CN104837714A - 驾驶辅助装置、操作检测装置以及控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种驾驶辅助装置(1),其特征在于,具备:辅助装置(3),搭载于车辆(2),能够在该车辆(2)执行驾驶辅助;转向角检测装置(10),检测车辆(2)的转向部件(4)的转向角;扭矩检测装置(11),检测作用于与转向部件(4)一起旋转的转向轴部(5)的扭矩;以及控制装置(20),对辅助装置(3)进行控制,控制装置(20)基于转向功率为预先设定的基准值以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由辅助装置(3)进行的驾驶辅助的内容,所述转向功率对应于与转向角检测装置(10)检测出的转向角相关的参数和与扭矩检测装置(11)检测出的扭矩相关的参数的积。因此,驾驶辅助装置(1)起到能够实现反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助的效果。
Description
技术领域
本发明涉及驾驶辅助装置、操作检测装置以及控制装置。
背景技术
作为搭载于车辆的以往的驾驶辅助装置、操作检测装置及控制装置,例如在专利文献1中公开了一种驾驶盘转向状态检测装置。该驾驶盘转向状态检测装置根据将转向角的时间微分值和转向扭矩的积累计得到的功来检测驾驶者的驾驶盘转向状态(转向时、松手时、保舵时等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-175122号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,上述专利文献1记载的驾驶盘转向状态检测装置例如在进行与检测结果对应的驾驶辅助的情况下,还存在进一步改善的余地,以进行更加反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助。
本发明鉴于以上情况而完成,其目的在于提供一种驾驶辅助装置、操作检测装置以及控制装置,能够实现反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的,本发明的驾驶辅助装置的特征在于,具备:辅助装置,搭载于车辆,能够在该车辆执行驾驶辅助;转向角检测装置,检测所述车辆的转向部件的转向角;扭矩检测装置,检测作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩;以及控制装置,对所述辅助装置进行控制,所述控制装置基于转向功率为预先设定的基准值以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由所述辅助装置进行的所述驾驶辅助的内容,所述转向功率对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述辅助装置构成为包括转向促动器,该转向促动器根据对所述转向部件的转向操作进行动作,所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,对所述转向促动器进行控制,以使与所述转向功率小于所述基准值的情况相比,减小对所述转向部件的转向操作进行抑制的驾驶辅助的程度。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,对所述转向促动器进行控制,以使与所述转向功率小于所述基准值的情况相比,减小所述转向促动器产生的阻尼力。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述控制装置基于所述转向功率和所述车辆的车速来变更所述转向促动器的控制量。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述控制装置在所述转向功率的振幅为预先规定的振幅阈值以上的期间持续了预先设定的规定期间以上的情况下,与所述转向功率的振幅小于所述振幅阈值的情况或者所述转向功率的振幅为所述振幅阈值以上的期间小于所述规定期间的情况相比,使所述转向促动器产生的辅助力、所述转向促动器产生的阻尼力或者所述转向促动器产生的摩擦力中的至少一个增大。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述控制装置在所述转向功率的绝对值为预先设定的规定功率以下的情况下,使所述转向促动器产生的辅助力的校正量即辅助校正量或者所述转向促动器产生的阻尼力的校正量即阻尼校正量不变,在所述转向功率的绝对值大于所述规定功率的情况下,使所述辅助校正量或者所述阻尼校正量伴随于所述转向功率的绝对值的增加而变化。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述辅助装置构成为包括动作部,该动作部通过自动起动和停止用于产生使所述车辆行驶的动力的动力源而进行驾驶辅助,所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,进行起动所述动力源的驾驶辅助,在所述转向功率小于所述基准值的情况下,不进行起动所述动力源的驾驶辅助。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述控制装置基于转向功来变更由所述辅助装置进行的所述驾驶辅助的内容,所述转向功对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,基于与所述转向角检测装置检测出的转向角对应的转向速度和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积、和所述转向角检测装置检测出的转向角和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩对应的扭矩微分值的积中的任意一方或者两方,来算出所述转向功率。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,基于所述转向功率的最大值和最小值的差分、所述转向功率的最大值的绝对值或者所述转向功率的最小值的绝对值,来算出所述转向功率的振幅。
另外,在所述驾驶辅助装置中,可以的是,所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,为与对于所述转向部件的主动操作对应的驾驶辅助,在所述转向功率小于所述基准值的情况下,为与对于所述转向部件的被动操作对应的驾驶辅助。
为了达到上述目的,本发明的操作检测装置的特征在于,具备:转向角检测装置,检测车辆的转向部件的转向角;扭矩检测装置,检测作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩;以及判定装置,基于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数,来判定对于所述转向部件的主动操作和对于所述转向部件的被动操作。
另外,在所述操作检测装置中,可以的是,所述主动操作包括驾驶者要使所述车辆移动到目标位置的转向操作,所述被动操作包括驾驶者相对于外部干扰而要将所述车辆维持在目标位置的转向操作、松手操作或者保舵操作。
另外,在所述操作检测装置中,可以的是,所述判定装置基于转向功率来判定所述主动操作和所述被动操作,所述转向功率对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积,基于与所述转向角检测装置检测出的转向角对应的转向速度和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积、和所述转向角检测装置检测出的转向角和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩对应的扭矩微分值的积中任意一方或者两方而算出所述转向功率。
另外,在所述操作检测装置中,可以的是,所述判定装置在所述转向功率的振幅为预先规定的振幅阈值以上的期间持续了预先设定的规定期间以上的情况下,判定相对于外部干扰的修正转向。
另外,在所述操作检测装置中,可以的是,所述判定装置基于转向功来判定所述主动操作和所述被动操作,所述转向功对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。
另外,在所述操作检测装置中,可以的是,基于根据所述车辆的横摆率而算出的转向角和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积,来算出所述转向功,其中,根据所述车辆的横摆率而算出的转向角作为与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数,所述判定装置基于所述转向功来判定所述主动操作和所述被动操作。
另外,在所述操作检测装置中,可以的是,基于与所述转向角检测装置检测出的转向角和所述车辆的直行行驶时的转向角的差分对应的转向角和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积、或者与所述转向角检测装置检测出的转向角和根据所述车辆的横摆率而算出的转向角的差分对应的转向角和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积,来算出所述转向功,其中,与所述转向角检测装置检测出的转向角和所述车辆的直行行驶时的转向角的差分对应的转向角或者与所述转向角检测装置检测出的转向角和根据所述车辆的横摆率而算出的转向角的差分对应的转向角作为与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数,所述判定装置基于所述转向功来判定相对于外部干扰的修正转向。
为了达到上述目的,本发明的操作检测装置的特征在于,具备:转向角检测装置,检测车辆的转向部件的转向角;扭矩检测装置,检测作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩;以及判定装置,基于转向功率的振幅来判定相对于外部干扰的修正转向,所述转向功率对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。。
为了达到上述目的,本发明的控制装置对辅助装置进行控制,所述辅助装置搭载于车辆且能够在该车辆执行驾驶辅助,所述控制装置的特征在于,基于转向功率为预先设定的基准值以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由所述辅助装置进行的所述驾驶辅助的内容,所述转向功率对应于与所述车辆的转向部件的转向角相关的参数和与作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩相关的参数的积。
发明效果
本发明的驾驶辅助装置、操作检测装置以及控制装置起到能够实现反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1的驾驶辅助装置的概略结构的概略结构图。
图2是对实施方式1的驾驶辅助装置中转向功率表示的意思进行说明的线图。
图3是对实施方式1的驾驶辅助装置中转向功率表示的意思进行说明的线图。
图4是对实施方式1的驾驶辅助装置中转向功表示的意思进行说明的线图。
图5是表示实施方式1的ECU的概略结构的一例的框图。
图6是对实施方式1的ECU进行的控制的一例进行说明的流程图。
图7是表示实施方式1的ECU的概略结构的一例的框图。
图8是表示实施方式1的ECU的概略结构的一例的框图。
图9是表示实施方式1的ECU的概略结构的一例的框图。
图10是表示实施方式2的ECU的概略结构的一例的框图。
图11是对车辆在倾斜路上的行驶状态进行说明的示意图。
图12是对由驾驶者进行相对于外部干扰的修正转向的情况下的转向角、转向扭矩进行说明的线图。
图13是对由驾驶者进行相对于外部干扰的修正转向的情况下的转向角、转向扭矩进行说明的线图。
图14是对实施方式2的ECU进行的控制的一例进行说明的流程图。
图15是对实施方式2的ECU进行的修正转向判定的一例进行说明的线图。
图16是表示实施方式3的ECU的概略结构的一例的框图。
图17是对基于转向扭矩判定驾驶者意愿的情况进行说明的示意图。
图18是对基于转向速度判定驾驶者意愿的情况进行说明的示意图。
图19是对基于转向功率判定驾驶者意愿的情况进行说明的示意图。
图20是对实施方式3的ECU进行的控制的一例进行说明的流程图。
具体实施方式
下面,基于附图详细地说明本发明的实施方式。另外,本发明并不由该实施方式限定。并且,下述实施方式中的构成要素包含本领域技术人员能够容易地置换的要素或者实质上相同的要素。
[实施方式1]
图1是表示实施方式1的驾驶辅助装置的概略结构的概略结构图。图2、图3是对实施方式1的驾驶辅助装置中转向功率表示的意思进行说明的线图。图4是对在实施方式1的驾驶辅助装置中转向功表示的意思进行说明的线图。图5是表示实施方式1的ECU的概略结构的一例的框图。图6是对实施方式1的ECU进行的控制的一例进行说明的流程图。图8是表示实施方式1的ECU的概略结构的一例的框图。
图1所示的本实施方式的驾驶辅助装置1搭载于车辆2,能够在车辆2执行驾驶辅助,并且具有作为基于该车辆2的转向***的信息来检测驾驶者的操作意愿的操作检测装置的功能。驾驶辅助装置1典型地说,基于与转向***的信息对应的规定的指标,区别并判定对于转向部件的主动操作和对于转向部件的受动操作,作为反映出驾驶者的操作意愿的操作。然后,驾驶辅助装置1使该判定结果反映到车辆2中的各种控制,从而能够实现反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助。
在此,所谓对于转向部件的主动操作,典型地说,是相对强地反映出驾驶者的操作意愿的操作。另一方面,所谓对于转向部件的被动操作,典型地说,是相对弱地反映出驾驶者的转向意愿的操作,例如为了应对外部干扰或稳定性补偿的消极操作。更具体地说,对于转向部件的主动操作例如也可以包括驾驶者要使车辆2移动到目标位置的积极的转向操作。主动操作典型地说是主动地作功的状态即产生所谓生物电波的状态,从大脑主动地发出指令的状态等,例如握住转向部件用力转向而将车辆2从直行状态转移到转弯状态这样的操作。另一方面,对于转向部件的被动操作例如可以包括驾驶者相对于外部干扰要使车辆2维持在目标位置的转向操作、从转向部件松手的松手操作或者为了将车辆2的行进方向维持恒定而保持转向部件的保舵操作等。被动操作是例如用手操控转向部件来应对路面外部干扰等的操作。
本实施方式的驾驶辅助装置1将基于转向功率的主动操作和被动操作的判定结果反映到车辆2的转向***的驾驶辅助控制。由此,驾驶辅助装置1例如进行与不依赖于驾驶者的特性的转向性能维持相关的控制(例如辅助控制、阻尼控制、平衡阻碍(ヒス)施加控制等)。
具体地说,如图1所示,驾驶辅助装置1具备:搭载于车辆2且能够在该车辆2执行驾驶辅助的辅助装置3;作为转向角检测装置的转向角传感器10;作为扭矩检测装置的扭矩传感器11、作为控制辅助装置3的控制装置的ECU20。转向角传感器10检测作为车辆2的转向部件的方向盘(下文中略称为“方向盘”,除非另有说明)4的转向角。扭矩传感器11检测作用于作为与方向盘4一起旋转的转向轴部的方向盘轴(下文中略称为“轴”,除非另有说明)5的扭矩。ECU20还兼用作操作检测装置的判定装置。本实施方式的辅助装置3构成为包含构成车辆2的转向***的转向装置30。
在此,转向装置30是搭载于车辆2,用于将车辆2的转向轮40转向的装置。本实施方式的转向装置30是通过电动机等的动力对车辆2的转向力进行辅助的所谓电动动力转向装置(EPS:Electronic PowerSteering)。转向装置30通过以能够获得与从驾驶者施加到方向盘4的转向力相应的转向辅助力的方式驱动电动机等,而对驾驶者的转向操作(转向操作)进行辅助。
具体地说,如图1所示,转向装置30具备:作为转向部件的方向盘4、作为转向轴部的轴5、R&P齿轮机构(下文中略称为“齿轮机构”,除非另有说明)6、左右一对转向横拉杆7、作为转向促动器的EPS装置8。
方向盘4是能够绕旋转轴线X1旋转操作的部件,设置于车辆2的驾驶座。驾驶者通过以旋转轴线X1为旋转中心对该方向盘4进行旋转操作,能够进行转向操作(转向操作)。即,搭载有转向装置30的车辆通过由驾驶者操作该方向盘4,而转向轮40被转向(转舵)。
轴5构成方向盘4的旋转轴部。轴5的一端与方向盘4连结,另一端与齿轮机构6连结。即,方向盘4经由该轴5与齿轮机构6连接。轴5伴随于驾驶者进行的方向盘4的旋转操作而能够与方向盘4一起沿绕中心轴线的方向旋转。轴5例如可以分割成上轴、中间轴、下轴等多个部件。
齿轮机构6将轴5和一对转向横拉杆7机械性地连结。齿轮机构6例如具有所谓齿轮齿条方式的齿轮机构,将轴5的绕中心轴线方向的旋转运动转换成一对转向横拉杆7的左右方向(典型地说相当于车辆2的车宽方向)的直线运动。
一对转向横拉杆7各自的基端部与齿轮机构6连结,形成前端部的转向横拉杆球铰接头经由转向节臂与各转向轮40连结。即,方向盘4经由轴5、齿轮机构6及各转向横拉杆7等与各转向轮40连结。
EPS装置8构成上述辅助装置3,是根据对方向盘4的转向操作而动作的转向促动器。EPS装置8对驾驶者进行的对方向盘4的转向操作(转向操作)进行辅助,产生用于辅助该转向操作的扭矩。EPS装置8输出对由驾驶者输入到方向盘4的转向力(扭矩)进行辅助的转向辅助力(辅助扭矩)。换言之,EPS装置8通过电动机等对车辆2的转向轮40进行驱动,从而对驾驶者的转向操作进行辅助。EPS装置8通过使辅助扭矩作用于轴5,对驾驶者的驾驶操作进行辅助。在此,辅助扭矩是对与由驾驶者输入到方向盘4的转向力相当的扭矩进行辅助的扭矩。
在此的EPS装置8具有作为电动机的马达8a和减速器8b。本实施方式的EPS装置8例如是在中间轴等轴5上设有马达8a的立柱EPS装置,即,是所谓立柱辅助式的辅助机构。
马达8a是通过被供给电力而产生旋转助力(马达扭矩)的立柱辅助用电动马达,例如产生辅助扭矩作为转向辅助力。马达8a经由减速器8b等而以能够向轴5传递动力的方式与轴5连接,经由减速器8b等向轴5施加转向辅助力。减速器8b将马达8a的旋转动力减速并向轴5传递。
马达8a进行旋转驱动,由此马达8a产生的旋转助力(扭矩)经由减速器8b传递到轴5,由此EPS装置8进行转向辅助。此时,马达8a产生的旋转动力在减速器8b中被减速,将扭矩增大并传递到轴5。该EPS装置8与后述的ECU20电连接,控制马达8a的驱动。
转向角传感器10如上所述检测方向盘4的转向角,是转向***中的旋转角传感器。在此,转向角传感器10检测转向角,作为绝对角。转向角传感器10检测方向盘4的旋转角度即转向角(驾驶盘转向角)。转向角传感器10检测的转向角例如以方向盘4的中立位置为基准,将左旋侧作为正值,将右旋侧作为负值进行检测,但也可以是相反的。另外,方向盘4的中立位置是作为转向角的基准的位置,典型地说,是车辆2直行行驶时方向盘4的位置。转向角传感器10检测的转向角在方向盘4的中立位置上是0°。转向角传感器10与ECU20电连接,向ECU20输出与检测出的转向角对应的检测信号。
另外,驾驶辅助装置1的转向角检测装置不限于转向角传感器10,例如也可以使用检测马达8a的转子轴的旋转角的旋转角传感器12、检测齿轮机构6的齿条行程或小齿轮旋转角的传感器(未图示)、检测转向轮4的切角(切れ角)的传感器(未图示)等。在该情况下,转向角检测装置在例如是旋转角传感器12等检测转向角作为相对角的传感器的情况下,只要另外具备能够取得方向盘4的绝对角的功能即可。
扭矩传感器11如上所述检测作用于轴5的扭矩。在此,扭矩传感器11检测作用于轴5的扭矩,换言之检测轴5中产生的扭矩。扭矩传感器11例如对作用于构成EPS装置8的一部分的扭转部件亦即扭杆(未图示)的扭矩进行检测。由该扭矩传感器11检测出的扭矩(以下有时称为“转向扭矩”)典型地说是反映了驾驶员转向扭矩和外部干扰扭矩等的扭矩,驾驶员转向扭矩是对应由驾驶者向方向盘4输入的转向力而作用于轴5的扭矩,外部干扰扭矩是对应向转向轮40的路面外部干扰输入等而从转向轮40侧经由转向横拉杆球铰接头输入到轴5的扭矩。扭矩传感器11检测的扭矩例如将左旋侧作为正值,将右旋侧作为负值进行检测,但也可以是相反的。扭矩传感器11与ECU20电连接,向ECU20输出与检测出的转向扭矩对应的检测信号。
ECU20对搭载有驾驶辅助装置1的车辆2的各部进行控制。ECU20是以包含CPU、ROM、RAM及接口在内的公知的微型计算机为主体的电路。ECU20例如与上述扭矩传感器11、转向角传感器10、旋转角传感器12等各种传感器和EPS装置8电连接。旋转角传感器12检测到的旋转角例如用于ECU20对马达8a进行的电流控制(输出控制)。在此,ECU20还与车速传感器13、横摆率传感器14等电连接。车速传感器13对车辆2的行驶速度亦即车速进行检测。横摆率传感器14对车辆2的横摆率进行检测。除此之外,ECU20还可以与检测各种电流的电流传感器、检测作用于车辆2的横向加速度的横G传感器等各种传感器、检测器等电连接。
ECU20被从各种传感器输入与检测结果对应的电信号(检测信号),根据输入的检测结果向EPS装置8输出驱动信号,控制其驱动。ECU20基于检测到的转向操作物理量,能够执行对EPS装置8产生的扭矩进行调节的控制。
ECU20例如基于由扭矩传感器11检测到的转向扭矩等,控制EPS装置8,对该EPS装置8产生并作用于轴5的辅助扭矩进行调节及控制。ECU20通过对向马达8a的供给电流亦即马达供给电流进行调节来调节马达8a的输出扭矩,调节辅助扭矩。在此,马达供给电流是EPS装置8能够产生所要求的规定的扭矩的大小的电流。此时,ECU20例如也可以基于由旋转角传感器12检测到的旋转角等,控制向马达8a的马达供给电流。
这样构成的转向装置30将通过ECU20的控制而EPS装置8产生的扭矩等与由驾驶者输入到方向盘4的转向扭矩一起作用于轴5。然后,转向装置30在从轴5经由齿轮机构6向转向横拉杆7作用有转向力、转向辅助力时,通过与驾驶者的驾驶员转向扭矩和EPS装置8产生的扭矩对应的大小的轴力,该转向横拉杆7向左右方向变位,转向轮40被转向。其结果是,转向装置30能够通过由驾驶者向方向盘4输入的转向力和EPS装置8产生的转向辅助力,将转向轮40转向,由此能够辅助驾驶员进行的转向操作,在转向操作时能够减轻驾驶者的负担。
并且,本实施方式的ECU20基于作为与转向***的信息对应的指标的、与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与扭矩传感器11检测出的转向扭矩相关的参数,来区别并判定对于方向盘4的主动操作和对于方向盘4的被动操作。在此,ECU20基于转向功率判定主动操作和被动操作,其中转向功率对应于与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与扭矩传感器11检测出的转向扭矩相关的参数的积。另外,ECU20也可以在判定了主动操作和被动操作之后检测其强度并应用于控制。
ECU20基于判定结果对构成辅助装置3的转向装置30进行控制,变更辅助装置3进行驾驶辅助的内容。即,ECU20基于转向功率控制转向装置30,变更由辅助装置3进行驾驶辅助的内容,其中转向功率对应于与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与扭矩传感器11检测出的转向扭矩相关的参数的积。
在此,ECU20可以取代基于转向功率的判定,基于转向功判定主动操作和被动操作,其中转向功对应于与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与扭矩传感器11检测出的转向扭矩相关的参数的积。即,ECU20可以取代基于转向功率的驾驶辅助的内容变更,基于转向功来变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容,其中转向功对应于与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与扭矩传感器11检测出的转向扭矩相关的参数的积。
即,本实施方式的ECU20典型地说,基于转向功率和转向功,判定主动操作和被动操作,与此对应地变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容,其中转向功率是表示基于驾驶者意愿的过渡性的转向操作的指标,转向功是表示基于驾驶者意愿的稳态的转向操作的指标。
在此,对ECU20所进行的判定、控制中使用的转向功率和转向功进行说明。
所谓转向功率是表示驾驶者对于方向盘4的转向操作中的功率,是表示每单位时间使用的能量的物理量。所谓转向功是表示驾驶者对于方向盘4的转向操作中的功,是表示使用的能量的物理量。在设时间为“t”的情况下,转向功率P和转向功W的关系能够通过如下的数学式(1)表示。
P=dW/dt、W=∫P(t)dt···(1)
在此,例如能够基于与转向角传感器10检测出的转向角θ对应的转向速度(相当于转向角的微分值)θ'和扭矩传感器11检测出的转向扭矩T的积、或者转向角传感器10检测出的转向角θ和与扭矩传感器11检测出的转向扭矩T对应的扭矩微分值T'的积中的任意一方或者两方而算出转向功率P。基于转向速度θ'和转向扭矩T的积“θ'·T”的转向功率P典型地说,存在在基于驾驶者意愿的过渡性的转向操作中反映路线变更的意愿等的倾向。另一方面,基于转向角θ和扭矩微分值T'的积“θ·T'”的转向功率P典型地说,存在在基于驾驶者意愿的过渡性的转向操作中反映应对来自路面的逆输入的意愿等的倾向。ECU20例如在转向功率P为预先设定的功率基准值(基准值)ThP以上的情况下,检测对于方向盘4的主动操作,在转向功率P小于该功率基准值ThP的情况下,检测对于方向盘4的被动操作。
另外,对于功率基准值ThP的设定,在下文中详细说明。
另一方面,例如基于转向角传感器10检测出的转向角θ和扭矩传感器11检测出的转向扭矩T的积来算出转向功W。基于转向角θ和转向扭矩T的积“θ·T”的转向功W典型地说,存在在基于驾驶者意愿的稳态的转向操作中反映想要继续转弯的意愿等的倾向。ECU20在转向功W为预先设定的功基准值(基准值)ThW以上的情况下,检测对于方向盘4的主动操作,在转向功W小于该功基准值ThW的情况下,检测对于方向盘4的被动操作。
另外,对于功基准值ThW的设定,在下文中详细说明。
接着,对使用转向功率P的主动操作和被动操作的抽取更详细地进行说明。
ECU20基于转向速度θ'和转向扭矩T的积“θ’·T”或者转向角θ和扭矩微分值T’的积“θ·T’”中的任意一方或者两方而算出转向功率P,基于这一点来判定驾驶者意愿,使其反映到辅助装置3(转向装置30)进行的驾驶辅助。ECU20可以使用基于积“θ'·T”的转向功率P和基于“θ·T’”的转向功率P中任意一方进行驾驶者意愿的判定,也可以将它们分别算出并利用两方来进行驾驶者意愿的判定。另外,ECU20也可以算出转向功率P进行驾驶者意愿的判定,此时的转向功率P由基于积“θ'·T”的转向功率和基于积“θ·T’”的转向功率合成。ECU20例如可以使用下述数学式(2)算出转向功率P。
P=A·[θ’·T]+B·[θ·T’]···(2)
在上述数学式(2)中,“A”、“B”是系数,是能够基于各种条件或实车评价等而适当设定的适当值。在上述数学式(2)中,ECU20通过任意设定系数A、B,能够根据例如算出的转向功率P的用途、车辆2的特性、驾驶者的特性等来适当地调节。例如,在反映出基于驾驶者意愿的路线变更的意愿、判定主动操作和被动操作、变更驾驶辅助的情况下,通过使A=1、B=0,ECU20能够简化转向功率P的计算式。同样地,在反映出基于驾驶者意愿的应对逆输入的意愿、判定主动操作和被动操作、变更驾驶辅助的情况下,通过使A=0、B=1,ECU20能够简化转向功率P的计算式。另外,通过任意调节系数A、B,能够算出将积“θ’·T”和“θ·T’”以所希望的比例合成而得到的转向功率P。由此,能够变更转向功率P中各个意愿的反映程度的配比,ECU20能够根据状况适当地判定主动操作和被动操作,变更驾驶辅助。
另外,ECU20还可以针对上述数学式(2)进一步适用斯蒂文斯定律来算出转向功率P。在该情况下,ECU20例如可以取代上述数学式(2)的“θ’·T”,而适用“k1·θ’a1·k2·Ta2”。同样地,ECU20例如可以取代上述数学式(2)的“θ·T’”,而适用“k3·θa3·k4·T’a4”。“k1”、“k2”、“k3”、“k4”、“a1”、“a2”、“a3”、“a4”是系数,是能够基于各种条件或实车评价等而适当设定的适当值。由此,ECU20例如能够相对于驾驶者的感觉将非线形的物理量转换成线形,因此能够将转向功率P设为更贴合驾驶者的感觉的值,能够进行更贴合驾驶者的感觉的判定、驾驶辅助。
接着,参照图2、图3对如上所述计算出的转向功率P表示的含义进行说明。图2是对基于积“θ’·T”的转向功率P表示的含义进行说明的转向特性图的一例,横轴为转向扭矩T,纵轴为转向速度θ'。图3是对基于积“θ·T’”的转向功率P表示的含义进行说明的转向特性图的一例,横轴为(转向)扭矩微分值T',纵轴为转向角θ。
在图2中,由多条虚线表示的等驾驶员意图线L11是表示等驾驶员意图的动作点(转向速度θ'和转向扭矩T的组合)的集合。在此,作为表示驾驶者意图的指标,可使用转向功率P,从这一点来看,表示等驾驶员意图的动作点即相当于转向功率P(即积“θ’·T”)相同的转向速度θ'和转向扭矩T的组合。即,各等驾驶员意图线L11是转向功率P相同的转向速度θ'和转向扭矩T的组合的集合。在“θ’·T”=P(恒定)的情况下,能变形为θ’=P/T,因此各等驾驶员意图线L11成为直角双曲线。例如,图2中的动作点A和动作点B均位于相同的等驾驶员意图线L11上。因此,动作点A中的转向速度θ'和转向扭矩T的组合与动作点B中的转向速度θ'和转向扭矩T的组合可以看做驾驶者以相同的转向意图进行转向操作。
并且,例如,在驾驶者对方向盘4进行主动操作的情况下,由转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点在图2所示的转向特性图中存在位于区域T11附近的倾向。另一方面,例如,在驾驶者对方向盘4进行被动操作的情况下,由转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点在图2中存在位于区域T12、T13、T14附近的倾向。更详细地说,作为被动操作,在驾驶者没有进行转向操作本身的情况下,由转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点在图2中存在位于区域T12附近的倾向。作为被动操作,在驾驶者进行了保舵操作的情况下,由转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点在图2中存在位于区域T13附近的倾向。作为被动操作,在驾驶者进行了松手操作的情况下(或者顶起等时没有轴力的情况下),由转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点在图2中存在位于区域T14附近的倾向。
图2那样的各动作点和各区域T11、T12、T13、T14的关系能够根据实车评价等而预先确定其倾向。因此,ECU20能够根据由检测出的转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点在图2所示的转向特性图中所在的区域,来判定驾驶者的意图。即,例如在由转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点位于区域T11的情况下,ECU20能够推定并判别为驾驶者进行了主动操作。
并且,在上述说明的主动操作和被动操作的判定中使用的功率基准值ThP基于进行主动操作时的转向功率P和进行被动操作时的转向功率P而预先设定。在此,例如,基于图2所示的转向特性图,设定第一功率基准值ThP1。该第一功率基准值ThP1是相对于基于积“θ’·T”的转向功率P而设定的功率基准值ThP。第一功率基准值ThP1能够基于在图2所示的转向特性图中位于主动操作的区域和被动操作的区域的边界的等驾驶员意图线L11进行设定。即,例如,基于实车评价等确定位于主动操作的区域和被动操作的区域的边界的等驾驶员意图线L11(或者由转向速度θ'和转向扭矩T的组合确定的动作点)。然后,将该确定的等驾驶员意图线L11(或者动作点)所表示的转向功率P(积“θ’·T”)作为第一功率基准值ThP1。
同样地,在图3中,由多条虚线表示的等驾驶员意图线L21是表示等驾驶员意图的动作点(转向角θ和扭矩微分值T'的组合)的集合。表示等驾驶员意图的动作点即相当于转向功率P(即积“θ·T’”)相同的转向角θ和扭矩微分值T'的组合。即,各等驾驶员意图线L21是转向功率P相同的转向角θ和扭矩微分值T'的组合的集合。在“θ·T’”=P(恒定)的情况下,能变形为θ=P/T’,因此各等驾驶员意图线L21成为直角双曲线。
并且,例如,在驾驶者对方向盘4进行主动操作的情况下,由转向角θ和扭矩微分值T’的组合确定的动作点在图3所示的转向特性图中存在位于区域T21附近的倾向。另一方面,例如,在驾驶者对方向盘4进行被动操作的情况下,由转向角θ和扭矩微分值T’的组合确定的动作点在图3中存在位于区域T22、T23、T24附近的倾向。更详细地说,作为被动操作,在驾驶者没有进行转向操作本身的情况下,由转向角θ和扭矩微分值T’的组合确定的动作点在图3中存在位于区域T22附近的倾向。作为被动操作,在驾驶者相对于外部干扰进行保舵操作的情况下,由转向角θ和扭矩微分值T’的组合确定的动作点在图3中存在位于区域T23附近的倾向。作为被动操作,在驾驶者在转弯时进行保舵操作的情况下,由转向角θ和扭矩微分值T’的组合确定的动作点在图3中存在位于区域T24附近的倾向。
图3那样的各动作点和各区域T21、T22、T23、T24的关系能够根据实车评价等而预先确定其倾向。因此,ECU20能够根据由检测出的转向角θ和扭矩微分值T’的组合确定的动作点在图3所示的转向特性图中所在的区域,来判定驾驶者的意图。
并且,在此,例如,基于图3所示的转向特性图,设定第二功率基准值ThP2。该第二功率基准值ThP2是相对于基于积“θ·T’”的转向功率P而设定的功率基准值ThP。第二功率基准值ThP2能够基于在图3所示的转向特性图中位于主动操作的区域和被动操作的区域的边界的等驾驶员意图线L21进行设定。即,例如,基于实车评价等确定位于主动操作的区域和被动操作的区域的边界的等驾驶员意图线L21(或者由转向角θ和扭矩微分值T’的组合确定的动作点)。然后,将该确定的等驾驶员意图线L21(或者动作点)所表示的转向功率P(积“θ·T’”)作为第二功率基准值ThP2。
另外,在利用上述数学式(2)等算出将积“θ’·T”和积“θ·T’”以所希望的比例合成而得到的转向功率P并判定主动操作和被动操作的情况下,与上述同样地设定功率基准值ThP即可。
然后,ECU20例如基于如上所述那样设定的功率基准值ThP和利用数学式(2)等算出的转向功率P,在转向功率P为功率基准值ThP以上的情况下,检测主动操作,在转向功率P小于功率基准值ThP的情况下,检测被动操作。并且,ECU20基于主动操作的情况和被动操作的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。即,换言之,ECU20基于转向功率P为功率基准值ThP以上的情况和转向功率P小于功率基准值ThP的情况,变更辅助装置3(转向装置30)进行的驾驶辅助的内容。ECU20例如在分别单独地算出基于积“θ’·T”的转向功率P和基于积“θ·T’”的转向功率P而进行驾驶者意愿的判定、驾驶辅助的内容变更的情况下,将上述第一功率基准值ThP1和第二功率基准值ThP2分别作为功率基准值ThP使用即可。
另外,转向功率P的大小表示驾驶者意愿(主动操作的意愿、被动操作的意愿)的强度。因此,ECU20也可以将算出的转向功率P的大小反映到驾驶辅助的内容。即,ECU20可以基于转向功率P变更构成辅助装置3的转向装置30的EPS装置8(转向促动器)的控制量(辅助扭矩、马达供给电流等)。由此,ECU20能够将通过转向功率P检测出的驾驶者意愿的强度反映到驾驶辅助中,能够补偿驾驶者意愿的强度,进行与该驾驶者意愿的强度对应的驾驶辅助。
接着,对使用转向功W的主动操作和被动操作的抽取更详细地进行说明。
在该情况下,ECU20基于转向角θ和转向扭矩T的积“θ·T”算出转向功W,基于这一点来判定驾驶者意愿,将其反映到辅助装置3(转向装置30)进行的驾驶辅助。ECU20例如可以使用下述数学式(3)算出转向功W。
W=θ·T···(3)
另外,ECU20还可以针对上述数学式(3)进一步适用斯蒂文斯定律来算出转向功W。在该情况下,ECU20例如可以取代上述数学式(3)的“θ·T”,而适用“k5·θa5·k6·Ta6”。“k5”、“k6”、“a5”、“a6”是系数,是能够基于各种条件或实车评价等而适当设定的适当值。由此,ECU20例如能够相对于驾驶者的感觉将非线形的物理量转换成线形,因此能够将转向功W设为更贴合驾驶者的感觉的值,能够进行更贴合驾驶者的感觉的判定、驾驶辅助。
接着,参照图4对如上所述那样计算出的转向功W表示的含义进行说明。图4是对基于积“θ·T”的转向功W表示的含义进行说明的转向特性图的一例,横轴为转向扭矩T,纵轴为转向角θ。
在图4中,由多条虚线表示的等驾驶员意图线L31是表示等驾驶员意图的动作点(转向角θ和转向扭矩T的组合)的集合。在此,作为表示驾驶者意图的指标,能够使用转向功W,从这一点来看,表示等驾驶员意图的动作点即相当于转向功W(即积“θ·T”)相同的转向角θ和转向扭矩T的组合。即,各等驾驶员意图线L31是转向功W相同的转向角θ和转向扭矩T的组合的集合。在“θ·T”=W(恒定)的情况下,能变形为θ=W/T,因此各等驾驶员意图线L31成为直角双曲线。
并且,例如,在驾驶者对方向盘4进行主动操作的情况下,由转向角θ和转向扭矩T的组合确定的动作点在图4所示的转向特性图中存在位于区域T31附近的倾向。另一方面,例如,在驾驶者对方向盘4进行被动操作的情况下,由转向角θ和转向扭矩T的组合确定的动作点在图4中存在位于区域T32、T33、T34附近的倾向。更详细地说,作为被动操作,在驾驶者没有进行转向操作本身的情况下,由转向角θ和转向扭矩T的组合确定的动作点在图4中存在位于区域T32附近的倾向。在作为被动操作,由驾驶者进行了保舵操作(例如在车辆偏向等时转向角为0°,因此不能说存在转向意愿)的情况下,由转向角θ和转向扭矩T的组合确定的动作点存在在图4中位于区域T33附近的倾向。作为被动操作,转向角抵消时、顶起时等没有轴力的情况下,由转向角θ和转向扭矩T的组合确定的动作点在图4中存在位于区域T34附近的倾向。
图4那样的各动作点和各区域T31、T32、T33、T34的关系能够根据实车评价等而预先确定其倾向。因此,ECU20能够根据由检测出的转向角θ和转向扭矩T的组合确定的动作点在图4所示的转向特性图中所在的区域,来判定驾驶者的意图。
并且,在上述说明的主动操作和被动操作的判定中使用的功基准值ThW基于进行主动操作时的转向功W和进行被动操作时的转向功W来预先设定。在此,例如,基于图4所示的转向特性图,设定功基准值ThW。功基准值ThW能够基于在图4所示的转向特性图中位于主动操作的区域和被动操作的区域的边界的等驾驶员意图线L31进行设定。即,例如,基于实车评价等确定位于主动操作的区域和被动操作的区域的边界的等驾驶员意图线L31(或者由转向角θ和转向扭矩T的组合确定的动作点)。然后,将该确定的等驾驶员意图线L31(或者动作点)所表示的转向功W(积“θ·T”)作为功基准值ThW。
然后,ECU20例如基于如上所述那样设定的功基准值ThW和利用数学式(3)等算出的转向功W,在转向功W为功基准值ThW以上的情况下,检测主动操作,在转向功W小于功基准值ThW的情况下,检测被动操作。并且,ECU20基于主动操作的情况和被动操作的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。即,换言之,ECU20基于转向功W为功基准值ThW以上的情况和转向功W小于功基准值ThW的情况,变更辅助装置3(转向装置30)进行的驾驶辅助的内容。
另外,转向功W的大小表示驾驶者意愿(主动操作的意愿、被动操作的意愿)的强度。因此,ECU20可以将算出的转向功W的大小反映到驾驶辅助的内容。即,ECU20可以基于转向功W来变更构成辅助装置3的转向装置30的EPS装置8(转向促动器)的控制量(辅助扭矩、马达供给电流等)。由此,ECU20能够将通过转向功W检测出的驾驶者意愿的强度反映到驾驶辅助中,能够补偿驾驶者意愿的强度,进行与该驾驶者意愿的强度对应的驾驶辅助。
接着,对辅助装置3进行的驾驶辅助的内容进行说明。
如上所述,ECU20基于转向功率P与功率基准值ThP以及转向功W与功基准值ThW,判别驾驶者的主动操作和被动操作,基于主动操作的情况和被动操作的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。ECU20在转向功率P为功率基准值ThP以上的情况下,进行与对于方向盘4的主动操作对应的驾驶辅助,在转向功率P小于功率基准值ThP的情况下,进行与对于方向盘4的被动操作对应的驾驶辅助。同样地,ECU20在转向功W为功基准值ThW以上的情况下,进行与对于方向盘4的主动操作对应的驾驶辅助,在转向功W小于功基准值ThW的情况下,进行与对于方向盘4的被动操作对应的驾驶辅助。
本实施方式的ECU20构成为辅助装置3包含转向装置30的EPS装置8(转向促动器),因此基于主动操作的情况和被动操作的情况来变更由该EPS装置8进行的转向***的驾驶辅助的内容。
另外,在此,作为由EPS装置8进行的转向***的驾驶辅助,例如可以列举出辅助控制、阻尼控制、平衡阻碍施加控制、驾驶盘返回控制等。这些控制可以通过调节EPS装置8产生的扭矩来进行。辅助控制如上所述是通过EPS装置8产生对驾驶者进行的方向盘4的转向操作进行辅助的辅助力的控制。阻尼控制是通过EPS装置8产生对与转向装置30的粘性特性对应的衰减进行模拟的阻尼力的控制。转向装置30通过阻尼控制而被施加朝向抑制方向盘4的转向速度的方向作用的阻尼力,成为抑制方向盘4的转向速度的倾向,能够赋予收敛性确保和转向时的手感。平衡阻碍施加控制是通过EPS装置8施加对与转向装置30的摩擦特性对应的弹性摩擦进行模拟的摩擦力(摩擦扭矩),从而控制性地施加、补偿转向***的摩擦的控制。转向装置30通过平衡阻碍施加控制施加摩擦力,从而成为方向盘4难以返回的倾向。驾驶盘返回控制是通过EPS装置8向方向盘4的中立位置方向施加驾驶盘返回力(驾驶盘返回扭矩),从而使方向盘4顺利地返回中立位置侧的控制,进而换言之,是对方向盘4向中立位置侧的返回操作进行辅助的控制。
作为一例,ECU20在转向功率P为功率基准值ThP以上的情况下,与转向功率P小于功率基准值ThP的情况相比,减小对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助的程度,从而变更驾驶辅助的内容。即,ECU20典型地说在是主动操作的情况下,与是被动操作的情况相比,减小对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助的程度。作为对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助,例如可以列举出阻尼控制、平衡阻碍施加控制、驾驶盘返回控制等。在此,作为一例,在转向功率P为功率基准值ThP以上的情况下,与转向功率P小于功率基准值ThP的情况相比,即在是主动操作的情况下,与是被动操作的情况相比,ECU20在阻尼控制中减小EPS装置8产生的阻尼力。
另外,ECU20可以取代上述那样的驾驶辅助的内容的变更,而不仅主动操作时,被动操作时也积极地进行对该方向盘4的转向操作进行辅助的驾驶辅助。作为对方向盘4的转向操作进行辅助的驾驶辅助,例如可以列举出辅助控制等。另外,辅助装置3具备能够变更方向盘4的齿轮比的齿轮比可变转向机构(VGRS(Variable Gear Ratio Steering)装置)、能够将车辆2的后轮转向的后轮转向装置(ARS(Active RearSteering)装置)等作为转向促动器的情况下,作为对方向盘4的转向操作进行辅助的驾驶辅助,可以包含齿轮比可变转向机构、后轮转向装置等中的控制。
以下,参照图5、图6,以进行辅助控制、阻尼控制作为转向***的驾驶辅助的情况为例,来对反映了主动操作、被动操作的判定的驾驶辅助进行说明。
图5是表示ECU20的概略结构的一例的框图。ECU20例如从功能概念上来看,构成为包含辅助控制部21、阻尼控制部22、加法器23、微分运算部24、指标运算部25、主动操作判定部26、驾驶辅助变更部27等。
辅助控制部21计算辅助控制中的基本辅助控制量。辅助控制部21被从扭矩传感器11输入与转向扭矩T对应的检测信号,被从车速传感器13输入与车速V对应的检测信号。辅助控制部21基于所输入的检测信号,通过各种方法运算与作为基本的辅助力对应的目标的辅助扭矩来作为基本辅助控制量。辅助控制部21将与运算出的该基本辅助控制量对应的电流指令值信号向加法器23输出。
阻尼控制部22计算阻尼控制中的阻尼控制量。阻尼控制部22被从转向角传感器10输入与基于转向角的转向速度θ'对应的检测信号,被从车速传感器13输入与车速V对应的检测信号。阻尼控制部22基于所输入的检测信号,通过各种方法运算与目标的阻尼力对应的扭矩来作为阻尼控制量。阻尼控制部22将与运算出的该阻尼控制量对应的电流指令值信号向加法器23输出。
加法器23被从辅助控制部21输入与基本辅助控制量对应的电流指令值信号,被从阻尼控制部22输入与阻尼控制量对应的电流指令值信号。加法器23基于所输入的电流指令值信号,运算将基本辅助控制量和阻尼控制量相加得到的目标的转向控制量(最终的目标扭矩)。加法器23将与运算出的该目标的转向控制量对应的电流指令值信号作为EPS辅助指令向EPS装置8输出,控制EPS装置8的马达8a。由此,ECU20实现上述的辅助控制、阻尼控制。这成为基本的控制。
微分运算部24运算转向扭矩T的扭矩微分值T'。微分运算部24被从扭矩传感器11输入与转向扭矩T对应的检测信号。微分运算部24基于所输入的检测信号运算转向扭矩T的扭矩微分值T',将与该扭矩微分值T'对应的运算信号向指标运算部25输出。
指标运算部25运算用于判定主动操作和被动操作的指标。本实施方式的指标运算部25构成为包含作为该指标运算基于积“θ’·T”的转向功率P1的第一功率运算部25a、运算基于积“θ·T’”的转向功率P2的第二功率运算部25b、运算基于积“θ·T”的转向功W的功运算部25c。另外,指标运算部25不限于此,也可以是不具备第一功率运算部25a、第二功率运算部25b、功运算部25c中的任一个运算部的结构,也可以构成为包含运算将积“θ’·T”和积“θ·T’”合成的转向功率P的运算部。
第一功率运算部25a被从转向角传感器10输入与基于转向角的转向速度θ'对应的检测信号,被从扭矩传感器11输入与转向扭矩T对应的检测信号。第一功率运算部25a基于所输入的检测信号,运算当前控制周期中的转向速度θ'(t)和当前控制周期中的转向扭矩T(t)的积,从而运算转向功率P1。第一功率运算部25a将与所运算的该转向功率P1对应的运算信号向主动操作判定部26输出。
第二功率运算部25b被从转向角传感器10输入与转向角θ对应的检测信号,被从微分运算部24输入与扭矩微分值T’对应的运算信号。第二功率运算部25b基于所输入的检测信号、运算信号,运算当前控制周期中的转向角θ(t)和当前控制周期中的扭矩微分值T'(t)的积,从而运算转向功率P2。第二功率运算部25b将与所运算的该转向功率P2对应的运算信号向主动操作判定部26输出。
功运算部25c被从转向角传感器10输入与转向角θ对应的检测信号,被从扭矩传感器11输入与转向扭矩T对应的检测信号。功运算部25c基于所输入的检测信号,运算当前控制周期中的转向角θ(t)和转向扭矩T(t)的积,从而运算转向功W。功运算部25c将与所运算的该转向功W对应的运算信号向主动操作判定部26输出。
主动操作判定部26判别驾驶者的主动操作。主动操作判定部26被从第一功率运算部25a输入与转向功率P1对应的运算信号,被从第二功率运算部25b输入与转向功率P2对应的运算信号,被从功运算部25c输入与转向功W对应的运算信号。主动操作判定部25基于所输入的运算信号、及上文中所说明的预先设定的第一功率基准值ThP1、第二功率基准值ThP2、功基准值ThW来判定是否由驾驶者进行了主动操作。
在此,主动操作判定部26在判定为满足下述条件1~3中的一个以上的条件的期间持续了预先设定的规定期间A的情况下,判定为由驾驶者进行了主动操作。另一方面,主动操作判定部26在判定为满足下述条件1~3中的一个以上的条件的期间没有达到规定期间A的情况下和判定为不满足下述条件1~3中的任一条件的情况下,判定为由驾驶者进行了被动操作。然后,主动操作判定部26将与该判定结果对应的判定信号输出到驾驶辅助变更部27。另外,上述规定期间A只要预先设定作为例如能够切实地判别主动操作和被动操作的期间即可。
(条件1)转向功率P1为第一功率基准值ThP1以上(P1≥ThP1)。
(条件2)转向功率P2为第二功率基准值ThP2以上(P2≥ThP2)。
(条件3)转向功W为功基准值ThW以上(W≥ThW)。
另外,在此说明了主动操作判定部26在判定为满足上述条件1~3中的一个以上的条件的期间持续了预先设定的规定期间A的情况下,判定为由驾驶者进行了主动操作,但并不限于此。也可以主动操作判定部26在判定为满足上述所有条件1~3的期间持续了规定期间A的情况下,判定为由驾驶者进行了主动操作。
驾驶辅助变更部27根据主动操作和被动操作的判定结果来变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。驾驶辅助变更部27被从主动操作判定部26输入与关于主动操作的判定结果对应的判定信号。驾驶辅助变更部27根据所输入的判定信号来变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。驾驶辅助变更部27基于主动操作判定部26判定为由驾驶者进行了主动操作的情况和主动操作判定部26判定为由驾驶者进行了被动操作的情况,变更通过该EPS装置8进行的转向***的驾驶辅助的内容。
在此,主动操作判定部26判定为由驾驶者进行了主动操作的情况是指,典型地说,满足上述条件1~3中的一个以上的条件的期间持续了预先设定的规定期间A的情况。另一方面,主动操作判定部26判定为由驾驶者进行了被动操作的情况是指,典型地说,满足上述条件1~3中的一个以上的条件的期间没有达到规定期间A的情况,或者判定为不满足下述条件1~3中的任一条件的情况。即,驾驶辅助变更部27例如基于转向功率P1为第一功率基准值ThP1以上的情况和转向功率P1小于第一功率基准值ThP1的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。另外,驾驶辅助变更部27例如基于转向功率P2为第二功率基准值ThP2以上的情况和转向功率P2小于第二功率基准值ThP2的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。另外,驾驶辅助变更部27例如基于转向功W为功基准值ThW以上的情况和转向功W小于功基准值ThW的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。
在此,驾驶辅助变更部27在判定为进行了主动操作的情况下,与判定为进行了被动操作的情况相比,在作为对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助的阻尼控制中,将用于使EPS装置8产生的阻尼力相对地减小的控制信号向阻尼控制部22输出。由此,驾驶辅助变更部27对阻尼控制进行的驾驶辅助的内容进行变更,变更为对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助的程度相对地减小的驾驶辅助。在该情况下,阻尼控制部22在判定为进行了主动操作的情况下,与判定为进行了被动操作的情况相比,相对地减小所运算的阻尼控制量即目标阻尼力。其结果是,在由驾驶者对方向盘4进行了主动操作的情况下,该驾驶辅助装置1能够抑制因驾驶辅助而限制该操作,能够抑制妨碍驾驶者进行舒适的转向操作。
另一方面,驾驶辅助变更部27在判定为进行了被动操作的情况下,与判定为进行了主动操作的情况相比,在该阻尼控制中,将用于使EPS装置8产生的阻尼力相对地增大的控制信号向阻尼控制部22输出。由此,驾驶辅助变更部27对阻尼控制进行的驾驶辅助的内容进行变更,变更为对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助的程度相对地增大的驾驶辅助。在该情况下,阻尼控制部22在判定为进行了被动操作的情况下,与判定为进行了主动操作的情况相比较,相对地增大所运算的阻尼控制量即目标阻尼力。其结果是,在由驾驶者对方向盘4进行了被动操作的情况下,该驾驶辅助装置1能够通过驾驶辅助而使阻尼力适当地作用,能够使驾驶者进行的操作变轻松。
即,驾驶辅助变更部27以在进行了主动操作的情况下限制对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助即阻尼控制,而在进行了被动操作的情况下容许该阻尼控制的方式变更驾驶辅助的内容。其结果是,该驾驶辅助装置1能够在进行了主动操作的情况和进行了被动操作的情况等情况下,分别根据各个情况实现反映驾驶者的意愿的驾驶辅助。
另外,驾驶辅助变更部27可以取代上述那样的驾驶辅助的内容的变更,而不仅在主动操作时,在被动操作时也积极地进行作为对该方向盘4的转向操作进行辅助的驾驶辅助的辅助控制。在该情况下,驾驶辅助变更部27在判定为进行了被动操作的情况下,以与在判定为进行了主动操作的情况下EPS装置8产生的辅助力相同的方式,将控制信号向辅助控制部21输出。由此,驾驶辅助变更部27在被动操作时能够与主动操作时同样地进行基于辅助控制的驾驶辅助。在该情况下,辅助控制部21在判定为进行了被动操作的情况下,以与判定为进行了主动操作的情况相等的方式运算基本辅助控制量即作为基本的辅助力。其结果是,在由驾驶者对方向盘4进行了被动操作的情况下,与进行了主动操作的情况一样,该驾驶辅助装置1能够通过驾驶辅助对驾驶者的操作进行辅助,能够使驾驶者的操作变轻松。
接着,参照图6对ECU20进行的控制的一例进行说明。另外,这些控制程序以每隔数ms至数十ms的控制周期反复执行。
首先,ECU20基于转向角传感器10、扭矩传感器11的检测结果,计测转向扭矩T、转向速度θ'、转向角θ(步骤ST1)。
接着,ECU20的微分运算部24基于在步骤ST1中计测的转向扭矩T,运算扭矩微分值T'=dT/dt(步骤ST2)。
接着,ECU20的指标运算部25基于在步骤ST1中计测的转向扭矩T、转向速度θ'、转向角θ、在步骤ST2中运算出的扭矩微分值T',运算当前控制周期中的转向功率P1=θ’(t)·T(t)、转向功率P2=θ(t)·T’(t)、转向功W=θ(t)·T(t)(步骤ST3)。
接着,ECU20的主动操作判定部26基于在步骤ST3中运算出的转向功率P1、转向功率P2、转向功W,判定是否由驾驶者进行了主动操作(步骤ST4)。主动操作判定部26例如通过判定(P1≥ThP1)或(P2≥ThP2)或(W≥ThW)的状态是否持续了规定期间A以上,来判定是否由驾驶者进行了主动操作。
在步骤ST4中判定为由驾驶者进行了主动操作的情况下(步骤ST4:是),ECU20的驾驶辅助变更部27将辅助装置3进行的辅助内容变更成与对方向盘4的主动操作对应的驾驶辅助。在该情况下,驾驶辅助变更部27例如以限制对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助即阻尼控制的方式,即以相对地减小阻尼力的方式变更驾驶辅助的内容。然后,ECU20的辅助控制部21、阻尼控制部22与此对应地控制EPS装置8,执行驾驶辅助(步骤ST5),结束本次的控制周期,向下一次的控制周期转移。
在步骤ST4中判定为驾驶者没有进行主动操作的情况下,即判定为进行了被动操作的情况下(步骤ST4:否),ECU20的驾驶辅助变更部27将辅助装置3进行的辅助内容变更成与对方向盘4的被动操作对应的驾驶辅助。在该情况下,驾驶辅助变更部27以容许对方向盘4的转向操作进行抑制的驾驶辅助即阻尼控制的方式,即以相对地增大阻尼力的方式变更驾驶辅助的内容。然后,ECU20的辅助控制部21、阻尼控制部22与此对应地控制EPS装置8,执行驾驶辅助(步骤ST6),结束本次的控制周期,向下一次的控制周期转移。
这样构成的驾驶辅助装置1基于转向功率为预先设定的基准值以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由辅助装置3进行的驾驶辅助的内容,所述转向功率对应于与转向角相关的参数和与转向扭矩相关的参数的积。由此,驾驶辅助装置1例如能够基于由驾驶者进行了主动操作的情况和由驾驶者进行了被动操作的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。驾驶辅助装置1例如在转向功率为功率基准值以上的情况下为与主动操作对应的驾驶辅助,在转向功率小于功率基准值的情况下为与被动操作对应的驾驶辅助。其结果是,该驾驶辅助装置1能够在进行了主动操作的情况和进行了被动操作的情况等情况下,分别根据各个情况实现反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助。即,驾驶辅助装置1能够基于转向功率等区别并判定主动操作和被动操作,将判定出的驾驶者的操作意愿反映到驾驶辅助中,从而能够进行对驾驶者来说违和感小的驾驶辅助。
本实施方式的驾驶辅助装置1通过将判定出的驾驶者的操作意愿反映到转向***的驾驶辅助中,而能够进行对驾驶者来说违和感小的转向辅助。在此,驾驶辅助装置1能够以在判定为进行了主动操作的情况下限制阻尼控制,在判定为进行了被动操作的情况下容许该阻尼控制的方式变更驾驶辅助的内容。例如,在由驾驶者对方向盘4进行了主动操作的情况下,驾驶辅助装置1能够抑制由于驾驶辅助而限制了该操作,能够抑制妨碍驾驶者进行舒适的转向操作。另一方面,在由驾驶者对方向盘4进行了被动操作的情况下,驾驶辅助装置1能够通过驾驶辅助而使阻尼力适当地作用,能够使驾驶者的操作变得容易。
另外,驾驶辅助装置1利用转向功率和转向功两者进行驾驶者意愿的判定、驾驶辅助的内容变更,从而能够从驾驶者的稳态的转向操作和过渡性的转向操作两方抽取驾驶者的意愿,并反映到驾驶辅助中,因此能够进行违和感更小的驾驶辅助。
另外,驾驶辅助装置1使用基于积“θ’·T”的转向功率P和基于积“θ·T’”的转向功率P两方作为转向功率来进行驾驶者意愿的判定、驾驶辅助的内容变更,从而例如能够反映驾驶者的路线变更的意愿、驾驶者的应对逆输入的意愿等,能够实现违和感小的控制。另外,驾驶辅助装置1还能够执行分别与主动操作时、被动操作时对应的补偿控制。
在此,图7是表示ECU20的概略结构的另一例的框图。ECU20例如还能够通过图7所示例的结构来实现与如上文说明的辅助控制部21、阻尼控制部22、主动操作判定部26、驾驶辅助变更部27相当的功能。由此,ECU20能够运算出转向功率P、换言之能够运算出反映驾驶者意愿的转向控制量,并将其反映到驾驶辅助中。另外,在此,作为一例对根据基于积“θ’·T”的转向功率P1来运算转向控制量的情况进行了说明,但在运算反映基于积“θ·T’”的转向功率P2、将积“θ’·T”和积“θ·T’”合成的转向功率P、基于积“θ·T”的转向功W灯的转向控制量,并反映到驾驶辅助的情况下也是大致相同的。另外,在此,为了易于说明,首先对在辅助控制、阻尼控制中未考虑车速的情况的例子进行说明,在后述的图8、图9中说明考虑了车速的情况的例子。
在该情况下,ECU20被从转向角传感器10输入与基于转向角的转向速度θ'对应的检测信号,被从扭矩传感器11输入与转向扭矩T对应的检测信号。然后,ECU20利用乘法器101、控制映射MP1、MP2、MP3及MP4、加法器102、103及104,根据所输入的检测信号,运算反映基于积“θ’·T”的转向功率P1的目标的转向控制量(最终的目标扭矩),换言之,运算反映驾驶者的意愿的目标的转向控制量。然后,ECU20将与运算出的该目标的转向控制量对应的电流指令值信号作为EPS辅助指令向EPS装置8输出,控制EPS装置8的马达8a。
在图7的例子中,目标的转向控制量通过加法器102、103、104的作用,由下述的数学式(4)表示。
目标的转向控制量=基本辅助控制量+辅助校正量+阻尼控制量+阻尼校正量···(4)
上述数学式(4)的基本辅助控制量根据控制映射MP1而设定。ECU20基于转向扭矩T根据控制映射MP1运算基本辅助控制量。该控制映射MP1是转向扭矩T和基本辅助控制量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP1中,基本辅助控制量随着转向扭矩T的增加而变大。
上述数学式(4)的辅助校正量根据控制映射MP2而设定。ECU20基于控制映射MP2,例如在转向功率P的绝对值为预先设定的规定功率以下的情况下,使EPS装置8产生的辅助力的校正量即辅助校正量不变,在转向功率P的绝对值大于规定功率的情况下,使该辅助校正量伴随于转向功率P的绝对值的增加而变化。在此,规定功率例如根据实车评价等而预先设定即可。ECU20经由乘法器101运算转向速度θ'和转向扭矩T的积“θ’·T”=P1,基于运算出的积“θ’·T”根据控制映射MP2运算辅助校正量。该控制映射MP2是积“θ’·T”和辅助控制量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP2中,辅助校正量在第一功率基准值ThP1附近的规定范围(与上述规定功率对应的范围)内恒定,在此为0,在规定范围外,以该第一功率基准值ThP1为基准,在正侧(主动操作侧)、负侧(被动操作侧)均伴随于积“θ’·T”的绝对值的增加(即意愿强度的增加)而变大。在控制映射MP2中,在主动操作和被动操作下,辅助校正量均被设定成随着积“θ’·T”的绝对值的增加,辅助控制中的最终控制量(辅助力)变大。
上述数学式(4)的阻尼控制量根据控制映射MP3而设定。ECU20基于转向速度θ'根据控制映射MP2运算阻尼控制量。该控制映射MP3是转向速度θ'和阻尼控制量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP3中,阻尼控制量随着转向速度θ'的增加而绝对值变大。在该控制映射MP3中,原点下侧的区域表示向辅助控制产生的辅助力(辅助扭矩)的相反方向作用的阻尼力。
上述数学式(4)的阻尼校正量根据控制映射MP4而设定。ECU20基于控制映射MP4,例如在转向功率P的绝对值为预先设定的规定功率以下的情况下,使EPS装置8产生的阻尼力的校正量即阻尼校正量不变,在转向功率P的绝对值大于规定功率的情况下,使该阻尼校正量伴随于转向功率P的绝对值的增加而变化。在此,规定功率与上述一样,例如根据实车评价等而预先设定即可。ECU20基于经由乘法器101运算的积“θ’·T”根据控制映射MP4运算阻尼校正量。该控制映射MP4是积“θ’·T”和阻尼校正量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP4中,辅助校正量在第一功率基准值ThP1附近的规定范围(与上述规定功率对应的范围)内恒定,在此为0,在规定范围外,以该第一功率基准值ThP1为基准,在正侧(主动操作侧)、负侧(被动操作侧)以更换符号的方式设定,且伴随于积“θ’·T”的绝对值的增加(即意愿强度的增加)而绝对值变大。在控制映射MP4中,阻尼校正量以主动操作时随着积“θ’·T”的绝对值的增加,阻尼控制中的最终的控制量(阻尼力)变小的方式设定,以被动操作时随着“θ’·T”的绝对值的增加,阻尼控制中的最终的控制量(阻尼力)变大的方式设定。
其结果是,如上文说明所示,ECU20在能够判定为进行了主动操作的情况下(即,P1≥ThP1的情况下),在阻尼控制中,能够相对地减小EPS装置8产生的阻尼力(阻尼减小)。另一方面,ECU20在能够判定为进行了被动操作的情况下(即,P1<ThP1的情况下),在阻尼控制中,能够相对地增大EPS装置8产生的阻尼力(阻尼增大)。因此,该驾驶辅助装置1在进行了主动操作的情况下能够抑制妨碍驾驶者进行舒适的转向操作,并且在进行了被动操作的情况下能够使驾驶者的操作变得容易。
另外,如上文说明所示,ECU20在能够判定为进行了主动操作的情况(即,P1≥ThP1的情况下)和在能够判定为进行了被动操作的情况(即,P1<ThP1的情况下)这两方的情况下,在辅助控制中,能够根据意愿的强度而相对地增大EPS装置8产生的辅助力(辅助增大)。因此,该驾驶辅助装置1在由驾驶者对方向盘4进行了被动操作的情况下,也与进行了主动操作的情况同样地,能够通过驾驶辅助对驾驶者的操作进行辅助,从而能够使驾驶者的操作变得容易。
接着,参照图8、图9的框图,说明在辅助控制、阻尼控制中考虑了车速的情况下的ECU20的其他概略结构。ECU20例如通过图8、图9所示例的结构,也能够实现与如上文说明的辅助控制部21、阻尼控制部22、主动操作判定部26、驾驶辅助变更部27相当的功能。另外,在此,作为一例,对根据基于积“θ’·T”的转向功率P1来运算转向控制量的情况进行说明。另外,在此,为了易于说明,将图8所示的主动操作的情况和图9所示的被动操作的情况分开进行说明。另外,在图8、图9中,对于与图7相同的结构,标注相同的标号并尽量省略其说明。
在该情况下,ECU20被从转向角传感器10输入与基于转向角的转向速度θ'对应的检测信号,被从扭矩传感器11输入与转向扭矩T对应的检测信号,被从车速传感器13输入与车速V对应的检测信号。并且,在能够判定为进行了主动操作的情况下,即,在基于积“θ’·T”的转向功率P1为第一功率基准值ThP1以上的情况下,ECU20如下所述那样运算反映基于积“θ’·T”的转向功率P1的目标的转向控制量。即,如图8所示,ECU20利用乘法器101、105、106、107、110及111、控制映射MP1、MP2-1、MP3、MP4-1、MP5-1、MP6及MP7-1、加法器104、108及109,根据所输入的检测信号运算目标的转向控制量。由此,ECU20能够基于转向功率P1和车辆2的车速来变更EPS装置8的控制量。
车辆2所搭载的转向装置30(辅助装置3)这样的转向***例如在驾驶者以相对快的转向速度进行转向时,存在转向扭矩相对地变大的倾向,由于转向***惯性、车辆2的影响等,结果是存在难以转向的危险。另一方面,在避让障碍物等紧急时,也要求通过相对快的转向速度来迅速避让该障碍物。
在此,作为一例,ECU20以驾驶者的主动操作的意愿越相对变强,即基于积“θ’·T”的转向功率P1为第一功率基准值ThP1以上且该转向功率P1的绝对值越相对变大,EPS装置8的辅助力越相对地变大的方式,运算目标的转向控制量。由此,驾驶辅助装置1能够运算出反映驾驶者意愿的转向控制量并反映到驾驶辅助中,能够以使车辆2容易按照驾驶者的意愿移动的方式进行驾驶辅助。
在图8的例子中,目标的转向控制量通过乘法器105、106、107、110及111、加法器104、108及109的作用,由下述的数学式(5)表示。
目标的转向控制量=[基本辅助控制量×(辅助校正量×第一增益+1)]+[阻尼控制量×第二增益×(阻尼校正量×第三增益+1)]···(5)
上述数学式(5)的基本辅助控制量根据控制映射MP1而设定。
上述数学式(5)的辅助校正量根据控制映射MP2-1而设定。ECU20基于经由乘法器101运算的积“θ’·T”根据控制映射MP2-1运算辅助校正量。控制映射MP2-1是积“θ’·T”和辅助校正量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP2-1中,辅助校正量在正侧(主动操作侧)随着积“θ’·T”的绝对值的增加(即意愿强度的增加)而变大。即,在控制映射MP2-1中,在主动操作下,辅助校正量被设定成随着积“θ’·T”的绝对值的增加,即随着主动操作意愿强度的增加,辅助控制中的最终控制量(辅助力)变大。但是,在控制映射MP2-1中,在积“θ'·T”的绝对值小于预先设定的规定值的情况下,辅助校正量为0。
上述数学式(5)的第一增益根据控制映射MP5-1而设定。ECU20基于车速V根据控制映射MP5-1运算第一增益。控制映射MP5-1是车速V和第一增益建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP5-1中,第一增益随着车速V的增加而变大。即,例如,需要上述紧急操作的场面是车速提高一定程度的场面,因此在该控制映射MP5-1中,第一增益被设定成随着车速的提高,辅助控制中的最终控制量(辅助力)变大。另外,在控制映射MP5-1中,在车速V低于预先设定的第一规定车速(控制映射MP5-1中的第一规定车速)的情况下,第一增益为0,在车速V高于预先设定的第二规定车速(控制映射MP5-1中的第二规定车速)的情况下,第一增益是恒定的。
上述数学式(5)的阻尼控制量根据控制映射MP3而设定。
上述数学式(5)的第二增益根据控制映射MP6而设定。ECU20基于车速V根据控制映射MP6运算第二增益。控制映射MP6是车速V和第二增益建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP6中,第二增益随着车速V的增加而先变小,在变成恒定之后,从预先设定的规定车速开始逐渐变大。
上述数学式(5)的阻尼校正量根据控制映射MP4-1而设定。ECU20基于经由乘法器101运算积“θ’·T”根据控制映射MP4-1运算阻尼校正量。控制映射MP4-1是积“θ’·T”和阻尼校正量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在控制映射MP4-1中,在主动操作(正侧)中,阻尼校正量被设定成随着积“θ’·T”的绝对值的增加,即随着主动操作意愿强度的增加,为了增加EPS装置8的最终辅助量,使阻尼控制中的最终控制量(阻尼力)变小。另外,在控制映射MP4-1中,在积“θ’·T”的绝对值低于预先设定的第一规定值(控制映射MP4-1中的第一规定值)的情况下,阻尼校正量为0,在积“θ’·T”的绝对值高于预先设定的第二规定值(控制映射MP4-1中的第一规定值)的情况下,阻尼校正量是不变的。
上述数学式(5)的第三增益根据控制映射MP7-1而设定。ECU20基于车速V根据控制映射MP7-1运算第一增益。控制映射MP7-1是车速V和第三增益建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP7-1中,第三增益随着车速V的增加而变大。另外,在控制映射MP7-1中,在车速V低于预先设定的第一规定车速(控制映射MP7-1中的第一规定车速)的情况下,第三增益为0,在车速V高于预先设定的第二规定车速(控制映射MP7-1中的第二规定车速)的情况下,第三增益是恒定的。
其结果是,如以上说明所示,在避让障碍物等紧急时,想要通过相对快的转向速度来迅速避让该障碍物的等情况下,ECU20能够以使车辆2容易按照驾驶者的意愿移动的方式进行驾驶辅助。即,ECU20能够以驾驶者的主动操作的意愿越相对变强,换言之基于积“θ’·T”的转向功率P1为第一功率基准值ThP1以上且该转向功率P1越相对变大,EPS装置8的辅助力越相对地变大的方式,设定目标的转向控制量。因此,该驾驶辅助装置1能够运算出反映驾驶者意愿的转向控制量并反映到驾驶辅助中,能够以使车辆2容易按照驾驶者的意愿移动的方式进行驾驶辅助。
另外,在能够判定为进行了被动操作的情况下,即,在基于积“θ’·T”的转向功率P1小于第一功率基准值ThP1的情况下,ECU20如下所述那样运算反映基于积“θ’·T”的转向功率P1的目标的转向控制量(最终的目标扭矩)。即,如图9所示,ECU20利用乘法器101、105、106、107、110及111、控制映射MP1、MP2-2、MP3、MP4-2、MP5-2、MP6及MP7-2、加法器104,根据所输入的检测信号运算目标的转向控制量。由此,ECU20能够基于转向功率P1和车辆2的车速来变更EPS装置8的控制量。
车辆2所搭载的转向装置30(辅助装置3)这样的转向***例如在方向盘4违背驾驶者的意愿地提前返回且在其调整中使用力量的状况下,存在驾驶者的负担相对地变大的倾向。存在例如越是车辆2的车速相对高的情况或者越是车辆2的乘车人数相对多的情况,上述的驾驶者的负担的增加越显著的倾向。
在此,作为一例,ECU20以驾驶者的被动操作的意愿越相对变强,即基于积“θ’·T”的转向功率P1小于第一功率基准值ThP1且该转向功率P1的绝对值越相对变大,EPS装置8的辅助力越相对地变大的方式,运算目标的转向控制量。由此,驾驶辅助装置1能够运算出反映驾驶者意愿的转向控制量并反映到驾驶辅助中,这种情况下能够以使转向速度不会过大,驾驶者的负担得以减轻的方式进行驾驶辅助。
在图9的例子中,目标的转向控制量通过乘法器105、106、107、110及111、加法器104作用,由下述的数学式(6)表示。
目标的转向控制量=[基本辅助控制量×辅助校正量×第四增益]+[阻尼控制量×第二增益×阻尼校正量×第五增益)]···(6)
上述数学式(6)的基本辅助控制量根据控制映射MP1而设定。
上述数学式(6)的辅助校正量根据控制映射MP2-2而设定。ECU20基于经由乘法器101运算的积“θ’·T”根据控制映射MP2-2运算辅助校正量。控制映射MP2-2是积“θ’·T”和辅助校正量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP2-2中,辅助校正量在负侧(被动操作侧)随着积“θ’·T”的绝对值的增加(即意愿强度的增加)而变大。即,在控制映射MP2-2中,在被动操作下,辅助校正量被设定成随着积“θ’·T”的绝对值的增加,即随着被动操作意愿的强度的增加,辅助控制中的最终控制量(辅助力)变大。不过,在控制映射MP2-2中,在积“θ'·T”的绝对值小于规定的情况下,辅助校正量为0。
上述数学式(6)的第四增益根据控制映射MP5-2而设定。ECU20基于车速V根据控制映射MP5-2运算第四增益。控制映射MP5-2是车速V和第四增益建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP5-2中,第四增益随着车速V的增加而变大。在该控制映射MP5-2中,在车速V低于预先设定的第一规定车速(控制映射MP5-2中的第一规定车速)的情况下,第四增益不为0而为恒定的相对小的值,在车速V高于预先设定的第二规定车速(控制映射MP5-2中的第二规定车速)的情况下,第四增益是恒定的相对高的值。例如,上述的方向盘4的返回的调整成为负担的场面是车速提高一定程度的情况,但例如存在即使在车辆2的停车状态下由于轮胎的扭转等而方向盘4以相对快的速度返回的情况,会有负担变大的危险。因此,在该控制映射MP5-2中,第四增益被设定成随着车速的提高而辅助控制中的最终控制量(辅助力)变大,并且被设定成即使在车速V为0附近的情况下也输出规定的大小的辅助力。
上述数学式(6)的阻尼控制量根据控制映射MP3而设定。
上述数学式(6)的第二增益根据控制映射MP6而设定。
上述数学式(6)的阻尼校正量根据控制映射MP4-2而设定。ECU20基于经由乘法器101运算积“θ’·T”根据控制映射MP4-2运算阻尼校正量。控制映射MP4-2是积“θ’·T”和阻尼校正量建立了对应的映射,预先存储于存储部。在控制映射MP4-2中,在被动操作(负侧)中,阻尼校正量被设定成随着积“θ’·T”的绝对值的增加,即随着被动操作意愿强度的增加,为了不使转向速度θ'变大,而使阻尼控制中的最终控制量(阻尼力)变大。另外,在控制映射MP4-2中,在积“θ’·T”的绝对值低于预先设定的第一规定值(控制映射MP4-2中的第一规定值)的情况下,阻尼校正量为0,在积“θ’·T”的绝对值高于预先设定的第二规定值(控制映射MP4-1中的第二规定值)的情况下,阻尼校正量是不变的。
上述数学式(6)的第五增益根据控制映射MP7-2而设定。ECU20基于车速V根据控制映射MP7-2运算第五增益。控制映射MP7-2是车速V和第五增益建立了对应的映射,预先存储于存储部。在该控制映射MP7-2中,第五增益随着车速V的增加而变大。在该控制映射MP7-2中,第五增益与第四增益一样,在车速V低于预先设定的第一规定车速(控制映射MP7-2中的第一规定车速)的情况下,不为0而为恒定的相对小的值,在车速V高于预先设定的第二规定车速(控制映射MP7-2中的第二规定车速)的情况下,第五增益是恒定的相对高的值。
其结果是,如以上说明所示,例如在方向盘4违背驾驶者的意愿而提前返回并在其调整中使用力量的状况下,ECU20能够抑制驾驶者的负担相对地变大。即,ECU20能够以驾驶者的被动操作的意愿越相对变强,换言之基于积“θ’·T”的转向功率P1小于第一功率基准值ThP1且该转向功率P1的绝对值越相对变大,EPS装置8的辅助力越相对地变大的方式,设定目标的转向控制量。因此,该驾驶辅助装置1能够运算出反映驾驶者意愿的转向控制量并反映到驾驶辅助中,这种情况下能够以使转向速度不会过大,驾驶者的负担得以减轻的方式进行驾驶辅助。
根据以上说明的实施方式的驾驶辅助装置1,具备:辅助装置3,搭载于车辆2,能够在该车辆2执行驾驶辅助;转向角传感器10,检测车辆2的方向盘4的转向角;扭矩传感器,检测作用于与方向盘4一起旋转的轴5的扭矩;以及ECU(控制装置)20,控制辅助装置3。基于转向功率(转向功率P1、转向功率P2等)为预先设定的基准值(第一功率基准值ThP1、第二功率基准值ThP2等)以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由辅助装置3进行的驾驶辅助的内容,上述转向功率对应于与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与扭矩传感器11检测到的扭矩相关的参数的积。
另外,根据作为以上说明的实施方式的操作检测装置的驾驶辅助装置1,具备:转向角传感器10,检测车辆2的方向盘4的转向角;扭矩传感器11,检测作用于与方向盘4一起旋转的轴5的扭矩;以及ECU(判定装置)20,基于与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩传感器11检测出的扭矩相关的参数,来判定对于方向盘4的主动操作和对于方向盘4的被动操作。
因此,驾驶辅助装置1、ECU20能够基于转向功率来判定驾驶者的意愿,实现反映出该驾驶者的意愿的驾驶辅助,例如能够进行对驾驶者来说违和感小的驾驶辅助。
另外,在以上的说明中,说明了ECU20基于转向角传感器10检测出的转向角θ和扭矩传感器11检测出的转向扭矩T的积来算出转向功W,但并不限于此。ECU20例如还可以取代转向角θ,而利用由横摆率传感器14检测到的相当于与转向角θ相关的参数的车辆2的横摆率YR来算出转向功W。车辆2的横摆率YR具有成为与转向角传感器10检测出的转向角θ对应的值的倾向,具有随着转向角θ的增加而增加的关系。即,车辆2的横摆率YR和转向角θ基本上是成比例的关系。
在该情况下,ECU20例如基于预先设定的车辆2的车辆模型,将横摆率传感器14检测到的车辆2的横摆率YR转换成转向角θ(另外,在以下的说明中,有时将由横摆率YR计算出的转向角记为“θfYR”)。然后,ECU20可以基于由横摆率YR算出的转向角θfYR和扭矩传感器11检测出的转向扭矩T的积“θfYR·T”来算出转向功W。即,在这种情况下,转向功W作为与横摆率传感器14检测到的转向角相关的参数,基于根据车辆2的横摆率YR算出的转向角θfYR和扭矩传感器11检测出的转向扭矩T的积“θfYR·T”来算出。在这种情况下,横摆率传感器14相当于转向角检测装置。
并且,ECU20基于与积“θfYR·T”对应的转向功W来判定主动操作和被动操作。ECU20在基于积“θfYR·T”的转向功W在功基准值ThW以上的情况下,检测对于方向盘4的主动操作,在转向功W小于该功基准值ThW的情况下,检测对于方向盘4的被动操作。
由此,该驾驶辅助装置1在例如车辆2在倾斜路(沿着行驶路宽度方向具有倾斜的行驶路)上行驶的情况下或者有横风作用于车辆2的情况下等,由驾驶者相对于外部干扰进行修正转向(把稳舵操作)的情况下,能够排除该修正转向的影响,抑制误判定而进行主动操作和被动操作的判定。例如,在由驾驶者进行相对于外部干扰的修正转向的情况下,存在转向角传感器10检测出的转向角θ变大或基于积“θ·T”的转向功W也变大的危险,由此,存在虽然是被动操作,但ECU20却判定为主动操作的危险。对此,驾驶辅助装置1利用基于积“θfYR·T”的转向功W来进行判定,从而在由驾驶者进行对于外部干扰的修正转向的情况下,能够将其判定为被动操作。其结果是,驾驶辅助装置1能够排除相对于倾斜路或横风等外部干扰的修正转向的影响,能够实现适当地反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助。
另外,ECU20也可以不将横摆率传感器14检测出的车辆2的横摆率YR转换成转向角θ,而直接基于横摆率YR和转向扭矩T的积“YR·T”来算出转向功W。在该情况下,功基准值ThW对应于积“YR·T”而适当转换即可。并且,ECU20只要在基于积“YR·T”的转向功W在功基准值ThW以上的情况下,检测对于方向盘4的主动操作,在转向功W小于该功基准值ThW的情况下,检测对于方向盘4的被动操作即可。
[实施方式2]
图10是表示实施方式2的ECU的概略结构的一例的框图。图11是对车辆在倾斜路上的行驶状态进行说明的示意图,图12、图13是对由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向的情况下的转向角、转向扭矩进行说明的线图。图14是对实施方式2的ECU进行的控制的一例进行说明的流程图。图15是对实施方式2的ECU进行的修正转向判定的一例进行说明的线图。实施方式2的驾驶辅助装置、操作检测装置及控制装置在判定相对于外部干扰的修正转向这一点与实施方式1不同。除此之外,对于与上述实施方式相同的结构、作用、效果,尽量省略重复的说明。另外,关于实施方式2的驾驶辅助装置、操作检测装置及控制装置的各结构,适当地参照图1等(在以下说明的实施方式中也一样)。
图10中示例的本实施方式的驾驶辅助装置201具备兼用作控制装置及判定装置的ECU220。
以下,对由使用转向功率P、转向功W’的环境变化引起的驾驶者转向状态的抽取进行说明。
本实施方式的ECU220在转向功率P的振幅为预先规定的振幅阈值以上的期间持续了预先设定的规定期间以上的情况下,判定相对于外部干扰的修正转向。在此,相对于外部干扰的修正转向是指,如以上说明所示,在车辆2在倾斜路上行驶的情况下或者横风作用于车辆2的情况下等,相对于外部干扰由驾驶者经由方向盘4进行的修正操作。
例如,在车辆2如图11所示在倾斜路上行驶的情况下,如箭头A或箭头B所示,存在在由驾驶者进行了周期性的修正转向之后,转移到箭头C所示的稳态的转向状态的倾向。在这种情况下,如图12所示,表示倾斜路行驶时的转向角θ-转向扭矩T的直线L42相对于表示平坦路行驶时的转向角θ-转向扭矩T的直线L41处于向负侧偏移的状态。另外,如图13所示,沿着时间轴t表示倾斜路行驶时的转向角θ的线L44以及表示转向扭矩T的线L46均相对于表示平坦路行驶时的转向角θ的线L43以及表示转向扭矩T的线L45,对应于倾斜路的倾斜而处于偏移的状态。例如,转向扭矩T比规定大的话能够检测出倾斜路的倾斜大(外部干扰大),但实际上由于转向扭矩T的大小等而返回操作时的转向速度θ'发生变动,由此其结果是,修正转向中的转向扭矩T也发生了变动。因此,单单通过转向扭矩T等来判定相对于外部干扰的修正转向存在例如将修正转向误判定为主动操作等实际上困难的倾向。
因此,本实施方式的ECU220基于转向功率P的振幅将相对于外部干扰的修正转向作为被动操作判定,从而能够高精度地判定修正转向。在此,例如能够基于转向功率P的最大值(峰值)和最小值(峰值)的差分(峰值到峰值的差)、转向功率的最大值的绝对值或转向功率的最小值的绝对值等来算出转向功率P的振幅。
另外,在下文中,对ECU220利用基于积“θ’·T”的转向功率P1和基于积“θ·T’”的转向功率P2作为转向功率P来判定相对于外部干扰的修正转向的情况进行了说明,但并不限于此。ECU220可以使用基于积“θ'·T”的转向功率P1和基于“θ·T’”的转向功率P2中的任意一方来判定相对于外部干扰的修正转向,也可以使用将积“θ’·T”和积“θ·T’”合成得到的转向功率P来判定相对于外部干扰的修正转向。
本实施方式的ECU220在转向功率P1的振幅为预先规定的振幅阈值ThP1A以上的期间持续了预先设定的规定期间B以上的情况下,判定相对于外部干扰的修正转向。另外,例如在转向功率P2的振幅为预先规定的振幅阈值ThP2A以上的期间持续了预先设定的规定期间B以上的情况下,ECU220判定相对于外部干扰的修正转向。另外,上述振幅阈值ThP1A、上述振幅阈值ThP2A例如基于实车评价等而设定为能够判定相对于外部干扰的修正转向的值。另外,上述规定期间B例如作为能够切实地判别相对于外部干扰的修正转向的期间来预先设定即可。
进而,本实施方式的ECU220可以利用基于车辆2的直行行驶时的转向角θ0算出的转向功W’或者基于由横摆率YR算出的转向角θfYR算出的转向功W’,判定相对于外部干扰的修正转向。在这种情况下,转向功W’作为与转向角传感器10检测到的转向角θ相关的参数,基于转向角θ0-θ与扭矩传感器11检测出的转向扭矩T的积“(θ0-θ)·T”来算出,其中转向角θ0-θ对应于转向角传感器10检测出的转向角θ和车辆2直行行驶时的转向角θ0的差分。或者,转向功W’也可以基于转向角θfYR-θ和扭矩传感器11检测出的转向扭矩T的积“(θfYR-θ)·T”来算出,其中转向角θfYR-θ对应于转向角传感器10检测到的转向角和根据车辆2的横摆率YR算出的转向角θfYR的差分。在此,直行行驶时的转向角θ0典型地说是方向盘4的中立位置上的转向角,例如是0°。如上所述,基于预先设定的车辆2的车辆模型,根据横摆率传感器14检测到的车辆2的横摆率YR来算出转向角θfYR。如上所述算出的转向角θ0或以转向角θfYR为基准的转向功W’相当于表示相对于外部干扰的修正转向(被动操作)的大小(强度)的量。另外,积“(θ0-θ)·T”积“(θfYR-θ)·T”基本上是负值。
并且,ECU220还能够如上所述基于转向角θ0或以转向角θfYR为基准算出的转向功W’,将相对于外部干扰的修正转向判定作为被动操作,从而能够高精度地判定修正转向。例如在转向功W’的负的大小为预先规定的规定功ThW’以下的期间持续了规定期间B以上的情况下,ECU220判定相对于外部干扰的修正转向。另外,上述规定功ThW’例如基于实车评价等而设定成能够判定相对于外部干扰的修正转向的值。另外,上述规定期间B如以上说明所示例如作为能够切实地判别相对于外部干扰的修正转向的期间来预先设定即可。
并且,本实施方式的驾驶辅助装置201使上述的相对于外部干扰的修正转向的判定结果反映到由辅助装置3进行的驾驶辅助,在此反映到由EPS装置8进行的转向***的驾驶辅助。即,本实施方式的ECU220基于相对于修正转向的判定结果来控制EPS装置8。由此,在检测到相对于外部干扰的修正转向的情况下,ECU220进行与该相对于外部干扰的修正转向对应的驾驶辅助。
例如,在能够判定为进行了相对于外部干扰的修正转向的情况下,与无法判定进行了相对于外部干扰的修正转向的情况相比,ECU220进行使EPS装置8产生的辅助力、阻尼力或摩擦力中的至少一个增大的驾驶辅助。由此,驾驶辅助装置201通过与该相对于外部干扰的修正转向对应的驾驶辅助,能够给该修正转向赋予稳定性,能够减轻驾驶者进行的修正转向的负担。
另外,上述能够判定为进行了相对于外部干扰的修正转向的情况例如是转向功率P1、P2的振幅为预定的振幅阈值ThP1A、ThP2A以上的期间持续了预先设定的规定期间B以上的情况。无法判定为进行了相对于外部干扰的修正转向的情况是转向功率P1、P2的振幅小于振幅阈值ThP1A、ThP2A的情况,或者转向功率P1、P2的振幅为振幅阈值ThP1A、ThP2A以上的期间小于规定期间B的情况。进而,在利用转向功W’判定相对于外部干扰的修正转向的情况下,作为能够判定为进行了相对于外部干扰的修正转向的情况,例如可以包括转向功W’为预定的规定功ThW’以下的期间持续了预先设定的规定期间B以上的情况。同样地,作为无法判定为进行了相对于外部干扰的修正转向的情况,例如可以包括转向功W’比规定功ThW’大的情况,或者转向功W’为规定功ThW’以下的期间小于规定期间B的情况。
另外,在能够判定为进行了相对于外部干扰的修正转向的情况下,与无法判定进行了修正转向的情况相比,ECU220还可以根据倾斜路的倾斜或横风的强度等外部干扰的大小等进行使EPS装置8施加偏移扭矩的驾驶辅助。在这种情况下,驾驶辅助装置201也能够通过与该相对于外部干扰的修正转向对应的驾驶辅助,给该修正转向赋予稳定性,能够减轻驾驶者进行的修正转向的负担。
具体地说,如图10所示,本实施方式的ECU220例如构成为在实施方式1所说明的图5的结构的基础上,在功能概念上还具备平衡阻碍施加控制部227、指标运算部225、修正转向判定部226等。另外,在本图中省略了指标运算部25、主动操作判定部26、驾驶辅助变更部27等的图示。
平衡阻碍施加控制部227计算平衡阻碍施加控制中的平衡阻碍施加控制量。平衡阻碍施加控制部227被从转向角传感器10输入与基于转向角θ对应的检测信号,被从车速传感器13输入与车速V对应的检测信号。平衡阻碍施加控制部227基于所输入的检测信号,通过各种方法运算与目标的摩擦力对应的扭矩(摩擦扭矩),作为平衡阻碍施加控制量。平衡阻碍施加控制部227将与运算出的该平衡阻碍施加控制量对应的电流指令值信号向加法器23输出。
在该情况下,加法器23被从辅助控制部21输入与基本辅助控制量对应的电流指令值信号,被从阻尼控制部22输入与阻尼控制量对应的电流指令值信号,被从平衡阻碍施加控制部227输入与平衡阻碍施加控制量对应的电流指令值信号。加法器23基于所输入的电流指令值信号,运算将基本辅助控制量和阻尼控制量及平衡阻碍施加控制量相加得到的目标的转向控制量(最终的目标扭矩)。加法器23将与运算出的该目标的转向控制量对应的电流指令值信号作为EPS辅助指令向EPS装置8输出,控制EPS装置8的马达8a。由此,ECU20实现上述的辅助控制、阻尼控制、平衡阻碍施加控制。这成为基本的控制。
指标运算部25运算用于相对于外部干扰的修正转向的判定的指标。本实施方式的指标运算部225构成为包含作为该指标运算基于积“θ’·T”的转向功率P1的第一功率运算部25a、运算基于积“θ·T’”的转向功率P2的第二功率运算部25b、运算基于积“(θfYR-θ)·T”的转向功W’的功运算部225c。在此,第一功率运算部25a、第二功率运算部25b兼用作上述指标运算部25的第一功率运算部25a、第二功率运算部25b。另外,指标运算部225还可以构成为除了具备运算基于积“(θfYR-θ)·T”的转向功W’的功运算部225c之外,还具备运算基于积“(θ0-θ)·T”的转向功W’的功运算部。
功运算部225c被从转向角传感器10输入与转向角θ对应的检测信号,被从扭矩传感器11输入与转向扭矩T对应的检测信号,被从横摆率传感器14输入车辆2的横摆率YR。功率运算部225c基于所输入的检测信号,根据当前控制周期中的横摆率YR(t)来运算转向角θfYR(t),运算该θfYR(t)和当前控制周期中的转向角θ(t)的差分。然后,功运算部225c通过运算该差分(θfYR(t)-θ(t))和转向扭矩T(t)的积来运算转向功W’。功运算部225c将与所运算的该转向功W’对应的运算信号向修正转向判定部226输出。
修正转向判定部226判别驾驶者进行的相对于外部干扰的修正转向。修正转向判定部226被从第一功率运算部25a输入与转向功率P1对应的运算信号,被从第二功率运算部25b输入与转向功率P2对应的运算信号,被从功运算部225c输入与转向功W’对应的运算信号。修正转向判定部226基于所输入的运算信号、及上文中所说明的预先设定的振幅阈值ThP1A、振幅阈值ThP2A、规定功ThW’来判定是否由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向。
在此,修正转向判定部226在判定为满足下述条件4~6中的一个以上的条件的期间持续了预先设定的规定期间B的情况下,判定为由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向。另一方面,修正转向判定部226在判定为满足下述条件4~6中的一个以上的条件的期间没有达到规定期间B的情况下、不满足下述条件4~6中的任一条件的情况下,判定为没有进行相对于外部干扰的修正转向。然后,修正转向判定部226将与上述判定结果对应的控制信号输出到辅助控制部21、阻尼控制部22、平衡阻碍施加控制部227。
(条件4)转向功率P1的振幅P1A为振幅阈值ThP1A以上(P1A≥ThP1A)。
(条件5)转向功率P2的振幅P2A为振幅阈值ThP2A以上(P2≥ThP2A)。
(条件6)转向功W’为规定功ThW’以下(W’≤ThW’)。
另外,在此说明了修正转向判定部226在判定为满足上述条件4~6中的一个以上的条件的期间持续了预先设定的规定期间B的情况下,判定为由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向,但并不限于此。修正转向判定部226也可以在判定为满足所有的上述条件4~6的期间持续了规定期间B的情况下,判定为由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向。
修正转向判定部226例如在判定为进行了修正转向的情况下,与判定为没有进行修正转向的情况相比,将用于增大EPS装置8产生的辅助力、阻尼力且用于增大平衡阻碍施加控制中的控制增益的控制映射等的切换信号向辅助控制部21、阻尼控制部22、平衡阻碍施加控制部227输出。
接着,参照图14对ECU220进行的控制的一例进行说明。
首先,ECU220基于转向角传感器10、扭矩传感器11、横摆率传感器14的检测结果,计测转向扭矩T、转向速度θ'、转向角θ、横摆率YR(步骤ST201)。
接着,ECU220的微分运算部24基于在步骤ST201中计测的转向扭矩T,运算扭矩微分值T'=dT/dt(步骤ST202)。
接着,ECU220的指标运算部225基于在步骤ST201中计测的转向扭矩T、转向速度θ'、转向角θ、横摆率YR、在步骤ST2中运算出的扭矩微分值T',运算当前控制周期中的转向功率P1=θ’(t)·T(t)、转向功率P2=θ(t)·T’(t)、转向功W’=(θfYR(t)-θ(t))·T(t)(步骤ST203)。
接着,ECU220的修正转向判定部226基于在步骤ST203中运算出的转向功率P1、转向功率P2、转向功W’,判定是否由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向(步骤ST204)。修正转向判定部226例如通过判定(P1A≥ThP1A)或(P2A≥ThP2A)或(W’≤ThW’)的状态是否持续了规定期间B以上,来判定是否由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向。
ECU220的修正转向判定部226在步骤ST204中判定为由驾驶者进行了相对于外部干扰的修正转向的情况下(步骤ST204:是),进行下述处理。即,修正转向判定部226将用于增大EPS装置8产生的辅助力、阻尼力且用于增大平衡阻碍施加控制中的控制增益的补偿控制映射等的切换信号向辅助控制部21、阻尼控制部22、平衡阻碍施加控制部227输出(步骤ST205),结束本次的控制周期,向下一次的控制周期转移。
ECU220的驾驶辅助变更部27在步骤ST204中判定为驾驶者没有进行相对于外部干扰的修正转向的情况下(步骤ST204:否),结束本次的控制周期,向下一次的控制周期转移。
如上所述构成的驾驶辅助装置201基于转向功率P1、P2的振幅或转向功W’来判定相对于外部干扰的修正转向,从而能够高精度地判定相对于外部干扰的修正转向。例如,在车辆2如图11所示那样在倾斜路上行驶的情况下,转向功率P1、转向功率P2、转向功W’如图15的示例所示地变动。即,沿着时间轴t表示倾斜路行驶时的转向功率P1的线L52及表示转向功率P2的线L54均相对于表示平坦路行驶时的转向功率P1的线L51及表示转向功率P2的线L53,处于根据用于应对外部干扰的周期性的修正转向而振幅相对地变大的倾向。换言之,转向功率P1、P2如线L52、L54所示地变动的状态持续了规定期间的情况下,能够推定出是与发生了某种外部干扰的状况对应地由驾驶者进行周期性的修正转向,主动操作和被动操作频繁反复的状态。另外,沿着时间轴t表示倾斜路行驶时的转向功W’的线L56相对于表示平坦路行驶时的转向功W’的线L55,处于对应于外部干扰的强度而向负侧偏移的状态。驾驶辅助装置201利用这一点,利用上述的条件4~6进行判定,从而能够适当地且高精度地判定驾驶者进行的一种被动操作亦即修正转向。
并且,驾驶辅助装置201使上述的相对于外部干扰的修正转向的判定结果反映到由辅助装置3进行的驾驶辅助,在此反映到由EPS装置8进行的转向***的驾驶辅助。由此,驾驶辅助装置201通过该驾驶辅助,能够给该修正转向赋予稳定性,能够形成稳定的转向特性,并且能够减轻驾驶者进行的修正转向的负担。
以上说明的实施方式的驾驶辅助装置201、ECU20能够基于转向功率判定驾驶者的意愿,实现反映出该驾驶者的意愿的驾驶辅助,例如能够进行对驾驶者来说违和感小的驾驶辅助。
进而,根据以上说明的实施方式的驾驶辅助装置201,ECU220在转向功率的振幅为预先规定的振幅阈值以上的期间持续了预先设定的规定期间以上的情况下,判定相对于外部干扰的修正转向。另外,转向功作为与转向角传感器10检测到的转向角θ相关的参数,基于转向角与扭矩传感器11检测出的转向扭矩的积来算出,其中上述转向角对应于该转向角传感器10检测出的转向角θ和车辆2直行行驶时的转向角的差分,或者对应于该转向角传感器10检测出的转向角和根据车辆2的横摆率算出的转向角的差分。然后,ECU220基于该转向功判定相对于外部干扰的修正转向。在能够判定为进行了相对于外部干扰的修正转向的情况下,与无法判定进行了相对于外部干扰的修正转向的情况相比,ECU220使EPS装置8产生的阻尼力或EPS装置8产生的摩擦力中的至少一个增大。
因此,根据驾驶辅助装置201,ECU220能够适当地检测驾驶者进行的相对于外部干扰的修正转向,能够与该相对于外部干扰的修正转向对应地实现违和感小的驾驶辅助。
[实施方式3]
图16是表示实施方式3的ECU的概略结构的一例的框图。图17是对基于转向扭矩判定驾驶者意愿的情况进行说明的示意图。图18是对基于转向速度判定驾驶者意愿的情况进行说明的示意图。图19是对基于转向功率判定驾驶者意愿的情况进行说明的示意图。图20是对实施方式3的ECU进行的控制的一例进行说明的流程图。实施方式3的驾驶辅助装置、操作检测装置及控制装置的驾驶辅助的对象与实施方式1、2不同。
图16中示例的本实施方式的驾驶辅助装置301具备兼用作控制装置及判定装置的ECU320。
本实施方式的驾驶辅助装置301将基于转向功率的主动操作和被动操作的判定结果反映到车辆2的驱动***的驾驶辅助控制,在此反映到所谓启停***(S&S***)进行的驾驶辅助中。
本实施方式的辅助装置3构成为包括作为动作部的发动机再启动要求部328。发动机再启动要求部328控制作为产生使车辆2行驶的动力的动力源的发动机50,通过自动启动及停止该发动机50来进行S&S驾驶辅助。在此,所谓S&S驾驶辅助是指,例如在车辆2的行驶中自动停止发动机50且自动再启动发动机50,从而抑制燃料消耗并通过利用与之相伴的车辆2的惰性行驶状态来实现燃油经济性的提高的驾驶辅助。
在车辆2的行驶中,在停止发动机50的发动机停止允许条件(发动机50的停止允许条件)成立时,发动机再启动要求部328切断向发动机50的燃烧室的燃料供给(切断燃油),使发动机50自动停止,使发动机50成为非工作状态。另外,在车辆2的行驶中发动机50处于非工作状态的情况下,例如再启动发动机50的发动机再启动条件成立时,发动机再启动要求部328从向燃烧室的燃料切断状态恢复,再启动发动机50,使发动机50成为工作状态。另外,发动机再启动要求部328也可以兼用作ECU320的一部分。
作为发动机再启动要求部328的发动机再启动条件,本实施方式的ECU320利用主动操作和被动操作的判定结果。ECU20基于判定结果对构成辅助装置3的发动机再启动要求部328进行控制,变更辅助装置3进行驾驶辅助的内容。即,ECU320基于转向功率来控制发动机再启动要求部328,变更由辅助装置3进行驾驶辅助的内容,其中转向功率对应于与转向角传感器10检测出的转向角相关的参数和与扭矩传感器11检测出的转向扭矩相关的参数的积。
辅助装置3构成为包括发动机再启动要求部328,因此本实施方式的ECU320能够基于主动操作的情况和被动操作的情况来变更由该发动机再启动要求部328进行的驱动***的驾驶辅助的内容进。在此,作为一例,ECU320根据基于积“θ’·T”的转向功率P1、基于积“θ·T’”的转向功率P2、基于积“θ·T”的转向功W等,变更由辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。
ECU320在能够判定为由驾驶者进行了主动操作的情况下,控制发动机再启动要求部328,进行启动发动机50的驾驶辅助,在能够判定为由驾驶者进行了被动操作的情况下,不进行启动发动机50的驾驶辅助。例如,在基于积“θ’·T”的转向功率P1为第一功率基准值ThP1以上的情况下,ECU320进行启动发动机50的驾驶辅助,在基于积“θ’·T”的转向功率P1小于第一功率基准值ThP1的情况下,不进行启动发动机50的驾驶辅助。另外,例如,在基于积“θ·T’”的转向功率P2为第二功率基准值ThP2以上的情况下,ECU320进行启动发动机50的驾驶辅助,在基于积“θ·T’”的转向功率P1小于第二功率基准值ThP2的情况下,不进行启动发动机50的驾驶辅助。另外,例如,在基于积“θ·T”的转向功W为功基准值ThW以上的情况下,ECU320进行启动发动机50的驾驶辅助,在基于积“θ·T”的转向功W小于功基准值ThW的情况下,不进行启动发动机50的驾驶辅助。
本实施方式的ECU320使驾驶辅助变更部327根据主动操作判定部26对主动操作和被动操作的判定结果来变更发动机再启动要求部328进行的驾驶辅助的内容。驾驶辅助变更部327被从主动操作判定部26输入与对于主动操作的判定结果对应的判定信号。驾驶辅助变更部327根据所输入的判定信号来变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。基于主动操作判定部26判定为由驾驶者进行了主动操作的情况和主动操作判定部26判定为由驾驶者进行了被动操作的情况,驾驶辅助变更部327变更由该驾驶辅助变更部327进行的S&S驾驶辅助的内容。
在此,驾驶辅助变更部327在判定为进行了主动操作的情况下,将允许发动机50启动的控制信号向发动机再启动要求部328输出。由此,驾驶辅助变更部327变更为启动发动机50的驾驶辅助。在判定为进行了主动操作的情况下,发动机再启动要求部328把握发动机50的状态,在此基础上,若发动机50处于停止状态,则启动该发动机50。
另一方面,驾驶辅助变更部327在判定为进行了被动操作的情况下,将不允许发动机50启动的控制信号向发动机再启动要求部328输出。由此,驾驶辅助变更部327变更为不启动发动机50的驾驶辅助。在判定为进行了被动操作的情况下,发动机再启动要求部328把握掌握发动机50的状态,在此基础上,如果发动机50处于停止状态,则维持该发动机50的停止状态。
即,驾驶辅助变更部327以在进行了主动操作的情况下容许启动发动机50的驾驶辅助,在进行了被动操作的情况下限制启动发动机50的驾驶辅助的方式变更驾驶辅助的内容。其结果是,该驾驶辅助装置301能够在进行了主动操作的情况和进行了被动操作的情况等,能够分别根据各个情况来实现反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助。
在此,图17、图18、图19分别是对基于转向扭矩的驾驶者意愿判定、基于转向速度的驾驶者意愿判定、基于转向功率的驾驶者意愿判定进行说明的图。图17、图18、图19中的横轴是根据路面环境(路面μ)或辅助状况而变化的方向盘4的手感(典型地说,相当于自调整转矩)。另外,图17的纵轴为转向扭矩T,图18的纵轴为转向速度θ',图19的纵轴为转向功率P1。
如图17、图18的示例所示,在单单基于转向扭矩T本身或单单基于转向速度θ'本身判定驾驶者意愿的情况下,存在对应于方向盘4的手感而转向扭矩T、转向速度θ'发生变动的倾向。例如,在路面μ低时,即,方向盘4的手感轻时,以比较小的转矩就能够转向,但处于转向速度相对变快的倾向。因此,在该情况下,存在驾驶者意愿(主动操作/被动操作)的判定结果可能受到路面环境或辅助状况的影响。
另一方面,如图19的示例所示,在基于转向功率P1等判定驾驶者意愿的情况下,转向功率P1不会受到路面环境或辅助状况等的影响,不会对应于方向盘4的手感而变动。因此,通过上述那样判定主动操作/被动操作,ECU320能够不受那些影响地高精度地判定驾驶者意愿(主动操作/被动操作)。
接着,参照图20对ECU320、发动机再启动要求部328进行的控制的一例进行说明。另外,在此,对于与图6重复的说明尽量省略。
在步骤ST4中判定为由驾驶者进行了主动操作的情况下(步骤ST4:是),ECU320的驾驶辅助变更部327将辅助装置3进行的辅助内容变更成与对方向盘4的主动操作对应的驾驶辅助。在这种情况下,驾驶辅助变更部327以容许启动发动机50的驾驶辅助的方式变更驾驶辅助的内容。然后,发动机再启动要求部328判定发动机50是否处于停止中(步骤ST305)。
发动机再启动要求部328在步骤ST305中判定为发动机50处于停止中的情况下(步骤ST305:是),将发动机再启动要求向发动机50输出,实际上将发动机50再启动(步骤ST306),结束本次的控制周期,向下一次的控制周期转移。
发动机再启动要求部328在步骤ST305中判定为发动机50未处于停止中即判定为消耗燃料而处于工作中的情况下(步骤ST305:否),结束本次的控制周期,向下一次的控制周期转移。
在步骤ST4中判定为驾驶者没有进行主动操作的情况下,即判定为进行了被动操作的情况下(步骤ST4:否),ECU320的驾驶辅助变更部327将辅助装置3进行的辅助内容变更成与对方向盘4的被动操作对应的驾驶辅助,结束本次的控制周期,向下一次的控制周期转移。在这种情况下,驾驶辅助变更部327以限制启动发动机50的驾驶辅助的方式变更驾驶辅助的内容。
这样构成的驾驶辅助装置301基于转向功率为预先设定的基准值以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由辅助装置3进行的驾驶辅助的内容,所述转向功率对应于与转向角相关的参数和与转向扭矩相关的参数的积。由此,驾驶辅助装置301能够例如基于由驾驶者进行了主动操作的情况和由驾驶者进行了被动操作的情况,变更辅助装置3进行的驾驶辅助的内容。驾驶辅助装置301例如在转向功率为功率基准值以上的情况下进行与主动操作对应的驾驶辅助,在转向功率小于功率基准值的情况下进行与被动操作对应的驾驶辅助。其结果是,该驾驶辅助装置301能够在进行了主动操作的情况和进行了被动操作的情况等,分别根据各个情况来实现反映出驾驶者的意愿的驾驶辅助。即,驾驶辅助装置301能够基于转向功率等区别并判定反映出驾驶者的操作意愿的主动操作和被动操作,将判定为的驾驶者的操作意愿反映到驾驶辅助中,从而能够进行对驾驶者来说违和感小的驾驶辅助。
本实施方式的驾驶辅助装置301通过将判定出的驾驶者的操作意愿反映到驱动***的S&S驾驶辅助中,而能够进行对驾驶者来说违和感小的发动机启动辅助。在此,驾驶辅助装置301在能够判定为进行了主动操作的情况下,通过该驾驶者进行的主动操作,视为想要启动发动机50这样的驾驶者的主动意愿,而进行自动启动发动机50的驾驶辅助。其结果是,驾驶辅助装置1能够实现按照驾驶者的操作意愿的发动机启动。
以上说明的实施方式的驾驶辅助装置301、ECU320能够基于转向功率判定驾驶者的意愿,实现反映出该驾驶者的意愿的驾驶辅助,例如能够进行对驾驶者来说违和感小的驾驶辅助。
另外,上述本发明的实施方式的驾驶辅助装置、操作检测装置及控制装置并不限定于上述实施方式,在权利要求书记载的范围内能够进行各种变更。本实施方式的驾驶辅助装置、操作检测装置及控制装置也可以通过将以上说明的各实施方式的构成要素适当组合来构成。
在以上的说明中,说明了驾驶辅助装置的控制装置、操作检测装置的判定装置是控制车辆的各部分的ECU,但并不限于此,例如也可以分别独立于ECU而构成,与该ECU相互进行检测信号或驱动信号、控制指令等信息的授受。
在以上的说明中,说明了辅助装置是根据向转向部件的转向操作而动作的转向促动器,或者构成为包括通过自动地启动和停止用于产生使车辆行驶的动力的动力源而进行驾驶辅助的动作部,但并不限于此。辅助装置例如也可以构成为包括能够调节车辆2的制动力的制动促动器、能够调节车辆2的姿势、行为等的姿势行为促动器、车辆2的悬架促动器等。在该情况下,控制装置可以将基于转向功率的主动操作和被动操作的判定结果反映到车辆2的制动***、姿势行为稳定***、悬架***等的驾驶辅助中。
在以上的说明中,转向装置示出了立柱辅助式的立柱EPS装置,但不限于此,例如也可以适用于小齿轮辅助式、齿条辅助式中的任一方式。
标号说明
1、201、301:驾驶辅助装置;
2:车辆;
3:辅助装置;
4:方向盘(转向部件);
5:轴(转向轴部);
6:齿轮机构;
7:转向横拉杆;
8:EPS装置(转向促动器);
10:转向角传感器(转向角检测装置);
11:扭矩传感器(扭矩检测装置);
12:旋转角传感器;
13:车速传感器;
14:横摆率传感器;
20、220、320:ECU(控制装置、判定装置);
30:转向装置;
40:转向轮;
50:发动机(动力源);
328:发动机再启动要求部。
Claims (20)
1.一种驾驶辅助装置,其特征在于,具备:
辅助装置,搭载于车辆,能够在该车辆执行驾驶辅助;
转向角检测装置,检测所述车辆的转向部件的转向角;
扭矩检测装置,检测作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩;以及
控制装置,对所述辅助装置进行控制,
所述控制装置基于转向功率为预先设定的基准值以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由所述辅助装置进行的所述驾驶辅助的内容,所述转向功率对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。
2.根据权利要求1所述的驾驶辅助装置,其中,
所述辅助装置构成为包括转向促动器,该转向促动器根据对所述转向部件的转向操作进行动作,
所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,对所述转向促动器进行控制,以使与所述转向功率小于所述基准值的情况相比,减小对所述转向部件的转向操作进行抑制的驾驶辅助的程度。
3.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置,其中,
所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,对所述转向促动器进行控制,以使与所述转向功率小于所述基准值的情况相比,减小所述转向促动器产生的阻尼力。
4.根据权利要求2或3所述的驾驶辅助装置,其中,
所述控制装置基于所述转向功率和所述车辆的车速来变更所述转向促动器的控制量。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的驾驶辅助装置,其中,
所述控制装置在所述转向功率的振幅为预先规定的振幅阈值以上的期间持续了预先设定的规定期间以上的情况下,与所述转向功率的振幅小于所述振幅阈值的情况或者所述转向功率的振幅为所述振幅阈值以上的期间小于所述规定期间的情况相比,使所述转向促动器产生的辅助力、所述转向促动器产生的阻尼力或者所述转向促动器产生的摩擦力中的至少一个增大。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的驾驶辅助装置,其中,
所述控制装置在所述转向功率的绝对值为预先设定的规定功率以下的情况下,使所述转向促动器产生的辅助力的校正量即辅助校正量或者所述转向促动器产生的阻尼力的校正量即阻尼校正量不变,在所述转向功率的绝对值大于所述规定功率的情况下,使所述辅助校正量或者所述阻尼校正量伴随于所述转向功率的绝对值的增加而变化。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驾驶辅助装置,其中,
所述辅助装置构成为包括动作部,该动作部通过自动起动和停止用于产生使所述车辆行驶的动力的动力源而进行驾驶辅助,
所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,进行起动所述动力源的驾驶辅助,在所述转向功率小于所述基准值的情况下,不进行起动所述动力源的驾驶辅助。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驾驶辅助装置,其中,
所述控制装置基于转向功来变更由所述辅助装置进行的所述驾驶辅助的内容,所述转向功对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驾驶辅助装置,其中,
基于与所述转向角检测装置检测出的转向角对应的转向速度和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积、和所述转向角检测装置检测出的转向角和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩对应的扭矩微分值的积中的任意一方或者两方,来算出所述转向功率。
10.根据权利要求5所述的驾驶辅助装置,其中,
基于所述转向功率的最大值和最小值的差分、所述转向功率的最大值的绝对值或者所述转向功率的最小值的绝对值,来算出所述转向功率的振幅。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的驾驶辅助装置,其中,
所述控制装置在所述转向功率为所述基准值以上的情况下,为与对于所述转向部件的主动操作对应的驾驶辅助,在所述转向功率小于所述基准值的情况下,为与对于所述转向部件的被动操作对应的驾驶辅助。
12.一种操作检测装置,其特征在于,具备:
转向角检测装置,检测车辆的转向部件的转向角;
扭矩检测装置,检测作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩;以及
判定装置,基于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数,来判定对于所述转向部件的主动操作和对于所述转向部件的被动操作。
13.根据权利要求12所述的操作检测装置,其中,
所述主动操作包括驾驶者要使所述车辆移动到目标位置的转向操作,
所述被动操作包括驾驶者相对于外部干扰而要将所述车辆维持在目标位置的转向操作、松手操作或者保舵操作。
14.根据权利要求12或13所述的操作检测装置,其中,
所述判定装置基于转向功率来判定所述主动操作和所述被动操作,所述转向功率对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积,
基于与所述转向角检测装置检测出的转向角对应的转向速度和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积、和所述转向角检测装置检测出的转向角和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩对应的扭矩微分值的积中任意一方或者两方而算出所述转向功率。
15.根据权利要求14所述的操作检测装置,其中,
所述判定装置在所述转向功率的振幅为预先规定的振幅阈值以上的期间持续了预先设定的规定期间以上的情况下,判定相对于外部干扰的修正转向。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的操作检测装置,其中,
所述判定装置基于转向功来判定所述主动操作和所述被动操作,所述转向功对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。
17.根据权利要求16所述的操作检测装置,其中,
基于根据所述车辆的横摆率而算出的转向角和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积,来算出所述转向功,其中,根据所述车辆的横摆率而算出的转向角作为与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数,
所述判定装置基于所述转向功来判定所述主动操作和所述被动操作。
18.根据权利要求16所述的操作检测装置,其中,
基于与所述转向角检测装置检测出的转向角和所述车辆的直行行驶时的转向角的差分对应的转向角和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积、或者与所述转向角检测装置检测出的转向角和根据所述车辆的横摆率而算出的转向角的差分对应的转向角和所述扭矩检测装置检测出的扭矩的积,来算出所述转向功,其中,与所述转向角检测装置检测出的转向角和所述车辆的直行行驶时的转向角的差分对应的转向角或者与所述转向角检测装置检测出的转向角和根据所述车辆的横摆率而算出的转向角的差分对应的转向角作为与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数,
所述判定装置基于所述转向功来判定相对于外部干扰的修正转向。
19.一种操作检测装置,其特征在于,具备:
转向角检测装置,检测车辆的转向部件的转向角;
扭矩检测装置,检测作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩;以及
判定装置,基于转向功率的振幅来判定相对于外部干扰的修正转向,所述转向功率对应于与所述转向角检测装置检测出的转向角相关的参数和与所述扭矩检测装置检测出的扭矩相关的参数的积。
20.一种控制装置,对辅助装置进行控制,所述辅助装置搭载于车辆且能够在该车辆执行驾驶辅助,所述控制装置的特征在于,
基于转向功率为预先设定的基准值以上的情况和该转向功率小于该基准值的情况,变更由所述辅助装置进行的所述驾驶辅助的内容,所述转向功率对应于与所述车辆的转向部件的转向角相关的参数和与作用于与所述转向部件一起旋转的转向轴部的扭矩相关的参数的积。
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