JPH09221054A

JPH09221054A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JPH09221054A
Application number: JP5415496A
Authority: JP
Inventors: Masao Nishikawa; 正雄西川; Shinnosuke Ishida; 真之助石田; Kenshirou Hashimoto; 健志郎橋本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1997-08-26
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: JP3566802B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レーン追従のための操向装置駆動用モータと
運転者の入力した操舵角度に対する補正用モータを分離
して管理しつつ各々の能力を効率良く発揮させると共
に、装置の小型軽量化を図る。【解決手段】２つのモータ分離して管理しつつ前者の
モータの最大トルクを決定しておき、後者のモータの最
大トルクをその最大トルク以下で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両用操舵装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用操舵装置として、本出願人は、例
えば特開平５−１９７４２３号公報において、車両など
の移動体を滑らかな軌跡で目標経路に追従させる技術を
提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本出願人が先に提案し
た技術は、専ら装置の出力によって車両を自動運転させ
るものであった。しかるに車両が走行中に遭遇する場面
には、レーンチェンジ（車線変更）や、インターチェン
ジなどでの車線乗換え、路面に落ちている障害物の回
避、路肩で作業している作業車や工事標識による僅かば
かりの車線内コース変更などには高度な知能を必要と
し、現在の技術では完全な自動運転を行うことは無理が
ある。

【０００４】上記のような場合に、自動運転中でも運転
者の意思による介入が行えるように構成することが、よ
り実用的であり、遠い将来に道路側のインフラ整備が進
んで自動運転に適したものとなるまでの間は、人間が運
転の主体者であり続け、それでいて装置側から運転に適
した情報を、運転者に分かりやすい形で提供する装置の
実現が望まれている。

【０００５】そのような視点に立って、本出願人は、先
に特願平７−３１００７０号において、道路走行中に例
えばカメラなどの視覚手段を用いてレーン（車線）と自
車との関係を検知し、車両の操向装置にレーンに沿って
走行するための指令を出力し、継続的にレーンに沿った
走行を行わせる技術を提案している。

【０００６】本発明はその先に提案した技術を改良する
ものであり、その目的とするところは、車両が車線に沿
って走行するために必要な情報を、操舵力と操舵角度の
形に変換して運転者に伝え、運転者はこれらの情報を参
酌しつつ自らの意思で車両を運転することができる、一
層優れたマンマシーンインターフェイスを備えた車両用
操舵装置を提供することにある。

【０００７】より具体的には、レーン（車線）追従のた
めに操向装置を駆動する装置と、運転者の入力した操舵
角度に対する補正を行う操舵角度補正装置を駆動する装
置とを分離した形で管理しつつ各々の能力を効率良く発
揮させるようにした車両用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】上記した目的を達成する
ために、この発明に係る車両用操舵装置は、走行中の前
方道路の車線状態を検知する第１の手段と、自車の運動
状態を検知する第２の手段と、前記第１、第２の手段の
出力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持す
るために必要な操舵量を算出する第３の手段と、車両の
操舵車輪を作動させる操向手段と、前記第３の手段の出
力に応じて前記操向手段に操舵トルクを発生させる第１
の駆動手段と、ステアリングホィールに加えられた操舵
角度に関わらず前記操舵量を生じさせるためにステアリ
ングホィールを駆動する第２の駆動手段と、前記操舵ト
ルクの最大値を規定する手段とからなる如く構成した。

【０００９】

【作用】車両が車線に沿って走行するために必要な情報
を、操舵力と操舵角度の形に変換して運転者に伝えるよ
うにしたので、より具体的には、追従走行のために操向
装置を駆動する装置と、運転者の入力した操舵角度に対
する補正を行う操舵角度補正装置を駆動する装置とにつ
いて前者の最大トルクを決定すると共に、後者の操舵ト
ルクをそれ以下で制御するようにしたので、両者を分離
して管理するときに各々の能力を効率良く発揮させるこ
とができると共に、装置としても小型軽量化することが
でき、運転者はこれらの情報を参酌しつつ自らの意思で
車両を一層最適に運転することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。

【００１１】図１において仮想線１０で示されているの
は、この出願に係る車両用操舵装置を搭載した車両の外
形線である。この装置は、操向車輪１２とこれを転舵さ
せるための操向装置１４と、前記操向装置１４を操作す
るためのステアリングホィール１６と、このステアリン
グホィールと前記操向装置１４とを結合するコラム１８
とを備える。

【００１２】前記コラム１８上には、操舵トルクを検知
する操舵トルクセンサ２０と、後述するＣＰＵ（制御ユ
ニット）からの指令を受けてコラム１８に回転トルクを
与える電動モータ２４と、前記モータの回転角度を検出
するエンコーダからなる操舵角度センサ２２とが設けら
れる。

【００１３】更に、前記電動モータ２４と一体となって
アクチュエータ２６を構成するウオーム形式の減速機２
７と、ステアリングホィール１６とコラム１８との間に
介在して両者を相対回転可能に結合するウオーム形式の
操舵角度補正装置３２と、前記補正装置３２を駆動する
第２の電動モータ３０と、補正角度を検出するポテンシ
ョ形式の補正角度センサ２８を備える。尚、操舵角度補
正装置３２の詳細は先に提案した出願に述べられてい
る。

【００１４】また、車両の走行速度を電気的に検出する
車速センサ３４と、車両の垂直軸回りの回転速度を電気
的に検出するヨーレイトセンサ３６と、車両の前方道路
状況を撮像するＣＣＤカメラ３８とが用意され、これら
のセンサからの情報に基づいて前記したＣＰＵ（制御ユ
ニット）４０は上記２つのモータ２４、３０を駆動す
る。

【００１５】図２は前記したＣＰＵ（制御ユニット）４
０の構成の詳細を示すブロック図である。

【００１６】図示の如く、ＣＣＤカメラ３８で撮像され
た画像は先ず画像処理部３８ａに送られ、そこで特徴点
抽出、ハフ変換などの処理が行われた後、走行可能領域
認識部３８ｂに送られて走行可能な領域が探索され、次
いで探索結果が目標経路設定部３８ｃに送られてこれか
ら走行しようとしているコースの計画が策定される。こ
れらの処理結果がＣＰＵ４０に入力される。

【００１７】また操舵角度センサ２２はエンコーダで、
その出力はＣＰＵ４０に入力される。操舵トルクセンサ
２０の出力はＡ／Ｄ変換器２０ａを通してデジタル量に
された後、ＣＰＵ４０に入力される。ＣＰＵ４０はこれ
らの入力信号に基づいて、図３および図４に示すアルゴ
リズムに従ってモータトルク指令値を算出し、モータ２
４、およびモータ３０を駆動する。モータに出力する経
路には公知のようにＤ／Ａ変換器２４ａ、３０ａとこの
微弱な信号を電流値に変えるモータアンプ２４ｂおよび
３０ｂとが挿入される。

【００１８】またこの装置を起動させるために運転席に
は手動で切り換えることのできる SAS（Steer Assist S
witch)スイッチ４１と、この装置が起動されていること
を運転者に表示する追従表示灯４２が設けられる（図１
で図示省略）。尚、ＣＰＵ４０は、内部に計算に必要な
各種のゲインなどを記憶しておく記憶装置ＲＯＭを持っ
ており、必要に応じてＲＯＭの情報を読み出せるように
なっている。

【００１９】このような構成の操舵装置は図３および図
４に関して後述するアルゴリズムに従い、モータ２４を
駆動することでレーンに追従する操舵トルクを発生さ
せ、運転者を誘導すると共に、モータ３０を駆動するこ
とで運転者の不適切な操舵入力角度を適宜補正し、車両
がレーン内を安定して走行することを約束する。また後
述するアルゴリズムにより、操舵トルクセンサの出力に
応じてモータ２４の出力が誘導するコースを変更し、レ
ーン内部に落ちている障害物あるいは路肩で安全に作業
するために設けられたパイロン列などを避けることを可
能とする。

【００２０】図３および図４はこの操舵装置の動作を示
すフロー・チャートであるが、同図の説明に入る前に、
この発明の課題をより具体的に敷衍する。

【００２１】この発明はマンマシーンインターフェイス
を備えた車両用操舵装置でレーン追従のために操向装置
を駆動する装置と、運転者の入力した操舵角度に対する
補正を行う操舵角度補正装置を駆動する装置とを分離し
た形で管理して、各々の能力を効率良く発揮させるよう
にした車両用操舵装置を提供することを目的とすること
から、レーンに追従させるための操舵トルクを発生する
モータ２４と、運転者の入力した操舵角度の誤りを補正
して、正しい舵角を操向装置に与えるためのモータ３０
とを備えるようにした。

【００２２】そして、前者のモータにはレーンに沿った
追従機能を発揮させ、後者のモータには運転者の入力角
度と装置の出力した舵角に差分が生じたときにこの差分
を舵力に変換して注意を促すように構成する。また運転
者の意思による同一レーン内でのコース変更を実現する
機能を前者のモータに割当る。このように各モータに分
担させる役割を最適化して構造上の特性を最大限に発揮
させると共に、装置全体を小型化、軽量化する。

【００２３】それと共に、上記のように分離した結果、
２つのモータ出力が運転情報として相反することがない
ようにする。運転中に操舵系は路面から来る路面反力に
耐えて操舵車輪を転舵しなければならないが、前者のモ
ータ２４はこの路面反力の最大値に打ち勝つような出力
を与えられることが要求される。若しそうでなければ、
遭遇する可能性のある最大のカーブを曲がり切れない恐
れが生じる。

【００２４】このようにして決定された前者のモータの
出力に対して、後者のモータ３０は前者のモータ出力の
最大値よりも一般的には小さな出力を与えることとす
る。若し後者のモータ出力が前者のそれよりも大きいな
らば、舵角の補正中にレーンから逸脱する可能性がある
からであり、それでは舵角補正の目的が達成できなくな
る。従ってこれらの出力を適正に設定し、レーン追従の
機能を発揮させるとともに、運転者に違和感を与えない
ように伝えなければならない。

【００２５】具体的には、通常時には路面抵抗に耐えて
レーン保持を行い、現在のレーンから他のレーンに移る
際には、レーン内部に留まろうとする誘導トルクと、舵
角の補正部分に発生させて補正範囲の中心に留まろうと
するセンタリングトルクとを結合するとき、両者の結合
点におけるトルク変動を自然な感覚が得られるように設
定する。

【００２６】上記の命題を解決する手段としては単に２
つの出力を調整・設定するだけでは必ずしも最適なもの
にならないので、より能動的に状況に応じた調整機構を
作りだす必要がある。具体的には、レーン誘導が主たる
モードのときはレーン誘導に必要なトルクを大きく設定
し、かなり急なカーブの走行車線にも良く追従できるよ
うにしておき、レーンチェンジが必要なときにはこれを
検知してレーン誘導に必要なトルクを次第に減少させ、
操舵角度補正装置３２の発揮するセンタリングトルクと
滑らかに接続させることで、より自然な運転感覚を獲得
できるようにした。

【００２７】上記を前提として以下説明すると、SAS ス
イッチ４１が押されるとSTEP-51 でプログラムが起動さ
れ、STEP-52 に進んで各種のセンサ情報が読み込まれて
STEP-53 に進む。

【００２８】STEP-53 からSTEP-63 までの処理は、先に
本出願人が提案した前記した特開平５−１９７４２３号
および特願平７−３１００７０号に開示されている制御
アルゴリズムに基づいている。以下、簡単に説明する。

【００２９】先ずSTEP-53 において座標上での自車（車
両Ｗとする）の傾斜角度ΘW を算出し、STEP-54 に進ん
で車両Ｗの現在位置を算出する。これは車両Ｗのｘ−ｙ
相対座標の原点ｏのＸ−Ｙ座標成分（ＸW,ＹW ）を求め
て行う。

【００３０】続いてSTEP-55 に進んで目標点Ｐを設定す
る。これは目標経路Ｍをｘ−ｙ相対座標における点列と
して表現すると共に、車両Ｗの現在の車速Ｖでｘ軸方向
に所定の予見時間Ｔだけ移動した距離ｘｐ（＝ＶＴ）を
ｘ座標成分とする、目標経路Ｍ上の点として設定する。

【００３１】続いてSTEP-56 に進んでレーン( 車線) の
変更が行われたか否か判断し、肯定される場合はSTEP-6
9 に進んでプログラムを終了する。レーンが変更された
か否かの判断は、例えばレーン中央から自車が現在どれ
ほど偏っているかを検出してその偏差ΔＬを算出し、そ
の偏差ΔＬがレーンの幅Ｌに対して０．７５Ｌよりも大
きくなったとき、実質的にレーンが変更されたものとみ
なすことで行う。

【００３２】STEP-56 でレーンが変更されていないと判
断されるときはSTEP-57 に進み、コース変更量ΔＸを算
出する。ここで、ΔＸは検出操舵トルクτs に比例定数
Ｋ1を乗じて求めるが、レーンの幅Ｌ以上に目標コース
を変えることは意味がないので、レーンの幅Ｌに対して
３０％（左右を考えればレーンの中で６０％の変更にな
る。車幅をも勘案すれば、この程度で充分実用的なコー
ス変更となる）未満のときは、算出結果をそのままコー
ス変更量ΔＸとし、算出結果が３０％を超えたときは３
０％に制限する。

【００３３】次いでSTEP-58 に進み、現在位置ＸW を補
正する。即ち、検出値ＸW から上記したコース変更量Δ
Ｘを減算し、ＣＰＵ４０に故意に現在の自車位置が横
（車幅）方向に−ΔＸだけずれているものと誤認させ
る。これによって、続いて述べる処理において目標点が
横方向にΔＸだけずれたものとみなされ、それに基づい
て必要な操舵角度が算出され、結果的に目標コースをΔ
Ｘだけ横方向に移動させることができる。

【００３４】続いてSTEP-59 に進んで目標ヨーレートγ
m を算出する。

【００３５】これは先ず、目標点到達ヨーレートγP 、
即ち、車両Ｗを現在位置（原点ｏ）から目標点Ｐに到達
させるための車両Ｗのヨーレートを適宜な式から求める
ことで行う。続いて目標点Ｐにおける車両Ｗと目標経路
Ｍとの角度偏差ΔθP を求め、角度偏差ΔθP を解消す
るヨーレートの補正分ΔγP を求め、目標ヨーレートγ
P から求めたΔγP に補正係数Ｋm を乗じて得た積を減
算して目標ヨーレートγP を補正することで行う。

【００３６】補正係数Ｋm は、図示のフロー・チャート
ではSTEP-53 以下の処理と平行して行われるSTEP-60 で
走行可能経路Ａ（前記した走行可能領域に同じ）の曲率
ρ、道幅Ｄを求め、STEP-61 で曲率ρ、道幅Ｄ、車速Ｖ
からファジイ推論を用いて求める。

【００３７】続いてSTEP-62 に進んで目標ヨーレートγ
m を生ぜしめる舵角を適宜な式を用いて目標舵角δm と
して算出し、STEP-63 に進んで目標舵角δm となるよう
にモータ２４の変位角度の目標値θD を算出する。次い
でSTEP-64 に進んで現在のモータ角度θt と目標角度θ
d との差分に既定のゲインＫ2 を乗じた量をトルク指令
値Ｔ24として決定する。ここでモータトルク指令値Ｔ24
の最高出力（最大トルク）値をＴo とし、計算値がこの
Ｔo 以下ならば計算値をそのまま出力するが、計算値が
Ｔo を超えていれば、計算結果を無視してＴo をモータ
トルク指令値として出力する。

【００３８】次に操舵角度補正装置のモータ３０に出力
するモータトルク指令値Ｔ30を算出する。

【００３９】即ち、STEP-65 に進んで検出操舵力τs に
比例定数Ｋ3 を乗じた量をモータ３０の目標角度αadと
して算出する。もしαadの計算値が15°以内であればそ
のまま計算値を採用し、計算値が15°を越えていればα
adを15°に固定する。

【００４０】図１に関して述べたようにモータ３０の出
力はウォームギアで倍力されているので、モータ３０を
15°で固定するトルクは小さくてもウォームギアの不可
逆性の動力伝達特性により、ステアリングホィール１６
に加えられる操舵力がこのモータの出力を超えても角度
は15°に固定される。

【００４１】続いてSTEP-66 に進み、この目標角度αad
に実際の角度αt がなるように追従制御させるためのモ
ータトルク指令値Ｔ30を公知のフィードバック制御の操
作量として求める。次いでSTEP-67 に進んで決定された
指令値をそれぞれのアンプ２４ｂ，３０ｂに出力する。

【００４２】ここで、モータ２４の出力の最大値Ｔo に
ついて説明すると、車両が走行中にカーブに沿って操舵
を行う場合、前輪のアライメントによって車輪を直進位
置に戻そうとする反力( 路面反力 )が生ずる。この反力
に逆らって操舵するにはそれ以上のトルクで操向装置を
操作する必要がある。

【００４３】路面反力は通常ハンドルの操作角度( 操舵
角度 )に比例して増大するから、湾曲路で予想される中
で大きなＲを持つカーブでも曲がれる操舵角度を想定
し、この操舵角度で発生する路面反力と同じか、それよ
り大きな値をもって最大トルクＴo とする。例えば、Ｔ
o ＝50Ｋg ｍとする。Ｔo ＝50Ｋg ｍは上記のカーブで
も車両走行を確実に追従させることができるほどの値で
ある。

【００４４】このときモータ３０がモータ２４に対して
どのような出力を出すべきかについて、両者の操舵トル
クの関係を図５で説明する。

【００４５】ここで、操舵角度の補正を±15°に限定し
た場合を述べれば、操舵角度が±15°以内では操舵角度
補正装置３２が作りだす仮想的なバネ力によって図５に
示す操舵角度に比例した操舵反力が得られる。これは制
御的には加えられたトルクに応じてモータの駆動角度を
決めているが、これを運転者から見れば、トルクを加え
るとあたかもそのトルクでハンドルがコラムに対して捩
じれたような一種のバネとして作用するためである。
尚、その詳細は先に本出願人が提案した出願に述べられ
ている。

【００４６】操舵角度が±15°に達するとSTEP-65 で補
正角度は15°に制限され、運転者がそれ以上の角度まで
転舵しようとすれば、電動モータ２４に逆らってステア
リングホィール１６を回転することになる。しかし、そ
のときに電動モータ２４は目標角度からの偏差が生ずる
ので、その最大トルクＴo で運転者の加える転舵力に対
抗する。運転者が電動モータ２４の出力トルクＴo ×(
アクチュエータ２６のギアレシオＫw)よりも大きな操舵
力を発揮すれば、操向装置１４は手動で運転者の意思通
り回転し、隣のレーンに移ることができる。

【００４７】しかし、運転者の操舵力がＴo ×Ｋw に満
たないときは、車両は目標コース（最大30％まで変位さ
れた修正目標コース）を走行するが、レーンの変更は生
じない。このような挙動が得られるためには、±15°の
補正角度のときに発生する電動モータ３０の出力トルク
に起因する操舵力τ15よりも、電動モータ２４の最大ト
ルクに起因するＴo ×Ｋw の方が大きいか、少なくとも
同じであることが必要条件となる。

【００４８】もしそうでなければτ15よりも低いトルク
でレーンの変更が起きてしまい、舵角補正の角度範囲が
狭められてしまうからである。ここでモータ３０の最大
出力に起因する操舵トルクτ15とは、モータ３０の出力
トルクにアクチュエータ（操舵角度補正装置）３２のギ
アレシオ比ｋw を乗じた量で記述される。

【００４９】通常の操舵トルクはこれよりも遙かに低い
ので、先に述べたモータ２４の最大トルクに起因する操
舵トルクが50Ｋg ｍと高いときは、モータ３０の最大出
力に起因する操舵力τ15を、図５に示すように設定する
ことが、運転者にとってより自然に感じられよう。

【００５０】再び図３および図４の説明に戻ると、次い
でSTEP-68 に進んで終了か否か、具体的にはSAS スイッ
チがオフされたか否か判断し、否定されるときはSTEP-5
2 に戻って再度同じ処理を繰り返す。また SASスイッチ
がオフと判断されるときはSTEP-69 に進んでプログラム
を終了する。

【００５１】この実施の形態においては上記のように構
成した結果、レーンに追従する装置と舵角の補正を行う
装置とをハードウェア（構造）とソフトエァア（制御ア
ルゴリズム）の両面で分離し、且つ加えた操舵トルクに
応じてレーン内で目標コースを変更できる役割をレーン
追従側の装置２６に割り当て、加えられた操舵トルクに
応じた仮想的なバネ作用を操舵角度補正側の装置３２に
割り当てたから、各装置ごとに役割が明確化され、お互
いの干渉が防止し易くなり、操舵トルクの設定がより合
目的に行えるようになる。

【００５２】またレーン追従側の装置２６の出力の大き
さに対して、操舵角度補正側３２が作りだす出力をそれ
以下にして互いの干渉を防止すると共に、レーン追従側
のモータ出力の大きさを路面反力に対抗し得る大きさに
一層容易に設定することができる。

【００５３】次いで、この発明の第２の実施の形態を説
明する。

【００５４】第１の実施の形態では図５に示すように、
モータ２４の出力を大きく設定する必要があり、操舵角
度補正モータ出力との接続点で運転者は大きなトルクの
変動に遭遇することになる。このように大きな操舵トル
クに遭遇すると、実質的に運転者はそれ以上の操舵を諦
めるであろうから、レーンの変更は行い難い。

【００５５】第２の実施の形態はこの欠点を解消しよう
とするものである。第２の実施の形態に係る装置の構造
は、図１および図２に示す第１の実施の形態のそれと同
じである。

【００５６】図６および図７は第２の実施の形態に係る
装置の動作を示すフロー・チャートである。

【００５７】図中、STEP-163までは、第１の実施の形態
の STEP-63までと実質的に同じである。以下、相違点に
焦点をおいて説明すると、第２の実施の形態にあって
は、STEP-164においてモータ２４の出力の最大値Ｔo
が、加えられた操舵トルクτs によって変更されるよう
に構成した。

【００５８】即ち、図８に示すように、検出操舵トルク
がτ15に近づいてくると、それまでは高かったモータ２
４の最大トルク値Ｔo が次第に低下して、操舵力がτ15
に到達したとき、丁度τs にまで小さくなるように構成
した。

【００５９】従って、STEP-164では、検出操舵トルクτ
s が０のときにはＴo にそのままＴo が当てられるが、
τs が増加して15°/ Ｋ3 になったとき、丁度Ｔo がτ
15に等しくなるような計算式を用意し、この計算式に従
って算出した量をＴo の代わりにトルク指令値として用
いることにした。

【００６０】尚、STEP-165以後は、第１の実施の形態の
STEP-64 以後と実質的に同じである。

【００６１】第２の実施の形態においては、第１の実施
の形態で述べた効果に加えて、操舵力が増大するにつれ
てレーンに追従するためのトルクが減少するように構成
したことから、図８に示すように２つのモータの出力の
接合点で滑らかに操舵でき、図５に示すような急激なト
ルクの増大に遭遇することを避けることができる。

【００６２】レーン追従のトルクを操舵力に応じて減少
させることは、レーン追従の機能と矛盾しない。なぜな
らば操舵トルクが加えられて増大していることは、運転
者がレーンチェンジを欲しているからであり、そのとき
はレーン追従の機能を低下させる方がより現実的だから
である。

【００６３】尚、上記において、ここに開示した技術は
一例に過ぎず、現実に商品設計を行う場合には様々な変
更が可能である。

【００６４】モータ２４はコラム上に設けることに限定
されず、操向装置の中、例えばラック上にこれと同芯に
モータを配置しても良い。

【００６５】また操舵トルクセンサも様々なものがこれ
までに提案されており、トーションバーとポテンショの
組み合わせ、又は歪みゲージによる電気抵抗変化を利用
したもの、またはトーションバーとホール素子の組み合
わせなどが知られているので、開示のものに限定される
べきではない。

【００６６】また目標コースの変更についてもここに例
示した手法に限定される必要はなく、例えば目標点Ｐを
操舵力τs に応じて左右にずらすことでも同じ効果が得
られる。

【００６７】また操舵角度補正装置としては、本出願人
が前記出願で提案しているように、ウオームギアが円形
ではない、部分円の形をとるセクターギア方式も有効で
ある。上記した実施の形態のように±15°の範囲をアル
ゴリズムで決定する以外に、機械的なストッパを設けた
りする手法も、前記出願には開示されている。これらの
手法がこの発明にも適用できることはこの分野の技術者
には明瞭であろう。

【００６８】また図８の特性を実現する手法としては単
に開示の実施の形態に限定されることなく、例えば補正
角度センサ２８の出力の増大に応じてモータ２４の最大
出力値を減ずるように構成することも容易である。

【００６９】この発明においては上記の如く、走行中の
前方道路の車線状態を検知する第１の手段（ＣＣＤカメ
ラ３８）と、自車の運動状態を検知する第２の手段（３
８ａ，３８ｂ，３８ｃ）と、前記第１、第２の手段の出
力から前方道路車線に対する自車の位置関係を維持する
ために必要な操舵量δm を算出する第３の手段（ＣＰＵ
４０，STEP-62 他) と、車両の操舵車輪を作動させる操
向手段（操向装置１４）と、前記第３の手段の出力に応
じて前記操向手段に操舵トルクＴ24を発生させる第１の
駆動手段（電動モータ２４）と、ステアリングホィール
１６に加えられた操舵角度θt に関わらず前記操舵量δ
m を生じさせるためにステアリングホィールを駆動する
第２の駆動手段( 電動モータ３０）と、前記操舵トルク
の最大値Ｔo を規定する手段（STEP-64)とからなる如く
構成した。

【００７０】更に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）が作動するとき、その作動量Ｔ30に応じて前記自車
の運動状態を変更できるように前記第１の駆動手段の出
力Ｔ24を変更する如く構成した。

【００７１】更に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）が作動するとき、その作動量Ｔ30に応じて前記ステ
アリングホィールを前記第２の駆動手段の基準位置へ付
勢するように前記第２の駆動手段を駆動する（STEP-66)
如く構成した。

【００７２】更に、前記ステアリングホィールに加えら
れた操舵トルクτs を計測可能な計測手段（操舵トルク
センサ２０）を備え、前記操舵トルクが既定の範囲（±
１５°）にあるときはその操舵トルクτs に比例した変
位（αad＝K3・τs)を、また前記操舵トルクが上記既定
の範囲を超えたときは実質的に一定な変位（αad＝±15
°) を、前記第２の駆動手段に与える如く構成した。

【００７３】更に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）の駆動変位θt を計測して前記駆動変位に応じた付
勢力Ｔ30を前記ステアリングホィールに作用させるべ
く、前記第２の駆動手段が駆動できるように前記駆動変
位の計測手段（補正角度センサ２８）を設ける如く構成
した。

【００７４】更に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）の駆動範囲を規定の角度（±１５度）以内に規定す
る角度規定手段（STEP-65)を設ける如く構成した。

【００７５】更に、前記第１の駆動手段（電動モータ３
０）の駆動力の最大値Ｔo を、車両が走行中に受ける路
面抵抗値以上に設定する如く構成した。

【００７６】更に、走行中の前方道路の車線状態を検知
する第１の手段（ＣＣＤ３８）と、自車の運動状態を検
知する第２の手段（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）と、前記
第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対する自車
の位置関係を維持するために必要な操舵量δm を算出す
る第３の手段（ＣＰＵ，STEP-62 他) と、車両の操舵車
輪を作動させる操向手段（操向装置１４）と、前記第３
の手段の出力に応じて前記操向手段に操舵トルクＴ24を
発生させる第１の駆動手段（電動モータ２４）と、ステ
アリングホィール１６に加えられた操舵角度θt に関わ
らず前記操舵量δm を生じさせるためにステアリングホ
ィールを駆動する第２の駆動手段( 電動モータ３０）と
を備えると共に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）の駆動力Ｔ30を、前記第１の駆動手段（電動モータ
２４）の駆動力Ｔ24以下に設定する如く構成した。

【００７７】更に、前記操舵力τs が小さいときはレー
ン追従機能を強化すると共に、前記操舵力が大きいとき
はレーン追従機能を低下させる（図５。Ｔo × Kw)如く
構成した。

【００７８】更に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）が作動されるとき、その作動量Ｔ30に応じて前記第
１の駆動手段（電動モータ２４）の駆動力Ｔ24の最大値
Ｔoを変更する( STEP-164) 如く構成した。

【００７９】更に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）が駆動されて前記の駆動範囲の規定値（±１５°）
に近づくとき、前記第１の駆動手段（電動モータ２４）
の駆動力Ｔ24の最大値Ｔo を減少させる( STEP-164) 如
く構成した。

【００８０】更に、前記第２の駆動手段（電動モータ３
０）が駆動されて前記の駆動範囲の規定値（±１５°）
に近づくとき、前記第１の駆動手段（電動モータ２４）
の駆動力Ｔ24の最大値Ｔo を前記第２の駆動手段（電動
モータ３０）の駆動力Ｔ30と実質的に同じレベルに低下
させる( STEP-164) 如く構成した。

【００８１】更に、前記操舵力検出手段（操舵トルクセ
ンサ２０）の検出トルクτs が増大して規定値に近づく
とき、その接近量に応じて前記第１の駆動手段（電動モ
ータ２４）の駆動力Ｔ24の最大値Ｔo を変更する（STEP
-164) 如く構成した。

【００８２】また、上記した実施の形態において、前方
の車線情報を得るのにＣＣＤカメラを用いたが、それに
限定されるべきではなく、他の手法による場合でも適用
可能である。例えば近年道路側に磁気を帯びた目印を埋
め込み、この磁気を頼りにレーン内を走行させる試みが
提案されているが、この手法と現在よりも更に精密なナ
ビゲーション情報が実用化されればＣＣＤカメラ情報に
変えてこれらの情報を用いることができる。

【００８３】

【発明の効果】車両が車線に沿って走行するために必要
な情報を、操舵力と操舵角度の形に変換して運転者に伝
えるようにしたので、より具体的には、追従走行のため
に操向装置を駆動する装置と、運転者の入力した操舵角
度に対する補正を行う操舵角度補正装置を駆動する装置
とについて前者の最大トルクを決定すると共に、後者の
操舵トルクをそれ以下で制御するようにしたので、両者
を分離して管理するときに各々の能力を効率良く発揮さ
せることができると共に、装置としても小型軽量化する
ことができ、運転者はこれらの情報を参酌しつつ自らの
意思で車両を一層最適に運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る車両用操舵装置の全体を
示す概略図である。

【図２】図１の装置中の制御ユニット（ＣＰＵ）の構成
の詳細を示すブロック図である。

【図３】図１の装置の動作を示すフロー・チャートの前
半部を示す、前半部フロー・チャートである。

【図４】図１の装置の動作を示すフロー・チャートの後
半部を示す、後半部フロー・チャートである。

【図５】図３および図４の動作を説明するモータの操舵
トルク特性を示すグラフ図である。

【図６】第２の実施の形態に係る装置の動作を示すフロ
ー・チャートの前半部を示す、前半部フロー・チャート
である。

【図７】第２の実施の形態に係る装置の動作を示すフロ
ー・チャートの後半部を示す、後半部フロー・チャート
である。

【図８】図５と同様な第２の実施の形態におけるモータ
の操舵トルク特性を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１０車両１４操向装置１６ステアリングホィール１８コラム２０操舵トルクセンサ２２操舵角度センサ２４，３０電動モータ２６アクチュエータ２８補正角度センサ３２操舵角度補正装置３４車速センサ３８ＣＣＤカメラ４０ＣＰＵ（制御ユニット）４１ SAS スイッチ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行中の前方道路の車線状態を検知する
第１の手段と、自車の運動状態を検知する第２の手段
と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対
する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算
出する第３の手段と、車両の操舵車輪を作動させる操向
手段と、前記第３の手段の出力に応じて前記操向手段に
操舵トルクを発生させる第１の駆動手段と、ステアリン
グホィールに加えられた操舵角度に関わらず前記操舵量
を生じさせるためにステアリングホィールを駆動する第
２の駆動手段と、前記操舵トルクの最大値を規定する手
段とからなることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】前記第２の駆動手段が作動するとき、そ
の作動量に応じて前記自車の運動状態を変更できるよう
に前記第１の駆動手段の出力を変更するように構成した
ことを特徴とする請求項１項記載の車両用操舵装置。
【請求項３】前記第２の駆動手段が作動するとき、そ
の作動量に応じて前記ステアリングホィールを前記第２
の駆動手段の基準位置へ付勢するように前記第２の駆動
手段を駆動するよう構成したことを特徴とする請求項１
項または２項記載の車両用操舵装置。
【請求項４】前記ステアリングホィールに加えられた
操舵トルクを計測可能な計測手段を備え、前記操舵トル
クが既定の範囲にあるときはその操舵トルクに比例した
変位を、また前記操舵トルクが上記既定の範囲を超えた
ときは実質的に一定な変位を、前記第２の駆動手段に与
えるように構成したことを特徴とする請求項３項記載の
車両用操舵装置。
【請求項５】前記第２の駆動手段の駆動変位を計測し
て前記駆動変位に応じた付勢力を前記ステアリングホィ
ールに作用させるべく、前記第２の駆動手段が駆動でき
るように前記駆動変位の計測手段を設けたことを特徴と
する請求項３項記載の車両用操舵装置。
【請求項６】前記第２の駆動手段の駆動範囲を規定の
角度以内に規定する角度規定手段を設けたことを特徴と
する請求項１項、４項、および５項のいずれかに記載の
車両用操舵装置。
【請求項７】前記第１の駆動手段の駆動力の最大値
を、車両が走行中に受ける路面抵抗値以上に設定したこ
とを特徴とする請求項１項記載の車両用操舵装置。
【請求項８】走行中の前方道路の車線状態を検知する
第１の手段と、自車の運動状態を検知する第２の手段
と、前記第１、第２の手段の出力から前方道路車線に対
する自車の位置関係を維持するために必要な操舵量を算
出する第３の手段と、車両の操舵車輪を作動させる操向
手段と、前記第３の手段の出力に応じて前記操向手段に
操舵トルクを発生させる第１の駆動手段と、ステアリン
グホィールに加えられた操舵角度に関係なく前記操舵量
を生じさせるためにステアリングホィールを駆動する第
２の駆動手段とを備えると共に、前記第２の駆動手段の
駆動力を、前記第１の駆動手段の駆動力以下に設定した
ことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項９】前記操舵力が小さいときはレーン追従機
能を強化すると共に、前記操舵力が大きいときはレーン
追従機能を低下させるように構成したことを特徴とす
る、請求項４項ないし８項のいずれかに記載の車両用操
舵装置。
【請求項１０】前記第２の駆動手段が作動されると
き、その作動量に応じて前記第１の駆動手段の駆動力の
最大値を変更するように構成したことを特徴とする請求
項３項または８項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【請求項１１】前記第２の駆動手段が駆動されて前記
の駆動範囲の規定値に近づくとき、前記第１の駆動手段
の駆動力の最大値を減少させるように構成したことを特
徴とする請求項１０項記載の車両用操舵装置。
【請求項１２】前記第２の駆動手段が駆動されて前記
の駆動範囲の規定値に近づくとき、前記第１の駆動手段
の駆動力の最大値を前記第２の駆動手段の駆動力と実質
的に同じレベルに低下させることを特徴とする請求項１
０項または１１項記載の車両用操舵装置。
【請求項１３】前記操舵力検出手段の検出トルクが増
大して規定値に近づくとき、その接近量に応じて前記第
１の駆動手段の駆動力の最大値を変更するように構成し
たことを特徴とする請求項９項記載の車両用操舵装置。