(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差が減少するように、操舵モータの電流を制御する電流制御手段を備えて操舵を行う自動操舵装置において、
前記偏差の絶対値及び所定値の大小を比較する偏差比較手段と、前記電流の値及び所定値の大小を比較する電流比較手段と、前記偏差比較手段が、前記偏差の絶対値が所定値より小さいと判定し、しかも、前記電流比較手段が、前記電流の値が所定値より大きいと判定したとき、前記電流制御手段が異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする自動操舵装置。
【請求項２】
前記偏差の正負及び前記モータ電流の方向の関係が予め設定された関係であるか否かを判定する判定手段を備え、前記偏差比較手段が、前記偏差の絶対値が所定値より大きいと判定し、しかも、前記判定手段が予め設定された関係でないと判定したとき、前記異常判定手段は前記電流制御手段が異常であると判定する請求項１記載の自動操舵装置。
【請求項３】
目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差が減少するように、操舵モータの電流を制御する電流制御手段を備えて操舵を行う自動操舵装置において、
前記偏差により所定時間に変化した舵角変化量を演算する手段と、該手段が演算した舵角変化量の絶対値と前記偏差の絶対値及び所定値の合計値とを比較する手段と、該手段が前記舵角変化量の絶対値は前記合計値より大きいとしたとき、前記電流制御手段が異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする自動操舵装置。
【請求項４】
前記舵角検出手段に対する副舵角検出手段と、前記電流制御手段に対する副電流制御手段と、前記異常判定手段が、前記電流制御手段が異常であると判定したときに、前記舵角検出手段を前記副舵角検出手段へ切換え、前記電流制御手段を前記副電流制御手段へ切換える切換え手段とを備える請求項３記載の自動操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差が減少するように、操舵モータのモータ電流を制御することにより操舵する自動操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の自動操舵装置の構成例を示すブロック図である。この自動操舵装置は、ＣＣＤによる画像処理、超音波又はレーザー光線の反射等により、道路情報処理部１０が、道路上又はその近傍に存在する標識物との相対位置関係である道路情報を処理する。相対指示舵角検出部１１は、道路情報処理部１０が処理した道路情報から操舵すべき相対指示舵角を検出し、目標舵角算出部１２は、相対指示舵角検出部１１が検出した相対指示舵角から目標舵角を算出する。
道路情報処理部１０、相対指示舵角検出部１１及び目標舵角算出部１２はメインＥＣＵ（Electronic Control Unit ）１に含まれている。
【０００３】
この自動操舵装置は、また、舵角センサ２１が、舵角の回転から相対的な回転舵角を検出し、絶対舵角検出部２１ａが、その相対的な回転舵角から舵角の中点及び絶対実舵角を検出する。舵角偏差演算部１３は、目標舵角算出部１２が算出した目標舵角と絶対舵角検出部２１ａが検出した絶対実舵角との舵角偏差を演算する。
舵角偏差演算部１３が演算した舵角偏差は、目標モータ電流指示部１４に与えられ、目標モータ電流指示部１４は、与えられた舵角偏差に応じた目標モータ電流値を出力する。
【０００４】
目標モータ電流指示部１４が出力した目標モータ電流値は、差引き演算部１６において、モータ電流検出部１８が検出したモータ電流値との偏差が演算され、ＰＩＤ制御部１７は、その演算された偏差に応じたＰＩＤ制御によりモータ駆動電圧をモータ１９に与える。モータ１９は、歯車機構（図示せず）を介して、クラッチ２０により操舵機構（図示せず）と離接される。
絶対舵角検出部２１ａ、舵角偏差演算部１３、目標モータ電流指示部１４及び差引き演算部１６は、操舵補助制御ＥＣＵ５を構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の自動操舵装置では、メインＥＣＵ１の目標舵角算出部１２が算出した目標舵角と操舵補助制御ＥＣＵ５の絶対舵角検出部２１ａが検出した絶対実舵角との舵角偏差を、操舵補助制御ＥＣＵ５の舵角偏差演算部１３が演算し、操舵補助制御ＥＣＵ５の目標モータ電流指示部１４が、その演算した舵角偏差に基づく目標モータ電流値を出力して操舵補助を行っているが、操舵補助制御ＥＣＵ５に異常が発生した場合、その異常を検出できず、その異常への対策を取ることができない問題があった。
【０００６】
また、舵角に対するフェイルセーフとして、応答速度の関係から目標舵角指示の８０ｍｓ後に｜その目標舵角−検出舵角｜＞３ｄｅｇ．の条件による追従チェックを行っているが、車両のステアリング系では、システムの暴走に対する検出は２０〜３０ｍｓ以内には行うことが必要であり、より速い追従チェックの手段が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１，２発明では、制御手段の異常を判定できる自動操舵装置を提供することを目的とする。
第３発明では、より速い追従チェックの手段を備えた自動操舵装置を提供することを目的とする。
第４発明では、追従チェックにより異常であると判定したときに、それへの対策が可能な自動操舵装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る自動操舵装置は、目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差が減少するように、操舵モータの電流を制御する電流制御手段を備えて操舵を行う自動操舵装置において、前記偏差の絶対値及び所定値の大小を比較する偏差比較手段と、前記電流の値及び所定値の大小を比較する電流比較手段と、前記偏差比較手段が、前記偏差の絶対値が所定値より小さいと判定し、しかも、前記電流比較手段が、前記電流の値が所定値より大きいと判定したとき、前記電流制御手段が異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この自動操舵装置では、偏差比較手段が、目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差の絶対値及び所定値の大小を比較し、電流比較手段が、操舵モータの電流の値及び所定値の大小を比較する。そして、偏差比較手段が偏差の絶対値が所定値より小さいと判定し、しかも、電流比較手段が、電流の値が所定値より大きいと判定したとき、異常判定手段が、電流制御手段が異常であると判定する。これにより、電流制御手段の異常を検出することができる。
【００１０】
第２発明に係る自動操舵装置は、前記偏差の正負及び前記モータ電流の方向の関係が予め設定された関係であるか否かを判定する判定手段を備え、前記偏差比較手段が、前記偏差の絶対値が所定値より大きいと判定し、しかも、前記判定手段が予め設定された関係でないと判定したとき、前記異常判定手段は前記電流制御手段が異常であると判定することを特徴とする。
【００１１】
この自動操舵装置では、判定手段が、目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差の正負及び操舵モータの電流の方向の関係が予め設定された関係であるか否かを判定する。そして、偏差比較手段が、偏差の絶対値が所定値より大きいと判定し、しかも、判定手段が予め設定された関係でないと判定したとき、異常判定手段は電流制御手段が異常であると判定する。これにより、電流制御手段の異常を検出することができる。
【００１４】
第３発明に係る自動操舵装置は、目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差が減少するように、操舵モータの電流を制御する電流制御手段を備えて操舵を行う自動操舵装置において、前記偏差により所定時間に変化した舵角変化量を演算する手段と、該手段が演算した舵角変化量の絶対値と前記偏差の絶対値及び所定値の合計値とを比較する手段と、該手段が前記舵角変化量の絶対値は前記合計値より大きいとしたとき、前記電流制御手段が異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この自動操舵装置では、演算する手段が、目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との偏差により所定時間に変化した舵角変化量を演算し、比較する手段が、その演算した舵角変化量の絶対値と偏差の絶対値及び所定値の合計値とを比較する。そして、比較する手段が舵角変化量の絶対値は合計値より大きいとしたとき、異常判定手段が、電流制御手段が異常であると判定する。これにより、オーバシュート異常を監視でき、より速い追従チェックが可能となる。
【００１６】
第４発明に係る自動操舵装置は、前記舵角検出手段に対する副舵角検出手段と、前記電流制御手段に対する副電流制御手段と、前記異常判定手段が、前記電流制御手段が異常であると判定したときに、前記舵角検出手段を前記副舵角検出手段へ切換え、前記電流制御手段を前記副電流制御手段へ切換える切換え手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この自動操舵装置では、異常判定手段が、電流制御手段が異常であると判定したときに、切換え手段が、舵角検出手段を副舵角検出手段へ切換え、電流制御手段を副電流制御手段へ切換えるので、追従チェックにより異常であると判定したときに、それへの対策が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、第１，２発明に係る自動操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。この自動操舵装置は、ＣＣＤによる画像処理、超音波又はレーザー光線の反射等により、道路情報処理部１０が、道路上又はその近傍に存在する標識物との相対位置関係である道路情報を処理する。相対指示舵角検出部１１は、道路情報処理部１０が処理した道路情報から操舵すべき相対指示舵角を検出し、目標舵角算出部１２は、相対指示舵角検出部１１が検出した相対指示舵角から目標舵角を算出する。
道路情報処理部１０、相対指示舵角検出部１１及び目標舵角算出部１２はメインＥＣＵ（Electronic Control Unit ）１に含まれている。
【００１９】
この自動操舵装置は、また、舵角センサ２１が、舵輪の回転から相対的な回転舵角を検出し、絶対舵角検出部２１ａが、その相対的な回転舵角から舵角の中点及び絶対実舵角を検出する。舵角偏差演算部１３は、目標舵角算出部１２が算出した目標舵角と絶対舵角検出部２１ａが検出した絶対実舵角との舵角偏差を演算する。
舵角偏差演算部１３が演算した舵角偏差は、目標モータ電流指示部１４及び異常判定手段である異常判定部２２に与えられ、目標モータ電流指示部１４は、与えられた舵角偏差に応じたＰＩＤ制御の為の目標モータ電流値を出力する。
【００２０】
異常判定部２２は、舵角偏差演算部１３が演算した舵角偏差（偏差）と、モータ電流検出部１８が検出したモータ電流値とを与えられ、舵角偏差の絶対値が所定値より小であり、かつ、モータ電流の絶対値が所定値より大であるとき、又は舵角偏差の絶対値が所定値より大であり、舵角偏差の正負及びモータ電流の正負の関係が予め設定された関係でないとき、操舵補助制御ＥＣＵ２が異常であると判定する。
【００２１】
目標モータ電流指示部１４が出力した目標モータ電流値は、差引き演算部１６において、モータ電流検出部１８が検出したモータ電流値との偏差が演算され、ＰＩＤ制御部１７は、その演算された偏差に応じたＰＩＤ制御によりモータ駆動電圧をモータ１９に与える。モータ１９は、歯車機構（図示せず）を介して、クラッチ２０により操舵機構（図示せず）と離接される。
異常判定部２２は、操舵補助制御ＥＣＵ２が異常であると判定したとき、例えば、クラッチ２０をオフにして操舵機構とモータ１９とを切り離すフェイルセーフ処理を行う。
絶対舵角検出部２１ａ、舵角偏差演算部１３、目標モータ電流指示部１４及び差引き演算部１６は、操舵補助制御ＥＣＵ２を構成している。
【００２２】
以下に、このような構成の自動操舵装置の動作を、それを示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。
先ず、異常判定部２２は、舵角偏差演算部１３から舵角偏差を読込み（Ｓ１０）、その舵角偏差の絶対値と所定値とを比較する（Ｓ１２）。その結果、舵角偏差の絶対値が所定値より大きいときは、モータ電流検出部１８から、モータ電流値の正負符号を読込む（Ｓ１４）。
【００２３】
次に、異常判定部２２は、舵角偏差の方向を示す正負符号と、そのモータ電流値により操舵されるべき方向を示す正負符号との関係が、設定してある関係と一致するか否かを調べ（Ｓ１６）、設定してある関係と一致しないときは、操舵補助制御ＥＣＵ２が異常であると判定する（Ｓ２２）。設定してある関係と一致するときはリターンする。
舵角偏差の絶対値がある程度大きいときは、舵角偏差の方向と操舵されるべき方向とは一致する関係にある筈である。異常判定部２２は、この一致する関係になるように、舵角偏差の正負符号とモータ電流値の正負符号との関係を予め設定しておく。
【００２４】
異常判定部２２は、舵角偏差の絶対値が所定値より小さいときは（Ｓ１２）、モータ電流検出部１８からモータ電流値を読込む（Ｓ１８）。次に、この読込んだモータ電流値の絶対値と所定値とを比較し（Ｓ２０）、モータ電流値の絶対値が所定値より大きいとき、操舵補助制御ＥＣＵ２が異常であると判定する（Ｓ２２）。モータ電流値の絶対値が所定値より小さいときはリターンする。
【００２５】
図３は、第３，４発明に係る自動操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。この自動操舵装置は、操舵補助制御ＥＣＵ２に対する副操舵補助制御ＥＣＵ３と、舵角センサ２１に対する副舵角センサ２３とを備えており、異常判定部２２ａは、舵角偏差演算部１３が演算した舵角偏差と、絶対舵角検出部２１ａが検出した絶対実舵角とを与えられている。
異常判定部２２ａは、目標舵角と舵角検出手段が検出した舵角との舵角偏差（舵角偏差演算部１３が演算した舵角偏差）が所定値より大きいとき、舵角偏差により所定時間に舵角が変化した量の絶対値が、舵角偏差の絶対値及び所定値の合計値より大きいとき、それぞれ異常であると判定する。
【００２６】
副操舵補助制御ＥＣＵ３は、副舵角センサ２３から相対的な回転舵角を、モータ電流検出部１８からモータ電流値を、目標舵角算出部１２から目標舵角をそれぞれ与えられている。操舵補助制御ＥＣＵ３が出力する目標モータ電流値はＰＩＤ制御部１７に与えられる。
異常判定部２２ａは、操舵補助制御ＥＣＵ２が異常であると判定したとき、操舵補助制御ＥＣＵ２の目標モータ電流指示部１４を停止し、副操舵補助制御ＥＣＵ３の目標モータ電流指示部１４を起動させ、操舵補助制御ＥＣＵ２から副操舵補助制御ＥＣＵ３への切換えを行う。その他の構成は、上述した第１，２発明に係る自動操舵装置の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００２７】
以下に、このような構成の自動操舵装置の動作を、それを示す図４，５のフローチャートを参照しながら説明する。
先ず、異常判定部２２ａは、時間パラメタＴが０であるか否かを調べ（Ｓ２４）、時間パラメタＴが０であるときは、絶対舵角検出部２１ａから舵角Ｈ00を読込み（Ｓ２６）、次に、舵角偏差演算部１３から舵角偏差ΔＨ0 を読込む（Ｓ２８）。
【００２８】
次に、異常判定部２２ａは、読込んだ舵角偏差ΔＨ0 の絶対値が例えば１５ｄｅｇ．以上か否かを調べ（Ｓ３０）、舵角偏差ΔＨ0 の絶対値が１５ｄｅｇ．以上のときは、操舵補助制御ＥＣＵ２から副操舵補助制御ＥＣＵ３へ切換え、舵角センサ（エンコーダ）２１から副舵角センサ２３へ切換える信号を出力し（Ｓ６８）リターンする。
舵角偏差ΔＨ0 の絶対値が１５ｄｅｇ．より小さいときは（Ｓ３０）、時間パラメータＴに１を加算して（Ｓ３２）リターンする。
【００２９】
異常判定部２２ａは、時間パラメタＴが０でないときは（Ｓ２４）、時間パラメタＴが１であるか否かを調べ（Ｓ３４）、時間パラメタＴが１であるときは、絶対舵角検出部２１ａから舵角Ｈ1 を読込み（Ｓ３６）、次に、舵角偏差演算部１３から舵角偏差ΔＨを読込む（Ｓ３８）。
次に、異常判定部２２ａは、読込んだ舵角偏差ΔＨの絶対値が１５ｄｅｇ．以上か否かを調べ（Ｓ４０）、舵角偏差ΔＨの絶対値が１５ｄｅｇ．以上のときは、時間パラメータＴを０にし（Ｓ４１）、操舵補助制御ＥＣＵ２から副操舵補助制御ＥＣＵ３へ切換え、舵角センサ２１から副舵角センサ２３へ切換える信号を出力し（Ｓ６８）リターンする。
【００３０】
舵角偏差ΔＨの絶対値が１５ｄｅｇ．より小さいときは（Ｓ４０）、Ｈ1 −Ｈ00を演算し（Ｓ４２）、Ｈ1 −Ｈ00の絶対値と、舵角偏差ΔＨの絶対値及び例えば３（ｄｅｇ．）の和との大小を比較する（Ｓ４４）。その結果、Ｈ1 −Ｈ00の絶対値が前記和以上のときは、オーバシュート異常と判定して、時間パラメータＴを０にし（Ｓ４５）、操舵補助制御ＥＣＵ２から副操舵補助制御ＥＣＵ３へ切換え、舵角センサ２１から副舵角センサ２３へ切換える信号を出力し（Ｓ６８）リターンする。
Ｈ1 −Ｈ00の絶対値が前記和より小さいときは（Ｓ４４）、時間パラメータＴに１を加算し、Ｈ1 の値をＨ0 に移して（Ｓ４６）リターンする。
【００３１】
異常判定部２２ａは、時間パラメタＴが０でなく（Ｓ２４）、時間パラメタＴが１でないときは（Ｓ３４）、絶対舵角検出部２１ａから舵角Ｈ1 を読込み（Ｓ４８）、次に、舵角偏差演算部１３から舵角偏差ΔＨを読込む（Ｓ５０）。
次に、異常判定部２２ａは、読込んだ舵角偏差ΔＨの絶対値が１５ｄｅｇ．以上か否かを調べ（Ｓ５２）、舵角偏差ΔＨの絶対値が１５ｄｅｇ．以上のときは、時間パラメータＴを０にし（Ｓ６７）、操舵補助制御ＥＣＵ２から副操舵補助制御ＥＣＵ３へ切換え、舵角センサ２１から副舵角センサ２３へ切換える信号を出力し（Ｓ６８）リターンする。
【００３２】
異常判定部２２ａは、舵角偏差ΔＨの絶対値が１５ｄｅｇ．より小さいときは（Ｓ５２）、Ｈ1 −Ｈ0 を演算し（Ｓ５４）、Ｈ1 −Ｈ0 の絶対値と、舵角偏差ΔＨの絶対値及び３（ｄｅｇ．）の和との大小を比較する（Ｓ５６）。その結果、Ｈ1 −Ｈ0 の絶対値が前記和以上のときは、オーバシュート異常と判定して、時間パラメータＴを０にし（Ｓ６７）、操舵補助制御ＥＣＵ２から副操舵補助制御ＥＣＵ３へ切換え、舵角センサ２１から副舵角センサ２３へ切換える信号を出力し（Ｓ６８）リターンする。
【００３３】
異常判定部２２ａは、Ｈ1 −Ｈ0 の絶対値が前記和より小さいときは（Ｓ５６）、時間パラメータＴが所定値であるか否かを調べる（Ｓ５８）。時間パラメータＴが所定値であるときは（所定時間、例えば２０ｍｓが経過したときは）、時間パラメータＴを０にして（Ｓ６６）リターンする。
【００３４】
異常判定部２２ａは、時間パラメータＴが所定値でないときは（Ｓ５８）、時間パラメータＴに１を加算し、Ｈ1 の値をＨ0 に移して（Ｓ４６）リターンする。
【００３５】
【発明の効果】
第１，２発明に係る自動操舵装置によれば、制御手段の異常を検出することができる。
【００３７】
第３発明に係る自動操舵装置によれば、オーバシュート異常を監視でき、より速い追従チェックが可能となる。
【００３８】
第４発明に係る自動操舵装置によれば、追従チェックにより異常を検出したときに、それへの対策が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１，２発明に係る自動操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第１，２発明に係る自動操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】  第３，４発明に係る自動操舵装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図４】  第３，４発明に係る自動操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】  第３，４発明に係る自動操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の自動操舵装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  メインＥＣＵ
２  操舵補助制御ＥＣＵ（電流制御手段）
３  操舵補助制御ＥＣＵ（副電流制御手段）
５  操舵補助制御ＥＣＵ
１０  道路情報処理部
１１  相対指示舵角検出部
１２  目標舵角算出部
１３  舵角偏差演算部
１４  目標モータ電流指示部
１６  差引き演算部
１８  モータ電流検出部
１９  モータ（操舵モータ）
２１  舵角センサ（舵角検出手段）
２１ａ  絶対舵角検出部（舵角検出手段）
２２，２２ａ  異常判定部（異常判定手段）
２３  舵角センサ（副舵角検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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