JPH11208498A - 車両用自動操舵装置 - Google Patents
車両用自動操舵装置Info
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- JPH11208498A JPH11208498A JP1417698A JP1417698A JPH11208498A JP H11208498 A JPH11208498 A JP H11208498A JP 1417698 A JP1417698 A JP 1417698A JP 1417698 A JP1417698 A JP 1417698A JP H11208498 A JPH11208498 A JP H11208498A
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- JP
- Japan
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- steering
- torque
- automatic steering
- automatic
- angular acceleration
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動操舵中の乗員による手動操舵を正確に検
出して自動操舵を確実に解除する。 【解決手段】 ステアリングシャフトに発生するトルク
Ｔａと、ステアリングホイールの慣性モーメントを操舵
角加速度θｈ”まで回転加速するために要するトルクＴ
ｉとの差に基づいて、自動操舵の解除を判定する。この
トルク差（Ｔａ−Ｔｉ）は乗員による手動操舵トルクに
ほぼ等しく、自動操舵中の乗員による手動操舵の有無を
正確に検出することができ、手動操舵が行われたときに
は自動操舵を確実に解除することができる。
出して自動操舵を確実に解除する。 【解決手段】 ステアリングシャフトに発生するトルク
Ｔａと、ステアリングホイールの慣性モーメントを操舵
角加速度θｈ”まで回転加速するために要するトルクＴ
ｉとの差に基づいて、自動操舵の解除を判定する。この
トルク差（Ｔａ−Ｔｉ）は乗員による手動操舵トルクに
ほぼ等しく、自動操舵中の乗員による手動操舵の有無を
正確に検出することができ、手動操舵が行われたときに
は自動操舵を確実に解除することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵角をそ
の目標値に一致させる車両用自動操舵装置に関する。
の目標値に一致させる車両用自動操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用自動操舵装置は、ステアリングシ
ャフトをアクチュエータにより駆動制御し、操舵角をそ
の目標値に一致させることによって車両の自動操舵を行
うものである。
ャフトをアクチュエータにより駆動制御し、操舵角をそ
の目標値に一致させることによって車両の自動操舵を行
うものである。
【０００３】この車両用自動操舵装置において、ステア
リングシャフトにかかるトルクが所定値以上になると、
自動操舵中に乗員が自動操舵力に抗してステアリングホ
イールを回転させたと判断し、自動操舵を解除するよう
にした車両用自動操舵装置が知られている（例えば、特
開平４−３８２６６号公報参照）。
リングシャフトにかかるトルクが所定値以上になると、
自動操舵中に乗員が自動操舵力に抗してステアリングホ
イールを回転させたと判断し、自動操舵を解除するよう
にした車両用自動操舵装置が知られている（例えば、特
開平４−３８２６６号公報参照）。
【０００４】ところで、自動操舵により障害物を回避す
る場合には、ステアリングシャフトの回転角加速度が大
きくなり、ステアリングシャフトに過渡的に大きなねじ
りトルクが発生する。特に、ステアリングホイール内に
エアバック装置を内蔵した車両では、ステアリングホイ
ールの慣性モーメントが大きいので、大きなねじりトル
クが発生する。このような場合に、上述した車両用自動
操舵装置では、ねじりトルクが所定値以上になると自動
操舵中に乗員による手動操舵が行われたと判断し、自動
操舵を解除してしまう。
る場合には、ステアリングシャフトの回転角加速度が大
きくなり、ステアリングシャフトに過渡的に大きなねじ
りトルクが発生する。特に、ステアリングホイール内に
エアバック装置を内蔵した車両では、ステアリングホイ
ールの慣性モーメントが大きいので、大きなねじりトル
クが発生する。このような場合に、上述した車両用自動
操舵装置では、ねじりトルクが所定値以上になると自動
操舵中に乗員による手動操舵が行われたと判断し、自動
操舵を解除してしまう。
【０００５】そこで、上記の問題を解決するために、自
動操舵中にステアリングシャフトにかかるトルクが所定
値以上になっても、ステアリングシャフトの回転角加速
度が所定値以上の場合には自動操舵を解除しないように
した車両用自動操舵装置が提案されている（特開平８−
３３７１８１号公報参照）。
動操舵中にステアリングシャフトにかかるトルクが所定
値以上になっても、ステアリングシャフトの回転角加速
度が所定値以上の場合には自動操舵を解除しないように
した車両用自動操舵装置が提案されている（特開平８−
３３７１８１号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た後者の車両用自動操舵装置では、自動操舵中に乗員が
モーターによる駆動力と逆の方向に操舵した場合には、
ステアリングシャフトにねじりトルクが発生し、且つス
テアリングシャフトが所定値以上の回転角加速度で回転
すると、手動操舵が行われているにも拘わらず自動操舵
が解除されないという問題がある。また、自動操舵中に
乗員がモーターによる駆動力と同じ方向に操舵した場合
には、ステアリングシャフトにねじりトルクが発生しな
いことがあり、そのような場合にも手動操舵が行われて
いるにも拘わらず自動操舵が解除されないという問題が
ある。
た後者の車両用自動操舵装置では、自動操舵中に乗員が
モーターによる駆動力と逆の方向に操舵した場合には、
ステアリングシャフトにねじりトルクが発生し、且つス
テアリングシャフトが所定値以上の回転角加速度で回転
すると、手動操舵が行われているにも拘わらず自動操舵
が解除されないという問題がある。また、自動操舵中に
乗員がモーターによる駆動力と同じ方向に操舵した場合
には、ステアリングシャフトにねじりトルクが発生しな
いことがあり、そのような場合にも手動操舵が行われて
いるにも拘わらず自動操舵が解除されないという問題が
ある。
【０００７】本発明の目的は、自動操舵中の乗員による
手動操舵を正確に検出して自動操舵を確実に解除するこ
とにある。
手動操舵を正確に検出して自動操舵を確実に解除するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明
は、ステアリングホイールと操舵輪とを結ぶ操舵系に目
標操舵角に応じた自動操舵力を入力するアクチュエータ
を備えた車両用自動操舵装置に適用される。そして、ス
テアリングシャフトに発生するトルクＴａを検出する手
段と、操舵角加速度θｈ”を検出する手段と、ステアリ
ングホイールの慣性モーメントを操舵角加速度θｈ”ま
で回転加速するために要するトルクＴｉを演算する手段
と、トルクＴａとトルクＴｉとの差に基づいてアクチュ
エータによる自動操舵の解除を判定する手段とを備え、
これにより上記目的を達成することができる。 （２） 請求項２の車両用自動操舵装置は、判定手段に
よって、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所定値
より小さい場合には自動操舵を解除せず、トルクＴａと
トルクＴｉの差の絶対値が所定値以上の場合には自動操
舵を解除するようにしたものである。 （３） 請求項３の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がステアリングシャフトの回転角を検出する
手段を有し、検出した回転角の二階微分値を操舵角加速
度θｈ”とするようにしたものである。 （４） 請求項４の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がアクチュエータの回転角を検出する手段を
有し、検出した回転角の二階微分値に基づいて操舵角加
速度θｈ”を検出するようにしたものである。 （５） 請求項５の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がサイドロッドの進退量を検出する手段を有
し、検出した進退量の二階微分値に基づいて操舵角加速
度θｈ”を検出するようにしたものである。
は、ステアリングホイールと操舵輪とを結ぶ操舵系に目
標操舵角に応じた自動操舵力を入力するアクチュエータ
を備えた車両用自動操舵装置に適用される。そして、ス
テアリングシャフトに発生するトルクＴａを検出する手
段と、操舵角加速度θｈ”を検出する手段と、ステアリ
ングホイールの慣性モーメントを操舵角加速度θｈ”ま
で回転加速するために要するトルクＴｉを演算する手段
と、トルクＴａとトルクＴｉとの差に基づいてアクチュ
エータによる自動操舵の解除を判定する手段とを備え、
これにより上記目的を達成することができる。 （２） 請求項２の車両用自動操舵装置は、判定手段に
よって、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所定値
より小さい場合には自動操舵を解除せず、トルクＴａと
トルクＴｉの差の絶対値が所定値以上の場合には自動操
舵を解除するようにしたものである。 （３） 請求項３の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がステアリングシャフトの回転角を検出する
手段を有し、検出した回転角の二階微分値を操舵角加速
度θｈ”とするようにしたものである。 （４） 請求項４の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がアクチュエータの回転角を検出する手段を
有し、検出した回転角の二階微分値に基づいて操舵角加
速度θｈ”を検出するようにしたものである。 （５） 請求項５の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がサイドロッドの進退量を検出する手段を有
し、検出した進退量の二階微分値に基づいて操舵角加速
度θｈ”を検出するようにしたものである。
【０００９】
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、ステ
アリングシャフトに発生するトルクＴａと、ステアリン
グホイールの慣性モーメントを操舵角加速度θｈ”まで
回転加速するために要するトルクＴｉとの差に基づい
て、自動操舵の解除を判定するようにした。このトルク
差（Ｔａ−Ｔｉ）は乗員による手動操舵トルクにほぼ等
しく、自動操舵中の乗員による手動操舵の有無を正確に
検出することができ、手動操舵が行われたときには自動
操舵を確実に解除することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、トルクＴａとトルク
Ｔｉの差の絶対値が所定値より小さい場合には自動操舵
を解除せず、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所
定値以上の場合には自動操舵を解除するようにした。こ
の所定値には、トルクＴａの検出誤差、回転角加速度θ
ｈ”の検出誤差、検出手段へ混入するノイズなどを考慮
した値を設定することができ、自動操舵の解除を正しく
判定することができる。 （３） 請求項３の発明によれば、ステアリングシャフ
トの回転角を検出し、検出した回転角の二階微分値を操
舵角加速度θｈ”とするようにしたので、操舵角加速度
θｈ”を正確に検出することができる。 （４） 請求項４の発明によれば、自動操舵用アクチュ
エータの回転角を検出し、検出した回転角の二階微分値
に基づいて操舵角加速度θｈ”を検出するようにした。
通常、自動操舵用アクチュエータはロータリーエンコー
ダーを内蔵しているので、それによりアクチュエータの
回転角を検出することができ、アクチュエータとステア
リングシャフトとの間に介装されるギアのギア比を考慮
して操舵角θｈと操舵角加速度θｈ”を算出することが
できる。したがって、ステアリングシャフトの回転角を
検出するためのセンサーが不要となり、自動操舵装置の
コストを低減することができる。 （５） 請求項５の発明によれば、サイドロッドの進退
量を検出し、検出した進退量の二階微分値に基づいて操
舵角加速度θｈ”を検出するようにしたので、ステアリ
ングシャフトの回転角や自動操舵アクチュエータの回転
角を検出して操舵角加速度θｈ”を求める場合に比べ、
回転角センサーよりも安価な抵抗器などにより正確に操
舵角加速度θｈ”を検出することができる。
アリングシャフトに発生するトルクＴａと、ステアリン
グホイールの慣性モーメントを操舵角加速度θｈ”まで
回転加速するために要するトルクＴｉとの差に基づい
て、自動操舵の解除を判定するようにした。このトルク
差（Ｔａ−Ｔｉ）は乗員による手動操舵トルクにほぼ等
しく、自動操舵中の乗員による手動操舵の有無を正確に
検出することができ、手動操舵が行われたときには自動
操舵を確実に解除することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、トルクＴａとトルク
Ｔｉの差の絶対値が所定値より小さい場合には自動操舵
を解除せず、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所
定値以上の場合には自動操舵を解除するようにした。こ
の所定値には、トルクＴａの検出誤差、回転角加速度θ
ｈ”の検出誤差、検出手段へ混入するノイズなどを考慮
した値を設定することができ、自動操舵の解除を正しく
判定することができる。 （３） 請求項３の発明によれば、ステアリングシャフ
トの回転角を検出し、検出した回転角の二階微分値を操
舵角加速度θｈ”とするようにしたので、操舵角加速度
θｈ”を正確に検出することができる。 （４） 請求項４の発明によれば、自動操舵用アクチュ
エータの回転角を検出し、検出した回転角の二階微分値
に基づいて操舵角加速度θｈ”を検出するようにした。
通常、自動操舵用アクチュエータはロータリーエンコー
ダーを内蔵しているので、それによりアクチュエータの
回転角を検出することができ、アクチュエータとステア
リングシャフトとの間に介装されるギアのギア比を考慮
して操舵角θｈと操舵角加速度θｈ”を算出することが
できる。したがって、ステアリングシャフトの回転角を
検出するためのセンサーが不要となり、自動操舵装置の
コストを低減することができる。 （５） 請求項５の発明によれば、サイドロッドの進退
量を検出し、検出した進退量の二階微分値に基づいて操
舵角加速度θｈ”を検出するようにしたので、ステアリ
ングシャフトの回転角や自動操舵アクチュエータの回転
角を検出して操舵角加速度θｈ”を求める場合に比べ、
回転角センサーよりも安価な抵抗器などにより正確に操
舵角加速度θｈ”を検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す
図である。ステアリングホイール１はステアリングシャ
フト２に連結され、両者は一体に回転する。ステアリン
グシャフト２はアッパーシャフト２ａとロアシャフト２
ｂから成り、それらは自在継手３により連結される。ア
ッパーシャフト２ａの上端はステアリングホイール１に
連結され、ロアシャフト２ｂの下端はステアリング・ギ
アボックス４に連結される。ステアリング・ギアボック
ス４はラックアンドピニオン式であり、ロアシャフト２
ｂの下端に連結されるピニオン（不図示）がサイドロッ
ド５に螺合する。
図である。ステアリングホイール１はステアリングシャ
フト２に連結され、両者は一体に回転する。ステアリン
グシャフト２はアッパーシャフト２ａとロアシャフト２
ｂから成り、それらは自在継手３により連結される。ア
ッパーシャフト２ａの上端はステアリングホイール１に
連結され、ロアシャフト２ｂの下端はステアリング・ギ
アボックス４に連結される。ステアリング・ギアボック
ス４はラックアンドピニオン式であり、ロアシャフト２
ｂの下端に連結されるピニオン（不図示）がサイドロッ
ド５に螺合する。
【００１１】アッパーシャフト２ａの自在継手３側の端
部には歯車６が取り付けられ、自動操舵用モーター７の
出力軸に取り付けられた歯車８と螺合する。自動操舵用
モーター７は、ロータリーエンコーダー、タコジェネレ
ーターおよび電磁式クラッチを内蔵している。モーター
７はコントローラー９に接続されており、コントローラ
ー９からの制御信号ＳMによりクラッチのオン、オフと
回転量が制御される。また、アッパーシャフト２ａのス
テアリングホイール１側の端部にはトルクセンサー１０
と回転角センサー１１が取り付けられている。トルクセ
ンサー１０は、ステアリングホイール１と歯車６との間
のアッパーシャフト２ａにかかるトルクＴを検出する。
回転角センサー１１は、アッパーシャフト２ａの回転角
θを検出する。
部には歯車６が取り付けられ、自動操舵用モーター７の
出力軸に取り付けられた歯車８と螺合する。自動操舵用
モーター７は、ロータリーエンコーダー、タコジェネレ
ーターおよび電磁式クラッチを内蔵している。モーター
７はコントローラー９に接続されており、コントローラ
ー９からの制御信号ＳMによりクラッチのオン、オフと
回転量が制御される。また、アッパーシャフト２ａのス
テアリングホイール１側の端部にはトルクセンサー１０
と回転角センサー１１が取り付けられている。トルクセ
ンサー１０は、ステアリングホイール１と歯車６との間
のアッパーシャフト２ａにかかるトルクＴを検出する。
回転角センサー１１は、アッパーシャフト２ａの回転角
θを検出する。
【００１２】また、この実施の形態の操舵系は油圧式パ
ワーステアリング機構を備えている。サイドロッド５が
油圧シリンダー１４のピストンロッドとしても機能し、
ロアシャフト２ｂに生じるねじりトルクに応じて油圧シ
リンダー１４の左右のシリンダー室に供給する油圧を制
御し、操舵系に対するアシスト力を発生させる。このパ
ワーステアリング機構は手動操舵時と自動操舵時のいず
れの場合にも作動し、手動操舵時の乗員による操舵力を
軽減するとともに、自動操舵用モーター７の小型化を図
ることができる。
ワーステアリング機構を備えている。サイドロッド５が
油圧シリンダー１４のピストンロッドとしても機能し、
ロアシャフト２ｂに生じるねじりトルクに応じて油圧シ
リンダー１４の左右のシリンダー室に供給する油圧を制
御し、操舵系に対するアシスト力を発生させる。このパ
ワーステアリング機構は手動操舵時と自動操舵時のいず
れの場合にも作動し、手動操舵時の乗員による操舵力を
軽減するとともに、自動操舵用モーター７の小型化を図
ることができる。
【００１３】コントローラー９はマイクロコンピュータ
ーとその周辺部品から構成され、情報センサー１２から
送られる道路形状などのデータＤと、トルクセンサー１
０からの検出トルクＴと、回転角センサー１１からの回
転角θとに基づいて目標操舵角を演算し、モーター７を
駆動制御して自動操舵を行うとともに、後述する制御プ
ログラムを実行して自動操舵の解除を行う。すなわち、
自動操舵中における乗員の手動操舵の有無を正確に検出
し、モーター７による自動操舵力に抗して乗員が手動操
舵を行った場合には速やかに自動操舵を解除する。
ーとその周辺部品から構成され、情報センサー１２から
送られる道路形状などのデータＤと、トルクセンサー１
０からの検出トルクＴと、回転角センサー１１からの回
転角θとに基づいて目標操舵角を演算し、モーター７を
駆動制御して自動操舵を行うとともに、後述する制御プ
ログラムを実行して自動操舵の解除を行う。すなわち、
自動操舵中における乗員の手動操舵の有無を正確に検出
し、モーター７による自動操舵力に抗して乗員が手動操
舵を行った場合には速やかに自動操舵を解除する。
【００１４】ここで、この実施の形態の操舵系を力学的
に解析する。図２は、自動操舵力の入力点である歯車６
と手動操舵力の入力点であるステアリングホイール１と
の間をモデル化した図である。今、自動操舵が行われて
おり、ステアリングホイール１が乗員によって支持され
ず、解放されているとする。モーター７によりアッパー
シャフト２ａが歯車６側から角度θｏだけ回転駆動され
たときに、ステアリングホイール１が慣性力に打ち勝っ
て角度θｈだけ回転したとすると、アッパーシャフト２
ａのねじり剛性をＫｈ、ステアリングホイール１の慣性
モーメントをＩｈとすれば、図２に示す力学系に次の運
動方程式が成立する。
に解析する。図２は、自動操舵力の入力点である歯車６
と手動操舵力の入力点であるステアリングホイール１と
の間をモデル化した図である。今、自動操舵が行われて
おり、ステアリングホイール１が乗員によって支持され
ず、解放されているとする。モーター７によりアッパー
シャフト２ａが歯車６側から角度θｏだけ回転駆動され
たときに、ステアリングホイール１が慣性力に打ち勝っ
て角度θｈだけ回転したとすると、アッパーシャフト２
ａのねじり剛性をＫｈ、ステアリングホイール１の慣性
モーメントをＩｈとすれば、図２に示す力学系に次の運
動方程式が成立する。
【数１】Ｉｈ＊θｈ”＋Ｋｈ（θｈ−θｏ）＝０ なお、数式１においてθｈ”は回転角θｈの二階微分値
である回転角加速度を表す。
である回転角加速度を表す。
【００１５】また、この場合にアッパーシャフト２ａに
かかるねじりトルクＴａは次式で表される。
かかるねじりトルクＴａは次式で表される。
【数２】Ｔａ＝Ｋｈ（θｏ−θｈ） 数式１と数式２から次式が導出される。
【数３】Ｔａ＝Ｉｈ＊θｈ”
【００１６】自動操舵時にステアリングホイール１が解
放状態にある場合には、自動操舵によってステアリング
ホイール１を回転加速するために要するトルクＴｉは、
アッパーシャフト２ａに発生するねじりトルクＴａと等
しく、
放状態にある場合には、自動操舵によってステアリング
ホイール１を回転加速するために要するトルクＴｉは、
アッパーシャフト２ａに発生するねじりトルクＴａと等
しく、
【数４】Ｔｉ＝Ｔａ＝Ｉｈ＊θｈ” となる。したがって、ステアリングホイール１の慣性モ
ーメントＩｈを回転角加速度θｈ”まで加速するために
要するトルクＴｉは、ステアリングホイール１の回転角
加速度θｈ”を検出することによって推定できる。な
お、ステアリングホイール１の回転角θｈはアッパーシ
ャフト２ａの上端の回転角と等しく、回転角センサー１
１により検出される。また、アッパーシャフト２ａにか
かるねじりトルクＴａはトルクセンサー１０により検出
される。
ーメントＩｈを回転角加速度θｈ”まで加速するために
要するトルクＴｉは、ステアリングホイール１の回転角
加速度θｈ”を検出することによって推定できる。な
お、ステアリングホイール１の回転角θｈはアッパーシ
ャフト２ａの上端の回転角と等しく、回転角センサー１
１により検出される。また、アッパーシャフト２ａにか
かるねじりトルクＴａはトルクセンサー１０により検出
される。
【００１７】次に、自動操舵が行われているときに、乗
員が自動操舵力に抗してステアリングホイール１を回転
させると、歯車６とステアリングホイール１との間のア
ッパーシャフト２ａにねじりトルクＴａが発生する。こ
のねじりトルクＴａは、ステアリングホイール１の慣性
モーメントＩｈを回転角加速度θｈ”まで加速するため
に要するトルクＴｉ（＝Ｉｈ＊θｈ”）と、乗員による
手動操舵トルクＴｄとの和になる。
員が自動操舵力に抗してステアリングホイール１を回転
させると、歯車６とステアリングホイール１との間のア
ッパーシャフト２ａにねじりトルクＴａが発生する。こ
のねじりトルクＴａは、ステアリングホイール１の慣性
モーメントＩｈを回転角加速度θｈ”まで加速するため
に要するトルクＴｉ（＝Ｉｈ＊θｈ”）と、乗員による
手動操舵トルクＴｄとの和になる。
【数５】Ｔａ＝Ｔｉ＋Ｔｄ＝Ｉｈ＊θｈ”＋Ｔｄ
【００１８】数式５から明らかなように、アッパーシャ
フト２ａのねじりトルクＴａとステアリングホイール１
を回転加速するために要するトルクＴｉとの差（Ｔａ−
Ｔｉ）は、乗員による手動操舵トルクＴｄに等しい。
フト２ａのねじりトルクＴａとステアリングホイール１
を回転加速するために要するトルクＴｉとの差（Ｔａ−
Ｔｉ）は、乗員による手動操舵トルクＴｄに等しい。
【数６】Ｔａ−Ｔｉ＝Ｔａ−Ｉｈ＊θｈ”＝Ｔｄ したがって、上記差（Ｔａ−Ｔｉ）を求めることによっ
て、自動操舵中における乗員の手動操舵の有無を正確に
判断することができる。
て、自動操舵中における乗員の手動操舵の有無を正確に
判断することができる。
【００１９】この実施の形態では、センサー１０により
検出したアッパーシャフト２ａのねじりトルクＴａと、
数式４により算出したステアリングホイール１を回転加
速するために要するトルクＴｉとを比較し、両者の差の
絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａより小さい場合には自
動操舵を解除せず、所定値Ａ以上の場合に自動操舵を解
除する。
検出したアッパーシャフト２ａのねじりトルクＴａと、
数式４により算出したステアリングホイール１を回転加
速するために要するトルクＴｉとを比較し、両者の差の
絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａより小さい場合には自
動操舵を解除せず、所定値Ａ以上の場合に自動操舵を解
除する。
【００２０】これにより、自動操舵中に乗員がモーター
７による駆動力と逆の方向に手動操舵した場合でも、ア
ッパーシャフト２ａに大きなねじりトルクＴａが発生
し、ステアリングホイール１を回転加速するために要す
るトルクＴｉとの差が増大して、両者の差の絶対値｜Ｔ
ａ−Ｔｉ｜が所定値Ａを越えるため、乗員により手動操
舵が行われたことを正確に検出でき、自動操舵を解除す
ることができる。
７による駆動力と逆の方向に手動操舵した場合でも、ア
ッパーシャフト２ａに大きなねじりトルクＴａが発生
し、ステアリングホイール１を回転加速するために要す
るトルクＴｉとの差が増大して、両者の差の絶対値｜Ｔ
ａ−Ｔｉ｜が所定値Ａを越えるため、乗員により手動操
舵が行われたことを正確に検出でき、自動操舵を解除す
ることができる。
【００２１】また、自動操舵中に乗員がモーター７によ
る駆動力と同じ方向に手動操舵した場合には、アッパー
シャフト２ａに発生するねじりトルクＴａが小さくなる
が、ステアリングホイール１を回転加速するために要す
るトルクＴｉは大きく、両者の差の絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ
｜が所定値Ａを越えるため、乗員により手動操舵が行わ
れたことを正確に検出でき、自動操舵を解除することが
できる。
る駆動力と同じ方向に手動操舵した場合には、アッパー
シャフト２ａに発生するねじりトルクＴａが小さくなる
が、ステアリングホイール１を回転加速するために要す
るトルクＴｉは大きく、両者の差の絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ
｜が所定値Ａを越えるため、乗員により手動操舵が行わ
れたことを正確に検出でき、自動操舵を解除することが
できる。
【００２２】一方、障害物を回避するために自動操舵に
より急な転舵が行われた場合には、ステアリングホイー
ル１の慣性力によってねじりトルクＴａが過渡的に大き
くなり、センサー１０の検出値Ｔ（＝Ｔａ）が増加する
ことがある。しかし、この場合には、数式４により算出
されるステアリングホイール１を回転加速するために要
するトルクＴｉも大きくなり、両者の差（Ｔａ−Ｔｉ）
は理論的に０になる。したがって、両者の差の絶対値｜
Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａよりも小さくなり、自動操舵は
解除されない。
より急な転舵が行われた場合には、ステアリングホイー
ル１の慣性力によってねじりトルクＴａが過渡的に大き
くなり、センサー１０の検出値Ｔ（＝Ｔａ）が増加する
ことがある。しかし、この場合には、数式４により算出
されるステアリングホイール１を回転加速するために要
するトルクＴｉも大きくなり、両者の差（Ｔａ−Ｔｉ）
は理論的に０になる。したがって、両者の差の絶対値｜
Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａよりも小さくなり、自動操舵は
解除されない。
【００２３】なお、所定値Ａには、トルクセンサー１０
の検出値Ｔとねじりトルクの真値Ｔａとの間の測定誤
差、回転角センサー１１の検出値θとステアリングホイ
ール１の回転角の真値θｈとの間の測定誤差、センサー
検出値Ｔ、θに混入するノイズなどを考慮した値を設定
する。
の検出値Ｔとねじりトルクの真値Ｔａとの間の測定誤
差、回転角センサー１１の検出値θとステアリングホイ
ール１の回転角の真値θｈとの間の測定誤差、センサー
検出値Ｔ、θに混入するノイズなどを考慮した値を設定
する。
【００２４】図３は自動操舵解除プログラムを示すフロ
ーチャートである。このフローチャートにより、一実施
の形態の動作を説明する。コントローラー９は、自動操
舵制御モードにおいて所定時間ごとにこの制御プログラ
ムを実行する。ステップ１において、トルクセンサー１
０から検出トルクＴを読み込み、アッパーシャフト２ａ
のねじりトルクＴａとする。また、回転角センサー１１
から検出回転角θを読み込み、ステアリングホイール１
の回転角θｈとする。ステップ２で回転角θｈの二階微
分値θｈ”を演算し、続くステップ３で数式４によりス
テアリングホイール１の慣性モーメントＩｈを回転角加
速度θｈ”まで加速するために要するトルクＴｉを演算
する。ステップ４において、両者の差の絶対値｜Ｔａ−
Ｔｉ｜が所定値Ａよりも小さいかどうかを確認し、所定
値Ａよりも小さいときは自動操舵を解除せずに処理を終
了する。差の絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａ以上のと
きはステップ５へ進み、モーター停止指令ＳMを出力す
る。これにより、モーター７のクラッチがオフされ、自
動操舵が解除される。
ーチャートである。このフローチャートにより、一実施
の形態の動作を説明する。コントローラー９は、自動操
舵制御モードにおいて所定時間ごとにこの制御プログラ
ムを実行する。ステップ１において、トルクセンサー１
０から検出トルクＴを読み込み、アッパーシャフト２ａ
のねじりトルクＴａとする。また、回転角センサー１１
から検出回転角θを読み込み、ステアリングホイール１
の回転角θｈとする。ステップ２で回転角θｈの二階微
分値θｈ”を演算し、続くステップ３で数式４によりス
テアリングホイール１の慣性モーメントＩｈを回転角加
速度θｈ”まで加速するために要するトルクＴｉを演算
する。ステップ４において、両者の差の絶対値｜Ｔａ−
Ｔｉ｜が所定値Ａよりも小さいかどうかを確認し、所定
値Ａよりも小さいときは自動操舵を解除せずに処理を終
了する。差の絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａ以上のと
きはステップ５へ進み、モーター停止指令ＳMを出力す
る。これにより、モーター７のクラッチがオフされ、自
動操舵が解除される。
【００２５】以上の一実施の形態の構成において、モー
ター７がアクチュエータを、トルクセンサー１０がトル
クＴａ検出手段を、回転角センサー１１およびコントロ
ーラー９が操舵角加速度θｈ”検出手段を、コントロー
ラー９がトルクＴｉ演算手段および判定手段を、回転セ
ンサー１１が回転角検出手段をそれぞれ構成する。
ター７がアクチュエータを、トルクセンサー１０がトル
クＴａ検出手段を、回転角センサー１１およびコントロ
ーラー９が操舵角加速度θｈ”検出手段を、コントロー
ラー９がトルクＴｉ演算手段および判定手段を、回転セ
ンサー１１が回転角検出手段をそれぞれ構成する。
【００２６】なお、上述した一実施の形態では回転角セ
ンサー１１によりステアリングホイール１の回転角θｈ
を検出し、その二階微分値θｈ”を算出して操舵角加速
度とする例を示したが、操舵角加速度を検出する方法は
上記実施の形態に限定されず、モーター７に内蔵された
ロータリーエンコーダーにより操舵角を検出し、その二
階微分値を操舵角加速度としてもよい。あるいは、サイ
ドロッド５の進退量を検出し、その二階微分値に基づい
て操舵角加速度を求めてもよい。
ンサー１１によりステアリングホイール１の回転角θｈ
を検出し、その二階微分値θｈ”を算出して操舵角加速
度とする例を示したが、操舵角加速度を検出する方法は
上記実施の形態に限定されず、モーター７に内蔵された
ロータリーエンコーダーにより操舵角を検出し、その二
階微分値を操舵角加速度としてもよい。あるいは、サイ
ドロッド５の進退量を検出し、その二階微分値に基づい
て操舵角加速度を求めてもよい。
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 ステアリングシャフトにかかる力を解析する
ためのモデル図である。
ためのモデル図である。
【図３】 自動操舵解除プログラムを示すフローチャー
トである。
トである。
１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ２ａ アッパーシャフト ２ｂ ロアシャフト ３ 自在継手 ４ ステアリング・ギアボックス ５ サイドロッド ６ 歯車 ７ モーター ８ 歯車 ９ コントローラー １０ トルクセンサー １１ 回転角センサー １２ 情報センサー
Claims (5)
- 【請求項１】 ステアリングホイールと操舵輪とを結ぶ
操舵系に目標操舵角に応じた自動操舵力を入力するアク
チュエータを備えた車両用自動操舵装置において、 ステアリングシャフトに発生するトルクＴａを検出する
手段と、 操舵角加速度θｈ”を検出する手段と、 ステアリングホイールの慣性モーメントを操舵角加速度
θｈ”まで回転加速するために要するトルクＴｉを演算
する手段と、 トルクＴａとトルクＴｉとの差に基づいて前記アクチュ
エータによる自動操舵の解除を判定する手段とを備える
ことを特徴とする車両用自動操舵装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の車両用自動操舵装置に
おいて、 前記判定手段は、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値
が所定値より小さい場合には自動操舵を解除せず、トル
クＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所定値以上の場合に
は自動操舵を解除することを特徴とする車両用自動操舵
装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の車両用自動操舵装置に
おいて、 前記操舵角加速度検出手段はステアリングシャフトの回
転角を検出する手段を有し、検出した回転角の二階微分
値を操舵角加速度θｈ”とすることを特徴とする車両用
自動操舵装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の車両用自動操舵装置に
おいて、 前記操舵角加速度検出手段は前記アクチュエータの回転
角を検出する手段を有し、検出した回転角の二階微分値
に基づいて操舵角加速度θｈ”を検出することを特徴と
する車両用自動操舵装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の車両用自動操舵装置に
おいて、 前記操舵角加速度検出手段はサイドロッドの進退量を検
出する手段を有し、検出した進退量の二階微分値に基づ
いて操舵角加速度θｈ”を検出することを特徴とする車
両用自動操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417698A JPH11208498A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 車両用自動操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417698A JPH11208498A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 車両用自動操舵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11208498A true JPH11208498A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11853846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1417698A Pending JPH11208498A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 車両用自動操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11208498A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069196A1 (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corporation | 操舵制御装置 |
| JP2010023682A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Isuzu Motors Ltd | 走行制御装置 |
| JP2014213615A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-17 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 作業車両のステアリング装置 |
| KR20180011797A (ko) * | 2015-06-30 | 2018-02-02 | 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 | 파워 스티어링 장치의 제어 장치 및 파워 스티어링 장치 |
| WO2018151291A1 (ja) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2018151686A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-27 | オムロン株式会社 | 運転モード切替制御装置、方法およびプログラム |
| EP3254933A4 (en) * | 2015-02-04 | 2018-11-14 | NSK Ltd. | Electric power steering device |
| JP2020083054A (ja) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 株式会社ショーワ | 保舵判定装置、ステアリング制御装置、及びステアリング装置 |
-
1998
- 1998-01-27 JP JP1417698A patent/JPH11208498A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069196A1 (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corporation | 操舵制御装置 |
| JP5068327B2 (ja) * | 2007-11-27 | 2012-11-07 | 三菱電機株式会社 | 操舵制御装置 |
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| WO2018151291A1 (ja) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| US10807636B2 (en) | 2017-02-20 | 2020-10-20 | Nsk Ltd. | Electric power steering apparatus |
| JP2018151686A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-27 | オムロン株式会社 | 運転モード切替制御装置、方法およびプログラム |
| CN110291570A (zh) * | 2017-03-09 | 2019-09-27 | 欧姆龙株式会社 | 驾驶模式切换控制装置、方法和程序 |
| US11027746B2 (en) | 2017-03-09 | 2021-06-08 | Omron Corporation | Drive mode switching control device, method and program |
| JP2020083054A (ja) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 株式会社ショーワ | 保舵判定装置、ステアリング制御装置、及びステアリング装置 |
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