JP2018154275A - 駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＰＳモータの容量を大きくすることなく、ＥＰＳモータに出力される目標舵角に基づく操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じることを防止できるようにする。【解決手段】ＥＰＳＥＣＵ３がＥＰＳモータ２を制御する際に、駐車支援ＥＣＵ４により、目標舵角に基づくステアリングの実際の舵角を微分して導出される操舵速度にオーバーシュートが発生する状態であるかどうかの判断がなされ、オーバーシュートが発生する状態であると判断されると、操舵速度の立ち上がりが漸増するよう駐車支援ＥＣＵ４から出力する目標舵角が制限される。これにより、従来に比べて操舵速度がゆっくり立ち上がることになり、操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じることを防止でき、ＥＰＳモータ２として容量の小さいモータで済む。【選択図】図１

Description

本発明は、電動パワーステアリングモータを利用して、運転者に対し、駐車の支援を行う駐車支援装置に関する。

従来、車両の駐車を行う際に、電動パワーステアリング装置における電動パワーステアリングモータを利用してステアリングを自動的に転舵させ、車両を所定の駐車位置まで誘導して運転者の駐車支援を行う駐車支援装置が提案されている（特許文献１）。

電動パワーステアリング装置は、トルクセンサにより運転者によるステアリングの操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた補助トルクを、上記した駐車支援装置は、電動パワーステアリングＥＣＵ（以下、電動パワーステアリングを「ＥＰＳ」という）によりＥＰＳモータを駆動して発生するものであるが、駐車支援に使用する場合には、運転者がステアリングを操作しなくてもＥＰＳモータによりトルクを発生してステアリングを転舵する。このとき、駐車支援手段からＥＰＳＥＣＵに対し、駐車支援時における目標舵角が出力され、この目標舵角となるようにＥＰＳＥＣＵにより制御される。この制御は、一般に舵角追従フィードバック、操舵速度フィードバックにより構成される。

特開２０１４−１８９１６８号公報（段落０００２−０００３参照）

ところが、例えば車両が停止した状態でステアリングを自動操舵しようとしたときに、タイヤの路面摩擦、タイヤのねじれ等により、舵角が変化しない（つまり舵角速度が変化しない）領域が生じるため、図３中の破線による丸囲みに示すように、操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じる。その結果、ＥＰＳモータが持つ通電可能領域を超えた回転数（＝操舵速度）となり、流れるべき電流が実際に流れない現象が生じる。これにより、ＥＰＳＥＣＵにて「故障」あるいは「異常」の判定がなされてしまうという問題があった。

そこで、このような「故障・異常」というダイアグ判定を回避し、オーバーシュート領域でもＥＰＳモータによる追従により自動操舵を行うために、従来の装置では、図４中に示すオーバーシュート領域をカバーできるような容量特性の大きいモータをＥＰＳモータに使用することが行われるが、モータ容量を大きくすることにより、重量の増加やコストの上昇を招くという新たな問題が生じる。

本発明は、ＥＰＳモータの容量を大きくすることなく、ＥＰＳモータに出力される目標舵角に基づく操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じることを防止できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の駐車支援装置は、ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリングに付加する補助トルクを発生する電動パワーステアリングモータと、前記トルクセンサによる検出トルクに応じた前記補助トルクを導出し、導出した前記補助トルクを発生するように前記電動パワーステアリングモータへの電流指令値を与える制御手段と、前記制御手段に駐車支援時における前記電動パワーステアリングモータの目標舵角を出力する駐車支援手段とを備え、前記制御手段は、前記駐車支援手段から目標舵角を受けて目標舵角になるように、電動パワーステアリングモータを制御し、前記駐車支援手段は、前記制御手段が前記電動パワーステアリングモータを制御する際に、前記目標舵角から導出される操舵速度にオーバーシュートが発生する状態であるかどうかを判断し、オーバーシュートが発生する状態であると判断したときに、前記操舵速度の立ち上がりが漸増するよう前記制御手段に出力する前記目標舵角を制限する機能を有することを特徴としている。

本発明によれば、駐車支援手段により、目標舵角から導出される操舵速度にオーバーシュートが発生する状態であるかどうかの判断がなされ、オーバーシュートが発生する状態であると判断されると、操舵速度の立ち上がりが漸増するよう駐車支援手段から出力する目標舵角が制限されるため、従来に比べて操舵速度がゆっくり立ち上がることになり、操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じることを防止でき、電動パワーステアリングモータの容量を大きくする必要がなくなり、電動パワーステアリングモータとして容量の小さいモータで済み、重量の増加やコストの上昇を防止することができる。

本発明に係る駐車支援装置の一実施形態のブロック図である。 図１の動作説明図である。 従来例の動作説明図である。 従来例の動作説明図である。

本発明に係る駐車支援装置の一実施形態について、図１および図２を参照して詳細に説明する。

図１は駐車支援装置の一実施形態の構成を示し、同図に示すように、駐車支援装置１は、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）モータ２と、このＥＰＳモータ２を制御する本発明における制御手段に相当するマイクロコンピュータ構成のＥＰＳＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３と、本発明の駐車支援手段に相当するマイクロコンピュータ構成の駐車支援ＥＣＵ４とを備えている。なお、５は車両に搭載されているバッテリである。

そして、ＥＰＳＥＣＵ３には、ステアリング（図示省略）の操舵による舵角を検出する舵角センサ７の出力信号（舵角の信号、舵角を微分して得られる舵角速度の信号）、および、運転者によりステアリングに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ８の出力信号が入力され、トルクセンサ８により検知される操舵トルクに応じた指令電流をＥＰＳモータ２に供給してＥＰＳモータ２を駆動制御し、運転者のステアリング操作に対する補助トルクを発生する。ここで、ＥＰＳＥＣＵ３が本発明における制御手段に相当する。

ところで、トルクセンサ８は、運転者によるステアリング操作に基づく操舵トルクに対してトルク信号Ａを出力するセンサ、および、これを位相反転したトルク信号Ｂを出力するセンサの２つのセンサを組み合わせたものであり、センサが正常であれば、操舵トルクが変化しても位相が互いに逆の両センサの出力信号の加算値は常に一定になるはずであり、両センサの出力信号の加算値が一定値からずれると、いずれか一方のセンサに異常があると判断できることから、トルクセンサ８の２個のセンサにより構成するいわゆる２重系統を採用するのが一般的であり、これによりＥＰＳ制御を行う上での安全性を担保している。

また、駐車支援ＥＣＵ４の制御によりＥＰＳモータ２を利用した駐車支援を行うために、例えばシフトレバーがバックギヤにシフトされることにより駐車支援要求が検知されると、駐車支援ＥＣＵ４から目標舵角に応じた目標舵角指令が出力され、この目標舵角指令に基づき、舵角センサ７により検出される舵角およびこれを微分した舵角速度（本発明における「操舵速度」、以下では「操舵速度」ともいう）、トルクセンサ８からの両トルク信号Ａ，ＢがＥＰＳＥＣＵ３に取り込まれ、ＥＰＳＥＣＵ３によりＥＰＳモータ２の実際の駆動電流をモニタしながら必要なモータ電流がＥＰＳモータ２に印加され、ＥＰＳモータ２が自動的に駆動されてステアリングが転舵され、運転者によるステアリングの操舵なしに車両が所定の駐車位置まで誘導される。

このとき、図１では図示省略された車速センサによる検出車速を含むＥＰＳ情報が、ＥＰＳＥＣＵ３を介してＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により駐車支援ＥＣＵ４に送信される。

そして、駐車支援ＥＣＵ４は、運転者によるシフトレバーのバックへの切り換え等に基づく駐車支援要求があると判断すると、駐車支援時の目標舵角を演算により決定し、決定した目標舵角に基づく電流指令値をＥＰＳモータ２に与えるべくＥＰＳＥＣＵ３に目標舵角指令を出力する。こうして、ＥＰＳモータ２の駆動制御がリアルタイムで行われる。

ところで、例えば車両が停止した状態でステアリングを自動操舵するときに、駐車支援ＥＣＵ４から出力される目標舵角に基づく操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じるのを防止するために、駐車支援ＥＣＵ４により、このようなオーバーシュートが生じ得る状態かどうかの判定がなされる。

すなわち、駐車支援ＥＣＵ４により、ＥＰＳＥＣＵ３からのＥＰＳ情報に含まれる車速データが予め定められた速度（例えば、５ｋｍ／ｈ）以下であること、舵角センサ７による検出舵角が現在値から双方向に予め定められた所定量（例えば、５°）を越えて変動することのいずれかの条件が成立するかどうかが判定され、いずれかの条件が成立すると、車両が停止状態にあってタイヤの路面との静摩擦によりタイヤの向きが変化せずに操舵速度が反応しないことに起因して、駐車支援ＥＣＵ４から出力される目標舵角に基づく操舵速度に一時的なオーバーシュートが発生する状態であると判断される。

そして、図２（ａ）中の１点鎖線に示すように、駐車支援要求があった時刻ｔ１から直線的に増加する従来制御における目標舵角指令に対して、同図（ａ）中の実線に示すように、目標舵角指令が時刻ｔ１からｔ２まで徐々に増加されるよう制御され、その結果、同図（ｂ）の１点鎖線に示す従来制御におけるステップ状に立ち上がる操舵速度に対し、同図（ｂ）中の実線に示すように、目標舵角に基づくステアリングの実際の舵角を微分して求められる操舵速度の立ち上がりがステップ状ではなく時刻ｔ１からｔ２まで所定の傾きの直線で増加するように、駐車支援ＥＣＵ４からＥＰＳＥＣＵ３に出力される目標舵角指令が制限される制御がなされる。

このような、駐車支援ＥＣＵ４による目標舵角指令の制限制御により、従来に比べて操舵速度がゆっくり立ち上がることになり、操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じるのを防止でき、その結果、従来のようにＥＰＳモータ２の容量を大きくする必要がなくなる。

ところで、駐車支援ＥＣＵ４により、ＥＰＳＥＣＵ３からのＥＰＳ情報に含まれる車速データが予め定められた速度以下であること、舵角センサ７による検出舵角が現在値から双方向に予め定められた所定量を越えて変動することのいずれかの条件が成立するかどうかの判定の結果、いずれの条件も成立しなければ、車両が動いている状態にあって操舵速度にオーバーシュートが生じるおそれがないことから、上記した駐車支援ＥＣＵ４による目標舵角指令の制限制御は行われない。

したがって、上記した実施形態によれば、ＥＰＳＥＣＵ３がＥＰＳモータ２を制御する際に、駐車支援ＥＣＵ４により、目標舵角に基づくステアリングの実際の舵角を微分して導出される操舵速度にオーバーシュートが発生する状態であるかどうかの判断がなされ、オーバーシュートが発生する状態であると判断されると、操舵速度の立ち上がりが漸増するよう駐車支援ＥＣＵ４から出力する目標舵角が制限されるため、従来に比べて操舵速度がゆっくり立ち上がることになり、操舵速度に一時的なオーバーシュートが生じることを防止でき、ＥＰＳモータ２の容量を大きくする必要がなくなり、ＥＰＳモータ２として容量の小さいモータで済み、従来のように容量の大きなＥＰＳモータを採用することによる重量の増加やコストの上昇を防止することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した実施形態では、タイヤの路面との静摩擦によりタイヤの向きが変化せずに操舵速度が反応しないことに起因して、駐車支援ＥＣＵ４から出力される目標舵角に基づく操舵速度に一時的なオーバーシュートが発生する状態かどうかを、検出される車速、舵角に基づいて判断したが、オーバーシュートが発生する状態かどうかの判断は、これに限るものではなく、例えば車速がゼロであって車両が完前に停止しているかどうか判断するなど、要するにタイヤが路面との静摩擦を乗り越えて舵角を変え始める状態かどうかを判断できる判断手法であればよい。

また、上記した実施形態では、目標舵角指令を徐々に増加して（図２（ａ）の実線参照）、目標舵角に基づくステアリングの実際の舵角を微分して求められる操舵速度の立ち上がりがステップ状ではなく時刻ｔ１からｔ２まで所定の傾きの直線で増加（図２（ｂ）の実線参照）するようにした例について説明したが、操舵速度が時刻ｔ１からｔ２まで階段状に増加するように目標舵角指令を制限するような制御を行ってもよい。さらに、時刻ｔ１からｔ２までの間、一定時間ごとに操舵速度の増加の傾きが徐々に急峻に変化するように、目標舵角指令を制御してもよい。

１ …駐車支援装置
２ …ＥＰＳモータ（電動パワーステアリングモータ）
３ …ＥＰＳＥＣＵ（制御手段）
４ …駐車支援ＥＣＵ（駐車支援手段）

Claims (1)

1. ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   前記ステアリングに付加する補助トルクを発生する電動パワーステアリングモータと、
   前記トルクセンサによる検出トルクに応じた前記補助トルクを導出し、導出した前記補助トルクを発生するように前記電動パワーステアリングモータへの電流指令値を与える制御手段と、
   前記制御手段に駐車支援時における前記電動パワーステアリングモータの目標舵角を出力する駐車支援手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記駐車支援手段から目標舵角を受けて目標舵角になるように、電動パワーステアリングモータを制御し、
   前記駐車支援手段は、
   前記制御手段が前記電動パワーステアリングモータを制御する際に、前記目標舵角から導出される操舵速度にオーバーシュートが発生する状態であるかどうかを判断し、オーバーシュートが発生する状態であると判断したときに、前記操舵速度の立ち上がりが漸増するよう前記制御手段に出力する前記目標舵角を制限する機能を有する
   ことを特徴とする駐車支援装置。

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