JP2002178943A - レーンキープアシスト制御装置 - Google Patents
レーンキープアシスト制御装置Info
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Abstract
常的な外乱による影響を排除することで、ドライバー操
舵介入の誤判断を防止することができるレーンキープア
シスト制御装置を提供すること。 【解決手段】 レーンキープ制御手段15cからのアク
チュエータ指令電流I_contと、電流制限マップを比較
し、アクチュエータ指令電流I_contが、出力電流上限
値I_lmt+以上、または、出力電流下限値I_lmt-以下で
あった場合、ドライバーの操舵介入と判断するドライバ
ー介入判断部15gを備えたレーンキープアシスト制御
装置において、電流制限マップの出力電流上限値I_lmt+
の特性と出力電流下限値I_lmt-の特性を、旋回に必要
なアクチュエータ電流分布の定常的な外乱による旋回加
速度方向のずれをキャンセルする方向に補正する電流制
限MAP補正部15fを設けた。
Description
を取り込み、操舵トルクを操舵力伝達系に与えることで
車両がレーン中央に向かう方向に制御する、もしくは、
操舵反力トルクを操舵力伝達系に与えることで車両がレ
ーン中央に向かう方向に制御するレーンキープアシスト
制御装置の技術分野に属する。
うに車両の操舵系を制御するレーンキープアシスト制御
装置(Lane Keeping Assistance System)において、レ
ーンキープアシスト制御中にドライバーの操舵介入を判
断する方法として、例えば、特開平11−286280
号公報に記載されているように、トルクセンサによりド
ライバーの操舵トルクを検知し、検知された実トルクと
目標トルクとの差が設定された判断しきい値を超えるこ
とにより、ドライバーの操舵介入を判断するものが知ら
れている。
イバーの操舵介入を判断する他の方法として、舵角セン
サにより舵角を検知し、検知された実舵角と指令舵角と
の偏差が設定された判断しきい値を超えることにより、
ドライバーの操舵介入を判断する方法が知られている。
来のレーンキープアシスト制御装置のうち、トルクセン
サを用いてドライバーの操舵介入を判断する方法にあっ
ては、コスト的にもレイアウト的にも不利なトルクセン
サを追加する必要があるばかりでなく、下記の理由によ
り、車線追従性能向上とドライバ操舵介入判断の精度向
上とを両立できない。
間にせよ大きなトルクが必要になるため、目標トルクが
大きくなるときにも誤判断を防止するには判断しきい値
を大きな値とせざるを得なく、この結果、小さいトルク
でのドライバ操舵介入を判断できない。
御装置のうち、舵角センサを用いてドライバーの操舵介
入を判断する方法にあっては、舵角センサ自体はもとも
と操舵系に設置されているため、特にコスト的に不利に
なることはないが、制御則の中に指令舵角が存在する場
合にのみしか利用できないし、下記の理由により、偏差
の判断しきい値が設定しづらいという難点がある。
指令舵角と実舵角を一致させるサーボ制御であるため、
制御中にそれらの偏差がほとんど発生しない(サーボ制
御では偏差を許容すると制御性が劣化する。)。
7942号の出願において、アクチュエータ指令電流
が、出力電流上限値以上、または、出力電流下限値以下
であった場合、ドライバーの操舵介入と判断する方法を
提案した。
るアクチュエータ指令電流算出手段と、自車両の旋回加
速度に応じて図13に示すような出力電流上限値特性と
出力電流下限値特性を持つ電流制限MAPによる出力電
流制限手段とを備えたレーンキープアシスト制御装置に
おいて、アクチュエータ指令電流(制御電流演算値)
と、図13の電流制限MAPを比較し、アクチュエータ
指令電流が、出力電流上限値以上、または、出力電流下
限値以下であった場合、ドライバーの操舵介入と判断す
る。そして、操舵介入と判断した時間が増加すると共に
徐々に出力電流を低下させることによって、操舵トルク
センサを持たないシステムであってもドライバーと制御
出力の間の操舵干渉(操舵違和感)を抑制し、ドライバ
ーの操舵介入の容易性を向上させる。
走行中のレーン維持のために、操舵の遅れを補償する
道路曲率に応じたフィードフォワード補償要素、レー
ン内の車両の横位置、レーンに対する車両のヨー角等を
適正に保つためのフィードバック補償要素、外乱(路
面カント、轍、横風等、走行中の車両挙動を乱すような
外力)の影響をキャンセルするための外乱補償要素、な
どで構成される。
度(横加速度)と比例しているセルフアライニングトル
ク(以下SATと記す)とパワーステアリング(以下P
Sと記す)アシストトルクの作を基に、操舵系のフリク
ションロス、車両バラツキを考慮した余裕トルクを加え
た値を電流換算して求めている。
流換算値 Ips:PSアシストトルクの電流換算値 Idis:フリクションロス等を考慮した余裕トルクの電
流換算値 PSアシスト特性Ipsは、操舵中立付近に非線型領域が
あるため、旋回動作に最低必要なアクチュエータ電流I
sat−Ipsも同様な非線型特性を持つ。したがって、電
流制限MAPもこれと相似な形状とすることにより(図
13)、車両の横加速度によらずドライバー介入トルク
の最大値をほぼ一定に保つことができる。ドライバー操
舵介入時には、外乱補償電流が過剰となってアクチュエ
ータ指令電流が出力電流上下限値を超えた場合、操舵介
入と判断できる。操舵介入と判断した場合には、時間と
共に出力電流を低下させて、ドライバーの介入の容易性
を向上させている。
乱補償要素の本来の機能は、絶えず変化する路面カン
ト、轍、横風などの外乱によるレーンキープ性能の悪化
を防ぐものである。ところが、サスペンションのアライ
メントのずれ、操舵系フリクションの左右差などの定常
的な外乱に対しても同様に作用してしまうため、定常的
な外乱が作用した場合、アクチュエータ指令電流に定常
的な左右差(電流分布のオフセット)が生じる(図1
4)。すなわち、外乱補償要素の働きにより、本来は図
13のハッチングに示す電流分布となるが、アライメン
トのずれ等により、左旋回方向への定常外乱が作用した
場合には、図14の左図に示すように右方向に電流分布
がずれ、右旋回方向への定常外乱が作用した場合には、
図14の右図に示すように左方向に電流分布がずれる。
ぼ一定値となるように、電流制限MAPには、非線型特
性を持たせて設計している。
定常的な左右差が発生した状態では、図14に示す通
り、電流制限MAPの第4象限(または、第2象限)に
おいて、電流上下限値とアクチュエータ指令電流値との
間の余裕が大幅に減少するため、電流制限MAPの全領
域でドライバー操舵介入判断を行うと、介入誤判断の頻
度が高くなり、その結果、レーンキープ性能が低下する
おそれがある。すなわち、出力電流上下限値Ilmtに近
い部分でドライバー操舵介入の誤判断が増えるおそれが
ある。
すために、出力電流上限限値とアクチュエータ指令電流
値に間の余裕を大きく確保すると、介入判断性が悪化
し、ドライバーとレーンキープアシスト制御との間の操
舵力の干渉が増加する(違和感が増す)。
断を行うためには、電流制限MAPに対して、アクチュ
エータ指定電流の左右差の影響を補正する処理を行う必
要がある。
には、ある程度の時間を要するため、レーンキープコン
トロールユニットの電源投入直後はMAP補正が完了せ
ず、レーンキープコントロールユニットの電源投入後し
ばらくは介入誤判断の発生頻度を減らすことができな
い。このため、介入判断後の出力制限により車両の旋回
性能が低下し、レーンキープ性能が低下するおそれがあ
る。
もので、その目的とするところは、電流制限マップを用
いた操舵介入判断時、定常的な外乱による影響を排除す
ることで、ドライバー操舵介入の誤判断を防止すること
ができるレーンキープアシスト制御装置を提供すること
にある。
め、請求項1記載の発明では、白線情報や舵角情報を入
力し、走行中に設定されたレーンを維持するためのアク
チュエータ指令電流を算出するアクチュエータ指令電流
算出手段と、旋回加速度に応じた出力電流上限値特性と
出力電流下限値特性を持つ電流制限マップが設定された
電流制限マップ設定手段と、前記アクチュエータ指令電
流算出手段からのアクチュエータ指令電流と、電流制限
マップを比較し、アクチュエータ指令電流が、出力電流
上限値以上、または、出力電流下限値以下であった場
合、ドライバーの操舵介入と判断する操舵介入判断手段
と、を備えたレーンキープアシスト制御装置において、
前記電流制限マップの出力電流上限値特性と出力電流下
限値特性を、旋回に必要なアクチュエータ電流分布の定
常的な外乱による旋回加速度方向のずれをキャンセルす
る方向に補正する電流制限マップ補正手段を設けたこと
を特徴とする。
のレーンキープアシスト制御装置において、前記操舵介
入判断手段は、システム電源投入直後から前記電流制限
マップ補正手段によりずれ補正が完了するまでは、前記
電流制限マップにおける第1象限と第3象限の操舵角増
加側のみにドライバー操舵介入判断領域を限定する手段
であることを特徴とする。
請求項2に記載のレーンキープアシスト制御装置におい
て、前記電流制限マップ補正手段は、システム電源投入
後に電流制限マップのずれ補正を行い、1回目のマップ
補正完了と同時にマップ補正完了フラグに1を出力する
手段であることを特徴とする。
請求項3に記載のレーンキープアシスト制御装置におい
て、前記操舵介入判断手段によりドライバーの操舵介入
と判断された場合、介入時間と共に出力電流を低下させ
る操舵介入判断時制御手段を設けたことを特徴とする。
のレーンキープアシスト制御装置において、前記電流制
限マップの旋回加速度軸方向に出力電流軸をずらす小さ
な補正値を用い、車両や車種毎の操舵系特性にバラツキ
に応じて第1象限と第3象限の範囲を補正値の分だけ拡
大または縮小し、この拡大または縮小した範囲を広義の
第1象限と第3象限として設定する第1,第3象限設定
手段を設け、前記操舵介入判断手段は、システム電源投
入直後から前記電流制限マップ補正手段によるずれ補正
が完了するまでは、前記広義の第1象限と第3象限の操
舵角増加側のみにドライバー操舵介入判断領域を限定す
る手段であることを特徴とする。
請求項4に記載のレーンキープアシスト制御装置におい
て、前記電流制限マップ補正手段は、制御中の旋回加速
度に対するアクチュエータ電流の特性を所定時間以上メ
モリし、メモリデータの中からアクチュエータ電流が電
流値ゼロを中心とする設定電流幅以内であったときの旋
回加速度データから旋回加速度最大値と旋回加速度最小
値を選択し、(旋回加速度最大値+旋回加速度最小値)
/2により得られる値をオフセット値とし、このオフセ
ット値の分だけ電流制限マップを補正する手段であるこ
とを特徴とする。
は、レーンキープアシスト制御による走行時、アクチュ
エータ指令電流算出手段において、白線情報や舵角情報
を入力し、走行中に設定されたレーンを維持するための
アクチュエータ指令電流が算出され、操舵介入判断手段
において、アクチュエータ指令電流算出手段からのアク
チュエータ指令電流と、電流制限マップ設定手段に設定
されている電流制限マップとが比較され、アクチュエー
タ指令電流が、旋回加速度に応じた出力電流上限値特性
による出力電流上限値以上、または、旋回加速度に応じ
た出力電流下限値特性による出力電流下限値以下であっ
た場合、ドライバーによる操舵介入時であると判断され
る。
ップでは、旋回に必要なアクチュエータ電流分布が、サ
スペンションのアライメントのずれ、操舵系フリクショ
ンの左右差などの定常的な外乱により旋回加速度方向に
ずれ、このアクチュエータ電流分布のずれにより出力電
流上限値特性と出力電流下限値特性にもずれが生じる。
いて、電流制限マップ設定手段に設定されている電流制
限マップの出力電流上限値特性と出力電流下限値特性
が、旋回に必要なアクチュエータ電流分布の定常的な外
乱による旋回加速度方向のずれをキャンセルする方向に
補正される。
判断時、定常的な外乱による影響を排除することで、ド
ライバー操舵介入の誤判断を防止することができる。
判断手段において、操舵介入を判断するにあたって、シ
ステム電源投入直後から電流制限マップ補正手段により
ずれ補正が完了するまでは、電流制限マップにおける第
1象限と第3象限の操舵角増加側のみにドライバー操舵
介入判断領域が限定される。
は、ある程度の時間を要するため、システム電源投入直
後はマップ補正が完了せず、この間において電流制限マ
ップの全ての象限をドライバー操舵介入判断領域とした
場合、出力電流上下限値とアクチュエータ指令電流値の
間の余裕が小さい電流制限マップの第2象限または第4
象限で、ドライバーによる操舵介入の誤判断をしてしま
うおそれがある。
限マップのずれ補正が完了するまでは、電流制限マップ
における第1象限と第3象限の操舵角増加側のみにドラ
イバー操舵介入判断領域を限定しているため、システム
電源投入からマップ補正完了までの間においてドライバ
ー操舵介入の誤判断を減らすことができる。
マップ補正手段において、システム電源投入後に電流制
限マップのずれ補正が行われ、1回目のマップ補正完了
と同時にマップ補正完了フラグに1が出力される。
補正完了フラグが1となった時点までが電流制限マップ
のずれ補正期間となり、請求項2のように、マップ補正
期間中はドライバー操舵介入判断領域を制限する場合、
制限の開始と終了のタイミングを明瞭に規定することが
できる。
判断時制御手段において、操舵介入判断手段によりドラ
イバーの操舵介入と判断された場合、介入時間と共に出
力電流が低下させられる。
入時間の経過と共にレーンキープアシスト制御割合が徐
々に低下し、介入操舵力が徐々に増してゆくことによ
り、車両挙動の急変防止とドライバーの操舵介入容易性
とを両立させることができる。
3象限設定手段において、電流制限マップの旋回加速度
軸方向に出力電流軸をずらす小さな補正値を用い、車両
や車種毎の操舵系特性にバラツキに応じて第1象限と第
3象限の範囲を補正値の分だけ拡大または縮小し、この
拡大または縮小した範囲が広義の第1象限と第3象限と
して設定される。そして、操舵介入判断手段において、
操舵介入を判断するにあたって、システム電源投入直後
から電流制限マップ補正手段によるずれ補正が完了する
までは、広義の第1象限と第3象限の操舵角増加側のみ
にドライバー操舵介入判断領域が限定される。
ず、車両や車種毎の操舵系特性のバラツキに応じた広義
の第1象限と第3象限とすることで、特に非線型性の強
い旋回加速度0付近(操舵角中立付近)に対して操舵介
入判断領域を最適に設定することができる。
限マップ補正完了までは、広義の第1象限と第3象限が
ドライバー操舵介入判断領域とされるため、より正確な
ドライバー操舵介入判断を行うことができる。
マップ補正手段において、制御中の旋回加速度に対する
アクチュエータ電流の特性が所定時間以上メモリされ、
メモリデータの中からアクチュエータ電流が電流値ゼロ
を中心とする設定電流幅以内であったときの旋回加速度
データから旋回加速度最大値と旋回加速度最小値が選択
され、(旋回加速度最大値+旋回加速度最小値)/2に
より得られる値がオフセット値とされ、このオフセット
値の分だけ電流制限マップが補正される。
アクチュエータ電流分布に基づいて、制御電流マップの
中立補正が行われるため、出力電流上限値とアクチュエ
ータ指令電流の間の余裕、及び、出力電流下限値とアク
チュエータ指令電流の間の余裕を全ての旋回加速度域に
おいて均等に保つことができる。
たは第4象限において、出力電流上下限値とアクチュエ
ータ指令電流の間の余裕が適正な値に保たれるため(不
足していた部分は拡大され、過剰な部分は縮小され
る)、ドライバーの介入誤判断を減らすことができ、ド
ライバー操舵と制御操舵の干渉の少ない操舵特性を与え
ることができる。
ト制御装置を、図面に示す第1実施例〜第3実施例に基
づいて説明する。
載された発明に対応する例で、図1は第1実施例のレー
ンキープアシスト制御装置が適用された自動車用操舵系
を示す全体システム図であり、ステアリングコラム1に
はコラムシャフト2が内挿支持され、前記コラムシャフ
ト2の上端部にはステアリングホイール3が設けられ、
前記コラムシャフト2の下端部には左右の車輪4,5を
転舵する油圧パワーステアリング機構6が連結され、前
記コラムシャフト2の途中位置には補助操舵トルクを付
与するアシストアクチュエータ7が設けられている。
ー8と、モータ軸に設けられた電磁クラッチ9と、該電
磁クラッチ9を介してモーター8により回転駆動される
駆動歯車10と、該駆動歯車10に噛み合う被駆動歯車
11によるウォーム&ホイール減速機構を有して構成さ
れている。
ール3に近い位置には、コラムシャフト2の回転角度を
検出する操舵角センサー13が設けられ、また、前記駆
動歯車10の電磁クラッチ9とは反対側の歯車軸端部に
は、駆動歯車10の回転角度を検出するエンコーダー1
4が設けられている。前記操舵角センサー13及びエン
コーダー14からのセンサ信号は、レーンキープコント
ロールユニット15に入力される。
5には、操舵角センサー13及びエンコーダー14から
のセンサ信号以外に、進行方向の前方道路を撮影するC
CDカメラと画像処理回路を一体に持つカメラ&画像処
理装置16からの自車走行状態情報と、車速センサーや
Gセンサー等からの車両系各種信号が入力され、レーン
キープコントロールユニット15からは、モーター8に
対し駆動制御電流が出力されると共に、電磁クラッチ9
に対し断接指令が出力される。
Dカメラからの信号に基づく前方道路映像を画像処理
し、白線あるいはセンターラインなどの前方車線の境界
線が抽出識別され、自車走行位置と車線中央位置との横
変位を含む自車走行状態情報が作成される。
ブロック図であり、前記レーンキープコントロールユニ
ット15には、白線認識部15aと、舵角検出部15b
と、レーンキープ制御手段15cと、旋回加速度検知部
15dと、電流制限MAP設定部15e(電流制限マッ
プ設定手段)と、電流制限MAP補正部15f(電流制
限マップ補正手段)と、ドライバー介入判断部15g
(操舵介入判断手段)と、ドライバー介入時電流上下限
値算出部15h(操舵介入判断時制御手段)と、指令電
流制限部15iと、アクチュエータ駆動部15jと、を
有して構成されている。
理装置16からの入力情報に基づいて走行している道路
の白線を認識する。前記舵角検出部15bは、操舵角セ
ンサー13からのセンサー信号に基づいて舵角を検出す
る。
情報を用いて道路曲率及び車両横位置を検出し、車両横
位置が道路曲率に沿ってレーン中央位置を維持するよう
にレーンキープ制御用に演算されたアクチュエータ指令
電流I_contを算出する。
ーによる検出値、または、カメラによる自車位置情報と
舵角センサー13による舵角情報を用いた推定により旋
回加速度Gを検知する。
13に示すように、出力電流上限値I_lmt+の特性と出
力電流下限値I_lmt-の特性を持つ電流制限MAPが設
定されている。
加速度Gと前記アクチュエータ駆動部15jからのアク
チュエータ電流I_actとを入力し、電流制限MAPの出
力電流上限値I_lmt+の特性と出力電流下限値I_lmt-の
特性を、旋回に必要なアクチュエータ電流分布の定常的
な外乱による旋回加速度方向のずれをキャンセルする方
向に補正する。
レーンキープ制御手段15cからのアクチュエータ指令
電流I_contと、補正済みの電流制限MAPからの出力
電流上下限値I_lmt+、I_lmt-(補正完了フラグfMAP
が1となるまでは補正前MAPの第1象限と第3象限に
よるオリジナルの値)を比較し、アクチュエータ指令電
流I_contが、出力電流上限値I_lmt+以上、または、出
力電流下限値I_lmt-以下であった場合、ドライバーの
操舵介入と判断する。
15hは、介入時間に応じた電流制限比K_lmtに電流制
限MAPからの出力電流上下限値I_lmt+、I_lmt-を掛
け合わせることで、新たな出力電流上下限値を算出す
る。
プ制御手段15cからのレーンキープ制御用に演算され
たアクチュエータ指令電流I_contを、ドライバー介入
時電流上下限値算出部15hからの出力電流上下限値に
より制限する。
指令電流制限部15iから出力される指令電流に応じて
アクチュエータ電流I_actを作り出す。
実施例のレーンキープコントロールユニット15のドラ
イバー介入判断部15g及びドライバー介入時電流上下
限値算出部15hで行われる出力電流上下限値算出処理
の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップにつ
いて説明する。
サーによる検出値、または、カメラによる自車位置情報
と舵角センサー13による舵角情報を用いた推定値)
と、レーンキープ制御手段15cからのアクチュエータ
指令電流I_contと、電流制限MAP補正部15fが出
力するMAP補正完了フラグfMAPと、の各データが取
得される。
済みかどうかがMAP補正完了フラグfMAPにより判断
され、fMAP=0(電流制限MAPの補正中)であれば
ステップ32へ進み、fMAP=1(電流制限MAPの補
正完了)であればステップ33へ進む。
ット15への電源投入後、レーンキープ制御を所定時間
行うまではMAP補正が行われる。MAP補正は、ずれ
が検出された場合は、何回行っても良いが、最初の1回
目の補正が完了した時点で、電流制限MAP補正部15
fが出力するMAP補正完了フラグfMAP=1を出力す
る。本処理では、このMAP補正完了フラグfMAPとし
て1が出力された場合にMAP補正完了と判断する。
れたアクチュエータ指令電流I_contと旋回加速度Gと
が電流制限MAP上のどこの位置にあるかが判断され、
この判断された位置が電流制限MAPの第2象限または
第4象限であった場合にはステップ35へ進み、電流制
限MAPの第1象限(0≦Gかつ0≦I_cont)または
第3象限(G≦0かつI_cont≦0)であった場合には
ステップ33へ進み、ドライバー操舵介入判断を行う。
う出力電流上限値I_lmt+に対するドライバー操舵介入
条件が判断され、ステップ34では、I_cont<I_lmt-
という出力電流下限値I_lmt-に対するドライバー操舵
介入条件が判断される。
方のドライバー操舵介入条件を満足する場合にはドライ
バー操舵介入と判断してステップ36へ進み、ステップ
33とステップ34のいずれのドライバー操舵介入条件
も満足しない場合にはドライバー操舵非介入と判断して
ステップ35へ進む。
もしくは、ステップ34でNOでありドライバー操舵非
介入と判断された場合、ドライバー介入判断カウンタc
ntをデクリメント(cnt−1)してステップ37へ
進む。
S、もしくは、ステップ34でYESでありドライバー
操舵介入と判断された場合、ドライバー介入判断カウン
タcntをインクリメント(cnt+1)してステップ
37へ進む。
テップ36でカウントされたドライバー介入時間(ドラ
イバー介入判断カウンタcnt×サンプリング時間T)
に応じて電流制限比K_lmtが算出される。ここで求めた
電流制限比K_lmtは、ドライバー介入時間cnt・Tが
0であれば1とし、ドライバー介入時間cnt・Tの増
加と共に0または所定の最低電流制限値に向かって単調
に減少させて求める係数である(アクチュエータ電流I
_actを滑らかに遷移させるためにドライバー介入時間c
nt・Tを導入)。
電流制限比K_lmtに電流制限マップからの出力電流上限
値I_lmt+を掛け合わせることで最終的な出力電流上限
値が算出され、ステップ37で求めた電流制限比K_lmt
に電流制限マップからの出力電流下限値I_lmt-を掛け
合わせることで最終的な出力電流下限値が算出される。
たドライバー介入時の出力電流上下限値でアクチュエー
タ電流I_actをクリップする。
ープアシスト制御による走行時、レーンキープ制御手段
15cにおいて、白線情報や舵角情報を入力し、走行中
に設定されたレーンを維持するためのアクチュエータ指
令電流I_contが算出され、ドライバー介入判断部15
gにおいて、レーンキープ制御手段15cからのアクチ
ュエータ指令電流I_contと、電流制限MAP設定部1
5eに設定されている電流制限マップ(図13)とが比
較され、アクチュエータ指令電流I_contが、旋回加速
度Gに応じた出力電流上限値I_lmt+以上、または、旋
回加速度Gに応じた出力電流下限値I_lmt-以下であっ
た場合、ドライバーによる操舵介入時であると判断され
る。
ップでは、旋回に必要なアクチュエータ電流分布が、サ
スペンションのアライメントのずれ、操舵系フリクショ
ンの左右差などの定常的な外乱により旋回加速度方向に
ずれる。例えば、図4にはアクチュエータ電流宇分布が
右側へオフセットした場合を示す。このアクチュエータ
電流分布のずれにより出力電流上限値特性と出力電流下
限値特性にもずれが生じる。
において、電流制限MAP設定部15eに設定されてい
る電流制限マップの出力電流上限値特性と出力電流下限
値特性が、旋回に必要なアクチュエータ電流分布の定常
的な外乱による旋回加速度方向のずれをキャンセルする
方向に補正される。
ように、システム電源(=イグニッション電源)投入と
同時に開始され、1回目のマップ補正完了と同時にマッ
プ補正完了フラグfMAPに1が出力される。つまり、イ
グニッション電源OFF→ONの時点からマップ補正完
了フラグfMAPが1となった時点までが電流制限マップ
のずれ補正期間となる。
において、電流制限MAP設定部15eに設定されてい
る電流制限マップをシステム電源投入直後に補正するよ
うにしたため、電流制限マップを用いた操舵介入判断
時、定常的な外乱による影響が排除され、ドライバー操
舵介入の誤判断を防止することができる。
ある程度の時間(マップ補正期間)を要するため、シス
テム電源投入直後はマップ補正が完了せず、この間にお
いて電流制限マップの全ての象限をドライバー操舵介入
判断領域とした場合、図14に示すように、出力電流上
下限値I_lmt+,I_lmt-とアクチュエータ指令電流I_c
ontの間の余裕が小さい電流制限マップの第2象限また
は第4象限で、ドライバーによる操舵介入の誤判断をし
てしまうおそれがある。
介入を判断するにあたって、システム電源投入直後から
電流制限マップの補正が完了するまでは、図3のフロー
チャートにおいて、ステップ30→ステップ31→ステ
ップ32という流れとし、電流制限マップにおける第1
象限と第3象限の操舵角増加側のみにドライバー操舵介
入判断領域を限定するようにしている。
完了までの間においてドライバー操舵介入の誤判断を減
らすことができる。ここで、システム電源投入直後に第
2,第4象限を除外しても良い理由を、下記に列挙す
る。
第4象限)は、操舵角が中立へ復帰する方向への制御な
ので、車両の旋回加速度やヨーレートが減少し、車両挙
動としては安定側である。
第4象限)は、図6に示すように、アクチュエータ電流
が出力電流上限値に達した場合でも、ドライバーが操舵
することにより車両の横加速度が大きくなるに従って、
出力電流上限値が減少するため、ドライバーから見た操
舵介入性は、操舵切り増し側(操舵角増加側、電流制限
マップ上の第1,第3象限)に比べて容易である。この
ため、ドライバー操舵介入判断により電流制限を行わな
くても違和感が少ない。
限マップ上の第1,第3象限)は、図4,図14に示す
ように、アクチュエータ電流分布に左右差が発生した場
合であっても出力電流上下限値I_lmt+,I_lmt-とアク
チュエータ指令電流I_contの間の余裕の減少幅が小さ
いため、ドライバー操舵介入誤判断は増加しない。
3において、I_lmt+<I_contというドライバー操舵介
入条件を満足する場合、あるいは、ステップ34におい
て、I_cont<I_lmt-というドライバー操舵介入条件を
満足する場合、ドライバー操舵介入と判断してステップ
36へ進み、ステップ36では、ドライバー介入判断カ
ウンタcntをインクリメント(cnt+1)し、ステ
ップ37では、ドライバー介入時間(ドライバー介入判
断カウンタcnt×サンプリング時間T)の増加と共に
減少する電流制限比K_lmtが算出される。
上下限値I_lmt+,I_lmt-の係数として算出されるドラ
イバー操舵介入時の出力電流上下限値は、ドライバー介
入時間cnt・Tの増加と共に単調に減少する値とな
る。
入時間の経過と共にアクチュエータ電流I_actが滑らか
に遷移し、レーンキープアシスト制御割合が徐々に低下
し介入操舵力が徐々に増してゆくことにより、車両挙動
の急変防止とドライバーの操舵介入容易性とを両立させ
ることができる。
て、電流制限MAP設定部15eに設定されている電流
制限マップの出力電流上限値特性と出力電流下限値特性
が、旋回に必要なアクチュエータ電流分布の定常的な外
乱による旋回加速度方向のずれをキャンセルする方向に
補正されるため、電流制限マップを用いた操舵介入判断
時、定常的な外乱による影響を排除することで、ドライ
バー操舵介入の誤判断を防止することができる。
ップのずれ補正が完了するまでは、電流制限マップにお
ける第1象限と第3象限の操舵角増加側のみにドライバ
ー操舵介入判断領域を限定しているため、システム電源
投入からマップ補正完了までの間においてドライバー操
舵介入の誤判断を減らすことができる。
完了フラグfMAPが1となった時点までが電流制限マッ
プのずれ補正期間となり、第1実施例のように、マップ
補正期間中はドライバー操舵介入判断領域を制限する場
合、制限の開始と終了のタイミングを明瞭に規定するこ
とができる。
判断部15gによりドライバーの操舵介入と判断された
場合、介入時間と共にアクチュエータ電流I_actが低下
させられるため、介入時間の経過と共にレーンキープア
シスト制御割合が徐々に低下し介入操舵力が徐々に増し
てゆくことになり、車両挙動の急変防止とドライバーの
操舵介入容易性とを両立させることができる。
載された発明に対応する例で、構成については、第1実
施例の図1及び図2と同様であるので図示並びに説明を
省略する。
ールユニット15のドライバー介入判断部15g及びド
ライバー介入時電流上下限値算出部15hで行われる出
力電流上下限値算出処理の流れを示すフローチャート
で、図3のステップ32に対応するステップ32’を除
いて図3に示す第1実施例のフローチャートと同様であ
る。
されたアクチュエータ指令電流I_contと旋回加速度G
とが電流制限MAP上のどこの位置にあるかが判断さ
れ、この判断された位置が電流制限MAPの広義の第2
象限(G<−εかつ0<I_cont)または広義の第4象
限(ε<GかつI_cont<0)であった場合にはステッ
プ35へ進み、電流制限MAPの広義の第1象限(−ε
≦Gかつ0≦I_cont)または広義の第3象限(G≦ε
かつI_cont≦0)であった場合にはステップ33へ進
み、ドライバー操舵介入判断を行う。
のように完全な第1,第3象限に限定せず、図8に示す
ように、電流制限マップの旋回加速度軸方向に出力電流
軸をずらす小さな補正値εを用い、車両や車種毎の操舵
系特性やパワーステアリングアシスト特性のバラツキに
応じて設定した第1象限と第3象限を、広義の第1象限
と第3象限と定義する。
パワーステアリングアシスト特性のバラツキによる特に
非線型性の強い旋回加速度0付近(操舵角中立付近)に
対して操舵介入判断領域を最適に設定することができ
る。
電源投入直後から電流制限マップ補正完了までは、図9
に示すように、広義の第1象限と第3象限がドライバー
操舵介入判断領域とされるため、完全な第1,第3象限
をドライバー操舵介入判断領域とする第1実施例より正
確なドライバー操舵介入判断を行うことができる。
載された発明に対応する例で、構成については、第1実
施例の図1及び図2と同様であるので図示並びに説明を
省略する。
プコントロールユニット15の電流制限MAP補正部1
5fで行われる電流制限マップ補正処理の流れを示すフ
ローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
サーによる検出値、または、カメラによる自車位置情報
と舵角センサー13による舵角情報を用いた推定値)
と、アクチュエータ駆動部15jからのアクチュエータ
電流I_actの各データが取得される。
度データの選別処理が行われる。すなわち、アクチュエ
ータ電流絶対値|I_act|が設定電流幅αの範囲の場合
には次のステップ42へ進み、|I_act|≧αであり範
囲外の場合にはステップ40へ戻り、次回のサンプリン
グ時のデータを取得する。ここで、αはマップオフセッ
ト算出に使用するデータの電流上限値であり、図10の
(ロ)に示すように、介入による過剰電流データを削除
する意味でなるべく0[A]に近い値とする。
と判断された場合、マップ補正用データ数カウンタNを
インクリメント(N+1)する。
速度最大値と旋回加速度最小値との検出処理が行われ
る。すなわち、ステップ43で今回の旋回加速度Gが既
に保持している旋回加速度最小値Gminより小さいかど
うかが判断され、G<Gminの場合にはステップ44へ
進み、今回の旋回加速度Gが旋回加速度最小値Gminと
して更新される。また、ステップ43でNOであり、ス
テップ45で今回の旋回加速度Gが既に保持している旋
回加速度最大値Gmaxより大きいかどうかが判断され、
G>Gmaxの場合にはステップ46へ進み、今回の旋回
加速度Gが旋回加速度最大値Gmaxとして更新される。
なお、Gmin<G<Gmaxの場合には、ステップ43→ス
テップ45→ステップ47へと進み、既に保持されてい
る旋回加速度最小値Gminと旋回加速度最大値Gmaxがそ
のままとされる。
カウンタNが使用データ数下限値N0を超えているかど
うかが判断、すなわち、マップ補正に対して十分なデー
タ数が得られたかどうかが判断される。
nと旋回加速度最大値Gmaxを用いてマップ横軸方向(旋
回加速度軸方向)のオフセット値Gaveが下記の式によ
り算出される。 Gave=(Gmin+Gmax)/2 ステップ49では、図11に示すように、出力上限値特
性と出力下限値特性をオフセット値Gaveの分だけ旋回
加速度軸方向に移動させることで、電流制限マップの補
正が行われる。
プ補正が行われた場合、補正完了を表すマップ補正完了
フラグfMAP=1を出力する。
P補正部15fにおいて、図10に示すフローチャート
にしたがって、制御中の旋回加速度Gに対するアクチュ
エータ電流の特性が所定時間以上メモリされ、メモリデ
ータの中からアクチュエータ電流I_actが電流値ゼロを
中心とする設定電流幅±αの範囲内であったときの旋回
加速度データから旋回加速度最大値Gmaxと旋回加速度
最小値Gminが選択され、(Gmax+Gmin)/2により
得られる値がオフセット値Gaveとされ、このオフセッ
ト値Gaveの分だけ電流制限マップが補正される。
チュエータ電流分布に基づいて、制御電流マップの中立
補正が行われるため、図11の補正後の実線特性に示す
ように、出力電流上限値I_lmt+とアクチュエータ指令
電流I_contの間の余裕、及び、出力電流下限値I_lmt-
とアクチュエータ指令電流I_contの間の余裕を全ての
旋回加速度域において均等に保つことができる。
マップの第2象限または第4象限において、出力電流上
下限値I_lmt+,I_lmt-とアクチュエータ指令電流I_c
ontの間の余裕が適正な値に保たれるため(不足してい
た部分は拡大され、過剰な部分は縮小される)、ドライ
バーの介入誤判断を減らすことができ、ドライバー操舵
と制御操舵の干渉の少ない操舵特性を与えることができ
る。
では、システム電源投入直後に1回だけマップ補正を行
い、1回目のマップ補正完了と共にマップ補正完了フラ
グfMAPに1を出力する例を示したが、電流制限マップ
の補正時期(補正タイミング)は、システム電源投入直
後のみに限られるものではなく、第3実施例に示すよう
なマップ補正処理をレーンキープ制御中に継続して行
い、オフセット値Gaveが設定値以上となったことで電
流制限マップのずれ検出時とされ、マップのずれが検出
された場合にレーンキープ制御の途中においても補正を
行うような例としても良い。
て、電流制限マップの横軸方向(旋回加速度方向)にオ
フセット補正する例を示したが、レーンキープ制御中に
おける旋回加速度Gとアクチュエータ電流I_actとの関
係を多数のデータにより学習し、この学習により得られ
た旋回に必要なアクチュエータ電流分布が、初期設定に
よるアクチュエータ電流分布に対して縦軸方向(出力電
流方向)に拡大もしくは縮小しているような場合、図1
2に示すように、出力電流上限値特性と出力電流下限値
特性を縦軸方向にオフセット補正するようにしても良
い。この場合、製造バラツキや経年変化等があっても、
ドライバー操舵介入判断の基準となる出力電流上限値特
性と出力電流下限値特性とアクチュエータ電流分布との
間に常に適正なマージンを確保することができる。
適用された自動車用ステアリング系を示す全体システム
図である。
おける制御系を示すブロック図である。
ユニットのドライバー介入判断部及びドライバー介入時
電流上下限値算出部で行われる出力電流上下限値算出処
理の流れを示すフローチャートである。
右側へオフセットした場合の電源投入時の介入判断領域
を示す図である。
グチャートを示す図である。
(電流制限)特性を示す図である。
ユニットのドライバー介入判断部及びドライバー介入時
電流上下限値算出部で行われる出力電流上下限値算出処
理の流れを示すフローチャートである。
を2つのタイプにより示す図である。
右側へオフセットした場合の電源投入時の介入判断領域
を2つのタイプにより示す図である。
ルユニットの電流制限MAP補正部で行われる電流制限
マップ補正処理の流れを示すフローチャートである。
補正の一例を示す図である。
流制限マップを縦軸方向にオフセットする学習補正を示
す図である。
特性及び電流制限マップを示す図である。
チュエータ電流分布特性及び電流制限マップと右旋回方
向へ定常外乱が作用した場合のアクチュエータ電流分布
特性及び電流制限マップを示す図である。
段) 15f 電流制限MAP補正部(電流制限マップ補正手
段) 15g ドライバー介入判断部(操舵介入判断手段) 15h ドライバー介入時電流上下限値算出部(操舵介
入判断時制御手段) 15i 指令電流制限部 15j アクチュエータ駆動部 16 カメラ&画像処理装置
Claims (6)
- 【請求項1】 白線情報や舵角情報を入力し、走行中に
設定されたレーンを維持するためのアクチュエータ指令
電流を算出するアクチュエータ指令電流算出手段と、 旋回加速度に応じた出力電流上限値特性と出力電流下限
値特性を持つ電流制限マップが設定された電流制限マッ
プ設定手段と、 前記アクチュエータ指令電流算出手段からのアクチュエ
ータ指令電流と、電流制限マップを比較し、アクチュエ
ータ指令電流が、出力電流上限値以上、または、出力電
流下限値以下であった場合、ドライバーの操舵介入と判
断する操舵介入判断手段と、 を備えたレーンキープアシスト制御装置において、 前記電流制限マップの出力電流上限値特性と出力電流下
限値特性を、旋回に必要なアクチュエータ電流分布の定
常的な外乱による旋回加速度方向のずれをキャンセルす
る方向に補正する電流制限マップ補正手段を設けたこと
を特徴とするレーンキープアシスト制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のレーンキープアシスト
制御装置において、 前記操舵介入判断手段は、システム電源投入直後から前
記電流制限マップ補正手段によりずれ補正が完了するま
では、前記電流制限マップにおける第1象限と第3象限
の操舵角増加側のみにドライバー操舵介入判断領域を限
定する手段であることを特徴とするレーンキープアシス
ト制御装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のレーン
キープアシスト制御装置において、 前記電流制限マップ補正手段は、システム電源投入後に
電流制限マップのずれ補正を行い、1回目のマップ補正
完了と同時にマップ補正完了フラグに1を出力する手段
であることを特徴とするレーンキープアシスト制御装
置。 - 【請求項4】 請求項1ないし請求項3に記載のレーン
キープアシスト制御装置において、 前記操舵介入判断手段によりドライバーの操舵介入と判
断された場合、介入時間と共に出力電流を低下させる操
舵介入判断時制御手段を設けたことを特徴とするレーン
キープアシスト制御装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載のレーンキープアシスト
制御装置において、 前記電流制限マップの旋回加速度軸方向に出力電流軸を
ずらす小さな補正値を用い、車両や車種毎の操舵系特性
にバラツキに応じて第1象限と第3象限の範囲を補正値
の分だけ拡大または縮小し、この拡大または縮小した範
囲を広義の第1象限と第3象限として設定する第1,第
3象限設定手段を設け、 前記操舵介入判断手段は、システム電源投入直後から前
記電流制限マップ補正手段によるずれ補正が完了するま
では、前記広義の第1象限と第3象限の操舵角増加側の
みにドライバー操舵介入判断領域を限定する手段である
ことを特徴とするレーンキープアシスト制御装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項4に記載のレーン
キープアシスト制御装置において、 前記電流制限マップ補正手段は、制御中の旋回加速度に
対するアクチュエータ電流の特性を所定時間以上メモリ
し、メモリデータの中からアクチュエータ電流が電流値
ゼロを中心とする設定電流幅以内であったときの旋回加
速度データから旋回加速度最大値と旋回加速度最小値を
選択し、(旋回加速度最大値+旋回加速度最小値)/2
により得られる値をオフセット値とし、このオフセット
値の分だけ電流制限マップを補正する手段であることを
特徴とするレーンキープアシスト制御装置。
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