JP2004351999A - Automatic steering device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車輪を転舵するアクチュエータを利用してドライバーによる駐車操作を支援するための車両の自動操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかる車両の自動操舵装置は下記特許文献により公知である。この自動操舵装置は、アクチュエータが発生する操舵トルクでドライバーのステアリング操作をアシストする電動パワーステアリングモードと、アクチュエータが発生する操舵トルクで車輪を自動的に転舵して駐車操作をアシストする自動操舵モードとを切り換えることができ、自動操舵モード中にドライバーがステアリングハンドルに所定値以上の操舵トルクを加えると、自動操舵モードが中止されて電動パワーステアリングモードに移行するようになっている。
【0003】
【特許文献】
特開平4−55168号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、図12に基づいて後から詳述するように、自動操舵モード中にドライバーがステアリングハンドルを操作して電動パワーステアリングモードに移行した瞬間に、それまで操舵アシスト力を発生していなかったアクチュエータが突然操舵アシスト力を発生するため、ステアリングハンドルが急激に軽くなってドライバーが違和感を覚えることがあった。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車輪を転舵するアクチュエータの制御状態が切り換わった瞬間にステアリングハンドルが急激に軽くなるのを防止することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、車両の車輪を転舵するアクチュエータと、アクチュエータを第1の制御状態および第2の制御状態に切り換えるアクチュエータ制御手段とを備え、前記第1の制御状態では、ドライバーによりステアリングハンドルに加えられる操舵トルクに基づいてアクチュエータの駆動が制御され、前記第2の制御状態では、予め記憶または演算された制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動が制御される車両の自動操舵装置において、前記第1の制御状態では、ドライバーによりステアリングハンドルに加えられる操舵トルクが第1の閾値未満の領域が不感帯とされ、前記第1の閾値以上の領域でアクチュエータの駆動が制御され、前記第2の制御状態では、ドライバーによりステアリングハンドルに加えられる操舵トルクが前記第1の閾値より小さい第2の閾値以上になったときに、アクチュエータ制御手段は前記前記第2の制御状態を前記第1の制御状態に切り換えることを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【0007】
上記構成によれば、予め記憶または演算された制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動が制御される第2の制御状態において、ドライバーがステアリングハンドルに加える操舵トルクが第2の閾値まで増加すると、アクチュエータ制御手段により前記第2の制御状態から第1の制御状態に切り換えられ、ドライバーによりステアリングハンドルに加えられる操舵トルクに基づいてアクチュエータの駆動が制御される。この切り換えが行われる第2の閾値は、第1の制御状態においてアクチュエータが駆動されて操舵アシストトルクを発生するようになる第1の閾値よりも低い不感帯の領域にあるため、第2の制御状態から第1の制御状態に切り換えられた瞬間にアクチュエータが操舵アシストトルクを発生することがない。これにより、第2の制御状態から第1の制御状態に切り換えられた瞬間にステアリングハンドルが急激に軽くなるのを回避し、ドライバーが違和感を覚えるのを防止することができる。
【0008】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記制御目標値を、移動開始位置から目標車両位置までの車両の移動経路として予め記憶または演算することを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【0009】
上記構成によれば、第2の制御状態でアクチュエータの駆動を制御する制御目標値が、移動開始位置から目標車両位置までの車両の移動経路として予め記憶または演算されるので、ドライバーのステアリング操舵トルクをアシストするためのアクチュエータを利用して、車両を移動開始位置から目標車両位置に移動させるための操舵を自動で行わせることができる。
【0010】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記制御目標値を、車両を目標車両位置に導くことができる一定の車輪転舵角として設定したことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【0011】
上記構成によれば、第2の制御状態でアクチュエータの駆動を制御する制御目標値が、車両を目標車両位置に導くことができる一定の車輪転舵角であるため、制御目標値の設定およびアクチュエータの制御を簡素化することができる。
【0012】
また請求項4に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記制御目標値を、目標車両位置までの車両の移動距離に応じて変化する車輪転舵角として設定したことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【0013】
上記構成によれば、第2の制御状態でアクチュエータの駆動を制御する制御目標値が、目標車両位置までの車両の移動距離に応じて変化する車輪転舵角であるため、制御開始位置から目標車両位置までの車両の移動軌跡を自由に設定することができる。
【0014】
尚、実施例の電子制御ユニットUは本発明のアクチュエータ制御手段に対応し、実施例の前輪Wfは本発明の車輪に対応し、実施例の目標転舵角δは本発明の制御目標値に対応し、実施例の電動パワーステアリングモードは本発明の第1の制御状態に対応し、実施例の自動操舵モードは本発明の第2の制御状態に対応する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0016】
図1〜図13は本発明の一実施例を示すもので、図1は車両の操舵装置の全体構成図、図2は車両を後進させて駐車スペースに移動させる場合の作用説明図、図3は車両を後進させる過程で切り返しを行う場合の作用説明図、図4は車両のヨー角θの説明図、図5は車両の移動距離Lの説明図、図6は車両のヨー角θと目標転舵角δとの関係を示す図、図7〜図9は左バック駐車の作用説明図、図10は操舵トルクとアシストトルクとの関係を示すグラフ、図11はアシストの有無による操舵トルクの変化を示すグラフ、図12は第1の閾値を第2の閾値よりも小さく設定した場合の作用を説明するグラフ、図13は第1の閾値を第2の閾値よりも大きく設定した場合の作用を説明するグラフである。
【0017】
図1に示すように、ドライバーにより操作されるステアリングハンドル11と一体に回転するステアリングシャフト12の下端にピニオン13が設けられており、このピニオン13に噛み合うラック14が一体に形成されたステアリングロッド15の両端が、それぞれタイロッド16,16を介して左右の前輪Wf,Wfに接続される。電気モータよりなるアクチュエータ17が、ウオームギヤ機構18を介してステアリングシャフト12の下部に接続される。
【0018】
電子制御ユニットUには、駐車支援の開始を指令するスタートスイッチ19と、ステアリングハンドル11に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサSaと、ステアリングハンドル11の操舵角から前輪Wf,Wfの転舵角を検出する転舵角センサSbと、ブレーキペダル20の操作量を検出するブレーキセンサScと、アクセルペダル21の操作量を検出するアクセルセンサSdと、シフトレバー22で選択されたシフトポジションを検出するシフトポジションセンサSeと、前輪Wf,Wfの回転速度から車速を検出する車速センサSfと、前輪Wf,Wfの回転数の積算値から車両の移動距離を検出する移動距離センサSgと、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサShとが接続される。電子制御ユニットUの内部には、駐車支援を行う際の目標転舵角δを設定する目標転舵角設定手段23が設けられる。尚、車速センサSfで検出した車速を時間で積分すれば車両の移動距離を算出できるので、その場合には移動距離センサSgを省略することができる。
【0019】
スタートスイッチ19がオフしているときには通常の電動パワーステアリングモードとなり、ドライバーがステアリングハンドル11を操作することで発生する操舵トルクを操舵トルクセンサSaで検出し、その操舵トルクが減少する方向にアクチュエータ17を駆動してアシストトルクを発生させ、ドライバーによるステアリングハンドル11の操作をアシストすることができる。このとき、車速センサSfで検出した車速が高い場合にはアクチュエータ17が発生するアシストトルクを減少させて車両の直進安定性を高め、また車速センサSfで検出した車速が低い場合にはアクチュエータ17が発生するアシストトルクを増加させて据え切り時等のステアリングハンドル11の操作力を軽くすることができる。
【0020】
またスタートスイッチ19をオンすると、所定の条件が満たされている場合に、上記電動パワーステアリングモードから自動操舵モードに切り換わり、ドライバーがステアリングハンドル11を操作することなく、アクチュエータ17によってステアリングハンドル11が自動的に操作される。
【0021】
具体的には、図2(a)に示す位置に車両Vを停止させてスタートスイッチ19をオンすると、アクチュエータ17が作動して前輪Wf,Wfが左に転舵される。そして転舵角センサSbで検出した前輪Wf,Wfの転舵角が目標転舵角設定手段23で設定した目標転舵角δ(ここではフル転舵角)に達すると、アクチュエータ17が停止して自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに復帰する。このように、ドライバーの代わりにアクチュエータ17がステアリングハンドル11を操作するので、ドライバーの操作負担が軽減される。自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに復帰した後は、ドライバーがステアリングハンドル11の位置を微調整しながら車両Vを後進させて駐車スペースに導けば良い。
【0022】
尚、自動操舵モードが設定されるには、スタートスイッチ19がオンされることに加えて、車両Vが停止していること(車速が極低速の場合を含む)と、ドライバーがステアリングハンドル11を操作していないこととが必要である。前者の条件は、車速センサSfで検出した車速が所定値以下であること、ブレーキセンサScで検出したブレーキペダル20の操作量が所定値以上であること、アクセルセンサSdで検出したアクセルペダル21の操作量が所定値以下であることの全てが、あるいは一部が成立しているときに満たされるものとする。また後者の条件は、操舵トルクセンサSaで検出した操舵トルクが所定値以下であるときに満たされるものとする。車速が所定値以下(例えば、5km/h以下)のときに自動操舵モードに入るようにすれば、据え切りが行われなくなるのでアクチュエータ17の消費電力を削減することができる。
【0023】
ところで、ドライバーが車両Vを一旦停止させ、そこから後進で駐車する場合を考えると、図2(a)に示すように、通路に対する車両Vの傾きが小さく、後進で略90°方向を変えないと駐車スペースに駐車できない場合、通常はステアリングハンドル11をフル転舵する。しかしながら、図2(b)に示すように、通路に対して車両Vがある程度傾いている場合には、フル転舵すると切り込み過ぎてしまうので、フル転舵よりも小さい適当な転舵角にする必用がある。更に、一旦切り返してから後進する場合には、図2(c)に示すように、ほぼ駐車スペースの向きまで傾いているので、ステアリングハンドル11を僅かに切るだけで良い。
【0024】
また切り返して前進する場合を考えると、後進の場合と同様に、図3(a)に示すように、通路に対してあまり傾きが大きくない場合にはフル転舵までステアリングハンドル11を切って前進することで傾きを大きくする。図3(b)に示すように、既に傾きがついている場合には、フル転舵までステアリングハンドル11を切る必用はなく、適当な転舵角で前進すれば良い。図3(c)に示すように、ほぼ駐車スペースの向きまで傾いている場合には、ステアリングハンドル11を切らずに前進するだけで充分である。
【0025】
そこで本実施例では、車両Vのヨー角θを検出し、そのヨー角θに基づいて目標転舵角δを設定する。図4に示すように、電動パワーステアリングモードのときに、現在の車両位置をP1とし、その車両位置P1よりも移動距離Lだけ過去に通過した基準位置をP0としたとき、基準位置P0のヨー角θを基準(θ=0)とした現在の車両位置P1のヨー角θを算出する。このヨー角θは車両Vが所定距離(例えば、10cm)前進して車両位置P1が変化する毎に逐次更新される。前記移動距離Lの大きさは車両Vの最小旋回半径Rmとされる。図5から明らかなように、移動距離Lを車両Vの最小旋回半径Rmとすれば、現在の車両位置P1からフル転舵状態で後進させることで車両Vを駐車スペースに正しく移動させることができる。尚、車両Vの移動距離Lは移動距離センサSgにより検出され、ヨー角θはヨーレートセンサShで検出したヨーレートを積分することで検出される。
【0026】
次に、本システムの作用について説明する。ここでは、通路の左側にある駐車スペースに車両Vをバックで駐車する左バック駐車を例に説明する。
【0027】
先ず、図7のように、ドライバーは車両Vを通路に沿って直進させて駐車スペース正面を通過する。このとき、車両Vは駐車スペースの正面では通路に沿った方向を向いていることになる。即ち、図7のように、基準位置P0以前から車両Vを通路に沿って直進させていた場合では、基準位置P0における規準ヨー角の方向線は通路とほぼ平行であり、また直進しているので車両位置P1のヨー角θは0、つまり基準位置P0の規準ヨー角と同様に通路と平行である。また、これは駐車スペースに対しては直角、即ち90°であることを意味する。
【0028】
ドライバーは通路に沿って車両Vを前進させて駐車スペースを通過した後、図8のように、通路の左側に駐車するために、前輪Wf,Wfを右に転舵して車両Vを右に傾けながら、目測で駐車スペースをLだけ通過した位置に車両Vを停車させる。このとき、規準位置P0は図7での車両位置P1、即ち駐車スペースのほぼ正面に位置している。そして、前述したように、この位置では車両Vを通路に沿って通過させているので、規準位置P0における規準ヨー角(θ=0)の方向は通路とほぼ平行である。従って、停車した車両位置P1におけるヨー角θは通路の方向に対する傾きにほぼ一致し、駐車スペースに駐車するにためには、このヨー角θを直角、即ち90°に傾ければ良いことになる。図8において、車両位置P1からバックで駐車スペースに停車するために、シフトレバー22がRポジションに操作されたことがシフトポジションセンサSeにより検出された状態で、スタートスイッチ19がオンされると、電子制御ユニットUの目標転舵角設定手段23が目標転舵角δを算出する。尚、シフトレバー22がRポジションに操作されたことをシフトポジションセンサSeが検出したことをもってシステムの開始信号とすることで、スタートスイッチ19を省略しても良い。
【0029】
図6において、ヨー角θが0°から90°に向けて増加するに伴い、目標転舵角δはフル転舵角から0に向けて減少する。ヨー角θが右向きの場合には、駐車スペースが通路の左側にあると判断され、目標転舵角δの方向は左転舵になる。逆に、ヨー角θが左向きの場合には、駐車スペースが通路の右側にあると判断され、目標転舵角δの方向は右転舵になる。
【0030】
図8においてはθが右向きであるから、駐車スペースが左にあると判断され、目標転舵角δの方向は左転舵となる。またヨー角θ=θaは小さく、バックで駐車時のヨー角θ=90°まで更に大きく車両Vを傾けなければならないため、図6に示すように目標転舵角δとしてフル転舵が設定される。そして転舵角がフル転舵に一致するようにアクチュエータ17によってステアリングハンドル11が自動的に回転する。転舵角がフル転舵になった後、ドライバーはステアリングハンドル11の角度を必要に応じて微調整しながら車両Vをバックさせると、前述のようにLは車両Vの最小回転半径Rmとしているので、概ね駐車スペースに車両Vが誘導される。駐車スペースに停車してシフトレバー22をPポジションにすると、自動操舵モードが解除されて電動パワーステアリングモードに復帰する。
【0031】
尚、例えば図9のように、通路の幅が広く、車両Vのヨー角θを大きく傾けることができる場合(θ=θb)、前輪Wf,Wfをフル転舵すると切り込みすぎてしまうので、図6に示すように、目標転舵角δをフル転舵より小さい適切な値δbに設定することにより、切り込みすぎるのを防ぐことができる。
【0032】
以上のように、自動操舵モードでアクチュエータ17の駆動を制御する目標転舵角δを、車両Vを後進させるだけで駐車スペースに導くことができる一定値とすることで、目標転舵角δの設定およびアクチュエータ17の制御を簡素化することができる。
【0033】
図10は電動パワーステアリング装置のアシスト特性を示すグラフであって、ドライバーがステアリングハンドル11に入力する操舵トルクThが第1の閾値Td未満の不感帯ではアクチュエータ17によるアシストトルクTaが発生せず、前記操舵トルクThが第1の閾値Td以上になるとアシストトルクTaがリニアに増加するようになっている。従って、図11に示すように、ドライバーがステアリングハンドル11に入力する操舵トルクThが第1の閾値Td以上の領域では、アクチュエータ17が発生するアシストトルクTaの分だけドライバーの操舵トルクThが軽減され、軽快なステアリング操作が可能になる。
【0034】
ところで、自動操舵モードにおいて前輪Wf,Wfが転舵されている間に、ドライバーが駐車スペースに障害物を発見したり駐車を断念したりしてステアリングハンドル11を操作すると、自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに切り換わってアクチュエータ17がドライバーのハンドル操作を阻害しないようになっている。また自動操舵モードにおいて前輪Wf,Wfが転舵されている間に、誤ってドライバーがステアリングハンドル11に触れても、ドライバーの意志に反して自動操舵モードが中止されないようにする必要がある。そのために、ステアリングハンドル11に入力される操舵トルクが第2の閾値Ts未満であれば自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに切り換わらず、前記操舵トルクが第2の閾値Ts以上になると自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに切り換わるようになっている。
【0035】
図12に示すように、第2の閾値Tsを第1の閾値Tdよりも大きく設定したと仮定すると、自動操舵モードでドライバーがステアリングハンドル11に加える操舵トルクThを第1の閾値Tdを超えて増加させても、自動操舵モードではアクチュエータ17によるアシストトルクが発生しないために、操舵トルクThは第2の閾値Tsまで増加する(実線参照)。その結果、操舵トルクThが第2の閾値Ts以上になったa点において自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに切り換わると、操舵トルクThはアクチュエータ17がよるアシストトルクを発生する電動パワーステアリングモードの値(破線参照)まで急激に減少するため、ドライバーはステアリングハンドル11が急激に軽くなったように感じて違和感を覚えることになる。
【0036】
それに対して本実施例では、図13に示すように、第2の閾値Tsを第1の閾値Tdよりも小さく設定しているので、自動操舵モードでドライバーがステアリングハンドル11に加える操舵トルクThを増加させ、b点で第2の閾値Tsを超えて自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに切り換わっても、操舵トルクThは急変することなくリニアに増加する。そしてc点で操舵トルクThが第1の閾値Tdに達すると、電動パワーステアリングモードの不感帯を脱することでアクチュエータ17によるアシストが開始される。
【0037】
このように、自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに切り換わる第2の閾値Tsを、アクチュエータ17がアシストトルクTaを発生する操舵トルクThの第1の閾値Tdよりも小さく設定したので、自動操舵モードから電動パワーステアリングモードに切り換わる際の操舵トルクThの急激な減少を防止し、ステアリングハンドル11が急激に軽くなったように感じてドライバーが違和感を覚えるのを防止することができる。
【0038】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0039】
例えば、実施例では自動操舵モードにおける目標転舵角δを、一定の転舵角で車両Vを駐車スペースに導くことができる値に設定しているが、上記特許文献に記載されているように、自動操舵モードにおける目標転舵角δを、駐車開始位置から駐車スペースまでの車両Vの移動距離に応じて変化する値として設定することができる。これにより、駐車開始位置から駐車スペースまでの車両Vの移動軌跡を、円弧以外の任意の軌跡に設定することができる。
【0040】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、予め記憶または演算された制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動が制御される第2の制御状態において、ドライバーがステアリングハンドルに加える操舵トルクが第2の閾値まで増加すると、アクチュエータ制御手段により前記第2の制御状態から第1の制御状態に切り換えられ、ドライバーによりステアリングハンドルに加えられる操舵トルクに基づいてアクチュエータの駆動が制御される。この切り換えが行われる第2の閾値は、第1の制御状態においてアクチュエータが駆動されて操舵アシストトルクを発生するようになる第1の閾値よりも低い不感帯の領域にあるため、第2の制御状態から第1の制御状態に切り換えられた瞬間にアクチュエータが操舵アシストトルクを発生することがない。これにより、第2の制御状態から第1の制御状態に切り換えられた瞬間にステアリングハンドルが急激に軽くなるのを回避し、ドライバーが違和感を覚えるのを防止することができる。
【0041】
また請求項2に記載された発明によれば、第2の制御状態でアクチュエータの駆動を制御する制御目標値が、移動開始位置から目標車両位置までの車両の移動経路として予め記憶または演算されるので、ドライバーのステアリング操舵トルクをアシストするためのアクチュエータを利用して、車両を移動開始位置から目標車両位置に移動させるための操舵を自動で行わせることができる。
【0042】
また請求項3に記載された発明によれば、第2の制御状態でアクチュエータの駆動を制御する制御目標値が、車両を目標車両位置に導くことができる一定の車輪転舵角であるため、制御目標値の設定およびアクチュエータの制御を簡素化することができる。
【0043】
また請求項4に記載された発明によれば、第2の制御状態でアクチュエータの駆動を制御する制御目標値が、目標車両位置までの車両の移動距離に応じて変化する車輪転舵角であるため、制御開始位置から目標車両位置までの車両の移動軌跡を自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る車両の操舵装置の全体構成図
【図2】車両を後進させて駐車スペースに移動させる場合の作用説明図
【図3】車両を後進させる過程で切り返しを行う場合の作用説明図
【図4】車両のヨー角θの説明図
【図5】車両の移動距離Lの説明図
【図6】車両のヨー角θと目標転舵角δとの関係を示す図
【図7】左バック駐車の作用説明図
【図8】左バック駐車の作用説明図
【図9】左バック駐車の作用説明図
【図10】操舵トルクとアシストトルクとの関係を示すグラフ
【図11】アシストの有無による操舵トルクの変化を示すグラフ
【図12】第1の閾値を第2の閾値よりも小さく設定した場合の作用を説明するグラフ
【図13】第1の閾値を第2の閾値よりも大きく設定した場合の作用を説明するグラフ
【符号の説明】
Th 操舵トルク
Td 第1の閾値
Ts 第2の閾値
U 電子制御ユニット(アクチュエータ制御手段)
V 車両
Wf 前輪(車輪)
11 ステアリングハンドル
17 アクチュエータ
δ 目標転舵角(制御目標値)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic vehicle steering apparatus for assisting a driver to perform a parking operation using an actuator that steers a wheel of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Such an automatic steering device for a vehicle is known from the following patent documents. This automatic steering device is an electric power steering mode that assists the driver's steering operation with the steering torque generated by the actuator, and an automatic steering mode that automatically turns the wheels with the steering torque generated by the actuator to assist the parking operation. When the driver applies a steering torque equal to or more than a predetermined value to the steering wheel during the automatic steering mode, the automatic steering mode is stopped and the mode shifts to the electric power steering mode.
[0003]
[Patent Document]
JP-A-4-55168
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described in detail later with reference to FIG. 12, the above-described conventional motor generates a steering assist force until the moment when the driver operates the steering wheel to shift to the electric power steering mode during the automatic steering mode. Since the actuator that did not perform suddenly generates a steering assist force, the steering wheel suddenly became light, and the driver sometimes felt uncomfortable.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to prevent a steering wheel from suddenly becoming lighter at the moment when a control state of an actuator for turning a wheel is switched.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the invention described in claim 1, an actuator for turning a wheel of a vehicle and an actuator control means for switching the actuator between a first control state and a second control state are provided. In the first control state, the driving of the actuator is controlled based on a steering torque applied to a steering wheel by a driver. In the second control state, the actuator is controlled based on a control target value stored or calculated in advance. In the automatic steering device for a vehicle in which the driving of the vehicle is controlled, in the first control state, a region where the steering torque applied to the steering wheel by the driver is smaller than the first threshold is regarded as a dead zone, and the region equal to or larger than the first threshold is set. The driving of the actuator is controlled in the region, and in the second control state, the driver controls the operation. The actuator control means switches the second control state to the first control state when the steering torque applied to the ring handle becomes equal to or more than a second threshold value smaller than the first threshold value. There is proposed an automatic steering apparatus for a vehicle.
[0007]
According to the configuration, in the second control state in which the driving of the actuator is controlled based on the control target value stored or calculated in advance, when the steering torque applied to the steering wheel by the driver increases to the second threshold value, The control unit switches from the second control state to the first control state, and the driving of the actuator is controlled based on the steering torque applied to the steering wheel by the driver. The second threshold value at which this switching is performed is in a dead zone lower than the first threshold value at which the actuator is driven to generate the steering assist torque in the first control state. The actuator does not generate the steering assist torque at the moment when the control is switched from the control state to the first control state. As a result, it is possible to prevent the steering wheel from suddenly becoming lighter at the moment of switching from the second control state to the first control state, and to prevent the driver from feeling uncomfortable.
[0008]
According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the control target value is stored or calculated in advance as a vehicle movement path from a movement start position to a target vehicle position. An automatic steering device for a vehicle is proposed.
[0009]
According to the above configuration, the control target value for controlling the driving of the actuator in the second control state is stored or calculated in advance as the vehicle movement path from the movement start position to the target vehicle position. The steering for moving the vehicle from the movement start position to the target vehicle position can be automatically performed using an actuator for assisting the vehicle.
[0010]
According to a third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect, the control target value is set as a constant wheel steering angle that can guide the vehicle to a target vehicle position. An automatic steering device for a vehicle is proposed.
[0011]
According to the above configuration, the control target value for controlling the driving of the actuator in the second control state is a constant wheel turning angle that can guide the vehicle to the target vehicle position. Control can be simplified.
[0012]
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect, the control target value is set as a wheel steering angle that changes according to a moving distance of the vehicle to a target vehicle position. An automatic steering device for a vehicle characterized by the following is proposed.
[0013]
According to the above configuration, the control target value for controlling the driving of the actuator in the second control state is the wheel turning angle that changes according to the moving distance of the vehicle to the target vehicle position. The movement locus of the vehicle to the vehicle position can be set freely.
[0014]
The electronic control unit U of the embodiment corresponds to the actuator control means of the present invention, the front wheel Wf of the embodiment corresponds to the wheel of the present invention, and the target turning angle δ of the embodiment corresponds to the control target value of the present invention. Correspondingly, the electric power steering mode of the embodiment corresponds to the first control state of the present invention, and the automatic steering mode of the embodiment corresponds to the second control state of the present invention.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0016]
1 to 13 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a steering device of a vehicle, FIG. 2 is an operation explanatory diagram when the vehicle is moved backward to a parking space, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation in the case of turning back in the process of moving the vehicle backward, FIG. 4 is an explanatory diagram of the yaw angle θ of the vehicle, FIG. 5 is an explanatory diagram of the moving distance L of the vehicle, and FIG. 7 to 9 are diagrams for explaining the effect of left-back parking, FIG. 10 is a graph showing a relationship between the steering torque and the assist torque, and FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the steering torque and the presence or absence of the assist. FIG. 12 is a graph showing a change, FIG. 12 is a graph illustrating an operation when the first threshold is set smaller than the second threshold, and FIG. 13 is an operation when the first threshold is set larger than the second threshold. It is a graph explaining.
[0017]
As shown in FIG. 1, a
[0018]
The electronic control unit U includes a
[0019]
When the
[0020]
When the
[0021]
Specifically, when the vehicle V is stopped at the position shown in FIG. 2A and the
[0022]
In order to set the automatic steering mode, in addition to turning on the
[0023]
By the way, considering a case where the driver temporarily stops the vehicle V and then parks in the reverse direction, as shown in FIG. 2A, the inclination of the vehicle V with respect to the passage is small, and the direction of the vehicle V does not change by approximately 90 ° in the reverse direction. If the vehicle cannot be parked in the parking space, the
[0024]
In the case of turning back and moving forward, as in the case of reverse driving, as shown in FIG. 3 (a), when the inclination with respect to the passage is not so large, the
[0025]
Therefore, in the present embodiment, the yaw angle θ of the vehicle V is detected, and the target turning angle δ is set based on the yaw angle θ. As shown in FIG. 4, in the electric power steering mode, when the current vehicle position is P1 and the reference position passed past the vehicle position P1 by the moving distance L in the past is P0, the yaw of the reference position P0 is The yaw angle θ of the current vehicle position P1 is calculated based on the angle θ (θ = 0). The yaw angle θ is sequentially updated each time the vehicle V moves forward by a predetermined distance (for example, 10 cm) and the vehicle position P1 changes. The magnitude of the moving distance L is defined as the minimum turning radius Rm of the vehicle V. As is clear from FIG. 5, if the moving distance L is the minimum turning radius Rm of the vehicle V, the vehicle V can be correctly moved to the parking space by moving backward from the current vehicle position P1 in a fully steered state. . The moving distance L of the vehicle V is detected by the moving distance sensor Sg, and the yaw angle θ is detected by integrating the yaw rate detected by the yaw rate sensor Sh.
[0026]
Next, the operation of the present system will be described. Here, left-back parking in which the vehicle V is parked in the parking space on the left side of the aisle will be described as an example.
[0027]
First, as shown in FIG. 7, the driver moves the vehicle V straight along the passage and passes in front of the parking space. At this time, the vehicle V faces the direction along the passage in front of the parking space. That is, as shown in FIG. 7, when the vehicle V is traveling straight along the passage from before the reference position P0, the direction line of the reference yaw angle at the reference position P0 is substantially parallel to the passage, and is traveling straight. Therefore, the yaw angle θ at the vehicle position P1 is 0, that is, parallel to the path similarly to the reference yaw angle at the reference position P0. This also means that it is perpendicular to the parking space, ie 90 °.
[0028]
After the driver advances the vehicle V along the passage and passes through the parking space, the driver steers the front wheels Wf and Wf to the right and turns the vehicle V to the right to park on the left side of the passage as shown in FIG. While tilting, the vehicle V is stopped at a position where the vehicle has passed the parking space L by eye. At this time, the reference position P0 is located at the vehicle position P1 in FIG. 7, that is, substantially in front of the parking space. As described above, since the vehicle V is passed along the path at this position, the direction of the reference yaw angle (θ = 0) at the reference position P0 is substantially parallel to the path. Therefore, the yaw angle θ at the stopped vehicle position P1 substantially matches the inclination with respect to the direction of the passage, and in order to park in the parking space, the yaw angle θ only needs to be inclined at a right angle, that is, 90 °. . In FIG. 8, when the
[0029]
In FIG. 6, as the yaw angle θ increases from 0 ° to 90 °, the target turning angle δ decreases from the full turning angle to 0. When the yaw angle θ is rightward, it is determined that the parking space is on the left side of the passage, and the direction of the target turning angle δ is left turning. Conversely, when the yaw angle θ is to the left, it is determined that the parking space is on the right side of the passage, and the direction of the target turning angle δ is right turning.
[0030]
In FIG. 8, since θ is rightward, it is determined that the parking space is on the left, and the direction of the target turning angle δ is left turning. In addition, since the yaw angle θ = θa is small and the vehicle V must be further tilted to the yaw angle θ = 90 ° when the vehicle is parked in the back, the full turning is set as the target turning angle δ as shown in FIG. You. Then, the steering handle 11 is automatically rotated by the
[0031]
In the case where the width of the passage is wide and the yaw angle θ of the vehicle V can be greatly inclined (θ = θb), for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 6, by setting the target turning angle δ to an appropriate value δb smaller than full turning, it is possible to prevent excessive turning.
[0032]
As described above, by setting the target turning angle δ for controlling the driving of the
[0033]
FIG. 10 is a graph showing the assist characteristics of the electric power steering device. In the dead zone where the steering torque Th input to the
[0034]
By the way, when the driver finds an obstacle in a parking space or gives up parking and operates the steering handle 11 while the front wheels Wf and Wf are being steered in the automatic steering mode, the electric power is switched from the automatic steering mode. The mode is switched to the steering mode so that the
[0035]
As shown in FIG. 12, assuming that the second threshold value Ts is set to be larger than the first threshold value Td, the steering torque Th applied by the driver to the
[0036]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, since the second threshold value Ts is set smaller than the first threshold value Td, the steering torque Th applied to the
[0037]
As described above, the second threshold value Ts for switching from the automatic steering mode to the electric power steering mode is set to be smaller than the first threshold value Td of the steering torque Th at which the
[0038]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, various design changes can be made in the present invention without departing from the gist thereof.
[0039]
For example, in the embodiment, the target turning angle δ in the automatic steering mode is set to a value that can guide the vehicle V to the parking space at a constant turning angle. The target turning angle δ in the automatic steering mode can be set as a value that changes according to the moving distance of the vehicle V from the parking start position to the parking space. Thereby, the movement locus of the vehicle V from the parking start position to the parking space can be set to an arbitrary locus other than the arc.
[0040]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the steering torque applied to the steering wheel by the driver in the second control state in which the driving of the actuator is controlled based on the control target value stored or calculated in advance. Is increased to a second threshold value, the actuator control means switches from the second control state to the first control state, and the driving of the actuator is controlled based on the steering torque applied to the steering wheel by the driver. The second threshold value at which this switching is performed is in a dead zone lower than the first threshold value at which the actuator is driven to generate the steering assist torque in the first control state. The actuator does not generate the steering assist torque at the moment when the control is switched from the control state to the first control state. As a result, it is possible to prevent the steering wheel from suddenly becoming lighter at the moment of switching from the second control state to the first control state, and to prevent the driver from feeling uncomfortable.
[0041]
According to the second aspect of the present invention, the control target value for controlling the driving of the actuator in the second control state is stored or calculated in advance as a movement path of the vehicle from the movement start position to the target vehicle position. Therefore, the steering for moving the vehicle from the movement start position to the target vehicle position can be automatically performed by using the actuator for assisting the steering torque of the driver.
[0042]
According to the third aspect of the present invention, since the control target value for controlling the driving of the actuator in the second control state is a constant wheel turning angle that can guide the vehicle to the target vehicle position, The setting of the control target value and the control of the actuator can be simplified.
[0043]
According to the invention described in claim 4, the control target value for controlling the driving of the actuator in the second control state is the wheel steering angle that changes according to the moving distance of the vehicle to the target vehicle position. Therefore, the movement locus of the vehicle from the control start position to the target vehicle position can be set freely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle steering system according to a first embodiment; FIG. 2 is an operation explanatory diagram when the vehicle is moved backward to a parking space; FIG. 3 is turned back in the process of moving the vehicle backward; FIG. 4 is an explanatory diagram of the yaw angle θ of the vehicle. FIG. 5 is an explanatory diagram of the moving distance L of the vehicle. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the yaw angle θ of the vehicle and the target turning angle δ. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of left-back parking. FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of left-back parking. FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of left-back parking. FIG. 10 is a graph showing the relationship between steering torque and assist torque. 11 is a graph showing a change in steering torque depending on the presence or absence of assist. [FIG. 12] A graph for explaining an operation when the first threshold is set smaller than the second threshold. [FIG. 13] A first threshold is set to the second threshold. Graph explaining the operation when the value is set to be larger than the threshold value
Th steering torque Td first threshold value Ts second threshold value U electronic control unit (actuator control means)
V Vehicle Wf Front wheel (wheel)
11 Steering handle 17 Actuator δ Target turning angle (Target control value)
Claims (4)
前記第1の制御状態では、ドライバーによりステアリングハンドル(11)に加えられる操舵トルク(Th)に基づいてアクチュエータ(17)の駆動が制御され、
前記第2の制御状態では、予め記憶または演算された制御目標値(δ)に基づいてアクチュエータ(17)の駆動が制御される車両の自動操舵装置において、
前記第1の制御状態では、ドライバーによりステアリングハンドル(11)に加えられる操舵トルク(Th)が第1の閾値(Td)未満の領域が不感帯とされ、前記第1の閾値(Td)以上の領域がアクチュエータ(17)の駆動が制御され、
前記第2の制御状態では、ドライバーによりステアリングハンドル(11)に加えられる操舵トルク(Th)が前記第1の閾値(Td)より小さい第2の閾値(Ts)以上になったときに、アクチュエータ制御手段(U)は前記前記第2の制御状態を前記第1の制御状態に切り換えることを特徴とする車両の自動操舵装置。An actuator (17) for steering a wheel (Wf) of the vehicle (V), and an actuator control means (U) for switching the actuator (17) between a first control state and a second control state;
In the first control state, the driving of the actuator (17) is controlled based on the steering torque (Th) applied to the steering handle (11) by the driver,
In the second control state, in an automatic steering device for a vehicle in which driving of an actuator (17) is controlled based on a control target value (δ) stored or calculated in advance,
In the first control state, a region where the steering torque (Th) applied to the steering wheel (11) by the driver is smaller than the first threshold (Td) is defined as a dead zone, and a region where the steering torque (Th) is equal to or larger than the first threshold (Td). Is controlled to drive the actuator (17),
In the second control state, when the steering torque (Th) applied to the steering wheel (11) by the driver becomes equal to or greater than a second threshold (Ts) smaller than the first threshold (Td), the actuator control is performed. The means (U) switches the second control state to the first control state.
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