WO2018025889A1 - 操舵補助装置及び操舵補助方法 - Google Patents

操舵補助装置及び操舵補助方法 Download PDF

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WO2018025889A1
WO2018025889A1 PCT/JP2017/027967 JP2017027967W WO2018025889A1 WO 2018025889 A1 WO2018025889 A1 WO 2018025889A1 JP 2017027967 W JP2017027967 W JP 2017027967W WO 2018025889 A1 WO2018025889 A1 WO 2018025889A1
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WO
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steering
vehicle
state
unit
steering assist
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PCT/JP2017/027967
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English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木　輝彦
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the present disclosure relates to a steering assist device and a steering assist method.
  • a power steering device that generates a steering assist force by driving a hydraulic pump increases the steering assist force by increasing the output of the hydraulic pump when the vehicle is moving backward compared to when the vehicle is moving forward. Is disclosed.
  • the driver when the vehicle is a large vehicle, the driver often performs steering by directly viewing the rear, and often twists the upper body and steers with one hand.
  • the driver when the driver moves the vehicle backward while maintaining a large steering angle of the steering wheel, the driver can increase the steering assist force by increasing the output of the hydraulic pump compared to when the vehicle is moving forward. Can not be reduced enough.
  • the present disclosure has been made in view of these points, and provides a steering assist device and a steering assist method that can reduce the burden on the driver.
  • a steering assist device includes a detection unit that detects that the state of the vehicle is a reverse drive state, a first auxiliary unit that assists steering of the vehicle by hydraulic pressure, and an electric power of the vehicle. When it is detected that the vehicle is in the reverse drive state with the second auxiliary part that performs steering assistance, the first auxiliary part performs steering assistance and the second auxiliary part performs steering assistance. And a controller that increases the steering assist amount as compared with a case where the vehicle is in the forward state.
  • the control unit causes the first auxiliary unit to perform steering assistance at the start of the steering assistance, and when the steering auxiliary amount by the first auxiliary unit exceeds a predetermined amount, the first auxiliary unit and the second auxiliary unit May assist the steering.
  • the steering assist device further includes a torque sensor that detects a steering torque applied to the steering, and the control unit causes the first auxiliary unit to perform steering assist when the steering torque is equal to or less than a predetermined value. When the torque exceeds a predetermined value, the first auxiliary part and the second auxiliary part may perform steering assistance.
  • the control unit determines a maximum value of a steering assist amount by the first auxiliary unit when the vehicle state is a reverse drive state, and a steering assist amount by the first auxiliary unit when the vehicle state is a forward drive state. It may be increased compared to the maximum value of.
  • the steering assist method includes a step of detecting that the state of the vehicle is in a reverse drive state, and, when it is detected that the vehicle is in the reverse drive state, performs steering assist of the vehicle by hydraulic pressure. Compared with the case where the state of the vehicle is a forward state, the first auxiliary unit performs the steering assist and the second auxiliary unit that performs the steering assist by the electric power performs the steering assist. Increasing the amount.
  • the driver's burden can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of a steering assist device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the steering assist system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of the steering assist device according to the embodiment.
  • FIG. 4A to FIG. 4D are diagrams for explaining the relationship between the steering angle and the steering control by the auxiliary unit when the vehicle is in the forward state.
  • FIGS. 5A to 5C are diagrams for explaining the relationship between the steering angle and the steering control by the auxiliary unit when the vehicle is in the reverse drive state.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of the steering assist process executed by the steering assist device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of a steering assist device according to an embodiment.
  • the steering assist device according to the embodiment is mounted on a vehicle V.
  • the steering assist device according to the embodiment is suitably used for a large vehicle V such as a bus or a truck.
  • a large vehicle V such as a bus or a truck.
  • the description will be made on the assumption that the vehicle V is a large vehicle V such as a bus or a truck.
  • the steering assist device generates steering assist force by generating a steering assist force obtained by amplifying the steering force generated by the driver of the vehicle V by steering the steering 11 provided in the vehicle V by hydraulic pressure. Is realized. Further, the steering assist device realizes steering assist by controlling the motor to generate a steering assist force.
  • the steering assist device When the steering assist device according to the embodiment detects that the vehicle V is moving forward, the steering assist by the hydraulic pressure is reduced by a predetermined amount, and the steering assist by the motor is performed. Further, when the steering assist device according to the embodiment detects that the vehicle V is moving backward, the steering assist device performs the steering assist without reducing the steering assist amount by the hydraulic pressure by a predetermined amount, and also performs the steering assist by the motor. By doing so, the steering assist device can increase the steering assist amount when the vehicle V is traveling backward as compared with the steering assist amount when the vehicle is traveling forward, thereby reducing the burden on the driver.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of the steering assist system SS according to the embodiment.
  • the steering assist system SS includes an integral type steering unit 10, a motor 20, a steering angle sensor 30, a vehicle speed sensor 40, a torque sensor 50, a pump unit 60, and a control unit 70. Is provided.
  • the integral type steering unit 10 is a unit that assists the steering operation by the driver.
  • the integral type steering unit 10 includes a steering 11, a steering shaft 12, a stub shaft 13, a power cylinder portion 14, a reservoir tank 15, and a control valve 16.
  • the steering shaft 12 has one end connected to the steering 11 and the other end connected to the stub shaft 13.
  • the stub shaft 13 has one end connected to the steering shaft 12 and the other end connected to the input shaft of the power cylinder unit 14.
  • the steering shaft 12 and the stub shaft 13 transmit the steering torque applied to the steering 11 to the power cylinder unit 14.
  • the power cylinder unit 14 transmits driving force to the steering wheel 80 of the vehicle V.
  • the reservoir tank 15 stores hydraulic oil supplied to the power cylinder unit 14.
  • the control valve 16 assists the driver's steering operation by controlling the amount of hydraulic oil supplied to the power cylinder unit 14 and applying a hydraulic pressure corresponding to the steering torque in the power cylinder unit 14.
  • the motor 20 is attached to the steering shaft 12.
  • the motor 20 is rotationally driven by the electric power supplied from the control unit 70, thereby giving assist torque (steering assisting force) to the steering shaft 12 to assist the driver's steering operation.
  • the motor 20 mainly provides a steering guidance function for the vehicle V to travel along the travel lane.
  • the steering angle sensor 30 is provided on the steering shaft 12, detects the rotation amount of the steering shaft 12, and detects the steering angle ⁇ based on the rotation amount.
  • the steering angle sensor 30 outputs the detected steering angle ⁇ to the control unit 70.
  • the vehicle speed sensor 40 detects the speed of the vehicle V.
  • the vehicle speed sensor 40 outputs the detected speed to the control unit 70.
  • the torque sensor 50 is attached to the steering shaft 12 and detects a steering torque applied to the steering 11.
  • the torque sensor 50 outputs the detected steering torque to the control unit 70.
  • the pump unit 60 includes a known variable displacement pump.
  • the pump unit 60 controls the flow rate of the drive oil supplied to the power cylinder unit 14 by the movement of the steering 11 under the control of the control unit 70, so that the steering force transmitted in the same direction as the steering force transmitted to the power cylinder unit 14 is controlled.
  • a power assist function for further transmitting force to the power cylinder unit 14 is provided.
  • the pump unit 60 includes a pump housing 61, a control valve 62, and an electromagnetic valve 63.
  • a pump chamber is defined in the pump housing 61.
  • the pump chamber is connected to the reservoir tank 15 via the suction passage 64 and sucks hydraulic oil from the reservoir tank 15 via the suction passage 64.
  • the pump chamber is connected with a first connection passage 65 that supplies hydraulic oil to the control valve 62 and a second connection passage 66 that supplies hydraulic oil to the control valve 16.
  • the second connection passage 66 includes a main oil passage 67 connected to the control valve 16 and an openable / closable auxiliary oil passage 68 connected to the control valve 62.
  • the control valve 62 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the power cylinder unit 14 in cooperation with the electromagnetic valve 63.
  • the electromagnetic valve 63 controls the opening and closing of the auxiliary oil passage 68.
  • the electromagnetic valve 63 is controlled by supplying electric power based on the steering angle detected by the steering angle sensor 30 and the traveling speed of the vehicle V detected by the vehicle speed sensor 40 from the control unit 70.
  • the electromagnetic valve 63 closes the auxiliary oil passage 68 when energized.
  • the control valve 62 decreases the pump discharge amount in the pump unit 60.
  • the electromagnetic valve 63 opens the auxiliary oil passage 68 in the non-energized state.
  • the control valve 62 increases the pump discharge amount in the pump unit 60.
  • the amount of power supplied to the electromagnetic valve 63 decreases as the steering angle increases. Further, since the steering assist force is required as the speed of the vehicle V is lower, the energization amount to the electromagnetic valve 63 becomes smaller as the traveling speed of the vehicle V becomes smaller.
  • the control unit 70 generates the steering assist force by controlling the motor 20 and the pump unit 60 based on the steering angle detected by the steering angle sensor 30, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 40, and the torque detected by the torque sensor 50.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of the steering assist device 1 according to the embodiment.
  • the steering assist device 1 includes a control unit 70 and an auxiliary unit 100.
  • the control unit 70 is a calculation resource including a processor (not shown) such as a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like, and by executing a program, the steering angle detection unit 71, the state detection unit 72, the torque detection unit 73, and the steering The function of the control unit 74 is realized.
  • a processor not shown
  • CPU Central Processing Unit
  • the auxiliary unit 100 is a mechanism that assists the driver of the vehicle V to move the steering wheel 80 by operating the steering 11, and includes the motor 20 and the pump unit 60.
  • the pump unit 60 functions as a first auxiliary unit that generates a steering assist force for performing power assist for steering the vehicle V by hydraulic pressure.
  • the motor 20 functions as a second assisting unit that assists in steering the vehicle V by generating assist torque with electric power and applying the torque to the steering shaft 12 as a steering assisting force.
  • the steering angle detector 71 detects the steering angle of the steering 11 using the steering angle sensor 30. Based on the vehicle speed output from the vehicle speed sensor 40, the state detection unit 72 is a forward state in which the state of the vehicle V is a forward state indicating a state in which the vehicle V can be advanced, or a reverse state in which the vehicle V is in a reverse state Is detected.
  • the state detection unit 72 detects that the gear position detected by the gear position sensor corresponds to reverse travel. It may be detected that the state of the vehicle V is a reverse state.
  • the steering controller 74 is based on the steering angle detected by the steering angle detector 71, the state of the vehicle V detected by the state detector 72, and the driver's steering torque detected by the torque sensor 50.
  • the steering assist of the vehicle V is performed by controlling the steering assist force generated by the pump unit 60.
  • the steering control unit 74 detects that the state of the vehicle V detected by the state detection unit 72 is a forward state, the steering assist amount by the pump unit 60 is changed from a predetermined steering assist amount to a predetermined amount.
  • the steering assist is performed by generating the steering assist force by reducing the steering force, and the steering assist is performed by causing the motor 20 to generate the steering assist force.
  • 4 (a) to 4 (d) are diagrams for explaining the relationship between the steering angle and the steering control by the auxiliary unit 100 when the vehicle V is in the forward state.
  • 4 (a), 4 (b) and 4 (d) show the steering angle with the steering angle of the steering wheel 11 as the horizontal axis and the magnitude of the torque acting as a drag felt by the driver operating the steering wheel 11 as the vertical axis. It is a figure which shows the relationship with a torque.
  • FIG. 4C is a diagram showing the relationship between the steering angle and the steering assist force with the steering angle of the steering 11 as the horizontal axis and the steering assist force generated by the control unit 70 from the motor 20 as the vertical axis.
  • the traveling speed of the vehicle V is the first speed (for example, around 10 km / h).
  • steering torque when the driver of the vehicle V turns the steering wheel 11 to the right, the steering angle is a positive value, and when the steering wheel 11 is turned to the left, the steering angle is a negative value.
  • steering torque the magnitude of torque serving as a drag felt by the driver operating the steering wheel 11 may be referred to as “steering torque”.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a relationship between the steering angle and the steering torque when the steering assist force is output only to the pump unit 60 in the vehicle V equipped with the steering assist device 1 according to the embodiment. is there.
  • the steering angle is increased.
  • the characteristic indicating the relationship between the steering torque and the steering torque increases as the steering angle increases from near 0 degrees, and the rate of increase in the steering torque increases, and then becomes saturated.
  • the traveling speed of the vehicle V is the first speed
  • the vehicle V turns in the parking lot or turns right or left at the intersection, and thus the steering amount increases.
  • the characteristic indicating the relationship between the steering angle and the steering torque is as shown in FIG. 4A, the steering becomes heavier as the steering amount of the steering 11 increases, and steering is difficult. turn into.
  • the steering control unit 74 controls the outputs of the motor 20 and the pump unit 60 so that the steering 11 does not become heavy even if the steering amount of the steering 11 increases. Specifically, the steering control unit 74 first reduces the output of the pump unit 60 by a predetermined torque amount t0 as a whole. As a result, the relationship between the steering angle and the holding torque is as shown in FIG. Assuming that the steering 11 is operated in a state in which the characteristic of the steering torque is as shown in FIG. 4B, the driver of the vehicle V is represented by the torque amount t0 as a whole. It feels like heavier than the torque.
  • the steering control unit 74 lowers the steering assist force by the pump unit 60 by the torque amount t0, and simultaneously controls the motor 20 to output the steering assist force related to the power assist function. For example, the steering control unit 74 generates a steering assist force in the pump unit 60 and the motor 20 so that the driver's steering holding torque does not become larger than the first torque amount t1. In the characteristic shown in FIG. 4B, since the steering angle corresponding to the torque amount t1 is the angle ⁇ 1, the steering control unit 74 generates the steering assist force to the motor 20 when the steering angle is equal to or larger than the angle ⁇ 1.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating the relationship between the steering assist force output to the motor 20 and the steering angle when the traveling speed of the vehicle V equipped with the steering assist device 1 according to the embodiment is the first speed. is there. As shown in FIG. 4C, it can be confirmed that a steering assist force is generated by the motor 20 when the steering angle is equal to or larger than the angle ⁇ 1.
  • FIG. 4D is a diagram illustrating a relationship between the steering angle and the steering torque when the vehicle V equipped with the steering assist device 1 according to the embodiment is traveling at the first speed.
  • the maximum value of the steering torque does not exceed t1.
  • the driver can continue the operation without feeling heavy even if the steering amount of the steering wheel 11 increases.
  • the load on the engine 90 is reduced, so that the fuel consumption in the vehicle V can be improved.
  • the steering control unit 74 causes the pump unit 60 to perform steering assistance and causes the motor 20 to perform steering assistance so that the vehicle V The steering assist amount is increased compared to when the vehicle is moving forward.
  • FIGS. 5A and 5C are diagrams showing the relationship between the steering angle and the torque with the steering angle of the steering 11 as the horizontal axis and the magnitude of the steering holding torque as the vertical axis.
  • FIG. 5B is a diagram showing the relationship between the steering angle and the steering assist force with the steering angle of the steering 11 as the horizontal axis and the steering assist force generated by the control unit 70 from the motor 20 as the vertical axis.
  • the steering control unit 74 does not reduce the output of the pump unit 60 as a whole by the torque amount t0 as in the case where the vehicle V is moving forward, and the vehicle V is moving backward.
  • the maximum value of the steering assist amount by the pump unit 60 is increased as compared with the maximum value of the steering assist amount by the pump unit 60 when the vehicle V is moving forward.
  • FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the steering angle and the steering torque when the steering assist force is output only to the pump unit 60.
  • FIG. 5A When the vehicle V is moved backward, the driver often performs steering by visually recognizing the rear side, and often twists the upper body and steers with one hand. For this reason, as shown in FIG. 5A, the output of the pump unit 60 is not lowered as compared with the forward movement. Thereby, although the steering 11 can be lightened compared with the case where the state of the vehicle V is a forward drive state, when a steering amount of the steering 11 is large, a driver
  • the steering control unit 74 causes the pump unit 60 to perform steering assistance at the start of steering assistance, that is, when the detected steering angle starts to change from 0 degree, and the steering assistance amount by the pump unit 60 is a predetermined amount.
  • the pump unit 60 and the motor 20 are made to assist steering.
  • the steering control unit 74 prevents the steering torque (driver's steering torque) detected by the torque detection unit 73 from exceeding the second torque amount t2 that is smaller than the first torque amount t1.
  • the motor 20 is made to assist steering.
  • the steering torque is the torque amount t2
  • the output of the steering assist force by the pump unit 60 is maximized.
  • the steering control unit 74 performs steering assistance only by the pump unit 60, and when the steering torque exceeds the torque amount t2, The unit 60 and the motor 20 are made to assist steering.
  • the steering angle corresponding to the torque amount t2 is the angle ⁇ 2, so that the steering assist by the motor 20 is performed when the detected steering angle is equal to or larger than the angle ⁇ 2.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating the relationship between the steering assist force output to the motor 20 and the steering angle when the vehicle V equipped with the steering assist device 1 according to the embodiment is moving backward. As shown in FIG. 5B, it can be confirmed that the steering assistance by the motor 20 is performed when the steering angle is equal to or larger than the angle ⁇ 2.
  • FIG. 5C is a diagram illustrating a relationship between the steering angle and the steering torque when the vehicle V equipped with the steering assist device 1 according to the embodiment is moving backward.
  • the maximum value of the steering holding torque is the maximum value t1 of the steering holding torque when the vehicle V is moving forward. Smaller than t2.
  • the steering assist device 1 can reduce the burden on the driver because the driver can continue the operation without feeling heavy the steering wheel 11 even if the driver twists the upper body and steers with one hand. .
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of the steering assist process executed by the steering assist device 1 according to the embodiment. The process in this flowchart starts when the engine 90 of the vehicle V is started, for example.
  • the steering angle detector 71 detects the steering angle using the steering angle sensor 30 (S2).
  • the state detection unit 72 detects the state of the vehicle V using the vehicle speed sensor 40 (S4). Specifically, the state detection unit 72 uses the vehicle speed sensor 40 to detect whether the state of the vehicle V is a forward movement state or a reverse movement state.
  • the torque detector 73 detects the driver's steering torque using the torque sensor 50 (S6).
  • the steering control unit 74 is detected based on the steering angle detected by the steering angle detection unit 71, the state of the vehicle V detected by the state detection unit 72, and the driver's steering torque detected by the torque detection unit 73.
  • the steering holding force of the driver at the determined steering angle is calculated (S8).
  • the steering control unit 74 controls the steering assist amount of the pump unit 60 and the motor 20 based on the steering holding force calculated in S8 (S10).
  • the steering assist device 1 continues the control of the steering assist force during the traveling of the vehicle V by repeating the above processing while the vehicle V is traveling.
  • the steering assist device 1 causes the pump unit 60 to assist the steering and also assists the motor 20 when the vehicle V is detected to be in the reverse drive state.
  • the steering assist amount is increased as compared with the case where the state of the vehicle V is the forward state. By doing so, the steering assist device 1 can reduce the burden on the driver.
  • the steering assist device 1 causes the pump unit 60 to assist the steering at the start of the steering assist, and causes the pump unit 60 and the motor 20 to assist the steering when the steering assist amount by the pump unit 60 exceeds a predetermined amount. Even if the driver's burden cannot be reduced only by the output from the pump unit 60, the driver's burden can be reduced by causing the motor 20 to assist the steering.
  • the steering assist device 1 when the detected steering torque is equal to or less than the torque amount t2, the steering assist device 1 causes the pump unit 60 to perform steering assist. When the steering torque exceeds the torque amount t2, the steering assist device 1 steers the pump unit 60 and the motor 20. Give assistance. By doing in this way, even if it is a case where a driver
  • the steering assist device 1 sets the maximum value of the steering assist amount by the pump unit 60 when the vehicle V is in the reverse traveling state, and the steering assist amount by the pump unit 60 when the vehicle V is in the forward traveling state. Increase compared to the maximum value. By doing so, it is possible to reduce the burden on the driver at the time of reverse travel while suppressing the timing at which the fuel consumption of the vehicle V decreases due to an increase in the steering assist amount by the pump unit 60 during reverse travel. Further, the steering assist device 1 can reduce the load of the motor 20 as much as the load by the pump unit 60 is increased, and can suppress heat generation due to the motor 20 being driven for a long time.
  • the burden on the driver can be reduced.

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Abstract

操舵補助装置１は、車両Ｖの状態が後進状態であることを検出する状態検出部７２と、油圧により車両Ｖの操舵補助を行うポンプユニット６０と、電力により車両Ｖの操舵補助を行うモータ２０と、車両Ｖの状態が後進状態であることが検出されると、ポンプユニット６０に操舵補助を行わせるとともに、モータ２０に操舵補助を行わせることにより、車両Ｖの状態が前進状態である場合に比べて、操舵補助量を増加させる操舵制御部７４と、を備える。

Description

操舵補助装置及び操舵補助方法
　本開示は、操舵補助装置及び操舵補助方法に関する。
　車庫入れ等により車両を後進させる場合、運転者は、車両が低速状態である場合に操舵することが多く、更に、前進時に比べてハンドルの操舵角が大きくなる傾向にある。このため、車両が後進する場合に、操舵補助装置が、前進時の操舵補助と同様に操舵補助を行うと、運転者がハンドル操作を重く感じてしまうという問題がある。
　このような問題に対して、車両を後進させる場合に、前進時に比べて操舵補助の量を増加させることが行われている。例えば、特許文献１には、油圧ポンプを駆動することによって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置が、車両の後退時に、前進時に比べて油圧ポンプの出力を増大させることにより、操舵補助力を増加させることが開示されている。
日本国特開２００６－６９３２４号公報
　しかしながら、車両が大型車両である場合、運転者は、後方を直接視認して操舵を行うことが多く、上体を捻って片手で操舵することが多い。特に、運転者が、ハンドルの操舵角が大きい状態を維持して車両を後進させる場合には、車両の前進時に比べて油圧ポンプの出力を増大させて操舵補助力を増加させても、運転者の負担を十分に軽減することができない。
　本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、運転者の負担を軽減することができる操舵補助装置及び操舵補助方法を提供する。
　本開示の第１の態様に係る操舵補助装置は、車両の状態が後進状態であることを検出する検出部と、油圧により前記車両の操舵補助を行う第１補助部と、電力により前記車両の操舵補助を行う第２補助部と、前記後進状態であることが検出されると、前記第１補助部に操舵補助を行わせるとともに、前記第２補助部に操舵補助を行わせることにより、前記車両の状態が前進状態である場合に比べて、操舵補助量を増加させる制御部と、を備える。
　前記制御部は、前記操舵補助の開始時に前記第１補助部により操舵補助を行わせ、前記第１補助部による操舵補助量が所定量を超えると、前記第１補助部及び前記第２補助部に操舵補助を行わせてもよい。
　前記操舵補助装置は、ステアリングにかかる操舵トルクを検出するトルクセンサを更に備え、前記制御部は、前記操舵トルクが所定値以下の場合に、前記第１補助部により操舵補助を行わせ、前記操舵トルクが所定値を超えると、前記第１補助部及び第２補助部に操舵補助を行わせてもよい。
　前記制御部は、前記車両の状態が後進状態である場合における前記第１補助部による操舵補助量の最大値を、前記車両の状態が前進状態である場合における前記第１補助部による操舵補助量の最大値に比べて増加させてもよい。
　本開示の第２の態様に係る操舵補助方法は、車両の状態が後進状態であることを検出するステップと、前記後進状態であることが検出されると、油圧により前記車両の操舵補助を行う第１補助部に操舵補助を行わせるとともに、電力により前記車両の操舵補助を行う第２補助部に操舵補助を行わせることにより、前記車両の状態が前進状態である場合に比べて、操舵補助量を増加させるステップと、を備える。
　本開示によれば、運転者の負担を軽減することができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態に係る操舵補助装置の概要を説明するための図である。 図２は、実施の形態に係る操舵補助システムの構成を模式的に示す図である。 図３は、実施の形態に係る操舵補助装置の構成を模式的に示す図である。 図４（ａ）から図４（ｄ）は、車両の状態が前進状態である場合の操舵角と補助部による操舵制御との関係を説明するための図である。 図５（ａ）から図５（ｃ）は、車両の状態が後進状態である場合の操舵角と補助部による操舵制御との関係を説明するための図である。 図６は、実施の形態に係る操舵補助装置が実行する操舵補助処理の流れを説明するためのフローチャートである。
＜実施の形態の概要＞
　図１は、実施の形態に係る操舵補助装置の概要を説明するための図である。実施の形態に係る操舵補助装置は車両Ｖに搭載される。限定はしないが、実施の形態に係る操舵補助装置は、バスやトラック等の大型の車両Ｖに好適に用いられる。以下本明細書では、車両Ｖがバスやトラック等の大型の車両Ｖであることを前提に説明する。
　実施の形態に係る操舵補助装置は、車両Ｖの運転者が車両Ｖに設けられているステアリング１１を操舵することにより発生した操舵力を油圧により増幅した操舵補助力を発生させることにより、操舵補助を実現する。また、操舵補助装置は、モータを制御して操舵補助力を発生させることにより、操舵補助を実現する。
　実施の形態に係る操舵補助装置は、車両Ｖが前進していることを検出すると、油圧による操舵補助を所定量減少させて、モータによる操舵補助を行う。また、実施の形態に係る操舵補助装置は、車両Ｖが後進していることを検出すると、油圧による操舵補助量を所定量減少させずに操舵補助を行うとともに、モータによる操舵補助を行う。このようにすることで、操舵補助装置は、車両Ｖの後進時における操舵補助量を前進時における操舵補助量に比べて増加させ、運転者の負担を軽減することができる。
＜操舵補助システムの構成＞
　図２は、実施の形態に係る操舵補助システムＳＳの構成を模式的に示す図である。図２に示すように、操舵補助システムＳＳは、インテグラル式ステアリングユニット１０と、モータ２０と、操舵角センサ３０と、車速センサ４０と、トルクセンサ５０と、ポンプユニット６０と、制御部７０とを備える。
　インテグラル式ステアリングユニット１０は、運転者による操舵操作を補助するユニットである。インテグラル式ステアリングユニット１０は、ステアリング１１と、ステアリングシャフト１２と、スタブシャフト１３と、パワーシリンダ部１４と、リザーバタンク１５と、コントロールバルブ１６とを備える。
　ステアリングシャフト１２は、一端がステアリング１１に接続されているとともに、他端がスタブシャフト１３に接続されている。スタブシャフト１３は、一端がステアリングシャフト１２に接続されているとともに、他端がパワーシリンダ部１４の入力軸に接続されている。ステアリングシャフト１２及びスタブシャフト１３は、ステアリング１１に付与された操舵トルクをパワーシリンダ部１４に伝達する。
　パワーシリンダ部１４は、車両Ｖの操舵輪８０に駆動力を伝達する。
　リザーバタンク１５は、パワーシリンダ部１４に供給される作動油を貯留する。
　コントロールバルブ１６は、パワーシリンダ部１４に供給される作動油の油量を制御し、操舵トルクに応じた油圧をパワーシリンダ部１４内に作用させることにより、運転者の操舵操作を補助する。
　モータ２０は、ステアリングシャフト１２に取り付けられている。モータ２０は、制御部７０から供給される電力で回転駆動することにより、ステアリングシャフト１２にアシストトルク（操舵補助力）を付与して運転者の操舵操作を補助する。モータ２０は、車両Ｖが走行車線に沿って走行するための操舵誘導機能を主として提供する。
　操舵角センサ３０は、ステアリングシャフト１２に設けられており、ステアリングシャフト１２の回転量を検出し、当該回転量に基づいて操舵角θを検出する。操舵角センサ３０は、検出した操舵角θを制御部７０に出力する。
　車速センサ４０は、車両Ｖの速度を検出する。車速センサ４０は、検出した速度を制御部７０に出力する。
　トルクセンサ５０は、ステアリングシャフト１２に取り付けられており、ステアリング１１にかかる操舵トルクを検出する。トルクセンサ５０は、検出した操舵トルクを制御部７０に出力する。
　ポンプユニット６０は、既知の可変容量形ポンプを備える。ポンプユニット６０は、制御部７０の制御の下、ステアリング１１の動きによってパワーシリンダ部１４に供給される駆動油の流量を制御することにより、パワーシリンダ部１４に伝達される操舵力と同方向の力をパワーシリンダ部１４に更に伝達するパワーアシスト機能を提供する。
　ポンプユニット６０は、ポンプハウジング６１と、制御弁６２と、電磁弁６３とを備える。
　ポンプハウジング６１内には、ポンプ室が区画形成されている。ポンプ室は、吸入通路６４を介してリザーバタンク１５に接続されており、吸入通路６４を介してリザーバタンク１５から作動油を吸入する。また、ポンプ室には、作動油を制御弁６２に供給する第１接続通路６５が接続されているとともに、作動油をコントロールバルブ１６に供給する第２接続通路６６が接続されている。
　第２接続通路６６は、コントロールバルブ１６に接続された主油通路６７と、制御弁６２に接続された開閉可能な副油通路６８とを備えている。
　制御弁６２は電磁弁６３と協働してパワーシリンダ部１４に供給される作動油の流量を制御する。
　電磁弁６３は、副油通路６８の開閉を制御する。電磁弁６３は、制御部７０から、操舵角センサ３０が検出した操舵角及び車速センサ４０が検出した車両Ｖの走行速度に基づいた電力を供給されることによって制御される。
　電磁弁６３は、通電された場合では、副油通路６８を閉鎖する。副油通路６８が閉鎖されると、制御弁６２はポンプユニット６０におけるポンプ吐出量を減少させる。一方、電磁弁６３は、非通電状態では、副油通路６８を開放する。副油通路６８が開放されると、制御弁６２は、ポンプユニット６０におけるポンプ吐出量を増大させる。
　例えば、操舵角が大きいほど操舵補助力を必要とするため、電磁弁６３への通電量は操舵角が大きくなるほど小さくなる。また、車両Ｖの速度が低速であるほど操舵補助力を必要とするため、電磁弁６３への通電量は車両Ｖの走行速度が小さくなるほど小さくなる。
　制御部７０は、操舵角センサ３０が検出した操舵角、車速センサ４０が検出した車速、及びトルクセンサ５０が検出したトルクに基づいて、モータ２０及びポンプユニット６０を制御して操舵補助力を発生させる。
＜操舵補助装置１の機能構成＞
　図３は、実施の形態に係る操舵補助装置１の構成を模式的に示す図である。操舵補助装置１は、制御部７０と補助部１００とを備える。制御部７０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサやメモリ等を含む計算リソースであり、プログラムを実行することによって、操舵角検出部７１、状態検出部７２、トルク検出部７３及び操舵制御部７４の機能を実現する。
　補助部１００は、車両Ｖの運転者がステアリング１１を操作することで操舵輪８０を動かすことを補助する機構であり、モータ２０とポンプユニット６０とを含む。ポンプユニット６０は、油圧により車両Ｖの操舵のパワーアシストを行うための操舵補助力を発生する第１補助部として機能する。モータ２０は、電力によりアシストトルクを発生させ、ステアリングシャフト１２に当該トルクを操舵補助力として加えることにより車両Ｖの操舵補助を行う第２補助部として機能する。
　操舵角検出部７１は、操舵角センサ３０を用いてステアリング１１の操舵角を検出する。状態検出部７２は、車速センサ４０から出力される車速に基づいて、車両Ｖの状態が、車両Ｖが前進可能な状態を示す前進状態であるか、車両Ｖが後進可能な状態を示す後進状態であるかを検出する。ここで、操舵補助装置１に、車両Ｖの現在のギア位置を示すギア位置センサを更に設けておき、状態検出部７２が、ギア位置センサが検出したギア位置が後進に対応している場合に、車両Ｖの状態が後進状態であることを検出してもよい。
　操舵制御部７４は、操舵角検出部７１が検出した操舵角と、状態検出部７２が検出した車両Ｖの状態と、トルクセンサ５０が検出した運転者の操舵トルクとに基づいて、モータ２０及びポンプユニット６０が発生する操舵補助力を制御することにより車両Ｖの操舵補助を行う。
　具体的には、操舵制御部７４は、状態検出部７２が検出した車両Ｖの状態が前進状態であることを検出すると、ポンプユニット６０による操舵補助量を、定められた操舵補助量から所定量減少させて操舵補助力を発生させることにより操舵補助を行わせるとともに、モータ２０に操舵補助力を発生させることにより操舵補助を行わせる。
　図４（ａ）から図４（ｄ）は、車両Ｖの状態が前進状態である場合の操舵角と補助部１００による操舵制御との関係を説明するための図である。図４（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）は、ステアリング１１の操舵角を横軸とし、ステアリング１１を操作する運転者が感じる抗力となるトルクの大きさを縦軸とする、操舵角とトルクとの関係を示す図である。図４（ｃ）は、ステアリング１１の操舵角を横軸とし、制御部７０がモータ２０に発生させる操舵補助力を縦軸とする操舵角と操舵補助力との関係を示す図である。なお、図４に示す例では、車両Ｖの走行速度が第１速度（例えば１０ｋｍ／ｈ付近）であるものとする。
　図４において、車両Ｖの運転者がステアリング１１を右に切る場合、操舵角は正の値となり、ステアリング１１を左に切る場合、操舵角は負の値となる。以下説明の便宜上、ステアリング１１を操作する運転者が感じる抗力となるトルクの大きさを「保舵トルク」と記載することがある。
　図４（ａ）は、実施の形態に係る操舵補助装置１を搭載した車両Ｖにおいて、ポンプユニット６０にのみ操舵補助力を出力させたときの操舵角と保舵トルクとの関係を示す図である。図４（ａ）に示すようにポンプユニット６０にのみ操舵補助力を出力させる場合、すなわちポンプユニット６０にパワーアシスト機能のみを実現させ、モータ２０に操舵補助力を発生させない場合には、操舵角と保舵トルクとの関係を示す特性は、操舵角が０度付近から大きくなるにしたがって保舵トルクの増加率が上昇し、その後飽和状態となる特性となる。車両Ｖの走行速度が第１速度である場合、車両Ｖは、駐車場内で旋回したり、交差点において右左折したりすることから、操舵量が多くなる。これに対して、操舵角と保舵トルクとの関係を示す特性は図４（ａ）に示すものであることから、ステアリング１１の操舵量が多くなるにしたがってステアリングが重くなり、操舵がしにくくなってしまう。
　そこで操舵制御部７４は、ステアリング１１の操舵量が多くなってもステアリング１１が重くならないようにモータ２０及びポンプユニット６０の出力を制御する。具体的には、操舵制御部７４はまず、ポンプユニット６０の出力を全体として予め定められたトルク量ｔ０だけ下げさせる。この結果、操舵角と保舵トルクとの関係は、図４（ｂ）に示すようになる。保舵トルクの特性が図４（ｂ）に表されるような形状となった状態でステアリング１１を操作したとすると、車両Ｖの運転者は、ステアリング１１が全体としてトルク量ｔ０で表されるトルクの分だけ重くなったように感じられることになる。
　操舵制御部７４は、ポンプユニット６０による操舵補助力をトルク量ｔ０だけ下げさせると同時に、モータ２０を制御してパワーアシスト機能に係る操舵補助力を出力させる。例えば、操舵制御部７４は、運転者の保舵トルクが第１のトルク量ｔ１よりも大きくならないように、操舵補助力をポンプユニット６０及びモータ２０に発生させる。図４（ｂ）に示す特性では、トルク量ｔ１に対応する操舵角は角度θ１であることから、操舵制御部７４は、操舵角が角度θ１以上である場合に操舵補助力をモータ２０に発生させる。
　図４（ｃ）は、実施の形態に係る操舵補助装置１を搭載した車両Ｖの走行速度が第１速度である場合にモータ２０に出力させる操舵補助力と操舵角との関係を示す図である。図４（ｃ）に示すように、操舵角が角度θ１以上である場合にモータ２０による操舵補助力が発生することが確認できる。
　図４（ｄ）は、実施の形態にかかる操舵補助装置１を搭載した車両Ｖが第１速度で走行している場合における操舵角と保舵トルクとの関係を示す図である。図４（ｄ）に示すように、モータ２０による操舵補助力がステアリングシャフト１２に伝達される結果、保舵トルクの最大値はｔ１以上にならない。これにより、運転者は、ステアリング１１の操舵量が多くなっても重く感じることなく操作を続けることができる。また、ポンプユニット６０の出力を全体としてトルク量ｔ０だけ下げることにより、エンジン９０に係る負荷は減少するので、車両Ｖにおける燃費を向上させることができる。
　操舵制御部７４は、車両Ｖの状態が後進状態であることを状態検出部７２が検出すると、ポンプユニット６０により操舵補助を行わせるとともに、モータ２０に操舵補助を行わせることにより、車両Ｖが前進している場合に比べて操舵補助量を増加させる。
　図５（ａ）から図５（ｃ）は、車両Ｖの状態が後進状態である場合の操舵角と補助部１００による操舵制御との関係を説明するための図である。図５（ａ）及び（ｃ）は、ステアリング１１の操舵角を横軸とし、保舵トルクの大きさを縦軸とする、操舵角とトルクとの関係を示す図である。図５（ｂ）は、ステアリング１１の操舵角を横軸とし、制御部７０がモータ２０に発生させる操舵補助力を縦軸とする操舵角と操舵補助力との関係を示す図である。
　操舵制御部７４は、車両Ｖが後進している場合、車両Ｖが前進している場合のようにポンプユニット６０の出力を全体としてトルク量ｔ０だけ下げず、車両Ｖが後進している場合におけるポンプユニット６０による操舵補助量の最大値を、車両Ｖが前進している場合のポンプユニット６０による操舵補助量の最大値に比べて増加させる。
　図５（ａ）は、ポンプユニット６０にのみ操舵補助力を出力させたときの操舵角と保舵トルクとの関係を示す図である。車両Ｖを後進させる場合には、運転者が後方を直接視認して操舵を行うことが多く、上体を捻って片手で操舵することが多い。このため、図５（ａ）に示すように、ポンプユニット６０の出力を前進時に比べて下げないようにする。これにより、車両Ｖの状態が前進状態である場合に比べてステアリング１１を軽くすることができるものの、ステアリング１１の操舵量が多い場合に運転者の負担を十分に軽減することができない。
　そこで、操舵制御部７４は、操舵補助の開始時、すなわち、検出された操舵角が０度から変化し始める場合にポンプユニット６０により操舵補助を行わせ、ポンプユニット６０による操舵補助量が所定量（例えば、ポンプユニット６０による最大出力量）を超えると、ポンプユニット６０及びモータ２０に操舵補助を行わせる。
　具体的には、操舵制御部７４は、トルク検出部７３が検出する操舵トルク（運転者の保舵トルク）が第１のトルク量ｔ１よりも小さい第２のトルク量ｔ２以上にならないように、モータ２０に操舵補助を行わせる。ここで、保舵トルクがトルク量ｔ２である場合、ポンプユニット６０による操舵補助力の出力が最大となるものとする。
　すなわち、操舵制御部７４は、トルク検出部７３により検出される操舵トルクがトルク量ｔ２以下の場合に、ポンプユニット６０のみにより操舵補助を行わせ、当該操舵トルクがトルク量ｔ２を超えると、ポンプユニット６０及びモータ２０に操舵補助を行わせる。
　図５（ａ）に示す特性では、トルク量ｔ２に対応する操舵角は角度θ２であることから、検出された操舵角が角度θ２以上である場合にモータ２０による操舵補助が行われる。
　図５（ｂ）は、実施の形態にかかる操舵補助装置１を搭載した車両Ｖが後進している場合におけるモータ２０に出力させる操舵補助力と操舵角との関係を示す図である。図５（ｂ）に示すように、操舵角が、角度θ２以上である場合にモータ２０による操舵補助が行われることが確認できる。
　図５（ｃ）は、実施の形態にかかる操舵補助装置１を搭載した車両Ｖが後進している場合における操舵角と保舵トルクとの関係を示す図である。図５（ｃ）に示すように、モータ２０による操舵補助力がステアリングシャフト１２に伝達される結果、保舵トルクの最大値は、車両Ｖが前進している場合における保舵トルクの最大値ｔ１よりも小さいｔ２になる。これにより、操舵補助装置１は、運転者が上体を捻って片手で操舵しても、ステアリング１１を重く感じることなく操作を続けさせることができるので、運転者の負担を軽減することができる。
＜操舵補助装置１が実行する操舵補助の処理フロー＞
　図６は、実施の形態に係る操舵補助装置１が実行する操舵補助処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば車両Ｖのエンジン９０が始動したときに開始する。
　操舵角検出部７１は、操舵角センサ３０を用いて操舵角を検出する（Ｓ２）。状態検出部７２は、車速センサ４０を用いて車両Ｖの状態を検出する（Ｓ４）。具体的には、状態検出部７２は、車速センサ４０を用いて車両Ｖの状態が前進状態であるか、後進状態であるかを検出する。
　トルク検出部７３は、トルクセンサ５０を用いて、運転者の操舵トルクを検出する（Ｓ６）。
　操舵制御部７４は、操舵角検出部７１が検出した操舵角と、状態検出部７２が検出した車両Ｖの状態と、トルク検出部７３が検出した運転者の操舵トルクとに基づいて、検出された操舵角における運転者の保舵力を算出する（Ｓ８）。
　操舵制御部７４は、Ｓ８において算出された保舵力に基づいて、ポンプユニット６０及びモータ２０の操舵補助量を制御する（Ｓ１０）。
　操舵制御部７４がモータ２０及びポンプユニット６０に発生させる操舵補助力を制御すると、本フローチャートにおける処理は終了する。操舵補助装置１は車両Ｖの走行中に上記の処理を繰り返すことにより、車両Ｖの走行時における操舵補助力の制御を継続する。
　以上説明したように、実施の形態に係る操舵補助装置１は、車両Ｖの状態が後進状態であると検出されると、ポンプユニット６０に操舵補助を行わせるとともに、モータ２０に操舵補助を行わせることにより、車両Ｖの状態が前進状態である場合に比べて、操舵補助量を増加させる。このようにすることで、操舵補助装置１は、運転者の負担を軽減することができる。
　また、操舵補助装置１は、操舵補助の開始時にポンプユニット６０により操舵補助を行わせ、ポンプユニット６０による操舵補助量が所定量を超えると、ポンプユニット６０及びモータ２０に操舵補助を行わせるので、ポンプユニット６０による出力だけでは運転者の負担を軽減することができない場合であっても、モータ２０に操舵補助を行わせることで運転者の負担を軽減することができる。
　また、操舵補助装置１は、検出された操舵トルクがトルク量ｔ２以下の場合に、ポンプユニット６０により操舵補助を行わせ、操舵トルクがトルク量ｔ２を超えると、ポンプユニット６０及びモータ２０に操舵補助を行わせる。このようにすることで、運転者の操舵量が多い場合であっても、操舵トルクがトルク量ｔ２以上にならないように抑制することができる。
　また、操舵補助装置１は、車両Ｖの状態が後進状態である場合におけるポンプユニット６０による操舵補助量の最大値を、車両Ｖの状態が前進状態である場合におけるポンプユニット６０による操舵補助量の最大値に比べて増加させる。このようにすることで、ポンプユニット６０による操舵補助量の増加によって車両Ｖの燃費が低下するタイミングを後進時に抑えつつ、後進時における運転者の負担を軽減することができる。また、操舵補助装置１は、ポンプユニット６０による負荷を増加させる分、モータ２０の負荷を軽減することができ、モータ２０が長時間駆動することによる発熱を抑制することができる。
　以上、本開示を実施の形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
　本出願は、2016年8月2日付で出願された日本国特許出願（特願2016-152048）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示によれば、運転者の負担を軽減することができる。
　１　操舵補助装置
　１０　インテグラル式ステアリングユニット
　１１　ステアリング
　１２　ステアリングシャフト
　２０　モータ
　３０　操舵角センサ
　４０　車速センサ
　５０　トルクセンサ
　６０　ポンプユニット
　７０　制御部
　７１　操舵角検出部
　７２　状態検出部
　７３　トルク検出部
　７４　操舵制御部
　１００　補助部
　ＳＳ　操舵補助システム
　Ｖ　車両

Claims (5)

  1. 　車両の状態が後進状態であることを検出する検出部と、
    　油圧により前記車両の操舵補助を行う第１補助部と、
    　電力により前記車両の操舵補助を行う第２補助部と、
    　前記後進状態であることが検出されると、前記第１補助部に操舵補助を行わせるとともに、前記第２補助部に操舵補助を行わせることにより、前記車両の状態が前進状態である場合に比べて、操舵補助量を増加させる制御部と、
    　を備える操舵補助装置。
  2. 　前記制御部は、前記操舵補助の開始時に前記第１補助部により操舵補助を行わせ、前記第１補助部による操舵補助量が所定量を超えると、前記第１補助部及び前記第２補助部に操舵補助を行わせる、
    　請求項１に記載の操舵補助装置。
  3. 　ステアリングにかかる操舵トルクを検出するトルクセンサを更に備え、
    　前記制御部は、前記操舵トルクが所定値以下の場合に、前記第１補助部により操舵補助を行わせ、前記操舵トルクが所定値を超えると、前記第１補助部及び第２補助部に操舵補助を行わせる、
    　請求項２に記載の操舵補助装置。
  4. 　前記制御部は、前記車両の状態が後進状態である場合における前記第１補助部による操舵補助量の最大値を、前記車両の状態が前進状態である場合における前記第１補助部による操舵補助量の最大値に比べて増加させる、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の操舵補助装置。
  5. 　車両の状態が後進状態であることを検出するステップと、
    　前記後進状態であることが検出されると、油圧により前記車両の操舵補助を行う第１補助部に操舵補助を行わせるとともに、電力により前記車両の操舵補助を行う第２補助部に操舵補助を行わせることにより、前記車両の状態が前進状態である場合に比べて、操舵補助量を増加させるステップと、
    　を備える操舵補助方法。
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