JP3313627B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

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号および特開平９−２２１
０５４号公報において、車両が目標経路に沿って走行す
るように操舵角度をアシストする技術を提案している。

【０００３】このように、車両の車線（レーン）逸脱を
防止しつつ微小操舵を補助することによって、運転者の
負担を大幅に軽減することができる。運転者の負担は、
特に高速道路などを長時間走行するとき顕著となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような操舵アシス
ト制御においては、運転者の操舵との干渉を考慮する
と、舵角よりもトルク（操舵力）をアシストするのが望
ましい。

【０００５】このように車両操舵制御は運転者の操舵ト
ルクをアシストすることを意図していることから、運転
者がステアリングを操作していないか否か、より具体的
には運転者がステアリングホイールを握っていないか否
か判断し、その結果に応じて適切に対処、例えば運転者
に警報する、操舵アシスト制御を中止するのが望まし
い。

【０００６】従って、この発明の目的は上記した不都合
を解消することにあり、運転者の操舵をアシストする車
両用操舵装置において、運転者がステアリングを操作し
ていないか否か判断し、それに応じて適切に対処するよ
うにした車両用操舵装置を提供することにある。

【０００７】

【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、請求項１項にあっては、車両の操舵車輪を転舵
する操向手段と、車両進行方向道路の車線状態を検知す
る第１の手段と、前記車両の運動状態を検知する第２の
手段と、前記第１および第２の手段の出力に基づき、前
記車両進行方向道路の車線状態に対する車両の位置関係
を維持するために必要な操舵力を算出する操舵力算出手
段と、人的に加えられた操舵トルクを検知する検知手段
と、および、前記操舵力算出手段が算出した操舵力と前
記検知手段が検知した操舵トルクに基づき、前記操舵ト
ルクを減少させる方向に操向手段を操向する操向制御手
段とを備えるものにおいて、運転者がステアリングを操
作しているか否か判断する判断手段を設け、前記判断手
段の判断結果に基づいて前記操向制御手段を制御する如
く構成した。より具体的には、前記した判断手段と共
に、アシストトルク算出手段を設け、アシストトルク算
出手段は、前記判断手段の判断結果に基づいてアシスト
トルク量を算出する如く構成した。これによって、運転
者のステアリング操作の有無に応じて適切に対処するこ
とができる。さらに、前記判断手段は、前記検知手段の
出力を入力して運転者がステアリングを操作していない
ときの舵角を出力するモデルと、人的に加えられた舵角
を検知する舵角検知手段と、前記モデルの出力と前記舵
角検知手段の出力を比較して運転者がステアリングを操
作しているか否か判定する判定手段と、を備える如く構
成したので、運転者のステアリングの操作の有無を精度
良く判断することができる。

【０００８】請求項２項にあっては、車両の操舵車輪を
転舵する操向手段と、車両進行方向道路の車線状態を検
知する第１の手段と、前記車両の運動状態を検知する第
２の手段と、前記第１および第２の手段の出力に基づ
き、前記車両進行方向道路の車線状態に対する車両の位
置関係を維持するために必要な操舵力を算出する操舵力
算出手段と、人的に加えられた操舵トルクを検知する検
知手段と、および、前記操舵力算出手段が算出した操舵
力と前記検知手段が検知した操舵トルクに基づき、前記
操舵トルクを減少させる方向に操向手段を操向する操向
制御手段とを備えるものにおいて、運転者がステアリン
グを操作しているか否か判断する判断手段を設け、前記
判断手段の判断結果に基づいて前記操向制御手段を制御
すると共に、前記判断手段は、前記検知手段の出力のピ
ーク値とピーク値の時間間隔を測定する測定手段と、前
記測定された時間間隔を所定範囲と比較して運転者がス
テアリングを操作しているか否か判定する判定手段と、
を備える如く構成した。これによって、運転者のステア
リング操作の有無に応じて適切に対処することができ
る。さらに、運転者のステアリングの操作の有無を精度
良く判断することができる。

【０００９】請求項３項にあっては、車両の操舵車輪を
転舵する操向手段と、車両進行方向道路の車線状態を検
知する第１の手段と、前記車両の運動状態を検知する第
２の手段と、前記第１および第２の手段の出力に基づ
き、前記車両進行方向道路の車線状態に対する車両の位
置関係を維持するために必要な操舵力を算出する操舵力
算出手段と、人的に加えられた操舵トルクを検知する検
知手段と、および、前記操舵力算出手段が算出した操舵
力と前記検知手段が検知した操舵トルクに基づき、前記
操舵トルクを減少させる方向に操向手段を操向する操向
制御手段とを備えるものにおいて、運転者がステアリン
グを操作しているか否か判断する判断手段を設け、前記
判断手段の判断結果に基づいて前記操向制御手段を制御
すると共に、前記判断手段は、前記操向制御手段に与え
る操作量に判別疑似信号を重畳させる判別疑似信号重畳
手段と、前記判別疑似信号を重畳させた操作量を与えた
ときの人的に加えられた舵角を検知する舵角検知手段
と、前記舵角検知手段の出力を高速フーリエ変換解析す
る高速フーリエ変換解析手段と、前記高速フーリエ変換
解析手段の出力に基づいて運転者がステアリングを操作
しているか否か判定する判定手段と、を備える如く構成
した。これによって、運転者のステアリング操作の有無
に応じて適切に対処することができる。さらに、運転者
のステアリングの操作の有無を精度良く判断することが
できる。

【００１０】請求項４項にあっては、前記判断手段が運
転者がステアリングを操作していないと判断するとき、
前記操向制御手段に与える制御ゲインを変える如く構成
した。より具体的には、前記したアシストトルク算出手
段は、前記判断手段が運転者がステアリングを操作して
いないと判断するとき、制御ゲインを変えてアシストト
ルク量を算出する如く構成した。これによって、運転者
がステアリングを操作していないときも適切に対処する
ことができる。

【００１１】請求項５項にあっては、前記判断手段が運
転者がステアリングを操作していないと判断するとき、
前記操向制御手段の制御を中止させる如く構成した。よ
り具体的には、前記したアシストトルク算出手段は、前
記判断手段が運転者がステアリングを操作していないと
判断するとき、制御ゲインを０にしてアシストトルク量
が零となるように算出する如く構成した。これによっ
て、運転者がステアリングを操作していないとき、操舵
アシストを中止することができる。

【００１２】請求項６項にあっては、運転者に警報する
警報手段を備え、前記判断手段が運転者がステアリング
を操作していないと判断するとき、前記警報手段によっ
て運転者に警報する如く構成した。これによって、運転
者がステアリングを操作していないとき、運転者の注意
を喚起することができる。

【００１３】

【００１４】

【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。

【００１５】図１はこの出願に係る車両用操舵装置を全
体的に示す概略図であり、図２はその装置を操舵系に焦
点をおいて示す同様の説明図である。

【００１６】以下、図１および図２を併せて参照して説
明すると、車両１０において運転席１２に配置されたス
テアリングホイール１４は、ステアリングシャフト１６
に連結され、ステアリングシャフト１６はユニバーサル
ジョイント１８，２０を介してコネクティングシャフト
２２に連結される。

【００１７】コネクティングシャフト２２は、ラック・
ピニオン型ステアリングギア２４のピニオン２６に連結
される。ピニオン２６はラック２８に噛み合っており、
よってステアリングホイール１４から入力された回転運
動はピニオン２６を介してラック２８の往復運動に変換
され、フロントアクスルの両端に配置されたタイロッド
（ステアリングロッド）３０を介して２個の前輪（操舵
輪）３２を所望の方向に転舵させる。

【００１８】ラック２８上には同軸に電動モータ３８お
よびボールねじ機構４０が配置され、モータ出力はボー
ルねじ機構４０を介してラック２８の往復運動に変換さ
れ、ステアリングホイール１４を介して入力された操舵
力（操舵トルク）を減少する方向にラック２８を駆動す
る。

【００１９】ここで、ステアリングギア２４の付近には
トルクセンサ４２が設けられ、運転者が入力した操舵力
（操舵トルク）の方向と大きさに応じた信号を出力す
る。また、ステアリングシャフト１６の付近にはロータ
リエンコーダなどからなる舵角センサ４４が設けられ、
運転者が入力した操舵角度の方向と大きさに応じた信号
を出力する。

【００２０】２個の前輪３２の付近にはそれぞれ電磁ピ
ックアップなどからなる車輪速センサ４６が配置されて
前輪１回転ごとに信号を出力すると共に、２個の後輪４
８の付近にも同種構造の車輪速センサ５０がそれぞれ配
置されて後輪１回転ごとに信号を出力する（図１で左側
の後輪のみ示す）。尚、車両１０においては内燃機関
（図示せず）は前輪側に配置されており、前輪３２を駆
動輪、後輪４８を従動輪とする。

【００２１】また、２個の前輪３２および２個の後輪の
サスペンション機構（図示せず）の付近には車高センサ
５２，５４がそれぞれ設けられ、前後輪のサスペンショ
ンのストローク（変位）を通じてその部位の車両１０の
高さに応じた信号を出力する。

【００２２】図１に示す如く、運転席１２の上部には、
フロントウィンドウ６０の内面にルームミラー６２と組
み合わされてＣＣＤカメラ６４が１基、取りつけられ
る。また、車両１０のフロントバンパ付近の適宜位置に
は、複数基のミリ波レーダ６６が設けられ（図１で１基
のみ示す）、前方に変調波を発信する。

【００２３】ＣＣＤカメラ６４は車両進行方向道路を単
眼視し、撮像信号を出力する。ＣＣＤカメラ６４の出力
は、図２に示す如く、マイクロコンピュータからなる画
像処理ＥＣＵ６８に送られ、道路上の道路区分線（白
線）が抽出される。ミリ波レーダ６６の出力は同様にマ
イクロコンピュータからなるレーダ出力処理ＥＣＵ７０
に送られ、アンテナ（図示せず）を介して受信された受
信波とミキシングされて車両進行方向に位置する立体物
（先行車）の有無が判別される。

【００２４】この出願に係る車両用操舵装置は、同様に
マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（「Ｓ
ＡＳ ＥＣＵ」と示す）７４を備え、画像処理ＥＣＵ６
８、レーダ出力処理ＥＣＵ７０および前記したトルクセ
ンサ４２の出力などはＳＡＳＥＣＵ７４に入力される。

【００２５】また、この装置は第２の電子制御ユニット
（「ＥＰＳ ＥＣＵ」と示す）７６を備える。ＥＰＳ
ＥＣＵ７６は、いわゆるパワーステアリングに基づく操
舵アシスト量を算出する。前記したトルクセンサ４２の
出力はＥＰＳ ＥＣＵ７６にも入力される。

【００２６】ＳＡＳ ＥＣＵ７４とＥＰＳ ＥＣＵ７６
は信号線７８を介して相互に通信可能に接続される。Ｓ
ＡＳ ＥＣＵ７４は後述の如く操舵トルクのアシスト量
を算出し、ＥＰＳ ＥＣＵ７６に送出する。

【００２７】ＥＰＳ ＥＣＵ７６は受信した操舵トルク
のアシスト量から指令値（ＰＷＭによるデューティ比）
を算出し、モータ駆動回路８０に出力する。モータ駆動
回路８０は４個のパワーＦＥＴスイッチング素子からな
るブリッジ回路（図示せず）を備え、指令値に基づいて
電動モータ３８を駆動する。

【００２８】図１の説明に戻ると、車両１０の重心位置
付近にはヨーレートセンサ８２が配置され、車両重心の
鉛直（重力）軸回りのヨーレート（回転角速度）に応じ
た信号を出力する。

【００２９】また、運転席１２のステアリングホイール
１４には感圧センサ８４が適宜個数配置され、圧力、即
ち、運転者のステアリングホイール操作の有無に応じた
信号を出力すると共に、シート下部には第２の感圧セン
サ８６が適宜個数配置され、圧力、即ち、運転者の着座
の有無に応じた信号を出力する。

【００３０】また、ダッシュボード付近にはナビゲーシ
ョン装置８８が配置される。ナビゲーション装置８８
は、車両１０が走行する地域の走行路位置情報（地図情
報）を記憶した記憶装置を備える。

【００３１】さらに、運転席１２の床面のブレーキペダ
ル（図示せず）にはブレーキセンサ９０が設けられ、運
転者のブレーキペダルの踏み込み量に応じた信号を出力
すると共に、アクセルペダル（図示せず）にはアクセル
センサ９２が設けられ、運転者のアクセルペダルの踏み
込み量に応じた信号を出力する。

【００３２】続いて図３フロー・チャートを参照してこ
の出願に係る車両用操舵装置の動作（ＳＡＳ ＥＣＵ７
４が行う動作）を説明する。尚、図示のプログラムは６
６ｍｓｅｃごとに実行される。図４は、図３フロー・チ
ャートの処理を機能的に示すブロック図である。

【００３３】尚、この出願において操舵トルクは車両を
道路区分線に沿って走行させるようにアシストされ、公
知のいわゆるパワーステアリングによるアシストとは直
接の関連を有しないため、ＥＰＳ ＥＣＵ７６のアシス
ト動作の説明は省略する。

【００３４】先ず、Ｓ１０において画像処理ＥＣＵ６８
で画像処理から求めた道路区分線を読み込み、Ｓ１２に
進んで読み込んだ道路区分線から目標点列を求める。

【００３５】これについて説明すると、この出願に係る
車両用操舵装置は、本出願人が先に特開平５−１９７４
２３号で提案した、車両が道路区分線に沿って滑らかな
軌跡で走行するよう操舵する技術を前提とする。

【００３６】図５を参照しつつ説明すると、車両１０
（自車）の位置を原点、前後方向をＸ軸、車幅（横）方
向をＹ軸とするＸ−Ｙ座標において読み込んだ左右の道
路区分線の中央を目標点列として表現する。走行路が湾
曲路であるとき、目標点列は旋回半径を持つ曲線として
表現される。

【００３７】続いてＳ１４に進んで前記したセンサ出力
を介して車両情報を読み込み、Ｓ１６に進んで前記した
トルクセンサ４２の出力τｈを読み込む。次いでＳ１８
に進んで車両（自車）１０の位置と目標経路との横方向
の離間距離（目標点横位置）Ｙｍを求め、Ｓ２０に進ん
で目標点列の旋回半径を求めて目標旋回半径Ｒとする。

【００３８】次いでＳ２２に進んで目標点列上に目標点
Ｍを定め、その目標点に到達するためのヨーレートγｍ
を先の提案技術に示した式を用いて求める。より具体的
には、目標点横位置ＹｍにゲインＫγｍを乗じて求め
る。次いでＳ２４に進んで目標点到達ヨーレートγｍか
ら前記したヨーレートセンサ８２の出力から得られた実
ヨーレートγを減算して補正し、目標補正ヨーレートΔ
γを求める。

【００３９】次いでＳ２６に進んで車両状態推定による
変動係数Ｋｍを求め（後述）、Ｓ２８に進んで目標旋回
半径Ｒに所定のゲインＫγｒを乗じて目標（旋回）ヨー
レートγＲを求める。ゲインＫγｒは目標旋回半径Ｒに
対するヨーレート変換係数であり、図６にその特性を示
す如く、車速Ｖから検索自在なテーブル値として設定し
ておく。この目標（旋回）ヨーレートγＲは、車両１０
が目標点Ｍに到達するのに必要なヨーレートを示す。

【００４０】次いでＳ３０に進んで目標（旋回）ヨーレ
ートγＲに所定のゲインＫｒｔを乗じて目標旋回トルク
Ｒｔを求める。ゲインＫｒｔは目標旋回半径Ｒを旋回す
るのに必要なトルク変換係数であり、図７にその特性を
示す如く、車速Ｖから検索自在なテーブル値として設定
しておく。この目標旋回トルクＲｔは、車両１０が目標
点Ｍに到達するのに必要な旋回トルクを示す。

【００４１】次いでＳ３２に進んで目標補正ヨーレート
Δγに所定のゲインＫγｔを乗じて目標点到達トルクΔ
γｔを求める。ゲインＫγｔはゲインＫｒｔと同様な係
数であり、図７にその特性を示す如く、車速Ｖから検索
自在なテーブル値として設定しておく。この目標点到達
トルクΔγｔは、車両１０が目標点Ｍに到達するのに必
要なトルクを示す。

【００４２】次いでＳ３４に進んで運転者の操舵トルク
をアシストするアシストトルクＴＴＯＴＡＬを図示の如
く算出する。即ち、アシストトルクＴＴＯＴＡＬは、目
標旋回トルクＲｔと目標点到達トルクΔγｔを加算した
和に変動係数Ｋｍ（後述）を乗じた積から、運転者の操
舵トルクτｈに所定のゲインＫτｈを乗じた積を減算す
ることで求める。換言すれば、運転者の操舵入力を加え
た場合には、アシストトルクＴＴＯＴＡＬを低下させ
る。

【００４３】ここで、Ｓ２６に戻り、車両状態推定によ
る変動係数Ｋｍの算出について説明する。

【００４４】図３あるいは図４に示す制御アルゴリズム
においては標準的な摩擦係数に基づいて推定する車両運
動特性を前提として設計するが、走行路が凍結路、砂利
道など摩擦係数が低いとき、目標ヨーレートが実ヨーレ
ートと大きくずれることがある。そのとき、ヨーレート
偏差が零になるようなアシストトルクを与えると、制御
が不適切なものとなる恐れがある。

【００４５】従って、車両状態、具体的にはその運動特
性が所期通りか、より具体的には図３あるいは図４に示
す制御アルゴリズムを設計したときに前提とした車両運
動特性か否か判断するようにした。

【００４６】具体的には、路面摩擦係数μ、タイヤ（車
輪３２，４８）の種別、積載量（乗員含む）などが設計
で前提とした運動特性に合致する値か否か判断する。

【００４７】ここで、路面摩擦係数μに関しては、舵角
センサ４４および車輪速センサ４６，５０の出力から車
両１０が直進路を走行していると判定されるとき、駆動
輪（前輪）３２および従動輪４８（後輪）に配置した車
輪速センサ４６，５０の出力を比較し、前輪と後輪の回
転数の差（あるいは比）が所定範囲内か否かで判断す
る。

【００４８】得られた値が所定範囲内にあれば路面摩擦
係数μは所期通りの値であると判断し、所定範囲内にな
ければ路面摩擦係数μは所期の値ではないと推定する。

【００４９】尚、車両１０が装着するタイヤ（車輪３
２，４８）が磨耗しているときも同様の結果が得られよ
うが、その場合も制御アルゴリズムが予定する路面摩擦
係数が得られないことでは同様なので、路面摩擦係数μ
が所期の値ではないと判断する。

【００５０】さらに、タイヤの種別については、舵角セ
ンサ４４の出力とヨーレートセンサ８２の出力を比較
し、転舵されてからヨーレートが検出されるまでの経過
時間を判定することでも判断する。即ち、設計において
ノーマルタイヤを装着した車両を前提とするとき、スタ
ッドレスタイヤを装着していれば、路面半力が発生する
まで遅れがあり、従って、タイヤの種別は、操舵してヨ
ーレートが発生するまでの経過時間を測定することで判
断可能である。

【００５１】積載量については、前記した４個の車輪に
設けた車高センサ５２，５４の出力に基づき、乗員およ
び積載貨物が設計で前提とした重量範囲内にあるか否か
で推定する。

【００５２】尚、変動係数Ｋｍは０から１００％の範囲
で適宜設定される。車両の運動特性（状態）が所期通り
ではないと判断されるときは、設定値を減少補正する。
このとき、変動係数Ｋｍを０とすると、後述する如く、
操舵トルクアシスト量は零となる。

【００５３】図３フロー・チャートにおいては、続いて
Ｓ３６に進み、運転者がステアリングを操作していない
か否か、操舵状態、より具体的には運転者がステアリン
グホイール１４を握っていないか否か判断する。

【００５４】図８を参照して説明すると、この実施の形
態においては、前記したトルクセンサ４２が検出した実
操舵トルクに基づいて運転者がステアリングホイール１
４を握っていないときの舵角を推定する手放しトルクモ
デルを設け、その推定舵角と前記した舵角センサ４４が
検出する実舵角とを比較し、その結果に基づいて運転者
がステアリングホイール１４を握っていないか否か判断
するようにした。図９にそのモデルを示す。

【００５５】図１０に示す如く、運転者がステアリング
ホイール１４を握っているときは舵角はモデル（規範モ
デル）出力と異なると共に、握っていないときはほぼ一
致する。従って、モデル出力と実舵角の誤差の２乗移動
積分値を求めると、運転者がステアリングホイール１４
を握っていないときは誤差が経時的に減少する。従っ
て、判定基準を適宜設定し、所定時間が経過したとき、
積分値が判定基準を下回ったか否かで判定することがで
きる。

【００５６】図１１フロー・チャートを参照して説明す
ると、Ｓ１００において誤差を求め、Ｓ１０２に進んで
移動積分値を算出し、Ｓ１０４に進んで判定基準を下回
ったか否か判断し、肯定されるときはＳ１０６に進んで
運転者がステアリングを握っていないと判定すると共
に、否定されるときはＳ１０８に進んで運転者がステア
リングを握っていると判定する。

【００５７】図３フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ
３６で肯定されるときはＳ３８に進み、インディケータ
あるいはブザーなど（共に図示せず）を介して運転者に
警報を発し、Ｓ４０に進んでゲインＫｈを算出する。

【００５８】図４に示す如く、出力アシストトルクＴＡ
は、アシストトルクＴＴＯＴＡＬにゲインＫｈを乗じて
決定される。このゲインＫｈは０から１００％の間に適
宜設定されるが、運転者がステアリングホイールを握っ
ていないと判断されるときは、前記操向制御手段による
制御を抑制、即ち、ゲインＫｈを０とするか、あるいは
設定値を減少補正する。

【００５９】即ち、この制御においては運転者が操舵し
ていることを前提とし、運転者が目標経路（道路区分
線）に沿って操舵しているとき、その操舵トルクを超え
るトルクをアシストトルクとして与えると共に、運転者
の状態を監視し、運転者が操舵していないときは操舵ア
シスト量を減少するか中止するようにした。

【００６０】次いでＳ４２に進み、ＥＰＳ ＥＣＵ７６
に出力アシストトルクＴＡを出力してプログラムを終了
する。尚、Ｓ３６で否定されるときはＳ４２にジャンプ
する。

【００６１】この実施の形態は上記の如く構成したの
で、図１２に示すように道路区分線に沿った位置をキー
プするためのトルク特性に従って操舵アシストがなさ
れ、よって道路が湾曲するときもその曲率に沿って走行
できるように操舵アシストがなされると共に、運転状況
を検知し、それに基づいて前記操向制御手段を制御、即
ち、ＥＰＳ ＥＣＵ７６および電動モータ３８などの操
向制御手段を制御するようにした。尚、ＥＰＳ ＥＣＵ
７６においてパワーステアリング制御が行われるとき
は、同図にかっこで示す如く、操舵トルクに応じてアシ
ストがなされる。

【００６２】より具体的には、運転状況、即ち、運転者
がステアリングホイール１４を操作していないか否か判
断し、肯定されるときは警報を発すると共に、前記操向
制御手段による制御を抑制、換言すればアシストトルク
を減少するか零とするようにした。これによって、運転
者がステアリングを操作していないときも、警報を発す
ることで運転者に注意を喚起することができる。

【００６３】即ち、運転者がステアリングを操作してい
ないときは警報を発するのみに止める、アシスト量を低
減する、あるいはアシスト制御そのものを中止し、運転
者に運転操作をするように注意を喚起することも可能で
ある。

【００６４】尚、操舵アシストを公知のパワーステアリ
ング装置と兼用するようにしたので、装置全体として小
型軽量にすることもできる。

【００６５】図１３はこの出願に係る車両用操舵装置の
第２の実施の形態を示す、図３のフロー・チャートのＳ
３６の別の判断手法を示す説明図である。

【００６６】第２の実施の形態においては、検出した実
操舵トルクのピーク値とピーク値の時間間隔を測定し、
所定範囲か否か判定することで、運転者がステアリング
を握っていないか否か判断するようにした。図１３で
「手放しトルク」は運転者がステアリングホイール１４
を握っていないときの、「ホールドトルク」は握ってい
るときの検出操舵トルクを示す。

【００６７】即ち、運転者がステアリングホイール１４
を握っているときは直進路を走行するときも操舵系の慣
性質量などからトルクが必然的に生じる。従って、両者
を所定時間比較することで、判定することができる。

【００６８】図１４フロー・チャートを参照して説明す
ると、Ｓ２００でトルクセンサ４２の出力のピーク値と
ピーク値の時間間隔を測定し、Ｓ２０２に進んで測定値
を所定範囲と比較することで判定する。

【００６９】図１５はこの出願に係る車両用操舵装置の
第３の実施の形態を示す、図３のフロー・チャートのＳ
３６のさらに別の判断手法を示す説明図である。

【００７０】第３の実施の形態においては、前記した出
力アシストトルクＴＡに、それより高周波の判断疑似信
号を重畳させ、それを出力アシストトルクＴＡとして与
えたときの舵角センサ４４の出力をＦＦＴ（高速フーリ
エ変換）解析し、その結果から判定するようにした。図
１５に示す如く、ホールド時（ステアリングホイール１
４を握っているとき）には疑似信号周波数付近でゲイン
が大きくなる。従って、図１６に示す如く、それを所定
値ＲＥＦと比較することで判定するようにした。

【００７１】図１７フロー・チャートを参照して説明す
ると、Ｓ３００で出力アシストトルクＴＡに判断疑似信
号を重畳させて出力し、Ｓ３０２に進んで舵角センサ出
力をＦＥＴ解析し、Ｓ３０４に進んで解析値を所定値Ｒ
ＥＦと比較することで判定する。

【００７２】第１ないし第３の実施の形態においては上
記の如く、車両の操舵車輪（前輪３２）を転舵する操向
手段（ステアリングホイール１４、ステアリングギア２
４）と、車両進行方向道路の車線状態を検知する第１の
手段（ＣＣＤカメラ６４、画像処理ＥＣＵ６８）と、前
記車両の運動状態を検知する第２の手段（ヨーレートセ
ンサ８２）と、前記第１および第２の手段の出力に基づ
き、前記車両進行方向道路の車線状態に対する車両の位
置関係を維持するために必要な操舵力を算出する操舵力
算出手段（ＳＡＳ ＥＣＵ７４）と、人的に加えられた
操舵トルクを検知する検知手段（トルクセンサ４２）
と、および、前記操舵力算出手段が算出した操舵力と前
記検知手段が検知した操舵トルクに基づき、前記操舵ト
ルクを減少させる方向に操向手段を操向する操向制御手
段（電動モータ３８、ボールねじ機構４０、ＥＰＳ Ｅ
ＣＵ７６）とを備えるものにおいて、運転者がステアリ
ングを操作しているか否か判断する判断手段（図３フロ
ー・チャートのＳ３６）を設け、前記判断手段の判断結
果に基づいて前記操向制御手段を制御（図３フロー・チ
ャートのＳ４０）する如く構成した。より具体的には、
前記した判断手段と共に、アシストトルク算出手段（図
３フロー・チャートのＳ４２）を設け、アシストトルク
算出手段は、前記判断手段の判断結果に基づいてアシス
トトルク量ＴＡを算出する如く構成した。

【００７３】また、前記判断手段が運転者がステアリン
グを操作していないと判断するとき、前記操向制御手段
に与える制御ゲインＫｈを変える如く構成した。より具
体的には、前記したアシストトルク算出手段は、前記判
断手段が運転者がステアリングを操作していないと判断
するとき、制御ゲインを変えてアシストトルク量を算出
する（図３フロー・チャートのＳ４０，Ｓ４２）如く構
成した。

【００７４】また、前記判断手段が運転者がステアリン
グを操作していないと判断するとき、前記操向制御手段
の制御を中止させる（図３フロー・チャートのＳ４０，
Ｓ４２）如く構成した。より具体的には、前記したアシ
ストトルク算出手段は、前記判断手段が運転者がステア
リングを操作していないと判断するとき、制御ゲインを
０にしてアシストトルク量が零となるように算出する
（図３フロー・チャートのＳ４０，Ｓ４２）如く構成し
た。

【００７５】また、運転者に警報する警報手段（図３フ
ロー・チャートのＳ３８）を備え、前記判断手段が運転
者がステアリングを操作していないと判断するとき、前
記警報手段によって運転者に警報する如く構成した。

【００７６】また、前記判断手段は、前記検知手段の出
力を入力して運転者がステアリングを操作していないと
きの舵角を出力するモデル（手放しトルクモデル）と、
人的に加えられた舵角を検知する舵角検知手段（舵角セ
ンサ４４）と、前記モデルの出力と前記舵角検知手段の
出力を比較して運転者がステアリングを操作しているか
否か判定する判定手段（図１１のＳ１００からＳ１０
８）と、を備える如く構成した。

【００７７】また、前記判断手段は、前記検知手段の出
力のピーク値とピーク値の時間間隔を測定する測定手段
（図１４のＳ２００）と、前記測定された時間間隔を所
定範囲と比較して運転者がステアリングを操作している
か否か判定する判定手段（図１４のＳ２０２からＳ２０
６）と、を備える如く構成した。

【００７８】また、前記操向制御手段に与える操作量に
判別疑似信号を重畳させる判別疑似信号重畳手段（図１
７のＳ３００）と、前記判別疑似信号を重畳させた操作
量を与えたときの人的に加えられた舵角を検知する舵角
検知手段（舵角センサ４４）と、前記舵角検知手段の出
力を高速フーリエ変換解析する高速フーリエ変換解析手
段（図１７のＳ３０２）と、前記高速フーリエ変換解析
手段の出力に基づいて運転者がステアリングを操作して
いるか否か判定する判定手段（図１７のＳ３０４からＳ
３０８）と、を備える如く構成した。

【００７９】上記した実施の形態において、操舵アシス
ト機構は公知のパワーステアリング機構と兼用とした
が、独立に設けても良い。

【００８０】また、舵角センサ４４などは開示した構成
以外でも良く、また配置位置も必要とする検出値が得ら
れる限り、どこに配置しても良い。

【００８１】

【発明の効果】請求項１項にあっては、運転者のステア
リング操作の有無に応じて適切に対処することができ
る。さらに、運転者のステアリングの操作の有無を精度
良く判断することができる。

【００８２】請求項２項にあっては、同様に運転者のス
テアリング操作の有無に応じて適切に対処することがで
きる。さらに、運転者のステアリングの操作の有無を精
度良く判断することができる。

【００８３】請求項３項にあっては、同様に運転者のス
テアリング操作の有無に応じて適切に対処することがで
きる。さらに、運転者のステアリングの操作の有無を精
度良く判断することができる。

【００８４】請求項４項にあっては、運転者がステアリ
ングを操作していないときも適切に対処することができ
る。

【００８５】請求項５項にあっては、運転者がステアリ
ングを操作していないとき、操舵アシストを中止するこ
とができる。

【００８６】請求項６項にあっては、運転者がステアリ
ングを操作していないとき、運転者の注意を喚起するこ
とができる。

【００８７】

【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の装置を操舵系に焦点をおいて示す、図１
と同様の全体概略図である。

【図３】図１の装置の動作を示すフロー・チャートであ
る。

【図４】図１の装置の動作を機能的に示すブロック図で
ある。

【図５】図３フロー・チャートの作業を説明する説明図
である。

【図６】図３フロー・チャートの作業で使用するゲイン
Ｋγｒの特性を示す説明グラフである。

【図７】図３フロー・チャートの作業で使用するゲイン
Ｋｒｔ，Ｋγｔの特性を示す説明グラフである。

【図８】図３フロー・チャートの中の運転者がステアリ
ングを握っているか否かの判断手法を説明する説明図で
ある。

【図９】図８に示すモデルを説明する説明図である。

【図１０】図８の判断手法を説明する説明図である。

【図１１】図８の判断手法を示すフロー・チャートであ
る。

【図１２】図１の装置の基本的な操舵アシスト特性を示
す説明グラフである。

【図１３】この発明の第２の実施の形態を示す図で、図
３フロー・チャートの中の運転者がステアリングを握っ
ているか否かの判断手法を説明する説明図である。

【図１４】第２の実施の形態の判断手法を示すフロー・
チャートである。

【図１５】この発明の第３の実施の形態を示す図で、図
３フロー・チャートの中の運転者がステアリングを握っ
ているか否かの判断手法を説明する説明図である。

【図１６】第３の実施の形態の判断手法を説明する説明
図である。

【図１７】第３の実施の形態の判断手法を示すフロー・
チャートである。

【符号の説明】

１０ 車両 １４ ステアリングホイール（操向手段） ２４ ステアリングギア（操向手段） ２６ ピニオン ２８ ラック ３２ 前輪（操舵輪） ３８ 電動モータ（操向制御手段） ４０ ボールねじ機構（操向制御手段） ４２ トルクセンサ ４４ 舵角センサ（舵角検知手段） ４６，５０ 車輪速センサ ４８ 後輪 ６４ ＣＣＤカメラ（第１の手段） ６８ 画像処理ＥＣＵ（第１の手段） ７４ 電子制御ユニット（ＳＡＳ ＥＣＵ）（操舵力
算出手段） ７６ 第２の電子制御ユニット（ＥＰＳ ＥＣＵ）
（操向制御手段） ８２ ヨーレートセンサ（第２の手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｂ６２Ｄ 137:00 (56)参考文献 特開 平８−263790（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−207800（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の操舵車輪を転舵する操向手段と、
   車両進行方向道路の車線状態を検知する第１の手段と、
   前記車両の運動状態を検知する第２の手段と、前記第１
   および第２の手段の出力に基づき、前記車両進行方向道
   路の車線状態に対する車両の位置関係を維持するために
   必要な操舵力を算出する操舵力算出手段と、人的に加え
   られた操舵トルクを検知する検知手段と、および、前記
   操舵力算出手段が算出した操舵力と前記検知手段が検知
   した操舵トルクに基づき、前記操舵トルクを減少させる
   方向に操向手段を操向する操向制御手段とを備えるもの
   において、運転者がステアリングを操作しているか否か
   判断する判断手段を設け、前記判断手段の判断結果に基
   づいて前記操向制御手段を制御すると共に、前記判断手
   段は、前記検知手段の出力を入力して運転者がステアリ
   ングを操作していないときの舵角を出力するモデルと、
   人的に加えられた舵角を検知する舵角検知手段と、前記
   モデルの出力と前記舵角検知手段の出力を比較して運転
   者がステアリングを操作しているか否か判定する判定手
   段と、を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
2. 【請求項２】 車両の操舵車輪を転舵する操向手段と、
   車両進行方向道路の車線状態を検知する第１の手段と、
   前記車両の運動状態を検知する第２の手段と、前記第１
   および第２の手段の出力に基づき、前記車両進行方向道
   路の車線状態に対する車両の位置関係を維持するために
   必要な操舵力を算出する操舵力算出手段と、人的に加え
   られた操舵トルクを検知する検知手段と、および、前記
   操舵力算出手段が算出した操舵力と前記検知手段が検知
   した操舵トルクに基づき、前記操舵トルクを減少させる
   方向に操向手段を操向する操向制御手段とを備えるもの
   において、運転者がステアリングを操作しているか否か
   判断する判断手段を設け、前記判断手段の判断結果に基
   づいて前記操向制御手段を制御すると共に、前記判断手
   段は、前記検知手段の出力のピーク値とピーク値の時間
   間隔を測定する測定手段と、前記測定された時間間隔を
   所定範囲と比較して運転者がステアリングを操作してい
   るか否か判定する判定手段と、を備えることを特徴とす
   る車両用操舵装置。
3. 【請求項３】 車両の操舵車輪を転舵する操向手段と、
   車両進行方向道路の 車線状態を検知する第１の手段と、
   前記車両の運動状態を検知する第２の手段と、前記第１
   および第２の手段の出力に基づき、前記車両進行方向道
   路の車線状態に対する車両の位置関係を維持するために
   必要な操舵力を算出する操舵力算出手段と、人的に加え
   られた操舵トルクを検知する検知手段と、および、前記
   操舵力算出手段が算出した操舵力と前記検知手段が検知
   した操舵トルクに基づき、前記操舵トルクを減少させる
   方向に操向手段を操向する操向制御手段とを備えるもの
   において、運転者がステアリングを操作しているか否か
   判断する判断手段を設け、前記判断手段の判断結果に基
   づいて前記操向制御手段を制御すると共に、前記判断手
   段は、前記操向制御手段に与える操作量に判別疑似信号
   を重畳させる判別疑似信号重畳手段と、前記判別疑似信
   号を重畳させた操作量を与えたときの人的に加えられた
   舵角を検知する舵角検知手段と、前記舵角検知手段の出
   力を高速フーリエ変換解析する高速フーリエ変換解析手
   段と、前記高速フーリエ変換解析手段の出力に基づいて
   運転者がステアリングを操作しているか否か判定する判
   定手段と、を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
4. 【請求項４】 前記判断手段が運転者がステアリングを
   操作していないと判断するとき、前記操向制御手段に与
   える制御ゲインを変えることを特徴とする請求項１項か
   ら３項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
5. 【請求項５】 前記判断手段が運転者がステアリングを
   操作していないと判断するとき、前記操向制御手段の制
   御を中止させることを特徴とする請求項１項から３項の
   いずれかに記載の車両用操舵装置。
6. 【請求項６】 運転者に警報する警報手段を備え、前記
   判断手段が運転者がステアリングを操作していないと判
   断するとき、前記警報手段によって運転者に警報するこ
   とを特徴とする請求項１項から３項のいずれかに記載の
   車両用操舵装置。