、転舵角センサ９の出力から算出される実転舵量とが許容誤差範囲内で追従している場合等であって、ステップＳ２において、ステアリングホイール１の回転を阻止すべき状態ではないと判断された場合、図３のフローチャートで、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなり、ステップＳ５では、操舵方向の移動部材２２と阻止部材２３との間隔は、車速対応ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進む流れとなり、ステップＳ３では、ステアリングホイール１の回転の逆方向を阻止する一方の阻止部材２３Ｌまたは２３Ｒと移動部材２２のストッパ部２２Ｌまたは２２Ｒとの間隔が、ステアリングホイール１の回転方向を阻止する他方の阻止部材２３Ｒまたは２３Ｌと移動部材２２のストッパ部２２Ｒまたは２２Ｌとの間隔（車速対応間隔）より広く設定される。
【００４３】
すなわち、ステアリングホイール１を右回転しての右旋回時の場合は、図２に示すように、左側ストッパ部２２Ｌと左側阻止部材２３Ｌとの間隔ｔＬを、右側ストッパ部２２Ｒと右側阻止部材２３Ｒとの間隔ｔＲ（車速対応間隔）より広く設定する。また、ステアリングホイール１を左回転しての左旋回時は、右側ストッパ部２２Ｒと右側阻止部材２３Ｒとの間隔を、左側ストッパ部２２Ｌと左側阻止部材２３Ｌとの間隔より広く設定する。
【００４４】
そして、ステップＳ６及びステップＳ７では、左側ストッパ部２２Ｌと左側阻止部材２３Ｌとの間隔が設定間隔となるように左側モータ２５Ｌにより左側阻止部材２３Ｌの位置を移動して固定し、また、右側ストッパ部２２Ｒと右側阻止部材２３Ｒとの間隔が設定間隔となるように右側モータ２５Ｒにより右側阻止部材２３Ｌの位置を移動して固定する。なお、先に左右両間隔が車速対応間隔に設定されている場合は、一方のみの間隔を広げる。
【００４５】
これにより、ドライバがステアリングホイール１を一方向に回転している状態から急に逆回転方向に操舵しても、ステアリングホイール１の回転方向に対応する間隔より、逆回転方向の間隔が広く設定してあることで、移動部材２２と阻止部材２３Ｌ，２３Ｒが干渉することなく移動部材２２の移動方向が反転され、ドライバが感じる操作違和感を防ぐことができる。
【００４６】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４７】
（１） 操向輪５，５のステアリングギア７に機械的に連結されていないステアリングホイール１と、前記ステアリングホイール１に操作反力を与える反力アクチュエータ２と、前記ステアリングギア７にその出力を加える転舵アクチュエータ８と、前記ステアリングホイール１の操舵角および車両の走行状態に基づいて算出された転舵角となるように前記転舵アクチュエータ８を駆動する操舵コントローラ１０の転舵制御部と、前記ステアリングホイール１の回転を阻止して前記ステアリングホイール１の回転許容範囲を設定する回転阻止手段１３と、を備えた車両用操舵装置において、前記回転阻止手段１３は、前記ステアリングホイール１の回転に連動して移動する移動部材２２と、該移動部材２２の移動を阻止する阻止部材２３と、を有し、前記阻止部材２３は、前記移動部材２２の動きに伴って位置を移動可能とすると共に、前記移動部材２２の移動を阻止する場合は前記阻止部材２３の位置を固定する構成としたため、路面状態や走行状態や操舵状態等の操舵に影響を与える要因の変化に応じ、ステアリングホイール１の回転許容量の範囲設定や変更を行うことにより、最適な操舵性能や操舵感を実現することができる。
【００４８】
（２） 回転阻止手段１３は、ステアリングホイール１の右回転方向の回転を阻止する右側阻止部材２３Ｒと、ステアリングホイール１の左回転方向の回転を阻止する左側阻止部材２３Ｌと、右側阻止部材２３Ｒと左側阻止部材２３Ｌをそれぞれ移動させる２つの右側モータ２５Ｒ及び左側モータ２５Ｌと、を有して構成され、前記移動部材２２の移動に伴って位置が移動する状態での前記阻止部材２３Ｒ，２３Ｌと前記移動部材２２のストッパ部２２Ｒ，２２Ｌとの２つの間隔のうち、前記ステアリングホイール１の回転の逆方向を阻止する一方の阻止部材２３Ｒまたは２３Ｌと前記移動部材２２のストッパ部２２Ｒまたは２３Ｌとの間隔を、前記ステアリングホイール１の回転方向を阻止する他方の阻止部材２３Ｌまたは２３Ｒと前記移動部材２２のストッパ部２２Ｌまたは２３Ｒとの間隔より広く設定したため、ステアリングホイール１の回転を阻止したい回転方向は、阻止部材２３Ｌまたは２３Ｒが固定されてから短時間でステアリングホイール１の回転を阻止することが可能であると共に、ステアリングホイール１の回転方向が急に反転した場合でも、移動部材２２が阻止部材２３Ｌまたは２３Ｒに接触して操舵違和感が生じるのを防ぐことができる。
【００４９】
（３） 車速を検出する車速センサ１１を設け、移動部材２２の移動に伴って位置が移動する状態での阻止部材２３Ｌ，２３Ｒと移動部材のストッパ部２２Ｌ，２３Ｒとの間隔を、検出される車速が低車速側で広く設定し、検出される車速が高車速側で狭く設定するようにしたため、操舵時に車速の高低にかかわらず、最適なタイミングにてドライバに伝える情報としてのステアリングのロック感を与えることができる。
【００５０】
（第２実施例）
第２実施例は、反力アクチュエータ２の出力トルクに応じて阻止部材２３Ｌ，２３Ｒと移動部材のストッパ部２２Ｌ，２３Ｒとの間隔を設定、つまり、反力トルクに応じてステアリングホイール１の回転許容量を設定する例である。なお、構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５１】
次に、作用を説明する。
【００５２】
［回転阻止制御動作］
図４は第２実施例の操舵コントローラ１０の回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、ステップＳ０、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ６、ステップＳ７は、第１実施例の図３に示すフローチャートと同様の処理であることで説明を省略する。
【００５３】
ステップＳ２４では、反力アクチュエータ２が発生する操舵トルクが操舵コントローラ１０に入力され、ステップＳ２５へ移行する。
ここでは、トルクセンサ３からの出力を用いても良いし、反力アクチュエータ２への指令値から算出しても良い。
【００５４】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４からのトルクに基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、さらに、ステアリングホイール１の回転方向に基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、ステップＳ６へ移行する。
【００５５】
ここで、トルクが大きい場合は、ドライバ操作による操作角の変化は小さくなり、また、ドライバに伝える情報としてのステアリングのロック感は、時間的遅れができるだけ短い間に発生する必要がある。一方、トルクが小さい場合は、ドライバ操作による操作角の変化は大きくなる。
【００５６】
以上のことより、例えば、トルクに反比例するように、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出するなど、トルクが大きい時は間隔を狭く、小さい時は間隔を広く設定する。
【００５７】
次に、効果を説明する。
この第２実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５８】
（４） 反力アクチュエータ２の出力トルクを検出するトルクセンサ３を設け、移動部材２２の移動に伴って位置が移動する状態での移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を、反力アクチュエータ２の出力トルクが高トルク側で狭く設定し、反力アクチュエータ２の出力トルクが低トルク側で広く設定するようにしたため、操舵時に反力トルクの大きさにかかわらず、最適なタイミングにてドライバに伝える情報としてのステアリングのロック感を与えることができる。
【００５９】
（第３実施例）
第３実施例は、操舵角速度に応じて阻止部材２３Ｌ，２３Ｒと移動部材のストッパ部２２Ｌ，２３Ｒとの間隔を設定、つまり、ステアリング操作速度に応じてステアリングホイール１の回転許容量を設定する例である。なお、構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００６０】
次に、作用を説明する。
【００６１】
［回転阻止制御動作］
図５は第３実施例の操舵コントローラ１０の回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、ステップＳ０、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ６、ステップＳ７は、第１実施例の図３に示すフローチャートと同様の処理であることで説明を省略する。
【００６２】
ステップＳ３４では、ステップＳ１で入力された操舵角の時間的変化より、操舵角速度を算出し、ステップＳ３５へ移行する（操舵角速度検出手段）。
【００６３】
ステップＳ３５では、ステップＳ３４からの操舵角速度に基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、さらに、ステアリングホイール１の回転方向に基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、ステップＳ６へ移行する。
【００６４】
ここで、ドライバ操作による操舵角速度が低速であるときは、操作角の変化は小さくなるため、ドライバに伝える情報としてのステアリングのロック感は、時間的遅れができるだけ短い間に発生する必要がある。一方、ドライバ操作による操舵角速度が高速であるときは、操作角の変化は大きくなるため、時間的遅れは低速時よりも許容することができる。
【００６５】
以上のことより、例えば、操舵角速度に比例するように移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出するなど、操舵角速度が低速時は間隔を狭く、操舵角速度が高速時は間隔を広く設定する。
【００６６】
次に、効果を説明する。
この第３実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６７】
（５） ステアリングホイール１の操舵角速度を算出する操舵角速度算出ステップＳ３４を設け、移動部材２２の移動に伴って位置が移動する状態での移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を、ステアリングホイール１の操舵角速度が高速度側で広く設定し、ステアリングホイール１の操舵角速度が低速度側で狭く設定するようにしたため、操舵時に操舵角速度の高低にかかわらず、最適なタイミングにてドライバに伝える情報としてのステアリングのロック感を与えることができる。
【００６８】
（第４実施例）
第４実施例は、操向輪５，５にかかる外力に応じて阻止部材２３Ｌ，２３Ｒと移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２３Ｒとの間隔を設定、つまり、操向輪５，５にかかる外力に応じてステアリングホイール１の回転許容量を設定する例である。なお、構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００６９】
次に、作用を説明する。
【００７０】
［回転阻止制御動作］
図６は第４実施例の操舵コントローラ１０の回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、ステップＳ０、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ６、ステップＳ７は、第１実施例の図３に示すフローチャートと同様の処理であることで説明を省略する。
【００７１】
ステップＳ４４では、操向輪５，５に加わっている外力が操舵コントローラ１０に入力され、ステップＳ４５へ移行する。
ここでは、図１に示すように、伝達部６の中間部にロードセル１２を設置し、操向輪５，５に加わる外力を直接計測するようにしたが、転舵アクチュエータ８の指令値と転舵角センサ９の出力からの外力推定値を算出しても良い。
【００７２】
ステップＳ４５では、ステップＳ４４からの外力に基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、さらに、ステアリングホイール１の回転方向に基づいて、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出し、ステップＳ６へ移行する。
【００７３】
ここで、外力が大きい場合は、操向輪５，５が縁石に当たっている場合や轍にはまっている場合が想定される。外力が小さい場合は、操向輪５，５が受けている車両外部からの影響は少ないと想定される。
【００７４】
以上のことより、例えば、外力に反比例するように、移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を算出するなど、外力が大きい時は間隔を狭く、小さい時は間隔を広く設定する。この場合、車両旋回時の横加速度から受ける外力など、予め想定できる外力分は考慮しないようにすることは言うまでもない。
【００７５】
次に、効果を説明する。
この第４実施例の車両用操舵装置にあっては、第１実施例の（１），（２）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７６】
（６） 操向輪５，５にかかる外力を検出するロードセルロードセル１２を設け、移動部材２２の移動に伴って位置が移動する状態での移動部材２２のストッパ部２２Ｌ，２２Ｒと阻止部材２３Ｌ，２３Ｒとの間隔を、操向輪５，５にかかる外力が大きい側で狭く設定し、操向輪５，５にかかる外力が小さい側で広く設定するようにしたため、操向輪５，５が縁石に当たっている場合や轍にはまっている場合に、素早くステアリングホイール１の回転を阻止することができる。
【００７７】
以上、本発明の車両用操舵装置を第１実施例〜第４実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７８】
第１〜第４実施例では、車速、操舵方向、反力トルク、操舵角速度、操向輪が受ける外力に応じて移動部材と阻止部材との間隔を算出する例を示したが、路面状態や走行状態や操舵状態等において、上記以外の操舵に影響を与える要因の変化に応じ、ステアリングホイールの回転許容量の範囲設定や変更を行うようにしても良い。例えば、ヨーレートや横加速度や前後加速度など車両の走行状態を表す物理量に基づいて、移動部材と阻止部材との間隔を算出する例としても良い。
【００７９】
また、例えば、車速、操舵方向、反力トルク、操舵角速度、操向輪が受ける外力のうち、３つ以上を組み合わせて移動部材と阻止部材との間隔を算出する要にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】第１実施例の操舵コントローラの回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２実施例の操舵コントローラの回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】第３実施例の操舵コントローラの回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】第４実施例の操舵コントローラの回転阻止制御部にて実行される回転阻止制御動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ 反力アクチュエータ
３ トルクセンサ（反力トルク検出手段）
４ 操作角センサ
５ 操向輪
６ 伝達部
７ ステアリングギア（転舵装置）
８ 転舵アクチュエータ
９ 転舵角センサ
１０ 操舵コントローラ
１１ 車速センサ（車速検出手段）
１２ ロードセル（操向輪外力検出手段）
１３ 回転阻止手段
１４ ステアリングシャフト
１４ａ ボールねじ溝
１５ 円筒ケース
１５Ｌ 左側孔
１５Ｒ 右側孔
１６ 上部エンドプレート
１７ 下部エンドプレート
１８，１９ ベアリング
２０ カバー
２１ ボールねじナット
２２ 移動部材
２２Ｌ 左側ストッパ部
２２Ｒ 右側ストッパ部
２３Ｌ 左側阻止部材
２３Ｒ 右側阻止部材
２４Ｌ 左側ねじ部材
２４Ｒ 右側ねじ部材
２５Ｌ 左側モータ（阻止部材移動アクチュエータ）
２５Ｒ 右側モータ（阻止部材移動アクチュエータ）
２６Ｌ 左側阻止部材位置センサ
２６Ｒ 右側阻止部材位置センサ

Claims (6)

1. 操向輪の転舵装置に機械的に連結されていないステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールに操作反力を与える反力アクチュエータと、
   前記転舵装置にその出力を加える転舵アクチュエータと、
   前記ステアリングホイールの操舵角および車両の走行状態に基づいて算出された転舵角となるように前記転舵アクチュエータを駆動する転舵制御手段と、
   前記ステアリングホイールの回転を阻止して前記ステアリングホイールの回転許容範囲を設定する回転阻止手段と、
   を備えた車両用操舵装置において、
   前記回転阻止手段は、前記ステアリングホイールの回転に連動して移動する移動部材と、該移動部材の移動を阻止する阻止部材と、を有し、
   前記阻止部材は、前記移動部材の動きに伴って位置を移動可能とすると共に、前記移動部材の移動を阻止する場合は前記阻止部材の位置を固定することを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１に記載された車両用操舵装置において、
   前記回転阻止手段は、前記ステアリングホイールの右回転方向の回転を阻止する右側阻止部材と、前記ステアリングホイールの左回転方向の回転を阻止する左側阻止部材と、右側阻止部材と左側阻止部材をそれぞれ移動させる２つの阻止部材移動アクチュエータと、を有して構成され、
   前記移動部材の移動に伴って位置が移動する状態での前記阻止部材と前記移動部材との２つの間隔のうち、前記ステアリングホイールの回転の逆方向を阻止する一方の阻止部材と前記移動部材との間隔を、前記ステアリングホイールの回転方向を阻止する他方の阻止部材と前記移動部材との間隔より広く設定したことを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
   車速を検出する車速検出手段を設け、
   前記移動部材の移動に伴って位置が移動する状態での前記阻止部材と前記移動部材との間隔を、前記検出される車速が低車速側で広く設定し、前記検出される車速が高車速側で狭く設定することを特徴とする車両用操舵装置。
4. 請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
   反力アクチュエータの出力トルクを検出する反力トルク検出手段を設け、
   前記移動部材の移動に伴って位置が移動する状態での前記阻止部材と前記移動部材との間隔を、前記反力アクチュエータの出力トルクが高トルク側で狭く設定し、前記反力アクチュエータの出力トルクが低トルク側で広く設定することを特徴とする車両用操舵装置。
5. 請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
   ステアリングホイールの操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段を設け、
   前記移動部材の移動に伴って位置が移動する状態での前記阻止部材と前記移動部材との間隔を、前記ステアリングホイールの操舵角速度が高速度側で広く設定し、前記ステアリングホイールの操舵角速度が低速度側で狭く設定することを特徴とする車両用操舵装置。
6. 請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
   操向輪にかかる外力を検出する操向輪外力検出手段を設け、
   前記移動部材の移動に伴って位置が移動する状態での前記阻止部材と前記移動部材との間隔を、操向輪にかかる外力が大きい側で狭く設定し、操向輪にかかる外力が小さい側で広く設定することを特徴とする車両用操舵装置。

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