(57)【要約】【課題】運転者に対し駐車の支援を行う際に、ステアリングホイールが車輪の転舵に伴い従動して回転することがなく、運転者の利便性を損ないにくい電動パワーステアリング装置等を提供する。【解決手段】転舵力を車輪１５０に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段と、転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、伝達手段が車輪１５０に転舵力を伝達しない場合でも車輪１５０を転舵可能とする電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動を制御するとともに、伝達手段の切替えを制御する制御装置１０と、を備え、制御装置１０は、車両１が後進するときに、伝達手段を転舵力が車輪１５０に伝達する場合から伝達しない場合に切替えるとともに電動モータ１１０を制御することで車輪１５０を転舵させ車両１の進行方向を変更することを特徴とする電動パワーステアリング装置１００。【選択図】図１
2014189168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールを操作することで入力され車輪を転舵させる転舵力を、当該車輪に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段と、
前記転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、前記伝達手段が前記車輪に当該転舵力を伝達しない場合でも当該車輪を転舵可能とする電動モータと、
前記電動モータの駆動を制御するとともに、前記伝達手段の切替えを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、車両が後進するときに、前記伝達手段を前記転舵力が前記車輪に伝達する場合から伝達しない場合に切替えるとともに前記電動モータを制御することで前記車輪を転舵させ車両の進行方向を変更す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】
前記制御手段は、車両の進行方向を変更する制御を終了させるときに、前記ステアリングホイールの回転角度と前記車輪の転舵角との対応関係を合致させるための処理を行うとともに、当該対応関係が合致したときに前記伝達手段を前記転舵力が前記車輪に伝達しない場合から伝達する場合に切替え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】
前記ステアリングホイールの回転角度と前記車輪の転舵角との対応関係を合致させるための処理は、車両の運転者に対し当該ステアリングホイールの回転角度の変更を促す案内を行う処理および前記電動モータを制御し車輪を転舵させることで前記対応関係を合致させる処理の少なくとも一方であることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ステアリングホイールの回転角度が予め定められた角度以上変化したときに車両の進行方向を変更する制御を終了することを特徴とする請求項１乃至３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５】
車両を後進させるときに車両の周囲の状況を把握する把握手段と、
前記把握手段により把握された車両の周囲の状況を基に車両を駐車させる箇所に当該車両が移動するように車輪を転舵させる電動パワーステアリング装置と、
を備え、
前記電動パワーステアリング装置は、
ステアリングホイールを操作することで入力され前記車輪を転舵させる転舵力を、当該車輪に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段と、
前記転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、前記伝達手段が当該転舵力を伝達しない場合でも前記車輪を転舵可能とする電動モータと、
前記電動モータの駆動を制御するとともに、前記伝達手段の切替えを制御する制御手段と、
を備え、
前記電動パワーステアリング装置の前記制御手段は、車両が後進するときに、前記伝達手段を前記転舵力が前記車輪に伝達する場合から伝達しない場合に切替えるとともに前記電動モータを制御することで前記車輪を転舵させ車両の進行方向を変更する
ことを特徴とする駐車支援システム。
【請求項６】
コンピュータに、
ステアリングホイールを操作することで入力され車輪を転舵させる転舵力を、当該車輪に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段を制御する機能と、
前記転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、前記伝達手段が前記車輪に当該転舵力を伝達しない場合でも当該車輪を転舵可能とする電動モータを制御する機能と、
を実現し、
車両が後進するときに、前記伝達手段を制御する機能は当該伝達手段を前記転舵力が前記車輪に伝達する場合から伝達しない場合に切替え、前記電動モータを制御する機能は前記車輪を転舵させ車両の進行方向を変更することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置、駐車支援システム、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、車両の駐車を行う際に、車輪を自動的に転舵させ、車両を駐車位置まで誘導することで、運転者に対し駐車の支援を行う駐車支援システムが提案されている。
これは、例えば、電動パワーステアリング装置を利用する。即ち、この電動パワーステアリング装置は、車両の通常走行時には、運転者のステアリングホイールの操作に対し車輪を転舵させるアシスト力を付与する制御を行う。一方、駐車の支援を行う際には、電動パワーステアリング装置は、車両を駐車位置まで誘導するために車輪を転舵させる制御を行う。
【０００３】
特許文献１には、自動車のタイヤを舵取りするステアリングホイールと、タイヤの転舵方向を制御するアクチュエータと、自動車の運転状態を検知する運転状態検知手段と運転状態検知手段からの信号によりアクチュエータを制御する操舵制御手段と、運転者に運転方法を指示する通報手段と、ステアリングホイールの操舵トルクに応じて、運転状態検知手段から得られるアクチュエータを駆動するパワーステアリングモードと、所定の運転方法を通報手段から運転者に報知し、運転状態検知手段から得られる自動車の移動距離に応じてアクチュエータの所定の舵角に制御する自動操舵モードとを切替えられるモード切替え手段を有する操舵装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−５５１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の駐車支援システムでは、ステアリングホイールと車輪とは機械的に接続されているため、車輪が転舵すると、ステアリングホイールも従動し回転する。この運転者の意思によりステアリングホイールが回転している状態ではない場合、運転者にとっては、ステアリングホイールの動作について予測することは困難である。そのためステアリングホイールに運転者の衣服が巻き付いたり、ステアリングホイールが運転者の体に当たったりすることがあり、運転者の利便性を損なう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、ステアリングホイールを操作することで入力され車輪を転舵させる転舵力を、車輪に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段と、転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、伝達手段が車輪に転舵力を伝達しない場合でも車輪を転舵可能とする電動モータと、電動モータの駆動を制御するとともに、伝達手段の切替えを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、車両が後進するときに、伝達手段を転舵力が車輪に伝達する場合から伝達しない場合に切替えるとともに電動モータを制御することで車輪を転舵させ車両の進行方向を変更することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００７】
ここで、制御手段は、車両の進行方向を変更する制御を終了させるときに、ステアリングホイールの回転角度と車輪の転舵角との対応関係を合致させるための処理を行うとともに、対応関係が合致したときに伝達手段を転舵力が車輪に伝達しない場合から伝達する場合に切替えることが好ましい。
またステアリングホイールの回転角度と車輪の転舵角との対応関係を合致させるための処理は、車両の運転者に対しステアリングホイールの回転角度の変更を促す案内を行う処理および電動モータを制御し車輪を転舵させることで対応関係を合致させる処理の少なくとも一方であることが好ましい。
さらに、制御手段は、ステアリングホイールの回転角度が予め定められた角度以上変化したときに車両の進行方向を変更する制御を終了することが好ましい。
【０００８】
また本発明は、車両を後進させるときに車両の周囲の状況を把握する把握手段と、把握手段により把握された車両の周囲の状況を基に車両を駐車させる箇所に車両が移動するように車輪を転舵させる電動パワーステアリング装置と、を備え、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールを操作することで入力され車輪を転舵させる転舵力を、車輪に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段と、転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、伝達手段が転舵力を伝達しない場合でも車輪を転舵可能とする電動モータと、電動モータの駆動を制御するとともに、伝達手段の切替えを制御する制御手段と、を備え、電動パワーステアリング装置の制御手段は、車両が後進するときに、伝達手段を転舵力が車輪に伝達する場合から伝達しない場合に切替えるとともに電動モータを制御することで車輪を転舵させ車両の進行方向を変更することを特徴とする駐車支援システムである。
【０００９】
さらに本発明は、コンピュータに、ステアリングホイールを操作することで入力され車輪を転舵させる転舵力を、車輪に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段を制御する機能と、転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、伝達手段が車輪に転舵力を伝達しない場合でも車輪を転舵可能とする電動モータを制御する機能と、を実現し、車両が後進するときに、伝達手段を制御する機能は伝達手段を転舵力が車輪に伝達する場合から伝達しない場合に切替え、電動モータを制御する機能は車輪を転舵させ車両の進行方向を変更することを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転者に対し駐車の支援を行う際に、ステアリングホイールが車輪の転舵に伴い従動して回転することがなく、運転者の利源性を損ないにくい電動パワーステアリング装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る表示装置が適用される車両の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成図である。
【図３】目標電流算出部の概略構成図である。
【図４】制御部の概略構成図である。
【図５】駐車支援システムの動作について説明したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜車両全体の説明＞
図１は、本実施の形態に係る表示装置が適用される車両１の概略構成を示す図である。
図示する車両１は、電動パワーステアリング装置１００と、人が座ることが可能な座席１４とを有する。本実施の形態に係る車両１は５人乗りの自動車であり、座席１４は、１列目に設けられた運転席１５および助手席１６と、運転席１５の後方に設けられて２列目の後部座席１７とを備える。
【００１３】
また車両１は、詳しくは後述する駐車支援モードに車両１を移行させるための駐車支援スイッチ１６０と、駐車支援を行うに際し運転者に所定の音声案内を行うスピーカ１６５とを備える。さらに車両１は、移動速度である車速を検出する車速センサ１７０と、車両１の後方の映像を撮像するバックカメラ１８０と、バックカメラ１８０により撮像された映像を表示する表示装置１９０とを備える。
【００１４】
＜電動パワーステアリング装置の説明＞
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置である。
【００１５】
ステアリング装置１００は、ドライバが操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。ステアリングシャフト１０２と上部連結シャフト１０３とが自在継手１０３ａを介して連結されており、上部連結シャフト１０３と下部連結シャフト１０８とが自在継手１０３ｂを介して連結されている。また上部連結シャフト１０３には、クラッチ機構１０３ｃが備えられている。このクラッチ機構１０３ｃを備えることにより、本実施の形態では、ステアリングホイール１０１を操作することで入力され車輪１５０を転舵させる転舵力を、車輪１５０に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能となっている。即ち、クラッチ機構１０３ｃを「接続」の状態にしたときは、運転者がステアリングホイール１０１を操作することで生じる転舵力は、車輪１５０に伝達する。対して、クラッチ機構１０３ｃを「切断」の状態にしたときは、この転舵力は、車輪１５０に伝達せず、ステアリングホイール１０１は、いわば空転状態になる。
【００１６】
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の車輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。
【００１７】
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギアボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギアボックス１０７にてトーションバーを介して下部連結シャフト１０８と連結されている。
本実施の形態では、ステアリングシャフト１０２、上部連結シャフト１０３、自在継手１０３ａ、１０３ｂ、クラッチ機構１０３ｃ、タイロッド１０４、ラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６、および下部連結シャフト１０８により伝達手段が構成される。
そしてステアリングギアボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対角度に基づいてステアリングホイール１０１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９が設けられている。さらにステアリングホイール１０１の操舵角を検出する検出手段の一例としての操舵角センサ１１２が設けられている。
【００１８】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギアボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータである。電動モータ１１０に実際に流れる実電流の大きさおよび方向は、モータ電流検出部３３（図４参照）にて検出される。
そして、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９の出力値、操舵角センサ１１２の出力値、車速センサ１７０の出力値が入力される。さらに制御装置１０には、バックカメラ１８０により撮像された撮像データ、駐車支援スイッチ１６０からの制御信号が入力される。
【００１９】
以上のように構成されたステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴをトルクセンサ１０９にて検出し、その検出トルクに応じて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。言い換えると電動モータ１１０は、ステアリングホイール１０１の操作に対し車輪１５０を転舵させるアシスト力を付与する。また電動モータ１１０は、後述する駐車支援モードにおいて、伝達手段が車輪１５０に転舵力を機械的に伝達しない場合でも車輪１５０を転舵可能とすることができる。
【００２０】
＜制御装置１０の説明＞
次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、制御手段の一例であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。実際には、制御装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等により実現される。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、操舵角センサ１１２にて検出された操舵角Ｓが出力信号に変換された操舵角信号Ｓｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖが入力される。さらに制御装置１０には、バックカメラ１８０からの撮像データＶｉｎ、駐車支援スイッチ１６０からの制御信号Ｃ０が入力される。
【００２１】
そして、制御装置１０は、トルク信号Ｔｄ、操舵角信号Ｓｄ、車速信号ｖ、および後述する制御信号Ｃ１に基づいて目標トルクを算出し、この目標トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流を算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。
さらに制御装置１０は、詳しくは後述するが、バックカメラ１８０により撮像された映像を解析し、車両１を駐車させる際の駐車位置を導出する画像処理部５０を有している。
【００２２】
本実施の形態では、制御装置１０は、車両１の通常走行時は、通常走行モードで動作する。この通常走行モードでは、制御装置１０は、電動モータ１１０を制御し、運転者がステアリングホイール１０１に入力する転舵力をアシストするアシスト力を付与する。一方、制御装置１０は、車両１を駐車させる際に運転者が、シフトレバーをバック位置にするとともに駐車支援スイッチ１６０を押すことで、駐車支援モードに移行する。このとき駐車支援スイッチ１６０は、シフトレバーがバック位置であることを確認し、そして通常走行モードから駐車支援モードに移行する旨の制御信号Ｃ０を制御装置１０に対し出力する。制御信号Ｃ０を受け取った制御装置１０は、クラッチ機構１０３ｃを、「接続」の状態から「切断」の状態にする。さらに制御装置１０は、画像処理部５０において、車両１の駐車位置を導出し、そして電動モータ１１０を制御して車輪１５０を転舵させ、車両１の進行方向を制御することで車両１をこの駐車位置に誘導する。このように制御装置１０は、駐車支援モードにおいて、車両１が後進するときに、伝達手段を転舵力が車輪１５０に伝達する場合から伝達しない場合に切替えるとともに電動モータ１１０を制御することで車輪１５０を転舵させ車両１の進行方向を自動制御する。そしてこれにより運転者に対し、車両１の駐車支援を行う。
以下、この動作を実現するための制御装置１０の構成について説明を行う。
【００２３】
＜目標電流算出部２０の説明＞
次に、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて目標電流を決定する目標電流決定部２５とを備えている。
【００２４】
なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、操舵角信号Ｓｄ、車速信号ｖ、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍが出力信号に変換された回転速度信号Ｎｍｓ、画像処理部５０から出力される制御信号Ｃ１などが入力される。回転速度信号Ｎｍｓは、例えば３相ブラシレスモータである電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するセンサ（例えば、回転子の回転位置を検出するレゾルバ、ロータリエンコーダ等で構成されるロータ位置検出回路）にて検出された電動モータ１１０の回転角度が微分されることにより得られた値が出力信号に変換されたものであることを例示することができる。また、制御信号Ｃ１は、駐車支援モードに移行したときに画像処理部５０から出力され、車両１の方向を所定の方向に変更するために必要な車輪１５０の回転角度を含む情報である。
【００２５】
まず通常走行モードにおける目標電流算出部２０の動作を説明する。
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、操舵角信号Ｓｄと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出し、このベース電流Ｉｂの情報を含むベース電流信号Ｉｍｂを出力する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め車両毎に作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｓ、操舵角信号Ｓｄおよび車速信号ｖとベース電流Ｉｂとの対応を示すマップに、トルク信号Ｔｓ、操舵角信号Ｓｄおよび車速信号ｖを代入することによりベース電流信号Ｉｍｂを算出する。
【００２６】
イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｄと、操舵角信号Ｓｄと、車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流を算出し、この電流の情報を含むイナーシャ補償電流信号Ｉｓを出力する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め車両毎に作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｄ、操舵角信号Ｓｄおよび車速信号ｖとイナーシャ補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄ、操舵角信号Ｓｄおよび車速信号ｖを代入することによりイナーシャ補償電流信号Ｉｓを算出する。
【００２７】
ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｄと、操舵角信号Ｓｄと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流を算出し、この電流の情報を含むダンパー補償電流信号Ｉｄを出力する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め車両毎に作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｄ、操舵角信号Ｓｄ、車速信号ｖおよび回転速度信号Ｎｍｓと、ダンパー補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄ、操舵角信号Ｓｄ、車速信号ｖおよび回転速度信号Ｎｍｓとを代入することによりダンパー補償電流信号Ｉｄを算出する。
【００２８】
目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流信号Ｉｍｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流信号Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流信号Ｉｄに基づいて目標電流を決定し、この電流の情報を含む目標電流信号ＩＴＦを出力する。目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流に、イナーシャ補償電流を加算するとともにダンパー補償電流を減算して得た補償電流を、予め車両毎に作成しＲＯＭに記憶しておいた、補償電流と目標電流との対応を示すマップに代入することにより目標電流を算出する。
【００２９】
次に駐車支援モードにおける目標電流算出部２０の動作を説明する。
駐車支援モードでは、通常走行モードに対しトルク信号Ｔｄおよび操舵角信号Ｓｄについては、考慮せず、車速信号ｖ、回転速度信号Ｎｍｓおよび制御信号Ｃ１に基づき目標電流を算出する。
つまりベース電流算出部２１は、車速信号ｖと制御信号Ｃ１とに基づいてベース電流Ｉｂを算出し、このベース電流Ｉｂの情報を含むベース電流信号Ｉｍｂを出力する。
またイナーシャ補償電流算出部２２は、車速信号ｖと制御信号Ｃ１とに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流信号Ｉｓを出力する。
さらにダンパー補償電流算出部２３は、車速信号ｖと電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍｓと制御信号Ｃ１とに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流を算出し、この電流の情報を含むダンパー補償電流信号Ｉｄを出力する。
なお目標電流決定部２５の動作は、通常走行モードと駐車支援モードとで同様である。
【００３０】
制御信号Ｃ１は、上述したように駐車支援モードに移行したときに、車両１の方向を所定の方向に変更するために必要な車輪１５０の回転角度を含む情報であり、目標電流算出部２０では、車速信号ｖと回転速度信号Ｎｍｓ、およびこの制御信号Ｃ１を使用して、ベース電流、イナーシャ補償電流およびダンパー補償電流の各電流をそれぞれ算出する。またこれらの各電流の算出は、通常走行モードの場合と同様にマップを使用することで行うことができる。
【００３１】
＜制御部３０の説明＞
次に、制御部３０について詳述する。
図４は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流を検出し、実電流検出信号Ｉｍをモータ駆動制御部３１に出力するモータ電流検出部３３と、駐車支援モードにおいてクラッチ機構１０３ｃ等の制御を行う駐車支援制御部３４とを有している。
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流（目標電流信号ＩＴＦが示す値）と、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流（実電流検出信号Ｉｍが示す値）との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部６０とを有している。
【００３２】
フィードバック制御部４０は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流とモータ電流検出部３３にて検出された実電流との偏差を求める偏差演算部４１と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２とを有している。
【００３３】
フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２は、目標電流と実電流とが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部４１にて算出された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算する。
ＰＷＭ信号生成部６０は、フィードバック制御部４０からの出力値に基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号６０ａを出力する。
【００３４】
モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部３３は、モータ駆動部３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流の値を検出する。
【００３５】
駐車支援制御部３４は、詳しくは後述するが、駐車支援モードに移行するときに、クラッチ機構１０３ｃの制御を行い、クラッチ機構１０３ｃを、「接続」の状態から「切断」の状態にする。さらに駐車支援を行うに際に、スピーカ１６５に対し、運転者に所定の音声案内を行うための音声信号を出力する。
【００３６】
＜画像処理部５０の説明＞
画像処理部５０は、バックカメラ１８０により撮像され、出力される画像情報として撮像データＶｉｎを取得する。そして撮像データＶｉｎを基に、画像処理を行い、車両１を駐車させる際の駐車位置を導出する。
具体的には、画像処理部５０は、バックカメラ１８０により撮像された映像から、車両１の後部における駐車区画線を検出する。また画像処理部５０は、バックカメラ１８０により撮像された映像中に駐車を阻害する障害物があるか否かを検出する。そして検出したこれらの情報から車両１が駐車可能であるかを判断し、車両１の駐車目標位置を設定する。画像処理部５０は、駐車支援スイッチ１６０から通常走行モードから駐車支援モードに移行する旨の制御信号Ｃ０を受け取ったときに、上記処理を開始する。
また画像処理部５０は、画像処理の結果から、導出した駐車位置に車両１を移動させるために必要な車輪１５０の転舵角を算出し、この転舵角を含む情報を制御信号Ｃ１として、目標電流算出部２０に対し出力する。目標電流算出部２０は、この制御信号Ｃ１を受け取ったときに、上述したように制御信号Ｃ１を使用して目標電流を算出し、駐車支援モードにおける動作を行う。
【００３７】
＜バックカメラ１８０の説明＞
バックカメラ１８０は、車両１を後進させるときに車両１の周囲の状況を把握する把握手段の一例である。
バックカメラ１８０は、運転者に対し後方となる方向の像を収束する図示しない光学系と、光学系により収束された像を検出する図示しないイメージセンサとを備える。
光学系は、単一のレンズまたは複数のレンズを組み合わせて構成される。例えば、２つの半球レンズを使用し、その球面側を向かい合わせに組み合わせたツインレンズが用いられる。レンズの組み合わせおよびレンズ表面に施されたコーティング等により、各種の不要な収差は適切に除去されている。
イメージセンサは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を配列して構成される。本実施の形態では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色に対応する撮像素子がそれぞれ配列し、映像をＲＧＢの各色で撮像する。これによりバックカメラ１８０では、カラーの映像を撮像することができる。
【００３８】
＜駐車支援制御部３４の説明＞
次に駐車支援制御部３４について詳述する。
図４に示すように、駐車支援制御部３４は、クラッチ機構１０３ｃの制御を行うクラッチ機構制御部３４１と、駐車支援の終了の判定を行う駐車支援終了判定部３４２と、ステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係を合致させるための処理を行う角度合致処理部３４３とを備える。
【００３９】
駐車支援制御部３４には、駐車支援スイッチ１６０からの制御信号Ｃ０、操舵角信号Ｓｄ、電動モータ１１０の電気角θが出力信号に変換された電気角信号θｓなどが入力される。電気角信号θｓは、上述した電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するセンサにて検出された電動モータ１１０の回転角度を極数で除算することにより得られた値が出力信号に変換されたものであることを例示することができる。
【００４０】
クラッチ機構制御部３４１は、クラッチ機構１０３ｃを「接続」の状態と「切断」の状態との間で制御する。車両１が通常走行モードにあるときは、クラッチ機構制御部３４１は、クラッチ機構１０３ｃを「接続」の状態とする。これにより運転者がステアリングホイール１０１を操作することで生じる転舵力は、車輪１５０に伝達することになり、制御装置１０では、ステアリングホイール１０１の操作に対し車輪１５０を転舵させるアシスト力を付与する通常の制御が行われる。
【００４１】
対して車両１が駐車支援モードにあるときは、クラッチ機構制御部３４１は、クラッチ機構１０３ｃを「切断」の状態とする。これにより運転者がステアリングホイール１０１を操作することで生じる転舵力は、車輪１５０に伝達しない状態となる。
本実施の形態では、クラッチ機構制御部３４１が、駐車支援スイッチ１６０から通常走行モードから駐車支援モードに移行する旨の制御信号Ｃ０を受け取ったときに、クラッチ機構１０３ｃを「接続」の状態から「切断」の状態にする制御信号Ｃ３をクラッチ機構１０３ｃに対し出力する。これによりクラッチ機構１０３ｃは、「接続」の状態から「切断」の状態となる。
【００４２】
また車両１が駐車支援モードから通常走行モードに移行するときは、クラッチ機構１０３ｃを「切断」の状態から「接続」の状態にする制御信号Ｃ３をクラッチ機構１０３ｃに対し出力する。これによりクラッチ機構１０３ｃは、「切断」の状態から「接続」の状態となる。
【００４３】
駐車支援終了判定部３４２は、駐車支援の終了の判定を行う。駐車支援終了判定部３４２が駐車支援の終了を判定する場合は、例えば運転者が危険を感じ、ステアリングホイール１０１を所定の操舵角以上に回転させた場合である。運転者が危険を感じる場合は、例えば、車両１が後進する方向に歩行者が立ち入ったときなどが該当する。
【００４４】
図示するように駐車支援終了判定部３４２には、操舵角信号Ｓｄが入力される。駐車支援終了判定部３４２は、この操舵角信号Ｓｄによりステアリングホイール１０１の操舵角を把握することができる。そしてステアリングホイール１０１の操舵角が、予め定められた角度以上変化したときに、駐車支援終了判定部３４２は、駐車支援の終了の判定を行う。
また駐車支援終了判定部３４２が、駐車支援の終了の判定を行うのは、これに限られるものではなく、車両１の駐車が完了した場合についても該当する。この場合、例えば、駐車支援終了判定部３４２が、運転者がシフトレバーをバック位置からパーキング位置に移動させた旨の検知信号を受け取り、この検知信号を受信したときに駐車支援の終了の判定を行う。また駐車支援終了判定部３４２が、パーキングブレーキがかかった旨の検知信号を受け取り、この検知信号を受信したときに駐車支援の終了の判定を行ってもよい。
【００４５】
駐車支援終了判定部３４２が、駐車支援の終了の判定を行った場合、駐車支援の終了を意味する制御信号Ｃ２が、画像処理部５０および角度合致処理部３４３に送られる。この制御信号Ｃ２を受信した画像処理部５０は、画像処理を終了し、さらに制御信号Ｃ１の出力も終了する。これにより目標電流算出部２０は、駐車支援モードから通常運転モードの動作に移行する。
【００４６】
角度合致処理部３４３は、駐車支援終了判定部３４２から駐車支援の終了を意味する制御信号Ｃ２を受信すると、ステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係を合致させる処理を開始する。
つまりクラッチ機構１０３ｃがいったん「切断」の状態とされると、ステアリングホイール１０１と車輪１５０とは、機械的に切断される。よって駐車支援を終了させるときには、まずこの両者の角度の関係を合致させ、それからクラッチ機構１０３ｃを「切断」の状態から「接続」の状態にする必要がある。
そのため本実施の形態では、角度合致処理部３４３は、ステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係を合致させるための処理として、車両１の運転者に対しステアリングホイール１０１の回転角度の変更を促す案内を行う。
【００４７】
図示するように角度合致処理部３４３には、操舵角信号Ｓｄと電気角信号θｓが入力される。そして角度合致処理部３４３は、操舵角信号Ｓｄによりステアリングホイール１０１の回転角度を把握することができるとともに、電気角信号θｓにより車輪１５０の転舵角を把握することができる。よって角度合致処理部３４３は、これからステアリングホイール１０１を左右何れかの方向にどの程度回転させればよいかを算出することができる。そして角度合致処理部３４３は、スピーカ１６５に音声信号を出力し、運転者に対し、ステアリングホイール１０１の回転方向と、回転角度を案内する。
【００４８】
そして運転者によりステアリングホイール１０１が正しい位置に操舵されると、角度合致処理部３４３は、操舵角信号Ｓｄにより、その旨を検知する。そして角度合致処理部３４３は、ステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係を合致した旨の制御信号Ｃ４をクラッチ機構制御部３４１に対し出力する。そしてこの制御信号Ｃ４を受け取ったクラッチ機構制御部３４１は、上述したようにクラッチ機構１０３ｃを「切断」の状態から「接続」の状態にする制御信号Ｃ３をクラッチ機構１０３ｃに対し出力する。その結果、クラッチ機構１０３ｃは、ステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係が合致した状態で、再び「接続」の状態になる。
【００４９】
＜駐車支援システムの説明＞
なお本実施の形態の電動パワーステアリング装置１００とバックカメラ１８０とは、車両１を後進させるときに車両１の周囲の状況を把握するバックカメラ１８０と、バックカメラ１８０により把握された車両１の周囲の状況を基に車両１を駐車させる箇所に車両１１が移動するように車輪１５０を転舵させる電動パワーステアリング装置１００と、を備える駐車支援システムとして捉えることもできる。
【００５０】
＜駐車支援システムの動作の説明＞
図５は、駐車支援システムの動作について説明したフローチャートである。
運転者が車両１を駐車させる際に、駐車支援システムを利用したいときには、運転者は、シフトレバーをバック位置にした後に、駐車支援スイッチ１６０を押す（ステップ１０１）。
駐車支援スイッチ１６０からは、制御信号Ｃ０が出力され（ステップ１０２）、制御装置１０の制御部３０と画像処理部５０が、この制御信号Ｃ０を受信する。
【００５１】
制御部３０では、クラッチ機構制御部３４１が制御信号Ｃ０を受信する。そしてクラッチ機構制御部３４１は、クラッチ機構１０３ｃを制御し、クラッチ機構１０３ｃを「接続」の状態から「切断」の状態にする（ステップ１０３）。
【００５２】
また同様に制御信号Ｃ０を受信した画像処理部５０は、バックカメラ１８０から車両１の後方の映像を撮像データＶｉｎとして取得する（ステップ１０４）。
そして画像処理部５０は、取得した画像について画像処理を行い、車両１の駐車位置を導出する（ステップ１０５）。さらに画像処理部５０は、画像処理の結果から、導出した駐車位置に車両１を移動させるために必要な車輪１５０の転舵角を算出し、この転舵角を含む情報を制御信号Ｃ１として、目標電流算出部２０に対し出力する（ステップ１０６）。
【００５３】
制御信号Ｃ１を受信した目標電流算出部２０は、制御信号Ｃ１と車速信号ｖに基づき目標電流を算出し、制御部３０は、この目標電流に基づき、電動モータ１１０を制御する（ステップ１０７）。
【００５４】
一方、制御部３０の駐車支援終了判定部３４２は、駐車支援の終了の判定を行う（ステップ１０８）。具体的には上述したように、操舵角信号Ｓｄを監視し、運転者が予め定められた操舵角以上にステアリングホイール１０１を回転させた場合に、駐車支援の終了を判定する。さらに運転者がシフトレバーをバック位置からパーキング位置に移動させたときや、パーキングブレーキを操作したときには、駐車支援終了判定部３４２は、駐車支援の終了を判定する。
【００５５】
そして駐車支援終了判定部３４２が、駐車支援の終了の判定を行なった場合（ステップ１０８でＹｅｓ）、駐車支援終了判定部３４２は、駐車支援の終了を意味する制御信号Ｃ２を画像処理部５０と角度合致処理部３４３に対し出力する（ステップ１０９）。
制御信号Ｃ２を受信した画像処理部５０は、バックカメラ１８０からの撮像データＶｉｎの取得を終了し、制御信号Ｃ１の出力も停止する。これにより目標電流算出部２０は、通常走行モードにおける動作に復帰する（ステップ１１０）。
【００５６】
また角度合致処理部３４３は、制御信号Ｃ２を受信すると、ステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係が合致（角度の対応関係が合致）しているか否かを判定する（ステップ１１１）。
そして合致していなかった場合（ステップ１１１でＮｏ）、ステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係が合致するためのステアリングホイール１０１の回転方向と回転角度を算出する（ステップ１１２）。さらに角度合致処理部３４３は、スピーカ１６５にこの回転方向と回転角度について運転者に案内するために音声信号を出力する（ステップ１１３）。
【００５７】
そしてステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係が合致したとき（ステップ１１１でＹｅｓ）、角度合致処理部３４３は、この対応関係を合致した旨の制御信号Ｃ４をクラッチ機構制御部３４１に対し出力する。そしてクラッチ機構制御部３４１は、クラッチ機構１０３ｃを制御し、クラッチ機構１０３ｃを「切断」の状態から「接続」の状態にする（ステップ１１４）。
【００５８】
なお駐車支援終了判定部３４２が、駐車支援の終了の判定を行なわなかった場合（ステップ１０８でＮｏ）、ステップ１０４に戻る。
【００５９】
以上詳述した駐車支援システムによれば、通常走行モードから駐車支援モードへ移行したときに、クラッチ機構１０３ｃにより、ステアリングホイール１０１と車輪１５０との機械的接続が切断される。そのため駐車支援システムが駐車支援の処理を行っているときに、車輪１５０の転舵に従い、ステアリングホイール１０１が従動し回転することがない。よってステアリングホイール１０１に運転者の衣服が巻き付いたり、ステアリングホイール１０１が運転者の体に当たったりすることが回避でき、駐車支援を行っている際に、運転者の利便性も損ないにくい。
また車両１の後進する方向に歩行者が立ち入った場合などは、運転者は、ステアリングホイール１０１を急に所定操舵角以上に操作することを検出し、駐車支援モードを解除することが容易に可能である。なお、この場合ステアリングホイール１０１の操舵角に変えて、操舵角速度を検出することでも良い。いずれも、従来と比較して、より安全な駐車支援システムを提供することができる。
【００６０】
＜プログラムの説明＞
なお本実施の形態における制御装置１０が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現することができる。この場合、制御装置１０に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、制御装置１０の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
【００６１】
よって制御装置１０が行なう処理は、コンピュータに、ステアリングホイール１０１を操作することで入力され車輪１５０を転舵させる転舵力を、車輪１５０に伝達する場合と伝達しない場合とで切替え可能な伝達手段を制御する機能と、転舵力をアシストするアシスト力を付与するとともに、伝達手段が車輪１５０に転舵力を伝達しない場合でも車輪１５０を転舵可能とする電動モータ１１０を制御する機能と、を実現し、車両１が後進するときに、伝達手段を制御する機能は伝達手段を転舵力が車輪１５０に伝達する場合から伝達しない場合に切替え、電動モータ１１０を制御する機能は車輪１５０を転舵させ車両１の進行方向を変更することを特徴とするプログラムとして捉えることもできる。
【００６２】
なお、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。
【００６３】
なお以上詳述した例では、角度合致処理部３４３が行うステアリングホイール１０１の回転角度と車輪１５０の転舵角との対応関係を合致させるための処理として、ステアリングホイール１０１を回転させることで行っていたが、これに限られるものではない。例えば、電動モータ１１０を制御し車輪１５０を転舵させることで、上記対応関係を合致させることも考えられる。
また以上詳述した例では、バックカメラ１８０により車両１の周囲の状況を把握していたが、これに限られるものではない。例えば、超音波センサを車両１に設置し、この超音波センサにより、駐車中の他の車両等の位置を検出し、その結果を基に車両１の駐車目標位置を設定してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…車両、１０…制御装置、２０…目標電流算出部、３０…制御部、１００…電動パワーステアリング装置、１０１…ステアリングホイール（ハンドル）、１０３ｃ…クラッチ機構、１１０…電動モータ、１１２…操舵角センサ、１５０…車輪、１６０…駐車支援スイッチ、１６５…スピーカ、１７０…速度センサ、１８０…バックカメラ
【図１】
2014189168.tif 000003
【図２】
2014189168.tif 000004
【図３】
2014189168.tif 000005
【図４】
2014189168.tif 000006
【図５】
2014189168.tif 000007