この種の車線維持制御が可能な車両において、車線維持制御の実行中にウィンカ操作がなされた場合、当該ウィンカ操作が一種のドライバ入力であると考えれば、車線維持制御を終了する必要が生じる。ところが、車線維持制御においては、操舵輪には大小なりその転舵を促す操舵力が付与されているから、単にこの種のウィンカ操作により車線維持制御を終了した場合には、車線維持制御終了に伴う車両偏向が、ドライバの意図する方向と異なって、ドライバに違和感を与える場合がある。上記特許文献に開示される技術思想において、この種の車両偏向がドライバに与える違和感については考慮されていない。
即ち、上記特許文献に例示される従来の技術には、方向指示器の操作によって車線維持制御を終了させるにあたって、車両がドライバの意図しない方向に偏向しかねないという技術的な問題点がある。本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ドライバに違和感を与えることなく車線維持制御を終了させ得る車両の制御装置を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、ドライバの操舵入力によらずに操舵輪の舵角を変化させることが可能な操舵機構を備えた車両の制御装置であって、車線維持要求に応じて、前記車両が目標走行路を逸脱しないように前記操舵機構を制御する所定の車線維持制御を実行する実行手段と、前記車線維持制御の実行期間において、方向指示器の操作状態と前記操舵機構の制御状態とに基づいて前記車線維持制御を終了させる終了手段とを具備し、前記制御状態は、前記車線維持制御の実行過程における操舵トルクの発生方向であり、前記操作状態は、前記方向指示器の指示方向であり、前記終了手段は、前記発生方向と前記指示方向とが同一方向であるか否かに応じて前記車線維持制御の終了タイミングを切り替えることを特徴とする。
本発明に係る車両は、ドライバの操舵入力(好適には、ステアリングホイル等、ドライバの操舵操作を促す操作手段を介して与えられ得る操舵トルクの入力や、操舵角(即ち、当該操作手段の操作角或いは回転角である)の変化を伴う操作の実行等を意味する)によらずに操舵輪の舵角(即ち、実舵角である)を変化させることが可能な操舵機構を備える車両である。
本発明に係る車両の制御装置は、その制御装置であって、例えば、一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のECU(Electronic Controlled Unit)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
本発明に係る操舵機構の実践的態様は各種存在し得る。例えば、本発明に係る操舵機構は、(1)操舵角とは無関係に、操舵輪に対し直接的に又は間接的に舵角の変化を促す操舵力を付与し得る、ステア・バイ・ワイヤ(以下、適宜「SBW」と略称する)等と称される電気的舵角可変機構であってもよいし、(2)例えばステアリングシャフトやピニオンギアの回転運動又は当該ピニオンギアと噛合するラックバーの直線運動を、モータ等の回転電機からの操舵トルクの供給によりアシスト可能な、所謂EPS(Electronic Controlled Power Steering)等の各種電子制御式パワーステアリング装置であってもよいし、(3)操舵角に対する舵角の変化比率、即ち、舵角伝達比(例えば、操舵角を実舵角で除した値である)を可変とし得る、例えばVGRS(Variable Gear Ratio Steering)等の伝達比可変装置であってもよく、また、他の機構であってもよい。
本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、車線維持要求に応じて、実行手段により車線維持制御が実行され、例えばLKA等の車線維持機能が車両に付加される。この車線維持制御は、その概念としては、対象物(例えば、白線(単純に色が白いことを意味しない)やレーンマーカ等を含む)を然るべき検出手段(例えば、車載カメラ等)により認識して、車両の走行車線が、当該対象物により規定される車線に維持されるように(言い換えれば、車両が当該対象物を逸脱することがないように)、舵角を自動的に(尚、この場合の「自動」とは、即ち、ドライバの操舵入力とは無関係であることを意味する)制御することを意味する。
一方、ドライバの意思を優先する観点から言えば、この車線維持制御は、ドライバの操舵意思が、然るべき形態を伴って(例えば、操舵操作又は方向指示器の操作等によって)示された場合には、遅滞なく終了されるのが望ましい(逆に言えば、車線維持制御の遂行に際して、ドライバの操舵入力は基本的に介在しない)。
ここで、ドライバの操舵入力と無関係に遂行され得るこの種の車線維持制御を、方向指示器の操作に応じて終了させるにあたっては、ドライバの意図せぬ車両の偏向が生じる場合がある。具体的には、車線維持制御の終了間際に操舵機構によって操舵輪に操舵力が付与されている(例えば、操舵軸に操舵トルクが付与されている)状況では、この操舵力の付与が停止(尚、瞬時に停止されても漸減されても、基本的に同様である)された場合に、操舵力が付与されていた方向と逆方向へ、操舵輪の転舵(舵角の復帰)が生じる。ところが、方向指示器の操作自体は、ドライバの操舵意思を表すとは言っても、物理的又は電気的な操舵入力を必ずしも伴わないため、単に方向指示器の操作がなされただけでは、車線維持制御の終了に伴う操舵輪の転舵現象によって、車両が偏向してしまうのである。このような車両の偏向は、車線維持制御が遂行されるにあたって、操舵角の変化を伴うように操舵機構が制御されようが、操舵角の変化を伴わぬ(十分に小さい場合を含む)ように操舵機構が制御されようが、同様に生じ得る。更に、このような車両の偏向は、ドライバの意思で生じるものではないから、ドライバは、係る車両の偏向に違和感を覚える可能性が高く、とりわけ、車線維持制御の実行に際して操舵角の変化を伴わぬように操舵機構が制御される場合には、ドライバは著しい違和感を覚える可能性がある。
そこで、本発明に係る車両の制御装置では、終了手段が、車線維持制御の実行期間において、方向指示器の操作状態と操舵機構の制御状態とに基づいて車線維持制御を終了させる構成となっている。
車線維持制御が終了されるにあたって生じ得る車両の偏向が、ドライバに対しどのように知覚されるかは、方向指示器が操作されたか否か或いはその指示方向がいずれであるか等といった方向指示器の操作状態と、車線維持制御を実行するにあたっての操舵力又は操舵トルクの付与の有無或いはその付与方向、或いはドライバの操舵入力の有無等を含む操舵機構の制御状態とによって大きく左右される。
従って、このように、方向指示器の操作状態と操舵機構の制御状態とに基づいて、例えば、車線維持制御を即座に終了すべきか、車線維持制御を一定又は不定な期間にわたって継続すべきか、どのタイミングで終了に係るプロセスを開始するか、どのタイミングで終了に係るプロセスを完了させるか、或いは二値的に終了すべきか、又は段階的若しくは連続的な操舵力又は操舵トルクの漸減を伴いつつ終了すべきか等といった車線維持制御の各種終了態様の決定又は選択を適宜伴いつつ、車線維持制御を終了させることによって、ドライバに付与され得る違和感を、少なくとも幾らかなり軽減することが可能となるのである。
ここで、本発明に係る車両の制御装置においては特に、前記制御状態は、前記車線維持制御の実行過程における操舵トルクの発生方向であり、前記操作状態は、前記方向指示器の指示方向である。そして、前記終了手段は、前記発生方向と前記指示方向とが同一方向であるか否かに応じて前記車線維持制御の終了タイミングを切り替える。
車線維持制御の実行過程における操舵トルクの発生方向と、方向指示器の指示方向(即ち、ドライバが意図する方向)とが同一であれば、車線維持制御が終了した場合の車両の偏向方向は、係る指示方向と逆になる。反対に、操舵トルクの発生方向と、方向指示器の指示方向とが異なっていれば、車線維持制御が終了した場合の車両の偏向方向は、係る指示方向と同一方向となる。ドライバの意図せぬ車両の偏向とは、端的には前者の場合に相当するから、本発明によれば、車線維持制御を終了させるにあたっての違和感の発生が効果的且つ効率的に抑制される。
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記終了手段は、前記発生方向と前記指示方向とが同一である場合に、異なる場合と較べて遅れて前記車線維持制御を終了させる。
このように車線維持制御の終了を遅延させることによって、車線維持制御の終了に伴う車両の偏向は、少なくとも方向指示器の操作に連動する一連の現象として生じることがなくなるため、違和感の発生を抑制するに際して効果的である。
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記終了手段は、前記発生方向と前記指示方向とが同一である場合に、操舵入力がなされてから前記車線維持制御を終了させる。
ドライバによる操舵入力(操舵角の変化を生じさせるものであっても、操舵トルクの入力であってもよい)がなされてから車線維持制御を終了させる場合(即ち、言い換えれば、操舵入力が生じるまで車線維持制御が維持される場合)、車線維持制御の終了に係るプロセスの開始時点において、少なくともドライバは、操舵意思に対応する操舵操作を行っていることになるから、車両の偏向が生じたとしてその規模は小となり、また操舵入力の規模によっては、車両の偏向自体を抑制することが可能となる。従って、ドライバへの違和感の付与を抑制するにあたって効果的である。
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記発生方向と前記指示方向とが異なる場合に、前記方向指示器の操作がなされた時点で前記車線維持制御を終了させる。
操舵トルクの発生方向が方向指示器の指示方向と異なる場合、既に述べたように、車線維持制御が終了するにあたって生じる舵角の変化は、係る指示方向と等しくなるから、その車両の偏向は、操舵入力の有無によらずドライバの意思に即したものとなる。従って、方向指示器の操作がなされた時点で車線維持制御を終了させたとして実践上大きな問題が生じることはなく、また、ドライバの操舵意思が可及的に迅速に反映されるため好適である。
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記終了手段は、前記方向指示器が操作された場合において、操舵トルクが入力され且つ該入力された操舵トルクが該入力された操舵トルクに応じて定まる閾値を超えた場合に、前記車線維持制御を終了させる。
この態様によれば、第1に、車線維持制御の終了に係るプロセスが開始される時点において、ドライバにより操舵トルクが入力されているため、車線維持制御の終了に伴ってなす術なく車両が偏向することはなく、また、閾値の設定如何によっては、ドライバへの違和感の付与を確実に防止することが可能となる。
また、第2に、操舵入力としての操舵トルクは、車線維持制御の実行過程において操舵機構により操舵軸に加えられる操舵トルクにオーバーライドされる形となるため、車線維持制御の実行過程における操舵トルクの方向と操舵入力としての操舵トルクの方向(即ち、操舵方向であり、ドライバが誤らない限り方向指示器の指示方向である)とが一致している場合、操舵入力としての操舵トルクは相対的に小さくなる。逆に、車線維持制御の実行過程における操舵トルクの方向と操舵入力としての操舵トルクの方向とが異なる場合、操舵入力としての操舵トルクは相対的に大きくなる。この現象を利用すれば、操舵入力としての操舵トルクによって、方向指示器の指示方向を判定することが容易にして可能となる。
従って、操舵入力としての操舵トルクが相対的に小さい領域では閾値を大きく設定し、同様に相対的に大きい領域では閾値を小さく設定する等の措置を講じることにより、ドライバへの違和感の付与を効果的に抑制することが可能となる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
本発明の第1実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
図1の車両においてなされるLKA終了制御のフローチャートである。
図2のLKA終了制御において実行されるLKA終了判定処理のフローチャートである。
本発明の第2実施形態に係るLKA終了判定処理のフローチャートである。
図4のLKA終了判定処理において参照される操舵トルクMTと操舵トルク閾値MTthとの関係を表す概略特性図である。<第1実施形態> <実施形態の構成> 始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る車両10の構成について説明する。ここに、図1は、車両10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
図1において、車両10は、操舵輪として左右一対の前輪FL及びFRを備え、これら前輪が転舵することにより所望の方向に進行可能に構成されている。車両10は、ECU
100、操舵機構200、EPSアクチュエータ300、EPS駆動装置400、VGRSアクチュエータ500及びVGRS駆動装置600を備える。
ECU100は、夫々不図示のCPU、ROM及びRAMを備え、車両10の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一
例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述するLKA終了制御を実行可能に構成されている。
尚、ECU100は、本発明に係る「実行手段」及び「終了手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
操舵機構200は、ドライバの操舵操作を各操舵輪に伝達する伝達機構であり、ステアリングホイル210、ステアリングコラム220、アッパーステアリングシャフト230、ロアステアリングシャフト240、ピニオンギア250及びラックバー260を備える。
ステアリングホイル210は、ドライバによる操舵操作を促す操作手段である。
ステアリングコラム220は、ステアリングホイル210の回転軸を収容するケースユニットである。
アッパーステアリングシャフト230は、ステアリングコラム220を介してステアリングホイル210に連結された操舵入力軸であり、ステアリングホイル210と略一体に回転するように構成されている。
ロアステアリングシャフト240は、一方の端部が、後述するVGRSアクチュエータ500を介してアッパーステアリングシャフト230に連結される操舵出力軸である。ロアステアリングシャフト240の他方の端部は、ステアリングギアボックス(符合省略)内に収容されたピニオンギア250に連結される。尚、ロアステアリングシャフト240とピニオンギア250とは、直接連結されていてもよいし、然るべき介在機構を介して間接的に連結されていてもよい。
ピニオンギア250は、ロアステアリングシャフト240と略一体に回転可能に構成された、外周面にギア歯が形成されたギア部品であり、ラックバー260の表面に形成されたギア歯と噛合している。
ラックバー260は、車両横方向に伸長する操舵力伝達用の棒状部材であり、その表面に形成されたギア歯が先のピニオンギア250側のギア歯と噛合しており、ピニオンギア250の回転運動を、車両横方向の直線運動に変換可能に構成されている。一方、このラックバー260の両端部には、夫々タイロッド及びナックル(符合省略)が連結されており、それらを介して各操舵輪が連結されている。従って、ラックバー260の車両横方向に沿った直線運動により、各操舵輪は、左右の転舵方向へ転舵することができる。即ち、操舵機構200では、ピニオンギア250とラックバー260とにより、所謂ラックアンドピニオン型の操舵方式が実現されている。
EPSアクチュエータ300は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むDCブラシレスモータとしてのEPSモータ(不図示)を備えた電動アクチュエータである。このEPSモータは、EPS駆動装置400を介した当該ステータへの通電によりEPSモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシスト操舵トルクTAを発生可能に構成されている。
一方、EPSモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア250と噛合している。このため、EPSモータから発せられるアシスト操舵トルクTAは、ピニオンギア25−の回転をアシストするトルクとして機能する。ピニオンギア250は、先に述べたようにロアステアリングシャフト240に連結されており、ロアステアリングシャフト240は、VGRSアクチュエータ500を介してアッパーステアリングシャフト230に連結されている。従って、ステアリングホイル210を介してアッパーステアリングシャフト230に加えられる操舵トルクMTは、アシスト操舵トルクTAにより適宜アシストされた形でラックバー260に伝達されることとなり、ドライバの操舵負担が軽減される構成となっている。
EPS駆動装置400は、EPSモータのステータに対し通電可能に構成された、PWM回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。EPS駆動装置400は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりEPSモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、EPS駆動装置400は、ECU100と電気的に接続されており、その動作はECU100により制御される構成となっている。
尚、本実施形態では、EPSアクチュエータ300とEPS駆動装置400とにより、一種の電子制御式パワーステアリング装置が構成されるが、操舵トルクMTを補助するこの種のパワーステアリング装置の構成は、ここに例示するものに限定されず、例えば、EPSモータから出力されるアシスト操舵トルクTAは、不図示の減速ギアによる回転速度の減速を伴って、直接ロアステアリングシャフト240に伝達されてもよいし、ラックバー260の往復運動をアシストする力として付与されてもよい。
VGRSアクチュエータ500は、ハウジング、VGRSモータ及び減速機構(いずれも不図示)を備えた舵角伝達比可変装置である。
ハウジングは、VGRSモータ及び減速機構を収容するケースである。このハウジングには、アッパーステアリングシャフト230の下流側の端部が固定されており、ハウジングとアッパーステアリングシャフト230とは、略一体に回転可能となっている。
VGRSモータは、回転子たるロータ、固定子たるステータ及び駆動力出力軸たる回転軸を有するDCブラシレスモータである。このステータは、ハウジング内部に固定されており、ロータは、ハウジング内部で回転可能に保持されている。回転軸は、ロータと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構に連結されている。
減速機構は、差動回転可能な複数の回転要素(サンギア、キャリア及びリングギア)を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素のうち、第1の回転要素たるサンギアは、VGRSモータの回転軸に連結されており、また、第2の回転要素たるキャリアは、ハウジングに連結されている。そして第3の回転要素たるリングギアが、ロアステアリングシャフト240に連結されている。
このような構成を有する減速機構によれば、ステアリングホイル210の操作角たる操舵角MAに応じたアッパーステアリングシャフト230の回転角(即ち、キャリアに連結されたハウジングの回転角)と、VGRSモータの回転角(即ち、サンギアに連結された回転軸の回転角)とにより、残余の一回転要素たるリングギアに連結されたロアステアリングシャフト240の回転角が一義的に決定される。
この際、回転要素相互間の差動作用により、VGRSモータの回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト240の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、VGRSモータ及び減速機構の作用により、アッパーステアリングシャフト230とロアステアリングシャフト240とは相対回転可能である。また、減速機構における各回転要素の構成上、VGRSモータの回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト240に伝達される。
このように、車両10では、アッパーステアリングシャフト230とロアステアリングシャフト240とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト230の回転角たる操舵角MAと、ロアステアリングシャフト240の回転角とに応じて一義的に定まる(後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する)操舵輪の実舵角δstとの比たる舵角伝達比(尚、実践的にはどのように規定されてもよいが、ここでは、MA/δstとして定義することとする)が、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
尚、減速機構は、ここに例示した遊星歯車機構のみならず、他の態様(例えば、アッパーステアリングシャフト230及びロアステアリングシャフト240に夫々歯数の異なるギアを連結し、各ギアと一部分で接する可撓性のギアを設置すると共に、係る可撓性ギアを、波動発生器を介して伝達されるモータトルクにより回転させることによって、アッパーステアリングシャフト230とロアステアリングシャフト240とを相対回転させる態様等)を有していてもよいし、遊星歯車機構であれ上記と異なる物理的、機械的、又は機構的態様を有していてよい。
VGRS駆動装置600は、VGRSモータのステータに対し通電可能に構成された、PWM回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路であり、VGRSアクチュエータ500を駆動することによりVGRSアクチュエータ500と共に舵角伝達比可変装置として機能する。VGRS駆動装置600は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりVGRSモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、VGRS駆動装置600は、ECU100と電気的に接続されており、その動作はECU100により制御される構成となっている。
ここで、本実施形態に係る操舵機構200は、EPSアクチュエータ300及びVGRSアクチュエータ500と共に、本発明に係る「ドライバの操舵入力によらずに操舵輪の舵角を変化させることが可能な操舵機構」の一例をなしている。より具体的に説明すると、EPSアクチュエータ300は、操舵輪に対しその転舵を促す操舵力を付与可能であるが、ラックバー260の直線運動を惹起するピニオンギア250の回転は、そのままではロアステアリングシャフト240の回転も伴うから、一定の舵角伝達比の下では、操舵角MAと舵角δstとの関係は変化しない。即ち、ドライバの意思とは無関係に操舵輪の転舵は促し得るものの、その結果としてステアリングホイル210もまたドライバの意思とは無関係に回転することになる。
そこで、このようなEPSアクチュエータ300の制御と同期する形でVGRSアクチュエータ500が駆動される。より具体的に説明すると、EPSアクチュエータ300からの駆動力(アシスト操舵トルクTA)の付与により操舵輪をドライバ意思とは無関係に変化させるにあたっては、VGRSアクチュエータ500が、舵角伝達比を減少させる。即ち、先の定義で言えば、一の実舵角δst(或いは操舵角MA)を得るのに要する操舵角MA(或いは実舵角δst)が減少(或いは増加)するようにVGRSモータが制御される。その結果、EPSアクチュエータ300が操舵輪の実舵角δstを変化させたとしても、それに伴うロアステアリングシャフト240の回転がアッパーステアリングシャフト230に伝達され難くなり、ステアリングホイル210の回転を惹起することがなくなるのである。
補足すると、VGRSアクチュエータ300は、VGRSモータが言わば宙に浮いた形となっており、VGRSアクチュエータ500のみでこの種の操舵を実現しようとすると、操舵輪が転舵する代わりに、ステアリングホイル210が逆方向へ操舵されてしまう。従って、操舵輪に対する操舵力の付与を、VGRSアクチュエータ500により賄うことには実践上の困難が伴い得る。即ち、EPSアクチュエータ300とVGRSアクチュエータ500とを協調的に制御することにより、この種の操舵が好適に実現されるのである。
一方、車両10には、操舵角センサ11、操舵トルクセンサ12、車速センサ13、ヨーレートセンサ14、方向指示灯15、ウィンカレバー16及び車載カメラ17が備わっている。
操舵角センサ11は、アッパーステアリングシャフト230の回転量を表す操舵角MAを検出可能に構成されたセンサである。操舵角センサ11は、ECU100と電気的に接続されており、検出された操舵角MAは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
操舵トルクセンサ12は、ドライバからステアリングホイル210を介して与えられる操舵トルクMTを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト230は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両10のドライバがステアリングホイル210を操作した際にアッパーステアリングシャフト230の上流部を介して伝達される操舵トルクに応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ12は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクMTに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ12は、ECU100と電気的に接続されており、検出された操舵トルクMTは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
車速センサ13は、車両10の速度たる車速Vを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ13は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速Vは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
ヨーレートセンサ14は、車両10のヨー方向の速度たるヨーレートγを検出可能に構成されたセンサである。ヨーレートセンサ14は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたヨーレートγは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
方向指示灯15は、車両10の前部、後部、ドアミラー部及び運転席前方のメータフード内に夫々左右一対に設けられた、車両10の進行方向を周囲に告知するための方向指示用インジケータである。方向指示灯15は、図示せぬバッテリに電気的に接続された点灯駆動部に連結されており、係る点灯駆動部からの電力供給により、然るべき時間間隔で点滅点灯する構成となっている。
ウィンカレバー16は、ステアリングコラム220の左側部に、上下方向へ回動可能に固定された操作手段である。このウィンカレバー16は、ステアリングホイル210を正面に見て上方が右方向に、下方が左方向に夫々対応しており(尚、車両によっては、ウィンカレバー16がステアリングコラム220の右側部に設置され、上方及び下方が夫々左方向及び右方向に対応していてもよい)、一の回動方向にロック位置まで操作された場合に回動方向に対応する方向指示灯15が点滅点灯されるように、方向指示灯15とその動作が連携する構成となっている。また、ウィンカレバー16がロック位置から中立位置に復帰すると、それに伴って方向指示灯15の点滅点灯もまた終了する構成となっている。
一方、ロック位置まで操作されたウィンカレバー16は、ステアリングコラム220内に設置されたロック機構により当該ロック位置で物理的にロックされる構成となっている。ウィンカレバー16のロックは、ドライバによりウィンカレバー16が強制的に中立位置へ戻されるか、又は後述するウィンカオフ制御に係るウィンカオフ処理が実行された場合に解除される。
尚、先に述べた方向指示灯15の点灯駆動部と、このロック機構とは、ECU100と電気的に接続されており、各々ECU100により駆動制御される構成となっている。ウィンカレバー16(ロック機構も含む)と方向指示灯15(点灯駆動部も含む)とは、所謂ウィンカ装置を構成する、本発明に係る「方向指示器」の一例となっている。これ以降、これらの総称する場合には、適宜「方向指示器」なる言葉を使用することとする。
車載カメラ17は、車両10のフロントノーズ或いはフロントバンパ等に設置され、車両10の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ17は、ECU100と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてECU100に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ECU100は、この画像データを解析し、後述するLKA制御に必要な各種データを取得することが可能である。
<実施形態の動作>
<LKA制御の詳細>
車両10では、車両10の走行支援制御の一つとして、ECU100によりLKA制御が実行される。尚、LKA制御は、車両10を目標走行路(レーン)に追従させる制御であり、本発明に係る「車線維持制御」の一例である。LKA制御は、概ね以下の如くに遂行される。
ECU100は、予め車両10の車室内に設置されたLKA制御発動用の操作ボタンが、ドライバにより操作される等した結果として、LKAモードが選択されているか否か(即ち、本発明に係る「車線維持要求」の一例である)を判別する。LKAモードが選択されている場合、ECU100は、車載カメラ17から送出される画像データを利用して検出される、LKAの目標走行路を規定する白線(尚、白色である必要はない)に基づいて、車両10を目標走行路に追従させるに際して必要となる各種路面情報を算出する。尚、この路面情報としては、目標走行路の曲率R(即ち、半径の逆数である)、白線と車両10との横方向の偏差Y及び白線と車両10とのヨー角偏差φ等が算出される。尚、この種の目標走行路への追従制御に要する情報の算出態様は、公知の画像認識アルゴリズムを含む各種態様を適用可能であり、また発明の本質部分との相関も薄いため、ここでは触れないこととする。
これら各種路面情報が算出されると、ECU100は、車両10を目標走行路へ追従させるために必要となる目標横加速度を算出する。尚、この際、目標横加速度は、公知の各種アルゴリズム或いは演算式に従って算出されてもよいし、予めROM等の然るべき記憶手段に記憶された、上記曲率R、横方向偏差Y及びヨー角偏差φをパラメータとする目標横加速度マップ等が参照されてもよい。目標横加速度が算出されると、ECU100は、LKA目標アシストトルクを算出し、該算出されたLKA目標アシストトルクに基づいてEPSアクチュエータ300を制御することによって、このLKA目標アシストトルクに対応するアシスト操舵トルクTAを発生させる。
また、この際、車両10を目標走行路に追従させるための舵角δstの変化が、ステアリングホイル210の挙動変化(即ち、操舵角MAの変化)となって現れないようにVGRSアクチュエータ500が駆動制御される。その結果、ドライバは、ステアリングホイル210を殆ど保舵するだけでよい状態となり、違和感の発生が抑制された状態で、車両10は、目標走行路に追従して走行することが可能となる。尚、このようなLKA制御は、車両10を目標走行路に追従させる制御の一例に過ぎず、その実践的態様は、公知の各種の態様を採り得る趣旨である。
一方、この種の走行支援機能は、ドライバの意思を超えてなされるものではないから、ECU100は、ドライバによって操舵意思が示された場合には、遅滞なくこの種の走行支援を中止する構成となっている。LKA制御について言えば、ECU100は、ステアリングホイル210の操作、ブレーキペダルの操作、或いはウィンカレバー16の操作がなされた場合に、LKA制御を終了する。尚、LKA制御を終了させるにあたっては、その時点でEPSアクチュエータ300により供給されているアシスト操舵トルクTAが、車速Vに応じて漸減される。即ち、高速側程漸減期間は長くなる。このように車速Vに応じた漸減処理がなされることによって、LKA制御の終了前後における車両挙動の不安定化が防止される構成となっているのである。
<LKA終了制御の詳細>
このようなLKA制御は、ドライバにより明確な操舵意思が示された場合には終了する必要があるが、このような操舵意思を表す行為としてウィンカレバー16の操作が行われた場合には、操舵入力を伴わないことに起因して、車両10がドライバの意図する方向と異なる方向へ偏向する場合がある。そこで、ECU100は、LKA終了制御を実行することにより、ウィンカレバー16の操作がなされた場合に的確にLKA制御を終了することが可能となっている。
ここで、図2を参照し、LKA終了制御の詳細について説明する。ここに、図2は、LKA終了制御のフローチャートである。
図2において、ECU100は、LKA制御が実行されているか否かを判別する(ステップS101)。LKA制御が実行されていない場合、ステップS101に係る処理が繰り返し実行される。LKA制御が実行されている場合(ステップS101:YES)、ECU100は、ウィンカレバー16を介した方向指示操作が生じているか否かを判別する(ステップS102)。方向指示操作が生じていない場合(ステップS102:NO)、処理はステップS101に戻される。
一方、方向指示操作が生じている場合(ステップS102:YES)、ECU100は、LKA終了判定処理を実行する(ステップS200)。LKA終了判定処理が実行されると、処理はステップS101に戻され、一連の処理が繰り返される。LKA終了制御は、このように実行される。
次に、図3を参照し、LKA終了判定処理の詳細について説明する。ここに、図3は、LKA終了判定処理のフローチャートである。
図3において、ECU100は、ウィンカレバー16の指示方向が、アシスト操舵トルクTA(即ち、先のLKA目標アシストトルクに対応する操舵トルク)の発生方向と同一方向であるか否かを判別する(ステップS201)。指示方向がアシスト操舵トルクTAの発生方向と異なる場合(ステップS201:NO)、ECU100は、処理をステップS204に進める。
一方、指示方向が操舵トルクTAの方向と同一方向である場合(ステップS201:YES)、ECU100は、ドライバの操舵入力に対応する操舵角MAdrvが、LKA制御によって生じる操舵角MAlka以下であるか否かを判別する(ステップS202)。操舵角MAdrvが操舵角MAlkaよりも大きい場合(ステップS202:NO)、即ち、LKA制御に係る制御量を超えたドライバの操舵入力が生じた場合、ECU100は、処理をステップS204に進める。
一方、操舵角MAdrvが操舵角MAlka以下である場合(ステップS202:YES)、ECU100は、車両10がLKA制御に係る目標走行路を逸脱したか否かを判別する(ステップS203)。車両10が目標走行路を逸脱していない場合(ステップS203:NO)、ECU100は、処理をステップS202に戻す。また、車両10が目標走行路を逸脱した場合(ステップS203:YES)、ECU100は、処理をステップS204に移行する。
ステップS204では、LKA制御が終了される。LKA制御が終了すると、LKA終了判定処理は終了し、処理は、LKA終了制御に復帰する。
このように、本実施形態によれば、ウィンカレバー16による方向指示操作によってLKA制御を終了させるにあたっては、ウィンカレバー16の指示方向とアシスト操舵トルクTAの発生方向とが異なっていれば、LKA制御を終了させた際のアシスト操舵トルクTAの漸減に伴って車両10に生じる偏向の方向がドライバの操舵意思と等しい方向となるため、違和感が生じることがないとの判断の下、即座にLKA制御が終了される。一方、係る指示方向とアシスト操舵トルクTAの発生方向とが同一方向である場合、LKA制御を終了させた際のアシスト操舵トルクTAの漸減に伴って車両10に生じる偏向の方向がドライバの操舵意思と反対の方向となり違和感が生じる可能性があるため、ドライバの操舵入力に対応する操舵角MAdrvがLKA制御による操舵角MAlkaを超えるまでLKA制御の終了が保留される。一方、操舵角MAdrvが操舵角MAlka以下であることによりLKA制御の終了が保留される期間であっても、車両10が目標走行路を逸脱した場合には、既にドライバの操舵意思は十分に反映されておりLKA制御の終了に伴う違和感の発生は無視し得るものとしてLKA制御が終了される。このため、ウィンカレバー16の操作が生じた場合に、的確にLKA制御を終了させることが可能となるのである。
<第2実施形態>
図2に例示するLKA終了制御において、ステップS200に係るLKA終了判定処理は、他の処理に置換することも可能である。ここで、そのような趣旨に基づいた本発明の第2実施形態について、図4を参照して説明する。ここに、図4は、本発明の第2実施形態に係るLKA終了判定処理のフローチャートである。尚、同図において、図3と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
図4において、ECU100は、ドライバの操舵入力としての操舵トルクMTが操舵トルク閾値MTthを超えたか否かを判別する(ステップS301)。操舵トルクMTが操舵トルク閾値MTth以下である場合(ステップS301:NO)、ステップS301に係る処理が繰り返し実行される。一方、操舵トルクMTが操舵トルク閾値MTthを超えた場合(ステップS301:YES)、ECU100は、LKA制御を終了する(ステップS204)。
ここで、図5を参照し、操舵トルクMTとの比較判別に供される操舵トルク閾値MTthの詳細について説明する。ここに、図5は、操舵トルク閾値MTthと操舵トルクMTとの関係を例示する概略特性図である。
図示するように、操舵トルク閾値MTthは、操舵トルクMTの関数であり、操舵トルクMTが小さい領域では大きく、大きい領域では小さく設定される(尚、図示の通り漸減領域も存在する)。ここで、ドライバにより入力される操舵トルクMTは、EPSアクチュエータ300により供給されるアシスト操舵トルクTAとオーバーライドされるため、ドライバの意図する操舵方向(即ち、操舵トルクMTの発生方向)がアシスト操舵トルクTAの発生方向と同一方向である場合、操舵トルクMTは比較的小さくて済み、逆にドライバの意図する操舵方向(即ち、操舵トルクMTの発生方向)がアシスト操舵トルクTAの発生方向と逆方向である場合、比較的大きい操舵トルクMTが必要とされる。
即ち、操舵トルクMTが相対的に小さい領域では、LKA制御の終了によるアシスト操舵トルクTAの漸減により、車両10が操舵トルクMTの発生方向と異なる方向へ偏向することになり、操舵トルクMTが相対的に大きい領域では、LKA制御の終了によるアシスト操舵トルクTAの漸減により、車両10が操舵トルクMTの発生方向へ偏向することになる。
この点に鑑み、操舵トルクMTが相対的に小さい領域では、操舵トルク閾値MTthを大きく設定し、相応に大きい操舵トルクMT(即ち、明確なドライバの操舵意思に対応する)が生じるまでLKA制御の終了を遅延させ(尚、アシスト操舵トルクTAによって、車両10は望ましい方向に操舵制御されているので、何の問題もない)、操舵トルクMTが相対的に大きい領域では、操舵トルク閾値MTthを小さく設定し、迅速にLKA制御の終了を終了させる(尚、アシスト操舵トルクTAの漸減によって、車両10は望ましい方向に操舵制御されているので、何の問題もない)ことによって、ドライバに違和感を生じさせないLKA制御の的確な終了が可能となるのである。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
本発明に係る操舵機構の実践的態様は各種存在し得る。例えば、本発明に係る操舵機構は、(1)操舵角とは無関係に、操舵輪に対し直接的に又は間接的に舵角の変化を促す操舵力を付与し得る、ステア・バイ・ワイヤ(以下、適宜「SBW」と略称する)等と称される電気的舵角可変機構であってもよいし、(2)例えばステアリングシャフトやピニオンギアの回転運動又は当該ピニオンギアと噛合するラックバーの直線運動を、モータ等の回転電機からの操舵トルクの供給によりアシスト可能な、所謂EPS(Electronic Controlled Power Steering)等の各種電子制御式パワーステアリング装置であってもよいし、(3)操舵角に対する舵角の変化比率、即ち、舵角伝達比(例えば、操舵角を実舵角で除した値である)を可変とし得る、例えばVGRS(Variable Gear Ratio Steering)等の伝達比可変装置であってもよく、また、他の機構であってもよい。
尚、本発明に係る車両は、この種の操舵機構として、少なくとも上記EPS等、アシス トトルクを発生する発生手段を備える。
ここで、ドライバの操舵入力と無関係に遂行され得るこの種の車線維持制御を、方向指示器の操作に応じて終了させるにあたっては、ドライバの意図せぬ車両の偏向が生じる場合がある。具体的には、車線維持制御の終了間際に発生手段によって操舵輪に操舵力とし てのアシストトルクが付与されている状況では、この操舵力の付与が停止(尚、瞬時に停止されても漸減されても、基本的に同様である)された場合に、操舵力が付与されていた方向と逆方向へ、操舵輪の転舵(舵角の復帰)が生じる。ところが、方向指示器の操作自体は、ドライバの操舵意思を表すとは言っても、物理的又は電気的な操舵入力を必ずしも伴わないため、単に方向指示器の操作がなされただけでは、車線維持制御の終了に伴う操舵輪の転舵現象によって、車両が偏向してしまうのである。このような車両の偏向は、車線維持制御が遂行されるにあたって、操舵角の変化を伴うように操舵機構が制御されようが、操舵角の変化を伴わぬ(十分に小さい場合を含む)ように操舵機構が制御されようが、同様に生じ得る。更に、このような車両の偏向は、ドライバの意思で生じるものではないから、ドライバは、係る車両の偏向に違和感を覚える可能性が高く、とりわけ、車線維持制御の実行に際して操舵角の変化を伴わぬように操舵機構が制御される場合には、ドライバは著しい違和感を覚える可能性がある。
車線維持制御が終了されるにあたって生じ得る車両の偏向が、ドライバに対しどのように知覚されるかは、方向指示器が操作されたか否か或いはその指示方向がいずれであるか等といった方向指示器の操作状態と、車線維持制御が実行されるにあたってのアシストト ルクの発生方向によって大きく左右される。