JP2011230666A - 狭路走行支援装置、狭路走行支援方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ソナー11L及び11Rによって、走路境界との距離yL及びyRを検出し、検出結果に応じて狭路支援制御の介入が必要か否かを判断する(S103)。制御介入が必要であると判断したら、最終トルク指令値Ifに対して制御介入し、操舵支援を行う(S105)。ここでは、回避トルク指令値Iaと助勢トルク指令値Isとの加算によって最終トルク指令値Ifを演算する(S205)。回避トルク指令値Iaは、走路境界から離れる方向の支援トルクとなる。一方、助勢トルク指令値Isは、運転者の操舵方向と同一の支援トルクとなるので、運転者の操舵方向が走路境界に向かっていれば、この助勢トルク指令値Isを減少補正することで、走路境界に対する接近が抑制される。
【選択図】図3
Description
本発明の課題は、狭路を走行する際に、運転者に対して適切なステアリング操作を直感的に促すことである。
《構成》
図1は、操舵支援システムの概略構成図である。
自車10のフロント左側に設けられたソナーセンサ11Lは、自車10の左側に存在する壁やガードレールやフェンス等の側方物体までの距離yLを検出し、検出した距離yLをコントローラ12へ入力する。また、自車10のフロント右側に設けられたソナーセンサ11Rは、自車10の右側に存在する壁やガードレールやフェンス等の側方物体までの距離yRを検出し、検出した距離yRをコントローラ12へ入力する。トルクセンサ14は、ステアリングシャフト15に作用する運転者の操舵トルクTを検出し、検出した操舵トルクTをコントローラ12へ入力する。舵角センサ17は、ステアリングホイール16の操舵角θを検出し、検出した操舵角θをコントローラ12へ入力する。車速センサ18は、自車速Vを検出し、検出した車速Vをコントローラ12へ入力する。
コントローラ12は、制御介入判断部19と、助勢トルク指令値演算部20と、狭路支援制御介入部21と、を備える。
制御介入判断部19には、ソナー11L及び11Rで検出した側方物体までの距離yL及びyRと、舵角センサ17で検出した操舵角θと、車速センサ18で検出した車速Vと、が入力される。制御介入判断部19は、入力した各種信号に基づいて、側方物体から離れる方向のステアリング操作を運転者に促すための狭路支援制御を開始するか否かを判断する。
コントローラ12は、所定の演算周期毎にモータ制御処理を実行する。
先ずステップS101では、各種信号を読込み、メモリ内に保持する。
続くステップS102では、助勢トルク指令値演算部20によって助勢トルク指令値演算処理を実行し、操舵トルクT及び車速Vに応じた通常のEPSアシストトルクを実現するための助勢トルク指令値Isを演算する。
ステップS106では、通常の操舵支援としてアシストトルクを実現するための助勢トルク指令値Isを、そのまま最終トルク指令値としてからステップS107に移行する。
ステップS107では、最終トルク指令値Ifに応じて電動モータ13を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
コントローラ12は、前述したステップS103のサブルーチンとして、制御介入判断部19により、制御介入判断処理を実行する。
続くステップS602では、左側の側方物体までの距離yLと右側の側方物体までの距離yRとの総和Sが、予め設定された第一の閾値th1以下であるか否かを判定する。ここで、判定結果が『S≦th1』であれば、狭路の走行であり、左右両側の側方物体に対して適切なステアリング操作を促す必要があると判断してステップS603に移行する。一方、判定結果が『S>th1』であれば、左右片側の側方物体に対してのみ適切なステアリング操作を促す必要があると判断して後述するステップS607に移行する。
続くステップS605では、制御モード情報、及び狭路支援フラグ情報を出力してから制御介入判断処理を終了する。
ステップS606では、制御モードを『両側支援・右方物体回避』として設定し、且つ狭路支援フラグを『f=1』にセットしてから前記ステップS605に移行する。
ステップS609では、右側の側方物体までの距離yRが予め定められた第二の閾値th2より小さく、且つ操舵角θが右旋回領域に相当する正値であるか否かを判定する。ここで、判定結果が『yR<th2、且つθ>0』であれば、狭路の走行であり、右側の側方物体に対する回避操作が必要であると判断してステップS610に移行する。一方、判定結果が『yR≧th2、又はθ≦0』であれば、右側の側方物体に対する回避操作は不要であると判断してステップS611に移行する。
ステップS611では、狭路支援フラグを『f=0』にリセットしてから前記ステップS605に移行する。
狭路支援制御介入部21は、フィードバック偏差演算部22と、回避トルク指令値演算部23と、レートリミッタ24と、助勢トルク指令値補正部25と、加算器26と、を備える。
コントローラ12は、前述したステップS105のサブルーチンとして、狭路支援制御介入部21により、狭路支援制御介入処理を実行する。
続くステップS202では、回避トルク指令値演算部23によって回避トルク指令値演算処理を実行し、フィードバック偏差eに比例ゲインKを乗じることで回避トルク指令値Iaを演算する。
続くステップS204では、助勢トルク指令値補正部25によって助勢トルク指令値補正処理を実行し、助勢トルク指令値Isに対して、0〜1の範囲の補正係数kを乗算することにより、助勢トルク指令値Isを減少補正する。
図7は、フィードバック偏差演算処理を示すフローチャートである。
コントローラ12は、前述したステップS201のサブルーチンとして、フィードバック偏差演算部22により、フィードバック偏差演算処理を実行する。
続くステップS302では、制御モードが『片側支援』であるか否かを判定する。ここで、制御モードが『片側支援』に設定されていればステップS303に移行する。一方、制御モードが『両側支援』に設定されていればステップS304に移行する。
ステップS304では、下記(2)式に示すように、参照値Cと、左右のうち選択された何れか一方の側方物体までの距離y1と、左右のうち他方の側方物体までの距離y2とに応じて、フィードバック偏差eを演算する。ここで、y1は左右両側の側方物体までの距離yL及びyRのうち、制御モードに応じて選択された何れか一方の距離であり、y2は左右両側の側方物体までの距離yL及びyRのうち、y1として選択されなかった他方の距離である。すなわち、制御モードが『左方物体回避』に設定されていれば、左側の側方物体までの距離yLをy1として選択し、右側の側方物体までの距離yRをy2として選択する。一方、制御モードが『右方物体回避』に設定されていれば、右側の側方物体までの距離yRをy1として選択し、左側の側方物体までの距離yLをy2として選択する。{(y2+y1)/2}は、左側の側方物体と右側の側方物体との中央位置、つまり狭路の幅中央位置となる。
コントローラ12は、前述したステップS202のサブルーチンとして、回避トルク指令値演算部23により、回避トルク指令値演算処理を実行する。
先ずステップS401では、予め設定されたデフォルトのゲインKdを読込む。
続くステップS402では、制御モードが『片側支援』であるか否かを判定する。ここで、制御モードが『片側支援』に設定されていればステップS403に移行する。一方、制御モードが『両側支援』に設定されていればステップS405に移行する。
続くステップS404では、フィードバック偏差eにフィードバックゲインKを乗算した値を回避トルク指令値Iaとして演算してから、回避トルク指令値演算処理を終了する。
コントローラ12は、前述したS204のサブルーチンとして、助勢トルク指令値補正部25により、助勢トルク指令値補正処理を実行する。
先ずステップS501では、現在の操舵角θを読込む。
続くステップS502では、狭路支援フラグが『f=0』から『f=1』に変化したか否かを判定する。ここで、狭路支援フラグが『f=1』に変化した直後であれば、ステップS503に移行する。一方、狭路支援フラグが『f=1』に変化した直後でなければステップS504に移行する。
続くステップS504では、操舵トルクTの方向が、回避対象となっている側方物体の側と一致しているか否かを判定する。すなわち、制御モードが『左方物体回避』に設定されていれば、操舵トルクTが左旋回方向に相当する負値であるか否かを判定し、制御モードが『右方物体回避』に設定されていれば、操舵トルクTが右旋回方向に相当する正値であるか否かを判定する。ここで、操舵トルクTが回避対象に向いていれば、助勢トルク指令値Isを減少補正する必要があると判断してステップS505に移行する。一方、操舵トルクTが回避対象に向いていなければ、助勢トルク指令値Isを減少補正する必要はないと判断してステップS507に移行する。
図10は、補正係数kの算出に用いるマップである。
差分Δθは、制御モードが『左方物体回避』に設定されていれば、操舵角θから介入開始操舵角θsを減算して算出され、制御モードが『右方物体回避』に設定されていれば、介入開始操舵角θsから操舵角θを減算して算出される。すなわち、差分Δθが負値となるときには、狭路支援制御を開始した時点よりも回避対象の側にステアリング操作されていることを表し、差分Δθが正値となるときには、狭路支援制御を開始した時点よりも回避対象の反対側にステアリング操作されていることを表す。
Is ← Is×k …………(5)
ステップS507では、下記(6)式に示すように、補正係数kを1に設定してから前記ステップS506に移行する。
先ず、運転者のステアリング操作に対する助勢トルク指令値Isを演算し(S102)、この助勢トルク指令値Isを最終トルク指令値Ifとして電動モータ13を駆動制御する(S106、S107)。助勢トルク指令値Isは、運転者の操舵方向と同一の支援トルクとなるので、運転者の操舵負担が軽減される。
図11は、走行シーンの一例を示した図である。
ここで、走行中の走行路が、左側の距離yLと右側の距離yRとの総和Sが第一の閾値th1以下となる狭路であるときには(S602の判定が“Yes”)、制御モードが『両側支援』に設定される。この場合、自車両が狭路の左側に寄っているときには(S603の判定が“Yes”)、左側の走路境界30に対して回避操作が必要であると判断し、制御モードが『左方物体回避』に設定される(S604)。一方、自車両が狭路の右側に寄っているときには(S603の判定が“No”)、右側の走路境界31に対して回避操作が必要であると判断し、制御モードが『右方物体回避』に設定される(S605)。
こうして、狭路支援制御の要否を判断し、制御介入が必要であると判断したら、最終トルク指令値Ifに対して制御介入し、操舵支援を行う(S105)。
ここで、制御モードが『片側支援』の場合には(S302の判定が“Yes”)、前記(1)式により、デフォルトの参照値Cと回避対象の側の距離y1との差分をフィードバック偏差eとして演算する(S303)。これにより、回避対象の側の距離y1が小さいほど、つまり自車量が回避対象に接近するほど、回避トルク指令値Iaが大きくなるので、より確実に回避操作を運転者に促すことができる。
ここで、狭路支援フラグが『f=0』から『f=1』に変化したときの操舵角θを、介入開始操舵角θsとして設定し(S502、S503)、それ以降は、現在の操舵角θと介入開始操舵角θsとの差分Δθに応じて補正係数kを算出する(S505)。これにより、狭路支援制御を開始してから、運転者が更に回避対象の側へとステアリング操作するほど、補正係数kが1から0の範囲で減少するので、助勢トルク指令値Isが減少補正される。
また、車速Vが高いほど、差分Δθの減少に対する補正係数kの減少率を高くする。すなわち、車速Vが高いほど、走路境界への接近速度も早いので、助勢トルク指令値Isに対する減少補正量を大きくする。これにより、より確実に回避操作を促すことができる。
なお、走路境界として、例えば壁やガードレールやフェンス等の側方物体を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、路面に標示された通行区分線や、又は側溝などを検出し、これら走路境界までの距離を検出してもよい。
以上より、電動モータ13、助勢トルク指令値演算部20が「付与手段」に対応し、ソナーセンサ11L及び11Rが「距離検出手段」に対応し、制御介入判断部19及び狭路支援制御介入部21が「制御介入手段」に対応する。また、ステップS505で回避対象となる走路境界までの距離y1の減少率を算出する処理が「減少率算出手段」に対応し、車速センサ18が「車速検出手段」に対応し、舵角センサ17が「操舵角検出手段」に対応する。
このように、自車から走路境界までの距離を検出し、検出した走路境界までの距離に応じて、支援トルクに対して制御介入し、操舵支援を行うことで、狭路を走行する際に、運転者に対して、適切なステアリング操作を直感的に促すことができる。
このように、走路境界までの距離が短いほど、制御介入量を、走路境界の回避方向に、大きくすることで、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、走路境界までの距離の減少率が高いほど、制御介入量を、走路境界の回避方向に、大きくすることで、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、自車速が高いほど、制御介入量を、走路境界の回避方向に、大きくすることで、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、操舵角が走路境界に近づく側にあるほど、制御介入量を、走路境界の回避方向に、大きくすることで、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、左右の走路境界までの距離の総和が長いほど、制御介入量を、走路境界の回避方向に、大きくすることで、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、減少補正した助勢トルクと演算した回避トルクとを加算した値を最終的な支援トルクとする構成なので、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、助勢トルクを減少補正量を大きくするときに、制御介入量が大きくなり、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、回避トルクを大きくするときに、制御介入量が大きくなり、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、走路境界の回避方向に運転者がステアリング操作するときには、制御介入量を制限することにより、回避操作を阻害することを抑制できる。
このように、制御介入を開始した以降の操舵角が、介入開始操舵角よりも走路境界の側に大きくなるほど、制御介入量を、走路境界の回避方向に、大きくすることで、より確実に回避操作を促すことができる。
このように、左右の走路境界までの距離の総和が、第一の閾値よりも短いときに、制御介入を開始することで、適切なタイミングで制御介入を開始することができる。
このように、左右の何れか一方の走路境界までの距離が、第二の閾値よりも短いときに、制御介入を開始することで、適切なタイミングで制御介入を開始することができる。
このように、自車から走路境界までの距離を検出し、検出した走路境界までの距離に応じて、支援トルクに対して制御介入し、操舵支援を行うことで、狭路を走行する際に、運転者に対して、適切なステアリング操作を直感的に促すことができる。
11L ソナーセンサ
11R ソナーセンサ
12 コントローラ
13 電動モータ
14 トルクセンサ
15 ステアリングシャフト
16 ステアリングホイール
17 舵角センサ
18 車速センサ
19 制御介入判断部
20 助勢トルク指令値演算部
21 狭路支援制御介入部
22 フィードバック偏差演算部
23 回避トルク指令値演算部
24 レートリミッタ
25 助勢トルク指令値補正部
26 加算器
30 走路境界
31 走路境界
Claims (14)
- 運転者のステアリング操作に対して支援トルクを付与可能な付与手段と、
自車から左右の走路境界までの距離を検出する距離検出手段と、
前記距離検出手段で検出した左右の走路境界までの距離に応じて、狭路の走行と判断しつつ、前記付与手段の前記支援トルクに対して制御介入することで、回避対象となる前記走路境界からの回避操作を運転者に促す制御介入手段と、を備えることを特徴とする狭路走行支援装置。 - 前記制御介入手段は、回避対象となる前記走路境界までの距離が短いほど、前記支援トルクに対する制御介入量を、回避対象となる前記走路境界の回避方向に、大きくすることを特徴とする請求項1に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、回避対象となる前記走路境界までの距離の減少率を算出する減少率算出手段を有し、前記減少率算出手段で算出した減少率が高いほど、前記支援トルクに対する制御介入量を、回避対象となる前記走路境界の回避方向に、大きくすることを特徴とする請求項1又は2に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、自車速を検出する車速検出手段を有し、前記車速検出手段で検出した自車速が高いほど、前記支援トルクに対する制御介入量を、回避対象となる前記走路境界の回避方向に、大きくすることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、操舵角を検出する操舵角検出手段を有し、前記操舵角検出手段で検出した操舵角が回避対象となる前記走路境界に近づく側にあるほど、前記支援トルクに対する制御介入量を、回避対象となる前記走路境界の回避方向に、大きくすることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、左の前記走路境界までの距離と右の前記走路境界までの距離との総和が長いほど、前記支援トルクに対する制御介入量を、回避対象となる前記走路境界の回避方向に、大きくすることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の狭路走行支援装置。
- 前記付与手段は、運転者のステアリング操作を助勢する方向の助勢トルクを演算し、演算した前記助勢トルクを前記支援トルクとして付与し、
前記制御介入手段は、前記付与手段が演算した前記助勢トルクを減少補正すると共に、回避対象となる前記走路境界から離れる方向の回避トルクを演算し、減少補正した前記助勢トルクと演算した前記回避トルクとを加算した値を最終的な前記支援トルクとすることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の狭路走行支援装置。 - 前記制御介入手段は、前記助勢トルクの減少補正量を大きくすることで、前記制御介入量を大きくすることを特徴とする請求項7に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、前記回避トルクを大きくすることで、前記制御介入量を大きくすることを特徴とする請求項7又は8に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、運転者の操舵トルクが、回避対象となる前記走路境界の回避方向に作用しているときには、前記制御介入量を制限することを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、前記支援トルクに対して制御介入を開始した時点の操舵角を介入開始操舵角とし、制御介入を開始した以降の操舵角が、前記介入開始操舵角よりも回避対象となる前記走路境界の側に大きくなるほど、前記支援トルクに対する制御介入量を、回避対象となる前記走路境界の回避方向に、大きくすることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、左の前記走路境界までの距離と右の前記走路境界までの距離との総和が、予め定められた第一の閾値よりも短いときに、前記支援トルクに対する制御介入を開始することを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の狭路走行支援装置。
- 前記制御介入手段は、左右の何れか一方の前記走路境界までの距離が、予め定められた第二の閾値よりも短いときに、前記支援トルクに対する制御介入を開始することを特徴とする請求項1〜12に記載の狭路走行支援装置。
- 運転者のステアリング操作に対して支援トルクを付与可能とし、自車から左右の走路境界までの距離を検出し、検出した走路境界までの距離に応じて、狭路の走行と判断しつつ、前記支援トルクに対して制御介入することで、回避対象となる前記走路境界からの回避操作を運転者に促すことを特徴とする狭路走行支援方法。
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