JP2007326453A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作部材の作動速度その他の走行状態に応じて自動操舵制御への介入を適切に許容することができる車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】トルク閾値ＴＨは、操作角速度が速度閾値ωth以下のときは（Ｓ１：ＹＥＳ）第１閾値ＴＨ１に設定され（Ｓ２）、操作角速度が速度閾値ωthを超えていれば（Ｓ１：ＮＯ）第２閾値ＴＨ２（＜ＴＨ１）に設定される（Ｓ５）。操作角速度が速度閾値ωth以下であれば、操作トルクＴｈの絶対値が第１閾値ＴＨ１を超えることを条件に（Ｓ３：ＹＥＳ）、自動駐車制御が解除される（Ｓ４）。操作角速度が速度閾値ωthを超えている場合において、操作トルクＴｈの絶対値が第２閾値ＴＨ２を超えると（Ｓ６：ＹＥＳ）、操舵速度が制限される（Ｓ７）。
【選択図】図３

Description

この発明は、自動操舵のための制御およびその制御の解除が可能な車両用操舵装置に関する。

車両に備えられた操舵アクチュエータを利用して車両の自動操舵を行う技術が提案されている。たとえば、車両に搭載されたパワーステアリング装置は、舵取り機構に操舵力（操舵補助力）を付与する操舵アクチュエータとして、電動モータや油圧アクチュエータを備えている。これらの操舵アクチュエータの出力を制御することによって、運転者のステアリング操作によることなく、車両の舵取り車輪を転舵させることができる。

より具体的には、自動駐車支援制御では、車両の現在位置から駐車位置までの目標移動経路が演算され、この目標移動経路に従って車両が後退するように、車両の移動距離に対する目標転舵角の関係が求められる。そして、車両の移動距離に応じた目標転舵角を達成するように操舵アクチュエータが制御される。この際、運転者は、ブレーキおよびアクセル操作によって車速の調節および停止位置の調節を行えばよく、ステアリング操作を行う必要はない。

むろん、車両の目標移動経路に人その他の移動物のような障害物が事後的に入り込んできたような場合には、運転者は、ブレーキ操作だけでなく、ステアリングホイールに操作トルクを加えて、自動駐車制御に介入することができる。この場合、ステアリングホイールに加えられた操作トルクが所定のトルク閾値を超えたことが検出され、これに応答して自動駐車制御が解除される（特許文献１）。その他、自動駐車制御の停止を指示するための所定のスイッチを操作することによっても、運転者の意志によって、自動駐車制御を解除することができる。
特開２００４−２８４５３０号公報（００１７段落）

前述の自動駐車制御の場合に、運転者による車速の調整、駐車位置への進入角度または目標移動経路によっては、ステアリングホイールの回転が速くなる場合がある。ステアリングホイールの回転が低速である場合には問題は少ないが、とくに、ステアリングホイールの回転が速い状態で運転者がステアリングホイールに手指をぶつけると、その衝撃によって、運転者に不快感を与えるおそれがある。とくに、自動駐車制御の場合などには、たとえば、運転者が後方を目視しながら車速調整を行う状況となるから、このような状況下で、速く回転するステアリングホイールに手指をぶつけると、運転者は不意の衝撃に驚くことになる。むろん、ステアリングホイールに手指が巻き込まれたような場合には、操作トルクがトルク閾値を上回って自動駐車制御が解除されるので危険はないが、不意の衝撃による不快感は避けられない。

このように、従来技術では、自動操舵制御への介入が必ずしも適切になされていなかった。
そこで、この発明の目的は、自動操舵制御への介入を許容するための閾値を適切に設定することができ、これにより、操作部材の作動速度その他の走行状態に応じて自動操舵制御への介入を適切に許容することができる車両用操舵装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両の舵取り機構（１）に操舵力を付与する操舵アクチュエータ（Ｍ）と、前記操舵アクチュエータを制御することによって自動操舵制御を行う自動操舵制御手段（２２）と、この自動操舵制御手段による自動操舵制御中に、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（１１，２５）と、この走行状態検出手段によって検出される走行状態に応じて、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御への介入を許容するための閾値（ＴＨ）を可変設定する閾値設定手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５；Ｓ１１）と、この閾値設定手段によって設定される閾値に基づいて、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入する自動操舵介入手段（２４，２９，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７；Ｓ１２，Ｓ１３）とを含むことを特徴とする車両用操舵装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。

この構成によれば、自動操舵制御への介入を許容するための閾値が、自動操舵制御下にある車両の走行状態に応じて可変設定される。これにより、走行状態に応じて自動操舵制御への介入を適切に許容することができ、たとえば、運転者に不快感を与えることを抑制または防止して、操舵フィーリングの改善を図ることができる。
前記自動操舵介入手段は、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御を解除するものであってもよいし、前記自動操舵制御手段による自動操舵の態様を強制的に変更するものであってもよい。

前記走行状態検出手段は、自動操舵制御下にある舵取り機構の作動状態（操舵角、操舵速度など）を検出するものであってもよいし、舵取り機構と車両操向のための操作部材とが連動する場合に、当該操作部材の作動状態（作動量、作動速度など）を検出するものであってもよいし、自動操舵制御下にある車両の速度（車速）を検出するものであってもよい。

請求項２記載の発明は、前記舵取り機構と連動する操作部材（５）と、この操作部材に加えられる操作トルクを検出するトルク検出手段（１１）とをさらに備え、前記閾値設定手段は、自動操舵制御への介入を許容するためのトルク閾値を可変設定するものであり、前記自動操舵介入手段は、前記トルク検出手段によって検出される操作トルクが前記閾値設定手段によって設定されるトルク閾値を超えたときに、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入するものであることを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置である。

この構成によれば、操作部材に操作トルクが加えられ、この操作トルクがトルク閾値を超えると、自動操舵制御への介入が許容される。したがって、運転者が意図的に操作部材を操作して自動操舵制御に介入しようとする場合や、運転者の手指その他の障害物が操作部材に巻き込まれたような場合には、自動操舵制御を解除したり、自動操舵制御の態様を強制変更したりすることができる。しかも、トルク閾値が車両の走行状態に応じて可変設定されるので、自動操舵制御下にある車両の走行状態に応じて適切なトルク閾値を設定することができる。これにより、自動操舵制御に介入しようとする場合や、手指その他の障害物が操作部材に巻き込まれたような場合に、運転者に与える不快感を低減できるから、操舵フィーリングを改善することができる。

前記舵取り機構と操作部材とは、機械的に連動するようになっていてもよいし、一方の動作が他方へと機械的に伝達される関係にはないが、電気的な制御によって互いに連動する関係となっていてもよい。
請求項３記載の発明は、前記走行状態検出手段は、前記操作部材の作動速度を検出する作動速度検出手段（２５）を含み、前記閾値設定手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が速いほどトルク閾値を小さく定めるものであることを特徴とする請求項２記載の車両用操舵装置である。

この構成によれば、自動操舵制御によって舵取り機構が操舵され、これに連動して操作部材が作動する場合に、操作部材の作動速度に応じて、トルク閾値が可変設定される。具体的には、作動速度が速いほどトルク閾値が小さく定められる。これにより、自動操舵制御によって操作部材が速く作動している場合には、比較的小さなトルク閾値で自動操舵制御への介入が許容されるので、運転者が操作部材に触れても、運転者に大きな衝撃を与える前に、自動操舵制御を速やかに解除したり、自動操舵制御の態様を強制変更したりすることができる。これにより、操舵フィーリングを改善できる。

前記作動速度検出手段は、たとえば、操作部材がステアリングホイールである場合に、ステアリングホイールの操作角速度を検出する操作角速度検出手段を含むものであってもよい。
請求項４記載の発明は、前記自動操舵介入手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が所定の速度閾値（ωth）を超える場合に、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入して、前記操作部材の作動速度を前記速度閾値以下に制限する作動速度制限手段（２９）を含むものであることを特徴とする請求項３記載の車両用操舵装置である。

この構成によれば、自動操舵制御下で舵取り機構と連動する操作部材の作動速度が速度閾値を超えると、作動速度制限手段が自動操舵制御に介入し、操作部材の作動速度が速度閾値以下となるように、自動操舵制御の態様を強制的に変更させる。これにより、操作部材の作動速度が速度閾値以下に制限されるから、運転者が操作部材に触れた場合、大きな操舵違和感が生じることを抑制または防止でき、操舵フィーリングを改善できる。また、運転者の手指その他の障害物が操作部材に巻き込まれる危険を低減することができる。

請求項５記載の発明は、前記作動速度制限手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が前記速度閾値を超える場合において、前記トルク検出手段によって検出される操作トルクが前記閾値設定手段によって設定されるトルク閾値を超えたときに、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入して、前記操作部材の作動速度を前記速度閾値以下に制限するものであることを特徴とする請求項４記載の車両用操舵装置である。

この構成では、操作部材の作動速度が速度閾値を超え、かつ、操作トルクがトルク閾値を超えたときに、操作部材の作動速度を前記速度閾値以下に抑制するように自動操舵制御の態様が強制変更される。したがって、運転者が操作部材に意図的に操作トルクを加えた場合や、手指その他の障害物が操作部材にぶつかったような場合には、自動操舵制御に対する介入が行われて操舵違和感の低減等が図られる一方で、可能な限り自動操舵制御に対する介入を抑制できる。

請求項６記載の発明は、前記自動操舵介入手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が前記速度閾値以下の場合において、前記トルク検出手段によって検出される操作トルクが前記閾値設定手段によって設定されるトルク閾値を超えたときに、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御を解除する手段（Ｓ４）をさらに含むものである、請求項４または５記載の車両用操舵装置である。

この構成によれば、操作部材の作動速度が比較的遅い場合に、閾値設定手段によって比較的大きく設定されたトルク閾値を操作トルクが超えると、自動操舵制御が解除される。操作部材の作動速度が低速の場合には、運転者の手指等が操作部材に巻き込まれる危険は少なく、また、運転者の手指が操作部材に触れても、運転者に大きな衝撃を与えるおそれがない。そこで、操作部材の作動速度が低速な場合には、トルク閾値が比較的大きく設定され、このトルク閾値を超える操作トルクが操作部材に与えられた場合に、運転者が意図的に自動操舵制御に介入しているか、または、運転者の手指等が操作部材に巻き込まれている可能性があると判断して、自動操舵制御を解除することとしている。その一方で、操作部材の作動速度は、速度閾値以下に制限されるので、運転者が操作部材に触れても、運転者に大きな衝撃が与えられることはない。さらに、請求項４の発明と組み合わせれば、操作部材が速く作動しているときには、比較的小さなトルク閾値を操作トルクが超えることを条件に、操作部材の作動速度を速度閾値以下に制限するために自動操舵制御に対する介入が行われるので、自動操舵制御に対する介入を最小限に抑制しながら、運転者による介入を適切に許容でき、また、運転者の手指等に大きな衝撃が与えられることを抑制または防止できる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の車両用操舵装置の一実施形態である電動パワーステアリング装置の構成を説明するための概念図である。この電動パワーステアリング装置は、車両の舵取り車輪Ｗ（たとえば前左右輪）を転舵させるための舵取り機構１に対して、操舵アクチュエータとしての電動モータＭが発生するトルクを伝達するように構成されている。舵取り機構１は、車両の左右方向に沿うラック軸２と、このラック軸２のギヤ部に噛合するピニオン３とを備えたラック・ピニオン型のものである。ピニオン３には、ステアリングシャフト４の一端が結合されており、このステアリングシャフト４の他端には、操作部材としてのステアリングホイール５が結合されている。したがって、ステアリングホイール５を回動操作することによって、この回動がステアリングシャフト４およびピニオン３を介してラック軸２に伝達され、このラック軸２の軸方向変位に変換される。

ラック軸２の両端には、一対のタイロッド６の各一端がそれぞれ結合されている。この一対のタイロッド６の各他端は、一対のナックルアーム７の各一端に結合されている。この一対のナックルアーム７は、一対のキングピン８まわりに回動自在にそれぞれ支持されていて、一対の舵取り車輪Ｗにそれぞれ結合されている。この構成により、ラック軸２が軸方向に変位すると、ナックルアーム７がキングピン８まわりに回動し、これにより、舵取り車輪Ｗが転舵される。

舵取り機構１に対して適切な操舵力を付与するために、電動モータＭを制御するためのコントローラ（ＥＣＵ：電子制御ユニット）１０が設けられている。このコントローラ１０には、ステアリングホイール５に加えられる操作トルクを検出するトルクセンサ１１の出力信号と、ステアリングシャフト４の回転角を検出することによってステアリングホイール５の操作角を検出する操作角センサ１７の出力信号と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の車速を検出する車速センサ１２の出力信号とが入力されるようになっている。また、コントローラ１０には、さらに、自動駐車モードの設定およびその解除を行うための自動駐車モードスイッチ１３の出力が与えられており、車両後方を撮像するカメラ１４からの映像信号が入力されるようになっている。さらに、コントローラ１０には、車両の運転席近傍に配置された表示装置１５（たとえば液晶表示装置その他の画像表示装置）が接続されており、表示装置１５の表示画面に設けられたタッチパネル１６の出力信号が入力されるようになっている。

コントローラ１０は、自動駐車モードスイッチ１３の操作によって自動駐車モードが指示されると、車両の自動駐車のために操舵制御（自動駐車制御）を行う自動駐車モードに従って電動モータＭを制御する。また、自動駐車モードスイッチ１３の操作によって自動駐車モードの解除が指示されると、自動駐車制御を解除して、アシストモードに従って電動モータＭを制御する。アシストモードとは、トルクセンサ１１によって検出される操作トルクと、車速センサ１２によって検出される車速とに基づいて、運転者による操舵を補助するための操舵補助力を電動モータＭから発生させる制御モードである。

図２は、コントローラ１０の電気的構成を説明するためのブロック図である。コントローラ１０は、マイクロコンピュータ２０と、車載バッテリ３１からの電力を電動モータＭに供給するための駆動回路３０とを含む。
マイクロコンピュータ２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）およびメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）を含み、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理手段としての働きを有する。この複数の機能処理手段には、前記アシストモードに従って電動モータＭを制御するアシスト制御部２１と、前記自動駐車モードに従って電動モータＭを制御する自動駐車制御部２２と、自動駐車モードとアシストモードとを切り換えるモード切り換え部２３と、所定の条件が成立したときに自動駐車制御部２２による自動駐車制御を解除し、自動駐車モードからアシストモードへと移行させるための自動駐車解除制御部２４と、操作角センサ１７が出力する操作角の時間微分値である操作角速度を演算する操作角速度演算部２５とを含む。

モード切り換え部２３は、アシスト制御部２１および自動駐車制御部２２のいずれか一方による制御を選択して有効化する。これにより、自動駐車モードとアシストモードとが切り換えられる。このモード切り換え部２３は、自動駐車モードスイッチ１３による設定に従って制御モードを切り換えるほか、自動駐車モード時には、自動駐車解除制御部２４からの指示に応じて、自動駐車モードからアシストモードへと制御モードを切り換える。

自動駐車解除制御部２４は、トルクセンサ１１が検出する操作トルクと、操作角速度演算部２５によって演算される操作角速度とに基づいて、自動駐車モードを解除すべきか否かを判定し、自動駐車モードを解除すべきときに、そのことを表す自動駐車解除指示をモード切り換え部２３に与える。より具体的には、自動駐車解除制御部２４は、操作角速度が速度閾値ωth以下であり、かつ、操作トルクの絶対値が第１閾値ＴＨ１（＞０）を超えている場合に、自動駐車解除指示を発行する。

自動駐車解除制御部２４は、また、自動駐車モード時に、自動駐車制御による操舵速度を制限するための操舵速度制限部２９を有している。この操舵速度制限部２９は、操作角速度および操作トルクに基づいて、自動駐車制御部２２による自動駐車制御に介入すべきかどうかを判定し、必要時に自動駐車制御に介入すべく、自動駐車制御部２２に指令を与える。より具体的には、操舵速度制限部２９は、操作角速度が速度閾値ωthを超えている場合において、操作トルクの絶対値が、前記第１閾値ＴＨ１よりも小さい第２閾値ＴＨ２（０＜ＴＨ２＜ＴＨ１）を超えたときに、操舵速度を前記速度閾値ωth以下に制限すべき旨の指令を自動駐車制御部２２に対して発行する。

アシスト制御部２１は、トルクセンサ１１によって検出される操作トルクおよび車速センサ１２によって検出される車速に対応したモータ目標電流値を定める。より具体的には、アシスト制御部２１は、操作トルクおよび車速に対するモータ目標電流値を定めたアシスト特性に従って、モータ目標電流値を設定し、このモータ目標電流値が達成されるように、駆動回路３０を介して電動モータＭを駆動制御する。アシスト特性は、たとえばマップ（テーブル）の形式でマイクロコンピュータ２０内のメモリに予め格納されている。このアシスト特性は、たとえば、操作トルクの絶対値が大きいほどモータ目標電流値を大きく設定し、車速が大きいほどモータ目標電流値を小さく設定できるように定められている。

自動駐車制御部２２は、車両の現在位置から目標駐車位置までの目標移動経路を演算する目標移動経路演算部２６と、この目標移動経路演算部２６によって演算された目標移動経路に従って操舵角を制御する操舵角制御部２７と、車速センサ１２の出力信号に基づいて移動距離を演算する移動距離演算部２８とを含む。
目標移動経路演算部２６は、カメラ１４が撮像する映像と、タッチパネル１６からの入力とに基づいて目標移動経路を演算する。より具体的には、運転者が自動駐車モードスイッチ１３を操作して自動駐車モードを指定すると、カメラ１４が出力する映像が表示装置１５に表示される。運転者は、表示装置１５に表示された映像を参照して、タッチパネル１６から所望駐車位置を指定する。したがって、この場合、タッチパネル１６は、駐車位置指定手段として機能することになる。こうして駐車位置が指定されると、目標移動経路演算部２６は、自車位置と指定された駐車位置との位置関係を演算し、さらに、カメラ１４が撮像した映像から認識される障害物を回避する経路を目標移動経路として求める。この移動経路は、表示装置１５に表示されてもよい。

目標移動経路演算部２６は、目標移動経路の情報を、現在の車両位置からの車両の移動距離と、この移動距離に対応する操舵角との関係を表すテーブルデータである操舵制御テーブルデータの形式でメモリに格納する。操舵角制御部２７は、その操舵制御テーブルデータを参照して、電動モータＭを制御する。すなわち、操舵角制御部２７は、移動距離演算部２８から入力される車両の移動距離に基づき、当該移動距離に対応する操舵角データを操舵制御テーブルデータから取得する。この操舵角データが達成されるように、操舵角制御部２７は、駆動回路３０を介して電動モータＭを制御する。

自動駐車の実行中、運転者は、基本的にはステアリングホイール５の操作は行わず、アクセルおよびブレーキの操作を行って、車両の速度を調節し、さらに、停止位置を調節する。その間、舵取り機構１の操舵角は、自動駐車制御部２２により制御される電動モータＭによって刻々と自動調節される。
運転者による車速の調節や、駐車位置への進入角度などによっては、舵取り機構１の操舵角をすばやく変化させなければならなくなる場合もある。このような場合には、舵取り機構１の操舵速度が速くなるとともに、舵取り機構１に機械的に連結されているステアリングホイール５の回転角速度である操作角速度も速くなる。このような状況で、ステアリングホイール５に運転者の手指その他の障害物がぶつかったりすると、操作トルクの立ち上がりが検出され、これに応答して、操舵速度制限部２９が自動駐車制御部２２の制御に介入して、舵取り機構１の操舵速度を制限する。

図３は、自動駐車モード中に自動駐車解除制御部２４が所定の制御周期毎に繰り返し実行する動作を説明するためのフローチャートである。自動駐車解除制御部２４は、まず、ステアリングホイール５の回転が速いかどうかを判断する。すなわち、操作角速度演算部２５によって求められる操作角速度が所定の速度閾値ωth以下かどうかを判断する（ステップＳ１）。操作角速度が速度閾値ωth以下であれば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、トルク閾値ＴＨを第１閾値ＴＨ１（＞０）に設定し（ステップＳ２）、トルクセンサ１１によって検出される操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨを超えているかどうかを判断する（ステップＳ３）。操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨを超えていれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、運転者がステアリングホイール５に操作トルクを加えているか、または、運転者の手指その他の障害物がステアリングホイール５に巻き込まれている可能性があると判断して、自動駐車解除指示をモード切り換え部２３に与える（ステップＳ４）。これに応じて、モード切り換え部２３は、自動駐車モードからアシストモードへの切り換えを行う。操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨを超えていなければ（ステップＳ３：ＮＯ）、自動駐車解除制御部２４は、自動駐車解除指示を発行せず、自動駐車モードを継続させる。

電動モータＭによって舵取り機構１の操舵角が速く変化させられていて、それに応じてステアリングホイール５が速く回転している場合には、ステップＳ１において、操作角速度が速度閾値ωthを超えていると判断される（ステップＳ１：ＮＯ）。この場合に、自動駐車解除制御部２４は、トルク閾値ＴＨを第１閾値ＴＨ１よりも小さな第２閾値ＴＨ２（０＜ＴＨ２＜ＴＨ１）に設定する（ステップＳ５）。操舵速度制限部２９は、この小さな第２閾値ＴＨ２をトルク閾値ＴＨとして用いて、トルクセンサ１１によって検出される操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨを超えているかどうかを判断する（ステップＳ６）。操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨを超えていれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、運転者がステアリングホイール５に操作トルクを加えているか、または、運転者の手指その他の障害物がステアリングホイール５に触れている可能性があると判断される。これにより、操舵速度制限部２９は、自動駐車制御部２２の操舵角制御部２７に対して、操舵速度制限指令を発行する（ステップＳ７）。これに応じて、操舵角制御部２７は、ステアリングホイール５の操作角速度が前記速度閾値ωth以下となる操舵速度の範囲で操舵角が変化するように、電動モータＭを制御する。この場合、たとえば、自動駐車制御部２２は、アクセル制御やブレーキ制御に介入して車速を制限することにより、目標移動経路に従う操舵角制御を行いつつ、操舵速度を制限してもよい。すなわち、車速を制限することにより、車両の移動距離に対する操舵角の変化速度を緩慢にすることができるから、操舵速度を制限することができる。このようにして、操舵速度制限部２９は、操舵速度制限指令を自動駐車制御部２２に与えることによって、自動駐車制御部２２が実行する自動駐車制御の態様を強制的に変更させる。

一方、操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨを超えていなければ（ステップＳ６：ＮＯ）、操舵速度制限部２９は、操舵速度制限指令を発行せず、したがって、自動駐車制御部２２の制御に介入することなく、自動駐車モードを継続させる。
このように、この実施形態によれば、自動駐車モード中において、操作角速度が低速である場合にはトルク閾値ＴＨを比較的大きな第１閾値ＴＨ１に設定して、操作トルクがこの第１閾値ＴＨを超えると自動駐車制御を解除するようにしている。ステアリングホイール５の回転速度が低速であれば、運転者の手指等が巻き込まれる危険は少なく、また、仮に巻き込まれても大きな衝撃が生じることがないから、ただちに危険な状態に至ることもない。そこで、比較的大きな第１閾値ＴＨを用いることによって、自動駐車モードが不用意に解除されることがないようにしておくとともに、運転者が意図的にステアリングホイール５に大きな操作トルクを加えて自動駐車制御に介入しようとする場合や、運転者の手指等がステアリングホイール５に巻き込まれたような場合には、自動駐車モードが解除されるようにしている。

一方、自動駐車モードにおいて、操作角速度が高速な場合には、トルク閾値ＴＨを比較的小さな第２閾値ＴＨ２に設定して、運転者が自動駐車制御に介入した場合や、運転者の手指等がステアリングホイール５にぶつかったような場合には、すみやかに、操舵速度に制限が加えられる。これにより、運転者に対する衝撃が和らげられるとともに、運転者の手指等がステアリングホイール５に巻き込まれる危険を効果的に回避できる。そして、操舵速度に制限が加えられた後には、図３のステップＳ１において操作角速度が速度閾値ωth以下と判断される状態となるので、運転者が大きな操作トルクをステアリングホイール５に加えて自動駐車に意図的に介入する場合や、運転者の手指等がステアリングホイール５に巻き込まれた場合のような必要時以外には、自動駐車モードが不用意に解除されることはない。

このようにして、運転者の手指等がステアリングホイール５に巻き込まれる危険を効果的に回避し、また、運転者に与える衝撃を低減して操舵フィーリングを改善しつつ、自動駐車モードが不用意に解除されることを抑制または防止できる。
図４は、この発明の第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャートであり、自動駐車モードを解除するための制御が示されている。この実施形態の説明では、前述の図１および図２を再び参照する。ただし、この実施形態では、自動駐車解除制御部２４に操舵速度制限部２９が備えられる必要はない。

この実施形態では、自動駐車解除制御部２４は、操作角速度演算部２５によって求められる操作角速度に応じて、トルク閾値ＴＨを可変設定し（ステップＳ１１）、操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨを上回る場合に（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、自動駐車解除指示をモード切り換え部２３に与える（ステップＳ１３）。操作トルクＴｈの絶対値がトルク閾値ＴＨ以下であれば（ステップＳ１２：ＮＯ）、自動駐車制御が継続される。

図５は、ステップＳ１１におけるトルク閾値ＴＨの可変設定例を説明するための図である。トルク閾値ＴＨは、操作角速度（絶対値）が大きくなるにつれて、所定の上限値から下限値へと減少するように定められる。この例では、操作角速度が大きくなるにつれて、トルク閾値ＴＨがリニアに減少するようになっているが、所定の曲線に従って、トルク閾値ＴＨが減少するようになっていてもよい。

このように、操作角速度が大きいほどトルク閾値ＴＨを小さく設定することにより、自動駐車制御中に運転者がステアリングホイール５に触れた場合に、運転者に与える違和感を抑制しつつ、自動駐車制御を適切に解除することができる。
たとえば、自動駐車制御によってステアリングホイール５が低速に回転されている場合には、運転者がステアリングホイール５に触れても危険はなく、また、運転者に大きな衝撃を与えることもない。そこで、トルク閾値ＴＨが比較的大きく設定される。これにより、運転者が意図的に自動駐車制御に介入する場合や、手指等が巻き込まれたような場合には、自動駐車制御を解除できる一方で、単に手指その他の障害物がステアリングホイール５にぶつかったような場合に、不用意に自動駐車制御が解除されることを抑制または防止できる。

また、自動駐車制御によってステアリングホイール５が高速に回転されている場合には、運転者がステアリングホイール５に触れたときの衝撃を抑制できるように、トルク閾値ＴＨが比較的小さく設定される。これにより、操舵フィーリングを改善できるとともに、ステアリングホイール５が高速に回転されている場合であっても、運転者が意図的に自動駐車制御に介入した場合や、手指その他の障害物がステアリングホイール５に巻き込まれたような場合には、自動駐車制御をすみやかに解除することができる。

以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することも可能である。たとえば、前述の第１の実施形態では、操作角速度が速度閾値ωthを超えた場合において、操作トルクの絶対値が第２閾値ＴＨ２を超えたときに、自動駐車の操舵速度を制限するようにしているが、操舵速度を制限する代わりに、自動駐車制御を解除することとしてもよい。

また、前述の実施形態では、操作部材としてのステアリングホイール５の作動速度を検出するために、操作角センサ１７を設けて、操作角速度を演算するようにしているが、ステアリングホイール５の作動速度の検出は、たとえば、ラック軸２の移動量を検出するラック移動量センサの出力を用いて行うこともでき、また、電動モータＭの回転速度を検出することによって行うこともできる。

また、前述の実施形態では、ステアリングホイール５の操作角速度を検出して、自動駐車制御に介入するためのトルク閾値を変化させているが、たとえば、自動駐車制御下にある車両の車速などの他の走行状態を検出し、それに応じてトルク閾値を変化させるようにしてもよい。より具体的には、車速とステアリングホイール５の操作角速度とは密接な関係があるから、車速が所定の車速閾値を超える場合に、操作角速度を制限するように、自動駐車制御の態様を強制的に変更させるようにしてもよい。

さらに、電動パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出部を設け、この異常検出部が何らかの異常（センサ異常、アクチュエータ異常など）を検出した場合に、自動駐車制御を解除するようにしてもよい。さらに、異常検出時には、自動駐車制御を解除するだけでなく、ブレーキシステムに緊急ブレーキ指令を送り、車両を自動停止させるようにしてもよい。

さらに、前述の実施形態では、電動パワーステアリング装置にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、車両の舵取り機構に操舵力を付与する操舵アクチュエータが備えられた車両用操舵装置に対して広く適用することができる。このような車両用操舵装置には、いわゆるステア・バイ・ワイヤシステム、油圧式のパワーステアリング装置などが含まれる。ステア・バイ・ワイヤシステムとは、ステアリングホイール等の操作部材と舵取り機構との機械的な結合をなくし、操作部材の操作量をセンサによって検出するとともに、そのセンサの出力に応じて制御される操舵アクチュエータの駆動力を舵取り機構に伝達するようにしたシステムである。ステア・バイ・ワイヤシステムでは、自動操舵制御中には必ずしも操作部材を舵取り機構に連動させる必要はないが、自動操舵制御が解除されたときに操作部材の位置（たとえばステアリングホイールの操作角）と舵取り機構の位置（操舵角）との対応をとるためには、自動操舵制御中であっても、操作部材を舵取り機構に連動するように作動させることが好ましい。

また、前述の実施形態では、自動操舵制御の例として自動駐車制御を例に挙げたが、この発明は、たとえば、車両を走行車線に沿って自動走行させるための自動操舵制御のような他の種類の自動操舵制御にも適用可能である。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の車両用操舵装置の一実施形態である電動パワーステアリング装置の構成を説明するための概念図である。 前記車両用操舵装置に備えられたコントローラの電気的構成を説明するためのブロック図である。 前記コントローラに備えられた自動駐車解除制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャートであり、自動駐車モードを解除するための制御が示されている。 前記第２の実施形態におけるトルク閾値の可変設定例を説明するための図である。

符号の説明

１…舵取り機構、５…ステアリングホイール、１１…トルクセンサ、１７…操作角センサ、２０…マイクロコンピュータ、２２…自動駐車制御部

Claims (6)

1. 車両の舵取り機構に操舵力を付与する操舵アクチュエータと、
   前記操舵アクチュエータを制御することによって自動操舵制御を行う自動操舵制御手段と、
   この自動操舵制御手段による自動操舵制御中に、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   この走行状態検出手段によって検出される走行状態に応じて、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御への介入を許容するための閾値を可変設定する閾値設定手段と、
   この閾値設定手段によって設定される閾値に基づいて、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入する自動操舵介入手段とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
2. 前記舵取り機構と連動する操作部材と、
   この操作部材に加えられる操作トルクを検出するトルク検出手段とをさらに備え、
   前記閾値設定手段は、自動操舵制御への介入を許容するためのトルク閾値を可変設定するものであり、
   前記自動操舵介入手段は、前記トルク検出手段によって検出される操作トルクが前記閾値設定手段によって設定されるトルク閾値を超えたときに、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入するものであることを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
3. 前記走行状態検出手段は、前記操作部材の作動速度を検出する作動速度検出手段を含み、
   前記閾値設定手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が速いほどトルク閾値を小さく定めるものであることを特徴とする請求項２記載の車両用操舵装置。
4. 前記自動操舵介入手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が所定の速度閾値を超える場合に、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入して、前記操作部材の作動速度を前記速度閾値以下に制限する作動速度制限手段を含むものであることを特徴とする請求項３記載の車両用操舵装置。
5. 前記作動速度制限手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が前記速度閾値を超える場合において、前記トルク検出手段によって検出される操作トルクが前記閾値設定手段によって設定されるトルク閾値を超えたときに、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御に介入して、前記操作部材の作動速度を前記速度閾値以下に制限するものであることを特徴とする請求項４記載の車両用操舵装置。
6. 前記自動操舵介入手段は、前記作動速度検出手段によって検出される作動速度が前記速度閾値以下の場合において、前記トルク検出手段によって検出される操作トルクが前記閾値設定手段によって設定されるトルク閾値を超えたときに、前記自動操舵制御手段による自動操舵制御を解除する手段をさらに含むものである、請求項４または５記載の車両用操舵装置。

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