JP4110040B2

JP4110040B2 - Automatic vehicle steering system

Info

Publication number: JP4110040B2
Application number: JP2003148965A
Authority: JP
Inventors: 克博酒井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP2004351960A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車輪を転舵するアクチュエータと、予め記憶または演算された制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両の自動操舵装置は下記特許文献により公知である。この自動操舵装置は、スタート位置から目標位置までの車両の移動距離に対する車輪の転舵角の関係を予めテーブルに記憶しておき、車両がスタート位置から目標位置まで移動する間にアクチュエータが前記テーブルに基づいて車輪を自動的に転舵するようになっている。
【０００３】
【特許文献】
特開平９−１９３６９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車輪を転舵すべく転舵角の制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動を制御しても、車両の積載重量が大きい場合やタイヤの空気圧が小さい場合には、タイヤと路面との間の摩擦力が大きくなって目標とする転舵角を得ることができず、車両の移動軌跡が目標移動軌跡からずれてしまう可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の自動操舵装置においてタイヤと路面との間の摩擦力の変動によって車両の移動軌跡がずれるのを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の車輪を転舵するアクチュエータと、予め記憶または演算された制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置において、アクチュエータ制御手段は、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出する駆動力検出手段と、駆動力検出手段で検出した駆動力に基づいて制御目標値を補正する補正手段とを備え、前記制御目標値は、目標位置までの車両の移動距離に応じて変化する車輪の転舵角として設定されており、補正手段は、駆動力検出手段で検出した駆動力が基準値よりも大きいときに、車両が目標位置に到達可能なように前記制御目標値を補正することを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出し、その駆動力に基づいてアクチュエータの制御目標値を補正するので、車両の積載重量の大小やタイヤの空気圧の大小による車輪の転舵角の変動を補償し、車両を目標位置に確実に導くことができる。またアクチュエータの制御目標値を、目標位置までの車両の移動距離に応じて変化する車輪の転舵角として設定するので、目標位置までの車両の移動軌跡を任意に選択することができる。しかも検出した駆動力が基準値よりも大きいときに、つまりタイヤと路面との間の摩擦力が大きくてアクチュエータが発生する駆動力が不足する可能性があるときに制御目標値を補正するので、必要な転舵角を確保して車両を目標位置に確実に到達させることができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、車両の車輪を転舵するアクチュエータと、予め記憶または演算された制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置において、アクチュエータ制御手段は、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出する駆動力検出手段と、駆動力検出手段で検出した駆動力に基づいて制御目標値を補正する補正手段とを備え、前記制御目標値は、車両を目標位置に導くことができる一定の車輪の転舵角として設定されており、補正手段は、駆動力検出手段で検出した駆動力が基準値よりも大きいときに、車両が目標位置に到達可能なように前記制御目標値を補正することを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出し、その駆動力に基づいてアクチュエータの制御目標値を補正するので、車両の積載重量の大小やタイヤの空気圧の大小による車輪の転舵角の変動を補償し、車両を目標位置に確実に導くことができる。またアクチュエータの制御目標値を、車両を目標位置に導くことができる一定の車輪転舵角として設定するので、制御目標値の設定およびアクチュエータの制御を簡素化することができる。しかも検出した駆動力が基準値よりも大きいときに、つまりタイヤと路面との間の摩擦力が大きくてアクチュエータが発生する駆動力が不足する可能性があるときに制御目標値を補正するので、車両を目標位置に確実に到達させることができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、車両の車輪を転舵するアクチュエータと、予め記憶または演算された制御目標値に基づいてアクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置において、アクチュエータ制御手段は、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出する駆動力検出手段を備え、駆動力検出手段で検出した駆動力を基準値と比較し、駆動力が基準値を上回ったときにドライバーへの報知あるいはアクチュエータの制御中止を行うことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出し、検出した駆動力が基準値を上回ったときに、つまりタイヤと路面との間の摩擦力が大きくてアクチュエータが発生する駆動力が不足する可能性があるときにドライバーへの報知あるいはアクチュエータの制御中止を行うので、車両が目標位置からずれた位置に導かれるのを防止することができる。
【００１２】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、駆動力検出手段は、車両が停止しているときにアクチュエータ制御手段でアクチュエータを駆動して駆動力を検出することを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。上記構成によれば、車両が停止しているときにアクチュエータ制御手段でアクチュエータを駆動して駆動力を検出するので、駆動力を検出するためのアクチュエータの駆動によって車両の移動軌跡が影響を受けるのを防止することができる。
【００１３】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、アクチュエータは電動モータであり、駆動力検出手段は電動モータへの通電電流に基づいて駆動力を検出することを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【００１４】
上記構成によれば、電動モータよりなるアクチュエータへの通電電流に基づいて駆動力を検出するので、特別のセンサを設けることなく駆動力を検出することができる。
【００１５】
尚、実施例の電子制御ユニットＵは本発明のアクチュエータ制御手段に対応し、実施例の前輪Ｗｆは本発明の車輪に対応し、実施例の規範転舵角θｒｅは本発明の制御目標値に対応する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は自動操舵装置を備えた車両の全体構成図、図２はバック駐車／左モードの作用説明図、図３はモード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図、図４はアクチュエータの駆動力が不足した場合の作用説明図、図５は規範転舵角を補正した場合の作用説明図である。
【００１７】
図１に示すように、車両Ｖは一対の前輪Ｗｆ，Ｗｆおよび一対の後輪Ｗｒ，Ｗｒを備える。ステアリングハンドル１と操舵輪である前輪Ｗｆ，Ｗｆとが、ステアリングハンドル１と一体に回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２の下端に設けたピニオン３と、ピニオン３に噛み合うラック４と、ラック４の両端に設けた左右のタイロッド５，５と、タイロッド５，５に連結された左右のナックル６，６とによって接続される。ドライバーによるステアリングハンドル１の操作をアシストすべく、あるいは後述する車庫入れのための自動操舵を行うべく、電動モータよりなるアクチュエータ７がウオームギヤ機構８を介してステアリングシャフト２に接続される。
【００１８】
操舵制御装置２１は制御部２２と記憶部２３とから構成されており、制御部２２には、ステアリングハンドル１の回転角である転舵角θを検出する転舵角検出手段Ｓａと、ステアリングハンドル１の操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段Ｓｂと、車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの回転角を検出する車輪回転角検出手段Ｓｃ…と、ブレーキペダル９の操作量を検出するブレーキ操作量検出手段Ｓｄと、セレクトレバー１０により選択されたシフトレンジ（「Ｄ」レンジ、「Ｒ」レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｐ」レンジ等）を検出するシフトレンジ検出手段Ｓｅとからの信号が入力される。
【００１９】
制御部２２には、前輪Ｗｆ，Ｗｆを転舵するのに要するアクチュエータ７の駆動力を検出する駆動力検出手段２２ａと、駆動力検出手段２２ａが検出した駆動力に基づいて後述する規範転舵角θｒｅを補正する補正手段２２ｂとが設けられる。
【００２０】
図３を併せて参照すると明らかなように、ドライバーにより操作されるモード選択スイッチＳｆおよび自動駐車スタートスイッチＳｇが制御部２２に接続される。モード選択スイッチＳｆは、後述する４種類の駐車モード、即ちバック駐車／右モード、バック駐車／左モード、縦列駐車／右モードおよび縦列駐車／左モードの何れかを選択する際に操作される４個のボタンを備える。自動駐車スタートスイッチＳｇは、モード選択スイッチＳｆで選択した何れかのモードによる自動駐車を開始する際に操作される。
【００２１】
記憶部２３には、前記４種類の駐車モードのデータ、即ち車両Ｖの移動距離Ｘに対する規範転舵角θｒｅｆの関係が、予めテーブルとして記憶されている。車両Ｖの移動距離Ｘは、既知である車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの周長に車輪回転角検出手段Ｓｃ…で検出した車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの回転角を乗算することにより求められる。尚、前記移動距離Ｘの算出には、車輪回転角検出手段Ｓｃ…の出力のハイセレクト値、ローセレクト値、あるいは平均値が使用される。
【００２２】
制御部２２は、前記各検出手段Ｓａ〜ＳｅおよびスイッチＳｆ，Ｓｇからの信号と、記憶部２３に記憶された駐車モードのデータとに基づいて、前記アクチュエータ７の作動と、液晶モニター、スピーカ、ランプ、チャイム、ブザー等を含む操作段階教示装置１１の作動とを制御する。
【００２３】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２４】
自動駐車を行わない通常時（前記モード選択スイッチＳｆが操作されていないとき）には、操舵制御装置２１は一般的なパワーステアリング制御装置として機能する。具体的には、ドライバーが車両Ｖを旋回させるべくステアリングハンドル１を操作すると、操舵トルク検出手段Ｓｂがステアリングハンドル１に入力された操舵トルクＴを検出し、制御部２２は前記操舵トルクＴに基づいてアクチュエータ７の駆動を制御する。その結果、アクチュエータ７の駆動力によって左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆが転舵され、ドライバーのステアリング操作がアシストされる。
【００２５】
次に、バック駐車／左モード（車両Ｖの左側にある駐車位置にバックしながら駐車するモード）を例にとって、自動操舵制御の内容を説明する。
【００２６】
先ず、図２（Ａ）に示すように、ドライバー自身のステアリング操作により車両Ｖを駐車しようとする車庫の近傍に移動させ、車体の左側面を車庫入口線にできるだけ近づけた状態で、ドアの内側に設けられたマークＭ（図１参照）が車庫の中心線に一致する位置（スタート位置(1) ）に車両Ｖを停止させる。そして、モード選択スイッチＳｆを操作してバック駐車／左モードを選択するとともに自動駐車スタートスイッチＳｇをＯＮすると、自動操舵制御が開始される。自動操舵制御が行われている間、操作段階教示装置１１には自車の現在位置、周囲の障害物、駐車位置、スタート位置(1) から目標位置(3) までの自車の目標移動軌跡、前進から後進に切り換える折り返し位置(2) 等が表示され、併せてスピーカからの音声でドライバーに前記折り返し位置(2) におけるセレクトレバー１０の操作等の各種の指示や警報が行われる。
【００２７】
尚、ドアの内側に設けられたマークＭの代わりにドアミラーを利用しても良く、またマークＭやドアミラーを車庫の中心線に一致させる代わりに、車庫の端部に一致させても良い。
【００２８】
自動操舵制御により、ドライバーがブレーキペダル９を緩めて車両Ｖをクリープ走行させるだけでステアリングハンドル１を操作しなくても、モード選択スイッチＳｆにより選択されたバック駐車／左モードのデータに基づいて前輪Ｗｆ，Ｗｆが自動操舵される。即ち、スタート位置(1) から折り返し位置(2) まで車両Ｖが前進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは右に自動操舵され、折り返し位置(2) から目標位置(3) まで車両Ｖが後進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは左に自動操舵される。
【００２９】
図２（Ｂ）から明らかなように、自動操舵制御が行われている間、制御部２２は記憶部２３から読み出したバック駐車／左モードの規範転舵角θｒｅｆと、転舵角検出手段Ｓａから入力された転舵角θとに基づいて偏差Ｅ（＝θｒｅｆ−θ）を算出し、その偏差Ｅが０になるようにアクチュエータ７の作動を制御する。このとき、規範転舵角θｒｅｆのデータは車両Ｖの移動距離Ｘに対応して設定されているため、クリープ走行の車速に多少の変動があっても車両Ｖは常に前記移動軌跡上を移動することになる。
【００３０】
上記自動操舵制御は、ドライバーがモード選択スイッチＳｆをＯＦＦした場合に中止されるが、それ以外にドライバーがブレーキペダル９から足を離した場合、ドライバーがステアリングハンドル１を操作した場合に中止され、通常のパワーステアリング制御に復帰する。
【００３１】
ところで、車両の積載重量が大きい場合やタイヤの空気圧が小さい場合には、タイヤと路面との間の摩擦力が大きくなるためにアクチュエータ７が通常の操舵トルクを発生しても目標とする規範転舵角θｒｅｆを得ることができず、車両Ｖの実際の移動軌跡が目標移動軌跡からずれてしまう場合がある。
【００３２】
即ち、図４（Ｂ）に示すように、アクチュエータ７が発生する操舵トルクが不足すると、破線で示す規範転舵角θｒｅｆに対して、実線で示す実転舵角θが遅れるため、図４（Ａ）に示すように、車両Ｖをスタート位置(1) から折り返し位置(2) を経て目標位置(3) に導く目標移動軌跡（破線参照）に対して、実際の移動軌跡（実線参照）は(1) →(2) ′→(3) ′のようにずれてしまい、車両Ｖを正しい目標位置(3) に導くことができなくなる。
【００３３】
そこで本実施例では、車両Ｖがスタート位置(1) に停止してドライバーがモード選択スイッチＳｆおよび自動駐車スタートスイッチＳｇをＯＮすると、アクチュエータ７が自動的に作動し、前輪Ｗｆ，Ｗｆをニュートラル→右３０°→ニュートラル→左３０°→ニュートラルの順に転舵する。その間に電子制御ユニットＵの駆動力検出手段２２ａがアクチュエータ７への通電電流を検出し、その通電電流を基準値と比較する。その結果、通電電流が基準値以下であればアクチュエータ７が発生する操舵トルクが基準値以下であるため、タイヤと路面との間の摩擦力も基準値以下であって実転舵角θが規範転舵角θｒｅｆに追従可能であると判断し、電子制御ユニットＵの補正手段２２ｂは記憶部２３に記憶された規範転舵角θｒｅｆを補正しない。
【００３４】
尚、電動モータよりなるアクチュエータ７が発生する操舵トルクは、その電動モータに固有の値であるトルク定数と通電電流との積で与えられることから、通電電流を検出することでアクチュエータが発生する操舵トルクを求めることができる。
【００３５】
一方、アクチュエータ７への通電電流を基準値と比較した結果、通電電流が基準値を超えていれば、アクチュエータ７が発生する操舵トルクがタイヤと路面との間の摩擦力に負けて実転舵角θが規範転舵角θｒｅｆに追従不能であると判断し、電子制御ユニットＵの補正手段２２ｂは記憶部２３に記憶された規範転舵角θｒｅｆを補正する。
【００３６】
即ち、図５（Ｂ）に示すように、アクチュエータ７が発生する操舵トルクの不足により規範転舵角θｒｅｆの追従性が低下するのを見込んで、破線で示す元の規範転舵角θｒｅｆを実線で示すように補正する。この補正後の規範転舵角θｒｅｆに基づいてアクチュエータ７を制御すると、車両Ｖの移動軌跡は(1) →(2) ′→(3) ′のようになり、当初の目標移動軌跡(1) →(2) →(3) とは若干異なるものの、最終的に車両Ｖを正しい目標位置(3) に支障なく導くことができる。
【００３７】
以上のように、車両Ｖを停止させた状態でアクチュエータ７で前輪Ｗｆ，Ｗｆを左右に試し切りすることで、アクチュエータ７が発生する操舵トルクが不足しているか否かを判定するので、その試し切りによって車両Ｖの移動軌跡が影響を受けることがない。またアクチュエータ７への通電電流を検出することでアクチュエータ７が発生する操舵トルクを求めるので、アクチュエータ７が発生する操舵トルクを検出する特別のセンサを廃止してコストダウンに寄与することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３９】
例えば、タイヤと路面との間の摩擦力が大きくてアクチュエータ７が発生する操舵トルクが不足する場合に、上記実施例の如く規範転舵角θｒｅｆを補正する代わりに、操作段階教示装置１１を作動させて自動操舵を中止するようにドライバーに報知したり、アクチュエータ７の制御を強制的に中止しても良い。これにより、車両Ｖが目標位置(3) からずれた位置に導かれるのを未然に防止することができる。
【００４０】
また実施例では目標位置(3) までの車両Ｖの移動軌跡が予め記憶部２３に記憶されているが、車両Ｖの現在位置および目標位置(3) から前記移動軌跡を算出することも可能である。
【００４１】
また実施例では規範転舵角θｒｅｆをスタート位置(1) から目標位置(3) までの車両Ｖの移動距離に応じて変化する値として設定しているが、その規範転舵角θｒｅｆを一定の転舵角θで車両Ｖを目標位置に導くことができる値に設定しても良い。つまり、転舵角θを固定して車両Ｖを円弧状の移動軌跡に沿って移動させることで目標位置(3) に導いても良い。このようにすれば、規範転舵角θｒｅｆの設定およびアクチュエータ７の制御を簡素化することができる。
【００４２】
また実施例ではモード選択スイッチＳｆおよび自動駐車スタートスイッチＳｇをＯＮするとアクチュエータ７が作動して前輪Ｗｆ，Ｗｆの試し切りが行われるが、モード選択スイッチＳｆをＯＮした時点で前輪Ｗｆ，Ｗｆの試し切りが行われ、続いて自動駐車スタートスイッチＳｇをＯＮすると自動操舵制御が開始されるようにしても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出し、その駆動力に基づいてアクチュエータの制御目標値を補正するので、車両の積載重量の大小やタイヤの空気圧の大小による車輪の転舵角の変動を補償し、車両を目標位置に確実に導くことができる。またアクチュエータの制御目標値を、目標位置までの車両の移動距離に応じて変化する車輪の転舵角として設定するので、目標位置までの車両の移動軌跡を任意に選択することができる。しかも検出した駆動力が基準値よりも大きいときに、つまりタイヤと路面との間の摩擦力が大きくてアクチュエータが発生する駆動力が不足する可能性があるときに制御目標値を補正するので、必要な転舵角を確保して車両を目標位置に確実に到達させることができる。
【００４４】
また請求項２に記載された発明によれば、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出し、その駆動力に基づいてアクチュエータの制御目標値を補正するので、車両の積載重量の大小やタイヤの空気圧の大小による車輪の転舵角の変動を補償し、車両を目標位置に確実に導くことができる。またアクチュエータの制御目標値を、車両を目標位置に導くことができる一定の車輪転舵角として設定するので、制御目標値の設定およびアクチュエータの制御を簡素化することができる。しかも検出した駆動力が基準値よりも大きいときに、つまりタイヤと路面との間の摩擦力が大きくてアクチュエータが発生する駆動力が不足する可能性があるときに制御目標値を補正するので、車両を目標位置に確実に到達させることができる。
【００４５】
また請求項３に記載された発明によれば、車輪を転舵するのに要するアクチュエータの駆動力を検出し、検出した駆動力が基準値を上回ったときに、つまりタイヤと路面との間の摩擦力が大きくてアクチュエータが発生する駆動力が不足する可能性があるときにドライバーへの報知あるいはアクチュエータの制御中止を行うので、車両が目標位置からずれた位置に導かれるのを防止することができる。
【００４６】
また請求項４に記載された発明によれば、車両が停止しているときにアクチュエータ制御手段でアクチュエータを駆動して駆動力を検出するので、駆動力を検出するためのアクチュエータの駆動によって車両の移動軌跡が影響を受けるのを防止することができる。
【００４７】
また請求項５に記載された発明によれば、電動モータよりなるアクチュエータへの通電電流に基づいて駆動力を検出するので、特別のセンサを設けることなく駆動力を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動操舵装置を備えた車両の全体構成図
【図２】バック駐車／左モードの作用説明図
【図３】モード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図
【図４】アクチュエータの駆動力が不足した場合の作用説明図
【図５】規範転舵角を補正した場合の作用説明図
【符号の説明】
７アクチュエータ
２２ａ駆動力検出手段
２２ｂ補正手段
Ｕ電子制御ユニット（アクチュエータ制御手段）
Ｖ車両
Ｗｆ前輪（車輪）
θ 車輪の転舵角
θｒｅ規範転舵角（制御目標値）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic steering apparatus for a vehicle including an actuator that steers a vehicle wheel and an actuator control unit that controls driving of the actuator based on a control target value stored or calculated in advance.
[0002]
[Prior art]
Such an automatic steering device for a vehicle is known from the following patent document. In this automatic steering device, the relationship of the turning angle of the wheel with respect to the moving distance of the vehicle from the start position to the target position is stored in a table in advance, and the actuator moves the table from the start position to the target position. The wheel is automatically steered based on the above.
[0003]
[Patent Literature]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-193691
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even if the driving of the actuator is controlled based on the control target value of the turning angle to steer the wheel, if the load weight of the vehicle is large or the air pressure of the tire is small, there is a gap between the tire and the road surface. As a result, the target turning angle cannot be obtained and the vehicle movement trajectory may deviate from the target movement trajectory.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent a movement locus of a vehicle from being shifted due to a change in frictional force between a tire and a road surface in an automatic steering device for the vehicle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an actuator that steers a wheel of a vehicle and an actuator control that controls driving of the actuator based on a control target value that is stored or calculated in advance. And an actuator control means based on the driving force detected by the driving force detection means and the driving force detected by the driving force detection means. Correction means for correcting the control target value , wherein the control target value is set as a turning angle of a wheel that changes in accordance with a moving distance of the vehicle to the target position, and the correction means is a driving force detection means. When the driving force detected in the step is larger than a reference value, the control target value is corrected so that the vehicle can reach the target position. It proposed.
[0007]
According to the above configuration, the driving force of the actuator required to steer the wheel is detected, and the control target value of the actuator is corrected based on the driving force. Therefore, the vehicle loading weight and the tire air pressure are large or small. It is possible to compensate for fluctuations in the turning angle of the wheel caused by, and to reliably guide the vehicle to the target position. Further, since the control target value of the actuator is set as the turning angle of the wheel that changes in accordance with the moving distance of the vehicle to the target position, the moving locus of the vehicle to the target position can be arbitrarily selected. Moreover, when the detected driving force is larger than the reference value, that is, when the friction force between the tire and the road surface is large and the driving force generated by the actuator may be insufficient, the control target value is corrected. A necessary turning angle can be secured and the vehicle can surely reach the target position.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle equipped with an actuator for turning a wheel of the vehicle, and an actuator control means for controlling driving of the actuator based on a control target value stored or calculated in advance. In the automatic steering apparatus, the actuator control means includes a driving force detection means for detecting the driving force of the actuator required to steer the wheel, and a correction for correcting the control target value based on the driving force detected by the driving force detection means. The control target value is set as a turning angle of a fixed wheel that can guide the vehicle to the target position, and the correction means is configured such that the driving force detected by the driving force detection means is greater than the reference value. When the value is larger, the control target value is corrected so that the vehicle can reach the target position.
[0009]
According to the above configuration, the driving force of the actuator required to steer the wheel is detected, and the control target value of the actuator is corrected based on the driving force. Therefore, the vehicle loading weight and the tire air pressure are large or small. It is possible to compensate for fluctuations in the turning angle of the wheel caused by, and to reliably guide the vehicle to the target position. Moreover, since the control target value of the actuator is set as a constant wheel turning angle that can guide the vehicle to the target position, the setting of the control target value and the control of the actuator can be simplified. Moreover, when the detected driving force is larger than the reference value, that is, when the friction force between the tire and the road surface is large and the driving force generated by the actuator may be insufficient, the control target value is corrected. The vehicle can reliably reach the target position.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle equipped with an actuator that steers the wheels of the vehicle, and an actuator control means that controls driving of the actuator based on a control target value that is stored or calculated in advance. In the automatic steering apparatus, the actuator control means includes driving force detection means for detecting the driving force of the actuator required to steer the wheel, compares the driving force detected by the driving force detection means with a reference value, and drives the driving force. An automatic steering device for a vehicle is proposed in which when the value exceeds a reference value, the driver is notified or control of the actuator is stopped.
[0011]
According to the above configuration, the actuator driving force required to steer the wheels is detected, and when the detected driving force exceeds the reference value, that is, the frictional force between the tire and the road surface is large, When the generated driving force may be insufficient, the driver is notified or the control of the actuator is stopped, so that it is possible to prevent the vehicle from being guided to a position deviated from the target position.
[0012]
According to the invention described in claim 4 , in addition to the configuration of any one of claims 1 to 3 , the driving force detecting means is an actuator control means that operates as an actuator when the vehicle is stopped. An automatic steering device for a vehicle is proposed in which the driving force is detected by driving the vehicle. According to the above configuration, when the vehicle is stopped, the actuator control means drives the actuator to detect the driving force, so that the moving locus of the vehicle is affected by the driving of the actuator for detecting the driving force. Can be prevented.
[0013]
According to the invention described in claim 5 , in addition to the configuration of any one of claims 1 to 3 , the actuator is an electric motor, and the driving force detecting means is a current supplied to the electric motor. An automatic steering device for a vehicle is proposed that detects a driving force based on the driving force.
[0014]
According to the above configuration, since the driving force is detected based on the energization current to the actuator made of the electric motor, the driving force can be detected without providing a special sensor.
[0015]
The electronic control unit U of the embodiment corresponds to the actuator control means of the present invention, the front wheel Wf of the embodiment corresponds to the wheel of the present invention, and the reference turning angle θre of the embodiment corresponds to the control target value of the present invention. Correspond.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle equipped with an automatic steering device, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of a back parking / left mode, and FIG. 3 is a mode selection. FIG. 4 is an operation explanatory diagram when the driving force of the actuator is insufficient, and FIG. 5 is an operation explanatory diagram when the standard turning angle is corrected.
[0017]
As shown in FIG. 1, the vehicle V includes a pair of front wheels Wf, Wf and a pair of rear wheels Wr, Wr. The steering wheel 1 and the front wheels Wf and Wf, which are the steering wheels, rotate integrally with the steering wheel 1, the pinion 3 provided at the lower end of the steering shaft 2, the rack 4 that meshes with the pinion 3, and the rack 4 Are connected by left and right tie rods 5, 5 provided at both ends, and left and right knuckles 6, 6 connected to tie rods 5, 5. An actuator 7 made of an electric motor is connected to the steering shaft 2 via a worm gear mechanism 8 in order to assist the driver's operation of the steering handle 1 or to perform automatic steering for a garage to be described later.
[0018]
The steering control device 21 includes a control unit 22 and a storage unit 23. The control unit 22 includes a turning angle detection unit Sa that detects a turning angle θ that is a rotation angle of the steering handle 1, and a steering handle. Steering torque detection means Sb for detecting the steering torque T of one wheel, wheel rotation angle detection means Sc for detecting the rotation angle of the wheels Wf, Wf; Wr, Wr, and brake operation amount for detecting the operation amount of the brake pedal 9 Signals are input from the detection means Sd and the shift range detection means Se that detects the shift range (“D” range, “R” range, “N” range, “P” range, etc.) selected by the select lever 10. Is done.
[0019]
The control unit 22 includes a driving force detection unit 22a that detects the driving force of the actuator 7 required to steer the front wheels Wf and Wf, and a reference steering that will be described later based on the driving force detected by the driving force detection unit 22a. Correction means 22b for correcting the angle θre is provided.
[0020]
As is clear from FIG. 3, the mode selection switch Sf and the automatic parking start switch Sg operated by the driver are connected to the control unit 22. The mode selection switch Sf is operated when selecting one of four types of parking modes to be described later, that is, back parking / right mode, back parking / left mode, parallel parking / right mode, and parallel parking / left mode. With buttons. The automatic parking start switch Sg is operated when starting automatic parking in any mode selected by the mode selection switch Sf.
[0021]
In the storage unit 23, the data of the four types of parking modes, that is, the relationship of the reference turning angle θref with respect to the movement distance X of the vehicle V is stored in advance as a table. The moving distance X of the vehicle V is obtained by multiplying the known circumference of the wheels Wf, Wf; Wr, Wr by the rotation angle of the wheels Wf, Wf; Wr, Wr detected by the wheel rotation angle detection means Sc. It is done. For the calculation of the movement distance X, the high select value, low select value, or average value of the output of the wheel rotation angle detecting means Sc... Is used.
[0022]
Based on the signals from the detection means Sa to Se and the switches Sf and Sg and the parking mode data stored in the storage unit 23, the control unit 22 operates the actuator 7, a liquid crystal monitor, a speaker, The operation of the operation stage teaching device 11 including a lamp, chime, buzzer and the like is controlled.
[0023]
Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described.
[0024]
During normal times when automatic parking is not performed (when the mode selection switch Sf is not operated), the steering control device 21 functions as a general power steering control device. Specifically, when the driver operates the steering handle 1 to turn the vehicle V, the steering torque detecting means Sb detects the steering torque T input to the steering handle 1, and the control unit 22 is based on the steering torque T. The drive of the actuator 7 is controlled. As a result, the left and right front wheels Wf and Wf are steered by the driving force of the actuator 7, and the driver's steering operation is assisted.
[0025]
Next, the content of the automatic steering control will be described by taking the back parking / left mode (a mode in which the vehicle is parked while backing to the parking position on the left side of the vehicle V) as an example.
[0026]
First, as shown in FIG. 2 (A), the vehicle V is moved to the vicinity of the garage to be parked by the driver's own steering operation, and the inside of the door is placed with the left side of the vehicle body as close as possible to the garage entrance line. The vehicle V is stopped at a position (start position (1)) where the mark M (see FIG. 1) provided at the position coincides with the center line of the garage. Then, when the mode selection switch Sf is operated to select the back parking / left mode and the automatic parking start switch Sg is turned on, automatic steering control is started. While the automatic steering control is being performed, the operation stage teaching device 11 includes the current position of the vehicle, surrounding obstacles, the parking position, and the target movement locus of the vehicle from the start position (1) to the target position (3). The return position (2) for switching from forward to reverse is displayed, and various instructions and warnings such as the operation of the select lever 10 at the return position (2) are given to the driver by voice from the speaker.
[0027]
A door mirror may be used instead of the mark M provided on the inside of the door, and the mark M and the door mirror may be aligned with the end of the garage instead of being aligned with the center line of the garage.
[0028]
With the automatic steering control, the driver releases the brake pedal 9 and creeps the vehicle V, and does not operate the steering handle 1, so that the front wheels are selected based on the back parking / left mode data selected by the mode selection switch Sf. Wf and Wf are automatically steered. That is, while the vehicle V moves forward from the start position (1) to the turn-back position (2), the front wheels Wf and Wf are automatically steered to the right, while the vehicle V moves backward from the turn-back position (2) to the target position (3). The front wheels Wf, Wf are automatically steered to the left.
[0029]
As apparent from FIG. 2B, during the automatic steering control, the control unit 22 reads the back parking / left mode reference turning angle θref read from the storage unit 23 and the turning angle detection means Sa. The deviation E (= θref−θ) is calculated on the basis of the turning angle θ input from, and the operation of the actuator 7 is controlled so that the deviation E becomes zero. At this time, since the data of the reference turning angle θref is set corresponding to the moving distance X of the vehicle V, the vehicle V always moves on the moving locus even if there is a slight fluctuation in the vehicle speed of the creep travel. It will be.
[0030]
The automatic steering control is stopped when the driver turns off the mode selection switch Sf, but when the driver removes his foot from the brake pedal 9 or when the driver operates the steering handle 1, Return to normal power steering control.
[0031]
By the way, when the load weight of the vehicle is large or the tire air pressure is small, the frictional force between the tire and the road surface is increased, so that even if the actuator 7 generates a normal steering torque, the target reference shift is achieved. The steering angle θref cannot be obtained, and the actual movement locus of the vehicle V may deviate from the target movement locus.
[0032]
That is, as shown in FIG. 4B, when the steering torque generated by the actuator 7 is insufficient, the actual turning angle θ indicated by the solid line is delayed with respect to the reference turning angle θref indicated by the broken line. As shown in A), the actual movement trajectory (see the solid line) is different from the target movement trajectory (see the broken line) that leads the vehicle V from the start position (1) to the target position (3) through the turn-back position (2). (1) → (2) ′ → (3) ′ and the vehicle V cannot be guided to the correct target position (3).
[0033]
Therefore, in this embodiment, when the vehicle V stops at the start position (1) and the driver turns on the mode selection switch Sf and the automatic parking start switch Sg, the actuator 7 automatically operates, and the front wheels Wf and Wf are set to neutral → Steer in the order of right 30 ° → neutral → left 30 ° → neutral. Meanwhile, the driving force detection means 22a of the electronic control unit U detects the energization current to the actuator 7 and compares the energization current with a reference value. As a result, since the steering torque generated by the actuator 7 is less than the reference value if the energization current is less than the reference value, the frictional force between the tire and the road surface is also less than the reference value, and the actual turning angle θ is the reference rotation. It is determined that the steering angle θref can be followed, and the correction means 22b of the electronic control unit U does not correct the reference turning angle θref stored in the storage unit 23.
[0034]
The steering torque generated by the actuator 7 made of an electric motor is given by the product of a torque constant and an energization current, which is a specific value of the electric motor, and therefore the steering generated by the actuator by detecting the energization current. Torque can be obtained.
[0035]
On the other hand, as a result of comparing the energization current to the actuator 7 with the reference value, if the energization current exceeds the reference value, the steering torque generated by the actuator 7 is lost to the frictional force between the tire and the road surface and actually steered. It is determined that the angle θ cannot follow the reference turning angle θref, and the correction unit 22 b of the electronic control unit U corrects the reference turning angle θref stored in the storage unit 23.
[0036]
That is, as shown in FIG. 5 (B), the followability of the reference turning angle θref is expected to decrease due to a lack of steering torque generated by the actuator 7, and the original reference turning angle θref indicated by a broken line is indicated by a solid line. Correct as shown in. When the actuator 7 is controlled based on the corrected standard turning angle θref, the movement locus of the vehicle V becomes (1) → (2) ′ → (3) ′, and the initial target movement locus (1) → (2) → Although slightly different from (3), the vehicle V can be finally led to the correct target position (3) without any trouble.
[0037]
As described above, it is determined whether the steering torque generated by the actuator 7 is insufficient by trial cutting the front wheels Wf, Wf to the left and right with the actuator 7 while the vehicle V is stopped. The movement trajectory of the vehicle V is not affected. Further, since the steering torque generated by the actuator 7 is obtained by detecting the energization current to the actuator 7, it is possible to eliminate the special sensor for detecting the steering torque generated by the actuator 7 and contribute to cost reduction.
[0038]
Although the embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0039]
For example, when the frictional force between the tire and the road surface is large and the steering torque generated by the actuator 7 is insufficient, the operation stage teaching device 11 is operated instead of correcting the reference turning angle θref as in the above embodiment. The driver may be notified to stop the automatic steering, or the control of the actuator 7 may be forcibly stopped. Thereby, it is possible to prevent the vehicle V from being led to a position shifted from the target position (3).
[0040]
In the embodiment, the movement locus of the vehicle V up to the target position (3) is stored in the storage unit 23 in advance. However, the movement locus can be calculated from the current position of the vehicle V and the target position (3). is there.
[0041]
In the embodiment, the reference turning angle θref is set as a value that changes in accordance with the moving distance of the vehicle V from the start position (1) to the target position (3), but the reference turning angle θref is constant. You may set to the value which can guide the vehicle V to a target position by turning angle (theta). That is, the steering angle θ may be fixed and the vehicle V may be moved along the arcuate movement locus to be guided to the target position (3). In this way, the setting of the reference turning angle θref and the control of the actuator 7 can be simplified.
[0042]
Further, in the embodiment, when the mode selection switch Sf and the automatic parking start switch Sg are turned on, the actuator 7 is operated and the front wheels Wf and Wf are cut off for trial. The automatic steering control may be started when the automatic parking start switch Sg is turned on.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the driving force of the actuator required to steer the wheel is detected, and the control target value of the actuator is corrected based on the driving force. It is possible to compensate the fluctuation of the turning angle of the wheel due to the load weight and the tire air pressure, and to reliably guide the vehicle to the target position. Further, since the control target value of the actuator is set as the turning angle of the wheel that changes in accordance with the moving distance of the vehicle to the target position, the moving locus of the vehicle to the target position can be arbitrarily selected. Moreover, when the detected driving force is larger than the reference value, that is, when the friction force between the tire and the road surface is large and the driving force generated by the actuator may be insufficient, the control target value is corrected. A necessary turning angle can be secured and the vehicle can surely reach the target position.
[0044]
According to the second aspect of the present invention, the driving force of the actuator required to steer the wheel is detected, and the control target value of the actuator is corrected based on the driving force. It is possible to compensate the fluctuation of the turning angle of the wheel due to the size and the tire pressure, and to reliably guide the vehicle to the target position. Moreover, since the control target value of the actuator is set as a constant wheel turning angle that can guide the vehicle to the target position, the setting of the control target value and the control of the actuator can be simplified. Moreover, when the detected driving force is larger than the reference value, that is, when the friction force between the tire and the road surface is large and the driving force generated by the actuator may be insufficient, the control target value is corrected. The vehicle can reliably reach the target position.
[0045]
According to the invention described in claim 3 , the driving force of the actuator required to steer the wheel is detected, and when the detected driving force exceeds the reference value, that is, between the tire and the road surface. When there is a possibility that the driving force generated by the actuator is insufficient due to a large frictional force, the driver is notified or the control of the actuator is stopped, so that the vehicle can be prevented from being led to a position deviated from the target position. it can.
[0046]
According to the fourth aspect of the present invention, when the vehicle is stopped, the actuator is driven by the actuator control means to detect the driving force, so that the driving force of the actuator for detecting the driving force drives the vehicle. It is possible to prevent the movement trajectory from being affected.
[0047]
According to the fifth aspect of the present invention, since the driving force is detected based on the energization current to the actuator composed of the electric motor, the driving force can be detected without providing a special sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle equipped with an automatic steering device. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of a back parking / left mode. FIG. 3 is a diagram showing a mode selection switch and an automatic parking start switch. Action diagram when force is insufficient [Fig. 5] Action diagram when normal turning angle is corrected [Explanation of symbols]
7 Actuator 22a Driving force detection means 22b Correction means U Electronic control unit (actuator control means)
V Vehicle Wf Front wheel (wheel)
θ Wheel turning angle θre Standard turning angle (control target value)

Claims

An actuator (7) for turning the wheel (Wf) of the vehicle (V), and an actuator control means (U) for controlling the driving of the actuator (7) based on a control target value (θre) stored or calculated in advance. In an automatic steering device for a vehicle equipped with
Actuator control means (U)
Driving force detection means (22a) for detecting the driving force of the actuator (7) required to steer the wheel (Wf);
Correction means (22b) for correcting the control target value (θre) based on the driving force detected by the driving force detection means (22a) ,
The control target value (θre) is set as the turning angle (θ) of the wheel (Wf) that changes according to the moving distance of the vehicle (V) to the target position,
The correcting means (22b) corrects the control target value (θre) so that the vehicle (V) can reach the target position when the driving force detected by the driving force detecting means (22a) is larger than the reference value. An automatic steering device for a vehicle.

An actuator (7) for turning the wheel (Wf) of the vehicle (V), and an actuator control means (U) for controlling the driving of the actuator (7) based on a control target value (θre) stored or calculated in advance. In an automatic steering device for a vehicle equipped with
Actuator control means (U)
Driving force detection means (22a) for detecting the driving force of the actuator (7) required to steer the wheel (Wf);
Correction means (22b) for correcting the control target value (θre) based on the driving force detected by the driving force detection means (22a) ,
The control target value (θre) is set as a turning angle (θ) of a constant wheel (Wf) that can guide the vehicle (V) to the target position,
The correcting means (22b) corrects the control target value (θre) so that the vehicle (V) can reach the target position when the driving force detected by the driving force detecting means (22a) is larger than the reference value. An automatic steering device for a vehicle.

An actuator (7) for turning the wheel (Wf) of the vehicle (V), and an actuator control means (U) for controlling the driving of the actuator (7) based on a control target value (θre) stored or calculated in advance. In an automatic steering device for a vehicle equipped with
The actuator control means (U) includes driving force detection means (22a) for detecting the driving force of the actuator (7) required for turning the wheel (Wf), and the drive detected by the driving force detection means (22b). An automatic steering apparatus for a vehicle, wherein a force is compared with a reference value, and when the driving force exceeds the reference value, the driver is notified or control of the actuator (7) is stopped.

The driving force detection means (22a) detects the driving force by driving the actuator (7) with the actuator control means (U) when the vehicle (V) is stopped. The automatic steering device for a vehicle according to any one of claims 3 to 4.

Actuator (7) is an electric motor, driving force detecting means (22a) is characterized by detecting a driving force based on the current supplied to the electric motor, any one of claims 1 to 3 An automatic steering device for a vehicle as described in 1.