JP6365073B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
特許文献１に示すように、道路の車線をカメラで認識し、車両および車線の距離と、逸脱角度から逸脱が予想されるときに、ステアリングホイールを電動モータにより揺動させて運転手に知らせ、運転手がステアリングホイールを操舵したときは、揺動を停止させ、電動モータによる操舵補助を行うようにした電動パワーステアリング装置がある。
As shown in
車両の逸脱方向が分かり、操舵すべき方向に揺動させたときは、電動モータに電流を印加する時間を長くし、操舵すべき方向と反対側へ揺動させたときは、電動モータに電流を印加する時間を短くしている。こうすることで、車両の逸脱方向、言い換えると操舵すべき方向を運転手に知らせることができ、車両が逸脱しない方向へ車両をわずかであるが戻すことができる。 When the direction of departure of the vehicle is known and swung in the direction to be steered, the time for applying current to the electric motor is lengthened, and when swung in the direction opposite to the direction to be steered, current is supplied to the electric motor. The time for applying is shortened. In this way, the driver can be informed of the departure direction of the vehicle, in other words, the direction to be steered, and the vehicle can be slightly returned to the direction in which the vehicle does not deviate.
電動モータによるステアリングホイールの時計回りの揺動と、反時計回りの揺動を比較することによって、操舵すべき方向が初めて分かる。このため、ステアリングホイールを操舵すべき方向を認識するのに時間がかかる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵すると、揺動が停止するため、運転手は操舵した方向が正しいのか判断できない。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できるようにし、さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、操舵すべき方向であるかを認識できるようにした電動パワーステアリング装置を提供する。 By comparing the clockwise swing and the counterclockwise swing of the steering wheel by the electric motor, the direction to be steered can be known for the first time. For this reason, it takes time to recognize the direction in which the steering wheel should be steered. Further, when the driver steers the steering wheel, the swinging stops, so the driver cannot determine whether the steering direction is correct. The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to enable the driver to recognize in a short time the direction in which the steering wheel should be steered. Provided is an electric power steering apparatus that can recognize whether the direction is to be steered even when a wheel is steered.
請求項１は、一端はステアリングホイールに連結され、他端は操舵輪に連結され、運転手のステアリング操舵を前記操舵輪に伝達する伝達経路を有する操舵装置と、前記伝達経路の途中に設けられ、前記伝達経路に作用する操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置と、前記伝達経路の途中に設けられ、前記伝達経路に操舵力を付与するモータと、制御信号を増幅して前記モータに駆動電流を供給する駆動装置と、運転手のステアリング操舵時は、所定の操舵トルクが得られるように、前記駆動装置に供給する前記制御信号を制御する基本制御部とを備えた電動パワーステアリング装置において、車線を撮影するカメラと、前記カメラからの画像を処理する画像処理回路と、前記画像処理回路からの処理信号をもとに操舵すべき方向を示す操舵方向信号を出力する操舵方向判別部と、前記ステアリングホイールに小さく時計回りおよび反時計回りに繰り返しトルクもしくは揺動を与えるステアリングホイール作動装置と、前記ステアリングホイールを振動させる振動装置と、前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記操舵トルク検出装置で検出された操舵方向が一致しているときは、前記振動装置による振動を停止させ、一致していないときは、前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記ステアリングホイール作動装置による前記ステアリングホイールへのトルク印加方向が一致しているときは、前記振動装置による振動を停止させ、一致していないときは、前記振動装置による振動を開始させるオンオフ制御装置とを備えたことを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus having a transmission path for transmitting a steering steering of a driver to the steering wheel, one end of which is connected to the steering wheel and the other end of the steering wheel. A steering torque detecting device for detecting a steering torque acting on the transmission path; a motor provided in the middle of the transmission path for applying a steering force to the transmission path; and a drive current to the motor by amplifying a control signal An electric power steering device comprising: a drive device that supplies the control signal; and a basic control unit that controls the control signal to be supplied to the drive device so that a predetermined steering torque is obtained during steering of the driver. A camera that captures a lane, an image processing circuit that processes an image from the camera, and an operation that indicates a direction to be steered based on a processing signal from the image processing circuit. A steering direction determination unit that outputs a direction signal, a steering wheel actuating device that repeatedly applies torque or swinging clockwise and counterclockwise to the steering wheel, a vibration device that vibrates the steering wheel, and the steering direction determination When the steering direction signal of the steering section signal and the steering direction detected by the steering torque detection device match, the vibration by the vibration device is stopped, and when they do not match, the steering When the direction in which the steering direction signal of the direction determination unit should be steered and the direction in which the torque is applied to the steering wheel by the steering wheel operating device match, the vibration by the vibration device is stopped and does not match And an on / off control device for starting vibration by the vibration device. It is characterized in.
請求項１によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、操舵すべき方向であるかを認識できる。 According to the first aspect, by adding not only the clockwise and counterclockwise torques but also the vibration, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time. Even if the driver steers the steering wheel, it is possible to recognize the direction to be steered by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration.
請求項２は、請求項１において、前記ステアリングホイール作動装置が、正負の中波の正弦波を発生させ、前記駆動装置に前記制御信号として印加する中波発生回路であることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the steering wheel actuating device is a medium wave generation circuit that generates a positive / negative medium wave sine wave and applies the positive and negative sine waves as the control signal to the driving device. It is.
請求項２によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、運転手は操舵すべき方向であるかを認識できる。またモータを使ってステアリングホイールに時計回りおよび反時計回りのトルクをかけることができ、余分な駆動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。 According to the second aspect, by adding vibration as well as clockwise and counterclockwise torque, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time. Furthermore, even if the driver steers the steering wheel, the driver can recognize whether the steering direction is to be applied by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration. In addition, clockwise and counterclockwise torque can be applied to the steering wheel using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra driving device.
請求項３は、請求項２において、前記中波発生回路が、１周期毎に積分するとゼロとなる正負の前記中波の正弦波を発生させることを特徴とするものである。 A third aspect of the present invention is characterized in that, in the second aspect, the medium wave generation circuit generates the positive and negative sine waves that become zero when integration is performed every period.
請求項３によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、運転手は操舵すべき方向であるかを認識できる。またモータを使ってステアリングホイールに時計回りおよび反時計回りのトルクをかけることができ、余分な駆動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。さらに中波の正弦波で時計回りおよび反時計回りのトルクを発生させても、時計回りおよび反時計回りのトルクのトータルがゼロになるので、車両の向きを変えることがない。 According to the third aspect, by adding vibration in addition to clockwise and counterclockwise torque, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time. Furthermore, even if the driver steers the steering wheel, the driver can recognize whether the steering direction is to be applied by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration. In addition, clockwise and counterclockwise torque can be applied to the steering wheel using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra driving device. Further, even if clockwise and counterclockwise torque is generated by a medium sine wave, the total of clockwise and counterclockwise torque becomes zero, so that the direction of the vehicle is not changed.
請求項４は、請求項３において、前記中波発生回路が、前記操舵トルク検出装置からの操舵トルクが大きくなるにつれて前記中波の正弦波の振幅を大きくしたことを特徴とするものである。 A fourth aspect is characterized in that, in the third aspect, the medium wave generating circuit increases the amplitude of the sine wave of the medium wave as the steering torque from the steering torque detecting device increases.
請求項４によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、運転手は操舵すべき方向であるかを認識できる。またモータを使ってステアリングホイールに時計回りおよび反時計回りのトルクを与えることができ、余分な駆動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。またさらに、モータを使ってステアリングホイールを振動させることができ、余分な振動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。しかも操舵トルクが大きくなっても、それにつれて時計回りおよび反時計回りのトルクが大きくなるので、操舵に没頭して操舵すべき方向で無いことに気付くのが遅れるのを避けることができる。 According to the fourth aspect, by adding vibration as well as clockwise and counterclockwise torque, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time. Furthermore, even if the driver steers the steering wheel, the driver can recognize whether the steering direction is to be applied by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration. Moreover, clockwise and counterclockwise torque can be applied to the steering wheel using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra driving device. Furthermore, the steering wheel can be vibrated using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra vibration device. Moreover, even if the steering torque is increased, the clockwise and counterclockwise torques are increased accordingly, so that it is possible to avoid a delay in noticing that the steering direction is not the direction to be steered.
請求項５は、請求項２ないし４にいずれか１項において、前記振動装置が、正負の小波の正弦波を発生させ、前記駆動装置に前記制御信号として印加する小波発生回路であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, the vibration device is a small wave generating circuit that generates a positive / negative small wave sine wave and applies the sine wave as the control signal to the driving device. It is what.
請求項５によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、運転手は操舵すべき方向であるかを認識できる。またモータを使ってステアリングホイールを揺動させることができ、余分な駆動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。またさらに、モータを使ってステアリングホイールを振動させることができ、余分な振動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。 According to the fifth aspect, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time by adding vibrations as well as clockwise and counterclockwise torques. Furthermore, even if the driver steers the steering wheel, the driver can recognize whether the steering direction is to be applied by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration. Further, the steering wheel can be swung using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra driving device. Furthermore, the steering wheel can be vibrated using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra vibration device.
請求項６は、請求項５において、前記オンオフ制御装置が、前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記ステアリングホイールのトルク印加方向が一致しているときは、前記小波発生回路の小波を出力せず、一致していないときは、前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記操舵トルク検出装置で検出された操舵方向が一致しているときは、前記中波発生回路の中波に前記小波発生回路の小波を加算せず、一致していないときは、前記中波発生回路の中波に前記小波発生回路の小波を加算する同期加算部であることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, when the on / off control device matches the direction in which the steering direction signal of the steering direction determination unit should be steered and the torque application direction of the steering wheel, the small wave When the small wave of the generating circuit is not output and does not match, the steering direction of the steering direction signal of the steering direction determination unit matches the steering direction detected by the steering torque detection device Does not add the small wave of the small wave generating circuit to the medium wave of the medium wave generating circuit, and if not coincident, adds a small wave of the small wave generating circuit to the medium wave of the medium wave generating circuit It is characterized by being.
請求項６によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、運転手は操舵すべき方向であるかを認識できる。またモータを使ってステアリングホイールを揺動させることができ、余分な駆動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。またさらに、モータを使ってステアリングホイールを振動させることができ、余分な振動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。 According to the sixth aspect, by adding not only clockwise and counterclockwise torque but also vibration, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time. Furthermore, even if the driver steers the steering wheel, the driver can recognize whether the steering direction is to be applied by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration. Further, the steering wheel can be swung using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra driving device. Furthermore, the steering wheel can be vibrated using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra vibration device.
請求項７は、請求項４において、前記振動装置が、錘を往復動させることによって振動を発生させるバイブレータであり、前記ステアリングホイールに取り付けたことを特徴とするものである。 A seventh aspect is the vibrator according to the fourth aspect, wherein the vibration device generates a vibration by reciprocating a weight, and is attached to the steering wheel.
請求項７によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、運転手は操舵すべき方向であるかを認識できる。またモータを使ってステアリングホイールを揺動させることができ、余分な駆動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。しかもステアリングホイールに取り付けたバイブレータは、モータを使った振動に比べて、より細かく、より大きく振動させることができる。 According to the seventh aspect, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time by adding vibrations as well as clockwise and counterclockwise torques. Furthermore, even if the driver steers the steering wheel, the driver can recognize whether the steering direction is to be applied by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration. Further, the steering wheel can be swung using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra driving device. Moreover, the vibrator attached to the steering wheel can be vibrated finer and larger than vibration using a motor.
請求項８は、請求項７において、前記オンオフ制御装置が、前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記操舵トルク検出装置で検出された操舵方向が一致しているときは、前記振動装置をオフにし、一致していないときは、前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記中波発生回路の揺動方向が一致しているときは、前記バイブレータをオフにし、一致していないときは、前記バイブレータをオンにするゲート部であることを特徴とするものである。 In an eighth aspect of the present invention, when the on / off control device according to the seventh aspect of the invention is such that the steering direction of the steering direction signal of the steering direction determination unit matches the steering direction detected by the steering torque detection device. When the vibration device is turned off and does not match, when the steering direction signal of the steering direction determination unit is to be steered and the swing direction of the medium wave generation circuit is the same, When the vibrator is turned off and does not match, the vibrator is a gate part for turning on the vibrator.
請求項８によれば、時計回りおよび反時計回りのトルクだけでなく振動を付加することで、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識できる。さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、時計回りおよび反時計回りのトルクおよび振動を付加することで、運転手は操舵すべき方向であるかを認識できる。またモータを使ってステアリングホイールを揺動させることができ、余分な駆動装置を必要としない分だけ、コストダウンできる。しかもステアリングホイールに取り付けたバイブレータは、モータを使った振動に比べて、より細かく、より大きく振動させることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the driver can recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time by adding vibration in addition to clockwise and counterclockwise torque. Furthermore, even if the driver steers the steering wheel, the driver can recognize whether the steering direction is to be applied by applying clockwise and counterclockwise torque and vibration. Further, the steering wheel can be swung using a motor, and the cost can be reduced by the amount that does not require an extra driving device. Moreover, the vibrator attached to the steering wheel can be vibrated finer and larger than vibration using a motor.
本発明によれば、運転手がステアリングホイールの操舵すべき方向を短時間で認識でき、さらに、運転手がステアリングホイールを操舵しても、操舵すべき方向であるかを認識できる電動パワーステアリング装置を提供することができる。 According to the present invention, the electric power steering apparatus that allows the driver to recognize the direction in which the steering wheel should be steered in a short time, and also recognizes whether the direction is to be steered even if the driver steers the steering wheel. Can be provided.
以下、本発明の第一実施形態の構成を図１乃至図１１に従って説明する。 The configuration of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、コラムタイプの電動パワーステアリング装置１は、一端にステアリングホイール５５が回転連結されたコラム機構２と、コラム機構２の他端に一端が回転連結されたインターミディエイトシャフト３と、インターミディエイトシャフト３の他端に一端が回転連結されたラックアンドピニオン機構４と、コラム機構２の後述するモータ２１を制御するＥＣＵ３０とを備えている。ラックアンドピニオン機構４の他端にはタイロッド１２、図示しないナックルを介して操舵輪１３が連結されている。
As shown in FIG. 1, a column-type electric
図１に示すように、コラム機構２は、一端にステアリングホイール５５が回転連結され、他端にインターミディエイトシャフト３が回転連結されたステアリングシャフト５と、ステアリングシャフト５の途中に設けられた操舵トルク検出装置２６と、ステアリングシャフト５の途中に設けられたウォームホイール２４と、ウォームホイール２４に噛み合うウォーム２３と、ウォーム２３を出力軸の一端に取り付けたモータ２１と、モータ２１の出力軸の回転から間接的に操舵輪１３の操舵角を検出する操舵角検出装置２２と、モータ２１に駆動電流を供給する駆動装置２９とを備えている。ウォームホイール２４およびウォーム２３によって、モータ２１の出力軸の回転を減速する減速機構が構成されている。
As shown in FIG. 1, the column mechanism 2 includes a steering shaft 5 in which a
ラックアンドピニオン機構４は、インターミディエイトシャフト３の他端に一端が回転連結されたピニオンシャフト１０と、ピニオンシャフト１０に噛み合うラック軸１１とを備えている。ピニオンシャフト１０には、ピニオンが形成され、ラック軸１１には、ピニオンに噛み合うラックが形成されている。こうして、ピニオンシャフト１０の回転は、ラック軸１１の往復直線運動に変換されるようになっている。
The rack and pinion mechanism 4 includes a
電動パワーステアリング装置１は、上述以外に、図２に示すようにボンネットに取り付けられたビデオカメラ５０と、ビデオカメラ５０からの画像を元に車両の方向および車両の右側の車線の方向を推測する画像処理回路５１とを備えている。
In addition to the above, the electric
図２に示すようにＥＣＵ３０は、運転手のステアリング操舵時に、車速、操舵トルクに応じたアシストトルクが得られるように、駆動装置２９に供給する制御信号を制御する基本制御部３１と、操舵方向信号を出力する操舵方向判別部３２と、操舵トルク検出装置２６の操舵方向および操舵方向判別部３２の操舵方向を比較する方向比較部３３と、中波の振幅および周波数を設定した中波設定記憶回路３４と、正負の中波の正弦波を発生する中波発生回路３５と、小波の振幅および周波数を設定した小波設定記憶回路３８と、正負の小波の正弦波を発生する小波発生回路３９と、中波の正弦波および小波の正弦波を加算する同期加算部３６と、基本制御部３１の制御信号および同期加算部３６の合成波を加算する加算回路３７とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
特許請求の範囲に記載した操舵装置は、上述した実施形態では図１に示すように、コラム機構２のステアリングシャフト５と、ラックアンドピニオン機構４を指す。特許請求の範囲に記載した伝達経路は、上述した実施形態ではステアリングシャフト５と、インターミディエイトシャフト３と、ピニオンシャフト１０と、ラック軸１１を指す。
The steering apparatus described in the claims refers to the steering shaft 5 of the column mechanism 2 and the rack and pinion mechanism 4 as shown in FIG. The transmission path described in the claims indicates the steering shaft 5, the intermediate shaft 3, the
操舵トルク検出装置２６は、ステアリングシャフト５の途中に設けられ、操舵トルクの大きさと、操舵方向を出力するものである。操舵トルクは、操舵輪１３に対しステアリングホイール５５に加えられる力の大きさを指し、操舵方向は、操舵輪１３に対しステアリングホイール５５に加えられる力の方向を指す。図２に示すように操舵トルクは基本制御部３１および中波設定記憶回路３４へ出力され、操舵方向は方向比較部３３へ出力される。
The
図１に示すように操舵角検出装置２２は、モータ２１の出力軸の回転から間接的に操舵輪１３の操舵角を検出するものである。図２に示すように操舵角信号は基本制御部３１へ出力される。
As shown in FIG. 1, the steering
図１および図２に示すようにモータ２１は、出力軸に磁石を円周方向に等間隔に配置し、磁石の外周にコイルを円周方向に等間隔に配置したものである。複数のコイルは、大きく３つに分けられ、それぞれに位相の異なる正負の正弦波を持つ電流が印加されるようになっている。複数のコイルにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に回転磁界が発生すると、出力軸は時計回りに回転し、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順に回転磁界が発生すると、出力軸は反時計回りに回転するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
駆動装置２９は、加算回路３７からの制御信号を入力し、増幅して駆動電流を出力する機能を有している。駆動電流は、位相の異なる正負の正弦波を持つ電流であり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの位相を持っている。駆動電流は、モータ２１へ出力されるようになっている。
The
図２に示すように基本制御部３１には、操舵トルク検出装置２６からの操舵トルクと、操舵角検出装置２２からの操舵角と、車速検出装置２５からの車速の信号が入力されるようになっている。基本制御部３１には、図４に示すような操舵トルクおよびアシストトルクの関係を示す操舵特性が記憶されている。その操舵特性は、車速が高い高速のときは、操舵トルクに対しアシストトルクが緩やかに上昇し、車速が低い低速のときは、操舵トルクに対しアシストトルクが急激に上昇する特性を持っている。この場合のアシストトルクは、モータ２１によってアシストするアシストトルクを指す。
As shown in FIG. 2, the
図２に示すように操舵方向判別部３２は、画像処理回路５１からの画像処理信号を元に車両に対する右側の車線の方向が、車両と平行な真ん中か、車両に対して右側へ向いているか、車両に対して左側へ向いているかを判断し、これらを操舵方向信号として方向比較部３３へ出力する機能を有している。
As shown in FIG. 2, the steering
方向比較部３３は、操舵トルク検出装置２６の操舵方向信号および操舵方向判別部３２の操舵方向信号が入力されるようになっている。また方向比較部３３は、操舵トルク検出装置２６の操舵方向信号および操舵方向判別部３２の操舵方向信号が、一致していれば一致信号を出力し、一致していなければ不一致信号を出力する機能を有している。
The direction comparison unit 33 receives the steering direction signal from the steering
中波設定記憶回路３４は、操舵トルク検出装置２６の操舵トルク信号および車速検出装置の車速信号が入力されるようになっている。中波設定記憶回路３４には、操舵トルク信号が大きくなるにつれて中波の正弦波の振幅が大きくなり、操舵トルク信号がある大きさ以上になると、中波の正弦波の振幅が一定となる関係が記憶されている。また中波設定記憶回路３４には、車速信号がある大きさ以上になると中波の正弦波の振幅がゼロとなる関係が記憶されている。さらに中波設定記憶回路３４には、操舵トルク信号および車速信号に係らず、一定の周波数が設定されている。中波設定記憶回路３４は、操舵トルク信号および車速信号に対する振幅信号および周波数信号を中波発生回路３５へ出力する機能を有している。
The medium wave setting
中波発生回路３５は、中波設定記憶回路３４から振幅信号および周波数信号を入力し、これらをもとに正負の中波の正弦波Ｍ（図５）を発生する機能を有している。中波発生回路３５は、ゼロを基準に同一の正負の振幅を持つ正弦波Ｍを発生し、１周期毎に積分したときにゼロになる正弦波Ｍを発生するようになっている。中波設定記憶回路３４の振幅信号が無い場合は、中波発生回路３５は正負の中波の正弦波を発生しないようになっている。
The medium wave generation circuit 35 has a function of inputting an amplitude signal and a frequency signal from the medium wave setting
小波設定記憶回路３８は、小波の振幅および周波数が設定され、振幅信号および周波数信号を出力する機能を有している。
The small wave setting
小波発生回路３９は、小波設定記憶回路３８から振幅信号および周波数信号を入力し、これらをもとに正負の小波の正弦波Ｓ（図５）を発生する機能を有している。
The small
駆動装置２９の駆動電流、中波発生回路３５の中波の正弦波、小波の正弦波の小波の正弦波を比較した場合、周波数は、駆動電流、中波の正弦波、小波の正弦波の順に高くなり、振幅は、駆動電流、中波の正弦波、小波の正弦波の順に小さくなる。小波の正弦波の周波数は、中波の正弦波の周波数の整数倍である。
When the driving current of the driving
同期加算部３６は、中波発生回路３５から中波の正弦波を入力し、小波発生回路３９から小波の正弦波を入力し、方向比較部３３から一致信号または不一致信号を入力し、操舵方向判別部３２から操舵方向信号を入力する機能を有している。同期加算部３６は、中波の正弦波のゼロに、小波の正弦波のゼロを一致させた状態で、中波の正弦波Ｍ（図５）に小波の正弦波Ｓ（図５）を加算し、合成波Ｂ（図６）を作る機能を有している。小波の正弦波の周波数は、中波の正弦波の周波数の整数倍であるので、中波の正弦波のゼロに、小波の正弦波のゼロを一致させた状態で終了する。中波の正弦波の上の部分の小波の正弦波を積分した値は、中波の正弦波の下の部分の小波の正弦波を積分した値に等しい。
The
加算回路３７は、基本制御部３１の制御信号を入力し、同期加算部３６の合成波を入力する機能を有している。加算回路３７は、基本制御部３１の制御信号および同期加算部３６の合成波を加算し、加算した制御信号を駆動装置２９へ出力する機能を有している。
The
次に上述した構成にもとづいて、第一実施形態の電動パワーステアリング装置１の動作を説明する。
Next, the operation of the electric
運転手がステアリングホイール５５を回転操舵すると、その回転がステアリングシャフト５、インターミディエイトシャフト３を介してピニオンシャフト１０に伝えられ、ピニオンおよびラックによって回転はラック軸１１の往復直線運動に変換される。ラック軸１１の往復直線運動は、タイロッド１２、図示しないナックルを介して操舵輪１３に伝えられ、操舵輪１３の向きが変えられる。
When the driver steers the
操舵輪１３の向きを変えるときに抵抗がある場合は、操舵トルク検出装置２６にて操舵トルクが検出され、ＥＣＵ３０から駆動装置２９に制御信号が送信され、制御信号に応じた駆動電流がモータ２１に印加され、モータ２１の出力軸の回転は、ウォーム２３、ウォームホイール２４を介してステアリングシャフト５に伝えられる。こうして、ステアリングシャフト５にモータ２１の操舵アシストが付与される。
If there is resistance when the direction of the
続いて第一実施形態のＥＣＵ３０の基本制御部３１の制御について説明する。
Next, control of the
ＥＣＵ３０の基本制御部３１には、操舵トルク検出装置２６の操舵トルク以外に、操舵角検出装置２２の操舵角、車速検出装置２５の車速が入力されている。基本制御部３１は、操舵トルク、アシストトルクの関係を表す操舵特性を車速毎に記憶している。モータ２１の操舵アシストによって、操舵トルク検出装置２６の操舵トルクが減少する。すなわち、モータ２１のアシストトルクと、ステアリングホイール５５の操舵トルクとで操舵輪１３の向きを変えることができる。
In addition to the steering torque of the steering
続いて第一実施形態において、車両に対する車線の方向の警告について、まず各部の働き、各部間の働きについて説明する。 Next, in the first embodiment, with regard to the warning of the lane direction with respect to the vehicle, first, the function of each part and the function between the parts will be described.
ビデオカメラ５０からの画像信号が画像処理回路５１へ送信され、画像処理回路５１により画像信号を元に車両の方向および車両の側方の車線の方向を推測できる情報に変換する。操舵方向判別部３２によって、右側の車線の方向が、車両と平行な真ん中か、車両に対して右側へ向いているか、車両に対して左側へ向いているかを判断する。
An image signal from the
操舵方向判別部３２は、右側の車線の方向が車両と平行な真ん中の場合、真ん中の操舵方向信号を作り、右側の車線の方向が車両に対して右側へ向いている場合、右の操舵方向信号を作り、右側の車線の方向が車両に対して左側へ向いている場合、左の操舵方向信号を作り、方向比較部３３へ出力する。
The steering
中波設定記憶回路３４は、操舵トルク信号と中波の正弦波の振幅の関係を記憶している。操舵トルク検出装置２６の操舵トルク信号が入力されると、記憶した内容にもとづいて、中波の正弦波の振幅が導き出される。また、中波設定記憶回路３４は、車速信号と中波の正弦波の振幅の関係を記憶している。車速検出装置２５の車速信号が入力されると、記憶した内容にもとづいて、中波の正弦波の振幅が導き出される。中波設定記憶回路３４は、導き出された中波の正弦波の振幅および周波数を中波発生回路３５へ出力する。
The medium wave setting
中波発生回路３５は、設定された振幅および周波数を持つ正負の中波の正弦波を発生し、同期加算部３６へ出力する。中波設定記憶回路３４からの振幅信号が無い場合は、中波発生回路３５は、正負の中波の正弦波を発生しない。
The medium wave generation circuit 35 generates a positive / negative medium sine wave having a set amplitude and frequency, and outputs the generated signal to the
小波設定記憶回路３８は、正負の小波の正弦波の振幅および周波数が設定され、正負の小波の正弦波の振幅および周波数を小波発生回路３９へ出力する。小波発生回路３９は、設定された振幅および周波数を持つ正負の小波の正弦波を発生し、同期加算部３６へ出力する。
The small wave setting
方向比較部３３は、操舵トルク検出装置２６の操舵方向信号および操舵方向判別部３２の操舵方向信号が入力され、操舵トルク検出装置２６の操舵方向信号および操舵方向判別部３２の操舵方向信号が、一致していれば一致信号を発生し、一致していなければ不一致信号を発生する。一致信号あるいは不一致信号は、同期加算部３６へ出力される。
The direction comparison unit 33 receives the steering direction signal of the steering
同期加算部３６は、操舵方向判別部３２が発する操舵方向信号、および方向比較部３３が発する一致信号あるいは不一致信号によって、図３に示すフローに従って、いくつかのパターンに応じた処理を行う。つまり、同期加算部３６は、図３に示すフローを記憶しており、それを実行する機能を有している。
The
ステップ８０で操舵方向判別部３２からの左の操舵方向信号、およびステップ８１で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８２で図５に示すように中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算する。中波の正弦波の負部分から正部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致するように同期させる。中波の正弦波の正部分から負部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致する。中波の正弦波の負部分には小波の正弦波が加算されない。つまり、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算し、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算しない合成波Ｂ（図６）を、加算回路３７へ出力する。
When the left steering direction signal from the steering
ステップ８０で操舵方向判別部３２からの右の操舵方向信号、およびステップ８４で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８５で中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算する。中波の正弦波の正部分から負部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致するように同期させる。中波の正弦波の負部分から正部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致する。中波の正弦波の正部分には小波の正弦波が加算されない。つまり、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算し、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算しない合成波を、加算回路３７へ出力する。
When the right steering direction signal from the steering
ステップ８１あるいはステップ８４で方向比較部３３からの一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８３あるいはステップ８６で中波の正弦波、小波の正弦波を出力しない。
When the coincidence signal from the direction comparison unit 33 is input to the
ステップ８０で操舵方向判別部３２からの真ん中の操舵方向信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８７で中波の正弦波、小波の正弦波を出力しない。
If the middle steering direction signal from the steering
続いて第一実施形態において、車両に対する車線の方向の警告について説明する。 Subsequently, in the first embodiment, a warning of the lane direction with respect to the vehicle will be described.
まず、運転手がステアリングホイール５５を持ったまま操舵していないなどで、基本制御部３１からの制御信号がゼロの場合について、車両に対する車線の方向の警告について説明する。運転手がステアリングホイール５５を持っていないときは、ステップ８２およびステップ８５を実行しても、ステアリングホイール５５に時計回りおよび反時計回りのトルクをかけたときに、ステアリングホイール５５が時計回りおよび反時計回りに揺動し、操舵トルク検出装置２６からトルクが検出されないので、停止する。つまり、ステップ８２およびステップ８５が途中停止する。
First, the warning of the lane direction with respect to the vehicle will be described in the case where the control signal from the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ８０で操舵方向判別部３２から左の操舵方向信号が入力され、ステップ８１で方向比較部３３から不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８２へ進み、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算し、合成波Ｂ（図６）を加算回路３７へ出力する。中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させ、中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させない。
The control signal input from the
ステアリングホイール５５に時計回りのトルクおよび反時計回りのトルクを交互に繰り返しかけるとき、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけると同時にステアリングホイール５５を細かく振動させるには、駆動電流Ｐ（図７）をモータ２１に供給する。ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけると同時にステアリングホイール５５を振動させないときは、駆動電流Ｐ（図１０）をモータ２１に供給する。
When the clockwise torque and the counterclockwise torque are alternately applied to the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ８０で操舵方向判別部３２から右の操舵方向信号が入力され、ステップ８４で方向比較部３３から不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８５へ進み、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算し、合成波として加算回路３７へ出力する。中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させ、中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させない。
The control signal input from the
ステアリングホイール５５に時計回りのトルクおよび反時計回りのトルクを交互に繰り返しかけるとき、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけると同時にステアリングホイール５５を細かく振動させるには、駆動電流Ｐ（図８）をモータ２１に供給する。ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を振動させないときは、駆動電流Ｐ（図９）をモータ２１に供給する。
When the clockwise torque and the counterclockwise torque are alternately applied to the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ８０で操舵方向判別部３２からの真ん中の操舵方向信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８７へ進み、同期加算部３６から加算回路３７へ何も出力されないので、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクおよび反時計回りのトルクを交互に繰り返しかけないし、ステアリングホイール５５を細かく振動させない。
When the control signal input from the
続いて第一実施形態において、運転手がステアリングホイールを操舵して基本制御部３１からの制御信号が有る場合について、車両に対する車線の方向の警告について説明する。
Subsequently, in the first embodiment, a warning of the lane direction with respect to the vehicle will be described in the case where the driver steers the steering wheel and there is a control signal from the
運転手がステアリングホイール５５を時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６のから時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ８０で操舵方向判別部３２から左の操舵方向信号が入力され、ステップ８１で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８２へ進め、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算し、合成波として加算回路３７へ出力する。ステアリングホイール５５を時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、正負の中波の正弦波によって、ステアリングホイール５５にトルクをかける。つまり、中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させて運転手に警告を発する。中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に反時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を反時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から反時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ８０で操舵方向判別部３２からの左の操舵方向信号が入力され、ステップ８１で方向比較部３３からの一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８３へ進め、中波の正弦波および小波の正弦波を加算回路３７へ出力しない。ステアリングホイール５５を反時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、ステアリングホイール５５に時計回りおよび反時計回りのトルクをかけず、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、反時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を反時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から反時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ８０で操舵方向判別部３２からの右の操舵方向信号が入力され、ステップ８４で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８５へ進め、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算し、合成波として加算回路３７へ出力する。ステアリングホイール５５を時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、正負の中波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を揺動させる。つまり、中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させて運転手に警告を発する。中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ８０で操舵方向判別部３２からの右の操舵方向信号が入力され、ステップ８４で方向比較部３３からの一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ８６へ進め、中波の正弦波および小波の正弦波を加算回路３７へ出力しない。ステアリングホイール５５を時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、ステアリングホイール５５に時計回りおよび反時計回りのトルクをかけず、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
第一実施形態では、操舵方向判別部３２で車両に対する車線の方向の警告を行っているので、車両および右側の車線間の距離に比べて、早めに警告を出すか、早めに警告が解消される。また、操舵方向判別部３２の警告があっても、操舵方向が一致すれば、中波の正弦波および小波の正弦波を出力しないので、操舵中に警告の煩わしさがなく、操舵に専念できる。さらに、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクおよび反時計回りのトルクを交互に繰り返しかけているので、ステアリングホイール５５を時計回りおよび反時計回りに繰り返し揺動させる場合に比べて、ステアリングホイール５５が目に見える形で揺動する煩わしさが無い。
In the first embodiment, the steering
以下、本発明の第二実施形態の構成を図１１および図１２に従って説明する。 The configuration of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第一実施形態では、図２に示すようにステアリングホイール５５の振動は、小波発生回路３９で正負の小波の正弦波を発生させ、これを駆動装置に印加し、モータ２１によってステアリングホイール５５を動かすことによってなされている。第二実施形態では、ステアリングホイール５５の振動は、図１１に示すようにステアリングホイール５５にバイブレータ７１を埋設し、バイブレータ７１を自ら振動させることによってなされている。バイブレータ７１は、錘を往復動させることによって振動を発生させるものであり、駆動装置７０の駆動電流が印加されるようになっている。駆動回路７０は、ゲート部６０によってオンオフ制御がなされるようになっている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the vibration of the
第二実施形態は、上述した点で第一実施形態と異なり、後は同一であるので、同一番号を付与して説明を割愛する。 The second embodiment is different from the first embodiment in the points described above, and is the same thereafter. Therefore, the same number is assigned and the description is omitted.
図１１に示すようにゲート部６０は、操舵方向判別部３２からの右の操舵方向信号、真ん中の操舵方向信号、左の操舵方向信号を入力し、方向比較部３３から一致信号または不一致信号を入力し、中波発生回路３５から中波の正負信号を入力する機能を有している。
As shown in FIG. 11, the
ゲート部６０は、操舵方向判別部３２が発する右の操舵方向信号、真ん中の操舵方向信号、左の操舵方向信号、方向比較部３３が発する一致信号あるいは不一致信号、中波発生回路３５が発する正負信号によって、図１２に示すフローに従って、いくつかのパターンに応じた処理を行う。つまり、ゲート６０は、図１２に示すフローを記憶しており、それを実行する機能を有している。いくつかのパターンを記憶している。
The
続いて第二実施形態において、車両の状態に応じた車両に対する車線の方向の警告について説明する。 Subsequently, in the second embodiment, a warning of the lane direction with respect to the vehicle according to the state of the vehicle will be described.
まず第二実施形態において、運転手がステアリングホイールを操舵していないなどで、基本制御部３１からの制御信号がゼロの場合について、車両に対する車線の方向の警告について説明する。
First, in the second embodiment, the warning of the lane direction with respect to the vehicle will be described in the case where the control signal from the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ９０で操舵方向判別部３２からの左の操舵方向信号が入力され、ステップ９１で方向比較部３３から不一致信号がゲート部６０に入力された場合、ステップ９２へ進み、中波の正弦波の正部分であれば、ステップ９２でオン信号を出力し、中波の正弦波の負部分であれば、ステップ９４でオフ信号を駆動装置７０に出力する。オン信号のときに駆動装置７０からバイブレータ７１へ駆動電流を供給し、バイブレータ７１とともにステアリングホイール５５を振動させる。つまり、中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけると同時にバイブレータ７１によってステアリングホイール５５を振動させ、中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させない。
The control signal input from the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ９０で操舵方向判別部３２からの右の操舵方向信号が入力され、ステップ９５で方向比較部３３から不一致信号がゲート部６０に入力された場合、ステップ９６へ進み、中波の正弦波の負部分であれば、ステップ９７でオン信号を出力し、中波の正弦波の正部分であれば、ステップ９８でオフ信号を駆動装置７０に出力する。オン信号のときに駆動装置７０からバイブレータ７１へ駆動電流を供給し、バイブレータ７１とともにステアリングホイール５５を振動させる。つまり、中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけると同時にバイブレータ７１によってステアリングホイール５５を振動させ、中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させない。
The control signal input from the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ８０で操舵方向判別部３２からの真ん中の操舵方向信号がゲート部６０に入力された場合、ステップ９９へ進み、オフ信号を駆動装置７０へ出力する。つまり、方向比較部３３から一致信号あるいは不一致信号が出ていようが、ステアリングホイール５５を振動させない。
If the control signal input from the
続いて第二実施形態において、運転手がステアリングホイールを操舵して基本制御部３１からの制御信号が有る場合について、車両に対する車線の方向の警告について説明する。
Subsequently, in the second embodiment, a warning of the lane direction with respect to the vehicle will be described in the case where the driver steers the steering wheel and there is a control signal from the
運転手がステアリングホイール５５を時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ９０で操舵方向判別部３２からの左の操舵方向信号が入力され、ステップ９１で方向比較部３３からの不一致信号がゲート部６０に入力された場合、ステップ９２へ進み、中波の正弦波の正部分であれば、ステップ９２でオン信号を出力し、中波の正弦波の負部分であれば、ステップ９４でオフ信号を駆動装置７０に出力する。オン信号のときに駆動装置７０からバイブレータ７１へ駆動電流を供給し、バイブレータ７１とともにステアリングホイール５５を振動させる。つまり、中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけると同時にバイブレータ７１によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させて運転手に警告を発する。中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に反時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を反時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から反時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ９０で操舵方向判別部３２からの左の操舵方向信号が入力され、ステップ９１で方向比較部３３からの一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ９４へ進め、オフ信号を駆動装置７０に出力する。中波の正弦波を加算回路３７へ出力しない。ステアリングホイール５５を反時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、ステアリングホイール５５に時計回りおよび反時計回りのトルクをかけず、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、反時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を反時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から反時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ９０で操舵方向判別部３２からの右の操舵方向信号が入力され、ステップ９５で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ９６へ進め、中波の正弦波の負部分であれば、ステップ９７でオン信号を出力し、中波の正弦波の正部分であれば、ステップ９８でオフ信号を駆動装置７０に出力する。オン信号のときに駆動装置７０からバイブレータ７１へ駆動電流を供給し、バイブレータ７１とともにステアリングホイール５５を振動させる。つまり、中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５に反時計回りのトルクをかけると同時にバイブレータ７１によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させて運転手に警告を発する。中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクをかけ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ９０で操舵方向判別部３２からの右の操舵方向信号が入力され、ステップ９５で方向比較部３３からの一致信号がゲート部６に入力された場合、ステップ９８へ進め、オフ信号を駆動装置７０に出力する。中波の正弦波のみを加算回路３７へ出力しない。ステアリングホイール５５を時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、ステアリングホイール５５に時計回りおよび反時計回りのトルクをかけず、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、反時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
第二実施形態では、ステアリングホイール５５の振動は、ステアリングホイール５５に埋設したバイブレータ７１を自ら振動させることによってなされているので、モータ２１によってステアリングホイール５５を振動させるに比べて、細かく、大きく振動させることができる。つまり、運転手が振動を確認しやすい。
In the second embodiment, the vibration of the
以下、本発明の第三実施形態の構成を図１３および図１４に従って説明する。 The configuration of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第一実施形態では、操舵方向判別部３２で車両に対する車線の方向の警告を行っている。第三実施形態では、操舵方向判別部３２で車両および右側の車線間の距離の警告を行う点で大きくことなる。また、第一実施形態では、操舵方向判別部３２の警告があっても、操舵方向が一致すれば、中波の正弦波および小波の正弦波を出力しない。第三実施形態では、操舵方向が一致しても、操舵方向判別部３２の警告があれば、小波の正弦波は出力しないが、中波の正弦波を出力する点で大きく異なる。さらに、第一実施形態では、ステアリングホイール５５に時計回りのトルクおよび反時計回りのトルクを交互に繰り返しかけている。第三実施形態では、ステアリングホイール５５を時計回りおよび反時計回りに繰り返し揺動させる点で大きく異なる。第三実施形態は、上述した点で第一実施形態と異なり、後は同一であるので、同一番号を付与して説明を割愛する。
In the first embodiment, the steering
電動パワーステアリング装置１は、図１３に示すようにボンネットに取り付けられたビデオカメラ５０と、ビデオカメラ５０からの画像を元に車両の位置および車両の右側の車線の位置を推測する画像処理回路５１とを備えている。
As shown in FIG. 13, the electric
図１３に示すように操舵方向判別部３２は、画像処理回路５１からの画像処理信号を元に車両および右側の車線間の距離を算出し、適切な距離の最大値および最小値を記憶しており、車両および車線間の距離が最大値より大きいときは、車両および車線間の距離から最大値を引き算した距離信号が中波設定記憶回路３４へ出力されるようになっている。車両および車線間の距離が最小値より小さいときは、車両および車線間の距離から最小値を引き算した距離信号が中波設定記憶回路３４へ出力されるようになっている。さらに操舵方向判別部３２は、距離信号の正負から車両を操舵すべき操舵方向を判定し、操舵方向信号として出力するものである。すなわち、距離信号が負、距離が小さいときは、距離が大きくなる方向、即ち反時計回りを操舵方向信号として出力し、逆に距離信号が正、距離が大きいときは、距離が小さくなる方向、即ち時計回りを操舵方向信号として出力し、距離が最適なときは、操舵方向信号を出力せず、距離信号を出力しないものである。
As shown in FIG. 13, the steering
続いて第三実施形態において、車両および車線間の距離の警告について、まず各部の働き、各部間の働きについて説明する。 Subsequently, in the third embodiment, for the warning of the distance between the vehicle and the lane, first, the function of each part and the function between the parts will be described.
ビデオカメラ５０からの画像信号が画像処理回路５１へ送信され、画像処理回路５１により画像信号を元に車両の位置および車両の側方の車線の位置を推測できる情報に変換する。操舵方向判別部３２によって、先ほどの情報から車両および車線間の距離を算出する。操舵方向判別部３２は、適切な距離の最大値および最小値を持っており、これより大きいか、小さいかを判断し、その結果の信号を同期加算部へ出力する。すなわち、車両および車線間の距離が、適切な距離の最大値より大きい場合は、車線と反対側へ車両が流れすぎていることであり、車線と反対側の警告を発する必要がある。車両および車線間の距離が、適切な距離の最小値より小さい場合は、車線側へ車両が流れすぎていることであり、車線側の警告を発する必要がある。車両および車線間の距離が、適切な距離の最小値および最大値間にある場合は、車両の位置が適切であり、警告を発しない。車線と反対側の警告、車線側の警告、警告無しの信号は、同期加算部３６へ出力される。
An image signal from the
操舵方向判別部３２は、車線と反対側の警告を発する場合、車線側へ操舵すべきである旨の右の操舵方向信号を作り、車線側の警告を発する場合、車線と反対側へ操舵すべきである旨の左の操舵方向信号を作り、方向比較部３３へ出力する。
When issuing a warning on the side opposite to the lane, the steering
操舵方向判別部３２は、適切な距離の最大値および最小値を持っており、車両および車線間の距離が最大値より大きいときは、車両および車線間の距離から最大値を引き算した距離信号が中波設定記憶回路３４へ出力される。車両および車線間の距離が最小値より小さいときは、車両および車線間の距離から最小値を引き算した距離信号が中波設定記憶回路３４へ出力される。
The steering
中波設定記憶回路３４は、操舵方向判別部３２の距離信号をもとに正負の中波の正弦波の振幅を算出し、設定する。中波設定記憶回路３４は、正負の中波の正弦波の振幅および周波数を中波発生回路３５へ出力する。
The medium wave setting
中波発生回路３５は、設定された振幅および周波数を持つ正負の中波の正弦波を発生し、同期加算部３６へ出力する。中波設定記憶回路３４からの振幅信号が無い場合は、中波発生回路３５は、正負の中波の正弦波を発生しない。
The medium wave generation circuit 35 generates a positive / negative medium sine wave having a set amplitude and frequency, and outputs the generated signal to the
小波設定記憶回路３８は、正負の小波の正弦波の振幅および周波数が設定され、正負の小波の正弦波の振幅および周波数を小波発生回路３９へ出力する。小波発生回路３９は、設定された振幅および周波数を持つ正負の小波の正弦波を発生し、同期加算部３６へ出力する。
The small wave setting
方向比較部３３は、操舵トルク検出装置２６の操舵方向信号および操舵方向判別部３２の操舵方向信号が入力され、操舵トルク検出装置２６の操舵方向信号および操舵方向判別部３２の操舵方向信号が、一致していれば一致信号を発生し、一致していなければ不一致信号を発生する。一致信号あるいは不一致信号は、同期加算部３６へ出力される。
The direction comparison unit 33 receives the steering direction signal of the steering
同期加算部３６は、操舵方向判別部３２が発する車線と反対側の警告、車線側の警告、警告無しの信号、および方向比較部３３が発する一致信号あるいは不一致信号によって、図１４に示すフローに従って、いくつかのパターンに応じた処理を行う。つまり、同期加算部３６は、図１４に示すフローを記憶しており、それを実行する機能を有している。
The
ステップ１００で操舵方向判別部３２からの車線側の警告（左の操舵方向信号）、およびステップ１０１で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０２で図５に示すように中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算する。中波の正弦波の負部分から正部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致するように同期させる。中波の正弦波の正部分から負部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致する。中波の正弦波の負部分には小波の正弦波が加算されない。つまり、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算し、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算しない合成波Ｂ（図６）を、加算回路３７へ出力する。
If a lane-side warning (left steering direction signal) from the steering
ステップ１００で操舵方向判別部３２からの車線と反対側の警告（右の操舵方向信号）、およびステップ１０４で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０５で中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算する。中波の正弦波の正部分から負部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致するように同期させる。中波の正弦波の負部分から正部分に変化する途中のゼロに小波の正弦波のゼロが一致する。中波の正弦波の正部分には小波の正弦波が加算されない。つまり、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算し、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算しない合成波を、加算回路３７へ出力する。
When a warning (right steering direction signal) on the side opposite to the lane from the steering
ステップ１０１あるいはステップ１０４で方向比較部３３からの一致信号が同期加算部３６に入力された場合、中波の正弦波に小波の正弦波を加算しない。つまり、操舵方向判別部３２からの車線側の警告あるいは車線と反対側の警告が出ていようとも、方向比較部３３からの一致信号が出ている限り、中波の正弦波の正部分あるいは負部分に小波の正弦波を加算しない。ステップ１０３あるいはステップ１０６で正負の中波の正弦波を、そのまま加算回路３７へ出力する。
When the coincidence signal from the direction comparison unit 33 is input to the
ステップ１００で操舵方向判別部３２からの警告無しが同期加算部３６に入力され、操舵方向判別部３２からの距離信号が中波設定記憶回路３４に入力されない場合、方向比較部３３から一致信号あるいは不一致信号が出ていようが、中波の正弦波が出ていないので、小波の正弦波を加算しない。つまり、ステップ１０７で同期加算部３６から加算回路３７へ何も出力されない。
If no warning from the steering
続いて第三実施形態において、車両の状態に応じた車両および車線間の距離の警告について説明する。 Subsequently, in the third embodiment, a warning of the distance between the vehicle and the lane according to the state of the vehicle will be described.
まず、運転手がステアリングホイールを操舵していないなどで、基本制御部３１からの制御信号がゼロの場合について、車両および車線間の距離の警告について説明する。
First, a warning of the distance between the vehicle and the lane will be described in the case where the control signal from the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ１００で操舵方向判別部３２から車線側の警告が入力され、ステップ１０１で方向比較部３３から不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０２へ進み、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算し、合成波Ｂ（図６）を加算回路３７へ出力する。中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５を時計回りに揺動させると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させ、中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５を反時計回りに揺動させ、ステアリングホイール５５を細かく振動させない。
The control signal input from the
ステアリングホイール５５の時計回り回転および反時計回り回転に交互に繰り返してステアリングホイール５５を揺動させるとき、ステアリングホイール５５を時計回りに回転させると同時にステアリングホイール５５を細かく振動させるには、駆動電流Ｐ（図７）をモータ２１に供給する。ステアリングホイール５５を反時計回りに回転させ、ステアリングホイール５５を振動させないときは、駆動電流Ｐ（図１０）をモータ２１に供給する。
When the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ１００で操舵方向判別部３２から車線と反対側の警告が入力され、ステップ１０４で方向比較部３３から不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０５へ進み、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算し、合成波として加算回路３７へ出力する。中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５を反時計回りに揺動させると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させ、中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５を時計回りに揺動させ、ステアリングホイール５５を細かく振動させない。
The control signal input from the
ステアリングホイール５５の時計回り回転および反時計回り回転に交互に繰り返してステアリングホイール５５を揺動させるとき、ステアリングホイール５５を反時計回りに回転させると同時にステアリングホイール５５を細かく振動させるには、駆動電流Ｐ（図８）をモータ２１に供給する。ステアリングホイール５５を時計回りに回転させ、ステアリングホイール５５を振動させないときは、駆動電流Ｐ（図９）をモータ２１に供給する。
When the
基本制御部３１から加算回路３７へ入力される制御信号がゼロであり、ステップ１００で操舵方向判別部３２からの警告無しが同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０７へ進み、方向比較部３３から一致信号あるいは不一致信号が出ていようが、同期加算部３６から加算回路３７へ何も出力されないので、ステアリングホイール５５を揺動させないし、細かく振動させない。
If the control signal input from the
続いて第三実施形態において、運転手がステアリングホイールを操舵して基本制御部３１からの制御信号が有る場合について、車両および車線間の距離の警告について説明する。
Subsequently, in the third embodiment, a warning of the distance between the vehicle and the lane will be described in the case where the driver steers the steering wheel and there is a control signal from the
運転手がステアリングホイール５５を時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ１００で操舵方向判別部３２から車線側の警告が入力され、ステップ１０１で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０２へ進め、中波の正弦波の正部分に小波の正弦波を加算し、合成波として加算回路３７へ出力する。ステアリングホイール５５を時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、正負の中波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を揺動させる。つまり、中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５を時計回りに揺動させると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させて運転手に警告を発する。中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５を反時計回りに揺動させ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に反時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を反時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から反時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ１００で操舵方向判別部３２からの車線側の警告が入力され、ステップ１０１で方向比較部３３からの一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０３へ進め、中波の正弦波のみを加算回路３７へ出力する。ステアリングホイール５５を反時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、正負の中波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を揺動させる。つまり、正負の中波の正弦波によってステアリングホイール５５を揺動させ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に車両が車線から外れていることを認識させると同時に、反時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を反時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から反時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ１００で操舵方向判別部３２から車線と反対側の警告が入力され、ステップ１０４で方向比較部３３からの不一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０５へ進め、中波の正弦波の負部分に小波の正弦波を加算し、合成波として加算回路３７へ出力する。ステアリングホイール５５を反時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、正負の中波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を揺動させる。つまり、中波の正弦波の負部分によって、ステアリングホイール５５を反時計回りに揺動させると同時に小波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を細かく振動させて運転手に警告を発する。中波の正弦波の正部分によって、ステアリングホイール５５を時計回りに揺動させ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
運転手がステアリングホイール５５を時計回りに操作して操舵トルク検出装置２６から時計回りの操舵方向信号が出され、ステップ１００で操舵方向判別部３２からの車線と反対側の警告が入力され、ステップ１０４で方向比較部３３からの一致信号が同期加算部３６に入力された場合、ステップ１０６へ進め、中波の正弦波のみを加算回路３７へ出力する。ステアリングホイール５５を時計回り回転するように、基本制御部の制御信号により操舵補助しながら、正負の中波の正弦波によって、ステアリングホイール５５を揺動させる。つまり、正負の中波の正弦波によってステアリングホイール５５を揺動させ、ステアリングホイール５５を細かく振動させないことによって、運転手に車両が車線から外れていることを認識させると同時に、時計回りの操作が正しいことを認識させる。
The driver operates the
第三実施形態では、操舵方向判別部３２で車両および右側の車線間の距離の警告を行っているので、カーブが多く、車両の向きが頻繁に変わるところでは、必要以上の警告を発することが無い。また、操舵方向が一致しても、操舵方向判別部３２の警告があれば、小波の正弦波は出力しないが、中波の正弦波を出力するので、車両および車線間の距離の警告を認識できる。さらに、ステアリングホイール５５を時計回りおよび反時計回りに繰り返し揺動させることによって、運転手はより警告を認識しやすい。
In the third embodiment, the steering
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 The present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
上述した第一実施形態ないし第三実施形態は、ボンネットに取り付けられたビデオカメラ５０と、ビデオカメラ５０からの画像を元に車両の右側の車線の位置を推測する画像処理回路５１とを備えている。他の実施形態として、ボンネットの右側に取り付けられた第１ビデオカメラと、ボンネットの左側に取り付けられた第２ビデオカメラと、第１ビデオカメラからの画像を元に車両の右側の車線の位置を推測する第１画像処理回路と、第２ビデオカメラからの画像を元に車両の左側の車線の位置を推測する第２画像処理回路とを備えても良い。
The first to third embodiments described above include the
この場合、操舵方向判別部３２によって、車両および右側の車線間の右側距離を算出し、車両および左側の車線間の左側距離を算出し、右側距離および左側距離の平均値を算出する。操舵方向判別部３２は、平均値にプラスマイナスを加算した適切な距離の最大値および最小値を作成し、これより大きいか、小さいかを判断し、その結果の信号を同期加算部へ出力する。すなわち、車両および右側の車線間の距離が、適切な距離の最大値より大きい場合は、車線と反対側へ車両が流れすぎていることであり、車線と反対側の警告を発する必要がある。車両および右側の車線間の距離が、適切な距離の最小値より小さい場合は、車線側へ車両が流れすぎていることであり、車線側の警告を発する必要がある。車両および右側の車線間の距離が、適切な距離の最小値および最大値間にある場合は、車両の位置が適切であり、警告を発しない。
In this case, the steering
３：インターミディエイトシャフト（伝達経路）、４：ラックアンドピニオン機構（操舵装置）、５：ステアリングシャフト（操舵装置、伝達経路）、１０：ピニオンシャフト（伝達経路）、１１：ラック軸（伝達経路）、２１：モータ、２２：操舵角検出装置、２５：車速検出装置、２６：操舵トルク検出装置、２７：空気圧検出装置、２９：駆動装置、３１：基本制御部、３２：操舵方向判別部、３３：方向比較部、３４：中波設定記憶回路（ステアリングホイール作動装置）、３５：中波発生回路（ステアリングホイール作動装置）、３６：同期加算部（オンオフ制御装置）、３７：加算回路、３８：小波設定記憶回路（振動装置）、３９：小波発生回路（振動装置） 3: Intermediate shaft (transmission path), 4: Rack and pinion mechanism (steering device), 5: Steering shaft (steering device, transmission path), 10: Pinion shaft (transmission path), 11: Rack shaft (transmission path) , 21: motor, 22: steering angle detection device, 25: vehicle speed detection device, 26: steering torque detection device, 27: air pressure detection device, 29: drive device, 31: basic control unit, 32: steering direction determination unit, 33 : Direction comparison unit, 34: medium wave setting storage circuit (steering wheel operation device), 35: medium wave generation circuit (steering wheel operation device), 36: synchronous addition unit (on / off control device), 37: addition circuit, 38: Wavelet setting memory circuit (vibration device), 39: Wavelet generation circuit (vibration device)
Claims (8)
車線を撮影するカメラと、
前記カメラからの画像を処理する画像処理回路と、
前記画像処理回路からの処理信号をもとに操舵すべき方向を示す操舵方向信号を出力する操舵方向判別部と、
前記ステアリングホイールに小さく時計回りおよび反時計回りに繰り返しトルクもしくは揺動を与えるステアリングホイール作動装置と、
前記ステアリングホイールを振動させる振動装置と、
前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記操舵トルク検出装置で検出された操舵方向が一致しているときは、前記振動装置による振動を行わせず、一致していないときは、前記操舵方向判別部の前記操舵方向信号の操舵すべき方向、および前記ステアリングホイール作動装置による前記ステアリングホイールへのトルク印加方向が一致しているときは、前記振動装置による振動を停止させ、一致していないときは、前記振動装置による振動を開始させるオンオフ制御装置とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 One end is connected to the steering wheel, the other end is connected to the steering wheel, a steering device having a transmission path for transmitting a driver's steering steering to the steering wheel, and provided in the middle of the transmission path. A steering torque detection device that detects a steering torque that acts, a motor that is provided in the middle of the transmission path, and that applies a steering force to the transmission path, and a drive device that amplifies a control signal and supplies a drive current to the motor And an electric power steering device including a basic control unit that controls the control signal supplied to the drive device so that a predetermined steering torque is obtained at the time of steering of the driver,
A camera that shoots the lane,
An image processing circuit for processing an image from the camera;
A steering direction determination unit that outputs a steering direction signal indicating a direction to be steered based on a processing signal from the image processing circuit;
A steering wheel actuating device for repeatedly applying torque or swinging in a small clockwise and counterclockwise direction to the steering wheel;
A vibration device for vibrating the steering wheel;
When the steering direction signal of the steering direction signal of the steering direction determination unit matches the steering direction detected by the steering torque detection device, the vibration device does not vibrate and does not match. When the direction in which the steering direction signal of the steering direction determination unit should be steered and the direction in which torque is applied to the steering wheel by the steering wheel operating device coincide with each other, the vibration by the vibration device is stopped. An electric power steering device comprising: an on / off control device for starting vibration by the vibration device when they do not match.
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