CN104918843A - 车道内行驶辅助装置 - Google Patents

车道内行驶辅助装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104918843A
CN104918843A CN201480004601.8A CN201480004601A CN104918843A CN 104918843 A CN104918843 A CN 104918843A CN 201480004601 A CN201480004601 A CN 201480004601A CN 104918843 A CN104918843 A CN 104918843A
Authority
CN
China
Prior art keywords
runner
mentioned
amount
deviation
antagonistic force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480004601.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104918843B (zh
Inventor
谷口弘树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of CN104918843A publication Critical patent/CN104918843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104918843B publication Critical patent/CN104918843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B62D6/003—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Abstract

在对与方向盘(6)机械地分离的前轮(5L、5R)的转向角进行控制时，在判定为不存在车道偏离的情况下，基于与方向盘(6)的转轮角相应的SBW指示转向角控制前轮(5L、5R)的转向角，在判定为存在车道偏离的情况下，基于用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的LDP指示转向角来控制转向角，另一方面，不使LDP指示转向角反映于对方向盘(6)施加的转轮反作用力，而基于转轮角控制转轮反作用力。

Description

车道内行驶辅助装置
技术领域
本发明涉及一种车道内行驶辅助装置。
背景技术
在专利文献1中公开了如下一种技术：判定是否存在相对于行驶车道的车道偏离，在判定为存在车道偏离的情况下，使电动动力转向的辅助力向返回到行驶车道内的方向增加。
专利文献1：日本特开2006-248304号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述现有技术中存在以下问题：通过增加辅助力而获得的转向角根据驾驶员的保舵力而变动，因此车辆运动状态产生偏差，不能获得想要的车辆运动状态。
本发明的目的在于提供一种能够与驾驶员的保舵力无关地获得想要的车辆运动状态的车道内行驶辅助装置。
用于解决问题的方案
在本发明中，在对与转轮部机械地分离的转向部的转向量进行控制时，在判定为不存在车道偏离的情况下，基于转轮部的转轮量控制转向部的转向量，在判定为存在车道偏离的情况下，基于用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的行驶辅助转向量来控制转向量，另一方面，不使行驶辅助转向量反映于对转轮部施加的转轮反作用力，而基于转轮量控制转轮反作用力。
发明的效果
由此，通过行驶辅助转向量获得的转向角不受驾驶员的保舵力的影响，因此能够与驾驶员的保舵力无关地获得想要的车辆运动状态。
附图说明
图1是表示实施例1的车辆的转轮系统的系统图。
图2是转向控制部19的控制框图。
图3是实施例1的转轮反作用力控制部20的控制框图。
图4是LDP指示转向角运算部32的控制框图。
图5是转轮反作用力扭矩偏移部36的控制框图。
图6是与偏离余量时间相应的反作用力运算部39的控制框图。
图7是与横向位置相应的反作用力运算部40的控制框图。
图8是示出使表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移的状态的图。
图9是表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性图。
图10是示出通过使表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移而使表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性发生了变化的状态的图。
图11是表示在以往的车道内行驶辅助装置中根据驾驶员的保舵力的大小而在车辆运动状态中产生偏差的时间图。
图12是表示在实施例1的车道内行驶辅助装置中与驾驶员的保舵力的大小无关地车辆运动状态一致的时间图。
图13是表示实施例1的LDP指示转向角的变化的时间图。
图14是实施例2的转轮反作用力控制部50的控制框图。
附图标记说明
1：转轮部；2：转向部；3：备用离合器；4：SBW控制器；5L、5R：前轮；6：方向盘；7：柱轴；8：反作用力马达；9：转轮角传感器；11：小齿轮轴；12：转向齿轮；13：转向马达；14：转向角传感器；15：齿条齿轮；16：齿条；17：摄像机；18：车速传感器；19：转向控制部；19a：指示转向角切换部；20：转轮反作用力控制部；20b：加法器；20c：加法器；21：影像处理部；22电流驱动器；23：电流驱动器；24：导航系统；31：SBW指示转向角运算部；32：LDP指示转向角运算部；32a：横摆角运算部；32b：前方注视距离运算部；32c：横向位置运算部；32d：偏离判定部；32f：目标横摆加速度运算部；32e：目标横摆力矩运算部；32g：目标横摆率运算部；32h：指示转向角运算部；32i：限幅处理部；33：横向力运算部；35：SAT运算部；36：转轮反作用力扭矩偏移部；36a：横摆角运算部；36b：横向位置运算部；36c：反作用力选择部；36d：限幅处理部；39：与偏离余量时间相应的反作用力运算部；39a：乘法器；39b：除法器；39c：除法器；39d：偏离余量时间选择部；39e：与偏离余量时间相应的反作用力运算部；40：与横向位置相应的反作用力运算部；40a：减法器；40b：减法器；40c：横向位置偏差选择部；40d：与横向位置偏差相应的反作用力运算部；50：转轮反作用力控制部；51：横向G传感器；52：转向电流传感器；53：横摆率传感器；54：FB横向力运算部；55：FF横向力运算部；56：SAT运算部。
具体实施方式
〔实施例1〕
[系统结构]
图1是表示实施例1的车辆的转向系统的系统图。
实施例1的转轮装置采用了如下的线控转向(SBW)系统：将转轮部1、转向部2、备用离合器3、SBW控制器4作为主要的结构，且接受驾驶员的转轮输入的转轮部1与使左右前轮(转向轮)5FL、5FR转向的转向部2机械地分离。
转轮部1具备方向盘6、柱轴7、反作用力马达8以及转轮角传感器9。
柱轴7与方向盘6一体地旋转。
反作用力马达8例如是无刷马达，是输出轴与柱轴7同轴的同轴马达，根据来自SBW控制器4的指示向柱轴7输出转轮反作用力扭矩。
转轮角传感器9检测柱轴7的绝对旋转角即方向盘6的转轮角。
转向部2具备小齿轮轴11、转向齿轮12、转向马达13以及转向角传感器14。
转向齿轮12是齿条和小齿轮式的转向齿轮，与小齿轮轴11的旋转相应地使前轮5L、5R转向。
转向马达13例如是无刷马达，输出轴通过未图示的减速机与齿条齿轮15连接，根据来自SBW控制器4的指示向齿条16输出用于使前轮5转向的转向扭矩。
转向角传感器14检测转向马达13的绝对旋转角。在此，转向马达13的旋转角和前轮5的转向角始终存在唯一确定的相关关系，因此能够根据转向马达13的旋转角检测前轮5的转向角。在下面只要没有特别地记载，就将前轮5的转向角设为是根据转向马达13的旋转角计算出的转向角。
备用离合器3设置在转轮部1的柱轴7与转向部2的小齿轮轴11之间，通过备用离合器3的分离来将转轮部1与转向部2机械地分离，通过备用离合器3的接合来将转轮部1与转向部2机械地连接。
除了对SBW控制器4输入上述转轮角传感器9和转向角传感器14的信号以外，对SBW控制器4还输入由摄像机17拍摄到的本车前方的行驶道路的影像和由车速传感器18检测出的车速(车体速度)。
SBW控制器4具有对前轮5FL、5FR的转向角进行控制的转向控制部19、对施加于柱轴7的转轮反作用力扭矩进行控制的转轮反作用力控制部20以及影像处理部21。
转向控制部19基于各输入信息生成指示转向角，将所生成的指示转向角向电流驱动器22输出。
电流驱动器22通过使由转向角传感器14检测出的实际转向角与指示转向角一致的角度反馈，来控制向转向马达13的指示电流。
转轮反作用力控制部20基于各输入信息生成指示转轮反作用力扭矩，将所生成的指示转轮反作用力扭矩向电流驱动器23输出。
电流驱动器23通过使基于反作用力马达8的电流值估计出的实际转轮反作用力扭矩与指示转轮反作用力扭矩一致的扭矩反馈，来控制向反作用力马达8的指示电流。
影像处理部21通过从由摄像机17拍摄到的本车前方的行驶道路的影像中提取边缘等的图像处理来识别行驶车道左右的白线(行驶道路区分线)。
另外，SBW控制器4在SBW系统故障时，将备用离合器3接合来将转轮部1与转向部2机械地连接，能够通过方向盘6的转轮来进行齿条16的轴向移动。此时，也可以进行通过转向马达13的辅助扭矩来对驾驶员的转轮力进行辅助的、相当于电动动力转向系统的控制。
在上述SBW系统中，也可以设为将各传感器、各控制器、各马达设置多个的冗余系统。另外，也可以使转向控制部19和转轮反作用力控制部20相独立。
在实施例1中，为了降低驾驶员的修正转轮量，实施修正转轮降低控制。修正转轮降低控制以提高针对驾驶员的转轮输入的车辆的稳定性为目的，进行两个反作用力偏移控制。
1.与横向位置相应的反作用力偏移控制
与横向位置相应地使与自校准扭矩相应的转轮反作用力特性向转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，抑制在驾驶员进行越过转轮角中立位置的修正转轮时转轮扭矩的符号反转。
2.与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制
与偏离余量时间(到白线的到达时间)相应地使与自校准扭矩相应的转轮反作用力特性向转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，抑制在驾驶员进行越过转轮角中立位置的修正转轮时转轮扭矩的符号反转。
[转向控制部]
图2是转向控制部19的控制框图。
SBW指示转向角运算部31基于转轮角和车速运算SBW指示转向角。
在判定为存在车道偏离的情况下，LDP(Lane Departure Prevention：车道偏离修正系统)指示转向角运算部32基于车速和白线信息运算用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的LDP指示转向角。后面记述LDP指示转向角运算部32的详细内容。
在从后述的偏离判定部32d输出的偏离标志被重置(＝0)的情况下，指示转向角切换部19a向电流驱动器22输出SBW指示转向角来作为最终的指示转向角，在偏离标志被设置(＝1)的情况下，指示转向角切换部19a向电流驱动器22输出LDP指示转向角来作为最终的指示转向角。
[转轮反作用力控制部]
图3是转轮反作用力控制部20的控制框图。
横向力运算部33基于转轮角和车速，参照预先通过实验等求出的表示传统的转轮装置的各车速的转轮角与轮胎横向力的关系的转轮角-横向力变换对应关系来运算轮胎横向力。转轮角-横向力变换对应关系具有以下特性：转轮角越大则轮胎横向力越大，并且，与转轮角大时相比，在转轮角小时与转轮角的变化量相对应的轮胎横向力的变化量大，并且车速越高则轮胎横向力越小。
SAT运算部35基于车速和轮胎横向力，参照预先通过实验等求出的表示传统的转轮装置的轮胎横向力与转轮反作用力扭矩的关系的横向力-转轮反作用力扭矩变换对应关系，运算由于轮胎横向力而产生的转轮反作用力扭矩。轮胎横向力-转轮反作用力扭矩变换对应关系具有以下特性：轮胎横向力越大则转轮反作用力扭矩越大，与轮胎横向力大时相比，在轮胎横向力小时与轮胎横向力的变化量相对应的转轮反作用力扭矩的变化量大，并且车速越高则转轮反作用力扭矩越小。该特性是对在传统的转轮装置中通过因路面反作用力产生的要将车轮恢复直行状态的自校准扭矩而对方向盘产生的反作用力进行模拟所得到的。
加法器20b将转轮反作用力扭矩和与转向特性相应的转轮反作用力扭矩成分(弹性项、粘性项、惯性项)相加。弹性项是与转轮角成比例的成分，通过将转轮角乘以规定的增益而计算出。粘性项是与转轮角速度成比例的成分，通过将转轮角速度乘以规定的增益而计算出。惯性项是与转轮角加速度成比例的成分，通过将转轮角加速度乘以规定的增益而计算出。
转轮反作用力扭矩偏移部36基于车速和本车前方的行驶道路的影像来运算用于在与横向位置或偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中使转轮反作用力特性偏移的转轮反作用力扭矩偏移量。在后面记述转轮反作用力扭矩偏移部36的详细内容。
加法器20c将加上与转向特性相应的转轮反作用力扭矩成分之后的转轮反作用力扭矩与转轮扭矩偏移量相加得到的值作为最终的指示转轮反作用力扭矩并向电流驱动器23输出。
[LDP指示转向角运算部]
图4是LDP指示转向角运算部32的控制框图。
横摆角运算部32a运算与本车行进方向交叉的白线(对象白线)同本车行进方向所形成的角度即横摆角。
前方注视距离运算部32b将规定的车头时距与车速相乘来运算被预测为在某个车头时距后存在车辆的前方距离即前方注视距离。
横向位置运算部32c将前方注视距离与横摆角相乘来运算直到移动到前方注视距离为止的横向位置的移动量，将该横向位置的移动量与当前的横向位置(到对象白线的距离)相加来运算前方注视距离处的横向位置。
偏离判定部32d从前方注视距离处的横向位置的绝对值中减去预先设定的控制阈值来运算前方注视距离处的横向位置偏差，并输出运算出的横向位置偏差。另外，在横向位置偏差小于零(<0)的情况下，判定为“不存在车道偏离”并重置偏离标志(＝0)，另一方面，在横向位置偏差为零以上(≥0)的情况下，判定为“存在车道偏离”并设置偏离标志(＝1)。此外，在对象白线方向的信号灯打开的情况下，处于车道变更中，因此即使横向位置偏差为零以上，也判定为“不存在车道偏离”并重置偏离标志。
目标横摆力矩运算部32e参照下述式子来运算目标横摆力矩M*。
M*＝(2×I×ΔY)/(L×T2)
在此，I是横摆惯性力矩，ΔY是前方注视距离处的横向位置偏差，L是前方注视距离，T是车头时距。
目标横摆加速度运算部32f将目标横摆力矩乘以横摆惯性力矩系数来运算目标横摆加速度。
目标横摆率运算部32g将目标横摆加速度乘以车头时距来运算目标横摆率。
指示转向角运算部32h参照下述式子来运算LDP指示转向角δ*。
在此，是目标横摆率，WHEEL_BASE是轴距，vCh是车辆的特性速度，V是车速，M_PI是规定的系数。此外，车辆的特性速度vCh是指已知的“阿克曼(Ackerman)方程式”中的参数，表示车辆的自转向特性。
限幅处理部32i用变化率限制值限制LDP指示转向角的变化率的上限，将限制后的值输出到指示转向角切换部19a。与LDP指示转向角减小时相比，使LDP指示转向角增大时的变化率限制值大。具体地说，将增大时的变化率限制值设为考虑安全性制约而能取的最大值，将减小时的变化率限制值限制为横向加速度(横向G)不会急剧变化的程度且不会由于长期持续控制而返回到相反车道的值。
另外，即使在增大时，也使LDP指示转向角为规定角度以上的情况下的变化率限制值比LDP指示转向角小于规定角度的情况下的变化率限制值小，使得从增大转变为减小的位置的横向G变化少。
[转轮反作用力扭矩偏移部]
图5是转轮反作用力扭矩偏移部36的控制框图。
横摆角运算部36a运算前方注视点处的横摆角。通过基于由摄像机17拍摄到的行驶道路的影像来运算横摆角，能够简单且高精度地检测横摆角。
横向位置运算部36b分别运算前方注视点处的相对于左右白线的横向位置和当前位置处的相对于左右白线的横向位置。在此，横向位置运算部36b在本车越过白线而移动到相邻的行驶车道的情况下、即进行了车道变更的情况下，替换当前位置处的相对于左右白线的横向位置。也就是说，将到达白线前的相对于左白线的横向位置设为到达白线后的相对于右白线的横向位置，将到达白线前的相对于右白线的横向位置设为到达白线后的相对于左白线的横向位置。此外，在车道变更到车道宽度不同的行驶车道的情况下，将车道变更后的行驶车道的车道宽度W2除以车道变更前的行驶车道的车道宽度W1而得到的值W2/W1乘以替换后的横向位置来校正横向位置。在此，从导航系统24获取各行驶车道的车道宽度信息。
与偏离余量时间相应的反作用力运算部39基于车速、横摆角以及前方注视点处的相对于左右白线的横向位置来运算与偏离余量时间相应的反作用力。在后面记述与偏离余量时间相应的反作用力运算部39的详细内容。
与横向位置相应的反作用力运算部40基于当前位置处的相对于左右白线的横向位置来运算与横向位置相应的反作用力。在后面记述与横向位置相应的反作用力运算部40的详细内容。
反作用力选择部36c选择与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值大的一方来作为转轮反作用力扭矩偏移量。
限幅处理部36d对转轮反作用力扭矩偏移量的最大值和变化率的上限进行限制。例如最大值设为2Nm，变化率的上限设为10Nm/s。另外，在从偏离判定部32d输出的偏离标志被设置(＝1)的情况下，在重置偏离标志(＝0)之前的期间，限幅处理部36d将所输出的转轮反作用力扭矩偏移量保持为在偏离标志即将被设置时输出的值。在偏离标志被重置之后，使转轮反作用力扭矩偏移量返回到运算值，但为了抑制转轮反作用力的急剧变化，使转轮反作用力扭矩偏移量以规定的变化率逐渐地变化至运算值。
图6是与偏离余量时间相应的反作用力运算部39的控制框图。
乘法器39a将横摆角乘以车速求出车辆的横向速度。
除法器39b将前方注视点处的相对于左白线的横向位置除以横向速度来求出相对于左白线的偏离余量时间。
除法器39c将前方注视点处的相对于右白线的横向位置除以横向速度来求出相对于右白线的偏离余量时间。
偏离余量时间选择部39d选择相对于左右白线的偏离余量时间中的短的一方来作为偏离余量时间。
与偏离余量时间相应的反作用力运算部39e基于偏离余量时间来运算与偏离余量时间相应的反作用力。与偏离余量时间相应的反作用力具有以下特性：与偏离余量时间成反比例(与偏离余量时间的倒数成比例)且在3秒以上大致变为零。
图7是与横向位置相应的反作用力运算部40的控制框图。
减法器40a从预先设定的目标左横向位置(例如90cm)减去相对于左车道的横向位置来求出相对于左车道的横向位置偏差。
减法器40b从预先设定的目标右横向位置(例如90cm)减去相对于右车道的横向位置来求出相对于右车道的横向位置偏差。
横向位置偏差选择部40c选择相对于左右车道的横向位置偏差中的大的一方来作为横向位置偏差。
与横向位置偏差相应的反作用力运算部40d基于横向位置偏差来运算与横向位置相应的反作用力。与横向位置相应的反作用力设为以下特性并设定上限，该特性为：横向位置偏差越大则与横向位置相应的反作用力越大。
接着，说明作用。
[与横向位置相应的反作用力偏移控制作用]
关于与横向位置相应的反作用力偏移控制，将与横向位置相应的反作用力作为转轮反作用力扭矩偏移量来与转轮反作用力扭矩相加。由此，如图8所示那样，到白线的距离越短，则表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。此外，图8是接近右车道的情况，在接近左车道的情况下，向与图8相反的方向偏移。
在此，在以往的转轮反作用力控制中，考虑由于驾驶员的不经意向右方向的偏转增加操作而使车辆的行驶位置向右侧偏移、之后驾驶员通过修正转轮而将行驶位置返回到行驶车道中央附近的情况。将驾驶员不经意进行操作时的转轮角和转轮扭矩设为图9的特性A上的点P1的位置。特性A设为设定了模拟传统的转轮装置得到的转轮反作用力特性时的表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性。为了使行驶位置从该状态返回到行驶车道中央附近，需要使前轮向左转向，因此驾驶员在向转轮角中立位置的偏转返回操作之后继续进行从转轮角中立位置起的偏转增加操作，使方向盘与想要的角度θ5一致。此时，在上述现有技术中，由于转轮角中立位置(转轮角零点)与转轮扭矩中立位置(转轮扭矩零点)一致，因此需要在到达转轮角中立位置之前使转轮扭矩减小、如果超过转轮角中立位置则需要使转轮扭矩增加。也就是说，在进行越过转轮角中立位置的修正转轮的情况下，转轮扭矩的符号反转，驾驶员控制力的方向切换，并且与其它的转轮角区域相比，在转轮扭矩中立位置附近，与转轮扭矩的变化量相对应的转轮角的变化量显著较小，因此驾驶员的转轮负担大，难以将方向盘控制成想要的角度θ5。由此，存在以下问题：车辆的行驶位置容易过度偏移，由此导致修正转轮量增大。
与此相对地，在实施例1的与横向位置相应的反作用力偏移控制中，到白线的距离越短，使与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移，由此表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性如图10所示那样向转轮扭矩的绝对值变大的方向偏移，随着到白线的距离变短，从特性A向特性C连续地变化。此时，为了维持转轮角，需要增加转轮扭矩，如果转轮扭矩固定，则方向盘6一点点地向转轮角中立位置返回(点P1→点P2)，因此能够抑制由于驾驶员的不经意的偏转增加操作而导致车辆的行驶位置向右侧偏移。另一方面，在驾驶员维持转轮角的情况下，转轮角和转轮扭矩从点P1向点P3移动。在驾驶员从该状态起进行修正转轮的情况下，在特性C中转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移，因此在从转轮角中立位置起的偏转增加操作时，在到达转轮扭矩中立位置之前的期间转轮扭矩的符号不反转。因此，驾驶员仅通过在使转轮扭矩减小而使方向盘6成为想要的角度时阻止方向盘6的旋转就能够控制前轮5L、5R的转向角。也就是说，关于实施例1的与横向位置相应的反作用力偏移控制，由于驾驶员控制力的方向不容易切换，因此驾驶员能够容易地进行修正转轮。其结果，由于车辆的行驶位置不容易过度偏移，因此能够降低修正转轮量。
以往，已知如下技术：为了抑制由于驾驶员的不经意的操作而行驶位置偏移，越靠近白线则越增大转轮反作用力，但是在该现有技术中，只是越靠近白线越对方向盘施力，由于转轮反作用力特性中的转轮扭矩中立位置始终与转轮角中立位置一致，因此在越过转轮角中立位置的修正转轮中，转轮扭矩的符号反转，不能减轻驾驶员的转轮负担。也就是说，通过到白线的距离越短，使与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移，能够兼顾抑制行驶位置的偏移与减轻驾驶员的转轮负担。
另外，在实施例1的与横向位置相应的反作用力偏移控制中，由于到白线的距离越短则使偏移量越大，因此到白线的距离越短，使转轮扭矩中立位置越向远离转轮角中立位置的位置偏移。在驾驶员进行使车辆的行驶位置返回到行驶车道中央附近的修正转轮的情况下，越靠近白线，需要使从转轮角中立位置起的偏转增加操作量越大。此时，当转轮扭矩中立位置相对于转轮角中立位置的偏移量小时，在方向盘变为想要的角度之前有可能转轮扭矩越过中立位置而转轮扭矩的符号反转。因此，到白线的距离越短，使偏移量越大，由此能够抑制转轮扭矩越过中立位置。
在实施例1的与横向位置相应的反作用力偏移控制中，横向位置运算部36b在本车到达白线时替换当前位置处的相对于左右白线的横向位置。在与横向位置相应的反作用力偏移控制中，本车离行驶车道中央附近越远，使转轮反作用力越大，由此使本车容易地返回到行驶车道中央附近。也就是说，将横摆角积分值(横向位置变化)视为干扰，对转轮反作用力进行控制使得向横摆角积分值消失的方向引导车辆。因此，在进行了车道变更的情况下，需要将横摆角积分值重置。这是因为在假设不将横摆角积分值重置的情况下，在车道变更之后用于使车辆返回到车道变更之前的行驶车道中央附近的转轮反作用力仍持续产生作用，因此阻碍驾驶员的操作。此外，如果只是将积分值设为零，则无法将车辆引导至车道变更之后的行驶车道中央附近。
因此，在实施例1中，在本车到达了白线的情况下，视为驾驶员有意的操作，因此在该情况下替换当前位置处的相对于左右白线的横向位置、换言之使横摆角积分值的符号反转，由此将引导本车的位置从车道变更前的行驶车道中央附近切换为车道变更后的行驶车道中央附近，能够生成用于向车道变更后的行驶车道中央附近引导本车的转轮反作用力。此时，由于考虑了车道变更后的行驶车道的车道宽度W2相对于车道变更前的行驶车道的车道宽度W1的比率W2/W1，因此能够设定准确的横向位置，从而能够设定用于将本车引导至行驶车道中央附近的最佳的偏移量。
[与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制作用]
关于与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制，将与偏离余量时间相应的反作用力作为转轮反作用力扭矩偏移量而与转轮反作用力扭矩相加。由此，如图8所示，偏离余量时间越短，使表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。此外，图8是接近右车道的情况，在接近左车道的情况下，向与图8相反的方向偏移。
因此，表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性如图10所示那样向转轮扭矩的绝对值变大的方向偏移，随着偏离余量时间变短而从特性A向特性C连续地变化。此时，为了维持转轮角，需要增加转轮扭矩，如果转轮扭矩固定，则方向盘6一点点地向转轮角中立位置返回(点P1→点P2)，因此能够抑制由于驾驶员的不经意的偏转增加操作而车辆的行驶位置向右侧偏移。另一方面，在驾驶员维持了转轮角的情况下，转轮角和转轮扭矩从点P1移动到点P3。在驾驶员从该状态起进行修正转轮的情况下，在特性C中，使转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移，因此在从转轮角中立位置起的偏转增加操作时，在到达转轮扭矩中立位置之前的期间，转轮扭矩的符号不反转。因此，驾驶员仅通过在使转轮扭矩减小而使方向盘6成为想要的角度时阻止方向盘6的旋转就能够控制前轮5L、5R的转向角。也就是说，在实施例1的与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，由于驾驶员控制力的方向不容易切换，因此驾驶员能够容易地进行修正转轮。其结果，由于车辆的行驶位置不容易过度偏移，因此能够降低修正转轮量。
另外，在实施例1的与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，偏离余量时间越短，使偏移量越大，因此偏离余量时间越短，使转轮扭矩中立位置越向远离转轮角中立位置的位置偏移。在驾驶员进行使车辆的行驶位置返回到行驶车道中央附近的修正转轮的情况下，偏离余量时间越短，靠近白线的可能性越高，越靠近白线，需要使从转轮角中立位置起的偏转增加操作量越多。此时，如果转轮扭矩中立位置相对于转轮角中立位置的偏移量小，则有可能在方向盘达到想要的角度之前转轮扭矩越过中立位置而转轮扭矩的符号反转。因此，到白线的距离越短，使偏移量越大，由此能够抑制转轮扭矩越过中立位置。
[与横向位置和偏离余量时间相应的反作用力偏移控制的并用效果]
在转轮反作用力控制部20中，转轮反作用力扭矩偏移部36选择与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值大的一方来作为转轮反作用力扭矩偏移量，在加法器20c中将转轮反作用力扭矩与转轮反作用力扭矩偏移量相加。由此，与偏离余量时间或横向位置相应地使转轮反作用力特性向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。
在与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，在本车与白线平行的情况下，即在横摆角为零的情况下，与偏离余量时间相应的反作用力为零。因此，在虽然本车靠近白线的位置但横摆角小的情况下，只能输出少许的反作用力。与此相对地，在与横向位置相应的反作用力偏移控制中，与到白线的距离成比例地生成反作用力(与横向位置相应的反作用力)，因此到白线的距离越短，能够输出越大的反作用力，从而能够使本车容易地返回到行驶车道中央附近。
另一方面，在与横向位置相应的反作用力偏移控制中，在本车处于行驶车道中央附近的情况下，与横向位置相应的反作用力为零。因此，针对在虽然是行驶车道中央附近但横摆角大、进一步车速高而在短时间内到达白线的情形，难以响应良好地增大转轮反作用力。与此相对地，在与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，由于与偏离余量时间相应地生成反作用力(与偏离余量时间相应的反作用力)以及该反作用力具有当偏离余量时间为3秒以下时急剧上升的特性，因此即使是在短时间内到达白线的情况下，也能够响应良好地增大转轮反作用力来抑制车道偏离。
因此，通过将与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制和与横向位置相应的反作用力偏移控制并用，能够与到白线的距离相应地施加稳定的反作用力并有效地抑制车道偏离。此时，通过使用与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值大的一方，能够始终施加所需要的最佳的转轮反作用力。
[车道内行驶辅助作用]
在以往的车道内行驶辅助装置中，在判定为存在车道偏离的情况下，使电动动力转向的辅助力向返回到行驶车道内的方向增加，由此促使驾驶员进行使车辆返回到车道内的操作，但通过增加辅助力而获得的转向角根据驾驶员的保舵力而变动，因此车辆运动状态产生偏差，不能获得想要的车辆运动状态。
例如，在如图11的(a)那样驾驶员牢牢地握着方向盘的情况下，克服驾驶员的保舵力而使前轮转向的力小，因此通过增加辅助力而获得的转向角变小，不能防止车道的偏离。另一方面，在如图11的(b)那样驾驶员轻轻地握着方向盘的情况下，克服驾驶员的保舵力而使前轮转向的力过大，车辆过多地返回到车道内。
与此相对地，在实施例1中，在判定为不存在车道偏离的情况下，根据基于转轮角和车速的SBW指示转向角来控制转向角，在判定为存在车道偏离的情况下，根据用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的LDP指示转向角来控制转向角。即，直接对前轮5L、5R施加用于使车辆返回到车道内的转向角，因此如图12的(a)、(b)所示那样，能够与驾驶员的保舵力的大小无关地使实际的转向角与LDP指示转向角一致。也就是说，实际的转向角仅依赖于LDP指示转向角，不受驾驶员的保舵力的影响，因此能够与驾驶员的保舵力无关地始终获得想要的车辆运动状态。
另一方面，关于转轮反作用力，不反映LDP指示转向角而施加与根据转轮角和车速估计出的轮胎横向力相应的转轮反作用力，由此通过LDP指示转向角的施加以及SBW指示转向角与LDP指示转向角的切换而发生的轮胎横向力的变动不会反映于转轮反作用力，因此不会给驾驶员带来不协调感。
图13是表示实施例1的LDP指示转向角的变化的时间图，与LDP指示转向角减小时(B的区域)相比，在LDP指示转向角增大时(A的区域)，限幅处理部32i使变化率限制值变大。在发生了车道偏离的情况下，需要提前改变横向G来促使驾驶员进行避免车道偏离的转轮。另一方面，在避免了车道偏离之后，需要尽量抑制横向G的变化来防止车辆运动状态的急剧变化。由此，通过使LDP指示转向角的增大斜率比减小斜率大，能够促使驾驶员更早地进行用于避免车道偏离的转轮，并且能够抑制避免车道偏离后的车辆运动状态的急剧变化。
另外，即使在增大时，限幅处理部32i也使LDP指示转向角为规定角度以上的情况下(C的区域)的变化率限制值比LDP指示转向角小于规定角度的情况下(A的区域)的变化率限制值小。在LDP指示转向角大的区域，当从增大转变为减小的位置(峰值点)的横向G变化大时，乘员感到不适的横摆急动度变大，由于乘员的身体、头大幅摇晃而带来不适感。因此，在LDP指示转向角为规定角度以上的情况下，通过使增大斜率变小能够使峰值点的横向G变化小，能够减小横摆急动度从而减轻给乘员带来的不适感。
在判定为存在车道偏离的情况下，限幅处理部36d将反作用力偏移控制(与横向位置相应的反作用力偏移控制、与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制)下的转轮反作用力扭矩偏移量维持为即将作出该判定时的值。因此，由于LDP指示转向角的施加而产生的横向位置和偏离余量时间的变化不会反映于转轮反作用力，因此能够减轻给驾驶员带来的不协调感。
如以上所说明那样，在实施例1中发挥以下列举的效果。
(1)具备：方向盘6，其接受驾驶员的转轮输入；转向部2，其使与方向盘6机械地分离的前轮5L、5R转向；偏离判定部32d，其判定是否存在相对于行驶车道的车道偏离；LDP指示转向角运算部32，在判定为存在车道偏离的情况下，该LDP指示转向角运算部32运算用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的LDP指示转向角；转向控制部19，在判定为不存在车道偏离的情况下，该转向控制部19基于与转轮角相应的SBW指示转向角控制前轮5L、5R的转向角，在判定为存在车道偏离的情况下，该转向控制部19基于LDP指示转向角控制转向角；以及转轮反作用力控制部20，其不使LDP指示转向角反映于对方向盘6施加的转轮反作用力，而基于转轮角控制转轮反作用力。
由此，能够与驾驶员的保舵力无关地获得想要的车辆运动状态。
(2)具备：横向力运算部33，其基于转轮角运算轮胎横向力；SAT运算部35，其基于轮胎横向力估计自校准扭矩；转轮反作用力控制部20，其在将自校准扭矩和转轮反作用力设为坐标轴的坐标上设定自校准扭矩越大则转轮反作用力越大的转轮反作用力特性，并基于该转轮反作用力特性运算指示转轮反作用力扭矩；横向位置运算部36b，其检测本车相对于白线的横向位置；以及转轮反作用力扭矩偏移部36，横向位置越接近白线，该转轮反作用力扭矩偏移部36使转轮反作用力特性在坐标上越向转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，其中，转轮反作用力控制部20基于指示转轮反作用力扭矩对方向盘6施加转轮反作用力，在判定为存在车道偏离的情况下，转轮反作用力扭矩偏移部36维持即将作出该判定时的偏移量。
由此，转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移，因此能够抑制修正转轮时的转轮扭矩的符号反转。其结果，驾驶员控制力的方向不易切换，因此能够减轻驾驶员的转轮负担。
另外，由于LDP指示转向角的施加而产生的横向位置和偏离余量时间的变化不会反映于转轮反作用力，因此能够减轻给驾驶员带来的不协调感。
(3)具备偏离余量时间选择部39d，该偏离余量时间选择部39d计算本车到达白线的时间即余量时间，转轮反作用力扭矩偏移部36计算横向位置偏移量并且计算余量时间偏移量，使用横向位置偏移量和余量时间偏移量中的大的一方来进行偏移，其中，所检测出的横向位置越接近白线，横向位置偏移量越大，所计算出的余量时间越短，余量时间偏移量越大。
由此，能够与到白线的距离相应地施加稳定的反作用力，并且能够有效地抑制车道偏离。此时，通过使用与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值大的一方，能够始终施加所需的最佳转轮反作用力。
(4)设置用于限制LDP指示转向角的变化的限幅处理部32i，限幅处理部32i使LDP指示转向角的增大斜率比减小斜率大。
由此，能够促使驾驶员更早地进行避免车道偏离的转轮，并且能够抑制避免车道偏离后的车辆运动状态的急剧变化。
(5)限幅处理部32i使LDP指示转向角为规定角度以上的情况下的增大斜率比LDP指示转向角小于规定角度的情况下的增大斜率小。
由此，能够抑制在LDP指示转向角从增大转变为减小的位置产生的横摆急动度，从而能够减轻给乘员带来的不适感。
(6)在对与方向盘6机械地分离的前轮5L、5R的转向角进行控制时，在判定为不存在车道偏离的情况下，基于与方向盘6的转轮角相应的SBW指示转向角控制前轮5L、5R的转向角，在判定为存在车道偏离的情况下，基于用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的LDP指示转向角来控制转向角，另一方面，不使LDP指示转向角反映于对方向盘6施加的转轮反作用力，而基于转轮角控制转轮反作用力。
由此，能够与驾驶员的保舵力无关地获得想要的车辆运动状态。
(7)具备：偏离判定部32d，其判定是否存在相对于行驶车道的车道偏离；以及SBW控制器4，其在对与方向盘6机械地分离的前轮5L、5R的转向角进行控制时，在判定为不存在车道偏离的情况下，基于与方向盘6的转轮角相应的SBW指示转向角控制前轮5L、5R的转向角，在判定为存在车道偏离的情况下，基于用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的LDP指示转向角来控制转向角，另一方面，不使LDP指示转向角反映于对方向盘6施加的转轮反作用力，而基于转轮角控制转轮反作用力。
由此，能够与驾驶员的保舵力无关地获得想要的车辆运动状态。
〔实施例2〕
实施例2的转轮装置的转轮反作用力控制部的结构与实施例1不同。
[转轮反作用力控制部]
图14是实施例2的转轮反作用力控制部50的控制框图。仅说明与图3示出的实施例1不同的部位。
横向G传感器51检测车辆的横方向加速度(横向G)。
横摆率传感器52检测车辆的横摆率。
FB横向力运算部53基于横向G和横摆率，使用公知的两轮模型来运算反馈(FB)轮胎横向力。
FF横向力运算部54基于转轮角和车速，参照预先通过实验等求出的表示传统的转轮装置的各车速的转轮角与轮胎横向力的关系的转轮角-横向力变换对应关系来运算前馈(FF)轮胎横向力。转轮角-横向力变换对应关系具有以下特性：转轮角越大则轮胎横向力越大，并且，与转轮角大时相比，在转轮角小时与转轮角的变化量相对应的轮胎横向力的变化量大，并且车速越高则轮胎横向力越小。
SAT运算部55考虑车速和两个横向力的差的绝对值(横向力差)来对FB轮胎横向力和FF轮胎横向力进行加权，求出最终的轮胎横向力，基于车速和轮胎横向力，参照预先通过实验等求出的表示传统的转轮装置的轮胎横向力与转轮反作用力扭矩的关系的横向力-转轮反作用力扭矩变换对应关系，来运算由轮胎横向力产生的转轮反作用力扭矩。轮胎横向力-转轮反作用力扭矩变换对应关系与实施例1相同。
在车速小于规定的车速阈值(例如，30km/h)的情况下，车速越低，SAT运算部55使FF轮胎横向力的与车速相应的分配比率Gv越小，使FB轮胎横向力的与车速相应的分配比率1-Gv越大。在此，车速阈值表现轮胎特性的非线性，是FF轮胎横向力的估计精度开始下降的车速。另一方面，在车速超过规定值的情况下，SAT运算部55将FF轮胎横向力和FB轮胎横向力的与车速相应的分配比率Gv、1-Gv同时设为0.5。
在横向力差小于规定的第一横向力差阈值的情况下，SAT运算部55将FF轮胎横向力的与横向力差相应的分配比率Gf设为1，将FB轮胎横向力的与横向力差相应的分配比率1-Gf设为零。在此，第一横向力差阈值是FF轮胎横向力的估计精度开始下降的横向力差。另外，在横向力差超过规定的第二横向力差的情况下，将FF轮胎横向力的与横向力差相应的分配比率Gf设为零，将FB轮胎横向力的与横向力差相应的分配比率1-Gf设为1。在此，第二横向力差阈值是FF轮胎横向力的估计精度比FB轮胎横向力的估计精度低的横向力差。并且，在横向力差为第一横向力差阈值以上且为第二横向力差阈值以下的情况下，横向力差越大，SAT运算部55使FF轮胎横向力的与横向力差相应的分配比率Gf越小，使FB轮胎横向力的与横向力差相应的分配比率1-Gf越大。
SAT运算部55将与车速相应的分配比率Gv和与横向力差相应的分配比率Gf相乘来求出增益k，将对FF轮胎横向力乘以增益k而得到的值与对FB轮胎横向力乘以增益(1-k)而得到的值相加来求出最终的轮胎横向力。此外，在从偏离判定部32d输出的偏离标志被设置的情况下，在重置偏离标志之前的期间，SAT运算部55将增益k设为1，将增益(1-k)设为零。
接着，说明作用。
[基于FF轮胎横向力和FB轮胎横向力的轮胎横向力运算作用]
在实施例2中，在转轮反作用力控制部50的SAT运算部55中根据车速和转轮角估计FF轮胎横向力，并且根据作为转弯状态量的横向G和横摆率估计FB轮胎横向力。然后，与车速和横向力差相应地对FF轮胎横向力和FB轮胎横向力进行加权，来求出最终的轮胎横向力。FB轮胎横向力与路面状态的变化、车辆状态的变化相应地变化。另一方面，FF轮胎横向力与路面状态的变化等无关地平滑地变化。因此，在FF轮胎横向力小于表现轮胎特性的非线性的车速阈值时，估计精度下降。与此相对地，FB轮胎横向力的估计精度与车速无关地大致固定。
因此，在实施例2中，在车速小于车速阈值的情况下，车速越低，使与FF轮胎横向力相乘的增益k越小，使与FB轮胎横向力相乘的增益(1-k)越大。由此，能够抑制低车速区域内的轮胎横向力的估计精度下降，能够施加更为恰当的转轮反作用力。另外，在实施例2中，在横向力差为第一横向力差阈值以上的情况下，横向力差越大，使与FF轮胎横向力相乘的增益k越小，使与FB轮胎横向力相乘的增益(1-k)越大。由此，对于FF轮胎横向力的估计精度下降，能够抑制最终的轮胎横向力的估计精度下降，能够施加更为恰当的转轮反作用力。
[车道内行驶辅助作用]
在实施例2中，在SAT运算部55中，在判定为存在车道偏离的情况下，仅基于FF轮胎横向力运算指示转轮反作用力扭矩。由此，由于LDP指示转向角的施加而产生的横向G和横摆率的变化不会反映于转轮反作用力，因此能够减轻给驾驶员带来的不协调感。
如以上所说明那样，在实施例2中除了发挥实施例1的效果(3)～(5)以外，还发挥以下列举的效果。
(8)具备：方向盘6，其接受驾驶员的转轮输入；转向部2，其使与方向盘6机械地分离的前轮5L、5R转向；横向G传感器51，其检测车辆的横向G；横摆率传感器52，其检测车辆的横摆率；偏离判定部32d，其判定是否存在相对于行驶车道的车道偏离；LDP指示转向角运算部32，在判定为存在车道偏离的情况下，该LDP指示转向角运算部32运算用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的LDP指示转向角；转向控制部19，在判定为不存在车道偏离的情况下，该转向控制部19基于与方向盘6的转轮角相应的SBW指示转向角控制前轮5L、5R的转向角，在判定为存在车道偏离的情况下，该转向控制部19基于LDP指示转向角控制转向角；以及转轮反作用力控制部50，在判定为不存在车道偏离的情况下，该转轮反作用力控制部50基于与转轮角相应的FF轮胎横向力和与横向G和横摆率相应的FB轮胎横向力中的至少一方来控制对方向盘6施加的转轮反作用力，在判定为存在车道偏离的情况下，该转轮反作用力控制部50不使FB轮胎横向力反映于对方向盘6施加的转轮反作用力，而基于FF轮胎横向力控制转轮反作用力。
由此，能够与驾驶员的保舵力无关地获得想要的车辆运动状态。
另外，由于LDP指示转向角的施加而产生的横向G和横摆率的变化不会反映于转轮反作用力，因此能够减轻给驾驶员带来的不协调感。
(9)具备：FF轮胎横向力运算部54，其基于转轮角运算FF轮胎横向力；FB轮胎横向力运算部53，其基于横向G和横摆率运算FB轮胎横向力；SAT运算部55，其基于FF轮胎横向力和FB轮胎横向力中的至少一方来估计自校准扭矩；转轮反作用力控制部20，其在将自校准扭矩和转轮反作用力设为坐标轴的坐标上设定自校准扭矩越大则转轮反作用力越大的转轮反作用力特性，并基于该转轮反作用力特性运算指示转轮反作用力扭矩；横向位置运算部36b，其检测本车相对于白线的横向位置；以及转轮反作用力扭矩偏移部36，横向位置越接近白线，则该转轮反作用力扭矩偏移部36使转轮反作用力特性在坐标上越向转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，其中，转轮反作用力控制部20基于指示转轮反作用力扭矩对方向盘6施加转轮反作用力，在判定为存在车道偏离的情况下，转轮反作用力扭矩偏移部36维持即将作出该判定时的偏移量。
由此，转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移，因此能够抑制修正转轮时的转轮扭矩的符号反转。其结果，驾驶员控制力的方向不易切换，因此能够减轻驾驶员的转轮负担。
另外，由于LDP指示转向角的施加而产生的横向位置和偏离余量时间的变化不会反映于转轮反作用力，因此能够减轻给驾驶员带来的不协调感。
(其它实施例)
以上，基于实施例说明了用于实施本发明的方式，但本发明的具体结构并不限定于实施例，在不脱离发明的要旨的范围内进行设计变更等也包含于本发明。

Claims (9)

1.一种车道内行驶辅助装置，其特征在于，具备：
转轮部，其接受驾驶员的转轮输入；
转向部，其与上述转轮部机械地分离，使转向轮转向；
车道偏离判定单元，其判定是否存在相对于行驶车道的车道偏离；
行驶辅助转向量运算单元，在判定为存在车道偏离的情况下，该行驶辅助转向量运算单元运算用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的行驶辅助转向量；
转向控制单元，在判定为不存在车道偏离的情况下，该转向控制单元基于上述转轮部的转轮量控制上述转向部的转向量，在判定为存在车道偏离的情况下，该转向控制单元基于上述行驶辅助转向量控制上述转向量；以及
转轮反作用力控制单元，其不使上述行驶辅助转向量反映于对上述转轮部施加的转轮反作用力，而基于上述转轮量控制上述转轮反作用力。
2.一种车道内行驶辅助装置，其特征在于，具备：
转轮部，其接受驾驶员的转轮输入；
转向部，其与上述转轮部机械地分离，使转向轮转向；
转弯状态量检测单元，其检测车辆的转弯状态量；
车道偏离判定单元，其判定是否存在相对于行驶车道的车道偏离；
行驶辅助转向量运算单元，在判定为存在车道偏离的情况下，该行驶辅助转向量运算单元运算用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的行驶辅助转向量；
转向控制单元，在判定为不存在车道偏离的情况下，该转向控制单元基于上述转轮部的转轮量控制上述转向部的转向量，在判定为存在车道偏离的情况下，该转向控制单元基于上述行驶辅助转向量控制上述转向量；以及
转轮反作用力控制单元，在判定为不存在车道偏离的情况下，该转轮反作用力控制单元基于上述转轮量和上述转弯状态量中的至少一方来控制对上述转轮部施加的转轮反作用力，在判定为存在车道偏离的情况下，该转轮反作用力控制单元不使上述转弯状态量反映于上述转轮反作用力，而基于上述转轮量控制上述转轮反作用力。
3.根据权利要求1所述的车道内行驶辅助装置，其特征在于，还具备：
自校准扭矩估计单元，其基于上述转轮量估计自校准扭矩；
目标转轮反作用力运算单元，其在将上述自校准扭矩和转轮反作用力设为坐标轴的坐标上，设定自校准扭矩越大则转轮反作用力越大的转轮反作用力特性，并基于该转轮反作用力特性运算目标转轮反作用力；
横向位置检测单元，其检测本车相对于白线的横向位置；以及
偏移单元，上述横向位置越接近白线，该偏移单元使上述转轮反作用力特性在上述坐标上越向上述转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，
其中，上述转轮反作用力控制单元基于上述目标转轮反作用力对上述转轮部施加转轮反作用力，
在判定为存在车道偏离的情况下，上述偏移单元维持即将作出该判定时的偏移量。
4.根据权利要求2所述的车道内行驶辅助装置，其特征在于，还具备：
自校准扭矩估计单元，其基于上述转轮量和上述转弯状态量中的至少一方估计自校准扭矩；
目标转轮反作用力运算单元，其在将上述自校准扭矩和转轮反作用力设为坐标轴的坐标上，设定自校准扭矩越大则转轮反作用力越大的转轮反作用力特性，基于该转轮反作用力特性运算目标转轮反作用力；
横向位置检测单元，其检测本车相对于白线的横向位置；以及
偏移单元，上述横向位置越接近白线，该偏移单元使上述转轮反作用力特性在上述坐标上越向上述转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，
其中，上述转轮反作用力控制单元基于上述目标转轮反作用力对上述转轮部施加转轮反作用力，
在判定为存在车道偏离的情况下，上述偏移单元维持即将作出该判定时的偏移量。
5.根据权利要求3或4所述的车道内行驶辅助装置，其特征在于，
还具备余量时间计算单元，该余量时间计算单元计算本车到达白线的时间即余量时间，
上述偏移单元计算横向位置偏移量并且计算余量时间偏移量，使用上述横向位置偏移量和上述余量时间偏移量中的大的一方进行上述偏移，其中，所检测出的上述横向位置越接近白线，上述横向位置偏移量越大，所计算出的上述余量时间越短，上述余量时间偏移量越大。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的车道内行驶辅助装置，其特征在于，
设置用于限制上述行驶辅助转向量的变化的变化限制部，
上述变化限制部使上述行驶辅助转向量的增加斜率比减小斜率大。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的车道内行驶辅助装置，其特征在于，
上述变化限制部使上述行驶辅助转向量为规定量以上的情况下的上述增加斜率比上述行驶辅助转向量小于上述规定量的情况下的上述增加斜率小。
8.一种车道内行驶辅助装置，其特征在于，
在对与转轮部机械地分离的转向部的转向量进行控制时，在判定为不存在车道偏离的情况下，基于上述转轮部的转轮量控制上述转向部的转向量，在判定为存在车道偏离的情况下，基于用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的行驶辅助转向量控制上述转向量，另一方面，不使上述行驶辅助转向量反映于对上述转轮部施加的转轮反作用力，而基于上述转轮量控制上述转轮反作用力。
9.一种车道内行驶辅助装置，其特征在于，具备：
传感器，其判定是否存在相对于行驶车道的车道偏离；以及
控制器，其在对与转轮部机械地分离的转向部的转向量进行控制时，在判定为不存在车道偏离的情况下，基于上述转轮部的转轮量控制上述转向部的转向量，在判定为存在车道偏离的情况下，基于用于在使车辆返回到车道内的方向上产生横摆力矩的行驶辅助转向量控制上述转向量，另一方面，不使上述行驶辅助转向量反映于对上述转轮部施加的转轮反作用力，而基于上述转轮量控制上述转轮反作用力。
CN201480004601.8A 2013-01-10 2014-01-07 车道内行驶辅助装置 Active CN104918843B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013002377 2013-01-10
JP2013-002377 2013-01-10
PCT/JP2014/050061 WO2014109307A1 (ja) 2013-01-10 2014-01-07 車線内走行支援装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104918843A true CN104918843A (zh) 2015-09-16
CN104918843B CN104918843B (zh) 2017-12-01

Family

ID=51166955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480004601.8A Active CN104918843B (zh) 2013-01-10 2014-01-07 车道内行驶辅助装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9561822B2 (zh)
EP (1) EP2944547B1 (zh)
JP (1) JP5967224B2 (zh)
CN (1) CN104918843B (zh)
MX (1) MX363854B (zh)
RU (1) RU2647823C2 (zh)
WO (1) WO2014109307A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110733572A (zh) * 2018-07-18 2020-01-31 丰田自动车株式会社 驾驶辅助装置
CN112238896A (zh) * 2019-07-18 2021-01-19 上海燧方智能科技有限公司 车用转向方法、系统、行驶机构的转向方法及行驶机构
CN113015427A (zh) * 2018-11-30 2021-06-22 株式会社久保田 自动转向系统、自动转向方法以及自动转向程序

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9889873B2 (en) * 2013-10-01 2018-02-13 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and device for an automatic steering intervention
JP6076394B2 (ja) * 2015-04-01 2017-02-08 三菱電機株式会社 車両用操舵装置および車両操舵制御方法
JP6316265B2 (ja) * 2015-12-01 2018-04-25 本田技研工業株式会社 車線変更制御装置
JP6387948B2 (ja) * 2015-12-11 2018-09-12 トヨタ自動車株式会社 車両の運転支援装置
SE541114C2 (en) * 2016-04-18 2019-04-09 Scania Cv Ab A method for steering assistance and a steering assist system
JP6481660B2 (ja) * 2016-06-09 2019-03-13 トヨタ自動車株式会社 車両用挙動制御装置
JP2018020682A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP6868173B2 (ja) * 2016-09-20 2021-05-12 日立Astemo株式会社 車両制御装置、車両制御方法および電動パワーステアリング装置
JP6853068B2 (ja) * 2017-03-02 2021-03-31 トヨタ自動車株式会社 偏向制御装置
WO2018161980A1 (de) 2017-03-07 2018-09-13 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und verfahren zur detektion einer handführung eines lenkrades
US11193782B2 (en) * 2017-03-27 2021-12-07 Mitsubishi Electric Corporation Vehicle position estimation apparatus
JP6638012B2 (ja) * 2018-03-16 2020-01-29 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両の車線逸脱防止制御装置
JP6900930B2 (ja) * 2018-04-13 2021-07-14 トヨタ自動車株式会社 車両走行制御装置
US10676129B2 (en) * 2018-06-25 2020-06-09 Steering Solutions Ip Holding Corporation Driver notification using handwheel actuators in steer-by-wire systems
KR102533963B1 (ko) * 2018-07-26 2023-05-18 현대모비스 주식회사 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법
JP7110812B2 (ja) * 2018-08-06 2022-08-02 マツダ株式会社 車両制御装置および車両制御方法
WO2020130479A1 (ko) * 2018-12-19 2020-06-25 주식회사 만도 조향 제어 장치와 조향 제어 방법, 및 조향 장치
DE102019206980B4 (de) * 2019-05-14 2023-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Lenkungssteuergerät zum Ermitteln einer Stellgröße für das Einstellen eines Servolenkmoments bei einem Fahrzeuglenksystem
CN112373477B (zh) * 2020-11-23 2023-03-28 重庆长安汽车股份有限公司 自动驾驶系统的冗余控制方法、自动驾驶系统、汽车、控制器及计算机可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000198458A (ja) * 1999-01-08 2000-07-18 Mazda Motor Corp 車両の制御装置
US20040059482A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-25 Nissan Motor Co., Ltd. Driving assist system for vehicle
US20070220782A1 (en) * 2004-02-12 2007-09-27 Mccoy Ted Excavator thumb for use with excavator equipment
US20120163950A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Caterpillar Inc. Excavator thumb assembly
CN102717825A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 清华大学 一种协同式车道保持控制方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04133860A (ja) * 1990-09-25 1992-05-07 Honda Motor Co Ltd 車輌用操舵装置の制御方法
JP3638169B2 (ja) * 1996-02-16 2005-04-13 本田技研工業株式会社 車両衝突予防装置
JP3493568B2 (ja) * 1997-02-12 2004-02-03 光洋精工株式会社 自動車の舵取装置
JP3635940B2 (ja) * 1998-10-02 2005-04-06 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
JP2001187582A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Koyo Seiko Co Ltd パワーステアリング装置
DE60226817D1 (de) * 2001-08-23 2008-07-10 Nissan Motor Fahrassistenzsystem
JP3593110B2 (ja) * 2002-02-14 2004-11-24 三菱電機株式会社 車両用操舵装置
JP4089283B2 (ja) * 2002-04-26 2008-05-28 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置のモータ制御装置
US6738699B2 (en) * 2002-08-26 2004-05-18 Visteon Global Technologies, Inc. Vehicle steering system control based on a model-matching strategy
WO2004101346A1 (ja) * 2003-05-16 2004-11-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 操舵制御装置
JP4294401B2 (ja) * 2003-07-25 2009-07-15 富士重工業株式会社 車両用走行支援装置
JP4367214B2 (ja) 2004-04-21 2009-11-18 日産自動車株式会社 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両
JP4630039B2 (ja) * 2004-11-01 2011-02-09 株式会社アドヴィックス 車両の操舵制御装置
JP4867313B2 (ja) 2004-12-27 2012-02-01 日産自動車株式会社 車線逸脱防止装置
JP4945909B2 (ja) 2005-03-09 2012-06-06 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP4290670B2 (ja) * 2005-04-15 2009-07-08 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置
JP4314489B2 (ja) * 2005-09-16 2009-08-19 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵装置
US20070179697A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Lane departure warning system and method
JP5286982B2 (ja) * 2007-08-02 2013-09-11 日産自動車株式会社 車両用操舵制御装置及び方法
JP5359085B2 (ja) * 2008-03-04 2013-12-04 日産自動車株式会社 車線維持支援装置及び車線維持支援方法
JP2009248685A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Toyota Motor Corp 運転支援装置
JP2011255817A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Mitsubishi Motors Corp 車線逸脱防止装置
KR101361360B1 (ko) * 2011-12-26 2014-02-11 현대자동차주식회사 측후방 감지센서를 이용한 차간거리 제어 시스템 및 그 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000198458A (ja) * 1999-01-08 2000-07-18 Mazda Motor Corp 車両の制御装置
US20040059482A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-25 Nissan Motor Co., Ltd. Driving assist system for vehicle
US20070220782A1 (en) * 2004-02-12 2007-09-27 Mccoy Ted Excavator thumb for use with excavator equipment
US20120163950A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Caterpillar Inc. Excavator thumb assembly
CN102717825A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 清华大学 一种协同式车道保持控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110733572A (zh) * 2018-07-18 2020-01-31 丰田自动车株式会社 驾驶辅助装置
CN110733572B (zh) * 2018-07-18 2021-11-02 丰田自动车株式会社 驾驶辅助装置
CN113015427A (zh) * 2018-11-30 2021-06-22 株式会社久保田 自动转向系统、自动转向方法以及自动转向程序
CN113015427B (zh) * 2018-11-30 2022-10-28 株式会社久保田 自动转向系统、自动转向方法以及自动转向程序
CN112238896A (zh) * 2019-07-18 2021-01-19 上海燧方智能科技有限公司 车用转向方法、系统、行驶机构的转向方法及行驶机构

Also Published As

Publication number Publication date
EP2944547B1 (en) 2018-03-28
MX363854B (es) 2019-04-05
RU2015133257A (ru) 2017-02-15
JP5967224B2 (ja) 2016-08-10
EP2944547A4 (en) 2016-04-27
MX2015008492A (es) 2015-09-10
CN104918843B (zh) 2017-12-01
EP2944547A1 (en) 2015-11-18
US20150344068A1 (en) 2015-12-03
WO2014109307A1 (ja) 2014-07-17
RU2647823C2 (ru) 2018-03-19
US9561822B2 (en) 2017-02-07
JPWO2014109307A1 (ja) 2017-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104918843A (zh) 车道内行驶辅助装置
CN104602989B (zh) 稳定性控制装置
CN104718124B (zh) 转轮控制装置
CN104703862B (zh) 稳定性控制装置
CN104703863B (zh) 转轮控制装置
RU2627262C2 (ru) Устройство управления рулением
CN104736417B (zh) 转轮控制装置
CN104736416B (zh) 转轮控制装置
CN104661894B (zh) 转轮控制装置
CN104995080B (zh) 稳定性控制装置
CN104736415B (zh) 转轮控制装置
JP5794393B2 (ja) 操舵制御装置
JP5979249B2 (ja) 操舵制御装置
CN104684791B (zh) 转轮控制装置
JP5971126B2 (ja) 操舵制御装置
JP5971128B2 (ja) 操舵制御装置
EP2841324A1 (en) Control system and method for reducing the effects of play during steering
JP2014080178A (ja) 操舵制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant