JPH09277945A - パワーステアリング装置 - Google Patents

パワーステアリング装置

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JPH09277945A
JPH09277945A JP12099696A JP12099696A JPH09277945A JP H09277945 A JPH09277945 A JP H09277945A JP 12099696 A JP12099696 A JP 12099696A JP 12099696 A JP12099696 A JP 12099696A JP H09277945 A JPH09277945 A JP H09277945A
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JP
Japan
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steering
torque
control value
steering torque
detected
Prior art date
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Pending
Application number
JP12099696A
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English (en)
Inventor
Tomoyasu Kada
友保 嘉田
Yoshihiro Goto
嘉宏 後藤
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵フィーリングを低下させることなく操舵
抑制を行なうことができるパワーステアリング装置を提
供する。 【解決手段】 検知された操舵トルクに応じた制御値に
よって操舵補助力発生用のアクチュエータを制御する。
操舵方向における操舵抑制原因の発生時に、操舵補助を
行なった後に操舵補助力を漸次減少させるように、その
制御値を変化させる。

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、
他車両やガードレール等の障害物に衝突するのを防止で
きるパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーンチェンジ等の際に車両が側方や後
側方の障害物と衝突するのを防止することを目的とし
て、車両と障害物との衝突可能性に基づき操舵抑制を行
なうパワーステアリング装置が提案されている。例え
ば、車両の後側方における他車両の検知時に、操舵しよ
うとする方向とは逆方向に操舵力を作用させることで、
操舵抑制を行なって障害物の存在をドライバーに認識さ
せるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのような操舵抑制
は、トルクセンサにより操舵トルクを検知し、その操舵
トルクに応じた制御値によって操舵補助力発生用モータ
を制御するパワーステアリング装置において、障害物と
の衝突可能性の発生時に、ステアリングホイールの舵角
を維持できるように、検知された操舵トルクに比例する
操舵抑制力を作用させるように制御値を変化させること
で行なえる。
【0004】すなわち、図5に示す比較例は、操舵トル
クと操舵補助力発生用モータの制御値に対応するモータ
電流との関係を示すもので、操舵補助を行なう場合は図
中直線Aで示すように、操舵トルクに比例してモータ電
流を増加させ、操舵抑制を行なう場合は図中直線Bで示
すように、操舵トルクに比例してモータ電流を減少させ
ればよい。
【0005】しかし、障害物との衝突可能性の発生と同
時に、操舵しようとする方向とは逆方向に操舵抑制力を
作用させた場合、ドライバーにショックを与えることに
なる。そのため、ドライバーは違和感を感じ、操舵フィ
ーリングが低下するという問題がある。
【0006】本発明は、上記課題を解決することのでき
るパワーステアリング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】本発明のパワーステアリ
ング装置は、操舵トルクを検知する手段と、検知された
操舵トルクに応じた制御値によって操舵補助力発生用の
アクチュエータを制御する手段と、操舵方向における操
舵抑制原因の有無を判断する手段と、操舵抑制原因発生
時に、操舵補助を行なった後に操舵補助力を漸次減少さ
せるように前記制御値を変化させることを特徴とする。
その操舵方向における操舵抑制原因の有無を判断する手
段として、操舵方向において検知される障害物と車両と
の衝突可能性の有無を判断する手段を用いることができ
る。
【0008】本発明の構成によれば、操舵抑制原因の発
生時に、操舵補助を行なった後に操舵補助力を漸次減少
させるので、ドライバーにショックを与えることなく操
舵抑制を行なうことができる。これにより、操舵抑制に
際してドライバーは違和感を感じることがなく、操舵フ
ィーリングが低下するのを防止できる。
【0009】本発明において、操舵抑制原因発生時に、
検知された操舵トルクが設定値以下の場合は、その操舵
トルクに応じた制御値によって操舵補助を行ない、検知
された操舵トルクが設定値を超過する場合は、その操舵
トルクが設定値の時の制御値をその超過量に応じて変化
させて操舵補助力を漸次減少させるのが好ましい。これ
により、障害物に向かう操舵トルクが大きくなる程に操
舵抑制力を大きくできるので、ドライバーに違和感を与
えることなく早期に障害物の存在を認識させることがで
きる。
【0010】さらに、操舵抑制原因発生時に、検知され
た操舵トルクの設定値からの超過量が設定量を超える場
合は、検知された操舵トルクに比例する操舵抑制力を作
用させるように制御値を変化させるのが好ましい。これ
により、最終的にステアリングホイールの舵角が増加す
ることなく維持されるように操舵抑制を行なうことがで
きる。
【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】図1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10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
出力軸4はユニバーサルジョイント5を介してピニオン
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10の操舵がなされ
る。
【0013】その出力軸4の外周にベベルギヤ12が嵌
合され、このベベルギヤ12に噛み合うベベルギヤ15
が、操舵補助用モータ(アクチュエータ)13により回
転駆動される。
【0014】そのトルクセンサ3は、その入力軸2から
出力軸4へ伝達する操舵トルクを出力するもので、公知
の構成のものを用いることができる。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ー
50に接続される。そのコントローラー50に、上記モ
ータ13、車速検知センサ51、および車両10に取り
付けられた複数の障害物検知センサ53、54、55、
56が接続される。それら障害物検知センサ53、5
4、55、56は、例えば、車両10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
トローラー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。
【0015】上記コントローラー50の制御プログラム
に基づく制御手順を、図2に示すフローチャートを参照
して説明する。
【0016】まず、トルクセンサ3、車速検知センサ5
1および障害物検知センサ53、54、55、56から
の信号を読み込む(ステップ1)。次に、操舵補助用モ
ータ13の駆動電流に対応する制御値Iを演算する(ス
テップ2)。その制御値Iは、検知された操舵トルクT
に応じたものであり、操舵トルクTが大きくなる程に大
きな操舵補助力を発生するように定められる。本実施形
態では、その制御値Iは検知された車速によっても変化
し、低速状態では操舵補助力を大きくして車両の旋回性
を向上し、高速状態では操舵補助力を小さくして高速走
行時の安定性を向上する。
【0017】次に、検知された操舵トルクTから操舵方
向を判断し、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10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。
【0018】その衝突可能性が無い場合、ステップ2に
おいて演算した制御値Iを出力してモータ13により操
舵補助を行ない(ステップ4)、ステップ1に戻る。
【0019】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、検知された操舵トルクTが設定値Tb以
上か否かを判断する(ステップ5)。その設定値Tb
は、障害物との衝突のおそれのない範囲よりも大きくな
ることがなく、かつ、ドライバーにステアリングホイー
ルHの操作の際の遊び感を与えることができる範囲より
も小さくなることのない値とすることができる。この設
定値Tbは実験により予め定めることができる。その設
定値Tbは、車速によって異なる値にしてもよい。ま
た、検知された操舵トルクTが設定値Tb以上か否か
を、操舵トルクTに対応する制御値Iのオフセット値F
からの偏差が設定値以上か否かにより判断してもよい。
そのオフセット値Fは、衝突可能性が有ると判断された
直前におけるモータ13の制御値であって、直進走行時
にあっては零であり、コーナリング時にあっては車速や
舵角に応じた値になる。例えば、コントローラー50に
より制御値Iを一定時間間隔(例えば10ミリ秒間隔)
で記憶し、衝突可能性が有ると判断された直前の記憶値
をオフセット値Fとしたり、衝突可能性が有ると判断さ
れた直前の複数の記憶値の平均値をオフセット値Fとす
ることができる。これにより、そのオフセット値Fを基
準として操舵抑制を行ない、走行状態に応じた最適な操
舵抑制を行なうことができる。すなわち、操舵トルクT
が同一であってもコーナリング時における操舵抑制の程
度を直進時における操舵抑制の程度と同じにすると、操
舵抑制の程度が大きくなり過ぎるが、オフセット値Fを
基準として操舵抑制を行なうことで、操舵抑制の程度を
最適なものにできる。
【0020】ステップ5において、検知された操舵トル
クTが設定値Tb以下であれば、ステップ2において演
算した制御値Iを出力し、モータ13により操舵補助を
行ない(ステップ4)、ステップ1に戻る。
【0021】ステップ5において、検知された操舵トル
クTが設定値Tbを超える場合、検知された操舵トルク
Tの設定値Tbからの超過量(T−Tb)が設定量δT
を超えるか否かを判断する(ステップ6)。その設定量
δTは、車速の関数としてもよい。
【0022】ステップ6において、検知された操舵トル
クTの設定値Tbからの超過量が設定量δTを超えない
場合、操舵補助力を漸次減少させるように制御値Iを変
化させる(ステップ7)。すなわち、その操舵トルクT
が設定値Tbの時の制御値Ibを、その超過量(T−T
b)に応じて変化させる。例えば、その変化後の制御値
をI′とする場合、I′=Ib−(T−Tb)/uによ
り求める。そのuは正数であり、操舵トルクTや車速の
関数であってもよい。
【0023】その変化後の制御値I′を出力し、モータ
13を駆動し(ステップ8)、ステップ1に戻る。これ
により、操舵補助力を漸次減少させることで操舵抑制を
行なうことができる。
【0024】ステップ6において、検知された操舵トル
クTの設定値Tbからの超過量が設定量δTを超える場
合、検知された操舵トルクTに比例する操舵抑制力を作
用させるように制御値Iを変化させる(ステップ9)。
例えば、その変化後の制御値をI″とする場合、I″=
F−〔(I−F)/a〕により求める。そのFは上記オ
フセット値であり、そのaは正数であり、車速の関数で
あってもよい。
【0025】その変化後の制御値I″を出力し、モータ
13により操舵抑制を行ない(ステップ10)、ステッ
プ1に戻る。これにより、ステアリングホイールHの舵
角が増加することなく維持されるように操舵抑制を行な
うことができる。
【0026】図3における直線Aは、操舵補助を行なう
場合の操舵トルクTと制御値Iに対応するモータ電流と
の関係を示すもので、操舵トルクTに比例して制御値I
が増加する。図3における直線Dは、操舵抑制を行なう
場合の操舵トルクTと制御値Iに対応するモータ電流と
の関係を示す。この図示の例においては、車両直進時に
おいて操舵トルクTがTaの時に障害物との衝突可能性
が発生する。検知された操舵トルクTが設定値Tb以下
の場合は、操舵トルクTに比例してモータ電流が増加し
て操舵補助を行なう。操舵トルクTが設定値Tbを超過
する場合は、その操舵トルクTが設定値Tbの時の制御
値Ibを、上記I′=Ib−(T−Tb)/uの関係を
用いて、その超過量(T−Tb)に応じて変化させる。
これにより、その超過量(T−Tb)に比例して操舵補
助力を漸次減少させる。また、制御値I′が零になるT
=Tcから、T=TdまではI′よりも減少割合を大き
くしている。そして、操舵トルクTの設定値Tbからの
超過量(T−Tb)が設定量δT=(Td−Tb)を超
える場合は、検知された操舵トルクTに比例する操舵抑
制力を作用させるように制御値Iを、上記I″=F−
〔(I−F)/a〕の関係を用いて変化させている。
【0027】図4における直線Aは、操舵補助を行なう
場合の操舵トルクTと制御値Iに対応するモータ電流と
の関係を示すもので、操舵トルクTに比例して制御値I
が増加する。図4における直線Eは、操舵抑制を行なう
場合の操舵トルクTと制御値Iに対応するモータ電流と
の関係を示すもので、この図示の例においては、車両旋
回時において操舵トルクTがTaの時に障害物との衝突
可能性が発生する。検知された操舵トルクTが設定値T
b以下の場合は、操舵トルクTに比例してモータ電流が
増加して操舵補助を行なう。操舵トルクTが設定値Tb
を超過する場合は、その操舵トルクTが設定値Tbの時
の制御値Ibを、上記I=Ib−(T−Tb)/uの関
係を用いて、その超過量(T−Tb)に応じて変化させ
る。これにより、その超過量(T−Tb)に比例して操
舵補助力を漸次減少させる。そして、操舵トルクTの設
定値Tbからの超過量(T−Tb)が設定量δT=(T
d−Tb)を超える場合は、検知された操舵トルクTに
比例する操舵抑制力を作用させるように制御値Iを、上
記I″=F−〔(I−F)/a〕の関係を用いて変化さ
せている。
【0028】上記構成のパワーステアリング装置によれ
ば、操舵抑制原因として障害物との衝突可能性の発生時
に、操舵補助を行なった後に操舵補助力を漸次減少させ
るので、ドライバーにショックを与えることなく操舵抑
制を行なうことができる。これにより、操舵抑制に際し
てドライバーは違和感を感じることがなく、操舵フィー
リングが低下するのを防止できる。また、障害物に向か
う操舵トルクが大きくなる程に操舵抑制力を大きくでき
るので、ドライバーに違和感を与えることなく早期に障
害物の存在を認識させることができる。さらに、最終的
にステアリングホイールHの舵角が増加することなく維
持されるように操舵抑制を行なうことができ、確実に障
害物との衝突を防止できる。
【0029】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、障害物の検知手段は特に限定されず、例え
ば、CCDカメラによる車両周囲の映像を画像処理する
ことで、車両に接近する障害物の有無を検知するように
してもよい。また、操舵方向の検知手段も特に限定され
ず、例えば、ウィンカの操作信号により検知してもよ
い。
【0030】
【発明の効果】本発明のパワーステアリング装置によれ
ば、操舵フィーリングを低下させることなく操舵抑制を
行なうことができ、さらに、可及的速やかに障害物の存
在をドライバーに認識させ、最終的にステアリングホイ
ールの舵角を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の
構成説明図
【図2】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の
制御手順を示すフローチャート
【図3】本発明の実施形態のパワーステアリング装置に
おいて、車両直進時に操舵抑制を行なう場合の操舵トル
クとモータ電流との関係を示す図
【図4】本発明の実施形態のパワーステアリング装置に
おいて、車両旋回時に操舵抑制を行なう場合の操舵トル
クとモータ電流との関係を示す図
【図5】比較例のパワーステアリング装置における操舵
トルクとモータ電流との関係を示す図
【符号の説明】
1 パワーステアリング装置 3 トルクセンサ 10 車両 13 モータ(アクチュエータ) 50 コントローラー 53、54、55、56 障害物検知センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵トルクを検知する手段と、 検知された操舵トルクに応じた制御値によって操舵補助
    力発生用のアクチュエータを制御する手段と、 操舵方向における操舵抑制原因の有無を判断する手段
    と、 操舵抑制原因発生時に、操舵補助を行なった後に操舵補
    助力を漸次減少させるように前記制御値を変化させるこ
    とを特徴とするパワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 操舵抑制原因発生時に、検知された操舵
    トルクが設定値以下の場合は、その操舵トルクに応じた
    制御値によって操舵補助を行ない、検知された操舵トル
    クが設定値を超過する場合は、その操舵トルクが設定値
    の時の制御値をその超過量に応じて変化させて操舵補助
    力を漸次減少させる請求項1に記載のパワーステアリン
    グ装置。
  3. 【請求項3】 操舵抑制原因発生時に、検知された操舵
    トルクの設定値からの超過量が設定量を超える場合は、
    検知された操舵トルクに比例する操舵抑制力を作用させ
    るように制御値を変化させる請求項2に記載のパワース
    テアリング装置。
JP12099696A 1996-04-17 1996-04-17 パワーステアリング装置 Pending JPH09277945A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008168905A (ja) * 2008-03-28 2008-07-24 Toyota Motor Corp 車両逸脱防止装置
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