CN105050884B - 碰撞避免辅助装置和碰撞避免辅助方法 - Google Patents
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Abstract
碰撞避免辅助装置是为了避免车辆与障碍物的碰撞而进行驾驶员的操舵辅助的碰撞避免辅助装置，具备在判定为车辆与障碍物有可能碰撞的情况下进行操舵辅助的操舵控制部，操舵控制部在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以基于驾驶员的保舵力决定的控制量使车辆的方向盘向碰撞避免方向转动，所述第1时间根据车辆的横向加速度的响应特性而决定。
Description
技术领域
本发明涉及碰撞避免辅助装置和碰撞避免辅助方法。
背景技术
存在一种驾驶辅助装置，该驾驶辅助装置在有可能与行人等障碍物碰撞的情况下，通过进行操舵控制来避免碰撞(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-40115号公报
专利文献2：日本特开2008-265362号公报
专利文献3：日本特开平9-207801号公报
专利文献4：日本特开2008-247327号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述驾驶辅助装置中，若系统的操舵控制量过大，则有可能产生横向滑动等而给驾驶员带来违和感。另一方面，已知驾驶员在通常的驾驶时会以某种程度的保舵力操作方向盘。因此，在系统的操舵控制量比驾驶员的保舵力小的情况下，驾驶员有可能会在无意中取消系统的操舵控制。这样，若系统的操舵控制量过大，则驾驶员有可能会感到违和感，而若系统的操舵控制量过小，则有可能会在驾驶员没注意到系统的工作的情况下取消系统的操舵控制。
本发明的目的在于提供一种能够抑制驾驶员的违和感并且降低操舵控制被取消的可能性的碰撞避免辅助装置和碰撞避免辅助方法。
用于解决问题的手段
本发明的一侧面的碰撞避免辅助装置，是为了避免车辆与障碍物的碰撞而进行驾驶员的操舵辅助的碰撞避免辅助装置。该碰撞避免辅助装置具备在判定为车辆与障碍物有可能碰撞的情况下进行操舵辅助的操舵控制部。操舵控制部，在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以基于驾驶员的保舵力决定的控制量使车辆的方向盘向碰撞避免方向转动，第1时间根据车辆的横向加速度的响应特性而决定。
在该碰撞避免辅助装置中，在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以基于驾驶员的保舵力决定的控制量使方向盘向碰撞避免方向转动。另外，利用该控制量对方向盘的转动在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间进行，第1时间根据车辆的横向加速度的响应特性而决定。由于从方向盘的转动的开始到车辆产生横向加速度为止需要某种程度的时间，所以在使第1时间比该时间短的情况下，能够减小在车辆产生的横向加速度。另外，在以超过驾驶员的保舵力的控制量使方向盘转动的情况下，能够使驾驶员识别操舵辅助的工作。其结果，能够抑制驾驶员的违和感并且降低操舵辅助被取消的可能性。另外，由于使方向盘向碰撞避免方向转动，所以能够使驾驶员识别碰撞避免方向。
在本发明的另一侧面的碰撞避免辅助装置中，控制量可以被设定为比保舵力大的值。在以比驾驶员的保舵力大的值的控制量使方向盘转动的情况下，能够防止操舵控制部对方向盘的转动被驾驶员的保舵力取消，能够使驾驶员更切实地识别操舵辅助的工作和碰撞避免方向。
在本发明的另一侧面的碰撞避免辅助装置中，第1时间可以被设定为比从车辆的操舵或转向的开始到车辆产生横向加速度为止的延迟时间短。通过将第1时间设定为比从车辆的操舵或转向的开始到车辆产生横向加速度为止的延迟时间短，能够在抑制车辆产生的横向加速度的同时使方向盘转动。因此，能够在抑制驾驶员的违和感的同时使驾驶员识别操舵辅助的工作和碰撞避免方向。其结果，能够降低操舵辅助被取消的可能性。
在本发明的另一侧面的碰撞避免辅助装置中，在操舵辅助的开始时或操舵辅助的开始后检测到驾驶员对方向盘的操舵操作为预定量以上的情况下，操舵控制部可以响应于此而结束操舵辅助。在操作辅助的工作时，在驾驶员对方向盘的操舵操作为预定量以上的情况下，认为驾驶员自身有进行避免操作的意愿。因此，通过在该情况下结束操舵辅助，能够使驾驶员的避免操作优先。
本发明的另一侧面的碰撞避免辅助装置可以还具备：目标控制量运算部，其运算用于使车辆沿着目标轨迹行驶的目标控制量，目标轨迹是车辆为了避免与障碍物的碰撞而应该通过的轨迹；和控制量调整部，其在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，将在目标控制量上加上初始控制量而得到的控制量作为指定控制量，在从操舵辅助的开始起经过了第1时间后，将目标控制量作为指定控制量。操舵控制部可以通过以指定控制量使方向盘转动来进行操舵辅助。在该情况下，能够在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以在目标控制量上加上初始控制量而得到的控制量转动方向盘，在经过了第1时间后以目标控制量转动方向盘。其结果，能够抑制驾驶员的违和感，并且降低用于避免碰撞的操舵辅助被取消的可能性。
本发明的另一侧面的碰撞避免辅助装置可以还具备对车辆的方向盘的旋转角与车辆的轮胎角之比即齿数比进行可变控制的齿数比控制部。齿数比控制部可以在从操舵辅助的开始到经过第2时间为止的期间，设定齿数比以使得方向盘的旋转角相对于轮胎角变大，第2时间比根据车辆的横向加速度的响应特性而决定的第1时间长，操舵控制部可以在从操舵辅助的开始到经过第2时间为止的期间，以基于驾驶员的保舵力决定的控制量使方向盘向碰撞避免方向转动。
在该碰撞避免辅助装置中，在从操舵辅助的开始到经过第2时间为止的期间，以基于驾驶员的保舵力决定的控制量使方向盘向碰撞避免方向转动。另外，在从操舵辅助的开始到经过第2时间为止的期间，由齿数比控制部设定齿数比，以使得方向盘的旋转角相对于轮胎角变大。因此，能够在抑制轮胎角的增加的同时增加方向盘的旋转角，因而，在从操舵辅助的开始到经过比根据车辆的横向加速度的响应特性而决定的第1时间大的第2时间为止的期间，即使以超过驾驶员的保舵力的控制量使方向盘转动，也能够抑制横向加速度的增加。另外，在以超过驾驶员的保舵力的控制量使方向盘转动了的情况下，能够使驾驶员识别操舵辅助的工作。其结果，能够抑制驾驶员的违和感，并且进一步降低操舵辅助被取消的可能性。另外，由于使方向盘向碰撞避免方向转动，所以能够使驾驶员识别碰撞避免方向。
本发明的一侧面的碰撞避免辅助方法是为了避免车辆与障碍物的碰撞而进行驾驶员的操舵辅助的碰撞避免辅助方法。该碰撞避免辅助方法具备在判定为车辆与障碍物有可能碰撞的情况下进行操舵辅助的操舵控制步骤。在操舵控制步骤中，在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以基于驾驶员的保舵力决定的控制量使车辆的方向盘向碰撞避免方向转动，第1时间根据车辆的横向加速度的响应特性而决定。
在该碰撞避免辅助方法中，在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以基于驾驶员的保舵力决定的控制量使方向盘向碰撞避免方向转动。另外，利用该控制量对方向盘的转动在从操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间进行，第1时间根据车辆的横向加速度的响应特性而决定。由于从方向盘的转动的开始到车辆产生横向加速度为止需要某种程度的时间，所以在使第1时间比该时间短的情况下，能够减小在车辆产生的横向加速度。另外，在以超过驾驶员的保舵力的控制量使方向盘转动了的情况下，能够使驾驶员识别操舵辅助的工作。其结果，能够抑制驾驶员的违和感，并且降低操舵辅助被取消的可能性。另外，由于向碰撞避免方向使方向盘转动，所以能够使驾驶员识别碰撞避免方向。
发明效果
根据本发明，能够抑制驾驶员的违和感，并且降低操舵控制被取消的可能性。
附图说明
图1是第1实施方式的碰撞避免辅助装置的结构框图。
图2是示出图1的EPS的主要部分的立体图。
图3是示出横向加速度的频率响应特性的一例的图。
图4是示出初始操舵转矩的输出波形的具体例的图。
图5是示出图1的碰撞避免辅助装置的处理内容的一例的流程图。
图6的(a)是示出图1的碰撞避免辅助装置的EPS输出操舵转矩的时间变化的一例的图，图6的(b)是示出图1的碰撞避免辅助装置的横向加速度的时间变化的一例的图。
图7是第2实施方式的碰撞避免辅助装置的结构框图。
图8是示出图7的EPS和VGRS的主要部分的立体图。
图9是示出图7的碰撞避免辅助装置的处理内容的一例的流程图。
图10的(a)是示出图7的碰撞避免辅助装置的EPS输出操舵转矩的时间变化的一例的图，图10的(b)是示出图7的碰撞避免辅助装置的横向加速度的时间变化的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
(第1实施方式)
图1是第1实施方式的碰撞避免辅助装置的结构框图。碰撞避免辅助装置是用于通过PCS(Pre-Crash Safety system：防撞安全系统)对车辆的控制进行辅助的装置。PCS是用于避免在车辆的周边检测到的物体与车辆的碰撞的系统。
如图1所示，碰撞避免辅助装置1具备ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)2、周边信息取得部3、车辆信息取得部4以及EPS(Electronic controlled PowerSteering：电子控制式助力转向装置)6。
周边信息取得部3具有取得车辆周边的信息的功能。周边信息取得部3例如将障碍物信息和可行驶区域信息向ECU2输出。障碍物信息是与检测到的障碍物有关的信息。可行驶区域信息是与车辆能够行驶的区域有关的信息。周边信息取得部3例如具备雷达和图像传感器等。雷达利用毫米波或激光等检测车辆周边的障碍物，将与检测到的障碍物有关的障碍物信息向ECU2输出。图像传感器例如是单眼相机或立体相机，每预定时间对车辆周边的预定范围进行拍摄而生成图像数据。图像传感器基于所生成的图像数据而将障碍物信息和可行驶区域信息向ECU2输出。
车辆信息取得部4具有取得表示车辆的行驶状态的车辆信息的功能。车辆信息取得部4将所取得的车辆信息向ECU2输出。车辆信息取得部4例如具备用于检测轮胎角的轮胎角传感器、用于检测转向的操舵转矩(操舵力)的操舵转矩传感器、用于检测车辆的车速(行驶速度)的车速传感器、用于检测车辆的位置的GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收器、以及用于检测车辆的横摆率的横摆率传感器等。作为车辆信息，可举出轮胎角、操舵转矩、车速以及车辆位置等。
EPS6是产生对方向盘的反作用力的操舵辅助系统，并且是用于调整车辆的操舵转矩等EPS控制量来控制轮胎角的助力转向系统。
图2是示出EPS6的主要部分的立体图。如图2所示，方向盘11经由操舵轴12驱动连接于EPS6。EPS6例如是响应于驾驶员对方向盘11的操作而驱动的齿条齿轮型的装置，在此是齿条同轴型的电动式。EPS6经由齿条杆13对左右的前轮的轮胎进行转向。具体而言，EPS6具备收纳马达和变换机构等的壳体61。变换机构构成为将与EPS控制量相应的马达的旋转转矩变换为齿条杆13的往复移动方向的力，产生使齿条杆13相对于壳体61驱动的辅助操舵力。
EPS6以伴有车辆的方向盘11的旋转动作的方式调整轮胎角。也就是说，EPS6依赖于驾驶员的操舵操作，例如与操舵操作同步地执行轮胎角控制。EPS6通过由ECU2控制马达的电流量来实现EPS控制量。
ECU2是进行碰撞避免辅助装置1整体的控制的电子控制单元。ECU2例如以包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的计算机为主体而构成，具备输入信号电路、输出信号电路以及电源电路等。ECU2具备PCS工作判定部21、目标轨迹运算部22、目标控制量运算部23、控制量调整部24、EPS控制量调解部25以及EPS控制部26(操舵控制部)。
PCS工作判定部21具有判定是否满足PCS的工作开始条件的功能。PCS工作判定部21例如在基于从周边信息取得部3输出的障碍物信息检测出存在车辆应该避开的障碍物的情况下，判定为满足PCS的工作开始条件。PCS工作判定部21在判定为满足PCS的工作开始条件的情况下，使PCS工作。
另外，PCS工作判定部21具有判定是否满足PCS的结束条件的功能。PCS工作判定部21例如在基于从周边信息取得部3输出的障碍物信息检测到成功地避免了与碰撞避免对象的障碍物的碰撞的情况下，判定为满足PCS的结束条件。另外，PCS工作判定部21例如在因车辆周边的环境发生变化等而检测到不再有可能与碰撞避免对象的障碍物碰撞时，判定为满足PCS的结束条件。另外，PCS工作判定部21例如在检测到由驾驶员进行了使PCS结束的取消操作的情况下，判定为满足PCS的结束条件。
通常，即使是在PCS工作时，在判断为驾驶员自身有进行避免操作的意愿的情况下，也优选取消PCS工作。因此，PCS工作判定部21也可以在基于由车辆信息取得部4取得的车辆信息检测到驾驶员对方向盘的操舵操作为预定量以上的情况下，判定为满足PCS的结束条件。
目标轨迹运算部22具有运算车辆应该通过的轨迹即目标轨迹的功能。目标轨迹运算部22例如基于由周边信息取得部3输出的障碍物信息和可行驶区域信息来运算目标轨迹。在该情况下，目标轨迹运算部22例如将可行驶区域中的能够避开障碍物的路径设为目标轨迹。此外，目标轨迹运算部22不限于上述方法，也可以通过其他方法运算目标轨迹。
目标控制量运算部23具有运算沿着由目标轨迹运算部22运算出的目标轨迹行驶所需的控制量即目标控制量Ct的功能。目标控制量运算部23例如基于由车辆信息取得部4输出的车辆信息和预先设定的车辆规格值来运算目标控制量Ct。作为用于运算目标控制量Ct的车辆信息，例如可举出车辆的位置、车速、操舵转矩以及轮胎角等。目标控制量Ct只要是用于沿着目标轨迹行驶的控制量即可，例如可举出操舵转矩、轮胎角、转向马达的电流量等。
控制量调整部24具有为了使得驾驶员不会在无意中取消PCS的控制而使驾驶员识别PCS的工作的功能。控制量调整部24例如计测从PCS工作判定部21判定为满足PCS的工作开始条件时(以下，有时称作“PCS工作开始时刻”等)起的经过时间，判定经过时间是否超过了第1时间Tth1。该第1时间Tth1是根据车辆的横向加速度(横G)的响应特性而决定的时间，且是虽然方向盘和轮胎会因EPS6的控制而移动、但能够抑制车辆产生的横向加速度的时间。第1时间Tth1预先设定于控制量调整部24。
图3是示出横向加速度的频率响应特性的一例的图。横轴表示频率，纵轴表示横向加速度的增益。从图3可知，不管在哪个车速下，横向加速度的增益都是在1Hz左右以上的频率时降低。也就是说，由于从车辆的操舵或转舵的开始到车辆产生横向加速度为止存在延迟时间，所以即使在比该延迟时间短的期间使方向盘大幅转动，也可抑制在车辆产生的横向加速度。因此，第1时间Tth1例如可以设定为与10Hz相当的0.1秒左右。
控制量调整部24在判定为经过时间未超过第1时间Tth1的情况下，在由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct上加上初始控制量，将加法运算结果作为EPS控制量(指定控制量)来要求。关于初始控制量，正值的初始控制量和负值的初始控制量预先被设定于控制量调整部24。各初始控制量具有比驾驶员的直行期间的保舵力大的值作为峰值Cp。初始控制量的峰值Cp例如设为在被认为是路面干扰大的环境的比利时路上测定出的保舵力的2倍左右的值。
初始控制量的峰值Cp也可以设定为比根据方向盘的盘径将人能够在瞬间操作的最大的操舵力(66N左右)换算为转向轴力而得到的值大的值。
为了使驾驶员直观地识别PCS的碰撞避免方向，若由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct为正值，则控制量调整部24加上正值的初始控制量，若由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct为负值，则加上负值的初始控制量。
控制量调整部24也可以基于来自车辆信息取得部4的舵角传感器等的与旋转角有关的车辆信息，对初始控制量进行反馈控制。例如，控制量调整部24也可以增加初始控制量，直到方向盘的旋转角达到预定的角度。
图4是示出作为初始控制量的一例的初始操舵转矩的输出波形的具体例的图。横轴表示从PCS工作开始时刻起的经过时间，纵轴表示初始操舵转矩。此外，虽然在此使用操舵转矩进行说明，但也可以是其他控制量。在该例子中，示出了由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct为正值的情况下的初始控制量的波形。如图4所示，初始控制量的波形仅在从PCS工作开始时刻到第1时间Tth1为止的期间被输出，具有峰值Cp。这样，初始控制量的波形能够取各种形状，但优选不跨越正负而振动。
另一方面，控制量调整部24在判定为经过时间超过了第1时间Tth1的情况下，将由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct作为EPS控制量(指定控制量)来要求。
EPS控制量调解部25具有在与使用EPS6的其他控制之间对EPS控制量进行调解的功能。除了由PCS要求的EPS控制量(即，由控制量调整部24要求的EPS控制量)之外，还存在从对驾驶员的通常操舵的辅助控制、与横向滑动防止的调解控制、使得容易回拨方向盘的控制等其他控制要求的EPS控制量等。EPS控制量调解部25根据对这些控制设定的优先级来决定EPS控制量。
EPS控制量调解部25例如如以下那样决定各控制的优先级。EPS控制量调解部25使得不会因操舵而成为危险的状态，并且在判定为驾驶员正有意地进行操舵时使驾驶员的操舵优先。EPS控制量调解部25使得不会因操舵而成为危险的状态，并且在判定为驾驶员处于保舵或手搭在方向盘上的程度的状态时使PCS控制优先。EPS控制量调解部25例如基于来自车辆信息取得部4的舵角传感器、驾驶员监视系统等的车辆信息，来进行驾驶员有无意图和保舵状态的判定。此外，在EPS控制量调解部25中，也可以对各控制预先设定有优先级。
EPS控制量调解部25例如根据控制的优先级算出所要求的EPS控制量之和。作为一例，EPS控制量调解部25在驾驶员的操舵转矩上加上通常辅助转矩。然后，EPS控制量调解部25在判定为加法运算值不足以作为用于碰撞避免的值时，进一步加上由PCS要求的EPS控制量。另外，EPS控制量调解部25在为了不产生横向滑动而设置的上下限阈值的范围内，根据加法运算值决定EPS控制量。
另外，EPS控制量调解部25也可以判定要求EPS控制量的控制彼此是否处于排他的关系。在该情况下，EPS控制量调解部25也可以在判定为要求EPS控制量的控制彼此处于排他的关系的情况下，响应于此而拒绝来自优先级低的控制的要求。
EPS控制部26具有控制EPS6以实现由EPS控制量调解部25决定出的EPS控制量的功能。EPS控制部26例如通过控制EPS6的马达的电流量来使EPS6实现EPS控制量。
接着，对碰撞避免辅助装置1的碰撞避免辅助处理的一例进行说明。图5是示出碰撞避免辅助装置1的处理内容的一例的流程图。在PCS工作判定部21判定为满足PCS的工作开始条件的情况下，响应于此而开始该碰撞避免辅助处理。此时，控制量调整部24开始计测从PCS工作开始时刻起的经过时间。
首先，目标轨迹运算部22基于由周边信息取得部3输出的障碍物信息和可行驶区域信息来运算目标轨迹(目标轨迹运算步骤S11)。然后，为了使车辆沿着在目标轨迹运算步骤S11中由目标轨迹运算部22运算出的目标轨迹行驶，目标控制量运算部23基于由车辆信息取得部4输出的车辆信息来运算目标控制量Ct(目标控制量运算步骤S12)。
接着，控制量调整部24判定从PCS工作开始时刻起的经过时间是否超过了第1时间Tth1(初始期间经过判定步骤S13)。在初始期间经过判定步骤S13中判定为从PCS工作开始时刻起的经过时间未超过第1时间Tth1的情况下(初始期间经过判定步骤S13；否)，控制量调整部24在目标控制量运算步骤S12中由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct上加上初始控制量，将加法运算结果作为EPS控制量来要求(初始控制量加法运算步骤S14)。
另一方面，在初始期间经过判定步骤S13中判定为从PCS工作开始时刻起的经过时间超过了第1时间Tth1的情况下(初始期间经过判定步骤S13；是)，控制量调整部24将在目标控制量运算步骤S12中由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct作为EPS控制量来要求。
接着，EPS控制量调解部25在与使用EPS6的其他控制之间调解EPS控制量，并决定EPS控制量(EPS控制量调解步骤S15)。然后，EPS控制部26控制EPS6，以实现在EPS控制量调解步骤S15中由EPS控制量调解部25决定出的EPS控制量(EPS控制步骤S16：操舵控制步骤)。
之后，PCS工作判定部21判定是否满足PCS的结束条件(PCS结束判定步骤S17)。在PCS结束判定步骤S17中，在判定为不满足PCS结束条件的情况下(PCS结束判定步骤S17；否)，返回目标轨迹运算步骤S11，再次进行目标轨迹运算步骤S11～PCS结束判定步骤S17的处理。
另一方面，在PCS结束判定步骤S17中判定为满足PCS结束条件的情况下(PCS结束判定步骤S17；是)，结束碰撞避免辅助装置1的碰撞避免辅助处理。
接着，对碰撞避免辅助装置1的作用效果进行说明。图6的(a)是示出碰撞避免辅助装置1的EPS输出操舵转矩的时间变化的一例的图，图6的(b)是示出碰撞避免辅助装置1的横向加速度的时间变化的一例的图。在图6的(a)中，横轴表示从PCS工作开始时刻起的经过时间，纵轴表示EPS输出操舵转矩。在图6的(b)中，横轴表示从PCS工作开始时刻起的经过时间，纵轴表示横向加速度。此外，在此虽然作为EPS控制量而使用操舵转矩进行说明，但也可以是其他控制量。
以往，在摩擦系数小的路面(也称作低μ路)上，难以兼顾为了不产生横向滑动而将PCS所产生的横向加速度抑制得小和防止PCS因驾驶员无意识地抑制方向盘而被取消。例如，关于横向滑动，若要使得即使在通常被认为是最不利的环境的结冰路面(μ＝0.1)上也不产生横向滑动，则横向加速度需要设为约0.1G以下。0.1G在换算为输入操舵转矩时，相当于大约1Nm。驾驶员在日常驾驶中会无意识地进行保舵，虽然也与车辆的特性和路面的特性有关，但以输入操舵转矩来说有时以1～2Nm的力进行保舵。因此，在PCS的控制量为2Nm以下的情况下，驾驶员有可能会在无意中取消PCS。
另一方面，如图6所示，在从PCS工作开始时刻到经过第1时间Tth1为止的期间，碰撞避免辅助装置1以在目标操舵转矩Ct上加上初始操舵转矩而得到的操舵转矩转动方向盘，在经过了第1时间Tth1之后，以目标操舵转矩Ct转动方向盘。该第1时间Tth1根据车辆的横向加速度的响应特性而决定，被设定为比从方向盘开始转动到车辆产生横向加速度为止的延迟时间小的值。因此，可知，尽管利用超过目标操舵转矩Ct的大操舵转矩使方向盘转动，但仍可抑制在车辆产生的横向加速度的增加。
另外，由于在从PCS工作开始时刻到经过第1时间Tth1为止的期间输出的操舵转矩比驾驶员的保舵力大，所以能够切实地使方向盘转动，能够使驾驶员识别PCS的工作。其结果，能够抑制驾驶员的违和感，并且降低操舵辅助被取消的可能性。也就是说，在碰撞避免辅助装置1中，通过向PCS的碰撞避免方向短时间产生超过驾驶员的保舵力的操舵转矩，能够在抑制横向加速度的同时使驾驶员识别PCS工作。
另外，由于在从PCS工作开始时刻到经过第1时间Tth1为止的期间输出与PCS的操舵辅助相同方向的操舵转矩，所以能够使驾驶员直观地识别PCS的碰撞避免的方向。另外，由于在从PCS工作开始时刻到经过第1时间Tth1为止的期间加上与PCS的操舵辅助相同方向的初始操舵转矩，所以能够在经过了第1时间Tth1之后迅速地过渡到碰撞避免操舵。
(第2实施方式)
图7是示出第2实施方式的碰撞避免辅助装置的结构框图。如图7所示，碰撞避免辅助装置1A在还具备VGRS(Variable Gear Ratio Steering：可变齿数比转向装置)7(齿数比控制部)这一点上与碰撞避免辅助装置1不同，并且在控制量调整部24的初始动作上与碰撞避免辅助装置1不同。
VGRS7是不产生对方向盘的反作用力的操舵辅助系统，且是用于对转向轮的转向角(轮胎角、轮胎的转角)与方向盘的旋转角之比即传递比(转向齿数比)进行可变控制的系统。VGRS7通过变更传递比，能够在轮胎角保持不变的情况下使方向盘的旋转角更大。
图8是示出EPS6和VGRS7的主要部分的立体图。如图8所示，方向盘11经由操舵输入轴12A、VGRS7以及转向输出轴12B而驱动连接于EPS6。VGRS7例如具备电动机71和减速器72，相对于操舵输入轴12A的旋转量(或旋转角)适当变更连接于减速器72的转向输出轴12B的旋转量(或旋转角)。VGRS7使操舵输入轴12A与转向输出轴12B相对旋转，以不伴有车辆的方向盘11的旋转动作的方式调整轮胎角。也就是说，VGRS7不依赖于驾驶员的操舵操作而主动执行轮胎角控制。VGRS7的传递比由ECU2进行可变控制。
控制量调整部24在判定为经过时间未超过第2时间Tth2的情况下，除了在由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct上加上初始控制量以外，还指示VGRS7变更传递比。具体而言，控制量调整部24指示VGRS7以使得方向盘的旋转角相对于轮胎角变大的方式设定传递比。并且，第2时间Tth2被设定为比第1时间Tth1大的值。
接着，对碰撞避免辅助装置1A的碰撞避免辅助处理的一例进行说明。图9是示出碰撞避免辅助装置1A的处理内容的一例的流程图。在PCS工作判定部21判定为满足PCS的工作开始条件的情况下，响应于此而开始该碰撞避免辅助处理。此时，控制量调整部24开始计测从PCS工作开始时刻起的经过时间。
首先，目标轨迹运算部22基于由周边信息取得部3输出的障碍物信息和可行驶区域信息来运算目标轨迹(目标轨迹运算步骤S21)。然后，为了使车辆沿着在目标轨迹运算步骤S21中由目标轨迹运算部22运算出的目标轨迹行驶，目标控制量运算部23基于由车辆信息取得部4输出的车辆信息来运算目标控制量Ct(目标控制量运算步骤S22)。
接着，控制量调整部24判定从PCS工作开始时刻起的经过时间是否超过了第2时间Tth2(初始期间经过判定步骤S23)。在初始期间经过判定步骤S23中判定为从PCS工作开始时刻起的经过时间未超过第2时间Tth2的情况下(初始期间经过判定步骤S23；否)，控制量调整部24以使得方向盘的旋转角相对于轮胎角变大的方式设定传递比(齿数比设定步骤S24)。然后，控制量调整部24在目标控制量运算步骤S22中由目标控制量运算部23运算得到的目标控制量Ct上加上初始控制量，将加法运算结果作为EPS控制量来要求(初始控制量加法运算步骤S25)。
另一方面，在初始期间经过判定步骤S23中判定为从PCS工作开始时刻起的经过时间超过了第2时间Tth2的情况下(初始期间经过判定步骤S23；是)，控制量调整部24将在目标控制量运算步骤S22中由目标控制量运算部23运算出的目标控制量Ct作为EPS控制量来要求。此外，在继续使VGRS7工作的情况下，控制量调整部24也可以不使在齿数比设定步骤S24中设定的传递比恢复为原来的传递比。
接着，EPS控制量调解部25在与使用EPS6的其他控制之间调解EPS控制量，并决定EPS控制量(EPS控制量调解步骤S26)。然后，EPS控制部26控制EPS6，以实现在EPS控制量调解步骤S26中由EPS控制量调解部25决定出的EPS控制量(EPS控制步骤S27：操舵控制步骤)。
之后，PCS工作判定部21判定是否满足PCS的结束条件(PCS结束判定步骤S28)。在PCS结束判定步骤S28中判定为不满足PCS结束条件的情况下(PCS结束判定步骤S28；否)，返回目标轨迹运算步骤S21，再次进行目标轨迹运算步骤S21～PCS结束判定步骤S28的处理。
另一方面，在PCS结束判定步骤S28中判定为满足PCS结束条件的情况下(PCS结束判定步骤S28；是)，结束碰撞避免辅助装置1A的碰撞避免辅助处理。此外，在通常操舵中继续使VGRS7工作的情况下，控制量调整部24也可以不使在齿数比设定步骤S24中设定的传递比恢复为原来的传递比。另外，在通常操舵中不使VGRS7工作的情况下，控制量调整部24也可以使在齿数比设定步骤S24中设定的传递比恢复为原来的传递比。
图10的(a)是示出碰撞避免辅助装置1A的EPS输出操舵转矩的时间变化的一例的图，图10的(b)是示出碰撞避免辅助装置1A的横向加速度的时间变化的一例的图。在图10的(a)中，横轴表示从PCS工作开始时刻起的经过时间，纵轴表示EPS输出操舵转矩。在图10的(b)中，横轴表示从PCS工作开始时刻起的经过时间，纵轴表示横向加速度。此外，虽然在此作为EPS控制量而使用操舵转矩进行说明，但也可以是其他控制量。
如图10所示，碰撞避免辅助装置1A在从PCS工作开始时刻到经过第2时间Tth2为止的期间，以在目标操舵转矩Ct上加上初始操舵转矩而得到的操舵转矩来转动方向盘，在经过了第2时间Tth2之后，以目标操舵转矩Ct来转动方向盘。该第2时间Tth2被设定为比第1时间Tth1大的值。这样，可知，尽管在比经过第1时间Tth1要长的期间利用超过目标操舵转矩Ct的大操舵转矩使方向盘转动，但仍可抑制在车辆产生的横向加速度的增加。
在碰撞避免辅助装置1A中，在从PCS工作开始时刻到经过第2时间Tth2为止的期间，由VGRS7以使得方向盘的旋转角相对于轮胎角变大的方式设定传递比。由此，即使以在目标操舵转矩Ct上加上初始操舵转矩而得到的操舵转矩转动方向盘，轮胎角也比碰撞避免辅助装置1的情况下小，能够减少横向加速度的增加。因此，即使在比经过第1时间Tth1要长的期间以在目标操舵转矩Ct上加上初始操舵转矩而得到的操舵转矩转动方向盘，也能够抑制横向滑动的产生。也就是说，在碰撞避免辅助装置1A中，能够在将横向加速度抑制为难以产生横向滑动的横向加速度以下(例如在薄冰坡道中为0.1G)的同时，使初始操舵转矩持续输出第1时间Tth1以上的期间。
另外，由于在从PCS工作开始时刻到经过第2时间Tth2为止的期间输出的操舵转矩比驾驶员的保舵力大，所以能够使方向盘切实地转动。并且，由于在从PCS工作开始时刻到经过第2时间Tth2为止的期间输出比驾驶员的保舵力大的操舵转矩，所以能够与碰撞避免辅助装置1相比使驾驶员更切实地识别PCS的工作。其结果，能够抑制驾驶员的违和感并且进一步降低操舵辅助被取消的可能性。也就是说，在碰撞避免辅助装置1A中，通过在利用VGRS7抑制车辆的行为的同时增大在方向盘产生的力，能够在抑制横向加速度的同时使驾驶员更切实地识别PCS工作。
另外，由于在从PCS工作开始时刻到经过第2时间Tth2为止的期间输出与PCS的操舵辅助相同方向的操舵转矩，所以能够使驾驶员识别PCS的碰撞避免的方向。其结果，能够抑制驾驶员的违和感并且降低操舵辅助被取消的可能性。
本发明不限于上述实施方式。例如，碰撞避免辅助装置1也可以取代EPS6而具备EHPS(Electronic Hydraulic Power Steering：电动液压助力转向装置)、线控转向装置、VGRS以及ARS(Active Rear Steer：主动后轮装置)这样的变更车辆的朝向的转向致动器。
另外，碰撞避免辅助装置1A也可以取代EPS6和VGRS7而具备线控转向装置的运算ECU。
产业上的可利用性
本发明能够应用于碰撞避免辅助装置和碰撞避免辅助方法。
标号说明
1、1A…碰撞避免辅助装置；7…VGRS(齿数比控制部)；11…方向盘；23…目标控制量运算部；24…控制量调整部；26…EPS控制部(操舵控制部)；Ct…目标控制量；S16、S27…控制步骤(操舵控制步骤)；Tth1…第1时间；Tth2…第2时间。
Claims (7)
1.一种碰撞避免辅助装置，为了避免车辆与障碍物的碰撞而进行驾驶员的操舵辅助，其中，
所述碰撞避免辅助装置具备在判定为所述车辆与所述障碍物有可能碰撞的情况下进行所述操舵辅助的操舵控制部，
所述操舵控制部，在从所述操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以基于所述驾驶员的保舵力决定的控制量使所述车辆的方向盘向碰撞避免方向转动，所述第1时间根据所述车辆的横向加速度的响应特性而决定，
所述第1时间被设定为比从所述车辆的操舵或转向的开始到所述车辆产生横向加速度为止的延迟时间短。
2.根据权利要求1所述的碰撞避免辅助装置，
所述控制量被设定为比所述保舵力大的值。
3.根据权利要求1所述的碰撞避免辅助装置，
在所述操舵辅助的开始时或所述操舵辅助的开始后检测到所述驾驶员对所述方向盘的操舵操作为预定量以上的情况下，所述操舵控制部响应于此而结束所述操舵辅助。
4.根据权利要求2所述的碰撞避免辅助装置，
在所述操舵辅助的开始时或所述操舵辅助的开始后检测到所述驾驶员对所述方向盘的操舵操作为预定量以上的情况下，所述操舵控制部响应于此而结束所述操舵辅助。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的碰撞避免辅助装置，还具备：
目标控制量运算部，其运算用于使所述车辆沿着目标轨迹行驶的目标控制量，所述目标轨迹是所述车辆为了避免与所述障碍物的碰撞而应该通过的轨迹；以及
控制量调整部，其在从所述操舵辅助的开始到经过所述第1时间为止的期间，将在所述目标控制量上加上初始控制量而得到的控制量作为指定控制量，在从所述操舵辅助的开始起经过了所述第1时间后，将所述目标控制量作为指定控制量，
所述操舵控制部，通过以所述指定控制量使所述方向盘转动来进行所述操舵辅助。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的碰撞避免辅助装置，
还具备对所述车辆的方向盘的旋转角与所述车辆的轮胎角之比即齿数比进行可变控制的齿数比控制部，
所述齿数比控制部，在从所述操舵辅助的开始到经过第2时间为止的期间，设定所述齿数比，以使得所述方向盘的所述旋转角相对于所述轮胎角变大，所述第2时间比根据所述车辆的横向加速度的响应特性而决定的第1时间长，
所述操舵控制部，在从所述操舵辅助的开始到经过所述第2时间为止的期间，以基于所述驾驶员的保舵力决定的控制量使所述方向盘向碰撞避免方向转动。
7.一种碰撞避免辅助方法，为了避免车辆与障碍物的碰撞而进行驾驶员的操舵辅助，其中，
所述碰撞避免辅助方法具备在判定为所述车辆与所述障碍物有可能碰撞的情况下进行所述操舵辅助的操舵控制步骤，
在所述操舵控制步骤中，在从所述操舵辅助的开始到经过第1时间为止的期间，以基于所述驾驶员的保舵力决定的控制量使所述车辆的方向盘向碰撞避免方向转动，所述第1时间根据所述车辆的横向加速度的响应特性而决定，所述第1时间被设定为比从所述车辆的操舵或转向的开始到所述车辆产生横向加速度为止的延迟时间短。
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