特開2016-210220(P2016-210220A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-210220(P2016-210220A)
(43)【公開日】2016年12月15日
(54)【発明の名称】電動パワーステアリング装置
(51)【国際特許分類】
   B62D 6/00 20060101AFI20161118BHJP
   B62D 5/04 20060101ALI20161118BHJP
   B62D 101/00 20060101ALN20161118BHJP
   B62D 113/00 20060101ALN20161118BHJP
   B62D 117/00 20060101ALN20161118BHJP
   B62D 119/00 20060101ALN20161118BHJP
【FI】
   B62D6/00
   B62D5/04
   B62D101:00
   B62D113:00
   B62D117:00
   B62D119:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2015-92785(P2015-92785)
(22)【出願日】2015年4月30日
(71)【出願人】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】林 啓太
【テーマコード(参考)】
3D232
3D333
【Fターム(参考)】
3D232CC20
3D232DA03
3D232DA09
3D232DA15
3D232DA23
3D232DA84
3D232DA91
3D232DA93
3D232DC33
3D232DC34
3D232EA01
3D232EB02
3D232EB04
3D232EB11
3D232EC23
3D232GG01
3D333CB02
3D333CB13
3D333CD60
3D333CE52
3D333CE55
(57)【要約】
【課題】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電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、アシスト制御が行われているマニュアル操舵中の操舵速度を検出するECUを備える。また、ECUは、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。
【選択図】図4
【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、前記操舵速度に基づく速度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
図2
図3
図4
図5
図6