JP5813438B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
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Description
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。
(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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (7)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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