JPH11208498A - Automatic steering device for vehicle - Google Patents
Automatic steering device for vehicleInfo
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- JPH11208498A JPH11208498A JP1417698A JP1417698A JPH11208498A JP H11208498 A JPH11208498 A JP H11208498A JP 1417698 A JP1417698 A JP 1417698A JP 1417698 A JP1417698 A JP 1417698A JP H11208498 A JPH11208498 A JP H11208498A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵角をそ
の目標値に一致させる車両用自動操舵装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic steering apparatus for a vehicle, which adjusts the steering angle of the vehicle to a target value.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両用自動操舵装置は、ステアリングシ
ャフトをアクチュエータにより駆動制御し、操舵角をそ
の目標値に一致させることによって車両の自動操舵を行
うものである。2. Description of the Related Art An automatic steering apparatus for a vehicle performs automatic steering of a vehicle by controlling a drive of a steering shaft by an actuator and making a steering angle equal to a target value.
【０００３】この車両用自動操舵装置において、ステア
リングシャフトにかかるトルクが所定値以上になると、
自動操舵中に乗員が自動操舵力に抗してステアリングホ
イールを回転させたと判断し、自動操舵を解除するよう
にした車両用自動操舵装置が知られている（例えば、特
開平４−３８２６６号公報参照）。[0003] In this automatic steering device for a vehicle, when the torque applied to the steering shaft exceeds a predetermined value,
2. Description of the Related Art There is known an automatic steering apparatus for a vehicle that determines that an occupant has rotated a steering wheel against automatic steering force during automatic steering and cancels automatic steering (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-38266). reference).
【０００４】ところで、自動操舵により障害物を回避す
る場合には、ステアリングシャフトの回転角加速度が大
きくなり、ステアリングシャフトに過渡的に大きなねじ
りトルクが発生する。特に、ステアリングホイール内に
エアバック装置を内蔵した車両では、ステアリングホイ
ールの慣性モーメントが大きいので、大きなねじりトル
クが発生する。このような場合に、上述した車両用自動
操舵装置では、ねじりトルクが所定値以上になると自動
操舵中に乗員による手動操舵が行われたと判断し、自動
操舵を解除してしまう。[0004] When an obstacle is avoided by automatic steering, the rotational angular acceleration of the steering shaft increases, and a large torsional torque is transiently generated in the steering shaft. In particular, in a vehicle in which an airbag device is built in a steering wheel, a large torsion torque is generated because the moment of inertia of the steering wheel is large. In such a case, in the above-described vehicle automatic steering device, when the torsional torque is equal to or more than a predetermined value, it is determined that manual steering by the occupant has been performed during the automatic steering, and the automatic steering is released.
【０００５】そこで、上記の問題を解決するために、自
動操舵中にステアリングシャフトにかかるトルクが所定
値以上になっても、ステアリングシャフトの回転角加速
度が所定値以上の場合には自動操舵を解除しないように
した車両用自動操舵装置が提案されている（特開平８−
３３７１８１号公報参照）。Therefore, in order to solve the above problem, even if the torque applied to the steering shaft during the automatic steering exceeds a predetermined value, the automatic steering is canceled when the rotational angular acceleration of the steering shaft is equal to or more than the predetermined value. There has been proposed an automatic steering device for a vehicle which does not use the automatic steering device.
337181).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た後者の車両用自動操舵装置では、自動操舵中に乗員が
モーターによる駆動力と逆の方向に操舵した場合には、
ステアリングシャフトにねじりトルクが発生し、且つス
テアリングシャフトが所定値以上の回転角加速度で回転
すると、手動操舵が行われているにも拘わらず自動操舵
が解除されないという問題がある。また、自動操舵中に
乗員がモーターによる駆動力と同じ方向に操舵した場合
には、ステアリングシャフトにねじりトルクが発生しな
いことがあり、そのような場合にも手動操舵が行われて
いるにも拘わらず自動操舵が解除されないという問題が
ある。However, in the latter vehicle automatic steering system described above, when the occupant steers in the direction opposite to the driving force of the motor during automatic steering,
When a torsional torque is generated in the steering shaft and the steering shaft rotates at a rotational angular acceleration equal to or more than a predetermined value, there is a problem that automatic steering is not released even though manual steering is performed. Also, if the occupant steers in the same direction as the driving force of the motor during automatic steering, no torsional torque may be generated on the steering shaft, and even in such a case, manual steering is performed. There is a problem that automatic steering is not released.
【０００７】本発明の目的は、自動操舵中の乗員による
手動操舵を正確に検出して自動操舵を確実に解除するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to accurately detect manual steering by an occupant during automatic steering and to surely cancel automatic steering.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明
は、ステアリングホイールと操舵輪とを結ぶ操舵系に目
標操舵角に応じた自動操舵力を入力するアクチュエータ
を備えた車両用自動操舵装置に適用される。そして、ス
テアリングシャフトに発生するトルクＴａを検出する手
段と、操舵角加速度θｈ”を検出する手段と、ステアリ
ングホイールの慣性モーメントを操舵角加速度θｈ”ま
で回転加速するために要するトルクＴｉを演算する手段
と、トルクＴａとトルクＴｉとの差に基づいてアクチュ
エータによる自動操舵の解除を判定する手段とを備え、
これにより上記目的を達成することができる。 （２） 請求項２の車両用自動操舵装置は、判定手段に
よって、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所定値
より小さい場合には自動操舵を解除せず、トルクＴａと
トルクＴｉの差の絶対値が所定値以上の場合には自動操
舵を解除するようにしたものである。 （３） 請求項３の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がステアリングシャフトの回転角を検出する
手段を有し、検出した回転角の二階微分値を操舵角加速
度θｈ”とするようにしたものである。 （４） 請求項４の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がアクチュエータの回転角を検出する手段を
有し、検出した回転角の二階微分値に基づいて操舵角加
速度θｈ”を検出するようにしたものである。 （５） 請求項５の車両用自動操舵装置は、操舵角加速
度検出手段がサイドロッドの進退量を検出する手段を有
し、検出した進退量の二階微分値に基づいて操舵角加速
度θｈ”を検出するようにしたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic steering system for a vehicle including an actuator for inputting an automatic steering force according to a target steering angle to a steering system connecting a steering wheel and a steered wheel. Applies to equipment. Means for detecting the torque Ta generated in the steering shaft, means for detecting the steering angular acceleration θh ″, and means for calculating the torque Ti required for rotationally accelerating the inertia moment of the steering wheel to the steering angular acceleration θh ″. And means for determining release of automatic steering by the actuator based on a difference between the torque Ta and the torque Ti,
Thereby, the above object can be achieved. (2) In the vehicle automatic steering system according to claim 2, the automatic steering is not released when the absolute value of the difference between the torque Ta and the torque Ti is smaller than a predetermined value, and the difference between the torque Ta and the torque Ti is determined. When the absolute value of is larger than a predetermined value, the automatic steering is released. (3) In the vehicle automatic steering apparatus according to claim 3, the steering angular acceleration detecting means has means for detecting the rotation angle of the steering shaft, and the second derivative of the detected rotation angle is set as the steering angular acceleration θh ″. (4) In the automatic steering device for a vehicle according to claim 4, the steering angular acceleration detecting means has a means for detecting a rotation angle of the actuator, and the steering is performed based on a second-order differential value of the detected rotation angle. The angular acceleration θh ″ is detected. (5) The vehicle automatic steering system according to claim 5, wherein the steering angular acceleration detecting means has means for detecting the amount of advance or retreat of the side rod, and calculates the steering angular acceleration θh ″ based on the second derivative of the detected amount of advance or retreat. This is to detect.
【０００９】[0009]
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、ステ
アリングシャフトに発生するトルクＴａと、ステアリン
グホイールの慣性モーメントを操舵角加速度θｈ”まで
回転加速するために要するトルクＴｉとの差に基づい
て、自動操舵の解除を判定するようにした。このトルク
差（Ｔａ−Ｔｉ）は乗員による手動操舵トルクにほぼ等
しく、自動操舵中の乗員による手動操舵の有無を正確に
検出することができ、手動操舵が行われたときには自動
操舵を確実に解除することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、トルクＴａとトルク
Ｔｉの差の絶対値が所定値より小さい場合には自動操舵
を解除せず、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所
定値以上の場合には自動操舵を解除するようにした。こ
の所定値には、トルクＴａの検出誤差、回転角加速度θ
ｈ”の検出誤差、検出手段へ混入するノイズなどを考慮
した値を設定することができ、自動操舵の解除を正しく
判定することができる。 （３） 請求項３の発明によれば、ステアリングシャフ
トの回転角を検出し、検出した回転角の二階微分値を操
舵角加速度θｈ”とするようにしたので、操舵角加速度
θｈ”を正確に検出することができる。 （４） 請求項４の発明によれば、自動操舵用アクチュ
エータの回転角を検出し、検出した回転角の二階微分値
に基づいて操舵角加速度θｈ”を検出するようにした。
通常、自動操舵用アクチュエータはロータリーエンコー
ダーを内蔵しているので、それによりアクチュエータの
回転角を検出することができ、アクチュエータとステア
リングシャフトとの間に介装されるギアのギア比を考慮
して操舵角θｈと操舵角加速度θｈ”を算出することが
できる。したがって、ステアリングシャフトの回転角を
検出するためのセンサーが不要となり、自動操舵装置の
コストを低減することができる。 （５） 請求項５の発明によれば、サイドロッドの進退
量を検出し、検出した進退量の二階微分値に基づいて操
舵角加速度θｈ”を検出するようにしたので、ステアリ
ングシャフトの回転角や自動操舵アクチュエータの回転
角を検出して操舵角加速度θｈ”を求める場合に比べ、
回転角センサーよりも安価な抵抗器などにより正確に操
舵角加速度θｈ”を検出することができる。According to the first aspect of the present invention, the difference between the torque Ta generated on the steering shaft and the torque Ti required for rotationally accelerating the inertia moment of the steering wheel to the steering angular acceleration θh ″ is calculated. This torque difference (Ta-Ti) is substantially equal to the manual steering torque by the occupant, and the presence or absence of the manual steering by the occupant during the automatic steering can be accurately detected. (2) According to the second aspect of the present invention, when the absolute value of the difference between the torque Ta and the torque Ti is smaller than a predetermined value, the automatic steering can be reliably released. When the absolute value of the difference between the torque Ta and the torque Ti is equal to or more than a predetermined value without canceling the steering, the automatic steering is canceled. Rotation angle acceleration θ
It is possible to set a value in consideration of the detection error of h ″, noise mixed in the detection means, and the like, and it is possible to correctly determine the cancellation of the automatic steering. (3) According to the invention of claim 3, Since the rotation angle of the detected rotation angle is detected and the second derivative of the detected rotation angle is used as the steering angular acceleration θh ″, the steering angular acceleration θh ″ can be accurately detected. According to the above, the rotation angle of the automatic steering actuator is detected, and the steering angular acceleration θh ″ is detected based on the second derivative of the detected rotation angle.
Normally, since the actuator for automatic steering has a built-in rotary encoder, the rotation angle of the actuator can be detected thereby, and the steering is performed in consideration of the gear ratio of the gear interposed between the actuator and the steering shaft. It is possible to calculate the angle θh and the steering angular acceleration θh ″. Therefore, a sensor for detecting the rotation angle of the steering shaft is not required, and the cost of the automatic steering device can be reduced. According to the invention, the amount of retraction of the side rod is detected, and the steering angular acceleration θh ″ is detected based on the second derivative of the detected amount of retraction, so that the rotation angle of the steering shaft and the rotation of the automatic steering actuator are detected. Compared to the case where the angle is detected to obtain the steering angular acceleration θh ″,
The steering angular acceleration θh ″ can be accurately detected by a resistor or the like that is less expensive than the rotation angle sensor.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す
図である。ステアリングホイール１はステアリングシャ
フト２に連結され、両者は一体に回転する。ステアリン
グシャフト２はアッパーシャフト２ａとロアシャフト２
ｂから成り、それらは自在継手３により連結される。ア
ッパーシャフト２ａの上端はステアリングホイール１に
連結され、ロアシャフト２ｂの下端はステアリング・ギ
アボックス４に連結される。ステアリング・ギアボック
ス４はラックアンドピニオン式であり、ロアシャフト２
ｂの下端に連結されるピニオン（不図示）がサイドロッ
ド５に螺合する。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment. The steering wheel 1 is connected to a steering shaft 2, and both rotate integrally. The steering shaft 2 includes an upper shaft 2a and a lower shaft 2
b, which are connected by a universal joint 3. The upper end of the upper shaft 2a is connected to the steering wheel 1, and the lower end of the lower shaft 2b is connected to the steering gear box 4. The steering gear box 4 is of a rack and pinion type, and the lower shaft 2
A pinion (not shown) connected to the lower end of b is screwed into the side rod 5.
【００１１】アッパーシャフト２ａの自在継手３側の端
部には歯車６が取り付けられ、自動操舵用モーター７の
出力軸に取り付けられた歯車８と螺合する。自動操舵用
モーター７は、ロータリーエンコーダー、タコジェネレ
ーターおよび電磁式クラッチを内蔵している。モーター
７はコントローラー９に接続されており、コントローラ
ー９からの制御信号ＳMによりクラッチのオン、オフと
回転量が制御される。また、アッパーシャフト２ａのス
テアリングホイール１側の端部にはトルクセンサー１０
と回転角センサー１１が取り付けられている。トルクセ
ンサー１０は、ステアリングホイール１と歯車６との間
のアッパーシャフト２ａにかかるトルクＴを検出する。
回転角センサー１１は、アッパーシャフト２ａの回転角
θを検出する。A gear 6 is attached to an end of the upper shaft 2a on the universal joint 3 side, and is screwed with a gear 8 attached to an output shaft of a motor 7 for automatic steering. The automatic steering motor 7 includes a rotary encoder, a tachogenerator, and an electromagnetic clutch. The motor 7 is connected to the controller 9, and the control signal SM from the controller 9 controls ON / OFF of the clutch and the rotation amount. A torque sensor 10 is provided at the end of the upper shaft 2a on the steering wheel 1 side.
And a rotation angle sensor 11 are attached. The torque sensor 10 detects a torque T applied to the upper shaft 2a between the steering wheel 1 and the gear 6.
The rotation angle sensor 11 detects the rotation angle θ of the upper shaft 2a.
【００１２】また、この実施の形態の操舵系は油圧式パ
ワーステアリング機構を備えている。サイドロッド５が
油圧シリンダー１４のピストンロッドとしても機能し、
ロアシャフト２ｂに生じるねじりトルクに応じて油圧シ
リンダー１４の左右のシリンダー室に供給する油圧を制
御し、操舵系に対するアシスト力を発生させる。このパ
ワーステアリング機構は手動操舵時と自動操舵時のいず
れの場合にも作動し、手動操舵時の乗員による操舵力を
軽減するとともに、自動操舵用モーター７の小型化を図
ることができる。The steering system according to the embodiment has a hydraulic power steering mechanism. The side rod 5 also functions as a piston rod of the hydraulic cylinder 14,
The hydraulic pressure supplied to the left and right cylinder chambers of the hydraulic cylinder 14 is controlled in accordance with the torsional torque generated in the lower shaft 2b to generate an assist force for the steering system. The power steering mechanism operates in both the case of manual steering and the case of automatic steering, so that the steering force by the occupant during manual steering can be reduced, and the size of the automatic steering motor 7 can be reduced.
【００１３】コントローラー９はマイクロコンピュータ
ーとその周辺部品から構成され、情報センサー１２から
送られる道路形状などのデータＤと、トルクセンサー１
０からの検出トルクＴと、回転角センサー１１からの回
転角θとに基づいて目標操舵角を演算し、モーター７を
駆動制御して自動操舵を行うとともに、後述する制御プ
ログラムを実行して自動操舵の解除を行う。すなわち、
自動操舵中における乗員の手動操舵の有無を正確に検出
し、モーター７による自動操舵力に抗して乗員が手動操
舵を行った場合には速やかに自動操舵を解除する。The controller 9 is composed of a microcomputer and its peripheral parts, and data D such as a road shape sent from the information sensor 12 and the torque sensor 1.
The target steering angle is calculated based on the detected torque T from 0 and the rotation angle θ from the rotation angle sensor 11, and the drive of the motor 7 is controlled to perform the automatic steering. Release the steering. That is,
The presence / absence of manual steering of the occupant during automatic steering is accurately detected, and if the occupant performs manual steering against the automatic steering force of the motor 7, the automatic steering is immediately released.
【００１４】ここで、この実施の形態の操舵系を力学的
に解析する。図２は、自動操舵力の入力点である歯車６
と手動操舵力の入力点であるステアリングホイール１と
の間をモデル化した図である。今、自動操舵が行われて
おり、ステアリングホイール１が乗員によって支持され
ず、解放されているとする。モーター７によりアッパー
シャフト２ａが歯車６側から角度θｏだけ回転駆動され
たときに、ステアリングホイール１が慣性力に打ち勝っ
て角度θｈだけ回転したとすると、アッパーシャフト２
ａのねじり剛性をＫｈ、ステアリングホイール１の慣性
モーメントをＩｈとすれば、図２に示す力学系に次の運
動方程式が成立する。Here, the steering system of this embodiment will be analyzed dynamically. FIG. 2 shows a gear 6 which is an input point of the automatic steering force.
FIG. 3 is a diagram modeling between the steering wheel 1 and an input point of a manual steering force. Now, it is assumed that automatic steering is being performed, and the steering wheel 1 is released without being supported by the occupant. When the upper shaft 2a is rotated by the angle θo from the gear 6 side by the motor 7 and the steering wheel 1 is rotated by the angle θh overcoming the inertial force, the upper shaft 2
If the torsional rigidity of a is Kh and the moment of inertia of the steering wheel 1 is Ih, the following equation of motion is established in the dynamic system shown in FIG.
【数１】Ｉｈ＊θｈ”＋Ｋｈ（θｈ−θｏ）＝０ なお、数式１においてθｈ”は回転角θｈの二階微分値
である回転角加速度を表す。Ih * θh ″ + Kh (θh−θo) = 0 In Expression 1, θh ″ represents a rotational angular acceleration that is a second-order differential value of the rotational angle θh.
【００１５】また、この場合にアッパーシャフト２ａに
かかるねじりトルクＴａは次式で表される。In this case, the torsional torque Ta applied to the upper shaft 2a is expressed by the following equation.
【数２】Ｔａ＝Ｋｈ（θｏ−θｈ） 数式１と数式２から次式が導出される。Ta = Kh (θo−θh) The following expression is derived from Expressions 1 and 2.
【数３】Ｔａ＝Ｉｈ＊θｈ”## EQU3 ## Ta = Ih * θh ''
【００１６】自動操舵時にステアリングホイール１が解
放状態にある場合には、自動操舵によってステアリング
ホイール１を回転加速するために要するトルクＴｉは、
アッパーシャフト２ａに発生するねじりトルクＴａと等
しく、When the steering wheel 1 is in the released state during automatic steering, the torque Ti required to rotationally accelerate the steering wheel 1 by automatic steering is:
It is equal to the torsional torque Ta generated in the upper shaft 2a,
【数４】Ｔｉ＝Ｔａ＝Ｉｈ＊θｈ” となる。したがって、ステアリングホイール１の慣性モ
ーメントＩｈを回転角加速度θｈ”まで加速するために
要するトルクＴｉは、ステアリングホイール１の回転角
加速度θｈ”を検出することによって推定できる。な
お、ステアリングホイール１の回転角θｈはアッパーシ
ャフト２ａの上端の回転角と等しく、回転角センサー１
１により検出される。また、アッパーシャフト２ａにか
かるねじりトルクＴａはトルクセンサー１０により検出
される。## EQU4 ## Therefore, the torque Ti required to accelerate the moment of inertia Ih of the steering wheel 1 to the rotational angular acceleration θh ″ is represented by Ti = Ta = Ih * θh ″. The rotation angle θh of the steering wheel 1 is equal to the rotation angle of the upper end of the upper shaft 2a.
1 is detected. The torsional torque Ta applied to the upper shaft 2a is detected by the torque sensor 10.
【００１７】次に、自動操舵が行われているときに、乗
員が自動操舵力に抗してステアリングホイール１を回転
させると、歯車６とステアリングホイール１との間のア
ッパーシャフト２ａにねじりトルクＴａが発生する。こ
のねじりトルクＴａは、ステアリングホイール１の慣性
モーメントＩｈを回転角加速度θｈ”まで加速するため
に要するトルクＴｉ（＝Ｉｈ＊θｈ”）と、乗員による
手動操舵トルクＴｄとの和になる。Next, when the occupant rotates the steering wheel 1 against the automatic steering force during automatic steering, the torsional torque Ta is applied to the upper shaft 2a between the gear 6 and the steering wheel 1. Occurs. This torsional torque Ta is the sum of the torque Ti (= Ih * θh ″) required to accelerate the inertia moment Ih of the steering wheel 1 to the rotational angular acceleration θh ″ and the manual steering torque Td by the occupant.
【数５】Ｔａ＝Ｔｉ＋Ｔｄ＝Ｉｈ＊θｈ”＋Ｔｄ## EQU5 ## Ta = Ti + Td = Ih * .theta.h "+ Td
【００１８】数式５から明らかなように、アッパーシャ
フト２ａのねじりトルクＴａとステアリングホイール１
を回転加速するために要するトルクＴｉとの差（Ｔａ−
Ｔｉ）は、乗員による手動操舵トルクＴｄに等しい。As is apparent from Equation 5, the torsional torque Ta of the upper shaft 2a and the steering wheel 1
Difference from the torque Ti required to rotationally accelerate the rotation (Ta−
Ti) is equal to the manual steering torque Td by the occupant.
【数６】Ｔａ−Ｔｉ＝Ｔａ−Ｉｈ＊θｈ”＝Ｔｄ したがって、上記差（Ｔａ−Ｔｉ）を求めることによっ
て、自動操舵中における乗員の手動操舵の有無を正確に
判断することができる。Ta−Ti = Ta−Ih * θh ″ = Td Therefore, by determining the difference (Ta−Ti), it is possible to accurately determine whether or not the occupant has manually operated during automatic steering.
【００１９】この実施の形態では、センサー１０により
検出したアッパーシャフト２ａのねじりトルクＴａと、
数式４により算出したステアリングホイール１を回転加
速するために要するトルクＴｉとを比較し、両者の差の
絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａより小さい場合には自
動操舵を解除せず、所定値Ａ以上の場合に自動操舵を解
除する。In this embodiment, the torsion torque Ta of the upper shaft 2a detected by the sensor 10
The torque Ti required for rotationally accelerating the steering wheel 1 calculated by Expression 4 is compared with the torque Ti. If the absolute value | Ta−Ti | When the value is equal to or more than the value A, the automatic steering is released.
【００２０】これにより、自動操舵中に乗員がモーター
７による駆動力と逆の方向に手動操舵した場合でも、ア
ッパーシャフト２ａに大きなねじりトルクＴａが発生
し、ステアリングホイール１を回転加速するために要す
るトルクＴｉとの差が増大して、両者の差の絶対値｜Ｔ
ａ−Ｔｉ｜が所定値Ａを越えるため、乗員により手動操
舵が行われたことを正確に検出でき、自動操舵を解除す
ることができる。As a result, even if the occupant performs manual steering in the direction opposite to the driving force of the motor 7 during automatic steering, a large torsion torque Ta is generated on the upper shaft 2a, which is required for rotationally accelerating the steering wheel 1. The difference from the torque Ti increases, and the absolute value of the difference | T
Since a-Ti | exceeds the predetermined value A, it is possible to accurately detect that the occupant has performed the manual steering, and cancel the automatic steering.
【００２１】また、自動操舵中に乗員がモーター７によ
る駆動力と同じ方向に手動操舵した場合には、アッパー
シャフト２ａに発生するねじりトルクＴａが小さくなる
が、ステアリングホイール１を回転加速するために要す
るトルクＴｉは大きく、両者の差の絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ
｜が所定値Ａを越えるため、乗員により手動操舵が行わ
れたことを正確に検出でき、自動操舵を解除することが
できる。When the occupant performs manual steering in the same direction as the driving force of the motor 7 during automatic steering, the torsional torque Ta generated on the upper shaft 2a becomes small. The required torque Ti is large, and the absolute value of the difference | Ta−Ti
Exceeds the predetermined value A, it is possible to accurately detect that the occupant has performed the manual steering, and to cancel the automatic steering.
【００２２】一方、障害物を回避するために自動操舵に
より急な転舵が行われた場合には、ステアリングホイー
ル１の慣性力によってねじりトルクＴａが過渡的に大き
くなり、センサー１０の検出値Ｔ（＝Ｔａ）が増加する
ことがある。しかし、この場合には、数式４により算出
されるステアリングホイール１を回転加速するために要
するトルクＴｉも大きくなり、両者の差（Ｔａ−Ｔｉ）
は理論的に０になる。したがって、両者の差の絶対値｜
Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａよりも小さくなり、自動操舵は
解除されない。On the other hand, when a sharp turn is performed by automatic steering in order to avoid an obstacle, the torsional torque Ta transiently increases due to the inertial force of the steering wheel 1, and the detection value T of the sensor 10 (= Ta) may increase. However, in this case, the torque Ti required for rotationally accelerating the steering wheel 1 calculated by Expression 4 also increases, and the difference (Ta−Ti) between the two.
Is theoretically zero. Therefore, the absolute value of the difference |
Ta−Ti | becomes smaller than the predetermined value A, and the automatic steering is not released.
【００２３】なお、所定値Ａには、トルクセンサー１０
の検出値Ｔとねじりトルクの真値Ｔａとの間の測定誤
差、回転角センサー１１の検出値θとステアリングホイ
ール１の回転角の真値θｈとの間の測定誤差、センサー
検出値Ｔ、θに混入するノイズなどを考慮した値を設定
する。Note that the predetermined value A is
, The measurement error between the detected value T and the true value Ta of the torsion torque, the measurement error between the detected value θ of the rotation angle sensor 11 and the true value θh of the rotation angle of the steering wheel 1, the sensor detection values T, θ Set a value that takes into account noise mixed in
【００２４】図３は自動操舵解除プログラムを示すフロ
ーチャートである。このフローチャートにより、一実施
の形態の動作を説明する。コントローラー９は、自動操
舵制御モードにおいて所定時間ごとにこの制御プログラ
ムを実行する。ステップ１において、トルクセンサー１
０から検出トルクＴを読み込み、アッパーシャフト２ａ
のねじりトルクＴａとする。また、回転角センサー１１
から検出回転角θを読み込み、ステアリングホイール１
の回転角θｈとする。ステップ２で回転角θｈの二階微
分値θｈ”を演算し、続くステップ３で数式４によりス
テアリングホイール１の慣性モーメントＩｈを回転角加
速度θｈ”まで加速するために要するトルクＴｉを演算
する。ステップ４において、両者の差の絶対値｜Ｔａ−
Ｔｉ｜が所定値Ａよりも小さいかどうかを確認し、所定
値Ａよりも小さいときは自動操舵を解除せずに処理を終
了する。差の絶対値｜Ｔａ−Ｔｉ｜が所定値Ａ以上のと
きはステップ５へ進み、モーター停止指令ＳMを出力す
る。これにより、モーター７のクラッチがオフされ、自
動操舵が解除される。FIG. 3 is a flowchart showing an automatic steering cancellation program. The operation of the embodiment will be described with reference to this flowchart. The controller 9 executes this control program at predetermined time intervals in the automatic steering control mode. In step 1, the torque sensor 1
The detected torque T is read from 0 and the upper shaft 2a
Of the torsion torque Ta. The rotation angle sensor 11
From the steering wheel 1
Is the rotation angle θh. In step 2, the second derivative θh ″ of the rotation angle θh is calculated, and in step 3 the torque Ti required to accelerate the inertia moment Ih of the steering wheel 1 to the rotation angular acceleration θh ″ is calculated by equation 4. In step 4, the absolute value of the difference | Ta−
It is checked whether Ti | is smaller than a predetermined value A, and if smaller than the predetermined value A, the process is terminated without canceling the automatic steering. If the absolute value | Ta−Ti | of the difference is equal to or larger than the predetermined value A, the process proceeds to step 5 and outputs a motor stop command SM. Thereby, the clutch of the motor 7 is turned off, and the automatic steering is released.
【００２５】以上の一実施の形態の構成において、モー
ター７がアクチュエータを、トルクセンサー１０がトル
クＴａ検出手段を、回転角センサー１１およびコントロ
ーラー９が操舵角加速度θｈ”検出手段を、コントロー
ラー９がトルクＴｉ演算手段および判定手段を、回転セ
ンサー１１が回転角検出手段をそれぞれ構成する。In the above embodiment, the motor 7 is an actuator, the torque sensor 10 is a torque Ta detecting means, the rotation angle sensor 11 and the controller 9 are steering angular acceleration θh ″ detecting means, and the controller 9 is a torque The rotation sensor 11 constitutes a Ti angle computing means and a judging means, and the rotation sensor 11 constitutes a rotation angle detecting means.
【００２６】なお、上述した一実施の形態では回転角セ
ンサー１１によりステアリングホイール１の回転角θｈ
を検出し、その二階微分値θｈ”を算出して操舵角加速
度とする例を示したが、操舵角加速度を検出する方法は
上記実施の形態に限定されず、モーター７に内蔵された
ロータリーエンコーダーにより操舵角を検出し、その二
階微分値を操舵角加速度としてもよい。あるいは、サイ
ドロッド５の進退量を検出し、その二階微分値に基づい
て操舵角加速度を求めてもよい。In the embodiment described above, the rotation angle θh of the steering wheel 1 is detected by the rotation angle sensor 11.
Has been described, and the second derivative θh ″ is calculated to obtain the steering angular acceleration. However, the method of detecting the steering angular acceleration is not limited to the above-described embodiment, and the rotary encoder built in the motor 7 may be used. Alternatively, the steering angle acceleration may be detected and the second derivative thereof may be used as the steering angular acceleration, or the amount of advance / retreat of the side rod 5 may be detected, and the steering angular acceleration may be obtained based on the second derivative.
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment.
【図２】 ステアリングシャフトにかかる力を解析する
ためのモデル図である。FIG. 2 is a model diagram for analyzing a force applied to a steering shaft.
【図３】 自動操舵解除プログラムを示すフローチャー
トである。FIG. 3 is a flowchart showing an automatic steering cancellation program.
１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ２ａ アッパーシャフト ２ｂ ロアシャフト ３ 自在継手 ４ ステアリング・ギアボックス ５ サイドロッド ６ 歯車 ７ モーター ８ 歯車 ９ コントローラー １０ トルクセンサー １１ 回転角センサー １２ 情報センサー Reference Signs List 1 steering wheel 2 steering shaft 2a upper shaft 2b lower shaft 3 universal joint 4 steering gear box 5 side rod 6 gear 7 motor 8 gear 9 controller 10 torque sensor 11 rotation angle sensor 12 information sensor
Claims (5)
操舵系に目標操舵角に応じた自動操舵力を入力するアク
チュエータを備えた車両用自動操舵装置において、 ステアリングシャフトに発生するトルクＴａを検出する
手段と、 操舵角加速度θｈ”を検出する手段と、 ステアリングホイールの慣性モーメントを操舵角加速度
θｈ”まで回転加速するために要するトルクＴｉを演算
する手段と、 トルクＴａとトルクＴｉとの差に基づいて前記アクチュ
エータによる自動操舵の解除を判定する手段とを備える
ことを特徴とする車両用自動操舵装置。1. A means for detecting a torque Ta generated on a steering shaft in an automatic steering apparatus for a vehicle including an actuator for inputting an automatic steering force corresponding to a target steering angle to a steering system connecting a steering wheel and a steered wheel. Means for detecting the steering angular acceleration θh ″, means for calculating the torque Ti required to rotationally accelerate the moment of inertia of the steering wheel to the steering angular acceleration θh ″, and based on the difference between the torque Ta and the torque Ti. Means for determining cancellation of automatic steering by the actuator.
おいて、 前記判定手段は、トルクＴａとトルクＴｉの差の絶対値
が所定値より小さい場合には自動操舵を解除せず、トル
クＴａとトルクＴｉの差の絶対値が所定値以上の場合に
は自動操舵を解除することを特徴とする車両用自動操舵
装置。2. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the determination unit does not release the automatic steering when the absolute value of the difference between the torque Ta and the torque Ti is smaller than a predetermined value. An automatic steering device for canceling automatic steering when the absolute value of the difference between the torque and the torque Ti is equal to or greater than a predetermined value.
おいて、 前記操舵角加速度検出手段はステアリングシャフトの回
転角を検出する手段を有し、検出した回転角の二階微分
値を操舵角加速度θｈ”とすることを特徴とする車両用
自動操舵装置。3. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the steering angular acceleration detecting means has means for detecting a rotation angle of a steering shaft, and calculates a second-order differential value of the detected rotation angle as a steering angular acceleration. θh ″.
おいて、 前記操舵角加速度検出手段は前記アクチュエータの回転
角を検出する手段を有し、検出した回転角の二階微分値
に基づいて操舵角加速度θｈ”を検出することを特徴と
する車両用自動操舵装置。4. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein said steering angular acceleration detecting means has means for detecting a rotation angle of said actuator, and performs steering based on a second derivative of the detected rotation angle. An automatic steering device for a vehicle, which detects an angular acceleration θh ″.
おいて、 前記操舵角加速度検出手段はサイドロッドの進退量を検
出する手段を有し、検出した進退量の二階微分値に基づ
いて操舵角加速度θｈ”を検出することを特徴とする車
両用自動操舵装置。5. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the steering angular acceleration detecting means includes means for detecting an amount of advance or retreat of the side rod, and performs steering based on a second-order differential value of the detected amount of advance or retreat. An automatic steering device for a vehicle, which detects an angular acceleration θh ″.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417698A JPH11208498A (en) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Automatic steering device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417698A JPH11208498A (en) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Automatic steering device for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11208498A true JPH11208498A (en) | 1999-08-03 |
Family
ID=11853846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1417698A Pending JPH11208498A (en) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Automatic steering device for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11208498A (en) |
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-
1998
- 1998-01-27 JP JP1417698A patent/JPH11208498A/en active Pending
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