(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向を変更するためにドライバによって操作されるステアリング手段と、該ステアリング手段と結合され、ステアリング手段の操作量に応じて車両に対する車輪の向きを変える操舵手段と、該操舵手段に結合され操舵手段を電気または油圧で駆動して操舵を自動的に行う自動ステアリング手段とを有して、前記自動ステアリング手段によって操舵が行われるときに、前記ステアリング手段が操作され前記自動ステアリング手段が出力する操舵トルクより大きく、かつ逆向きのトルクが前記操舵手段に発生した場合、自動操舵を解除するようにした車両用自動操舵装置において、
自車両が走行する車線を検出する車線検出手段と、
前記自動ステアリング手段の出力する操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段と、
車両に設けられている電装品が操作されていることを検出する電装品操作検出手段とを設け、
前記自動ステアリング手段は、前記検出された車線に対して自車両がずれた場合、そのずれ量に応じて所定の操舵トルクでずれをなくすように操舵を行い、前記操舵トルク制御手段は、前記電装品が操作されていることが検出された場合、前記自動ステアリング手段の出力する操舵トルクを増大するように制御を行うことを特徴とする車両用自動操舵装置。
【請求項２】
前記自動ステアリング手段は前記操舵手段に連結された操舵制御モータを備え、前記自動ステアリング手段が非転舵中に、前記電装品操作検出手段が前記電装品が操作されていることを検出した場合には、前記操舵トルク制御手段は、前記操舵制御モータを制御して当該操舵制御モータを振動させることを特徴とする請求項１記載の車両用自動操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリング操作を自動的に行う車両用自動操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用自動操舵装置としては、例えば特開平６−３３６１７０に開示されているように、ハンドルに連結されるステアリング軸と、回転方向の力を左右方向へ変換するラック・ピニオン機構のピニオンに連結される出力軸とを、遊星歯車で連結し、遊星歯車のサンギアとステアリング軸には操舵制御モータとトルク制御モータをそれぞれ取り付けて構成されるものがある。ハンドル操作するときに、サンギアが操舵制御モータによって固定されるから、ステアリング軸の回転運動が遊星歯車によって出力軸に伝達され、ラック・ピニオン機構によってラックに連結されている車輪の向きが変えられる。
【０００３】
一方自動操舵するときには、操舵制御モータが回転して出力軸を回転させるが、ハンドルの逆回転を防ぐため、トルク制御モータは操舵反力を相殺する固定トルクをステアリング軸に出力して、ハンドルを固定する。
自動操舵の制御としては、自動操舵中でも、ドライバの操作を優先する必要があるため、ハンドルからの操舵トルクが自動操舵トルクと逆向きで、かつそれより大きい場合には、自動操舵を解除し、ハンドルのみの操舵が行えるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、走行中には車両に取り付けられるエアコンやラジオ、シガーライタなど電装品を操作することがある。このような場合、とくに自動操舵中に、ドライバが一時的に視線移動したりまたは体が大きく移動したために、意図しないハンドル操作を行ったとき、自動操舵が解除されてしまうという問題があった。
本発明は、このような点に鑑み、意図しないハンドル操作によって自動操舵が解除されることを防止できる車両用自動操舵装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、車両の進行方向を変更するためにドライバによって操作されるステアリング手段と、該ステアリング手段と結合され、ステアリング手段の操作量に応じて車両に対する車輪の向きを変える操舵手段と、該操舵手段に結合され操舵手段を電気または油圧で駆動して操舵を自動的に行う自動ステアリング手段とを有して、前記自動ステアリング手段によって操舵が行われるときに、前記ステアリング手段が操作され前記自動ステアリング手段が出力する操舵トルクより大きく、かつ逆向きのトルクが前記操舵手段に発生した場合、自動操舵を解除するようにした車両用自動操舵装置において、自車両が走行する車線を検出する車線検出手段と、前記自動ステアリング手段の出力する操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段と、車両に設けられている電装品が操作されていることを検出する電装品操作検出手段とを設け、前記自動ステアリング手段は、前記検出された車線に対して自車両がずれた場合、そのずれ量に応じて操舵を行い、前記操舵トルク制御手段は、前記電装品が操作されていることが検出された場合、前記自動ステアリング手段の出力する操舵トルクを増大するように制御を行うものとした。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記自動ステアリング手段が前記操舵手段に連結された操舵制御モータを備え、前記自動ステアリング手段が非転舵中に、前記電装品操作検出手段が前記電装品が操作されていることを検出した場合には、前記操舵トルク制御手段は、前記操舵制御モータを制御して当該操舵制御モータを振動させるものとした。
【０００７】
【効果】
請求項１記載の発明では、自動ステアリング手段が操舵手段を駆動して自動操舵を行うときに、その操舵トルクと逆向きで、かつそれより大きいトルクでステアリング手段を操作すると、自動操舵を解除するようにしたから、操舵モードの変更を、ステアリング手段を操作するだけで行うことができる。
自動操舵中に電装品が操作されている場合、操舵トルクを通常より大きくすることによって、操舵モードを変更するにはより大きなトルクが必要になるため、電装品を操作することで意図しないステアリング操作が行われるだけでは、自動操舵が解除されてしまうことはない。
【０００８】
請求項２記載の発明では、自動ステアリング手段は非転舵中に、電装品が操作されている場合、操舵トルク制御手段が操舵制御モータを制御して当該操舵制御モータを振動させるようにしたから、ドライバの注意を喚起し、意図しないステアリング操作で自動操舵が解除されることを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は実施例の構成を示す図である
ステアリング軸１と出力軸３が一直線上に配置され、ステアリング軸１の端部にハンドル２、出力軸３の端部にはピニオン４がそれぞれ結合される。ステアリング軸１と出力軸３は、２組のギア６、８と遊星歯車７を介在して連結される。ピニオン４はラック５とピニオン・ラック機構を構成し、出力軸３の回転運動をラック５の直線運動に変換して、ラック５の両端に連結されている車輪１５Ｌ、１５Ｒの車両に対する向きを変える。
【００１０】
ギヤ６のドライブギヤ６ａがステアリング軸１に一体結合され、ドリブンギヤ６ｂがモータ軸２４に回転可能に設けられる。ギヤ８のドリブンギヤ８ａが出力軸３に一体結合され、ドライブギヤ８ｂがモータ軸２４に回転可能に設けられる。
遊星歯車７はサンギヤ７ｂがモータ軸２４に一体結合され、リングギヤ７ａがギヤ８のドライブギヤ８ｂの内側に形成され、サンギヤ７ｂとリングギヤ７ａに噛合うピニオン７ｃがギヤ６のドリブンギヤ６ｂと一体化したキャリア９で支持される。モータ軸２４に所定のトルク以上の操舵トルクがかかると回転するウォームギヤ１８を介して操舵制御モータ１９が連結され、ステアリング軸１には可逆回転可能なウォームギヤ１６を介してトルク制御モータ１７が連結されている。
【００１１】
モータ軸２４およびステアリング軸１は、２組のギア６、８と遊星歯車７を介して出力軸３に連結される。そして例えば操舵制御モータ１９によりモータ軸２４が固定した状態では、サンギヤ７ｂが固定されるから、ドライバがハンドル２を操作すると、ステアリング軸１とギヤ６により遊星歯車７のキャリア９が回転する。これにより、固定されているサンギヤ７ｂに対してピニオン７ｃが遊星回転し、リングギヤ７ａとギヤ８を介して出力軸３がハンドル２と同一方向に回転する。ステアリング軸１、出力軸３の回転は、ギヤの歯数を選択することにより、略同一にすることができる。
【００１２】
一方トルク制御モータ１７によりステアリング軸１を固定している状態では、操舵制御モータ１９を作動させてウォームギヤ１８、モータ軸２４によりサンギヤ７ｂを回転すると、ピニオン７ｃの自転でリングギヤ７ａとギヤ８を介し出力軸３が回転する。またこの状態でも、ハンドル２を回転することによって、ステアリング軸１に発生する操舵トルクはキャリア９に伝えられピニオン７ｃによって出力軸３に加えられる。
【００１３】
ステアリング軸１に操舵トルクＴｈを検出する操舵トルクセンサ１３が設けられ、出力軸３には実舵角Ｑｐを検出する転舵角センサ１４が設けられる。これらのセンサの信号は自動操舵制御装置１０に出力される。車線検出装置１１は、ドライバが運転席から見た前方視野と同じ領域の撮像領域を有するカメラを備え、カメラの撮像情報から所定の処理によって自車両が走行する車線を検出する。その車線情報が車両の制御系からの車両状態信号とともに自動操舵制御装置１０に出力される。
【００１４】
次に、自動操舵制御装置での制御の流れを、図２のフローチャートにしたがって説明する。
先ず、スイッチ操作によって、自動操舵制御装置１０を作動させると、ステップ１００において、モード決定処理が行われる。この処理では、車両の状態から自動操舵が行えるか否かを判断する。判断した結果、自動操舵が行える場合は、自動操舵モードを設定する。すでに設定している場合はそれを維持する。自動操舵が行えない場合には、自動操舵モードを解除または非設定とする。この処理の詳細は図３に示す。
【００１５】
すなわち、ステップ５０では転舵角センサ１４の検出した実舵角Ｑｐが所定範囲Ａ内か否かを判定する。ステップ５１では車両状態信号から車両加速度が所定範囲Ｂ内か否かを判定する。ステップ５２では車線検出装置１１が車線を検出した否かを判定する。ステップ５３ではブレ−キスイッチ状態がブレ−キオフになってから所定時間を経過したか否かを判定する。ステップ５４では車両状態信号から各センサに異常ないか否かを判定する。
【００１６】
以上、すべてＹＥＳの場合、ステップ５５で自動操舵モードを設定する。既に自動操舵モードになっている場合はそれを維持する。以上の判定で１つでもＮＯの場合には、ステップ５６で自動操舵モードを解除または不設定する。
上記判定状態の範囲Ａは、出力軸３が中立操舵位置の近傍に存在する状態を示し、この範囲内で転舵を行うことで急激な転舵を避けることができる。
加速度範囲Ｂは前後方向の加速度が０に近く車両が実質的に定速走行していると見なし得る範囲を示している。これによって、自動操舵はほぼ定速走行時に行うことになる。
【００１７】
その後図２のステップ１０１において、モード決定処理の結果をチェックする。自動操舵モードの場合、ステップ１０２、そうでない場合にはステップ１１１へ進む。
ステップ１０２においては、車線検出装置１１から車線情報を入力し、ステップ１０３において、自車両位置が車線から逸脱したか否かを判断する。車線の所定範囲内に収まっている場合ステップ１１１、逸脱した場合にはステップ１０４へ進む。
【００１８】
ステップ１０４においては、車線の所定範囲内に収まるように自車両位置を補正するための目標舵角φを演算する。
ステップ１０５において、車両の状態信号から、電装品が操作されているか否かを判断する。電装品が操作されていない場合ステップ１０６で第１操舵トルク、電装品が操作されている場合にはステップ１０７で第１操舵トルクより大きい第２操舵トルクを設定する。
【００１９】
ステップ１０８においては、演算された目標舵角φと実舵角Ｑｐに基づき、設定された操舵トルクで操舵するように操舵制御モータ１９を制御する。操舵制御モータ１９がウォームギヤ１８、モータ軸２４及びサンギヤ７ｂを駆動するが、このときリングギヤ８ｂには車輪側の大きい負荷がかかっているため、キャリア９等が逆転する方向の操舵反力がハンドル２に作用する。
【００２０】
このとき操舵トルクセンサ１３により操舵反力が検出され、操舵反力を相殺するよう固定トルクＴａが演算され、当該固定トルクを出力するようトルク制御モータ１７が制御される。これによってステアリング軸１、ギヤ６、キャリア９が固定され、操舵制御モータ１９によるサンギヤ７ｂの回転で、車輪側の負荷に抗してリングギヤ７ａ、ギヤ８及び出力軸３が回転し、ハンドル２から手を離した状態でも車輪１５Ｌ、１５Ｒが自動的に転舵される。
【００２１】
一方、このような状態では、ハンドル２を操作すると、その操舵トルクが、ステアリング軸１からキャリア９によってリングギア７ａに加わり、出力軸３に出力される。ハンドル２を操作して発生する操舵トルクが、操舵制御モータ１９からの操舵トルクと逆方向で、かつそれより大きい場合には、出力軸３は自動操舵制御装置１０で制御される方向と反対方向に回転され、転舵方向が逆転される。
【００２２】
ステップ１０９において、転舵角センサ１４から実舵角Ｑｐを入力し演算された目標舵角φと比較して、実舵角Ｑｐが目標舵角φに近づいたか否かを判断する。目標舵角φに近づいた場合、さらに操舵を行うため、ステップ１００に戻り、上記処理が繰り返される。実舵角Ｑｐが目標舵角φに近づいていない場合には、ハンドル２が操作され、その操舵トルクが操舵制御モータ１９が出力する操舵トルクより大きくかつ方向が反対になるから、ハンドル操作を優先するよう、ステップ１１０においてトルク制御モータ１７、操舵制御モータ１９への通電を停止して自動操舵を停止する。このときステアリング軸１が自由状態になり、ハンドルのみで操舵することが可能になる。その後ステップ１００に戻り、上記処理が繰り返される。
【００２３】
一方ステップ１０１または１０３で、自動操舵モードでないあるいは自動操舵モードでも車線からずれていないと判定された場合、ステップ１１１においてステップ１１０と同様に、トルク制御モータ１７、操舵制御モータ１９への通電を停止してモータによる自動転舵を行わない（自動操舵非作動）。このとき手動でハンドルを操作して転舵することが可能である。
【００２４】
ステップ１１２においては、車両の状態信号から電装品が操作されているか否かを判断する。操作されている場合に、ステアリング軸１が自由状態であるので、意図しないハンドル操作が行われる可能性があるため、ステップ１１３において、操舵制御モータ１９が一定時間振動するようにモータ制御を行う。振動が自由状態のステアリング軸１に伝わり、ドライバはハンドル２でその振動を感じる。その後ステップ１００に戻る。一方ステップ１１２で電装品が操作されていないときには、そのままステップ１００に戻る。ハンドル２が振動することによって、電装品操作中のドライバに注意が促され、意図しないハンドル操作を防止することができる。
【００２５】
本実施例は以上のように構成され、モータによる自動操舵を行う場合、電装品が操作されているか否かをチェックし、電装品が操作されていないとき第１操舵トルク、操作されているときには第１操舵トルクより大きい第２操舵トルクを設定して操舵が行われるようにした。このため電装品が操作されていないとき、第１操舵トルクより大きいトルクでハンドルを操作して、自動操舵モードを解除することができるが、電装品が操作されているとき、第１操舵トルクより大きい第２操舵トルクで操舵するから、第２操舵トルクより大きいトルクでハンドル操作をしないと自動操舵モードが解除されない。これによって、電装品を操作時の体の移動で、意図しないハンドル操作で、自動操舵モードが解除されることを防止することができる。
また、操舵制御モータによって転舵が行われないときに、電装品が操作されている場合、ステアリング軸に振動を与えるようにしたから、電装品操作中のドライバに注意が促され、意図しないハンドル操作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の構成を示す構成図である。
【図２】自動制御装置における制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】自動操舵モードを判定するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１      ステアリング軸
２      ハンドル
３      出力軸
４      ピニオン
５      ラック
６、８      ギア
７      遊星歯車
９      キャリア
１０      自動操舵制御装置
１１      車線検出装置
１３      トルクセンサ
１４      転舵角センサ
１５Ｌ、１５Ｒ      車輪
１６      ウォームギヤ
１７      トルク制御モータ
１８      ウォームギヤ
１９      操舵制御モータ
【図１】
0003666322.tif 000002
【図２】
0003666322.tif 000003
【図３】
0003666322.tif 000004