(57)【要約】【課題】  パーキングブレーキの操作のあるときでもないときでも最適な操舵補助反力を決定し、車両に外乱があるときの偏向抑制性能をより高めた車両用操舵装置を提供する。【解決手段】  運転者が操舵操作を行う操作子１１と、操作子１１の操作量または操作力に応じて操舵を行う転舵機構と、ヨーレートまたは横加速度の車両挙動を検知する挙動検知手段２６と、パーキングブレーキの作動を検知するパーキングブレーキ検知手段３２と、運転者の操作に対する反力に影響を与える電動モータ１９とを有し、車両挙動に応じた反力を付与するようにし、パーキングブレーキ検知手段３２がパーキングブレーキの作動を検知した場合には、反力を大きくする反力増加装置４３を備えた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操舵操作を行う操作子と、
前記操作子の操作量または操作力に応じて操舵を行う転舵機構と、
ヨーレートまたは横加速度の車両挙動を検知する挙動検知手段と、
パーキングブレーキの作動を検知するパーキングブレーキ検知手段と、
運転者の操作に対する反力に影響を与える電動モータとを有し、
前記車両挙動に応じた前記反力を付与するようにし、
前記パーキングブレーキ検知手段がパーキングブレーキの作動を検知した場合には、前記反力を大きくする反力増加手段を備えたことを特徴とする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】
本発明は車両用操舵装置に関し、特に、車両の操舵をモータでアシストする車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用操舵装置で、特許文献１において、外乱が車両に作用した際の偏向抑制性能を高め、車両の走行安定性を向上することができ、雪道などの低μ路や低速走行時にもステアリング操作負荷が軽減されると共に停止時に違和感のないように改良された車両用操舵装置が提案されている。
【０００３】
その車両用操舵装置では、操舵トルク検出値に基づいて決定される補助操舵トルク値にヨーレートを含む車両の挙動検出値に基づいて決定される補助反力トルク値を加えた値をもってモータを制御して走行車両に補助操舵トルクを加える。それにより、走行時には外乱による車両挙動の抑制効果、走行安定性、セルフアライニングトルクに相当するハンドル復元力が得られる。また、車両停止時には補助反力トルクを発生させないようにすることで、停車時に不必要に操舵反力トルクが発生して車輪が偏向するようなことがなく違和感が解消されるものである
【特許文献１】特開平１１−１４７４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両用操舵装置の場合、車両外乱時の偏向抑制性能を高めるために操舵補助反力トルクを決定する際、車両挙動の検出に、ヨーレートと操舵角速度を用い、車速に応じた操舵補助反力が決定される。運転者が運転中にパーキングブレーキを操作したとき、車両のタイヤ横力の前後バランスは変化する。このとき、外乱が車両に作用した際の偏向は、パーキングブレーキを操作しないときに対して著しく大きく変化する。そのため、パーキングブレーキの操作の有るときに、パーキングブレーキの操作のないときに最適であった操舵補助反力とは異なるので、パーキングブレーキの操作のないときと同様の条件での操舵補助反力の決定値では、最適ではなく、最適値を決定することが困難であるという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、パーキングブレーキの操作のあるときでもないときでも最適な操舵補助反力を決定し、車両に外乱があるときの偏向抑制性能をより高めた車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両用操舵装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００７】
第１の車両用操舵装置（請求項１に対応）は、運転者が操舵操作を行う操作子と、操作子の操作量または操作力に応じて操舵を行う転舵機構と、ヨーレートまたは横加速度の車両挙動を検知する挙動検知手段と、パーキングブレーキの作動を検知するパーキングブレーキ検知手段と、運転者の操作に対する反力に影響を与える電動モータとを有し、車両挙動に応じた反力を付与するようにし、パーキングブレーキ検知手段がパーキングブレーキの作動を検知した場合には、反力を大きくする反力増加装置を備えたことで特徴づけられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両のパーキングブレーキの操作のあるときでもないときでも、外乱が車両に作用した際の偏向抑制性能を高めることが可能であり、車両の走行安定性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。電動パワーステアリング装置１０は、ハンドル１１に一体的に設けられたステアリング軸１２に自在継ぎ手１３ａ，１３ｂを備えた連結軸１３を介してステアリングギヤボックス内に設けられたラックアンドピニオン機構１４によって、機械的に連結され手動操舵トルク発生機構１５が構成される。
【００１１】
ステアリング軸１２の回転運動をラックアンドピニオン機構１４により往復運動するラック軸１６は、その両端にタイロッド１７を介して転動輪としての左右の前輪１８が連結される。
【００１２】
手動操舵トルク発生機構１５による操舵トルクを軽減するため、操舵補助トルクを供給するモータ１９をラック軸１６の同軸上に配置し、これを介し操舵補助トルクを直進方向の力に変換してラック軸１６に作用させる。
【００１３】
ステアリングギヤボックス内には手動トルクを検出するための操舵トルクセンサ２１とステアリング軸１２の回転角に対応した操舵角速度を検出する操舵角速度センサ２２をそれぞれ設け、操舵トルク信号Ｔと操舵角信号Ｄを制御装置２４に供給する。
【００１４】
また、車両の速度に対応した車速を検出するための車速センサ２５を設け、車速信号Ｖを制御装置２４に供給する。さらに、車両のヨーレートに対応した信号を出力するためのヨーレートセンサ２６を設け、ヨーレート信号を制御装置２４に供給する。また、パーキングブレーキ操作を検出するパーキングブレーキ操作検出装置２７を設け、パーキングブレーキ操作信号を制御装置２４に供給する。
【００１５】
図２は、制御装置２４のブロック構成図である。制御装置２４内には、電動パワーステアリング装置としての通常の補助操舵トルクを演算するための補助操舵トルク決定部３０と、車両の挙動を正常状態にする補助反力トルクを演算するための補助反力トルク決定部３１とが設けられている。補助操舵トルク決定部３０には、操舵角速度センサ２２、トルクセンサ２１、車速センサ２５の各検出信号が入力されており、それらの各検出信号に応じて通常のアシスト制御を行う補助操舵トルクが決定される。
【００１６】
また、補助反力トルク決定部３１には、車両挙動検出部を構成する操舵角速度センサ２２、ヨーレートセンサ２６、車速センサ２５、パーキングブレーキ操作検出装置３２の各検出信号が入力されるようになっており、それらの各信号から後記するアルゴリズムによって目標補助反力を求めるようになっている。
【００１７】
また、制御装置２４内には、補助操舵トルク決定部３０と補助反力トルク決定部３１とから出力される各トルク値に応じてモータ１９に対する目標電流を設定する目標電流決定部３３と、その目標電流に応じてモータ１９に流す電流を制御する出力電流制御部３４が設けられている。そして、出力電流制御部３４からの電流制御信号が、制御装置２４とモータ１９との間に設けられた駆動回路３５に入力され、駆動回路３５からモータ１９に対して駆動電流が供給されるようになっていると共にモータ１９と出力電流制御部３４との間で出力電流のフィードバック制御が行われるようになっている。
【００１８】
図３は、補助反力トルク決定部３１のブロック構成図である。補助反力トルク決定部３１は、第１の反力トルク決定部４０と第２の反力トルク決定部４１と加算器４２と挙動反力増加部（反力増加部）４３と乗算器４４とリミッタ４５を備えている。
【００１９】
第１の反力トルク決定部４０は、入力された車速Ｖと操舵角速度ωから第１の反力トルクＴ１を決定し、加算器４２に出力する。  ここで、操舵角速度ωをアドレスとするデータテーブル（図４（ａ））を記憶しており、車速Ｖが大きいと、同じ操舵角速度ωでも大きな反力トルクＴ１が発生するようにしている。また、特に車速Ｖ＝０のとき、図４（Ａ）に太線Ｌ１で示すように、操舵角速度ωの検出値に関わらず、Ｔ１（ダンピングトルク成分）が０となるようにしている。これにより、停車時には補助反力トルクは発生しないこととなる。
【００２０】
第２の反力トルク決定部４１は、入力された車速Ｖとヨーレートγから第２の反力トルクＴ２を決定し、加算器４２に出力する。ここで、ヨーレートγをアドレスとするデータテーブル（図４（ｂ））は、共に車速センサ２５からの検出信号、すなわち車速に応じて異なるデータテーブルを切り替えて使用し、車速Ｖが大きいと、同じヨーレートγでも大きな反力トルクが発生するようにしている。また、特に車速Ｖ＝０のとき、図４（ｂ）に太線Ｌ２で示すように、ヨーレートγの検出値に関わらず、Ｔ２（ヨーレートトルク成分）が０となるようにしている。これにより、停車時には補助反力トルクは発生しないこととなる。
【００２１】
加算器４２は、第１の反力トルク決定部４０から出力される反力トルクＴ１と第２の反力トルク決定部４１から出力される反力トルクＴ２とを加算し、乗算器４４に出力する。
【００２２】
挙動反力増加部４３は、パーキングブレーキ操作検出装置３２からのオンかオフかの信号により、オフのときには、乗算器４４により、加算器４２から出力される（Ｔ１＋Ｔ２）に１．０を掛けてリミッタ４５に出力し、オンのときには、乗算器４４により、加算器４２から出力される（Ｔ１＋Ｔ２）に１．５を掛けてリミッタに出力する。これにより、パーキングブレーキがオフのときよりもオンのときのほうを挙動反力を大きくする。
【００２３】
リミッタ４５は、乗算器４４から出力される信号から、リミッタ処理を行い、目標補助反力トルク決定値ＴＡを出力する。
【００２４】
制御装置２４内の補助反力トルク決定部３１においては、図５のフローチャートに示す処理が所定の周期で繰り返し実行される。まず、ステップＳ１１において、各センサの出力信号を読み込み、ステップＳ１２において補助反力トルクＴＡを決定し、ステップＳ１３において目標補助反力トルク決定値を出力する。
【００２５】
この処理を図６と図７を併せて参照してさらに詳しく説明する。まず上記ステップＳ１１においては、図６のフローチャートに示すように、車速Ｖ（ステップＳ２１）ハンドル角速度ω（ステップＳ２２）、ヨーレートγ（ステップＳ２３）、パーキングブレーキのオンオフ（ステップＳ２４）をそれぞれ読み込む処理が行われる。
【００２６】
次に、上記ステップ１２においては、図７のフローチャートに示すように、第１の反力トルク決定部４０と第２の反力トルク決定部４１により、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すような操舵角速度ω、ヨーレートγのそれぞれをアドレスとし、車速Ｖごとに異なる特性に設定されている各データテーブルから、各成分についての補助反力トルクＴ１（ダンピングトルク成分）、Ｔ２（ヨーレートトルク成分）を求め（ステップＳ３１，３２）、加算器４２により、これら補助反力トルクの成分Ｔ１、Ｔ２を加算する（ステップＳ３３）。
【００２７】
次に、挙動反力増加装置４３により、パーキングブレーキの操作がオンかオフかを判断する（ステップＳ３４）。オフのときには、乗算器４４により、（Ｔ１＋Ｔ２）に１．０を掛け（ステップＳ３５）、オンのときには、乗算器４４により、（Ｔ１＋Ｔ２）に１．５を掛け（ステップＳ３６）、パーキングブレーキの操作がオフのときよりも挙動反力を大きくする。
【００２８】
さらに、必要以上の補助反力トルクを排除するために目標操舵反力値ＴＡが最大値（Ｔｍａｘ）を超えているか否かを判断し（ステップＳ３７）、目標操舵反力値ＴＡが最大値を超えている場合は目標操舵反力値ＴＡを上記Ｔｍａｘとし（ステップＳ３８）、また、目標操舵反力値ＴＡが最大値（Ｔｍａｘ）を超えていない場合には、同様に目標操舵反力値ＴＡが負の最大値（ーＴｍａｘ）を超えているか否か判断し（ステップＳ３９）、目標操舵反力値ＴＡが負の最大値を超えている場合には、目標操舵反力値ＴＡを上記ーＴｍａｘ値とするリミッタ処理（ステップＳ４０）を行い、目標補助反力トルク決定値ＴＡを決定する。
【００２９】
このようにして決定された目標補助反力トルク決定値ＴＡは、別に求めた目標補助操舵トルク決定値と加算されて目標電流決定部３３にて目標電流値に変換され、出力される。
【００３０】
上記処理を行うことで、前進時、横風を受けて車両が走行ラインから外れるようになった際には、このときの車両のヨーレートγを検出し、これらヨーレートγを打ち消す方向に、すなわち、そのときの車両の偏向を走行ラインに戻す向きにモータ１９が駆動され、外乱に対して車両を常に直進走行させるように前輪が自動的に操舵され、不整挙動を安定化させることができたり、轍のある路面、あるいは水たまりのある路面を走行する場合にも、車両を直進させるように自動的に軌道修正が行われるなどの効果が得られる。
【００３１】
また、これにより、車両のパーキングブレーキの操作のあるときでもないときでも、外乱が車両に作用した際の偏向抑制性能を高めることが可能であり、車両の走行安定性を向上することができる。
【００３２】
なお、上記構成ではヨーレートセンサおよび車速センサをもって車両挙動検出部としたが、これに加えて横加速度センサを用いたり横加速度センサおよび車速センサのみをもって車両挙動検出部としても同様の作用、効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、車両の走行安定性を向上させる車両用操舵装置として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】制御装置のブロック構成図である。
【図３】補助反力トルク決定部のブロック構成図である。
【図４】（ａ）操舵角速度をアドレスとするデータテーブルと、（ｂ）ヨーレートをアドレスとするデータテーブルである。
【図５】制御装置での処理を示すフローチャートである。
【図６】制御装置での処理を示すフローチャートである。
【図７】制御装置での処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１０          電動パワーステアリング装置
１１          ハンドル
１２          ステアリング軸
１３          連結軸
１４          ラックアンドピニオン機構
１５          手動操舵トルク発生機構
１６          ラック軸
１７          タイロッド
１８          前輪
１９          モータ
２１          操舵トルクセンサ
２２          操舵角速度センサ
２４          制御装置
２５          車速センサ
２６          ヨーレートセンサ
２７          パーキングブレーキ操作検出装置
３０          補助操舵トルク決定部
３１          補助反力トルク決定部
３３          目標電流決定部
３４          出力電流制御部
３５          駆動回路
４０          第１の反力トルク決定部
４１          第２の反力トルク決定部
４２          加算器
４３          挙動反力増加部
４４          乗算器
４５          リミッタ
【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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