JP4667893B2 - Automatic vehicle steering system - Google Patents

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Description

この発明は、車両の自動操舵装置に関するものである。   The present invention relates to an automatic steering apparatus for a vehicle.

従来、予め車両の所定移動状態毎に対して移動軌跡と目標転舵角との相互関係のデータを記憶しておき、例えば駐車時等において、車両が現在位置から適宜の目標位置まで移動する際の実際の移動軌跡を記憶あるいは演算し、操舵輪の転舵角が、記憶あるいは演算した移動軌跡に応じた目標転舵角と同等になるようにして操舵輪を自動的に転舵させる車両の自動操舵装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−321687号公報
Conventionally, data on the correlation between the movement trajectory and the target turning angle is previously stored for each predetermined movement state of the vehicle, and when the vehicle moves from the current position to an appropriate target position, for example, during parking, etc. Of the vehicle that automatically steers the steered wheels so that the steered wheel turning angle is equal to the target steered angle corresponding to the memorized or computed travel trajectory. An automatic steering device is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 11-321687 A

ところで、上記従来技術に係る車両の自動操舵装置においては、予め設定された移動軌跡と目標転舵角との相互関係のデータに基づき操舵輪が自動的に転舵させられるだけであるから、車両の実際の移動状態を所定の移動状態と同等になるようにして精度良く制御することが困難となる場合がある。つまり、所定の移動状態に応じた目標転舵角を実現するために要する操舵トルクは、例えば各操舵輪の接地荷重や車両の速度やタイヤと路面との間の摩擦特性等に応じて変化することから、車両の移動軌跡に応じて操舵輪を転舵させるだけでは所定の移動状態を精度良く実現することが困難となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、操舵輪を自動的に転舵させる制御を適切に実行することが可能な車両の自動操舵装置を提供することを目的としている。
By the way, in the vehicle automatic steering apparatus according to the above-described prior art, the steering wheel is only automatically steered based on the data of the correlation between the preset movement locus and the target turning angle. In some cases, it may be difficult to control the actual movement state with the same accuracy as the predetermined movement state. In other words, the steering torque required to realize the target turning angle corresponding to a predetermined movement state varies depending on, for example, the grounding load of each steered wheel, the speed of the vehicle, the friction characteristics between the tire and the road surface, and the like. For this reason, it is difficult to accurately realize a predetermined movement state only by turning the steered wheels according to the movement locus of the vehicle.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an automatic steering device for a vehicle capable of appropriately executing control for automatically turning a steered wheel.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の車両の自動操舵装置は、車両の操舵輪を操舵可能な操舵機構を駆動する駆動手段(例えば、実施の形態でのEPSアクチュエータ14)と、前記駆動手段により前記操舵輪を自動的に転舵させる制御手段(例えば、実施の形態での自動操舵制御部24)とを備える車両の自動操舵装置であって、ステアリングホイールの回転角度である操舵角の方向と大きさを検出する操舵角検出手段と、前記制御手段による自動的な転舵の実行かつ車両の走行停止の状態において、前記操舵輪を前記駆動手段の据え切りにより転舵させる据え切り手段(例えば、実施の形態での据え切り制御部21)と、前記据え切り手段による転舵の実行時に、少なくとも車両状態または路面状態を検出する検出手段(例えば、実施の形態での転舵状態量検知部22、摩擦状態量検知部23)とを備え、前記検出手段は、前記据え切り手段による転舵の実行時に、前記操舵角の中点角度を検出し、前記制御手段は、前記据え切り手段による転舵の実行後に、前記検出手段により検出された車両状態または路面状態に基づき前記操舵輪を自動的に転舵させることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the vehicle automatic steering apparatus according to the first aspect of the present invention is a driving means for driving a steering mechanism capable of steering a steering wheel of the vehicle (for example, implementation) An automatic steering device for a vehicle comprising an EPS actuator 14) in the form and a control means (for example, an automatic steering control unit 24 in the embodiment) for automatically turning the steered wheels by the driving means. Steering angle detection means for detecting the direction and magnitude of the steering angle, which is the rotation angle of the steering wheel, and before the execution of automatic steering by the control means and in a state where the vehicle has stopped running, A stationary means (for example, the stationary control unit 21 in the embodiment) for turning by the stationary means of the driving means, and at least the vehicle state or the road surface state when the steering by the stationary means is executed. And detecting means for detecting (e.g., steering state quantity detecting section 22 in the embodiment, the friction state quantity detecting unit 23), said detection means during execution of the turning by the static steering unit, the steering A midpoint angle of a corner is detected, and the control means automatically steers the steered wheel based on the vehicle state or the road surface condition detected by the detection means after the steering by the stationary means. It is characterized by.

上記の車両の自動操舵装置によれば、自動的な転舵の実行かつ車両の走行停止の状態で実行される据え切りによる転舵の実行時に、少なくとも車両状態(例えば、右方向最大操舵角θR、左方向最大操舵角θL等)または路面状態(例えば、路面摩擦係数μ等)を検出することにより、これらの検出結果に基づき、操舵輪を自動的に転舵させる制御を適切に実行することができる。 According to the above-described vehicle automatic steering device, at least the vehicle state (for example, the maximum steering angle in the right direction) at the time of executing the steering by the stationary stop that is executed before the automatic steering is performed and the vehicle is stopped. By detecting θR, leftward maximum steering angle θL, etc.) or road surface condition (for example, road surface friction coefficient μ, etc.), control for automatically turning the steered wheels based on these detection results is appropriately executed. be able to.

さらに、請求項2に記載の本発明の車両の自動操舵装置では、前記据え切り手段は、転舵の実行時に、前記操舵輪を所定操舵トルクにより左右のうち一方向の転舵に対する所定の限界角度まで転舵した後に、他方向の転舵に対する所定の限界角度まで転舵し、前記検出手段は、前記据え切り手段による前記他方向の転舵の実行時に、前記所定操舵トルク及び前記操舵角の角速度に基づいて前記路面状態を検出するとともに、前記一方向に対する限界角度および前記他方向の転舵に対する限界角度に基づいて前記操舵角の中点角度を検出することを特徴としている。 Furthermore, in the automatic steering device for a vehicle according to the second aspect of the present invention, when the steering is executed, the stationary means has a predetermined limit for turning the steering wheel in one of the left and right directions with a predetermined steering torque. After turning to an angle, the steering is turned to a predetermined limit angle with respect to turning in the other direction, and the detection means is configured to turn the predetermined steering torque and the steering angle when the steering in the other direction is executed by the stationary means. The road surface state is detected based on the angular velocity of the vehicle, and the midpoint angle of the steering angle is detected based on the limit angle for the one direction and the limit angle for the steering in the other direction .

上記の車両の自動操舵装置によれば、自動的な転舵の実行かつ車両の走行停止の状態で実行される据え切りによる転舵の実行時に、操舵角の中点角度を精度良く検出することができる。 According to the above-described automatic steering device for a vehicle, the midpoint angle of the steering angle is detected with high accuracy at the time of executing the steering by the stationary stop executed before the automatic steering is performed and the vehicle is stopped. be able to.

以上説明したように、請求項1に記載の本発明の車両の自動操舵装置によれば、少なくとも車両状態(例えば、右方向最大操舵角θR、左方向最大操舵角θL等)または路面状態(例えば、路面摩擦係数μ等)の検出結果に基づき、操舵輪を自動的に転舵させる制御を適切に実行することができる。
さらに、請求項2に記載の本発明の車両の自動操舵装置によれば、据え切りによる転舵の実行時に、操舵角の中点角度を精度良く検出することができる
As described above, according to the automatic steering device for a vehicle of the present invention described in claim 1, at least the vehicle state (for example, the rightward maximum steering angle θR, the leftward maximum steering angle θL, etc.) or the road surface state (for example, Based on the detection result of the road surface friction coefficient μ and the like, it is possible to appropriately execute control for automatically turning the steered wheels.
Furthermore, according to the automatic steering device for a vehicle according to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately detect the midpoint angle of the steering angle when executing the turning by the stationary stop .

以下、本発明の一実施形態に係る車両の自動操舵装置について添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an automatic steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施の形態による車両の自動操舵装置10は、例えば図1に示すように、操舵角センサ11と、速度センサ12と、電子制御ユニット(ECU)13と、電動パワーステアリング(EPS)アクチュエータ14と、操作者により入力操作される入力操作部15とを備えて構成されている。
操舵角センサ11はステアリングホイールの回転角度であるハンドル角(操舵角)の方向と大きさを検出する。
速度センサ12は、車両の速度(車速)を検出する。
As shown in FIG. 1, for example, an automatic steering device 10 for a vehicle according to the present embodiment includes a steering angle sensor 11, a speed sensor 12, an electronic control unit (ECU) 13, and an electric power steering (EPS) actuator 14. And an input operation unit 15 that is input by an operator.
The steering angle sensor 11 detects the direction and magnitude of the steering wheel angle (steering angle), which is the rotation angle of the steering wheel.
The speed sensor 12 detects the speed of the vehicle (vehicle speed).

電子制御ユニット(ECU)13は、据え切り制御部21と、転舵状態量検知部22と、摩擦状態量検知部23と、自動操舵制御部24とを備えて構成されている。
据え切り制御部21は、後述する自動操舵制御部24による自動的な転舵の実行停止状態、かつ、速度センサ12の検出信号に基づき検知される車両の走行停止状態において、操舵輪を据え切りにより左右に転舵させるための操舵トルク指令を出力し、EPSアクチュエータ14を駆動する。ここで、据え切り制御部21には、転舵状態量検知部22により検知される転舵状態量の検知信号、例えば操舵角センサ11の検出信号に基づき検知される操舵角の時間変化の検知信号が入力されており、所定方向に対する据え切りによる転舵の実行時に操舵角の時間変化が所定値以下となった時点で、この所定方向に対する最大転舵状態に到達したと判断して、据え切りにより転舵させるための操舵トルク指令の出力を停止する。
The electronic control unit (ECU) 13 includes a stationary control unit 21, a turning state amount detection unit 22, a friction state amount detection unit 23, and an automatic steering control unit 24.
The stationary control unit 21 stationaryly steers the steered wheels in a state where automatic steering is stopped by an automatic steering control unit 24, which will be described later, and the vehicle is stopped based on a detection signal from the speed sensor 12. To output a steering torque command for turning left and right to drive the EPS actuator 14. Here, the stationary control unit 21 detects a change in time of the steering angle detected based on a detection signal of the steering state amount detected by the steering state amount detection unit 22, for example, a detection signal of the steering angle sensor 11. When a signal is input and the time change of the steering angle becomes less than or equal to a predetermined value when steering is performed by a stationary operation in a predetermined direction, it is determined that the maximum steering state in the predetermined direction has been reached, and The output of the steering torque command for turning by turning is stopped.

転舵状態量検知部22は、据え切り制御部21の制御により操舵輪が据え切りによって左右の何れかの転舵方向に転舵されている状態で、操舵角センサ11の検出信号に基づき操舵角の時間変化を検知し、この時間変化が所定値以下であるか否かを判定する。そして、操舵角の時間変化が所定値以下であると判定された場合には、この時点で検出された操舵角検出値θを最大操舵角、つまり左右の各転舵方向に対する最大操舵角θL、θRとして記憶する。そして、各最大操舵角θL、θRに基づき、操舵角の基準点(例えば、中点等)を算出し、自動操舵制御部24へ出力する。
摩擦状態量検知部23は、据え切り制御部21の制御により操舵輪が据え切りによって左右の何れかの転舵方向に転舵されている状態で、操舵角センサ11の検出信号に基づき操舵角の角速度を検出し、この角速度と、例えば操舵輪の接地荷重およびステアリングギア比等の所定の操舵状態量とに基づき、操舵輪のタイヤと路面との間の摩擦係数(路面摩擦係数)μを検知し、自動操舵制御部24へ出力する。
自動操舵制御部24は、転舵状態量検知部22により検知される操舵角の基準点と、摩擦状態量検知部23により検知される路面摩擦係数μとに基づき、自動的な転舵を実行する。
The steered state amount detection unit 22 is steered based on a detection signal of the steering angle sensor 11 in a state where the steered wheel is steered in one of the left and right steered directions by the stationary control under the control of the stationary control unit 21. A time change of the corner is detected, and it is determined whether or not the time change is a predetermined value or less. When it is determined that the time change of the steering angle is equal to or less than the predetermined value, the detected steering angle value θ detected at this time is set to the maximum steering angle, that is, the maximum steering angle θL with respect to the left and right turning directions, Store as θR. Based on the maximum steering angles θL and θR, a reference point (for example, a midpoint) of the steering angle is calculated and output to the automatic steering control unit 24.
The friction state quantity detection unit 23 controls the steering angle based on the detection signal of the steering angle sensor 11 in a state in which the steered wheel is steered in any of the left and right steering directions by the control of the stationary control unit 21. The friction coefficient (road surface friction coefficient) μ between the tire of the steered wheel and the road surface is calculated based on this angular speed and a predetermined steering state quantity such as the ground load of the steered wheel and the steering gear ratio, for example. Detect and output to the automatic steering control unit 24.
The automatic steering control unit 24 performs automatic steering based on the reference point of the steering angle detected by the steering state amount detection unit 22 and the road surface friction coefficient μ detected by the friction state amount detection unit 23. To do.

本実施の形態による車両の自動操舵装置10は上記構成を備えており、次に、この車両の自動操舵装置10の動作について説明する。
例えば、以下に示す一連の処理は、操作者が入力操作部15を操作して車両の自動的な転舵の実行を指示した場合に実行される。
The vehicle automatic steering apparatus 10 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the vehicle automatic steering apparatus 10 will be described.
For example, the following series of processing is executed when the operator operates the input operation unit 15 to instruct execution of automatic turning of the vehicle.

先ず、例えば図2に示すステップS01においては、速度センサ12の検出信号に基づき、車両の走行停止状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS02に進む。
そして、ステップS02においては、先ず、この時点での操舵輪の転舵状態を始動時基準状態とし、例えば図3に示すように、この時点での操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値)θを始動時基準点、つまりゼロに設定する。これにより、この基準状態から右方向に転舵された場合には操舵角検出値として負の値(−θ)が操舵角センサ11から出力され、この基準状態から左方向に転舵された場合には操舵角検出値として正の値(θ)が操舵角センサ11から出力される。そして、所定の操舵トルクが出力されるようにしてEPSアクチュエータ14を駆動し、据え切りにより操舵輪を右方向に転舵させる。
なお、図3は始動時基準点が所定の中点よりも右方向にずれた状態である。
First, for example, in step S01 shown in FIG. 2, it is determined based on the detection signal of the speed sensor 12 whether or not the vehicle is in a travel stop state.
When the determination result is “NO”, the series of processes is terminated.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 02.
In step S02, first, the steered state of the steered wheels at this time is set as a reference state at the time of start. For example, as shown in FIG. ) Set θ to the starting reference point, ie zero. As a result, when the vehicle is steered rightward from this reference state, a negative value (−θ) is output from the steering angle sensor 11 as the steering angle detection value, and when the vehicle is steered leftward from this reference state. The steering angle sensor 11 outputs a positive value (θ) as the detected steering angle value. Then, the EPS actuator 14 is driven so that a predetermined steering torque is output, and the steered wheels are steered to the right by stationary.
FIG. 3 shows a state in which the starting reference point is shifted to the right from a predetermined midpoint.

そして、ステップS03においては、操舵角センサ11の検出信号に基づき、所定時間幅での操舵角の変化量(操舵角変化量)が、例えばゼロ近傍の所定値以下であるか否かを判定する。
ステップS03の判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS02に戻る。
一方、ステップS03の判定結果が「YES」の場合には、右方向の転舵に対する所定の限界状態(例えば図3に示す右フル転舵)に到達したと判断し、ステップS04に進む。
そして、ステップS04においては、この時点での操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値=−θ)を右方向最大操舵角θRとして設定(θR=−θ)し、右方向の据え切りを開始した時刻から、この時点までの経過時間tを右方向時間tRとして設定する。
In step S03, based on the detection signal of the steering angle sensor 11, it is determined whether or not the steering angle change amount (steering angle change amount) in a predetermined time width is, for example, equal to or less than a predetermined value near zero. .
If the determination result of step S03 is “NO”, the process returns to step S02 described above.
On the other hand, if the determination result in step S03 is “YES”, it is determined that a predetermined limit state for rightward turning (for example, right full turning shown in FIG. 3) has been reached, and the process proceeds to step S04.
In step S04, the detected value (steering angle detected value = −θ) of the steering angle sensor 11 at this time is set as the maximum steering angle θR in the right direction (θR = −θ), and the stationary in the right direction is performed. The elapsed time t from the start time to this time is set as the right direction time tR.

次に、ステップS05においては、所定の操舵トルクが出力されるようにしてEPSアクチュエータ14を駆動し、据え切りにより操舵輪を左方向に転舵させる。
そして、ステップS06においては、操舵角センサ11の検出信号に基づき、所定時間幅での操舵角の変化量(操舵角変化量)が、例えばゼロ近傍の所定値以下であるか否かを判定する。
ステップS06の判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS05に戻る。
一方、ステップS06の判定結果が「YES」の場合には、左方向の転舵に対する所定の限界状態(例えば図3に示す左フル転舵)に到達したと判断し、ステップS07に進む。
そして、ステップS07においては、この時点での操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値=θ)を左方向最大操舵角θLとして設定(θL=θ)し、左方向の据え切りを開始した時刻から、この時点までの経過時間tを左方向時間tLとして設定する。
Next, in step S05, the EPS actuator 14 is driven so that a predetermined steering torque is output, and the steered wheels are steered to the left by stationary.
In step S06, based on the detection signal of the steering angle sensor 11, it is determined whether or not the amount of change in the steering angle (steering angle change amount) in a predetermined time width is equal to or less than a predetermined value near zero, for example. .
If the determination result of step S06 is “NO”, the process returns to step S05 described above.
On the other hand, if the determination result in step S06 is “YES”, it is determined that a predetermined limit state for leftward turning (for example, left full turning shown in FIG. 3) has been reached, and the process proceeds to step S07.
In step S07, the detected value (steering angle detected value = θ) of the steering angle sensor 11 at this time is set as the leftward maximum steering angle θL (θL = θ), and the left-side stationary is started. The elapsed time t from the time to this point is set as the left direction time tL.

そして、ステップS08においては、右フル転舵の状態から左フル転舵の状態までの操舵角の変化量Δθ(=θL−θR)が所定の上限値#θ(例えば、1000°等)以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS09に進み、このステップS09においては、例えば操舵輪の転舵が障害物等によって規制されている状態や、例えば操舵輪のタイヤの空気圧が過剰に低下している状態や、例えばEPSアクチュエータ14や操舵角センサ11に異常が発生した状態等の異常状態であると判定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS10に進む。
In step S08, the change amount Δθ (= θL−θR) of the steering angle from the right full turning state to the left full turning state is greater than or equal to a predetermined upper limit value # θ (for example, 1000 °). It is determined whether or not there is.
When the determination result is “NO”, the process proceeds to step S09. In step S09, for example, the steering wheel is steered by an obstacle, or the tire pressure of the steering wheel is excessive. It is determined that there is an abnormal state, such as a state in which the EPS actuator 14 or the steering angle sensor 11 is abnormal, or the series of processing ends.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S10.

そして、ステップS10においては、操舵角の変化量Δθ(=θL−θR)と、この操舵角の変化量Δθが発生するまでに要した時間つまり左方向時間tLとに基づき、据え切りの実行時における操舵角の角速度ω(=Δθ/tL)を算出する。
そして、ステップS11においては、角速度ωと、例えば操舵輪の接地荷重およびステアリングギア比等の所定の操舵状態量とに基づき路面摩擦係数μを算出し、この路面摩擦係数μに基づき、自動的な転舵を実行する際に必要とされる制御ゲインの初期値等を設定する。
そして、ステップS12においては、始動時基準点と所定の中点との角度差である操舵角補正値θC(=θL−(Δθ/2))を算出する。
そして、ステップS13においては、操舵角補正値θCに基づき、左フル転舵の状態から中点まで据え切りを行う。
つまり、操舵角補正値θC(=θL−(Δθ/2))が正の場合(θC≧0°)には、例えば図3に示すように、始動時基準点が所定の中点よりも右方向にずれた状態であり、この場合には、操舵角センサ11から出力される操舵角検出値としての正の値(θ)が、操舵角補正値θC(=θL−(Δθ/2))と同等になるまで右方向に据え切りを行う。
一方、操舵角補正値θC(=θL−(Δθ/2))が負の場合(θC<0°)には、始動時基準点が所定の中点よりも左方向にずれた状態であり、この場合には、操舵角センサ11から出力される操舵角検出値としての負の値(−θ)が、操舵角補正値θC(=θL−(Δθ/2))と同等になるまで右方向に据え切りを行う。
そして、この中点を新たに操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値)θに対する基準点として設定し、この中点から右方向に転舵された場合には操舵角検出値として負の値(−θ)が操舵角センサ11から出力され、この中点から左方向に転舵された場合には操舵角検出値として正の値(θ)が操舵角センサ11から出力されるように設定する。
そして、ステップS14においては、操舵角センサ11から出力される操舵角検出値と、検知した路面摩擦係数μに基づき算出した制御ゲインの初期値等に応じて、自動的な操舵の制御を実行し、一連の処理を終了する。
In step S10, based on the amount of change Δθ (= θL−θR) of the steering angle and the time required until the amount of change Δθ of the steering angle is generated, that is, the time tL in the left direction, The angular velocity ω (= Δθ / tL) of the steering angle at is calculated.
In step S11, a road surface friction coefficient μ is calculated based on the angular velocity ω and a predetermined steering state quantity such as a grounding load and a steering gear ratio of the steered wheel, and an automatic operation is performed based on the road surface friction coefficient μ. The initial value of the control gain that is required when steering is executed is set.
In step S12, a steering angle correction value θC (= θL− (Δθ / 2)), which is an angle difference between the starting reference point and a predetermined midpoint, is calculated.
And in step S13, based on steering angle correction value (theta) C, a stationary run is performed from the state of left full turning to a middle point.
That is, when the steering angle correction value θC (= θL− (Δθ / 2)) is positive (θC ≧ 0 °), for example, as shown in FIG. 3, the starting reference point is on the right side of the predetermined middle point. In this case, the positive value (θ) as the steering angle detection value output from the steering angle sensor 11 is the steering angle correction value θC (= θL− (Δθ / 2)). Make a right turn until it becomes equal to.
On the other hand, when the steering angle correction value θC (= θL− (Δθ / 2)) is negative (θC <0 °), the starting reference point is shifted leftward from a predetermined midpoint. In this case, the negative value (−θ) as the steering angle detection value output from the steering angle sensor 11 is in the right direction until it becomes equal to the steering angle correction value θC (= θL− (Δθ / 2)). Make a deferral.
Then, this midpoint is newly set as a reference point for the detected value (steering angle detected value) θ of the steering angle sensor 11, and when the vehicle is steered rightward from this midpoint, a negative steering angle detected value is set. A value (−θ) is output from the steering angle sensor 11, and a positive value (θ) is output from the steering angle sensor 11 as a steering angle detection value when the vehicle is steered leftward from this midpoint. Set.
In step S14, automatic steering control is executed according to the detected steering angle value output from the steering angle sensor 11 and the initial value of the control gain calculated based on the detected road surface friction coefficient μ. Then, a series of processing is completed.

例えば図4(a)に示すように、車庫入れ動作の実行時に自動操舵制御が実行される場合では、先ず、車両左側面が車庫の入口位置に臨むようにして車両が車庫に横付けされた状態aで操作者の入力操作により自動的な転舵の実行開始か指示される。これにより、上述したステップS01からステップS13の処理が実行され、操舵角補正値θCに基づき、所定の中点まで操舵輪の据え切りが行われると共に、この中点が新たに操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値)θおよび操舵角に係る制御指令値に対する基準点(つまり各値がゼロとなる中点)として設定され、さらに、ステップS14での自動操舵制御に対する制御ゲインの初期値が、据え切り動作の実行時に検知された路面摩擦係数μに基づき算出される。
そして、上述したステップS14での自動操舵制御では、自動操舵制御部24によって、操舵輪の転舵状態が目標転舵状態と同等になるように(例えば、操舵輪の転舵角が図4(b)に示す規範転舵角θrefと同等になるように、かつ、制御ゲインの初期値が路面摩擦係数μに基づき算出された制御ゲインの初期値と同等になるように)制御される。例えば、車両が車庫に横付けされた状態aから所定の前進移動距離Xbだけ前進移動させられる際に、操舵角に係る制御指令値である規範転舵角θrefが右方向の所定値まで徐々に増大させられ、そして、規範転舵角θrefが所定値に到達した状態で所定距離だけ前進移動させられた後に、規範転舵角θrefが中点つまりゼロまで徐々に低減させられる。そして、移動距離が前進移動距離Xbに到達することで前進移動が停止させられた状態bから所定の後進移動距離Xcだけ後進移動する際に、規範転舵角θrefが左方向の所定値まで徐々に増大させられ、そして、規範転舵角θrefが所定値に到達した状態で所定距離だけ後進移動した後に、規範転舵角θrefが中点つまりゼロまで徐々に低減させられる。そして、移動距離が後進移動距離Xcに到達することで後進移動が停止させられた状態cにおいて車庫入れ動作が終了となる。
For example, as shown in FIG. 4 (a), when the automatic steering control is executed at the time of executing the garage entry operation, first, in the state a in which the vehicle is laid on the garage with the left side of the vehicle facing the entrance position of the garage. It is instructed whether or not to start automatic steering by an input operation of the operator. As a result, the processing from step S01 to step S13 described above is executed, and the steering wheel is suspended to a predetermined midpoint based on the steering angle correction value θC, and this midpoint is newly set in the steering angle sensor 11. It is set as a reference point for the detected value (steering angle detected value) θ and the control command value related to the steering angle (that is, the midpoint at which each value becomes zero), and further, the initial value of the control gain for the automatic steering control in step S14 Is calculated based on the road surface friction coefficient μ detected when the stationary operation is performed.
In the automatic steering control in step S14 described above, the automatic steering control unit 24 makes the steered state of the steered wheels equal to the target steered state (for example, the steered wheel steered angle in FIG. Control is performed so as to be equivalent to the reference turning angle θref shown in b) and so that the initial value of the control gain is equivalent to the initial value of the control gain calculated based on the road surface friction coefficient μ. For example, when the vehicle is moved forward by a predetermined forward movement distance Xb from the state a placed in the garage, the reference turning angle θref, which is a control command value related to the steering angle, gradually increases to a predetermined value in the right direction. Then, after the reference turning angle θref has reached a predetermined value and moved forward by a predetermined distance, the reference turning angle θref is gradually reduced to the middle point, that is, zero. Then, when the vehicle travels backward by a predetermined reverse movement distance Xc from the state b in which the forward movement is stopped by the movement distance reaching the forward movement distance Xb, the reference turning angle θref gradually increases to a predetermined value in the left direction. Then, after the reference turning angle θref has reached a predetermined value and moved backward by a predetermined distance, the reference turning angle θref is gradually reduced to the middle point, that is, zero. Then, in the state c in which the reverse movement is stopped when the movement distance reaches the reverse movement distance Xc, the garage entry operation ends.

上述したように、本実施の形態による車両の自動操舵装置10によれば、据え切りによる転舵の実行時に、操舵角の基準点である中点および路面摩擦係数μを精度良く検知することができ、検知された操舵角の基準点および路面摩擦係数μに基づき、操舵輪を自動的に転舵させる制御を適切に実行することができる。   As described above, according to the vehicle automatic steering device 10 according to the present embodiment, the midpoint and the road surface friction coefficient μ, which are the reference points of the steering angle, can be detected with high accuracy when steering is performed by stationary driving. Thus, based on the detected steering angle reference point and the road surface friction coefficient μ, it is possible to appropriately execute control for automatically turning the steered wheels.

なお、上述した実施の形態においては、操舵輪を自動的に転舵させる制御の実行前に、操舵角補正値θCに基づき、所定の中点まで操舵輪の据え切りを行うと共に、この中点を新たに操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値)θに対する基準点として設定するとしたが、これに限定されず、例えば、操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値)θに対する基準点を新たに設定せず、始動時基準点を保持した状態で、自動操舵制御の実行時に常時、操舵角センサ11の検出値(操舵角検出値)θおよび操舵角に係る適宜の制御指令値を操舵角補正値θCにより補正してもよい。   In the above-described embodiment, the steering wheel is stationary to a predetermined midpoint based on the steering angle correction value θC before executing the control for automatically turning the steered wheel. Is newly set as a reference point for the detection value (steering angle detection value) θ of the steering angle sensor 11, but is not limited to this, for example, a reference for the detection value (steering angle detection value) θ of the steering angle sensor 11. When the automatic steering control is executed without setting a new point and holding the starting reference point, the detection value (steering angle detection value) θ of the steering angle sensor 11 and an appropriate control command value related to the steering angle are always obtained. May be corrected by the steering angle correction value θC.

本発明の一実施形態に係る車両の自動操舵装置の構成を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing a configuration of a vehicle automatic steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す車両の自動操舵装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the automatic steering device of the vehicle shown in FIG. 操舵角に対する始動時基準点が所定の中点よりも右方向にずれた状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example in the state which the reference point at the time of start with respect to a steering angle has shifted | deviated to the right side rather than the predetermined | prescribed middle point. 図4(a)は自動操舵制御により車両を所定の駐車区画内に移動させる際の各移動状態を示す図であり、図4(b)は自動操舵制御の実行時に設定される操舵角に係る制御指令値である規範転舵角θrefと移動距離Xとの関係の一例を示すグラフ図である。FIG. 4A is a diagram showing each movement state when the vehicle is moved into a predetermined parking section by automatic steering control, and FIG. 4B is related to a steering angle set when automatic steering control is executed. It is a graph which shows an example of the relationship between the standard turning angle (theta) ref which is a control command value, and the movement distance X. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 車両の自動操舵装置
14 EPSアクチュエータ(駆動手段)
21 据え切り制御部(据え切り手段)
22 転舵状態量検知部(検出手段)
23 摩擦状態量検知部(検出手段)
24 自動操舵制御部(制御手段)

10. Vehicle automatic steering device 14. EPS actuator (drive means)
21 Stationary control unit (stationary means)
22 Steering state quantity detection part (detection means)
23 Friction state quantity detection unit (detection means)
24 Automatic steering control unit (control means)

Claims (2)

車両の操舵輪を操舵可能な操舵機構を駆動する駆動手段と、前記駆動手段により前記操舵輪を自動的に転舵させる制御手段とを備える車両の自動操舵装置であって、
ステアリングホイールの回転角度である操舵角の方向と大きさを検出する操舵角検出手段と、
前記制御手段による自動的な転舵の実行かつ車両の走行停止の状態において、前記操舵輪を前記駆動手段の据え切りにより転舵させる据え切り手段と、
前記据え切り手段による転舵の実行時に、少なくとも車両状態または路面状態を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段は、前記据え切り手段による転舵の実行時に、前記操舵角の中点角度を検出し、
前記制御手段は、前記据え切り手段による転舵の実行後に、前記検出手段により検出された車両状態または路面状態に基づき前記操舵輪を自動的に転舵させることを特徴とする車両の自動操舵装置。
An automatic steering apparatus for a vehicle, comprising: a driving unit that drives a steering mechanism that can steer a steering wheel of the vehicle; and a control unit that automatically steers the steering wheel by the driving unit,
Steering angle detection means for detecting the direction and magnitude of the steering angle, which is the rotation angle of the steering wheel;
In automatic before execution of the steering and the state of the travel stop of the vehicle by the control means, and means outright laid to steer the steering wheel by the stationary steering of said drive unit,
Detecting means for detecting at least a vehicle state or a road surface state at the time of execution of steering by the stationary means,
The detecting means detects a midpoint angle of the steering angle at the time of execution of turning by the stationary means,
The control means automatically steers the steered wheel based on a vehicle state or a road surface state detected by the detection means after the steering by the stationary means is performed. .
前記据え切り手段は、転舵の実行時に、前記操舵輪を所定操舵トルクにより左右のうち一方向の転舵に対する所定の限界角度まで転舵した後に、他方向の転舵に対する所定の限界角度まで転舵し、
前記検出手段は、前記据え切り手段による前記他方向の転舵の実行時に、前記所定操舵トルク及び前記操舵角の角速度に基づいて前記路面状態を検出するとともに、前記一方向に対する限界角度および前記他方向の転舵に対する限界角度に基づいて前記操舵角の中点角度を検出することを特徴とする請求項1に記載の車両の自動操舵装置。
The steering means steers the steered wheel to a predetermined limit angle for steering in one of the left and right directions with a predetermined steering torque, and then to a predetermined limit angle for steering in the other direction when steering is performed. Steer,
The detecting means detects the road surface state based on the predetermined steering torque and an angular velocity of the steering angle when the stationary means performs the steering in the other direction, and detects the limit angle with respect to the one direction and the other The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein a midpoint angle of the steering angle is detected based on a limit angle with respect to turning of the direction .
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