JP6911300B2 - 運転支援装置 - Google Patents
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Description
1.運転支援装置は、ユーザがステアリングに加えるトルクである操舵トルクの検出値を入力とし、転舵輪の転舵角の指令値である転舵角指令値を設定する転舵角指令値設定処理と、車両の進行方向の情報および前記転舵角の検出値を入力とし、前記車両を車線に従って走行させるために前記転舵角指令値を補正する支援量を算出する支援量算出処理と、前記支援量を支援補正量によって補正する支援量補正処理と、前記支援量補正処理のなされた前記支援量を用いて前記転舵角指令値を補正する指令値補正処理と、前記指令値補正処理にて補正された前記転舵角指令値に前記転舵角の検出値をフィードバック制御するために、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータに操作信号を出力する操作処理と、を実行し、前記支援量補正処理は、前記転舵角の検出値または前記支援量と前記操舵トルクとを入力とし、ユーザによる前記ステアリングの操作による操舵と前記支援量算出処理による操舵との整合性が低い場合、高い場合と比較して、前記支援補正量を、前記支援量の絶対値を小さい値に減少補正する量に算出する支援補正量算出処理を含む。
以下、運転支援装置にかかる第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、本実施形態にかかる操舵機構においては、ステアリングホイール(ステアリング10)が、ステアリングシャフト12に固定されており、ステアリングシャフト12の回転に応じてラック軸20が軸方向に往復動する。なお、ステアリングシャフト12は、ステアリング10側から順にコラム軸14、中間軸16、およびピニオン軸18を連結することにより構成されている。
ベーストルク算出処理部M10は、車速Vと操舵トルクTrqsとに基づき、ステアリング10の操舵をアシストするアシストトルクのベース値(ベーストルクTrqa)を算出して出力する。ベーストルク算出処理部M10は、操舵トルクTrqsの大きさ(絶対値)が大きい場合に小さい場合よりもベーストルクTrqaの大きさ(絶対値)を大きい値に算出する。また、ベーストルク算出処理部M10は、操舵トルクTrqsが同一であっても車速Vが低い場合に高い場合よりもベーストルクTrqaの大きさを大きい値に設定する。
転舵角指令値設定処理部M14は、操舵トルクTrqsとベーストルクTrqaとに基づき、操舵トルクTrqsにとって理想的な転舵角である転舵角指令値θp1*を算出して出力する。本実施形態では、以下の式(c1)に基づき、転舵角指令値θp1*を算出する。
上記の式(c1)は、トルクに対する理想的な転舵角指令値θp1*を定めるモデルである。上記の式において、ばね係数Kは、ステアリング10の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、サスペンションやホイールアライメントの仕様、転舵輪26のグリップ力に起因した弾性に関する操舵感を定める。また、粘性係数Cは、ステアリング10の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、操舵装置の摩擦に起因した操舵感を定める。また、慣性係数Jは、ステアリング10の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、操舵装置の慣性に起因した操舵感を定める。
転舵角フィードバック処理部M24は、転舵角θpを転舵角指令値θp*にフィードバック制御するための操作量として、トルク補正量ΔTrqを算出して出力する。トルク補正処理部M26は、ベーストルクTrqaに、トルク補正量ΔTrqを加算することによって、トルク指令値Trq*を算出して出力する。操作信号出力処理部M28は、電動機34のトルクをトルク指令値Trq*とするための操作信号MStを算出してインバータ36に出力する。
図3に示す一連の処理において、CPU52は、まず、操舵トルクTrqsと転舵角θpとを取得する(S10)。次に、CPU52は、転舵角θpによる操舵トルクTrqsの1階微分値であるインピーダンスIを算出する(S12)。この処理は、実際には、所定時間当たりの転舵角θpの変化量によって、所定時間当たりの操舵トルクTrqsの変化量を除算した値を求める処理とすればよい。インピーダンスIは、ユーザによる操舵の意思を定量化したパラメータである。すなわち、インピーダンスIは、値が大きい場合に小さい場合よりもユーザがステアリング10を操作して操舵をする意思が大きいことを意味する。すなわち、たとえばユーザの操舵が支援量Δθp1*による操舵と整合している場合、ステアリング10に大きなトルクを入力する必要がないため、転舵角θpが変化したとしても操舵トルクTrqsの変化量は小さくなり、インピーダンスIは小さい値となる。一方、ユーザの操舵が支援量Δθp1*による操舵と整合していない場合、ユーザがステアリング10に大きなトルクを入力することとなり、転舵角θpの変化量の割に操舵トルクTrqsが大きくなるためインピーダンスIは大きい値となる。
ここで本実施形態の作用を説明する。
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
図5に、ゲイン算出処理部M18の処理の手順を示す。図5に示す処理は、CPU52により、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図5において、図3に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
ここで、本実施形態の作用を説明する。
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。
3.パターン検出時補正処理は、S24,S26の処理に対応し、パターン補正量は、増加係数KHに対応する。
5.S14,S14aにおいて、インピーダンスIが大きい場合に小さい場合よりもゲインGm*を小さい値に設定する処理に対応する。
<その他の実施形態>
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。
転舵角指令値設定処理部M14において、上記の式(c1)にて表現されるモデル式を用いて転舵角指令値θp1*を設定する代わりに、たとえば、粘性係数Cにて表現される項を削除するなど、別のモデルを用いてもよい。
支援量Δθp1*と操舵トルクTrqsとの類似度や、インピーダンスIによって定量化するものに限らない。たとえば、図4に示した手法に代えて、操舵トルクTrqsの1階微分値と支援量Δθp1*の1階微分値との極性によって定量化するものであってもよい。すなわち、たとえば、双方の極性が同一である場合に異なる場合よりも整合性が高いとして、ゲインGm*を大きい値に設定すればよい。また、たとえば、図4に示した手法に代えて、操舵トルクTrqsの2階微分値と支援量Δθp1*の2階微分値との極性によって定量化するものであってもよい。すなわち、たとえば、双方の極性が同一である場合に異なる場合よりも整合性が高いとして、ゲインGm*を大きい値に設定すればよい。
上記第3の実施形態では、インピーダンスIに基づき算出されたゲインGm*を補正したが、これに限らない。たとえば、支援量Δθp1*と操舵トルクTrqsとの類似度に基づき算出されたゲインGm*や、上記「ユーザによる操舵の意思の定量化手法について」の欄における他の変形例に基づき算出されたゲインGm*を補正する処理であってもよい。
操舵角と転舵角との比である舵角比を電子制御によって可変とする舵角比可変アクチュエータを備えたものであってもよい。
運転支援装置が、CPUおよびメモリを備えて、上述した各種処理を全てソフトウェア処理するものに限らない。少なくとも一部の処理を実行する、たとえば特定用途向け集積回路(ASIC)等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。
Claims (6)
- ユーザがステアリングに加えるトルクである操舵トルクの検出値を入力とし、転舵輪の転舵角の指令値である転舵角指令値を設定する転舵角指令値設定処理と、
車両の進行方向の情報および前記転舵角の検出値を入力とし、前記車両を車線に従って走行させるために前記転舵角指令値を補正する支援量を算出する支援量算出処理と、
前記支援量を支援補正量によって補正する支援量補正処理と、
前記支援量補正処理のなされた前記支援量を用いて前記転舵角指令値を補正する指令値補正処理と、
前記指令値補正処理にて補正された前記転舵角指令値に前記転舵角の検出値をフィードバック制御するために、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータに操作信号を出力する操作処理と、を実行し、
前記支援量補正処理は、ユーザによる前記ステアリングの操作による操舵と前記支援量算出処理による操舵との整合性を評価し、前記整合性が低い場合に高い場合と比較して、前記支援補正量を、前記支援量の絶対値を小さい値に減少補正する量に算出する支援補正量算出処理を含み、
前記支援補正量算出処理は、
前記転舵角の検出値および前記操舵トルクを前記整合性の評価のための入力とする、
または、
前記支援量および前記操舵トルクを前記整合性の評価のための入力とする、
または、
前記転舵角の検出値、前記支援量および前記操舵トルクを前記整合性の評価のための入力とする処理である運転支援装置。 - 前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を減少させるパターン検出時補正処理を含む請求項1記載の運転支援装置。
- 前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが同一となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む請求項1記載の運転支援装置。
- 前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である第1状態から同一である第2状態に移行することを条件に、前記第2状態において前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む請求項1記載の運転支援装置。
- 前記支援補正量算出処理は、前記転舵角の検出値による前記操舵トルクの検出値の微分値が大きい場合に小さい場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の運転支援装置。
- 前記支援補正量算出処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である場合に同一である場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の運転支援装置。
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