JP2012232704A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操舵補助力をモータ6によって発生させる操舵補助モード、及び、走行車線を自動的に維持するための反力トルクをモータ6によって発生させる車線維持支援モードで使用可能な車両用操舵装置100であって、道路の1車線の幅及び当該幅内の自車両の位置を検知する検知装置15と、車線維持支援モードにおいて、前記幅内の目標走行ラインから前記幅の最寄りの一方の端を車両が逸脱しない位置までの距離に対して所要のトルク値が得られる反力トルクの特性を、目標走行ラインを中心線として設定し、設定した特性に基づく反力トルクを操舵機構に付与する制御装置12とを備えたものである。
【選択図】図1
Description
また、その他、車線維持支援に関する技術としては、車線維持支援モードに移行する前に一定時間経過を条件とする装置(特許文献2参照。)、操舵トルクが所定値未満のときは車線変更を行わないとする装置(特許文献3参照。)、車線維持支援モード時に少ない操舵力で車線変更を行う装置(特許文献4参照。)、実舵角と目標舵角との偏差に応じて車線維持のためのトルクを付与する装置(特許文献5参照。)等が提案されている。
道路の1車線の幅及び当該幅内の自車両の位置を検知する検知装置と、前記車線維持支援モードにおいて、前記幅内の目標走行ラインから前記幅の最寄りの一方の端を車両が逸脱しない位置までの距離に対して所要のトルク値が得られる反力トルクの特性を、前記目標走行ラインを中心線として設定し、設定した特性に基づく反力トルクを操舵機構に付与する制御装置とを備えたものである。
この場合、例えば車線の幅が狭くなったときは、立ち上がり勾配を大きくすることによって、目標走行ラインからの車両のずれに対して反力トルクを素早く立ち上げることができる。従って、車線の幅が狭くなっても確実に反力トルクを発生させ、目標走行ラインの走行のための適切な支援をすることができる。
この場合、例えば車線の幅が狭くなったときは、不感帯の幅を狭くすることによって、目標走行ラインからの車両のずれに対して反力トルクを早めに立ち上げることができる。従って、車線の幅が狭くなっても確実に反力トルクを発生させ、目標走行ラインの走行のための適切な支援をすることができる。
この場合、特性の急変による運転者の違和感を防止することができる。
この場合、車線の中心以外に、運転者の意思で、左寄り又は右寄りの目標走行ラインを設定することができる。また、寄った方へは車線の幅が狭くなるが、目標走行ラインからの車両のずれに対して反力トルクを素早く又は早めに立ち上げることにより、目標走行ラインの走行のための適切な支援をすることができる。
この場合、操舵補助モードと車線維持支援モードとの間にスタンバイモードが存在することになり、車線維持支援モードが解除されてもスタンバイモードに戻る。従って、例えば車線変更によって車線維持支援モードが一旦解除されても、変更後の車線で再び車線維持支援モードへの移行の指示をしなくても、スタンバイモードから再び車線維持支援モードへ移行することができる。
この場合、車線維持支援モードへの移行時のトルク急変を緩和し、運転者に違和感を与えずに移行を実現することができる。
この場合、車線維持支援モードにおける運転者の意思による操舵時(緊急危険回避行動等)には、反力トルクによる運転者の操舵への干渉を防止することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用操舵装置100の概略構成を示す図である。車両用操舵装置100は、電動パワーステアリング装置30及び検知装置15を主要な要素として構成されている。電動パワーステアリング装置30は、ステアリングホイール1と操向車輪9とを繋ぐ操舵機構20に、モータ6による操舵補助力を付与するものである。操舵補助力を加える場所によって、コラムアシスト、ピニオンアシスト、ラックアシスト等のタイプがあり、どのタイプでもよいが、一例としてこの図は、ピニオンアシストの電動パワーステアリング装置30を示している。
次に、通常の電動パワーステアリング装置としての操舵補助モードとは異なる車線維持支援モード(LKA(Lane Keeping Assist)モードとも言う。)について、具体的に説明する。
[立ち上がり勾配の変化]
図2は、車線維持支援モードにおいて発生させる反力トルク(ガイダンストルク)の特性の一例を示すグラフである。横軸は、車線中央を特性の中心線に対応させた場合の車線中央からの距離を表し、縦軸は、トルク(反力トルク)を表している。目標走行ラインG(太線)は、車線中央に設定され、矢印は車両進行方向を示している。車両が、中央の目標走行ラインGから左へずれると、そのずれ量に応じて図示の特性で右方向トルクが発生し、車両は目標走行ラインに戻される。また、車両が、中央の目標走行ラインから右へずれると、そのずれ量に応じて図示の特性で左方向トルクが発生し、車両は目標走行ラインに戻される。なお、中央付近には、トルクを発生しない若干の不感帯がある。
従って、このような車両用操舵装置100では、車線の幅が変化しても所要の反力トルクを生じて、車両に、目標走行ラインを走行させるための適切な支援をすることができる。
図5は、車線維持支援モードにおいて発生させる反力トルクの特性の他の例を示すグラフである。目標走行ラインG(太線)、左車線ラインL、右車線ラインR、左方向トルクのピーク値TLmax、右方向トルクのピーク値TRmaxは、図2と同様である。図2との違いは、説明の便宜上、実際の特性よりも不感帯の部分を強調(拡張)して図示している点である。但し、実際に、不感帯を若干拡張してもよい。
従って、このような車両用操舵装置100では、車線の幅が変化しても所要の反力トルクを生じて、車両に、目標走行ラインを走行させるための適切な支援をすることができる。
[不感帯の幅の変化]
図7及び図8は、図5に示した特性が、目標走行ラインの変化によってどのように変化するかを示すグラフである。目標走行ラインは、必ずしも車線の中央(幅中心)とは限らず、運転者の好みによって、中央より左寄り或いは右寄りを走行したい、という場合もある。
従って、このような車両用操舵装置100では、目標走行ラインが車線中央からずれていても、所要の反力トルクを生じて、車両に、目標走行ラインを走行させるための適切な支援をすることができる。
従って、このような車両用操舵装置100では、目標走行ラインが車線中央からずれていても、所要の反力トルクを生じて、車両に、目標走行ラインを走行させるための適切な支援をすることができる。
なお、不感帯の幅を調節する以外に、立ち上がりの勾配を変えることによっても、目標走行ラインのずれに対応することは可能である。図10は、目標走行ラインのずれに対して、反力トルクの特性において絶対値の立ち上がりの勾配を変化させる例を示すグラフである。図において、二点鎖線は、図2と同じ特性を示している。
なお、右寄りに目標走行ラインを設定したときも同様に、立ち上がりの勾配を大きくすることによって対応可能である。
従って、このような車両用操舵装置100では、目標走行ラインが車線中央からずれていても、所要の反力トルクを生じて、車両に、目標走行ラインを走行させるための適切な支援をすることができる。
次に、操舵補助モード、車線維持支援モード(LKAモード)の他に、第3のモードとしてスタンバイモードを設けた場合の動作について説明する。
図11は、ステアリングホイールの近辺に設けられるランプ付きのスイッチ18及び、ランプ19を示す図である。スイッチ18は、スタンバイモードの動作をオン/オフするもので、オンのとき点灯する。ランプ19は、スタンバイモードからLKAモードに移行したとき点灯する。LKAモードのオンスイッチは設けられていない。運転者は、LKAモードに設定したい場合、スタンバイモードのスイッチ18をオンにする。
なお、スイッチ18に代えて、これをスタンバイモードの表示用ランプとしてランプ19と共にモード動作表示用ランプとし、別途、LKAモードのオン/オフを行うためのスイッチを設けてもよい。
Ta=aD/(bL×cV) ・・・(1)
で表される関数によって近似することができる。なお、a,b,cは係数である。移行前のスタンバイモードにおいて、係数a,b,cの値を適切に選択することで、式(1)によるトルクTaをスタンバイモードにおけるトルクに合わせておく。そして、LKAモードへの移行開始により、係数a,b,cを変化させながら図13に示すように勾配が変化していく過渡特性を作り出す。
なお、上記式(1)による演算トルクは、特性マップと同様に、LKAモードでも使用することができる。
次に、LKAモードの解除について補足説明する。なお、この解除条件は必ずしもスタンバイモードを前提としないので、図12とは異なる。
図14は、LKAモード開始後のモード維持又は解除を示すフローチャートである。図において、LKAモード開始後は、図示の6つの事象がいずれも「NO」の場合のみECU12は、LKAモードを維持し(ステップS17)、1つでも事象が「YES」であればLKAモードを解除する(ステップS18)。具体的には、ECU12は、ステップS11では、方向指示器が操作されたか否かを判定する。方向指示器が操作されれば、車線(レーン)変更をすることを意味するので、LKAモードを解除する。
また、その他、ECU12は、操舵トルクが閾値より大きい(ステップS13)、操舵速度が閾値(例えば300deg/秒)より大きい(ステップS14)、操舵角が閾値(例えば中立±45deg)より大きい(ステップS15)、及び、操舵角加速度が閾値より大きい(ステップS16)、のそれぞれの場合には、運転者が自らの意思で操舵しようとしていると推認し、LKAモードを解除する。
すなわち、LKAモードにおける運転者の意思による操舵時(緊急危険回避行動等)には、反力トルクによる運転者の操舵への干渉を防止することができる。
なお、上記実施形態において、例えば図3,4,6,7,8,10に示した反力トルクの特性の変化は、例えば、予め多種類のマップをECU12に記憶しておき、適切なマップを選択することにより実現することができる。また、正規化された基本マップを記憶しておいて、車線の幅や目標走行ラインに応じてその都度演算するという手法でもよい。さらに、式(1)にも示したように、例えば車速に応じて特性を変えることもできる。
Claims (8)
- 車両に搭載され、操舵補助力をモータによって発生させる操舵補助モード、及び、走行車線を自動的に維持するための反力トルクを前記モータによって発生させる車線維持支援モードで使用可能な車両用操舵装置であって、
道路の1車線の幅及び当該幅内の自車両の位置を検知する検知装置と、
前記車線維持支援モードにおいて、前記幅内の目標走行ラインから前記幅の最寄りの一方の端を車両が逸脱しない位置までの距離に対して所要のトルク値が得られる反力トルクの特性を、前記目標走行ラインを中心線として設定し、設定した特性に基づく反力トルクを操舵機構に付与する制御装置と
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。 - 反力トルクの絶対値のピーク値として前記所要のトルク値が維持されるように特性の立ち上がり勾配を変化させる請求項1記載の車両用操舵装置。
- 反力トルクの絶対値のピーク値として前記所要のトルク値が維持されるように前記反力トルクの特性における不感帯の幅を変化させる請求項1記載の車両用操舵装置。
- 前記変化は途中の値を経て徐々に実現させる請求項2又は3に記載の車両用操舵装置。
- 車線の幅中心より左右いずれかの方向にずれた位置を前記目標走行ラインとする運転者の要望を受け付ける入力装置を備えた請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用操舵装置。
- 前記制御装置は、前記操舵補助モードから前記車線維持支援モードへの移行を求める運転者の操作指示を受けた場合に、前記操舵機構に対して前記操舵補助モードによる操舵補助を実行しながら、所定の条件が成立すれば前記車線維持支援モードへ移行するスタンバイモードを実行する請求項1記載の車両用操舵装置。
- 前記制御装置は、前記スタンバイモードから前記車線維持支援モードへ移行するとき、前記モータに発生させるトルクを、滑らかに変化させる請求項6記載の車両用操舵装置。
- 前記制御装置は、方向指示器が操作されたとき、ブレーキ操作が行われたとき、操舵トルクが所定値以上であるとき、操舵角が所定値以上であるとき、操舵速度が所定値以上であるとき、及び、操舵角速度が所定値以上であるとき、のいずれか1つ以上が成り立つ場合に、前記車線維持支援モードを解除する請求項1記載の車両用操舵装置。
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