JP3626283B2 - Vehicle steering device - Google Patents

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Description

【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】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
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】
従来、その操舵抑制の強度はドライバーの特性を考慮することなく一義的に設定され、例えば、操舵入力トルクの大きさに釣り合う大きさとされていた。
【０００４】
しかし、そのように操舵抑制の強度をドライバーの特性を考慮することなく設定すると、力が比較的強いドライバーや、荒っぽい運転をするため操舵を比較的急激に行なうドライバーに対して充分な操舵抑制を行なうことができなかったり、逆に、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーに対して操舵抑制の強度が過大になるという問題がある。
【０００５】
また、そのような操舵抑制を行なうため、操舵入力トルクに基づき操舵の有無を検知することが行なわれている。従来、その操舵の有無は、操舵開始から設定時間内における操舵入力トルクの変化量が、設定量よりも大きいか否かにより判定していた。その設定時間は、操舵抑制を迅速に行なうために可及的に短くする必要がある。
【０００６】
しかし、操舵開始から短時間内での操舵入力トルクの変化量のみからは、操舵の緊急度レベルを正確に判定することができない。例えば、側方や後側方の障害物よりも危険性の大きな前方障害物を回避する場合、操舵の緊急度レベルは非常に高くなる。
【０００７】
そのため、図１３の（２）に示すように、自車両Ａの前方に障害物Ｂが存在するにも拘らず、後側方に他車両Ｃがあるために操舵抑制を行なってしまい、前方障害物Ｂを回避できなくなるおそれがある。なお、図１３の（２）は、自車両Ａと他車両Ｃは図中右方に進行している状態を示す。
【０００８】
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高価になる。
【０００９】
また、自車両の周囲環境の変化から危険度を求め、その危険度に応じて操舵制御モードを自動モードや半自動モード等に切り換えるものが提案されている（特開平７‐４７９６７号公報）。しかし、周囲環境の検知等が必要になるため、システムが大がかりになり、非常に高価なものになる。
【００１０】
さらに、操舵抑制中における緊急度レベルの変化、例えば前方障害物が突然現れる等の事態に、従来の技術は何ら対応していなかった。
【００１１】
本発明は上記従来技術に鑑み、ドライバーの特性に応じて操舵抑制の強度設定を行なえ、また、ドライバーの特性に応じて操舵の緊急度レベルを適切に判定して操舵抑制を行なえる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、その検知した値に基づいて操舵の緊急度レベルを判定する操舵状態判定手段と、その緊急度レベルに応じて操舵抑制時間を設定する手段と、その緊急度レベルの判定基準となる操舵出力トルクに対応する値の設定を、ドライバーの特性に応じて変更可能な手段とを備えることを特徴とする。
これにより、操舵出力トルクに基づく操舵の緊急度レベルに応じて操舵抑制時間を設定することで、前方障害物の検知センサを設けることなく、前方障害物を回避できる。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、操舵抑制時間を短くすることで、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、操舵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く、操舵抑制時間を長くしても、前方障害物との衝突のおそれがないからである。また、操舵の緊急度レベルが低い程に操舵抑制時間を長くすることで、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。
その緊急度レベルの判定基準となる操舵出力トルクに対応する値の設定を、ドライバーの特性に応じて変更することにより、その緊急度レベルをドライバーの特性に応じて適切に判断することができる。すなわち、力が比較的強いドライバーや、荒っぽい運転をするため操舵を比較的急激に行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を高くし、一方、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を低くすることができる。
【００１４】
本発明においては、操舵入力トルクを時系列に検知する手段を備え、その操舵抑制時間の設定長さは、その操舵抑制途中の操舵入力トルクの大きさとドライバーの特性とに対応するのが好ましい。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は、ドライバーは操舵抑制に逆らって操舵入力トルクを増加させるので、操舵抑制途中の操舵入力トルクは、緊急度レベルが変化しない場合に比べて増加する。また、その操舵入力トルクの増加程度はドライバーの特性に応じて異なる。よって、操舵抑制中に緊急度レベルが増加した場合は、操舵抑制を短時間で解除することで、前方障害物の回避を行なうことができる。
一方、操舵抑制中に操舵の緊急度が減少した場合は、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を減少させるので、その操舵抑制途中における操舵入力トルクは、緊急度レベルが変化しない場合に比べて減少する。また、その操舵入力トルクの減少程度はドライバーの特性に応じて異なる。よって、操舵抑制中に緊急度レベルが減少した場合は、操舵抑制の解除までの時間を長くすることで、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。
また、その操舵抑制中に操舵の緊急度レベルが変化した場合の操舵入力トルクの増減はドライバーの特性により異なることから、力が比較的強いドライバーや、荒っぽい運転をするため操舵を比較的急激に行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を高くし、一方、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を低くすることで、その緊急度レベルの変化をドライバー特性に対応して適切に判断し、その操舵抑制時間をドライバー特性に対応して適切に設定できる。
【００１５】
本発明の操舵状態判定手段は、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する手段と、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、その緊急度レベルとの予め定めた対応関係を記憶する手段と、前記検知した値に対応する操舵出力トルクの前記設定時間内における変化量に対応する緊急度レベルと、その検知した値に対応する操舵出力トルクの前記設定時間経過時点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手段とを有し、その判断結果に基づき操舵の緊急度レベルを判定するのが好ましい。
【００１６】
これにより、その判断の結果、両緊急度レベルが一致し、且つ、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍でなければ、その緊急度レベルを判定結果とすることができる。また、その判断の結果、両緊急度レベルが一致せず、且つ、その変化加速度に対応する緊急度レベルが２つの緊急度レベルの境界または境界近傍でなければ、その変化加速度に対応する緊急度レベルを判定結果とすることができる。また、その判断の結果、その変化加速度に対応する緊急度レベルが２つの緊急度レベルの境界または境界近傍である場合に、操舵開始から設定時間経過時点の操舵出力トルクが、その後の設定時間内に増加するか減少するかを判断する手段を備え、その操舵出力トルクが、その後の設定時間内に増加すれば、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、その後の設定時間内に減少すれば、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ことができる。
また、その検知した値に対応する操舵出力トルクの前記設定時間経過時点の変化加速度が、予め設定した閾値以下であるか否かを判断する手段と、その操舵出力トルクの変化加速度が閾値以下である場合に、その変化加速度が、その後の設定時間内に減少するか否かを判断する手段と、その操舵出力トルクの変化加速度が閾値以下でない場合に、その変化加速度が、その後の設定時間内に減少するか否かを判断する手段とを備えることで、その操舵出力トルクの変化加速度が閾値以下である場合に、その変化加速度が、その後の設定時間内に減少すれば操舵の目的は車線変更であると判定し、減少しなければ操舵の目的はカーブ進入であると判定し、その操舵出力トルクの変化加速度が閾値以下でない場合に、その変化加速度が、その後の設定時間内に減少すれば操舵の目的はカーブ進入であると判定し、減少しなければ操舵の目的は車線変更であると判定することができる。
【００１７】
その操舵状態判定手段による緊急度レベルの判定は、以下の知見に基づくものである。
【００１８】
まず、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、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１は、その実験結果を示す。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を判定でき、さらに、操舵の目的を判定できる。
【００３９】
本発明において、そのドライバーの特性として、操舵出力トルクの絶対値の最大値、操舵出力トルクの変化加速度の絶対値の最大値、および、操舵入力トルクの絶対値の最大値の中の少なくとも一つに対応するドライバー特性レベルの強弱を求める手段を備えるのが好ましい。
これにより、緊急度レベルの境界の判定基準である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が、力が比較的強いドライバーや、操舵を比較的急激に行なうドライバーでは高くされ、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーでは低くされる。
【００４０】
【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。
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。
【００４１】
そのラック７の一部はボールスクリュー２１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。
【００４２】
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。
【００４３】
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５１、車両Ａに取り付けられた複数の障害物検知センサ５３、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。
【００４４】
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。
【００４５】
また、そのコントローラ５０は、ドライバーの特性に対応する値として、操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値、操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値の最大値、および、操舵入力トルクＴｉの絶対値の最大値を記憶する。これらの値は、力が比較的強いドライバーや、荒っぽい運転をするドライバーでは大きくなり、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーでは小さくなる。
【００４６】
例えば、以下の表１に示すように、操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐの上限値Ｐ１と下限値Ｐ２との間の何れかの値と、操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値の最大値Ｑの上限値Ｑ１と下限値Ｑ２との間の何れかの値と、操舵入力トルクＴｉの絶対値の最大値Ｒの上限値Ｒ１と下限値Ｒ２との間の何れかの値とが、それぞれ、ドライバーの特性レベルの強弱に対応して記憶される。その上限値Ｐ１、Ｑ１、Ｒ１と下限値Ｐ２、Ｑ２、Ｒ２は、特性の異なるドライバーによる実験によって求めればよい。
なお、その操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐ、操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値の最大値Ｑ、および、操舵入力トルクＴｉの絶対値の最大値Ｒは、後述のようにドライバーの実際の操舵に基づき更新されるが、初期設定値として、ドライバーの特性レベルが最も弱い場合に対応する下限値Ｐ２、Ｑ２、Ｒ２が記憶される。
【００４７】
また、そのドライバー特性レベルの強弱は、緊急度レベルの判定基準と、操舵抑制強度に対応するものとされる。すなわち、ドライバー特性レベルが強い程に、緊急度レベルの判定基準が高く、操舵抑制強度が大きくされ、力が比較的強いドライバーや、操舵を比較的急激に行なうドライバーでは、「緊急」、「クイック」、「普通」、「スロー」の緊急度レベルの境界の判定基準である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が高くされ、また、操舵抑制のためにモータ１３により付加されるトルクが大きくされる。逆に、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーでは、その判定基準である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が低くされ、モータ１３による付加トルクが小さくされる。
その緊急度レベルの境界の判定基準である操舵出力トルクの変化量とドライバー特性レベルとの対応関係、その緊急度レベルの境界の判定基準である操舵出力トルクの変化加速度とドライバー特性レベルとの対応関係、その操舵抑制強度とドライバー特性レベルとの対応関係が、それぞれコントローラ５０に記憶される。各対応関係は、特性の異なるドライバーによる実験によって求めればよい。
【００４８】
【表１】

Figure 0003626283
【００４９】
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９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
まず、トルクセンサ３、車速検知センサ５１、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）。
【００５１】
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１０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。
【００５２】
次に、その障害物検知センサ５３、５４、５５、５６からの障害物検知信号により、車両Ａから予め定めた一定距離内に、近接車両等の障害物が検知されたか否かを判断する（ステップ３）。
【００５３】
ステップ３において障害物が検知された場合、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、定常走行中か否か、すなわち、略一定舵角での走行中か否かを判断する（ステップ４）。その設定時間と設定値は、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定常状態であっても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。
【００５４】
ステップ４において定常走行中であると判断された後に、操舵入力トルクＴｉに対応する操舵出力トルクＴｏの上記設定時間内での変化が設定値を超えることで操舵が開始された場合、その操舵出力トルクＴｏの符号から操舵方向が検知障害物の方向か否か、すなわち車両Ａと障害物との衝突可能性の有無を判断する（ステップ５）。
【００５５】
ステップ５において操舵方向が検知障害物の方向である場合、すなわち衝突可能性がある場合、操舵状態として操舵の緊急度レベルを、検知した操舵入力トルクに対応する操舵出力トルクに基づいて判定する（ステップ６）。
【００５６】
その操舵の緊急度レベルの判定手順を図８のフローチャートに示す。
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。
【００５７】
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）。
【００５８】
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）。
【００５９】
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）。
【００６０】
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。
【００６１】
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）。
【００６２】
ステップ３において一定距離内の障害物が検知されない場合、あるいは、ステップ５において操舵方向が検知障害物の方向でない場合、障害物との衝突可能性はないので操舵抑制の必要はない。また、ステップ６における操舵の緊急度レベルの判定結果が最も高い「緊急」である場合、前方障害物との衝突可能性があるので操舵抑制の必要はない。これらの場合、記憶された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐを超える操舵出力トルクＴｏが求められた否か、すなわち、その最大値Ｐを更新するか否かを判断する（ステップ７）。
【００６３】
ステップ７において記憶された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐを更新しない場合、記憶された操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値の最大値Ｑを超える操舵出力トルクＴｏの変化加速度が求められた否か、すなわち、その最大値Ｑを更新するか否かを判断する（ステップ８）。
【００６４】
ステップ８において記憶された操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値Ｑの最大値を更新しない場合、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う（ステップ９）。しかる後にステップ１に戻る。
【００６５】
ステップ７において記憶された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐを更新する場合、あるいは、ステップ８において記憶された操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値の最大値Ｑを更新する場合、その更新された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐ、あるいは、操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値の最大値Ｑに対応するドライバー特性レベルの強度が、記憶されたドライバー特性レベルの強度を超えるか否か、すなわち、ドライバー特性レベルを更新するか否かを判断する（ステップ１０）。
【００６６】
ステップ１０においてドライバー特性レベルを更新する場合は、緊急度レベルの判定基準の設定、および、操舵抑制強度の設定を変更する（ステップ１１）。すなわち、「緊急」、「クイック」、「普通」、「スロー」の緊急度レベルの境界の判定基準である操舵出力トルクＴｏの変化量と、操舵出力トルクＴｏの変化加速度と、操舵抑制のためにモータ１３により付加されるトルクの各値を、その更新されたドライバー特性レベルに対応付けられた値に変更する。その設定変更の後に上記ステップ９において操舵補助を行なう。ステップ１０においてドライバー特性レベルを更新しない場合は、そのままステップ９において操舵補助を行なう。
【００６７】
上記ステップ４において定常走行状態ではないと判断された場合、すなわち、操舵中である場合、その操舵出力トルクＴｏの符号から操舵方向が検知障害物の方向か否か、すなわち車両Ａと障害物との衝突可能性の有無を判断する（ステップ１２）。
【００６８】
ステップ１２において操舵方向が検知障害物の方向である場合、すなわち衝突可能性がある場合、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、操舵状態として操舵が進路修正操舵か否かを判定する（ステップ１３）。
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。
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１６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１６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。上記判定は、その進路修正操舵の開始時点の認識に基づくものである。
【００６９】
そのステップ１３において進路修正操舵ではないと判定された場合、すなわち衝突可能性がある場合、上記ステップ６において緊急度レベルを判定する。
【００７０】
そのステップ６における操舵の緊急度レベルの判定結果が最も高い「緊急」でない場合、操舵状態として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する（ステップ１４）。
【００７１】
その操舵目的がカーブ進入であるのか車線変更であるのかの判定手順を図９のフローチャートに示す。
【００７２】
まず、そのステップ６における操舵の緊急度レベルの判定結果が、「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２０１）。
【００７３】
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２０２）、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２０３）、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２０４）。
【００７４】
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２０５）。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。
【００７５】
ステップ１４において操舵の目的がカーブ進入ではなく車線変更であると判定された場合、操舵抑制を行なうために初期操舵抑制時間ｔ１を設定する（ステップ１５）。
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。
【００７６】
しかる後に、操舵抑制を行なう（ステップ１６）。この操舵抑制は、操舵入力トルクＴｉと逆符号の付加トルクをモータ１３により発生させることで行なう。その操舵抑制のための付加トルクの絶対値は、操舵入力トルクＴｉの絶対値に応じて変化し、また、ドライバー特性レベルの強弱に応じて変化するものとされる。例えば、ドライバー特性レベルが最強の場合の操舵抑制は、操舵出力トルクＴｏが零になるように操舵入力トルクＴｉに釣り合う付加トルクが定められ、ドライバー特性レベルが弱くなるに従い、操舵入力トルクＴｉに対する付加トルクの比が小さくされる。これにより、その操舵抑制の程度は、操舵入力トルクＴｉが大きくドライバー特性レベルが強い程に大きくなり、逆に、操舵入力トルクＴｉが小さくドライバー特性レベルが弱い程に小さくなる。
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。
【００７７】
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１７）。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１８）。
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ｔ１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。
【００７８】
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１１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。
その緊急度レベルの判定基準は、上記のようにドライバー特性レベルに対応するので、操舵抑制時間の設定長さを、その操舵抑制途中の操舵入力トルクＴｉの大きさと、ドライバー特性レベルとに応じて適切に定めることができることになる。
【００７９】
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１９）。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する（ステップ２０）。
【００８０】
その操舵抑制を解除したならば、記憶された操舵入力トルクＴｉの絶対値の最大値Ｒを超える操舵入力トルクＴｉが求められた否か、すなわち、その最大値Ｒを更新するか否かを判断する（ステップ２１）。
【００８１】
ステップ２１において記憶された操舵入力トルクＴｉの絶対値Ｒの最大値を更新しない場合、ステップ９において操舵補助を行なう。ステップ２１において記憶された操舵入力トルクＴｉの絶対値の最大値Ｒを更新する場合、ステップ１０において、その更新された操舵入力トルクＴｉの絶対値の最大値Ｒに対応するドライバー特性レベルの強度が、記憶されたドライバー特性レベルの強度を超えるか否か、すなわち、ドライバー特性レベルを更新するか否かを判断する。ドライバー特性レベルを更新する場合はステップ１１において緊急度レベルの判定基準の設定、および、操舵抑制強度の設定を変更し、更新しない場合はステップ９において操舵補助を行なう。
【００８２】
ステップ１２において操舵方向が検知障害物の方向でない場合、あるいは、ステップ１３において進路修正操舵であると判定された場合、すなわち衝突可能性がない場合、記憶された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐを超える操舵出力トルクＴｏが求められた否か、すなわち、その最大値Ｐを更新するか否かを判断する（ステップ２２）。
【００８３】
ステップ２２において記憶された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐを更新しない場合、ステップ９において操舵補助を行なう。ステップ２２において記憶された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐを更新する場合、ステップ１０において、その更新された操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値Ｐに対応するドライバー特性レベルの強度が、記憶されたドライバー特性レベルの強度を超えるか否か、すなわち、ドライバー特性レベルを更新するか否かを判断する。ドライバー特性レベルを更新する場合はステップ１１において緊急度レベルの判定基準の設定、および、操舵抑制強度の設定を変更し、更新しない場合はステップ９において操舵補助を行なう。
【００８４】
図１２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。
【００８５】
図１３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１３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。
【００８６】
図１４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１４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。
【００８７】
図１５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１５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。
【００８８】
上記実施形態によれば、操舵出力トルクＴｏ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Ｔａ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。
【００８９】
また、力が比較的強いドライバーや、荒っぽい運転をするため操舵を比較的急激に行なうドライバーに対しては操舵抑制の強度を強くし、一方、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーに対しては操舵抑制の強度を弱くすることができ、ドライバーの特性に応じた適切な強度の操舵抑制を行なうことができる。
また、その緊急度レベルの判定基準となる操舵出力トルクＴｏの変化量や、操舵出力トルクＴｏの変化加速度の設定を、ドライバーの特性に応じて変更することにより、その緊急度レベルをドライバーの特性に応じて適切に判断することができる。すなわち、力が比較的強いドライバーや、荒っぽい運転をするため操舵を比較的急激に行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を高くし、一方、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を低くすることができる。
また、その操舵抑制中に操舵の緊急度レベルが変化した場合の操舵入力トルクＴｉの増減はドライバーの特性により異なることから、力が比較的強いドライバーや、荒っぽい運転をするため操舵を比較的急激に行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を高くし、一方、力が比較的弱いドライバーや、操舵を比較的緩やかに行なうドライバーでは、その緊急度レベルの境界の判定基準を低くすることで、その緊急度レベルの変化をドライバー特性に対応して適切に判断し、その操舵抑制時間をドライバー特性に対応して適切に設定できる。
すなわち、ドライバーの特性レベルの強弱に応じて、操舵の緊急度レベルを判定し、操舵抑制の強度を制御し、操舵抑制時間を制御できるので、操舵抑制の制御をドライバーの特性に応じて適切に行なうことができる。
【００９０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、ドライバー特性レベルの強弱に対応する値として、実際の車両運転時に操舵出力トルクＴｏの絶対値の最大値、操舵出力トルクＴｏの変化加速度の絶対値の最大値、および、操舵入力トルクＴｉの絶対値の最大値を求め、その求めた値に応じて緊急度レベルの判定基準の設定、および、操舵抑制強度の設定を変更したが、これに代えて、実際の車両運転を開始する前に、停車状態でドライバー特性レベルの強弱に対応する値を求め、その求めた値に応じて緊急度レベルの判定基準の設定、および、操舵抑制強度の設定を変更してもよい。
すなわち、図１７のフローチャートに示すように、先ず、車両に搭載した液晶表示装置等にチェックモード表示を行なう（ステップ３０１）。このチェックモード表示は、現在ドライバー特性レベルをチェックするモードである旨をドライバーに認識させるための文章等の表示であり、例えば、「現在ドライバー特性レベルのチェックモードです」といった表示を行なう。次に、入力指示を行なう（ステップ３０２）。この入力指示は、ドライバー特性レベルの強弱を検知するために必要な操舵入力をドライバーに指示するためのものであり、例えば、「できるだけ大きな力で、できるだけ素早く、ステアリングホイールを回転させて下さい」といった表示を行なう。次に、その指示にしたがい入力された操舵入力トルクの絶対値を、ドライバー特性レベルの強弱に対応する値として読み込み、コントローラ５０に記憶する。次に、その記憶した値に応じて緊急度レベルの判定基準の設定、および、操舵抑制強度の設定を変更する（ステップ３０４）。
【００９１】
また、ドライバー特性レベルの強弱に対応する値を変更可能なボリューム摘みを設け、その摘みの操作によりドライバー特性レベルの強弱の設定をドライバー自身により変更可能とし、その設定変更に応じて緊急度レベルの判定基準の設定、および、操舵抑制強度の設定を変更可能としてもよい。
【００９２】
また、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１０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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の車両の操舵装置によれば、ドライバーの特性と操舵の緊急度レベルに応じて適切に操舵抑制を行なうことができ、さらに、操舵抑制中における緊急度レベルの変化にも適切に対応できる。
【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装置の制御手順を示すフローチャート
【図７】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８】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９】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１０】操舵入力トルクと操舵出力トルクとの関係を示す図
【図１１】本発明の実施形態の操舵抑制作用の説明図
【図１２】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１３】（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１４】（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１５】（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１６】（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
【図１７】本発明の変形例のドライバー特性レベルの検知手順を示すフローチャート
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering apparatus that can prevent a traveling vehicle from colliding with an obstacle such as another vehicle. In the present specification, the change acceleration of the steering output torque means a second-order differential value with respect to the time of the steering output torque, and the change speed of the change acceleration of the steering output torque means the change acceleration of the steering output torque. The derivative value with respect to time.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In order to prevent the vehicle from colliding with obstacles such as other vehicles on the side or rear side when changing lanes, etc., a sensor for detecting obstacles on the side or rear side is provided, A steering device that suppresses steering based on the possibility of collision between a vehicle and an obstacle has been proposed.
[0003]
Conventionally, the strength of the steering suppression is uniquely set without considering the characteristics of the driver, and is, for example, a magnitude commensurate with the magnitude of the steering input torque.
[0004]
However, if the steering suppression strength is set without taking the driver characteristics into consideration, sufficient steering suppression is achieved for a driver with relatively strong force and a driver who steers relatively suddenly for rough driving. There is a problem that the strength of the steering suppression becomes excessive for a driver who cannot perform or conversely has a relatively weak force and a driver who performs steering relatively slowly.
[0005]
Further, in order to perform such steering suppression, detection of the presence or absence of steering is performed based on the steering input torque. Conventionally, the presence or absence of the steering is determined by whether or not the amount of change in the steering input torque within a set time from the start of steering is larger than the set amount. The set time needs to be as short as possible in order to quickly suppress the steering.
[0006]
However, the urgent level of steering cannot be accurately determined only from the amount of change in the steering input torque within a short time from the start of steering. For example, when avoiding a front obstacle that is more dangerous than a side or rear side obstacle, the emergency level of steering becomes very high.
[0007]
Therefore, as shown in (2) of FIG. 13, although there is an obstacle B in front of the host vehicle A, the other vehicle C exists on the rear side, and thus steering suppression is performed. There is a possibility that the object B cannot be avoided. Note that (2) in FIG. 13 shows a state in which the host vehicle A and the other vehicle C are traveling rightward in the figure.
[0008]
Therefore, in addition to sensors that detect side and rear side obstacles, a sensor that detects front obstacles is provided, and control such as ignoring detection of side obstacles immediately after detection of front obstacles is performed. It is possible. However, in this case, a detection sensor for a front obstacle is indispensable, which is expensive.
[0009]
Further, there has been proposed a method in which a risk level is obtained from a change in the surrounding environment of the host vehicle and the steering control mode is switched to an automatic mode, a semi-automatic mode, or the like according to the risk level (Japanese Patent Laid-Open No. 7-47967). However, since the surrounding environment needs to be detected, the system becomes large and very expensive.
[0010]
Furthermore, the prior art has not dealt with a change in the urgency level during steering suppression, for example, a situation where a forward obstacle suddenly appears.
[0011]
In view of the above-described prior art, the present invention can set the strength of steering suppression according to the characteristics of the driver, and can also perform steering suppression by appropriately determining the emergency level of steering according to the characteristics of the driver. An object is to provide an apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventionIn a vehicle steering apparatus capable of suppressing steering based on the possibility of collision with an obstacle, means for detecting a value corresponding to the steering output torque in time series, and the emergency level of steering based on the detected value The steering state determination means for determining, the means for setting the steering suppression time according to the urgency level, and the setting of the value corresponding to the steering output torque that is the criterion for the urgency level are set according to the driver characteristics And a changeable means.
Thus, by setting the steering suppression time according to the steering emergency level based on the steering output torque, it is possible to avoid the front obstacle without providing a front obstacle detection sensor. This is because the higher the steering urgency level is, the higher the need for avoiding the front obstacle is, so that the risk of collision with the front obstacle can be reduced by shortening the steering suppression time. On the other hand, the lower the steering emergency level, the lower the need for avoiding the front obstacle, and even if the steering suppression time is lengthened, there is no possibility of collision with the front obstacle. Further, by increasing the steering suppression time as the steering emergency level is lower, it is possible to improve the accuracy of collision avoidance with side and rear side obstacles.
By changing the setting of the value corresponding to the steering output torque, which is the criterion for determining the urgency level, according to the driver characteristics, the urgency level can be appropriately determined according to the driver characteristics. In other words, a driver with relatively strong power or a driver who steers relatively suddenly for rough driving increases the criteria for the boundary of the urgency level. For a driver who performs relatively slowly, the criterion of the urgency level boundary can be lowered.
[0014]
In the present invention, it is preferable that a means for detecting the steering input torque in time series is provided, and the set length of the steering suppression time corresponds to the magnitude of the steering input torque during the steering suppression and the characteristics of the driver. Thereby, it is possible to cope with a change in the urgency level during steering suppression.
In other words, if the urgency level of steering increases during steering suppression, the driver increases the steering input torque against steering suppression, so the steering input torque during steering suppression is lower than when the urgency level does not change. To increase. Further, the degree of increase in the steering input torque varies depending on the driver characteristics. Therefore, when the urgency level increases during steering suppression, the front obstacle can be avoided by releasing the steering suppression in a short time.
On the other hand, if the urgency of steering decreases during steering suppression, for example, if there is no obstacle ahead, the driver decreases the steering input torque. Compared to the case where does not change. Further, the degree of decrease in the steering input torque varies depending on the driver characteristics. Therefore, when the urgency level decreases during steering suppression, it is possible to improve the accuracy of collision avoidance with obstacles on the side and rear side by increasing the time until cancellation of steering suppression.
In addition, the increase or decrease in steering input torque when the steering emergency level changes while the steering is suppressed varies depending on the driver's characteristics, so the driver is relatively strong and the steering is relatively abrupt for rough driving. For drivers who perform, the criteria for the boundary of the urgency level should be raised, while for drivers with relatively weak power and for drivers who steer relatively slowly, the criteria for the boundary of the urgency level should be lowered. Thus, it is possible to appropriately determine the change in the urgency level corresponding to the driver characteristics, and to appropriately set the steering suppression time corresponding to the driver characteristics.
[0015]
The steering state determination means of the present invention includes means for storing a predetermined correspondence between a change amount of the steering output torque within a set time from the start of steering and a steering emergency level, and a steering output at the time when the set time has elapsed. Means for storing a predetermined correspondence relationship between torque change acceleration and the urgency level; an urgency level corresponding to a change amount of the steering output torque corresponding to the detected value within the set time; and Means for determining whether or not the emergency output level corresponding to the change acceleration at the time when the set time elapses of the steering output torque corresponding to the detected value matches, and the emergency level of steering based on the determination result Is preferably determined.
[0016]
Accordingly, as a result of the determination, if the two urgency levels coincide with each other and are not the boundary between the two urgency levels or the vicinity of the boundary, the urgency level can be set as the determination result. Also, as a result of the determination, if both urgency levels do not match and the urgency level corresponding to the change acceleration is not at or near the boundary between the two urgency levels, the urgency corresponding to the change acceleration The level can be used as a determination result. Further, as a result of the determination, when the urgency level corresponding to the changed acceleration is at or near the boundary between the two urgency levels, the steering output torque at the time when the set time has elapsed from the start of steering is within the set time thereafter. Means for determining whether to increase or decrease, and if the steering output torque increases within the set time thereafter, the higher urgency level of the two urgency levels is taken as the determination result, and thereafter If it decreases within the set time, the lower of the two urgency levels can be used as the determination result.
Further, means for determining whether or not the change acceleration of the steering output torque corresponding to the detected value when the set time elapses is equal to or less than a preset threshold value, and the change acceleration of the steering output torque is equal to or less than the threshold value. In some cases, the means for determining whether or not the change acceleration decreases within the subsequent set time, and if the change acceleration of the steering output torque is not less than the threshold value, the change acceleration is within the subsequent set time. Means for determining whether or not the steering output torque decreases to a lane if the change acceleration of the steering output torque is less than or equal to a threshold value and the change acceleration decreases within a set time thereafter. If it is determined that the change is not changed and if the steering purpose is determined to be a curve approach, and the change acceleration of the steering output torque is not less than or equal to the threshold, the change acceleration is not The purpose of steering A decrease in time is determined as a curve entry, the purpose of steering to be reduced may be determined to be the lane change.
[0017]
The determination of the urgency level by the steering state determination means is based on the following knowledge.
[0018]
First, in the case of changing the lane, the relationship between the emergency level of steering and the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering was obtained by an experiment using a vehicle equipped with an electric power steering device. FIG. 1 shows the experimental results.
[0019]
The horizontal axis in FIG. 1 indicates the time (seconds) required to move the first 1 m when the lane change is 3.5 m in the horizontal direction at a vehicle speed of 50 km / hour. The shorter the time, the higher the urgency level.
[0020]
The vertical axis in FIG. 1 represents the change amount (N · m) of the steering output torque in the set time (0.1 seconds) from the start of steering. This steering output torque changes prior to the actual change of the wheel turning angle. As will be described later, the set time can be set within a range in which the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering can be associated with the emergency level of steering when standard steering is performed. It is preferable to set as short as possible.
[0021]
In FIG. 1, experimental result data are plotted with “●” and “Δ”. Data a to v indicated by “●” indicate the results of standard steering. Data α to ε indicated by “Δ” indicate the results of irregular steering. Here, the standard steering refers to steering performed naturally without intentionally changing the steering speed from the start to the end of the lane change. In addition, irregular steering means steering performed by consciously changing the steering speed at the beginning of lane change.
[0022]
From the standard steering data a to v shown in FIG. 1, when standard steering is performed at the time of lane change, the change amount of the steering output torque within the set time from the start of steering and the emergency level of steering are obtained. Can confirm the correspondence.
In this experiment, the steering emergency level is classified into four stages. That is, the data a to g are “urgent” having the highest urgency level, the data h and i are “quick” having the second urgency level, and the data j to s are “third” having the third urgency level “ The data “t” to “v” are classified into the boundary between “normal” and “slow” having the lowest urgency level.
[0023]
On the other hand, from the irregular steering data α to ε shown in FIG. 1, when irregular steering is performed at the time of lane change, the emergency level of steering and the amount of change in steering output torque within a set time from the start of steering are as follows: , It can be confirmed that there is no correspondence.
In other words, the data α should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but since the steering is intentionally performed only immediately after the start of the lane change, The amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “emergency”.
In addition, the data β should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but the steering at the normal speed is intentionally performed only immediately after the start of the lane change. Therefore, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “normal”.
The data γ and δ should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but the steering is relatively quick only after intentionally starting the lane change. Therefore, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “quick”.
The data ε should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change. However, the data ε is intentionally subjected to relatively gentle steering only immediately after the start of the lane change. Therefore, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as a boundary between “normal” and “slow”.
[0024]
Next, in the case of changing lanes, the relationship between the emergency level of steering and the change acceleration of the steering output torque when the set time (0.1 second) has elapsed since the start of steering is shown as a vehicle equipped with an electric power steering device. It was calculated | required by experiment using. FIG. 2 shows the experimental results. Each data of the experimental result of FIG. 2 corresponds to each data of the experimental result of FIG.
[0025]
The horizontal axis in FIG. 2 indicates the time required to move the first 1 m when the lane change is 3.5 m in the horizontal direction at a vehicle speed of 50 km / hour. The vertical axis in FIG. 2 indicates the change acceleration (N · m / s) of the steering output torque when 0.1 second has elapsed from the start of steering.2).
[0026]
In FIG. 2, the experimental result data is plotted with “●” as the result of standard steering as in FIG. 1, and with “Δ” as the result of irregular steering. a to v and α to ε correspond to the data codes in FIG.
[0027]
From the standard steering data a to v shown in FIG. 2, when standard steering is performed at the time of lane change, there is a correspondence between the steering emergency level and the change acceleration of the steering output torque. Can be confirmed.
That is, the data a to g are “urgent” having the highest urgency level, the data h and i are “quick” having the second urgency level, and the data j to s are “third” having the third urgency level “ The data “t” to “v” are classified into the boundary between “normal” and “slow” having the lowest urgency level. At the boundary between the level of urgency “normal” and “slow”, the change acceleration is zero.
[0028]
On the other hand, from the irregular steering data α to ε shown in FIG. 2, when irregular steering is performed at the time of lane change, the emergency level of steering does not necessarily correspond to the change acceleration of the steering output torque. I can confirm.
In other words, the data α should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but since the steering is intentionally performed only immediately after the start of the lane change, The urgency level corresponding to the change acceleration is classified into a boundary between “quick” and “normal”. In this data α, since the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “emergency”, the degree of the urgency level indicates the change acceleration of the steering output torque. The urgency level corresponding to is lower.
The data β should be classified as “quick” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, and the steering at a normal speed is intentionally performed only immediately after the start of the lane change. However, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is classified as “quick”. In this data β, since the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “normal”, the degree of the urgency level indicates the change acceleration of the steering output torque. The urgency level corresponding to is higher.
The data γ and δ should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, but the steering is relatively quick only after intentionally starting the lane change. Therefore, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is classified in the vicinity of the boundary between “normal” and “quick”. In this data γ, δ, the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as “quick”, so the degree of the urgency level is the level of the steering output torque. The urgency level corresponding to the change acceleration is lower.
Further, the data ε should be classified as “normal” from the urgency level corresponding to the time required for the lane change, and the steering is relatively gentle just after the start of the lane change intentionally. However, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is also classified as “normal”. In this data ε, the urgency level corresponding to the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering is classified as a boundary between “normal” and “slow”. The urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is higher.
[0029]
Next, the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque is changed for data k, o, n, ε, r, t, u, v close to the boundary between “normal” and “slow”. Taking into account the change rate of acceleration, the steering output torque at the set time (0.4 seconds) after the set time (0.1 seconds) from the start of steering was calculated. The further setting time is set as short as possible within a range in which the difference in the urgency level of each data k, o, n, ε, r, t, u, v can be identified as follows. Is preferred.
When the calculation result is compared with the steering output torque at the time when 0.1 second has elapsed from the start of steering, the data k, o, n, and ε having high urgency levels corresponding to the time required for lane change are indicated by arrows in FIG. As shown in FIG. 2, the steering output torque increases, and the data r, t, u, v having low urgency levels corresponding to the time required for lane change decrease as shown by the arrows in FIG.
In other words, when the steering emergency level is at or near the boundary between the two emergency levels, the steering output torque when the set time elapses from the start of steering increases after that, rather than when it decreases. Is expensive. In this specification, the region near the boundary of the emergency level of steering where this relationship is established is defined as the vicinity of the boundary of the emergency level, and the range from the specific boundary can be obtained by experiment.
[0030]
Next, in the case of entering a curve, a vehicle equipped with an electric power steering device is used to show the relationship between the amount of change in steering output torque within a set time from the start of steering and the change acceleration of steering output torque when the set time has elapsed. It was calculated | required by experiment using. FIG. 3 shows the experimental results.
[0031]
The horizontal axis in FIG. 3 indicates the amount of change in the steering output torque in 0.1 seconds from the start of steering for entering the curve when passing through a curve with a constant turning radius without deceleration at a vehicle speed of 50 km / hour ( N · m). The vertical axis indicates the change acceleration (10 N · m / s) of the steering output torque when the set time (0.1 second) has elapsed since the start of the steering.2).
[0032]
In FIG. 3, the data of the experimental results at the time of entering the curve are plotted with “●” and “□”. Data indicated by “●” indicates the result of standard steering. The data indicated by “□” indicates the result of irregular steering. Here, standard steering refers to steering that is naturally performed without intentionally changing the speed of steering when entering a curve. In addition, irregular steering means steering that consciously speeds up steering when entering a curve.
[0033]
FIG. 3 also shows the relationship between the change amount of the steering output torque within the set time from the start of steering and the change acceleration of the steering output torque when the set time elapses when the lane is changed. . As the data when the lane change is made, the data in which the steering emergency level is classified as “normal” is “○”, and the data classified as the boundary between “normal” and “slow” is “△” ".
[0034]
From the standard steering data shown in FIG. 3, it can be confirmed that when standard steering is performed when entering a curve, the change acceleration of the steering output torque is substantially zero or less. This is because, when trying to faithfully follow the lane at the beginning of the curve, the driver tries to keep the steering speed constant, or performs a correction steering that reduces the steering angle when the steering angle becomes excessive. Therefore, the substantially zero value of the change acceleration of the steering output torque becomes a threshold value for determining whether or not the purpose of steering is to enter the curve, and the threshold value can be experimentally set in advance.
[0035]
The curve approach data by the standard steering is the steering for the lane change from the amount of change of the steering output torque and the change acceleration of the steering output torque, and the urgency level is “normal” and “slow” The change acceleration is less than the threshold of approximately zero and cannot be distinguished from the data below the threshold.
Therefore, when the value after the set time (0.1 seconds) of the change acceleration of the steering output torque was obtained, it decreased monotonously when the lane was changed, but it was either sideways or monotonically increased when entering the curve. Met. The set time is made as short as possible within a range in which it is possible to identify whether the vehicle is entering a curve or changing lanes.
[0036]
On the other hand, from the irregular steering data shown in FIG. 3, when irregular steering is performed when entering a curve, that is, when the steering wheel is intentionally sharply cut at the beginning of steering, the steering output torque It can be confirmed that the change acceleration becomes larger than a substantially zero threshold.
[0037]
The data on the curve approach due to the irregular steering is the steering for the lane change and the urgency level is “normal” or more from the amount of change in the steering output torque and the change acceleration of the steering output torque. The change acceleration is indistinguishable from that exceeding a substantially zero threshold.
Therefore, when the increase / decrease of the change acceleration of the steering output torque within the subsequent set time is obtained, it does not decrease in the case of a lane change, but decreases in the case of a curve approach. This is because if the steering wheel is intentionally sharply cut in the case of a curve approach, a course correction steering is required thereafter. The set time is made as short as possible within a range in which it is possible to identify whether the vehicle is entering a curve or changing lanes.
[0038]
From the above, the amount of change in the steering output torque within the set time from the start of steering, the change acceleration of the steering output torque when the set time elapses, the steering output torque within the set time after the set time elapses from the start of steering The emergency level of steering can be determined based on the increase / decrease and the increase / decrease of the change acceleration of the steering output torque within the set time thereafter, and the purpose of steering can be determined.
[0039]
In the present invention, as the characteristics of the driver, at least one of the maximum value of the absolute value of the steering output torque, the maximum value of the absolute value of the change acceleration of the steering output torque, and the maximum value of the absolute value of the steering input torque It is preferable to provide a means for obtaining the strength of the driver characteristic level corresponding to.
As a result, the amount of change in the steering output torque, which is the criterion for determining the boundary of the urgency level, and the change acceleration of the steering output torque are increased for a driver with relatively strong force and a driver with relatively rapid steering. It is lowered for drivers who are relatively weak and drivers who steer relatively slowly.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A rack and pinion type electric power steering apparatus 1 shown in FIG. 4 includes an input shaft 2 connected to a steering wheel H of a vehicle A, and an output shaft 4 connected to the input shaft 2 via a torque sensor 3. Yes. The torque sensor 3 detects the steering input torque transmitted from the input shaft 2 to the output shaft 4 in time series. The output shaft 4 is connected to a pinion 6, and a steering wheel 8 is coupled to a rack 7 that meshes with the pinion 6. Thereby, the steering input torque is transmitted to the rack 7 via the steering wheel H, the input shaft 2, the torque sensor 3, the output shaft 4, and the pinion 6, and the vehicle A is steered by the movement of the rack 7.
[0041]
A part of the rack 7 is a ball screw 21, a gear is formed on the outer periphery of a ball nut 22 that meshes with the ball screw 21, and a drive gear 25 meshes with a gear 24 that meshes with the gear. The drive gear 25 is rotationally driven by a DC servo motor 13 which is an actuator for assisting steering and suppressing steering. Thereby, the additional torque generated by the motor 13 is transmitted to the rack 7.
[0042]
The sum of the value obtained by multiplying the steering gear torque from the steering wheel H to the rack 7 by the steering input torque and the value obtained by multiplying the reduction gear ratio from the output shaft of the motor 13 to the rack 7 by the output torque of the motor 13 is: Corresponds to the steering output torque. In the present embodiment, the steering input torque is detected by the torque sensor 3 as described above as a value corresponding to the steering output torque. From the relationship between the steering input torque and the steering output torque stored in the controller 50 described later, the steering output torque is associated with the steering input torque.
[0043]
The torque sensor 3 is connected to a controller 50 configured by a computer. The controller 50 is connected to the motor 13, the vehicle speed detection sensor 51, a plurality of obstacle detection sensors 53, 54, 55, 56 attached to the vehicle A, and a voice alarm 52. These obstacle detection sensors 53, 54, 55, and 56 detect obstacles on the left and right sides and the left and right rear sides of the vehicle A, for example, and transmit a radar wave such as a laser or an ultrasonic wave from the vehicle. And a radar wave receiver and an amplifier for the received radar wave, and the controller 50 calculates the distance to the obstacle from the time difference between the transmission and reception of the radar wave.
[0044]
The controller 50 stores a predetermined correspondence relationship between the amount of change in the steering output torque and the steering emergency level within a set time from the start of steering, and the change acceleration and the steering emergency level. A predetermined correspondence is stored. In the present embodiment, as described above, the urgency level in the stored correspondence relationship has four levels of “emergency”, “quick”, “normal”, and “slow”.
[0045]
Further, the controller 50 determines the maximum value of the absolute value of the steering output torque To, the maximum value of the absolute value of the change acceleration of the steering output torque To, and the absolute value of the steering input torque Ti as values corresponding to the characteristics of the driver. The maximum value of is memorized. These values increase for drivers with relatively strong power and drivers who drive rough, and decrease for drivers with relatively weak power and drivers with relatively slow steering.
[0046]
For example, as shown in Table 1 below, any value between the upper limit value P1 and the lower limit value P2 of the maximum value P of the absolute value of the steering output torque To and the absolute value of the change acceleration of the steering output torque To Any value between the upper limit value Q1 and the lower limit value Q2 of the maximum value Q of the engine, and any value between the upper limit value R1 and the lower limit value R2 of the maximum absolute value R of the steering input torque Ti Are stored in correspondence with the strength of the driver's characteristic level. The upper limit values P1, Q1, and R1 and the lower limit values P2, Q2, and R2 may be obtained by experiments with drivers having different characteristics.
The absolute value maximum value P of the steering output torque To, the maximum value Q of the absolute value of change acceleration of the steering output torque To, and the maximum value R of the absolute value of the steering input torque Ti are determined by the driver as will be described later. The lower limit values P2, Q2, and R2 corresponding to the case where the characteristic level of the driver is the weakest are stored as initial setting values.
[0047]
Further, the strength of the driver characteristic level corresponds to the criterion of the emergency level and the steering suppression strength. In other words, the stronger the driver characteristic level, the higher the criterion of urgency level, the greater the steering suppression strength, and the driver with relatively strong force and the driver that steers relatively quickly. The change amount of the steering output torque and the change acceleration of the steering output torque, which are criteria for determining the boundary between the urgency levels of “normal” and “slow”, are increased, and are added by the motor 13 to suppress steering. Torque is increased. Conversely, for a driver with relatively weak force or a driver that steers relatively slowly, the amount of change in the steering output torque, which is the criterion, and the change acceleration of the steering output torque are reduced, and the additional torque by the motor 13 is reduced. It is made smaller.
Correspondence between the amount of change in steering output torque, which is a criterion for determining the boundary between the urgency levels, and the driver characteristic level, and correspondence between the change acceleration in steering output torque, which is the criterion for determining the boundary between the urgency levels, and the driver characteristic level The relationship between the relationship and the steering suppression strength and the driver characteristic level is stored in the controller 50, respectively. Each correspondence may be obtained by an experiment with drivers having different characteristics.
[0048]
[Table 1]
Figure 0003626283
[0049]
The controller 50 performs the following steering assist control and steering suppression control by determining the emergency level of steering and the purpose of steering according to the stored control program. The control procedure will be described below with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0050]
First, signals from the torque sensor 3, the vehicle speed detection sensor 51, and the obstacle detection sensors 53, 54, 55, and 56 are read in time series (step 1).
[0051]
Next, the drive control current value of the motor 13 is calculated (step 2).
The drive control current value of the motor 13 corresponds to the additional torque generated by the motor 13. As shown in the relationship between the steering input torque Ti and the steering output torque To in FIG. 10, the drive control current value is determined so that the steering output torque To increases as the detected steering input torque Ti increases. It is done. Further, the drive control current value of the motor also changes depending on the detected vehicle speed. That is, in the low speed V1 state, the steering output torque To is increased to improve the turning performance of the vehicle, and in the high speed V2 state, the steering output torque To is decreased to improve the stability during high speed running. The relationship between the steering input torque Ti and the steering output torque To is determined in advance and stored in the controller 50.
[0052]
Next, based on the obstacle detection signals from the obstacle detection sensors 53, 54, 55, and 56, it is determined whether or not an obstacle such as a nearby vehicle has been detected within a predetermined distance from the vehicle A ( Step 3).
[0053]
If an obstacle is detected in step 3, whether or not the vehicle is in steady running, depending on whether or not the change in the set time of the steering output torque To corresponding to the detected steering input torque Ti exceeds the set value, that is, Then, it is determined whether or not the vehicle is traveling at a substantially constant rudder angle (step 4). The set time and set value are determined in advance and stored in the controller 50. The steering output torque To slightly varies even in a steady state due to the influence of disturbance due to road surface unevenness and the like and the influence of electrical noise on the torque sensor 3, and therefore the controller 50 has a filter circuit that excludes the fluctuation. .
[0054]
If it is determined in step 4 that the vehicle is in steady running, and the steering is started when the change in the steering output torque To corresponding to the steering input torque Ti within the set time exceeds the set value, the steering output It is determined from the sign of the torque To whether or not the steering direction is the direction of the detected obstacle, that is, whether or not there is a possibility of collision between the vehicle A and the obstacle (step 5).
[0055]
When the steering direction is the direction of the detected obstacle in Step 5, that is, when there is a possibility of collision, the emergency level of steering is determined as the steering state based on the steering output torque corresponding to the detected steering input torque ( Step 6).
[0056]
The procedure for determining the steering emergency level is shown in the flowchart of FIG.
First, whether or not the urgency level corresponding to the change amount of the steering output torque To within the set time from the start of steering matches the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque To when the set time has elapsed. Is determined (step 101).
For this determination, the controller 50 calculates the difference between the steering output torque To at the start of steering and the steering output torque To at the elapse of the set time from the steering input torque Ti read in time series when the set time elapses. Thus, the amount of change in the steering output torque To is obtained, and the change acceleration corresponding to the second-order differential value of the steering output torque To when the set time has elapsed is calculated.
[0057]
As a result of the determination, when both urgency levels match, the urgency level is set as a temporary determination result (step 102). When both urgency levels do not match, the urgency level corresponding to the change acceleration is set. A provisional determination result is set (step 103).
[0058]
Next, it is determined whether or not the urgency level based on each tentative determination result is at or near the boundary between the two urgency levels (step 104).
[0059]
As a result of the determination, if the urgency level based on the tentative determination result is not at or near the boundary between the two urgency levels, the urgency level based on the tentative determination result is set as the determination result (step 105).
[0060]
As a result of the determination, if the urgency level based on the tentative determination result is at or near the boundary between the two urgency levels, the steering output torque To when the set time (for example, 0.1 second) has elapsed since the start of steering is It is determined whether or not the time is reduced within a set time (for example, 0.4 seconds) (step 106).
For this determination, the controller 50 determines that a set time (for example, 0.1 second) has elapsed from the start of steering from the steering input torque Ti read in time series when a set time (for example, 0.1 second) has elapsed since the start of steering. The steering output torque To at the time is obtained, and further, the set time (for example, 0.4 seconds) thereafter is determined based on the change speed of the change acceleration of the steering output torque To when the set time (for example, 0.1 seconds) has elapsed since the start of the steering. ) Calculate the steering output torque To at the elapsed time.
[0061]
As a result of the determination, if the steering output torque To does not decrease within the subsequent set time, the higher emergency level of the two emergency levels is set as the determination result (step 107), and within the subsequent set time. If the steering output torque To decreases, the lower urgency level of the two urgency levels is set as the determination result (step 108).
[0062]
If an obstacle within a certain distance is not detected in step 3, or if the steering direction is not the direction of the detected obstacle in step 5, there is no possibility of collision with the obstacle, so there is no need to suppress steering. If the determination result of the steering emergency level in step 6 is “emergency”, there is a possibility of collision with a front obstacle, so there is no need to suppress steering. In these cases, it is determined whether or not the steering output torque To exceeding the maximum value P of the absolute value of the stored steering output torque To is obtained, that is, whether or not the maximum value P is updated (step 7). .
[0063]
When the maximum value P of the absolute value of the steering output torque To stored in step 7 is not updated, the change acceleration of the steering output torque To exceeding the maximum value Q of the absolute value of change acceleration of the stored steering output torque To is obtained. It is determined whether or not the maximum value Q is updated (step 8).
[0064]
When the maximum value Q of the change acceleration of the steering output torque To stored in step 8 is not updated, steering assist is performed by applying the motor drive control current value calculated in step 2 to the motor 13 (step 9). Then, return to step 1.
[0065]
When updating the maximum value P of the absolute value of the steering output torque To stored in Step 7, or when updating the maximum value Q of the absolute value of the change acceleration of the steering output torque To stored in Step 8, The strength of the driver characteristic level corresponding to the updated maximum value P of the absolute value of the steering output torque To or the maximum value Q of the absolute value of the change acceleration of the steering output torque To is the stored strength of the driver characteristic level. It is determined whether or not it exceeds, that is, whether or not the driver characteristic level is updated (step 10).
[0066]
When the driver characteristic level is updated in step 10, the setting of the criterion for determining the urgency level and the setting of the steering suppression strength are changed (step 11). That is, the amount of change in the steering output torque To, which is a criterion for determining the boundary between the emergency levels of “emergency”, “quick”, “normal”, and “slow”, the change acceleration of the steering output torque To, and the steering suppression Each value of the torque applied by the motor 13 is changed to a value associated with the updated driver characteristic level. After the setting change, steering assist is performed in step 9 described above. If the driver characteristic level is not updated in step 10, steering assistance is performed in step 9 as it is.
[0067]
When it is determined in step 4 that the vehicle is not in a steady running state, that is, when steering is in progress, whether the steering direction is the direction of the detected obstacle from the sign of the steering output torque To, that is, the vehicle A and the obstacle Whether or not there is a possibility of collision is determined (step 12).
[0068]
If the steering direction is the direction of the detected obstacle in step 12, that is, if there is a possibility of collision, whether or not the steering is the course correction steering based on the steering output torque To corresponding to the detected steering input torque Ti. Is determined (step 13).
For example, after the change due to steering to the left or right within the set time of the steering output torque To exceeds the set value, the change due to steering to the left or right within the set time of the steering output torque To changes the set value. When it exceeds, it determines with it being course correction steering. Alternatively, the steering output torque To is integrated at regular time intervals by the controller 50, and the integrated value is changed after the change due to steering to the left or right within the set time exceeds the set value. When the change due to the left / right steering within the set time exceeds a set value, it is determined that the course is corrected to the course.
This is based on the fact that it is possible to determine whether or not the purpose of steering is the course correction steering based on the time change pattern of the steering output torque. For example, (1) in FIG. 16 shows a time change pattern of the steering output torque To when the lane is changed, and the pattern becomes a substantially sinusoidal curve. In this case, the time point P1 at which the steering output torque To starts to decrease due to the leftward steering after the lane change to the right side becomes the start point of the course correction steering. Moreover, (2) of FIG. 16 shows the time change pattern of the steering output torque To when passing the curve. In this case, the time point P2 at which the steering output torque To starts to decrease due to leftward steering after entering the curve at the right turn is the start point of the course correction steering. In any case, after the change of the steering output torque for steering to the left and right ones occurs, the time points P1 and P2 when the change of the steering output torque for the steering to the left and right other side occurs are the start of the course correction steering. It is time. The above determination is based on recognition of the start time of the course correction steering.
[0069]
If it is determined in step 13 that the course is not route correction steering, that is, if there is a possibility of collision, the urgency level is determined in step 6 above.
[0070]
If the determination result of the emergency level of steering in step 6 is not “emergency”, which is the highest, it is determined whether the steering purpose is a curve approach or a lane change (step 14).
[0071]
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for determining whether the steering purpose is a curve approach or a lane change.
[0072]
First, whether or not the steering urgency level determination result in step 6 is below the boundary between “normal” and “slow”, that is, whether or not the change acceleration of the steering output torque To is below a substantially zero threshold. Is determined (step 201).
[0073]
If the change acceleration of the steering output torque To is less than or equal to the threshold value, the change acceleration of the steering output torque To within the subsequent set time (for example, 0.1 seconds) is elapsed for the set time (for example, 0.1 seconds). A calculation is made based on the change rate of the change acceleration of the steering output torque To at the time point, and it is determined whether or not the change acceleration thereafter decreases (step 202). If it decreases, it is determined that the purpose of the steering is a lane change. (Step 203), if not decreasing, it is determined that the purpose of steering is curve approach (Step 204).
[0074]
If the change acceleration of the steering output torque To is not less than or equal to the threshold value, it is determined whether or not the change acceleration decreases within a subsequent set time (for example, 0.1 second) (step 205). When it decreases, it is determined that the purpose of steering is curve approach. If it does not decrease, it is determined that the purpose of steering is lane change.
[0075]
When it is determined in step 14 that the purpose of steering is not a curve approach but a lane change, an initial steering suppression time t1 is set in order to suppress steering (step 15).
The initial steering suppression time t1 is shortened as the steering urgency level is higher, and is lengthened as it is lower. This is because the higher the steering urgency level is, the higher the necessity of avoiding the front obstacle is. Therefore, by shortening the initial steering suppression time t1, the risk of collision with the front obstacle can be reduced. On the other hand, the lower the urgency level is, the lower the need for avoiding a front obstacle is. Therefore, even if the initial steering suppression time t1 is increased, there is no possibility of a collision with a front obstacle. In addition, by increasing the initial steering suppression time t1, it is possible to improve the accuracy of collision avoidance with side and rear side obstacles.
In the present embodiment, the initial steering suppression time t1 is set in three stages according to the steering emergency level, and is set to the shortest when the emergency level is “quick”, and the longest when it is “slow”. In the case of “Normal”, it is set to an intermediate length between “Quick” and “Slow”. The specific set length of the initial steering suppression time t1 can be obtained by experiments.
[0076]
Thereafter, steering suppression is performed (step 16). This steering suppression is performed by causing the motor 13 to generate an additional torque having a sign opposite to that of the steering input torque Ti. The absolute value of the additional torque for suppressing the steering changes according to the absolute value of the steering input torque Ti, and also changes according to the strength of the driver characteristic level. For example, when the driver characteristic level is the strongest, the steering suppression is determined by adding an additional torque commensurate with the steering input torque Ti so that the steering output torque To becomes zero, and adding to the steering input torque Ti as the driver characteristic level becomes weaker. The torque ratio is reduced. Accordingly, the degree of steering suppression increases as the steering input torque Ti increases and the driver characteristic level increases, and conversely decreases as the steering input torque Ti decreases and the driver characteristic level decreases.
During steering suppression, the voice alarm 52 warns the driver of the danger of collision by voice.
[0077]
Next, it is determined whether or not the set initial steering suppression time t1 has elapsed (step 17). If the initial steering suppression time t1 has not elapsed, the steering suppression is continued. If the initial steering suppression time t1 has elapsed, the final steering suppression time t2 corresponding to the time until the steering suppression is canceled is set (step 18).
The final steering suppression time t2 is shorter as the urgency level at the start of steering is higher and shorter as it is lower. The initial steering suppression time t1 is shorter and shorter as the initial steering suppression time t1 is shorter. When the steering input torque Ti at the time t1 elapses, the shorter the steering input torque Ti is, the longer it is. This is because the higher the urgency level is, the shorter the initial steering suppression time t1, and the greater the steering input torque Ti when the initial steering suppression time t1 elapses, the higher the need for obstacle avoidance in front. This is because the risk of collision with a front obstacle can be reduced by shortening the final steering suppression time t2. On the other hand, the lower the urgency level, the longer the initial steering suppression time t1, and the smaller the steering input torque Ti at the time of the initial steering suppression time t1, the lower the need for obstacle avoidance ahead. This is because even if the final steering suppression time t2 is increased, there is no possibility of a collision with a front obstacle. Further, by increasing the final steering suppression time t2, it is possible to improve the accuracy of collision avoidance with side and rear side obstacles. The specific set length of the final steering suppression time t2 can be obtained by experiments.
[0078]
By setting the final steering suppression time t2 in accordance with the steering input torque Ti when the initial steering suppression time t1 has elapsed, the total set length of the steering suppression time is the magnitude of the steering input torque Ti during the steering suppression. Corresponding to Thereby, it is possible to cope with a change in the urgency level during steering suppression.
That is, when the urgency of steering increases during steering suppression, for example, as shown in FIG. 11, the initial steering suppression time t1 during which steering suppression is performed because there is another vehicle C behind the host vehicle A. In the case where an obstacle B suddenly appears in front, the driver increases the steering input torque Ti against steering suppression. In this case, the steering input torque T1 when the initial steering suppression time t1 has elapsed, that is, during steering suppression, increases compared to the case where the urgency level does not change. As a result, when the urgency level increases during steering suppression, the final steering suppression time t2 is shortened, the steering suppression is released in a short time, the additional torque Ta is applied as a steering assist force, and the steering output torque To is increased. Can be generated to avoid the front obstacle B.
Further, when the urgency of steering decreases during steering suppression, for example, when there is no front obstacle, the driver decreases the steering input torque Ti. In this case, the steering input torque T1 when the initial steering suppression time t1 has elapsed is reduced as compared with the case where the urgency level does not change. As a result, when the urgency level decreases during steering suppression, the final steering suppression time t2 is lengthened, the time until the steering suppression is released is lengthened, and collision avoidance with side and rear side obstacles is avoided. Accuracy can be improved.
Since the criterion for determining the urgency level corresponds to the driver characteristic level as described above, the set length of the steering suppression time depends on the magnitude of the steering input torque Ti during the steering suppression and the driver characteristic level. It can be determined appropriately.
[0079]
Next, it is determined whether or not the set final steering suppression time t2 has elapsed (step 19). If the final steering suppression time t2 has not elapsed, the steering suppression is continued. When the final steering suppression time t2 has elapsed, the steering suppression is released (step 20).
[0080]
If the steering suppression is canceled, it is determined whether or not the steering input torque Ti exceeding the maximum absolute value R of the stored steering input torque Ti is obtained, that is, whether or not the maximum value R is updated. (Step 21).
[0081]
If the maximum value of the absolute value R of the steering input torque Ti stored in step 21 is not updated, steering assist is performed in step 9. When the maximum value R of the absolute value of the steering input torque Ti stored in step 21 is updated, the strength of the driver characteristic level corresponding to the updated maximum value R of the absolute value of the steering input torque Ti is updated in step 10. It is determined whether or not the strength of the stored driver characteristic level is exceeded, that is, whether or not the driver characteristic level is updated. If the driver characteristic level is to be updated, the setting of the urgency level determination criterion and the steering suppression strength setting are changed in step 11, and if not updated, steering assist is performed in step 9.
[0082]
If the steering direction is not the direction of the detected obstacle in step 12, or if it is determined in step 13 that the course is corrected, that is, if there is no possibility of a collision, the maximum absolute value of the stored steering output torque To is maximum. It is determined whether or not the steering output torque To exceeding the value P is obtained, that is, whether or not the maximum value P is updated (step 22).
[0083]
If the absolute maximum value P of the steering output torque To stored in step 22 is not updated, steering assistance is performed in step 9. When the maximum value P of the absolute value of the steering output torque To stored in Step 22 is updated, the intensity of the driver characteristic level corresponding to the updated maximum value P of the absolute value of the steering output torque To is updated in Step 10. It is determined whether or not the strength of the stored driver characteristic level is exceeded, that is, whether or not the driver characteristic level is updated. If the driver characteristic level is to be updated, the setting of the urgency level determination criterion and the steering suppression strength setting are changed in step 11, and if not updated, steering assist is performed in step 9.
[0084]
FIG. 12 shows a state in which the other vehicle C is caused to follow the right rear of the host vehicle A having the above-described configuration and is traveling rightward in the drawing. In this state, steering for changing the lane was performed at an urgency level of “quick” or less at a position where the other vehicle C can be detected by the sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering suppression torque, and the steering output torque To does not change. Thereafter, the distance between the host vehicle A and the other vehicle C was increased, and steering for changing the lane was performed at an emergency level of “quick” or less at a position where the other vehicle C could not be detected by the sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed.
[0085]
(1) of FIG. 13 shows a state where the other vehicle C is made to follow the right rear of the host vehicle A having the above-described configuration and is traveling rightward in the drawing. In this state, in order to avoid the front obstacle B at the position where the other vehicle C is detected by the sensor, steering for changing the lane is performed at the emergency level of “emergency”. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed. If conventional steering suppression control is performed in this case, as shown in (2) of FIG. 13, an additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering suppression torque, and the steering output torque To does not change. For this reason, the host vehicle A and the obstacle B may collide.
[0086]
(1) of FIG. 14 shows a state in which steering for curve approach is performed at a position where the other vehicle C inside the own vehicle A having the above-described configuration can be detected by a sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed. If conventional steering suppression control is performed in this case, as shown in (2) of FIG. 14, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering suppression torque, and the steering output torque To does not change. Therefore, the own vehicle A cannot enter the curve.
[0087]
(1) of FIG. 15 shows a state in which the course correction steering is performed at a position where the host vehicle A having the above configuration passes the other vehicle C ahead and the other vehicle C can be detected by the sensor. In this case, the additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as the steering assist torque, and the steering is not suppressed. If conventional steering suppression control is performed in this case, an additional torque Ta corresponding to the steering input torque Ti is generated as steering suppression torque at the beginning of the course correction steering as shown in FIG. The output torque To does not change, and the steering assist is not performed until the own vehicle A and the other vehicle C are separated from each other, so that it is delayed to follow the changed lane.
[0088]
According to the above embodiment, the steering suppression start point is determined by determining the presence or absence of steering based on the steering output torque To, and the steering output torque To is predetermined as the additional torque Ta generated as the steering suppression torque. The steering suppression time is determined in accordance with the urgency level determined based on the change in the steering output torque To. That is, steering suppression control is performed based on the steering output torque To. Thereby, the steering suppression can be controlled based on the behavior change of the own vehicle A. Since the change in the behavior of the vehicle corresponds to the sum of the steering input torque Ti and the additional torque Ta, the change in the steering input torque Ti is offset by the change in the additional torque. Therefore, the influence of disturbance due to road surface unevenness or the like on the steering output torque To and the influence of electrical noise on the torque sensor 3 are smaller than those on the steering input torque Ti. Further, in the case of performing control to change the steering assist torque according to the vehicle speed, the difference in the rise characteristic of the steering input torque Ti according to the vehicle speed, and the rise characteristic of the steering input torque Ti according to the assist gain or the phase compensation gain The difference is also offset by a change in the additional torque. Therefore, by controlling the steering suppression based on the steering output torque To, it is possible to accurately determine the presence or absence of steering, and to prevent the appropriate steering suppression from being hindered. Further, since the steering output torque To is advanced in phase compared with other characteristics corresponding to the behavior change of the own vehicle A, such as the steering angle and the yaw rate, the behavior change of the own vehicle A can be detected at an early stage. The response of the control system can be improved. Further, since a value detected for assisting steering can be detected as a value corresponding to the steering output torque To, a dedicated sensor for detecting a change in the behavior of the vehicle, for example, an axis on which the rack 7 acts on the steering wheel 8 There is no need to provide a directional force sensor or the like, and the cost can be reduced without complicating the configuration.
[0089]
In addition, for drivers with relatively strong power and drivers that steer relatively quickly for rough driving, the strength of steering suppression is increased, while drivers with relatively weak power and steering are relatively gentle. Therefore, it is possible to weaken the steering suppression strength for the driver who performs the vehicle to the driver, and to perform the steering suppression with an appropriate strength according to the characteristics of the driver.
Further, by changing the change amount of the steering output torque To and the change acceleration of the steering output torque To, which are the criteria for determining the urgency level, according to the driver characteristics, the urgency level is changed to the driver characteristics. Judgment can be made appropriately according to the situation. In other words, a driver with relatively strong power or a driver who steers relatively suddenly for rough driving increases the criteria for the boundary of the urgency level. For a driver who performs relatively slowly, the criterion of the urgency level boundary can be lowered.
In addition, the increase or decrease of the steering input torque Ti when the steering emergency level changes while the steering is suppressed varies depending on the driver characteristics. Therefore, the driver is relatively strong and the steering is relatively abrupt for rough driving. For a driver who performs the same, the criterion for the urgency level boundary is increased. On the other hand, for a driver with relatively weak force and a driver who steers relatively slowly, the criterion for the urgency level boundary is decreased. Thus, it is possible to appropriately determine the change in the urgency level corresponding to the driver characteristics and appropriately set the steering suppression time corresponding to the driver characteristics.
In other words, it is possible to determine the emergency level of steering according to the strength level of the driver, control the steering suppression strength, and control the steering suppression time. Can be done.
[0090]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, the maximum value of the absolute value of the steering output torque To, the maximum value of the absolute value of the change acceleration of the steering output torque To during actual vehicle operation, and the value corresponding to the strength of the driver characteristic level, and The maximum absolute value of the steering input torque Ti is obtained, and the setting of the criterion for determining the urgency level and the setting of the steering suppression strength are changed according to the obtained value. Before starting the vehicle, a value corresponding to the strength of the driver characteristic level may be obtained while the vehicle is stopped, and the setting of the criterion of the emergency level and the setting of the steering suppression strength may be changed according to the obtained value. .
That is, as shown in the flowchart of FIG. 17, first, a check mode display is performed on a liquid crystal display device or the like mounted on the vehicle (step 301). This check mode display is a display of text or the like for causing the driver to recognize that it is a mode for checking the current driver characteristic level. Next, an input instruction is given (step 302). This input instruction is for instructing the driver the steering input necessary to detect the strength of the driver characteristic level. For example, "Please rotate the steering wheel as quickly as possible with as much force as possible." Display. Next, the absolute value of the steering input torque input according to the instruction is read as a value corresponding to the strength of the driver characteristic level and stored in the controller 50. Next, the setting of the determination criterion for the urgency level and the setting of the steering suppression strength are changed according to the stored value (step 304).
[0091]
In addition, a volume knob that can change the value corresponding to the strength of the driver characteristic level is provided, and the setting of the driver characteristic level can be changed by the driver himself by the knob operation. The setting of the determination criterion and the setting of the steering suppression strength may be changeable.
[0092]
Further, in the above embodiment, the steering input torque is detected as a value corresponding to the steering output torque. However, instead of this, the steering input torque and the drive control value of the motor 13 may be detected in time series. In this case, a predetermined relationship between the drive control current value of the motor 13 and the steering input torque is stored in the controller 50 instead of the relationship between the steering input torque and the steering output torque as shown in FIG. When steering assistance is performed, the motor 13 is driven by the drive control current value associated with the detected steering input torque according to the stored relationship. Thereby, the steering output torque is associated with the detected steering input torque and the drive control current value.
[0093]
Further, the steering emergency level is not limited to those classified into four stages, and may be three stages or less, or five stages or more. Furthermore, the steering emergency level may be classified according to the lateral acceleration acting on the vehicle during steering.
[0094]
Further, the steering assist and steering suppression methods are not particularly limited. For example, a steering assist force or a steering suppression force may be generated by hydraulic pressure. Further, the magnitude of the steering assist force and the steering suppression force is not particularly limited as long as appropriate steering assist and steering suppression can be performed.
[0095]
【The invention's effect】
According to the vehicle steering apparatus of the present invention, it is possible to appropriately suppress the steering in accordance with the characteristics of the driver and the emergency level of steering, and it is also possible to appropriately respond to the change in the emergency level during steering suppression. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the time required to travel 1 m when changing lanes and the amount of change in steering output torque during a set time
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a time required to move 1 m when a lane is changed and a change acceleration of a steering output torque when a set time has elapsed.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a change amount of a steering output torque at a set time and a change acceleration of the steering output torque when the set time has elapsed.
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of the steering device according to the embodiment of the invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure of the steering device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a steering state determination procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a steering state determination procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between steering input torque and steering output torque.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the steering suppression action of the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation when the steering state is determined according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the operation when a steering state determination is made as to whether or not the emergency level is an embodiment of the present invention, and FIG. Action explanation diagram
FIGS. 14A and 14B are diagrams for explaining the operation when the steering state is determined whether or not the vehicle is in the curve according to the embodiment of the present invention. FIG. 14B is the case when the steering state is not determined whether or not the vehicle is in the curve. Action explanation diagram
FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining the operation when a steering state determination is made as to whether or not the course is corrected according to the embodiment of the present invention; FIG. Action explanation diagram
FIG. 16A is a diagram showing a time change pattern of a steering output torque when a lane is changed, and FIG. 16B is a diagram showing a time change pattern of a steering output torque when passing a curve.
FIG. 17 is a flowchart showing a procedure for detecting a driver characteristic level according to a modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
A vehicle
1 Power steering device
3 Torque sensor
13 Motor
50 controller
53, 54, 55, 56 Obstacle detection sensor

Claims (5)

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、
その検知した値に基づいて操舵の緊急度レベルを判定する操舵状態判定手段と、
その緊急度レベルに応じて操舵抑制時間を設定する手段と、
その緊急度レベルの判定基準となる操舵出力トルクに対応する値の設定を、ドライバーの特性に応じて変更可能な手段とを備える車両の操舵装置。 In a vehicle steering apparatus capable of suppressing steering based on the possibility of collision with an obstacle,
Means for detecting a value corresponding to the steering output torque in time series;
Steering state determination means for determining the emergency level of steering based on the detected value;
Means for setting the steering suppression time according to the urgency level;
A vehicle steering apparatus comprising : means capable of changing a setting of a value corresponding to a steering output torque, which is a criterion for determining the urgency level, according to a driver characteristic . その操舵抑制の強度の設定を、ドライバーの特性に応じて変更可能な手段を備える請求項１に記載の車両の操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 1, further comprising means capable of changing the setting of the steering suppression strength in accordance with the characteristics of the driver . その操舵状態判定手段は、
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する手段と、
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、その緊急度レベルとの予め定めた対応関係を記憶する手段と、
前記検知した値に対応する操舵出力トルクの前記設定時間内における変化量に対応する緊急度レベルと、その検知した値に対応する操舵出力トルクの前記設定時間経過時点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手段とを有し、
その判断結果に基づき操舵の緊急度レベルを判定する請求項１または２に記載の車両の操舵装置。 The steering state determination means is
Means for storing a predetermined correspondence relationship between the amount of change in steering output torque within a set time from the start of steering and the emergency level of steering;
Means for storing a predetermined correspondence between the change acceleration of the steering output torque at the time when the set time has elapsed and the urgency level;
The urgency level corresponding to the change amount of the steering output torque corresponding to the detected value within the set time, and the urgency level corresponding to the change acceleration of the steering output torque corresponding to the detected value when the set time has elapsed Means for determining whether or not the level matches,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein an emergency level of steering is determined based on the determination result . そのドライバーの特性として、操舵出力トルクの絶対値の最大値、操舵出力トルクの変化加速度の絶対値の最大値、および、操舵入力トルクの絶対値の最大値の中の少なくとも一つに対応するドライバー特性レベルの強弱を求める手段を備える請求項３に記載の車両の操舵装置。 A driver corresponding to at least one of the maximum absolute value of the steering output torque, the maximum absolute value of the change acceleration of the steering output torque, and the maximum absolute value of the steering input torque as the driver characteristics The vehicle steering apparatus according to claim 3 , further comprising means for obtaining strength of the characteristic level . 操舵入力トルクを時系列に検知する手段を備え、
その操舵抑制時間の設定長さは、その操舵抑制途中の操舵入力トルクの大きさとドライバーの特性とに対応する請求項１〜４の中の何れか一つに記載の車両の操舵装置。 Means for detecting the steering input torque in time series,
The vehicle steering device according to any one of claims 1 to 4, wherein the set length of the steering suppression time corresponds to the magnitude of the steering input torque and the characteristics of the driver during the steering suppression .
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