JPH0826127A - Method for controlling automatic steering device - Google Patents
Method for controlling automatic steering deviceInfo
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- JPH0826127A JPH0826127A JP16529394A JP16529394A JPH0826127A JP H0826127 A JPH0826127 A JP H0826127A JP 16529394 A JP16529394 A JP 16529394A JP 16529394 A JP16529394 A JP 16529394A JP H0826127 A JPH0826127 A JP H0826127A
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- Power Steering Mechanism (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の運転
支援システム(ADA)に使用されて電子的に自動操舵
する自動操舵装置の制御方法に関し、詳しくは、自動操
舵装置を制御し始めるシステム起動時の原点出しやドラ
イバの操舵意志を判断する閾値の設定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling an automatic steering device which is used in a driving assistance system (ADA) of a vehicle such as an automobile and automatically electronically steers the vehicle. The present invention relates to a method of setting a threshold value for determining the origin when starting the system and the driver's steering intention.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、車両の安全性を飛躍的に向上する
対策として、エアバック等の衝突被害軽減技術に対し
て、衝突しないための技術、即ち運転操作系を積極的に
アシストして安全側に自動的に制御する総合的な運転支
援システム(ADA、Active Drive Assist system)が
開発されている。このADAシステムは、車両の前後に
装着したカメラを有して道路状況、他の車両、障害物等
の外部環境を三次元的に認識する制御ユニットにより、
ドライバと同等の自律走行能力を持たせ、この自律走行
能力によりブレーキ、スロットル及びステアリングの操
作系の各種装置を自動的に適正に操作するように構成さ
れる。そしてADAシステムが目指す機能として、衝突
防止機能と限定自動走行機能が考えられている。衝突防
止機能は、ハンドル修正したり、自動操舵により障害物
回避をするものである。限定自動走行機能は、ドライバ
に代わり自動操舵して車線逸脱防止しながら先行車との
安全車間距離を保持するものである。2. Description of the Related Art In recent years, as a measure to drastically improve the safety of a vehicle, a technique for avoiding a collision against a collision damage reducing technique such as an airbag, that is, a driving operation system is actively assisted for safety. A comprehensive driving support system (ADA, Active Drive Assist system) that automatically controls the side has been developed. This ADA system has cameras mounted in front of and behind the vehicle to recognize a road condition, another vehicle, and an external environment such as an obstacle three-dimensionally by a control unit.
The driver is provided with the same autonomous running capability as the driver, and the autonomous running capability is configured to automatically and properly operate various devices in the operation system such as the brake, throttle, and steering. Then, as functions aimed at by the ADA system, a collision prevention function and a limited automatic traveling function are considered. The collision prevention function is to correct the steering wheel or avoid an obstacle by automatic steering. The limited automatic travel function is to maintain a safe inter-vehicle distance from the preceding vehicle while automatically steering instead of the driver to prevent deviation from the lane.
【0003】上記ADAシステムについて更に具体的に
説明すると、例えば本件出願人による特開平4−653
47号の出願で示すように、車両に装着した複数のカメ
ラにより前方風景や交通環境をとらえ、その画像を小領
域に分割して各々について三角測量法で距離を算出し
て、画面全体が三次元の距離分布の画像を得る。そして
距離画像から車線、前方車、障害物等を分離して検出す
る。車線からは左右の白線、道路形状等を認識する。前
方車や障害物に対しては、物体が何であるか、障害物と
の相対的な距離や速度等を認識して、種々の画像データ
を得る。The above-mentioned ADA system will be described more specifically. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-653 by the present applicant.
As shown in the application No. 47, the front scene and traffic environment are captured by a plurality of cameras mounted on the vehicle, the image is divided into small areas, and the distance is calculated by triangulation for each, and the entire screen is cubic. Obtain an image of the original distance distribution. Then, lanes, vehicles in front, obstacles, etc. are separated and detected from the distance image. Left and right white lines, road shapes, etc. are recognized from the lane. For a forward vehicle or an obstacle, what kind of object the object is, the relative distance to the obstacle, the speed, and the like are recognized to obtain various image data.
【0004】また上述の画像データを利用して自動操舵
するシステムとして、特開平4−356273号公報で
示すように、ステアリング装置の操舵系に操舵制御モー
タやトルク制御モータを備えたプラネタリギヤ式のギヤ
比可変機構を設ける。そして操舵制御モータとトルク制
御モータの一方または両方を制御し、且つギヤ比可変機
構を作動して、マニュアル操舵と自動操舵を可能にす
る。また自動操舵モードでは、2つのモータの制御方法
により種々の形態でドライバに運転支援することが可能
になっている。As a system for automatically steering using the above-mentioned image data, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 4-356273, a planetary gear type gear having a steering control motor and a torque control motor in a steering system of a steering device. A ratio variable mechanism is provided. Then, one or both of the steering control motor and the torque control motor are controlled, and the gear ratio variable mechanism is operated to enable manual steering and automatic steering. Further, in the automatic steering mode, it is possible to assist the driver in various forms by controlling the two motors.
【0005】従って、今後はドライバに対する運転支援
のあり方を具体的に決定して、そのための制御方法を確
立することが要求される。そこで運転支援のあり方とし
ては、ドライバの操舵意志と手放しをトルクセンサ信号
等により判断し、手放し以外ではドライバ優先でマニュ
アル操舵し、勝手に自動操作してドライバの意志と反発
したり、うるさがられることを避ける。この場合にドラ
イバの年齢、性別等によりハンドル操作の際の腕力が比
較的大きく異なるため、自動操舵装置を制御し始めるシ
ステム起動時にドライバ操舵意志と手放しを判断する閾
値を、個々のドライバ毎に設定することが望まれる。ま
たシステム起動時にはハンドル側入力軸とタイヤ側出力
軸の回転方向の位置を合わせて原点出しを行う必要があ
るが、この場合にハンドル側のトルク制御モータとタイ
ヤ側の操舵制御モータを使い分けて、モータ側の負担を
軽減して迅速に制御することが望まれる。Therefore, in the future, it is required to concretely determine the driving support for the driver and establish a control method therefor. Therefore, as a way of driving assistance, the driver's intention to steer and let go can be judged by torque sensor signals, etc., and other than let go, the driver can prioritize manual steering and automatically operate it to oppose the driver's will. Avoid things. In this case, since the arm strength during steering wheel operation is relatively large depending on the driver's age, gender, etc., the threshold value for determining the driver's intention to let the driver steer and release is set when starting the system to start controlling the automatic steering device. It is desired to do. In addition, when the system is started, it is necessary to align the positions of the input shaft on the handle side and the output shaft on the tire side in the rotational direction, and in this case, the torque control motor on the handle side and the steering control motor on the tire side are used separately. It is desired to reduce the load on the motor side and control quickly.
【0006】従来、上記自動操舵装置の制御に関して
は、例えば特開平4−300781号公報の先行技術が
ある。この先行技術において、外界認識手段により外界
を認識し、この認識結果の画像データに基づいて走行系
路を認識し、走行系路に対する車両位置のずれ量を算出
し、このずれ量とステアリング操作状態に基づいて自動
操舵アクチュエータを制御して車両の操舵を制御するこ
とが示されている。Conventionally, as for the control of the above-mentioned automatic steering device, there is, for example, the prior art of Japanese Patent Laid-Open No. 4-300781. In this prior art, the outside world is recognized by the outside world recognition means, the traveling system road is recognized based on the image data of the recognition result, the deviation amount of the vehicle position with respect to the traveling system road is calculated, and the deviation amount and the steering operation state are calculated. It is shown that the steering of the vehicle is controlled by controlling the automatic steering actuator based on the above.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、画像データに基づく走行系路と自
車両の姿勢とのずれ量により、常に車両を自動的に操舵
して、ドライバのハンドル操作の不備を機械的に補正す
る制御方法である。従って、ドライバのハンドル操作の
意志がある場合に、その意志を尊重してマニュアル操舵
でステアリング制御することができない。また原点出し
やドライバの操舵意志を判断する制御には適応できな
い。By the way, in the above prior art, the vehicle is always automatically steered by the amount of deviation between the traveling system road and the attitude of the host vehicle based on the image data, and the driver is operated. This is a control method for mechanically correcting the deficiency in the steering wheel operation. Therefore, when the driver has the intention to operate the steering wheel, it is not possible to perform steering control by manual steering while respecting the intention. Further, it cannot be applied to the control for determining the origin or steering intention of the driver.
【0008】本発明は、このような点に鑑み、自動操舵
装置を制御し始めるシステム起動時の原点出し、ドライ
バの操舵意志を判断する閾値の設定を適確に行うことを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above points, an object of the present invention is to accurately set the threshold value for determining the origin when starting the system for starting the control of the automatic steering device and the driver's steering intention.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、車両のステアリング装置に操舵制御モータと
トルク制御モータを備えたギヤ比可変機構を設けて、ド
ライバのハンドル操作により操舵すると共に、車両前方
の画像データにより操舵制御モータを回転制御してタイ
ヤ側を自動操舵し、トルク制御モータでハンドル側のト
ルクを制御する自動操舵装置において、自動操舵装置を
制御し始めるシステム起動時にドライバがハンドルを握
っているか否かを判断し、手放しの場合はトルク制御モ
ータでハンドル側入力軸を回転し、握っている場合は操
舵制御モータによりタイヤ側出力軸を回転して、入、出
力軸の原点出しを行うことを特徴とする。In order to achieve this object, the present invention provides a steering system for a vehicle with a gear ratio variable mechanism including a steering control motor and a torque control motor for steering by a driver's steering wheel operation. In the automatic steering device that controls the rotation of the steering control motor based on the image data in front of the vehicle to automatically steer the tire side and the torque of the steering wheel is controlled by the torque control motor, the driver starts when the system starts to control the automatic steering device. It is judged whether the steering wheel is held or not.If the steering wheel is released, the steering wheel input shaft is rotated by the torque control motor.If the steering wheel is held, the tire output shaft is rotated by the steering control motor. The feature is that the origin is set.
【0010】[0010]
【作用】上記制御方法による本発明では、エンジンスタ
ート直後で自動操舵装置を制御し始めるシステム始動時
に、ハンドル側入力軸とタイヤ側出力軸を位置合わせす
るように原点出しが行われる。このときハンドルがフリ
ーの手放しの場合は、トルク制御モータでハンドル側入
力軸を回転することで、モータに負担がかからない状態
で迅速に原点出しが行われる。またドライバがハンドル
を握っている場合は、操舵制御モータによりタイヤ側出
力軸を回転して原点出しが行われるが、このときトルク
制御モータの作動と操舵トルクセンサの信号によりハン
ドル握りを判断することで、2つのモータの作動チャッ
クを行うことが可能となる。In the present invention based on the above control method, the origin is set so as to align the handle side input shaft and the tire side output shaft when the system starts to control the automatic steering device immediately after the engine is started. At this time, if the handle is free, the torque control motor rotates the handle-side input shaft, so that the origin can be quickly set without burdening the motor. When the driver is holding the steering wheel, the steering control motor rotates the output shaft on the tire side to find the origin. At this time, the steering wheel grip must be judged by the operation of the torque control motor and the signal from the steering torque sensor. Thus, it is possible to perform the operation chuck of the two motors.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2において、ADAシステムの概略について説
明する。先ず、車両1のエンジン2のスロットル弁3に
は電気信号で開閉するアクチュエータ11が設けられ、
ブレーキペダル4の操作で前輪5と後輪6のホイールシ
リンダ7にブレーキ圧を発生して制動するブレーキ装置
8には電気信号でブレーキ圧を加減圧する自動ブレーキ
油圧ユニット12が設けられる。また車両1の例えば左
右前方には車両前方の所定の範囲を撮像するCCDカメ
ラ13が配置され、ハンドル9を有するステアリング装
置10に電気信号で操舵する自動操舵パワーユニット1
4が設けられる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An outline of the ADA system will be described with reference to FIG. First, the throttle valve 3 of the engine 2 of the vehicle 1 is provided with an actuator 11 that opens and closes by an electric signal,
An automatic brake hydraulic unit 12 that increases or decreases the brake pressure by an electric signal is provided in a brake device 8 that applies brake pressure to the wheel cylinders 7 of the front wheels 5 and the rear wheels 6 by operating the brake pedal 4 to perform braking. A CCD camera 13 for picking up a predetermined range in front of the vehicle 1 is arranged on the left and right sides of the vehicle 1, and an automatic steering power unit 1 for steering an electric signal to a steering device 10 having a steering wheel 9 is provided.
4 are provided.
【0012】制御系として、CCDカメラ13の撮像信
号が入力する画像認識制御ユニット15を有し、撮像信
号に基づき三角測量法で距離を算出して、画面全体が三
次元の距離分布の画像を得る。そして距離画像から車
線、前方車、障害物等を分離して検出し、車線からは左
右の白線、道路形状等を認識する。前方車や障害物に対
しては、物体が何であるか、障害物との相対的な距離や
速度等を認識して、種々の画像データを得る。この画像
データは車間距離制御ユニット16と自動操舵制御ユニ
ット17に入力する。As a control system, the image recognition control unit 15 to which the image pickup signal of the CCD camera 13 is input is provided, and the distance is calculated by the triangulation method based on the image pickup signal, and an image having a three-dimensional distance distribution is displayed on the entire screen. obtain. Then, lanes, vehicles in front, obstacles, etc. are separately detected from the distance image, and left and right white lines, road shapes, etc. are recognized from the lanes. For a forward vehicle or an obstacle, what kind of object the object is, the relative distance to the obstacle, the speed, and the like are recognized to obtain various image data. This image data is input to the inter-vehicle distance control unit 16 and the automatic steering control unit 17.
【0013】車間距離制御ユニット16は、画像データ
と他の種々のセンサ信号により先行車や道路の障害物に
対して安全な距離を保つように加減速度を演算し、この
加減速度に基づく適正なスロットル開度のスロットル信
号をアクチュエータ11に出力してスロットル制御す
る。また加減速度に基づく適正なブレーキ圧のブレーキ
信号を自動ブレーキ油圧ユニット12に出力してブレー
キ制御する。そしてドライバのブレーキ操作等が不充分
な場合でも、安全車間を保ち、衝突を未然に防止して安
全に走行することを可能にする。自動操舵制御ユニット
17は、画像データと他の種々のセンサ信号により道路
の白線と車両とのずれ等を演算し、このずれに基づく操
舵信号を自動操舵パワーユニット14に出力して操舵制
御する。そしてドライバのハンドル手放しの場合にも、
安全に車線追従走行することを可能に構成される。The inter-vehicle distance control unit 16 calculates the acceleration / deceleration so as to maintain a safe distance with respect to the preceding vehicle and obstacles on the road based on the image data and various other sensor signals, and an appropriate acceleration / deceleration based on this acceleration / deceleration is calculated. A throttle signal indicating the throttle opening is output to the actuator 11 for throttle control. Further, a brake signal having an appropriate brake pressure based on the acceleration / deceleration is output to the automatic brake hydraulic unit 12 for brake control. Even if the driver's brake operation is insufficient, the vehicle can be safely driven by maintaining a safe vehicle distance and preventing a collision. The automatic steering control unit 17 calculates the deviation between the white line on the road and the vehicle based on the image data and various other sensor signals, and outputs a steering signal based on this deviation to the automatic steering power unit 14 to perform steering control. And even when the driver's handle is released,
It is configured so that it can safely follow lanes.
【0014】図3において自動操舵パワーユニット14
の構成について説明する。先ず、ステアリング装置10
のステアリング軸20が入力軸21と出力軸22に2分
割され、入力軸21の端部にハンドル9が設けられ、出
力軸22は油圧パワーステアリング機構23を介して前
輪5に連結され、両軸21,22の間にギヤ比可変機構
25がバイパスして連結される。ギヤ比可変機構25
は、入、出力軸21,22とこれらに平行配置されるモ
ータ軸24に、2組のギヤ26,27と1組のプラネタ
リギヤ30を組合せて構成される。In FIG. 3, the automatic steering power unit 14
The configuration of will be described. First, the steering device 10
The steering shaft 20 is divided into an input shaft 21 and an output shaft 22, a handle 9 is provided at the end of the input shaft 21, and the output shaft 22 is connected to the front wheels 5 via a hydraulic power steering mechanism 23. The variable gear ratio mechanism 25 is connected between 21 and 22 by bypass. Gear ratio variable mechanism 25
Is constituted by combining two sets of gears 26 and 27 and one set of planetary gear 30 with the input and output shafts 21 and 22 and the motor shaft 24 arranged in parallel therewith.
【0015】即ち、第1のギヤ26は小径のドライブギ
ヤ26aが入力軸21に一体結合され、大径のドリブン
ギヤ26bがモータ軸24に回転可能に設けられる。第
2のギヤ27は大径のドライブギヤ27aがモータ軸2
4に回転可能に設けられ、小径のドリブンギヤ27bが
出力軸22に一体結合される。プラネタリギヤ30はサ
ンギヤ31がモータ軸24に一体結合され、リングギヤ
32が第2のギヤ27のドライブギヤ27aの内側に形
成され、サンギヤ31とリングギヤ32に噛合うピニオ
ン33が第1のギヤ26のドリブンギヤ26bと一体的
なキャリア34で支持される。そしてモータ軸24の一
端に可逆回転可能なウォームギヤ35を介して操舵制御
モータ36が連結され、入力軸21に同様なウォームギ
ヤ37を介してトルク制御モータ38が連結される。ま
た入力軸21と出力軸22の間には、タイヤが縁石等に
衝突して大きい操舵トルクが入力し、両軸21,22が
所定の角度以上回転した場合に直結するストッパ39が
設けられる。That is, in the first gear 26, a small-diameter drive gear 26a is integrally connected to the input shaft 21, and a large-diameter driven gear 26b is rotatably provided on the motor shaft 24. In the second gear 27, the large-diameter drive gear 27a is the motor shaft 2
4, the driven gear 27b having a small diameter is integrally coupled to the output shaft 22. In the planetary gear 30, the sun gear 31 is integrally coupled to the motor shaft 24, the ring gear 32 is formed inside the drive gear 27 a of the second gear 27, and the pinion 33 that meshes with the sun gear 31 and the ring gear 32 is the driven gear of the first gear 26. It is supported by a carrier 34 integral with 26b. A steering control motor 36 is connected to one end of the motor shaft 24 via a reversibly rotatable worm gear 35, and a torque control motor 38 is connected to the input shaft 21 via a similar worm gear 37. Further, between the input shaft 21 and the output shaft 22, there is provided a stopper 39 which is directly connected when the tire collides with a curb or the like and a large steering torque is input and both shafts 21 and 22 rotate by a predetermined angle or more.
【0016】そこでモータ軸24のサンギヤ31が固定
した状態で、ドライバがハンドル9を操舵すると、入力
軸21と第1のギヤ26によりプラネタリギヤ30のキ
ャリア34が回転してピニオン33が遊星回転し、リン
グギヤ32と第2のギヤ27により出力軸22をハンド
ル9と同一方向に回転して転舵する。この場合に、ギヤ
の歯数を選択することにより、入、出力軸22の回転が
略同一にされる。またトルク制御モータ38により入力
軸21を固定して操舵反力を相殺するようにトルクアシ
ストする状態で、操舵制御モータ36によりサンギヤ3
1を回転すると、ピニオン33の自転でリングギヤ32
と第2のギヤ27を介し出力軸22を同一方向に回転し
て電気的に転舵するように構成される。When the driver steers the steering wheel 9 with the sun gear 31 of the motor shaft 24 fixed, the carrier 34 of the planetary gear 30 is rotated by the input shaft 21 and the first gear 26, and the pinion 33 is planet-rotated. The ring gear 32 and the second gear 27 rotate the output shaft 22 in the same direction as the steering wheel 9 to steer the output shaft 22. In this case, the rotations of the input and output shafts 22 are made substantially the same by selecting the number of gear teeth. Further, in a state where the torque control motor 38 fixes the input shaft 21 to perform torque assist so as to cancel the steering reaction force, the steering control motor 36 causes the sun gear 3 to rotate.
When 1 is rotated, the ring gear 32 is rotated by the rotation of the pinion 33.
And the output shaft 22 is rotated in the same direction via the second gear 27 and electrically steered.
【0017】制御系として、入力軸21にはハンドル操
舵角Qhとその角速度ωhを検出する操舵角センサ4
0、操舵トルクThを検出する操舵トルクセンサ41が
設けられ、出力軸22にはタイヤ転舵角Qpとその角速
度ωpを検出する転舵角センサ42が設けられる。また
ギヤ比可変機構25のモータ軸24には位相角Qsを検
出する位相角センサ43が設けられる。そして画像認識
制御ユニット15の画像データ、車速センサ44の車速
V及び上記各センサ40〜43の信号が自動操舵制御ユ
ニット17に入力して電気的に処理することで、操舵制
御モータ36とトルク制御モータ38を制御するように
構成される。As a control system, the input shaft 21 has a steering angle sensor 4 for detecting the steering angle Qh of the steering wheel and its angular velocity ωh.
0, a steering torque sensor 41 for detecting the steering torque Th is provided, and a steering angle sensor 42 for detecting the tire steering angle Qp and its angular velocity ωp is provided on the output shaft 22. Further, the motor shaft 24 of the gear ratio variable mechanism 25 is provided with a phase angle sensor 43 for detecting the phase angle Qs. The image data of the image recognition control unit 15, the vehicle speed V of the vehicle speed sensor 44, and the signals of the sensors 40 to 43 are input to the automatic steering control unit 17 and electrically processed, whereby the steering control motor 36 and the torque control are performed. It is configured to control the motor 38.
【0018】図1において、自動操舵制御ユニット17
について説明する。先ず、エンジンスタート直後で自動
操舵装置を制御し始めるシステム起動時に作動する原点
出し制御部50と閾値設定部51を有する。原点出し制
御部50は、トルク制御モータ38によりハンドル側の
入力軸21を回転し、または操舵制御モータ36により
タイヤ側の出力軸22を回転して、ハンドル操舵角Qh
とタイヤ転舵角Qpとが一致するように両軸21,22
を位置合わせする。閾値設定部51は、安全な極低速時
にトルク制御モータ38によりハンドル9を一時的に固
定し、このときの操舵トルクセンサ41の信号により個
々のドライバのハンドル操作の際の腕力の大きさを調べ
る。そしてドライバの腕力に基づいて、ドライバの操舵
意志と手放しとを判断する閾値aを定める。In FIG. 1, the automatic steering control unit 17
Will be described. First, it has an origin search control unit 50 and a threshold value setting unit 51 that are activated when the system starts to control the automatic steering device immediately after the engine is started. The origin search control unit 50 rotates the input shaft 21 on the steering wheel side by the torque control motor 38 or rotates the output shaft 22 on the tire side by the steering control motor 36 to generate the steering wheel steering angle Qh.
And the shafts 21 and 22 so that the tire steering angle Qp and the tire steering angle Qp coincide with each other.
Align. The threshold value setting unit 51 temporarily fixes the steering wheel 9 by the torque control motor 38 at a safe extremely low speed, and checks the magnitude of the arm force at the time of operating the steering wheel of each driver by the signal of the steering torque sensor 41 at this time. . Then, based on the driver's arm strength, a threshold value a for determining the driver's intention to steer and release is set.
【0019】閾値a、操舵トルクTh及び車速Vはモー
ド決定部52に入力し、車両走行中に閾値aとドライバ
の実際のハンドル操作の際の操舵トルクThを比較し
て、ドライバの操舵意志を判断するとマニュアル操舵モ
ードに、手放しの場合は自動操舵モードに決定する。ま
たハンドル操舵角Qh、タイヤ転舵角Qp、車速V、画
像データの信号はステアリング制御部53に入力し、原
点出し終了後に各モードに応じてモータ制御する。The threshold value a, the steering torque Th, and the vehicle speed V are input to the mode determining unit 52, and the threshold value a is compared with the steering torque Th when the driver actually operates the steering wheel while the vehicle is traveling, and the driver's steering intention is compared. If it is judged, the manual steering mode is selected, and if it is released, the automatic steering mode is selected. Further, the steering wheel angle Qh, the tire turning angle Qp, the vehicle speed V, and the image data signals are input to the steering control unit 53, and the motor is controlled according to each mode after the origin search is completed.
【0020】即ち、マニュアル操舵モードでは、操舵制
御モータ36に所定の電流を供給してギヤ比可変機構2
5のサンギヤ31を固定する。自動操舵モードでは、ト
ルク制御モータ38によりハンドル9側に作用する操舵
反力を相殺するようなアシストトルクをかける。そして
画像データによる目標値と実際の車両の舵角から衝突や
車線逸脱を回避するための目標舵角を求め、この目標舵
角に応じた電流を操舵制御モータ36に供給するように
構成される。That is, in the manual steering mode, a predetermined current is supplied to the steering control motor 36 to change the gear ratio variable mechanism 2.
The sun gear 31 of No. 5 is fixed. In the automatic steering mode, the torque control motor 38 applies an assist torque that cancels the steering reaction force acting on the steering wheel 9 side. Then, a target steering angle for avoiding a collision or a lane departure is obtained from the target value based on the image data and the actual steering angle of the vehicle, and a current according to the target steering angle is supplied to the steering control motor 36. .
【0021】次に、この実施例の作用を説明する。先
ず、図4のフローチャートを用いて原点出し制御につい
て説明すると、エンジンスタート直後にステップS1で
システムの電源をチェックして、OFFする場合はステ
ップS2へ進みステアリング制御を終了する。一方、シ
ステムの電源をONして自動操舵装置を制御し始めるシ
ステム起動すると、ステップS3へ進んで原点出し動作
を準備し、ステップS4で先ずトルク制御モータ38に
よりハンドル側の入力軸21を回転する。このときドラ
イバがハンドル9を握っていると操舵トルクセンサ41
の信号が出力し、手放しではセンサ信号が出力せず、こ
れによりドライバがハンドルを握っているか否かを判断
することができる。Next, the operation of this embodiment will be described. First, the origin search control will be described with reference to the flowchart of FIG. 4. Immediately after the engine is started, the system power is checked in step S1, and if it is turned off, the process proceeds to step S2 to end the steering control. On the other hand, when the power of the system is turned on and the system starts to control the automatic steering device, the process proceeds to step S3 to prepare the origin search operation, and in step S4, first, the torque control motor 38 rotates the input shaft 21 on the steering wheel side. . At this time, if the driver holds the steering wheel 9, the steering torque sensor 41
Is output, and the sensor signal is not output when the driver releases it, which allows the driver to determine whether or not the driver is holding the steering wheel.
【0022】そこでステップS5で操舵トルクセンサ4
1の信号が一定時間出力したかをチェックして、センサ
信号が出力し無い手放しの場合はステップS6へ進み、
原点出しを完了しない場合は戻る。そしてステップS4
でトルク制御モータ38による入力軸21の回転でハン
ドル操舵角Qhをタイヤ転舵角Qpに合わせて原点出し
を行う。原点出しを完了すると、ステップS6からステ
ップS7へ進みステアリング制御初期設定を完了する。
こうしてハンドル手放しの場合は、トルク制御モータ3
8により原点出しが、モータに余分な負担のかからない
状態で迅速に行われる。Therefore, in step S5, the steering torque sensor 4
It is checked whether the signal No. 1 has been output for a certain period of time. If the sensor signal is not output, the process proceeds to step S6.
If the home search is not completed, return. And step S4
The rotation of the input shaft 21 by the torque control motor 38 adjusts the steering wheel steering angle Qh to the tire steering angle Qp to find the origin. When the home search is completed, the process proceeds from step S6 to step S7, and the steering control initialization is completed.
In this way, when the handle is released, the torque control motor 3
8 allows the origin to be set quickly without imposing an extra load on the motor.
【0023】センサ信号が出力してドライバがハンドル
9を握っていることを判断すると、ステップS5からス
テップS8へ進みトルク制御モータ38による原点出し
を停止し、ステップS9で操舵制御モータ36を作動し
て出力軸22を回転すると共にタイヤ転舵する。そして
タイヤ転舵角Qpをハンドル操舵角Qhに合わせて原点
出しを行い、原点出しを完了すると、ステップS10か
らステップS7へ進む。従って、この場合はタイヤ転舵
するためモータに負荷がかかり、操舵制御モータ36の
操舵反力がハンドル側にも分散して遅くなるが、2つの
モータ36,38の作動チェックを行うことができる。When it is determined that the driver holds the steering wheel 9 by outputting the sensor signal, the process proceeds from step S5 to step S8 to stop the origin search by the torque control motor 38, and the steering control motor 36 is operated in step S9. The output shaft 22 is rotated to steer the tire. Then, the origin of the origin is adjusted according to the steering angle Qp of the steering wheel Qh, and when the origin is completed, the process proceeds from step S10 to step S7. Therefore, in this case, since the tire is steered, a load is applied to the motor, and the steering reaction force of the steering control motor 36 is dispersed to the steering wheel side and becomes slow, but the operation check of the two motors 36 and 38 can be performed. .
【0024】図5のフローチャート用いて閾値設定制御
について説明すると、システム起動時はステップS1か
らステップS20へ進み、前方に障害物が無く、車速が
例えば5km/h以下の安全な走行状態を判断すると、
ステップS21へ進んでトルク制御モータ38により入
力軸21を固定する。このためドライバがハンドル9を
握って操作する際のその腕力を、操舵トルクセンサ41
で直接検出することが可能になる。The threshold value setting control will be described with reference to the flow chart of FIG. 5. When the system is started, the process proceeds from step S1 to step S20, and when there is no obstacle ahead and the vehicle speed is, for example, 5 km / h or less, a safe running state is determined. ,
In step S21, the input shaft 21 is fixed by the torque control motor 38. Therefore, when the driver grips the steering wheel 9 to operate the arm force, the steering torque sensor 41
It becomes possible to detect it directly with.
【0025】そこでステップS22で操舵トルクセンサ
41の信号が一定時間出力したかをチェックし、センサ
信号の操舵トルクThを検出した場合は、ステップS2
3へ進んでトルク制御モータ38による入力軸固定を停
止する。その後ステップS24へ進んで操舵トルクTh
によるドライバの腕力の大きさを学習し、これに基づい
て閾値aを決定し、ステップS25へ進んでステアリン
グ制御初期設定を完了する。こうしてドライバが年齢や
性別により腕力が異なる場合に、個々のドライバ毎にそ
の腕力に応じてドライバの操舵意志を判断する閾値aが
設定される。Therefore, in step S22, it is checked whether the signal from the steering torque sensor 41 is output for a certain period of time. If the steering torque Th of the sensor signal is detected, step S2
3, the input shaft fixing by the torque control motor 38 is stopped. After that, the process proceeds to step S24 and the steering torque Th
Learns the magnitude of the driver's arm force, determines the threshold value a based on this, and proceeds to step S25 to complete the steering control initial setting. In this way, when the driver has different arm strengths depending on age and sex, a threshold value a for determining the driver's steering intention according to the arm strength is set for each driver.
【0026】更に、図6のフローチャートを用いてステ
アリング制御について説明すると、システム起動時はス
テップS1からステップS30へ進んで操舵制御モータ
36の作動を開始し、ステップS31で操舵反力を相殺
するハンドル固定制御を開始し、ステップS32でトル
ク制御モータ38の作動を開始する。その後ステップS
33で操舵トルクThを閾値aと比較し、Th≧aの場
合はドライバが実際にハンドル9を握っている操舵意志
を判断する。この場合はステップS34へ進み操舵制御
モータ36でサンギヤ31を固定し、ステップS35で
トルク制御モータ38によるハンドル固定制御を停止
し、ステップS36でマニュアル操舵モードに切換え
る。Further, steering control will be described with reference to the flowchart of FIG. 6. When the system is started, the process proceeds from step S1 to step S30 to start the operation of the steering control motor 36, and in step S31, the steering reaction force is offset. The fixed control is started, and the operation of the torque control motor 38 is started in step S32. Then step S
At 33, the steering torque Th is compared with the threshold value a, and if Th ≧ a, it is determined whether the driver actually holds the steering wheel 9 or not. In this case, the process proceeds to step S34, the sun gear 31 is fixed by the steering control motor 36, the steering wheel fixing control by the torque control motor 38 is stopped at step S35, and the manual steering mode is switched at step S36.
【0027】そこでドライバがハンドル操作すると、入
力軸21とギヤ比可変機構25の第1と第2のギヤ2
6,27、固定したサンギヤ31に対するプラネタリギ
ヤ30の作動で出力軸22が同一方向に回転し、油圧パ
ワーステアリング機構23の作動で前輪5が左右に自由
に転舵される。こうしてドライバの操舵意志を判断する
と、そのドライバの意志を尊重しドライバのハンドル操
作を優先して操舵される。When the driver operates the steering wheel, the input shaft 21 and the first and second gears 2 of the gear ratio variable mechanism 25 are operated.
6, 27, the output shaft 22 rotates in the same direction by the operation of the planetary gear 30 with respect to the fixed sun gear 31, and the front wheels 5 are freely steered left and right by the operation of the hydraulic power steering mechanism 23. When the driver's intention to steer is determined in this manner, the driver's intention is respected and steering is given priority to the driver's steering wheel operation.
【0028】一方、Th<aの場合はドライバの手放し
を判断して戻り、ステップS30〜32の2つのモータ
36,38の作動で自動操舵する。そこでギヤ比可変機
構25では、操舵制御モータ36の作動によりウォーム
ギヤ35、モータ軸24及びサンギヤ31が回転する
が、リングギヤ32にはタイヤ側の大きい負荷がかかっ
ているため、キャリア34等が逆転してこの場合の操舵
反力がハンドル9側に作用する。このときトルク制御モ
ータ38とウォームギヤ37が作動して、入力軸21、
第1のギヤ26、キャリア34等を固定するようにトル
クアシストされるため、操舵制御モータ36によるサン
ギヤ31の回転で、タイヤ側の負荷に抗してリングギヤ
32、第2のギヤ27及び出力軸22が回転して前輪5
が自動的に転舵される。このため手放しの場合にも、衝
突や車線逸脱等を回避するように安全に操舵制御され
る。On the other hand, if Th <a, it is judged that the driver has let go of the vehicle, and the process returns, and the two motors 36 and 38 in steps S30 to S32 actuate the automatic steering. Therefore, in the gear ratio variable mechanism 25, the worm gear 35, the motor shaft 24, and the sun gear 31 are rotated by the operation of the steering control motor 36, but since the ring gear 32 is heavily loaded on the tire side, the carrier 34 or the like reverses. The steering reaction force of the lever acts on the steering wheel 9 side. At this time, the torque control motor 38 and the worm gear 37 are actuated, and the input shaft 21,
Since the torque is assisted to fix the first gear 26, the carrier 34, etc., the rotation of the sun gear 31 by the steering control motor 36 resists the load on the tire side, and thus the ring gear 32, the second gear 27, and the output shaft. 22 rotates and front wheel 5
Is automatically steered. Therefore, even when the vehicle is released, steering control is performed safely so as to avoid a collision, a lane departure, or the like.
【0029】以上、本発明の実施例について説明した
が、ギヤ比可変機構の構成の異なる場合にも適応でき
る。Although the embodiment of the present invention has been described above, the invention can be applied to the case where the structure of the gear ratio variable mechanism is different.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上に説明したように本発明によると、
自動操舵装置においてシステム起動時にドライバがハン
ドルを握っているか否かを判断し、手放しの場合はトル
ク制御モータでハンドル側入力軸を回転して、入、出力
軸の原点出しを行うので、モータの負担を軽減して迅速
に原点出しを行うことができる。ハンドルを握っている
場合は操舵制御モータによりタイヤ側出力軸を回転して
原点出しを行うが、このときトルク制御モータの作動と
操舵トルクセンサの信号によりハンドル握りを判断する
ので、2つのモータの作動チェックを行うことも可能に
なる。操舵角センサと転舵角センサの信号を用いるの
で、位相角センサが不要になる。自動操舵装置を制御し
始めるシステム起動時には、更にトルク制御モータで入
力軸を一時的に固定して操舵トルクセンサの信号により
個々のドライバの腕力を調べ、このドライバの腕力に基
づいてドライバの操舵意志を判断する閾値を設定するの
で、ドライバの腕力が異なる場合の閾値を正確に設定で
きる。このためドライバの操舵意志を適切に判断して、
ドライバ優先の運転支援を行うことができる。As described above, according to the present invention,
When the system is started in the automatic steering device, it is determined whether the driver holds the steering wheel.If the driver releases the steering wheel, the torque control motor rotates the input shaft on the steering wheel side to turn the input and output axes to the origin. The burden can be reduced and the origin can be set quickly. When the steering wheel is gripped, the steering control motor rotates the tire side output shaft to find the origin. At this time, the steering wheel grip is judged by the operation of the torque control motor and the signal of the steering torque sensor. It is also possible to check the operation. Since the signals of the steering angle sensor and the steered angle sensor are used, the phase angle sensor becomes unnecessary. When the system starts to control the automatic steering device, the input shaft is further temporarily fixed by the torque control motor, and the arm force of each driver is checked by the signal of the steering torque sensor. Based on this arm force of the driver, the driver's steering intention is determined. Since the threshold value for determining is set, the threshold value can be accurately set when the driver's arm strength is different. Therefore, properly judge the driver's steering intention,
Driver priority driving support can be provided.
【図1】本発明に係る自動操舵装置の制御方法に適した
自動操舵制御ユニットの実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic steering control unit suitable for a control method for an automatic steering device according to the present invention.
【図2】ADAシステムの全体の概略を示す構成図であ
る。FIG. 2 is a configuration diagram showing an overall outline of an ADA system.
【図3】自動操舵パワーユニットを示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an automatic steering power unit.
【図4】原点出しの制御を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a control of origin search.
【図5】閾値設定の制御を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing control of threshold setting.
【図6】ステアリング制御を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart showing steering control.
1 車両 9 ハンドル 10 ステアリング装置 14 自動操舵パワーユニット 15 画像認識制御ユニット 17 自動操舵制御ユニット 21 入力軸 22 出力軸 25 ギヤ比可変機構 36 操舵制御モータ 38 トルク制御モータ 50 原点出し制御部 51 閾値設定部 1 vehicle 9 steering wheel 10 steering device 14 automatic steering power unit 15 image recognition control unit 17 automatic steering control unit 21 input shaft 22 output shaft 25 gear ratio variable mechanism 36 steering control motor 38 torque control motor 50 origin control unit 51 threshold setting unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 117:00 119:00 137:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B62D 117: 00 119: 00 137: 00
Claims (2)
タとトルク制御モータを備えたギヤ比可変機構を設け
て、ドライバのハンドル操作により操舵すると共に、車
両前方の画像データにより操舵制御モータを回転制御し
てタイヤ側を自動操舵し、トルク制御モータでハンドル
側のトルクを制御する自動操舵装置において、 自動操舵装置を制御し始めるシステム起動時にドライバ
がハンドルを握っているか否かを判断し、手放しの場合
はトルク制御モータでハンドル側入力軸を回転し、握っ
ている場合は操舵制御モータによりタイヤ側出力軸を回
転して、入、出力軸の原点出しを行うことを特徴とする
自動操舵装置の制御方法。1. A steering apparatus for a vehicle is provided with a gear ratio variable mechanism including a steering control motor and a torque control motor, and steering is performed by a driver's steering wheel operation, and the steering control motor is rotationally controlled by image data in front of the vehicle. In the automatic steering device that automatically steers the tire side with the torque control motor to control the torque on the steering wheel side, the driver determines whether the driver holds the steering wheel when the system starts to start controlling the automatic steering device. Is a torque control motor that rotates the handle-side input shaft, and when gripping, the steering control motor rotates the tire-side output shaft to turn on and off the output shaft to control the origin of the automatic steering device. Method.
ータで入力軸を一時的に固定して操舵トルクセンサの信
号により個々のドライバの腕力を調べ、このドライバの
腕力に基づいてドライバの操舵意志を判断する閾値を設
定することを特徴とする請求項1記載の自動操舵装置の
制御方法。2. When the system is started up, the input shaft is further temporarily fixed by a torque control motor, the arm force of each driver is checked by the signal of the steering torque sensor, and the driver's steering intention is judged based on the arm force of the driver. The method for controlling an automatic steering device according to claim 1, wherein a threshold value for setting is set.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16529394A JPH0826127A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Method for controlling automatic steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16529394A JPH0826127A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Method for controlling automatic steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0826127A true JPH0826127A (en) | 1996-01-30 |
Family
ID=15809584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16529394A Pending JPH0826127A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Method for controlling automatic steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0826127A (en) |
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