JP4270089B2

JP4270089B2 - ステアリングギア比可変制御システム

Info

Publication number: JP4270089B2
Application number: JP2004281733A
Authority: JP
Inventors: 正浩宮田; 雄一石山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2006096080A

Description

本発明は、車両用のステアリングギア比可変制御（ＶＧＲＳ）システムに関する。

ＶＧＲＳアクチュエータがある角度に回転している状態でＶＧＲＳシステムが停止すると、ステアリング（Ｓ／Ｔ）オフセンタ（すなわち、車輪の直進状態と操舵ハンドルの真直ぐ（中立位置）が一致していない状態）が発生するという問題がある。

上記問題を解決すべく、従来、操舵ハンドルに連結された操舵軸上に設けられ、転舵輪に対して転舵角を与える駆動手段を備える車両用のＶＧＲＳシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このＶＧＲＳシステムにおいて、暗電流ラインが断線しシステム機能が自動停止する場合、駆動手段の回転角を所定の基準角度に戻してから機能停止する。
特願２００３−１１０６６７

しかしながら、上記従来のＶＧＲＳシステムを搭載した車両が工場内のドラムラインを走行する場合、安全性の面からＶＧＲＳシステムの作動は意図的に停止される。また、ＶＧＲＳシステムが機能停止した場合、ＶＧＲＳアクチュエータがある角度に回転している状態で止まり、Ｓ／Ｔオフセンタが発生することがある。

ところで、工場のドラムライン工程内で操舵ハンドルが機械的に真直ぐの状態で取り付けられているか否かの確認（Ｓ／Ｔオフセンタ確認）が実施されることがある。一方、上述のＳ／Ｔオフセンタが発生し得る状態において、工場のドラムライン工程内でＳ／Ｔオフセンタ確認を行う場合、Ｓ／Ｔオフセンタの原因が上述のＶＧＲＳアクチュエータの回転にあるのか、又は操舵ハンドルの取り付け不具合であるのか、を特定することは困難である。したがって、Ｓ／Ｔオフセンタ確認が適正に行えないことから、ドラムライン工程とは別工程で新たにＳ／Ｔオフセンタ確認を行う必要が生じ、作業性の低下につながる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、作業性を向上させコスト低減を実現したステアリングギア比可変制御システムを提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、操舵ハンドルに連結された操舵軸上に設けられ、転舵輪に対して操舵角を与える駆動手段と、前記駆動手段の駆動制御を実施する制御手段と、を備えるステアリングギア比可変制御システムであって、前記制御手段は基準角度戻し信号が入力された場合に上記駆動手段の回転角を所定の基準角度に戻してから機能停止する工場モードと、上記駆動手段の回転角を上記所定の基準角度に戻すことなく機能停止する通常モードと、前記工場モードと前記通常モードを相互に変更するモード変更手段と、を有することを特徴とするステアリングギア比可変制御システムである。

この一態様によれば、上記制御手段は上記所定信号が入力された場合に、上記駆動手段の回転角を上記所定の基準角度に戻してから機能停止する上記工場モードを有する。例えば、検査工程であるドラムライン走行前に上記制御手段が前記モード変更手段により上記工場モードにされ、かつ上記基準角度戻し信号が入力された場合、上記制御手段は上記駆動手段の回転角を上記所定の基準角度に戻してから機能停止し、ステアリングギア比可変制御（ＶＧＲＳ）システムは機能停止する。したがって、その後のドラムライン走行において、ＶＧＲＳシステムが機能停止した状態においても、Ｓ／Ｔオフセンタの原因が特定でき、Ｓ／Ｔオフセンタ確認を適正に実施できる。これにより、従来の作業工程において、ドラムライン工程とは別工程で行われていたＳ／Ｔオフセンタ確認を、ドラムライン上の作業工程内で実施することができる。すなわち、作業性を大幅に向上させ、コスト低減につなげることができる。なお、例えばＶＧＲＳシステムの通常作動において、上記制御手段が上記通常モードに設定されていれば、上記制御手段は上記基準角度戻し信号が入力された場合でも、上記駆動手段の回転角を上記所定の基準角度に戻すことなく機能停止し、ＶＧＲＳシステムは機能停止する。したがって、周囲の人が意図しないＶＧＲＳシステムの動作を防止することができ、安全性の向上につながる。

また、この一態様において、例えば上記工場モードとは車両が組み付けられた後の当該システム検査をするためのモードであり、上記所定信号とはイグニッションスイッチのオフ信号である。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、操舵ハンドルに連結された操舵軸上に設けられ、転舵輪に対して操舵角を与える駆動手段を備えるステアリングギア比可変制御システムを搭載した車両のステアリングオフセンタ確認方法であって、当該システムを工場モードにするモード設定工程と、上記モード設定工程後、基準角度戻し信号が入力された場合に上記駆動手段の回転角を所定の基準角度に戻してから機能停止する基準角度戻し工程と、上記基準角度戻し工程後、ドラムライン上で車両のステアリングオフセンタの確認を実施するオフセンタ確認工程と、を備えることを特徴とする車両のステアリングオフセンタ確認方法である。

本発明によれば、作業性を向上させコスト低減を実現したステアリング比可変制御システムを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、ステアリングギア比可変制御システム（ＶａｒｉａｂｌｅＧｅａｒＲａｔｉｏＳｔｅｅｒｉｎｇ）の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

図１は、本発明の一実施例に係るステアリングギア比可変制御システム（以下、ＶＧＲＳシステムと称す。）２及び車両操舵系を示す概略図である。

操舵ハンドル４は、運転者によって回動される操舵入力部分であり、その回転を連結された操舵軸６に伝達する。操舵軸６は、操舵ハンドル４に入力された操舵角をラックアンドピニオン方式でラック軸８に伝達する。ピニオン機構により、入力された操舵角はラック軸８には横方向の動きとして伝わり、これにより車輪１０が転舵される。操舵軸６には、運転者による操舵とは独立して、且つ操舵に対して追加的に操舵軸６を回転させるＶＧＲＳアクチュエータ（駆動手段）１２が設けられる。ＶＧＲＳアクチュエータ１２は、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ（制御手段）１４によって駆動制御され、例えば、舵角センサ１６から検出された操舵ハンドル４の操舵角と車速センサから検出された車速とに基づいて、操舵軸６を回転させる。すなわち、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４は舵角センサ１６からの操舵角および車速センサからの車速に基づいて、ＶＧＲＳアクチュエータ１２を動作させ、「転舵角∝（操舵角+ＶＧＲＳアクチュエータの回転角）」となるようにする。また、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の回転角は、ＶＧＲＳアクチュエータ１２からＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４に送信される。ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４には、イグニッションスイッチ１８（以下、ＩＧスイッチと称す。）を介してバッテリ電源が供給される。ＩＧスイッチ１８がオフ状態になると、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はＶＧＲＳシステム２の機能を停止させる。

工場内のドラムライン上で車両を走行させる場合、安全性を考慮して、ＶＧＲＳシステム２の機能停止が意図的に行われる。また、このときＶＧＲＳアクチュエータの回転角（動作角）が０°になっていない状態（オフセンタ状態）で、ＶＧＲＳシステム２が機能停止する場合がある。

一方、車両の検査作業工程の一部において、ドラムライン上で操舵ハンドル４が真直ぐの状態で取り付けられているか否かの確認、いわゆるステアリングオフセンタ（以下、Ｓ／Ｔオフセンタと称す。）確認が行われることがある。このとき、操舵ハンドル４が真直ぐの状態になっていない場合、その原因が操舵ハンドル４の取付け不良等の機械的不具合なのか、上述したＶＧＲＳシステム２の機能停止時のＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角なのか、を特定することは困難である。したがって、工場内のドラムライン上でＳ／Ｔオフセンタ確認が行われる場合、車両がドラムライン工程に入る前にＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角を０°に戻す必要が生じる。

本実施例においては、工場内のドラムライン工程に入る前に、所定条件によりＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角を自動的に０°に戻るように、ＶＧＲＳシステム２を構成している。

次に工場内のドラムライン工程前において、本実施例に係るＶＧＲＳシステム２に対するトー調整、ヘッド調整等の調整・検査方法、および工場内のドラムライン工程に入る前に自動的にＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が０°に戻される方法ついて説明する。

図２は本実施例に係るＶＧＲＳシステム２における転舵角と操舵角との関係を示す図である。また、図３はドラムライン工程に入る前に自動的にＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が０°に戻される方法のフローを示す図である。

車両が工場内で組み付けられた後、ＶＧＲＳシステム２の機能は停止している。このとき、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４において、転舵角と操舵角との関係は直線（ａ）の関係にある（図２）。

次に、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４には、ＶＧＲＳシステム２のモードを変更するモード変更機２０が接続される。また、ＶＧＲＳシステム２は起動される（Ｓ９０）。モード変更機２０はモード変更信号をＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４に送信し、モード変更信号を受信したＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４は、モードを通常モードから工場モード（暫定動作モード）に変更する（Ｓ１００）。このとき、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４において、転舵角と操舵角との関係は直線（ａ）の関係から直線（ｂ）の関係に変更される（図２）。ここで、工場モードとは工場内でＶＧＲＳシステム２を暫定的に動作させる為のモードである。

また、ＶＧＲＳアクチュエータ１２は中立位置に補正され（例えば車両工場出荷時の初期設定とする）、さらに操舵ハンドル４の中立位置が暫定的に確定される。これにより、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４は、ＶＧＲＳアクチュエータ１２および操舵ハンドル４の中立位置を暫定的に認識する。なお、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の中立位置とは車輪１０が直進状態となる位置であり、操舵ハンドル４の中立位置とは操舵ハンドル４が真直ぐの位置（操舵角０°の位置）である。また、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４にモード変更機２０が接続され、工場モードへの変更が行われているが、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４自体がモード変更を行う機能を有していてもよい。この場合、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４に設けられたモード変更スイッチにより、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４は通常モードから工場モードおよび工場モードから通常モードへの変更を行う。

その後、工場モード状態において、ＶＧＲＳシステム２の暫定動作によるシステム確認が行われる。

まず、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４に接続される舵角センサ１６、車速センサ等のセンサが正常に機能するか否かが確認される。さらに、操舵ハンドル４の操舵角に対するＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が確認される（Ｓ１１０）。すなわち、操舵ハンドル４が端から端まで回転させられる（Ｓ／Ｔロックトゥロック）間、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が適正であるか判断を行う。具体的には、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４は、舵角センサ１６からの操舵ハンドル４の操舵角とＶＧＲＳアクチュエータ１２からの動作角に基づいて、予め記憶された操舵角と動作角との関係と比較し、適正か否かを判断する。

次に、操舵ハンドル４が中立位置になるよう調整され、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はＩＧスイッチ１８がオフ状態であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はＩＧスイッチ１８がオフ状態であると判定したとき、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角を０°に戻す（Ｓ１３０）。具体的にはＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４において、転舵角と操舵角との関係は、直線（ｂ）の関係から直線（ａ）の関係に戻る（図２）。また、例えば、操舵角Ｐ°の位置でＩＧオフスイッチ１８がオフ状態にされ、ＶＧＲＳシステム２の機能が停止したとする。このとき、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４において、転舵角と操舵角との関係は、直線（ｂ）の関係から直線（ｃ）の関係に変更される。さらに、直線（ｃ）の関係において、車輪１０の転舵角が０°に戻されると操舵角はＷ°となり、Ｗ°のＳ／Ｔオフセンタが発生する。本実施例において、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はＷ°のＳ／Ｔオフセンタを検出し、操舵軸６をＷ°だけ回転させ、操舵角を０°に戻す。したがって、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４において、転舵角と操舵角との関係は最終的に直線（ｃ）の関係から直線（ａ）の関係に変更され、Ｓ／Ｔオフセンタがなくなる。

また、ＩＧスイッチ１８がオフ状態にされると、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角を０°に戻しているが、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４は他の任意の信号に基づいて、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角を０°に戻してもよい。例えは、工場設備からの任意の信号を受信した場合、ブレーキペダルが所定回数だけ踏まれブレーキ装置から所定回数の信号を受信した場合等に、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角を０°に戻してもよい。なお、作業工程の一部でＩＧスイッチ１８がオフ状態にされることから、本実施例においてＩＧスイッチ１８がオフ状態になった場合に、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が０°に戻される。これにより、作業者が意図せずとも、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角を０°に戻すことができ、作業ミスを確実に減らすことができ、さらに作業性の向上にもつながる。

さらに、操舵ハンドル４が中立位置になるよう調整された後（図２に示すＯ点の位置に戻された後）、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が０°に戻されることから、ＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が０°に戻される際に、操舵ハンドル４が動作しない。したがって、作業の安全性が確保される。また、操舵ハンドルの操舵角Ａが±約５０°以上の場合、安全面を考慮してＶＧＲＳアクチュエータ１２が動作しないように、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はプログラムされている。

ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１４はモードを工場モードから通常モードに変更し（Ｓ１４０）、ＶＧＲＳシステム２は機能を停止する（Ｓ１５０）。その後、車両はドラムラインに移動され、Ｓ／Ｔオフセンタ確認等を含めた検査作業がドラムライン上で行われる。

以上により、ドラムライン工程に入る前に自動的にＶＧＲＳアクチュエータ１２の動作角が０°に戻される。したがって、ドラムライン工程内でＳ／Ｔオフセンタ確認をすることができる。従来の作業工程において、ドラムライン工程と別工程で行われていたＳ／Ｔオフセンタ確認を、本実施例に係るＶＧＲＳシステム２によりドラムライン工程内で実施することができる。すなわち、作業性を大幅に向上させ、コスト低減につなげることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、車両用のＶＧＲＳシステムにおいて利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係るステアリングギア比可変制御システム及び車両操舵系を示す概略図である。本実施例に係るＶＧＲＳシステムにおける転舵角と操舵角との関係を示す図である。ドラムライン工程に入る前に自動的にＶＧＲＳアクチュエータの動作角が０°に戻される方法のフローを示す図である。

符号の説明

２ステアリングギア比可変制御（ＶＧＲＳ）システム
４操舵ハンドル
６操舵軸
８ラック軸
１０車輪
１２ＶＧＲＳアクチュエータ（駆動手段）
１４ＶＧＲＳ−ＥＣＵ（制御手段）
１６舵角センサ
１８ＩＧスイッチ
２０モード変更機

Claims

操舵ハンドルに連結された操舵軸上に設けられ、転舵輪に対して操舵角を与える駆動手段と、前記駆動手段の駆動制御を実施する制御手段と、を備えるステアリングギア比可変制御システムであって、
前記制御手段は基準角度戻し信号が入力された場合に前記駆動手段の回転角を所定の基準角度に戻してから機能停止する工場モードと、前記駆動手段の回転角を前記所定の基準角度に戻すことなく機能停止する通常モードと、前記工場モードと前記通常モードを相互に変更するモード変更手段と、を有することを特徴とするステアリングギア比可変制御システム。
請求項１記載のステアリングギア比可変制御システムであって、
前記工場モードは当該システム検査をするためのモードであり、前記基準角度戻し信号はイグニッションスイッチのオフ信号であることを特徴とするステアリングギア比可変制御システム。
操舵ハンドルに連結された操舵軸上に設けられ、転舵輪に対して操舵角を与える駆動手段を備えるステアリングギア比可変制御システムを搭載した車両のステアリングオフセンタ確認方法であって、
当該システムを工場モードにするモード設定工程と、
前記モード設定工程後、基準角度戻し信号が入力された場合に前記駆動手段の回転角を所定の基準角度に戻してから機能停止する基準角度戻し工程と、
前記基準角度戻し工程後、ドラムライン上で車両のステアリングオフセンタの確認を実施するオフセンタ確認工程と、を備えることを特徴とする車両のステアリングオフセンタ確認方法。