JP7110812B2 - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents
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Description
1.車両1の概略構成
本実施形態に係る車両1の概略構成について、図1および図2を用いて説明する。
車室外カメラ20による車線LNの検出について、図3を用いて説明する。図3は、車室外カメラ20による車線LNの検出を説明するための模式図である。
次に、一例として仮定する、車両1の走行状況について、図4を用いて説明する。図4は、車両1を後方から見た状態で、車両1と区画線DLL,DLRとの位置を示す模式図である。
また、本実施形態においては、車両左側端EVCLと左側区画線DLLの内端EDLLとが合致する状態、および、車両右側端EVCRと右側区画線DLRの内端EDLRとが合致する状態でのズレ量(許容ズレ量)GMAXを次のように規定する。
上記のように算出したズレ量Gや間隔W3L,W3Rと車両1の車速Vを基に、コントロールユニット25の第1操舵トルク付与部251および第2操舵トルク付与部252がステアリングアクチュエータ14に対して操舵トルクの付与を指令することとなる。
次に、一例として仮定する、車両1が車線LNにおけるカーブした部分を走行している状況について、図5を用いて説明する。図5は、車線LNにおけるカーブした部分を走行している車両1を上方から見た模式平面図である。なお、図5に示す例では、車両1は車線LNにおける右側にカーブした部分を走行している。
コントロールユニット25による第1操舵特性CH1および第2操舵特性CH2の設定について、図6および図7を用いて説明する。図6は、コントロールユニット25による操舵特性の設定の方法を示すフローチャートであり、図7は、車線LNにおける幅方向での位置と、第1操舵特性CH1および第2操舵特性CH2と、の関係の一例を示す模式図である。
車線LNにおける車両1の幅方向位置と、車両1のステアリングホイール10に付与される操舵トルクST1,ST2との関係について、図7および図8を用いて説明する。図8(a)は、車両1が車線LNにおける車線中央CLNから右側に寄った場合を示す模式平面図であり、図8(b)は、車両1がさらに右側に寄った場合を示す模式平面図である。
車両1の車速Vと設定される第1操舵特性CH1との関係について、図9を用いて説明する。図9は、車両1の車速Vと設定される第1操舵特性CH1との関係を示す模式図である。
車線LNの幅W1と設定される第2操舵特性CH2との関係について、図10を用いて説明する。図10は、車線LNの幅W1と車両1の幅WVCとから規定される許容右端箇所EGRとの関係で設定される第2操舵特性CH2を示す模式図である。
車両1が車線LNにおけるカーブした部分を走行している場合に、カーブの曲率半径Rと設定される第2操舵特性CH2との関係について、図11および図12を用いて説明する。図11は、カーブの曲率半径Rと設定される第2操舵特性CH2との関係を示す模式図であり、図12は、カーブの曲率半径Rを横軸にとり、第2操舵特性CH2における第3トルク値TO3を縦軸にとったグラフ(特性図)である。
本実施形態では、コントロールユニット25の曲率半径設定部254が行う曲率半径Rの算出に際して操舵角およびヨーレートを用いるとともに、車速Vに応じて操舵角とヨーレートとの重みづけを行うこととしている。曲率半径Rの算出における車速Vに応じた操舵角とヨーレートとの重みづけについて、図13を用いて説明する。
本実施形態に係る車両1では、車両1が車線LNにおけるカーブした部分を走行している場合に、車速Vが高いほど第1操舵特性CH1のトルク上昇部L1を車線LNの幅方向外側(許容右端箇所EGRおよび許容左端箇所の側)に設定することとしているので、車線LNにおけるカーブした部分を高速で走行するような場合には車線LNの幅方向中央側(車線中央CLNの側)の部分での操舵アシストの介入を抑制することができる。よって、車線LNにおけるカーブした部分を高速走行しているような場合には、運転者による操舵に対して操舵アシストの介入を抑制し、運転者が煩わしさや違和感を覚えるのを抑制することができる。
変形例1に係る車両において、コントロールユニットが実行する操舵アシスト制御について、図14を用いて説明する。図14は、変形例1に係る車両において、コントロールユニット25が実行する操舵アシスト制御の方法を示すフローチャートである。
上記実施形態では、図9を用いて説明したように、車速Vが比較的低速域にある場合(第1操舵特性CH1Dの設定に係る車速V以下の場合)に、第1操舵特性CH1がCH1A~CH1Dと漸次変化するのに伴って、第1操舵トルク値TO1もTO1A→TO1B→TO1C→TO1Dのように漸次変化するようにしたが(図9の矢印Dで示す変化形態)、本変形例では、第1操舵トルク値TO1の変化形態について、図9に示す形態に限定を受けるものではない。例えば、TO1AとTO1Bとの差分がTO1BとTO1Cとの差分よりも小さく、TO1BとTO1Cとの差分がTO1CとTO1Dとの差分よりも小さい、としている。換言すると、本変形例に係る車両では、車両が車線LNにおけるカーブした部分を走行しており、且つ、車速Vが所定速以下の場合に、第1操舵特性CH1における車線中央CLN上において、車速Vが高いほど第1操舵トルク値TO1の減少度合いが大きく設定される、としている。
上記実施形態及び変形例1,2では、車両1の車速Vが比較的低速である場合に設定される第1操舵特性CH1(CH1A~CH1D)が図9に示したように一定のトルク値が維持されるトルク維持部を有することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、車速Vが比較的高速である場合に設定される第1操舵特性CH1E~CH1Jと同様に、トルク上昇部L1と操舵トルク値TO2で維持されるトルク維持部L2とから構成される特性とすることもできる。
10 ステアリングホイール
14 ステアリングアクチュエータ(操舵力生成部)
15 操舵角センサ
16 トルクセンサ(操作力検出部)
20 車室外カメラ(車線検出部)
24 車速センサ(車速検出部)
25 コントロールユニット(車両制御部)
251 第1操舵トルク付与部(第1操舵力付与部)
252 第2操舵トルク付与部(第2操舵力付与部)
254 曲率半径算出部
CH1,CH1A~CH1J 第1操舵特性
CH2,CH2A~CH2L 第2操舵特性
CLN 車線中央
DLL,DLR 区画線
L1 トルク上昇部(第1操舵力上昇部)
L3 トルク上昇部(第2操舵力上昇部)
L4 トルク維持部(第2操舵力維持部)
Claims (11)
- 走行状況に応じて、車両のステアリングホイールに対して操舵力を付与する車両制御装置であって、
前記ステアリングホイールへの前記操舵力を生成する操舵力生成部と、
前記車両が走行する車線を検出する車線検出部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記車線検出部および前記車速検出部からの検出結果を逐次取得し、当該取得した前記検出結果に基づき前記操舵力生成部に対して前記ステアリングホイールへの前記操舵力の付与を指令する車両制御部と、
を備え、
前記車両制御部は、
前記車両が前記車線の中央を走行するように、第1操舵特性に基づく前記操舵力である第1操舵力を付与するように前記操舵力生成部に指令する第1操舵力付与部と、
前記車両が前記車線から逸脱するのを抑制するように、前記第1操舵特性とは異なる第2操舵特性に基づく前記操舵力である第2操舵力を付与するように前記操舵力生成部に指令する第2操舵力付与部と、
前記車線の曲率半径を算出する曲率半径算出部と、
を有し、
横軸に前記車線の幅方向での位置をとり、縦軸に付与される前記操舵力の値をとった特性図において、前記第1操舵特性は、前記車線の幅方向における内側から外側に向けて前記操舵力が漸増する第1操舵力上昇部を有し、前記第2操舵特性は、前記車線の幅方向における内側から外側に向けて前記操舵力が漸増する第2操舵力上昇部を有し、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行している場合に、前記第1操舵特性における前記第1操舵力上昇部は、前記車速が高いほど前記車線の幅方向外側に設定され、前記第2操舵特性における前記第2操舵力上昇部の上限値は、前記車線の曲率半径が小さいほど低く設定される、
車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行している場合に、前記第1操舵特性における前記車線の幅方向の任意箇所では、前記車速が高いほど前記第1操舵力の値が小さく設定される、
車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置において、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行しており、且つ、前記車速が所定速以下の場合に、前記第1操舵特性における前記車線の幅方向の中央において、前記第1操舵力の値の減少度合いは、前記車速が高いほど大きくなるように設定される、
車両制御装置。 - 請求項1から請求項3の何れかに記載の車両制御装置において、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行しており、当該カーブの曲率半径が第1所定値と第2所定値との間の範囲にある場合には、当該曲率半径に応じて前記第2操舵力の値が漸次変化するように設定される、
車両制御装置。 - 請求項4に記載の車両制御装置において、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行しており、当該カーブの曲率半径が前記第1所定値未満の場合には、前記第2操舵力の値がゼロに設定される、
車両制御装置。 - 請求項4または請求項5に記載の車両制御装置において、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行しており、当該カーブの曲率半径が前記第2所定値よりも大きい場合には、前記第2操舵力の値が所定の操舵力値に設定される、
車両制御装置。 - 請求項4から請求項6の何れかに記載の車両制御装置において、
横軸に前記カーブの曲率半径をとり、縦軸に前記第2操舵力の値をとった特性図において、第1所定値と第2所定値との間の範囲であって、前記第1所定値よりも前記曲率半径が大きい第1所定領域、および前記第2所定値よりも前記曲率半径が小さい第2所定領域では、前記第2操舵力の値は、前記曲率半径に対応して曲線を以って滑らかに変化するように設定される、
車両制御装置。 - 請求項1から請求項7の何れかに記載の車両制御装置において、
前記車両の運転者がステアリングホイールを操作する際の操作力の値を検出する操作力検出部をさらに備え、
前記車両制御部は、前記車線検出部および前記車速検出部からの検出結果に加えて、前記操作力検出部からの検出結果も逐次取得し、
前記第1操舵力付与部は、前記操作力が所定操作力以上である場合に、前記操舵力生成部への指令をキャンセルする、
車両制御装置。 - 走行状況に応じて、車両のステアリングホイールに対して操舵力を付与する車両制御方法であって、
前記車両が走行する車線を検出する車線検出ステップと、
前記車両の車速を検出する車速検出ステップと、
前記車線検出ステップおよび前記車速検出ステップで検出された各検出結果に基づいて、前記車両に前記操舵力を付与する操舵力付与ステップと、
を備え、
前記操舵力付与ステップは、
前記車両が前記車線の中央を走行するように、第1操舵特性に基づく前記操舵力である第1操舵力を付与する第1操舵力付与サブステップと、
前記車両が前記車線から逸脱するのを抑制するように、前記第1操舵特性とは異なる第2操舵特性に基づく前記操舵力である第2操舵力を付与する第2操舵力付与サブステップと、
前記車線の曲率半径を算出する曲率半径算出サブステップと、
を有し、
横軸に前記車線の幅方向での位置をとり、縦軸に付与される前記操舵力の値をとった特性図において、前記第1操舵特性は、前記車線の幅方向における内側から外側に向けて前記操舵力が漸増する第1操舵力上昇部を有し、前記第2操舵特性は、前記車線の幅方向における内側から外側に向けて前記操舵力が漸増する第2操舵力上昇部を有し、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行している場合に、前記第1操舵特性における前記第1操舵力上昇部は、前記車速が高いほど前記車線の幅方向外側に設定され、前記第2操舵特性における前記第2操舵力上昇部の上限値は、前記車線の曲率半径が小さいほど低く設定される、
車両制御方法。 - 請求項9に記載の車両制御方法において、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行している場合に、前記第1操舵特性における前記車線の幅方向の任意箇所では、前記車速が高いほど前記第1操舵力の値が小さく設定される、
車両制御方法。 - 請求項10に記載の車両制御方法において、
前記車両が前記車線におけるカーブした部分を走行しており、且つ、前記車速が所定速以下の場合に、前記第1操舵特性における前記車線の幅方向の中央において、前記第1操舵力の値の減少度合いは、前記車速が高いほど大きくなるように設定される、
車両制御方法。
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