(57)【要約】  【課題】  舵角保持区間で運転者が容易に一定舵角を保持できるようにして、目標位置に車両を正確に移動させることのできる車両の操舵制御装置を提供する。  【解決手段】  電動モータ４の回転方向を切り換える駆動切換回路４２を設け、この駆動切換回路４２を、Ｈブリッジ型に接続した２対４個のＦＥＴ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂによって構成する。運転者が転舵機構を一定舵角に保持するときに、駆動切換回路４２の高電位側または低電位側の２個のＦＥＴをオンにし、残余のＦＥＴをオフにする。これにより、電動モータ４は電磁ブレーキとして機能し、運転者の舵角保持をアシストするようになる。  【選択図】        図１
2006103580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の操舵により車輪を転舵可能な転舵機構と、
この転舵機構を駆動する電動モータと、
この電動モータの通電を制御する制御手段と、を備え、
所定位置にある車両を、運転者が転舵機構を一定舵角に保持して目標位置に向かって移動させる運転状況を想定した車両の操舵制御装置において、
前記電動モータにＨブリッジ型に接続され、対角に配置されたもの同士が対を成す２対４個のスイッチング素子を有し、この２対のスイッチング素子を選択的にオン作動させることによって電動モータの回転方向を切り換える駆動切換回路を設け、
前記の運転状況で運転者が転舵機構を一定舵角に保持するときに、前記駆動切換回路のスイッチング素子のうちの、高電位側と低電位側のいずれか２個のスイッチング素子をオンに、かつ、残余の２個のスイッチング素子をオフに制御することを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
運転者による操舵入力を検出する操舵検出手段を設け、この操舵検出手段により運転者による規定値以上の操舵入力が検出されたときに、前記すべてのスイッチング素子をオフにするように制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定位置にある車両を、運転者が転舵機構を一定舵角に保持して目標位置に向かって移動させる運転状況を想定した車両の操舵制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駐車時の転舵操作を自動的に行う操舵制御装置として、車輪を転舵する転舵機構に電動モータを付加し、この電動モータを予め記憶されているプログラムにしたがって制御するものが開発されている。この種の操舵制御装置は、通常、基準位置（例えば、車庫入れ開始位置）からの相対位置変化量と車両の転舵角の関係を予めマップの形で記憶しておき、基準位置から目標位置に進む間に、マップを参照して得られた目標転舵角と実際の転舵角との偏差を小さくするように電動モータを制御する。
【０００３】
また、基準位置から車両を斜め前方の折り返し位置まで前進させた後に、車両を後退させて最終駐車位置に移動させる場合に、折り返し位置までを前述のような自動操舵で行い、折り返し位置から最終駐車位置までは運転者による手動操舵で行うものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。
この従来の操舵制御装置は、折り返し位置までは電動モータによる制御によって車両が設定姿勢に操舵され、車両が折り返し位置まで進むと、音声教示等によってシフトレバーをリバースに切り換えることが運転者に知らされると共に、車両の停止時に、後退動作に備えた転舵角に電動モータによって変更される。そして、操舵制御装置による制御はこの時点で終了し、この後には運転者が転舵機構を一定舵角（例えば、最大舵角）に保持し、そのまま車両を後退させることによって最終駐車位置まで移動させる。
【特許文献１】特許第３４２０５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来の操舵制御装置の場合、折り返し位置から最終駐車位置まで車両を後退させる間は、運転者が転舵機構を一定舵角に保持し続けなればならないが、運転者は後退の間に周囲の安全を確認する必要もあり、転舵機構を一定舵角に保持し続けるのは必ずしも容易ではない。特に、高齢者や体の不自由な運転者にとって舵角の一定保持は難しく、所定の保持舵角が維持されない場合には、目標位置での正確な停車が難しくなる。
【０００５】
そこでこの発明は、舵角保持区間で運転者が容易に一定舵角を保持できるようにして、目標位置に車両を正確に移動させることのできる車両の操舵制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、運転者の操舵により車輪を転舵可能な転舵機構（例えば、後述の実施形態における転舵機構３）と、この転舵機構を駆動する電動モータ（例えば、後述の実施形態における電動モータ４）と、この電動モータの通電を制御する制御手段（例えば、後述の実施形態における制御手段３１）と、を備え、所定位置にある車両を、運転者が転舵機構を一定舵角に保持して目標位置に向かって移動させる運転状況を想定した車両の操舵制御装置において、前記電動モータにＨブリッジ型に接続され、対角に配置されたもの同士が対を成す２対４個のスイッチング素子（例えば、後述の実施形態における４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ）を有し、この２対のスイッチング素子を選択的にオン作動させることによって電動モータの回転方向を切り換える駆動切換回路４２を設け、前記の運転状況で運転者が転舵機構を一定舵角に保持するときに、前記駆動切換回路のスイッチング素子のうちの、高電位側と低電位側のいずれか２個のスイッチング素子をオンに、かつ、残余の２個のスイッチング素子をオフに制御するようにした。
【０００７】
この発明の場合、運転者が転舵機構を一定舵角に保持して目標位置に向かって移動させる運転状況になると、駆動切換回路の高電位側または低電位側の２個のスイッチング素子がオンになると共に、残余の２個のスイッチング素子がオフになり、その結果、電動モータが外力による回転を阻止する電磁ブレーキとして機能するようになる。したがって、このとき転舵機構は電動モータによる回転方向のブレーキ力が作用して、舵角が変化し難い状態になる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、運転者による操舵入力を検出する操舵検出手段（例えば、後述の実施形態におけるトルクセンサ５）を設け、この操舵検出手段により運転者による規定値以上の操舵入力が検出されたときに、前記すべてのスイッチング素子をオフにするように制御するようにした。
この場合、運転者による規定値以上の操舵入力があると、そのことが操舵検出手段によって検出され、駆動切換回路のすべてのスイッチング素子がオフ状態にされる。この結果、電動モータは電磁ブレーキとして作用しなくなり、転舵機構は運転者による自由な転舵が可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によると、駆動切換回路のスイッチング素子を高電位側または低電位側の２個をオンにし、残余の素子をオフにすることによって電動モータを電磁ブレーキとして機能させるようにしたため、舵角保持区間での運転者の舵角保持をこの電磁ブレーキ機能によってアシストすることができる。したがって、運転者による舵角保持が確実なものとなり、目標位置での正確な停車が可能になる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明によると、運転者による規定値以上の操舵入力があると、電動モータの電磁ブレーキとしての機能をキャンセルすることができるため、危険回避等のための運転者の意思による転舵を即時に回復することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図２は、この発明にかかる操舵制御装置を適用した車両１００の概略構成図であり、同図中Ｗｆ，Ｗｒは、車両の前輪と後輪、１は、ステアリングホイールである。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２と、ギヤ機構やタイロッド等から成る転舵機構３を介して車体左右の前輪Ｗｆに連係されており、転舵機構３には同機構３を駆動するアクチュエータである電動モータ４が付設されている。また、ステアリングシャフト２には、運転者による操舵トルクを検出するトルクセンサ５が設けられ、このトルクセンサ５が電動モータ４と共に電動パワーステアリングを構成している。電動モータ４は、コントローラ（電子制御ユニット）６によって制御され、基本的に電動パワーステアリングの駆動源として機能するが、後述するスイッチ操作による切り換えにより、駐車時に自動操舵を行う操舵制御装置の駆動源としても機能する。この場合も、電動モータ４は同じコントローラ６によって制御される。
【００１２】
また、コントローラ６の入力側には、前記トルクセンサ５が接続されている他、ステアリングホイール１の回転角から前輪Ｗｆの転舵角を検出する転舵角センサ２５と、シフトレバーで選択されたシフトレンジ（「Ｄ」レンジ、「Ｒ」レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｐ」レンジ等）を検出するシフトポジションセンサ７と、ブレーキの踏み込みの有無に連動するブレーキスイッチ８等が接続されており、一方、出力側には、前記電動モータ４の他に、音声案内によって運転者の操作を支援し、或いは、運転者に注意を喚起する音声教示スピーカ９が接続されている。また、コントローラ６には、モニター１０（図３参照）を一体に組み込んだ後述する操作パネル１１の配線が接続されると共に、操舵装置の電源スイッチ１２が接続されている。この電源スイッチ１２は、自動操舵時には緊急停止スイッチとしても機能する。
【００１３】
なお、図中配線は省略されているが、コントローラ６の入力側には、さらに、前後輪Ｗｆ，Ｗｒの回転角を検出する回転角センサ１９と、車両の前後両側に配置され走行時に障害物を超音波やレーダ等で検出する障害物検出手段１３と、車両の前後中央に配置され車両前方と後方の画像を撮影する撮影手段１４が接続されている。
【００１４】
操作パネル１１には、図３に示すようにモニター１０の他、駐車モード（左／右の後方並列駐車モードと縦列駐車モード）を設定するモード選択スイッチ１５ａ〜１５ｄと、自動操舵を開始するスタートスイッチ１６、警告ランプ１７、ブザー１８等が設けられ、運転者の操作意思をスイッチ操作でコントローラ６に反映させると共に、車両１００の状態や制御状態をモニター１０や警告ランプ１７，ブザー１８等によって運転者に知らせるようになっている。
【００１５】
また、コントローラ６の記憶部６ａには、４種類の駐車モード（左／右の後方並列駐車モードと、左／右の縦列駐車モード）毎に車両１００の移動距離に対応する転舵角のデータ（規範経路）が記憶されており、これらが操舵制御時に必要に応じて読み出されるようになっている。
【００１６】
図４，図５は、左側の後方並列駐車における車両１００の進む規範経路を示すものである。例えば、この左側の後方並列駐車においては、車両１００を、（１）の駐車基準位置から（２）の折り返し位置を経て（３）の最終駐車位置（目標位置）に移動させるが、この経路を示すマップ（移動距離に応じた転舵角のデータ）がコントローラ６の記憶部６ａに記憶されている。なお、（１）の駐車基準位置とは、車両１００が駐車枠２１と直交した姿勢において、車両１００の中心が駐車枠２１の中心線上に位置される、駐車枠２１に近接した位置のことを言う。
【００１７】
この実施形態においては、コントローラ６ａ内において前記のデータの呼び出しを行う部分が規範経路設定手段３０を構成している（図１参照）。
【００１８】
一方、コントローラ６内の処理機能部には、図１に示すように制御手段３１が構成されており、この制御手段３１は、駐車時に自動操舵が開始されると、選択された駐車モードに応じたマップを記憶部６ａから呼び出し、車両１００が駐車基準位置（１）から前方の折り返し位置（２）に達するまでの間は、転舵角が常時マップ値に一致するように電動モータ４の出力を制御する。なお、車両１００が折り返し位置（２）から最終駐車位置（３）まで後退する間は、転舵は基本的に運転者の手動操作によって行われる。
【００１９】
コントローラ６は、図１に示すように車両の位置情報を検出する位置情報検出手段３２を備えている。位置情報検出手段３２は、この実施形態では回転角センサ１９の検出値を基に駐車基準位置（１）からの車両１００の移動距離を検出するようになっている。車両１００が駐車基準位置（１）から前方の折り返し位置（２）まで移動する間の電動モータ４の出力制御では、位置情報検出手段３２で検出した車両１００の移動距離を基に、その移動距離に対応した目標転舵角をマップ値から求める。制御手段３１は、このとき目標転舵角と実転舵角の偏差をゼロにするように電動モータ４の出力を制御する。なお、車両１００の移動距離は周知の前輪Ｗｆの周長と回転角センサ１９で検出した車輪の回転角との積によって求め、実転舵角は転舵角センサ２５の検出値から求める。
【００２０】
ところで、車両１００が折り返し位置（２）から後退するときには、まず、運転者が予め設定された舵角に転舵機構３を操作し、車両１００が最終駐車位置（３）に近接した切り戻しポイントｐに達するまでは、運転者がその舵角を保持し続ける。この装置においては、この車両１００の後退時における舵角保持をアシストするために以下のような構造が設けられている。
【００２１】
電動モータ４の制御回路には、図１に示すような駆動切換回路４２が設けられている。この駆動切換回路４２は、電動モータ４のモータコイルの両端にスイッチング素子である２対４個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）がＨブリッジ型に接続されて成り、対角位置にあるＦＥＴ４０ａ，４０ｂ及び４１ａ，４１ｂが夫々対を成し、これらの対を選択的にオン作動させることにより、電動モータ４の回転方向を任意に切り換えられるようになっている。この駆動切換回路４２は、基本的にトルクセンサ等によって検出される操舵トルクの向きに応じて制御手段３１によって制御される。尚、図中４３はバッテリを示し、４４は電流センサを示す。
【００２２】
そして、前述のように駐車時に舵角を一定に保持した状態で車両を後退させる場合には、制御手段３１による制御によって駆動切換回路４２の低電位側の２つのＦＥＴ４０ｂ，４１ａがオンにされると共に、高電位側の２つのＦＥＴ４０ａ，４１ｂがオフにされる。これにより、電動モータ４のモータコイルの両端部が低電位側の回線を通して相互に導通し、その結果、電動モータ４が回転を制動する電磁ブレーキとして機能するようになる。したがって、舵角保持に際しては、電動モータ４によるブレーキ力が運転者による舵角保持をアシストすることとなる。尚、この例では、低電位側のＦＥＴ４０ｂ，４１ａをオンにし、高電位側のＦＥＴ４０ａ，４１ｂをオフにしているが、逆に、高電位側のもの４０ａ，４１ｂをオン、低電位側のもの４０ｂ，４１ａをオフにしても良い。
【００２３】
また、制御手段３１は、前述の舵角保持の間にトルクセンサ５で設定値以上の運転者による操舵トルクが検出されると、図８に示すようにすべてのＦＥＴ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂを同時にオフにするようになっている。すべてのＦＥＴ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂが同時にオフになると、モータコイルの両端が外部回路を通して導通しなくなるため、このとき電磁ブレーキとしての機能は解除される。
【００２４】
次に、駐車時の実際の作動を、左側の後方並列駐車を例にとって説明する。
【００２５】
まず、運転者がステアリングホイール１を直接操作し、目視確認を行いながら車両１００を図４に示す駐車基準位置（１）まで移動させる。そこで運転者は一旦車両１００を停止させ、操作パネル１１上のモード選択スイッチ１５ａ〜１５ｄのうちの左側の後方並列駐車モードを選択し、その後にスタートスイッチ１６を押すとスタートスイッチ１６が点灯して操舵制御が開始される。
【００２６】
操舵制御が開始されると、コントローラ６内では駐車モードに応じた出力データのマップが読み込まれ、制御手段３１による電動モータ４の制御が行われる。
【００２７】
車両１００は、ブレーキペダルの踏み込みの解除、若しくは、アクセル操作によって前進し、それに伴って出力データのマップ値に沿うように転舵角を制御する。これにより、車両１００は、図４に示すように右方向に姿勢を変化させながら前進し、第１の目標位置（２）に達した時点で転舵が一旦中立状態に戻される。このとき、モニター１０の表示と音声教示スピーカ９からの指示によって車両１００を停止させるべきことが運転者に伝えられ、運転者はこの指示に従ってブレーキペダルを踏み込む。つづいて、運転者は、モニター１０の表示と音声教示スピーカ９の指示に従ってシフトレンジをＲに切り換え、さらに、ステアリングホイール１を後退に備えた設定舵角に操作する。
【００２８】
この後、運転者がシフトレンジをＲに切り換え、ステアリングホイール１を一定舵角に保持したままブレーキペダルの踏み込みを徐々に解除し、必要に応じてアクセル操作を行うと、車両１００は、図５に示すように運転者の保持舵角に倣って後退を始める。この間、電動モータ４による自動操舵は行われないが、駆動切換回路４２が制御手段３１によって前述のように制御され、電動モータ４による電磁ブレーキ作用が転舵機構３に働く。したがって、このとき運転者による舵角保持が電磁ブレーキ作用によってアシストされ、運転者はステアリングホイール１の切り戻しを行うタイミングまで容易に舵角を維持することができる。この後、運転者がステアリングホイール１を切り戻し、車両１００が最終駐車位置（３）に達したところでブレーキを踏みこむ。
【００２９】
また、ここでは最終的にステアリングホイール１を切り戻すまで運転者が転舵を行わない場合であるが、前述の舵角保持の状態から運転者が設定値以上のトルクで舵角操作を行うと、そのことがトルクセンサ５によって検出され、制御手段３１による制御によって駆動切換回路４２のすべてのＦＥＴ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂがオフにされ、電動モータ４による電磁ブレーキ作用は働かなくなる。図９は、このときステアリングトルクと各ＦＥＴ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂのオン・オフ状態を示すものである。なお、図７，図９において、ｑは、運転者による操舵トルクの入力ポイントを示し、ａ２は、舵角保持アシスト領域、ｂは、入力ポイントｑを超えた後のフリー舵角領域を夫々示す。
この操舵制御による制御は、運転者が車両を停車した後にシフトレバーをパーキングレンジに入れたとき終了する。
【００３０】
以上では左側の後方並列駐車の場合を例に説明したが、他のモードの駐車においても同様である。
【００３１】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、以上の実施形態では、すべてのＦＥＴをオフにすることによって電動モータの電磁ブレーキとしての機能をキャンセルするようにしているが、電動モータのモータコイルとＦＥＴを接続する配線部にリレースイッチを介装し、このリレースイッチを開くことによって電磁ブレーキ機能をキャンセルするようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態を示す操舵制御装置の機能ブロック図。
【図２】同実施形態を示す車両の概略構成図。
【図３】同実施形態における操作パネルの平面図。
【図４】同実施形態の作動を説明する模式図。
【図５】同実施形態の後退時における作動を説明する模式図。
【図６】同実施形態の駆動切換回路の作動状態を示す回路図。
【図７】同実施形態の後退時における作動を説明する模式図。
【図８】同実施形態の駆動切換回路の作動状態を示す回路図。
【図９】同実施形態におけるトルクの入力と各ＦＥＴの作動状態の関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００３３】
３  転舵機構
４  電動モータ
５  トルクセンサ（操舵検出手段）
３１  制御手段
４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ  ＦＥＴ（スイッチング素子）
４２  駆動切換回路
【図１】
2006103580.tif 000003
【図２】
2006103580.tif 000004
【図３】
2006103580.tif 000005
【図４】
2006103580.tif 000006
【図５】
2006103580.tif 000007
【図６】
2006103580.tif 000008
【図７】
2006103580.tif 000009
【図８】
2006103580.tif 000010
【図９】
2006103580.tif 000011