JP3685388B2 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転者の操作による手動操舵力に従って目標操舵量を変更するように構成し、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことができる車両の操舵制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両走行中におけるステアリング操作を少なくともある程度自動的に行わせるようにした、いわゆる自動操舵システムにおいて、自動操舵によるステアリング操作とドライバー操作を重畳する手段が多く提案されている。
【０００３】
まず、特開平９−１２８６９９号公報では、運転者によって操作されるステアリングホイール握り部と操向装置の間に車線維持に必要な操舵量が得られるような駆動出力を発生する駆動装置を設け、自動操舵中、運転者によるオーバーライドを可能にしている車両の操舵角補正装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平９−２２１０５４号公報では、レーン（車線）追従のために操向装置を駆動するアクチュエータを設けて車線維持制御を行うとともに、前記操向装置の角度と運転者が操作するステアリングの角度の差分に応じて両者間に発生するトルクを増減して、運転者に目標操舵角と運転者が操作しているステアリング角度のズレを運転者にインフォメーションし、さらに前記差分に従ってレーン内での走行コースを調整する機能を設け、運転者が自然な感覚でオーバーライドを出来るようにした車両用操舵装置が提案されている。
【０００５】
さらに、特開平９−２４０５０２号公報、特開平９−１４２３２７公報、特開平６−３３６１７０号公報等では、運転者の操舵力の大きさ、操舵力の変化量、操舵速度などによって、ドライバーによるオーバーライドを検出して、自動運転中にドライバーによってオーバーライドがなされた際に、自動的に手動運転に切り替える車両操舵装置などが提案されている。
【０００６】
上記に示すような運転者がオーバーライドを出来るようにした自動操舵装置では、運転者が危険と判断したとき、例えば走行中のレーン上に障害物を発見したときには緊急回避操作を行うことが出来る。しかしながら、上記緊急回避操作を自動的に、しかも確実に行うようにすることは、現在の技術では困難である。少なくとも、緊急回避を行う時は人間が主導権を握って運転を行うことが出来るシステムが望ましい。
【０００７】
また、上記の様に運転者によって緊急回避操作の際に運転の主導権を自動操舵から運転者に切り替えることの出来るシステムにおいて、運転の主導権の切り替えは、運転者がまさに緊急回避操作を行っている最中に行われる。そのため、主導権の切り替え時に自動操舵を行うために加えられているトルクが運転者の操作を妨げないことが望まれる。
【０００８】
具体的には、操舵アクチュエータなど自動操舵を行うために設けられた手段が、運転者の操作に相反する動作をしないことはもちろんのこと、運転者の操舵トルクを急変させるなど、運転者の緊急回避操作のフィーリングを悪化させ緊急回避操作を妨げる、もしくは誤らせるような動作をしないことが望ましい。
【０００９】
そういった意味で、上記特開平９−１２８６９９号公報で開示されている車両の操舵角補正装置や、上記特開平９−２２１０５４号公報に開示されている車両用操舵装置は、運転者が緊急回避操作を行った際にそのままの操作トルクで手動操舵に移行できる。そのため、運転者の緊急回避操作のフィーリングを悪化させず、緊急回避操作を妨げない。すなわち、前記システム（車両の操舵角補正装置、車両用操舵装置）は、運転者の緊急回避操作が行われることを前提としたシステムとして望ましい形態といえる。
【００１０】
ところで、一般的な自動車において、運転者が操向装置を操作する際の操作力を軽減するパワーステアリング装置が広く用いられている。このパワーステアリング装置は、運転者の操作トルクに応じて操向装置を運転者の操作する方向に駆動する装置である。
【００１１】
さらに、パワーステアリング装置において、運転者の操作力を検出するトルクセンサと、操向装置を駆動する電動モーターと、前記トルクセンサで検出した運転者の操作力に基き前記電動モーターの駆動出力と向きを決定して出力するコントローラとを備えた電動パワステ装置が近年良く用いられるようになっている。
【００１２】
この電動パワステ装置のモーターは、据え切り（停車させたままハンドルを切ること）を可能にする程の出力を備えており、一般的に走行中の車を操向するのに必要な力は、据え切りに必要な力よりも小さいので、自動操舵システムのアクチュエータとしても利用可能である。そして、電動パワステ装置を搭載した車両に自動操舵システムを搭載することを考えたとき、電動モーター及びそのコントローラを供用すれば、それぞれ独立に電動モーターとコントローラを設けた場合と比較して低コストで自動操舵システムを実現することが出来る。
【００１３】
ところが、上記特開平９−１２８６９９号公報で開示されている車両の操舵角補正装置や、上記特開平９−２２１０５４号公報に開示されている車両用操舵装置は、運転者によって操作されるステアリングホイール握り部と操向装置の間に駆動装置を設けた構造になっているため、操向装置を直接駆動する上記電動パワステ装置の電動モーターを駆動装置として供用する事は出来ない。そのため、電動パワステ装置を搭載した車両に上記自動操舵システムを搭載する場合でも、別途電動モーター及びそのコントローラを搭載する必要がありコストアップとなる。
【００１４】
一方、上記特開平９−２４０５０２号公報、上記特開平９−１４２３２７号公報等に示される、緊急時に運転の主導権を自動操舵から運転者に切り替えるシステムは、いずれも操向装置を駆動するシステムで、電動パワステ装置の電動モーター及びそのコントローラを供用することが出来るため、低コストで自動操舵システムを実現することが出来る。
【００１５】
しかしながら、前述の装置は、いずれも緊急時に運転の主導権を自動操舵から運転者に切り替えることの出来るシステムではあるものの、切り替え時に自動操舵制御を中止する様になっているため、操作トルク急変が避けられない。その為、運転者の緊急回避操作のフィーリングを悪化させ、緊急回避操作を妨げる、もしくは誤らせるような動作を発生する。よって、これらの装置は、運転者の緊急回避操作が行われることを前提としたシステムとしては望ましくない形態といえる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
この様に、電動パワステ装置と駆動装置を供用することが可能で、かつ運転者の緊急回避操作を妨げない自動操舵システムである車両の操舵制御装置は今のところ存在しない。
【００１７】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、電動パワステ装置と駆動装置を供用することが可能で、かつ運転者の緊急回避操作を妨げない車両の操舵制御装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る車両の操舵制御装置は、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に所定の係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、予め設定された手動操舵力のしきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を保持し、前記第１の自動操舵力の値を第２の自動操舵力として出力する自動操舵力保持手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたものである。
【００１９】
この発明の請求項２に係る車両の操舵制御装置は、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記自車の車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低い時は係数を大きく設定し、前記車速が高い時は前記係数を小さく設定する係数設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に前記係数設定処理部によって設定された係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低いときは緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記車速が高いときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定し、かつ前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量が大きいときは前記緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記実操舵量が小さいときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定する緊急回避動作判定しきい値設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、前記緊急回避動作判定しきい値設定処理部によって設定された緊急回避動作判定しきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を、通知の開始時点より経過時間に従って徐々に減じて第２の自動操舵力として出力する自動操舵力漸減手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の構成を示すブロック図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２７】
図１において、１０は車両のフロント部分等に設けたイメージセンサ（位置関係検出手段）、２０は実際の実操舵量（操舵角、または操舵位置）を検出する操舵角度センサ（実操舵量検出手段）、３０はドライバーがステアリングハンドルを操作する手動操舵力（操作力、または操作トルク）を検出するトルクセンサ（手動操舵力検出手段）、４０はＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータシステムである処理装置、５０はパワステモーター、６０はインパネメータ内蔵の車速センサ（車速検出手段）である。なお、上記の位置関係検出手段としてイメージセンサ１０の代わりに、例えば、磁気ネイルセンサを用いて車線を認識してもよいし、電波マーカー等を用いてもよい。
【００２８】
図２において、処理装置４０は、車線区分線に沿って走行するために必要な目標操舵量Ａ（操舵角、または操舵位置）を求める目標操舵量計算処理４１（目標操舵量計算手段）と、上記目標操舵量Ｂを検出された手動操舵力に従って変更する目標操舵量変更処理４２（目標操舵量変更手段）と、実操舵量と目標操舵量Ｂの差分、または差分のｎ次微分値、または積分値、もしくはいずれかの組み合わせ、もしくはその全部より計算される、実操舵量と目標操舵量Ｂを一致させるために必要な自動操舵力Ａ（操舵力、または操舵トルク）を求める自動操舵力計算処理４３（自動操舵力計算手段）と、ドライバーの緊急回避操作を検出する緊急回避動作判定処理４４（緊急回避動作判定手段）と、ドライバーによる緊急回避操作が行われていると判定されたときには自動操舵力Ｂを一定に保持する自動操舵力保持処理４５（自動操舵力保持手段）と、上記手動操舵力に応じた操舵力と上記自動操舵力Ｂを重畳してパワステモーター５０に出力する手動操舵アシスト処理４６（手動操舵アシスト手段）とを有する。
【００２９】
つぎに、この実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図３は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。同図において、Ｋｍは車両の運動特性に合わせて設定される係数である。
【００３１】
図４は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力計算処理動作を示す図である。同図において、Ｋｐは操舵角フィードバック制御ゲイン、Ｋｄは操舵角速度フィードバック制御ゲインである。
【００３２】
図５は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。
【００３３】
図６は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力保持処理動作を示す図である。
【００３４】
図７は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の手動操舵アシスト処理動作を示す図である。同図において、Ｋａはステアリング操作アシストゲインである。
【００３５】
最初に、処理装置４０は、目標操舵量計算処理４１において、イメージセンサ１０で、車線区分線の位置、形状等を検出することによって認識された自車と車線の位置関係より、車線に沿って走行するために必要な操舵角を算出し、目標操舵量Ａとして出力する。
【００３６】
次に、処理装置４０は、目標操舵量変更処理４２において、図３に示すように、トルクセンサ３０より処理装置４０に入力された手動操舵力の値に係数Ｋｍを乗じた値を、目標操舵量Ａに加算して目標操舵量Ｂとして出力する。
【００３７】
次に、処理装置４０は、自動操舵力計算処理４３において、図４に示すように、操舵角度センサ２０からの実操舵量と目標操舵量Ｂの差分にゲインＫｐを乗じた値を目標操舵速度とし、上記実操舵量の微分値と上記目標操舵速度の差分にゲインＫｄを乗じた値を自動操舵力Ａとして出力する。この処理は、速度フィードバックをマイナーループに持つフィードバック制御である。
【００３８】
次に、処理装置４０は、緊急回避動作判定処理４４において、図５に示すように、トルクセンサ３０より処理装置４０に入力された手動操舵力の値が、ドライバーが意識的にステアリングハンドルを操作したときに生じる力と同レベルになるように設定されたしきい値より大きいときには、ドライバーによる緊急回避動作が行われたことを自動操舵力保持処理４５に通知する。
【００３９】
次に、処理装置４０は、自動操舵力保持処理４５において、図６に示すように、緊急回避動作判定処理４４よりドライバーによる緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、自動操舵力Ａをそのまま自動操舵力Ｂとして出力する。一方、緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の自動操舵力Ａの値を保持し、その値を自動操舵力Ｂとして出力する。
【００４０】
そして、処理装置４０は、手動操舵アシスト処理４６において、図７に示すように、トルクセンサ３０より処理装置４０に入力された手動操舵力の値にゲインＫａを乗じた値を、自動操舵力Ｂに加算して駆動出力としてパワステモーター５０に出力する。
【００４１】
すなわち、この実施の形態１に係る車両の操舵制御装置は、運転者の操作による手動操舵力に従って目標操舵量Ａを変更する目標操舵量変更処理４２を備えたため、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことが可能になる。
【００４２】
また、運転者の操作による手動操舵力に応じた操舵力を自動操舵力Ａ又はＢに重畳して出力する手動操舵アシスト処理４６を備えたため、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことが可能になる。
【００４３】
但し、上記手動操舵アシスト処理４６を備えただけでは、手動操舵力に応じた操舵力を自動操舵力Ａに重畳して出力した事によって実操舵量が変化し、この変化を補正するため自動操舵力Ａが増減する。この自動操舵力Ａの増減は、手動操舵力による実操舵量のズレを補正しようとする方向に働くので手動操舵力と干渉する。そこで、上記手動操舵アシスト処理４６と上記目標操舵量変更処理４２を備えることにより、目標操舵量Ａを手動操舵力に応じて前記干渉を起こさないように調整し、自動操舵が手動操舵に干渉するのを抑止出来る。
【００４４】
また、上記手動操舵アシスト処理４６を備えると、手動操舵力に応じた操舵力を自動操舵力Ａに重畳して出力した事によって実操舵量が変化し、この実操舵量の変化に従って車体姿勢が変化する日標操舵量Ａを求める日標操舵量計算処理４１は、この車体姿勢変化を補正し車線区分線に沿って走行するように目標操舵量Ａを増減する。この目標操舵量Ａの増減は、手動操舵力によって変化した車体姿勢を元に戻す様に働くため、手動操舵を妨げる方向に働き手動操舵力と干渉する。そこで、自動操舵力保持処理４５を備えることにより、緊急回避のためステアリングハンドルが大きく操作されるときには自動操舵力Ｂが一定に保持されるため、上記干渉動作は発生しない。そのため、運転者による緊急回避操作を妨げることが無い。また、自動操舵力Ｂを一定に保持するようにしているため、操作力の急変も生じない。そのため、操舵フィーリングを悪化させドライバーの緊急回避操作を誤らせるようなことも無い。
【００４５】
さらに、システム内で既に用いられているトルクセンサ３０の検出値よりドライバーの緊急回避操作を検出する緊急回避動作判定処理４４を備えたことによって、新たに検出装置などを設けることなく緊急回避操作を検出することが出来るので、コストアップを抑えることが出来る。
【００４６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態２の全体構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
図８において、処理装置４０Ａは、自動操舵力保持処理４５の代わりに、ドライバーによる緊急回避操作が行われていると判定されたときには自動操舵力Ｂを徐々に減じる自動操舵力漸減処理４７（自動操舵力漸減手段）を有する。
【００４８】
つぎに、この実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００４９】
図９は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。同図において、Ｋｍは車両の運動特性に合わせて設定される係数である。また、４２ａは係数設定処理部である。
【００５０】
図１０は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理の係数設定処理部の動作を示す図である。
【００５１】
図１１は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。同図において、４４ａは緊急回避動作判定しきい値設定処理、４４ｂは比較器である。
【００５２】
図１２は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理の緊急回避動作判定しきい値設定処理の動作を示す図である。
【００５３】
図１３は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力漸減処理動作を示す図である。
【００５４】
この実施の形態２は、上記実施の形態１と比較して、目標操舵量変更処理４２、及び緊急回避動作判定処理４４の動作と、自動操舵力保持処理４５が自動操舵力漸減処理４７に変わっている点が異なる。上記実施の形態１と異なる部分の動作について以下説明する。
【００５５】
処理装置４０Ａは、目標操舵量変更処理４２において、図９に示すように、車速センサ６０で検出された車速によって係数を可変する係数設定処理部４２ａが設けられている点が上記実施の形態１の処理装置４０との相違点である。この係数設定処理部４２ａは、図１０に示すように、トルクセンサ３０からの手動操舵力の値に乗じる係数ｋｍを、車速が低い時は大きく、車速が高い時は小さく設定するように構成されている。
【００５６】
処理装置４０Ａは、緊急回避動作判定処理４４において、図１１に示すように、車速と実操舵量によって判定しきい値を可変する緊急回避動作判定しきい値設定処理４４ａが設けられている点が上記実施の形態１の処理装置４０との相違点である。この緊急回避動作判定しきい値設定処理部４４ａは、図１２に示すように、車速が低いときは緊急回避動作が行われたと判定するしきい値を大きく、車速が高いときには前述のしきい値を小さく設定するように、また実操舵量が大きいときは前述のしきい値を大きく、実操舵量が小さいときには前述のしきい値を小さく設定するように構成されている。
【００５７】
処理装置４０Ａは、自動操舵力漸減処理４７において、図１３に示すように、緊急回避動作判定処理４４よりドライバーによる緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、自動操舵力Ａをそのまま自動操舵力Ｂとして出力し、緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の自動操舵力Ａの値を、通知の開始時点より経過時間に従って徐々に減じた値を自動操舵力Ｂとして出力する。
【００５８】
すなわち、この実施の形態２に係る車両の操舵制御装置は、自動操舵力を一定に保持する自動操舵力保持処理４５の代わりに、自動操舵力を徐々に減少する自動操舵力漸減処理４７を備えたので、上記実施の形態１の説明で挙げた操作力の急変を避ける機能を失うことなく自動操舵力がドライバーに与える影響を抑止出来る。
【００５９】
また、ドライバーの緊急回避操作の検出を、トルクセンサ３０で検出した手動操舵力で判定する際に、車速センサ６０で検出した車速と、操舵角度センサ２０で検出した実操舵量を考慮する緊急回避動作判定処理４４を備えたので、判定の正確さを向上する事が出来る。
【００６０】
さらに、車速に従って、手動操作力と目標操舵量変位の関係を調整する目標操舵量変更処理４２を備えたので、より自然なフィーリングで緊急回避操作を行うことが出来る。
【００６１】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る車両の操舵制御装置は、以上説明したとおり、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に所定の係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、予め設定された手動操舵力のしきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を保持し、前記第１の自動操舵力の値を第２の自動操舵力として出力する自動操舵力保持手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたので、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことができ、自動操舵が手動操舵に干渉するのを抑止でき、新たに検出装置などを設けることなく緊急回避操作を検出することができ、コストアップを抑えることができ、さらに操作力の急変も無く、そのため操舵フィーリングを悪化させドライバーの緊急回避操作を誤らせるようなことも無いという効果を奏する。
【００６２】
この発明の請求項２に係る車両の操舵制御装置は、以上説明したとおり、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記自車の車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低い時は係数を大きく設定し、前記車速が高い時は前記係数を小さく設定する係数設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に前記係数設定処理部によって設定された係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低いときは緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記車速が高いときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定し、かつ前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量が大きいときは前記緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記実操舵量が小さいときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定する緊急回避動作判定しきい値設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、前記緊急回避動作判定しきい値設定処理部によって設定された緊急回避動作判定しきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を、通知の開始時点より経過時間に従って徐々に減じて第２の自動操舵力として出力する自動操舵力漸減手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたので、より自然なフィーリングで操舵することができ、判定の正確さを向上することができ、さらに操作力の急変を避ける機能を失うことなく自動操舵力がドライバーに与える影響を抑止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力計算処理動作を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力保持処理動作を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の手動操舵アシスト処理動作を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理の係数設定処理動作を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理のしきい値設定処理動作を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力漸減処理動作を示す図である。
【符号の説明】
１０ イメージセンサ、２０ 操舵角度センサ、３０ トルクセンサ、４０、４０Ａ 処理装置、４１ 目標操舵量計算処理、４２ 目標操舵量変更処理、４３ 自動操舵力計算処理、４４ 緊急回避動作判定処理、４５ 自動操舵力保持処理、４６ 手動操舵アシスト処理、４７ 自動操舵力漸減処理、５０ パワステモーター、６０ 車速センサ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転者の操作による手動操舵力に従って目標操舵量を変更するように構成し、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことができる車両の操舵制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両走行中におけるステアリング操作を少なくともある程度自動的に行わせるようにした、いわゆる自動操舵システムにおいて、自動操舵によるステアリング操作とドライバー操作を重畳する手段が多く提案されている。
【０００３】
まず、特開平９−１２８６９９号公報では、運転者によって操作されるステアリングホイール握り部と操向装置の間に車線維持に必要な操舵量が得られるような駆動出力を発生する駆動装置を設け、自動操舵中、運転者によるオーバーライドを可能にしている車両の操舵角補正装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平９−２２１０５４号公報では、レーン（車線）追従のために操向装置を駆動するアクチュエータを設けて車線維持制御を行うとともに、前記操向装置の角度と運転者が操作するステアリングの角度の差分に応じて両者間に発生するトルクを増減して、運転者に目標操舵角と運転者が操作しているステアリング角度のズレを運転者にインフォメーションし、さらに前記差分に従ってレーン内での走行コースを調整する機能を設け、運転者が自然な感覚でオーバーライドを出来るようにした車両用操舵装置が提案されている。
【０００５】
さらに、特開平９−２４０５０２号公報、特開平９−１４２３２７公報、特開平６−３３６１７０号公報等では、運転者の操舵力の大きさ、操舵力の変化量、操舵速度などによって、ドライバーによるオーバーライドを検出して、自動運転中にドライバーによってオーバーライドがなされた際に、自動的に手動運転に切り替える車両操舵装置などが提案されている。
【０００６】
上記に示すような運転者がオーバーライドを出来るようにした自動操舵装置では、運転者が危険と判断したとき、例えば走行中のレーン上に障害物を発見したときには緊急回避操作を行うことが出来る。しかしながら、上記緊急回避操作を自動的に、しかも確実に行うようにすることは、現在の技術では困難である。少なくとも、緊急回避を行う時は人間が主導権を握って運転を行うことが出来るシステムが望ましい。
【０００７】
また、上記の様に運転者によって緊急回避操作の際に運転の主導権を自動操舵から運転者に切り替えることの出来るシステムにおいて、運転の主導権の切り替えは、運転者がまさに緊急回避操作を行っている最中に行われる。そのため、主導権の切り替え時に自動操舵を行うために加えられているトルクが運転者の操作を妨げないことが望まれる。
【０００８】
具体的には、操舵アクチュエータなど自動操舵を行うために設けられた手段が、運転者の操作に相反する動作をしないことはもちろんのこと、運転者の操舵トルクを急変させるなど、運転者の緊急回避操作のフィーリングを悪化させ緊急回避操作を妨げる、もしくは誤らせるような動作をしないことが望ましい。
【０００９】
そういった意味で、上記特開平９−１２８６９９号公報で開示されている車両の操舵角補正装置や、上記特開平９−２２１０５４号公報に開示されている車両用操舵装置は、運転者が緊急回避操作を行った際にそのままの操作トルクで手動操舵に移行できる。そのため、運転者の緊急回避操作のフィーリングを悪化させず、緊急回避操作を妨げない。すなわち、前記システム（車両の操舵角補正装置、車両用操舵装置）は、運転者の緊急回避操作が行われることを前提としたシステムとして望ましい形態といえる。
【００１０】
ところで、一般的な自動車において、運転者が操向装置を操作する際の操作力を軽減するパワーステアリング装置が広く用いられている。このパワーステアリング装置は、運転者の操作トルクに応じて操向装置を運転者の操作する方向に駆動する装置である。
【００１１】
さらに、パワーステアリング装置において、運転者の操作力を検出するトルクセンサと、操向装置を駆動する電動モーターと、前記トルクセンサで検出した運転者の操作力に基き前記電動モーターの駆動出力と向きを決定して出力するコントローラとを備えた電動パワステ装置が近年良く用いられるようになっている。
【００１２】
この電動パワステ装置のモーターは、据え切り（停車させたままハンドルを切ること）を可能にする程の出力を備えており、一般的に走行中の車を操向するのに必要な力は、据え切りに必要な力よりも小さいので、自動操舵システムのアクチュエータとしても利用可能である。そして、電動パワステ装置を搭載した車両に自動操舵システムを搭載することを考えたとき、電動モーター及びそのコントローラを供用すれば、それぞれ独立に電動モーターとコントローラを設けた場合と比較して低コストで自動操舵システムを実現することが出来る。
【００１３】
ところが、上記特開平９−１２８６９９号公報で開示されている車両の操舵角補正装置や、上記特開平９−２２１０５４号公報に開示されている車両用操舵装置は、運転者によって操作されるステアリングホイール握り部と操向装置の間に駆動装置を設けた構造になっているため、操向装置を直接駆動する上記電動パワステ装置の電動モーターを駆動装置として供用する事は出来ない。そのため、電動パワステ装置を搭載した車両に上記自動操舵システムを搭載する場合でも、別途電動モーター及びそのコントローラを搭載する必要がありコストアップとなる。
【００１４】
一方、上記特開平９−２４０５０２号公報、上記特開平９−１４２３２７号公報等に示される、緊急時に運転の主導権を自動操舵から運転者に切り替えるシステムは、いずれも操向装置を駆動するシステムで、電動パワステ装置の電動モーター及びそのコントローラを供用することが出来るため、低コストで自動操舵システムを実現することが出来る。
【００１５】
しかしながら、前述の装置は、いずれも緊急時に運転の主導権を自動操舵から運転者に切り替えることの出来るシステムではあるものの、切り替え時に自動操舵制御を中止する様になっているため、操作トルク急変が避けられない。その為、運転者の緊急回避操作のフィーリングを悪化させ、緊急回避操作を妨げる、もしくは誤らせるような動作を発生する。よって、これらの装置は、運転者の緊急回避操作が行われることを前提としたシステムとしては望ましくない形態といえる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
この様に、電動パワステ装置と駆動装置を供用することが可能で、かつ運転者の緊急回避操作を妨げない自動操舵システムである車両の操舵制御装置は今のところ存在しない。
【００１７】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、電動パワステ装置と駆動装置を供用することが可能で、かつ運転者の緊急回避操作を妨げない車両の操舵制御装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る車両の操舵制御装置は、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に所定の係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、予め設定された手動操舵力のしきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を保持し、前記第１の自動操舵力の値を第２の自動操舵力として出力する自動操舵力保持手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたものである。
【００１９】
この発明の請求項２に係る車両の操舵制御装置は、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記自車の車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低い時は係数を大きく設定し、前記車速が高い時は前記係数を小さく設定する係数設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に前記係数設定処理部によって設定された係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低いときは緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記車速が高いときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定し、かつ前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量が大きいときは前記緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記実操舵量が小さいときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定する緊急回避動作判定しきい値設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、前記緊急回避動作判定しきい値設定処理部によって設定された緊急回避動作判定しきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を、通知の開始時点より経過時間に従って徐々に減じて第２の自動操舵力として出力する自動操舵力漸減手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の構成を示すブロック図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２７】
図１において、１０は車両のフロント部分等に設けたイメージセンサ（位置関係検出手段）、２０は実際の実操舵量（操舵角、または操舵位置）を検出する操舵角度センサ（実操舵量検出手段）、３０はドライバーがステアリングハンドルを操作する手動操舵力（操作力、または操作トルク）を検出するトルクセンサ（手動操舵力検出手段）、４０はＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータシステムである処理装置、５０はパワステモーター、６０はインパネメータ内蔵の車速センサ（車速検出手段）である。なお、上記の位置関係検出手段としてイメージセンサ１０の代わりに、例えば、磁気ネイルセンサを用いて車線を認識してもよいし、電波マーカー等を用いてもよい。
【００２８】
図２において、処理装置４０は、車線区分線に沿って走行するために必要な目標操舵量Ａ（操舵角、または操舵位置）を求める目標操舵量計算処理４１（目標操舵量計算手段）と、上記目標操舵量Ｂを検出された手動操舵力に従って変更する目標操舵量変更処理４２（目標操舵量変更手段）と、実操舵量と目標操舵量Ｂの差分、または差分のｎ次微分値、または積分値、もしくはいずれかの組み合わせ、もしくはその全部より計算される、実操舵量と目標操舵量Ｂを一致させるために必要な自動操舵力Ａ（操舵力、または操舵トルク）を求める自動操舵力計算処理４３（自動操舵力計算手段）と、ドライバーの緊急回避操作を検出する緊急回避動作判定処理４４（緊急回避動作判定手段）と、ドライバーによる緊急回避操作が行われていると判定されたときには自動操舵力Ｂを一定に保持する自動操舵力保持処理４５（自動操舵力保持手段）と、上記手動操舵力に応じた操舵力と上記自動操舵力Ｂを重畳してパワステモーター５０に出力する手動操舵アシスト処理４６（手動操舵アシスト手段）とを有する。
【００２９】
つぎに、この実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図３は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。同図において、Ｋｍは車両の運動特性に合わせて設定される係数である。
【００３１】
図４は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力計算処理動作を示す図である。同図において、Ｋｐは操舵角フィードバック制御ゲイン、Ｋｄは操舵角速度フィードバック制御ゲインである。
【００３２】
図５は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。
【００３３】
図６は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力保持処理動作を示す図である。
【００３４】
図７は、この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の手動操舵アシスト処理動作を示す図である。同図において、Ｋａはステアリング操作アシストゲインである。
【００３５】
最初に、処理装置４０は、目標操舵量計算処理４１において、イメージセンサ１０で、車線区分線の位置、形状等を検出することによって認識された自車と車線の位置関係より、車線に沿って走行するために必要な操舵角を算出し、目標操舵量Ａとして出力する。
【００３６】
次に、処理装置４０は、目標操舵量変更処理４２において、図３に示すように、トルクセンサ３０より処理装置４０に入力された手動操舵力の値に係数Ｋｍを乗じた値を、目標操舵量Ａに加算して目標操舵量Ｂとして出力する。
【００３７】
次に、処理装置４０は、自動操舵力計算処理４３において、図４に示すように、操舵角度センサ２０からの実操舵量と目標操舵量Ｂの差分にゲインＫｐを乗じた値を目標操舵速度とし、上記実操舵量の微分値と上記目標操舵速度の差分にゲインＫｄを乗じた値を自動操舵力Ａとして出力する。この処理は、速度フィードバックをマイナーループに持つフィードバック制御である。
【００３８】
次に、処理装置４０は、緊急回避動作判定処理４４において、図５に示すように、トルクセンサ３０より処理装置４０に入力された手動操舵力の値が、ドライバーが意識的にステアリングハンドルを操作したときに生じる力と同レベルになるように設定されたしきい値より大きいときには、ドライバーによる緊急回避動作が行われたことを自動操舵力保持処理４５に通知する。
【００３９】
次に、処理装置４０は、自動操舵力保持処理４５において、図６に示すように、緊急回避動作判定処理４４よりドライバーによる緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、自動操舵力Ａをそのまま自動操舵力Ｂとして出力する。一方、緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の自動操舵力Ａの値を保持し、その値を自動操舵力Ｂとして出力する。
【００４０】
そして、処理装置４０は、手動操舵アシスト処理４６において、図７に示すように、トルクセンサ３０より処理装置４０に入力された手動操舵力の値にゲインＫａを乗じた値を、自動操舵力Ｂに加算して駆動出力としてパワステモーター５０に出力する。
【００４１】
すなわち、この実施の形態１に係る車両の操舵制御装置は、運転者の操作による手動操舵力に従って目標操舵量Ａを変更する目標操舵量変更処理４２を備えたため、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことが可能になる。
【００４２】
また、運転者の操作による手動操舵力に応じた操舵力を自動操舵力Ａ又はＢに重畳して出力する手動操舵アシスト処理４６を備えたため、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことが可能になる。
【００４３】
但し、上記手動操舵アシスト処理４６を備えただけでは、手動操舵力に応じた操舵力を自動操舵力Ａに重畳して出力した事によって実操舵量が変化し、この変化を補正するため自動操舵力Ａが増減する。この自動操舵力Ａの増減は、手動操舵力による実操舵量のズレを補正しようとする方向に働くので手動操舵力と干渉する。そこで、上記手動操舵アシスト処理４６と上記目標操舵量変更処理４２を備えることにより、目標操舵量Ａを手動操舵力に応じて前記干渉を起こさないように調整し、自動操舵が手動操舵に干渉するのを抑止出来る。
【００４４】
また、上記手動操舵アシスト処理４６を備えると、手動操舵力に応じた操舵力を自動操舵力Ａに重畳して出力した事によって実操舵量が変化し、この実操舵量の変化に従って車体姿勢が変化する日標操舵量Ａを求める日標操舵量計算処理４１は、この車体姿勢変化を補正し車線区分線に沿って走行するように目標操舵量Ａを増減する。この目標操舵量Ａの増減は、手動操舵力によって変化した車体姿勢を元に戻す様に働くため、手動操舵を妨げる方向に働き手動操舵力と干渉する。そこで、自動操舵力保持処理４５を備えることにより、緊急回避のためステアリングハンドルが大きく操作されるときには自動操舵力Ｂが一定に保持されるため、上記干渉動作は発生しない。そのため、運転者による緊急回避操作を妨げることが無い。また、自動操舵力Ｂを一定に保持するようにしているため、操作力の急変も生じない。そのため、操舵フィーリングを悪化させドライバーの緊急回避操作を誤らせるようなことも無い。
【００４５】
さらに、システム内で既に用いられているトルクセンサ３０の検出値よりドライバーの緊急回避操作を検出する緊急回避動作判定処理４４を備えたことによって、新たに検出装置などを設けることなく緊急回避操作を検出することが出来るので、コストアップを抑えることが出来る。
【００４６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態２の全体構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
図８において、処理装置４０Ａは、自動操舵力保持処理４５の代わりに、ドライバーによる緊急回避操作が行われていると判定されたときには自動操舵力Ｂを徐々に減じる自動操舵力漸減処理４７（自動操舵力漸減手段）を有する。
【００４８】
つぎに、この実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００４９】
図９は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。同図において、Ｋｍは車両の運動特性に合わせて設定される係数である。また、４２ａは係数設定処理部である。
【００５０】
図１０は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理の係数設定処理部の動作を示す図である。
【００５１】
図１１は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。同図において、４４ａは緊急回避動作判定しきい値設定処理、４４ｂは比較器である。
【００５２】
図１２は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理の緊急回避動作判定しきい値設定処理の動作を示す図である。
【００５３】
図１３は、この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力漸減処理動作を示す図である。
【００５４】
この実施の形態２は、上記実施の形態１と比較して、目標操舵量変更処理４２、及び緊急回避動作判定処理４４の動作と、自動操舵力保持処理４５が自動操舵力漸減処理４７に変わっている点が異なる。上記実施の形態１と異なる部分の動作について以下説明する。
【００５５】
処理装置４０Ａは、目標操舵量変更処理４２において、図９に示すように、車速センサ６０で検出された車速によって係数を可変する係数設定処理部４２ａが設けられている点が上記実施の形態１の処理装置４０との相違点である。この係数設定処理部４２ａは、図１０に示すように、トルクセンサ３０からの手動操舵力の値に乗じる係数ｋｍを、車速が低い時は大きく、車速が高い時は小さく設定するように構成されている。
【００５６】
処理装置４０Ａは、緊急回避動作判定処理４４において、図１１に示すように、車速と実操舵量によって判定しきい値を可変する緊急回避動作判定しきい値設定処理４４ａが設けられている点が上記実施の形態１の処理装置４０との相違点である。この緊急回避動作判定しきい値設定処理部４４ａは、図１２に示すように、車速が低いときは緊急回避動作が行われたと判定するしきい値を大きく、車速が高いときには前述のしきい値を小さく設定するように、また実操舵量が大きいときは前述のしきい値を大きく、実操舵量が小さいときには前述のしきい値を小さく設定するように構成されている。
【００５７】
処理装置４０Ａは、自動操舵力漸減処理４７において、図１３に示すように、緊急回避動作判定処理４４よりドライバーによる緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、自動操舵力Ａをそのまま自動操舵力Ｂとして出力し、緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の自動操舵力Ａの値を、通知の開始時点より経過時間に従って徐々に減じた値を自動操舵力Ｂとして出力する。
【００５８】
すなわち、この実施の形態２に係る車両の操舵制御装置は、自動操舵力を一定に保持する自動操舵力保持処理４５の代わりに、自動操舵力を徐々に減少する自動操舵力漸減処理４７を備えたので、上記実施の形態１の説明で挙げた操作力の急変を避ける機能を失うことなく自動操舵力がドライバーに与える影響を抑止出来る。
【００５９】
また、ドライバーの緊急回避操作の検出を、トルクセンサ３０で検出した手動操舵力で判定する際に、車速センサ６０で検出した車速と、操舵角度センサ２０で検出した実操舵量を考慮する緊急回避動作判定処理４４を備えたので、判定の正確さを向上する事が出来る。
【００６０】
さらに、車速に従って、手動操作力と目標操舵量変位の関係を調整する目標操舵量変更処理４２を備えたので、より自然なフィーリングで緊急回避操作を行うことが出来る。
【００６１】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る車両の操舵制御装置は、以上説明したとおり、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に所定の係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、予め設定された手動操舵力のしきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を保持し、前記第１の自動操舵力の値を第２の自動操舵力として出力する自動操舵力保持手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたので、自動操舵中でも運転者の意志に基づいて操舵を行うことができ、自動操舵が手動操舵に干渉するのを抑止でき、新たに検出装置などを設けることなく緊急回避操作を検出することができ、コストアップを抑えることができ、さらに操作力の急変も無く、そのため操舵フィーリングを悪化させドライバーの緊急回避操作を誤らせるようなことも無いという効果を奏する。
【００６２】
この発明の請求項２に係る車両の操舵制御装置は、以上説明したとおり、自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、前記自車の車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低い時は係数を大きく設定し、前記車速が高い時は前記係数を小さく設定する係数設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に前記係数設定処理部によって設定された係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が低いときは緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記車速が高いときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定し、かつ前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量が大きいときは前記緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記実操舵量が小さいときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定する緊急回避動作判定しきい値設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、前記緊急回避動作判定しきい値設定処理部によって設定された緊急回避動作判定しきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を、通知の開始時点より経過時間に従って徐々に減じて第２の自動操舵力として出力する自動操舵力漸減手段と、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段とを備えたので、より自然なフィーリングで操舵することができ、判定の正確さを向上することができ、さらに操作力の急変を避ける機能を失うことなく自動操舵力がドライバーに与える影響を抑止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力計算処理動作を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力保持処理動作を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る車両の操舵制御装置の処理装置の手動操舵アシスト処理動作を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理動作を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の目標操舵量変更処理の係数設定処理動作を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理動作を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の緊急回避動作判定処理のしきい値設定処理動作を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の処理装置の自動操舵力漸減処理動作を示す図である。
【符号の説明】
１０ イメージセンサ、２０ 操舵角度センサ、３０ トルクセンサ、４０、４０Ａ 処理装置、４１ 目標操舵量計算処理、４２ 目標操舵量変更処理、４３ 自動操舵力計算処理、４４ 緊急回避動作判定処理、４５ 自動操舵力保持処理、４６ 手動操舵アシスト処理、４７ 自動操舵力漸減処理、５０ パワステモーター、６０ 車速センサ。
Claims (2)
- 自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、
前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、
運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、
前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に所定の係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、
実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、
前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、
前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、予め設定された手動操舵力のしきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、
前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を保持し、前記第１の自動操舵力の値を第２の自動操舵力として出力する自動操舵力保持手段と、
前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段と
を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。 - 自車と車線の位置関係を検出する位置関係検出手段と、
前記位置関係検出手段によって検出された位置関係に基いて前記車線に沿って走行するために必要な第１の目標操舵量を求める目標操舵量計算手段と、
運転者がステアリングハンドルを操作する手動操舵力を検出する手動操舵力検出手段と、
前記自車の車速を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段によって検出された車速が低い時は係数を大きく設定し、前記車速が高い時は前記係数を小さく設定する係数設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に前記係数設定処理部によって設定された係数を乗じて前記第１の目標操舵量に加算し第２の目標操舵量として出力する目標操舵量変更手段と、
実際の実操舵量を検出する実操舵量検出手段と、
前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量と前記第２の目標操舵量の差分に第１のゲインを乗じた値を目標操舵速度とし、前記実操舵量の微分値と前記目標操舵速度の差分に第２のゲインを乗じた値を第１の自動操舵力として出力する自動操舵力計算手段と、
前記車速検出手段によって検出された車速が低いときは緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記車速が高いときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定し、かつ前記実操舵量検出手段によって検出された実操舵量が大きいときは前記緊急回避動作判定しきい値を大きく設定し、前記実操舵量が小さいときには前記緊急回避動作判定しきい値を小さく設定する緊急回避動作判定しきい値設定処理部を有し、前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力が、前記緊急回避動作判定しきい値設定処理部によって設定された緊急回避動作判定しきい値を超えたときには運転者による緊急回避動作が行われたと判定する緊急回避動作判定手段と、
前記緊急回避動作判定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されていないときは、前記第１の自動操舵力をそのまま第２の自動操舵力として出力し、前記緊急回避動作判 定手段から緊急回避動作が行われたことが通知されているときには、通知が開始された時の前記第１の自動操舵力の値を、通知の開始時点より経過時間に従って徐々に減じて第２の自動操舵力として出力する自動操舵力漸減手段と、
前記手動操舵力検出手段によって検出された手動操舵力に第３のゲインを乗じた値を前記第２の自動操舵力に加算して駆動出力としてパワステモーターに出力する手動操舵アシスト手段と
を備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
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