JP2004175280A

JP2004175280A - 車輌用自動操舵装置

Info

Publication number: JP2004175280A
Application number: JP2002345746A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Tanaka; 英之田中; Masahiko Kurishige; 正彦栗重; Tomoyuki Inoue; 知之井上; Shigeki Otagaki; 滋樹太田垣; Shunichi Wada; 俊一和田; Isamu Nagai; 勇永井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP4097134B2

Abstract

【課題】据え切り時の自動操舵の際にタイヤの捻れ分を補償する制御を行うことで消費エネルギーを抑えることが可能な車輌用自動操舵装置を得る。
【解決手段】まず、ステップＳ１０１において、自動操舵スイッチ信号を読み込みメモリに記憶する。次に、ステップＳ１０２において、自動操舵スイッチが入力されたか否かを判定する。入力されていない場合には、ステップＳ１０３に進み、マニュアル操舵を行う。一方、入力されていた場合には、ステップＳ１０４に進み、実操舵角信号を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ１０５において、目標操舵角を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ１０６において、目標操舵角と実操舵角よりオーバーシュート量を含む目標操舵軌跡を演算する。ステップＳ１０７において、当該目標操舵軌跡に基づいて、実操舵に対する制御量を演算する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車輌用自動操舵装置に関し、特に、自動車等の車輌に搭載されて、操舵輪を自動的に操舵するための車輌用自動操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の自動操舵装置は、従来より知られており、一般に、操舵輪を操舵する操舵手段と、実操舵角（もしくは実ハンドル角という）を検出する手段と、目標操舵角（もしくは目標ハンドル角という）を設定する手段と、目標操舵角と実操舵角との偏差を基準値以下にするための最適の目標操舵角速度にて操舵手段により操舵輪を操舵する制御手段とを有している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０４６６３７号公報
【０００４】
この種の自動操舵装置によれば、例えば、車庫入れ等に於いて実操舵角が目標操舵角になるように操舵輪が自動的に操舵されるので、運転者の煩わしい運転操作を要することなく、駐車位置のような所望の停止位置に車輌を自動的に誘導し停止させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、据え切り時に生じるタイヤの捻れを考慮していないため、目標舵角にてハンドルを保持する際にタイヤの捻れ分を自動操舵装置がパワーアシストする必要があったため、保舵時に大電流を流し続けなければならないという問題点があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、据え切り時の自動操舵の際にタイヤの捻れ分を補償する制御を行うことで消費エネルギーを抑えることが可能な車輌用自動操舵装置を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ハンドルを操舵するハンドル操舵手段と、前記ハンドルの実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記ハンドルの目標操舵角を入力する目標操舵角入力手段と、前記実操舵角を前記目標操舵角に一致させるための目標操舵軌跡を演算する目標操舵軌跡演算手段と、前記目標操舵軌跡に基づいて、前記ハンドルを操舵するように、前記ハンドル操舵手段を制御する制御手段とを備え、前記目標操舵軌跡演算手段は、前記目標操舵角に対してオーバーシュートさせた目標操舵軌跡を演算する車輌用自動操舵装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明に係る車輌用自動操舵装置の一実施の形態を示す構成図である。図１に示すように、ステアリング制御コントローラ１０６は、自動操舵スイッチ信号及び目標操舵角信号が入力されると、操舵角センサ１０１により検出した実操舵角を制御状態量として、自動操舵制御に必要な電動モータの駆動電流値を演算する。電動モータ１０５は前記駆動電流値に応じて、制御トルクを発生させ減速ギア１０４を通じてステアリング軸にトルクを付加することを主な機能とするものである。また、ステアリング制御コントローラ１０６は、モータ制御を行うために、電動モータ１０５に流れる電流と、モータ端子間にかかる電圧を取り込む。力学的には据え切り時において、ハンドルを保舵した場合、前輪タイヤと路面間の摩擦により、車輪１０３のタイヤに捻れが生じる。タイヤの捻れ力をＴ_ｔｗｉ、ステアリング機構の摩擦力をＴ_ｆｒｐ、モータが付加する保舵トルクをＴ_{ａｓｓｉｓｔ}とすると下記の関係が成り立つ。
【０００９】
Ｔ_{ａｓｓｉｓｔ} ＝Ｔ_ｔｗｉ＋Ｔ_ｆｒｐ（１）
【００１０】
図２は、実施の形態１における自動操舵制御の概要を示す。ここでは目標操舵角信号２１はステップ状に与えられるものとする。なお、図２に示す目標操舵各生成器２４と操舵角制御器２５とは、ステアリング制御コントローラ１０６内に設けられているものである。ステアリング制御コントローラ１０６に、ステップ状の目標操舵角信号２１が入力されると、まずは、目標操舵角生成器２４により前記実操舵角を前記目標操舵角に一致させるための目標となる操舵角軌跡である目標操舵角軌跡２２が生成される。目標操舵角軌跡２２は、ステップ状の目標操舵角信号２１とは異なり、図２に示すように、目標操舵角信号２１をオーバーシュートさせ、かつ、なだらかな変化になっている。これは、ステップ状のまま目標操舵角追従制御を行うと、ハンドルの急激な変化などによって、急操舵や発振が生じてしまうため、それらを防ぐためである。本発明は、このように、目標操舵角２１に対して、目標操舵軌跡２２をオーバーシュートさせることが特徴である。なお、オーバーシュートとは、図２に示すように、目標操舵角軌跡２２を目標操舵角２１の変化に対応させながらも、目標操舵角２１の値が急激に変化する時点において、目標操舵角２１の最大値を大幅に上回る（山なり曲線状の）箇所を目標操舵角軌跡２２に形成することである。このオーバーシュートの大きさは、あらかじめ定められた大きさに設定されている。車輌によってステアリングギア比やタイヤサイズが異なるため、一意に定めることは困難であるが、タイヤ角が５ｄｅｇ程度回転するオーバーシュート量が適当である。また操作量を低減する観点からはより好ましいオーバーシュート量はタイヤ角が３ｄｅｇ程度回転する大きさであり、更に好ましくは３ｄｅｇ以下であってもよい。
【００１１】
図３は、実施の形態１にてハンドルを一度オーバーシュートさせた場合のエネルギー低減の効果を示したものである。図３に示すように、一度ハンドルをオーバーシュートすることで、ハンドルを保舵する際にタイヤの捻れ分のエネルギーを低減できるため、据え切り時の自動操舵において消費エネルギーが大きくなることなく、目標操舵角で保舵できる。
【００１２】
図４は、実施の形態１に係る自動操舵装置の構成を示した図である。図４において、４１は自動操舵スイッチ信号が入力されたことを検出する自動操舵スイッチ検出部、４２は実操舵角信号が入力されたことを検出する実操舵角検出器、４３は目標操舵角信号を検出する目標操舵角検出器、４４は上述した図３の目標操舵軌跡２２を演算する目標操舵角軌跡演算器、４５は実操舵角信号と目標操舵角軌跡演算器４４により演算された目標操舵軌跡２２に基づいて目標操舵角補償電流を演算する目標操舵角補償電流演算器、４６はモータを駆動制御するモータ駆動部、４７はハンドルを操舵するハンドル操舵手段であるモータ、４８はモータ４７の実電流値を検出するモータ電流検出器である。図の一点鎖線で囲まれた部分が電動モータに印加する電流値を演算するブロックである。ステアリング制御コントローラ１０６では、上述した通り、自動操舵スイッチ信号、実操舵角信号、および、目標操舵角信号が入力されて、それらの値から目標操舵角軌跡演算器４により上述の自動操縦性能が得られるよう電流の目標値が演算され、モータ４７の実電流が一致するようにモータ駆動部４６により電流制御がなされて、モータ４７は電流値にトルク定数とギア比（モータからステアリング軸間）を乗じた所定のトルクを発生し、目標操舵角に追従制御する構成となっている。
【００１３】
また、目標操舵角追従制御に関しては一般的なＰＩＤ制御でよく、またその他目標値に追従する制御仕様ならばどのようなアルゴリズムを用いてもよい。なお、以下の実施の形態において制御に関して特筆していなければ、本実施の形態と同様に目標値に追従する制御仕様ならばどのようなアルゴリズムでもよいものとする。
【００１４】
この動作を図５に基づいて説明する。図５に示すように、まず、ステップＳ１０１において、自動操舵スイッチ信号を読み込みメモリ（図示省略）に記憶する。次に、ステップＳ１０２において、自動操舵スイッチが入力されたか否かを判定する。入力されていない場合には、ステップＳ１０３に進み、マニュアル操舵を行う。一方、入力されていた場合には、ステップＳ１０４に進み、実操舵角信号を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ１０５において、目標操舵角を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ１０６において、目標操舵角と実操舵角よりオーバーシュート量を含む目標操舵軌跡を演算する。ステップＳ１０７において、当該目標操舵軌跡に基づいて、実操舵に対する制御量を演算する。なお、このとき、Ｓ１０６ではステアリングギア比などに基づいて図２に示されるように、目標操舵角に対してオーバーシュートさせる目標操舵角軌跡を演算する。
【００１５】
以上のように、従来装置においては、駐車する状況などにおいて据え切り時に自動操縦を行ない保舵した場合、タイヤが捻れてしまうため保舵するために大きなエネルギーを必要としていたが、本実施の形態によれば、タイヤの捻れを補償するために目標操舵角に対してオーバーシュートさせる目標操舵角軌跡を用いるため、タイヤの捻れに起因した保舵した際の消費エネルギーを低減させることができ、消費エネルギーが大きくなる悪影響を防止する効果がある。また、実施の構成において新たなセンサを必要としないことから、従来と同様の構成で同じ効果を得ることができる。
【００１６】
実施の形態２．
図６は実施の形態２における自動操舵制御の概要を示したものである。なお、本実施の形態における車輌用自動操舵装置の構成については、実施の形態１と同様であるため、ここでは、図１および図４を参照し、ここでは説明を省略する。実施の形態１と同様に、ここでは、図６に示すように、目標操舵角信号２１はステップ状に与えられるものとする。ステアリング制御コントローラ１０６に目標操舵角信号が入力されると、まずは、目標操舵角生成器２４により、目標操舵角軌跡２２が生成される。本実施の形態においては、図６に示すように、目標操舵角軌跡２２は、ステップ状の目標操舵角２１の変化に対応させながら、常になだらかな変化になっている。これは、ステップ状のまま目標操舵角追従制御を行うとハンドルの急激な変化などにより急操舵や発振が発生するため、これらを防ぐためである。実施の形態１では、目標操舵角軌跡２２を目標操舵角２１に対してオーバーシュートさせることを特徴としたが、本実施の形態では、図６に示すように、操舵角制御器２５の制御アルゴリズムにてオーバーシュートさせることを特徴とする。
【００１７】
操舵角制御器２５においては、例えば、ＰＩＤ制御器を構築して実現を行った場合、比例項のゲインを大きくすることで、図６のように、目標操舵角信号２１に対して、実操舵角をオーバーシュートさせることが可能となる。なお、本実施の形態ではＰＩＤ制御を例にしたがオーバーシュート可能な制御仕様であればどのような制御でもよい。また、オーバーシュート量に関しては実施の形態１と同様に設定する。
【００１８】
本実施の形態の動作を図７に基づいて説明する。このとき、Ｓ２０７ではステアリングギア比などに基づいて図６に示されるように、目標操舵角に対してオーバーシュートさせる目標操舵角軌跡を演算する。
【００１９】
図７に示すように、まず、ステップＳ２０１において、自動操舵スイッチ信号を読み込みメモリ（図示省略）に記憶する。次に、ステップＳ２０２において、自動操舵スイッチが入力されたか否かを判定する。入力されていない場合には、ステップＳ２０３に進み、マニュアル操舵を行う。一方、入力されていた場合には、ステップＳ２０４に進み、実操舵角信号を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ２０５において、目標操舵角を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ２０６において、目標操舵角より滑らかな目標操舵軌跡を演算する。ステップＳ２０７において、当該目標操舵軌跡に対してオーバーシュートする実操舵角制御量を演算する。
【００２０】
また、本実施の形態においては目標操舵角信号を滑らかにする目標操舵角軌跡を生成したが、その場合に限らず、目標操舵角に対して制御により実操舵角がオーバーシュートと同様に滑らかに動作するように制御してもよい。以下の実施の形態においては、目標操舵角軌跡は制御の中で行うことも可能とする。
【００２１】
本実施の形態によると、目標操舵角に対してハンドルをオーバーシュートさせることにより、据え切り操舵を行う、自動操縦において目標操舵角にて保舵した際のタイヤの捻れがなくなる。このため捻れを保舵するためトルクが発生しないので、保舵した状態におけるエネルギーを低減することができる。またタイヤに捻れが生じていないため、目標操舵角に対応したタイヤ角が得られ、据え切り状態より車両が動きはじめた際の車両軌跡のずれをなくす効果を得ることができる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態においては、目標操舵角に対してオーバーシュートする実操舵角制御量を演算するようにしたが、これは、目標操舵角軌跡にてオーバーシュートさせなくても、制御補償により軌跡をオーバーシュートさせることで、実施の形態１と同様の効果を得ることができるようにしたものである。従って、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、タイヤの捻れに起因した保舵した際の消費エネルギーを低減させることができ、消費エネルギーが大きくなる悪影響を防止する効果がある。また、新たなセンサを必要としないことから、従来と同様の構成で同じ効果を得ることができる。
【００２３】
なお、以下の実施の形態において、目標操舵角軌跡にてオーバーシュートさせ、実操舵を追従制御させる手法と目標操舵角はそのままに実操舵を制御によりオーバーシュートさせ追従させる制御手法のどちらでもよいものとする。
【００２４】
実施の形態３．
図８は目標値が同じ値で、据え切り時において制御仕様を変更した場合のハンドルと補償電流の関係を示した図である。すなわち、図８の左側のグラフがＰゲインが低い場合の制御仕様の場合で、図８の右側のグラフがＰゲインが高い場合の制御仕様の場合を示している。図８より、制御仕様に関係なく、最終的な保舵電流値は一致することが分かる。これは、タイヤ角に応じて捻れの力がほぼ一意に決定されることを意味する。本実施の形態は、上記の特徴を利用したものであり、目標操舵角が与えられた際に、目標操舵角に応じた操舵角のオーバーシュート量を演算することで、実現可能となる。
【００２５】
図９は、本実施の形態の構成を示したブロック図である。図において、９０は、目標操舵角からオーバーシュート量を演算するオーバーシュート量演算器、９１は、自動操舵スイチ信号、実操舵角信号、目標操舵角信号、および、オーバーシュート量が入力されて、目標操舵角軌跡を演算する目標操舵角軌跡演算器、９２は、実操舵角信号と目標操舵角軌跡とが入力されて目標操舵角補償電流を演算する目標操舵角補償電流演算器である。実施の形態１，２との主な変更点は、目標操舵角検出器４３で目標操舵角を検出した際に、オーバーシュート量演算器９０によりオーバーシュート量の演算を行うことにある。また、ここでオーバーシュート量は操舵角としているが、電流フィードフォワード制御などでもよく、出力する信号は目標操舵角に応じた捻れを補償するための、操舵角をオーバーシュートさせるための状態量であれば何でもよい。
【００２６】
本実施の形態の動作を図１０に基づいて説明する。このとき、Ｓ３０６では目標操舵角に応じてオーバーシュートさせる操舵角量を演算する。また、オーバーシュートさせる操舵角を演算後に目標操舵角軌跡を演算する。先ほど記した通り、本実施の形態では操舵角をオーバーシュート量としたが、電流値などその他の状態量でもよい。また、オーバーシュート量をＳ３０８の制御ゲインに反映させ、制御によってオーバーシュートさせる手法によっても実施可能である。
【００２７】
図１０に示すように、まず、ステップＳ３０１において、自動操舵スイッチ信号を読み込みメモリ（図示省略）に記憶する。次に、ステップＳ３０２において、自動操舵スイッチが入力されたか否かを判定する。入力されていない場合には、ステップＳ３０３に進み、マニュアル操舵を行う。一方、入力されていた場合には、ステップＳ３０４に進み、実操舵角信号を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ３０５において、目標操舵角を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ３０６において、目標操舵角より目標オーバーシュート量を演算する。ステップＳ３０７において、オーバーシュート量を含む目標操舵角と実操舵角より目標操舵軌跡を演算する。ステップＳ３０８において、当該目標操舵軌跡に基づいて、実操舵角に対する制御量を演算する。
【００２８】
以上のように、操舵角に応じて、タイヤの捻れ力はほぼ一意に決定するため、本実施の形態においては、操舵角に応じたオーバーシュート量を決定することで、タイヤの捻れをより正確に補償することが可能となり、より効率的に消費エネルギーの低減を行うことが可能となる。
【００２９】
実施の形態４．
本実施の形態はタイヤの捻れ力を検出して、前記タイヤの捻れ力に応じた操舵角のオーバーシュート量を決定することを特徴とする。タイヤの捻れ力を検出する手段はタイヤの実タイヤ角センサなどを取り付けることで実施可能となる。図１１に、ハンドルと補償電流の関係を示す。据え切り状態において、図１１の例によると、保舵する電流値は約２５Ａである。この電流値の大きさはほぼタイヤの捻れ力を支える力に相当する。よってタイヤの捻れ力は電流値からも推定することが可能となる。
【００３０】
また実施手法に関しては、図１１に示されるように一度実操舵角が目標操舵角に一致した際の捻れ力を求める必要がある。そのため、実操舵角が目標操舵角に到達して定常状態であるという、判定が必要となる（図１２のステップＳ４０９）。なお、本実施の形態においては、実操舵角が目標操舵角に一致してから０．６ｓｅｃ秒と判定した例を示す。定常状態判定は、本実施の形態において０．６秒としたが、制御のサンプル時間に応じて変化する。状況に応じて０．６秒以上になる場合もあり、好ましくは０．６秒未満、より好ましくは０．１秒未満がよい。
【００３１】
本実施の形態の動作を図１２に基づいて説明する。このとき、Ｓ４１０では保舵電流値に基づいてタイヤの捻れ力を推定する。本実施の形態において、電流値に基づきタイヤの捻れ力を推定したが、タイヤ角を計測する装置などがある場合はそちらを使用すればよい。本実施の形態の特徴は前実施の形態がオーバーシュート量をフィードフォワード的に与えていたことに対して捻れ力を直接検出して制御するフィードバック制御であることである。
【００３２】
図１２に示すように、まず、ステップＳ４０１において、自動操舵スイッチ信号を読み込みメモリ（図示省略）に記憶する。次に、ステップＳ４０２において、自動操舵スイッチが入力されたか否かを判定する。入力されていない場合には、ステップＳ４０３に進み、マニュアル操舵を行う。一方、入力されていた場合には、ステップＳ４０４に進み、実操舵角信号を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ４０５において、目標操舵角を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ４０６において、目標操舵角と実操舵角から目標操舵軌跡を演算する。ステップＳ４０７において、操舵角追従制御量に従い、モータを駆動する。ステップＳ４０８において、実操舵角と目標操舵角を比較する。ステップＳ４０９において、目標操舵角と実操舵角が一致し、定常状態にあると判定されなかった場合には、ステップＳ４０７の処理に戻る。一方、定常状態にあると判定された場合は、ステップＳ４１０に進み、タイヤの捻れ力を電流値より推定する。ステップＳ４１１において、タイヤの捻れ力に応じた目標オーバーシュート量を演算する。ステップＳ４１２において、実操舵角に対する制御量を演算する。
【００３３】
本実施の形態によると、電流値にてタイヤの捻れ力を推定するので、操舵角に影響なくタイヤの捻れ力を補償できる。また、滑りやすい路面などにおいてタイヤの捻れ力が小さい場合は補償量も小さくなるため、滑りやすい路面においても適切な制御が可能となる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、タイヤの捻れ力を検出して、操舵角のオーバーシュート量を演算するため、より正確なオーバーシュート量の検出が可能となり、タイヤの捻れ力を検出するため、滑りやすい路面などにおいても適切な補償量の制御が可能となる。
【００３５】
実施の形態５．
本実施の形態は、実施の形態３及び４で説明した制御を組み合わせることを特徴とする。図１３は、実施の形態５の時間応答を示した図である。図１３に示すように、本実施の形態においては、まず、目標操舵角に応じて第１次オーバーシュート量の演算を行い制御を行う。次に、第１次オーバーシュート制御が終了して操舵角が定常状態になると、保舵電流を検出して第２次オーバーシュート量の算出を行う。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態３および４と同様の効果が得られるとともに、さらに、目標操舵角に応じたフィードフォワード的な制御において、エネルギー低減が困難な場合においても、２回目のタイヤの捻れを補償する電流値に応じて、エネルギーを低減することができる。
【００３７】
実施の形態６．
本実施の形態６は、オーバーシュートさせて制御が終了した場合、もしくは、滑りやすい路面などにおいてオーバーシュートさせなくても保舵する際にタイヤがねじれていない場合に実施する制御について説明する。
【００３８】
一般にステアリング機構には摩擦があり、力が加わると電動モータは摩擦力とタイヤの捻れ力を補償する電流値を発生する。補償後、例えば３Ａの電流が発生していた場合トルク常数が０．０４、ギア比１６とすると、約２Ｎｍの力を電動モータは発生していることになる。一方ステアリング機構の静摩擦が３Ｎｍの場合、発生している電流を漸減してもタイヤ角及び操舵角は変化しない。一方微少電流を補償した場合、摩擦によるハンチング現象を引き起こす可能性もある。よって発生しているモータの駆動電流値が、所定の基準値（例えば３Ａ）以下、より好ましくは、ステアリング機構の摩擦トルク以下の電流値が発生している場合は、駆動電流値を０に漸減することで実施可能である。
【００３９】
以上のように、本実施の形態においては、タイヤの捻れ力の大きさが基準値以下の場合、発生している電導モータの電流値を０に漸減させるようにしたので、微小な電流が発生している場合におけるステアリング機構の摩擦ハンチングを防止し、電流が発生し続ける悪影響をなくすことができるという効果がある。
【００４０】
実施の形態７．
本実施の形態は、オーバーシュートさせた場合の端当て防止を行うものである。あらかじめ車輌に定められたハンドルをフルに切った場合の角度を記憶しておき、その角度以上のオーバーシュート量を発生させないことを特徴とする。すなわち、目標操舵角の大きさが基準値以上の場合、実操舵角をオーバーシュートさせないようにする。本実施の形態は、マイコンに、フルに切った場合の角度を記憶させておくことで実施可能である。
【００４１】
以上のように、本実施の形態においては、目標操舵角の大きさの絶対値が基準値以上の場合、実操舵角をオーバーシュートさせないようにしたので、自動操縦における端当てを防止し、端あてによるエネルギーの損失、機構のガタつきおよび異音の発生を防止する効果がある。
【００４２】
【発明の効果】
この発明は、ハンドルを操舵するハンドル操舵手段と、前記ハンドルの実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、前記ハンドルの目標操舵角を入力する目標操舵角入力手段と、前記実操舵角を前記目標操舵角に一致させるための目標操舵軌跡を演算する目標操舵軌跡演算手段と、前記目標操舵軌跡に基づいて、前記ハンドルを操舵するように、前記ハンドル操舵手段を制御する制御手段とを備え、前記目標操舵軌跡演算手段は、前記目標操舵角に対してオーバーシュートさせた目標操舵軌跡を演算する車輌用自動操舵装置であるので、据え切り時の自動操舵の際にタイヤの捻れ分を補償する制御を行うことで消費エネルギーを抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車輌用自動操舵装置の実施形態の構成を模式的に示した構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る自動操舵制御の概要を示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る自動操舵制御装置において、ハンドルを一度オーバーシュートさせた場合のエネルギー低減の効果を示した説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る自動操舵制御装置の構成を示した構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る自動操舵制御装置の動作を示した流れ図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る自動操舵制御の概要を示した説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る自動操舵制御装置の動作を示した流れ図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る自動操舵制御装置において、制御仕様を変更した場合の操舵角と補償電流との関係を示した説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る自動操舵制御装置の構成を示した構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る自動操舵制御装置の動作を示した流れ図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る自動操舵制御装置において、制御仕様を変更した場合の操舵角と補償電流との関係を示した説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る自動操舵制御装置の動作を示した流れ図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る自動操舵制御装置において、制御仕様を変更した場合の操舵角と補償電流との関係を示した説明図である。
【符号の説明】
２１目標操舵角（目標ハンドル角）、２２目標操舵角軌跡（目標ハンドル角軌跡）、２３実操舵角（実ハンドル角）、２４目標操舵角生成器（目標ハンドル角生成器）、２５操舵角制御器（ハンドル角制御器）、４１自動操舵スイッチ検出器、４２実操舵角検出器（実ハンドル角検出器）、４３目標操舵角検出器（目標ハンドル角検出器）、４４，９１目標操舵角軌跡演算器（目標ハンドル角軌跡演算部）、４５，９２目標操舵角補償電流演算器（目標ハンドル角補償電流演算器）、４６モータ駆動部、４７モータ、４８モータ電流検出器、９０オーバーシュート量演算器、１０１操舵角センサ（ハンドル角センサ）、１０４減速ギア、１０５電動モータ、１０６ステアリング制御コントローラ。

Claims

ハンドルを操舵するハンドル操舵手段と、
前記ハンドルの実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、
前記ハンドルの目標操舵角を入力する目標操舵角入力手段と、
前記実操舵角を前記目標操舵角に一致させるための目標操舵軌跡を演算する目標操舵軌跡演算手段と、
前記目標操舵軌跡に基づいて、前記ハンドルを操舵するように、前記ハンドル操舵手段を制御する制御手段と
を備え、
前記目標操舵軌跡演算手段は、前記目標操舵角に対してオーバーシュートさせた目標操舵軌跡を演算する
ことを特徴とする車輌用自動操舵装置。
ハンドルを操舵するハンドル操舵手段と、
前記ハンドルの実操舵角を検出する実操舵角検出手段と、
前記ハンドルの目標操舵角を入力する目標操舵角入力手段と、
前記実操舵角を前記目標操舵角に一致させるための制御を前記ハンドル操舵手段に対して行う制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記目標操舵角に対して、前記実操舵角をオーバーシュートさせて、前記実操舵角を前記目標操舵角に一致させる制御を行う
ことを特徴とする車輌用自動操舵装置。
前記オーバーシュート量は、前記目標操舵角によって設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用自動操舵装置。
オーバーシュートさせる前の前記目標操舵角と前記実操舵角が一致した際のタイヤの捻れ力を求めるタイヤ捻れ力演算手段をさらに備え、
前記オーバーシュート量は、求められた前記捻れ力の大きさにより決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用自動操舵装置。
前記ハンドル操舵手段は電動モータから構成され、
前記タイヤ捻れ力演算手段は、前記捻れ力を前記電動モータの駆動電流値から推定することを特徴とする請求項４に記載の車輌用自動操舵装置。
前記制御手段は、前記タイヤ捻れ力演算手段により求めた前記捻れ力の大きさが基準値以下の場合に、発生している前記電動モータの駆動電流値を０に漸減させて制御することを特徴とする請求項５に記載の車輌用自動操舵装置。
前記制御手段は、前記目標操舵角設定手段により設定された前記目標操舵角の大きさの絶対値が基準値以上の場合に、前記実操舵角がオーバーシュートしないように制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車輌用自動操舵装置。