(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の手動操作に基づくマニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが終了するまでに、操舵を補助するためのアシスト制御を自動操舵制御に切替える際に、操舵角を目標操舵角に達するようにモータを制御する制御部を有する電動パワーステアリング装置において、
前記切り替え前後の操舵速度を検出する操舵速度検出部を備え、
前記制御部は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始されてから、前記目標操舵角に前記操舵角が達するまでは、前記切り替えの直前の操舵速度に基づく操舵速度が予め定められた速度判定閾値よりも大きい場合には、前記切り替えの直前の操舵速度に基づく速度制御を行う一方、前記切り替えの直前の操舵速度に基づく操舵速度が前記速度判定閾値以下の場合には、前記切り替えの直前の操舵速度を考慮しない位置制御を行う電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記制御部が行う速度制御は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始されてから、前記目標操舵角に前記操舵角が達するまでは、前記マニュアル操舵制御中の操舵速度を保持するものである請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記制御部が行う速度制御は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始された初期は徐々に加速させる加加速度制御と、操舵角が前記目標操舵角に近づく後期は徐々に減速させる加加速度制御とを含むものである請求項１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、自動操舵制御が可能な電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置には、運転者のステアリング操作によらず転舵輪の舵角を変更することにより、車両の進路を制御する自動操舵機能を備えたものがある。このような自動操舵制御の態様としては、例えば、走行レーンを認識して当該走行レーンに沿った走行を支援するいわゆるレーンキープ制御（例えば、特許文献１参照）や、駐車区画への停車を支援するいわゆるパーキングアシスト制御（例えば、特許文献２参照）等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８３９０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来は、自動操舵制御を位置制御で行っている。図５及び図６は自動操舵制御が位置制御で行われるときの舵角の変化を示している。すなわち、図５は、現在操舵角が一定のときに自動操舵制御に切り替わった場合、自動操舵制御により現在操舵角を目標操舵角に近づけるときの操舵角の変化を示している。また、図６は、運転者がマニュアル操舵を一定速度で行っているときに、自動操舵制御に切り替わって、現在操舵角を目標操舵角に近づけるときの操舵角の変化の例を示している。
【０００５】
ここで、図６に示すように、マニュアル操舵時の操舵速度と自動操舵制御における操舵速度に差異が生じていると、運転者は違和感を感じる問題がある。
本発明の目的は、運転者がマニュアル操舵中に自動操舵制御に切り替わった場合でも、運転者の違和感を低減する電動パワーステアリング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】
上記問題点を解決するために、本発明の電動パワーステアリング装置は、運転者の手動操作に基づくマニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが終了するまでに、操舵を補助するためのアシスト制御を自動操舵制御に切替える際に、操舵角を目標操舵角に達するようにモータを制御する制御部を有する電動パワーステアリング装置において、前記切り替え前後の操舵速度を検出する操舵速度検出部を備え、前記制御部は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始されてから、前記目標操舵角に前記操舵角が達するまでは、前記操舵速度に基づく速度制御を行うものである。
【０００７】
また、前記制御部が行う速度制御は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始されてから、前記目標操舵角に前記操舵角が達するまでは、前記マニュアル操舵制御中の操舵速度を保持することが好ましい。
【０００８】
また、前記制御部が行う速度制御は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始された初期は徐々に加速させる加加速度制御と、操舵角が前記目標操舵角に近づく後期は徐々に減速させる加加速度制御とを含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、運転者がマニュアル操舵中に自動操舵制御に切り替わった場合でも、運転者の違和感を低減する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態の電動パワーステアリング装置概略構成を示す図。
【図２】ＥＣＵが行う制御フローチャート。
【図３】ＥＣＵが行う制御フローチャート。
【図４】マニュアル操舵から自動操舵に切り替わるときの操舵角の変化を示す説明図。
【図５】従来の通常時に自動操舵制御が行われた場合において、目標操舵角に現在操舵角を近づける場合の操舵角の変化を示す説明図。
【図６】従来のマニュアル操舵中に、自動操舵制御に切り替わった場合において、目標操舵角に現在操舵角を近づける場合の操舵角の変化を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の電動パワーステアリング装置を具体化した一実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
車両用操舵装置１０は、電動パワーステアリング装置２０に加えて検知装置３０が構成されている。電動パワーステアリング装置２０は、ステアリングホイール２２と操向車輪２４とを繋ぐ操舵機構２６に対して、モータ２８によるアシスト力（すなわち、操舵補助力）を付与するものである。なお、本実施形態では、ピニオンアシストの電動パワーステアリング装置２０を採用しているが、電動パワーステアリング装置は、ピニオンアシストに限定するものではなく、コラムアシスト、ラックアシスト等による電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）であってもよい。
【００１２】
図１に示すように、ステアリングホイール２２は、第１ステアリングシャフト２１と連結されている。第１ステアリングシャフト２１は、トーションバー２３を介して、第２ステアリングシャフト２５と連結されている。第２ステアリングシャフト２５には、減速機構２７を介して、モータ２８の回転によるアシスト力を付与することができる。減速機構２７は、モータ２８により回転駆動される駆動ギヤ２７ａと、この駆動ギヤ２７ａと噛み合い、第２ステアリングシャフト２５にアシスト力を付与する従動ギヤ２７ｂとを有する。第２ステアリングシャフト２５の下端にはピニオン２９が形成されており、このピニオン２９が、ラック３１と噛み合っている。ラック３１がその軸方向（紙面の横方向）に動くことにより、操向車輪（前輪）２４に転舵角を付与することが可能である。
【００１３】
トーションバー２３の捻れ（第１ステアリングシャフト２１と第２ステアリングシャフト２５との相対回転角度差）、すなわち、操舵トルクは、トルク検出装置３２によって検出可能となっている。トルク検出装置３２の出力は、制御部、目標操舵角演算部及び操舵速度検出部としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）３４に与えられる。
【００１４】
また、第２ステアリングシャフト２５の操舵角を検出する操舵角検出部としての操舵角センサ３５が設けられており、その出力は、ＥＣＵ３４に与えられる。
ＥＣＵ３４には、その他、車両の方向指示器（図示せず。）を操作したことによる方向指示器信号、ブレーキ操作をしたことによるブレーキ信号、及び、車速信号も入力される。ＥＣＵ３４は、通常の電動パワーステアリング装置としてのアシスト制御モードを実行するときは、操舵トルクや車速に基づいて必要なアシスト力を生じさせるべく、モータ２８を駆動する。
【００１５】
カメラ３６は、例えばフロントガラスの内側で、ルームミラーの近辺に設けられ、路面の画像を常時、画像処理ＥＣＵ３８に出力する。画像処理ＥＣＵ３８は、カメラ３６の撮像画像に写っている路面上の左右の白線や路肩等の情報を解析して、車線の幅を検知する。また、画像処理ＥＣＵ３８は、左右の白線等が撮像画像に写り込んでいる位置から、車線の幅内における自車両の位置を検知する。すなわち、カメラ３６及び画像処理ＥＣＵ３８は、道路の１車線の幅及び当該幅内の自車両の位置を検知する検知装置３０を構成している。
【００１６】
画像処理ＥＣＵ３８は、ＣＡＮ(Controller Area Network)バス３９を介して、電動パワーステアリング装置２０のＥＣＵ３４と接続されている。これにより、ＥＣＵ３４は、車線の幅や、自車両の位置についての情報を取得することができる。
【００１７】
（実施形態の作用）
上記のように構成された電動パワーステアリング装置２０の作用を説明する。
ＥＣＵ３４は、公知のアシスト制御モード（操舵補助モードともいう）とレーンキープ制御モード（自動操舵制御）との遷移が可能である。アシスト制御モードは、マニュアル操舵中において、ＥＣＵ３４がトルク検出装置３２からの操舵トルクと、車速信号に基づいてモータ２８を駆動制御することにより運転者の操舵にアシスト力を付与するものである。
【００１８】
また、レーンキープ制御モードは、自車両を道路に描かれた走行レーンから逸脱するのを防止してその走行レーンに沿って走行させるものである。この場合、ＥＣＵ３４は、カメラ３６の撮像画像を処理して得た自車両に対する走行レーンの位置が所定のずれ量以上となった場合、すなわち自車両と走行レーンとの位置関係が所望の位置関係になければ、アシスト制御モードからレーンキープ制御モードに移行する。
【００１９】
具体的には、ＥＣＵ３４は、自車両に対する走行レーンの位置が所定のずれ量以上となった場合、レーンキープ制御モードを、速度制御で行うか、或いは位置制御で行うかを選択するためのプログラムを図２で表わすフローチャートに従って実行する。
【００２０】
なお、自車両に対する走行レーンの位置が所定のずれ量以上となった場合であっても、方向指示器信号の入力がある場合は、運転者により、走行レーンを跨ぐか、右折、左折等を行うための運転者の意思の表れであるため、レーンキープ制御モードには移行しない。
【００２１】
また、自車両に対する走行レーンの位置が所定のずれ量以上となった場合であっても、ブレーキ信号が入力されている場合は、運転者が車両停止または減速の意思を伴った、マニュアル操舵であり、この場合もレーンキープ制御モードには移行しない。
【００２２】
図２に示すようにＥＣＵ３４は、ステップ（以下、ステップをＳという）１０では、操舵速度の絶対値｜ω｜が、速度判定閾値ＴＨを超えているか否かを判定する。なお、操舵速度ωは、本実施形態では、右操舵をプラス値とし、左操舵をマイナス値としているが、逆の関係であってもよい。操舵速度ωは、ＥＣＵ３４が操舵角センサ３５から入力される操舵角を微分することにより得られる。
【００２３】
なお、本実施形態では、操舵速度ωは、このフローチャートが実行する直前の制御周期で算出された値を採用しているが、直前の値に限定するものではなく、前記直前を含む複数の値の平均値を採用してもよい。
【００２４】
なお、アシスト制御モード中の操舵速度ωが、速度判定閾値ＴＨ以下のときは、操舵速度が遅いため、仮にレーンキープ制御モードを操舵速度ωで速度制御を実行すると、走行レーンをキープするまでの時間が掛かりすぎることになる。このため、Ｓ１０の処理は、このような場合を排除する処理である。
【００２５】
Ｓ１０において、操舵速度｜ω｜＞速度判定閾値ＴＨの場合は、Ｓ２０に移行し、操舵速度｜ω｜≦速度判定閾値ＴＨの場合はＳ３０に移行する。
Ｓ２０では、レーンキープ制御モードを速度制御で開始する。
【００２６】
すなわち、ＥＣＵ３４は、本フローチャートが実行される直前の制御周期で算出された値である操舵速度となるようにフィードバック制御で速度制御を行う。
一方、Ｓ３０に移行した場合は、ＥＣＵ３４は、従来と同様に位置制御で、レーンキープ制御モードを開始する。
【００２７】
レーンキープ制御モードで、ＥＣＵ３４は、走行レーンをキープするために、すなわち、自車両と走行レーンとが所望の位置関係が実現されるように目標操舵角を演算して、その目標操舵角となるようにモータ２８を駆動して自動操舵を行う。
【００２８】
図３は、レーンキープ制御モード中に、ＥＣＵ３４に所定の制御周期で実行されるフローチャートである。
Ｓ１００では、ＥＣＵ３４は、レーンキープ制御モード中に、このフローチャートが実行される際に操舵角センサ３５から得られた最新の操舵角（すなわち、実操舵角）が、目標操舵角と一致しているか否かを判定する。
【００２９】
Ｓ１００において、実操舵角が、目標操舵角に一致していない場合は、Ｓ１１０において、位置制御を継続する。また、Ｓ１００において、実操舵角が、目標操舵角に一致している場合は、Ｓ１２０において、速度制御に切り替える。
【００３０】
すなわち、マニュアル操舵から速度制御でレーンキープ制御モードが実行された場合、一旦、実操舵角が目標操舵角に達した後は、速度制御に切替えられるのである。
図４は、マニュアル操舵が行われた期間、自動操舵（レーンキープ制御モード）の切り替わり期間、及び切り替わり後の自動操舵（レーンキープ制御モード）が行われている期間における操舵角の変化の一例を示している。同図に示すように、マニュアル操舵期間では、操舵速度ωが計測（検出）されて、自動操舵切り替わり期間では、レーンキープ制御モードが速度制御で実行されて前記操舵速度ωが保持される。そして、自動操舵切り替わり期間は、操舵角が目標操舵角１に達することにより終了し、その後に新たに目標操舵角２が設定された場合は、目標操舵角２に達するようにレーンキープ制御モードが位置制御で実行される。
【００３１】
図４に示すように、自動操舵切り替わり期間では、マニュアル操舵時と同じ操舵速度ωで自動操舵が実行されるため、運転者がマニュアル操舵中に自動操舵に切り替わった場合、運転者の違和感を軽減することができる。
【００３２】
本実施形態では、下記の特徴を有する。
（１）本実施形態の電動パワーステアリング装置は、マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替え前後の操舵速度を検出するＥＣＵ３４（操舵速度検出部）を備えている。また、ＥＣＵ３４（制御部）は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始されてから、目標操舵角に操舵角が達するまでは、操舵速度ωに基づく速度制御を行う。この結果、運転者がマニュアル操舵中に自動操舵制御に切り替わった場合でも、運転者の違和感を低減する効果を奏する。
【００３３】
（２）本実施形態の電動パワーステアリング装置において、ＥＣＵ（制御部）が行う速度制御は、前記マニュアル操舵制御の自動操舵制御への切り替えが開始されてから、目標操舵角に操舵角が達するまでは、マニュアル操舵中の操舵速度を保持する。この結果、アシスト制御を自動操舵制御に切替えた後から、前記目標操舵角に前記操舵角が達するまでマニュアル操舵中の操舵速度を保持することにより、運転者がマニュアル操舵中に自動操舵制御に切り替わった場合でも、運転者の違和感を軽減することができる。
【００３４】
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
・前記実施形態では、図４に示す自動操舵切り替わり期間において、マニュアル操舵時の操舵速度ωを保持するよう速度制御を行うようにした。この代わりに、自動操舵切り替わり期間において、ＥＣＵ３４が行う速度制御は、徐々に加速する加加速度制御を含むようにしてもよい。このようにすれば、操舵速度を、徐々に加速する加加速度制御で行うことで、目標操舵角に達するまでの操舵遅れの回避と、切り替え時の違和感の軽減を両立させることができる。
【００３５】
・前記実施形態の図４に示す例では、自動操舵切り替わり期間において、マニュアル操舵時の操舵速度ωを保持するよう速度制御を行うようにした。この自動操舵切り替わり期間における速度制御を、初期の期間では、操舵速度を徐々に加速する加加速度制御を行い、初期の期間を経過した後は、一定速度で速度制御を行い、その後後期に入ると、操舵速度を徐々に減速して、目標操舵角に達するように加加速度制御を行うようにしてもよい。図４において、自動操舵切り替わり期間における二点鎖線は、上記のようにして速度制御が行われた操舵角の変化を示している。
【００３６】
なお、初期の期間及び後期の期間は、マニュアル操舵での操舵速度ωと目標操舵角１とを予め設定した値で試験を行って、良好の結果が得られた値を利用し、これらの値は、予めＥＣＵ３４が備えるメモリ等の記憶部（図示しない）に記憶されている。そして、ＥＣＵ３４は、自動操舵開始が行われると、これらの値をメモリから読込み出して前記加加速度制御に使用する。また、操舵速度を徐々に加速する場合の加速の上昇率及び操舵速度を徐々に減速する場合の減少率は、予め試験等で得られた値を採用すればよい。
【００３７】
この実施形態によれば、ＥＣＵ３４（制御部）が行う速度制御は、マニュアル操舵中の操舵速度から自動操舵を開始した初期は徐々に加速させる加加速度制御と、操舵角が目標操舵角に近づく後期は徐々に減速させる加加速度制御とを含むものとなる。
【００３８】
この実施形態によれば、マニュアル操舵中の操舵速度から自動操舵を開始した初期は徐々に加速させる加加速度制御と、操舵角が前記目標操舵角に近づく後期は徐々に減速させる加加速度制御とが行われることにより、運転者がマニュアル操舵中に自動操舵制御に切り替わった場合でも、運転者の違和感を軽減することができる。
【００３９】
・前記実施形態では、自動操舵制御として、レーンキープ制御を実行することとした。しかし、これに限らず、パーキングアシスト制御、或いは車両の姿勢制御を制御すべく転舵輪の舵角を制御するもの等、舵角或いは操舵角に関する速度制御により実現されるものであれば、どのようなものであってもよい。
【００４０】
・前記実施形態をギア比可変ステアリングシステムを備えた電動パワーステアリング装置に具体化してもよい。
・前記実施形態では、操舵速度ωを、ＥＣＵ３４が操舵角センサ３５から入力される操舵角を微分することにより得た。また、操舵角度を、操舵角センサ３５から得られるようにした。これらに代えて、モータ２８にモータ回転角センサを設けて、操舵速度及び操舵角を、このモータ回転角センサの出力に基づいてＥＣＵ３４が検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０…車両用操舵装置、２０…電動パワーステアリング装置、
２１…第１ステアリングシャフト、２２…ステアリングホイール
２３…トーションバー、２４…操向車輪、
２５…第２ステアリングシャフト、２６…操舵機構、２７…減速機構、
２７ａ…駆動ギヤ、２７ｂ…従動ギヤ、２８…モータ、２９…ピニオン、
３０…検知装置、３１…ラック、３２…トルク検出装置、
３４…ＥＣＵ（制御部、目標操舵角演算部、操舵速度検出部）、
３５…操舵角センサ（操舵角検出部）、３６…カメラ、
３８…画像処理ＥＣＵ、３９…バス。
【図１】
0006575125.tif 000002
【図２】
0006575125.tif 000003
【図３】
0006575125.tif 000004
【図４】
0006575125.tif 000005
【図５】
0006575125.tif 000006
【図６】
0006575125.tif 000007