JP3852381B2 - 車両操作装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に対して変位可能に設けられて運転者により操作される操作部材に、その操作部材の状態や操作に応じて初期位置へ移動させるための復帰力や反力が付加されるようにした車両操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、特開平８−３４３５３号公報に開示されているように、運転者が操作するジョイスティックの操作量に応じた反力を、電動モータを備えた反力負荷装置が発生し、この反力をジョイスティックに付与することによって、運転者によるジョイスティックの操作が安定するようにした車両操作装置がある。このような、ジョイスティックを用いた車両操作装置では、例えば電源がオンの状態であって運転者が操作していない場合、ジョイスティックは反力負荷装置からの反力により初期位置に保持される。そして、電源がオフの状態では、反力負荷装置の電動モータが停止したときに回動自在になっているため、ジョイスティックは無負荷状態になり自重によってある方向に傾倒する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電源がオフの状態で傾倒しているジョイスティックを、電源をオンにして初期位置に起立させる場合、例えば大きな力でジョイスティックを初期位置に移動させると、運転者の体や物等が衝突した場合に、これらに大きな負荷が加わる可能性があるという問題がある。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、ジョイスティック等の操作部材の初期位置への移動によって、運転者等に大きな負荷が加わることがない車両操作装置を提供することである。
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる車両操作装置の特徴は、運転者により操作される操作部材と、操作部材の変位位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によって検出された操作部材の変位位置に応じて操作部材に対して反力を発生する反力発生手段とを備えた車両操作装置において、反力発生手段に操作部材を初期位置に移動させる復帰力を発生する機能を設けるとともに、電力の供給により反力発生手段が発生する復帰力および反力をそれぞれ独立して制御する反力制御手段を設けたことにある。
【０００６】
前記のように構成した本発明の車両操作装置によれば、復帰力の制御と反力の制御を別々に制御することができるため、操作部材を初期位置に復帰させるときに発生する復帰力と、車両を操作するときに発生する反力をそれぞれ好ましい大きさに設定することができる。例えば、反力は、運転者が操作部材を操作する際に、十分に安全性を保つことができる大きさに設定し、操作部材が中立位置に近い位置にある場合は小さくし、中立位置から離れるに従って大きくすることが好ましい。また、復帰力は、操作部材の位置に拘わらず小さく設定することが好ましい。
【０００７】
したがって、この場合、復帰力が反力よりも小さくなるように制御することが好ましい。これによって、操作部材が、運転者の手や体および物等に当接しても、強い力が発生して、運転者等に大きな負荷加わることが無くなる。また、本発明の他の車両操作装置の構成上の特徴は、操作部材が実質的に初期位置に到達した後に、反力発生手段による反力の発生を許容する反力発生制御手段を設けたことにある。これによれば、操作部材が初期位置に移動するまで反力は発生しないので、運転者が操作部材を初期位置に到達させるまで、操作部材の反力による負荷が運転者等に加わることがない。
【０００８】
また、本発明のさらに他の車両操作装置の構成上の特徴は、運転者により操作される操作部材と、操作部材の変位位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によって検出された操作部材の変位位置に応じて操作部材に対して反力を発生する反力発生手段とを備えた車両操作装置において、電力の供給開始時から、操作部材が実質的に初期位置に移動するまでの間において、反力に起因する操作部材の移動の速度を規制する移動速度規制手段とを備えたことにある。これによると、操作部材が初期位置に向って移動する間に操作部材の移動速度が規制されるので、操作部材が実質的に初期位置に到達するまでは操作部材の移動速度が大きくならず、操作部材が運転者等と衝突しても大きな負荷が加わることはない。また、この場合も、操作部材が実質的に初期位置に到達した後に、反力発生手段による反力の発生を許容する反力発生制御手段を設けることができる。
【０００９】
本発明のさらに他の車両操作装置の構成上の特徴は、電力の供給遮断時に、操作部材の位置と、操作部材の操作位置に応じて操舵される車輪の舵角との対応関係を一致させる手段を備えたことにある。これによれば、電力の供給遮断時に、操作部材の位置と車輪の舵角との対応関係が一致しているため、車両への電力供給開始時に操作部材の位置を車輪の舵角に合わせる操作が不用になる。したがって、操作部材による車両操作を開始するまでに、操作部材が移動することがなくなり、電力供給開始時に操作部が移動することにより生じていた問題はなくなる。なお、この場合の電力の供給遮断時には、電力の供給を遮断する時点だけでなく、電力の供給を遮断している期間も含む。
【００１０】
また、対応関係を一致させる手段を、操作部材と車輪とを初期位置に位置させる手段とすることもできる。この場合の初期位置は、操作部材においては、中立位置であり、車輪においては舵角が「０」になる位置である。これによると、電力の供給遮断時に、操作部材が初期位置に保持されるため、車両の始動を手早く行うことができるようになる。また、これによっても、操作部材による車両操作を開始するまでに、操作部材を移動させる必要がなくなるため、電力の供給開始時に操作部が移動することにより生じていた問題はなくなる。この場合も、電力の供給遮断時には、電力の供給を遮断している期間を含む。
【００１１】
本発明のさらに他の構成上の特徴は、電力の供給開始時から、操作部材が実質的に初期位置に移動するまでの間であるか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定結果に応じて反力発生手段の制御態様を変更する反力制御態様変更手段とを備えたことにある。
【００１２】
これによると、電力の供給開始時から操作部材が初期位置に向って移動する期間は、反力発生手段が、例えば当該期間以外の期間における反力よりも小さい反力を発生するような制御態様とすることができる。したがって、操作部材が運転者等と衝突しても大きな負荷が加わることを防止することができる。この場合、「実質的に初期位置」とは、初期位置だけでなく、初期位置の近傍で、反力発生手段の発生する力が小さく、反力発生手段による操作部材への反力制御としても手などに大きな負荷が加わらない領域も含む意である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明による車両操作装置の一実施形態を図面を用いて説明する。この車両操作装置は、図１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、運転者の操作により全体を前後方向および左右方向に傾動（回動）される。
【００１６】
図２は、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。操作レバー１０は、円柱棒状のロッド１０ａと、ロッド１０ａの上部外周に固定された円柱状の把持部１０ｂとを備えており、ロッド１０ａは、略中央部に球状部１０ｃを備えて、この球状部１０ｃによって車体に対して左右および前後方向に回動可能に支持されている。
【００１７】
また、操作レバー装置は、車両の始動時に、操作レバー１０を初期位置に自立させる復帰力のうちの車両左右方向に対する復帰力（図２に一点鎖線で示した位置から実線で示した位置に移動させる力のうち車両左右方向に対する力）を発生するとともに、車両走行時に、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、左右反力用の電動モータ２５および位置検出手段としての操作位置センサ２６を備えている。
【００１８】
ガイドプレート２１は、Ｌ字状に屈曲された板状体からなり、回転軸２２に固定された面が鉛直面になるように配置され、水平方向に配置される面にロッド１０ａの直径よりやや大きい幅を有し車両前後方向に長手方向を有する溝２１ａが設けられている。そして、この溝２１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。回転軸２２は、その軸線が車両前後方向に沿うとともに、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、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。
【００１９】
操作位置センサ２６は、回転軸２２の端部位置において車体側に固定され、回転軸２２の回転角を操作レバー１０の左右方向の操作位置として検出する。この操作位置センサ２６の出力である操作位置の値は、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。
【００２０】
さらに、操作レバー装置は、車両の始動時に、操作レバー１０を初期位置に自立させる復帰力のうちの車両前後方向に対する復帰力（図２に一点鎖線で示した位置から実線で示した位置に移動させる力のうち車両前後方向に対する力）を発生するとともに、車両走行時に、操作レバー１０の車両前後方向の傾動に抗する反力（中立位置から車両前後方向に傾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、前後反力用の電動モータ３５、および位置検出手段としての操作位置センサ３６を備えている。
【００２１】
ガイドプレート３１は、Ｌ字状に屈曲された板状体からなり、回転軸３２に固定された面が鉛直面になるように配置され、水平方向に配置される面に、ロッド１０ａの直径よりやや大きい幅を有し車両左右方向に長手方向を有する溝３１ａが設けられている。そして、この溝３１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。また、回転軸３２は、その軸線が車両左右方向に沿うとともに、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、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。
【００２２】
操作位置センサ３６は、回転軸３２の端部位置において車体側に固定され、回転軸３２の回転角を操作レバー１０の前後方向の操作位置として検出する。この操作位置センサ３６の出力である操作位置の値は、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、操作位置センサ２６および操作位置センサ３６としては、同様のものが使用でき、回転軸２２，３２の回転を直線運動に変換し、変換後の直線移動量を操作位置として検出するものでもよく、回転軸２２，３２の回転とともに移動する左右方向反力発生機構２０または前後方向反力発生機構３０の他の部材の回転角変化を操作位置として検出するものでもよい。また、左右方向反力発生機構２０と前後方向反力発生機構３０とで、本発明の反力発生手段が構成される。
【００２３】
つぎに、車両操作装置の電気制御装置を、図３を用いて説明する。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ドライブ回路４２と、電動モータ３５に所定の電流を流すためのドライブ回路４３と、操舵用電動モータ４４に所定の電流を流すためのドライブ回路４５と、ブレーキ用電動モータ４６に所定の電流を流すためのブレーキ回路４７とを備えている。
【００２４】
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、メモリ４１ｄと、ＥＥＰＲＯＭ４１ｅとを含んでいる。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、操作位置センサ２６，３６および転舵軸４８の変位量を検出するストロークセンサ４９に接続されており、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。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、ドライブ回路４２，４３，４５、ブレーキ回路４７およびウォーニングブザー５０に接続されており、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。
【００２５】
メモリ４１ｄは、プログラムおよびマップデータ等を記憶したＲＯＭと、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からなっている。また、ＥＥＰＲＯＭ４１ｅは、バッテリ６１からの電源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に接続されている。そして、電源が供給されている状態で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ＣＰＵ４１ａに供給する。
【００２６】
ドライブ回路４２は、４個のスイッチング素子（図示せず）を備えており、出力インターフェース４１ｃを介して送られるＣＰＵ４１ａの指令に応じて、スイッチング素子を選択的に導通状態にして、電動モータ２５に所定の電流を流すようになっている。これにより、電動モータ２５が一方向または他方向に回転して操作レバー１０に所定の復帰力または反力を発生する。ドライブ回路４３も、ドライブ回路４２と同様の構成をしており、出力インターフェース４１ｃを介して送られるＣＰＵ４１ａの指令に応じて、電源モータ３５に所定の電流を流すようになっている。
【００２７】
また、ドライブ回路４５は、ドライブ回路４２および４３と同様の構成をしており、出力インターフェース４１ｃを介して送られるＣＰＵ４１ａの指令に応じて、操舵用電動モータ４４に所定の電流を流すようになっている。これにより、操舵用電動モータ４４が回転すると操舵機構５１が作動して、転舵輪５２ａ，５２ｂに所定の転舵角が達成される。ブレーキ回路４７は、車両に制動力を付与するためのブレーキ用電動モータ４６を制御する。また、ウォーニングブザー５０は、操作レバー１０の移動に異常が生じた場合の警告用のものである。
【００２８】
前記バッテリ６１は、イグニッションスイッチ６２を介して電気制御装置４０に接続されている。そして、イグニッションスイッチ６２がオン状態のときに、電気制御装置４０内の各回路に電力を供給するようになっている。
【００２９】
つぎに、以上のように構成した前記電気制御装置４０を備えた車両操作装置において、車両の始動時に、操作レバー１０を初期位置である目標位置に移動（復帰）させるための自立制御の動作を、図４のフローチャートを用いて説明する。図４は、図３に示したＣＰＵ４１ａが実行するプログラムを示したものであり、このプログラムは、メモリ４１ｄのＲＯＭに記憶されており、運転者の操作によりイグニッションスイッチ６２がオン状態にされたのちに、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。
【００３０】
まず、プログラムは、ステップＳ１００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ１０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されているか否かを判定する。この自立終了フラグＦは“１”により、操作レバー１０が目標位置にあって自立が終了した状態を表し、“０”により、それ以外の状態を表すもので、初期においては、初期化処理により“０”に設定されている。したがって、この場合、自立終了フラグＦは“０”であるため、ステップＳ１０２において「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ１０４においてエラーフラグＦＥが“０”に設定されているか否かを判定する。このエラーフラグＦＥは“１”により、操作レバー１０が移動する目標位置の方向に物や運転者の体等があって操作レバー１０の移動に障害が生じている状態を表し、“０”により、それ以外の状態を表すもので、初期においては、初期化処理により“０”に設定されている。
【００３１】
ここで、エラーフラグＦＥを設定制御する監視ルーチンについて説明しておく。このプログラムも、メモリ４１ｄのＲＯＭに記憶されており、ＣＰＵ４１ａによって所定の短時間ごとに繰り返し実行される。まず、このプログラムは、図５のステップＳ２００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ２０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されているか否かを判定する。
【００３２】
この場合、前述のように、自立終了フラグＦは“０”であるので、ステップＳ２０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２０４に進み、ステップＳ２０４において操作レバー１０の位置ｘを操作位置センサ２６から入力する。そして、ステップＳ２０６において、入力した位置ｘを、今回のプログラム実行時における操作レバー１０の変位位置を表す今回位置ｘnとして設定しておく。
【００３３】
つぎに、ステップＳ２０８において、前記設定した今回位置ｘnから前回位置ｘn-1を減算した値の絶対値｜ｘn―ｘn-1｜を移動距離Δｘとして計算する。この前回位置ｘn-1は、前回のプログラムの実行時における操作レバー１０の位置ｘを表すもので、前回のプログラム実行時におけるステップＳ２１４の処理により設定記憶されているものである。
【００３４】
ステップＳ２０８の処理後、ステップＳ２１０に進み、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きいか否かが判定される。最小移動距離Ｘ0は、操作レバー１０が正常に移動している状態で、このプログラムが１回実行される間に操作レバー１０が移動する距離よりも若干小さな値に設定されている。この判定においては、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0以下であれば、操作レバー１０の移動に対して何らかの障害が生じていると判定される。
【００３５】
今、操作レバー１０は問題なくが正常に移動していて、移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きければ、ステップＳ２１０において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２においては、操作レバー１０の移動における異常発生の継続時間を測定するためのカウント値Ｃｍが「０」にリセットされる。ついで、前述したステップＳ２１４の処理後、プログラムはステップＳ２１６に進んで一旦終了する。
【００３６】
所定時間の経過後、ステップＳ２００からプログラムの実行をふたたび開始し、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ２０２の判定処理を実行する。ここで、操作レバー１０が、まだ、目標位置に到達してない状態であれば、フラグＦは“０”であるためステップＳ２０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２０４において操作レバー１０の位置ｘを入力する。ついで、ステップＳ２０６、Ｓ２０８の処理後、ステップＳ２１０において操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きいか、すなわち、操作レバー１０が正常に移動しているか否かを判定する。前記のように、操作レバー１０が正常に移動していれば、ステップＳ２１０において「ＹＥＳ」と判定して、前記ステップＳ２１２、Ｓ２１４の処理を行い、プログラムはステップＳ２１６に進んで一旦終了する。
【００３７】
このように、操作レバー１０が正常に移動していればエラーフラグＦＥは、初期設定時の“０”に保たれる。ここで、図４のフローチャートのステップＳ１０４の説明に戻る。ステップＳ１０４において、エラーフラグＦＥは、“０”であるため「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において操舵レバー１０の位置ｘを入力する。
【００３８】
そして、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０８において、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくないか否かを判定する。この最終目標位置Ｘ*は、転舵軸４８の変位量に対応して定められる操作レバー１０の操作位置（変位位置）であり、車両停止時における転舵輪５２ａ，５２ｂの位置（角度）を、ストロークセンサ４９が転舵軸４８の変位量として検出した値に基づいて定められる。この最終目標位置Ｘ*に操作レバー１０を位置させることで、操作レバー１０の変位位置と転舵輪５２ａ，５２ｂとの位置関係が一致する。
【００３９】
例えば、転舵輪５２ａ，５２ｂが車両の前後方向に沿った状態になって、転舵軸４８の変位量が「０」の場合は、操作レバー１０が車両の左右方向の中立位置に位置して、操作位置が「０」となるように設定される。このため、この最終目標位置Ｘ*を、操作レバー１０が復帰するための初期位置としている。イグニッションスイッチ６２がオフ状態にされ、バッテリ６１からの電力供給が遮断された状態では、左右方向反力発生機構２０および前後方向反力発生機構３０は操作レバー１０に対する付与力を発生しないフリーの状態になっている。
【００４０】
したがって、操作レバー１０は、イグニッションスイッチ６２がオン状態にされたばかりの初期では、自重によって車両の左右前後方向のどちらかの方向に傾倒した状態になっており、通常は、この場合の操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とは異なっている。ここで、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくなければ、ステップＳ１０８において「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１１０に進む。
【００４１】
つぎに、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きいか否かが判定される。ここで、最終目標位置Ｘ*を「０」として、操作レバー１０の位置ｘが最終目標位置Ｘ*よりも車両位置における左側に位置していればマイナス（−）として、操作レバー１０の位置ｘは最終目標位置Ｘ*よりも小さくなり、右側に位置していればプラス（＋）として、操作レバー１０の位置ｘは最終目標位置Ｘ*よりも大きくなるとしておく。そして、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きければ、ステップＳ１１０において「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１１２に進む。
【００４２】
ステップＳ１１２では、所定電流値Ｉ0をモータ電流値Ｉとして設定する。所定電流値Ｉ0は、操作レバー１０の移動速度を予め設定した速度にするために電動モータ２５に供給する電流の値であり、この場合、操作レバー１０を車両における左側位置から最終目標位置Ｘ*に向けてゆっくりと移動させるように電動モータ２５を回転駆動させるために設定した電流値である。なお、モータ電流値Ｉと操作レバー１０の移動速度は比例し、操作レバー１０の移動速度は、操作レバー１０の復帰力（反力）と比例する。したがって、所定電流値Ｉ0は、操作レバー１０の復帰力を十分に弱くできる値に設定し、移動する操作レバー１０に、運転者の体や物が当たっても、大きな負荷がかからないようにしておく。ステップＳ１１２においてモータ電流値Ｉの設定が終わるとステップＳ１１４に進む。
【００４３】
また、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも小さくなければ、「ＮＯ」と判定してステップＳ１１６に進む。この場合、操作レバー１０の位置ｘが最終目標位置Ｘ*よりも大きいため、ステップＳ１１６では、所定電流値−Ｉ0をモータ電流値Ｉとして設定する。所定電流値−Ｉ0は、操作レバー１０を車両における右側位置から最終目標位置Ｘ*に向けて移動させるように電動モータ２５を回転駆動させる電流値であり、所定電流値Ｉ0を設定した場合とは、電動モータ２５を回転駆動させる回転力が等しく、その回転方向が逆方向になる。ステップＳ１１６でのモータ電流値Ｉの設定後、プログラムはステップＳ１１４に進む。
【００４４】
ステップＳ１１４では、電流値ＩをＣＰＵ４１ａが信号として、出力インターフェース４１ｃおよびドライブ回路４２を介して電動モータ２５に出力する。これによって電動モータ２５は、一方または他方に回転駆動され、ステップＳ１１２，Ｓ１１６のどちらのステップを経た場合でも操作レバー１０は最終目標位置Ｘ*に近づく。そして、ステップＳ１１８に進んでプログラムは一旦終了する。
【００４５】
所定時間経過後、再度、ステップＳ１００からプログラムの実行を開始し、ステップＳ１０２，Ｓ１０４の判定処理を実行してステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において操作レバー１０の位置ｘを入力する。そして、ステップＳ１０８において新たな操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくないか否かを判定し、等しくなければ、「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１１０に進み、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きいか否かを判定する。そして、ステップＳ１１０での判定後、ステップＳ１１２またはステップＳ１１６において前述した処理を行い、プログラムはステップＳ１１４に進む。
【００４６】
ステップＳ１１４では、電流値Ｉの出力に基づいて電動モータ２５が駆動される。これによって操作レバー１０は、電流値Ｉに対応する速度で、再度、最終目標位置Ｘ*に近づく。そして、ステップＳ１１８に進んでプログラムは一旦終了する。
【００４７】
また、所定時間経過する度に、同様の処理を繰り返して、ステップＳ１００からプログラムの実行を開始していき、ステップＳ１０８において、新たに設定された操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくなると、「ＮＯ」と判定して、ステップＳ１２０に進む。そして、ステップＳ１２０において、自立終了フラグＦを“１”に設定したのち、ステップＳ１１８に進んでプログラムは終了する。
【００４８】
また、再度、プログラムの実行を開始すると、ステップＳ１０２において、自立終了フラグＦは“１”に設定されているため、「ＮＯ」と判定して、ステップＳ１１８に進みプログラムは終了する。以後、プログラムの実行を繰り返しても、操作レバー１０の自立制御は終了しているため、ステップＳ１０２において「ＮＯ」と判定して、ステップＳ１１８に進みプログラムは終了する。
【００４９】
つぎに、ステップＳ１２０において、自立終了フラグＦが“１”に設定されて自立制御が終了する前に、ステップＳ１０４において、エラーフラグＦＥが“１”となって「ＮＯ」と判定される場合について、図５の監視ルーチンに戻って説明する。
【００５０】
前述したように、操作レバー１０が正常に移動していればエラーフラグＦＥは、初期設定時の“０”に設定されており、図５の監視ルーチンにおいては、ステップＳ２００〜ステップＳ２１６の処理が繰り返される。そして、ステップＳ２１０において、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも小さくなって、「ＮＯ」と判定されると、操作レバー１０の移動に異常発生の可能性があると判定される。そして、プログラムは、ステップＳ２１８に進んで、ステップＳ２１８においてカウント値Ｃｍが「１」を加算した値に設定される。このカウント値Ｃｍへの「１」の加算は、操作レバー１０の移動に異常が発生した可能性があると判定されてからの経過時間をプログラムの実行回数としてカウントするために行われる。
【００５１】
ついで、ステップＳ２２０において、カウント値Ｃｍが予め定めた所定値ＣＭよりも大きいか否かを判定する。所定値ＣＭは、カウント値の上限値を示しており、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなったときに、操作レバー１０の移動に障害が発生して、異常な状態になっていると判定される。すなわち、所定値ＣＭは、移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも小さくなったのち、まだ、操作レバー１０の移動が正常であるか、または正常に戻る可能性が残っている最大の経過時間に基づいて設定される。
【００５２】
ステップＳ２２０において、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも小さければ、「ＮＯ」と判定して、プログラムはステップＳ２１６に進んで終了する。また、以後のプログラム実行により、ステップＳ２１８において、カウント値Ｃｍは「１」加算されていき、ステップＳ２２０において、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなるまでこの処理は繰り返される。なお、その間に、操作レバー１０が正常に移動し始めて、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きくなると、ステップＳ２１０において、「ＹＥＳ」と判定され、再度、ステップＳ２１２〜Ｓ２１６の処理を実行したのち、ステップＳ２００〜Ｓ２１６の処理が繰り返される。
【００５３】
一方、カウント値Ｃｍが加算されていき、ステップＳ２２０において、所定値ＣＭよりも大きくなったときに、「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２２２に進み、ステップＳ２２２において、エラーフラグＦＥを“１”に設定する。このエラーフラグＦＥの“１”の設定により、操作レバー１０が移動する方向に物や運転者の体等があって操作レバー１０の移動に障害が生じているとされ、プログラムはステップＳ２２４に進み、ステップＳ２２４において警告を出力する。
【００５４】
この警告は、車両内に装備されたウォーニングブザー５０を発音させることにより行われる。これによって、運転者は、操作レバー１０の近傍に障害物があることを知ることができる。また、この監視ルーチンにおいて、異常なくプログラムが実行され、その間に、図４に示した自立制御プログラムの実行により自立制御が終了した場合には、再度、このプログラムを実行しても、ステップＳ２０２において自立終了フラグＦは“１”に設定されているため「ＮＯ」と判定して、プログラムはステップＳ２１６に進み終了する。
【００５５】
また、監視ルーチンのプログラムの実行中に異常が検出されて、エラーフラグＦＥが“１”に設定されると、図４に示した自立制御プログラムのステップＳ１０４において「ＮＯ」と判定し、プログラムはステップＳ１１８に進んで終了する。これによって、操作レバー１０は停止し自立制御は中止される。この結果、操作レバー１０が無理に最終目標位置Ｘ*に移動しようとすることがなくなる。
【００５６】
（第１実施形態の第１変形例）
つぎに、図４に示した自立制御の第１変形例を、図６を用いて説明する。ＣＰＵ４１ａは、図６のフローチャートに示したルーチンを図４に示したルーチンに代えて実行することができる。なお、図６において、図４と同一のステップについては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５７】
図６のフローチャートは、図４のフローチャートにおけるステップＳ１１２，Ｓ１１６を、ステップＳ３００〜Ｓ３０４に置き換えたもので、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きければ「ＹＥＳ」と判定してステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、操作レバー１０の位置ｘに所定値αを加算した値を移動目標位置ＸＴとして設定する。所定値αは、例えば、このプログラムが１０msecごとに実行されるルーチンであればその演算１周期である１０msecに操作レバー１０が進むべき距離として設定された値を表しており、移動目標位置ＸＴは、それによって操作レバー１０が位置するようになる位置を表している。
【００５８】
ステップＳ３００における処理で、移動目標位置ＸＴは操作レバー１０の位置ｘから所定値α分だけ最終目標位置Ｘ*に近づく値になる。したがって、移動目標位置ＸＴは、操作レバー１０が所定値α分だけ進むごとに更新される目標位置となる。ステップＳ３００において移動目標位置ＸＴの設定が終わるとステップＳ３０２に進む。
【００５９】
また、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも小さくなければ、「ＮＯ」と判定してステップＳ３０４に進む。この場合、操作レバー１０の位置ｘが最終目標位置Ｘ*よりも大きいため、ステップＳ３０４では、操作レバー１０の位置ｘから所定値αを減算した値を移動目標位置ＸＴとして設定する。これによって、移動目標位置ＸＴは操作レバー１０の位置ｘから所定値α分だけ最終目標位置Ｘ*に近づく値になる。ステップＳ３０４での移動目標位置ＸＴの設定後、プログラムはステップＳ３０２に進む。
【００６０】
ステップＳ３０２では、電動モータ２５に通電する電流値ＩをＣＰＵ４１ａが演算処理によって算出する。この場合の電流値Ｉは、移動目標位置ＸＴから操作レバー１０の位置ｘを減算した値と所定の定数ｋの積によって求められる値に設定され、移動目標位置ＸＴの値がステップＳ３００の処理において求められた場合は正の値となり、ステップＳ３０４の処理において求められた場合は負の値となる。そして、ステップＳ１１４に進み、ステップＳ１１４においてＣＰＵ４１ａは、電流値Ｉの算出値を信号として、出力インターフェース４１ｃおよびドライブ回路４２を介して電動モータ２５に出力する。これによって電動モータ２５は、一方または他方に回転駆動し、どちらの場合でも操作レバー１０は所定値α分だけ最終目標位置Ｘ*に近づく。そして、ステップＳ１１８に進んでプログラムは終了する。
【００６１】
なお、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に近づく際の復帰力（移動速度）は略電流値Ｉの大きさに比例する。したがって、所定の定数ｋを大きく設定すれば、操作レバー１０の復帰力は大きくなり、所定の定数ｋを小さく設定すれば、操作レバー１０の復帰力は小さくなる。このため、所定の定数ｋを適宜設定することにより、操作レバー１０の復帰力を所定の定数ｋの大きさに対応した大きさに設定することができる。この場合、所定の定数ｋは小さな値に設定し、復帰力を小さくすることが好ましい。これによって、後述する反力制御（図８）による通常の反力と比較して復帰力が小さくなるように制御することができる。
【００６２】
（第１実施形態の第２変形例）
つぎに、図５に示した監視ルーチンの第２変形例を、図７を用いて説明する。図７に示した監視ルーチンは、操作レバー１０が目標位置へ移動する際に異常が生じた場合には停止制御を行うためのものであり、図５に示したルーチンに代えて実行される。なお、図７において、図５と同一のステップについては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。このプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の処理は、図５に示したプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２１６の処理と同様であり、これらのステップでの処理により操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に向って正常に移動していることが判定される。
【００６３】
なお、このプログラムにおいては、ステップＳ２１４において今回位置ｘnを前回位置ｘn-1に設定したのちに、ステップＳ３０６においてブレーキ操作フラグを“０”に設定する処理が行われる。このブレーキ操作フラグは、“１”により、操作レバー１０が正常な自立動作をしていない状態を表し、“０”によりそれ以外の状態を表す。
【００６４】
そして、ステップＳ２１０において、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも小さくなって「ＮＯ」と判定すると、プログラムはステップＳ３０８に進み、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグが“１”であるか否かが判定される。ブレーキ操作フラグは、ステップＳ３０６において“０”に設定されているため「ＮＯ」と判定し、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０においては、操作レバー１０の今回位置ｘnの絶対値が前回位置ｘn-1の絶対値よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ３１０の判定処理は、運転者が操作レバー１０を負側に操作したか否かを検出するための処理である。ここで、運転者が操作レバー１０を操作していなければ、操作レバー１０は、最終目標位置Ｘ*に近づいて今回位置ｘnの絶対値は前回位置ｘn-1の絶対値よりも小さくなり、ステップＳ３１０において「ＮＯ」と判定して、ステップＳ２１８に進む。
【００６５】
ステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理は、図５に示したフローチャートにおけるステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理と同様であり、プログラムの実行のたびに、カウント値Ｃｍが「１」を加算した値に更新され、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなったときに、ステップＳ２２２において、エラーフラグＦＥが“１”に設定され、ステップＳ２２４においてウォーニングブザー５０による警告が出力される。
【００６６】
また、ステップＳ３１０において、操作レバー１０の今回位置ｘnの絶対値が前回位置ｘn-1の絶対値よりも大きければ、「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１２に進む。この場合は、運転者の体や物が不意に操作レバー１０に接触したのではなく、運転者が意図して操作レバー１０を操作したものであり、操作レバー１０は正常な自立動作をしていない状態であると判断してブレーキ操作フラグを“１”に設定する。そして、ステップＳ３１４に進んでブレーキ制御が行われる。ステップＳ３１４においては、ブレーキ用電動モータ４６に通電する電流値Ｉを、例えば、メモリ４１ｄに格納されているマップから求め、出力インターフェース４１ｃおよびブレーキ回路４７を介してブレーキ用電動モータ４６に出力する。
【００６７】
ここで、電流値Ｉは、メモリ４１ｄに格納されているマップから今回位置ｘnに対応する値とされ、この電流値Ｉによってブレーキ用電動モータ４６が駆動し車両を停止状態にさせる。すなわち、運転者による操作レバー１０の操作量が大きいほど大きな制動力が発生する。そして、ステップＳ２１６に進んでプログラムは終了する。そして、再度プログラムが実行され、ステップＳ２１０において「ＮＯ」と判定すると、ステップＳ３０８に進む。そして、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグは“１”に設定されているため「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１４に進み、電流Ｉがブレーキ用電動モータ４６に出力される。
【００６８】
このように、この車両操作装置では、車両の始動時に、操作レバー１０が自動的に移動して初期位置に復帰するように設定されており、その移動の際に、操作レバー１０に運転者の体や物が接触した場合には、ウォーニングブザー５０による警告が出され、運転者が意図的に操作レバー１０の操作を行ったと判定できる場合は、ブレーキ制御が行われるようになっている。これによって、運転者は、操作レバー１０の復帰移動における異常を知ることができるとともに、車両が不意に発進することを防止することができる。
【００６９】
なお、前記説明では、操作レバー１０を車両の左右方向に移動させて、車両の左右方向における最終目標位置Ｘ*に近づける制御方法を記載しているが、この操作レバー１０を車両の前後方向に移動させて、車両の前後方向における最終目標位置Ｙ*に近づける場合には、図４ないし図７のフローチャートにおいて、操作レバー１０の位置ｘを操作レバー１０の位置ｙに置き換え、最終目標位置Ｘ*を最終目標位置Ｙ*に置き換えるとともに、移動目標位置ＸＴを移動目標位置ＹＴに置き換え、同様の処理を行うことにより、操作レバー１０を前後方向に移動させて最終目標位置Ｙ*に移動させることができる。
【００７０】
その一例として、操作レバー１０を車両の前後方向に移動させる場合についての図７に示した監視ルーチンの変形例を図８に示している。図８に示した監視ルーチンは、停止制御を行うためのものであり、図８において、図７と同一のステップ（ステップＳ２００，Ｓ２０２，Ｓ２１２，Ｓ３０６，Ｓ２１６，Ｓ３０８，Ｓ３１２，２１８〜Ｓ２２４）および位置ｘと位置ｙを置き換えただけの同様のステップ（ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２１４，Ｓ３１４）については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。このプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２０６，Ｓ３１６，Ｓ２１２，Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の処理は、図７に示したプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の処理と実質的に同様であり、これらのステップでの処理により操作レバー１０が最終目標位置Ｙ*に向って正常に移動していることが判定される。
【００７１】
ステップＳ３１６における処理は、操作レバー１０が移動する移動距離の絶対値だけでなく移動方向も考慮したもので、前回位置ｙn-1が最終目標位置Ｙ*よりも小さく、かつ今回位置ｙnが前回位置ｙn-1と最小移動距離Ｙ0の加算値より大きいか、または、前回位置ｙn-1が最終目標位置Ｙ*よりも大きく、かつ今回位置ｙnが前回位置ｙn-1から最小移動距離Ｙ0を減算した値より小さいかを判定する。このどちらかに該当すれば操作レバー１０は最終目標位置Ｙ*に向って移動しており、その場合、ステップＳ３１６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ２１２，Ｓ２１４，Ｓ３０６の処理をしたのち、ステップＳ２１６に進んでプログラムは終了する。
【００７２】
また、ステップＳ３１６において「ＮＯ」と判定すると、プログラムはステップＳ３０８に進み、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグが“１”であるか否かが判定される。ブレーキ操作フラグは、“０”に設定されているため「ＮＯ」と判定し、ステップＳ３１８に進む。ステップＳ３１８においては、操作レバー１０の今回位置ｙnが前回位置ｙn-1と最小操作距離ｙ1の加算値よりも大きいか否かが判定される。最小操作距離ｙ1はブレーキ操作を判定するために設定される判定用ストローク（定数）であり、操作レバー１０の移動距離がこの最小操作距離ｙ1を超えるとブレーキ操作と判定される。
【００７３】
ここで、運転者が操作レバー１０を操作して、操作レバー１０の移動距離が最小操作距離ｙ1を超えていると、ステップＳ３１８において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１２に進む。この場合、操作レバー１０は正常な自立動作をしていない状態であるため、ステップＳ３１２において、ブレーキフラグは“１”に設定され、ステップＳ３１４において、今回位置ｙnに対応する電流Ｉをブレーキ用電動モータ４６に出力させる。その後、ステップＳ３１６において「ＮＯ」と判定するとステップＳ３０８に進む。そして、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグは“１”に設定されているため「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１４に進み、電流Ｉがブレーキ用電動モータ４６に出力される。
【００７４】
また、操作レバー１０の移動距離が最小操作距離ｙ1を超えてなく、ステップＳ３１８において「ＮＯ」と判定すると、ステップＳ２１８に進み、ステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理が行われる。この処理は、図７に示したフローチャートにおけるステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理と同様であり、プログラムの実行のたびに、カウント値Ｃｍが「１」を加算した値に更新され、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなったときに、ステップＳ２２２において、エラーフラグＦＥが“１”に設定され、ステップＳ２２４においてウォーニングブザー５０による警告が出力される。
【００７５】
また、操作レバー１０の自立動作が正常になり、ステップＳ３１６において「ＹＥＳ」と判定すると、ステップＳ２１２，Ｓ２１４の処理を行ったのち、ステップＳ３０６においてブレーキ操作フラグが“０”に設定され、ステップＳ２１６に進んでプログラムは終了する。そして、再度、プログラムが実行されるときには、プログラムは、ステップＳ２００〜Ｓ２０６，Ｓ３１６，Ｓ２１２，Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の自立動作が正常に行われている場合の処理を行う。この場合、操作レバー１０の位置は操作位置センサ３６によって検出され、電動モータ３５に通電する電流値ＩをＣＰＵ４１ａが演算処理によって算出し、その算出値を信号として、出力インターフェース４１ｃおよびドライブ回路４３を介して電動モータ３５に出力する。これによって、操作レバー１０が前後方向に移動して最終目標位置Ｙ*に到達し、操作レバー１０の自立制御は終了する。
【００７６】
つぎに、操作レバー１０が初期位置である最終目標位置Ｘ*に到達したのちの反力制御について、図９を用いて説明する。このプログラムは、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに、車両操作が行われる間、ＣＰＵ４１ａによって所定の短時間ごとに繰り返し実行される。まず、このプログラムは、ステップＳ４００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ４０２において、自立終了フラグＦが“１”に設定されているか否かを判定する。
【００７７】
自立終了フラグＦは、図４または図６に示した自立制御のルーチンにおいて、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに“１”に設定されているため、ステップＳ４０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ４０４において操作レバー１０の位置ｘが入力される。そして、ステップＳ４０６に進み、ステップＳ４０６において、操作レバー１０の位置ｘとステップＳ４０６に示した目標反力のマップとから目標反力Ｆを決定する。
【００７８】
つぎに、ステップＳ４０８に進んで、ステップＳ４０８において、電動モータ２５の出力が目標反力Ｆとなるようにモータ電流を決定する。つぎに、プログラムは、ステップＳ４１０に進んで終了する。また、もう一つの軸方向における操作レバー１０の位置ｙについての反力も同様にして求めることができる。
【００７９】
つぎに、図１０に示した操舵モータの制御について説明する。このプログラムは、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに、車両操作が行われる間、ＣＰＵ４１ａによって所定の短時間ごとに繰り返し実行される。まず、このプログラムは、ステップＳ５００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ５０２において、自立終了フラグＦが“１”に設定されているか否かを判定する。
【００８０】
自立終了フラグＦは、図４または図６に示した自立制御のルーチンにおいて、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに“１”に設定されているため、ステップＳ５０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ５０４において操作レバー１０の位置ｘとステップＳ５０４に示した操舵角のマップとから目標操舵角θを決定する。目標操舵角θは、転舵軸４８の変位量と比例するため、位置ｘと目標操舵角θとは、図示のような比例関係になる。
【００８１】
つぎに、ステップＳ５０６に進んで、ステップＳ５０６において、目標操舵角がθになるように、操舵用電動モータ４４にモータ電流を通電する。これによって、操作レバー１０の操作位置（位置ｘ）に応じて、転舵軸４８が変位し、転舵輪５２ａ，５２ｂに操舵角θが発生する。そして、プログラムは、ステップＳ５０８に進んで終了する。また、再度、プログラムが実行された際、操作レバー１０の操作によって位置ｘが変更していると、その都度、その位置ｘに応じた操舵角θが転舵輪５２ａ，５２ｂに発生する。また、ステップＳ５０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されていれば、「ＮＯ」と判定して、プログラムは、ステップＳ５０８に進んで終了する。
【００８２】
（第２実施形態）
つぎに、本発明の他の実施形態による操作レバー１０の復帰時制御について図１１のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートのプログラムは、前述した車両操作装置と同様の構成からなる車両操作装置において実行されるもので、運転者が手動により、操作レバー１０を初期位置に復帰させたのち、反力制御を行う例を示している。
【００８３】
このプログラム中において、イグニッションスイッチ６２がオフ状態にされて、バッテリ６１からの電力供給がなくなり、左右方向反力発生機構２０および前後方向反力発生機構３０の付与力から開放され無負荷状態になった操作レバー１０を運転者が手で操作することにより、初期位置に位置させることが行われる。
【００８４】
この場合、操作レバー１０の下端側部分は、図１２または図１３に示すように構成することが好ましい。図１２では、操作レバー１０の下端面１０ｃが、半球面状に形成されているとともに、この下端面１０ｃが当接する車体側部分５３における操作レバー１０の初期位置に対応する部分には、半球面状の凹部５３ａが形成されている。この操作レバー１０の下端面１０ｃと車体側部分５３の凹部５３ａとによって、操作レバー１０を初期位置に移動させる際、操作レバー１０の位置決めが容易に行えるようになる。
【００８５】
また、図１３では、操作レバー１０の下側部分が、下面が開口した円筒部５４と、円筒部５４の中にコイルばね５５を介して設けられたボール支持部５６と、ボール５７とで構成されている。ボール支持部５６は、上端がコイルばね５５に連結されて上部側が円筒部５４内に位置する棒体５６ａと、棒体５６ａの下端に連結され、ボール５７を回動自在の状態にしてその上部側を覆うドーム状の被覆部５６ｂとで構成されている。このため、ボール５７はコイルばね５５の弾性によって円筒部５４の下側に向けて付勢された状態になる。
【００８６】
また、ボール５７が当接する車体側部分５３における操作レバー１０の初期位置に対応する部分には、円錐状の凹部５３ｂが形成されている。これによると、ボール５７を正確に凹部５３ｂの中央部に位置させることが容易になる。すなわち、操作レバー１０の初期位置への位置決めが容易になる。
【００８７】
この構成において、イグニッションスイッチ６２をオン状態にしたのちに、ステップＳ６００からプログラムを開始して、ステップＳ６０２に進み、ステップＳ６０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されているか否かを判定する。この自立終了フラグＦは、初期においては、初期化処理により“０”に設定されているため、ステップＳ６０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ６０４に進み、ステップＳ６０４において、操舵角ｓｔが、最終目標位置Ｘ1に対応した目標操舵角ＳＴと同一であるか否かを判定する。ここで、操舵角ｓｔは、後述する図１４のプログラムを実行することにより目標操舵角ＳＴとなるため、ステップＳ６０４においては「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ６０６に進み、ステップＳ６０６において、操舵レバー１０の位置ｘを入力する。
【００８８】
そして、ステップＳ６０８において、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ1とが等しいか否かを判定する。この最終目標位置Ｘ1は、操作レバー１０が車両の左右前後方向の中立位置に位置して、変位位置が「０」となる位置に設定される。また、この最終目標位置Ｘ1は、転舵軸４８の変位量に対応するもので、図１４に示したプログラムを予め実行することによって、転舵軸４８は操作レバー１０の最終目標位置Ｘ1に対応する位置に移動している。
【００８９】
すなわち、図１４に示したフローチャートは、車両の停止時に、イグニッションスイッチ６２をオン状態からオフ状態にしたときに、実行されるイグニッションスイッチオフ時処理のプログラムを示しており、ステップＳ７００からプログラムが開始される。ついで、このプログラムは、ステップＳ７０２に進み、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ７０２において、ストロークセンサ４９が検出する転舵軸４８の変位量に対応する操舵角ｓｔを入力する。
【００９０】
つぎに、ステップＳ７０４において、操舵角ｓｔが、最終目標位置Ｘ1に対応した目標操舵角ＳＴになるように操舵用モータ４４を制御する。これによって、転舵軸４８は変位量が「０」の状態になり、最終目標位置Ｘ1に対応するようになる。すなわち、車両の停止時には、転舵軸４８の変位量が「０」となって、転舵輪５２ａ，５２ｂは車両の前後方向に沿った状態になる。そして、プログラムはステップＳ７０６に進んで終了する。
【００９１】
ここで、図１１のフローチャートに戻って、ステップＳ６０８において、運転者が操作レバー１０を初期位置に移動させており、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ1とが等しければ、「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ６１０に進み、ステップＳ６１０において自立終了フラグＦを“１”に設定する。そして、ステップＳ６１２に進み、プログラムは終了する。また、ステップＳ６０８において、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ1とが等しくなければ「ＮＯ」と判定して、プログラムはステップＳ６１２に進んで終了する。
【００９２】
また、イグニッションスイッチ６２をオフ状態にしたのちに転舵軸４８が変位してステップＳ６０４において「ＮＯ」と判定すると、ステップＳ６１４に進む。そして、ステップＳ６１４において、操舵角ｓｔが目標操舵角ＳＴになるように操舵用モータ４４を制御したのち、ステップＳ６１２に進んでプログラムは終了する。操舵角ｓｔが目標操舵角ＳＴになってステップＳ６０４において「ＹＥＳ」と判定するまで、ステップＳ６１４の処理が繰り返される。
【００９３】
また、自立終了フラグＦが“１”に設定されてプログラムを終了した場合は、操作レバー１０による車両操作が可能になり、その際、操作レバー１０には、図９に示した反力制御に基づく反力が発生する。また、図１０に示した操舵モータ制御に基づいて車両の操舵が行えるようになる。ステップＳ６０８において、「ＮＯ」と判定されて、プログラムを終了した場合は、再度、操作レバー１０を手で移動させ位置ｘを最終目標位置Ｘ1に一致させる操作を再度行って、自立制御を終了させる。このように、この実施形態によれば、操作レバー１０を自立させるための復帰が極めて簡単に行える。
【００９４】
なお、図１１に示したプログラムに、ステップＳ６０４およびステップＳ６１４を設けているため、図１４に示したイグニッションスイッチオフ時処理のプログラムの実行は省略することもできる。また、本第２実施形態は、運転者が手動により操作レバー１０を初期位置に復帰させる場合に限られず、例えば、電動モータ２５，３５と比較して小さな力を発生するモータをクラッチを介して操作レバー１０に接続可能としておき、操作レバー１０を初期位置に復帰させる場合にのみそのモータを駆動してクラッチを接続し、操作レバー１０を初期位置に復帰させてもよい。
【００９５】
（第３実施形態）
また、本発明のさらに他の実施形態として、図１５に示すように、イグニッションスイッチ６２がオフ状態で電力の供給がないときに、操作レバー１０を初期位置に自立させておくための保持手段を設けることもできる。この保持手段は、前述した車両操作装置と同様の構成からなる車両操作装置に設けられるもので、左右方向反力発生機構２０および前後方向反力発生機構３０の双方に設けられているが、説明を簡単にするため、左右方向反力発生機構２０に設けられた保持手段について説明する。この保持手段は、左右方向反力発生機構２０の回転軸２２に上方に向けて突設された係止用突起２２ａと、車体側部分５９から回転軸２２に向けて垂設された係止用突起５９ａと、トーションばね６０とで構成されている。
【００９６】
トーションばね６０は、回転軸２２の周面に遊嵌したコイル状部６０ａと、コイル状部６０ａの両端部からそれぞれ係止用突起２２ａ，５９ａに向って間隔を保って平行に延びる挟持部６０ｂとからなっており、挟持部６０ｂで係止用突起２２ａ，５９ａを挟むことにより、回転軸２２を一定の位置（操作レバー１０を初期位置に位置させる方向）に保持するようになっている。なお、トーションばね６０の弾性力は、イグニッションスイッチ６２がオフ状態のときに、操作レバー１０を初期位置に保持させておけるだけの最小の値に設定されており、電動モータ２５の作動により回転軸２２は回動可能になっている。
【００９７】
この保持手段は、前述したように、前後方向反力発生機構３０にも設けられており、この２つの保持手段によって、操作レバー１０は、イグニッションスイッチ６２のオフ時に、初期位置に自立するようになる。また、この場合の操作レバー１０の復帰時の制御は、図１１に示したフローチャートのプログラムと同様にして行われる。また、この場合も、イグニッションスイッチ６２をオン状態からオフ状態に切り替える際には、図１４に示した、イグニッションスイッチオフ時処理が行われる。
【００９８】
そして、操作レバー１０の自立が終了した場合には、図９に示した反力制御に基づく反力が発生する。この場合の操作レバー１０の操作レバー１０の位置ｘと反力Ｆとの関係は、電動モータ２５，３５の駆動により発生する反力とトーションばね６０の弾性による反力とが複合されて、図１６に示した線ａのようになる。これを図９のステップＳ４０６のマップのようにするため、図１７に示した補正を行う。すなわち、この補正は、操作レバー１０の位置ｘnに対応する反力ＦSnに対して補正値ＦMnを加減することによる。
【００９９】
例えば、操作レバー１０が左右方向の中立位置よりも右側に位置していれば、反力ＦSnから補正値ＦMnを減算し、左側に位置していれば反力ＦSnに補正値ＦMnを加算する。これによって、目標反力Ｆを表す曲線ｂを求めることができ、その目標反力Ｆは、操作レバー１０が中立位置に近いほど小さくなり、中立位置から遠ざかるに従って大きくなるように制御される。なお、補正値ＦMnと必要電流との関係は、モータ固有の特性として決まるものである。また、自立終了後は、図１０に示した操舵モータ制御に基づいて車両の操舵が行える。このように構成することにより、操作レバー１０を初期位置に移動させる処理が不要になり制御が簡単になる。また、操作レバー１０が移動することによって生じる問題は全てなくなる。
【０１００】
なお、図４に示した自立制御プログラムの実行の際には、最終目標位置Ｘ*を転舵軸４８の変位量に対応して定めたが、この場合も、図１４に示したイグニッションスイッチオフ時処理を行って、予め、転舵軸４８の変位量を「０」に設定しておくことができる。この場合の最終目標位置Ｘ*は操作レバー１０の中立位置となり、これによると自立制御がより簡単になる。
【０１０１】
また、前述した実施形態では、操作レバー１０の初期位置を中立位置としているが、これに限られず、電力の供給開始時の車輪の舵角に対応する位置を操作レバー１０の初期位置としてもよい。本発明の他の実施形態として、電力の供給遮断時に、操作レバー１０が移動しないようにピンで固定する等して、車輪の舵角と操作レバー１０の位置を対応させておくこともできる。
【０１０２】
さらに、前述した実施形態では、操作部材がジョイスティックからなる操作レバー１０で構成されているが、この操作部材はこれに限らずハンドルタイプのもので構成することもできる。また、前述した実施形態では、操作レバー１０が初期位置に至るまでは操作レバー１０の位置に基づく反力よりも小さな復帰力を付与するもの等を開示したが、これに限らず初期位置に至るまでの操作レバー１０の移動速度を検出し、その速度が、手に大きな負荷を加えないような速度になるように反力を規制するようにしてもよい。
【０１０３】
さらに、前述した実施形態では、操作レバー１０の位置に応じた反力を発生させる車両操作装置を開示しているが、本発明は、これに限られず、例えば、操作レバー１０の変位位置から目標舵角を算出し、その目標舵角から反力を発生させるものでもよい。また、本発明は、加速および制動の操作を行う操作部材と操舵を行う操作部材を別体とする車両においてもそれぞれの操作部材に対して実施することができるこの場合の電力の供給遮断時には、電力の供給を遮断する時点だけでなく、電力の供給を遮断している期間も含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による車両操作装置の操作用レバーを示す概略斜視図である。
【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よる車両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が実行する自立制御を示すフローチャートである。
【図５】 図３に示したＣＰＵが実行する監視ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】 図３に示したＣＰＵが実行する自立制御の変形例を示すフローチャートである。
【図７】 図３に示したＣＰＵが実行する監視ルーチンの変形例を示すフローチャートである。
【図８】 図７に示した監視ルーチンの変形例を示すフローチャートである。
【図９】 図３に示したＣＰＵが実行する反力制御を示すフローチャートである。
【図１０】 図３に示したＣＰＵが実行する操舵モータ制御を示すフローチャートである。
【図１１】 図３に示したＣＰＵが実行する復帰時制御を示すフローチャートである。
【図１２】 操作レバーの下端部とそれに当接する車体側部分を示す正面図である。
【図１３】 操作レバーの他の例による下端部とそれに当接する車体側部分を示す正面図である。
【図１４】 図３に示したＣＰＵが実行するイグニッションスイッチオフ時の処理を示すフローチャートである。
【図１５】 係止用突起とトーションばねからなる保持手段を示す部分拡大斜視図である。
【図１６】 操作レバーの変位位置と反力との関係を示すグラフである。
【図１７】 図１５に示した反力から補正値を加減することにより目標反力を求める方法を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…操作レバー、２０…左右方向反力発生機構、２２，３２…回転軸、２２ａ，５９ａ…係止用突起、２５，３５…電動モータ、２６，３６…操作位置センサ、３０…前後方向反力発生機構、４０…電気制御装置、４１ａ…ＣＰＵ、４１ｄ…メモリ、４４…操舵用電動モータ、４８…転舵軸、４９…ストロークセンサ、５１…操舵機構、５２ａ，５２ｂ…転舵輪、６０…トーションばね、６１…バッテリ、６２…イグニッションスイッチ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に対して変位可能に設けられて運転者により操作される操作部材に、その操作部材の状態や操作に応じて初期位置へ移動させるための復帰力や反力が付加されるようにした車両操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、特開平８−３４３５３号公報に開示されているように、運転者が操作するジョイスティックの操作量に応じた反力を、電動モータを備えた反力負荷装置が発生し、この反力をジョイスティックに付与することによって、運転者によるジョイスティックの操作が安定するようにした車両操作装置がある。このような、ジョイスティックを用いた車両操作装置では、例えば電源がオンの状態であって運転者が操作していない場合、ジョイスティックは反力負荷装置からの反力により初期位置に保持される。そして、電源がオフの状態では、反力負荷装置の電動モータが停止したときに回動自在になっているため、ジョイスティックは無負荷状態になり自重によってある方向に傾倒する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電源がオフの状態で傾倒しているジョイスティックを、電源をオンにして初期位置に起立させる場合、例えば大きな力でジョイスティックを初期位置に移動させると、運転者の体や物等が衝突した場合に、これらに大きな負荷が加わる可能性があるという問題がある。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、ジョイスティック等の操作部材の初期位置への移動によって、運転者等に大きな負荷が加わることがない車両操作装置を提供することである。
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる車両操作装置の特徴は、運転者により操作される操作部材と、操作部材の変位位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によって検出された操作部材の変位位置に応じて操作部材に対して反力を発生する反力発生手段とを備えた車両操作装置において、反力発生手段に操作部材を初期位置に移動させる復帰力を発生する機能を設けるとともに、電力の供給により反力発生手段が発生する復帰力および反力をそれぞれ独立して制御する反力制御手段を設けたことにある。
【０００６】
前記のように構成した本発明の車両操作装置によれば、復帰力の制御と反力の制御を別々に制御することができるため、操作部材を初期位置に復帰させるときに発生する復帰力と、車両を操作するときに発生する反力をそれぞれ好ましい大きさに設定することができる。例えば、反力は、運転者が操作部材を操作する際に、十分に安全性を保つことができる大きさに設定し、操作部材が中立位置に近い位置にある場合は小さくし、中立位置から離れるに従って大きくすることが好ましい。また、復帰力は、操作部材の位置に拘わらず小さく設定することが好ましい。
【０００７】
したがって、この場合、復帰力が反力よりも小さくなるように制御することが好ましい。これによって、操作部材が、運転者の手や体および物等に当接しても、強い力が発生して、運転者等に大きな負荷加わることが無くなる。また、本発明の他の車両操作装置の構成上の特徴は、操作部材が実質的に初期位置に到達した後に、反力発生手段による反力の発生を許容する反力発生制御手段を設けたことにある。これによれば、操作部材が初期位置に移動するまで反力は発生しないので、運転者が操作部材を初期位置に到達させるまで、操作部材の反力による負荷が運転者等に加わることがない。
【０００８】
また、本発明のさらに他の車両操作装置の構成上の特徴は、運転者により操作される操作部材と、操作部材の変位位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によって検出された操作部材の変位位置に応じて操作部材に対して反力を発生する反力発生手段とを備えた車両操作装置において、電力の供給開始時から、操作部材が実質的に初期位置に移動するまでの間において、反力に起因する操作部材の移動の速度を規制する移動速度規制手段とを備えたことにある。これによると、操作部材が初期位置に向って移動する間に操作部材の移動速度が規制されるので、操作部材が実質的に初期位置に到達するまでは操作部材の移動速度が大きくならず、操作部材が運転者等と衝突しても大きな負荷が加わることはない。また、この場合も、操作部材が実質的に初期位置に到達した後に、反力発生手段による反力の発生を許容する反力発生制御手段を設けることができる。
【０００９】
本発明のさらに他の車両操作装置の構成上の特徴は、電力の供給遮断時に、操作部材の位置と、操作部材の操作位置に応じて操舵される車輪の舵角との対応関係を一致させる手段を備えたことにある。これによれば、電力の供給遮断時に、操作部材の位置と車輪の舵角との対応関係が一致しているため、車両への電力供給開始時に操作部材の位置を車輪の舵角に合わせる操作が不用になる。したがって、操作部材による車両操作を開始するまでに、操作部材が移動することがなくなり、電力供給開始時に操作部が移動することにより生じていた問題はなくなる。なお、この場合の電力の供給遮断時には、電力の供給を遮断する時点だけでなく、電力の供給を遮断している期間も含む。
【００１０】
また、対応関係を一致させる手段を、操作部材と車輪とを初期位置に位置させる手段とすることもできる。この場合の初期位置は、操作部材においては、中立位置であり、車輪においては舵角が「０」になる位置である。これによると、電力の供給遮断時に、操作部材が初期位置に保持されるため、車両の始動を手早く行うことができるようになる。また、これによっても、操作部材による車両操作を開始するまでに、操作部材を移動させる必要がなくなるため、電力の供給開始時に操作部が移動することにより生じていた問題はなくなる。この場合も、電力の供給遮断時には、電力の供給を遮断している期間を含む。
【００１１】
本発明のさらに他の構成上の特徴は、電力の供給開始時から、操作部材が実質的に初期位置に移動するまでの間であるか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定結果に応じて反力発生手段の制御態様を変更する反力制御態様変更手段とを備えたことにある。
【００１２】
これによると、電力の供給開始時から操作部材が初期位置に向って移動する期間は、反力発生手段が、例えば当該期間以外の期間における反力よりも小さい反力を発生するような制御態様とすることができる。したがって、操作部材が運転者等と衝突しても大きな負荷が加わることを防止することができる。この場合、「実質的に初期位置」とは、初期位置だけでなく、初期位置の近傍で、反力発生手段の発生する力が小さく、反力発生手段による操作部材への反力制御としても手などに大きな負荷が加わらない領域も含む意である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明による車両操作装置の一実施形態を図面を用いて説明する。この車両操作装置は、図１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、運転者の操作により全体を前後方向および左右方向に傾動（回動）される。
【００１６】
図２は、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。操作レバー１０は、円柱棒状のロッド１０ａと、ロッド１０ａの上部外周に固定された円柱状の把持部１０ｂとを備えており、ロッド１０ａは、略中央部に球状部１０ｃを備えて、この球状部１０ｃによって車体に対して左右および前後方向に回動可能に支持されている。
【００１７】
また、操作レバー装置は、車両の始動時に、操作レバー１０を初期位置に自立させる復帰力のうちの車両左右方向に対する復帰力（図２に一点鎖線で示した位置から実線で示した位置に移動させる力のうち車両左右方向に対する力）を発生するとともに、車両走行時に、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、左右反力用の電動モータ２５および位置検出手段としての操作位置センサ２６を備えている。
【００１８】
ガイドプレート２１は、Ｌ字状に屈曲された板状体からなり、回転軸２２に固定された面が鉛直面になるように配置され、水平方向に配置される面にロッド１０ａの直径よりやや大きい幅を有し車両前後方向に長手方向を有する溝２１ａが設けられている。そして、この溝２１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。回転軸２２は、その軸線が車両前後方向に沿うとともに、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、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。
【００１９】
操作位置センサ２６は、回転軸２２の端部位置において車体側に固定され、回転軸２２の回転角を操作レバー１０の左右方向の操作位置として検出する。この操作位置センサ２６の出力である操作位置の値は、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。
【００２０】
さらに、操作レバー装置は、車両の始動時に、操作レバー１０を初期位置に自立させる復帰力のうちの車両前後方向に対する復帰力（図２に一点鎖線で示した位置から実線で示した位置に移動させる力のうち車両前後方向に対する力）を発生するとともに、車両走行時に、操作レバー１０の車両前後方向の傾動に抗する反力（中立位置から車両前後方向に傾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、前後反力用の電動モータ３５、および位置検出手段としての操作位置センサ３６を備えている。
【００２１】
ガイドプレート３１は、Ｌ字状に屈曲された板状体からなり、回転軸３２に固定された面が鉛直面になるように配置され、水平方向に配置される面に、ロッド１０ａの直径よりやや大きい幅を有し車両左右方向に長手方向を有する溝３１ａが設けられている。そして、この溝３１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。また、回転軸３２は、その軸線が車両左右方向に沿うとともに、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、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。
【００２２】
操作位置センサ３６は、回転軸３２の端部位置において車体側に固定され、回転軸３２の回転角を操作レバー１０の前後方向の操作位置として検出する。この操作位置センサ３６の出力である操作位置の値は、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、操作位置センサ２６および操作位置センサ３６としては、同様のものが使用でき、回転軸２２，３２の回転を直線運動に変換し、変換後の直線移動量を操作位置として検出するものでもよく、回転軸２２，３２の回転とともに移動する左右方向反力発生機構２０または前後方向反力発生機構３０の他の部材の回転角変化を操作位置として検出するものでもよい。また、左右方向反力発生機構２０と前後方向反力発生機構３０とで、本発明の反力発生手段が構成される。
【００２３】
つぎに、車両操作装置の電気制御装置を、図３を用いて説明する。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ドライブ回路４２と、電動モータ３５に所定の電流を流すためのドライブ回路４３と、操舵用電動モータ４４に所定の電流を流すためのドライブ回路４５と、ブレーキ用電動モータ４６に所定の電流を流すためのブレーキ回路４７とを備えている。
【００２４】
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、メモリ４１ｄと、ＥＥＰＲＯＭ４１ｅとを含んでいる。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、操作位置センサ２６，３６および転舵軸４８の変位量を検出するストロークセンサ４９に接続されており、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。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、ドライブ回路４２，４３，４５、ブレーキ回路４７およびウォーニングブザー５０に接続されており、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。
【００２５】
メモリ４１ｄは、プログラムおよびマップデータ等を記憶したＲＯＭと、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からなっている。また、ＥＥＰＲＯＭ４１ｅは、バッテリ６１からの電源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に接続されている。そして、電源が供給されている状態で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ＣＰＵ４１ａに供給する。
【００２６】
ドライブ回路４２は、４個のスイッチング素子（図示せず）を備えており、出力インターフェース４１ｃを介して送られるＣＰＵ４１ａの指令に応じて、スイッチング素子を選択的に導通状態にして、電動モータ２５に所定の電流を流すようになっている。これにより、電動モータ２５が一方向または他方向に回転して操作レバー１０に所定の復帰力または反力を発生する。ドライブ回路４３も、ドライブ回路４２と同様の構成をしており、出力インターフェース４１ｃを介して送られるＣＰＵ４１ａの指令に応じて、電源モータ３５に所定の電流を流すようになっている。
【００２７】
また、ドライブ回路４５は、ドライブ回路４２および４３と同様の構成をしており、出力インターフェース４１ｃを介して送られるＣＰＵ４１ａの指令に応じて、操舵用電動モータ４４に所定の電流を流すようになっている。これにより、操舵用電動モータ４４が回転すると操舵機構５１が作動して、転舵輪５２ａ，５２ｂに所定の転舵角が達成される。ブレーキ回路４７は、車両に制動力を付与するためのブレーキ用電動モータ４６を制御する。また、ウォーニングブザー５０は、操作レバー１０の移動に異常が生じた場合の警告用のものである。
【００２８】
前記バッテリ６１は、イグニッションスイッチ６２を介して電気制御装置４０に接続されている。そして、イグニッションスイッチ６２がオン状態のときに、電気制御装置４０内の各回路に電力を供給するようになっている。
【００２９】
つぎに、以上のように構成した前記電気制御装置４０を備えた車両操作装置において、車両の始動時に、操作レバー１０を初期位置である目標位置に移動（復帰）させるための自立制御の動作を、図４のフローチャートを用いて説明する。図４は、図３に示したＣＰＵ４１ａが実行するプログラムを示したものであり、このプログラムは、メモリ４１ｄのＲＯＭに記憶されており、運転者の操作によりイグニッションスイッチ６２がオン状態にされたのちに、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。
【００３０】
まず、プログラムは、ステップＳ１００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ１０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されているか否かを判定する。この自立終了フラグＦは“１”により、操作レバー１０が目標位置にあって自立が終了した状態を表し、“０”により、それ以外の状態を表すもので、初期においては、初期化処理により“０”に設定されている。したがって、この場合、自立終了フラグＦは“０”であるため、ステップＳ１０２において「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ１０４においてエラーフラグＦＥが“０”に設定されているか否かを判定する。このエラーフラグＦＥは“１”により、操作レバー１０が移動する目標位置の方向に物や運転者の体等があって操作レバー１０の移動に障害が生じている状態を表し、“０”により、それ以外の状態を表すもので、初期においては、初期化処理により“０”に設定されている。
【００３１】
ここで、エラーフラグＦＥを設定制御する監視ルーチンについて説明しておく。このプログラムも、メモリ４１ｄのＲＯＭに記憶されており、ＣＰＵ４１ａによって所定の短時間ごとに繰り返し実行される。まず、このプログラムは、図５のステップＳ２００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ２０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されているか否かを判定する。
【００３２】
この場合、前述のように、自立終了フラグＦは“０”であるので、ステップＳ２０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２０４に進み、ステップＳ２０４において操作レバー１０の位置ｘを操作位置センサ２６から入力する。そして、ステップＳ２０６において、入力した位置ｘを、今回のプログラム実行時における操作レバー１０の変位位置を表す今回位置ｘnとして設定しておく。
【００３３】
つぎに、ステップＳ２０８において、前記設定した今回位置ｘnから前回位置ｘn-1を減算した値の絶対値｜ｘn―ｘn-1｜を移動距離Δｘとして計算する。この前回位置ｘn-1は、前回のプログラムの実行時における操作レバー１０の位置ｘを表すもので、前回のプログラム実行時におけるステップＳ２１４の処理により設定記憶されているものである。
【００３４】
ステップＳ２０８の処理後、ステップＳ２１０に進み、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きいか否かが判定される。最小移動距離Ｘ0は、操作レバー１０が正常に移動している状態で、このプログラムが１回実行される間に操作レバー１０が移動する距離よりも若干小さな値に設定されている。この判定においては、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0以下であれば、操作レバー１０の移動に対して何らかの障害が生じていると判定される。
【００３５】
今、操作レバー１０は問題なくが正常に移動していて、移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きければ、ステップＳ２１０において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２においては、操作レバー１０の移動における異常発生の継続時間を測定するためのカウント値Ｃｍが「０」にリセットされる。ついで、前述したステップＳ２１４の処理後、プログラムはステップＳ２１６に進んで一旦終了する。
【００３６】
所定時間の経過後、ステップＳ２００からプログラムの実行をふたたび開始し、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ２０２の判定処理を実行する。ここで、操作レバー１０が、まだ、目標位置に到達してない状態であれば、フラグＦは“０”であるためステップＳ２０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２０４において操作レバー１０の位置ｘを入力する。ついで、ステップＳ２０６、Ｓ２０８の処理後、ステップＳ２１０において操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きいか、すなわち、操作レバー１０が正常に移動しているか否かを判定する。前記のように、操作レバー１０が正常に移動していれば、ステップＳ２１０において「ＹＥＳ」と判定して、前記ステップＳ２１２、Ｓ２１４の処理を行い、プログラムはステップＳ２１６に進んで一旦終了する。
【００３７】
このように、操作レバー１０が正常に移動していればエラーフラグＦＥは、初期設定時の“０”に保たれる。ここで、図４のフローチャートのステップＳ１０４の説明に戻る。ステップＳ１０４において、エラーフラグＦＥは、“０”であるため「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において操舵レバー１０の位置ｘを入力する。
【００３８】
そして、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０８において、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくないか否かを判定する。この最終目標位置Ｘ*は、転舵軸４８の変位量に対応して定められる操作レバー１０の操作位置（変位位置）であり、車両停止時における転舵輪５２ａ，５２ｂの位置（角度）を、ストロークセンサ４９が転舵軸４８の変位量として検出した値に基づいて定められる。この最終目標位置Ｘ*に操作レバー１０を位置させることで、操作レバー１０の変位位置と転舵輪５２ａ，５２ｂとの位置関係が一致する。
【００３９】
例えば、転舵輪５２ａ，５２ｂが車両の前後方向に沿った状態になって、転舵軸４８の変位量が「０」の場合は、操作レバー１０が車両の左右方向の中立位置に位置して、操作位置が「０」となるように設定される。このため、この最終目標位置Ｘ*を、操作レバー１０が復帰するための初期位置としている。イグニッションスイッチ６２がオフ状態にされ、バッテリ６１からの電力供給が遮断された状態では、左右方向反力発生機構２０および前後方向反力発生機構３０は操作レバー１０に対する付与力を発生しないフリーの状態になっている。
【００４０】
したがって、操作レバー１０は、イグニッションスイッチ６２がオン状態にされたばかりの初期では、自重によって車両の左右前後方向のどちらかの方向に傾倒した状態になっており、通常は、この場合の操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とは異なっている。ここで、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくなければ、ステップＳ１０８において「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１１０に進む。
【００４１】
つぎに、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きいか否かが判定される。ここで、最終目標位置Ｘ*を「０」として、操作レバー１０の位置ｘが最終目標位置Ｘ*よりも車両位置における左側に位置していればマイナス（−）として、操作レバー１０の位置ｘは最終目標位置Ｘ*よりも小さくなり、右側に位置していればプラス（＋）として、操作レバー１０の位置ｘは最終目標位置Ｘ*よりも大きくなるとしておく。そして、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きければ、ステップＳ１１０において「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１１２に進む。
【００４２】
ステップＳ１１２では、所定電流値Ｉ0をモータ電流値Ｉとして設定する。所定電流値Ｉ0は、操作レバー１０の移動速度を予め設定した速度にするために電動モータ２５に供給する電流の値であり、この場合、操作レバー１０を車両における左側位置から最終目標位置Ｘ*に向けてゆっくりと移動させるように電動モータ２５を回転駆動させるために設定した電流値である。なお、モータ電流値Ｉと操作レバー１０の移動速度は比例し、操作レバー１０の移動速度は、操作レバー１０の復帰力（反力）と比例する。したがって、所定電流値Ｉ0は、操作レバー１０の復帰力を十分に弱くできる値に設定し、移動する操作レバー１０に、運転者の体や物が当たっても、大きな負荷がかからないようにしておく。ステップＳ１１２においてモータ電流値Ｉの設定が終わるとステップＳ１１４に進む。
【００４３】
また、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも小さくなければ、「ＮＯ」と判定してステップＳ１１６に進む。この場合、操作レバー１０の位置ｘが最終目標位置Ｘ*よりも大きいため、ステップＳ１１６では、所定電流値−Ｉ0をモータ電流値Ｉとして設定する。所定電流値−Ｉ0は、操作レバー１０を車両における右側位置から最終目標位置Ｘ*に向けて移動させるように電動モータ２５を回転駆動させる電流値であり、所定電流値Ｉ0を設定した場合とは、電動モータ２５を回転駆動させる回転力が等しく、その回転方向が逆方向になる。ステップＳ１１６でのモータ電流値Ｉの設定後、プログラムはステップＳ１１４に進む。
【００４４】
ステップＳ１１４では、電流値ＩをＣＰＵ４１ａが信号として、出力インターフェース４１ｃおよびドライブ回路４２を介して電動モータ２５に出力する。これによって電動モータ２５は、一方または他方に回転駆動され、ステップＳ１１２，Ｓ１１６のどちらのステップを経た場合でも操作レバー１０は最終目標位置Ｘ*に近づく。そして、ステップＳ１１８に進んでプログラムは一旦終了する。
【００４５】
所定時間経過後、再度、ステップＳ１００からプログラムの実行を開始し、ステップＳ１０２，Ｓ１０４の判定処理を実行してステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において操作レバー１０の位置ｘを入力する。そして、ステップＳ１０８において新たな操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくないか否かを判定し、等しくなければ、「ＹＥＳ」と判定してステップＳ１１０に進み、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きいか否かを判定する。そして、ステップＳ１１０での判定後、ステップＳ１１２またはステップＳ１１６において前述した処理を行い、プログラムはステップＳ１１４に進む。
【００４６】
ステップＳ１１４では、電流値Ｉの出力に基づいて電動モータ２５が駆動される。これによって操作レバー１０は、電流値Ｉに対応する速度で、再度、最終目標位置Ｘ*に近づく。そして、ステップＳ１１８に進んでプログラムは一旦終了する。
【００４７】
また、所定時間経過する度に、同様の処理を繰り返して、ステップＳ１００からプログラムの実行を開始していき、ステップＳ１０８において、新たに設定された操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ*とが等しくなると、「ＮＯ」と判定して、ステップＳ１２０に進む。そして、ステップＳ１２０において、自立終了フラグＦを“１”に設定したのち、ステップＳ１１８に進んでプログラムは終了する。
【００４８】
また、再度、プログラムの実行を開始すると、ステップＳ１０２において、自立終了フラグＦは“１”に設定されているため、「ＮＯ」と判定して、ステップＳ１１８に進みプログラムは終了する。以後、プログラムの実行を繰り返しても、操作レバー１０の自立制御は終了しているため、ステップＳ１０２において「ＮＯ」と判定して、ステップＳ１１８に進みプログラムは終了する。
【００４９】
つぎに、ステップＳ１２０において、自立終了フラグＦが“１”に設定されて自立制御が終了する前に、ステップＳ１０４において、エラーフラグＦＥが“１”となって「ＮＯ」と判定される場合について、図５の監視ルーチンに戻って説明する。
【００５０】
前述したように、操作レバー１０が正常に移動していればエラーフラグＦＥは、初期設定時の“０”に設定されており、図５の監視ルーチンにおいては、ステップＳ２００〜ステップＳ２１６の処理が繰り返される。そして、ステップＳ２１０において、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも小さくなって、「ＮＯ」と判定されると、操作レバー１０の移動に異常発生の可能性があると判定される。そして、プログラムは、ステップＳ２１８に進んで、ステップＳ２１８においてカウント値Ｃｍが「１」を加算した値に設定される。このカウント値Ｃｍへの「１」の加算は、操作レバー１０の移動に異常が発生した可能性があると判定されてからの経過時間をプログラムの実行回数としてカウントするために行われる。
【００５１】
ついで、ステップＳ２２０において、カウント値Ｃｍが予め定めた所定値ＣＭよりも大きいか否かを判定する。所定値ＣＭは、カウント値の上限値を示しており、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなったときに、操作レバー１０の移動に障害が発生して、異常な状態になっていると判定される。すなわち、所定値ＣＭは、移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも小さくなったのち、まだ、操作レバー１０の移動が正常であるか、または正常に戻る可能性が残っている最大の経過時間に基づいて設定される。
【００５２】
ステップＳ２２０において、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも小さければ、「ＮＯ」と判定して、プログラムはステップＳ２１６に進んで終了する。また、以後のプログラム実行により、ステップＳ２１８において、カウント値Ｃｍは「１」加算されていき、ステップＳ２２０において、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなるまでこの処理は繰り返される。なお、その間に、操作レバー１０が正常に移動し始めて、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも大きくなると、ステップＳ２１０において、「ＹＥＳ」と判定され、再度、ステップＳ２１２〜Ｓ２１６の処理を実行したのち、ステップＳ２００〜Ｓ２１６の処理が繰り返される。
【００５３】
一方、カウント値Ｃｍが加算されていき、ステップＳ２２０において、所定値ＣＭよりも大きくなったときに、「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ２２２に進み、ステップＳ２２２において、エラーフラグＦＥを“１”に設定する。このエラーフラグＦＥの“１”の設定により、操作レバー１０が移動する方向に物や運転者の体等があって操作レバー１０の移動に障害が生じているとされ、プログラムはステップＳ２２４に進み、ステップＳ２２４において警告を出力する。
【００５４】
この警告は、車両内に装備されたウォーニングブザー５０を発音させることにより行われる。これによって、運転者は、操作レバー１０の近傍に障害物があることを知ることができる。また、この監視ルーチンにおいて、異常なくプログラムが実行され、その間に、図４に示した自立制御プログラムの実行により自立制御が終了した場合には、再度、このプログラムを実行しても、ステップＳ２０２において自立終了フラグＦは“１”に設定されているため「ＮＯ」と判定して、プログラムはステップＳ２１６に進み終了する。
【００５５】
また、監視ルーチンのプログラムの実行中に異常が検出されて、エラーフラグＦＥが“１”に設定されると、図４に示した自立制御プログラムのステップＳ１０４において「ＮＯ」と判定し、プログラムはステップＳ１１８に進んで終了する。これによって、操作レバー１０は停止し自立制御は中止される。この結果、操作レバー１０が無理に最終目標位置Ｘ*に移動しようとすることがなくなる。
【００５６】
（第１実施形態の第１変形例）
つぎに、図４に示した自立制御の第１変形例を、図６を用いて説明する。ＣＰＵ４１ａは、図６のフローチャートに示したルーチンを図４に示したルーチンに代えて実行することができる。なお、図６において、図４と同一のステップについては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５７】
図６のフローチャートは、図４のフローチャートにおけるステップＳ１１２，Ｓ１１６を、ステップＳ３００〜Ｓ３０４に置き換えたもので、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも大きければ「ＹＥＳ」と判定してステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、操作レバー１０の位置ｘに所定値αを加算した値を移動目標位置ＸＴとして設定する。所定値αは、例えば、このプログラムが１０msecごとに実行されるルーチンであればその演算１周期である１０msecに操作レバー１０が進むべき距離として設定された値を表しており、移動目標位置ＸＴは、それによって操作レバー１０が位置するようになる位置を表している。
【００５８】
ステップＳ３００における処理で、移動目標位置ＸＴは操作レバー１０の位置ｘから所定値α分だけ最終目標位置Ｘ*に近づく値になる。したがって、移動目標位置ＸＴは、操作レバー１０が所定値α分だけ進むごとに更新される目標位置となる。ステップＳ３００において移動目標位置ＸＴの設定が終わるとステップＳ３０２に進む。
【００５９】
また、ステップＳ１１０において、最終目標位置Ｘ*が操作レバー１０の位置ｘよりも小さくなければ、「ＮＯ」と判定してステップＳ３０４に進む。この場合、操作レバー１０の位置ｘが最終目標位置Ｘ*よりも大きいため、ステップＳ３０４では、操作レバー１０の位置ｘから所定値αを減算した値を移動目標位置ＸＴとして設定する。これによって、移動目標位置ＸＴは操作レバー１０の位置ｘから所定値α分だけ最終目標位置Ｘ*に近づく値になる。ステップＳ３０４での移動目標位置ＸＴの設定後、プログラムはステップＳ３０２に進む。
【００６０】
ステップＳ３０２では、電動モータ２５に通電する電流値ＩをＣＰＵ４１ａが演算処理によって算出する。この場合の電流値Ｉは、移動目標位置ＸＴから操作レバー１０の位置ｘを減算した値と所定の定数ｋの積によって求められる値に設定され、移動目標位置ＸＴの値がステップＳ３００の処理において求められた場合は正の値となり、ステップＳ３０４の処理において求められた場合は負の値となる。そして、ステップＳ１１４に進み、ステップＳ１１４においてＣＰＵ４１ａは、電流値Ｉの算出値を信号として、出力インターフェース４１ｃおよびドライブ回路４２を介して電動モータ２５に出力する。これによって電動モータ２５は、一方または他方に回転駆動し、どちらの場合でも操作レバー１０は所定値α分だけ最終目標位置Ｘ*に近づく。そして、ステップＳ１１８に進んでプログラムは終了する。
【００６１】
なお、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に近づく際の復帰力（移動速度）は略電流値Ｉの大きさに比例する。したがって、所定の定数ｋを大きく設定すれば、操作レバー１０の復帰力は大きくなり、所定の定数ｋを小さく設定すれば、操作レバー１０の復帰力は小さくなる。このため、所定の定数ｋを適宜設定することにより、操作レバー１０の復帰力を所定の定数ｋの大きさに対応した大きさに設定することができる。この場合、所定の定数ｋは小さな値に設定し、復帰力を小さくすることが好ましい。これによって、後述する反力制御（図８）による通常の反力と比較して復帰力が小さくなるように制御することができる。
【００６２】
（第１実施形態の第２変形例）
つぎに、図５に示した監視ルーチンの第２変形例を、図７を用いて説明する。図７に示した監視ルーチンは、操作レバー１０が目標位置へ移動する際に異常が生じた場合には停止制御を行うためのものであり、図５に示したルーチンに代えて実行される。なお、図７において、図５と同一のステップについては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。このプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の処理は、図５に示したプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２１６の処理と同様であり、これらのステップでの処理により操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に向って正常に移動していることが判定される。
【００６３】
なお、このプログラムにおいては、ステップＳ２１４において今回位置ｘnを前回位置ｘn-1に設定したのちに、ステップＳ３０６においてブレーキ操作フラグを“０”に設定する処理が行われる。このブレーキ操作フラグは、“１”により、操作レバー１０が正常な自立動作をしていない状態を表し、“０”によりそれ以外の状態を表す。
【００６４】
そして、ステップＳ２１０において、操作レバー１０の移動距離Δｘが最小移動距離Ｘ0よりも小さくなって「ＮＯ」と判定すると、プログラムはステップＳ３０８に進み、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグが“１”であるか否かが判定される。ブレーキ操作フラグは、ステップＳ３０６において“０”に設定されているため「ＮＯ」と判定し、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０においては、操作レバー１０の今回位置ｘnの絶対値が前回位置ｘn-1の絶対値よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ３１０の判定処理は、運転者が操作レバー１０を負側に操作したか否かを検出するための処理である。ここで、運転者が操作レバー１０を操作していなければ、操作レバー１０は、最終目標位置Ｘ*に近づいて今回位置ｘnの絶対値は前回位置ｘn-1の絶対値よりも小さくなり、ステップＳ３１０において「ＮＯ」と判定して、ステップＳ２１８に進む。
【００６５】
ステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理は、図５に示したフローチャートにおけるステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理と同様であり、プログラムの実行のたびに、カウント値Ｃｍが「１」を加算した値に更新され、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなったときに、ステップＳ２２２において、エラーフラグＦＥが“１”に設定され、ステップＳ２２４においてウォーニングブザー５０による警告が出力される。
【００６６】
また、ステップＳ３１０において、操作レバー１０の今回位置ｘnの絶対値が前回位置ｘn-1の絶対値よりも大きければ、「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１２に進む。この場合は、運転者の体や物が不意に操作レバー１０に接触したのではなく、運転者が意図して操作レバー１０を操作したものであり、操作レバー１０は正常な自立動作をしていない状態であると判断してブレーキ操作フラグを“１”に設定する。そして、ステップＳ３１４に進んでブレーキ制御が行われる。ステップＳ３１４においては、ブレーキ用電動モータ４６に通電する電流値Ｉを、例えば、メモリ４１ｄに格納されているマップから求め、出力インターフェース４１ｃおよびブレーキ回路４７を介してブレーキ用電動モータ４６に出力する。
【００６７】
ここで、電流値Ｉは、メモリ４１ｄに格納されているマップから今回位置ｘnに対応する値とされ、この電流値Ｉによってブレーキ用電動モータ４６が駆動し車両を停止状態にさせる。すなわち、運転者による操作レバー１０の操作量が大きいほど大きな制動力が発生する。そして、ステップＳ２１６に進んでプログラムは終了する。そして、再度プログラムが実行され、ステップＳ２１０において「ＮＯ」と判定すると、ステップＳ３０８に進む。そして、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグは“１”に設定されているため「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１４に進み、電流Ｉがブレーキ用電動モータ４６に出力される。
【００６８】
このように、この車両操作装置では、車両の始動時に、操作レバー１０が自動的に移動して初期位置に復帰するように設定されており、その移動の際に、操作レバー１０に運転者の体や物が接触した場合には、ウォーニングブザー５０による警告が出され、運転者が意図的に操作レバー１０の操作を行ったと判定できる場合は、ブレーキ制御が行われるようになっている。これによって、運転者は、操作レバー１０の復帰移動における異常を知ることができるとともに、車両が不意に発進することを防止することができる。
【００６９】
なお、前記説明では、操作レバー１０を車両の左右方向に移動させて、車両の左右方向における最終目標位置Ｘ*に近づける制御方法を記載しているが、この操作レバー１０を車両の前後方向に移動させて、車両の前後方向における最終目標位置Ｙ*に近づける場合には、図４ないし図７のフローチャートにおいて、操作レバー１０の位置ｘを操作レバー１０の位置ｙに置き換え、最終目標位置Ｘ*を最終目標位置Ｙ*に置き換えるとともに、移動目標位置ＸＴを移動目標位置ＹＴに置き換え、同様の処理を行うことにより、操作レバー１０を前後方向に移動させて最終目標位置Ｙ*に移動させることができる。
【００７０】
その一例として、操作レバー１０を車両の前後方向に移動させる場合についての図７に示した監視ルーチンの変形例を図８に示している。図８に示した監視ルーチンは、停止制御を行うためのものであり、図８において、図７と同一のステップ（ステップＳ２００，Ｓ２０２，Ｓ２１２，Ｓ３０６，Ｓ２１６，Ｓ３０８，Ｓ３１２，２１８〜Ｓ２２４）および位置ｘと位置ｙを置き換えただけの同様のステップ（ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２１４，Ｓ３１４）については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。このプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２０６，Ｓ３１６，Ｓ２１２，Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の処理は、図７に示したプログラムにおけるステップＳ２００〜Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の処理と実質的に同様であり、これらのステップでの処理により操作レバー１０が最終目標位置Ｙ*に向って正常に移動していることが判定される。
【００７１】
ステップＳ３１６における処理は、操作レバー１０が移動する移動距離の絶対値だけでなく移動方向も考慮したもので、前回位置ｙn-1が最終目標位置Ｙ*よりも小さく、かつ今回位置ｙnが前回位置ｙn-1と最小移動距離Ｙ0の加算値より大きいか、または、前回位置ｙn-1が最終目標位置Ｙ*よりも大きく、かつ今回位置ｙnが前回位置ｙn-1から最小移動距離Ｙ0を減算した値より小さいかを判定する。このどちらかに該当すれば操作レバー１０は最終目標位置Ｙ*に向って移動しており、その場合、ステップＳ３１６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ２１２，Ｓ２１４，Ｓ３０６の処理をしたのち、ステップＳ２１６に進んでプログラムは終了する。
【００７２】
また、ステップＳ３１６において「ＮＯ」と判定すると、プログラムはステップＳ３０８に進み、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグが“１”であるか否かが判定される。ブレーキ操作フラグは、“０”に設定されているため「ＮＯ」と判定し、ステップＳ３１８に進む。ステップＳ３１８においては、操作レバー１０の今回位置ｙnが前回位置ｙn-1と最小操作距離ｙ1の加算値よりも大きいか否かが判定される。最小操作距離ｙ1はブレーキ操作を判定するために設定される判定用ストローク（定数）であり、操作レバー１０の移動距離がこの最小操作距離ｙ1を超えるとブレーキ操作と判定される。
【００７３】
ここで、運転者が操作レバー１０を操作して、操作レバー１０の移動距離が最小操作距離ｙ1を超えていると、ステップＳ３１８において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１２に進む。この場合、操作レバー１０は正常な自立動作をしていない状態であるため、ステップＳ３１２において、ブレーキフラグは“１”に設定され、ステップＳ３１４において、今回位置ｙnに対応する電流Ｉをブレーキ用電動モータ４６に出力させる。その後、ステップＳ３１６において「ＮＯ」と判定するとステップＳ３０８に進む。そして、ステップＳ３０８において、ブレーキ操作フラグは“１”に設定されているため「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ３１４に進み、電流Ｉがブレーキ用電動モータ４６に出力される。
【００７４】
また、操作レバー１０の移動距離が最小操作距離ｙ1を超えてなく、ステップＳ３１８において「ＮＯ」と判定すると、ステップＳ２１８に進み、ステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理が行われる。この処理は、図７に示したフローチャートにおけるステップＳ２１８〜Ｓ２２４の処理と同様であり、プログラムの実行のたびに、カウント値Ｃｍが「１」を加算した値に更新され、カウント値Ｃｍが所定値ＣＭよりも大きくなったときに、ステップＳ２２２において、エラーフラグＦＥが“１”に設定され、ステップＳ２２４においてウォーニングブザー５０による警告が出力される。
【００７５】
また、操作レバー１０の自立動作が正常になり、ステップＳ３１６において「ＹＥＳ」と判定すると、ステップＳ２１２，Ｓ２１４の処理を行ったのち、ステップＳ３０６においてブレーキ操作フラグが“０”に設定され、ステップＳ２１６に進んでプログラムは終了する。そして、再度、プログラムが実行されるときには、プログラムは、ステップＳ２００〜Ｓ２０６，Ｓ３１６，Ｓ２１２，Ｓ２１４，Ｓ３０６，Ｓ２１６の自立動作が正常に行われている場合の処理を行う。この場合、操作レバー１０の位置は操作位置センサ３６によって検出され、電動モータ３５に通電する電流値ＩをＣＰＵ４１ａが演算処理によって算出し、その算出値を信号として、出力インターフェース４１ｃおよびドライブ回路４３を介して電動モータ３５に出力する。これによって、操作レバー１０が前後方向に移動して最終目標位置Ｙ*に到達し、操作レバー１０の自立制御は終了する。
【００７６】
つぎに、操作レバー１０が初期位置である最終目標位置Ｘ*に到達したのちの反力制御について、図９を用いて説明する。このプログラムは、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに、車両操作が行われる間、ＣＰＵ４１ａによって所定の短時間ごとに繰り返し実行される。まず、このプログラムは、ステップＳ４００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ４０２において、自立終了フラグＦが“１”に設定されているか否かを判定する。
【００７７】
自立終了フラグＦは、図４または図６に示した自立制御のルーチンにおいて、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに“１”に設定されているため、ステップＳ４０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ４０４において操作レバー１０の位置ｘが入力される。そして、ステップＳ４０６に進み、ステップＳ４０６において、操作レバー１０の位置ｘとステップＳ４０６に示した目標反力のマップとから目標反力Ｆを決定する。
【００７８】
つぎに、ステップＳ４０８に進んで、ステップＳ４０８において、電動モータ２５の出力が目標反力Ｆとなるようにモータ電流を決定する。つぎに、プログラムは、ステップＳ４１０に進んで終了する。また、もう一つの軸方向における操作レバー１０の位置ｙについての反力も同様にして求めることができる。
【００７９】
つぎに、図１０に示した操舵モータの制御について説明する。このプログラムは、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに、車両操作が行われる間、ＣＰＵ４１ａによって所定の短時間ごとに繰り返し実行される。まず、このプログラムは、ステップＳ５００において開始され、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ５０２において、自立終了フラグＦが“１”に設定されているか否かを判定する。
【００８０】
自立終了フラグＦは、図４または図６に示した自立制御のルーチンにおいて、操作レバー１０が最終目標位置Ｘ*に到達したのちに“１”に設定されているため、ステップＳ５０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ５０４において操作レバー１０の位置ｘとステップＳ５０４に示した操舵角のマップとから目標操舵角θを決定する。目標操舵角θは、転舵軸４８の変位量と比例するため、位置ｘと目標操舵角θとは、図示のような比例関係になる。
【００８１】
つぎに、ステップＳ５０６に進んで、ステップＳ５０６において、目標操舵角がθになるように、操舵用電動モータ４４にモータ電流を通電する。これによって、操作レバー１０の操作位置（位置ｘ）に応じて、転舵軸４８が変位し、転舵輪５２ａ，５２ｂに操舵角θが発生する。そして、プログラムは、ステップＳ５０８に進んで終了する。また、再度、プログラムが実行された際、操作レバー１０の操作によって位置ｘが変更していると、その都度、その位置ｘに応じた操舵角θが転舵輪５２ａ，５２ｂに発生する。また、ステップＳ５０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されていれば、「ＮＯ」と判定して、プログラムは、ステップＳ５０８に進んで終了する。
【００８２】
（第２実施形態）
つぎに、本発明の他の実施形態による操作レバー１０の復帰時制御について図１１のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートのプログラムは、前述した車両操作装置と同様の構成からなる車両操作装置において実行されるもので、運転者が手動により、操作レバー１０を初期位置に復帰させたのち、反力制御を行う例を示している。
【００８３】
このプログラム中において、イグニッションスイッチ６２がオフ状態にされて、バッテリ６１からの電力供給がなくなり、左右方向反力発生機構２０および前後方向反力発生機構３０の付与力から開放され無負荷状態になった操作レバー１０を運転者が手で操作することにより、初期位置に位置させることが行われる。
【００８４】
この場合、操作レバー１０の下端側部分は、図１２または図１３に示すように構成することが好ましい。図１２では、操作レバー１０の下端面１０ｃが、半球面状に形成されているとともに、この下端面１０ｃが当接する車体側部分５３における操作レバー１０の初期位置に対応する部分には、半球面状の凹部５３ａが形成されている。この操作レバー１０の下端面１０ｃと車体側部分５３の凹部５３ａとによって、操作レバー１０を初期位置に移動させる際、操作レバー１０の位置決めが容易に行えるようになる。
【００８５】
また、図１３では、操作レバー１０の下側部分が、下面が開口した円筒部５４と、円筒部５４の中にコイルばね５５を介して設けられたボール支持部５６と、ボール５７とで構成されている。ボール支持部５６は、上端がコイルばね５５に連結されて上部側が円筒部５４内に位置する棒体５６ａと、棒体５６ａの下端に連結され、ボール５７を回動自在の状態にしてその上部側を覆うドーム状の被覆部５６ｂとで構成されている。このため、ボール５７はコイルばね５５の弾性によって円筒部５４の下側に向けて付勢された状態になる。
【００８６】
また、ボール５７が当接する車体側部分５３における操作レバー１０の初期位置に対応する部分には、円錐状の凹部５３ｂが形成されている。これによると、ボール５７を正確に凹部５３ｂの中央部に位置させることが容易になる。すなわち、操作レバー１０の初期位置への位置決めが容易になる。
【００８７】
この構成において、イグニッションスイッチ６２をオン状態にしたのちに、ステップＳ６００からプログラムを開始して、ステップＳ６０２に進み、ステップＳ６０２において、自立終了フラグＦが“０”に設定されているか否かを判定する。この自立終了フラグＦは、初期においては、初期化処理により“０”に設定されているため、ステップＳ６０２において「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ６０４に進み、ステップＳ６０４において、操舵角ｓｔが、最終目標位置Ｘ1に対応した目標操舵角ＳＴと同一であるか否かを判定する。ここで、操舵角ｓｔは、後述する図１４のプログラムを実行することにより目標操舵角ＳＴとなるため、ステップＳ６０４においては「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ６０６に進み、ステップＳ６０６において、操舵レバー１０の位置ｘを入力する。
【００８８】
そして、ステップＳ６０８において、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ1とが等しいか否かを判定する。この最終目標位置Ｘ1は、操作レバー１０が車両の左右前後方向の中立位置に位置して、変位位置が「０」となる位置に設定される。また、この最終目標位置Ｘ1は、転舵軸４８の変位量に対応するもので、図１４に示したプログラムを予め実行することによって、転舵軸４８は操作レバー１０の最終目標位置Ｘ1に対応する位置に移動している。
【００８９】
すなわち、図１４に示したフローチャートは、車両の停止時に、イグニッションスイッチ６２をオン状態からオフ状態にしたときに、実行されるイグニッションスイッチオフ時処理のプログラムを示しており、ステップＳ７００からプログラムが開始される。ついで、このプログラムは、ステップＳ７０２に進み、ＣＰＵ４１ａは、ステップＳ７０２において、ストロークセンサ４９が検出する転舵軸４８の変位量に対応する操舵角ｓｔを入力する。
【００９０】
つぎに、ステップＳ７０４において、操舵角ｓｔが、最終目標位置Ｘ1に対応した目標操舵角ＳＴになるように操舵用モータ４４を制御する。これによって、転舵軸４８は変位量が「０」の状態になり、最終目標位置Ｘ1に対応するようになる。すなわち、車両の停止時には、転舵軸４８の変位量が「０」となって、転舵輪５２ａ，５２ｂは車両の前後方向に沿った状態になる。そして、プログラムはステップＳ７０６に進んで終了する。
【００９１】
ここで、図１１のフローチャートに戻って、ステップＳ６０８において、運転者が操作レバー１０を初期位置に移動させており、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ1とが等しければ、「ＹＥＳ」と判定して、ステップＳ６１０に進み、ステップＳ６１０において自立終了フラグＦを“１”に設定する。そして、ステップＳ６１２に進み、プログラムは終了する。また、ステップＳ６０８において、操作レバー１０の位置ｘと最終目標位置Ｘ1とが等しくなければ「ＮＯ」と判定して、プログラムはステップＳ６１２に進んで終了する。
【００９２】
また、イグニッションスイッチ６２をオフ状態にしたのちに転舵軸４８が変位してステップＳ６０４において「ＮＯ」と判定すると、ステップＳ６１４に進む。そして、ステップＳ６１４において、操舵角ｓｔが目標操舵角ＳＴになるように操舵用モータ４４を制御したのち、ステップＳ６１２に進んでプログラムは終了する。操舵角ｓｔが目標操舵角ＳＴになってステップＳ６０４において「ＹＥＳ」と判定するまで、ステップＳ６１４の処理が繰り返される。
【００９３】
また、自立終了フラグＦが“１”に設定されてプログラムを終了した場合は、操作レバー１０による車両操作が可能になり、その際、操作レバー１０には、図９に示した反力制御に基づく反力が発生する。また、図１０に示した操舵モータ制御に基づいて車両の操舵が行えるようになる。ステップＳ６０８において、「ＮＯ」と判定されて、プログラムを終了した場合は、再度、操作レバー１０を手で移動させ位置ｘを最終目標位置Ｘ1に一致させる操作を再度行って、自立制御を終了させる。このように、この実施形態によれば、操作レバー１０を自立させるための復帰が極めて簡単に行える。
【００９４】
なお、図１１に示したプログラムに、ステップＳ６０４およびステップＳ６１４を設けているため、図１４に示したイグニッションスイッチオフ時処理のプログラムの実行は省略することもできる。また、本第２実施形態は、運転者が手動により操作レバー１０を初期位置に復帰させる場合に限られず、例えば、電動モータ２５，３５と比較して小さな力を発生するモータをクラッチを介して操作レバー１０に接続可能としておき、操作レバー１０を初期位置に復帰させる場合にのみそのモータを駆動してクラッチを接続し、操作レバー１０を初期位置に復帰させてもよい。
【００９５】
（第３実施形態）
また、本発明のさらに他の実施形態として、図１５に示すように、イグニッションスイッチ６２がオフ状態で電力の供給がないときに、操作レバー１０を初期位置に自立させておくための保持手段を設けることもできる。この保持手段は、前述した車両操作装置と同様の構成からなる車両操作装置に設けられるもので、左右方向反力発生機構２０および前後方向反力発生機構３０の双方に設けられているが、説明を簡単にするため、左右方向反力発生機構２０に設けられた保持手段について説明する。この保持手段は、左右方向反力発生機構２０の回転軸２２に上方に向けて突設された係止用突起２２ａと、車体側部分５９から回転軸２２に向けて垂設された係止用突起５９ａと、トーションばね６０とで構成されている。
【００９６】
トーションばね６０は、回転軸２２の周面に遊嵌したコイル状部６０ａと、コイル状部６０ａの両端部からそれぞれ係止用突起２２ａ，５９ａに向って間隔を保って平行に延びる挟持部６０ｂとからなっており、挟持部６０ｂで係止用突起２２ａ，５９ａを挟むことにより、回転軸２２を一定の位置（操作レバー１０を初期位置に位置させる方向）に保持するようになっている。なお、トーションばね６０の弾性力は、イグニッションスイッチ６２がオフ状態のときに、操作レバー１０を初期位置に保持させておけるだけの最小の値に設定されており、電動モータ２５の作動により回転軸２２は回動可能になっている。
【００９７】
この保持手段は、前述したように、前後方向反力発生機構３０にも設けられており、この２つの保持手段によって、操作レバー１０は、イグニッションスイッチ６２のオフ時に、初期位置に自立するようになる。また、この場合の操作レバー１０の復帰時の制御は、図１１に示したフローチャートのプログラムと同様にして行われる。また、この場合も、イグニッションスイッチ６２をオン状態からオフ状態に切り替える際には、図１４に示した、イグニッションスイッチオフ時処理が行われる。
【００９８】
そして、操作レバー１０の自立が終了した場合には、図９に示した反力制御に基づく反力が発生する。この場合の操作レバー１０の操作レバー１０の位置ｘと反力Ｆとの関係は、電動モータ２５，３５の駆動により発生する反力とトーションばね６０の弾性による反力とが複合されて、図１６に示した線ａのようになる。これを図９のステップＳ４０６のマップのようにするため、図１７に示した補正を行う。すなわち、この補正は、操作レバー１０の位置ｘnに対応する反力ＦSnに対して補正値ＦMnを加減することによる。
【００９９】
例えば、操作レバー１０が左右方向の中立位置よりも右側に位置していれば、反力ＦSnから補正値ＦMnを減算し、左側に位置していれば反力ＦSnに補正値ＦMnを加算する。これによって、目標反力Ｆを表す曲線ｂを求めることができ、その目標反力Ｆは、操作レバー１０が中立位置に近いほど小さくなり、中立位置から遠ざかるに従って大きくなるように制御される。なお、補正値ＦMnと必要電流との関係は、モータ固有の特性として決まるものである。また、自立終了後は、図１０に示した操舵モータ制御に基づいて車両の操舵が行える。このように構成することにより、操作レバー１０を初期位置に移動させる処理が不要になり制御が簡単になる。また、操作レバー１０が移動することによって生じる問題は全てなくなる。
【０１００】
なお、図４に示した自立制御プログラムの実行の際には、最終目標位置Ｘ*を転舵軸４８の変位量に対応して定めたが、この場合も、図１４に示したイグニッションスイッチオフ時処理を行って、予め、転舵軸４８の変位量を「０」に設定しておくことができる。この場合の最終目標位置Ｘ*は操作レバー１０の中立位置となり、これによると自立制御がより簡単になる。
【０１０１】
また、前述した実施形態では、操作レバー１０の初期位置を中立位置としているが、これに限られず、電力の供給開始時の車輪の舵角に対応する位置を操作レバー１０の初期位置としてもよい。本発明の他の実施形態として、電力の供給遮断時に、操作レバー１０が移動しないようにピンで固定する等して、車輪の舵角と操作レバー１０の位置を対応させておくこともできる。
【０１０２】
さらに、前述した実施形態では、操作部材がジョイスティックからなる操作レバー１０で構成されているが、この操作部材はこれに限らずハンドルタイプのもので構成することもできる。また、前述した実施形態では、操作レバー１０が初期位置に至るまでは操作レバー１０の位置に基づく反力よりも小さな復帰力を付与するもの等を開示したが、これに限らず初期位置に至るまでの操作レバー１０の移動速度を検出し、その速度が、手に大きな負荷を加えないような速度になるように反力を規制するようにしてもよい。
【０１０３】
さらに、前述した実施形態では、操作レバー１０の位置に応じた反力を発生させる車両操作装置を開示しているが、本発明は、これに限られず、例えば、操作レバー１０の変位位置から目標舵角を算出し、その目標舵角から反力を発生させるものでもよい。また、本発明は、加速および制動の操作を行う操作部材と操舵を行う操作部材を別体とする車両においてもそれぞれの操作部材に対して実施することができるこの場合の電力の供給遮断時には、電力の供給を遮断する時点だけでなく、電力の供給を遮断している期間も含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による車両操作装置の操作用レバーを示す概略斜視図である。
【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よる車両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が実行する自立制御を示すフローチャートである。
【図５】 図３に示したＣＰＵが実行する監視ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】 図３に示したＣＰＵが実行する自立制御の変形例を示すフローチャートである。
【図７】 図３に示したＣＰＵが実行する監視ルーチンの変形例を示すフローチャートである。
【図８】 図７に示した監視ルーチンの変形例を示すフローチャートである。
【図９】 図３に示したＣＰＵが実行する反力制御を示すフローチャートである。
【図１０】 図３に示したＣＰＵが実行する操舵モータ制御を示すフローチャートである。
【図１１】 図３に示したＣＰＵが実行する復帰時制御を示すフローチャートである。
【図１２】 操作レバーの下端部とそれに当接する車体側部分を示す正面図である。
【図１３】 操作レバーの他の例による下端部とそれに当接する車体側部分を示す正面図である。
【図１４】 図３に示したＣＰＵが実行するイグニッションスイッチオフ時の処理を示すフローチャートである。
【図１５】 係止用突起とトーションばねからなる保持手段を示す部分拡大斜視図である。
【図１６】 操作レバーの変位位置と反力との関係を示すグラフである。
【図１７】 図１５に示した反力から補正値を加減することにより目標反力を求める方法を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…操作レバー、２０…左右方向反力発生機構、２２，３２…回転軸、２２ａ，５９ａ…係止用突起、２５，３５…電動モータ、２６，３６…操作位置センサ、３０…前後方向反力発生機構、４０…電気制御装置、４１ａ…ＣＰＵ、４１ｄ…メモリ、４４…操舵用電動モータ、４８…転舵軸、４９…ストロークセンサ、５１…操舵機構、５２ａ，５２ｂ…転舵輪、６０…トーションばね、６１…バッテリ、６２…イグニッションスイッチ。
Claims (8)
- 運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の変位位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された前記操作部材の変位位置に応じて前記操作部材に対して反力を発生する反力発生手段とを備えた車両操作装置において、
前記反力発生手段に前記操作部材を初期位置に移動させる復帰力を発生する機能を設けるとともに、電力の供給により前記反力発生手段が発生する復帰力および反力をそれぞれ独立して制御する反力制御手段を設けたことを特徴とする車両操作装置。 - 前記操作部材が実質的に初期位置に到達した後に、前記反力発生手段による反力の発生を許容する反力発生制御手段を設けた請求項１に記載の車両操作装置。
- 前記復帰力が前記反力よりも小さくなるように制御する請求項１または２に記載の車両操作装置。
- 運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の変位位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された前記操作部材の変位位置に応じて前記操作部材に対して反力を発生する反力発生手段とを備えた車両操作装置において、
電力の供給開始時から、前記操作部材が実質的に初期位置に移動するまでの間において、前記反力に起因する操作部材の移動の速度を規制する移動速度規制手段とを備えたことを特徴とする車両操作装置。 - 前記操作部材が実質的に初期位置に到達した後に、前記反力発生手段による反力の発生を許容する反力発生制御手段を設けた請求項４に記載の車両操作装置。
- 電力の供給遮断時に、前記操作部材の位置と、前記操作部材の操作位置に応じて操舵される車輪の舵角との対応関係を一致させる手段を備えた請求項４に記載の車両操作装置。
- 前記対応関係を一致させる手段が、前記操作部材と前記車輪とを初期位置に位置させる手段である請求項６に記載の車両操作装置。
- 電力の供給開始時から、前記操作部材が実質的に初期位置に移動するまでの間であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて前記反力発生手段の制御態様を変更する反力制御態様変更手段とを備えた請求項４に記載の車両操作装置。
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