(57)【要約】【課題】所定条件下において運転者によるハンドル操作を減らし、操舵負担をより低減することができる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】運転者によって半自動操舵制御が実施許可状態に設定されていないときには、少なくとも操舵トルクＴに基づいて電動モータ１２を駆動制御することで、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を付与する通常の操舵補助制御を行う。一方、運転者によって半自動操舵制御が実施許可状態に設定されているときには、車両状態に基づいて運転者による車両の転回意思を検出したとき、上記操舵補助制御から、操舵角δ、車速Ｖ及びモータ角速度ωに応じて電動モータ１２を駆動制御することで、半自動で車両を転回させる操舵補助力を付与する半自動操舵制御に切り換える。【選択図】図２
2010012979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、前記電動モータを駆動制御する操舵補助制御を行う操舵補助制御手段と、を備える電動パワーステアリング装置であって、
車両を半自動で転回させるように前記電動モータを駆動制御する半自動操舵制御を行う半自動操舵制御手段と、前記半自動操舵制御の実施の許可否を運転者が選択可能な選択手段と、車両状態を検出する車両状態検出手段と、該車両状態検出手段で検出した車両状態に基づいて運転者による車両の転回意思を検出する転回意思検出手段と、前記選択手段で半自動操舵制御の実施許可状態が選択されているときに、前記転回意思検出手段で運転者による車両転回意思を検出したとき、前記操舵補助制御手段による操舵補助制御から前記半自動操舵制御手段による半自動操舵制御に切り換える制御切換手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記車両状態検出手段は、前記車両状態として、少なくとも方向指示器の状態、操舵トルク及び車速を検出するものであって、前記転回意思検出手段は、所定車速以下の低車速領域にて、方向指示器の指示方向と同一方向への所定変化率以上の操舵トルク変化率を検出した後、すぐにハンドル手放し状態に相当する操舵トルクを検出したとき、運転者による車両転回意思があることを検出することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記選択手段は、運転席近傍に設けられ、オンオフを運転者が選択可能な半自動操舵制御選択スイッチにより構成されており、前記半自動操舵制御選択スイッチがオン状態であるときに前記半自動操舵制御が実施許可状態であるとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記選択手段は、運転席近傍に設けられ、ハンドルの回転方向を運転者が選択可能な回転方向選択スイッチにより構成されており、前記回転方向選択スイッチが操作されているときに前記半自動操舵制御が実施許可状態であるとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記車両状態検出手段は、前記車両状態として方向指示器の状態を検出するものであって、前記転回意思検出手段は、前記方向指示器の指示方向と前記回転方向選択スイッチで選択したハンドルの回転方向とが同一方向であるとき、運転者による車両転回意思があることを検出することを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
操舵角を検出する操舵角検出手段を有し、前記半自動操舵制御手段は、前記操舵角検出手段で検出した操舵角に基づいて、前記電動モータの駆動制御量を設定する半自動操舵制御量設定手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段で検出した車速が速いほど、前記半自動操舵制御量設定手段で設定した前記駆動制御量を減少補正する制御量補正手段とを備えることを特徴とする請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
電動モータのモータ回転数を検出する回転数検出手段と、前記半自動操舵制御中に前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が一定となるように、前記半自動操舵制御量設定手段で設定した前記駆動制御量を補正する制御量補正手段とを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
電動モータのモータ回転数を検出する回転数検出手段を有し、前記制御切換手段は、前記半自動操舵制御中に、前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が所定範囲外となったとき、当該半自動操舵制御を停止して前記操舵補助制御に切り換えることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記制御切換手段は、前記半自動操舵制御中に、運転者による操舵トルク入力を検出したとき、当該半自動操舵制御を停止して前記操舵補助制御に切り換えることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
操舵角を検出する操舵角検出手段を有し、前記制御切換手段は、前記操舵角検出手段で検出した操舵角が所定操舵角に達したとき、当該半自動操舵制御を停止して前記操舵補助制御に切り換えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵系に運転者の操舵負担を低減させる操舵補助力を付与する電動モータを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基準車線に沿った車両走行を実現するために操向手段を制御する自動操舵装置が普及している。
このような自動操舵装置として、自動操舵制御の開始後、車両状態に基づいて自動操舵制御の解除条件が満足したと判定したとき、解除準備段階として運転者に対して自動操舵制御の解除通知を行うと共に、所定の解除実行条件が満足されるまで、車線と車両との相対位置を求めると共に目標車線内位置を決定し、該目標車線内位置に基づいて操舵アクチュエータを制御するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車線変更後に走行する第２車線での第２目標経路を設定し、第２車線に沿った車両走行を実現すべく操向手段に付与する第２誘導力を第２目標経路からの自車の偏位の大きさ及び方向に応じて設定し、車線変更時に基準誘導力ならびに第２誘導力の少なくとも一方を弱小化すると共に、車線変更の確認結果に応じて当該誘導力の弱小化状況を変化させるという車両用操舵支援装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１４８１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１４９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記各従来装置にあっては、単に車両が車線内保持走行を行うべく操向手段を制御するものであり、基準車線内を走行しているときには自動操舵制御が作動されないため、例えば、交差点における右左折時やカーブ走行時などでは、運転者が必ずハンドル操作を行う必要がある。
そこで、本発明は、所定条件下において運転者によるハンドル操作を減らし、操舵負担をより低減することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、前記電動モータを駆動制御する操舵補助制御を行う操舵補助制御手段と、を備える電動パワーステアリング装置であって、
車両を半自動で転回させるように前記電動モータを駆動制御する半自動操舵制御を行う半自動操舵制御手段と、前記半自動操舵制御の実施の許可否を運転者が選択可能な選択手段と、車両状態を検出する車両状態検出手段と、該車両状態検出手段で検出した車両状態に基づいて運転者による車両の転回意思を検出する転回意思検出手段と、前記選択手段で半自動操舵制御の実施許可状態が選択されているときに、前記転回意思検出手段で運転者による車両転回意思を検出したとき、前記操舵補助制御手段による操舵補助制御から前記半自動操舵制御手段による半自動操舵制御に切り換える制御切換手段と、を備えることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記車両状態検出手段は、前記車両状態として、少なくとも方向指示器の状態、操舵トルク及び車速を検出するものであって、前記転回意思検出手段は、所定車速以下の低車速領域にて、方向指示器の指示方向と同一方向への所定変化率以上の操舵トルク変化率を検出した後、すぐにハンドル手放し状態に相当する操舵トルクを検出したとき、運転者による車両転回意思があることを検出することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記選択手段は、運転席近傍に設けられ、オンオフを運転者が選択可能な半自動操舵制御選択スイッチにより構成されており、前記半自動操舵制御選択スイッチがオン状態であるときに前記半自動操舵制御が実施許可状態であるとすることを特徴としている。
さらに、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記選択手段は、運転席近傍に設けられ、ハンドルの回転方向を運転者が選択可能な回転方向選択スイッチにより構成されており、前記回転方向選択スイッチが操作されているときに前記半自動操舵制御が実施許可状態であるとすることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項４に係る発明において、前記車両状態検出手段は、前記車両状態として方向指示器の状態を検出するものであって、前記転回意思検出手段は、前記方向指示器の指示方向と前記回転方向選択スイッチで選択したハンドルの回転方向とが同一方向であるとき、運転者による車両転回意思があることを検出することを特徴としている。
【０００９】
さらにまた、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜５の何れか１項に係る発明において、操舵角を検出する操舵角検出手段を有し、前記半自動操舵制御手段は、前記操舵角検出手段で検出した操舵角に基づいて、前記電動モータの駆動制御量を設定する半自動操舵制御量設定手段を備えることを特徴としている。
また、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項６に係る発明において、車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段で検出した車速が速いほど、前記半自動操舵制御量設定手段で設定した前記駆動制御量を減少補正する制御量補正手段とを備えることを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項８に係る電動パワーステアリング装置は、請求項６又は７に係る発明において、電動モータのモータ回転数を検出する回転数検出手段と、前記半自動操舵制御中に前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が一定となるように、前記半自動操舵制御量設定手段で設定した前記駆動制御量を補正する制御量補正手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項９に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜８の何れか１項に係る発明において、電動モータのモータ回転数を検出する回転数検出手段を有し、前記制御切換手段は、前記半自動操舵制御中に、前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が所定範囲外となったとき、当該半自動操舵制御を停止して前記操舵補助制御に切り換えることを特徴としている。
【００１２】
さらにまた、請求項１０に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜９の何れか１項に係る発明において、前記制御切換手段は、前記半自動操舵制御中に、運転者による操舵トルク入力を検出したとき、当該半自動操舵制御を停止して前記操舵補助制御に切り換えることを特徴としている。
また、請求項１１に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜１０の何れか１項に係る発明において、操舵角を検出する操舵角検出手段を有し、前記制御切換手段は、前記操舵角検出手段で検出した操舵角が所定操舵角に達したとき、当該半自動操舵制御を停止して前記操舵補助制御に切り換えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、例えば、運転者が半自動操舵制御選択スイッチや転回方向選択スイッチを操作して、半自動操舵制御が実施許可状態となっているときに、所要操舵に続けて瞬間的に"クッ"とトルクを加えた後に手放しするなど、運転者による車両転回意思を検出したときには、電動モータに所定電流を通電して車両を転回させるので、通常の操舵補助制御に加えて、交差点での信号待ち後や一時停止後の右左折等における特定条件下で半自動操舵制御を作動させることによって、運転者のハンドル操作を減らすことができ、操舵負担をより低減させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図中、符号ＳＭはステアリング機構である。このステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸２ａと、この入力軸２ａに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。このステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に回転自在に内装され、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。
【００１５】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成されるユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。
このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構８を介して左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって左右の転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。ここで、ステアリングギヤ機構８は、ギヤハウジング８ａ内に、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ｂとこのピニオン８ｂに噛合するラック軸８ｃとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ｂに伝達された回転運動をラック軸８ｃで車幅方向の直進運動に変換し、タイロッド９に伝達する。
【００１６】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ等の減速機１１と、この減速機１１に連結された操舵補助力を発生する電動機としての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
また、減速機１１のステアリングホイール１側に連接されたハウジング１３内には、操舵トルクセンサ１４が配設されている。この操舵トルクセンサ１４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気変化や抵抗変化として検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。
【００１７】
図２は、第１の実施形態におけるステアリング機構ＳＭの一部分を示す概略図である。この図２に示すように、運転席前方（ステアリングホイール１の近傍）には、運転者による車両転回意思に応じて、操舵系に半自動で車両を転回させるための操舵補助力を付与する半自動操舵制御の実施の許可否を切り換え可能な半自動操舵選択スイッチＳＷが設けられている。
【００１８】
そして、半自動操舵選択スイッチＳＷの選択スイッチ信号ＣＳは、コントローラ（ＥＣＵ）１５に入力される。コントローラ１５では、選択スイッチ信号ＣＳに基づいて半自動操舵制御が実施許可状態であるか否かを判定すると共に、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルク検出値Ｔ、車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖ、方向指示器１９から出力される方向指示スイッチ信号ＷＳ、及び操舵角センサ１８で検出した操舵角δに基づいて運転者による車両転回意思の有無を判定するようになっている。
【００１９】
ここで、半自動操舵選択スイッチＳＷとコントローラ１５との接続は、専用コネクタを介して行われており、コントローラ１５は、半自動操舵選択スイッチＳＷとの接続有無や選択スイッチ信号ＣＳを監視し、通常制御と半自動操舵制御とを切り替え可能としている。このように、別ユニット等を搭載することなく、コネクタの挿入のみの作業で半自動操舵制御の作動を実現している。
【００２０】
図３は、第１の実施形態におけるコントローラ１５の構成を示すブロック図である。
コントローラ１５には、図３に示すように、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルク検出値Ｔ、車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖ、電動モータ１２に流れるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗ、レゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角センサ１７で検出した電動モータ１２の回転角θ、半自動操舵選択スイッチＳＷから出力される選択スイッチ信号ＣＳ、方向指示器１９から出力される方向指示スイッチ信号ＷＳ、操舵角センサ１８で検出した操舵角δが入力される。
【００２１】
そして、コントローラ１５は、半自動操舵制御が実施許可状態でないとき、又は半自動操舵制御が実施許可状態となっているが非作動状態であるとき、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させるための操舵補助トルク指令値ＩM*を算出し、算出した操舵補助トルク指令値ＩM*をｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*に変換する。また、モータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを３相／ｄ−ｑ変換してｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑを算出し、前記ｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*とｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑとに基づいて電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック処理して、その結果をｄ−ｑ／３相変換し、電動モータ１２を駆動制御するモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ及びＩｗを出力する。このようにして、運転者の操舵負担を軽減させる操舵補助制御を実施する。
【００２２】
一方、コントローラ１５は、半自動操舵制御が実施許可状態となっているときに、車両状態（操舵トルク変化率ΔＴ、車速検出値Ｖ、モータ回転数ω、操舵角δ、選択スイッチ信号ＣＳ及び方向指示スイッチ信号ＷＳ）に基づいて、運転者による車両転回意思を検出したとき、上記操舵補助トルク指令値ＩM*に代えて、操舵角δ、車速Ｖ及びモータ回転数ωに応じた補正トルク指令値Ｉｓに基づいて電動モータ１２を駆動制御することで、半自動で車両を転回させる半自動操舵制御を実施する。
【００２３】
すなわち、コントローラ１５は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて操舵補助トルク指令値ＩM*を演算する操舵補助トルク指令値演算部２１と、算出された操舵補助トルク指令値ＩM*を補償する指令値補償部２２と、指令値補償部２２で補償された補償後トルク指令値Ｉｔ及び後述する補正トルク指令値Ｉｓの何れか一方をトルク指令値Ｉｒとして入力し、そのトルク指令値Ｉｒに基づいてｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*を算出し、これら指令電流に基づいてモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを生成するモータ電流制御部２３と、を備えている。
【００２４】
また、コントローラ１５は、操舵角δ、車速Ｖ及びモータ回転数ωに基づいて前記補正トルク指令値Ｉｓを演算する補正トルク指令値演算部５１と、操舵トルクＴを微分した操舵トルク変化率ΔＴを出力する微分回路５２と、運転者による車両転回意思の有無を判定する判定処理部５３と、判定処理部５３の判定結果に応じて補償後トルク指令値Ｉｔ及び補正トルク指令値Ｉｓの何れか一方を選択し、これをトルク指令値Ｉｒとしてモータ電流制御部２３に出力する切換部５４と、を備えている。
【００２５】
操舵補助トルク指令値演算部２１では、先ず、トルク指令値演算部４１で、操舵トルクＴ及び車速Ｖをもとに図４に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値となる操舵補助トルク指令値ＩM*を算出する。
この操舵補助トルク指令値算出マップは、図４に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値ＩM*をとると共に、車速Ｖをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクＴが"０"からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助トルク指令値ＩM*が"０"を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助トルク指令値ＩM*が操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値ＩM*が急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。
【００２６】
そして、位相補償部４２で、上記操舵補助トルク指令値ＩM*に対して位相補償を行い、位相補償後の操舵補助トルク指令値ＩM*を後述する加算器３８に出力する。また、トルク微分回路４３では、操舵トルクＴを微分した操舵トルク変化率ΔＴをもとに操舵トルクＴに対する補償値を算出し、これを後述する加算器３８に出力する。
【００２７】
指令値補償部２２は、回転角センサ１７で検出されるモータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出する角速度演算部３１と、この角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する角加速度演算部３２と、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部３３と、角加速度演算部３２で算出されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部３４と、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を推定するＳＡＴ推定フィードバック部３５とを少なくとも有する。
【００２８】
ここで、収斂性補償部３３は、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωが入力され、車両のヨーの収斂性を改善するためにステアリングホイール１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、収斂性補償値Ｉｃを算出する。
また、ＳＡＴ推定フィードバック部３５は、操舵トルクＴ、モータ角速度ω、モータ角加速度α及び操舵補助トルク指令値演算部２１で算出した操舵補助トルク指令値ＩM*が入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを推定演算する。
【００２９】
そして、慣性補償部３４で算出された慣性補償値Ｉｉ及びＳＡＴ推定フィードバック部３５で算出されたセルフアライニングトルクＳＡＴが加算器３６で加算され、この加算器３６の加算出力と収斂性補償部３３で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器３７で加算されて指令補償値Ｉｃｏｍが算出され、この指令補償値Ｉｃｏｍが操舵補助トルク指令値演算部２１から出力される操舵補助トルク指令値ＩM*に加算器３８で加算されて補償後トルク指令値Ｉｔが算出される。
【００３０】
モータ電流制御部２３は、電動モータ１２の各相コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗに供給されるモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを検出するモータ電流検出器６０と、トルク指令値Ｉｒからｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*を算出する電流指令値算出部６１と、モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗをｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する３相／ｄ−ｑ変換部６２と、ｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*からｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑを個別に減算して各相電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑを求める減算器６１ｄ，６１ｑと、各相電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑに対して比例積分制御を行って電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを算出する電流制御部６３と、当該電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑが入力されて、３相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが算出されるｄ−ｑ／３相変換部６４と、これら電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗに基づいてデューティ演算を行って各相のデューティ比Ｄｕ、Ｄｖ及びＤｗを算出するＤｕｔｙ演算部６５とを備えている。
【００３１】
さらに、モータ電流制御部２３は、Ｄｕｔｙ演算部６５から出力されるデューティ比に基づいてパルス幅変調を行ってパルス幅変調信号を求め、このパルス幅変調信号に基づいて３相モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを電動モータ１２に出力するインバータ６６を備えている。
【００３２】
図５は、補正トルク指令値演算部５１の構成を示すブロック図である。
補正トルク指令値演算部５１は、先ず、補正トルク指令値設定部５１ａで、操舵角センサ１８で検出した操舵角δに基づいて、補正トルク指令値設定マップを参照して補正トルク指令値Ｉｓ１を設定する。
また、車速感応補正値設定部５１ｂでは、車速センサ１６で検出した車速Ｖに基づいて、車速感応補正値設定マップを参照して車速感応補正値Ｉｓ２を算出する。この車速感応補正値設定マップは、横軸に車速Ｖ、縦軸に車速感応補正値Ｉｓ２をとり、車速Ｖが大きいほど車速感応補正値Ｉｓ２が小さく設定されるようになっている。
【００３３】
そして、補正トルク指令値Ｉｓ１に車速感応補正値Ｉｓ２を乗じた結果を、補正後の補正トルク指令値Ｉｓ３とし、この補正トルク指令値Ｉｓ３に基づいて、補正トルク指令値出力部５１ｃで最終的な補正トルク指令値Ｉｓを設定し、出力する。
この補正トルク指令値出力部５１ｃでは、補正トルク指令値Ｉｓによるモータ駆動制御中のモータ角速度ωが所定の角速度範囲内（ω１≦ω≦ω２）となるように、補正トルク指令値Ｉｓ３を補正して出力する。ここでは、例えば、ω１＝１０００ｒｐｍ、ω２＝１５００ｒｐｍとする。
【００３４】
判定処理部５３は、微分回路５２から出力される操舵トルク変化率ΔＴ、車速Ｖ、選択スイッチ信号ＣＳ、操舵角δ、方向指示スイッチ信号ＷＳ、及び角速度演算部３１から出力されるモータ角速度ωが入力されて、後述する制御切換判定処理を実行し、切換部５４に対して切換信号Ｓを出力する。
切換部５４は、判定処理部５３から論理値"０"の切換信号Ｓが出力されているときには、図３のスイッチＡを実線で示す状態に切り換え、加算器３８から出力される補償後トルク指令値Ｉｔをそのままトルク指令値Ｉｒとして出力する。一方、判定処理部５３から論理値"１"の切換信号Ｓが出力されているときには、図３のスイッチＡを破線で示す状態に切り換え、補正トルク指令値演算部５１から出力される補正トルク指令値Ｉｓをそのままトルク指令値Ｉｒとして出力する。
【００３５】
図６は、判定処理部５３で実行される制御切換判定処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１で、判定処理部５３は、半自動操舵選択スイッチＳＷから出力される選択スイッチ信号ＣＳを読み込み、この選択スイッチ信号ＣＳに基づいて、半自動操舵制御が実施許可状態であるか否かを判定する。そして、半自動操舵選択スイッチＳＷがオフ状態であり、半自動操舵制御が許可状態にないときにはステップＳ２に移行し、半自動操舵選択スイッチＳＷがオン状態であり、半自動操舵制御が許可状態にあるときには後述するステップＳ３に移行する。
【００３６】
ステップＳ２では、判定処理部５３は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいた通常の操舵補助制御を実施するものとして、論理値"０"の切換信号Ｓを切換部５４に対して出力してから前記ステップＳ１に移行する。
ステップＳ３では、判定処理部５３は、方向指示器１９から出力される方向指示スイッチ信号ＷＳを読み込み、この方向指示スイッチ信号ＷＳがオン状態であるか否かを判定する。そして、方向指示スイッチ信号ＷＳがオフ状態であるときには前記ステップＳ２に移行し、方向指示スイッチ信号ＷＳがオン状態であるときにはステップＳ４に移行する。
【００３７】
ステップＳ４では、判定処理部５３は、車速センサ１６で検出した車速Ｖを読み込み、車速Ｖが所定車速Ｖ１（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以下の低車速領域内にあるか否かを判定し、Ｖ＞Ｖ１であるときには前記ステップＳ２に移行し、Ｖ≦Ｖ１であるときにはステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、判定処理部５３は、微分回路５２から出力される操舵トルク変化率ΔＴを読み込み、その操舵トルク変化率ΔＴが、方向指示器１９の指示方向と同一方向に所定変化率ΔＴ１以上であるか否かを判定する。なお、所定変化率ΔＴ１は、瞬間的に“クッ”と所定トルク（例えば、３Ｎｍ）を加えるなど、運転者が急操舵を行ったと判断できる程度の値に設定する。
【００３８】
そして、ΔＴ≧ΔＴ１であるときにはステップＳ６に移行し、半自動操舵フラグＦＬＧをオン状態にセットしてから前記ステップＳ２に移行する。一方、前記ステップＳ５でΔＴ＜ΔＴ１であると判定したときには、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、判定処理部５３は、半自動操舵フラグＦＬＧがオン状態にあるか否かを判定し、ＦＬＧ＝ＯＦＦであるときには前記ステップＳ２に移行し、ＦＬＧ＝ＯＮであるときにはステップＳ８に移行する。
【００３９】
ステップＳ８では、判定処理部５３は、操舵トルクセンサ１４で検出された操舵トルクＴを読み込み、その操舵トルクＴに基づいてハンドル手放し状態であるか否かを判定する。そして、運転者によるハンドル切り増しやハンドル切り返し、若しくはハンドル保舵のためのトルク変化を検出するなど、ハンドル手放し状態にないと判定したときには、半自動操舵制御を非作動とするものと判定してステップＳ９に移行し、半自動操舵フラグＦＬＧをオフ状態にリセットしてから前記ステップＳ２に移行する。
【００４０】
一方、操舵トルクＴが所定トルクＴ２（例えば、０．５Ｎｍ）以下である場合には、ハンドル手放し状態であると判定し、車両転回方向への急操舵後すぐにハンドル手放し状態とする、意図的に半自動操舵を指示する操舵が行われたものと判定してステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０では、判定処理部５３は、半自動操舵制御を実施するものとして、論理値"１"の切換信号Ｓを切換部２４に対して出力し、ステップＳ１１に移行する。
【００４１】
ステップＳ１１では、判定処理部５３は、回転速度演算部３１で演算されたモータ角速度ωを読み込み、モータ角速度ωが所定の角速度範囲内にあるか否か、即ちω１≦ω≦ω２（例えば、ω１＝１０００ｒｐｍ、ω２＝１５００ｒｐｍ）であるか否かを判定する。そして、ω１≦ω≦ω２であるときにはステップＳ１２に移行し、それ以外であるときには前記ステップＳ９に移行する。
【００４２】
ステップＳ１２では、判定処理部５３は、操舵角センサ１８で検出した操舵角δを読み込み、操舵角δが所定操舵角δ１（例えば、３６０ｄｅｇ）を超えているか否かを判定する。そして、δ≦δ１であるときには、操舵角δが所定操舵角δ１を超えておらず、半自動操舵制御を継続可能であるものと判断して前記ステップＳ８に移行し、δ＞δ１であるときには、半自動操舵の制限を越えているものと判断して前記ステップＳ９に移行する。
【００４３】
なお、図３において、操舵トルクセンサ１４が操舵トルク検出手段に対応し、車速センサ１６が車速検出手段に対応し、回転角センサ１７が回転数検出手段に対応し、操舵角センサ１８が操舵角検出手段に対応し、操舵補助トルク指令値演算部２１、指令値補償部２２及びモータ電流制御部２３が操舵補助制御手段に対応し、補助トルク指令値演算部５１が制御量設定手段に対応し、補助トルク指令値演算部５１、指令値補償部２２及びモータ電流制御部２３が半自動操舵制御手段に対応し、切換部５４が制御切換手段に対応し、半自動操舵選択スイッチＳＷが選択手段に対応している。
【００４４】
また、図５において、補正トルク指令値設定部５１ａが半自動操舵制御量設定手段に対応し、車速感応補正値設定部５１ｂ及び補正トルク指令値出力部５１ｃが制御量補正手段に対応している。さらに、図６において、ステップＳ３〜Ｓ８の処理が転回意思検出手段に対応している。
次に、本発明の第１の実施形態における動作及び効果について説明する。
【００４５】
今、車両の走行を開始するために、イグニッションスイッチをオン状態としたものとすると、コントローラ１５に電源が投入されて、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴ、車速センサ１６で検出した車速Ｖ、モータ電流検出器６０で検出したモータ電流検出値Ｉｕ〜Ｉｗ、回転角センサ１７で検出したモータ回転角θ、選択スイッチ信号ＣＳ、方向指示スイッチ信号ＷＳ、操舵角センサ１８で検出した操舵角δがコントローラ１５に供給される。
【００４６】
このとき、運転者による半自動操舵選択スイッチＳＷの操作が行われておらず、半自動操舵選択スイッチＳＷがオフ状態であって、半自動操舵制御が実施許可状態となっていないものとすると、判定処理部５３において、図６のステップＳ１でＮｏと判定されるため、ステップＳ２に移行して論理値"０"の切換信号Ｓが切換部５４に対して出力され、切換部５４のスイッチＡが図３の実線に示す状態となる。
【００４７】
操舵補助トルク指令値演算部２１では、操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて図４に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値ＩM*が算出される。一方、回転角センサ１７で検出したモータ回転角θが角速度演算部３１に入力されてモータ角速度ωが算出され、このモータ角速度ωが角加速度演算部３２に入力されてモータ角加速度αが算出される。
【００４８】
そして、収斂性補償部３３でモータ角速度ωに基づいて収斂性補償値Ｉｃが算出され、慣性補償部３４でモータ角加速度αに基づいて慣性補償値Ｉｉが算出され、さらにＳＡＴ推定フィードバック部３５でモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴが算出され、これらが加算器３６及び３７で加算されて指令値補償値Ｉｃｏｍが算出され、これが加算器３８で操舵補助トルク指令値ＩM*に加算されて補償後トルク指令値Ｉｔが算出される。ここで、切換部５４のスイッチＡは前述したように図３の実線に示す状態となっていることから、上記補正後トルク指令値Ｉｔがそのままトルク指令値Ｉｒとして出力される。
【００４９】
車両が停止状態にあって、ステアリングホイール１が操舵されていない状態では、操舵トルクセンサ１４で検出される操舵トルクＴが"０"であり、車速センサ１６で検出される車速Ｖも"０"であるので、操舵補助トルク指令値演算部２１で算出される操舵補助トルク指令値ＩM*も"０"となっている。また、角速度演算部３２で演算されるモータ角加速度αも"０"となっている。そのため、インバータ６６から出力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗも"０"となって、電動モータ１２は停止状態を継続する。
【００５０】
この状態から車両が発進し、運転者による操舵操作が行われると、操舵トルクセンサ１４で操舵方向に応じた操舵トルクＴが検出され、この操舵トルクＴがコントローラ１５に供給されると共に、車速センサ１６で検出された車速Ｖもコントローラ１５に供給される。そのため、操舵補助トルク指令値演算部２１では、図４のマップをもとに操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助トルク指令値ＩM*が算出され、この操舵補助指令値ＩM*が加算器３８に出力される。また、操舵によりモータ角加速度αが出力される。
【００５１】
そして、指令値補償部２２で算出される指令補償値Ｉｃｏｍによって操舵補助指令値ＩM*に対する補償が行われ、補償後トルク指令値Ｉｔが算出される。このとき、スイッチＡは図３の実線で示す状態を維持していることから、補償後トルク指令値Ｉｔがそのままトルク指令値Ｉｒとしてモータ電流制御部２３に入力され、これに基づいて電動モータ１２が駆動制御される。これにより、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた最適な操舵補助トルクを発生させることができ、運転者の操舵負担を軽減させることができる。
【００５２】
次に、運転者による半自動操舵選択スイッチＳＷの操作によって半自動操舵制御が実施許可状態となっている場合の動作について、図７に示すタイムチャートをもとに説明する。
時刻ｔ１で運転者が半自動操舵選択スイッチＳＷをオン状態として半自動操舵制御を実施許可状態とし、時刻ｔ２で交差点を右折すべく方向指示器１９を操作したものとすると、判定処理部５３は、図６のステップＳ１でＹｅｓ、ステップＳ３でＹｅｓと判定して、ステップＳ４に移行する。このとき、車両がＶ≦Ｖ１の低車速で走行しているため、ステップＳ４でＹｅｓと判定してステップＳ５に移行するが、ΔＴ＜ΔＴ１であり運転者は半自動操舵を指示する操舵を行っていないため、ステップＳ７に移行する。半自動操舵フラグＦＬＧはオフ状態であるため、ステップＳ７でＮｏと判定してステップＳ２に移行し、論理値"０"の切換信号Ｓが切換部５４に対して出力される。これにより、切換部５４のスイッチＡは、図３の実線で示す状態を維持し、通常の操舵補助制御が継続される。
【００５３】
その後、時刻ｔ３で車両転回方向である右方向へ操舵トルク変化率ΔＴ≧ΔＴ１となる急操舵を行うと、判定処理部５３は、図６のステップＳ５でＹｅｓと判定してステップＳ６に移行し、半自動操舵フラグＦＬＧをオン状態にセットする。そして、時刻ｔ３での急操舵後すぐに時刻ｔ４でハンドル手放し状態とし、時刻ｔ５で操舵トルクＴが所定トルクＴ２以下となるなど、ハンドル手放し状態を示す操舵トルクを検出すると、半自動操舵フラグＦＬＧ＝ＯＮであることから、判定処理部５３は、図６のステップＳ７でＹｅｓ、ステップＳ８でＹｅｓと判定してステップＳ１０に移行し、論理値"１"の切換信号Ｓを切換部５４に対して出力する。これにより、切換部５４のスイッチＡは、図３の破線で示す状態に切り換わるため、補正トルク指令値演算部５１で演算される補正トルク指令値Ｉｓがトルク指令値Ｉｒとしてモータ電流制御部２３に入力される。その結果、トルク指令値Ｉｒに基づいて電動モータ１２が駆動制御され、半自動操舵制御が作動状態となって、車両が右方向に転回される。
【００５４】
つまり、この時刻ｔ５では、操舵角センサ１８で検出された操舵角δ、車速センサ１６で検出された車速Ｖ、及びモータ角速度ωが補正トルク指令値演算部５１に入力され、この補正トルク指令値演算部５１で、図５の補正トルク指令値設定部５１ａのマップを参照して操舵角δに応じた補正トルク指令値Ｉｓ１が算出され、この補正トルク指令値Ｉｓ１が車速Ｖやモータ角速度ωに基づいて補正されて、最終的な補正トルク指令値Ｉｓが算出される。このとき、補正トルク指令値Ｉｓは、車速Ｖが大きいほど小さく算出されるようになっているため、車速Ｖが大きいほど電動モータ１２の駆動制御量が小さくなって、操舵系に付与される操舵補助力は小さくなる。したがって、半自動操舵制御によって操舵補助力を付与したときの著しい車両挙動変化を抑制して走行安定性を向上させることができる。
【００５５】
その後は、時刻ｔ６までハンドル手放し状態が継続されることにより半自動操舵制御が継続され、車両が運転者の意図した右方向へ徐々に旋回する。ここで、半自動操舵制御中は、補正トルク指令値出力部５１ｃにて、モータ回転数が一定となるように補正トルク指令値Ｉｓが補正されるようになっているため、半自動操舵制御中のハンドルの回転速度を一定とすることができ、安定した旋回走行を実現することができる。
【００５６】
そして、時刻ｔ６で、運転者がハンドル回転を停止させてハンドル保舵状態とすると、判定処理部５３は、図６のステップＳ８で保舵トルクが検出されることから、ハンドル手放し状態にないと判定してステップＳ９に移行し、半自動操舵フラグＦＬＧをオフ状態にリセットしてからステップＳ２に移行して、論理値"０"の切換信号Ｓを切換部５４に出力することで、半自動操舵制御から通常の操舵補助制御に切り換わる。
【００５７】
このように、交差点にて方向指示器を操作し、車両減速又は停止状態からのゆっくりとした加速時に、車両転回方向への急操舵後すぐにハンドル手放し状態とするなど、運転者が意図的に半自動操舵を指示する操舵を行った場合には、電動モータ１２を操舵角δ、車速Ｖ及びモータ角速度ωに応じて設定される補正トルク指令値Ｉｓに基づいて駆動制御することで、車両を転回させるような操舵補助力を付与することができ、運転者の操舵負担を適切に低減させることができる。
【００５８】
ところで、基準車線に沿った車両走行を実現するために操向手段を制御する自動操舵装置などが普及しているが、このような装置にあっては、車両が基準車線内を走行しているときには自動操舵制御が作動されないため、例えば、交差点における右左折時やカーブ走行時などでは、運転者が必ずハンドル操作を行う必要がある。
これに対して、本実施形態では、交差点における右左折時やカーブ走行時などで基準車線内を走行中であっても、半自動操舵制御を作動させることにより半自動で車両を転回させることができ、運転者のハンドル操作に伴う操舵負担を適切に低減させることができる。
【００５９】
また、半自動操舵制御中に、ハンドル回転を停止させるような保舵トルクを検出したときには、半自動操舵制御を停止して通常の操舵補助制御に切り換えるので、運転者の操舵意思に適応した制御を実現することができる。
さらに、半自動操舵制御中に、運転者がハンドル切り増し操舵を行った場合、判定処理部５３は、図６のステップＳ８で操舵切り増しのためのトルクを検出するため、ステップＳ８からステップＳ９に移行して半自動操舵フラグＦＬＧをオフ状態とした後、ステップＳ２に移行して論理値“０”の切換信号Ｓを切換部５４に対して出力して通常の操舵補助制御へ切り換える。このように、半自動操舵による車両転回の速度が遅く、運転者が切り増し操舵を行ったときには、半自動操舵制御を停止して通常の操舵補助制御に切り換えるので、運転者の操舵意思に適応した制御を実現することができる。
【００６０】
また、半自動操舵制御中に、操舵トルクの変化が検出されていない状態であるにもかかわらず、モータ角速度ωが所定の角速度範囲から外れた場合、判定処理部５３は、図６のステップＳ１１でＮｏと判定してステップＳ９に移行し、半自動操舵フラグＦＬＧをオフ状態とした後、ステップＳ２に移行して論理値“０”の切換信号Ｓを切換部５４に対して出力して通常の操舵補助制御へ切り換える。このように、モータ角速度ωが設定内の速度を維持できない場合には、半自動操舵制御を停止して通常の操舵補助制御に切り換えるので、運転者の意図しない車両挙動となることを防止して安定走行を確保することができる。
【００６１】
さらにまた、半自動操舵制御中に、操舵角δが所定操舵角δ１（例えば、３６０ｄｅｇ）を超えた場合、判定処理部５３は、図６のステップＳ１２でＮｏと判定してステップＳ９に移行し、半自動操舵フラグＦＬＧをオフ状態とした後、ステップＳ２に移行して論理値“０”の切換信号Ｓを切換部５４に対して出力して通常の操舵補助制御へ切り換える。このようにすることで、ハンドルの半自動操舵は最大で例えば１回転まで等の制限付き操舵制御を実施することができる。
【００６２】
このように、上記第１の実施形態では、運転者によって半自動操舵制御が実施許可状態に設定されていないときには、少なくとも操舵トルクに基づいて通常の操舵補助制御を実施することで運転者の操舵負担を軽減し、運転者によって半自動操舵制御が実施許可状態に設定されているときには、所要操舵に続けて瞬間的に"クッ"とトルクを加えた後に手放しするなど、運転者による車両転回意思を検出したときに、電動モータを駆動制御して車両を半自動で転回させる。これにより、通常の操舵補助制御に加えて、交差点での信号待ち後や一時停止後の右左折等における特定条件下で半自動操舵制御を作動させることによって、運転者のハンドル操作を減らすことができ、操舵負担をより低減させることができる。
【００６３】
また、半自動操舵制御の機能を半自動操舵選択スイッチにて選択後、交差点や一時停止にて方向指示器を操作し、車両の減速状態又は停止状態からのゆっくりとした加速時に、車両転回方向への急操舵後すぐに手放ししたときに、運転者による車両転回意思があると判断するので、運転者が意図的に半自動操舵を指示する操舵を行ったことを確実に検出することができる。
【００６４】
さらにまた、運転席前方に設けられた半自動操舵選択スイッチを運転者が操作するように構成するので、確実に半自動操舵制御の実施の許可否を切り換えることができる。
さらに、半自動操舵制御における電動モータの駆動制御量を操舵角に基づいて設定するので、操舵系に操舵角に応じた操舵補助力を付与することができ、運転者に違和感を与えることなく半自動操舵制御を実施することができる。
【００６５】
また、車速が早いほど半自動操舵制御のモータ駆動制御量を減少補正するので、車両が高速走行しているほど操舵系に付与される操舵補助力を小さくすることができ、半自動操舵を作動することに起因する車両挙動変化を抑制して、走行安定性を向上させることができる。
さらにまた、半自動操舵制御中のモータ回転数が一定となるように、電動モータの駆動制御量を補正するので、半自動操舵制御中のハンドルの回転速度を一定とすることができ、安定した旋回走行を実現することができる。
【００６６】
また、半自動操舵制御中にモータ回転数が所定範囲外となったときには、半自動操舵制御を停止して通常の操舵補助制御に切り換えるので、運転者の意図しない車両挙動となることを防止して安定走行を確保することができる。
さらに、半自動操舵制御中に運転者によるトルク入力を検出したとき、半自動操舵制御を停止して操舵補助制御に切り換えるので、運転者の操舵意思に適応した制御を実現することができる。
【００６７】
また、半自動操舵制御中に操舵角が所定操舵角に達したときには、半自動操舵制御を停止して通常の操舵補助制御に切り換えるので、ハンドルの半自動操舵は最大で例えば１回転まで等の制限付き操舵制御を実施することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、所定車速以下の低車速領域にて、方向指示器の指示方向と同一方向への所定変化率以上の操舵トルク変化率を検出した後、すぐにハンドル手放し状態に相当する操舵トルクを検出したときに、運転者による車両転回意思があることを検出する場合について説明したが、運転者が意図的に半自動操舵を指示する操舵を行ったものと判断できる操舵状況であればよい。
【００６８】
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態における半自動操舵選択スイッチＳＷに代えて、運転席近傍（例えば、ハンドル）に設けられた転舵方向選択スイッチの操作によって、半自動操舵制御の実施の許可否を選択するようにしたものである。
【００６９】
図８は、第２の実施形態におけるステアリング機構ＳＭの一部分を示す概略図である。この図８に示すように、ステアリングホイール１の内側円周上には、ステアリングホイール１の右転舵を選択する転舵方向選択スイッチＳＷ１、及びステアリングホイール１の左転舵を選択する転舵方向選択スイッチＳＷ２が設けられている。これら転舵方向選択スイッチＳＷ１及びＳＷ２が選択手段に対応しており、例えば、パドルスイッチから構成される。
【００７０】
そして、これら転舵方向選択スイッチの選択信号ＳＲ及びＳＬは、コントローラ１５に入力され、該コントローラ１５では、転舵方向選択スイッチの選択信号ＳＲ及びＳＬに基づいて半自動操舵制御が実施許可状態であるか否かを判定するようになっている。
ここで、転舵方向選択スイッチＳＷ１及びＳＷ２とコントローラ１５との接続は、専用コネクタを介して行われており、コントローラ１５は、転舵方向選択スイッチＳＷ１及びＳＷ２との接続有無や、転舵方向選択スイッチの選択信号ＳＲ及びＳＬを監視し、通常制御と半自動操舵制御とを切り替え可能としている。このように、別ユニット等を搭載することなく、コネクタの挿入のみの作業で半自動操舵制御の作動を実現している。
【００７１】
図９は、第２の実施形態におけるコントローラ１５の構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるコントローラ１５は、図３に示す前述した第１の実施形態におけるコントローラ１５において、微分回路５２を削除し、判定処理部５３を判定処理部５５に置換し、半自動操舵選択スイッチＳＷの選択スイッチ信号ＣＳに代えて、転舵方向選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２の選択信号ＳＲ，ＳＬを判定処理部５５に入力するようにしたことを除いては図３と同様の構成を有するため、処理の異なる部分を中心に説明する。
【００７２】
判定処理部５５には、操舵トルクＴ、車速Ｖ、操舵角δ、モータ角速度ω、方向指示スイッチ信号ＷＳ、転舵方向選択スイッチの選択信号ＳＲ及びＳＬが入力される。そして、この判定処理部５５は、後述する制御切換判定処理を実行し、切換部５４に対して切換信号Ｓを出力するようになっている。
【００７３】
図１０は、判定処理部５５で実行される制御切換判定処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ２１で、判定処理部５５は、転舵方向選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２から出力される選択信号ＳＲ，ＳＬを読み込み、この選択信号ＳＲ，ＳＬに基づいて、転舵方向選択スイッチＳＷ１及びＳＷ２の何れか一方が選択状態であるか否か（半自動操舵制御が実施許可状態であるか否か）を判定する。そして、転舵方向選択スイッチＳＷ１及びＳＷ２が非選択状態であり、半自動操舵制御が実施許可状態にないときにはステップＳ２２に移行し、転舵方向選択スイッチＳＷ１が選択状態にあるときには後述するステップＳ２３に移行し、転舵方向選択スイッチＳＷ２が選択状態にあるときには後述するステップＳ２４に移行する。
【００７４】
ステップＳ２２では、判定処理部５５は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいた通常の操舵補助制御を実施するものとして、論理値"０"の切換信号Ｓを切換部５４に対して出力してから前記ステップＳ２１に移行する。
ステップＳ２３では、判定処理部５５は、方向指示器１９から出力される方向指示スイッチ信号ＷＳを読み込み、この方向指示スイッチ信号ＷＳがオン状態であるか否かを判定すると共に、方向指示器１９で指示した回転方向が右方向であるか否かを判定する。そして、方向指示スイッチ信号ＷＳがオン状態であり、且つその方向が右方向であるときには後述するステップＳ２５に移行し、それ以外のときには前記ステップＳ２２に移行する。
【００７５】
ステップＳ２４では、判定処理部５５は、方向指示器１９から出力される方向指示スイッチ信号ＷＳを読み込み、この方向指示スイッチ信号ＷＳがオン状態であるか否かを判定すると共に、方向指示器１９で指示した回転方向が左方向であるか否かを判定する。そして、方向指示スイッチ信号ＷＳがオン状態であり、且つその方向が左方向であるときにはステップＳ２５に移行し、それ以外のときには前記ステップＳ２２に移行する。
【００７６】
ステップＳ２５では、判定処理部５５は、車速センサ１６で検出した車速Ｖを読み込み、車速Ｖが所定車速Ｖ１（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以下の低車速領域内にあるか否かを判定し、Ｖ＞Ｖ１であるときには前記ステップＳ２２に移行し、Ｖ≦Ｖ１であるときにはステップＳ２６に移行する。
ステップＳ２６では、判定処理部５５は、操舵トルクセンサ１４で検出された操舵トルクＴを読み込み、その操舵トルクＴに基づいてハンドル手放し状態であるか否かを判定する。そして、運転者によるハンドル切り増しやハンドル切り返し、若しくはハンドル保舵のためのトルク変化を検出するなど、ハンドル手放し状態にないと判定したときには前記ステップＳ２２に移行する。
【００７７】
一方、操舵トルクＴが所定トルクＴ２（例えば、０．５Ｎｍ）以下である場合には、ハンドル手放し状態であると判定してステップＳ２７に移行する。
ステップＳ２７では、判定処理部５５は、半自動操舵制御を実施するものとして、論理値"１"の切換信号Ｓを切換部２４に対して出力し、ステップＳ２８に移行する。
ステップＳ２８では、判定処理部５５は、回転速度演算部３１で演算されたモータ角速度ωを読み込み、モータ角速度ωが所定の角速度範囲内にあるか否か、即ちω１≦ω≦ω２（例えば、ω１＝１０００ｒｐｍ、ω２＝１５００ｒｐｍ）であるか否かを判定する。そして、ω１≦ω≦ω２あるときにはステップＳ２９に移行し、それ以外であるときには前記ステップＳ２２に移行する。
【００７８】
ステップＳ２９では、判定処理部５５は、操舵角センサ１８で検出した操舵角δを読み込み、操舵角δが所定操舵角δ１（例えば、３６０ｄｅｇ）を超えているか否かを判定する。そして、δ≦δ１であるときには、操舵角δが所定操舵角δ１を超えておらず、半自動操舵制御を継続可能であるものと判断して前記ステップＳ２６に移行し、δ＞δ１であるときには、半自動操舵の制限を越えているものと判断して前記ステップＳ２２に移行する。
【００７９】
次に、本発明の第２の実施形態における動作及び効果について説明する。
今、運転者による転舵方向選択スイッチＳＷ１の操作が行われており、右方向への半自動操舵制御が実施許可状態となっているものとすると、判定処理部５５において、図１０のステップＳ２１からステップＳ２３に移行する。このとき、交差点での停車状態で方向指示器１９を操作したものとすると、ステップＳ２７で、論理値"１"の切換信号Ｓを切換部５４に対して出力する。
【００８０】
これにより、切換部５４のスイッチＡは、図９の破線で示す状態に切り換わるため、補正トルク指令値演算部５１で演算される補正トルク指令値Ｉｓがトルク指令値Ｉｒとしてモータ電流制御部２３に入力される。その結果、トルク指令値Ｉｒに基づいて電動モータ１２が駆動制御され、半自動操舵制御が作動状態となる。そのため、運転者が選択した転舵方向である右方向に車両を転回させるような操舵補助力が付与されて、運転者の操舵負担を適切に低減させることができる。
【００８１】
例えば、初心者や年配者、更に女性運転者などの場合、転舵速度がゆっくりであり、さらに転舵中のハンドル持ち替え動作でのハンドル保舵時間が多い傾向がある。そのため、本実施形態のような半自動操舵制御を実施しない場合には、転舵に必要なアシスト電流の通電時間が増加し、過熱保護機能が早めに作動してしまい、最終的にはアシスト電流が制限されて操舵力が増し、運転者の操舵負担が増えてしまうといった事態が生じる。
【００８２】
これに対して、本実施形態では、転舵方向選択スイッチを操作することで、短時間で効率良くハンドルを転舵することが可能となるため、消費電流を抑えることができる。
その結果、通常制御に移行した際にも、過熱保護による電流制限がかかり難くなるため、アシスト電流が制限されることに起因する運転者への操舵負担増大を抑制することができる。
【００８３】
このように、上記第２の実施形態では、ハンドルに設けられた転舵方向選択スイッチを運転者が操作するように構成するので、確実に半自動操舵制御の実施の許可否を切り換えることができる。
なお、上記第２の実施形態においては、図１０のステップＳ２３，Ｓ２４で、方向指示器１９で指示した方向と転舵方向選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２で選択した転舵方向とが一致しているか否かを判定することにより、方向指示スイッチと連動させて半自動操舵制御を作動させる場合について説明したが、このステップＳ２３及びＳ２４の処理は省略することも可能である。
【００８４】
これにより、例えば、駐車場での車両の出し入れ時に車両切り返しのための繰り返し操舵を行う場合など、方向指示器を操作しない状況下でも半自動操舵制御を作動させることができる。したがって、特に連続的なハンドル操作を煩わしく感じている運転者に対して、より効果的に操舵負担を軽減させることができる。
また、上記各実施形態においては、図５の補正トルク指令値設定部５１ａに示すマップをもとに操舵角δに応じた補正トルク指令値Ｉｓ１を算出する場合について説明したが、このマップは非線形なマップとすることもできる。さらには、通常アシスト制御時に、運転者の操舵トルク分を電流指令値に変換する演算を行い（Ｉｍ＝Ｉｍａｘ・（Ｔｉ／Ｇｒ比／η）／Ｔｍｍａｘ＋α）、ハンドル絶対角度と転舵に必要な電流指令値とを記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等）に書き込み、それをもとに補正トルク指令値Ｉｓ１を算出するようにしてもよい。
【００８５】
また、上記各実施形態においては、図６及び図１０の制御切換判定処理で、半自動操舵制御中のモータ電流を監視し、当該モータ電流が所定値（例えば、最大電流の９０％）を超えたとき、半自動操舵制御を停止して通常の操舵補助制御に切り換えることもできる。
なお、上記各実施形態においては、運転者が意図的に半自動操舵を指示する操舵を行って半自動操舵制御が開始されるときや、当該半自動操舵制御が解除されるとき、人工音声やブザー、チャイム等を用いて運転者に対してこれを報知するようにすることもできる。
【００８６】
さらに、上記各実施形態においては、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑとｄ軸目標電流Ｉｄ*及びｑ軸目標電流Ｉｑ*との偏差に対して比例積分制御を行う場合について説明したが、電流指令値算出部６１の出力側に３相／２相変換部を設けて電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*及びＩｗ*に変換し、３つの減算部で電流指令値Ｉｕ*〜Ｉｗ*とモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗとの偏差に対して夫々比例積分制御を行うこともできる。
【００８７】
なおさらに、上記各実施形態においては、電動モータとしてブラシレスモータを適用する場合について説明したが、ブラシモータシステムを適用することもできる。この場合、例えば、モータの逆起電力からモータ角速度ωを推定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態におけるステアリング機構ＳＭの概略図である。
【図３】第１の実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】操舵補助トルク指令値算出マップである。
【図５】補正トルク指令値演算部の構成を示すブロック図である。
【図６】図３の判定処理部で実行される制御切換判定処理手順を示すフローチャートある。
【図７】第１の実施形態の動作を説明するタイムチャートである。
【図８】第２の実施形態におけるステアリング機構ＳＭの概略図である。
【図９】第２の実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の判定処理部で実行される制御切換判定処理手順を示すフローチャートある。
【符号の説明】
【００８９】
ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…ステアリングコラム、４，６…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、８…ステアリングギヤ、１０…操舵補助機構、１１…減速機、１２…電動モータ、１４…操舵トルクセンサ、１５…コントロールユニット、１６…車速センサ、１７…回転センサ、１８…操舵角センサ、１９…方向指示器、２１…操舵補助トルク指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…モータ電流制御部、５１…補正トルク指令値演算部、５２…微分回路、５３…判定処理部、５４…切換部、５５…判定処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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