特許 7529534 車両用警報装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】車両用警報装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240730BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240730BHJP

   G08B 21/00 20060101ALI20240730BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20240730BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20240730BHJP

   B62D 117/00 20060101ALN20240730BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20240730BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

G08B21/00 U

B62D101:00

B62D113:00

B62D117:00

B62D119:00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020179143

(22)【出願日】2020-10-26

(65)【公開番号】P2022070108

(43)【公開日】2022-05-12

【審査請求日】2023-08-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(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】鈴木 達也

(72)【発明者】

【氏名】南部 彰

(72)【発明者】

【氏名】アブヅルラヒム ムハッマドイクマル ビン

(72)【発明者】

【氏名】田代 貴文

(72)【発明者】

【氏名】松元 涼

(72)【発明者】

【氏名】江崎 之進

(72)【発明者】

【氏名】井戸 雄一郎

【審査官】神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０４１３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５６６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９８３５３３２（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５２２３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００ － ６／１０

Ｂ６２Ｄ ５／００ － ５／３２

Ｇ０８Ｂ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングホイールの操舵に連動する車両の操舵機構に付与されるトルクを発生するモータと、
運転者に対して警報を発するべき特定の状況が生じたとき、前記警報として前記ステアリングホイールが振動するように前記モータの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記特定の状況が生じたとき、前記ステアリングホイールの振動の開始方向を前記ステアリングホイールの操舵方向と同じ方向に設定するように構成され、
前記ステアリングホイールの操舵方向は、操舵角速度が正の値となる正の操舵方向と、前記操舵角速度が負の値となる前記正の操舵方向とは反対方向である負の操舵方向とを含む車両用警報装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記特定の状況が生じたとき、前記ステアリングホイールを振動させるべく正と負の値が変化する波動として前記モータに発生させるべきトルクである警報トルクを演算する警報トルク演算部を有し、
前記警報トルク演算部は、前記特定の状況が生じたとき、前記警報トルクが前記ステアリングホイールの操舵方向と同じ方向へ向けて変化を開始するように前記警報トルクの符号を設定する請求項１に記載の車両用警報装置。

【請求項3】

前記操舵機構は、前記ステアリングホイールと車両の転舵輪との間が動力伝達可能に連結された構造を有するものであって、
前記制御装置は、前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルクを演算するアシストトルク演算部と、
前記警報トルク演算部により演算される前記警報トルクと前記アシストトルク演算部により演算される前記アシストトルクとを加算することにより前記モータが発生すべき最終的なトルクを演算する加算器と、を有する請求項２に記載の車両用警報装置。

【請求項4】

前記操舵機構は、前記ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達が分離された構造を有するものであって、
前記制御装置は、前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力トルクを演算する操舵反力トルク演算部と、
前記警報トルク演算部により演算される前記警報トルクと前記操舵反力トルク演算部により演算される前記操舵反力トルクとを加算することにより前記モータが発生すべき最終的なトルクを演算する加算器と、を有する請求項２に記載の車両用警報装置。

【請求項5】

前記警報トルク演算部は、前記ステアリングホイールの操舵方向を前記操舵角速度に基づき判定する請求項２～請求項４のうちいずれか一項に記載の車両用警報装置。

【請求項6】

前記特定の状況は、自車両が走行路から逸脱する状況を含んでいる請求項２～請求項５のうちいずれか一項に記載の車両用警報装置。

【請求項7】

前記制御装置は、前記特定の状況を判定する車載の上位制御装置により生成される警報指令が受信されることを契機として、前記警報としての前記ステアリングホイールの振動を開始させる請求項１～請求項６のうちいずれか一項に記載の車両用警報装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用警報装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両が走行路から逸脱する場合、運転者に対して警告を行う装置が存在する。たとえば特許文献１の警報装置は、ステアリングシャフトに駆動力を付与するモータ、およびモータを制御する制御装置を有している。ステアリングシャフトにはステアリングホイールが取り付けられている。制御装置は、車両が走行路から逸脱する旨判定される期間、ステアリングホイールが振動するようにモータに対する給電を制御する。

【0003】

制御装置は、ステアリングホイールの操舵角に応じてモータへ供給される電流に微小振動成分を重畳させる。微小振動成分は正弦波状に変化する電流であって、その電流の値はあらかじめ制御装置に記憶されている。微小振動成分がモータの電流に重畳されるとモータのトルクが微小変化するため、ステアリングホイールが微小振動する。この微小振動を通じて車両が走行路から逸脱する状況であることを運転者に認識させることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－２５１１７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の警報装置を含め警報としてステアリングホイールを振動させる従来一般の警報装置においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、車両が走行路から逸脱する状況に至った場合、ステアリングホイールの操舵方向あるいは振動の開始方向によっては運転者に違和感を与えるおそれがある。たとえば、運転者がステアリングホイールを右方向へ切り込んでいる場合に左方向から振動が開始されるとき、運転者は切り込んでいる方向とは逆方向である左方向へ向けてステアリングホイールが叩かれるような違和感を覚えるおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、警報としてのステアリングホイールの振動を開始する際の違和感を低減することができる車両用警報装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成し得る車両用警報装置は、ステアリングホイールの操舵に連動する車両の操舵機構に付与されるトルクを発生するモータと、運転者に対して警報を発するべき特定の状況が生じたとき、前記警報として前記ステアリングホイールが振動するように前記モータの駆動を制御する制御装置と、を有している。前記制御装置は、前記特定の状況が生じたとき、前記ステアリングホイールの振動の開始方向を前記ステアリングホイールの操舵方向と同じ方向に設定するように構成される。前記ステアリングホイールの操舵方向は、操舵角速度が正の値となる正の操舵方向と、前記操舵角速度が負の値となる前記正の操舵方向とは反対方向である負の操舵方向とを含む。

【0008】

この構成によれば、運転者に対して警報を発するべき特定の状況が生じたとき、警報としてのステアリングホイールの振動の開始方向が運転者によるステアリングホイールの操舵方向と同じ方向に設定されることにより、操舵感触としての違和感を緩和することができる。ステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ向けた、いわゆる叩かれ感も抑えられる。

【0009】

上記の車両用警報装置において、前記制御装置は、前記特定の状況が生じたとき、前記ステアリングホイールを振動させるべく正と負の値が変化する波動として前記モータに発生させるべきトルクである警報トルクを演算する警報トルク演算部を有していてもよい。この場合、前記警報トルク演算部は、前記特定の状況が生じたとき、前記警報トルクが前記ステアリングホイールの操舵方向と同じ方向へ向けて変化を開始するように前記警報トルクの符号を設定するようにしてもよい。

【0010】

この構成によれば、運転者に対して警報を発するべき特定の状況が生じたとき、正と負の値が変化する波動として演算される警報トルクに応じてステアリングホイールが振動する。警報トルクの符号の設定を通じて、より簡単に警報としてのステアリングホイールの振動の開始方向を運転者によるステアリングホイールの操舵方向と同じ方向に設定することができる。

【0011】

上記の車両用警報装置において、前記操舵機構は、前記ステアリングホイールと車両の転舵輪との間が動力伝達可能に連結された構造を有するものであってもよい。この場合、前記制御装置は、前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルクを演算するアシストトルク演算部と、前記警報トルク演算部により演算される前記警報トルクと前記アシストトルク演算部により演算される前記アシストトルクとを加算することにより前記モータが発生すべき最終的なトルクを演算する加算器と、を有していてもよい。

【0012】

この構成によれば、アシストトルクを発生するモータを利用して、ステアリングホイールに警報としての振動を発生させることができる。
上記の車両用警報装置において、前記操舵機構は、前記ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達が分離された構造を有するものであってもよい。この場合、前記制御装置は、前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力トルクを演算する操舵反力トルク演算部と、前記警報トルク演算部により演算される前記警報トルクと前記操舵反力トルク演算部により演算される前記操舵反力トルクとを加算することにより前記モータが発生すべき最終的なトルクを演算する加算器と、を有していてもよい。

【0013】

この構成によれば、操舵反力トルクを発生するモータを利用して、ステアリングホイールに警報としての振動を発生させることができる。
上記の車両用警報装置において、前記警報トルク演算部は、前記ステアリングホイールの操舵方向を前記操舵角速度に基づき判定するようにしてもよい。

【0014】

この構成によれば、ステアリングホイールの操舵方向をより正確に判定することができる。
上記の車両用警報装置において、前記特定の状況は、自車両が走行路から逸脱する状況を含んでいてもよい。

【0015】

この構成によれば、警報としてのステアリングホイールの振動を通じて運転者に自車両が走行路から逸脱する状況であることを認識させることができる。
上記の車両用警報装置において、前記制御装置は、前記特定の状況を判定する車載の上位制御装置により生成される警報指令が受信されることを契機として、前記警報としての前記ステアリングホイールの振動を開始させるようにしてもよい。

【0016】

この構成によれば、上位制御装置からの警報指令に基づき、警報としてのステアリングホイールの振動を発生させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の車両用警報装置によれば、警報としてのステアリングホイールの振動を開始する際の違和感を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】車両用警報装置を操舵装置に具体化した第１の実施の形態の構成図。

【図2】第１の実施の形態の操舵装置の制御装置のブロック図。

【図3】警報トルクの経時的な変化の比較例を示すグラフ。

【図4】第１の実施の形態の警報トルクを演算する処理手順を示すフローチャート。

【図5】第１の実施の形態の警報トルクの経時的な変化を示すグラフ。

【図6】車両用警報装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第２の実施の形態の構成図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜第１の実施の形態＞
以下、車両用警報装置を車両の操舵装置に具体化した第１の実施の形態を説明する。この操舵装置は電動パワーステアリング装置である。

【0020】

図１に示すように、操舵装置１０は、ステアリングホイール１１と転舵輪１２，１２との間の動力伝達経路として機能するステアリングシャフト１３、ピニオンシャフト１４および転舵シャフト１５を有している。これらステアリングシャフト１３、ピニオンシャフト１４および転舵シャフト１５は車両の操舵機構を構成する。転舵シャフト１５は車幅方向（図１中の左右方向）に沿って延びている。転舵シャフト１５の両端にはタイロッド１６，１６を介して転舵輪１２，１２が連結されている。ピニオンシャフト１４は、転舵シャフト１５に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト１４のピニオン歯１４ａは、転舵シャフト１５のラック歯１５ａに噛み合わされている。ステアリングホイール１１の回転操作に連動して転舵シャフト１５が直線運動する。転舵シャフト１５の直線運動がタイロッド１６を介して左右の転舵輪１２，１２に伝達されることにより、転舵輪１２，１２の転舵角θ_ｗが変更される。

【0021】

また、操舵装置１０は、運転者による操舵を補助するための力であるアシストトルクを生成する構成として、モータ２１および減速機構２２を有している。モータ２１は、アシストトルクの発生源であるアシストモータとして機能する。モータ２１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。モータ２１は、減速機構２２を介してピニオンシャフト２３に連結されている。ピニオンシャフト２３のピニオン歯２３ａは、転舵シャフト１５のラック歯１５ｂに噛み合わされている。モータ２１の回転は減速機構２２によって減速されて、当該減速された回転力がアシストトルクとしてピニオンシャフト２３を介して転舵シャフト１５に伝達される。モータ２１の回転に応じて、転舵シャフト１５は車幅方向に沿って移動する。

【0022】

ちなみに、操舵装置１０は、転舵シャフト１５にアシストトルクを付与するタイプでなくてもよい。操舵装置１０は、たとえばステアリングシャフト１３にアシストトルクを付与するタイプであってもよい。この場合、図１に二点鎖線で示すように、モータ２１は、減速機構２２を介してステアリングシャフト１３に連結される。ピニオンシャフト２３は割愛してもよい。

【0023】

また、操舵装置１０は、制御装置５０を有している。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づきモータ２１を制御する。センサには、トルクセンサ５１、車速センサ５２および回転角センサ５３が含まれている。トルクセンサ５１は、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてステアリングシャフト１３に加わる操舵トルクＴ_ｈを検出する。車速センサ５２は、車速Ｖを検出する。回転角センサ５３はモータ２１に設けられている。回転角センサ５３はモータ２１の回転角θ_ｍを検出する。制御装置５０は、モータ２１に対する通電制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じたアシストトルクを発生させるアシスト制御を実行する。制御装置５０は、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈ、車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖ、および回転角センサ５３を通じて検出される回転角θ_ｍに基づき、モータ２１に対する給電を制御する。

【0024】

ここで、車両にはその安全性あるいは利便性をより向上させるための様々な運転支援機能を実現する運転支援システムが搭載されることがある。運転支援システムとしては、たとえば車線逸脱警報システムが挙げられる。この場合、車両には車線逸脱警報システムの制御装置が制御装置５０に対する上位制御装置５００として搭載される。上位制御装置５００は、たとえばフロントガラスに設置したカメラを通じて車線を認識し、車両が車線を踏み越えるおそれがある旨判定されるとき、制御装置５０に対する警報指令Ｓを生成する。警報指令Ｓは、運転者に対して警報を発するべき特定の状況が生じたとして制御装置５０に警報の出力を促すための電気信号である。上位制御装置５００は、運転席などに設けられる図示しないスイッチの操作を通じて、自己の運転支援機能をオンとオフとの間で切り替える。すなわち、上位制御装置５００は運転支援機能がオンされている期間だけ動作する。ちなみに、上位制御装置５００は、先のカメラに設けられることもある。

【0025】

つぎに、制御装置５０について詳細に説明する。
図２に示すように、制御装置５０は、マイクロコンピュータ５０Ａおよび駆動回路５０Ｂを有している。マイクロコンピュータ５０Ａは、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_h、および車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖに基づき電流指令値Ｉ^＊を演算する。駆動回路５０Ｂは、マイクロコンピュータ５０Ａにより演算される電流指令値Ｉ^＊に応じた駆動電力をモータ２１へ供給する。

【0026】

マイクロコンピュータ５０Ａは、アシストトルク演算部６１、操舵角速度演算部６２、警報トルク演算部６３、加算器６４、および電流指令値演算部６５を有している。これらの演算部はマイクロコンピュータ５０ＡのＣＰＵ（中央処理装置）が制御プログラムを実行することによって実現される機能部分である。ただし、各演算部がソフトウェアによって実現されることはあくまでも一例であって、少なくとも一部の演算部をロジック回路などのハードウェアによって実現してもよい。

【0027】

アシストトルク演算部６１は、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_h、および車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖに基づきモータ２１が発生すべきトルクであるアシストトルクＴ１を演算する。アシストトルク演算部６１は、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が増加するほど、また車速Ｖが遅くなるほど、より大きい絶対値のアシストトルクＴ１を演算する。

【0028】

操舵角速度演算部６２は、回転角センサ５３を通じて検出されるモータ２１の回転角θ_ｍに基づきステアリングホイール１１の操舵角θ_ｓを演算し、その演算される操舵角θ_ｓを微分することにより操舵角速度ωを演算する。操舵角θ_ｓは、ステアリングホイール１１の中立位置に対応する０°を基準として左方向へ回転するときには正方向へ向けて増大し、右方向へ回転するときには負方向へ向けて増大する。したがって、ステアリングホイールが正の操舵方向としての左方向へ操舵されているとき、操舵角速度ωは正の値となる。また、ステアリングホイールが負の操舵方向としての右方向へ操舵されているとき、操舵角速度ωは負の値となる。

【0029】

ちなみに、先の図１に二点鎖線で示されるように、製品仕様によっては、ピニオンシャフト１４に回転角センサ５４が設けられることがある。また、回転角センサ５４は先のトルクセンサ５１と統合されたトルクアングルセンサとしてピニオンシャフト１４に設けられることもある。この場合、操舵角速度演算部６２は回転角センサ５４を通じて検出されるピニオンシャフト１４の回転角を操舵角θ_ｓとして取得し、その取得される操舵角θ_ｓを微分することにより操舵角速度ωを演算する。これは、ステアリングホイール１１、ステアリングシャフト１３およびピニオンシャフト１４は一体的に回転するため、ピニオンシャフト１４の回転角はステアリングホイール１１の回転角である操舵角θ_ｓと等しい値となるからである。

【0030】

警報トルク演算部６３は、上位制御装置５００により生成される警報指令Ｓを取り込む。警報トルク演算部６３は、警報指令Ｓが取り込まれるとき、運転者に注意を促す警報を発するための処理として警報トルクＴ２を演算する。警報トルクＴ２は、モータ２１が発生するトルクに微小な振動を発生させる観点に基づき設定される微小振動成分である。警報トルクＴ２は、時間に対して正と負の値が周期的に変化する波動である正弦波として設定される。警報トルク演算部６３は、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されている期間、定められた出力パターンで警報トルクＴ２の出力を継続する。警報トルク演算部６３は、上位制御装置５００からの警報指令Ｓが途絶えたとき、警報トルクＴ２の出力を停止する。このとき、警報トルクＴ２の値は「０」である。

【0031】

ちなみに、警報トルクＴ２の出力パターンは、設計段階であらかじめ設定されるものであって、警報トルクＴ２の出力の継続と休止とが交互に組み合わせられてなる。警報トルクＴ２の振幅、警報トルクＴ２の振動周波数、警報トルクＴ２の出力を継続する継続時間、および警報トルクＴ２の出力を休止する休止時間は、制御装置５０の図示しない記憶装置に記憶されている。

【0032】

加算器６４は、アシストトルク演算部６１により演算されるアシストトルクＴ１と、警報トルク演算部６３により演算される警報トルクＴ２とを加算することにより目標アシストトルクＴ３を演算する。上位制御装置５００により警報指令Ｓが生成されないとき、アシストトルク演算部６１により演算されるアシストトルクＴ１がそのまま目標アシストトルクＴ３として使用される。

【0033】

電流指令値演算部６５は、加算器６４により演算される目標アシストトルクＴ３に基づきモータ２１に対する電流指令値Ｉ^＊を演算する。電流指令値Ｉ^＊は、モータ２１が目標アシストトルクＴ３を発生するために必要とされる電流の目標値である。

【0034】

警報トルク演算部６３により微小振動成分である警報トルクＴ２が演算される場合、電流指令値Ｉ^＊は警報トルクＴ２の出力パターンに応じて振動する。このため、駆動回路５０Ｂからモータ２１へ供給される駆動電流、ひいてはモータ２１が発生するトルクも警報トルクＴ２の出力パターンに応じて振動する。これにより、ステアリングホイール１１が微小振動する。運転者は、操舵感触としてステアリングホイール１１の微小な振動を感じることにより、車両が走行路から逸脱する状況であることを認識可能となる。

【0035】

つぎに、警報トルクＴ２の出力パターンについて詳細に説明する。まず、出力パターンの比較例として、つぎのような出力パターンが考えられる。
図３のグラフに示すように、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されることを契機として警報トルクＴ２の出力が開始される（時刻ｔ０）。警報トルクＴ２は、継続時間ΔＴｃだけ継続して出力された後（時刻ｔ１）、休止時間ΔＴｐだけ出力が休止される。休止時間ΔＴｐが経過すると（時刻ｔ２）、再び警報トルクＴ２が継続時間ΔＴｃだけ継続して出力される。以後、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されている期間、この警報トルクＴ２の出力と休止とが交互に繰り返される。

【0036】

ただし、警報トルクＴ２は正弦波であるところ、図３のグラフに示される比較例の出力パターンにおいては、継続時間ΔＴｃの開始時（時刻Ｔ０，Ｔ１）、警報トルクＴ２の値は常に正方向へ向けて変化を開始する。ちなみに、正の警報トルクＴ２は、ステアリングホイール１１に対する左方向へ向けたトルクである。負の警報トルクＴ２は、ステアリングホイール１１に対する右方向へ向けたトルクである。

【0037】

ところが、この比較例の出力パターンを採用する場合、つぎのようなことが懸念される。
すなわち、車両が走行路から逸脱する状況に至った場合、ステアリングホイール１１の操舵方向によっては運転者に違和感を与えるおそれがある。たとえば、運転者がステアリングホイール１１をその中立位置を基準として右方向へ操舵している場合、警報トルクＴ２に基づきステアリングホイールの振動が操舵方向と逆方向である左方向から開始されるとき、運転者は操舵方向と逆方向である左方向へ向けてステアリングホイール１１が叩かれるような違和感を覚えるおそれがある。

【0038】

そこで、本実施の形態では、警報トルク演算部６３は、つぎのようにして警報トルクＴ２を演算する。
図４のフローチャートに示すように、警報トルク演算部６３は、警報を開始するタイミングであるかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。警報トルク演算部６３は、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されている期間であって、定められた継続時間ΔＴｃ内であるとき、警告を開始するタイミングである旨判定する。また、警報トルク演算部６３は、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されていないとき、警告を開始するタイミングではない旨判定する。また、警報トルク演算部６３は、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されている期間であっても定められた継続時間ΔＴｃ外であるとき、すなわち休止時間Ｔｐ内であるとき、警告を開始するタイミングではない旨判定する。

【0039】

警報トルク演算部６３は、警報を開始するタイミングではない旨判定されるとき（ステップＳ１０１でＮＯ）、処理を終了する。警報トルク演算部６３は、警報を開始するタイミングである旨判定されるとき（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、ステップＳ１０２へ処理を移行する。

【0040】

ステップＳ１０２において、警報トルク演算部６３は、操舵角速度ωの値が「０」以上であるかどうかを判定する。すなわち、警報トルク演算部６３はステアリングホイール１１の操舵方向を判定する。操舵角速度ωが正の値であるとき、ステアリングホイールの操舵方向は左方向、すなわち正の操舵方向である。操舵角速度ωが負の値であるとき、ステアリングホイールの操舵方向は右方向、すなわち負の操舵方向である。

【0041】

警報トルク演算部６３は、操舵角速度ωの値が「０」以上である旨判定されるとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、符号Ｓｄを「１」に設定する（ステップＳ１０３）。
警報トルク演算部６３は、操舵角速度ωの値が「０」以上ではない旨判定されるとき（ステップＳ１０２でＮＯ）、符号Ｓｄを「－１」に設定する（ステップＳ１０４）。

【0042】

つぎに、警報トルク演算部６３は、制御装置５０の図示しない記憶装置に記憶された警報トルクＴ２の絶対値に先のステップＳ１０３またはステップＳ１０４で演算される符号Ｓｄを乗算することにより最終的な警報トルクＴ２を演算する（ステップＳ１０５）。したがって、継続時間ΔＴｃの開始時に操舵角速度ωの値が「０」以上の正の値であるとき、警報トルクＴ２の値は正方向へ向けて変化を開始する。また、継続時間ΔＴｃの開始時に操舵角速度ωの値が「０」未満の負の値であるとき、警報トルクＴ２の値は負方向へ向けて変化を開始する。

【0043】

以上で、警報トルクＴ２の演算処理が完了となる。
つぎに、本実施の形態の作用を説明する。
図５のグラフに示すように、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されることを契機として警報トルクＴ２の出力が開始される（時刻ｔ０）。この場合において、操舵角速度ωが「０」以上の値であるとき、警報トルクＴ２の値は正方向へ向けて変化を開始する。すなわち、ステアリングホイール１１の操舵方向が左方向であるとき、ステアリングホイール１１の振動は操舵方向と同じ左方向から開始される。

【0044】

警報トルクＴ２は、継続時間ΔＴｃだけ継続して出力された後（時刻ｔ１）、休止時間ΔＴｐだけ出力が休止される。休止時間ΔＴｐが経過すると（時刻ｔ２）、再び警報トルクＴ２が継続時間ΔＴｃだけ継続して出力される。この場合において、操舵角速度ωが「０」未満の値であるとき、警報トルクＴ２の値は負方向へ向けて変化を開始する。すなわち、ステアリングホイール１１の操舵方向が右方向であるとき、ステアリングホイール１１の振動は操舵方向と同じ右方向から開始される。

【0045】

以後、上位制御装置５００から警報指令Ｓが出力されている期間、警報トルクＴ２の出力と休止とが交互に繰り返される。ただし、警報トルクＴ２の出力を開始するときのステアリングホイール１１の操舵方向に応じて警報トルクＴ２の値の正負、すなわちステアリングホイール１１の振動の開始方向が決定される。

【0046】

したがって、第１の本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）警報としてのステアリングホイール１１の振動の開始方向を運転者によるステアリングホイール１１の操舵方向と同じ方向に設定することにより、操舵感触としての違和感を緩和することができる。また、ステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ向けた、いわゆる叩かれ感も抑えられる。

【0047】

（２）運転者に対して警報を発するべき特定の状況として、車両が走行路から逸脱する状況が生じたとき、正と負の値が周期的に変化する波動として演算される警報トルクＴ２に応じてステアリングホイール１１が振動する。警報トルクＴ２の符号の設定を通じて、より簡単に警報としてのステアリングホイール１１の振動の開始方向を運転者によるステアリングホイール１１の操舵方向と同じ方向に設定することができる。

【0048】

（３）操舵角速度ωに基づきステアリングホイール１１の操舵方向が判定される。このため、ステアリングホイール１１の操舵方向をより正確に判定することができる。
ちなみに、操舵トルクＴ_hに基づきステアリングホイール１１の操舵方向を判定することも考えられる。ただし、この場合、ステアリングホイール１１の操舵方向を正確に判定することが困難となる状況が想定される。ここで、ステアリングホイール１１がその中立位置を基準として左方向へ向けて操舵されるとき、操舵トルクＴ_ｈは正の値になる。また、ステアリングホイール１１がその中立位置を基準として右方向へ向けて操舵されるとき、操舵トルクＴ_ｈは負の値となる。そして、たとえばステアリングホイール１１がその中立位置を基準として左方向へ切り込まれている状態から右方向へ切り返される場合、ステアリングホイール１１の回転位置が中立位置を右側へ越えるまでの期間、操舵トルクＴ_hはステアリングホイール１１が切り替えされる前後でいずれも正の値になる。このため、操舵トルクＴ_hに基づきステアリングホイール１１の操舵方向が反転したことを判定することが困難である。この点、操舵角速度ωは、ステアリングホイール１１の操舵方向が反転した際、正負の符号が反転する。このため、操舵角速度ωに基づきステアリングホイール１１の操舵方向をより正確に判定することができる。ただし、製品仕様によっては、操舵トルクＴ_ｈに基づきステアリングホイール１１の操舵方向を判定するようにしてもよい。

【0049】

（４）アシストトルクを発生するモータ２１を利用して、ステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させることができる。
＜第２の実施の形態＞
つぎに、車両用警報装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第２の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付してその詳細な説明を割愛する。

【0050】

図６に示すように、ステアバイワイヤ式の操舵装置１００は、ステアリングホイール１１に操舵反力トルクを付与する反力ユニット１００Ａを有している。操舵反力トルクとは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用するトルクをいう。操舵反力トルクをステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。

【0051】

反力ユニット１００Ａは、ステアリングホイール１１が連結されるステアリングシャフト１３、およびステアリングシャフト１３に設けられるトルクセンサ５１を有している。ただし、ステアリングシャフト１３は、車両の操舵機構を構成するものであって、転舵輪１２との間の動力伝達が分離されている。

【0052】

また、反力ユニット１００Ａは、反力モータ１０１、減速機構１０２、回転角センサ１０３および制御装置１０４を有している。
反力モータ１０１は、操舵反力トルクの発生源である。反力モータ１０１は、減速機構１０２を介して、ステアリングシャフト１３に連結されている。減速機構１０２は、ステアリングシャフト１３におけるトルクセンサ５１を基準とするステアリングホイール１１と反対側の部分に設けられている。ステアリングシャフト１３における反力モータ１０１が発生するトルクは、操舵反力トルクとしてステアリングシャフト１３に付与される。

【0053】

回転角センサ１０３は反力モータ１０１に設けられている。回転角センサ１０３は反力モータ１０１の回転角θ_ａを検出する。
制御装置１０４は、反力モータ１０１の駆動制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じた操舵反力トルクを発生させる反力制御を実行する。制御装置１０４は、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づき目標操舵反力トルクを演算し、この演算される目標操舵反力トルクを反力モータ１０１に発生させるべく反力モータ１０１への給電を制御する。制御装置１０４は、回転角センサ１０３を通じて検出される反力モータ１０１の回転角θ_ａに基づきステアリングシャフト１３の回転角である操舵角θ_ｓを演算する。

【0054】

制御装置１０４は、先の図２に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。すなわち、図２に括弧書きの符号を付して示すように、制御装置１０４は、マイクロコンピュータ１０４Ａおよび駆動回路１０４Ｂを有している。マイクロコンピュータ１０４Ａは、操舵反力トルク演算部１６１、操舵角速度演算部１６２、警報トルク演算部１６３、加算器１６４、および電流指令値演算部１６５を有している。

【0055】

操舵反力トルク演算部１６１は、トルクセンサ５１を通じて検出される操舵トルクＴ_h、および車速センサ５２を通じて検出される車速Ｖに基づきモータ２１が発生すべきトルクである操舵反力トルクＴ１１を演算する。操舵反力トルク演算部１６１は、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が増加するほど、また車速Ｖが遅くなるほど、より大きい絶対値の操舵反力トルクＴ１１を演算する。

【0056】

操舵角速度演算部１６２は、回転角センサ１０３を通じて検出される反力モータ１０１の回転角θ_ａに基づきステアリングホイール１１の操舵角θ_ｓを演算し、その演算される操舵角θ_ｓを微分することにより操舵角速度ωを演算する。

【0057】

警報トルク演算部１６３は、上位制御装置５００により生成される警報指令Ｓを取り込む。警報トルク演算部１６３は、警報指令Ｓが取り込まれるとき、運転者に注意を促す警報を発するための処理として警報トルクＴ１２を演算する。警報トルクＴ１２の出力パターンとしては、先の図５に示される第１の実施の形態と同様の出力パターンが採用される。

【0058】

加算器１６４は、操舵反力トルク演算部１６１により演算される操舵反力トルクＴ１１と、警報トルク演算部１６３により演算される警報トルクＴ１２とを加算することにより目標操舵反力トルクＴ１３を演算する。上位制御装置５００により警報指令Ｓが生成されないとき、操舵反力トルク演算部１６１により演算される操舵反力トルクＴ１１がそのまま目標操舵反力トルクＴ１３として使用される。

【0059】

電流指令値演算部１６５は、加算器１６４により演算される目標操舵反力トルクＴ１３に基づき反力モータ１０１に対する電流指令値Ｉ^＊を演算する。
さて、警報トルク演算部１６３により微小振動成分である警報トルクＴ１２が演算される場合、電流指令値Ｉ^＊は警報トルクＴ１２の出力パターンに応じて振動する。このため、駆動回路１０４Ｂから反力モータ１０１へ供給される駆動電流、ひいては反力モータ１０１が発生する操舵反力トルクも警報トルクＴ１２の出力パターンに応じて振動する。これにより、ステアリングホイール１１が振動する。運転者は、操舵感触としてステアリングホイール１１の微小な振動を感じることにより、車両が走行路から逸脱する状況であることを認識可能となる。

【0060】

また、警報トルクＴ２の出力が開始される際、そのときのステアリングホイール１１の操舵方向に応じて警報トルクＴ２の値の正負、すなわちステアリングホイール１１の振動の開始方向が決定される。具体的には、警報としてのステアリングホイール１１の振動は、ステアリングホイール１１の操舵方向と同じ方向から開始される。ステアリングホイール１１の操舵方向が左方向であるとき、ステアリングホイール１１の振動は左方向から開始される。ステアリングホイール１１の操舵方向が右方向であるとき、ステアリングホイール１１の振動は右方向から開始される。

【0061】

したがって、第２の実施の形態によれば、ステアバイワイヤ方式の操舵装置において、先の第１の実施の形態の（１）～（３）と同様の効果に加え、つぎの効果を得ることができる。

【0062】

（４）操舵反力トルクを発生する反力モータ１０１を利用して、ステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させることができる。
＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。

【0063】

・第１および第２の実施の形態において、運転支援機能として車線逸脱を防止するための警報の他、居眠り防止あるいは衝突回避のための警報としてステアリングホイール１１に振動を発生させてもよい。

【0064】

・第１および第２の実施の形態において、何らかの運転支援機能が停止される場合、その機能停止を警告するための警報としてステアリングホイール１１に振動を発生させてもよい。たとえば、車両に車線維持支援システムが搭載されている場合、車両が走行路から逸脱する状況に至ったとき、車線維持支援システムの機能が実行停止される。このとき、ステアリングホイール１１の振動を通じて車線維持支援システムの機能が実行停止されることを運転者に警告するようにしてもよい。ちなみに、車線維持支援システムとは、たとえば高速道路を走行する際、運転者の運転負荷を軽減することを目的として、車両が車線の中央付近を維持して走行するようにステアリングホイール１１の操作を支援するシステムをいう。

【0065】

・第１および第２の実施の形態では、警報トルクＴ２を正と負の値が周期的に変化する正弦波として設定したが、これに限らず、振幅値として正と負の値が所定の回数だけ繰り返される信号であればよい。たとえば、警報トルクＴ２を指数関数と三角関数との積で表される減衰曲線のような非周期の波動として設定してもよいし、三角波あるいは矩形波のような非正弦波として設定してもよい。

【0066】

・第１の実施の形態では、ステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させるために微小振動成分である警報トルクＴ２をアシストトルクＴ１に加算したが、つぎのようにしてもよい。すなわち、アシストトルクＴ１に基づき演算される電流指令値に微小振動成分である警報電流を加算する。このようにしても、ステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させることができる。

【0067】

・第２の実施の形態では、ステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させるために微小振動成分である警報トルクＴ１２を操舵反力トルクＴ１１に加算したが、つぎのようにしてもよい。すなわち、操舵反力トルクＴ１１に基づき演算される電流指令値に微小振動成分である警報電流を加算する。このようにしても、ステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させることができる。

【0068】

・第１の実施の形態では、アシストトルクを発生するモータ２１を利用してステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させたが、このモータ２１とは別個にステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させるための専用のアクチュエータを設けてもよい。このアクチュエータはモータを含む。

【0069】

・第２の実施の形態では、操舵反力トルクを発生する反力モータ１０１を利用してステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させたが、この反力モータ１０１とは別個にステアリングホイール１１に警報としての振動を発生させるための専用のアクチュエータを設けてもよい。このアクチュエータはモータを含む。

【符号の説明】

【0070】

１０…操舵装置（車両用警報装置）
１１…ステアリングホイール
２１…モータ（アシストモータ）
５０…制御装置
６１…アシストトルク演算部
６３…警報トルク演算部
６４…加算器
１００…操舵装置（車両用警報装置）
１０１…反力モータ
１０４…制御装置
１６１…操舵反力トルク演算部
１６３…警報トルク演算部
１６４…加算器
５００…上位制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】