JP4058362B2

JP4058362B2 - Automatic steering device

Info

Publication number: JP4058362B2
Application number: JP2003051743A
Authority: JP
Inventors: 克彦岩▲崎▼; 久志里中; 有一久保田; 知彦遠藤; 章松井; 英之岩切; 享杉山; 清治河上; 寛暁片岡; 優田中; 良文岩田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP2004256076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者のステアリング操作によらず車両を自動的に駐車する場合などに適用される自動操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駐車支援や自動走行装置に適用される技術として運転者の操舵によらずに舵角を制御する自動操舵装置がある。こうした自動操舵装置では、運転者が操舵を行った場合には、手動操舵への切り替えを行うのが一般的であり、こうした切り替えについて特許文献１や特許文献２に記載がある。。
【０００３】
特許文献１の技術では、自動操舵トルクとパワーステアリングのアシストトルクとを同時に発生させることにより、自動操舵中における運転者によるステアリング操作入力を容易にするものである。すなわち、パワーステアリングのアシストトルクによって、自動操舵トルクにうち勝つための操舵トルクを小さくし、運転者が自動操舵中にステアリング操作を行おうとするときに、その負担を軽減すると記載されている。また、自動操舵トルクにうち勝つための操舵トルクが小さいため、操舵反力の変化が従来に比べて少なくてすみ、なめらかな切り換えを行うことができるとも記載されている。
【０００４】
特許文献２には、ステアリング操作があったときに自動操舵から手動操舵へ切り換える技術が開示されており、操舵トルクセンサで検出された操舵トルク検出値に基づいてステアリング操作の有無を認識すると記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２０５５０５号公報（第３〜４頁、第１図）
【０００６】
【特許文献２】
特開平１１−１９８８３９号公報（段落００２７〜００３３、図４〜図７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
自動操舵トルクとパワーステアリングのアシストトルクとを同時に発生させることができるこの特許文献１の自動操舵装置の場合、自動操舵中であっても運転者は小さい操舵トルクで自動操舵に逆らってステアリング操作を行うことができるという利点を有するが、運転者による操舵トルクが大きくならないため、操舵トルク検出値からステアリング操作の有無を検出することが難しい。小さな操舵トルクでもステアリング操作を認識するためには、操舵トルク検出値のしきい値を低くする必要があるが、その場合には、運転者のステアリング操作に基づく操舵トルクとステアリングホイール自身の慣性トルクのようなノイズとの識別が難しくなり、正確にステアリング操作入力を検出できない。
【０００８】
そこで本発明は、運転者による操舵介入を正確に検出することが可能で、かつ、自動操舵から手動操舵へのスムースな移行を可能とした自動操舵装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る自動操舵装置は、自動操舵とアシストトルクを付加した手動操舵の両方が実行可能な自動操舵装置において、運転者の操舵トルク入力を検出する操舵検出手段と、操舵機構に設定操舵トルクを付与する操舵トルク付与手段と、この操舵トルク付与手段で付与する操舵トルク量を設定する制御手段であって、操舵トルク検出手段で検出された操舵トルク入力に応じたアシストトルクと、自動操舵に必要な自動操舵トルクを算出して、両者にそれぞれ所定のゲインを乗じて加算することにより設定操舵トルクを設定する操舵トルク設定手段を備えており、この操舵トルク設定手段は、さらに運転者の操舵トルク入力に対するアシストトルクのゲインを自動操舵時には手動操舵時より低く設定し、自動操舵時に操舵トルク検出手段によって運転者の操舵介入が検出された場合には、このアシストトルクのゲインを漸次増大させ、自動操舵に必要な自動操舵トルクのゲインを漸次減少させて手動操舵に切り替えることを特徴とする。
【００１０】
自動操舵中は、手動操舵中に比べてアシストトルクゲインを小さくすることで、自動操舵中のステアリング操作に伴う操舵トルクを、ある程度大きくすることができ、ステアリング操作入力を検出するための操舵トルクしきい値を比較的大きな値に設定しても検出が容易になり、ステアリングホイールの慣性トルクとの区別が容易となる。したがって、操舵トルク検出値に基づいてステアリング操作の有無を誤り無く認識することができ、その認識結果に基づいて手動操舵への切り換えを正確に行うことができる。さらに、操舵介入により、アシストトルクゲインを漸次増大させる一方、自動操舵の操舵トルクゲインを漸次減少させることによって、操舵トルクが不連続に変化するのを抑制し、切り替え時に生ずる反力の発生を抑制するため、自動操舵から手動操作への移行をスムースなものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態である自動操舵装置およびこれに適用される操舵機構（ステアリング機構）を示す図である。この自動操舵装置は、自動操舵ＥＣＵ(Electrical Control Unit)１０と、ＥＭＰＳ（電動式パワーステアリング＝Electric Motor-driven Power Steering）・ＥＣＵ１２と、操舵トルクセンサ１４と、電動モータ１６およびギア１８ａ、１８ｂの組合せによるＥＭＰＳアクチュエータ２０とを備えている。
【００１３】
自動操舵ＥＣＵ１０とＥＭＰＳ・ＥＣＵ１２は、この自動操舵装置の操舵トルク設定手段１１を構成している。操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）１４は、ステアリングホイール２２に直結されたステアリングシャフト２４上に配設されており、ステアリングホイール２２から操舵軸２４に与えられる操舵トルク量および方向を検出する。ギア１８ａはステアリングシャフト２４に固定され、電動モータ（操舵トルク付与手段）１６の軸に固定されたギア１８ｂと噛み合わされている。
【００１４】
ステアリングシャフト２４は、自在継手２６によって所定箇所で継ぎ合わされ、ステアリングシャフト２４の先端部が、ラックアンドピニオン式ステアリングギアボックスなどのギアボックス２８によって図示していない操舵輪に接続されたサイドロッド３０へと接続されている。
【００１５】
操舵トルク設定手段１１は、アクチュエータ２０で付与すべきトルク量を演算して、操舵軸２４に与えるトルクが演算したトルク量となるようにアクチュエータ２０の作動を制御する。
【００１６】
続いて、本実施形態の動作を図２、図３に示すフローチャートを参照して説明する。図２は、操舵トルク付与処理を示すフローチャートであり、図３は、本実施形態の操舵制御動作のメインフローチャートである。図２の操舵トルク付与処理は図３の処理中から呼び出されるとともに、手動操舵時の操舵アシスト制御としても実行される。
【００１７】
図２の処理から先に説明すると、まず、自動操舵ＥＣＵ１０で自動操舵トルク量Ｔautoを、ＥＭＰＳ・ＥＣＵ１２で手動操舵時に対応する目標アシストトルク量Ｔasstをそれぞれ設定する（ステップＳ１）。この目標アシストトルク量Ｔasstは、操舵トルクセンサ１４で検出された操舵トルク入力Ｔmanに狭義のアシストトルクゲインＫasst0を乗じることにより得られる。すなわち、Ｔasst＝Ｋasst0×Ｔmanとなる。この狭義のアシストトルクゲインＫasst0は、例えば１５に設定されている。
【００１８】
次に、ＥＭＰＳ・ＥＣＵ１２は、アクチュエータ２０により、ステアリングシャフト２４に付与すべき操舵トルク量（以下、目標アクチュエータトルク量と呼ぶ。）Ｔｔを求める（ステップＳ２）。Ｔｔは、目標アシストトルク量Ｔasstと自動操舵トルク量Ｔautoにそれぞれ係数Ｋasst、Ｋautoを乗じて和をとったものである。そして、求めた目標アクチュエータトルク量Ｔｔと一致するトルク量が得られるようアクチュエータ２０を制御する（ステップＳ３）。
【００１９】
手動操舵時すなわち非自動操舵時には、自動操舵トルク量Ｔautoが０となるので、Ｔt＝Ｋasst×Ｔasstとなる。このとき、後述するようにＫasstは１に設定されるため、Ｔt＝Ｔasstとなる。したがって、ＥＭＰＳ・ＥＣＵ１２は、非自動操舵時にあっては、操舵トルクセンサ１４で検出された操舵トルク入力Ｔmanに基づいて目標アシストトルク量Ｔasstを決定し、目標アシストトルク量Ｔasstと一致するアシストトルクＴtを発生するようにアクチュエータ２０を制御することになる。
【００２０】
自動操舵時には、ＥＭＰＳ・ＥＣＵ１２において、自動操舵ＥＣＵ１０で決定された自動操舵トルク入力Ｔautoに係数Ｋauto（自動操舵トルク入力に対する自動操舵トルクのゲインと称する。）を乗じたものに、目標アシストトルク量Ｔasstに係数Ｋasstを乗じたものを加えて目標アクチュエータトルク量Ｔtとし、ＥＭＰＳ・ＥＣＵ１２はさらにアクチュエータ２０が目標アクチュエータトルク量Ｔｔと一致したトルクを発生するように制御する。以下、単にアシストトルクゲインと呼ぶときは、Ｋasst×Ｋasst0を指すものとする（Ｋasst0と区別するときには、広義のアシストトルクゲインと呼ぶ。）。
【００２１】
自動操舵中は、運転者によるステアリング操作が加えられなければ、自動操舵開始と終了のとき以外は操舵トルクセンサ１４で検出された操舵トルク量Ｔmanが０であり、係数Ｋautoは後述するように１に設定されているため、目標アクチュエータトルク量Ｔt＝自動操舵トルク入力Ｔautoとなる。
【００２２】
次に自動操舵時の処理の詳細について、図３を参照して説明する。この処理は、自動操舵の開始時に実行が開始され、終了することで自動操舵が解除される。
【００２３】
まず、各種の係数とフラグの設定を自動操舵辞の初期値に設定する（ステップＳ２１）。具体的には、係数Ｋautoを１に、係数Ｋasstをαに、移行制御フラグSFlagを移行中ではないことを示す０に、終了フラグXFlagを終了状態でないことを示す０にそれぞれ設定する。ここで、αは１より小さい正の数であり、例えば、０．２に設定される。これにより、自動操舵状態では、広義のアシストトルクゲイン（Ｋasst×Ｋasst0）は、手動操舵時のそれよりα倍小さい数値をとることになる。
【００２４】
次に、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルク入力Ｔmanを読み込む（ステップＳ２２）。そして、読み込んだ操舵トルク入力Ｔmanと、その時間変化を基にして運転者による操舵介入の有無を判定する（ステップＳ２３）。この操舵介入の有無の判断は、操舵トルク検出値Ｔmanがしきい値Ｔｈを超えている時間が所定継続時間Ｓを超えたか否かにより行う。操舵トルク検出値のしきい値Ｔｈと所定継続時間Ｓの設定は、一通りでもよいし、複数の組み合わせを用意してもよい。
【００２５】
例として、操舵トルク入力のしきい値Ｔｈと所定継続時間Ｓの設定に関する複数の組み合わせを示す。たとえば、しきい値ＴｈとしてＴｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３（Ｔｈ１＜Ｔｈ２＜Ｔｈ３）の３種類を用意し、所定継続時間ＳとしてＳ１、Ｓ２、Ｓ３（Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３）の３種類を用意し、1)操舵トルク入力がＴｈ１以上でＳ１以上継続したとき、2)操舵トルク入力がＴｈ２以上でＳ２以上継続したとき、3)操舵トルク入力がＴｈ３以上でＳ３以上継続したとき、のいずれかの条件を満たしたときに操舵介入があったと判定することとする。
【００２６】
操舵介入の判定基準をこのように設定すると、運転者が大きな操舵トルクを与えると短時間で自動操舵を中止することができ、小さな操舵トルクを与えたときにはある程度長い余裕時間を経過した後に自動操舵を中止することができる。このため、単に運転者がステアリングに手を添えていたにすぎないような場合(このような場合には、小さな操舵トルクが比較的長い時間検出される。)に、操舵介入と誤判定することがなく、操舵介入の正確な検出が可能となる。
【００２７】
なお、自動操舵開始と終了時のように、操舵トルクを急変させるような場合には、ステアリングホイール２２の自重によって自動操舵の力方向と逆方向に瞬間的に慣性トルクが発生する。そのため、この慣性トルクが操舵トルクセンサ１４において操舵トルクのノイズとして検出されてしまう可能性がある。しかし、所定継続時間Ｓとしてこのような慣性トルクの継続時間より十分に長い時間をとることで誤判定を予防することができる。
【００２８】
ステップＳ２４では、判定結果を調べる。介入ありと判定された場合のみステップＳ２６へと移行する前にステップＳ２５を経由し、移行制御フラグSFlagに自動操舵から手動操舵に移行する移行制御中であることを示す１をセットする。これにより、自動操舵制御から移行制御へと移る。
【００２９】
ステップＳ２６では、この移行制御フラグSFlagの値を調べる。SFlagが１の場合、つまり、移行制御中である場合には、ステップＳ２７へと移行して、Ｋautoの値を前回のタイムステップより所定値Ｋ₁だけ減少させ、一方、Ｋasstの値を前回のタイムステップより所定値Ｋ₂だけ増加させる。ここで、Ｋ₁、Ｋ₂は、ともに１よりはるかに小さい数値である。次に、この演算によりＫautoが０を下回ったときは０に、Ｋasstが１を上回ったときには１に再設定する処理を行う（ステップＳ２８）。これにより、Ｋautoを１から０まで所定の傾きで漸次減少させるととともに、Ｋasstをαから１まで所定の傾きで漸次増加させる処理を行う（図４参照）。Ｋautoが１から０に到達するまでの時間と、Ｋasstがαから１に到達するまでの時間は同一でもよいし、一方が他方より長くてもよい。
【００３０】
次に、Ｋautoが０に到達し、かつ、Ｋasstが１に到達したか否かを判定する。ともに条件を満たしている場合のみステップＳ３０を経由して移行制御フラグSFlagに移行中ではないことを示す０を設定し、終了フラグXFlagに終了状態を示す１を設定することで、移行制御を終了する。その後、ステップＳ３１に移行して先に説明した操舵トルク付与処理を行い、ステップＳ２２へと戻る。
【００３１】
ステップＳ２６で移行制御中でないと判定された場合には、ステップＳ３２へと移行して終了制御フラグXFlagの値をチェックする。XFlagが０でない、つまり、終了状態でないと判定された場合には、ステップＳ３１へと移行する。一方、XFlagが１、つまり、終了状態と判定された場合には、本制御処理を終了し、手動操舵へと移行する。
【００３２】
これにより、操舵介入があった場合には、図４に示されるように自動操舵トルク量の係数Ｋautoを所定の移行時間ｔ１（ここでは、１／Ｋ₁タイムステップ）かけて１から０に漸次減少させるとともに、アシストトルク量の係数Ｋasstう所定の移行時間ｔ２（ここでは、１／Ｋ₂タイムステップ）かけてαから１に漸次増加させる移行制御を行ってから手動制御へと移行する。これにより、自動制御を解除する際に制御トルク量（目標アクチュエータトルク量Ｔｔ）の急変を抑制するので、この急変に伴う反力の発生も抑制することができ、運転者が操舵介入時に操舵の際に感ずる違和感を減少させ、ドライバビリティーを向上させる効果が得られる。また、操舵介入時にアシストトルクゲインが０ではないα×Ｋasst0に設定されているため、ステアリング操作の検出が容易になる。
【００３３】
以上の説明では、Ｋasst、Ｋautoを線型的に増加あるいは減少させる例を説明したが、図５に破線で示すように、移行時間の初期の変化量を大きくしたり、一点鎖線で示すように初期は変化量を小さく、後期の変化量を大きく設定したり、太線で示すように中間期の変化量を大きく、初期と後期の変化量を小さく設定してもよい。また、Ｋasst、Ｋautoの変化の仕方を同一ではなく、異なる組み合わせを用いることもできる。これらの移行期におけるＫasst、Ｋautoの変化の仕方は、求める車両特性や操舵系の構造等によって設定される。
【００３４】
ここでは、手動操舵時のアシストトルクゲインに係数をかけてアシストトルクを設定する例を説明したが、係数Ｋasstを用いず、狭義のアシストトルクゲイン自体を変化させてもよい。その変化の仕方は上記の係数Ｋasstの変化と同様になる。
【００３５】
なお、本実施形態では、アクチュエータ２０は単一としている。しかし、自動操舵用のアクチュエータとパワーアシスト用のアクチュエータを別々に備え、それぞれを個別に制御してもよい。だだし、本実施形態のように、一つの電動モータでアクチュエータを構成すれば、操舵機構の簡素化を図ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、自動操舵中のアシストトルクゲインを手動操舵中に比べて小さくすることで、自動操舵中のステアリング操作に伴う操舵トルクを、ある程度大きくして操舵介入の検出を容易にしている。また、操舵介入により、アシストトルクゲインを漸次増大させる一方、自動操舵の操舵トルクゲインを漸次減少させることによって、操舵トルクが不連続に変化するのを抑制し、切り替え時に生ずる反力の発生を抑制するため、自動操舵から手動操作への移行をスムースなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である自動操舵装置およびこれに適用される操舵機構（ステアリング機構）を示す図である。
【図２】図１の装置の操舵制御動作のメインフローチャートである。
【図３】図２中の操舵トルク付与処理を示すフローチャートである。
【図４】自動操舵トルクのゲインとアシストトルクのゲインの時間変化を示すグラフである。
【図５】図４のゲイン変化の変形例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…自動操舵ＥＣＵ、１１…操舵トルク設定手段、１２…ＥＭＰＳ・ＥＣＵ、１４…操舵トルクセンサ（操舵検出手段）、１６…電動モータ（操舵トルク付与手段）、１８ａ、１８ｂ…ギア、２０…アクチュエータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic steering apparatus that is applied to a case where a vehicle is parked automatically regardless of a driver's steering operation.
[0002]
[Prior art]
As a technique applied to parking assistance and an automatic travel device, there is an automatic steering device that controls a steering angle without depending on a driver's steering. In such an automatic steering device, when the driver performs steering, switching to manual steering is generally performed. Patent Document 1 and Patent Document 2 describe such switching. .
[0003]
In the technique of Patent Literature 1, automatic steering torque and power steering assist torque are generated simultaneously, thereby facilitating a steering operation input by a driver during automatic steering. That is, it is described that the steering torque for winning the automatic steering torque is reduced by the assist torque of the power steering, and the burden is reduced when the driver tries to perform the steering operation during the automatic steering. It is also described that since the steering torque for winning out of the automatic steering torque is small, the change in the steering reaction force is less than that in the prior art, and smooth switching can be performed.
[0004]
Patent Document 2 discloses a technique for switching from automatic steering to manual steering when a steering operation is performed, and describes that the presence or absence of a steering operation is recognized based on a steering torque detection value detected by a steering torque sensor. ing.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-4-205505 (pages 3-4, Fig. 1)
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-11-198839 (paragraphs 0027 to 0033, FIGS. 4 to 7)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the automatic steering device disclosed in Patent Document 1 capable of simultaneously generating the automatic steering torque and the assist torque of the power steering, the driver operates the steering operation against the automatic steering with a small steering torque even during the automatic steering. However, since the steering torque by the driver does not increase, it is difficult to detect the presence or absence of the steering operation from the detected steering torque value. In order to recognize the steering operation even with a small steering torque, it is necessary to lower the threshold value of the detected steering torque value. In this case, the steering torque based on the driver's steering operation and the inertia torque of the steering wheel itself The steering operation input cannot be accurately detected.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic steering device that can accurately detect steering intervention by a driver and that enables a smooth transition from automatic steering to manual steering.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an automatic steering apparatus according to the present invention is an automatic steering apparatus capable of performing both automatic steering and manual steering with an assist torque, steering detection means for detecting a steering torque input of a driver, A steering torque applying means for applying a set steering torque to the steering mechanism, and a control means for setting the amount of steering torque applied by the steering torque applying means according to the steering torque input detected by the steering torque detecting means. There is provided a steering torque setting means for calculating the assist torque and the automatic steering torque necessary for automatic steering , respectively, multiplying both by a predetermined gain, and setting the set steering torque, and this steering torque setting means Furthermore, the assist torque gain for the driver's steering torque input is set lower during manual steering than during manual steering. After the steering intervention of the driver by the steering torque detecting means is detected, characterized by switching the gain of the assist torque gradually increased, gradually reducing the gain of the automatic steering torque required for automatic steering to the manual steering And
[0010]
During automatic steering, by reducing the assist torque gain compared to during manual steering, the steering torque associated with steering operation during automatic steering can be increased to some extent, and the steering torque for detecting steering operation input is increased. Even if the threshold value is set to a relatively large value, the detection becomes easy, and the steering wheel can be easily distinguished from the inertia torque. Therefore, the presence or absence of steering operation can be recognized without error based on the detected steering torque value, and switching to manual steering can be performed accurately based on the recognition result. In addition, the steering torque is gradually increased by steering intervention, while the steering torque gain for automatic steering is gradually decreased to suppress the discontinuous change of the steering torque, thereby suppressing the generation of reaction force at the time of switching. Therefore, the transition from automatic steering to manual operation can be made smooth.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
[0012]
FIG. 1 is a diagram illustrating an automatic steering apparatus according to an embodiment of the present invention and a steering mechanism (steering mechanism) applied thereto. This automatic steering device includes an automatic steering ECU (Electrical Control Unit) 10, an EMPS (Electric Motor-driven Power Steering) ECU 12, a steering torque sensor 14, an electric motor 16, and gears 18a and 18b. And an EMPS actuator 20 in combination.
[0013]
The automatic steering ECU 10 and the EMPS / ECU 12 constitute a steering torque setting means 11 of the automatic steering device. The steering torque sensor (steering torque detection means) 14 is disposed on a steering shaft 24 directly connected to the steering wheel 22 and detects the amount and direction of steering torque applied from the steering wheel 22 to the steering shaft 24. The gear 18 a is fixed to the steering shaft 24 and meshed with a gear 18 b fixed to the shaft of the electric motor (steering torque applying means) 16.
[0014]
The steering shaft 24 is spliced at a predetermined location by a universal joint 26, and the front end portion of the steering shaft 24 is connected to a side rod 30 connected to a steered wheel (not shown) by a gear box 28 such as a rack and pinion type steering gear box. Connected with.
[0015]
The steering torque setting means 11 calculates the torque amount to be applied by the actuator 20 and controls the operation of the actuator 20 so that the torque applied to the steering shaft 24 becomes the calculated torque amount.
[0016]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a steering torque application process, and FIG. 3 is a main flowchart of the steering control operation of the present embodiment. The steering torque application process shown in FIG. 2 is called from the process shown in FIG. 3 and is also executed as steering assist control during manual steering.
[0017]
2 will be described first. First, the automatic steering ECU 10 sets the automatic steering torque amount Tauto, and the EMPS • ECU 12 sets the target assist torque amount Tastt corresponding to the manual steering (step S1). The target assist torque amount Tasst is obtained by multiplying the steering torque input Tman detected by the steering torque sensor 14 by the assist torque gain Kasst0 in a narrow sense. That is, Tasst = Kasst0 × Tman. The narrow assist torque gain Kasst0 is set to 15, for example.
[0018]
Next, the EMPS • ECU 12 obtains a steering torque amount (hereinafter referred to as a target actuator torque amount) Tt to be applied to the steering shaft 24 by the actuator 20 (step S2). Tt is obtained by multiplying the target assist torque amount Tasst and the automatic steering torque amount Tauto by coefficients Kasst and Kauto, respectively. Then, the actuator 20 is controlled so as to obtain a torque amount that matches the calculated target actuator torque amount Tt (step S3).
[0019]
At the time of manual steering, that is, non-automatic steering, the automatic steering torque amount Tauto is 0, so that Tt = Kasst × Tasst. At this time, since Kasst is set to 1 as will be described later, Tt = Tasst. Therefore, the EMPS / ECU 12 determines the target assist torque amount Tast based on the steering torque input Tman detected by the steering torque sensor 14 during non-automatic steering, and the assist torque Tt that matches the target assist torque amount Tastt. The actuator 20 is controlled so as to generate
[0020]
At the time of automatic steering, the target assist torque amount Tasst is obtained by multiplying the automatic steering torque input Tauto determined by the automatic steering ECU 10 by a coefficient Kauto (referred to as a gain of the automatic steering torque with respect to the automatic steering torque input). Is multiplied by a coefficient Kasst to obtain a target actuator torque amount Tt, and the EMPS • ECU 12 further controls the actuator 20 to generate a torque that matches the target actuator torque amount Tt. Hereinafter, the term “assist torque gain” simply refers to Kasst × Kasst0 (referred to as “assist torque gain in a broad sense” when distinguished from Kasst0).
[0021]
During automatic steering, if the steering operation by the driver is not applied, the steering torque amount Tman detected by the steering torque sensor 14 is 0 except when automatic steering starts and ends, and the coefficient Kauto is 1 as described later. Therefore, the target actuator torque amount Tt = automatic steering torque input Tauto.
[0022]
Next, details of the processing during automatic steering will be described with reference to FIG. This process is executed at the start of automatic steering, and the automatic steering is canceled when it is finished.
[0023]
First, various coefficients and flag settings are set to the initial values of the automatic steering word (step S21). Specifically, the coefficient Kauto is set to 1, the coefficient Kasst is set to α, the transition control flag SFlag is set to 0 indicating that the transition is not being performed, and the end flag XFlag is set to 0 indicating that the transition is not in the end state. Here, α is a positive number smaller than 1, and is set to 0.2, for example. As a result, in the automatic steering state, the assist torque gain (Kasst × Kasst0) in a broad sense takes a numerical value that is α times smaller than that during manual steering.
[0024]
Next, the steering torque input Tman detected by the steering torque sensor 14 is read (step S22). Then, the presence or absence of steering intervention by the driver is determined based on the read steering torque input Tman and its change over time (step S23). The determination of the presence or absence of this steering intervention is made based on whether or not the time during which the steering torque detection value Tman exceeds the threshold value Th has exceeded a predetermined duration S. The setting of the threshold value Th of the steering torque detection value and the predetermined duration S may be one way, or a plurality of combinations may be prepared.
[0025]
As an example, a plurality of combinations relating to the setting of the threshold value Th of the steering torque input and the predetermined duration S are shown. For example, three types of thresholds Th1, Th2, Th3 (Th1 <Th2 <Th3) are prepared, and three types of S1, S2, S3 (S1>S2> S3) are prepared as the predetermined duration S, 1) When the steering torque input is Th1 or more and continues for S1 or more, 2) When the steering torque input is Th2 or more and continues for S2 or more, 3) When the steering torque input is Th3 or more and continues for S3 or more, one of the conditions It is determined that there is a steering intervention when the condition is satisfied.
[0026]
If the judgment criterion of the steering intervention is set in this way, the automatic steering can be stopped in a short time when the driver gives a large steering torque. When a small steering torque is given, the automatic steering is performed after a certain long margin time has passed. Can be canceled. For this reason, when the driver is merely touching the steering wheel (in such a case, a small steering torque is detected for a relatively long time), it is erroneously determined as steering intervention. Therefore, accurate detection of steering intervention is possible.
[0027]
When the steering torque is suddenly changed, such as when automatic steering starts and ends, inertia torque is instantaneously generated in the direction opposite to the direction of automatic steering due to the weight of the steering wheel 22. Therefore, this inertia torque may be detected as noise of the steering torque by the steering torque sensor 14. However, erroneous determination can be prevented by taking a time sufficiently longer than the duration of the inertia torque as the predetermined duration S.
[0028]
In step S24, the determination result is examined. Only when it is determined that there is an intervention, the process proceeds to step S25 before shifting to step S26, and 1 is set in the shift control flag SFlag indicating that the shift control for shifting from automatic steering to manual steering is being performed. Thereby, it shifts from automatic steering control to transition control.
[0029]
In step S26, the value of this transition control flag SFlag is checked. If SFlag is 1, i.e., when in transition control, the process proceeds to step S27, the value of Kauto reduced from the previous time step by the predetermined value K _1, whereas, the last value of Kasst Increase by a predetermined value K ₂ from the time step. Here, both K ₁ and K ₂ are numerical values much smaller than 1. Next, a process of resetting to 0 when Kauto falls below 0 by this calculation and resetting to 1 when Kasst exceeds 1 is performed (step S28). As a result, Kauto is gradually decreased from 1 to 0 with a predetermined gradient, and Kasst is gradually increased from α to 1 with a predetermined gradient (see FIG. 4). The time until Kauto reaches 1 to 0 may be the same as the time until Kasst reaches 1 from α, or one may be longer than the other.
[0030]
Next, it is determined whether or not Kauto has reached 0 and Kasst has reached 1. Only when both the conditions are satisfied, the transition control flag SFlag is set to 0 indicating that the transition is not being performed via step S30, and the end flag XFlag is set to 1 indicating the end state to end the transition control. To do. Thereafter, the process proceeds to step S31, where the steering torque applying process described above is performed, and the process returns to step S22.
[0031]
If it is determined in step S26 that the shift control is not being performed, the process shifts to step S32 to check the value of the end control flag XFlag. If it is determined that XFlag is not 0, that is, it is not the end state, the process proceeds to step S31. On the other hand, when XFlag is 1, that is, when it is determined as an end state, the present control process is ended and the process proceeds to manual steering.
[0032]
Thus, when a steering intervention, the automatic steering amount of torque coefficient Kauto a predetermined transition time t1 (here, 1 / K ₁ time step), as shown in FIG. 4 over gradually from 1 to 0 In addition to the decrease, the shift control is performed to gradually increase from α to 1 over a predetermined shift time t2 (here, 1 / K ₂ time step) of the assist torque amount coefficient Kasst, and then shift to manual control. As a result, the sudden change in the control torque amount (target actuator torque amount Tt) is suppressed when the automatic control is canceled, so that the generation of reaction force due to this sudden change can also be suppressed. The effect of improving the drivability can be obtained by reducing the sense of incongruity felt at the time. Further, since the assist torque gain is set to α × Kasst0 which is not 0 at the time of steering intervention, the detection of the steering operation becomes easy.
[0033]
In the above description, an example in which Kasst and Kauto are linearly increased or decreased has been described. However, as shown by the broken line in FIG. 5, the initial change amount of the transition time is increased or the initial value is indicated by the one-dot chain line. The change amount may be set small, the change amount in the latter period may be set large, or the change amount in the intermediate period may be set large as indicated by the thick line, and the change amount in the initial stage and the latter period may be set small. Further, the method of changing Kasst and Kauto is not the same, and different combinations can be used. The way of changing Kasst and Kauto in these transition periods is set according to the required vehicle characteristics, the structure of the steering system, and the like.
[0034]
Although an example in which the assist torque is set by applying a coefficient to the assist torque gain at the time of manual steering has been described here, the assist torque gain in a narrow sense may be changed without using the coefficient Kasst. The method of the change is the same as the change of the coefficient Kasst.
[0035]
In the present embodiment, the actuator 20 is single. However, an automatic steering actuator and a power assist actuator may be provided separately, and each may be controlled individually. However, if the actuator is composed of one electric motor as in this embodiment, the steering mechanism can be simplified.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the assist torque gain during automatic steering is made smaller than that during manual steering, so that the steering torque associated with the steering operation during automatic steering is increased to some extent to detect steering intervention. Making it easy. In addition, the assist torque gain is gradually increased by steering intervention, while the steering torque gain for automatic steering is gradually decreased to suppress the discontinuous change of the steering torque, thereby suppressing the generation of reaction force at the time of switching. Therefore, the transition from automatic steering to manual operation can be made smooth.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an automatic steering apparatus according to an embodiment of the present invention and a steering mechanism (steering mechanism) applied thereto.
FIG. 2 is a main flowchart of the steering control operation of the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a steering torque application process in FIG. 2;
FIG. 4 is a graph showing changes over time in gain of automatic steering torque and gain of assist torque.
FIG. 5 is a graph showing a modification of the gain change in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Automatic steering ECU, 11 ... Steering torque setting means, 12 ... EMPS * ECU, 14 ... Steering torque sensor (steering detection means), 16 ... Electric motor (steering torque provision means), 18a, 18b ... Gear, 20 ... Actuator .

Claims

In an automatic steering device that can perform both automatic steering and manual steering with assist torque,
Steering torque detection means for detecting the steering torque input of the driver;
Steering torque applying means for applying a set steering torque to the steering mechanism;
And means for setting a steering torque amount to impart at the steering torque applying means, and assist torque corresponding to the steering torque input of the detected driver by the steering torque detecting means, the automatic steering torque required for automatic steering A steering torque setting means for calculating and setting the set steering torque by multiplying and multiplying each by a predetermined gain ;
The steering torque setting means sets the assist torque gain for the steering torque input of the driver to be lower than that during manual steering during automatic steering, and when the steering intervention of the driver is detected by the steering torque detection means during automatic steering. The automatic steering device is characterized in that the gain of the assist torque is gradually increased and the gain of the automatic steering torque necessary for automatic steering is gradually decreased to switch to manual steering.