CN104828083B - 转向操作支援装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够避免车辆从车道脱离的转向操作支援装置。基本目标电流值设定部(41)基于转向操作转矩(T)和车速(V)设定基本目标电流值(Io＊)。电流校正量运算部(43)基于横向偏差(y)以及横向偏差变化率(dy/dt)，运算用于校正基本目标电流值(Io＊)的电流校正量(Ir),以使得横向偏差(y)以及横向偏差变化率(dy/dt)接近于零。目标电流值运算部(44)通过从由基本目标电流值设定部(41)设定的基本目标电流值(Io＊)减去由电流校正量运算部(43)运算出的电流校正量(Ir)来进行校正，从而运算目标电流值(I＊)。

Description

转向操作支援装置
本申请主张于2014年2月12日提出的日本专利申请2014-024452号的优先权，并在此引用包括其说明书、附图以及摘要的全部内容。
技术领域
本发明涉及车辆的转向操作支援装置，尤其涉及用于防止行驶中的车辆脱离车道的转向操作支援装置。
背景技术
车辆在高速道路等行驶时，若因驾驶员的不注意、路面状况而使车辆脱离行驶车道，则有可能车辆与其他车辆、导轨接触。因此，如日本特开2013－212839号公报、日本专利第4292562号公报、日本特开平11－34774号公报所示那样开发了车辆用警报装置，该车辆用警报装置基于搭载于车辆的照相机的拍摄图像来获取路面信息、车辆与车道的相对位置信息，若车辆看起来要从车道脱离，则对驾驶员给予警告。
发明内容
本发明的目的之一在于提供能够引导车辆以避免车辆从车道脱离的转向操作支援装置。
本发明的一个方式的转向操作支援装置包括：电动机，其用于对车辆的转向机构给予转向用驱动力；信息获取部，其获取距目标行驶线的车辆的横向偏差和上述横向偏差的每单位时间的变化率亦即横向偏差变化率；基本目标电流值设定部，其设定针对上述电动机的基本目标电流值；电流校正量运算部，其基于由上述信息获取部获取到的横向偏差以及横向偏差变化率，运算用于校正上述基本目标电流值的电流校正量，以使得横向偏差以及横向偏差变化率接近于零；目标电流值运算部，其通过使用由上述电流校正量运算部运算的电流校正量对由上述基本目标电流值设定部设定的基本目标电流值进行校正，来运算目标电流值；以及控制部，其基于由上述目标电流值运算部运算的目标电流值，驱动控制上述电动机。
在上述方式中，能够校正与基本目标电流值对应的转向用驱动力，以使横向偏差以及横向偏差变化率接近于零。由此，由于引导车辆以使横向偏差接近于零，所以能够引导车辆以使车辆接近目标行驶线。另外，由于引导车辆以使横向偏差变化率接近于零，所以能够引导车辆，以使在目标行驶线附近，车辆的宽度方向中心线与目标行驶线平行。由此，能够引导车辆以避免车辆从车道脱离。
本发明的其他方式在上述方式的转向操作支援装置的基础上构成为，上述电流校正量运算部包括：第一运算部，其基于由上述信息获取部获取到的横向偏差，运算第一电流校正量；第二运算部，其基于由上述信息获取部获取到的横向偏差变化率，运算第二电流校正量；以及第三运算部，其通过将由上述第一运算部运算的第一电流校正量与由上述第二运算部运算的第二电流校正量相加，来运算电流校正量。
本发明的另一其他方式在上述方式的转向操作支援装置的基础上构成为，还包括用于检测车速的车速检测器，并且上述电流校正量运算部包括：第一运算部，其基于由上述信息获取部获取到的横向偏差，运算第一电流校正量；第二运算部，其基于由上述信息获取部获取到的横向偏差变化率，运算第二电流校正量；第三运算部，其通过将由上述第一运算部运算的第一电流校正量与由上述第二运算部运算的第二电流校正量相加，来运算第三电流校正量；以及第四运算部，其通过设定与由上述车速检测器检测出的车速对应的增益，并且对由上述第三运算部运算出的第三电流校正量乘以上述增益，来运算电流校正量。
本发明的另一其他方式在上述方式的转向操作支援装置的基础上构成为，若将由上述信息获取部获取到的横向偏差设为y，将由上述信息获取部获取到的横向偏差变化率设为dy/dt，将上述第一电流校正量设为Ir1，将上述第二电流校正量设为Ir2，将a1、a2设定为相同符号的常量，将b1设定为由2以上的自然数构成的幂的指数，将b2设定为由比b1小的自然数构成的幂的指数，从而上述第一运算部构成为，在b1被设定为奇数的情况下，基于用Ir1＝a1·yb1函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，在b1被设定为偶数的情况下，基于在y≥0的范围用Ir1＝a1·yb1函数表示并且在y＜0的范围用Ir1＝－a1·yb1函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，上述第二运算部构成为，在b2被设定为奇数的情况下，基于用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2，在b2被设定为偶数的情况下，基于在dy/dt≥0的范围用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示并且在dy/dt＜0的范围用Ir2＝－a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。
一般而言，若将a设为常量，则在用f(x)＝axb(b为由自然数构成的幂的指数)表示的函数中，x的绝对值越大，f(x)的绝对值越大。另外，在b的值为2以上的情况下，x的绝对值越大，f(x)的平均变化率越大。平均变化率是指(f(x)的变化量)/(x的变化量)。用于运算第一电流校正量Ir1的函数包含yb1，b1的值为2以上。因此，横向偏差y的绝对值越大，第一电流校正量Ir1的绝对值越大，并且横向偏差y的绝对值越大，平均变化率(第一电流校正量Ir1的绝对值的增加率)越大。由此，能够将车辆更加迅速地引导至目标行驶线侧。
另外，在用f(x)＝axb表示的函数中，b越大，x的绝对值小于1的范围的平均变化率越小，x的绝对值为1以上的范围的平均变化率越大。
用于运算第一电流校正量Ir1的函数包含yb1，用于运算第二电流校正量Ir2的函数包含(dy/dt)b2，b1比b2大。因此，在上述a1与上述a2相等的情况下，在横向偏差y的绝对值小于1的范围的第一电流校正量Ir1的平均变化率比在横向偏差变化率dy/dt的绝对值小于1的范围的第二电流校正量Ir2的平均变化率小。并且，在横向偏差y的绝对值比1大的范围的第一电流校正量Ir1的平均变化率比在横向偏差变化率dy/dt的绝对值比1大的范围的第二电流校正量Ir2的平均变化率大。
因此，在车辆的基准位置位于从目标行驶线离开的区域的情况下，即便第二电流校正量Ir2的符号与第一电流校正量Ir1的符号相反，由于考虑到欲通过第一电流校正量Ir1使横向偏差y接近于零的动作容易比欲通过第二电流校正量Ir2使横向偏差变化率dy/dt接近于零的动作强，所以也能够使车辆引导至目标行驶线侧。
另外，由于无论横向偏差y的值如何，均能够获得与横向偏差变化率dy/dt的大小对应的第二电流校正量Ir2，所以在车辆的基准位置位于目标行驶线附近的区域的情况下，也能够引导车辆以使车辆的宽度方向中心线与目标行驶线平行。
本发明的另一其他方式在上述方式的转向操作支援装置的基础上构成为，上述第一运算部构成为，基于用Ir1＝a1·y3函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，上述第二运算部构成为，基于用Ir2＝a2·(dy/dt)函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。
本发明的另一其他方式在上述方式的转向操作支援装置的基础上构成为，上述第一运算部在上述横向偏差y的绝对值小于规定值的范围，设定有第一电流校正量Ir1为零的死区。
本发明的另一其他方式在上述方式的转向操作支援装置的基础上构成为，上述第二运算部在上述横向偏差变化率dy/dt的绝对值小于规定值的范围，设定有第二电流校正量Ir2为零的死区。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中：
图1是表示应用了本发明的一个实施方式的转向操作支援装置的电动动力转向装置的简要结构的示意图。
图2是表示ECU的电气结构的框图。
图3是表示基本目标电流值Io＊相对于检测转向操作转矩T的设定例的曲线图。
图4是用于说明信息获取部的动作的示意图。
图5A是表示第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系的一个例子的曲线图。
图5B是表示第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系的其他例子的曲线图。
图5C是表示第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系的另一其他例子的曲线图。
图6A是表示第二电流校正量Ir2相对于横向偏差变化率dy/dt的关系的一个例子的曲线图。
图6B是表示第二电流校正量Ir2相对于横向偏差变化率dy/dt的关系的其他例子的曲线图。
图7是表示车速增益G相对于车速V的设定例的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是表示应用了本发明的一个实施方式的转向操作支援装置的电动动力转向装置的简要结构的示意图。
电动动力转向装置(electric power steering，简称EPS)1具备：用于对车辆进行转向操作的转向操作部件亦即方向盘2、转向轴6以及中间轴7、对转向轮3进行转向的转向机构4以及用于辅助驾驶员转向操作的转向操作辅助机构5。方向盘2与转向机构4经由转向轴6以及中间轴7机械地连结。
转向轴6包括与方向盘2连结的输入轴8以及与中间轴7连结的输出轴9。输入轴8与输出轴9经由扭杆10连结为能够相对旋转。
在扭杆10的周围配置有转矩传感器11。转矩传感器11基于输出轴9相对于输入轴8的相对旋转位移量，检测施加于方向盘2的转向操作转矩T。在本实施方式中，通过转矩传感器11检测出的转向操作转矩T例如为，用于向右方向转向操作的转矩检测为正值，用于向左方向转向操作的转矩检测为负值，并且其绝对值越大，转向操作转矩的大小越大。
转向机构4由包括小齿轮轴13和作为转向轴的齿条轴14的齿轮齿条机构(rackand pinion)构成。在齿条轴14的各端部经由横拉杆15以及转向节臂(省略图示)连结有转向轮3。小齿轮轴13与中间轴7连结。小齿轮轴13以与方向盘2的转向操作连动的方式旋转。在小齿轮轴13的前端(在图1中为下端)连结有小齿轮16。
齿条轴14沿着车辆的左右方向以直线状延伸。在齿条轴14的轴向的中间部形成有与小齿轮16啮合的齿条17。通过该小齿轮16以及齿条17，将小齿轮轴13的旋转运动转换成齿条轴14的轴向的直线运动。通过使齿条轴14沿着轴向直线运动，能够对转向轮3进行转向。
若转向操作(旋转)方向盘2，则该旋转运动经由转向轴6以及中间轴7传递至转向机构4。然后，转向机构4的直线运动经由横拉杆15以及转向节臂传递至转向轮3，从而转向轮3转向。
转向操作辅助机构5被安装于转向轴6的周围。转向操作辅助机构5包括：转向操作辅助用的电动机18，其用于产生转向操作辅助力(辅助力)；以及减速机构19，其用于将电动机18的输出转矩传递至转向机构4。减速机构19由包括蜗杆轴20以及与该蜗杆轴20啮合的蜗轮21的蜗轮蜗杆机构构成。减速机构19收容于齿轮壳体22内。
蜗杆轴20由电动机18旋转驱动。另外，蜗轮21与转向轴6连结为能够向同方向旋转。蜗轮21由蜗杆轴20旋转驱动。
若通过电动机18来旋转驱动蜗杆轴20，则蜗轮21被旋转驱动，并且产生转向操作辅助力。该转向操作辅助力传递至转向轴6，与驾驶员给予方向盘的转向操作转矩相配合，来旋转驱动转向轴。而且，转向轴6的旋转经由中间轴7传递至小齿轮轴13。小齿轮轴13的旋转转换成齿条轴14的直线运动。由此，转向轮3转向。即，通过由电动机18旋转驱动蜗杆轴20，来辅助转向轮3的转向。即，电动机18产生用于使转向轮3转向的转向用驱动力。
在车辆设置有用于检测车速V的车速传感器23，并且搭载有拍摄车辆的行进方向前方的道路的CCD(Charge Coupled Device：电荷藕合器件)照相机24。
由转矩传感器11检测出的转向操作转矩T、由车速传感器23检测出的车速V以及从CCD照相机24输出的图像信号被输入至ECU(电子控制单元：Electronic Control Unit)12。ECU12基于上述输入信号控制电动机18。
图2是表示ECU12的电气结构的框图。ECU12包括：微型计算机31，其用于控制电动机18；驱动电路(逆变电路)32，其由微型计算机31控制，并且向电动机18供给电力；以及电流检测电路33，其检测流入至电动机18的电机电流(实电流值)I。
微型计算机31具备CPU以及存储器，通过执行规定的程序，作为多个功能处理部发挥作用。上述存储器由ROM、RAM、非易失性存储器等构成。上述多个功能处理部包括基本目标电流值设定部41、信息获取部42、电流校正量运算部43、目标电流值运算部44、电流偏差运算部45、PI控制部46以及PWM控制部47。
基本目标电流值设定部41基于由转矩传感器11检测出的转向操作转矩T和由车速传感器23检测出的车速V，设定基本目标电流值Io＊。基本目标电流值Io＊相对于检测转向操作转矩T的设定例如图3所示。对于检测转向操作转矩T而言，例如用于向右方向(顺时针方向)转向操作的转矩为正值，用于向左方向(绕逆时针方向)转向操作的转矩为负值。另外，基本目标电流值Io＊在应该从电动机18产生用于右方向转向操作的转向操作辅助力时为正值，在应该从电动机18产生用于左方向转向操作的转向操作辅助力时为负值。
基本目标电流值Io＊相对于检测转向操作转矩T的正值取正，相对于检测转向操作转矩T的负值取负。在检测转向操作转矩T为－T1～T1(例如T1＝0.4N·m)的范围的微小值时，基本目标电流值Io＊为零。将该－T1～T1的范围称为转矩死区。而且，在检测转向操作转矩T为－T1～T1的范围外的值的情况下，基本目标电流值Io＊被设定为，检测转向操作转矩T的绝对值越大，其绝对值越大。另外设定为，由车速传感器23检测出的车速V越大，基本目标电流值Io＊的绝对值越小。由此，在低速行驶时能够产生较大的转向操作辅助力，在高速行驶时能够降低转向操作辅助力。
如图4所示，信息获取部42基于由CCD照相机24拍摄的图像，对表示供车辆100行驶的车道的左右边界的一对车道标志线Ll、Lr进行识别，并且对车辆100的行驶车道进行识别。车道标志线例如是白线。而且，信息获取部42在车辆100的行驶车道内设定车辆100的目标行驶线Ls。在本实施方式中，目标行驶线Ls被设定于行驶车道的宽度中央。另外，信息获取部42获取距目标行驶线Ls的车辆100的横向偏差y以及横向偏差y的每单位时间的变化率亦即横向偏差变化率dy/dt。
在图4所示的俯视观察下，车辆100的横向偏差y表示从车辆100的基准位置C至目标行驶线Ls的距离。车辆100的基准位置C可以是车辆100的重心位置，或者也可以是车辆100中的CCD照相机24的配置位置。在本实施方式中，将横向偏差y设定为：在车辆100的基准位置C朝向行进方向且位于目标行驶线Ls的右侧的情况下，横向偏差y的符号为正，在位于目标行驶线Ls的左侧的情况下，横向偏差y的符号为负。
横向偏差变化率dy/dt可以是本次获取到的横向偏差y(t)与在规定的单位时间Δt之前获取到的横向偏差y(t-Δt)之间的偏差(y(t)－y(t-Δt))。另外，横向偏差变化率dy/dt也可以是在规定的单位时间Δt之后所预测的横向偏差y(t+Δt)与本次获取到的横向偏差y(t)之间的偏差(y(t+Δt)－y(t))。横向偏差的预测值y(t+Δt)也可以考虑车速、偏航角等求得。
另外，横向偏差变化率dy/dt也可以是在规定时间Δtx之后的时刻t1所预测的横向偏差y(t+Δtx)与在从时刻t1经过规定的单位时间Δt之后的时刻t2所预测的横向偏差y(t+Δtx+Δt)之间的偏差(y(t+Δtx+Δt)－y(t+Δtx))。上述横向偏差的预测值y(t+Δtx)以及y(t+Δtx+Δt)也可以考虑车速、偏航角等求得。拍摄车辆的行进方向前方的道路并运算或者预测车辆的横向偏差y的方法，如日本特开2013－212839号公报、日本专利第4292562号公报、日本特开平11－34774号公报等记载的那样是公知的，因此省略其说明。
电流校正量运算部43基于横向偏差y以及横向偏差变化率dy/dt，运算用于校正基本目标电流值Io＊的电流校正量Ir，以使横向偏差y以及横向偏差变化率dy/dt接近于零。之后详细叙述电流校正量运算部43的动作。
目标电流值运算部44通过使用由电流校正量运算部43运算出的电流校正量Ir对由基本目标电流值设定部41设定的基本目标电流值Io＊进行校正，来运算目标电流值I＊。具体而言，目标电流值运算部44通过从基本目标电流值Io＊减去电流校正量Ir，来运算目标电流值I＊。电流偏差运算部45运算由目标电流值运算部44获得的目标电流值I＊与由电流检测电路33检测出的电机电流I之间的偏差(电流偏差ΔI＝I＊－I)。
PI控制部46通过进行针对由电流偏差运算部45运算出的电流偏差ΔI的PI运算，生成用于将流入至电动机18的电机电流I引导为目标电流值I＊的驱动指令值。PWM控制部47生成与上述驱动指令值对应的占空比的PWM控制信号并供给至驱动电路32。由此，将与驱动指令值对应的电力供给至电动机18。电流偏差运算部45以及PI控制部46构成电流反馈控制部。通过该电流反馈控制部的动作，将流入至电动机18的电机电流I控制为接近目标电流值I＊。
接下来，详细地对电流校正量运算部43的动作进行说明。如图2所示，电流校正量运算部43包括第一电流校正量运算部51、第二电流校正量运算部52、加法部53、车速增益设定部54以及乘法部55。
第一电流校正量运算部51基于横向偏差y运算第一电流校正量Ir1。第二电流校正量运算部52基于横向偏差变化率dy/dt运算第二电流校正量Ir2。加法部53通过将由第一电流校正量运算部51运算出的第一电流校正量Ir1与由第二电流校正量运算部52运算出的第二电流校正量Ir2相加，来运算总电流校正量(Ir1+Ir2)。加法部53包含于本发明的第三运算部。车速增益设定部54设定与车速V对应的车速增益G。乘法部55通过对由加法部53运算出的总电流校正量(Ir1+Ir2)乘以由车速增益设定部54设定的车速增益G，来运算电流校正量Ir(＝G·(Ir1+Ir2))。车速增益设定部54与乘法部55包含于本发明的第四运算部。
接下来，分别针对第一电流校正量运算部51、第二电流校正量运算部52以及车速增益设定部54进一步具体地进行说明。第一电流校正量运算部51基于预先设定的表示第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系的映射或者运算式，运算第一电流校正量Ir1。第二电流校正量运算部52基于预先设定的表示第二电流校正量Ir2相对于横向偏差变化率dy/dt的关系的映射或者运算式，运算第二电流校正量Ir2。
若将a1、a2设定为相同符号的常量，将b1设定为由2以上的自然数构成的幂的指数，将b2设定为由比b1小的自然数构成的幂的指数，则优选第一电流校正量运算部51以及第二电流校正量运算部52分别如以下那样运算第一电流校正量Ir1以及第二电流校正量Ir2。即，优选第一电流校正量运算部51在b1被设定为奇数的情况下，基于用Ir1＝a1·yb1这一函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1。另外，优选在b1被设定为偶数的情况下，基于在y≥0的范围用Ir1＝a1·yb1这一函数表示并且在y＜0的范围用Ir1＝－a1·yb1这一函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1。
优选第二电流校正量运算部52在b2被设定为奇数的情况下，基于用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。另外，优选在b2被设定为偶数的情况下，基于在dy/dt≥0的范围用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示并且在dy/dt＜0的范围用Ir2＝－a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。
如上述所述，在本实施方式中，基本目标电流值Io＊在应该从电动机18产生用于右方向转向操作的转向操作辅助力时，设定为正值，在应该从电动机18产生用于左方向转向操作的转向操作辅助力时，设定为负值。而且，将横向偏差y设定为：在车辆的基准位置朝向行进方向且位于目标行驶线Ls的右侧的情况下，横向偏差y的符号为正，在位于目标行驶线Ls的左侧的情况下，横向偏差y的符号为负。在这种情况下，将常量a1以及a2设定为正值。
在基本目标电流值Io＊的符号被与上述实施方式相反地设定并且横向偏差y的符号被与上述实施方式相反地设定的情况下，也将常量a1以及a2设定为正值。另一方面，在基本目标电流值Io＊的符号被与上述实施方式相同地设定并且横向偏差y的符号被与上述实施方式相反地设定的情况下，或者在基本目标电流值Io＊的符号被与上述实施方式相反地设定并且横向偏差y的符号被与上述实施方式相同地设定的情况下，将常量a1以及a2设定为负值。
对优选第一电流校正量运算部51以及第二电流校正量运算部52利用上述函数运算第一电流校正量Ir1以及第二电流校正量Ir2的理由进行说明。一般而言，若将a设定为常量，则在用f(x)＝axb(b为由自然数构成的幂的指数)表示的函数中，x的绝对值越大，f(x)的绝对值越大。另外，在b的值为2以上的情况下，x的绝对值越大，f(x)的平均变化率越大。平均变化率是指(f(x)的变化量)/(x的变化量)。
若上述b1的值为2以上，则横向偏差y的绝对值越大，第一电流校正量Ir1的绝对值越大，并且横向偏差y的绝对值越大，第一电流校正量Ir1的平均变化率(Ir1的绝对值的增加率)越大。因此，能够将车辆更加迅速地引导至目标行驶线侧(在本实施方式中为行驶车道的宽度中央侧)。
另外，在用f(x)＝axb表示的函数中，b越大，x的绝对值小于1的范围的f(x)的平均变化率越小，x的绝对值为1以上的范围的f(x)的平均变化率越大。在本实施方式中，在上述a1与上述a2相等的情况下，若上述b1比上述b2大，则在横向偏差y的绝对值小于1的范围的第一电流校正量Ir1的平均变化率比在横向偏差变化率dy/dt的绝对值小于1的范围的第二电流校正量Ir2的平均变化率小，并且在横向偏差y的绝对值比1大的范围的第一电流校正量Ir1的平均变化率比在横向偏差变化率dy/dt的绝对值比1大的范围的第二电流校正量Ir2的平均变化率大。
因此，在车辆的基准位置位于从目标行驶线离开的区域的情况下，即便第二电流校正量Ir2的符号与第一电流校正量Ir1的符号相反，由于欲通过第一电流校正量Ir1使横向偏差y接近于零的动作比欲通过第二电流校正量Ir2使横向偏差变化率dy/dt接近于零的动作强，所以也能够将车辆引导至目标行驶线侧(在本实施方式中为行驶车道的宽度中央侧)。
另外，由于无论横向偏差y的值如何，均能够获得与横向偏差变化率dy/dt的大小对应的第二电流校正量Ir2，所以即便在车辆的基准位置位于目标行驶线附近的区域的情况下，也能够引导车辆以使车辆的宽度方向中心线与目标行驶线平行。在本实施方式中，第一电流校正量运算部51基于存储有图5A所示的第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系的映射或者表示该关系的运算式，运算第一电流校正量Ir1。在图5A的例子中，对于第一电流校正量Ir1而言，a1为正的常量，用Ir1＝a1·y3的三次函数表示。即，该函数相当于上述a1为正并且上述b1为3的情况。
第一电流校正量运算部51例如也可以基于存储有图5B所示的第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系的映射或者表示该关系的运算式，运算第一电流校正量Ir1。图5B所示的曲线图的曲线通过使图5A中的Ir1小于零的区域的曲线沿着横轴方向移动－A(A＞0)，并且使图5A中的Ir1比零大的区域的曲线沿着横轴方向移动+A而作成。在图5B的曲线中，在横向偏差y为－A(A＞0)～A的范围，设定有第一电流校正量Ir1为零的死区。
第一电流校正量运算部51例如也可以基于存储有图5C所示的第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系的映射或者表示该关系的运算式，运算第一电流校正量Ir1。在图5C的例子中，对于第一电流校正量Ir1而言，若将a1设定为正的常量，则在y≥0的范围，用Ir1＝a1·y2这一二次函数表示，在y＜0的范围，用Ir1＝－a1·y2这一二次函数表示。该函数相当于上述a1为正并且上述b1为2的情况。
在本实施方式中，第二电流校正量运算部52基于存储有图6A所示的第二电流校正量Ir2相对于横向偏差变化率dy/dt的关系的映射或者表示该关系的运算式，运算第二电流校正量Ir2。在图6A的例子中，对于第二电流校正量Ir2而言，a2为正的常量，用Ir2＝a2·dy/dt的一次函数表示。即，该函数相当于上述a2为正并且上述b2为1的情况。此外，也可以在横向偏差变化率dy/dt的绝对值为零附近的区域，设置第二电流校正量Ir2为零的死区。
第二电流校正量运算部52例如也可以基于存储有图6B所示的第二电流校正量Ir2相对于横向偏差变化率dy/dt的关系的映射或者表示该关系的运算式，运算第二电流校正量Ir2。在图6B的例子中，对于第二电流校正量Ir2而言，若a2为正的常量，则在dy/dt≥0的范围，用Ir2＝a2·(dy/dt)2这一二次函数表示，在dy/dt＜0的范围，用Ir2＝－a2·(dy/dt)2这一二次函数表示。该函数相当于上述a2为正并且上述b2为2的情况。
车速增益设定部54基于由车速传感器23检测出的车速V，设定车速增益G。车速增益G相对于车速V的设定例如图7所示。在图7的例子中，对于车速增益G而言，在车速V为零附近的范围，固定为零，若车速V超过规定值，则固定为1。在车速V为中间范围内的值时，车速增益G根据与车速V相对应地从零增加至1的特性来设定。
在本实施方式中，由电流校正量运算部43，运算用于校正基本目标电流值Io＊的电流校正量Ir，以使横向偏差y以及横向偏差变化率dy/dt接近于零。通过利用目标电流值运算部44，从基本目标电流值Io＊减去该电流校正量Ir，来运算目标电流值I＊。然后，将流入至电动机18的电机电流I控制为接近目标电流值I＊。
因此，能够利用上述电流校正量运算部43和上述目标电流值运算部44，校正与基本目标电流值Io＊对应的转向用驱动力(与转向操作转矩T以及车速V对应的转向操作辅助力)，以使横向偏差y以及横向偏差变化率dy/dt接近于零。由此，由于引导车辆以使横向偏差y接近于零，所以能够引导车辆，以使车辆接近目标行驶线(在本实施方式中为行驶车道的宽度中央)。另外，由于无论横向偏差y的值如何，均能够获得与横向偏差变化率dy/dt的大小对应的第二电流校正量Ir2，所以即便在车辆的基准位置位于目标行驶线附近的区域的情况下，也能够引导车辆以使车辆的宽度方向中心线与目标行驶线平行。由此，能够引导车辆以避免车辆从车道脱离。
另外，在本实施方式中，第一电流校正量Ir1相对于横向偏差y的关系用Ir1＝a1·y3的函数表示。另一方面，第二电流校正量Ir2相对于横向偏差变化率dy/dt的关系用Ir2＝a2·(dy/dt)的函数表示。即，上述b1的值为2以上，并且上述b1比上述b2大。因此，在车辆的基准位置位于从目标行驶线离开的区域的情况下，即便第二电流校正量Ir2的符号与第一电流校正量Ir1的符号相反，由于欲通过第一电流校正量Ir1使横向偏差y接近于零的动作比欲通过第二电流校正量Ir2使横向偏差变化率dy/dt接近于零的动作强，所以也能够使车辆引导至目标行驶线侧(在本实施方式中为行驶车道的宽度中央侧)。
另外，在本实施方式中，通过对总电流校正量(Ir1+Ir2)乘以与车速V对应的车速增益G，来运算电流校正量Ir。由此，能够设定与车速V对应的适当的电流校正量Ir。例如在需要快速的响应性的高速时，与低速时相比，能够增大电流校正量Ir。另外，由于在车速V为零附近的范围，车速增益G固定为0，所以能够在车辆处于几乎停止状态时，防止基于第一电流校正量Ir1、第二电流校正量Ir2而使转向轮3转向。另外，在本实施方式中，由于第一电流校正量Ir1是横向偏差y的函数，所以容易设定横向偏差y与第一电流校正量Ir1之间的关系。同样地，由于第二电流校正量Ir2是横向偏差变化率dy/dt的函数，所以容易设定横向偏差变化率dy/dt与第二电流校正量Ir2之间的关系。
以上，虽然对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明也能够以其它方式来实施。例如也可以在加法部53与乘法部55之间，设置用于将总电流校正量(Ir1+Ir2)的绝对值限定于规定范围的限制器。
另外，在上述实施方式中，设置有乘法部55(参照图2)，但是也可以在另一其他方式中省略乘法部55。另外，在上述实施方式中，基本目标电流值设定部41使用转向操作转矩T(具体而言，基于转向操作转矩T以及车速V)设定基本目标电流值Io＊，但是也可以在另一其他方式中，使用转向操作角设定基本目标电流值Io＊。
另外，在上述实施方式中，对将本发明应用于电动动力转向装置的例子进行了说明，但是本发明能够应用于线控转向(SBW：steer by wire)系统、其他的车辆用转向操作装置。另外，本发明也能够应用于方向盘2不被转向操作的自动运转模式中。

Claims (10)

1.一种转向操作支援装置，包括：
电动机，其用于对车辆的转向机构给予转向用驱动力；以及
信息获取部，其获取距目标行驶线的车辆的横向偏差和所述横向偏差的每单位时间的变化率亦即横向偏差变化率，
所述转向操作支援装置的特征在于，还包括：
基本目标电流值设定部，其设定针对所述电动机的基本目标电流值；
电流校正量运算部，其基于由所述信息获取部获取到的横向偏差和横向偏差变化率，运算用于校正所述基本目标电流值的电流校正量，以使得横向偏差以及横向偏差变化率接近于零；
目标电流值运算部，其通过使用由所述电流校正量运算部运算的电流校正量对由所述基本目标电流值设定部设定的基本目标电流值进行校正，来运算目标电流值；以及
控制部，其基于由所述目标电流值运算部运算的目标电流值，驱动控制所述电动机。
2.根据权利要求1所述的转向操作支援装置，其特征在于，
所述电流校正量运算部包括：
第一运算部，其基于由所述信息获取部获取到的横向偏差，运算第一电流校正量；
第二运算部，其基于由所述信息获取部获取到的横向偏差变化率，运算第二电流校正量；以及
第三运算部，其通过将由所述第一运算部运算的第一电流校正量与由所述第二运算部运算的第二电流校正量相加，来运算电流校正量。
3.根据权利要求1所述的转向操作支援装置，其特征在于，
还包括用于检测车速的车速检测器，
所述电流校正量运算部包括：
第一运算部，其基于由所述信息获取部获取到的横向偏差，运算第一电流校正量；
第二运算部，其基于由所述信息获取部获取到的横向偏差变化率，运算第二电流校正量；
第三运算部，其通过将由所述第一运算部运算的第一电流校正量与由所述第二运算部运算的第二电流校正量相加，来运算第三电流校正量；以及
第四运算部，其通过设定与由所述车速检测器检测的车速对应的增益，并且对由所述第三运算部运算出的第三电流校正量乘以所述增益，来运算电流校正量。
4.根据权利要求2所述的转向操作支援装置，其特征在于，
若将由所述信息获取部获取到的横向偏差设为y，将由所述信息获取部获取到的横向偏差变化率设为dy/dt，将所述第一电流校正量设为Ir1，将所述第二电流校正量设为Ir2，则
在所述第一运算部和所述第二运算部中，将a1、a2设定为相同符号的常量，将b1设定为由2以上的自然数构成的幂的指数，将b2设定为由比b1小的自然数构成的幂的指数，
所述第一运算部构成为：在b1被设定为奇数的情况下，基于用Ir1＝a1·yb1函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，在b1被设定为偶数的情况下，基于在y≥0的范围用Ir1＝a1·yb1函数表示并且在y＜0的范围用Ir1＝-a1·yb1函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，
所述第二运算部构成为：在b2被设定为奇数的情况下，基于用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2，在b2被设定为偶数的情况下，基于在dy/dt≥0的范围用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示并且在dy/dt＜0的范围用Ir2＝-a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。
5.根据权利要求3所述的转向操作支援装置，其特征在于，
若将由所述信息获取部获取到的横向偏差设为y，将由所述信息获取部获取到的横向偏差变化率设为dy/dt，将所述第一电流校正量设为Ir1，将所述第二电流校正量设为Ir2，则
在所述第一运算部与所述第二运算部中，将a1、a2设定为相同符号的常量，将b1设定为由2以上的自然数构成的幂的指数，将b2设定为由比b1小的自然数构成的幂的指数，
所述第一运算部构成为：在b1被设定为奇数的情况下，基于用Ir1＝a1·yb1函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，在b1被设定为偶数的情况下，基于在y≥0的范围用Ir1＝a1·yb1函数表示并且在y＜0的范围用Ir1＝-a1·yb1函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，
所述第二运算部构成为：在b2被设定为奇数的情况下，基于用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2，在b2被设定为偶数的情况下，基于在dy/dt≥0的范围用Ir2＝a2·(dy/dt)b2函数表示并且在dy/dt＜0的范围用Ir2＝-a2·(dy/dt)b2函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。
6.根据权利要求4所述的转向操作支援装置，其特征在于，
所述第一运算部构成为：基于用Ir1＝a1·y3函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，
所述第二运算部构成为：基于用Ir2＝a2·(dy/dt)函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。
7.根据权利要求5所述的转向操作支援装置，其特征在于，
所述第一运算部构成为：基于用Ir1＝a1·y3函数表示的y与Ir1之间的关系，来运算第一电流校正量Ir1，
所述第二运算部构成为：基于用Ir2＝a2·(dy/dt)函数表示的dy/dt与Ir2之间的关系，来运算第二电流校正量Ir2。
8.根据权利要求4或7所述的转向操作支援装置，其特征在于，
所述第一运算部在所述横向偏差y的绝对值小于规定值的范围，设定有第一电流校正量Ir1为零的死区。
9.根据权利要求4至7中任一项所述的转向操作支援装置，其特征在于，
所述第二运算部在所述横向偏差变化率dy/dt的绝对值小于规定值的范围，设定有第二电流校正量Ir2为零的死区。
10.根据权利要求8所述的转向操作支援装置，其特征在于，
所述第二运算部在所述横向偏差变化率dy/dt的绝对值小于规定值的范围，设定有第二电流校正量Ir2为零的死区。
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