CN108297936A - 车辆的驾驶辅助装置 - Google Patents

车辆的驾驶辅助装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108297936A
CN108297936A CN201810026168.8A CN201810026168A CN108297936A CN 108297936 A CN108297936 A CN 108297936A CN 201810026168 A CN201810026168 A CN 201810026168A CN 108297936 A CN108297936 A CN 108297936A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
characteristic
steering
angular deviation
control
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
CN201810026168.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108297936B (zh
Inventor
工藤佳夫
国弘洋司
入江亮
夜部悟
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN108297936A publication Critical patent/CN108297936A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108297936B publication Critical patent/CN108297936B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • B62D1/286Systems for interrupting non-mechanical steering due to driver intervention
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque

Abstract

本发明涉及车辆的驾驶辅助装置,抑制干扰引起的实际转向角向目标转向角的跟随性降低,抑制在驾驶员介入时自动转向操纵控制的转向转矩的控制量突然变化。在自动转向操纵控制的执行中进行转向操纵介入时,代替线性特性基于非线性特性决定P控制量,代替根据虚线的特性的系数而使用根据实线的特性的系数计算I控制量。基于非线性特性的P控制量被决定为在角度偏差范围R1中,P控制量的绝对值相对于角度偏差的绝对值的增加量的增加量比基于线性特性的P控制量小。根据实线的特性的系数在角度偏差范围R2表示1,在角度偏差范围R1角度偏差的绝对值越大则越接近零。基于该系数乘以角度偏差的本次值计算的累计值计算进行转向操纵介入时的I控制量。

Description

车辆的驾驶辅助装置
技术领域
本发明涉及车辆的驾驶辅助装置,更详细而言,涉及使用电动助力转向装置来控制车轮的转向角的车辆的驾驶辅助装置。
背景技术
专利文献1公开了一种进行车道维持辅助控制的电动助力转向(EPS)装置。该EPS装置计算为了辅助车辆的驾驶员的转向操纵而使用的基本辅助转矩。另外,EPS装置计算用于在车道的规定位置行驶的车道维持辅助转矩。更详细而言,通过基于车辆相对于行驶路径的偏移(offset)与目标偏移的偏差、以及横摆角与目标横摆角的偏差实施PID控制来计算车道维持辅助转矩。另外,EPS装置为了改善车道维持辅助控制时的转向操纵感觉,而根据车道维持辅助转矩(车道维持辅助控制量)修正补偿基本辅助转矩(基本辅助控制量)的补偿转矩(补偿控制量)。
专利文献1:日本特开2007-030612号公报
专利文献2:日本特开2015-033942号公报
专利文献1所记载的车道维持辅助控制相当于控制电动助力转向装置的电动马达以便生成用于使车轮的实际转向角接近目标转向角的转向转矩的“自动转向操纵控制”的一个例子。设想在自动转向操纵控制的执行中驾驶员介入而进行转向操纵的状况。根据专利文献1所记载的车道维持辅助控制,若在这样的状况下由于驾驶员的转向操纵而实际行驶路径相对于目标行驶路径的偏移(即,车轮的实际转向角相对于目标转向角的偏移)变大,则上述PID控制的偏差变大。结果,用于维持目标行驶路径的车道维持辅助转矩的计算值变大。对PID控制的控制量通常设置用于避免控制量极端过大的保护值。当目标转向角与实际转向角的角度偏差由于驾驶员的转向操纵介入而扩大时,若转向转矩的控制量(在专利文献1中,为车道维持辅助转矩)达到保护值,则控制量的增加受到限制。若控制量相对于角度偏差的特性不适当,则有可能在到达保护值时控制量突然变化。若控制量突然变化,则存在驾驶员对于方向盘的操作感觉不适之虞。
根据以上的情况来看,可以说希望转向转矩的控制量相对于目标转向角与实际转向角的角度偏差的特性被恰当地决定为在自动转向操纵控制的执行中进行了驾驶员的转向操纵介入时抑制控制量的突然变化。另一方面,在自动转向操纵控制的执行中,即使驾驶员的转向操纵不介入,也存在角度偏差由于某些干扰(例如,车辆受到侧风)而变大的可能性。因此,希望当由于干扰而角度偏差过大时易于确保实际转向角针对目标转向角的跟随性地决定转向转矩的控制量相对于角度偏差的特性。
发明内容
本发明是鉴于上述的课题而完成的,其目的在于提供一种如下所述车辆的驾驶辅助装置:能够抑制在使用了电动助力转向装置的自动转向操纵控制的执行中由于干扰引起的实际转向角针对目标转向角的跟随性的降低,并且抑制在正进行驾驶员介入的转向操纵时基于自动转向操纵控制的转向转矩的控制量的突然变化。
本发明所涉及的车辆的驾驶辅助装置辅助具备电动助力转向装置的车辆的驾驶,上述电动助力转向装置具有为了控制车轮的转向角而被驱动的电动马达。
上述驾驶辅助装置执行控制上述电动马达以便生成用于使上述车轮的实际转向角接近目标转向角的转向转矩的自动转向操纵控制。
在上述自动转向操纵控制中为了使上述实际转向角接近上述目标转向角而使用的上述转向转矩的控制量包括:基于上述目标转向角与上述实际转向角的角度偏差的比例项、和基于上述角度偏差的累计值的积分项。
上述驾驶辅助装置在上述自动转向操纵控制的执行中没有驾驶员的转向操纵介入的情况下,执行基于第一比例项特性的上述比例项的决定和基于第一积分项特性的上述积分项的计算。
在上述第一比例项特性中,上述比例项被决定为在不超过比例项保护值的范围内,上述角度偏差的绝对值越大,则上述比例项的绝对值越大。
基于上述第一积分项特性的上述积分项在不超过积分项保护值的范围内,基于不伴随上述角度偏差的本次值的修正而计算出的上述累计值来计算。
在上述自动转向操纵控制的执行中进行了上述驾驶员的转向操纵介入时,上述驾驶辅助装置执行基于代替上述第一比例项特性而使用的第二比例项特性的上述比例项的决定、和基于代替上述第一积分项特性而使用的第二积分项特性的上述积分项的计算的至少一方。
基于上述第二比例项特性的上述比例项被决定为:在上述角度偏差的绝对值是角度偏差阈值以上的大角度偏差范围中,在不超过上述比例项保护值的范围内,与基于上述第一比例项特性的上述比例项相比,上述比例项的绝对值相对于上述角度偏差的绝对值的增加量的增加量小。
基于上述第二积分项特性的上述积分项在不超过上述积分项保护值的范围内,基于将在上述角度偏差的绝对值小于上述角度偏差阈值的小角度偏差范围中表示1的系数且在上述大角度偏差范围中上述角度偏差的绝对值越大则越接近零的上述系数乘以上述角度偏差的本次值而计算出的上述累计值来进行计算。
上述驾驶辅助装置也可以在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,选择上述第二比例项特性,另一方面,在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对上述方向盘的上述转向操纵转矩的绝对值降低到小于上述第一阈值的第二阈值以下时,选择上述第一比例项特性。
上述驾驶辅助装置也可以在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,选择上述第二比例项特性,另一方面,在上述自动转向操纵控制的执行中上述角度偏差的绝对值从上述大角度偏差范围移至上述小角度偏差范围时,选择上述第一比例项特性。
上述驾驶辅助装置也可以在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,选择上述第二积分项特性,另一方面,在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对上述方向盘的上述转向操纵转矩的绝对值降低到小于上述第一阈值的第二阈值以下时,选择上述第一积分项特性。
上述驾驶辅助装置也可以在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,选择上述第二积分项特性,另一方面,在上述自动转向操纵控制的执行中上述角度偏差的绝对值从上述大角度偏差范围移至上述小角度偏差范围时,选择上述第一积分项特性。
根据本发明,在自动转向操纵控制的执行中,利用根据驾驶员的转向操纵介入的有无而不同的特性,来决定转向控制量的比例项以及积分项的至少一方。
更具体而言,当在进行转向操纵介入时使用了第二比例项特性的情况下,在角度偏差的绝对值为角度偏差阈值以上的大角度偏差范围中,比例项被决定为比例项的绝对值相对于角度偏差的绝对值的增加量的增加量比基于没有转向操纵介入时使用的第一比例项特性的比例项小。根据这样的第二比例项特性,能够使比例项的绝对值相对于角度偏差的绝对值的增加量的增加量在比例项保护值的附近比第一比例项特性的情况平缓。因此,在进行了驾驶员的转向操纵介入的情况下,能够抑制比例项保护值附近处的比例项的突然变化。另一方面,由于在没有驾驶员的转向操纵介入的情况下,使用第一比例项特性,所以即使因干扰而角度偏差变大,也能够易于恰当地确保实际转向角针对目标转向角的跟随性。
另外,当在进行转向操纵介入时使用了第二积分项特性的情况下,基于将在角度偏差的绝对值小于角度偏差阈值的小角度偏差范围中表示1的系数且在大角度偏差范围中角度偏差的绝对值越大则越接近零的系数乘以角度偏差的本次值而计算出的累计值来计算积分项。与此相对,根据第一积分项特性,基于不伴随角度偏差的本次值的修正而计算的累计值来计算积分项。根据这样的第二积分项特性,能够使积分项保护值的附近处的积分项的时间变化比使用第一积分项特性时平缓。因此,在进行了驾驶员的转向操纵介入的情况下,能够抑制积分项保护值附近处的积分项的突然变化。另一方面,由于在没有驾驶员的转向操纵介入的情况下,使用第一积分项特性,所以即使因干扰而角度偏差变大,也能够易于恰当地确保实际转向角针对目标转向角的跟随性。
如上所述,根据本发明,能够抑制在自动转向操纵控制的执行中由于干扰引起的实际转向角针对目标转向角的跟随性的降低,并且抑制进行驾驶员介入的转向操纵时自动转向操纵控制的转向转矩的控制量的突然变化。
附图说明
图1是表示应用了本发明的实施方式1所涉及的驾驶辅助装置的车辆的构成例的概略图。
图2是表示由ECU执行的自动转向操纵控制的概要的框图。
图3是表示在使用角度偏差范围R1的情况下与系数C的特性不同相伴的I控制量的时间变化特性的差异的图。
图4是表示与本发明的实施方式1所涉及的自动转向操纵控制相关的特征处理的例程的流程图。
图5是表示P增益(比例项增益)与角度偏差Δθ的关系的图。
图6是表示与本发明的实施方式2所涉及的自动转向操纵控制相关的特征处理的例程的流程图。
具体实施方式
在以下所示的各实施方式中提到各要素的个数、数量、量、范围等数量的情况下,除了特别明示的情况或在原理上明显地确定为其数量的情况以外,本发明并不被限定于所提到的数量。另外,在以下所示的实施方式中说明的构造或步骤等除了特别明示的情况或在原理上明显地确定为该构造或步骤的情况以外,在该发明中并不一定是必须的。
实施方式1.
首先,参照图1~4对本发明的实施方式1进行说明。
[具备驾驶辅助装置的车辆的构成例]
图1是表示应用了本发明的实施方式1所涉及的驾驶辅助装置的车辆10的构成例的概略图。如图1所示,本实施方式的车辆10具备2个前轮12和2个后轮14。
车辆10具备转向装置20。转向装置20是对2个前轮12进行转向的装置。具体而言,转向装置20具备方向盘22、转向操纵轴24、小齿轮26、齿条杆28、转向横拉杆30、以及电动助力转向(EPS:Electric Power Steering)装置40。此外,本实施方式的驾驶辅助装置也能够同样地应用于前轮12和后轮14双方均成为转向操纵对象的车辆(所谓的4WS(4WheelSteering:4轮转向)车辆)。
方向盘22被用于驾驶员的转向操纵操作。换句话说,在想使前轮12转向时,驾驶员使方向盘22旋转。转向操纵轴24的一端与方向盘22连结。转向操纵轴24的另一端与小齿轮26连结。小齿轮26与齿条杆28啮合。齿条杆28的两端经由转向横拉杆30与左右的前轮12连结。方向盘22的旋转经由转向操纵轴24传递到小齿轮26。小齿轮26的旋转运动被转换为齿条杆28的直线运动,由此,前轮12的转向角变化。
EPS装置40是生成使前轮12转向的力的装置。更详细而言,EPS装置40具备电动马达42和EPS驱动器44。作为一个例子,电动马达42经由转换机构46与齿条杆28连结。转换机构46例如是滚珠丝杠。若电动马达42的转子旋转,则转换机构46将该旋转运动转换为齿条杆28的直线运动。由此,前轮12的转向角变化。
EPS驱动器44是用于驱动电动马达42的装置,包括逆变器。逆变器将从未图示的直流电源供给的直流电力转换为交流电力,并将该交流电力供给至电动马达42,驱动电动马达42。通过EPS驱动器44控制电动马达42的旋转,能够对前轮12进行转向。该EPS驱动器44的动作、即EPS装置40的动作被后述的ECU50控制。ECU50对EPS装置40的控制的详细内容将在后面描述。
在车辆10搭载有电子控制单元(ECU)50。ECU50电连接有用于检测车辆10的各种状态量的各种传感器。作为一个例子,这里所说的各种传感器包括转向操纵转矩传感器60、转向角传感器62、以及车速传感器64。
转向操纵转矩传感器60检测施加于转向操纵轴24的转向操纵转矩Ta。转向操纵转矩传感器60将与转向操纵转矩Ta对应的转向操纵转矩信号输出到ECU50。此外,转向操纵转矩Ta的值因方向盘22的转向操纵方向的不同而为正或者负。
转向角传感器62检测转向操纵轴24的旋转角φa。该旋转角φa与方向盘22的转向操纵角相同。转向角传感器62将与旋转角φa对应的转向操纵角信号输出到ECU50。方向盘22的转向操纵角与前轮12的转向角之间存在相关性。因此,通过预先规定两者的关系,能够将前轮12的实际转向角θa计算为与由转向角传感器62检测的旋转角φa对应的值。此外,方向盘22的转向操纵角(旋转角φa)以及与此相关的实际转向角θa的值因方向盘22的转向操纵方向的不同而为正或者负。
车速传感器64检测作为车辆10的速度的车速V,并将与车速V对应的车速信号输出到ECU50。
另外,在车辆10搭载有驾驶环境检测装置70。驾驶环境检测装置70在后述的车辆10的自动驾驶控制中,获取车辆10行驶的行驶车道的检测所使用的“驾驶环境信息”。作为驾驶环境信息,首先可举出与车辆10的周边的对象物有关的周边对象物信息。周边对象物包括移动对象物和静止对象物。作为移动对象物,可例示周边车辆、行人。关于移动对象物的信息包括移动对象物的位置以及速度。作为静止对象物,可例示路侧物、白线。关于静止对象物的信息包括静止对象物的位置。
驾驶环境检测装置70为了检测周边对象物信息,作为一个例子,具备拍摄车辆10的周边的状况的立体照相机。由立体照相机拍摄到的图像作为图像数据随时发送至ECU50。所发送的图像数据由ECU50进行图像处理。作为其结果,ECU50能够根据图像数据所包含的白线检测车辆10的行驶车道。此外,为了检测周边对象物信息,也可以代替立体照相机或者与立体照相机一起,使用例如激光雷达(LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging:激光成像检测和测距)以及毫米波雷达的至少一方。激光雷达利用光检测车辆10的周边的对象物。毫米波雷达利用电波检测车辆10的周边的对象物。
另外,为了检测车辆10的行驶车道,也可以代替周边对象物信息或者与周边对象物信息一起,使用车辆10的位置姿势信息作为驾驶环境信息。例如能够使用GPS(GlobalPositioning System:全球定位系统)装置获取位置姿势信息。GPS装置接收从多个GPS卫星发送的信号,并基于接收信号计算车辆10的位置以及姿势(方位)。GPS装置将计算出的位置姿势信息发送至ECU50。
作为用于自动驾驶控制的驾驶环境信息,还可列举车道信息以及基础设施提供信息等。驾驶环境检测装置70为了自动地进行车道变更,可以包括用于获取车道信息的地图数据库,另外,也可以包括用于获取基础设施提供信息的通信装置。在地图数据库记录有表示地图上的各车道的配置的车道信息。能够基于地图数据库和车辆10的位置获取车辆10的周边的车道信息。通信装置从信息提供系统获取基础设施提供信息。作为基础设施提供信息,可列举交通拥堵信息、施工路段信息等。在具备通信装置的情况下,这样的基础设施提供信息被发送至ECU50。也可以考虑这样的车道信息以及基础设施提供信息的至少一个来计算后述的目标转向角θt。
并且,在车辆10设置有用于驾驶员选择自动驾驶控制的开/关的选择开关72。
ECU50具备处理器、存储器、以及输入输出接口。输入输出接口从上述的各种传感器接受传感器信号,并且从驾驶环境检测装置70接受驾驶环境信息。另外,输入输出接口从选择开关72接受关于自动驾驶控制的实施的驾驶员的要求。
ECU50执行关于车辆10的驾驶的各种驾驶控制。具体而言,ECU50的驾驶控制包括前轮12的转向操纵控制和自动驾驶控制。基于上述的各种传感器的检测信息、驾驶环境检测装置70的驾驶环境信息、以及选择开关72的操作信息执行这些控制。更详细而言,通过ECU50的处理器执行储存于存储器的控制程序而实现。
更具体而言,自动驾驶控制包括使用EPS装置40自动地进行前轮12的转向操纵的自动转向操纵控制、和与车辆10的加减速有关的自动加减速控制。另外,作为前轮12的转向操纵控制,ECU50在自动驾驶控制的非执行中执行辅助驾驶员的转向操纵的转向操纵转矩辅助控制。这样,前轮12的转向操纵控制包括转向操纵转矩辅助控制和自动转向操纵控制。此外,基于从转向操纵转矩传感器60以及转向角传感器62等各种传感器、和驾驶环境检测装置70以及选择开关72输入的信息执行自动转向操纵控制的ECU50相当于本实施方式的驾驶辅助装置。另外,在本实施方式中,自动加减速控制只要按照公知的方法以任意的要领执行即可。
[实施方式1的转向操纵控制]
1.转向操纵转矩辅助控制(非自动驾驶时的转向操纵控制)
在选择开关72被断开时(即,非自动驾驶时),驾驶员成为车辆10的驾驶的主体,驾驶员操作方向盘22。因此,前轮12的转向角由驾驶员的操作决定。
在转向操纵转矩辅助控制中,ECU50从转向操纵转矩传感器60接受转向操纵转矩信号。ECU50基于转向操纵转矩Ta计算辅助转矩,并控制EPS驱动器44以便得到辅助转矩。
例如,ECU50保持有表示输入参数与辅助转矩的关系的转矩映射。输入参数包括由转向操纵转矩传感器60检测的转向操纵转矩Ta。输入参数还可以包括由车速传感器64检测的车速V。考虑所希望的辅助特性预先决定转矩映射。响应于驾驶员对方向盘22的操作,ECU50参照转矩映射计算与输入参数对应的辅助转矩。
然后,ECU50计算与辅助转矩对应的目标电流指令值,并将目标电流指令值输出到EPS驱动器44。EPS驱动器44根据目标电流指令值驱动电动马达42。电动马达42的旋转转矩(辅助转矩)经由转换机构46传递到齿条杆28。结果,辅助了前轮12的转向,减轻驾驶员的转向操纵负担。
2.自动转向操纵控制(自动驾驶时的转向操纵控制)
在选择开关72被接通时(即,自动驾驶时),包括转向操纵的驾驶的主体从驾驶员移到自动驾驶系统。另外,自动转向操纵控制虽然允许驾驶员对转向操纵的介入,但基本上不需要驾驶员的转向操纵地进行。
ECU50使用EPS装置40自动地控制前轮12的转向角。即,在非自动驾驶时“转向操纵转矩辅助控制”所使用的EPS装置40在自动驾驶时被用于“自动转向操纵控制”。
图2是表示由ECU50执行的自动转向操纵控制的概要的框图。
2-1.目标转向角θt的计算
在自动转向操纵控制中,控制车辆10的实际转向角θa以使车辆10沿着目标路径(pass)行驶。目标路径能够确定为位于根据来自驾驶环境检测装置70的立体照相机的图像数据而检测到的行驶车道的中央附近的行驶路径。ECU50计算自动转向操纵控制所要求的前轮12的目标转向角θt。作为一个例子,目标转向角θt能够如以下那样计算。即,ECU50基于检测到的行驶车道计算行驶车道的曲率半径、车辆10相对于行驶车道的偏移量(更详细而言,车辆10的前后方向的中心线相对于行驶车道的中心线的偏移量)、以及横摆角。
ECU50基于计算出的曲率半径、偏移量以及横摆角,计算目标转向角θt。更具体而言,目标转向角θt的计算例如以下那样进行。ECU50基于检测到的行驶车道的曲率半径,计算用于使车辆10沿着目标路径行驶所需要的横向加速度。另外,ECU50基于计算出的偏移量与预先设定的目标偏移量的偏差,通过反馈控制计算用于使偏移量收敛到目标偏移量所需要的横向加速度。并且,ECU50基于计算出的横摆角与预先设定的目标横摆角的偏差,通过反馈控制计算用于使横摆角收敛到目标横摆角所需要的横向加速度。在此基础上,ECU50将这3个横向加速度进行相加来计算目标横向加速度。ECU50存储有规定了目标横向加速度以及车速V等输入参数与目标转向角θt的关系的映射(省略图示)。参照这样的映射,目标转向角θt被计算为用于使车辆10产生目标横向加速度所需要的值。
2-2.PID控制
ECU50为了在自动转向操纵控制中使实际转向角θa接近目标转向角θt(即,为了使车辆10的实际的行驶路径跟随目标路径)而执行PID控制。
更详细而言,ECU50计算目标转向角θt与实际转向角θa的差(更详细而言,作为一个例子,从目标转向角θt减去实际转向角θa而得到的差)亦即角度偏差Δθ[deg]。而且,如图2所示,ECU50基于角度偏差Δθ分别计算PID控制的转向控制量的比例项、积分项以及微分项。在此基础上,ECU50通过将这些控制量相加,来计算最终的转向控制量(转向转矩的控制量)。在以下的说明中,比例项、积分项以及微分项分别被称为P控制量、I控制量以及D控制量。
2-2-1.特性切换判定部80
如图2所示,ECU50具备特性切换判定部80。ECU50为了计算P控制量而使用P控制量映射82,为了计算I控制量而使用角度偏差调整映射84。特性切换判定部80根据从驾驶员输入至转向操纵轴24的转向操纵转矩Ta,切换P控制量映射82以及角度偏差调整映射84的特性。更详细而言,特性切换判定部80基于转向操纵转矩Ta判定在自动转向操纵控制的执行中是否正进行驾驶员的转向操纵介入,并基于该判定结果切换上述的映射82、84的特性。
2-2-2.P控制量(比例项)的计算
如图2所示,P控制量映射82规定了P控制量与角度偏差Δθ的关系。更详细而言,图2表示了角度偏差Δθ为正的情况(即,目标转向角θt大于实际转向角θa的情况)下的P控制量映射82的特性。如图2所示,正的角度偏差Δθ越大,正的P控制量越大。此外,虽然在图2中省略了图示,但角度偏差Δθ为负的情况(即,实际转向角θa大于目标转向角θt的情况)下的P控制量映射82的特性与将图2所示的特性(实线以及虚线)相对于原点对称移动而得到的特性相同。因此,角度偏差Δθ在负侧越大,P控制量在负侧越大。以下,如图2所示,以角度偏差Δθ为正的范围为例说明P控制量的特性。
在P控制量映射82设置有用于对P控制量设置上下限的比例项保护值(在图2中仅示出上限侧的比例项保护值)。若在角度偏差Δθ的增加中P控制量到达比例项保护值,则限制为P控制量不超过比例项保护值。
P控制量映射82中所示的虚线表示在自动转向操纵控制的执行中没有驾驶员的转向操纵介入时所使用的特性。在该特性中,如图2所示,P控制量随着角度偏差Δθ的增加而直线性地增大。因此,在以下的说明中,将该虚线的特性称为“线性特性”。其中,该线性特性相当于本发明中的“第一比例项特性”。
另一方面,P控制量映射82中所示的实线表示在自动转向操纵控制的执行中驾驶员介入而进行转向操纵时所使用的特性。图2中的角度偏差范围R1表示角度偏差Δθ的绝对值为阈值Δθth以上的范围,角度偏差范围R2表示角度偏差Δθ的绝对值小于阈值Δθth的范围。在P控制量映射82中的实线的特性中,角度偏差范围R2与上述的线性特性同样,P控制量随着角度偏差Δθ的增加而直线性地增大。然而,在角度偏差范围R1中,P控制量的绝对值相对于角度偏差Δθ的绝对值的增加量的增加量比线性特性(虚线)小。在以下的说明中,将该实线的特性称为“非线性特性”。其中,该线性特性相当于本发明中的“第二比例项特性”。另外,角度偏差范围R1相当于本发明中的“大角度偏差范围”,角度偏差范围R2相当于本发明中的“小角度偏差范围”。
更具体而言,非线性特性在使用了阈值Δθth以上的角度偏差范围R1的情况下,被决定为P控制量越接近比例项保护值则P控制量的绝对值相对于角度偏差Δθ的绝对值的增加量的增加量越小。根据这样的非线性特性,能够在比例项保护值的附近使P控制量的绝对值相对于角度偏差Δθ的绝对值的增加量的增加量比线性特性的情况平缓。另外,根据非线性特性,P控制量到达比例项保护值时的角度偏差Δθ的值大于线性特性的情况。
阈值Δθth在线性特性下小于P控制量到达比例项保护值时的角度偏差Δθ1。小于阈值Δθth的角度偏差范围R2是在自动转向操纵控制的执行中使实际转向角θa跟随目标转向角θt时(即,使实际的行驶路径跟随目标路径时)所使用的范围(换言之,此时角度偏差收敛的范围)。因此,可以说阈值Δθth的值具有作为能够确保实际转向角θa向目标转向角θt的跟随性的上限值的意义。另外,角度偏差范围R2可以说是驾驶员基于自己的意思为了车辆10的方向转换而进行转向操纵的情况下不使用那样的小角度偏差范围。另外,线性特性(虚线)中的角度偏差范围R2内的P控制量被决定为能够适当地确保实际转向角θa向目标转向角θt的跟随性的值。
另一方面,阈值Δθth以上的角度偏差范围R1在驾驶员的转向操纵中使用。另外,从确保上述的跟随性的观点来看,角度偏差范围R1是在自动转向操纵控制中使实际转向角θa跟随目标转向角θt时未被预定使用的范围。但是,在自动转向操纵控制的执行中,有时也使用角度偏差范围R1。该例子是进行了驾驶员的转向操纵介入的情况、和存在某些干扰(例如,车辆10受到强侧风)的情况。
这里,设想因在自动转向操纵控制的执行中(即,为了确保实际转向角θa向目标转向角θt的跟随性而正进行基于包括P控制量的转向控制量的EPS装置40的驱动时)进行驾驶员的转向操纵介入,而P控制量到达比例项保护值的状况。若在该状况下使用线性特性(虚线),则在P控制量的绝对值相对于角度偏差Δθ的绝对值的增加量的增加量大的状态下P控制量到达比例项保护值,P控制量的增加受到限制。结果,导致P控制量突然变化。若控制量突然变化,则有可能驾驶员对于方向盘22的操作感觉不适。
鉴于此,特性切换判定部80在基于转向操纵转矩Ta判定为正进行驾驶员的转向操纵介入的情况下,使特性切换标志有效(ON)。ECU50在特性切换标志有效时使用P控制量映射82的非线性特性来计算与角度偏差Δθ对应的P控制量。
特性切换判定部80在基于转向操纵转矩Ta判定为没有驾驶员的转向操纵介入的情况下,使特性切换标志无效(OFF)。ECU50在特性切换标志无效时,使用P控制量映射82的线性特性计算与角度偏差Δθ对应的P控制量。
2-2-3.I控制量(积分项)的计算
ECU50在积分器86中通过用时间对角度偏差Δθ进行积分来计算其累计值。更详细而言,在积分器86中,通过反复执行将角度偏差Δθ的上次值与角度偏差Δθ的本次值(最新值)相加的处理,从而计算出角度偏差Δθ的累计值。而且,ECU50通过对角度偏差Δθ的累计值乘以规定的积分增益Ki,来计算转向控制量的I控制量。为了避免I控制量的计算值极端过大,在上下限保护部88中,根据值的大小限制为收敛到规定范围内。
在本实施方式中,根据特性切换判定部80的特性切换标志的有效/无效,积分器86中的角度偏差Δθ的累计值的计算的方法不同。具体而言,在积分器86中,不是角度偏差Δθ的本次值总是直接与上次值相加,而是对本次值乘以系数C而得到的值与上次值相加。而且,针对角度偏差Δθ的系数C的特性根据特性切换标志的有效/无效而变更。
ECU50使用图2中所示的角度偏差调整映射84,计算系数C作为与角度偏差Δθ的本次值对应的值。与角度偏差调整映射84的系数C的特性有关的以下的说明和图2中的关于P控制量映射82的上述的说明同样,举出角度偏差Δθ为正的范围为例来进行。此外,角度偏差Δθ为负的范围的系数C的特性以角度偏差Δθ为零的位置处的系数C的轴(纵轴)为对称轴,与角度偏差Δθ为正的范围的系数C的特性线对称。
角度偏差调整映射84中所示的虚线示出了在特性切换标志是无效时(即,在自动转向操纵控制的执行中没有驾驶员的转向操纵介入时)所使用的特性。在该虚线的特性中,如图2所示,系数C的值与角度偏差Δθ无关恒定为1。
角度偏差调整映射84中所示的实线示出了在特性切换标志是有效时(即,在自动转向操纵控制的执行中进行了驾驶员的转向操纵介入时)所使用的特性。在该实线的特性中,小于阈值Δθth的角度偏差范围R2中的系数C的值也与上述的虚线的特性同样,恒定为1。另一方面,如图2所示,阈值Δθth以上的角度偏差范围R1中的系数C的值被决定为角度偏差Δθ越大则越接近零。更详细而言,在该例子中,将系数C决定为角度偏差Δθ越大则越一次函数地减少。
在使用1作为系数C的情况下,角度偏差Δθ的本次值不被变更地直接与上次值相加。另一方面,在使用大于零且小于1的值作为系数C的情况下,因系数C减少后的角度偏差Δθ的本次值与上次值相加。其中,使用根据图2中的虚线的特性的系数C计算出的I控制量的特性相当于本发明中的“第一积分项特性”,使用根据图2中的实线的特性的系数C计算出的I控制量的特性相当于本发明中的“第二积分项特性”。
图3是表示在使用角度偏差范围R1的情况下与系数C的特性的不同相伴的I控制量的时间变化特性的差异的图。图3中由虚线所示的波形与使用了根据在角度偏差调整映射84中由虚线所示的特性的系数C时对应,在该图中由实线所示的波形与使用了根据在角度偏差调整映射84中由实线所示的特性的系数C时对应。
根据角度偏差调整映射84中由实线所示的特性,如上述那样,阈值Δθth以上的角度偏差范围R1中的系数C的值被决定为角度偏差Δθ越大则越接近零。由此,在伴随驾驶员的转向操纵介入而使用角度偏差范围R1时,能够随着时间经过而逐渐减少与角度偏差Δθ的上次值相加的本次值。结果,在图3中由实线所示的波形中,与由虚线所示的波形相比,能够使积分项保护值的附近处的I控制量的时间变化平缓。
2-2-4.D控制量(微分项)的计算
ECU50在微分器90中通过用时间对角度偏差Δθ进行微分而计算其微分值。而且,ECU50通过对角度偏差Δθ的微分值乘以规定的微分增益Kd,来计算转向控制量的D控制量。D控制量也与I控制量同样地为了避免其计算值极端过大,而在上下限保护部92中根据值的大小被限制为收敛到规定范围内。
2-2-5.最终的转向控制量的计算
ECU50通过将如上述那样计算出的转向控制量的P控制量、I控制量以及D控制量相加,来计算最终的转向控制量。在此基础上,ECU50计算与最终的转向控制量(转向转矩的控制量)对应的目标电流指令值,并将目标电流指令值输出到EPS驱动器44来驱动EPS装置40的电动马达42。结果,通过EPS装置40的自动转向操纵功能被控制为前轮12的实际转向角θa成为目标转向角θt。更详细而言,进行使前轮12的实际转向角θa收敛到目标转向角θt的反馈控制。其中,用于使前轮12的实际转向角θa接近目标转向角θt的转向转矩的控制量只要至少包括P控制量和I控制量即可,因此,D控制量也可以不必使用。
3.与自动转向操纵控制相关的处理
图4是表示与本发明的实施方式1所涉及的自动转向操纵控制相关的特征处理的例程的流程图。本例程着眼于与能够在车辆10的驾驶中执行的自动转向操纵控制有关的处理。本例程的处理在车辆10的驾驶中以规定的控制周期反复执行。
ECU50首先执行输入信号处理(步骤S100)。具体而言,ECU50获取各种传感器信号、来自驾驶环境检测装置70的驾驶环境信息、以及来自选择开关72的信号。各种传感器信号对应于从与ECU50连接的转向操纵转矩传感器60等各种传感器输入的转向操纵转矩信号、转向操纵角信号以及车速信号等。另外,在步骤S100中,ECU50进行目标转向角θt的计算。
接下来,ECU50判定是否是自动驾驶控制的执行中(步骤S102)。ECU50在由驾驶员接通了选择开关72的情况下,以规定的执行条件的成立为条件,执行包括自动转向操纵控制的自动驾驶控制。ECU50在自动驾驶控制的执行中,将表示是自动驾驶控制的执行中的标志设为有效,在自动驾驶控制的非执行中,将该标志设为无效。在本步骤S102中,基于这样的标志的状态来判定是否是自动驾驶控制的执行中。结果,当在步骤S102中判定为不是自动驾驶控制的执行中的情况下,ECU50迅速地结束这次的例程起动时的处理。此外,该情况下,执行转向操纵转矩辅助控制。
另一方面,当在步骤S102中判定为是自动驾驶控制(包括自动转向操纵控制)的执行中的情况下,ECU50判定由驾驶员施加于方向盘22的转向操纵转矩Ta的绝对值是否是阈值Tth1以上(步骤S104)。将阈值Tth1预先决定为用于判定是否正进行驾驶员的转向操纵的值。其中,该阈值Tth1相当于本发明中的“第一阈值”。
ECU50(特性切换判定部80)在步骤S104的判定成立的情况下(转向操纵转矩Ta≥阈值Tth1)、即在能够判断为在自动转向操纵控制的执行中驾驶员介入正进行转向操纵的情况下,使特性切换标志为有效(步骤S106)。另外,该情况下,ECU50选择PI控制量特性2(步骤S108)。PI控制量特性2相当于P控制量的非线性特性与基于图2中由实线所示的系数C的特性的I控制量的特性的组合。
ECU50在步骤S104的判定不成立的情况下(转向操纵转矩Ta<阈值Tth1),接下来判定转向操纵转矩Ta是否是阈值Tth2以下(步骤S110)。阈值Tth2是小于上述的阈值Tth1的值,被用于使特性切换标志的有效/无效的切换具有滞后。其中,该阈值Tth2相当于本发明中的“第二阈值”。
ECU50在步骤S110的判定成立的情况下(转向操纵转矩Ta≤阈值Tth2),使特性切换标志为无效(步骤S112),选择PI控制量特性1(步骤S114)。PI控制量特性1相当于P控制量的线性特性与基于在图2中由虚线所示的系数C的特性的I控制量的特性的组合。
ECU50在步骤S110的判定不成立的情况下(阈值Tth2<转向操纵转矩Ta<阈值Tth1),接下来,判定特性切换标志是否是有效(步骤S116)。
ECU50在步骤S116中判定为特性切换标志是开的情况下,选择PI控制量特性2(步骤S118),另一方面,在判定为特性切换标志是关的情况下,选择PI控制量特性1(步骤S120)。
ECU50在步骤S108、S114、S118或者S120的处理之后,计算自动转向操纵控制的转向控制量(步骤S122)。具体而言,ECU50根据选择出的PI控制量特性1或者2,计算与角度偏差Δθ对应的P控制量以及I控制量。另外,计算与角度偏差Δθ对应的D控制量。然后,ECU50通过将这些控制量相加来计算最终的转向控制量。此外,ECU50使EPS装置40工作以便由电动马达42生成与计算出的最终的转向控制量对应的转向转矩。
[实施方式1的效果]
根据以上说明的本实施方式,根据在自动转向操纵控制的执行中是否有驾驶员的转向操纵介入,来切换P控制量以及I控制量的计算分别使用的P控制量映射82以及角度偏差调整映射84的特性。
具体而言,在正进行驾驶员的转向操纵介入时,使用P控制量映射82的非线性特性来决定P控制量。根据非线性特性,能够在比例项保护值的附近使P控制量的绝对值相对于角度偏差Δθ的绝对值的增加量的增加量比线性特性的情况平缓。因此,在正进行驾驶员的转向操纵介入的情况下,能够抑制比例项保护值附近处的P控制量的突然变化。另外,在正进行驾驶员的转向操纵介入时,使用根据角度偏差调整映射84的实线的特性(参照图2)的系数C来计算出I控制量。根据该实线的特性,如参照图3已经说明那样,能够使积分项保护值的附近处的I控制量的时间变化比使用虚线的特性时平缓。在本实施方式中,转向控制量(转向转矩的控制量)包括如以上说明那样计算出的P控制量以及I控制量进行计算。因此,在正进行驾驶员的转向操纵介入时,能够抑制自动转向操纵控制的转向转矩的控制量的突然变化。由此,即使转向控制量到达其保护值,也能够难以给予驾驶员针对方向盘22的操作的不适感。
另外,在自动转向操纵控制的执行中,即使没有驾驶员的转向操纵介入,也存在角度偏差Δθ由于某些干扰(例如,车辆10受到强侧风)而变大,结果,使用角度偏差范围R1的可能性。对于该点而言,在没有驾驶员的转向操纵介入的情况下,使用P控制量映射82的线性特性计算P控制量,使用根据角度偏差调整映射84的虚线的特性(参照图2)的系数C计算I控制量。根据这些特性,在没有驾驶员的转向操纵介入而使用了角度偏差范围R1的情况下,与正进行转向操纵介入的情况相比,能够更大地确保与同一角度偏差Δθ对应的P控制量以及I控制量的绝对值。因此,即使由于干扰而角度偏差Δθ变大,也能够易于恰当地确保实际转向角θa针对目标转向角θt的跟随性。由此,能够提高自动转向操纵控制针对干扰的鲁棒性,并且在正进行驾驶员介入的转向操纵时抑制自动转向操纵控制的转向转矩的控制量的突然变化。
另外,根据本实施方式,如图4所示的例程的步骤S104~S120的处理所表示那样,对于特性切换标志的有效/无效的切换(即,P控制量映射82以及角度偏差调整映射84的各特性的切换)设置有滞后(hysteresis)。在上述的自动转向操纵控制中,不一定需要存在这样的滞后,因此,也可以通过转向操纵转矩Ta的绝对值是否是一个阈值以上来切换PI控制量特性1、2。然而,通过如图4所示的例程的那样设置滞后,有如下的优点。即,当在驾驶员的转向操纵介入结束时驾驶员减少转向操纵转矩Ta并且将方向盘22返回到中立位置时,能够防止对于特性的切换产生调速不匀。
并且,在上述的实施方式1中,使用规定了角度偏差Δθ与P控制量的关系的P控制量映射82来决定与角度偏差Δθ对应的P控制量。然而,与角度偏差Δθ对应的P控制量的决定方法只要满足如下的条件即可。即,在正进行驾驶员的转向操纵介入时,在阈值Δθth以上的角度偏差范围R1的使用中计算出的P控制量只要被决定为P控制量的绝对值相对于角度偏差Δθ的绝对值的增加量的增加量比没有转向操纵介入时小即可。因此,例如也可以通过用以下参照图5而说明的方法计算来决定与角度偏差Δθ对应的P控制量。
图5是表示了P增益(比例项增益)与角度偏差Δθ的关系的图。图5中用实线所示的特性在自动转向操纵控制的执行中进行驾驶员的转向操纵介入时使用。在该图中由虚线所示的特性在没有驾驶员的转向操纵介入时使用。此外,在图5中,与图2中的关于P控制量映射82的上述的说明同样地举出角度偏差Δθ为正的范围为例来对P增益的特性进行说明。角度偏差Δθ为负的范围的P增益的特性以角度偏差Δθ为零的位置处的P增益的轴(图5的纵轴)为对称轴,与角度偏差Δθ为正的范围的P增益的特性线对称。
在图5中的虚线的特性中,角度偏差Δθ到达角度偏差Δθ1(与P控制量的比例项保护值对应的角度偏差Δθ1)之前的角度偏差范围中的P增益的值为恒定值。该恒定值被决定为在自动转向操纵控制的执行中能够恰当地确保实际转向角θa针对目标转向角θt的跟随性。而且,通过使用该恒定值的P增益,可得到P控制量的线性特性。
在图5中的实线的特性中,小于阈值Δθth的角度偏差范围R2为P控制量的线性区域,该角度偏差范围R2的P增益是与虚线的特性相同的值为恒定值。另一方面,在阈值Δθth以上的角度偏差范围R1中,P增益被决定为伴随角度偏差Δθ的增加而按照2次函数减少。若将这样决定的P增益乘以角度偏差Δθ来计算P控制量,则能够与P控制量映射82的利用时同样地满足上述的条件并且决定P控制量。
此外,与图5相关联,角度偏差范围R1中的P增益也可以被决定为伴随角度偏差Δθ的增加,代替2次函数而按照1次函数或者3次以上的高次函数减少。另外,具有这样的特性的P增益也可以代替任意次数的函数的利用而利用规定角度偏差θ与P增益的关系的映射来同样地决定。另外,在从角度偏差Δθ直接地决定P控制量的情况下,也可以代替上述的P控制量映射82,而利用例如任意次数的函数,计算与角度偏差Δθ对应的P控制量。
另外,I控制量的计算所使用的系数C也可以被决定为角度偏差Δθ越大则越接近零。即,关于系数C,也可以代替图2所示的角度偏差调整映射84的利用,而利用1次函数、2次函数或者3以上的高次函数计算为与角度偏差Δθ对应的值。
实施方式2.
接下来,参照图6对本发明的实施方式2进行说明。作为一个例子,在以下的说明中,实施方式2的驾驶辅助装置与实施方式1的同样,被应用于具有图1所示的构成的车辆10。
[实施方式2的转向操纵控制]
本实施方式的转向操纵控制基本上除了代替图4所示的例程而使用下面的图6所示的例程这一点以外,与实施方式1的转向操纵控制相同。
在上述的实施方式1中,在转向操纵转矩Ta的绝对值成为阈值Tth2以下的情况下,从PI控制量特性2变更到PI控制量特性1。与此相对,在本实施方式中,在角度偏差Δθ的绝对值成为阈值Δθth以下的情况下,从PI控制量特性2变更到PI控制量特性1。此外,与该点相关联,在实施方式1中对于特性切换判定部80仅输入转向操纵转矩Ta(参照图2),相对于此,在本实施方式中对于特性切换判定部80与转向操纵转矩Ta一起输入角度偏差Δθ。
图6是表示与本发明的实施方式2所涉及的自动转向操纵控制相关的特征处理的例程的流程图。图6所示的例程中的步骤S100~S108、S112~S122的处理与在实施方式1中所叙述的相同。
在图6所示的例程中,ECU50在步骤S104的判定不成立的情况下(转向操纵转矩Ta<阈值Tth1),接下来,判定角度偏差Δθ的绝对值是否是上述的阈值Δθth以下(步骤S200)。
ECU50在步骤S200的判定成立的情况下(角度偏差Δθ的绝对值≤阈值Δθth),使特性切换标志为无效(步骤S112),选择PI控制量特性1(步骤S114)。
另一方面,在步骤S200的判定不成立的情况下(角度偏差Δθ的绝对值>阈值Δθth),ECU50进入步骤S116的处理。
[实施方式2的效果]
根据以上说明的图6所示的例程,从PI控制量特性2向PI控制量特性1的恢复在驾驶员的转向操纵介入后角度偏差Δθ成为阈值Δθth以下时(即,在角度偏差范围R2中)执行。在角度偏差范围R2中,相对于角度偏差Δθ的P控制量以及I控制量各自的特性与特性切换标志的有效/无效(换句话说,驾驶员的转向操纵介入的有无)无关而相等。因此,通过在角度偏差范围R2中从PI控制量特性2恢复到PI控制量特性1,能够在防止伴随特性的切换的P控制量以及I控制量的变动的同时进行该恢复。
另外,如上所述,角度偏差范围R2是驾驶员基于自己的意思为了车辆10的方向转换而进行转向操纵的情况下不被使用那样的小角度偏差范围。根据上述例程,即使在驾驶员的转向操纵介入结束时转向操纵转矩Ta降低到小于阈值Tth1,向PI控制量特性1的切换也不被立即执行,在角度偏差Δθ进入角度偏差范围R2内后执行。因此,根据本实施方式的方法,也能够在驾驶员的转向操纵介入结束时驾驶员一边减少转向操纵转矩Ta一边将方向盘22返回到中立位置时,防止对于特性的切换产生调速不匀。
在上述的实施方式1以及2中,举出了P控制量以及I控制量双方的特性根据特性判定标志的有效/无效(即,自动转向操纵控制的执行中的驾驶员的转向操纵介入的有无)而被切换的例子。通过如上述那样变更P控制量以及I控制量双方的特性,能够在正进行驾驶员的转向操纵介入时更有效地抑制转向转矩的控制量的突然变化。然而,与驾驶员的转向操纵介入的有无对应的控制量的特性的切换也可以不一定将P控制量以及I控制量双方作为对象执行,可以仅执行P控制量以及I控制量的任意一方的特性的切换。
附图标记说明
10...车辆;12...前轮;14...后轮;20...转向装置;22...方向盘;24...转向操纵轴;40...电动助力转向(EPS)装置;42...电动马达;44...EPS驱动器;50...电子控制单元(ECU);60...转向操纵转矩传感器;62...转向角传感器;64...车速传感器;70...驾驶环境检测装置;72...选择开关;80...特性切换判定部;82...P控制量映射;84...角度偏差调整映射;86...积分器;88、92...上下限保护部。

Claims (5)

1.一种车辆的驾驶辅助装置,所述车辆具备电动助力转向装置,所述电动助力转向装置具有为了控制车轮的转向角而被驱动的电动马达,
上述车辆的驾驶辅助装置的特征在于,
上述驾驶辅助装置执行控制上述电动马达以便生成用于使上述车轮的实际转向角接近目标转向角的转向转矩的自动转向操纵控制,
在上述自动转向操纵控制中为了使上述实际转向角接近上述目标转向角而使用的上述转向转矩的控制量包括:基于上述目标转向角与上述实际转向角的角度偏差的比例项、和基于上述角度偏差的累计值的积分项,
上述驾驶辅助装置在上述自动转向操纵控制的执行中没有驾驶员的转向操纵介入的情况下,执行基于第一比例项特性的上述比例项的决定和基于第一积分项特性的上述积分项的计算,
在上述第一比例项特性中,上述比例项被决定为在不超过比例项保护值的范围内,上述角度偏差的绝对值越大,则上述比例项的绝对值越大,
基于上述第一积分项特性的上述积分项在不超过积分项保护值的范围内,基于不伴随上述角度偏差的本次值的修正而计算出的上述累计值来进行计算,
在上述自动转向操纵控制的执行中进行上述驾驶员的转向操纵介入时,上述驾驶辅助装置执行基于代替上述第一比例项特性而使用的第二比例项特性的上述比例项的决定、和基于代替上述第一积分项特性而使用的第二积分项特性的上述积分项的计算的至少一方,
基于上述第二比例项特性的上述比例项被决定为:在上述角度偏差的绝对值是角度偏差阈值以上的大角度偏差范围中,在不超过上述比例项保护值的范围内,与基于上述第一比例项特性的上述比例项相比,上述比例项的绝对值相对于上述角度偏差的绝对值的增加量的增加量小,
基于上述第二积分项特性的上述积分项在不超过上述积分项保护值的范围内,基于将在上述角度偏差的绝对值小于上述角度偏差阈值的小角度偏差范围中表示1的系数且在上述大角度偏差范围中上述角度偏差的绝对值越大则越接近零的上述系数乘以上述角度偏差的本次值而计算出的上述累计值来进行计算。
2.根据权利要求1所述的车辆的驾驶辅助装置,其特征在于,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,上述驾驶辅助装置选择上述第二比例项特性,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对上述方向盘的上述转向操纵转矩的绝对值降低到小于上述第一阈值的第二阈值以下时,上述驾驶辅助装置选择上述第一比例项特性。
3.根据权利要求1所述的车辆的驾驶辅助装置,其特征在于,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,上述驾驶辅助装置选择上述第二比例项特性,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述角度偏差的绝对值从上述大角度偏差范围移至上述小角度偏差范围时,上述驾驶辅助装置选择上述第一比例项特性。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的车辆的驾驶辅助装置,其特征在于,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,上述驾驶辅助装置选择上述第二积分项特性,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对上述方向盘的上述转向操纵转矩的绝对值降低到小于上述第一阈值的第二阈值以下时,上述驾驶辅助装置选择上述第一积分项特性。
5.根据权利要求1~3中任意一项所述的车辆的驾驶辅助装置,其特征在于,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述驾驶员对方向盘的转向操纵转矩的绝对值增加到第一阈值以上时,上述驾驶辅助装置选择上述第二积分项特性,
在上述自动转向操纵控制的执行中上述角度偏差的绝对值从上述大角度偏差范围移至上述小角度偏差范围时,上述驾驶辅助装置选择上述第一积分项特性。
CN201810026168.8A 2017-01-13 2018-01-11 车辆的驾驶辅助装置 Active CN108297936B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-004494 2017-01-13
JP2017004494A JP6528786B2 (ja) 2017-01-13 2017-01-13 車両の運転支援装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108297936A true CN108297936A (zh) 2018-07-20
CN108297936B CN108297936B (zh) 2020-06-16

Family

ID=62716388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810026168.8A Active CN108297936B (zh) 2017-01-13 2018-01-11 车辆的驾驶辅助装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10179602B2 (zh)
JP (1) JP6528786B2 (zh)
CN (1) CN108297936B (zh)
DE (1) DE102017126878B4 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112384426A (zh) * 2018-08-10 2021-02-19 宝马汽车股份有限公司 对驾驶员辅助系统的控制量目标值的限制
CN112930297A (zh) * 2018-10-30 2021-06-08 东京计器株式会社 方向盘角度控制装置
CN113039117A (zh) * 2018-11-02 2021-06-25 株式会社电装 转向控制装置
CN113635962A (zh) * 2020-04-27 2021-11-12 蜂巢智能转向系统(江苏)有限公司保定分公司 车辆的回正方法、装置、系统及车辆
US20210354748A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle driver assistance system
US20220073134A1 (en) * 2020-09-07 2022-03-10 Jtekt Corporation Steering control device

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6489135B2 (ja) * 2017-01-13 2019-03-27 トヨタ自動車株式会社 車両の運転支援装置
JP6776998B2 (ja) * 2017-04-19 2020-10-28 トヨタ自動車株式会社 自動運転システム
DE102017207391B4 (de) * 2017-05-03 2019-02-28 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Erzeugen eines an eine momentane Fahrsituation eines Fahrzeugs angepassten resultierenden Hilfslenkmoments unter Verwendung eines aktiven Lenkunterstützungssystems sowie Lenkunterstützungssystem
FR3066985B1 (fr) * 2017-06-06 2020-10-30 Renault Sas Dispositif d'assistance a la conduite d'un vehicule automobile dans une voie de circulation
WO2019186692A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 日産自動車株式会社 自動運転車両の制御方法および制御装置
JP7247508B2 (ja) * 2018-09-28 2023-03-29 日本電産株式会社 ステアリング制御装置およびパワーステアリング装置
DE102018220379A1 (de) * 2018-11-27 2020-05-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs
US11192579B2 (en) * 2019-01-31 2021-12-07 Nsk Ltd. Actuator control device used in steering of vehicle
JP7359045B2 (ja) 2020-03-09 2023-10-11 株式会社ジェイテクト モータの制御装置
KR20220014526A (ko) * 2020-07-29 2022-02-07 주식회사 만도 조향 제어 시스템, 조향 제어 장치 및 방법
CN113624520B (zh) * 2021-07-29 2023-05-16 东风汽车集团股份有限公司 一种基于机器视觉技术的实时计算车辆不足转向梯度系数的系统、方法及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070021889A1 (en) * 2005-07-25 2007-01-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power steering system and control method of the same
CN102481948A (zh) * 2009-06-29 2012-05-30 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 用于在运行期间辅助车辆驾驶员的方法和系统
CN103101573A (zh) * 2011-11-11 2013-05-15 沃尔沃汽车公司 用于调适车道保持辅助系统的方向盘扭矩叠加的方法和系统
JP2015033942A (ja) * 2013-08-09 2015-02-19 株式会社デンソー モータ制御装置
CN105460008A (zh) * 2014-09-29 2016-04-06 富士重工业株式会社 车辆的行驶控制装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3180704B2 (ja) * 1997-02-24 2001-06-25 トヨタ自動車株式会社 ステアリング装置
JP3914693B2 (ja) 2000-06-29 2007-05-16 ポーラ化成工業株式会社 ブリスタ容器
JP4629533B2 (ja) * 2005-08-22 2011-02-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 液圧制御装置及びその製造方法
JP4894388B2 (ja) * 2006-07-21 2012-03-14 日産自動車株式会社 操舵機構制御装置及び自動車
EP1975041B1 (en) * 2007-03-27 2013-10-16 Honda Motor Co., Ltd. Steering system
EP2662266B1 (en) * 2011-01-07 2015-11-25 Honda Motor Co., Ltd. Electric power steering device
CN104245462B (zh) * 2012-04-19 2016-10-05 丰田自动车株式会社 车辆的驾驶支援系统、路面摩擦状态推定系统
CN105246764B (zh) * 2014-01-29 2017-06-23 日本精工株式会社 电动助力转向装置
JP5915680B2 (ja) * 2014-03-20 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
WO2016051884A1 (ja) * 2014-10-01 2016-04-07 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP6355167B2 (ja) * 2015-09-28 2018-07-11 トヨタ自動車株式会社 車両の運転支援制御装置
KR20170127209A (ko) * 2016-05-11 2017-11-21 주식회사 만도 운전 지원 장치 및 그의 조향 제어 방법
DE102016218845B4 (de) * 2016-09-29 2023-04-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Lenksystems mit elektromechanischer Lenkunterstützung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070021889A1 (en) * 2005-07-25 2007-01-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power steering system and control method of the same
JP2007030612A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Toyota Motor Corp パワーステアリング装置。
CN102481948A (zh) * 2009-06-29 2012-05-30 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 用于在运行期间辅助车辆驾驶员的方法和系统
CN103101573A (zh) * 2011-11-11 2013-05-15 沃尔沃汽车公司 用于调适车道保持辅助系统的方向盘扭矩叠加的方法和系统
EP2591983A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-15 Volvo Car Corporation Method and system for adaptation of a steering wheel torque overlay of a lane keeping aid system
JP2015033942A (ja) * 2013-08-09 2015-02-19 株式会社デンソー モータ制御装置
CN105460008A (zh) * 2014-09-29 2016-04-06 富士重工业株式会社 车辆的行驶控制装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112384426A (zh) * 2018-08-10 2021-02-19 宝马汽车股份有限公司 对驾驶员辅助系统的控制量目标值的限制
CN112384426B (zh) * 2018-08-10 2023-10-20 宝马汽车股份有限公司 对驾驶员辅助系统的控制量目标值的限制
CN112930297A (zh) * 2018-10-30 2021-06-08 东京计器株式会社 方向盘角度控制装置
CN112930297B (zh) * 2018-10-30 2023-04-28 东京计器株式会社 方向盘角度控制装置
CN113039117A (zh) * 2018-11-02 2021-06-25 株式会社电装 转向控制装置
CN113635962A (zh) * 2020-04-27 2021-11-12 蜂巢智能转向系统(江苏)有限公司保定分公司 车辆的回正方法、装置、系统及车辆
US20210354748A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle driver assistance system
US11718341B2 (en) * 2020-05-18 2023-08-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle driver assistance system
US20220073134A1 (en) * 2020-09-07 2022-03-10 Jtekt Corporation Steering control device
US11884340B2 (en) * 2020-09-07 2024-01-30 Jtekt Corporation Steering control device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017126878A1 (de) 2018-07-19
DE102017126878B4 (de) 2021-12-02
JP2018111460A (ja) 2018-07-19
US10179602B2 (en) 2019-01-15
CN108297936B (zh) 2020-06-16
JP6528786B2 (ja) 2019-06-12
US20180201307A1 (en) 2018-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108297936A (zh) 车辆的驾驶辅助装置
JP6489135B2 (ja) 車両の運転支援装置
US9090285B2 (en) Method for providing a lanekeeping assistance based on modifying mechanical sources of steering torques
JP6179820B2 (ja) 車両の運転支援制御装置
US11724738B2 (en) Vehicle steering system
CN104837714B (zh) 驾驶辅助装置、操作检测装置以及控制装置
JP5609320B2 (ja) 障害物回避支援装置及び障害物回避支援方法
CN108238099B (zh) 车辆行驶控制装置及自主驾驶控制方法
WO2011080830A1 (ja) 運転支援装置
JP5316599B2 (ja) 操舵装置及び操舵制御装置
CN105774905A (zh) 与电动助力转向控制器和后转向一体化的防碰撞控制
CN110356471A (zh) 车辆控制系统
CN108238100A (zh) 车辆行驶控制装置和自动驾驶控制方法
KR102277285B1 (ko) 후륜 조향 제어 장치 및 방법
JP2004306662A (ja) 車両の運動制御方法および車両の運動制御装置
US20200307612A1 (en) Vehicle control device
GB2583898A (en) Control system for driver monitoring and steering control
WO2011086998A1 (ja) 操舵装置
JP7211149B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
CN110356468A (zh) 四轮转向操纵装置
JP7268990B2 (ja) 車両の自動操舵制御装置
JP2012183906A (ja) 車両の走行制御装置
JP4161829B2 (ja) 車両の姿勢制御装置
GB2569836A (en) Vehicle steering system
SE536469C2 (sv) Styrsystem samt metod för att minska effekten av glapp vid styrning

Legal Events

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