JP2005170260A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝突回避の操舵操作の容易化と車両の直進安定性能の確保との両立を図ることができるパワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 車輪速センサ１３及びハンドル角センサ１５を備えると共に、自車両１の走行する走行レーンの前方に位置する物体を認知するレーザレーダ１１及びＣＣＤカメラ１２を備え、ＥＣＵ３０が、物体認知手段１１，１２からの情報に基づいて自車両１と前記物体との距離を算出し、前記距離が所定値以下であり且つ車速に対するハンドル角が所定値よりも大きい場合に、通常特性の補助操舵トルクよりも大きい回避特性の補助操舵トルクを算出し、当該回避特性の当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように電動モータ２１を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車において、ドライバによるハンドル操舵を油圧アクチュエータの油圧又は電動モータの回転力によりアシストするパワーステアリング装置に関する。

自動車において、ドライバのハンドル操舵時に、ドライバが付与する操舵トルクとは別の補助操舵トルクを付加し、ドライバのハンドル操舵をアシストしてドライバの負担を軽減するパワーステアリング装置がある。このパワーステアリング装置の補助操舵トルクの付加手段としては、油圧トルクによる油圧アクチュエータや回転トルクによる電動モータが一般に用いられている。

前記パワーステアリング装置は、車速に対するハンドル角の大きさに対応して、補助操舵トルクの大きさを制御している。すなわち、車速に対するハンドル角が大きいときには、補助操舵トルクによるアシストを大きくすることにより、ドライバの操舵負担を軽減し、車速に対するハンドル角が小さいときには、補助操舵トルクによるアシストを小さくすることにより、しっかりした手応えのある操舵感を得られるように、補助操舵トルクの大きさを制御している。

さらに、下記の特許文献１に記載されているパワーステアリング装置では、例えば、自車両の走行する走行レーンの前方に位置する物体（例えば先行車等）との距離が所定値以下となったときに、補助操舵トルクによるアシストを大きくすることにより、ドライバによる回避操舵操作をより速やかにできるように、補助操舵トルクの大きさを制御するようにしている。

特開２０００−０４３７４１号公報

しかしながら、前述したような特許文献１に記載されているパワーステアリング装置においては、ドライバによる回避操舵操作が不要な場合でも、前記物体との距離が所定値以下になると、補助操舵トルクによるアシストが大きくなってしまうため、直進安定性能が低下してしまう可能性があった。

このようなことから、本発明は、衝突回避の操舵操作の容易化と車両の直進安定性能の確保との両立を図ることができるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係るパワーステアリング装置は、車速を検出する車速検出手段と、ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、ドライバのハンドル操舵に対して補助操舵トルクを加える補助操舵トルク付加手段と、前記車速検出手段及び前記ハンドル角検出手段からの情報に基づいて、通常特性の補助操舵トルクを算出し、当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように前記補助操舵トルク付加手段を制御する制御手段とを備えてなるパワーステアリング装置であって、自車両の走行する走行レーンの前方に位置する物体を認知する物体認知手段を備えると共に、前記制御手段が、前記物体認知手段からの情報に基づいて自車両と前記物体との距離を算出し、前記距離が所定値以下であり且つ前記車速に対する前記ハンドル角が所定値よりも大きい場合に、通常特性の前記補助操舵トルクよりも大きい回避特性の補助操舵トルクを算出し、当該回避特性の当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように前記補助操舵トルク付加手段を制御することを特徴とする。

第二番目の発明に係るパワーステアリング装置は、第一番目の発明において、ヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、前記制御手段が、前記ヨーレイト検出手段からの情報に基づいてヨーレイトを算出し、前記距離が所定値以下であり且つ前記車速に対する前記ハンドル角が所定値よりも大きいと共に前記ヨーレイトが所定値よりも大きい場合には、通常特性の前記補助操舵トルクよりも小さい直進安定化特性の補助操舵トルクを算出し、当該直進安定化特性の当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように前記補助操舵トルク付加手段を制御することを特徴とする。

第一番目の発明に係るパワーステアリング装置によれば、自車両の走行レーンの前方に位置する物体との距離が短くなっても、ドライバによる回避操舵操作が行われているときのみに、補助操舵トルクによるアシストが大きくなるので、ドライバによる回避操舵操作が行われない場合の直進安定性能の低下を防止することができる。

第二番目の発明に係るパワーステアリング装置によれば、第一番目の発明による効果に加えて、ドライバによる回避操舵操作が行われたときの直進安定性能の向上を図ることができる。

本発明に係るパワーステアリング装置の実施形態を図１，２を用いて説明する。図１は、パワーステアリング装置の概略構成図、図２は、パワーステアリング装置の制御フロー図である。

図１に示すように、車両１の前部には、前方へレーザビームをスキャニングしながら発射して物体等を認識するスキャン式のレーザレーダ１１が設けられている。車両１の室内のルーフ部には、車両１の前方に位置する物体及び車線（白線）を認識するＣＣＤカメラ１２が設けられている。車両１の後側の車輪２には、車両１の車速Ｖを検出する車速検出手段である車輪速センサ１３が設けられている。車両１の後部には、車両１のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段であるヨーレイトセンサ１４が設けられている。車両１の室内に設けられたステアリングホイール（ハンドル）３のステアリングシャフト４には、ハンドル角検出手段であるハンドル角センサ１５が設けられている。

前記ステアリングシャフト４には、ハンドル３を介して入力されるドライバのハンドル操舵に対して補助操舵トルクを当該ステアリングシャフト４に加える補助操舵トルク付加手段である電動モータ２１が設けられている。電動モータ２１とステアリングシャフト４との間には、当該間の断接を行なう電磁クラッチ２２が設けられている。

前記レーザレーダ１１、ＣＣＤカメラ１２、車輪速センサ１３、ヨーレイトセンサ１４、ハンドル角センサ１５は、制御手段である電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０の入力部に電気的に接続され、前記アクチュエータ本体２１、電磁クラッチ２２は、上記ＥＣＵ３０の出力部に電気的に接続されており、当該ＥＣＵ３０は、前記情報機器１１〜１５からの情報に基づいて、前記操舵機器２１、２２を制御するようになっている。

なお、本実施形態では、レーザレーダ１１、ＣＣＤカメラ１２等により物体認知手段を構成している。

このような本実施形態に係るパワーステアリング装置の作用を次に説明する。

イグニッションキーの操作により作動状態となり、車両１が走行レーンに沿って走行すると、ＥＣＵ３０は、車輪速センサ１３及びハンドル角センサ１５からの情報に基づき、車速とハンドル角との関係から予め設定されている通常特性の補助操舵トルクを算出し、当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように電動モータ２１を制御する。

また、ＥＣＵ３０は、レーザレーダ１１及びＣＣＤカメラ１２からの情報に基づいて、車両１の走行レーンの前方に位置する物体（例えば先行車）との距離（車間距離）の算出を行う（図２中、ステップＳ１）。

そして、ＥＣＵ３０は、上記車間距離が、車速に基づいて予め設定された所定値以下であるか否かを判定し（ステップＳ２）、所定値を越えている場合には、ドライバによる回避操舵操作がなされないと判定して、上記通常特性の補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように電動モータ２１を制御する（ステップＳ３）。

他方、上記車間距離が前記所定値以下の場合には、ＥＣＵ３０は、引き続き、車輪速センサ１３及びハンドル角センサ１５からの情報に基づき、車速とハンドル角との関係から予め設定されている回避操作の有無を判定する（ステップＳ４）。

ＥＣＵ３０は、車速に対するハンドル角が所定値以下の場合には、ドライバによる回避操舵操作がなされていないと判定して、上述の場合と同様に、前記通常特性の補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように電動モータ２１を制御する（上記ステップＳ３）。

他方、車速に対するハンドル角が所定値よりも大きい場合には、ＥＣＵ３０は、ドライバによる回避操作が行なわれていると判定し、さらに、ヨーレイトセンサ１４からの情報に基づき、パワステ機構５の特性を切り換える（ステップＳ５）。

ＥＣＵ３０は、ヨーレイトが所定値以下の場合には、直進安定性能の低下が生じていないと判定し、車速及びハンドル角に基づいて予め設定されて前記通常特性の補助操舵トルクよりも大きい補助操舵トルクとなる回避特性の補助操舵トルクを算出し、当該回避特性の当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように電動モータ２１を制御する（ステップＳ６）。これにより、ドライバは、ハンドル３を非常に俊敏に操作することができ、回避操作を容易に行なうことができる。

他方、ヨーレイトが所定値よりも大きい場合には、ＥＣＵ３０は、直進安定性能を高める必要があると判定して、車速及びハンドル角に基づいて予め設定されて前記通常特性の補助操舵トルクよりも小さい補助操舵トルクとなる直進安定化特性の補助操舵トルクを算出し、当該直進安定化特性の当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように電動モータ２１を制御する（ステップＳ７）。これにより、車両１は、直進安定性能が向上し、安全性能が大幅に向上するようになる。

つまり、車両１の走行レーンの前方に位置する物体との距離が短くなっても、ドライバによる回避操舵操作が行われているときのみに、補助操舵トルクによるアシストを大きくするようにしたのである。

このため、ドライバによる回避操舵操作が行われない場合の直進安定性能の低下を防止することができる。

よって、自車両の走行レーンの前方に位置する物体との距離が短くなったときでも、直進安定性能の低下を防止することができる。

また、ドライバによる回避操舵操作が行われて直進安定性が低下したときには、補助操舵トルクによるアシストを小さくするようにしたので、ドライバによる回避操舵操作が行われたときの直進安定性能の向上を図ることができる。

したがって、本実施形態によれば、衝突回避の操舵操作の容易化と車両１の直進安定性能の確保との両立を図ることができる。

なお、本実施形態では、電動モータ２１を補助操舵トルク付加手段として利用する電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、油圧アクチュエータを補助操舵トルク付加手段として利用する電子制御油圧パワーステアリング装置の場合でも、本実施形態の場合と同様にして適用することができる。

本発明に係るパワーステアリング装置は、自動車産業において極めて有効に利用することができる。

本発明に係るパワーステアリング装置の実施形態の概略構成図である。 本発明に係るパワーステアリング装置の実施形態の制御フロー図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車輪
３ ステアリングホイール（ハンドル）
４ ステアリングシャフト
１１ レーザレーダ
１２ ＣＣＤカメラ
１３ 車輪速センサ
１４ ヨーレイトセンサ
１５ ハンドル角センサ
２１ 電動モータ
２２ 電磁クラッチ
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (2)

1. 車速を検出する車速検出手段と、
   ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、
   ドライバのハンドル操舵に対して補助操舵トルクを加える補助操舵トルク付加手段と、
   前記車速検出手段及び前記ハンドル角検出手段からの情報に基づいて、通常特性の補助操舵トルクを算出し、当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように前記補助操舵トルク付加手段を制御する制御手段と
   を備えてなるパワーステアリング装置であって、
   自車両の走行する走行レーンの前方に位置する物体を認知する物体認知手段を備えると共に、
   前記制御手段が、
   前記物体認知手段からの情報に基づいて自車両と前記物体との距離を算出し、前記距離が所定値以下であり且つ前記車速に対する前記ハンドル角が所定値よりも大きい場合に、通常特性の前記補助操舵トルクよりも大きい回避特性の補助操舵トルクを算出し、当該回避特性の当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように前記補助操舵トルク付加手段を制御する
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 請求項１において、
   ヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、
   前記制御手段が、
   前記ヨーレイト検出手段からの情報に基づいてヨーレイトを算出し、前記距離が所定値以下であり且つ前記車速に対する前記ハンドル角が所定値よりも大きいと共に前記ヨーレイトが所定値よりも大きい場合には、通常特性の前記補助操舵トルクよりも小さい直進安定化特性の補助操舵トルクを算出し、当該直進安定化特性の当該補助操舵トルクでドライバのハンドル操舵をアシストするように前記補助操舵トルク付加手段を制御する
   ことを特徴とするパワーステアリング装置。

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