(57)【要約】【課題】自動操舵されるステアリングホイール位置を運転者の意図と合わせ、車両を始動時の安全性を確保し、車両を安全に駐車させ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】運転席に設置された据え切り切替スイッチによるステアリングホイール位置情報を、電動パワーステアリング装置のコントローラに取り込み、車両停止状態、非操舵状態を判定し、据え切り切替スイッチで設定されたステアリングホイール位置に自動的に作動させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサと、前期ハンドルの操舵角を検出する舵角検出手段とを備え、車両が停止していて前記操舵補助力を付与しない状態を認識し、前記ハンドルの中立、左エンド、右エンドを運転者が選択し、自動的にハンドルを操作することができる据え切り操舵スイッチを備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記モータの角速度を基にゲインを設定し操舵速度が一定に制御される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
自動的に操舵されている操舵力が設定値を超えたときに、操舵を停止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。
【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に関し、特に車両停止状態において、自動操舵可能な電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動パワーステアリング装置において、車両始動時に運転者が車輪の切れ角を確認する必要をなくすという課題があった。
【０００３】
この部分の改善の先行技術としては、特開２００７−１４５２４８号公報に示されるものがあり、これは車速信号による車両の停車状態、トルク信号が規定値よりも小さい事による非操舵状態を判定し、両者が判定された場合に、舵角信号及び、舵角速度信号を読み込み、ステアリングホイールを規定の速度で中立位置へ戻すというものである。
【０００４】
しかしながら、この先行技術には、電動パワーステアリングのコントローラ内にあるマイコンが自動的に車両状態を判定し、自動操舵開始を開始するので、例えば運転者が意識的にステアリングホイールを切った状態で車両を停車させた場合でも、ステアリングホイールが自動的に中立位置へ戻されてしまうという問題が有った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４５２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、運転者の指示に対して適正な動作をする電動パワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、運転席に設置された切替スイッチによるステアリングホイール位置指令情報を、電動パワーステアリング装置のコントローラに取り込み、車両停止状態、非操舵状態を判定し、切替スイッチで設定されたステアリングホイール位置に自動的に動作させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自動操舵されるステアリングホイール位置を運転者の意図と合わせることができるので、煩わしい据切り操舵を行わなくてもすむようになり、車両を始動する際の安全性を確保し、車両を安全に駐車させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の概要図を示す。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の操作系統の一例を示す図を示す。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の機能構成例を示すブロック図を示す。
【図４】本願発明の一例を示すフローチャート図を示す。
【図５】基準中立指令値の一例を示す。
【図６】基準左エンド指令値の一例を示す。
【図７】基準右エンド指令値の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、本発明に一実施形態を示す概略構成図であって、図中、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。
【００１１】
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で車両幅方向の直進運動に変換されて左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。
【００１２】
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に連結した減速機構１１と、この減速機構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。
【００１３】
また、減速機構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内に操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ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、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。
【００１４】
そして、操舵トルクセンサ１４から出力される操舵トルク検出値Ｔは、図２に示すように、コントローラ１５に入力される。このコントローラ１５には、操舵トルクセンサ１４からのトルク検出値Ｔの他に図示しない車速センサで検出した車速Ｖｓ、電動モータ１２に流れるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗ及びエンコーダ等で構成される回転角センサ１８で検出したステアリングシャフト２の回転角θも入力される。回転角センサは電動モータ１２に内蔵されるレゾルバ式センサであっても良い。
【００１５】
コントローラ１５は、バッテリー１６を電源としＩＧＮスイッチ１７を介して電源を入力するので、ＩＧＮスイッチ１７のＯＮ／ＯＦＦで電動パワーステアリングシステム全体は起動／停止している。バッテリー１６の電源をコントローラ１５に直接入力し、図示しないリレーをＩＧＮスイッチ１７で駆動し電源を入力しても良い。
【００１６】
さらに、コントローラ１５には、運転動作中に手の届く範囲に設けられた切替スイッチ１９でステアリングホイール１を中立、右エンド、左エンドの３段階に切替を行い、転舵輪ＷＬ，ＷＲの位置を直進状態、右切り込み状態、左切り込み状態に選択することが可能となる。切替スイッチはトグルスイッチ、ボタンスイッチ、タッチセンサー等が用いられる。
【００１７】
図３では、本願発明のコントローラ１５の制御ブロック図で、コントローラ１５では操舵トルクセンサ１４から入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖｓに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させる電流指令値を操舵補助指令値演算部３１で演算し、位相補償部３２、微分補償部３３、収斂性制御部３４、慣性補償部３５の補償値を演算し、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを算出する。更に操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆは、ＰＩ制御３６、ＰＷＭ制御３７がなされ、電流制御値Ｅが演算される。電流制御値Ｅはインバータ３８に入力され、インバータ３８は電流制御値Ｅに基づいて電動モータ１２を駆動制御する。
【００１８】
回転角検出部３９で検出したモータ回転角θは角速度演算部４０でモータ角速度ωを演算し、更に角加速度演算部４１でモータ角加速度αを演算し、車速Ｖｓと共に収斂性制御部３４、慣性補償部３５により操舵補助トルク指令値Irefを補償し電動パワーステアリングの操舵性を向上させている。
据え切り操舵切替演算部５０はモータ回転角θ、切替スイッチ情報ＳＷを入力して後述する制御フローチャートを実行して出力値Ｋを出力する。
【００１９】
トルク検出値Ｔは操舵判定部４４に入力され、トルク検出値Ｔが任意トルクＴ１より小さい場合は制御値１を出力し任意トルクＴ１より大きい場合は制御値０を出力する。前記出力値は乗算器５１で据え切り操舵切替演算部５０の出力値Ｋに乗算し、操舵されないときのみに作動させることが可能となる。また、作動中に任意トルクＴ１を超えた場合はそうだを停止することが可能となる。
【００２０】
車速Ｖｓは車速判定部４３に入力され、車速Ｖｓが０の場合は制御値１を出力し０以外の場合は制御値０を出力する。前記出力値は乗算器５２で据え切り操舵切替演算部５０の出力値Ｋに乗算し、車両が停止状態のときのみに作動させることができる。
【００２１】
モータ角速度ωは据え切り操舵ゲイン演算部４９に入力し、任意に設定した操舵速度ω１となるようにゲインＧを出力する。ゲインＧは数式：Ｇ＝−（｜ω｜／ω１）＋１で表され、乗算器５３で据え切り操舵切替演算部５０の出力値Ｋに乗算する。これにより車両停止時の溝、轍等の路面状況やタイヤへの衝撃等の外乱から生じるタイヤの反力によってステアリングホイールが急激に回転されることを防止しながら安全に一定速度で作動させることができる。
【００２２】
据え切り操舵切替演算部５０から出力される出力値Ｋは、乗算器５１、乗算器５２および乗算器５３を介して据え切り指令値Ｓが求められ、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆにフィードバックしてモータ１２を制御する。
【００２３】
ここで、据え切り操舵切替演算部５０に関するフローチャートの一例を図４に示す。
先ずステップＳ１でモータ回転角θを読み込み、ステップＳ２で切替スイッチ１９のスイッチ情報ＳＷを読み込む。次にステップＳ３では切替スイッチ１９が中立に選択されたか否かを判定し、選択されていればステップＳ４に移行する。
【００２４】
ステップＳ４はモータ回転角θを基に舵角が中立位置であるか否かを判定する。舵角が中立付近以外にあると判定されるとステップＳ５に移行する。
ステップＳ４で中立位置と判定された場合には制御の実行を終了する。
【００２５】
ステップ５では、モータ回転角θを基に右舵角であるか否かを判定し右舵角と判定された場合はステップＳ６に移行し左切り指令値を出力し、右舵角と判定されない場合はステップＳ７に移行し右切り指令値を出力する。ステップＳ６、ステップＳ７後はステップＳ１に戻りモータ回転角θとスイッチ情報ＳＷの判定を繰り返し、ステップＳ４の中立位置判定により制御の実行を終了する。
【００２６】
ステップＳ３で切替スイッチ１９が中立に選択されていない場合は、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８は切替スイッチ１９が左エンドに選択されたか否かを判定し、選択された場合にはステップＳ９に移行し選択されない場合はステップＳ１１に移行する。
【００２７】
ステップＳ９ではモータ回転角θを基に舵角が左エンドにあるか否かを判定し、左エンド以外にあると判定された場合はステップＳ１０に移行し左切り指令値を出力する。ステップＳ９で左エンド位置と判定された場合には制御の実行を終了する。ステップＳ１０後はステップＳ１に戻りモータ回転角θとスイッチ情報ＳＷの判定を繰り返し、ステップＳ９の左エンド位置判定により制御の実行を終了する。
【００２８】
ステップＳ８で切替スイッチ１９が左エンドに選択されていない場合は、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１は切替スイッチ１９が右エンドに選択されたか否かを判定し、選択された場合にはステップＳ１２に移行し選択されない場合は制御の実行を終了する。
【００２９】
ステップＳ１２ではモータ回転角θを基に舵角が右エンドにあるか否かを判定し、右エンド以外にあると判定された場合はステップＳ１３に移行し右切り指令値を出力する。ステップＳ１２で右エンド位置と判定された場合には制御の実行を終了する。ステップＳ１３後はステップＳ１に戻りモータ回転角θとスイッチ情報ＳＷの判定を繰り返し、ステップＳ１２の右エンド位置判定により制御の実行を終了する。
【００３０】
図５は切替スイッチ１９が中立を選択した場合の基準中立指令値４５の例であり、モータ回転角θを基にした操舵位置が右舵角と判定した場合は、左切り指令値を出力し中立付近に近づくと徐々に指令値を減少させて停止する。操舵位置が左舵角と判定した場合は、右切り指令値を出力し中立付近に近づくと徐々に指令値を減少させて停止する。操舵位置が中立付近である場合には操舵指令値は出力しない。
【００３１】
図６は切替スイッチ１９が左エンドを選択した場合の基準左エンド指令値４６の例であり、モータ回転角θを基にした操舵位置が右舵角と判定した場合は、左切り指令値を出力し左エンド位置で停止する。操舵位置が左舵角と判定した場合で左エンド位置にない場合も同様に左切り指令値を出力し左エンド位置で停止する。操舵位置が左エンド位置である場合には操舵指令値は出力しない。
【００３２】
図７は切替スイッチ１９が右エンドを選択した場合の基準右エンド指令値４７の例であり、モータ回転角θを基にした操舵位置が左舵角と判定した場合は、右切り指令値を出力し右エンド位置で停止する。操舵位置が右舵角と判定した場合で右エンド位置にない場合も同様に右切り指令値を出力し右エンド位置で停止する。操舵位置が右エンド位置である場合には操舵指令値は出力しない。
【００３３】
以上説明したように、本発明を用いれば、自動操舵されるステアリングホイール位置を運転者の意図と合わせ、車両を始動時の安全性を確保し、車両を安全に駐車させ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。
【００３４】
本発明は電動パワーステアリング装置のみならず、ステアリングホイールを含む操舵部とステアリングギヤ機構が機械的に分断しているステアバイワイヤに適応することで、例えば電源系統の異常で停止した後に異常復帰した場合の操舵部とステアリングギヤ機構の相互の舵角位置認識させる復帰動作にも適応させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、電動パワーステアリング装置等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
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      ユニバーサルジョイント
５      中間シャフト
６      ユニバーサルジョイント
７      ピニオンシャフト
８      ステアリングギヤ機構
９      タイロッド
１０    操舵補助機構
１１    減速機構
１２    電動モータ
１３    ハウジング
１４    トルクセンサ
１５    コントローラ
１６    バッテリー
１７    ＩＧＮスイッチ
１８    回転角センサ
１９    切替スイッチ
３１    操舵補助指令値演算部
３２    位相補償部
３３    微分補償部
３４    収斂性制御部
３５    慣性補償部
３６    ＰＩ制御部
３７    ＰＷＭ制御部
３８    インバータ
３９    回転角検出部
４０    角速度演算部
４１    角加速度演算部
４２    モータ電流検出部
４３    車速判定部
４４    操舵判定部
４５    基準中立操舵指令値
４６    基準左エンド操舵指令値
４７    基準右エンド操舵指令値
４９    据え切り操舵ゲイン演算部
５０    据え切り操舵切替演算部
【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】
2011051378.tif 000008
【図７】
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