JP3608869B2

JP3608869B2 - Power steering device

Info

Publication number: JP3608869B2
Application number: JP08767596A
Authority: JP
Inventors: 勝利西崎
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2016-03-15
Also published as: JPH09249148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中の車両が他車両等の障害物に衝突するのを防止できるパワーステアリング装置に関する。なお、本件明細書において、操舵出力トルクの変化加速度とは操舵出力トルクの時間についての２階微分値をいい、その操舵出力トルクの変化加速度の変化速度とは、その操舵出力トルクの変化加速度の時間についての微分値をいう。
【０００２】
【従来の技術】
車線変更等の際に車両が側方や後側方の他車両等の障害物と衝突するのを防止することを目的として、その側方や後側方の障害物を検知するセンサを設け、車両と障害物との衝突可能性に基づき、操舵抑制を行なうパワーステアリング装置が提案されている。
【０００３】
従来、そのような操舵抑制は操舵入力トルクに基づいて行なっていた。例えば、操舵の有無を、操舵開始から設定時間内における操舵入力トルクの変化量が、設定値よりも大きいか否かにより判定し、障害物へ向かう操舵がなされた場合に操舵抑制を開始していた。また、その操舵抑制力の大きさを、操舵入力トルクに応じて設定することも行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、操舵入力トルクは、路面の凹凸等による外乱の影響や、その操舵入力トルクを検知するトルクセンサに対する電気的ノイズの影響により、大きく変動しやすい。そのため、操舵の有無を正確に判断できず、適正な操舵抑制を阻害するという問題がある。
【０００５】
また、パワーステアリング装置においては、低車速での旋回性能と高車速での安定性とを得るため、低車速では操舵補助力を大きくし、高車速で操舵補助を解除する制御を行なう場合がある。この場合、操舵開始初期の操舵入力トルクの立ち上がりの時間変化は、低車速時と高車速時とで大きく異なるものになる。そうすると、操舵抑制の開始点の基準となる操舵入力トルクの変化量の前記設定値を、車速に応じて異なるものにするだけでなく、車種毎や装置毎に微妙に調整する必要が生じてくる。しかし、そのような調整は非常に面倒なものである。
【０００６】
また、アシストゲインと呼ばれる操舵入力トルクに対する操舵補助用モータの駆動電流のゲインや、位相補償ゲインと呼ばれる操舵入力トルクの検知から操舵補助用モータへの駆動電流の印加の遅れ補償ゲインが高い場合、操舵入力トルクが下降し易く、一方、それらゲインが低い場合、操舵入力トルクが上昇し易い。そのため、それらゲインの車種毎や装置毎の相違に応じて、やはり、操舵抑制の開始点の基準となる前記設定値を微妙に調整する必要が生じてくる。
【０００７】
さらに、上記のように車速に応じて操舵補助力が変化し、且つ、上記のようにアシストゲインや位相補償ゲインの大きなパワーステアリング装置においては、操舵抑制の開始点の基準となる前記設定値を適正に設定することが実質上困難であった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、障害物との衝突可能性に基づいて操舵を抑制可能なパワーステアリング装置において、操舵出力トルクに対応する値を時系列に検知する手段を備え、その検知した値に対応する操舵出力トルクに基づいて、前記操舵抑制の制御を行なうことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、操舵出力トルクは車両の挙動変化に対応することから、操舵抑制の制御を車両の挙動変化に基づいて行なうことができる。
パワーステアリング装置にあっては、その車両の挙動変化は、操舵入力トルクと操舵補助用アクチュエータにより付加されるトルクとの和に対応し、操舵入力トルクの変動はその付加トルクの変化により相殺される。よって、操舵出力トルクに対する路面の凹凸等による外乱の影響や、その操舵入力トルクを検知するトルクセンサに対する電気的ノイズの影響は、操舵入力トルクに対する場合に比べて小さい。
また、車速に応じて操舵補助トルクを変化させる制御を行なう場合の、車速に応じた操舵入力トルクの立ち上がり特性の相違や、アシストゲインや位相補償ゲインに応じた操舵入力トルクの立ち上がり特性の相違も、そのアクチュエータにより付加されるトルクの変化により相殺される。
よって、本発明によれば、操舵出力トルクに基づいて操舵抑制の制御を行なうことで、操舵の有無を正確に判断でき、適正な操舵抑制が阻害されるのを防止できる。
また、操舵出力トルクは、車両の挙動変化に対応する他の特性、例えば舵角やヨーレート等に比べて、位相が進んでいるので、車両の挙動変化を早期に検知でき、制御系の応答性を向上することができる。
【００１１】
本発明のパワーステアリング装置において、操舵入力トルクと操舵出力トルクとの予め定めた関係を記憶する手段を備え、操舵出力トルクに対応する値として操舵入力トルクを時系列に検知し、その検知した操舵入力トルクに前記記憶した関係により操舵出力トルクが対応付けられるのが好ましい。あるいは、操舵入力トルクと操舵補助用のトルクを発生するアクチュエータの駆動制御値との予め定めた関係を記憶する手段を備え、操舵出力トルクに対応する値として、操舵入力トルクと、その検知した操舵入力トルクに前記記憶した関係により対応付けられる駆動制御値とを時系列に検知し、その検知した操舵入力トルクと駆動制御値とに操舵出力トルクが対応付けられるのが好ましい。
【００１２】
これにより、操舵補助のために検知する値を操舵出力トルクに対応する値として検知できるので、車両の挙動変化を検知するための専用のセンサを設ける必要がなく、構成を複雑化することなく低コスト化を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
まず、本発明を適用する電動パワーステアリング装置を備えた車両を用い、車線変更を行なう場合において、操舵の緊急度レベルと、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量との関係を、実験によって求めた。図１は、その実験結果を示す。
【００１５】
その図１における横軸は、車速５０ｋｍ／時で横方向に３．５ｍの車線変更を行なう場合において、最初の１ｍを移動するのに要した時間（秒）を示す。その時間が短い程に緊急度レベルが高い。
【００１６】
その図１における縦軸は、操舵開始から設定時間（０．１秒間）における操舵出力トルクの変化量（Ｎ・ｍ）を示す。この操舵出力トルクは、車輪の転舵角が実際に変化するのに先行して変化する。その設定時間は、後述のように、標準的な操舵を行なった場合に、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量と、操舵の緊急度レベルとを対応付けることができる範囲で、可及的に短く設定するのが好ましい。
【００１７】
その図１においては、実験結果のデータを、「●」と「△」とでプロットしている。「●」で示すデータａ〜ｖは、標準的な操舵を行なった結果を示す。「△」で示すデータα〜εは、変則的な操舵を行なった結果を示す。ここで、標準的な操舵とは、車線変更の開始から終了までの間において、意識的に操舵の速さを変えることなく自然に行なう操舵をいう。また、変則的な操舵とは、車線変更の開始当初において、意識的に操舵の速さを変えて行なう操舵をいう。
【００１８】
図１に示す標準的な操舵のデータａ〜ｖから、車線変更時に標準的な操舵を行なった場合は、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量と、操舵の緊急度レベルとには対応関係があるのを確認できる。
本実験においては、その操舵の緊急度レベルを４段階に分類している。すなわち、データａ〜ｇが最も緊急度レベルの高い「緊急」に、データｈ、ｉが２番目に緊急度レベルの高い「クイック」に、データｊ〜ｓが３番目に緊急度レベルの高い「普通」に、データｔ〜ｖが「普通」と最も緊急度レベルの低い「スロー」との境界に分類される。
【００１９】
一方、図１に示す変則操舵のデータα〜εから、車線変更時に変則的な操舵を行なった場合は、操舵の緊急度レベルと、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量とは、対応関係がないことを確認できる。
すなわち、データαは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類されるべきものであるが、意図的に車線変更の開始直後のみ急激な操舵を行なっているため、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量からは「緊急」に分類される。
また、データβは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類されるべきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だけは通常の速さでの操舵を行なっているため、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量からは「普通」に分類されている。
また、データγ、δは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類されるべきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だけは比較的素早い操舵を行なっているため、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量からは「クイック」に分類されている。
また、データεは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類されるべきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だけは比較的緩やかな操舵を行なっているため、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量からは「普通」と「スロー」との境界に分類されている。
【００２０】
次に、車線変更を行なう場合において、操舵の緊急度レベルと、操舵開始から設定時間（０．１秒）経過時点の操舵出力トルクの変化加速度との関係を、電動パワーステアリング装置を備えた車両を用いた実験により求めた。図２は、その実験結果を示す。この図２の実験結果の各データは、上記図１の実験結果の各データに対応する。
【００２１】
その図２における横軸は、車速５０ｋｍ／時で横方向に３．５ｍの車線変更を行なう場合において、最初の１ｍを移動するのに要した時間を示す。その図２における縦軸は、操舵開始から０．１秒経過時点の操舵出力トルクの変化加速度（Ｎ・ｍ／ｓ^２）を示す。
【００２２】
その図２においては、実験結果のデータを、図１と同様に標準的な操舵を行なった結果を「●」で、変則的な操舵を行なった結果を「△」でプロットし、各データ符号ａ〜ｖ、α〜εは、図１のデータ符号に対応する。
【００２３】
図２に示す標準的な操舵のデータａ〜ｖから、車線変更時に標準的な操舵を行なった場合は、操舵の緊急度レベルと、その操舵出力トルクの変化加速度とは、対応関係があることを確認できる。
すなわち、データａ〜ｇが最も緊急度レベルの高い「緊急」に、データｈ、ｉが２番目に緊急度レベルの高い「クイック」に、データｊ〜ｓが３番目に緊急度レベルの高い「普通」に、データｔ〜ｖが「普通」と最も緊急度レベルの低い「スロー」との境界に分類される。その緊急度レベルが「普通」と「スロー」との境界は、その変化加速度が零とされる。
【００２４】
一方、図２に示す変則操舵のデータα〜εから、車線変更時に変則的な操舵を行なった場合は、操舵の緊急度レベルと、その操舵出力トルクの変化加速度とは、必ずしも対応しないことを確認できる。
すなわち、データαは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類されるべきものであるが、意図的に車線変更の開始直後のみ急激な操舵を行なっているため、その変化加速度に対応する緊急度レベルは「クイック」と「普通」との境界に分類されている。このデータαは、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量に対応する緊急度レベルは「緊急」に分類されているので、その緊急度レベルの程度は、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルの方が低くなっている。
また、データβは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類されるべきものであり、意図的に車線変更の開始直後だけは通常の速さでの操舵を行なっているが、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルは「クイック」に分類されている。このデータβは、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量に対応する緊急度レベルは「普通」に分類されているので、その緊急度レベルの程度は、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルの方が高くなっている。
また、データγ、δは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類されるべきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だけは比較的素早い操舵を行なっているため、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルは「普通」と「クイック」の境界近傍に分類されている。このデータγ、δは、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量に対応する緊急度レベルは「クイック」に分類されているので、その緊急度レベルの程度は、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルの方が低くなっている。
また、データεは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類されるべきものであり、意図的に車線変更の開始直後だけは比較的緩やかな操舵を行なっているが、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルも「普通」に分類されている。このデータεは、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量に対応する緊急度レベルは「普通」と「スロー」との境界に分類されているので、その緊急度レベルの程度は、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルの方が高くなっている。
【００２５】
次に、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルが、「普通」と「スロー」との境界に近いデータｋ、ｏ、ｎ、ε、ｒ、ｔ、ｕ、ｖについて、その変化加速度の変化速度も考慮して、操舵開始から上記設定時間（０．１秒）経過時点から、さらに設定時間（０．４秒）経過時点の操舵出力トルクを演算した。そのさらなる設定時間は、各データｋ、ｏ、ｎ、ε、ｒ、ｔ、ｕ、ｖの緊急度レベルの相違を下記のように識別することができる範囲で、可及的に短く設定するのが好ましい。
その演算結果を、操舵開始から０．１秒経過時点の操舵出力トルクと比較すると、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルの高いデータｋ、ｏ、ｎ、εについては、図２において矢印で示すように操舵出力トルクが増加し、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベルの低いデータｒ、ｔ、ｕ、ｖについては、図２において矢印で示すように操舵出力トルクが減少する。
すなわち、操舵の緊急度レベルが２つの緊急度レベルの境界または境界近傍である場合、操舵開始から設定時間経過時点の操舵出力トルクが、その後に増加する場合は減少する場合よりも、緊急度レベルが高い。この関係が成り立つ操舵の緊急度レベルの境界付近の領域を、本件明細書では緊急度レベルの境界近傍とし、その具体的な境界からの範囲は実験により求めることができる。
【００２６】
次に、カーブ進入を行なう場合において、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量と、その設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加速度との関係を、電動パワーステアリング装置を備えた車両を用いた実験によって求めた。図３は、その実験結果を示す。
【００２７】
その図３における横軸は、車速５０ｋｍ／時で減速することなく一定の旋回半径のカーブを通過した場合において、そのカーブ進入のための操舵開始から０．１秒間における操舵出力トルクの変化量（Ｎ・ｍ）を示す。その縦軸は、その操舵開始から設定時間（０．１秒）経過時点の操舵出力トルクの変化加速度（１０Ｎ・ｍ／ｓ^２）を示す。
【００２８】
その図３においては、カーブ進入時の実験結果のデータを、「●」と「□」とでプロットしている。「●」で示すデータは、標準的な操舵を行なった結果を示す。「□」で示すデータは、変則的な操舵を行なった結果を示す。ここで、標準的な操舵とは、カーブの進入時に意識的に操舵の速さを変えることなく自然に行なう操舵をいう。また、変則的な操舵とは、カーブの進入時に意識的に操舵を速くする操舵をいう。
【００２９】
また、図３においては、車線変更を行なった場合の、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量と、その設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加速度との関係も併せて示した。その車線変更を行なった場合のデータとして、操舵の緊急度レベルが上記「普通」に分類されるものを「○」で、「普通」と「スロー」との境界に分類されるものを「△」で示した。
【００３０】
図３に示す標準的な操舵のデータから、カーブ進入時に標準的な操舵を行なった場合は、その操舵出力トルクの変化加速度は略零以下になることを確認できる。これは、カーブ進入当初に車線に忠実に追従しようとする場合、ドライバーは操舵の速さを一定にしようとしたり、舵角が過大になると小さくする修正操舵を行なうことによる。よって、その操舵出力トルクの変化加速度の略零の値は、操舵の目的がカーブ進入か否かを判断する上での閾値となり、その閾値は実験的に予め設定できる。
【００３１】
その標準的な操舵によるカーブ進入のデータは、その操舵出力トルクの変化量や、操舵出力トルクの変化加速度からは、車線変更のための操舵であって緊急度レベルが「普通」と「スロー」との境界よりも小さく、その変化加速度が略零の閾値以下のデータと区別ができない。
そこで、その操舵出力トルクの変化加速度のその後の設定時間（０．１秒）経過後の値を求めたところ、車線変更の場合は単調減少するのに対し、カーブ進入の場合は横這いか単調増加であった。その設定時間は、カーブ進入か車線変更かを識別できる範囲で可及的に短くする。
【００３２】
一方、図３に示す変則的な操舵のデータから、カーブ進入時に変則的な操舵を行なった場合、すなわち、操舵当初に意図的に急なステアリングホイールの切り込みを行った場合、その操舵出力トルクの変化加速度は略零の閾値よりも大きくなるのを確認できる。
【００３３】
その変則的な操舵によるカーブ進入のデータは、その操舵出力トルクの変化量や、操舵出力トルクの変化加速度からは、車線変更のための操舵であって緊急度レベルが「普通」以上であって、変化加速度が略零の閾値を超えるものと区別ができない。
そこで、その操舵出力トルクの変化加速度のその後の設定時間内の増減を求めたところ、車線変更の場合は減少しないのに対し、カーブ進入の場合は減少する。これは、カーブ進入の場合に意図的に急なステアリングホイールの切り込みを行うと、その後に進路修正操舵が必要になるからである。その設定時間は、カーブ進入か車線変更かを識別できる範囲で可及的に短くする。
【００３４】
以上のことから、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量、その設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加速度、操舵開始から設定時間経過時点の操舵出力トルクのその後の設定時間内の増減、および、その操舵出力トルクの変化加速度のその後の設定時間内の増減に基づいて、操舵の緊急度レベルや操舵の目的を判定できる。
【００３５】
図４に示すラックピニオン式電動パワーステアリング装置１は、車両ＡのステアリングホイールＨに連結される入力軸２と、この入力軸２にトルクセンサ３を介して連結される出力軸４とを備えている。そのトルクセンサ３により、入力軸２から出力軸４に伝達される操舵入力トルクが時系列に検出される。その出力軸４はピニオン６に接続され、そのピニオン６に噛み合うラック７に操舵用車輪８が連結される。これにより、操舵入力トルクがステアリングホイールＨ、入力軸２、トルクセンサ３、出力軸４、およびピニオン６を介してラック７に伝達され、そのラック７の移動により車両Ａの操舵がなされる。
【００３６】
そのラック７の一部はボールスクリュー２１とされ、このボールスクリュー２１に噛み合うボールナット２２の外周にギアが形成され、そのギアに噛み合うギア２４に、駆動ギア２５が噛み合う。その駆動ギア２５は、操舵補助用および操舵抑制用のアクチュエータであるＤＣサーボモータ１３により回転駆動される。これにより、そのモータ１３の発生する付加トルクがラック７に伝達される。
【００３７】
そのステアリングホイールＨからラック７までのギア比を操舵入力トルクに乗じた値と、そのモータ１３の出力軸からラック７までの減速比にそのモータ１３の出力トルクを乗じた値との和が、操舵出力トルクに対応する。本実施形態では、その操舵出力トルクに対応する値として、上記のようにトルクセンサ３により操舵入力トルクを検知する。その操舵入力トルクと、後述のコントローラ５０に記憶された操舵出力トルクとの関係から、操舵入力トルクに操舵出力トルクが対応付けられる。
【００３８】
そのトルクセンサ３は、コンピューターにより構成されるコントローラ５０に接続される。そのコントローラ５０に、前記モータ１３、車速検知センサ５１、車両Ａに取り付けられた複数の障害物検知センサ５３、５４、５５、５６、およびボイスアラーム５２が接続される。それら障害物検知センサ５３、５４、５５、５６は、例えば、車両Ａの左右側方と左右後側方における障害物を検知するもので、車両からレーザや超音波等のレーダ波を発射する発信器と、そのレーダ波の受信器と、その受信したレーダ波の増幅器とを有し、そのレーダ波の発信から受信までの時間差からコントローラ５０により障害物までの距離を演算するものにより構成できる。
【００３９】
そのコントローラ５０は、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量と、操舵の緊急度レベルとの予め定めた対応関係を記憶し、また、その変化加速度と、操舵の緊急度レベルとの予め定めた対応関係を記憶する。本実施形態では、その記憶する対応関係における緊急度レベルは、上記のように、「緊急」、「クイック」、「普通」、「スロー」の４段階とされている。
【００４０】
そのコントローラー５０は、記憶した制御プログラムに従って操舵の緊急度レベルと操舵の目的を判定することで、以下の操舵補助制御および操舵抑制制御を行なう。以下、その制御手順を図５、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
まず、トルクセンサ３、車速検知センサ５１、障害物検知センサ５３、５４、５５、５６からの信号を時系列に読み込み始める（ステップ１）。次に、モータ１３の駆動制御電流値を演算する（ステップ２）。
そのモータ１３の駆動制御電流値は、モータ１３の発生する付加トルクに対応する。図７における操舵入力トルクＴｉと操舵出力トルクＴｏとの関係に示すように、検知された操舵入力トルクＴｉが大きくなる程に、操舵出力トルクＴｏが大きくなるように、その駆動制御電流値は定められる。また、そのモータの駆動制御電流値は検知された車速によっても変化する。すなわち、低速Ｖ１状態では操舵出力トルクＴｏを大きくして車両の旋回性を向上し、高速Ｖ２状態では操舵出力トルクＴｏを小さくして高速走行時の安定性を向上する。その操舵入力トルクＴｉと操舵出力トルクＴｏとの関係は、予め定められてコントローラー５０に記憶される。
【００４２】
次に、検知された操舵入力トルクＴｉに対応する操舵出力トルクＴｏの設定時間内での変化が設定値を超えたか否かにより、操舵の有無を判断し、その操舵出力トルクＴｏの符号から操舵方向を判断する。その検知された操舵入力トルクＴｉは、上記図７に示された関係により操舵出力トルクＴｏに対応付けられる。上記設定値は、予め定められてコントローラ５０に記憶される。なお、操舵出力トルクＴｏは、路面の凹凸等による外乱の影響やトルクセンサ３に対する電気的ノイズの影響によって多少は変動するため、その変動を除くフィルター回路をコントローラ５０は有する。その操舵方向におけるセンサ５３、５４、５５、５６からの障害物検知信号により、車両Ａと障害物との衝突可能性を判断する（ステップ３）。例えば、その操舵方向において予め定めた一定距離内に障害物が検知された場合は衝突可能性が有ると判断する。
【００４３】
その衝突可能性が無い場合、ステップ２において演算したモータの駆動制御電流値をモータ１３に印加することで操舵補助を行ない（ステップ４）、ステップ１に戻る。
【００４４】
ステップ３において衝突可能性が有ると判断された場合、操舵状態を判定する（ステップ５）。後述のように、その操舵状態として、検知した操舵入力トルクＴｉに対応する操舵出力トルクＴｏに基づいて、操舵の緊急度レベルを判定し、また、操舵の目的がカーブ進入であるのか車線変更であるのかを判定し、さらに、操舵が進路修正操舵か否かを判定する。
【００４５】
その判定結果が、操舵の緊急度レベルが最も高い「緊急」であるか、または、操舵の目的がカーブ進入であるか、または、操舵が進路修正操舵であるか否かを判断する（ステップ６）。その操舵の緊急度レベルが「緊急」であるか、または、操舵の目的がカーブ進入であるか、または、進路修正操舵である場合、操舵抑制を行なうことなく操舵補助を行なう。
【００４６】
その操舵の緊急度レベルが「緊急」でなく、カーブ進入でなく、進路修正操舵でない場合、初期操舵抑制時間ｔ１を設定する（ステップ７）。
その初期操舵抑制時間ｔ１は、操舵の緊急度レベルが高い程に短くされ、低い程に長くされる。これは、操舵の緊急度レベルが高い程に前方障害物回避の必要性が高いので、初期操舵抑制時間ｔ１を短くすることで、前方障害物との衝突のおそれを低くできるからである。一方、その緊急度レベルが低い程に、前方障害物回避の必要性が低いことから、初期操舵抑制時間ｔ１を長くしても、前方障害物との衝突のおそれがないからである。また、初期操舵抑制時間ｔ１を長くすることで、側方や後側方の障害物との衝突回避の確度を向上できるからである。
本実施形態では、その初期操舵抑制時間ｔ１は操舵の緊急度レベルに応じて３段階に設定され、その緊急度レベルが「クイック」の場合は最も短く設定され、「スロー」の場合は最も長く設定され、「普通」の場合は「クイック」の場合と「スロー」の場合の中間の長さに設定される。この初期操舵抑制時間ｔ１の具体的な設定長さは実験により求めることができる。
【００４７】
しかる後に、操舵抑制を行なう（ステップ８）。本実施形態では、操舵出力トルクＴｏが零になるように、操舵入力トルクＴｉに応じた付加トルクをモータ１３により発生させる。
なお、操舵抑制中は、ボイスアラーム５２により衝突の危険性を音声によりドライバーに警告する。
【００４８】
次に、その設定した初期操舵抑制時間ｔ１が経過したか否かを判断する（ステップ９）。その初期操舵抑制時間ｔ１が経過していなければ操舵抑制を継続する。その初期操舵抑制時間ｔ１が経過したならば、操舵抑制を解除するまでの時間に対応する終期操舵抑制時間ｔ２を設定する（ステップ１０）。
その終期操舵抑制時間ｔ２は、操舵の開始時における上記緊急度レベルが高い程に短く、低い程に長くされ、初期操舵抑制時間ｔ１が短い程に短く、長い程に長くされ、初期操舵抑制時間ｔ１経過時における操舵入力トルクＴｉが大きいほどに短く、小さい程に長くされる。これは、その緊急度レベルが高い程に、初期操舵抑制時間ｔ１が短い程に、初期操舵抑制時間ｔ１経過時における操舵入力トルクＴｉが大きい程に、前方障害物回避の必要性が高いことから、終期操舵抑制時間ｔ２を短くすることで、前方障害物との衝突のおそれを低くできるからである。一方、その緊急度レベルが低い程に、初期操舵抑制時間ｔ１が長い程に、初期操舵抑制時間ｔ１経過時における操舵入力トルクＴｉが小さい程に、前方障害物回避の必要性が低いことから、終期操舵抑制時間ｔ２を長くしても、前方障害物との衝突のおそれがないからである。また、終期操舵抑制時間ｔ２を長くすることで、側方や後側方の障害物との衝突回避の確度を向上できるからである。この終期操舵抑制時間ｔ２の具体的な設定長さは実験によって求めることができる。
【００４９】
その初期操舵抑制時間ｔ１経過時における操舵入力トルクＴｉに応じて終期操舵抑制時間ｔ２を設定することで、その操舵抑制時間の総設定長さは、その操舵抑制途中の操舵入力トルクＴｉの大きさに対応する。これにより、操舵抑制中における緊急度レベルの変化に対応することができる。
すなわち、操舵抑制中に操舵の緊急度が増加した場合、例えば、図８に示すように、自車両Ａの後側方に他車両Ｃがあるために操舵抑制を行なっている初期操舵抑制時間ｔ１内に、前方に障害物Ｂが突然現れたような場合、ドライバーは操舵抑制に逆らって操舵入力トルクＴｉを増加させる。この場合、その初期操舵抑制時間ｔ１の経過時、すなわち操舵抑制途中における操舵入力トルクＴ１は、緊急度レベルが変化しない場合に比べて増加する。これにより、操舵抑制中に緊急度レベルが増加した場合は、終期操舵抑制時間ｔ２を短くし、操舵抑制を短時間で解除し、付加トルクＴａを操舵補助力として付与して操舵出力トルクＴｏを発生させ、前方障害物Ｂの回避を行なうことができる。
また、操舵抑制中に操舵の緊急度が減少した場合、例えば前方障害物がなくなったような場合、ドライバーは操舵入力トルクＴｉを減少させる。この場合、その初期操舵抑制時間ｔ１の経過時における操舵入力トルクＴ１は、緊急度レベルが変化しない場合に比べて減少する。これにより、操舵抑制中に緊急度レベルが減少した場合は、終期操舵抑制時間ｔ２を長くし、操舵抑制の解除までの時間を長くし、側方や後側方の障害物との衝突回避の確度を向上できる。
【００５０】
次に、その設定した終期操舵抑制時間ｔ２が経過したか否かを判断する（ステップ１１）。その終期操舵抑制時間ｔ２が経過していなければ操舵抑制を継続する。その終期操舵抑制時間ｔ２が経過したならば、操舵抑制を解除し（ステップ１２）、ステップ１に戻る。
【００５１】
図６は、上記操舵状態の判定手順を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクＴｏの変化量に対応する緊急度レベルと、その設定時間経過時点の操舵出力トルクＴｏの変化加速度に対応する緊急度レベルとが一致するか否かを判断する（ステップ１０１）。
この判断のため、コントローラ５０は、その設定時間の経過時に、時系列に読み込んだ操舵入力トルクＴｉから、操舵開始時の操舵出力トルクＴｏと設定時間経過時の操舵出力トルクＴｏとの差を演算することで、その操舵出力トルクＴｏの変化量を求め、また、その設定時間経過時点の操舵出力トルクＴｏの２階微分値に対応する変化加速度を演算する。
【００５３】
その判断の結果、両緊急度レベルが一致する時は、その緊急度レベルを仮の判定結果とし（ステップ１０２）、両緊急度レベルが一致しない時は、その変化加速度に対応する緊急度レベルを仮の判定結果とする（ステップ１０３）。
【００５４】
次に、各仮の判定結果による緊急度レベルが、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍か否かを判断する（ステップ１０４）。
【００５５】
その判断の結果、仮の判定結果による緊急度レベルが、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍でなければ、その仮の判定結果による緊急度レベルを判定結果とする（ステップ１０５）。
【００５６】
その判断の結果、仮の判定結果による緊急度レベルが、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍であれば、操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）経過時点の操舵出力トルクＴｏが、その後の設定時間（例えば０．４秒）内に減少するか否かを判断する（ステップ１０６）。
この判断のために、コントローラ５０は、操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）の経過時に、時系列に読み込んだ操舵入力トルクＴｉから、操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）経過時点の操舵出力トルクＴｏを求め、さらに、その操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）経過時点の操舵出力トルクＴｏの変化加速度の変化速度に基づき、その後の設定時間（例えば０．４秒）経過時点の操舵出力トルクＴｏを演算する。
【００５７】
その判断の結果、その後の設定時間内に操舵出力トルクＴｏが減少しなければ、２つの緊急度レベルの中の高い方の緊急度レベルを判定結果とし（ステップ１０７）、その後の設定時間内に操舵出力トルクＴｏが減少すれば、２つの緊急度レベルの中の低い方の緊急度レベルを判定結果とする（ステップ１０８）。
【００５８】
次に、判定結果の緊急度レベルが「普通」と「スロー」との境界以下か否か、すなわち、その操舵出力トルクＴｏの変化加速度が略零の閾値以下か否かを判断する（ステップ１０９）。
【００５９】
その操舵出力トルクＴｏの変化加速度が閾値以下であれば、その後の設定時間（例えば０．１秒）内の操舵出力トルクＴｏの変化加速度を、操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）経過時点の操舵出力トルクＴｏの変化加速度の変化速度に基づき演算し、その後の変化加速度が減少するか否かを判断し（ステップ１１０）、減少する場合は操舵の目的は車線変更であると判定し（ステップ１１１）、減少しない場合は操舵の目的はカーブ進入であると判定する（ステップ１１２）。
【００６０】
その操舵出力トルクＴｏの変化加速度が閾値以下でなければ、その変化加速度が、その後の設定時間（例えば０．１秒）内に減少するか否かを判断する（ステップ１１３）。減少する場合、操舵の目的はカーブ進入であると判定する。減少しない場合、操舵の目的は車線変更であると判定する（ステップ１１１）。
【００６１】
次に、その操舵が進路修正操舵が否かの判定を行なう（ステップ１１４）。例えば、操舵出力トルクＴｏの設定時間内での左右一方への操舵による変化が、設定値を超えた後に、操舵出力トルクＴｏの設定時間内での左右他方への操舵による変化が、設定値を超えた場合は、進路修正操舵であると判定する。あるいは、コントローラ５０により操舵出力トルクＴｏを一定時間間隔毎に積分し、その積分された値の設定時間内での左右一方への操舵による変化が、設定値を超えた後に、その積分された値の前記設定時間内での左右他方への操舵による変化が、設定値を超えた場合は、進路修正操舵であると判定する。
これは、操舵出力トルクの時間変化パターンに基づき、操舵の目的が進路修正操舵か否かを判定できることに基づく。例えば、図１３の（１）は、車線変更時における操舵出力トルクＴｏの時間変化パターンを示し、そのパターンは略正弦曲線になる。この場合は、右方へ車線変更した後に操舵出力トルクＴｏが、左方への操舵により減少を開始する時点Ｐ１が、進路修正操舵の開始時点になる。また、図１３の（２）は、カーブ通過時の操舵出力トルクＴｏの時間変化パターンを示す。この場合は、右曲がりのカーブに進入した後に操舵出力トルクＴｏが、左方への操舵により減少を開始する時点Ｐ２が、進路修正操舵の開始時点になる。何れの場合も、左右一方への操舵のための操舵出力トルクの変化が生じた後に、左右他方への操舵のための操舵出力トルクの変化が生じた時点Ｐ１、Ｐ２が、進路修正操舵の開始時点となる。上記判定は、その進路修正操舵の開始時点の認識に基づくものである。
【００６２】
図９は、上記構成を備えた自車両Ａの右後方に他車両Ｃを追従させ、図中右方に進行している状態を示す。この状態で、センサにより他車両Ｃを検知できる位置において、「クイック」以下の緊急度レベルで車線変更のための操舵を行なった。この場合は、操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵抑制トルクとして発生し、操舵出力トルクＴｏは変化しない。しかる後に、自車両Ａと他車両Ｃとの距離を大きくし、他車両Ｃをセンサにより検知できない位置において、「クイック」以下の緊急度レベルで車線変更のための操舵を行なった。この場合は、操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、操舵抑制はなされない。
【００６３】
図１０の（１）は、上記構成を備えた自車両Ａの右後方に他車両Ｃを追従させ、図中右方に進行している状態を示す。この状態で、センサにより他車両Ｃを検知している位置において、前方障害物Ｂを避けるために「緊急」の緊急度レベルで車線変更のための操舵を行なった。この場合は、操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、操舵抑制はなされなかった。もし、この場合に従来の操舵抑制制御を行なうと、図１０の（２）に示すように、操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵抑制トルクとして発生し、操舵出力トルクＴｏは変化しないため、自車両Ａと障害物Ｂとが衝突するおそれがある。
【００６４】
図１１の（１）は、上記構成を備えた自車両Ａの内側方の他車両Ｃをセンサにより検知できる位置において、カーブ進入のための操舵を行なった状態を示す。この場合は、操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、操舵抑制はなされなかった。もし、この場合に従来の操舵抑制制御を行なうと、図１１の（２）に示すように、操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵抑制トルクとして発生し、操舵出力トルクＴｏは変化しないため、自車両Ａはカーブ進入ができない。
【００６５】
図１２の（１）は、上記構成を備えた自車両Ａにより前方の他車両Ｃを追い越し、その他車両Ｃをセンサにより検知できる位置において進路修正操舵を行なった状態を示す。この場合、操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、操舵抑制はなされなかった。もし、この場合に従来の操舵抑制制御を行なうと、図１２の（２）に示すように、進路修正操舵の当初は操舵入力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵抑制トルクとして発生し、操舵出力トルクＴｏは変化せず、自車両Ａと他車両Ｃとが離れるまでは操舵補助がなされないため、変更後の車線に追従するのが遅れてしまう。
【００６６】
上記実施形態によれば、操舵出力トルクＴｏに基づいて操舵の有無を判断して操舵抑制の開始時点が定められ、その操舵抑制トルクとして発生する付加トルクＴａは、操舵出力トルクＴｏが予め定められた所定値となるように定められ、操舵抑制時間は操舵出力トルクＴｏの変化に基づき定まる緊急度レベルに対応して定められる。すなわち、操舵出力トルクＴｏに基づいて操舵抑制の制御が行なわれる。これにより、その操舵抑制を、自車両Ａの挙動変化に基づいて制御できることになる。その車両の挙動変化は、操舵入力トルクＴｉと付加トルクＴａとの和に対応するので、操舵入力トルクＴｉの変動は付加トルクの変化により相殺される。よって、操舵出力トルクＴｏに対する路面の凹凸等による外乱の影響や、トルクセンサ３に対する電気的ノイズの影響は、操舵入力トルクＴｉに対する場合に比べて小さい。また、車速に応じて操舵補助トルクを変化させる制御を行なう場合の、車速に応じた操舵入力トルクＴｉの立ち上がり特性の相違や、アシストゲインや位相補償ゲインに応じた操舵入力トルクＴｉの立ち上がり特性の相違も、付加トルクの変化により相殺される。よって、操舵出力トルクＴｏに基づいて操舵抑制を制御することで、操舵の有無を正確に判断でき、適正な操舵抑制が阻害されるのを防止できる。また、操舵出力トルクＴｏは、自車両Ａの挙動変化に対応する他の特性、例えば舵角やヨーレート等に比べて、位相が進んでいるので、自車両Ａの挙動変化を早期に検知でき、制御系の応答性を向上することができる。また、操舵補助のために検知する値を操舵出力トルクＴｏに対応する値として検知できるので、車両の挙動変化を検知するための専用のセンサ、例えば、ラック７が操舵用車輪８に作用させる軸方向力センサ等、を設ける必要がなく、構成を複雑化することなく低コスト化を図ることができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、操舵出力トルクに対応する値として、上記実施形態では操舵入力トルクを検知したが、これに代えて操舵入力トルクと、モータ１３の駆動制御値を時系列に検知してもよい。この場合、上記図７に示したような操舵入力トルクと操舵出力トルクとの関係に代えて、モータ１３の駆動制御電流値と操舵入力トルクとの予め定めた関係をコントローラ５０に記憶する。操舵補助を行なう場合は、検知した操舵入力トルクに、その記憶した関係により対応付けられる駆動制御電流値によって、そのモータ１３を駆動する。これにより、その検知した操舵入力トルクと駆動制御電流値とに操舵出力トルクが対応付けられる。
【００６８】
また、操舵の緊急度レベルは４段階に分類するものに限定されず、３段階以下でもよいし、５段階以上でもよい。さらに、操舵の緊急度レベルは、操舵時に車両に作用する横方向加速度に応じて分類してもよい。
【００６９】
また、操舵補助や操舵抑制の方法は特に限定されない。例えば、油圧により操舵補助力や操舵抑制力を発生させてもよい。また、操舵補助力や操舵抑制力の大きさも、適正な操舵補助や操舵抑制を行なえる限り特に限定されない。
【００７０】
【発明の効果】
本発明のパワーステアリング装置によれば、面倒な調整作業を行なうことなく、操舵の有無を正確に判断でき、適正な操舵抑制が阻害されるのを防止でき、制御系の応答性を向上することができ、さらに、構成を複雑化することなく低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車線変更時に１ｍを移動するのに要する時間と、設定時間における操舵出力トルクの変化量との関係を示す図
【図２】車線変更時に１ｍを移動するのに要する時間と、設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加速度との関係を示す図
【図３】設定時間における操舵出力トルクの変化量と、設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加速度との関係を示す図
【図４】本発明の実施形態の車両の構成説明図
【図５】本発明の実施形態の操舵装置の制御手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施形態の操舵状態判定手順を示すフローチャート
【図７】操舵入力トルクと操舵出力トルクとの関係を示す図
【図８】本発明の実施形態の操舵抑制作用の説明図
【図９】本発明の実施形態の操舵状態判定を行なった場合の作用説明図
【図１０】（１）は本発明の実施形態の緊急度レベルか否かの操舵状態判定を行なった場合の作用説明図、（２）は緊急度レベルか否かの操舵状態判定を行なわなかった場合の作用説明図
【図１１】（１）は本発明の実施形態のカーブ進入か否かの操舵状態判定を行なった場合の作用説明図、（２）はカーブ進入か否かの操舵状態判定を行なわなかった場合の作用説明図
【図１２】（１）は本発明の実施形態の進路修正操舵か否かの操舵状態判定を行なった場合の作用説明図、（２）は進路修正操舵か否かの操舵状態判定を行なわなかった場合の作用説明図
【図１３】（１）は車線変更時の操舵出力トルクの時間変化パターンを示す図、（２）はカーブ通過時の操舵出力トルクの時間変化パターンを示す図
【符号の説明】
Ａ車両
１パワーステアリング装置
３トルクセンサ
１３モータ
５０コントローラ
５３、５４、５５、５６障害物検知センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power steering device that can prevent a traveling vehicle from colliding with an obstacle such as another vehicle. In the present specification, the change acceleration of the steering output torque means a second-order differential value with respect to the time of the steering output torque, and the change speed of the change acceleration of the steering output torque means the change acceleration of the steering output torque. The derivative value with respect to time.
[0002]
[Prior art]
In order to prevent the vehicle from colliding with obstacles such as other vehicles on the side or rear side when changing lanes, etc., a sensor for detecting obstacles on the side or rear side is provided, A power steering device that suppresses steering based on the possibility of collision between a vehicle and an obstacle has been proposed.
[0003]
Conventionally, such steering suppression has been performed based on the steering input torque. For example, the presence or absence of steering is determined based on whether or not the amount of change in steering input torque within a set time from the start of steering is greater than a set value, and steering suppression is started when steering toward an obstacle is performed. It was. Further, the magnitude of the steering suppression force is also set according to the steering input torque.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the steering input torque tends to fluctuate greatly due to the influence of disturbance due to road surface irregularities and the like, and the influence of electrical noise on the torque sensor that detects the steering input torque. Therefore, there is a problem that the presence or absence of steering cannot be accurately determined and proper steering suppression is hindered.
[0005]
Further, in the power steering device, in order to obtain turning performance at a low vehicle speed and stability at a high vehicle speed, there is a case where a steering assist force is increased at a low vehicle speed and control to release the steering assist at a high vehicle speed is performed. . In this case, the time change of the rising of the steering input torque at the beginning of steering is greatly different between the low vehicle speed and the high vehicle speed. Then, the set value of the change amount of the steering input torque, which is a reference for the starting point of the steering suppression, needs to be finely adjusted not only for the vehicle speed but also for each vehicle type or device. . However, such adjustment is very troublesome.
[0006]
Also, when the gain of the driving current of the steering assist motor with respect to the steering input torque called assist gain or the delay compensation gain of the application of the driving current to the steering assist motor from detection of the steering input torque called phase compensation gain is high, On the other hand, when the steering input torque tends to decrease, and the gains are low, the steering input torque tends to increase. For this reason, it is necessary to finely adjust the set value, which is a reference for the starting point of steering suppression, according to the difference of the gains for each vehicle type or device.
[0007]
Further, in the power steering apparatus in which the steering assist force changes in accordance with the vehicle speed as described above and the assist gain and the phase compensation gain are large as described above, the set value serving as a reference for the starting point of the steering suppression is set. It was practically difficult to set appropriately.
[0008]
It is an object of the present invention to provide a vehicle steering apparatus that can solve the above problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a power steering apparatus capable of suppressing steering based on the possibility of collision with an obstacle, comprising means for detecting a value corresponding to a steering output torque in time series, and a steering output corresponding to the detected value. The steering suppression is controlled based on torque.
[0010]
According to the present invention, since the steering output torque corresponds to the change in the behavior of the vehicle, the control of the steering suppression can be performed based on the change in the behavior of the vehicle.
In the power steering apparatus, the behavior change of the vehicle corresponds to the sum of the steering input torque and the torque added by the steering assist actuator, and the fluctuation of the steering input torque is canceled by the change of the added torque. . Therefore, the influence of disturbance due to road surface unevenness or the like on the steering output torque and the influence of electrical noise on the torque sensor for detecting the steering input torque are small compared to the case of the steering input torque.
In addition, when performing control to change the steering assist torque according to the vehicle speed, there are differences in the rise characteristics of the steering input torque according to the vehicle speed, and differences in the rise characteristics of the steering input torque according to the assist gain and phase compensation gain. This is offset by a change in torque applied by the actuator.
Therefore, according to the present invention, by performing steering suppression control based on the steering output torque, it is possible to accurately determine the presence or absence of steering, and prevent proper steering suppression from being hindered.
In addition, the steering output torque is ahead of other characteristics corresponding to changes in vehicle behavior, such as steering angle and yaw rate, so the change in vehicle behavior can be detected at an early stage, and the response of the control system Can be improved.
[0011]
The power steering apparatus of the present invention includes means for storing a predetermined relationship between the steering input torque and the steering output torque, detects the steering input torque in time series as a value corresponding to the steering output torque, and detects the detected steering The steering output torque is preferably associated with the input torque according to the stored relationship. Alternatively, a means for storing a predetermined relationship between the steering input torque and the drive control value of the actuator that generates the steering assist torque is provided, and the steering input torque and the detected steering are set as values corresponding to the steering output torque. It is preferable that a drive control value associated with the input torque is detected in time series, and a steering output torque is associated with the detected steering input torque and drive control value.
[0012]
As a result, the value detected for steering assistance can be detected as a value corresponding to the steering output torque, so there is no need to provide a dedicated sensor for detecting a change in the behavior of the vehicle, and there is no need to complicate the configuration. Cost can be reduced.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
First, when using a vehicle equipped with an electric power steering device to which the present invention is applied and changing lanes, the relationship between the emergency level of steering and the amount of change in steering output torque within a set time from the start of steering, Determined by experiment. FIG. 1 shows the experimental results.
[0015]
The horizontal axis in FIG. 1 indicates the time (seconds) required to move the first 1 m when the lane change is 3.5 m in the horizontal direction at a vehicle speed of 50 km / hour. The shorter the time, the higher the urgency level.
[0016]
The vertical axis in FIG. 1 represents the change amount (N · m) of the steering output torque in the set time (0.1 seconds) from the start of steering. This steering output torque changes prior to the actual change of the wheel turning angle. As will be described later, the set time can be set within a range in which the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering can be associated with the emergency level of steering when standard steering is performed. It is preferable to set as short as possible.
[0017]
In FIG. 1, experimental result data are plotted with “●” and “Δ”. Data a to v indicated by “●” indicate the results of standard steering. Data α to ε indicated by “Δ” indicate the results of irregular steering. Here, the standard steering refers to steering performed naturally without intentionally changing the steering speed from the start to the end of the lane change. In addition, irregular steering means steering performed by consciously changing the steering speed at the beginning of lane change.
[0018]
From the standard steering data a to v shown in FIG. 1, when standard steering is performed at the time of lane change, the change amount of the steering output torque within the set time from the start of steering and the emergency level of steering are obtained. Can confirm the correspondence.
In this experiment, the steering emergency level is classified into four stages. That is, the data a to g are “urgent” having the highest urgency level, the data h and i are “quick” having the second urgency level, and the data j to s are “third” having the third urgency level “ The data “t” to “v” are classified into the boundary between “normal” and “slow” having the lowest urgency level.
[0019]
On the other hand, from the irregular steering data α to ε shown in FIG. 1, when irregular steering is performed at the time of lane change, the emergency level of steering and the amount of change in steering output torque within a set time from the start of steering are as follows: , It can be confirmed that there is no correspondence.
In other words, the data α should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but since the steering is intentionally performed only immediately after the start of the lane change, The amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “emergency”.
In addition, the data β should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but the steering at the normal speed is intentionally performed only immediately after the start of the lane change. Therefore, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “normal”.
The data γ and δ should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but the steering is relatively quick just after the start of the lane change intentionally. Therefore, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “quick”.
The data ε should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change. However, the data ε is intentionally subjected to relatively gentle steering only immediately after the start of the lane change. Therefore, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as a boundary between “normal” and “slow”.
[0020]
Next, in the case of changing lanes, the relationship between the emergency level of steering and the change acceleration of the steering output torque when the set time (0.1 second) has elapsed since the start of steering is shown as a vehicle equipped with an electric power steering device. It was calculated | required by experiment using. FIG. 2 shows the experimental results. Each data of the experimental result of FIG. 2 corresponds to each data of the experimental result of FIG.
[0021]
The horizontal axis in FIG. 2 indicates the time required to move the first 1 m when the lane change is 3.5 m in the horizontal direction at a vehicle speed of 50 km / hour. The vertical axis in FIG. 2 indicates the change acceleration (N · m / s) of the steering output torque when 0.1 second has elapsed from the start of steering. ² ).
[0022]
In FIG. 2, the experimental result data is plotted with “●” as the result of standard steering as in FIG. 1, and with “Δ” as the result of irregular steering. a to v and α to ε correspond to the data codes in FIG.
[0023]
From the standard steering data a to v shown in FIG. 2, when standard steering is performed at the time of lane change, there is a correspondence between the steering emergency level and the change acceleration of the steering output torque. Can be confirmed.
That is, the data a to g are “urgent” having the highest urgency level, the data h and i are “quick” having the second urgency level, and the data j to s are “third” having the third urgency level “ The data “t” to “v” are classified into the boundary between “normal” and “slow” having the lowest urgency level. At the boundary between the level of urgency “normal” and “slow”, the change acceleration is zero.
[0024]
On the other hand, from the irregular steering data α to ε shown in FIG. 2, when irregular steering is performed at the time of lane change, the emergency level of steering does not necessarily correspond to the change acceleration of the steering output torque. I can confirm.
In other words, the data α should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but since the steering is intentionally performed only immediately after the start of the lane change, The urgency level corresponding to the change acceleration is classified into a boundary between “quick” and “normal”. In this data α, since the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “emergency”, the degree of the urgency level indicates the change acceleration of the steering output torque. The urgency level corresponding to is lower.
The data β should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, and the steering at a normal speed is intentionally performed only immediately after the start of the lane change. However, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is classified as “quick”. In this data β, since the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “normal”, the degree of the urgency level indicates the change acceleration of the steering output torque. The urgency level corresponding to is higher.
The data γ and δ should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but the steering is relatively quick only after intentionally starting the lane change. Therefore, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is classified in the vicinity of the boundary between “normal” and “quick”. In this data γ, δ, the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “quick”, so the degree of the urgency level is the level of the steering output torque. The urgency level corresponding to the change acceleration is lower.
Further, the data ε should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, and the steering is relatively gentle just after the start of the lane change intentionally. However, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is also classified as “normal”. In this data ε, the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as a boundary between “normal” and “slow”. The urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is higher.
[0025]
Next, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is changed for data k, o, n, ε, r, t, u, v close to the boundary between “normal” and “slow”. Taking into account the change rate of acceleration, the steering output torque at the set time (0.4 seconds) after the set time (0.1 seconds) from the start of steering was calculated. The further setting time is set as short as possible within a range in which the difference in the urgency level of each data k, o, n, ε, r, t, u, v can be identified as follows. Is preferred.
When the calculation result is compared with the steering output torque at the time when 0.1 second has elapsed from the start of steering, the data k, o, n, and ε having high urgency levels corresponding to the time required for lane change are indicated by arrows in FIG. As shown in FIG. 2, the steering output torque increases, and the data r, t, u, v having low urgency levels corresponding to the time required for lane change decrease as shown by the arrows in FIG.
In other words, when the steering emergency level is at or near the boundary between the two emergency levels, the steering output torque when the set time elapses from the start of steering increases after that, rather than when it decreases. Is expensive. In this specification, the region near the boundary of the emergency level of steering where this relationship is established is defined as the vicinity of the boundary of the emergency level, and the range from the specific boundary can be obtained by experiment.
[0026]
Next, in the case of entering a curve, a vehicle equipped with an electric power steering device is used to show the relationship between the amount of change in steering output torque within a set time from the start of steering and the change acceleration of steering output torque when the set time has elapsed. It was calculated | required by experiment using. FIG. 3 shows the experimental results.
[0027]
The horizontal axis in FIG. 3 indicates the amount of change in the steering output torque in 0.1 seconds from the start of steering for entering the curve when passing through a curve with a constant turning radius without deceleration at a vehicle speed of 50 km / hour ( N · m). The vertical axis indicates the change acceleration (10 N · m / s) of the steering output torque when the set time (0.1 second) has elapsed since the start of the steering. ² ).
[0028]
In FIG. 3, the data of the experimental results at the time of entering the curve are plotted with “●” and “□”. Data indicated by “●” indicates the result of standard steering. The data indicated by “□” indicates the result of irregular steering. Here, standard steering refers to steering that is naturally performed without intentionally changing the speed of steering when entering a curve. In addition, irregular steering means steering that consciously speeds up steering when entering a curve.
[0029]
FIG. 3 also shows the relationship between the change amount of the steering output torque within the set time from the start of steering and the change acceleration of the steering output torque when the set time elapses when the lane is changed. . As the data when the lane change is made, the data in which the steering emergency level is classified as “normal” is “○”, and the data classified as the boundary between “normal” and “slow” is “△” ".
[0030]
From the standard steering data shown in FIG. 3, it can be confirmed that when standard steering is performed when entering a curve, the change acceleration of the steering output torque is substantially zero or less. This is because when the driver tries to faithfully follow the lane at the beginning of the curve, the driver tries to make the steering speed constant, or corrective steering is performed to reduce the steering angle when the steering angle becomes excessive. Therefore, the substantially zero value of the change acceleration of the steering output torque becomes a threshold for determining whether or not the purpose of steering is to enter the curve, and the threshold can be experimentally set in advance.
[0031]
The curve approach data by the standard steering is the steering for the lane change based on the change amount of the steering output torque and the change acceleration of the steering output torque, and the emergency level is “normal” and “slow”. The change acceleration is less than the threshold of approximately zero and cannot be distinguished from the data below the threshold.
Therefore, when the value after the set time (0.1 seconds) of the change acceleration of the steering output torque was obtained, it decreased monotonously when the lane was changed, but it was either sideways or monotonically increased when entering the curve. Met. The set time is made as short as possible within a range in which it is possible to identify whether the vehicle is approaching a curve or changing lanes.
[0032]
On the other hand, from the irregular steering data shown in FIG. 3, when irregular steering is performed when entering a curve, that is, when the steering wheel is intentionally suddenly cut at the beginning of steering, It can be confirmed that the change acceleration becomes larger than a substantially zero threshold.
[0033]
The data on the curve approach due to the irregular steering is the steering for the lane change and the urgency level is “normal” or more from the amount of change in the steering output torque and the change acceleration of the steering output torque. The change acceleration is indistinguishable from that exceeding a substantially zero threshold.
Therefore, when the increase / decrease of the change acceleration of the steering output torque within the subsequent set time is obtained, it does not decrease in the case of a lane change, but decreases in the case of a curve approach. This is because if the steering wheel is intentionally sharply cut in the case of a curve approach, a course correction steering is required thereafter. The set time is made as short as possible within a range in which it is possible to identify whether the vehicle is approaching a curve or changing lanes.
[0034]
From the above, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering, the change acceleration of the steering output torque when the set time elapses, the steering output torque within the set time after the set time elapses from the start of steering The emergency level of steering and the purpose of steering can be determined based on the increase / decrease and the increase / decrease of the change acceleration of the steering output torque within the set time thereafter.
[0035]
A rack and pinion type electric power steering apparatus 1 shown in FIG. 4 includes an input shaft 2 connected to a steering wheel H of a vehicle A, and an output shaft 4 connected to the input shaft 2 via a torque sensor 3. Yes. The torque sensor 3 detects the steering input torque transmitted from the input shaft 2 to the output shaft 4 in time series. The output shaft 4 is connected to a pinion 6, and a steering wheel 8 is coupled to a rack 7 that meshes with the pinion 6. Thereby, the steering input torque is transmitted to the rack 7 via the steering wheel H, the input shaft 2, the torque sensor 3, the output shaft 4, and the pinion 6, and the vehicle A is steered by the movement of the rack 7.
[0036]
A part of the rack 7 is a ball screw 21, a gear is formed on the outer periphery of a ball nut 22 that meshes with the ball screw 21, and a drive gear 25 meshes with a gear 24 that meshes with the gear. The drive gear 25 is rotationally driven by a DC servo motor 13 which is an actuator for assisting steering and suppressing steering. Thereby, the additional torque generated by the motor 13 is transmitted to the rack 7.
[0037]
The sum of the value obtained by multiplying the steering gear torque from the steering wheel H to the rack 7 by the steering input torque and the value obtained by multiplying the reduction gear ratio from the output shaft of the motor 13 to the rack 7 by the output torque of the motor 13 is: Corresponds to the steering output torque. In the present embodiment, the steering input torque is detected by the torque sensor 3 as described above as a value corresponding to the steering output torque. From the relationship between the steering input torque and the steering output torque stored in the controller 50 described later, the steering output torque is associated with the steering input torque.
[0038]
The torque sensor 3 is connected to a controller 50 configured by a computer. The controller 50 is connected to the motor 13, the vehicle speed detection sensor 51, a plurality of obstacle detection sensors 53, 54, 55, 56 attached to the vehicle A, and a voice alarm 52. These obstacle detection sensors 53, 54, 55, and 56 detect obstacles on the left and right sides and left and right rear sides of the vehicle A, for example. And a radar wave receiver and an amplifier for the received radar wave, and the controller 50 calculates the distance to the obstacle from the time difference between the transmission and reception of the radar wave.
[0039]
The controller 50 stores a predetermined correspondence relationship between the amount of change in the steering output torque and the steering emergency level within a set time from the start of steering, and the change acceleration and the steering emergency level. A predetermined correspondence is stored. In the present embodiment, as described above, the urgency level in the stored correspondence relationship has four levels of “emergency”, “quick”, “normal”, and “slow”.
[0040]
The controller 50 performs the following steering assist control and steering suppression control by determining the emergency level of steering and the purpose of steering according to the stored control program. The control procedure will be described below with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0041]
First, signals from the torque sensor 3, the vehicle speed detection sensor 51, and the obstacle detection sensors 53, 54, 55, and 56 are read in time series (step 1). Next, the drive control current value of the motor 13 is calculated (step 2).
The drive control current value of the motor 13 corresponds to the additional torque generated by the motor 13. As shown in the relationship between the steering input torque Ti and the steering output torque To in FIG. 7, the drive control current value is determined so that the steering output torque To increases as the detected steering input torque Ti increases. It is done. Further, the drive control current value of the motor also changes depending on the detected vehicle speed. That is, in the low speed V1 state, the steering output torque To is increased to improve the turning performance of the vehicle, and in the high speed V2 state, the steering output torque To is decreased to improve the stability during high speed traveling. The relationship between the steering input torque Ti and the steering output torque To is determined in advance and stored in the controller 50.
[0042]
Next, the presence or absence of steering is determined based on whether or not the change in the set time of the steering output torque To corresponding to the detected steering input torque Ti exceeds the set value, and the steering is determined from the sign of the steering output torque To. Determine the direction. The detected steering input torque Ti is associated with the steering output torque To according to the relationship shown in FIG. The set value is determined in advance and stored in the controller 50. Since the steering output torque To varies somewhat due to the influence of disturbance due to road surface unevenness and the like and the influence of electrical noise on the torque sensor 3, the controller 50 has a filter circuit that excludes the fluctuation. Based on the obstacle detection signals from the sensors 53, 54, 55, and 56 in the steering direction, the possibility of collision between the vehicle A and the obstacle is determined (step 3). For example, if an obstacle is detected within a predetermined distance in the steering direction, it is determined that there is a possibility of collision.
[0043]
When there is no possibility of the collision, the steering assist is performed by applying the motor drive control current value calculated in step 2 to the motor 13 (step 4), and the process returns to step 1.
[0044]
If it is determined in step 3 that there is a possibility of a collision, the steering state is determined (step 5). As will be described later, as the steering state, the emergency level of steering is determined based on the steering output torque To corresponding to the detected steering input torque Ti, and whether the purpose of steering is a curve approach or not by changing the lane It is determined whether or not there is a steering, and it is further determined whether or not the steering is a course correction steering.
[0045]
It is determined whether the determination result is “emergency” having the highest steering urgency level, whether the purpose of the steering is a curve approach, or whether the steering is a course correction steering (step 6). ). When the emergency level of the steering is “emergency”, the purpose of the steering is a curve approach, or the course correction steering, the steering assistance is performed without performing the steering suppression.
[0046]
When the emergency level of the steering is not “emergency”, the vehicle is not approaching the curve, and the course is not corrected, the initial steering suppression time t1 is set (step 7).
The initial steering suppression time t1 is shortened as the steering urgency level is higher, and is lengthened as it is lower. This is because the higher the steering urgency level is, the higher the necessity of avoiding the front obstacle is. Therefore, by shortening the initial steering suppression time t1, the risk of collision with the front obstacle can be reduced. On the other hand, the lower the urgency level is, the lower the need for avoiding a front obstacle is. Therefore, even if the initial steering suppression time t1 is increased, there is no possibility of a collision with a front obstacle. In addition, by increasing the initial steering suppression time t1, it is possible to improve the accuracy of collision avoidance with side and rear side obstacles.
In this embodiment, the initial steering suppression time t1 is set in three stages according to the steering urgency level, and is set to the shortest when the urgency level is “quick”, and the longest when it is “slow”. In the case of “Normal”, it is set to an intermediate length between “Quick” and “Slow”. The specific set length of the initial steering suppression time t1 can be obtained by experiments.
[0047]
Thereafter, steering suppression is performed (step 8). In the present embodiment, an additional torque corresponding to the steering input torque Ti is generated by the motor 13 so that the steering output torque To becomes zero.
During steering suppression, the voice alarm 52 warns the driver of the danger of collision by voice.
[0048]
Next, it is determined whether or not the set initial steering suppression time t1 has elapsed (step 9). If the initial steering suppression time t1 has not elapsed, the steering suppression is continued. If the initial steering suppression time t1 has elapsed, the final steering suppression time t2 corresponding to the time until the steering suppression is canceled is set (step 10).
The final steering suppression time t2 is shorter as the urgency level at the start of steering is higher and shorter as it is lower. The initial steering suppression time t1 is shorter as the initial steering suppression time t1 is shorter and longer as it is longer. When the steering input torque Ti at the time t1 elapses, the shorter the steering input torque Ti is, the longer it is. This is because the higher the urgency level is, the shorter the initial steering suppression time t1, and the greater the steering input torque Ti when the initial steering suppression time t1 elapses, the higher the need for obstacle avoidance in front. This is because the risk of collision with a front obstacle can be reduced by shortening the final steering suppression time t2. On the other hand, the lower the urgency level, the longer the initial steering suppression time t1, and the smaller the steering input torque Ti at the time of the initial steering suppression time t1, the lower the need for obstacle avoidance ahead. This is because even if the final steering suppression time t2 is increased, there is no possibility of a collision with a front obstacle. Further, by increasing the final steering suppression time t2, it is possible to improve the accuracy of collision avoidance with side and rear side obstacles. The specific set length of the final steering suppression time t2 can be obtained by experiments.
[0049]
By setting the final steering suppression time t2 in accordance with the steering input torque Ti when the initial steering suppression time t1 has elapsed, the total set length of the steering suppression time is the magnitude of the steering input torque Ti during the steering suppression. Corresponding to Thereby, it is possible to cope with a change in the urgency level during steering suppression.
That is, when the urgency of steering increases during steering suppression, for example, as shown in FIG. 8, the initial steering suppression time t <b> 1 during which steering suppression is performed because there is another vehicle C behind the host vehicle A. In the case where an obstacle B suddenly appears in front, the driver increases the steering input torque Ti against steering suppression. In this case, the steering input torque T1 when the initial steering suppression time t1 has elapsed, that is, during steering suppression, increases compared to the case where the urgency level does not change. As a result, when the urgency level increases during steering suppression, the final steering suppression time t2 is shortened, the steering suppression is released in a short time, the additional torque Ta is applied as a steering assist force, and the steering output torque To is increased. Can be generated to avoid the front obstacle B.
Further, when the urgency of steering decreases during steering suppression, for example, when there is no front obstacle, the driver decreases the steering input torque Ti. In this case, the steering input torque T1 when the initial steering suppression time t1 has elapsed is reduced as compared with the case where the urgency level does not change. As a result, when the urgency level decreases during steering suppression, the final steering suppression time t2 is lengthened, the time until the steering suppression is released is lengthened, and collision avoidance with side and rear side obstacles is avoided. Accuracy can be improved.
[0050]
Next, it is determined whether or not the set final steering suppression time t2 has elapsed (step 11). If the final steering suppression time t2 has not elapsed, the steering suppression is continued. When the final steering suppression time t2 has elapsed, the steering suppression is canceled (step 12), and the process returns to step 1.
[0051]
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for determining the steering state.
[0052]
First, whether or not the urgency level corresponding to the change amount of the steering output torque To within the set time from the start of steering matches the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque To when the set time has elapsed. Is determined (step 101).
For this determination, the controller 50 calculates the difference between the steering output torque To at the start of steering and the steering output torque To at the elapse of the set time from the steering input torque Ti read in time series when the set time elapses. Thus, the amount of change in the steering output torque To is obtained, and the change acceleration corresponding to the second-order differential value of the steering output torque To when the set time has elapsed is calculated.
[0053]
As a result of the determination, when both urgency levels match, the urgency level is set as a temporary determination result (step 102). When both urgency levels do not match, the urgency level corresponding to the change acceleration is set. A provisional determination result is set (step 103).
[0054]
Next, it is determined whether or not the urgency level based on each tentative determination result is at or near the boundary between the two urgency levels (step 104).
[0055]
As a result of the determination, if the urgency level based on the tentative determination result is not at or near the boundary between the two urgency levels, the urgency level based on the tentative determination result is set as the determination result (step 105).
[0056]
As a result of the determination, if the urgency level based on the tentative determination result is at or near the boundary between the two urgency levels, the steering output torque To when the set time (for example, 0.1 second) has elapsed since the start of steering is It is determined whether or not the time is reduced within a set time (for example, 0.4 seconds) (step 106).
For this determination, the controller 50 determines that a set time (for example, 0.1 second) has elapsed from the start of steering from the steering input torque Ti read in time series when a set time (for example, 0.1 second) has elapsed since the start of steering. The steering output torque To at the time is obtained, and further, the set time (for example, 0.4 seconds) thereafter is determined based on the change speed of the change acceleration of the steering output torque To when the set time (for example, 0.1 seconds) has elapsed since the start of the steering. ) Calculate the steering output torque To at the elapsed time.
[0057]
As a result of the determination, if the steering output torque To does not decrease within the subsequent set time, the higher emergency level of the two emergency levels is set as the determination result (step 107), and within the subsequent set time. If the steering output torque To decreases, the lower urgency level of the two urgency levels is set as the determination result (step 108).
[0058]
Next, it is determined whether or not the urgency level of the determination result is below the boundary between “normal” and “slow”, that is, whether or not the change acceleration of the steering output torque To is below a substantially zero threshold (step 109). ).
[0059]
If the change acceleration of the steering output torque To is less than or equal to the threshold value, the change acceleration of the steering output torque To within the subsequent set time (for example, 0.1 seconds) is elapsed for the set time (for example, 0.1 seconds). A calculation is made based on the change rate of the change acceleration of the steering output torque To at the time point, and it is determined whether or not the change acceleration thereafter decreases (step 110). If it decreases, it is determined that the purpose of steering is a lane change. (Step 111), if not decreasing, it is determined that the purpose of steering is curve approach (Step 112).
[0060]
If the change acceleration of the steering output torque To is not less than or equal to the threshold value, it is determined whether or not the change acceleration decreases within a subsequent set time (for example, 0.1 seconds) (step 113). When it decreases, it is determined that the purpose of steering is curve approach. If not, it is determined that the purpose of steering is lane change (step 111).
[0061]
Next, it is determined whether the steering is a course correction steering (step 114). For example, after the change due to steering to the left or right within the set time of the steering output torque To exceeds the set value, the change due to steering to the left or right within the set time of the steering output torque To changes the set value. When it exceeds, it determines with it being course correction steering. Alternatively, the steering output torque To is integrated at regular time intervals by the controller 50, and the integrated value is changed after the change due to steering to the left or right within the set time exceeds the set value. When the change due to the left / right steering within the set time exceeds a set value, it is determined that the course is corrected to the course.
This is based on the fact that it is possible to determine whether or not the purpose of steering is the course correction steering based on the time change pattern of the steering output torque. For example, (1) in FIG. 13 shows a time change pattern of the steering output torque To when the lane is changed, and the pattern becomes a substantially sine curve. In this case, the time point P1 at which the steering output torque To starts to decrease due to the leftward steering after the lane change to the right side becomes the start point of the course correction steering. Moreover, (2) of FIG. 13 shows a time change pattern of the steering output torque To when passing the curve. In this case, the time point P2 at which the steering output torque To starts to decrease due to leftward steering after entering the curve at the right turn is the start point of the course correction steering. In any case, after the change of the steering output torque for steering to the left and right ones occurs, the time points P1 and P2 when the change of the steering output torque for the steering to the left and right other side occurs are the start of the course correction steering. It is time. The above determination is based on recognition of the start time of the course correction steering.
[0062]
FIG. 9 shows a state in which the other vehicle C is caused to follow the right rear of the host vehicle A having the above-described configuration and is traveling rightward in the drawing. In this state, steering for changing the lane was performed at an urgency level of “quick” or less at a position where the other vehicle C can be detected by the sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering suppression torque, and the steering output torque To does not change. Thereafter, the distance between the host vehicle A and the other vehicle C was increased, and steering for changing the lane was performed at an emergency level of “quick” or less at a position where the other vehicle C could not be detected by the sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed.
[0063]
(1) of FIG. 10 shows a state in which the other vehicle C is caused to follow the right rear of the host vehicle A having the above-described configuration and is traveling rightward in the drawing. In this state, in order to avoid the front obstacle B at the position where the other vehicle C is detected by the sensor, steering for changing the lane is performed at the emergency level of “emergency”. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed. If conventional steering suppression control is performed in this case, as shown in (2) of FIG. 10, an additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering suppression torque, and the steering output torque To does not change. For this reason, the host vehicle A and the obstacle B may collide.
[0064]
(1) of FIG. 11 shows a state in which steering for curve approach is performed at a position where the other vehicle C inside the own vehicle A having the above-described configuration can be detected by a sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed. If conventional steering suppression control is performed in this case, as shown in (2) of FIG. 11, an additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering suppression torque, and the steering output torque To does not change. Therefore, the own vehicle A cannot enter the curve.
[0065]
(1) of FIG. 12 shows a state in which the course correction steering is performed at a position where the host vehicle A having the above configuration passes the other vehicle C ahead and the other vehicle C can be detected by the sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed. If conventional steering suppression control is performed in this case, an additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as steering suppression torque at the beginning of the course correction steering as shown in FIG. The output torque To does not change, and the steering assist is not performed until the own vehicle A and the other vehicle C are separated from each other, so that it is delayed to follow the changed lane.
[0066]
According to the above embodiment, the steering suppression start point is determined by determining the presence or absence of steering based on the steering output torque To, and the steering output torque To is predetermined as the additional torque Ta generated as the steering suppression torque. The steering suppression time is determined in accordance with the urgency level determined based on the change in the steering output torque To. That is, steering suppression control is performed based on the steering output torque To. Thereby, the steering suppression can be controlled based on the behavior change of the own vehicle A. Since the change in the behavior of the vehicle corresponds to the sum of the steering input torque Ti and the additional torque Ta, the change in the steering input torque Ti is offset by the change in the additional torque. Therefore, the influence of disturbance due to road surface unevenness or the like on the steering output torque To and the influence of electrical noise on the torque sensor 3 are smaller than those on the steering input torque Ti. Further, in the case of performing control to change the steering assist torque according to the vehicle speed, the difference in the rise characteristic of the steering input torque Ti according to the vehicle speed, or the rise characteristic of the steering input torque Ti according to the assist gain or the phase compensation gain The difference is also offset by a change in the additional torque. Therefore, by controlling the steering suppression based on the steering output torque To, it is possible to accurately determine the presence or absence of steering, and to prevent the proper steering suppression from being hindered. Further, since the steering output torque To is advanced in phase compared with other characteristics corresponding to the behavior change of the own vehicle A, such as the steering angle and the yaw rate, the behavior change of the own vehicle A can be detected at an early stage. The response of the control system can be improved. Further, since the value detected for assisting the steering can be detected as a value corresponding to the steering output torque To, a dedicated sensor for detecting a change in the behavior of the vehicle, for example, an axis on which the rack 7 acts on the steering wheel 8 There is no need to provide a directional force sensor or the like, and the cost can be reduced without complicating the configuration.
[0067]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, as the value corresponding to the steering output torque, the steering input torque is detected in the above embodiment, but instead the steering input torque and the drive control value of the motor 13 may be detected in time series. In this case, a predetermined relationship between the drive control current value of the motor 13 and the steering input torque is stored in the controller 50 instead of the relationship between the steering input torque and the steering output torque as shown in FIG. When steering assistance is performed, the motor 13 is driven by the drive control current value associated with the detected steering input torque according to the stored relationship. Thereby, the steering output torque is associated with the detected steering input torque and the drive control current value.
[0068]
Further, the steering emergency level is not limited to those classified into four stages, and may be three stages or less, or five stages or more. Furthermore, the steering emergency level may be classified according to the lateral acceleration acting on the vehicle during steering.
[0069]
Further, the steering assist and steering suppression methods are not particularly limited. For example, a steering assist force or a steering suppression force may be generated by hydraulic pressure. Further, the magnitude of the steering assist force and the steering suppression force is not particularly limited as long as appropriate steering assist and steering suppression can be performed.
[0070]
【The invention's effect】
According to the power steering device of the present invention, it is possible to accurately determine the presence or absence of steering without performing troublesome adjustment work, prevent inhibition of proper steering suppression, and improve the responsiveness of the control system. In addition, the cost can be reduced without complicating the configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the time required to travel 1 m when changing lanes and the amount of change in steering output torque during a set time
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a time required to move 1 m when a lane is changed and a change acceleration of a steering output torque when a set time has elapsed.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a change amount of a steering output torque at a set time and a change acceleration of the steering output torque when the set time has elapsed.
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of the steering device according to the embodiment of the invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a steering state determination procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between steering input torque and steering output torque
FIG. 8 is an explanatory diagram of the steering suppression action of the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an operation explanatory diagram when the steering state determination of the embodiment of the present invention is performed.
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the operation of the embodiment of the present invention when it is determined whether or not the steering level is an emergency level, and FIG. 10B is the steering state determination whether or not the level is an emergency level. Action explanation diagram
FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining the operation when the steering state is determined whether or not the vehicle is entering a curve according to the embodiment of the present invention. FIG. 11B is the case when the steering state is not determined whether or not a vehicle is entering a curve. Action explanation diagram
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining the operation when the steering state determination of whether or not the route correction steering is performed according to the embodiment of the present invention, and FIG. 12B is the steering state determination of whether or not the route correction steering is performed. Action explanation diagram
13A is a diagram showing a time change pattern of steering output torque when a lane is changed, and FIG. 13B is a diagram showing a time change pattern of steering output torque when passing a curve.
[Explanation of symbols]
A vehicle
1 Power steering device
3 Torque sensor
13 Motor
50 controller
53, 54, 55, 56 Obstacle detection sensor

Claims

In a power steering device capable of suppressing steering based on the possibility of collision with an obstacle,
Means for detecting a value corresponding to the steering output torque in time series,
A power steering device that controls the steering suppression based on a steering output torque corresponding to the detected value.

Means for storing a predetermined relationship between steering input torque and steering output torque;
The power steering apparatus according to claim 1, wherein the steering input torque is detected in time series as a value corresponding to the steering output torque, and the steering output torque is associated with the detected steering input torque according to the stored relationship.

Means for storing a predetermined relationship between a steering input torque and a drive control value of an actuator that generates a steering assist torque;
As a value corresponding to the steering output torque, a steering input torque and a drive control value associated with the detected steering input torque by the stored relationship are detected in time series,
The power steering apparatus according to claim 1, wherein a steering output torque is associated with the detected steering input torque and drive control value.