JPH09249149A

JPH09249149A - 車両の操舵装置

Info

Publication number: JPH09249149A
Application number: JP8768496A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Nishizaki; 勝利西崎
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】進路修正操舵による車両の車線への追従が操舵
抑制により阻害されるのを防止できる車両の操舵装置を
提供する。【解決手段】障害物との衝突可能性に基づいて操舵を抑
制可能である。操舵の目的が進路修正操舵か否かを判定
し、進路修正操舵である場合は操舵抑制を解除可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行中の車両が他
車両等の障害物に衝突するのを防止できる車両の操舵装
置に関する。なお、本件明細書において、操舵出力トル
クの変化加速度とは操舵出力トルクの時間についての２
階微分値をいい、その操舵出力トルクの変化加速度の変
化速度とは、その操舵出力トルクの変化加速度の時間に
ついての微分値をいう。

【０００２】

【従来の技術】車線変更等の際に車両が側方や後側方の
他車両等の障害物と衝突するのを防止することを目的と
して、その側方や後側方の障害物を検知するセンサを設
け、車両と障害物との衝突可能性に基づき、操舵抑制を
行なう操舵装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１２の（２）に示す
ように、自車両Ａの前方の他車両Ｃを追い越す場合、先
ず、車線変更のために左右一方に向かい操舵を行ない、
しかる後に、変更後の車線に追従できるように操舵量を
減少させて進路を修正する進路修正操舵を行なう。その
進路修正操舵を他車両Ｃの側方で行なうと、従来の構成
では操舵抑制がなされてしまう。そうすると、変更後の
車線に追従するのが遅れてしまい、その車線から外れる
おそれもある。

【０００４】また、カーブを通過する場合、先ず、カー
ブ進入の際に一方向に向かい操舵を行ない、しかる後
に、カーブ脱出後の車線に追従できるように操舵量を減
少させて進路を修正する進路修正操舵を行なう。その進
路修正操舵を行なう場合に、図１３に示すように、自車
両Ａの外側方にガードレールＧや並走する他車両等があ
ると、従来の構成では操舵抑制がなされてしまう。そう
すると、カーブ脱出後の車線に追従するのが遅れてしま
い、図において破線に沿って進行すべきものが一点鎖線
で示すように車線から外れ、ガードレールＧや対向車両
と衝突するおそれもある。

【０００５】そこで、側方や後側方の障害物を検知する
センサだけでなく、前方障害物を検知するセンサを設
け、前方障害物の検知直後の側方障害物の検知は無視す
る等の制御を行なうことが考えられる。しかし、この場
合は前方障害物の検知センサが必須になるため、センサ
依存度が高く、前方障害物検知センサのないシステムに
は適用できないため、汎用性が低くなる。

【０００６】本発明は、上記問題を解決することのでき
る車両の操舵装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、障害物との衝
突可能性に基づいて操舵を抑制可能な車両の操舵装置に
おいて、操舵の目的が進路修正操舵か否かを判定する手
段を備え、操舵の目的が進路修正操舵である場合は操舵
抑制を解除可能なことを特徴とする。

【０００８】本発明の構成によれば、進路修正操舵時に
は操舵抑制を解除できるので、本来追従すべき車線への
追従が遅れたり、車線から外れたり、他車両と衝突する
のを防止できる。

【０００９】本発明においては、操舵出力トルクに対応
する値を時系列に検知する手段を備え、その検知された
値に対応する操舵出力トルクの設定時間内での左右一方
への操舵による変化量が、設定値を超えた後に、その検
知された値に対応する操舵出力トルクの前記設定時間内
での左右他方への操舵による変化量が、設定値を超えた
場合に、操舵の目的は進路修正操舵であると判定するの
が好ましい。あるいは、操舵出力トルクに対応する値を
時系列に検知する手段と、その検知された値に対応する
操舵出力トルクを一定時間間隔毎に積分する手段とを備
え、その積分された値の設定時間内での左右一方への操
舵による変化量が、設定値を超えた後に、その積分され
た値の前記設定時間内での左右他方への操舵による変化
量が、設定値を超えた場合に、操舵の目的は進路修正操
舵であると判定するのが好ましい。

【００１０】これは、操舵出力トルクの時間変化パター
ンに基づき、操舵の目的が進路修正操舵か否かを判定で
きることに基づく。例えば、図１４の（１）は、車線変
更時における操舵出力トルクＴｏの時間変化パターンを
示し、そのパターンは略正弦曲線になる。この場合は、
右方へ車線変更した後に操舵出力トルクＴｏが、左方へ
の操舵により減少を開始する時点Ｐ１が、進路修正操舵
の開始時点になる。また、図１４の（２）は、カーブ通
過時の操舵出力トルクＴｏの時間変化パターンを示す。
この場合は、右曲がりのカーブに進入した後に操舵出力
トルクＴｏが、左方への操舵により減少を開始する時点
Ｐ２が、進路修正操舵の開始時点になる。何れの場合
も、左右一方への操舵のための操舵出力トルクの変化が
生じた後に、左右他方への操舵のための操舵出力トルク
の変化が生じた時点Ｐ１、Ｐ２が、進路修正操舵の開始
時点となる。上記構成によれば、その進路修正操舵の開
始時点の認識により、操舵の目的が進路修正操舵である
と判定する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１２】まず、本発明を適用する電動パワーステア
リング装置を備えた車両を用い、車線変更を行なう場合
において、操舵の緊急度レベルと、操舵開始から設定時
間内における操舵出力トルクの変化量との関係を、実験
によって求めた。図１は、その実験結果を示す。

【００１３】その図１における横軸は、車速５０ｋｍ／
時で横方向に３．５ｍの車線変更を行なう場合におい
て、最初の１ｍを移動するのに要した時間（秒）を示
す。その時間が短い程に緊急度レベルが高い。

【００１４】その図１における縦軸は、操舵開始から設
定時間（０．１秒間）における操舵出力トルクの変化量
（Ｎ・ｍ）を示す。この操舵出力トルクは、車輪の転舵
角が実際に変化するのに先行して変化する。その設定時
間は、後述のように、標準的な操舵を行なった場合に、
操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化
量と、操舵の緊急度レベルとを対応付けることができる
範囲で、可及的に短く設定するのが好ましい。

【００１５】その図１においては、実験結果のデータ
を、「●」と「△」とでプロットしている。「●」で示
すデータａ〜ｖは、標準的な操舵を行なった結果を示
す。「△」で示すデータα〜εは、変則的な操舵を行な
った結果を示す。ここで、標準的な操舵とは、車線変更
の開始から終了までの間において、意識的に操舵の速さ
を変えることなく自然に行なう操舵をいう。また、変則
的な操舵とは、車線変更の開始当初において、意識的に
操舵の速さを変えて行なう操舵をいう。

【００１６】図１に示す標準的な操舵のデータａ〜ｖか
ら、車線変更時に標準的な操舵を行なった場合は、操舵
開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化量
と、操舵の緊急度レベルとには対応関係があるのを確認
できる。本実験においては、その操舵の緊急度レベルを
４段階に分類している。すなわち、データａ〜ｇが最も
緊急度レベルの高い「緊急」に、データｈ、ｉが２番目
に緊急度レベルの高い「クイック」に、データｊ〜ｓが
３番目に緊急度レベルの高い「普通」に、データｔ〜ｖ
が「普通」と最も緊急度レベルの低い「スロー」との境
界に分類される。

【００１７】一方、図１に示す変則操舵のデータα〜ε
から、車線変更時に変則的な操舵を行なった場合は、操
舵の緊急度レベルと、操舵開始から設定時間内における
操舵出力トルクの変化量とは、対応関係がないことを確
認できる。すなわち、データαは、車線変更に要する時
間に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類さ
れるべきものであるが、意図的に車線変更の開始直後の
み急激な操舵を行なっているため、操舵開始から設定時
間内における操舵出力トルクの変化量からは「緊急」に
分類される。また、データβは、車線変更に要する時間
に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類され
るべきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だ
けは通常の速さでの操舵を行なっているため、操舵開始
から設定時間内における操舵出力トルクの変化量からは
「普通」に分類されている。また、データγ、δは、車
線変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「普
通」に分類されるべきでものであるが、意図的に車線変
更の開始直後だけは比較的素早い操舵を行なっているた
め、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの
変化量からは「クイック」に分類されている。また、デ
ータεは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベ
ルからは「普通」に分類されるべきでものであるが、意
図的に車線変更の開始直後だけは比較的緩やかな操舵を
行なっているため、操舵開始から設定時間内における操
舵出力トルクの変化量からは「普通」と「スロー」との
境界に分類されている。

【００１８】次に、車線変更を行なう場合において、操
舵の緊急度レベルと、操舵開始から設定時間（０．１
秒）経過時点の操舵出力トルクの変化加速度との関係
を、電動パワーステアリング装置を備えた車両を用いた
実験により求めた。図２は、その実験結果を示す。この
図２の実験結果の各データは、上記図１の実験結果の各
データに対応する。

【００１９】その図２における横軸は、車速５０ｋｍ／
時で横方向に３．５ｍの車線変更を行なう場合におい
て、最初の１ｍを移動するのに要した時間を示す。その
図２における縦軸は、操舵開始から０．１秒経過時点の
操舵出力トルクの変化加速度（Ｎ・ｍ／ｓ²）を示す。

【００２０】その図２においては、実験結果のデータ
を、図１と同様に標準的な操舵を行なった結果を「●」
で、変則的な操舵を行なった結果を「△」でプロット
し、各データ符号ａ〜ｖ、α〜εは、図１のデータ符号
に対応する。

【００２１】図２に示す標準的な操舵のデータａ〜ｖか
ら、車線変更時に標準的な操舵を行なった場合は、操舵
の緊急度レベルと、その操舵出力トルクの変化加速度と
は、対応関係があることを確認できる。すなわち、デー
タａ〜ｇが最も緊急度レベルの高い「緊急」に、データ
ｈ、ｉが２番目に緊急度レベルの高い「クイック」に、
データｊ〜ｓが３番目に緊急度レベルの高い「普通」
に、データｔ〜ｖが「普通」と最も緊急度レベルの低い
「スロー」との境界に分類される。その緊急度レベルが
「普通」と「スロー」との境界は、その変化加速度が零
とされる。

【００２２】一方、図２に示す変則操舵のデータα〜ε
から、車線変更時に変則的な操舵を行なった場合は、操
舵の緊急度レベルと、その操舵出力トルクの変化加速度
とは、必ずしも対応しないことを確認できる。すなわ
ち、データαは、車線変更に要する時間に対応する緊急
度レベルからは「クイック」に分類されるべきものであ
るが、意図的に車線変更の開始直後のみ急激な操舵を行
なっているため、その変化加速度に対応する緊急度レベ
ルは「クイック」と「普通」との境界に分類されてい
る。このデータαは、操舵開始から設定時間内における
操舵出力トルクの変化量に対応する緊急度レベルは「緊
急」に分類されているので、その緊急度レベルの程度
は、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度
レベルの方が低くなっている。また、データβは、車線
変更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「クイ
ック」に分類されるべきものであり、意図的に車線変更
の開始直後だけは通常の速さでの操舵を行なっている
が、その操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度
レベルは「クイック」に分類されている。このデータβ
は、操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの
変化量に対応する緊急度レベルは「普通」に分類されて
いるので、その緊急度レベルの程度は、その操舵出力ト
ルクの変化加速度に対応する緊急度レベルの方が高くな
っている。また、データγ、δは、車線変更に要する時
間に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類される
べきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だけ
は比較的素早い操舵を行なっているため、その操舵出力
トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルは「普通」
と「クイック」の境界近傍に分類されている。このデー
タγ、δは、操舵開始から設定時間内における操舵出力
トルクの変化量に対応する緊急度レベルは「クイック」
に分類されているので、その緊急度レベルの程度は、そ
の操舵出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベル
の方が低くなっている。また、データεは、車線変更に
要する時間に対応する緊急度レベルからは「普通」に分
類されるべきものであり、意図的に車線変更の開始直後
だけは比較的緩やかな操舵を行なっているが、その操舵
出力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルも「普
通」に分類されている。このデータεは、操舵開始から
設定時間内における操舵出力トルクの変化量に対応する
緊急度レベルは「普通」と「スロー」との境界に分類さ
れているので、その緊急度レベルの程度は、その操舵出
力トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルの方が高
くなっている。

【００２３】次に、その操舵出力トルクの変化加速度に
対応する緊急度レベルが、「普通」と「スロー」との境
界に近いデータｋ、ｏ、ｎ、ε、ｒ、ｔ、ｕ、ｖについ
て、その変化加速度の変化速度も考慮して、操舵開始か
ら上記設定時間（０．１秒）経過時点から、さらに設定
時間（０．４秒）経過時点の操舵出力トルクを演算し
た。そのさらなる設定時間は、各データｋ、ｏ、ｎ、
ε、ｒ、ｔ、ｕ、ｖの緊急度レベルの相違を下記のよう
に識別することができる範囲で、可及的に短く設定する
のが好ましい。その演算結果を、操舵開始から０．１秒
経過時点の操舵出力トルクと比較すると、車線変更に要
する時間に対応する緊急度レベルの高いデータｋ、ｏ、
ｎ、εについては、図２において矢印で示すように操舵
出力トルクが増加し、車線変更に要する時間に対応する
緊急度レベルの低いデータｒ、ｔ、ｕ、ｖについては、
図２において矢印で示すように操舵出力トルクが減少す
る。すなわち、操舵の緊急度レベルが２つの緊急度レベ
ルの境界または境界近傍である場合、操舵開始から設定
時間経過時点の操舵出力トルクが、その後に増加する場
合は減少する場合よりも、緊急度レベルが高い。この関
係が成り立つ操舵の緊急度レベルの境界付近の領域を、
本件明細書では緊急度レベルの境界近傍とし、その具体
的な境界からの範囲は実験により求めることができる。

【００２４】次に、カーブ進入を行なう場合において、
操舵開始から設定時間内における操舵出力トルクの変化
量と、その設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加
速度との関係を、電動パワーステアリング装置を備えた
車両を用いた実験によって求めた。図３は、その実験結
果を示す。

【００２５】その図３における横軸は、車速５０ｋｍ／
時で減速することなく一定の旋回半径のカーブを通過し
た場合において、そのカーブ進入のための操舵開始から
０．１秒間における操舵出力トルクの変化量（Ｎ・ｍ）
を示す。その縦軸は、その操舵開始から設定時間（０．
１秒）経過時点の操舵出力トルクの変化加速度（１０Ｎ
・ｍ／ｓ²）を示す。

【００２６】その図３においては、カーブ進入時の実験
結果のデータを、「●」と「□」とでプロットしてい
る。「●」で示すデータは、標準的な操舵を行なった結
果を示す。「□」で示すデータは、変則的な操舵を行な
った結果を示す。ここで、標準的な操舵とは、カーブの
進入時に意識的に操舵の速さを変えることなく自然に行
なう操舵をいう。また、変則的な操舵とは、カーブの進
入時に意識的に操舵を速くする操舵をいう。

【００２７】また、図３においては、車線変更を行なっ
た場合の、操舵開始から設定時間内における操舵出力ト
ルクの変化量と、その設定時間経過時点の操舵出力トル
クの変化加速度との関係も併せて示した。その車線変更
を行なった場合のデータとして、操舵の緊急度レベルが
上記「普通」に分類されるものを「○」で、「普通」と
「スロー」との境界に分類されるものを「△」で示し
た。

【００２８】図３に示す標準的な操舵のデータから、カ
ーブ進入時に標準的な操舵を行なった場合は、その操舵
出力トルクの変化加速度は略零以下になることを確認で
きる。これは、カーブ進入当初に車線に忠実に追従しよ
うとする場合、ドライバーは操舵の速さを一定にしよう
としたり、舵角が過大になると小さくする修正操舵を行
なうことによる。よって、その操舵出力トルクの変化加
速度の略零の値は、操舵の目的がカーブ進入か否かを判
断する上での閾値となり、その閾値は実験的に予め設定
できる。

【００２９】その標準的な操舵によるカーブ進入のデー
タは、その操舵出力トルクの変化量や、操舵出力トルク
の変化加速度からは、車線変更のための操舵であって緊
急度レベルが「普通」と「スロー」との境界よりも小さ
く、その変化加速度が略零の閾値以下のデータと区別が
できない。そこで、その操舵出力トルクの変化加速度の
その後の設定時間（０．１秒）経過後の値を求めたとこ
ろ、車線変更の場合は単調減少するのに対し、カーブ進
入の場合は横這いか単調増加であった。その設定時間
は、カーブ進入か車線変更かを識別できる範囲で可及的
に短くする。

【００３０】一方、図３に示す変則的な操舵のデータか
ら、カーブ進入時に変則的な操舵を行なった場合、すな
わち、操舵当初に意図的に急なステアリングホイールの
切り込みを行った場合、その操舵出力トルクの変化加速
度は略零の閾値よりも大きくなるのを確認できる。

【００３１】その変則的な操舵によるカーブ進入のデー
タは、その操舵出力トルクの変化量や、操舵出力トルク
の変化加速度からは、車線変更のための操舵であって緊
急度レベルが「普通」以上であって、変化加速度が略零
の閾値を超えるものと区別ができない。そこで、その操
舵出力トルクの変化加速度のその後の設定時間内の増減
を求めたところ、車線変更の場合は減少しないのに対
し、カーブ進入の場合は減少する。これは、カーブ進入
の場合に意図的に急なステアリングホイールの切り込み
を行うと、その後に進路修正操舵が必要になるからであ
る。その設定時間は、カーブ進入か車線変更かを識別で
きる範囲で可及的に短くする。

【００３２】以上のことから、操舵開始から設定時間内
における操舵出力トルクの変化量、その設定時間経過時
点の操舵出力トルクの変化加速度、操舵開始から設定時
間経過時点の操舵出力トルクのその後の設定時間内の増
減、および、その操舵出力トルクの変化加速度のその後
の設定時間内の増減に基づいて、操舵の緊急度レベルや
操舵の目的を判定できる。

【００３３】図４に示すラックピニオン式電動パワース
テアリング装置１は、車両ＡのステアリングホイールＨ
に連結される入力軸２と、この入力軸２にトルクセンサ
３を介して連結される出力軸４とを備えている。そのト
ルクセンサ３により、入力軸２から出力軸４に伝達され
る操舵入力トルクが時系列に検出される。その出力軸４
はピニオン６に接続され、そのピニオン６に噛み合うラ
ック７に操舵用車輪８が連結される。これにより、操舵
入力トルクがステアリングホイールＨ、入力軸２、トル
クセンサ３、出力軸４、およびピニオン６を介してラッ
ク７に伝達され、そのラック７の移動により車両Ａの操
舵がなされる。

【００３４】そのラック７の一部はボールスクリュー２
１とされ、このボールスクリュー２１に噛み合うボール
ナット２２の外周にギアが形成され、そのギアに噛み合
うギア２４に、駆動ギア２５が噛み合う。その駆動ギア
２５は、操舵補助用および操舵抑制用のアクチュエータ
であるＤＣサーボモータ１３により回転駆動される。こ
れにより、そのモータ１３の発生する付加トルクがラッ
ク７に伝達される。

【００３５】そのステアリングホイールＨからラック７
までのギア比を操舵入力トルクに乗じた値と、そのモー
タ１３の出力軸からラック７までの減速比にそのモータ
１３の出力トルクを乗じた値との和が、操舵出力トルク
に対応する。本実施形態では、その操舵出力トルクに対
応する値として、上記のようにトルクセンサ３により操
舵入力トルクを検知する。その操舵入力トルクと、後述
のコントローラ５０に記憶された操舵出力トルクとの関
係から、操舵入力トルクに操舵出力トルクが対応付けら
れる。

【００３６】そのトルクセンサ３は、コンピューターに
より構成されるコントローラ５０に接続される。そのコ
ントローラ５０に、前記モータ１３、車速検知センサ５
１、車両Ａに取り付けられた複数の障害物検知センサ５
３、５４、５５、５６、およびボイスアラーム５２が接
続される。それら障害物検知センサ５３、５４、５５、
５６は、例えば、車両Ａの左右側方と左右後側方におけ
る障害物を検知するもので、車両からレーザや超音波等
のレーダ波を発射する発信器と、そのレーダ波の受信器
と、その受信したレーダ波の増幅器とを有し、そのレー
ダ波の発信から受信までの時間差からコントローラ５０
により障害物までの距離を演算するものにより構成でき
る。

【００３７】そのコントローラ５０は、操舵開始から設
定時間内における操舵出力トルクの変化量と、操舵の緊
急度レベルとの予め定めた対応関係を記憶し、また、そ
の変化加速度と、操舵の緊急度レベルとの予め定めた対
応関係を記憶する。本実施形態では、その記憶する対応
関係における緊急度レベルは、上記のように、「緊
急」、「クイック」、「普通」、「スロー」の４段階と
されている。

【００３８】そのコントローラー５０は、記憶した制御
プログラムに従って操舵の緊急度レベルと操舵の目的を
判定することで、以下の操舵補助制御および操舵抑制制
御を行なう。以下、その制御手順を図５、図６に示すフ
ローチャートを参照して説明する。

【００３９】まず、トルクセンサ３、車速検知センサ５
１、障害物検知センサ５３、５４、５５、５６からの信
号を時系列に読み込み始める（ステップ１）。次に、モ
ータ１３の駆動制御電流値を演算する（ステップ２）。
そのモータ１３の駆動制御電流値は、モータ１３の発生
する付加トルクに対応する。図７における操舵入力トル
クＴｉと操舵出力トルクＴｏとの関係に示すように、検
知された操舵入力トルクＴｉが大きくなる程に、操舵出
力トルクＴｏが大きくなるように、その駆動制御電流値
は定められる。また、そのモータの駆動制御電流値は検
知された車速によっても変化する。すなわち、低速Ｖ１
状態では操舵出力トルクＴｏを大きくして車両の旋回性
を向上し、高速Ｖ２状態では操舵出力トルクＴｏを小さ
くして高速走行時の安定性を向上する。その操舵入力ト
ルクＴｉと操舵出力トルクＴｏとの関係は、予め定めら
れてコントローラー５０に記憶される。

【００４０】次に、検知された操舵入力トルクＴｉに対
応する操舵出力トルクＴｏの設定時間内での変化が設定
値を超えたか否かにより、操舵の有無を判断し、その操
舵出力トルクＴｏの符号から操舵方向を判断する。その
検知された操舵入力トルクＴｉは、上記図７に示された
関係により操舵出力トルクＴｏに対応付けられる。上記
設定値は、予め定められてコントローラ５０に記憶され
る。なお、操舵出力トルクＴｏは、路面の凹凸等による
外乱の影響やトルクセンサ３に対する電気的ノイズの影
響によって多少は変動するため、その変動を除くフィル
ター回路をコントローラ５０は有する。その操舵方向に
おけるセンサ５３、５４、５５、５６からの障害物検知
信号により、車両Ａと障害物との衝突可能性を判断する
（ステップ３）。例えば、その操舵方向において予め定
めた一定距離内に障害物が検知された場合は衝突可能性
が有ると判断する。

【００４１】その衝突可能性が無い場合、ステップ２に
おいて演算したモータの駆動制御電流値をモータ１３に
印加することで操舵補助を行ない（ステップ４）、ステ
ップ１に戻る。

【００４２】ステップ３において衝突可能性が有ると判
断された場合、操舵状態を判定する（ステップ５）。後
述のように、その操舵状態として、検知した操舵入力ト
ルクＴｉに対応する操舵出力トルクＴｏに基づいて、操
舵の緊急度レベルを判定し、また、操舵の目的がカーブ
進入であるのか車線変更であるのかを判定し、さらに、
操舵が進路修正操舵か否かを判定する。

【００４３】その判定結果が、操舵の緊急度レベルが最
も高い「緊急」であるか、または、操舵の目的がカーブ
進入であるか、または、操舵が進路修正操舵であるか否
かを判断する（ステップ６）。その操舵の緊急度レベル
が「緊急」であるか、または、操舵の目的がカーブ進入
であるか、または、進路修正操舵である場合、操舵抑制
を行なうことなく操舵補助を行なう。

【００４４】その操舵の緊急度レベルが「緊急」でな
く、カーブ進入でなく、進路修正操舵でない場合、初期
操舵抑制時間ｔ１を設定する（ステップ７）。その初期
操舵抑制時間ｔ１は、操舵の緊急度レベルが高い程に短
くされ、低い程に長くされる。これは、操舵の緊急度レ
ベルが高い程に前方障害物回避の必要性が高いので、初
期操舵抑制時間ｔ１を短くすることで、前方障害物との
衝突のおそれを低くできるからである。一方、その緊急
度レベルが低い程に、前方障害物回避の必要性が低いこ
とから、初期操舵抑制時間ｔ１を長くしても、前方障害
物との衝突のおそれがないからである。また、初期操舵
抑制時間ｔ１を長くすることで、側方や後側方の障害物
との衝突回避の確度を向上できるからである。本実施形
態では、その初期操舵抑制時間ｔ１は操舵の緊急度レベ
ルに応じて３段階に設定され、その緊急度レベルが「ク
イック」の場合は最も短く設定され、「スロー」の場合
は最も長く設定され、「普通」の場合は「クイック」の
場合と「スロー」の場合の中間の長さに設定される。こ
の初期操舵抑制時間ｔ１の具体的な設定長さは実験によ
り求めることができる。

【００４５】しかる後に、操舵抑制を行なう（ステップ
８）。本実施形態では、操舵出力トルクＴｏが零になる
ように、操舵入力トルクＴｉに応じた付加トルクをモー
タ１３により発生させる。なお、操舵抑制中は、ボイス
アラーム５２により衝突の危険性を音声によりドライバ
ーに警告する。

【００４６】次に、その設定した初期操舵抑制時間ｔ１
が経過したか否かを判断する（ステップ９）。その初期
操舵抑制時間ｔ１が経過していなければ操舵抑制を継続
する。その初期操舵抑制時間ｔ１が経過したならば、操
舵抑制を解除するまでの時間に対応する終期操舵抑制時
間ｔ２を設定する（ステップ１０）。その終期操舵抑制
時間ｔ２は、操舵の開始時における上記緊急度レベルが
高い程に短く、低い程に長くされ、初期操舵抑制時間ｔ
１が短い程に短く、長い程に長くされ、初期操舵抑制時
間ｔ１経過時における操舵入力トルクＴｉが大きいほど
に短く、小さい程に長くされる。これは、その緊急度レ
ベルが高い程に、初期操舵抑制時間ｔ１が短い程に、初
期操舵抑制時間ｔ１経過時における操舵入力トルクＴｉ
が大きい程に、前方障害物回避の必要性が高いことか
ら、終期操舵抑制時間ｔ２を短くすることで、前方障害
物との衝突のおそれを低くできるからである。一方、そ
の緊急度レベルが低い程に、初期操舵抑制時間ｔ１が長
い程に、初期操舵抑制時間ｔ１経過時における操舵入力
トルクＴｉが小さい程に、前方障害物回避の必要性が低
いことから、終期操舵抑制時間ｔ２を長くしても、前方
障害物との衝突のおそれがないからである。また、終期
操舵抑制時間ｔ２を長くすることで、側方や後側方の障
害物との衝突回避の確度を向上できるからである。この
終期操舵抑制時間ｔ２の具体的な設定長さは実験によっ
て求めることができる。

【００４７】その初期操舵抑制時間ｔ１経過時における
操舵入力トルクＴｉに応じて終期操舵抑制時間ｔ２を設
定することで、その操舵抑制時間の総設定長さは、その
操舵抑制途中の操舵入力トルクＴｉの大きさに対応す
る。これにより、操舵抑制中における緊急度レベルの変
化に対応することができる。すなわち、操舵抑制中に操
舵の緊急度が増加した場合、例えば、図８に示すよう
に、自車両Ａの後側方に他車両Ｃがあるために操舵抑制
を行なっている初期操舵抑制時間ｔ１内に、前方に障害
物Ｂが突然現れたような場合、ドライバーは操舵抑制に
逆らって操舵入力トルクＴｉを増加させる。この場合、
その初期操舵抑制時間ｔ１の経過時、すなわち操舵抑制
途中における操舵入力トルクＴ１は、緊急度レベルが変
化しない場合に比べて増加する。これにより、操舵抑制
中に緊急度レベルが増加した場合は、終期操舵抑制時間
ｔ２を短くし、操舵抑制を短時間で解除し、付加トルク
Ｔａを操舵補助力として付与して操舵出力トルクＴｏを
発生させ、前方障害物Ｂの回避を行なうことができる。
また、操舵抑制中に操舵の緊急度が減少した場合、例え
ば前方障害物がなくなったような場合、ドライバーは操
舵入力トルクＴｉを減少させる。この場合、その初期操
舵抑制時間ｔ１の経過時における操舵入力トルクＴ１
は、緊急度レベルが変化しない場合に比べて減少する。
これにより、操舵抑制中に緊急度レベルが減少した場合
は、終期操舵抑制時間ｔ２を長くし、操舵抑制の解除ま
での時間を長くし、側方や後側方の障害物との衝突回避
の確度を向上できる。

【００４８】次に、その設定した終期操舵抑制時間ｔ２
が経過したか否かを判断する（ステップ１１）。その終
期操舵抑制時間ｔ２が経過していなければ操舵抑制を継
続する。その終期操舵抑制時間ｔ２が経過したならば、
操舵抑制を解除し（ステップ１２）、ステップ１に戻
る。

【００４９】図６は、上記操舵状態の判定手順を示すフ
ローチャートである。

【００５０】まず、操舵開始から設定時間内における操
舵出力トルクＴｏの変化量に対応する緊急度レベルと、
その設定時間経過時点の操舵出力トルクＴｏの変化加速
度に対応する緊急度レベルとが一致するか否かを判断す
る（ステップ１０１）。この判断のため、コントローラ
５０は、その設定時間の経過時に、時系列に読み込んだ
操舵入力トルクＴｉから、操舵開始時の操舵出力トルク
Ｔｏと設定時間経過時の操舵出力トルクＴｏとの差を演
算することで、その操舵出力トルクＴｏの変化量を求
め、また、その設定時間経過時点の操舵出力トルクＴｏ
の２階微分値に対応する変化加速度を演算する。

【００５１】その判断の結果、両緊急度レベルが一致す
る時は、その緊急度レベルを仮の判定結果とし（ステッ
プ１０２）、両緊急度レベルが一致しない時は、その変
化加速度に対応する緊急度レベルを仮の判定結果とする
（ステップ１０３）。

【００５２】次に、各仮の判定結果による緊急度レベル
が、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍か否かを
判断する（ステップ１０４）。

【００５３】その判断の結果、仮の判定結果による緊急
度レベルが、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍
でなければ、その仮の判定結果による緊急度レベルを判
定結果とする（ステップ１０５）。

【００５４】その判断の結果、仮の判定結果による緊急
度レベルが、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍
であれば、操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）経
過時点の操舵出力トルクＴｏが、その後の設定時間（例
えば０．４秒）内に減少するか否かを判断する（ステッ
プ１０６）。この判断のために、コントローラ５０は、
操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）の経過時に、
時系列に読み込んだ操舵入力トルクＴｉから、操舵開始
から設定時間（例えば０．１秒）経過時点の操舵出力ト
ルクＴｏを求め、さらに、その操舵開始から設定時間
（例えば０．１秒）経過時点の操舵出力トルクＴｏの変
化加速度の変化速度に基づき、その後の設定時間（例え
ば０．４秒）経過時点の操舵出力トルクＴｏを演算す
る。

【００５５】その判断の結果、その後の設定時間内に操
舵出力トルクＴｏが減少しなければ、２つの緊急度レベ
ルの中の高い方の緊急度レベルを判定結果とし（ステッ
プ１０７）、その後の設定時間内に操舵出力トルクＴｏ
が減少すれば、２つの緊急度レベルの中の低い方の緊急
度レベルを判定結果とする（ステップ１０８）。

【００５６】次に、判定結果の緊急度レベルが「普通」
と「スロー」との境界以下か否か、すなわち、その操舵
出力トルクＴｏの変化加速度が略零の閾値以下か否かを
判断する（ステップ１０９）。

【００５７】その操舵出力トルクＴｏの変化加速度が閾
値以下であれば、その後の設定時間（例えば０．１秒）
内の操舵出力トルクＴｏの変化加速度を、操舵開始から
設定時間（例えば０．１秒）経過時点の操舵出力トルク
Ｔｏの変化加速度の変化速度に基づき演算し、その後の
変化加速度が減少するか否かを判断し（ステップ１１
０）、減少する場合は操舵の目的は車線変更であると判
定し（ステップ１１１）、減少しない場合は操舵の目的
はカーブ進入であると判定する（ステップ１１２）。

【００５８】その操舵出力トルクＴｏの変化加速度が閾
値以下でなければ、その変化加速度が、その後の設定時
間（例えば０．１秒）内に減少するか否かを判断する
（ステップ１１３）。減少する場合、操舵の目的はカー
ブ進入であると判定する。減少しない場合、操舵の目的
は車線変更であると判定する（ステップ１１１）。

【００５９】次に、その操舵が進路修正操舵が否かの判
定を行なう（ステップ１１４）。例えば、操舵出力トル
クＴｏの設定時間内での左右一方への操舵による変化量
が、設定値を超えた後に、操舵出力トルクＴｏの設定時
間内での左右他方への操舵による変化量が、設定値を超
えた場合は、進路修正操舵であると判定する。あるい
は、コントローラ５０により操舵出力トルクＴｏを一定
時間間隔毎に積分し、その積分された値の設定時間内で
の左右一方への操舵による変化量が、設定値を超えた後
に、その積分された値の前記設定時間内での左右他方へ
の操舵による変化量が、設定値を超えた場合は、進路修
正操舵であると判定する。

【００６０】図９は、上記構成を備えた自車両Ａの右後
方に他車両Ｃを追従させ、図中右方に進行している状態
を示す。この状態で、センサにより他車両Ｃを検知でき
る位置において、「クイック」以下の緊急度レベルで車
線変更のための操舵を行なった。この場合は、操舵入力
トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵抑制トルク
として発生し、操舵出力トルクＴｏは変化しない。しか
る後に、自車両Ａと他車両Ｃとの距離を大きくし、他車
両Ｃをセンサにより検知できない位置において、「クイ
ック」以下の緊急度レベルで車線変更のための操舵を行
なった。この場合は、操舵入力トルクＴｉに対応する付
加トルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、操舵抑制
はなされない。

【００６１】図１０の（１）は、上記構成を備えた自車
両Ａの右後方に他車両Ｃを追従させ、図中右方に進行し
ている状態を示す。この状態で、センサにより他車両Ｃ
を検知している位置において、前方障害物Ｂを避けるた
めに「緊急」の緊急度レベルで車線変更のための操舵を
行なった。この場合は、操舵入力トルクＴｉに対応する
付加トルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、操舵抑
制はなされなかった。もし、この場合に従来の操舵抑制
制御を行なうと、図１０の（２）に示すように、操舵入
力トルクＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵抑制トル
クとして発生し、操舵出力トルクＴｏは変化しないた
め、自車両Ａと障害物Ｂとが衝突するおそれがある。

【００６２】図１１の（１）は、上記構成を備えた自車
両Ａの内側方の他車両Ｃをセンサにより検知できる位置
において、カーブ進入のための操舵を行なった状態を示
す。この場合は、操舵入力トルクＴｉに対応する付加ト
ルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、操舵抑制はな
されなかった。もし、この場合に従来の操舵抑制制御を
行なうと、図１１の（２）に示すように、操舵入力トル
クＴｉに対応する付加トルクＴａが操舵抑制トルクとし
て発生し、操舵出力トルクＴｏは変化しないため、自車
両Ａはカーブ進入ができない。

【００６３】図１２の（１）は、上記構成を備えた自車
両Ａにより前方の他車両Ｃを追い越し、その他車両Ｃを
センサにより検知できる位置において進路修正操舵を行
なった状態を示す。この場合、操舵入力トルクＴｉに対
応する付加トルクＴａが操舵補助トルクとして発生し、
操舵抑制はなされなかった。もし、この場合に従来の操
舵抑制制御を行なうと、図１２の（２）に示すように、
進路修正操舵の当初は操舵入力トルクＴｉに対応する付
加トルクＴａが操舵抑制トルクとして発生し、操舵出力
トルクＴｏは変化せず、自車両Ａと他車両Ｃとが離れる
までは操舵補助がなされないため、変更後の車線に追従
するのが遅れてしまう。

【００６４】上記実施形態によれば、操舵出力トルクＴ
ｏに基づいて操舵の有無を判断して操舵抑制の開始時点
が定められ、その操舵抑制トルクとして発生する付加ト
ルクＴａは、操舵出力トルクＴｏが予め定められた所定
値となるように定められ、操舵抑制時間は操舵出力トル
クＴｏの変化に基づき定まる緊急度レベルに対応して定
められる。すなわち、操舵出力トルクＴｏに基づいて操
舵抑制の制御が行なわれる。これにより、その操舵抑制
を、自車両Ａの挙動変化に基づいて制御できることにな
る。その車両の挙動変化は、操舵入力トルクＴｉと付加
トルクとの和に対応するので、操舵入力トルクＴｉの変
動は付加トルクの変化により相殺される。よって、操舵
出力トルクＴｏに対する路面の凹凸等による外乱の影響
や、トルクセンサ３に対する電気的ノイズの影響は、操
舵入力トルクＴｉに対する場合に比べて小さい。また、
車速に応じて操舵補助トルクを変化させる制御を行なう
場合の、車速に応じた操舵入力トルクＴｉの立ち上がり
特性の相違や、アシストゲインや位相補償ゲインに応じ
た操舵入力トルクＴｉの立ち上がり特性の相違も、付加
トルクの変化により相殺される。よって、操舵出力トル
クＴｏに基づいて操舵抑制を制御することで、操舵の有
無を正確に判断でき、適正な操舵抑制が阻害されるのを
防止できる。また、操舵出力トルクＴｏは、自車両Ａの
挙動変化に対応する他の特性、例えば舵角やヨーレート
等に比べて、位相が進んでいるので、自車両Ａの挙動変
化を早期に検知でき、制御系の応答性を向上することが
できる。また、操舵補助のために検知する値を操舵出力
トルクＴｏに対応する値として検知できるので、車両の
挙動変化を検知するための専用のセンサ、例えば、ラッ
ク７が操舵用車輪８に作用させる軸方向力センサ等、を
設ける必要がなく、構成を複雑化することなく低コスト
化を図ることができる。

【００６５】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、操舵出力トルクに対応する値として、上記
実施形態では操舵入力トルクを検知したが、これに代え
て操舵入力トルクと、モータ１３の駆動制御値を時系列
に検知してもよい。この場合、上記図７に示したような
操舵入力トルクと操舵出力トルクとの関係に代えて、モ
ータ１３の駆動制御電流値と操舵入力トルクとの予め定
めた関係をコントローラ５０に記憶する。操舵補助を行
なう場合は、検知した操舵入力トルクに、その記憶した
関係により対応付けられる駆動制御電流値によって、そ
のモータ１３を駆動する。これにより、その検知した操
舵入力トルクと駆動制御電流値とに操舵出力トルクが対
応付けられる。

【００６６】また、操舵の緊急度レベルは４段階に分類
するものに限定されず、３段階以下でもよいし、５段階
以上でもよい。さらに、操舵の緊急度レベルは、操舵時
に車両に作用する横方向加速度に応じて分類してもよ
い。

【００６７】また、操舵補助や操舵抑制の方法は特に限
定されない。例えば、油圧により操舵補助力や操舵抑制
力を発生させてもよい。また、操舵補助力や操舵抑制力
の大きさも、適正な操舵補助や操舵抑制を行なえる限り
特に限定されない。

【００６８】

【発明の効果】本発明の車両の操舵装置によれば、進路
修正操舵による車両の車線への追従が操舵抑制により阻
害されるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車線変更時に１ｍを移動するのに要する時間
と、設定時間における操舵出力トルクの変化量との関係
を示す図

【図２】車線変更時に１ｍを移動するのに要する時間
と、設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加速度と
の関係を示す図

【図３】設定時間における操舵出力トルクの変化量と、
設定時間経過時点の操舵出力トルクの変化加速度との関
係を示す図

【図４】本発明の実施形態の車両の構成説明図

【図５】本発明の実施形態の操舵装置の制御手順を示す
フローチャート

【図６】本発明の実施形態の操舵状態判定手順を示すフ
ローチャート

【図７】操舵入力トルクと操舵出力トルクとの関係を示
す図

【図８】本発明の実施形態の操舵抑制作用の説明図

【図９】本発明の実施形態の操舵状態判定を行なった場
合の作用説明図

【図１０】（１）は本発明の実施形態の緊急度レベルか
否かの操舵状態判定を行なった場合の作用説明図、
（２）は緊急度レベルか否かの操舵状態判定を行なわな
かった場合の作用説明図

【図１１】（１）は本発明の実施形態のカーブ進入か否
かの操舵状態判定を行なった場合の作用説明図、（２）
はカーブ進入か否かの操舵状態判定を行なわなかった場
合の作用説明図

【図１２】（１）は本発明の実施形態の進路修正操舵か
否かの操舵状態判定を行なった場合の作用説明図、
（２）は進路修正操舵か否かの操舵状態判定を行なわな
かった場合の作用説明図

【図１３】従来の操舵装置の問題点の説明図

【図１４】（１）は車線変更時の操舵出力トルクの時間
変化パターンを示す図、（２）はカーブ通過時の操舵出
力トルクの時間変化パターンを示す図

【符号の説明】

Ａ車両１パワーステアリング装置３トルクセンサ１３モータ５０コントローラ５３、５４、５５、５６障害物検知センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】障害物との衝突可能性に基づいて操舵を
抑制可能な車両の操舵装置において、操舵の目的が進路修正操舵か否かを判定する手段を備
え、操舵の目的が進路修正操舵である場合は操舵抑制を解除
可能な車両の操舵装置。
【請求項２】操舵出力トルクに対応する値を時系列に
検知する手段を備え、その検知された値に対応する操舵出力トルクの設定時間
内での左右一方への操舵による変化量が、設定値を超え
た後に、その検知された値に対応する操舵出力トルクの
前記設定時間内での左右他方への操舵による変化量が、
設定値を超えた場合に、操舵の目的は進路修正操舵であ
ると判定する請求項１に記載の車両の操舵装置。
【請求項３】操舵出力トルクに対応する値を時系列に
検知する手段と、その検知された値に対応する操舵出力トルクを一定時間
間隔毎に積分する手段とを備え、その積分された値の設定時間内での左右一方への操舵に
よる変化量が、設定値を超えた後に、その積分された値
の前記設定時間内での左右他方への操舵による変化量
が、設定値を超えた場合に、操舵の目的は進路修正操舵
であると判定する請求項１に記載の車両の操舵装置。