(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵操作時に操舵補助力を発生させて運転者の操舵操作を支援するパワーステアリング装置であって、
運転者の運転操作に伴う車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
この運転状態検出手段による検出情報に応じて前記車両が車庫入れ中であることを判定する車庫入れ判定手段と、
この車庫入れ判定手段により前記車両が車庫入れ中であると判定したときには前記操舵補助力を通常時より徐々に増加させ、前記車両の車庫入れが終了したと判定したときには増加させた前記操舵補助力を徐々に通常時の操舵補助力に戻す操舵補助力制御手段と
を具備したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記車庫入れ判定手段は、前記運転操作検出手段が運転者による所定値以上の操舵入力トルクが所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものである請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記車庫入れ判定手段は、前記運転操作検出手段が運転者による所定値以上の操舵角が所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものである請求項１または２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記車庫入れ判定手段は、前記運転操作検出手段が運転者による所定値以上の操舵角速度が所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものである請求項１乃至３のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
【請求項５】
前記車庫入れ判定手段は、前記運転操作検出手段が後退運転中であることを検出した場合に車庫入れ動作中と判定するものである請求項１乃至４のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
【請求項６】
前記パワーステアリング装置は、電動モータにより操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置であって、
前記運転操作検出手段が所定値以上の前記電動モータを駆動する電流の値が所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものである請求項１乃至５のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵操作時に操舵補助力を発生させて運転者の操舵操作を支援するに好適なパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両の操舵操作時にステアリングホイールに加わる操舵反力を軽減させ、運転者の操舵操作を支援する装置としてパワーステアリング装置がある。この装置は、エンジンの回転速度または車速に応じて操舵補助力の特性（アシスト特性）を変更して、低速走行時またはエンジンの回転速度が低いときは軽い操舵力で、逆に高速走行時またはエンジンの回転速度が高いときは、操舵補助力を低減または与えないように構成して操舵操作に違和感を生じないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車庫入れ操作などの低速運転時に操舵反力による運転者の負担を軽減する目的でパワーステアリング装置の操舵補助力を強めると、例えば信号待ち等で停止した後、発進を行うとき、操舵反力が軽くなりすぎるという問題があった。しかも上述したように低速時の操舵補助力を大きく設定すると通常走行時における操舵力との差が大きくなり、運転者に違和感を与えるという懸念もある。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は車庫入れ操作時の操舵反力による運転者の負担を軽減すると共に、運転者の操舵感に違和感をもたらすことのないパワーステアリング装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明に係るパワーステアリング装置は、操舵操作時に操舵補助力を発生させて運転者の操舵操作を支援するパワーステアリング装置であって、運転者の運転操作に伴う車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段による検出情報に応じて前記車両が車庫入れ中であることを判定する車庫入れ判定手段と、この車庫入れ判定手段により前記車両が車庫入れ中であると判定したときには前記操舵補助力を通常時より徐々に増加させ、前記車両の車庫入れが終了したと判定したときには増加させた前記操舵補助力を徐々に通常時の操舵補助力に戻す操舵補助力制御手段とを備えている。尚、ここでは据え切りや縦列駐車または切り返しや車庫入れ操作時など、車速が低速で、かつ、大きな操舵操作を繰り返して行う運転操作のことを車庫入れと定義する。
【０００６】
また、前記車庫入れ判定手段は、前記運転操作検出手段が運転者による所定値以上の操舵入力トルクが所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものとして構成される。
【０００７】
或いは、前記車庫入れ判定手段は、前記運転操作検出手段が運転者による所定値以上の操舵角が所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものとして構成される。
また、前記車庫入れ判定手段は、前記運転操作検出手段が運転者による所定値以上の操舵角速度が所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものとして構成される。
【０００８】
好ましくは、前記パワーステアリング装置は、電動モータにより操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置であって、前記運転操作検出手段が所定値以上の前記電動モータを駆動する電流の値が所定車速以下で所定時間以上継続した場合に車庫入れ動作中と判定するものとして構成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置について電動モータを駆動源とする所謂電動パワーステアリング装置を例に説明する。
図１はこの実施形態に係るパワーステアリング装置の要部概略構成を示す図である。
【００１０】
このパワーステアリング装置は、例えばステアリングシャフト１を介して伝達されるステアリングホイール２の回転（操舵）を、操舵輪（図示せず）の向きを変化させる為のロッド（リンケージ）３の軸方向への変位に変換するギヤボックス４に、操舵補助力を生起する電動モータ５を組み込んで構成される。尚、前記ステアリングシャフト１には操舵角を検出する為のステアリング角センサ（図示せず）が設けられ、また前記ギヤボックス４には操舵トルクを検出する為のトルクセンサ６が設けられる。更にこのパワーステアリング装置は、図示しない変速機の操作状態（シフト段）を検出するシフトポジションセンサ（図示せず）や、車速を検出する車速センサ（図示せず）を備える。
【００１１】
例えばマイクロコンピュータ等によって実現されるステアリング制御装置１０は、上述した各種のセンサの出力（操舵角、操舵トルク、シフト段、車速）に応じて車両の運転状態を検出する運転状態検出部１１と、この運転状態検出部１１により検出される運転状態に応じて、後述するように車庫入れ状態を判定する車庫入れ判定部１２と、この車庫入れ判定部１２による判定結果に応じて前記電動モータ５の作動を制御する操舵補助力制御部１３とを備える。
【００１２】
特に車庫入れ判定部１２は、運転状態検出部１１により検出された操舵角、操舵トルク、シフト段、車速等から、車両が車庫入れ状態であるか否かを判定している。そして操舵補助力制御部１３は、上記車庫入れ判定部１２にて車庫入れ状態であると判定されたとき、後述するように前記電動モータ５による運転補助力の強さを徐々に可変するものとなっている。
【００１３】
さて、このように構成されたステアリング制御装置１０は、例えば図２に示すようなアルゴリズムに従って操舵補助力に対する制御動作をする。この処理手順について説明すると、先ず運転状態検出部１１により検出される変速機のシフト状態情報から車庫入れ判定部１２が後退状態にあるかを判定する（ステップＳ１）。そして該車両が後退状態ではない場合、運転状態検出部１１により車速Ｖを検出する（ステップＳ２）。この速度情報から車庫入れ判定部１２は、車速Ｖが予め設定された速度Ｖth、例えば５［ｋｍ／ｈ］よりも遅いか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、車速Ｖが設定速度Ｖthよりも遅い場合には、更に操舵補助力源となる電動モータ５の駆動電流Ｉを運転状態検出部１１により検出する（ステップＳ４）。この電流値から車庫入れ判定部１２は、駆動電流の絶対値｜Ｉ｜が予め設定された電流値Ｉth、例えば２０［Ａ］よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００１４】
尚、このステップＳ５で電動モータ５の駆動電流Ｉが、設定電流値Ｉth以下の場合、運転状態検出部１１により操舵トルクＴを検出する（ステップＳ１０）。そして操舵トルクＴの値から、車庫入れ判定部１２は、操舵トルクの絶対値｜Ｔ｜が予め設定されたトルクＴth、例えば３［Ｎ・ｍ］よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１）。更にステップＳ１１で操舵トルクの絶対値｜Ｔ｜の値が、設定トルクＴth以下の場合、運転状態検出部１１によりハンドル角θを検出する（ステップＳ１２）。このハンドル角θの値から、車庫入れ判定部１２は、ハンドル角の絶対値｜θ｜が予め設定されたハンドル角θth、例えば１８０［°］よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３）。更にステップＳ１３でハンドル角の絶対値｜θ｜の値が、設定ハンドル角θth以下の場合、運転状態検出部１１によりハンドル角速度Θ（＝ｄθ／ｄｔ）を検出する（ステップＳ１５）。このハンドル角速度Θの値から、車庫入れ判定部１２は、ハンドル角速度の絶対値｜Θ｜が予め設定されたハンドル角速度Θth（＝ｄθth／ｄｔ）、例えば１８０［°／ｓ］よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００１５】
そして、ステップＳ５において電動モータ５に流れる電流の絶対値｜Ｉ｜が一定電流値Ｉthより大きい場合、またはステップＳ１１において操舵トルクの絶対値｜Ｔ｜が設定トルク値Ｔthより大きい場合、或いはステップＳ１３においてハンドル角の絶対値｜θ｜が設定したハンドル角θthよりも大きい場合、或いはステップＳ１５においてハンドル角速度の絶対値｜Θ｜が設定ハンドル角速度Θthより大きい場合のいずれか、またはそれらを組み合わせた操舵状態にあり、かつ、車速が設定速度Ｖth以下で予め定めた一定時間以上に亘り継続しているか否かを車庫入れ判定部１２が判定する（ステップＳ６、Ｓ７）。そして、この操舵状態が一定時間、例えば３［ｓ］以上継続された場合、またはステップＳ１で車両が後退状態にある場合、車庫入れ判定部１２は該車両が車庫入れ状態にあると判定し、操舵補助力を１段階強めたアシスト特性に設定するよう操舵補助力制御部１３に指令を出す（ステップＳ８）。
【００１６】
一方、車庫入れ判定部１２は、車庫入れ操作でない場合（ステップＳ３、Ｓ７、Ｓ１３）、または車庫入れが終了した場合（ステップＳ３、Ｓ７，Ｓ１６）で、車庫入れ操作中で操舵補助力が増加しているか否かを判定する（ステップＳ９）。そして、車庫入れ判定部１２が直前まで車庫入れ操作中で操作補助力が増加していると判断した場合は、その操作補助力を１段階弱めたアシスト特性に設定するよう操舵補助力制御部１３に指令を出す（ステップＳ１４）。また、ステップＳ９で操作補助力が増加していないと車庫入れ判定部１２が判定した場合は、そのままリターンして引き続き車両の状態をモニタする。
【００１７】
上述したように、電動モータ５を駆動源としたパワーステアリング装置は、車庫入れ操作時のように操舵反力が大きいときはその操舵反力に対抗すべく電動モータ５の駆動電流Ｉを増加させて大きな操舵補助力が得られるように構成している。また、車庫入れ操作時間が長くなるほど、操舵操作にかかる運転者の負担が増加するため本発明のパワーステアリング装置は、電動モータ５に流すアシスト電流Ｉを徐々に増加させ、操舵補助力を強くするような特性を持たせている。具体的には車両が車庫入れ状態にある場合、詳しくは後述するが、例えば図３に示すように車庫入れ操作が一定時間以上継続されるとき、入力トルクＴ（操舵力）に対するアシスト電流Ｉの特性をｘ１→ｘ２→ｘ３と変化させ、より軽い操舵反力で操舵できるよう操舵操作の補助を行う。
【００１８】
そして、車庫入れ操作が終了したとき、操舵補助力が増加した状態から従来のパワーステアリング装置のような車速に応じたアシスト特性に急に復帰させると、操舵トルクが急増するので運転者に操舵操作の違和感を与えることになる。このような操作違和感をなくすべく本装置では、入力トルクＴ（操舵力）に対するアシスト電流Ｉの特性をｘ３→ｘ２→ｘ１と変化させ、徐々に操舵反力を増加させ速度に応じたアシスト特性に戻すように構成している。
【００１９】
つまり従来のパワーステアリング装置は、例えば図３の実線で示すように入力トルクＴに対するアシスト特性（アシスト電流Ｉ）を車速に応じた特性に設定している。すなわち、車速が遅い場合は電動モータ５のアシスト電流Ｉが入力トルクＴに対して大きくなるように設定し、操舵補助力を増加させ操舵反力を弱めるように設定している。逆に車速が速い場合は電動モータ５のアシスト電流Ｉが入力トルクＴに対して小さくなるように設定し、運転者に操舵違和感を与えないように構成している。
【００２０】
一方、本発明のパワーステアリング装置は、車庫入れ操作時以外は従来のパワーステアリング装置と同様の操舵補助力（アシスト力）を得てはいるが、車庫入れ操作時は、操舵補助力を増加させて操舵反力が小さくなるように構成している。即ち、そのアシスト特性を図３の一点鎖線に示す如く設定し、従来のパワーステアリング装置より小さな入力トルクで操舵補助力を発生するようにしている。詳しくはアシスト特性がｘ１の一点鎖線で表される場合、図３の実線が示す車速に応じたアシスト特性よりも小さな入力トルクであってもアシスト電流Ｉが流れ始め、操舵補助力が電動モータ５によって生起される。そして、入力トルクＴの変化率に対してアシスト電流Ｉの増加率が従来の車速に応じた特性に比べて大きくなるように設定されている。
【００２１】
また、ｘ２の一点鎖線で示すアシスト特性は、ｘ１の一点鎖線で示されるアシスト特性より小さな入力トルクＴでアシスト電流Ｉが流れ始めるとともに、アシスト電流Ｉの増加率がｘ１に比べてより大きい急峻な立ち上がり特性に設定されている。更にｘ３の一点鎖線で表されるアシスト特性は、ｘ２より小さな入力トルクＴでアシスト電流Ｉが流れ始めると共に、アシスト電流Ｉの増加率がｘ２に比べて急峻に立ち上がる特性に設定されている。このため、［ｘ３＞ｘ２＞ｘ１］と入力トルクＴに対するアシスト電流Ｉの増加率が大きく、同じ入力トルクＴに対して、より大きなアシスト電流Ｉが流れるように、かつ、小さな入力トルクであっても操舵補助力が生起されるように設定されている。
【００２２】
つまり、このようなアシスト特性を設けた本発明のパワーステアリング装置は、上述した判定手段によって車庫入れ操作の継続時間が長くなるほど、電動モータ５に流れる電流を増加させ、操舵補助力を徐々に強めることで操舵反力がより軽くなるようにすることができ運転者の負担を軽減することができる。
一方、車庫入れ操作が終了したときは、上述のようにその操舵補助力を徐々に弱めているので運転者に違和感を与えることがない。
【００２３】
また、車庫入れ判定部１２は、操舵操作の継続時間が短いときは車庫入れ状態ではないと判定するので、アシスト特性を従来のパワーステアリング装置と同様な車速に応じた制御に設定すればよく、運転者に操舵操作の違和感を与えることがない。したがって、例えば信号待ち等で停車後、右折または左折しながら発進するとき等の場合は、車庫入れ操舵のときのように操舵補助力の増加がなく、車両を操舵する運転者に違和感を与えない。
【００２４】
尚、図３に例示した車庫入れ時のアシスト特性は理解を容易にするため、３段階の特性変化を示しているが、もちろんこの設定段数にとらわれることなくアシスト特性を設定してよい。また、図３に例示した特性ではアシスト電流が一定電流値を超えない特性となっているが、これは電動モータ５の許容入力電流値により制限されるためである。
【００２５】
かくして、このように構成したパワーステアリング装置によれば、車両が据え切りや縦列駐車または切り返しや車庫入れ操作などの状態にあることを的確に判断することができ、車両がこのような状態にあるときはその操舵補助力を徐々に強めることができる。このため、極めて軽い操舵反力特性が得られるので運転者の操作負担を軽減することができる。また、前述した状態から復帰したとき、操舵補助力を徐々に弱めて通常の車速に応じたアシスト特性に戻るので、運転者に違和感を与えることのない操舵性を維持することが可能となる。
【００２６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、操舵補助力を発生する駆動源をエンジンの回転によって駆動される油ポンプの油圧を用いる油圧式パワーステアリング装置であっても、上述した判定手順に基づき、例えば弁開度を変化させてアシスト特性を可変するように構成すれば同様の効果を得ることができる。同様に電動モータで油ポンプを駆動する構成をなす油圧式パワーステアリング装置であっても上述した手段を用いればよい。
【００２７】
あるいは、従来方式の油圧制御パワーステアリング装置に補助的に操舵力を生起する電動モータを付与した構成とし、この電動モータに上述した判定手順によって操舵補助力を発生させれば車両が車庫入れ状態にあるときは、極めて軽い操舵反力特性を得ることができ、運転者の操舵に係る負担を軽減することができる。
【００２８】
更には、車両の操舵装置がステアバイワイヤで構成されたものであっても、上述した補助特性が得られるようにステアバイワイヤの制御特性（伝達係数）を変化させればよい。
尚、上述した実施例では車両の状態を（１）後退、（２）電動モータの電流、（３）操舵トルク、（４）ハンドル角、（５）ハンドル角速度の順番で判定していたが、その順番を入れ替えたり、その一部を適宜組み合わせたりして構成してもよい。このように本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変型して実施することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のパワーステアリング装置によれば、車両が据え切りや縦列駐車または切り返しや車庫入れ操作などの運転操作のときに操舵反力を極めて軽減することができるので運転者の操作負担を軽減することができる。
また、前述した車庫入れ操作等の状態から復帰したとき、操舵補助力を徐々に弱めて通常の車速に応じたアシスト特性に戻るので、その操舵反力が軽すぎることなく運転者の操舵操作に違和感を生じることがない等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の制御動作を示す流れ図。
【図３】本発明の一実施形態に係る操舵補助力の特性を示す図。
【符号の説明】
１      ステアリングシャフト
２      ステアリングホイール
３      ロッド（リンケージ）
４      ギヤボックス
５      電動モータ
６      トルクセンサ
１０      ステアリング制御装置
１１      運転状態検出部
１２      車庫入れ判定部
１３      操舵補助力制御部
【図１】
0003891275.tif 000002
【図２】
0003891275.tif 000003
【図３】
0003891275.tif 000004