JP2009012613A - Electric power steering device - Google Patents

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Shinji Kanai
伸治 金井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance forecasting accuracy of a dangerous driving state at low cost. <P>SOLUTION: The electric power steering device is provided with a danger determination part 142 for finally determining the dangerous driving state and giving warning to a driver when a danger driving notice is input from a navigation system when it is determined whether or not a steering pattern of the vehicle is in the dangerous state. When the vehicle speed V exceeds a predetermined threshold value, an angular velocity ω of an electric motor for steering assistance exceeds a predetermined threshold value and a variation ratio ΔT of the steering torque exceeds a predetermined threshold value, the danger determination part 142 determines that the steering pattern is in the dangerous state. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、居眠りなどを予見させる危険な操舵を検出した場合に運転者に警告を与える電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus that gives a warning to a driver when dangerous steering that predicts dozing is detected.

乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、操舵補助モータによって操舵を補助する、いわゆる電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)装置がある。EPS装置では、操舵補助モータの駆動力を、減速機を介してギヤまたはベルト等の伝送機構により、ステアリングシャフトまたはラック軸に補助力を付与するようになっている。   In order to reduce the steering force of vehicles such as passenger cars and trucks, there is a so-called electric power steering (EPS) device that assists steering by a steering assist motor. In the EPS device, the driving force of the steering assist motor is applied to the steering shaft or the rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer.

ところで、この種のEPS装置においても、居眠りなどの危険な運転状態を検出して運転者に警告を与えるシステムが提案されている。特許文献1においては、運転者の眼球の動き、脳波、心拍数、血圧等に基づき運転者の覚醒度を検出し、運転者が覚醒度低下状態にあるとき、車両が特定の走行状態(例えば車速が時速40〜100kmで且つ直進走行状態)であることを条件として、警告モードに入り、警告モードでは、操舵用アクチュエータを現状態に維持し車両の進行方向が変わらないようにするとともに、操舵部材を振動させて運転者を覚醒させるようにしている。   By the way, also in this kind of EPS apparatus, the system which detects a dangerous driving | running state, such as falling asleep, and warns a driver | operator is proposed. In Patent Document 1, when the driver's arousal level is detected based on the movement of the driver's eyeball, brain wave, heart rate, blood pressure, etc., and the driver is in a reduced level of arousal level, the vehicle is in a specific running state (for example, On the condition that the vehicle speed is 40 to 100 km / h and the vehicle is in a straight traveling state), the warning mode is entered. In the warning mode, the steering actuator is maintained in the current state so that the traveling direction of the vehicle does not change and steering is performed. The member is vibrated to awaken the driver.

特許文献2には、実進行方向検出手段により検出した車両の実方位角と、カーナビゲーションシステムの情報を用いて目標進行方向設定手段にて得た前方の道路の接線方向方位角との偏差を小さくするように電動機を自動操舵制御する電動操舵装置において、覚醒度判別手段にて居眠り状態の検知を行い、覚醒度が低くなるほど自動操舵の度合いを高めるようにすることが示されている。覚醒度は、修正操舵周波数帯域に於ける予め設定されたしきい値を超える振幅の操舵トルクの単位時間当たりの出現回数を計数し、この出現率から判断している。   In Patent Document 2, the deviation between the actual azimuth angle of the vehicle detected by the actual traveling direction detection means and the tangential direction azimuth angle of the road ahead obtained by the target traveling direction setting means using the information of the car navigation system is disclosed. In an electric steering apparatus that automatically controls an electric motor so as to be small, it is shown that a dozing state is detected by a wakefulness determination means, and the degree of automatic steering is increased as the wakefulness is lowered. The arousal level is determined from the appearance rate by counting the number of appearances per unit time of the steering torque having an amplitude exceeding a preset threshold value in the corrected steering frequency band.

特開2004−34739号公報JP 2004-34739 A 特開平09−216567号公報JP 09-216567 A

しかしながら、特許文献1においては、眼球の動き、脳波、心拍数、血圧などの人体データのみを用いて運転者の覚醒度状態を判断するようにしているので、判断精度が低く、また人体データを検出するための検出器を設けなければならず、コスト高であるという問題がある。また、特許文献2においては、操舵トルクの単位時間当たりの出現回数という操舵状態のみによって居眠り状態の検知を行っているので、居眠り状態の検知精度が低く、危険予測を誤る可能性が高い。   However, in Patent Document 1, since the driver's arousal level state is determined using only human body data such as eye movement, brain wave, heart rate, blood pressure, etc., the determination accuracy is low, and human body data is not stored. A detector for detection must be provided, and there is a problem that the cost is high. Further, in Patent Document 2, since the dozing state is detected only by the steering state that is the number of appearances of the steering torque per unit time, the detection accuracy of the dozing state is low, and there is a high possibility that the risk prediction is erroneous.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、危険運転状態の予測精度を低コストで向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can improve the prediction accuracy of a dangerous driving state at low cost.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、操舵トルクおよび車両速度に基づいて演算した操舵補助指令に基づき操舵補助用の電動モータを駆動制御することにより、車両の操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、車両の操舵パターンが危険状態であるか否かを判定する操舵判定手段と、外部装置からの危険運転通知を入力する入力手段と、前記操舵判定手段が危険状態と判定したときに、前記入力手段に危険運転通知が入力されていた場合に、危険運転状態と最終判定し、運転者に警告を与える危険判定手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention controls the steering of the vehicle by driving and controlling the steering assist electric motor based on the steering assist command calculated based on the steering torque and the vehicle speed. In the assisting electric power steering apparatus, a steering determination unit that determines whether or not the steering pattern of the vehicle is in a dangerous state, an input unit that inputs a dangerous driving notification from an external device, and the steering determination unit are in a dangerous state. When a determination is made, if a dangerous driving notification is input to the input means, the vehicle is provided with a risk determining means for making a final determination of a dangerous driving state and giving a warning to the driver.

また、本発明の好ましい態様によれば、外部装置はナビゲーションシステムであることが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the external device is a navigation system.

また、本発明の好ましい態様によれば、操舵判定手段は、車両速度が所定の閾値を越え、操舵補助用の電動モータの角速度が所定の閾値を越え、かつ操舵トルクの変動率が所定の閾値を越えたときに操舵パターンが危険状態であると判定することが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the steering determination means is configured such that the vehicle speed exceeds a predetermined threshold, the angular speed of the steering assist electric motor exceeds a predetermined threshold, and the steering torque fluctuation rate is a predetermined threshold. It is desirable to determine that the steering pattern is in a dangerous state when exceeding.

また、本発明の好ましい態様によれば、危険運転通知は、走行レーンのはみ出し状態が検出されたときに発生されることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the dangerous driving notification is generated when an overrun state of the traveling lane is detected.

本発明にかかる電動パワーステアリング装置によれば、車両の操舵パターンが危険状態であることを検出した場合、このときナビゲーションシステムなどの外部装置からも危険運転通知が入力されていた場合に、危険運転状態と最終判定し、運転者に警告を与えるようにしているので、危険運転状態の予測精度を低コストで向上させることができる。   According to the electric power steering device of the present invention, when it is detected that the steering pattern of the vehicle is in a dangerous state, when dangerous driving notification is input from an external device such as a navigation system at this time, dangerous driving is performed. Since the state is finally determined and a warning is given to the driver, the prediction accuracy of the dangerous driving state can be improved at a low cost.

以下に、本発明にかかる電動パワーステアリング装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of an electric power steering apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図1は、電動パワーステアリング(EPS)装置100の一般的な構成を示す図である。図1において、操向ハンドル1のコラム軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4aおよび4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に連結されている。コラム軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクTを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助する操舵補助モータ20が、減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。ここで、操舵補助モータ20は、例えば、ブラシレスモータやブラシモータである。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット(ECU)30には、バッテリ14から内蔵の電源リレー13を経て電力が供給され、イグニションキー11からイグニション信号が供給される。また、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車両速度(車速)Vとに基づいて、操舵補助モータ20の電流指令値を演算し、操舵補助モータ20の電流検出値と電流指令値とに基づいて、操舵補助モータ20の電流検出値が電流指令値に追従するように操舵補助モータ20を駆動制御する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a general configuration of an electric power steering (EPS) device 100. In FIG. 1, a column shaft 2 of a steering handle 1 is connected to a tie rod 6 of a steering wheel via a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, and a pinion rack mechanism 5. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque T of the steering handle 1, and a steering assist motor 20 that assists the steering force of the steering handle 1 is connected to the column shaft via the reduction gear 3. 2 is connected. Here, the steering assist motor 20 is, for example, a brushless motor or a brush motor. The control unit (ECU) 30 that controls the electric power steering apparatus is supplied with electric power from the battery 14 via the built-in power supply relay 13 and is supplied with an ignition signal from the ignition key 11. Further, the control unit 30 calculates a current command value of the steering assist motor 20 based on the steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed (vehicle speed) V detected by the vehicle speed sensor 12, and steering assist is performed. Based on the detected current value of the motor 20 and the current command value, the steering assist motor 20 is driven and controlled so that the detected current value of the steering assist motor 20 follows the current command value.

図2は、図1のコントロールユニット30のハードウェア構成を示す図である。コントロールユニット30は、図2に示すように、電源リレー13と、MCU(マイクロコントロールユニット)110と、モータ駆動回路108と、電流検出回路120と、位置検出回路130等を備えている。   FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of the control unit 30 of FIG. As shown in FIG. 2, the control unit 30 includes a power supply relay 13, an MCU (micro control unit) 110, a motor drive circuit 108, a current detection circuit 120, a position detection circuit 130, and the like.

MCU110は、CPU101、ROM102、RAM103、EEPROM(不揮発性メモリ)104、インターフェース(I/F)105、A/D変換器106、PWMコントローラ107などを備え、これらがバス接続されている。CPU101は、ROM102に格納された各種プログラムを実行して電動パワーステアリング装置を制御する。   The MCU 110 includes a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, an EEPROM (nonvolatile memory) 104, an interface (I / F) 105, an A / D converter 106, a PWM controller 107, and the like, and these are connected by a bus. The CPU 101 executes various programs stored in the ROM 102 and controls the electric power steering apparatus.

ROM102は操舵補助モータ20の制御プログラムおよびフェールセーフ機能のプログラムを記憶するためのメモリとして使用され、RAM103は当該プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。EEPROM104は電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、故障診断結果等を記録することができる。   The ROM 102 is used as a memory for storing a control program for the steering assist motor 20 and a fail-safe function program, and the RAM 103 is used as a work memory for operating the program. The EEPROM 104 is a memory that can retain the stored contents even after the power is shut off, and can record a failure diagnosis result and the like.

A/D変換器106は、トルクセンサ10からの操舵トルクT、電流検出回路120からの操舵補助モータ20の電流検出値Im、および位置検出回路130からのモータ回転角信号θ等を入力し、デジタル信号に変換する。インターフェース105は、CANなどの車載ネットワークに接続されており、車速センサ12からの車速信号V(車速パルス)、ナビゲーションシステム(以下ナビと略す)50からの危険運転通知Eが入力されるとともに、警報ブザー60に対し鳴動指令を出力し、ナビ50に対し危険運転通知Fを出力する。   The A / D converter 106 inputs the steering torque T from the torque sensor 10, the current detection value Im of the steering assist motor 20 from the current detection circuit 120, the motor rotation angle signal θ from the position detection circuit 130, and the like. Convert to digital signal. The interface 105 is connected to an in-vehicle network such as CAN, and receives a vehicle speed signal V (vehicle speed pulse) from the vehicle speed sensor 12 and a dangerous driving notification E from a navigation system (hereinafter abbreviated as “navigation”) 50, as well as an alarm. A ringing command is output to the buzzer 60, and a dangerous driving notification F is output to the navigation 50.

PWMコントローラ107は操舵補助モータ20の電流指令値に基づきUVW各相のPWM制御信号を出力する。モータ駆動回路108は、インバータ回路などにより構成され、PWMコントローラ107から出力された信号に基づき操舵補助モータ20を駆動する。電流検出回路120は操舵補助モータ20の電流値を検出し、電流検出値ImをA/D変換器106に出力する。位置検出回路130は、レゾルバなどの位置センサ25からの出力信号をモータ回転角信号θとして、A/D変換器106に出力する。   The PWM controller 107 outputs a PWM control signal for each phase of UVW based on the current command value of the steering assist motor 20. The motor drive circuit 108 is configured by an inverter circuit or the like, and drives the steering assist motor 20 based on a signal output from the PWM controller 107. The current detection circuit 120 detects the current value of the steering assist motor 20 and outputs the current detection value Im to the A / D converter 106. The position detection circuit 130 outputs an output signal from the position sensor 25 such as a resolver to the A / D converter 106 as a motor rotation angle signal θ.

以下、本実施例の要部について説明する。図3は、MCU110内のCPU101で行われる危険運転判定処理についての機能ブロック図を示すものである。微分器140は、A/D変換器106から出力されるモータ位置信号θを微分して、モータ角速度信号ωを出力する。変動率算出部141には、A/D変換器106からの操舵トルクTが入力され、変動率算出部141は、操舵トルクTを時間微分することで、操舵トルクTの所定時間内の変動量であるトルク変動率ΔTを算出する。危険判定部142には、モータ角速度信号ω、トルク変動率ΔTの他に、インターフェース105から車速信号V、ナビ50からの危険運転通知Eが入力されており、危険判定部142はこれらの入力信号に基づいて居眠り運転を予見させる危険な運転状態を検出する。危険判定部142は危険な運転状態を検出した場合、インターフェース105を介して警報ブザー60に鳴動指令を出力するとともに、ナビ50に危険運転通知Fを出力する。このように、EPS装置100の危険判定部142は、ナビ50と協調して危険な運転状態を検出するようにしている。   Hereinafter, the main part of a present Example is demonstrated. FIG. 3 shows a functional block diagram of the dangerous driving determination process performed by the CPU 101 in the MCU 110. The differentiator 140 differentiates the motor position signal θ output from the A / D converter 106 and outputs a motor angular velocity signal ω. The fluctuation rate calculation unit 141 receives the steering torque T from the A / D converter 106, and the fluctuation rate calculation unit 141 differentiates the steering torque T with respect to time so that the fluctuation amount of the steering torque T within a predetermined time. Torque fluctuation rate ΔT is calculated. In addition to the motor angular speed signal ω and the torque fluctuation rate ΔT, the danger determination unit 142 receives a vehicle speed signal V from the interface 105 and a dangerous driving notification E from the navigation 50. The danger determination unit 142 receives these input signals. Based on the above, a dangerous driving state that predicts a snooze driving is detected. When the danger determination unit 142 detects a dangerous driving state, the danger determination unit 142 outputs a ringing command to the alarm buzzer 60 via the interface 105 and outputs a dangerous driving notification F to the navigation 50. As described above, the danger determination unit 142 of the EPS device 100 detects a dangerous driving state in cooperation with the navigation 50.

図4は、道路を走行する車両において、居眠り時に起こしがちな危険な運転状態を示すものである。図4に示すように、居眠り時には、車両は徐々に横ズレを起こし、運転者が目覚めて走行レーンのはみ出しに気付いた瞬間(時点tc)に操向ハンドルの速い大きな切り戻しを行うことで、ふらつき運転を起こす。このようなふらつき運転は複数回繰り返されて大事故に至る可能性が高い。そこで、実施例1では、このような走行レーンはみ出し後のステアリングの速い大きな切り戻し操作をナビ50と協調して検出して、運転者に警告を与えることで、大事故への可能性を少なくしている。   FIG. 4 shows a dangerous driving state that is likely to occur when the vehicle is traveling on the road. As shown in FIG. 4, when dozing, the vehicle gradually shifts laterally, and at the moment when the driver wakes up and notices that the driving lane protrudes (time point tc), the steering handle is turned back quickly and greatly, Cause wandering operation. Such a wobbling operation is likely to be repeated several times, resulting in a major accident. Therefore, in the first embodiment, such a large turning-back operation of the steering after protruding the driving lane is detected in cooperation with the navigation 50, and a warning is given to the driver, thereby reducing the possibility of a major accident. is doing.

図5は、図4に示した危険運転時における各種操舵パラメータの時間的変化を示すものであり、時点tcは、図4の時点tcに対応する。この場合、操舵パラメータとしては、位置検出回路130の出力としての舵角(モータ位置信号)θと、舵角θの時間微分であるモータ角速度ωと、トルクセンサ10の出力としての操舵トルクTと、操舵トルクTの時間微分であるトルク変動率(所定時間tgでのトルク変動量)とを示している。図3に示した危険判定部142では、これら4つの操舵パラメータの中で、モータ角速度ωと、トルク変動率ΔTとを用いて危険運転状態の判定を行う。   FIG. 5 shows temporal changes of various steering parameters during the dangerous driving shown in FIG. 4, and the time point tc corresponds to the time point tc in FIG. In this case, the steering parameters include a steering angle (motor position signal) θ as an output of the position detection circuit 130, a motor angular velocity ω that is a time derivative of the steering angle θ, and a steering torque T as an output of the torque sensor 10. The torque fluctuation rate (torque fluctuation amount at a predetermined time tg), which is a time derivative of the steering torque T, is shown. The danger determination unit 142 shown in FIG. 3 determines the dangerous driving state using the motor angular speed ω and the torque fluctuation rate ΔT among these four steering parameters.

つぎに、図6のフローチャートを用いて図3に示した危険判定部142での処理の詳細について説明する。危険判定部142は、まず、車速信号Vが所定値(例えば40km/h)以上であるか否かを判定し(ステップS200)、車速信号Vが所定値より小さい場合は、危険状態ではないと判定し(ステップS240)、車速信号Vが所定値以上である場合は、つぎに、操舵パターンを解析することにより、車両走行状態の危険状態を判定する(ステップS210)。   Next, details of processing in the risk determination unit 142 shown in FIG. 3 will be described using the flowchart of FIG. The danger determination unit 142 first determines whether or not the vehicle speed signal V is equal to or higher than a predetermined value (for example, 40 km / h) (step S200). If the vehicle speed signal V is smaller than the predetermined value, it is not in a dangerous state. A determination is made (step S240), and if the vehicle speed signal V is greater than or equal to a predetermined value, then a dangerous state of the vehicle running state is determined by analyzing the steering pattern (step S210).

ステップS210の操舵パターン解析処理では、この場合、前述したように、図5に示した4つの操舵パラメータのなかで、モータ角速度ωと、トルク変動率ΔTとを用いて危険運転状態の判定を行う。すなわち、危険判定部142は、図5に示すように、モータ角速度ωが所定の閾値ωcよりも大きく、かつトルク変動率ΔTが所定の閾値ΔTcよりも大きい場合に、危険運転状態であると判定する。また、危険判定部142は、ω>ωc、ΔT>ΔTcの両方の条件が成立しない場合は、危険状態ではないと判定する(ステップS240)。   In the steering pattern analysis process in step S210, as described above, the dangerous driving state is determined using the motor angular velocity ω and the torque fluctuation rate ΔT among the four steering parameters shown in FIG. . That is, as shown in FIG. 5, the danger determination unit 142 determines that the vehicle is in a dangerous driving state when the motor angular velocity ω is greater than a predetermined threshold ωc and the torque fluctuation rate ΔT is greater than a predetermined threshold ΔTc. To do. Moreover, the danger determination part 142 determines with it not being a dangerous state, when both conditions of (omega)> (omega) c and (DELTA) T> (DELTA) Tc are not materialized (step S240).

危険判定部142は、ステップS210の操舵パターン解析処理で、危険運転状態にあると判断した場合は、つぎに、この時点でナビ50から危険運転通知Eが本EPS装置100に入力されているか否かを判定する(ステップS220)。ナビ50では、車両位置情報と地図情報を用いてレーンのはみ出し等の危険な運転状態を検出した場合に、車載ネットワーク上に危険運転通知Eを送出するものとする。危険判定部142は、ステップS220において、ナビ50から危険運転通知Eが入力されていない場合は、ステップS210での操舵パターン解析処理での判断は該当する危険ではないとして、最終的には、当該車両は危険運転状態ではないと判断する(ステップS240)。   If the danger determination unit 142 determines that the vehicle is in a dangerous driving state in the steering pattern analysis process in step S210, next, whether or not the dangerous driving notification E is input to the EPS device 100 from the navigation 50 at this time. Is determined (step S220). In the navigation 50, when a dangerous driving state such as a lane protrusion is detected using the vehicle position information and the map information, a dangerous driving notification E is transmitted on the in-vehicle network. If the dangerous driving notification E is not input from the navigation 50 in step S220, the danger determination unit 142 determines that the determination in the steering pattern analysis process in step S210 is not a corresponding danger. It is determined that the vehicle is not in a dangerous driving state (step S240).

しかし、危険判定部142は、ステップS220において、ナビ50から危険運転通知Eが入力されている場合は、当該車両は危険運転状態であると最終的に判断し(ステップS230)、当該車両が危険運転状態であることを示す危険運転通知Fをインターフェース105を介してナビ50に送出するとともに、鳴動指令をインターフェース105を介して警報ブザー60に出力して警報ブザー60を鳴動させることで運転者へ警告を与える(ステップS250)。さらに、EPS装置100にステアリングを振動させる機構が備えられている場合は、危険判定部142は、ステアリングを振動させて、運転者へ警告する(ステップS260)。   However, if the dangerous driving notification E is input from the navigation 50 in step S220, the danger determining unit 142 finally determines that the vehicle is in a dangerous driving state (step S230), and the vehicle is dangerous. A dangerous driving notification F indicating that the vehicle is in a driving state is sent to the navigation 50 via the interface 105, and a sounding command is output to the alarm buzzer 60 via the interface 105 to cause the alarm buzzer 60 to sound to the driver. A warning is given (step S250). Further, when the EPS device 100 is provided with a mechanism for vibrating the steering, the danger determining unit 142 vibrates the steering and warns the driver (step S260).

このように実施例1では、EPS装置100は、車速が所定値以上ある場合、操舵パターンを解析することで危険運転状態であるか否かを判定し、危険運転状態にあると判定されたときに、ナビゲーションシステム50から危険運転通知が入力されているときに、当該車両が危険運転状態にあると最終的に判定しており、EPS装置100側での危険運転判定とナビゲーションシステム50での危険運転判定が一致したときに、EPS装置100は当該車両が危険運転状態にあると最終的に判定するようにしているので、危険運転状態の予測精度を低コストで向上させることができる。   As described above, in the first embodiment, when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value, the EPS device 100 determines whether or not the vehicle is in the dangerous driving state by analyzing the steering pattern and determines that the vehicle is in the dangerous driving state. In addition, when the dangerous driving notification is input from the navigation system 50, it is finally determined that the vehicle is in the dangerous driving state, and the dangerous driving determination on the EPS device 100 side and the danger in the navigation system 50 are performed. Since the EPS device 100 finally determines that the vehicle is in a dangerous driving state when the driving determinations match, the prediction accuracy of the dangerous driving state can be improved at low cost.

また、居眠り運転時には、図4に示したような走行レーンはみ出し後のステアリングの切り戻し操作が何回か続いた後大事故が発生することが多い。そこで、実施例1では、走行レーンはみ出し後のステアリングの切り戻しを、車速Vと、モータ角速度ωと、トルク変動率ΔTを用いて正確に検出し、さらにこの検出情報に、車両位置および地図情報から走行レーンのはみ出しを検出したナビゲーションシステム50からの危険運転通知を加えるようにしているので、居眠り運転を予見させる走行レーンはみ出し後のステアリングの切り戻し操舵をより正確に検出することができ、居眠り運転による大事故を未然に防ぐ可能性が増大する。すなわち、実施例1では、ナビゲーションシステム50で車両位置および地図情報から居眠り運転時に発生する可能性の高い走行レーンのはみ出しを検出し、EPS装置100側で居眠り運転時に発生する可能性の高い走行レーンはみ出し後のステアリングの速い大きな切り戻しを検出し、これら両者の検出出力が一致したときに、当該車両が危険運転状態にあるとEPS装置側で最終判定するようにしており、危険運転状態の予測精度を低コストで向上させることができる。   In addition, during a drowsy driving, a large accident often occurs after several times of steering switchback operations after the running lane protrudes as shown in FIG. Therefore, in the first embodiment, the steering switchback after the running lane protrudes is accurately detected by using the vehicle speed V, the motor angular speed ω, and the torque fluctuation rate ΔT, and the detection information includes vehicle position and map information. Since the dangerous driving notification is added from the navigation system 50 that has detected the overrun of the driving lane, it is possible to more accurately detect the steering switchback steering after the overrun of the driving lane that oversees the drowsy driving, and to doze The possibility of preventing major accidents from driving increases. In other words, in the first embodiment, the navigation system 50 detects from the vehicle position and map information the protrusion of a driving lane that is likely to occur during a dozing operation, and the driving lane that is likely to occur during the dozing operation on the EPS device 100 side. When the large turnback of the steering after the overhang is detected and the detection outputs of these two coincide, the EPS device side finally determines that the vehicle is in a dangerous driving state, and predicts the dangerous driving state. Accuracy can be improved at low cost.

なお、上記では、モータ角速度ωと、トルク変動率ΔTを用いて走行レーンはみ出し後のステアリングの速い大きな切り戻し操作を検出するようにしたが、他の操舵角θ、操舵トルクTなど操舵パラメータを用いて走行レーンはみ出し後のステアリングの速い大きな切り戻し操作を検出するようにしてもよい。また、走行レーンはみ出し後のステアリングの速い大きな切り戻し操作以外の操舵現象を検出することで、居眠り運転を予見させる危険な操舵パターンを検出するようにしてもよい。   In the above, the motor angular speed ω and the torque fluctuation rate ΔT are used to detect a fast large turn-back operation of the steering after the traveling lane protrudes, but other steering parameters such as the steering angle θ and the steering torque T are set. It may be used to detect a large turning-back operation with a fast steering after the running lane protrudes. Further, a dangerous steering pattern that predicts a snoozing operation may be detected by detecting a steering phenomenon other than a fast large turn-back operation of the steering after the traveling lane protrudes.

また、上記では、EPS装置100の外部装置としてのナビゲーションシステム50から危険運転を予見させる危険運転通知を貰って、ナビゲーションシステム50と協調した判定を行うことで、危険運転の予測精度を向上させるようにしたが、外部装置としては、ミリ波やマイクロ波を利用した車載レーダシステムあるいは複数の車載カメラを用いた危険運転監視システムを採用するようにしてもよい。すなわち、車載レーダシステムあるいは車載カメラを用いた危険運転監視システムで、走行レーンのはみ出しなどの居眠りなどを予見させる危険運転を検出した場合は、これらシステムからEPS装置100に危険運転通知を送信するようにし、EPS装置100では、自身で危険運転検出を行った際には、車載レーダシステムあるいは車載カメラを用いた危険運転監視システムから危険運転通知が入力されていたときに、最終的に危険運転状態と判定するようにすればよい。   Further, in the above, the dangerous driving notification for predicting dangerous driving is given from the navigation system 50 as an external device of the EPS device 100, and the determination in cooperation with the navigation system 50 is performed, so that the prediction accuracy of dangerous driving is improved. However, as the external device, an in-vehicle radar system using millimeter waves or microwaves or a dangerous driving monitoring system using a plurality of in-vehicle cameras may be adopted. In other words, when a dangerous driving monitoring system that uses a vehicle-mounted radar system or a vehicle-mounted camera to detect a drowsiness such as an overrun in a driving lane is detected, a dangerous driving notification is transmitted from these systems to the EPS device 100. In the EPS apparatus 100, when the dangerous driving is detected by itself, the dangerous driving state is finally reached when the dangerous driving notification is input from the dangerous driving monitoring system using the in-vehicle radar system or the in-vehicle camera. It may be determined that.

つぎに、図7を用いてこの発明の実施例2について説明する。実施例2では、ナビゲーションシステム50が、自身の持つ情報と、EPS装置100からの操舵情報とを用いて危険運転状態を判定し、危険運転状態を検出した場合は、EPS装置100および警報ブザー60に通知するようにしている。   Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, when the navigation system 50 determines the dangerous driving state using the information it has and the steering information from the EPS device 100 and detects the dangerous driving state, the EPS device 100 and the alarm buzzer 60 are detected. To be notified.

すなわち、EPS装置100は、車載ネットワークを介して、モータ角速度ω、操舵トルクT、操舵トルク変動率ΔTなどの操舵情報を一定時間間隔でナビゲーションシステム50に送るようにしている。これら操舵情報を受信したナビゲーションシステム50では、操舵情報と車速信号Vを用いて図6のステップS200、S210で説明したような車速判定および操舵パターンの解析を行い、車両走行状態から車両が危険運転状態にあるか否かを判定する。これに加え、ナビゲーションシステム50は、自身の持つ車両位置情報と地図情報とを用いて車両が走行レーンはみ出しなどの危険運転状態にあるか否かを判定する。そして、ナビゲーションシステム50は、両方の判定結果が危険状態であるとき、車両が危険運転状態にあると最終的に判断し、警報ブザー60に鳴動指令を与えて警報ブザー60を鳴動させるとともに、EPS装置100に車両が危険運転状態にあることを通知する。EPS装置100は、危険運転状態を通知された場合、ステアリングを振動させ、運転者へ警告を与える。   That is, the EPS device 100 is configured to send steering information such as the motor angular velocity ω, the steering torque T, and the steering torque fluctuation rate ΔT to the navigation system 50 at regular time intervals via the in-vehicle network. In the navigation system 50 that has received the steering information, the vehicle speed determination and the steering pattern analysis as described in steps S200 and S210 of FIG. It is determined whether or not it is in a state. In addition, the navigation system 50 determines whether or not the vehicle is in a dangerous driving state such as a running lane protruding using the vehicle position information and the map information that the navigation system 50 has. Then, the navigation system 50 finally determines that the vehicle is in a dangerous driving state when both the determination results are in a dangerous state, gives a sounding command to the alarm buzzer 60 and causes the alarm buzzer 60 to sound. The apparatus 100 is notified that the vehicle is in a dangerous driving state. When notified of the dangerous driving state, the EPS device 100 vibrates the steering and gives a warning to the driver.

なお、実施例2において、EPS装置100側で、車速V、モータ角速度ω、操舵トルク変動率ΔTなどの操舵情報を用いて図6のステップS200、S210で説明したような車速判定および操舵パターンの解析を行って車両が危険運転状態にあるか否かを判定し、車両の危険運転状態を検出した場合は、その旨を示す危険運転通知をEPS装置100からナビゲーションシステム50に送るようにしてもよい。この場合、ナビゲーションシステム50では、EPS装置100から危険運転通知を受信したときは、自身の持つ車両位置情報と地図情報とを用いて車両が走行レーンはみ出しなどの危険運転状態にあるか否かを判定し、両方の判定結果が危険状態であるとき、車両が危険運転状態にあると最終的に判断する。   In the second embodiment, the EPS apparatus 100 side uses the steering information such as the vehicle speed V, the motor angular velocity ω, and the steering torque fluctuation rate ΔT to determine the vehicle speed and the steering pattern as described in steps S200 and S210 in FIG. Analysis is performed to determine whether or not the vehicle is in a dangerous driving state, and when the dangerous driving state of the vehicle is detected, a dangerous driving notification indicating that fact is sent from the EPS device 100 to the navigation system 50. Good. In this case, when the navigation system 50 receives the dangerous driving notification from the EPS device 100, the navigation system 50 uses the vehicle position information and the map information that the navigation system 50 has to determine whether or not the vehicle is in a dangerous driving state such as a running lane protruding. When both determination results are in a dangerous state, it is finally determined that the vehicle is in a dangerous driving state.

以上のように、本発明にかかる電動ステアリング装置は、居眠りなどの危険運転を検出した場合に運転者に警告を与える場合に有用である。   As described above, the electric steering device according to the present invention is useful for giving a warning to the driver when dangerous driving such as dozing is detected.

電動ステアリング装置の一般的な構成を示す図である。It is a figure showing the general composition of an electric steering device. コントロールユニットのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a control unit. CPUで行われる危険運転判定処理についての機能ブロック図である。It is a functional block diagram about dangerous driving judgment processing performed by CPU. 居眠り運転時に起こしがちな車両の危険な運転状態を示す図である。It is a figure which shows the dangerous driving | running state of the vehicle which tends to wake up at the time of dozing driving. 図4に示した危険運転時における各種操舵パラメータの時間的変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the various steering parameters at the time of the dangerous driving | running shown in FIG. 危険運転判定処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a dangerous driving | operation determination process. 実施例2のシステム構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a system configuration of a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 操向ハンドル
2 コラム軸
3 減速ギア
4a,4b ユニバーサルジョイント
5 ピニオンラック機構
6 タイロッド
10 トルクセンサ
11 イグニションキー
12 車速センサ
13 電源リレー
14 バッテリ
20 操舵補助モータ
25 位置センサ
30 コントロールユニット
50 ナビゲーションシステム
60 警報ブザー
100 EPS装置
110 MCU
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 EEPROM
105 インターフェース
106 A/D変換器
107 PWMコントローラ
108 モータ駆動回路
120 電流検出回路
130 位置検出回路
140 微分器
141 変動率算出部
142 危険判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 2 Column shaft 3 Reduction gear 4a, 4b Universal joint 5 Pinion rack mechanism 6 Tie rod 10 Torque sensor 11 Ignition key 12 Vehicle speed sensor 13 Power relay 14 Battery 20 Steering auxiliary motor 25 Position sensor 30 Control unit 50 Navigation system 60 Alarm Buzzer 100 EPS device 110 MCU
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 EEPROM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 105 Interface 106 A / D converter 107 PWM controller 108 Motor drive circuit 120 Current detection circuit 130 Position detection circuit 140 Differentiator 141 Fluctuation rate calculation part 142 Risk judgment part

Claims (4)

操舵トルクおよび車両速度に基づいて演算した操舵補助指令に基づき操舵補助用の電動モータを駆動制御することにより、車両の操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、
車両の操舵パターンが危険状態であるか否かを判定する操舵判定手段と、
外部装置からの危険運転通知を入力する入力手段と、
前記操舵判定手段が危険状態と判定したときに、前記入力手段に危険運転通知が入力されていた場合に、危険運転状態と最終判定し、運転者に警告を与える危険判定手段と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In an electric power steering device for assisting steering of a vehicle by controlling driving of an electric motor for steering assistance based on a steering assistance command calculated based on steering torque and vehicle speed,
Steering determination means for determining whether the steering pattern of the vehicle is in a dangerous state;
Input means for inputting a dangerous driving notification from an external device;
When the steering determination means determines that it is in a dangerous state, if a dangerous driving notification is input to the input means, a risk determination means that finally determines that the driving state is dangerous and gives a warning to the driver;
An electric power steering apparatus comprising:
前記外部装置はナビゲーションシステムであることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the external device is a navigation system. 前記操舵判定手段は、車両速度が所定の閾値を越え、前記操舵補助用の電動モータの角速度が所定の閾値を越え、かつ操舵トルクの変動率が所定の閾値を越えたときに操舵パターンが危険状態であると判定することを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。   The steering determination means is configured such that a steering pattern is dangerous when the vehicle speed exceeds a predetermined threshold, the angular speed of the steering assist electric motor exceeds a predetermined threshold, and the fluctuation rate of the steering torque exceeds a predetermined threshold. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is determined to be in a state. 前記危険運転通知は、走行レーンのはみ出し状態が検出されたときに発生されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the dangerous driving notification is generated when a protruding state of a traveling lane is detected.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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