JP5813438B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータの電流制御により転舵輪の転舵角を変更する自動操舵制御を行なう電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。

従来の電動パワーステアリング装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置は、車両がスタックしたとき、運転者のアクセルペダルの操作に応じて転舵輪の転舵角を変更する。

特開２００６−３０６２０５号公報

特許文献１の制御装置は、転舵輪のグリップが発生しているか否かに関係なく、予めプログラムされた内容に従い転舵輪の転舵角を変更するため、一度は発生した転舵輪のグリップが再びグリップしていない状態に遷移するおそれがある。この場合には、スタックの解消が遅延する。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものでありその目的は、スタックの解消に対してより高く貢献することのできる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の事項すなわち、「電動モータの電流制御により転舵輪の転舵角を変更する電動パワーステアリング装置の制御装置において、自動操舵制御により前記転舵輪のグリップが発生した転舵角を検出し、前記転舵輪のグリップが発生したとき、前記自動操舵制御を停止するものであり、前記転舵角は、スタック時の前記自動操舵制御により検出されること」を要旨とする。

この発明によれば、自動操舵制御により転舵輪のグリップが発生した転舵角を検出するため、運転者が転舵輪のグリップの発生を判断してスタックを解消するための動作を行なう構成と比較して、スタックを解消するための動作が早期に開始される可能性が高くなる。すなわち、スタックの解消に対してより高く貢献することができる。

そして、転舵輪のグリップが発生したとき自動操舵制御を停止するため、グリップのあるところで次の運転操作を行うことができる。このため、スタックの解消の可能性が高くなる。

（２）第２の手段は、請求項２に記載の事項すなわち、「請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記転舵輪のグリップが発生したとき、前記転舵輪のグリップが発生したことを報知するための報知装置を作動させること」を要旨とする。

このような報知がない場合は、運転者は次の運転操作をいつ開始すればよいか判断することができない。この点、本発明によれば、転舵輪のグリップが発生したことを運転者に報知するため、スタックの解消に対し好適なタイミングで次の運転操作を行うことができる。

（３）第３の手段は、請求項３に記載の事項すなわち、「請求項１または２に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記転舵輪のグリップの発生が反映される前記電動モータのパラメータをグリップパラメータとして、前記自動操舵制御の実行中かつ前記グリップパラメータが所定値以上のとき、前記転舵輪のグリップが発生している旨判定すること」を要旨とする。

この発明によれば、転舵輪のグリップの発生が反映される電動モータのグリップパラメータを用いてグリップのあるところを検出する。このため、転舵輪のグリップを運転者のステアリング操作により検出する場合と比較して、グリップのあるところを精確に把握することができる。これにより、スタック解消の確度を高くすることができる。

（４）第４の手段は、請求項４に記載の事項すなわち、「請求項１〜３のいずれか一項に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記電動パワーステアリング装置は、ステアリングと一体的に回転する第１シャフトと、この第１シャフトに反力を付与する反力モータと、ラックシャフトに連動して回転する第２シャフトと、この第２シャフトにトルクを付与するアシストモータとしての前記電動モータとを含むこと」を要旨とする。

この発明によれば、ステアリングの回転に独立して第２シャフトを回転することが可能であるため、自動操舵制御中にステアリングを所定角度に維持することが可能である。すなわち、自動操舵制御中においても運転者はステアリングを所定角度で把持することができる。

（５）第５の手段は、請求項５に記載の事項すなわち、「請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記転舵輪のグリップが発生しているとき、前記反力モータの電流制御により前記第１シャフトの操舵角と前記転舵輪の転舵角との差を小さくすること」を要旨とする。

自動操舵制御によれば、第１シャフトと第２シャフトとが独立して回転するため、ステアリングシャフトの角度と第２シャフトの角度とが一致しなくなる。このため、自動操舵制御により転舵輪のグリップが生じるところを検出したときに車両を進行させると、運転者が予期しない方向に車両が進行する。この点、本発明では、自動操舵制御により転舵輪のグリップが生じるところを検出したとき、第１シャフトの操舵角と転舵輪の転舵角との差を小さくする。これにより、運転者が予期しない方向に車両が進行するといった事象を少なくすることができる。

（６）第６の手段は、請求項６に記載の事項すなわち、「請求項１〜５のいずれか一項に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記自動操舵制御の開始を要求する自動制御要求装置を含むこと」を要旨とする。

スタックが生じたとき自動操舵制御が自動的に実行する構成としたとき、転舵輪の動作が運転者にとっては不意な動作となる。この点、本発明では、自動操舵制御を開始するための自動操舵制御の開始操作を必要とする。すなわち、運転者の意思に基づいて自動操舵制御を開始する構成としているため、運転者に対して不意となる動作が少ない。

（７）第７の手段は、請求項７に記載の事項すなわち、「請求項１〜６のいずれか一項に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記自動操舵制御は前記転舵輪の回転速度を低下させる要求を入力するための速度低下要求装置が操作されたことを示す操作信号を検出したとき、本制御を終了するものであること」を要旨とする。

この発明によれば、速度低下要求装置の操作信号に基づいて自動操舵制御が終了するため、運転者の意思により自動操舵制御を終了することが可能である。これにより、グリップが生じているか否かに拘わらず、転舵輪の転舵を任意に止めることができる。

本発明によれば、スタックの解消に対してより高く貢献することのできる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置について、その全体構造を模式的に示す模式図。 同実施形態の電動パワーステアリング装置について、その回転比変更機構の断面構造を示す断面図。 同実施形態の電動パワーステアリング装置について、電子制御装置により実行される「自動操舵制御」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の電動パワーステアリング装置について、電子制御装置により実行される「グリップ検出制御」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の電動パワーステアリング装置について、（ａ）はアシストモータの電流の時間変化を示すグラフ、（ｂ）は転舵角の時間変化を示すグラフ。 第２実施形態の電動パワーステアリング装置について、操作パネルの平面構造を示す平面図。 同実施形態の電動パワーステアリング装置について、電子制御装置により実行される「車速制御」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の電動パワーステアリング装置について、電子制御装置により実行される「自動操舵制御」の手順を示すフローチャート。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、ステアリング２の回転を転舵輪３に伝達する操舵角伝達機構１０と、ステアリング２の操作を補助するための力（以下、「アシスト力」）を操舵角伝達機構１０に付与するＥＰＳアクチュエータ２０と、ＥＰＳアクチュエータ２０を制御する電子制御装置（制御装置）４０とを備える。さらに、電動パワーステアリング装置１には、これら装置の動作状態を検出する複数のセンサが設けられている。

操舵角伝達機構１０は、ステアリング２の操作に応じて回転するステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転をラックシャフト１３に伝達するラックアンドピニオン機構１２と、タイロッド１４を操作するラックシャフト１３と、ナックルを操作するタイロッド１４とを備える。操舵角伝達機構１０はステアリング２の操作によりこれらの機構を介して転舵輪３の方向を変更する。

ステアリングシャフト１１は、４つのシャフト、すなわち第１シャフト１１Ａ、第２シャフト１１Ｂ、第３シャフト１１Ｃ、および第４シャフト１１Ｄを備えている。第１シャフト１１Ａはステアリング２に接続されている。第２シャフト１１Ｂは第１シャフト１１Ａの回転動力を第３シャフト１１Ｃに伝達する。第３シャフト１１Ｃは、第２シャフト１１Ｂと第４シャフト１１Ｄとの間に設けられて第２シャフト１１Ｂの回転動力を第４シャフト１１Ｄに伝達する。第４シャフト１１Ｄは、ラックアンドピニオン機構１２に回転動力を伝達する。

ＥＰＳアクチュエータ２０は、第１シャフト１１Ａにトルクを付与する反力モータ２１と、反力モータ２１の回転動力を第１シャフト１１Ａに伝達するギア機構２２と、第１シャフト１１Ａの回転動力を第２シャフト１１Ｂに伝達する回転比変更機構３０とを備えている。反力モータ２１から第１シャフト１１Ａに付与されるトルクはステアリング２の回転に対する反力として作用する。

図２を参照して、回転比変更機構３０について説明する。
回転比変更機構３０は、第１シャフト１１Ａを太陽軸とする遊星歯車機構３０Ａと、遊星歯車機構３０Ａのキャリア３５を駆動するアシストモータ２３とを備えている。

遊星歯車機構３０Ａは、第１シャフト１１Ａと同軸に設けられた第１太陽歯車３１と、第２シャフト１１Ｂと同軸に設けられた第２太陽歯車３２と、第１太陽歯車３１および第２太陽歯車３２の周囲を回転する第１遊星軸３３および第２遊星軸３４と、第１遊星軸３３および第２遊星軸３４に接触するキャリア３５とを備えている。

遊星歯車機構３０Ａは、これらの構成要素に加えて、第１遊星軸３３に設けられた第１遊星歯車３３Ａおよび第２遊星歯車３３Ｂと、第２遊星軸３４に設けられた第３遊星歯車３４Ａおよび第４遊星歯車３４Ｂとを備えている。第１遊星歯車３３Ａは第１太陽歯車３１と噛み合う。第２遊星歯車３３Ｂは第２太陽歯車３２と噛み合う。第３遊星歯車３４Ａは第１太陽歯車３１と噛み合う。第４遊星歯車３４Ｂは第２太陽歯車３２と噛み合う。

アシストモータ２３の回転動力は、キャリア３５の外周に設けられた伝達ギア３５Ａを介して回転比変更機構３０に伝達される。具体的には、アシストモータ２３により次のようにキャリア３５の回転を制御することにより、第１シャフト１１Ａの回転動力を増大または減少させて第２シャフト１１Ｂに伝達する。

アシストモータ２３は次のように動作する。
（Ａ）キャリア３５の回転速度を第１シャフト１１Ａの回転速度と等しくすることにより、第１シャフト１１Ａの回転速度と第２シャフト１１Ｂの回転速度とを等しくする。

（Ｂ）キャリア３５の回転速度を第１シャフト１１Ａの回転速度よりも大きくすることにより、第２シャフト１１Ｂの回転速度を第１シャフト１１Ａの回転速度よりも小さくする。

（Ｃ）キャリア３５の回転速度を第１シャフト１１Ａの回転速度よりも小さくすることにより、第２シャフト１１Ｂの回転速度を第１シャフト１１Ａの回転速度よりも大きくする。

電動パワーステアリング装置１には、ステアリング２のトルクを検出するトルクセンサ４１と、第１シャフト１１Ａの回転量を検出する操舵角センサ４２と、第２シャフト１１Ｂの回転量を検出する転舵角センサ４３とが設けられている。また、同装置１には、反力モータ２１の電流（以下、「Ｉｍａ」）を測定する第１電流センサ４４と、アシストモータ２３の電流（以下、「Ｉｍｂ」）を測定する第２電流センサ４５とが設けられている。

電動パワーステアリング装置１には、これらのセンサに加えて、転舵輪３のグリップを検出するためのグリップ検出スイッチ４９と、転舵輪３のグリップの有無を報知する表示装置５０とが設けられている。

また、これらの装置に加えて、電動パワーステアリング装置１には、車速に対応する値を検出する車速センサ４６からの信号を受信する入力ポートと、車両の回転に対応する値を検出するヨーレートセンサ４７からの信号を受信する入力ポートと、車両のブレーキペダル４８からのブレーキ信号Ｓｂｌｋを受信する入力ポートとが設けられている。

また、電動パワーステアリング装置１には、車両の内燃機関を制御する車両制御装置２００からの情報を受信し、かつ電動パワーステアリング装置１からの情報を送信するための送受信ポートが設けられている。電動パワーステアリング装置１から出力する情報としてはアクセル操作に関する情報が含まれる。

電動パワーステアリング装置１に設けられた各センサは、検出対象の状態変化に応じた信号を出力する。
トルクセンサ４１は、ステアリング２の操作によりステアリングシャフト１１に付与されたトルクの大きさに応じた信号（以下、「出力信号ＳＡ」）を電子制御装置４０に出力する。操舵角センサ４２は、第１シャフト１１Ａの回転量に応じた信号（以下、「出力信号ＳＢ」）を電子制御装置４０に出力する。転舵角センサ４３は、第２シャフト１１Ｂの回転量に応じた信号（以下、「出力信号ＳＣ」）を電子制御装置４０に出力する。車速センサ４６は、転舵輪３の回転速度に応じた信号（以下、「出力信号ＳＤ」）を電子制御装置４０に出力する。ヨーレートセンサ４７は、車両の回転に応じた信号（以下、「出力信号ＳＥ」）を電子制御装置４０に出力する。

電子制御装置４０は、各センサの出力に基づいて次の演算を行う。
トルクセンサ４１の出力信号ＳＡに基づいて、ステアリング２の操作にともない第１シャフト１１Ａに入力されたトルクの大きさに相当する演算値（以下、「操舵トルクτ」）を算出する。操舵角センサ４２の出力信号ＳＢに基づいてステアリング２の操舵角θｓを算出する。転舵角センサ４３の出力信号ＳＣに基づいて転舵輪３の回転量に対応する転舵角θｔを算出する。車速センサ４６の出力信号ＳＤに基づいて、車両の走行速度に相当する演算値（以下「車速Ｖ」）を算出する。ヨーレートセンサ４７の出力信号ＳＥに基づいて、車両の回転速度に相当する演算値（以下「ヨーレートγ」）を算出する。

グリップ検出スイッチ４９は、自動操舵制御を開始およびその実行を停止するためのスイッチである。グリップ検出スイッチ４９は「オン状態」と「オフ状態」との２つの状態を有する。「オン状態」のときグリップ検出スイッチ４９は点灯する。一方、「オフ状態」のときグリップ検出スイッチ４９は消灯する。

グリップ検出スイッチ４９が「オフ状態」のときに、グリップ検出スイッチ４９が押されたとき「オン状態」に切り替わる。グリップ検出スイッチ４９が「オン状態」のときに、グリップ検出スイッチ４９が押されたとき「オフ状態」に切り替わる。

表示装置５０は、転舵輪３のグリップがあることを検出したこと、および転舵輪３のグリップがあるところを検出しなかったことを表示する。表示装置５０は、車両のフロントパネル等、運転者が運転中に視認することができる場所に設けられている。

次に、電動パワーステアリング装置１の動作を説明する。
ステアリング２が操作されるとき、反力モータ２１の力が第１シャフト１１Ａに付与されて、回転方向と反対の力（以下、「反力」）が与えられる。第１シャフト１１Ａに付与される力が反力よりも大きくなるときステアリング２が回転する。ステアリング２の回転動力は、第１シャフト１１Ａから回転比変更機構３０を介して第２シャフト１１Ｂに伝達される。第２シャフト１１Ｂの回転動力は第３シャフト１１Ｃを介して第４シャフト１１Ｄに伝達され、ラックアンドピニオン機構１２によりラックシャフト１３の直線運動に変換される。ラックシャフト１３の直線運動は、同ラックシャフト１３の両端に連結されたタイロッド１４を介してナックルに伝達される。そして、ナックルの動作にともない転舵輪３の舵角が変更される。

ステアリング２の操舵状態について説明する。
ステアリング２の操舵角θｓは、ステアリング２が中立位置にあるときを基準として定められる。すなわち、ステアリング２が中立位置にあるときの操舵角θｓを「０」として、ステアリング２が中立位置から右方向または左方向に回転したとき、中立位置からの回転角度に応じて操舵角θｓが増加する。

転舵輪３の転舵角θｔについて説明する。
転舵輪３は、右回転方向に右最大角度まで回転し、また、左回転方向に左最大角度まで回転する。転舵輪３が車両の進行方向に向いているときの転舵角θｔを「０」として、転舵輪３が右最大角度まで回転したときの転舵角θｔを「最右転舵角θｒｍａｘ」とし、転舵輪３が左最大角度まで回転したときの転舵角θｔを「最左転舵角θｌｍａｘ」とする。

転舵輪３の全範囲にわたる回転に対応する転舵角θｔを「総転舵角θｔｔｌ」とする。総転舵角θｔｔｌは次のように与えられる。すなわち、総転舵角θｔｔｌは、転舵輪３が所定の転舵角θｔｘから最右転舵角θｒｍａｘまで回転し、最右転舵角θｒｍａｘから最左転舵角θｌｍａｘまで回転し、最左転舵角θｌｍａｘから元の所定転舵角θｔｘまで回転するときの回転量とする。具体的には、総転舵角θｔｔｌは「（最右転舵角θｒｍａｘ＋最左転舵角θｌｍａｘ）×２」で与えられる。

電動パワーステアリング装置１の動作モードについて説明する。
動作モードには、通常モードと、アクティブモードと、グリップ検出モードとがある。
通常モードのとき、第１シャフト１１Ａの回転速度に対する第２シャフト１１Ｂの回転速度の比（以下、「回転速度比」）は「１」に固定される。このモードは、車両の通常の走行時において実行される。すなわち、オーバステアまたはスタック等の特定のモードが生じない限りにおいて実行される。

アクティブモードのとき、運転状況により回転速度比が随時変更される。例えば、ヨーレートγ等の値に基づいてステアリングシャフト１１の操作がオーバステアと判定されるとき、回転速度比を変更することにより、第１シャフト１１Ａの回転方向とは反対方向に第２シャフト１１Ｂを回転させる。

グリップ検出モードのとき、第１シャフト１１Ａが固定された状態で、キャリア３５が回転する。すなわち、第１シャフト１１Ａの回転とは独立して、キャリア３５の回転により第２シャフト１１Ｂが回転する。なお、第１シャフト１１Ａの固定は、操舵トルクτに基づいて第１シャフト１１Ａに加わる力を算出し、この力と反対方向の力を反力モータ２１により付与することにより、実現される。

グリップ検出モードは、車両の転舵輪３が溝に嵌まり込んで転舵輪３が空転する状態になったとき、転舵輪３のグリップが生じるところを検出するために用いられる。
従来では、運転者がステアリング２の操作を行ってグリップのあるところを運転者のステアリング操作により把握していたが、グリップがあることを手動の操舵で把握することは難しい。そこで、自動操舵制御を実行して転舵輪３のグリップが生じるところを検出する。

図３を参照して、電子制御装置４０が実行する「自動操舵制御」について説明する。なお同処理は、電子制御装置４０により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
ステップＳ１１０において、グリップ検出スイッチ４９がオン状態か否かについて判定する。この判定が否定されるときは、同処理が終了する。一方、グリップ検出スイッチ４９が「オン状態」になっている旨判定されるとき、次のステップに移行する。すなわち、車両がスタックであると運転者が判断してグリップ検出スイッチ４９を押すことにより、自動操舵制御が実行される。

ステップＳ１２０、すなわちグリップ検出スイッチ４９が「オン状態」のとき、スロットル制御を禁止する旨の信号（以下、「スロットル制御禁止信号」）を出力する。スロットル制御禁止信号は、仮にアクセルが踏まれたとき、車両のスロットル（吸気弁）の開度が増大しない制御を車両制御装置２００に要求するものである。これにより、自動操舵制御が実行されるとき、転舵輪３が車軸周りで回転することを禁止し、グリップの検出と同時に車両が動き出すことを抑制する。

ステップＳ１３０、すなわちスロットル制御禁止信号を出力したあと、「グリップ検出制御」を実行する。この制御においては、転舵輪３を操舵してグリップの生じるところを検出する。グリップが検出されたときは、運転者にグリップを検出した旨を報知する。

ステップＳ１４０、すなわち「グリップ検出制御」の終了後、スロットル制御の禁止を解除する旨の信号を出力する。これにより、スロットルの開度制御が禁止されている状態からスロットルの開度制御を行うことが可能な状態に戻される。

図４を参照して、「グリップ検出制御」について説明する。
ステップＳ２００では、反力モータ２１により第１シャフト１１Ａの回転を固定する。
これにより、転舵輪３を転舵させるためにキャリア３５を回転させることに伴い第１シャフト１１Ａが回転することを抑制する。

ステップＳ２１０では、転舵輪３を回転する。すなわち、アシストモータ２３により第２シャフト１１Ｂを回転して、転舵輪３を所定方向に転舵する。
例えば、転舵角θｔが「０」にあるとき、転舵角θｔを「０」から「最右転舵角θｒｍａｘ」まで変化させる。続いて、転舵角θｔを「最右転舵角θｒｍａｘ」から「最左転舵角θｌｍａｘ」まで変化させる。更に、転舵角θｔを「最左転舵角θｌｍａｘ」から「０」まで変化させる。

転舵角θｔを変化させるとき、目標転舵角θｔａを設定し、転舵角θｔが目標転舵角θｔａと一致するように第２シャフト１１Ｂを回転させる。目標転舵角θｔａは、転舵開始からの経過時間に応じて変化させる。目標転舵角θｔａと転舵角θｔとの間に乖離が大きくなるとき、アシストモータ２３に供給する電流Ｉｍｂを大きくし、これにより第２シャフト１１Ｂのトルクを大きくする。

ステップＳ２２０では、転舵輪３の転舵中にブレーキ信号Ｓｂｌｋの有無を検出する。ブレーキ信号Ｓｂｌｋがあるとき、ステップＳ２８０に移行して当該転舵輪３の転舵を停止する。ブレーキ信号Ｓｂｌｋの入力がないときは次のステップに移行する。

ステップＳ２３０では、転舵輪３にグリップが生じているか否かを判定する。具体的には、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂが判定値ＨＡよりも大きいか否かを判定する。電流Ｉｍｂが判定値ＨＡよりも大きいことは、第２シャフト１１Ｂを回転させるために大きいトルクが必要とされていること、すなわち転舵輪３に負荷が加わっていることを意味する。したがって、この判定に基づいて、転舵輪３にグリップが生じていることを判定することが可能となる。すなわち、電流Ｉｍｂが判定値ＨＡよりも大きいとき、グリップがある旨を判定する。一方、電流Ｉｍｂが判定値ＨＡ以下のとき、グリップがない旨判定する。

ステップＳ２４０では、上記のグリップの有無判定によりグリップがある旨判定されたときは、ステップＳ２５０においてグリップありの表示をする。一方、グリップ判定によりグリップがない旨判定されるときは、次のステップＳ２６０に移行する。

ステップＳ２６０では、転舵の操作量が総転舵角θｔｔｌ以上であるか否かを判定する。すなわち、転舵輪３の転舵の全範囲においてグリップの検出が終了したか否かを判定する。この判定で肯定判定されたとき、次のステップＳ２７０に移行する。一方、転舵の操作量が総転舵角θｔｔｌ未満のとき、ステップＳ２１０に戻り転舵輪３の転舵を続ける。

操作量は、転舵を開始したときから判定時までの転舵輪３が回転した量を示す。
例えば、転舵輪３が、所定の転舵角θｔｘから最右転舵角θｒｍａｘまで回転し、最右転舵角θｒｍａｘから所定の転舵角θｔｙまで回転したとき、転舵の操作量は「最右転舵角θｒｍａｘ−転舵角θｔｘ」と「最右転舵角θｒｍａｘ−転舵角θｔｙ」との和により与えられる。

ステップＳ２７０では、ステップＳ２６０の肯定判定に基づいてグリップがない表示をする。すなわち、転舵輪３の転舵の全範囲においてアシストモータ２３の電流Ｉｍｂが判定値ＨＡ以上となるところがないとき、転舵輪３のグリップがない旨の表示をする。

ステップＳ２８０では、ブレーキ信号Ｓｂｌｋがあること、グリップが検出されたこと、または転舵輪３の転舵の全範囲においてグリップが検出されなかったことのいずれかが成立するとき、転舵輪３の転舵を停止する。ステップＳ２９０では、第１シャフト１１Ａの固定を解除する。これにより、ステアリング２の操作が可能な状態に戻す。

図５を参照して、自動操舵制御が実行されているときのアシストモータ２３の電流Ｉｍｂの推移について説明する。
時刻ｔ０において、車両がスタックしたことに基づいてグリップ検出スイッチ４９が押されたとき、自動操舵制御が実行される。このとき、転舵輪３が右回転方向に転舵する。このとき、転舵輪３にグリップがないため、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂは、転舵輪３が路面等に接触しているときよりも小さい値となる。すなわち、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂは判定値ＨＡよりも小さい。

時刻ｔ１において、転舵角θｔが最右転舵角θｒｍａｘとなったとき、転舵方向を反転させる。その後、転舵輪３を左回転方向に転舵する。暫くの間、転舵輪３にグリップがないため、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂは判定値ＨＡよりも小さい。

時刻ｔ２において、転舵角θｔが「０」となったとき、転舵輪３の方向は左側に向く。これ以降において暫くの間にわたって転舵輪３にグリップがないため、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂは判定値ＨＡよりも小さい。

時刻ｔ３において、転舵角θｔが「所定角θｔｚ」となったとき、転舵輪３に障害物があたることにより転舵輪３の回転のためにトルクが増大する。このため、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂが増大し、電流Ｉｍｂが判定値ＨＡよりも大きくなる。このとき、転舵輪３の転舵が停止する。表示装置５０にグリップがあった旨が表示される。

（第１実施形態の効果）
本実施形態の電動パワーステアリング装置１の電子制御装置４０によれば以下の効果が得られる。

（１）本実施形態では、自動操舵制御により転舵輪３のグリップが発生した転舵角θｔを検出する。この構成によれば、自動操舵制御により転舵輪３のグリップが発生した転舵角θｔを検出するため、運転者が転舵輪３のグリップの発生を判断してスタックを解消するための動作を行なう構成と比較してスタックを解消するための動作が早期に開始される可能性が高くなる。すなわち、スタックの解消に対してより高く貢献することができる。

（２）本実施形態では、転舵輪３のグリップが発生したとき自動操舵制御を停止する。
この構成によれば、転舵輪３のグリップが発生したとき自動操舵制御を停止するため、グリップのある転舵角θｔで次の運転操作を行うことができる。このため、スタックの解消の可能性が高くなる。

（３）本実施形態では、転舵輪３のグリップが発生したとき、転舵輪３のグリップが発生したことを報知する。このような報知がない場合は、運転者は次の運転操作をいつ開始すればよいか判断することができない。この点、上記構成によれば、転舵輪３のグリップのある旨を運転者に報知するため、スタックの解消に対し好適なタイミングで次の運転操作を行うことができる。

（４）本実施形態では、自動操舵制御の実行中においてアシストモータ２３の電流Ｉｍｂが所定値以上のとき、転舵輪３のグリップが発生している旨を判定する。すなわち、転舵輪３のグリップの発生が反映されるアシストモータ２３の電流Ｉｍｂを用いてグリップのあるところを検出する。このため、転舵輪３のグリップを運転者のステアリング操作により検出する場合と比較して、グリップのあるところを精確に把握することができる。これにより、スタック解消の確度を高くすることができる。

（５）本実施形態では、電動パワーステアリング装置１は、第１シャフト１１Ａに反力を付与する反力モータ２１と、第２シャフト１１Ｂにトルクを付与するアシストモータ２３とを備える。この構成によれば、第１シャフト１１Ａの回転に対して独立して第２シャフト１１Ｂを回転することが可能であるため、自動操舵制御中においてステアリング２を所定角度に維持することができる。

（６）本実施形態では、転舵輪３のグリップが発生しているとき、反力モータ２１の電流制御により第１シャフト１１Ａの操舵角θｓと第２シャフト１１Ｂの転舵角θｔ（すなわち、転舵輪３の転舵角θｔ）との差を小さくする。自動操舵制御によれば、第１シャフト１１Ａと第２シャフト１１Ｂとが独立して回転するため、第１シャフト１１Ａの操舵角θｓと第２シャフト１１Ｂの転舵角θｔとが一致しなくなる。このため、自動操舵制御により転舵輪３のグリップが生じるところを検出したときに車両を進行させると、運転者が予期しない方向に車両が進行する。この点、上記構成では、自動操舵制御により転舵輪３のグリップが生じるところを検出したとき、第１シャフト１１Ａの操舵角θｓと第２シャフト１１Ｂの転舵角θｔとの差を小さくする。これにより、運転者が予期しない方向に車両が進行するといった事象を少なくすることができる。

（７）本実施形態では、自動操舵制御の開始を要求するためのグリップ検出スイッチ４９（自動制御要求装置）を備える。
スタックが生じたとき自動的に自動操舵制御を実行する構成としたとき、転舵輪３の転舵の開始は運転者にとっては不意な動作となる。この点、本発明では、自動操舵制御を開始するための自動操舵制御の開始操作を必要とする。すなわち、運転者の意思に基づいて自動操舵制御を開始する構成としているため、運転者に対して不意になる動作が少ない。

（８）本実施形態では、自動操舵制御はブレーキ信号Ｓｂｌｋを検出したとき、転舵を停止し、その後、自動操舵制御を終了する。この構成によれば、運転者の意思により自動操舵制御を終了することができる。これにより、グリップが生じているか否かに拘わらず、転舵輪３の転舵を任意に止めることができる。

＜第２実施形態＞
図６〜図８を参照して、第２実施形態について説明する。
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、一定の車速を維持する車速制御機能を備える車両に備えられる。そして、車速制御の実行中に自動操舵制御を行う。以下、第１実施形態の構成からの詳細な変更について説明する。なお、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。

車速制御について説明する。
車速制御は、アクセルペダルの操作に基づかずに車速を一定速度に維持する制御である。車両は一定速度で走行するため、運転者はステアリング操作のみに注力して車両を制御することができる。特に、舗装されていない道路を走行するとき、この車速制御が実行される。

車速制御には、車速を一定速度に維持する定速度制御と、スタックを検出したときにスタックから脱出するための加速制御とが含まれる。
定速度制御は、車両の車速、加速度、および車両の姿勢等に基づいて、制御時よりも所定時間先の車速を推定し、スロットル開口度、噴射燃料、およびブレーキ操作を制御して車速を一定速度に維持する。

加速制御は、定速度制御の実行中において、同制御における最大トルク以上のトルクが必要となるときに実行される。すなわち、舗装されていない道路を走行するとき、転舵輪３が雨水等により形成された窪みに嵌り込むことがある。このとき、定速度制御だけでは、スタックから脱出することは難しい。そこで、スタックを検出したときに、スタックが検出されなくなるまでの期間にわたって加速制御を実行して内燃機関の出力を増大する。これによって車両がスタックになったとき自動的にスタックを抜け出す。

ところで、加速制御によってもスタックから抜け出せない場合がある。この場合、運転者が、ステアリング操作により転舵輪３のグリップのあるところを探し出す必要があるが、グリップのあるところを探し出すことは難しい。そこで、本実施形態では、車速制御中において、加速制御によっても脱出することのできないスタックにあるとき、本実施形態の自動操舵制御を実行する。

図６を参照して、車速制御および自動操舵制御を実行するためのスイッチ類について説明する。これらスイッチ類の操作パネル１１０は、車両のシフトレバー２１０の横側に設けられている。

操作パネル１１０には、車速制御の実行および停止を指令するための車速制御スイッチ１２０と、車速制御の車速を設定する車速制御ダイヤル１３０と、車速制御を停止した後に車速制御を再始動するための車速制御再始動スイッチ１４０と、自動操舵制御の実行および停止を指令するためのグリップ検出スイッチ１５０とが設けられている。操作パネル１１０には、これらのスイッチ類に加えて、グリップのありを示す第１表示装置１６０と、グリップのなしを示す第２表示装置１７０が設けられている。

車速制御スイッチ１２０が押されることにより車速制御スイッチ１２０は「オン状態」に移行する。車速制御スイッチ１２０がオン状態にあるとき、同スイッチが押されたとき車速制御スイッチ１２０は「オフ状態」に移行する。

図７を参照して、車両の制御装置が実行する「車速制御」の一例について説明する。なお同処理は、車速制御スイッチ１２０がオン状態になっている期間、電子制御装置４０により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ３００において、車両がスタックしているか否かが判定される。
車両のスタックは、例えば、車速と転舵輪３の回転数との関係に基づいて判定する。
具体的には、転舵輪３の回転数に基づいて転舵輪３の回転数に対応する車速（以下、「演算車速」）を演算し、この演算車速と車速Ｖとの差が基準値よりも大きいとき、スタックと判定する。

ステップＳ３００においてスタックでない旨判定されるとき、定速度制御を維持する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３００においてスタックである旨判定されるとき、次のステップＳ３１０に移行する。ステップＳ３１０では定速度制御を停止する。

ステップＳ３１１では、第１回目の加速制御が実行済みか否かを判定する。第１回目の加速制御済みではないとき、すなわちスタックを検出した後、加速制御を行っていないとき、ステップＳ３１２において加速制御を実行する。これにより、スタックからの脱出を試みる。一方、ステップＳ３１１において、第１回目の加速制御が実行済みである旨判定されたとき、次のステップＳ３２０に移行する。

ステップＳ３２０において第２回目の加速制御が実行済みであるか否かを判定する。ここで否定判定されるとき、すなわち、第１回目の加速制御を実行したこと、かつスタックであるとき、ステップＳ３２１に移行する。

ステップＳ３２１では、自動操舵制御を実行する。すなわち、転舵輪３を転舵して、グリップのあるところを探し出す。自動操舵制御により、グリップが検出されたとき（ステップＳ３２２：ＹＥＳ）、ステップＳ３２３に移行する。すなわち、グリップのあるところで加速制御を実行する。一方、自動操舵制御により、グリップが検出されなかったとき、同フローが終了する。

一方、ステップＳ３２０において、肯定判定されるとき、すなわち、車両がスタックであり、かつ第２回目の加速制御を実行済みである旨判定されるとき、ステップＳ３３０に移行する。

ステップ３３０では、第３回目の加速制御が実行済みであるか否かを判定する。ここで否定判定されるとき、すなわち、第２回目の加速制御を実行したこと、かつスタックであるとき、ステップＳ３３１に移行する。ステップＳ３３１〜ステップＳ３３３の処理は、ステップＳ３２１以降の処理と同様である。すなわち、自動操舵制御を実行し、グリップがあるときには加速制御を実行して、スタックからの脱出を試みる。

ステップ３３０において、肯定判定されるとき、すなわち、第３回目の加速制御を実行したこと、かつスタックであるとき、ステップＳ３３４において操作パネル１１０のスタックである旨を表示する。これにより、加速制御および自動操舵制御によってもスタックから脱出することができない旨を運転者に報知する。

図８を参照して、車速制御中において実行される「自動操舵制御」について説明する。
ステップＳ４１０において、車両制御装置２００から車両がスタックにあるか否かの情報を取得して、スタックか否かを判定する。車両がスタックにないときは、同処理は終了する。

ステップＳ４２０において、グリップ検出スイッチ１５０がオン状態か否かについて判定する。この判定処理は所定期間にわたって実行される。すなわち、車両制御装置２００がスタックと判定してから運転者がグリップ検出スイッチ１５０を押すまでに所定時間を要するため、所定期間にわたって入力待機状態とすることにより、グリップ検出スイッチ１５０を押す機会を確保している。

この判定が否定されるとき、すなわちグリップ検出スイッチ１５０が押されなかったとき、同処理は終了する。一方、グリップ検出スイッチ１５０が「オン状態」になっている旨判定されるとき、次のステップに移行する。

ステップＳ４３０、すなわちグリップ検出スイッチ１５０が「オン状態」のとき、スロットル制御を禁止する旨のスロットル制御禁止信号を出力する。
ステップＳ４４０、すなわちスロットル制御禁止信号を出力したあと、「グリップ検出制御」を実行する。この「グリップ検出制御」は、第１実施形態と同様の「グリップ検出制御」である。ステップＳ４５０、すなわち「グリップ検出制御」の終了後、スロットル制御の禁止を解除する旨の信号を出力する。

（第２実施形態の効果）
本実施形態の電動パワーステアリング装置１の電子制御装置４０によれば、先の第１実施形態による前記（１）〜（８）の効果に加えて、さらに以下に示す効果を奏することができる。

（９）本実施形態では、加速制御後にスタックにある旨判定されているとき、かつグリップ検出スイッチ１５０がオン状態にされているとき、自動操舵制御を実行する。
この構成によれば、車速制御の実行中において、（Ａ）少なくとも１回、加速制御が実行された後において車両がスタックにあること、（Ｂ）グリップ検出スイッチ１５０がオン状態にされたことを条件として、自動操舵制御を実行する。すなわち、スタックが検出されたとき、自動操舵制御を実行する前に、加速制御によるスタックの解消が実行される。このため、スタックが検出された最初の時期に自動操舵制御を実行する場合と比べて、スタックの解消を迅速に行うことができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記各実施形態に例示した態様に限られるものではなく、例えば以下のように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施してもよい。

・第１実施形態では、グリップ検出スイッチ４９がオン状態になっているときグリップ検出制御を実行するが、これに代えて次の構成としてもよい。すなわち、スタックを検出したとき、運転者にグリップの検出の旨を報知し、その後、グリップ検出制御を自動的に実行する。この場合、グリップ検出スイッチ４９を押す操作を行わなくてもグリップ検出制御が行われる。

・第１実施形態では、自動操舵制御を実行するとき、スロットル制御を禁止するが、これに代えて、次の構成としてもよい。例えば、自動操舵制御を実行するとき、スロットルを所定開度までは制御可能とし、かつ所定開度以上にスロットルが開かないように制御する。これにより、自動操舵制御においても内燃機関の出力を所定値までは維持することができるため、傾斜しているところに車両があるとき車両の姿勢を安定することが可能となる。

・第１実施形態では、スタックがあることを条件としてグリップ検出制御を実行しているが、このような条件を省略することもできる。すなわち、グリップ検出スイッチ４９がオン状態になることのみを条件として、グリップ検出制御を実行する構成としてもよい。この場合、電子制御装置４０によりスタックと判定されない状態のとき、運転者がスタックにあると判断する場合、例えば、転舵輪３のスリップが発生している状態において、自動操舵制御を実行することができる。

・第１実施形態では、転舵輪３のグリップが発生しているか否かを判定するためのパラメータ（以下、「グリップパラメータ」）として、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂを用いている。これに対し、グリップパラメータとして、例えば転舵輪３の回転速度の時間変化率、アシストモータ２３の電圧、反力モータ２１の電流Ｉｍａを用いることができる。これらのパラメータは、いずれも、転舵輪３が障害物にあたったとき転舵輪３の回転が制限されることにより、その値が変化するパラメータである。このため、このようなパラメータを採用することによっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

・第１実施形態では、グリップの検出の有無を表示装置５０（報知装置）により運転者に報知しているが、グリップの検出の結果を報知する手段はこれに限定されない。例えば、報知音、ステアリング２の振動等により、グリップの検出の有無を運転者に報知することができる。

・第１実施形態では、グリップが検出されたとき転舵輪３の転舵を停止するが、これに代えて、転舵輪３の転舵を維持してもよい。例えば、グリップが解消されない程度のトルクが発生するように、アシストモータ２３の電流Ｉｍｂを制御する。この制御によれば、転舵輪３と障害物とを所定の力以上で接触し続けることにより転舵の停止に伴うグリップの低下を抑制することができるため、スタックの解消の可能性を高くすることができる。

・第１実施形態では、ブレーキペダル４８の操作により生じるブレーキ信号Ｓｂｌｋに基づいて転舵を停止し、その後、自動操舵制御を終了するが、これを次のように変更することもできる。例えば、ブレーキペダル４８の操作に代えて、パーキングブレーキの操作に基づいて自動操舵制御を終了してもよい。すなわち、転舵輪３の回転速度を低下させる要求に基づいて転舵輪３の回転速度を低下させる装置（速度低下要求装置）であれば、これらの装置の動作信号に基づいて転舵を停止してもよく、上記（８）の効果と同様の効果を得ることができる。

・第１実施形態では、反力モータ２１と回転比変更機構３０とを備える電動パワーステアリング装置１に自動操舵制御を適用しているが、自動操舵制御は他の形態の電動パワーステアリング装置にも適用することができる。例えば、反力モータ２１のない電動パワーステアリング装置、ステアリング２の回転動力がワイヤを介して転舵輪３に伝達される所謂ステアバイワイヤ型の電動パワーステアリング装置に、自動操舵制御を適用することができる。

・第２実施形態では、車速制御を備える車両について自動操舵制御を適用しているが、車速制御の制御フローは同実施形態に挙げたフローに限定されない。例えば、同実施形態のように所謂オフロードに適用される車速制御に対して自動操舵制御が適用されているが、高速運転時における車速制御を実行する車両に対しても自動操舵制御を適用することも可能である。

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング、３…転舵輪、１０…操舵角伝達機構、１１…ステアリングシャフト、１２…ラックアンドピニオン機構、１３…ラックシャフト、１４…タイロッド、１１Ａ…第１シャフト、１１Ｂ…第２シャフト、１１Ｃ…第３シャフト、１１Ｄ…第４シャフト、２０…ＥＰＳアクチュエータ、２１…反力モータ、２２…ギア機構、２３…アシストモータ、３０…回転比変更機構、３０Ａ…遊星歯車機構、３１…第１太陽歯車、３２…第２太陽歯車、３３…第１遊星軸、３４…第２遊星軸、３３Ａ…第１遊星歯車、３３Ｂ…第２遊星歯車、３４Ａ…第３遊星歯車、３４Ｂ…第４遊星歯車、３５…キャリア、３５Ａ…伝達ギア、４０…電子制御装置、４１…トルクセンサ、４２…操舵角センサ、４３…転舵角センサ、４４…第１電流センサ、４５…第２電流センサ、４６…車速センサ、４７…ヨーレートセンサ、４８…ブレーキペダル、４９…グリップ検出スイッチ、５０…表示装置、１１０…操作パネル、１２０…車速制御スイッチ、１３０…車速制御ダイヤル、１４０…車速制御再始動スイッチ、１５０…グリップ検出スイッチ、１６０…第１表示装置、１７０…第２表示装置、２００…車両制御装置、２１０…シフトレバー。

Claims (7)

1. 電動モータの電流制御により転舵輪の転舵角を変更する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   自動操舵制御により前記転舵輪のグリップが発生した転舵角を検出し、
   前記転舵輪のグリップが発生したとき、前記自動操舵制御を停止するものであり、
   前記転舵角は、スタック時の前記自動操舵制御により検出される
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記転舵輪のグリップが発生したとき、前記転舵輪のグリップが発生したことを報知するための報知装置を作動させる
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
3. 請求項１または２に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記転舵輪のグリップの発生が反映される前記電動モータのパラメータをグリップパラメータとして、
   前記自動操舵制御の実行中かつ前記グリップパラメータが所定値以上のとき、前記転舵輪のグリップが発生している旨判定する
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記電動パワーステアリング装置は、ステアリングと一体的に回転する第１シャフトと、この第１シャフトに反力を付与する反力モータと、ラックシャフトに連動して回転する第２シャフトと、この第２シャフトにトルクを付与するアシストモータとしての前記電動モータとを含む
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
5. 請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記転舵輪のグリップが発生しているとき、前記反力モータの電流制御により前記第１シャフトの操舵角と前記転舵輪の転舵角との差を小さくする
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記自動操舵制御の開始を要求する自動制御要求装置を含む
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載される電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記自動操舵制御は、前記転舵輪の回転速度を低下させる要求を入力するための速度低下要求装置が操作されたことを示す操作信号を検出したとき、本制御を終了するものである
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。

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