CN109562786A - 车道维持辅助装置及车道维持辅助方法 - Google Patents

车道维持辅助装置及车道维持辅助方法 Download PDF

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Abstract

车道维持辅助装置(1)包括：第1辅助部，其利用油压进行车辆的转向辅助；第2辅助部，其利用电机进行上述车辆的转向辅助；以及转向辅助控制部(83)，其在基于拍摄上述车辆的前进方向前方的车道而得到的拍摄图像判定为上述车辆进入了弯道的情况下，减少上述第1辅助部的转向辅助量，并且开始上述第2辅助部的转向辅助。

Description

车道维持辅助装置及车道维持辅助方法
技术领域
本发明涉及合用油压与电机进行转向辅助的车道维持辅助装置及车道维持辅助方法。
背景技术
以往，存在向防止本车辆从行驶的车道脱离的方向赋予车道维持用辅助转矩的技术。专利文献1中公开了如下技术：在行驶在弯道上时，使向朝向弯道外侧的方向的车道维持用辅助转矩比朝向弯道内侧的方向的车道维持用辅助转矩大。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2014—118025号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
然而，在车辆行驶在弯道上时，驾驶员为了在弯道上转弯而需要向弯道内侧的方向转动方向盘，另一方面，向弯道外侧的方向转动方向盘的必要性较低。因此，为了有效地防止车辆行驶在弯道上时脱离车道，需要使得不会过度向弯道内侧转动方向盘的控制。
但是，在车道维持辅助装置仅使用油压式动力转向装置进行转向辅助的情况下，与使用电动动力转向装置进行转向辅助的情况不同，难以根据将方向盘向左转的情况与向右转的情况而变更转向辅助的辅助力。因此，在仅采用了油压式动力转向装置来作为车道维持辅助装置的车辆的情况下，若为了使得不会过度向弯道内侧转动方向盘而减小向弯道内侧转弯的方向的转矩的赋予，则同时连向弯道外侧转弯的方向的转矩的赋予也会变小，存在难以使车辆回到车道中央的问题。
因此，本发明鉴于以上这些点而完成，其目的在于提供一种在搭载了油压式动力转向装置的车辆中，一边维持在向弯道外侧转弯的方向上赋予的转矩，一边减小向弯道内侧转弯的方向的转矩的赋予的技术。
[用于解决技术课题的技术方案]
本公开的第1技术方案提供一种车道维持辅助装置，包括：第1辅助部，其利用油压进行车辆的转向辅助；第2辅助部，其利用电机进行上述车辆的转向辅助；以及转向辅助控制部，其在基于拍摄上述车辆的前进方向前方的车道而得到的拍摄图像判定为上述车辆进入了弯道的情况下，减少上述第1辅助部的转向辅助量，并且开始上述第2辅助部的转向辅助。
也可以是，车道维持辅助装置进一步包括车道中央检测部，其根据上述拍摄图像检测上述车道的中央；上述转向辅助控制部在判定为上述车辆的中心在比上述车道的中央靠上述弯道的内侧处行驶的情况下，与判定为上述车辆的中心在比上述车道的中央靠上述弯道的外侧处行驶的情况相比，减少上述第2辅助部的转向辅助量。
也可以是，上述车辆的中心越比上述车道的中央靠上述弯道的内侧，则上述转向辅助控制部越减少上述第2辅助部的转向辅助量。
也可以是，车道维持辅助装置进一步包括曲率半径计算部，其根据上述拍摄图像计算上述弯道的曲率半径；上述弯道的曲率半径越小，则上述转向辅助控制部越减少上述第2辅助部的转向辅助量。
也可以是，车道维持辅助装置进一步包括转向角传感器，其被安装在方向盘的转向轴上，检测上述转向轴的旋转角度；上述转向辅助控制部基于从上述转向角传感器取得的上述转向轴的旋转角度与上述拍摄图像，判定上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动、还是在向上述弯道的外侧转弯的方向上被转动，在上述方向盘在向上述弯道的外侧转弯的方向上被转动的情况下，维持上述第2辅助部的转向辅助量，在上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动的情况下，减少上述第2辅助部的转向辅助量。
也可以是，上述转向辅助控制部在判定为上述车辆未进入上述弯道的情况下控制上述第1辅助部而向上述转向轴赋予第1转向辅助量；在判定为上述车辆进入了上述弯道的情况下，控制上述第1辅助部而向上述转向轴赋予比上述第1转向辅助量小的第2转向辅助量，并控制上述第2辅助部而向上述转向轴赋予比上述第2转向辅助量小的第3转向辅助量；在上述车辆在上述弯道的内侧行驶中，在判定为上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动的情况下，将上述第3转向辅助量减少，使得上述第2转向辅助量与上述第3转向辅助量的合计不足上述第1转向辅助量。
本公开的第2技术方案提供一种车道维持辅助方法，为包括处理器的车辆的车道维持辅助方法，上述方法使上述处理器执行：利用油压进行车辆的转向辅助的步骤；在基于拍摄上述车辆的前进方向前方的车道而得到的拍摄图像而判定为上述车辆进入了弯道的情况下，减少上述油压的转向辅助量的步骤；以及开始电机的转向辅助的步骤。
[发明效果]
根据本公开，在搭载了油压式动力转向装置的车辆中，获得一边维持在向弯道外侧转弯的方向上赋予的转矩，一边减小向弯道内侧转弯的方向的转矩的赋予的效果。
附图说明
图1是表示车辆行驶在弯道上的状态的图。
图2是表示车道维持辅助装置的构成的图。
图3是表示在车道维持辅助装置中信号的流动的框图。
图4是车道维持辅助装置所进行的处理的流程图。
具体实施方式
[概要]
以下，参照图1说明实施方式的车道维持辅助装置的概要。
图1是表示车辆V行驶在弯道上的状态的图。图1中绘制有包含车辆V所行驶的车道和对面车道的道路。在行驶车道中，用虚线表示了能够从实施方式的车道维持辅助装置拍摄行驶车道而得到的拍摄图像中确定的车道中央。车辆V例如为若不使用油压式动力转向装置就难以进行方向盘的操作的大型车辆。
在车辆V行驶在弯道上的情况下，车辆V的驾驶员向弯道内侧方向转动方向盘。这时，若转向轴被车道维持辅助装置赋予全部的转矩，则车辆V的驾驶员会过度转动方向盘，从而车辆V可能会脱离弯道内侧的分界线。
实施方式的车道维持辅助装置包括油压式动力转向装置与电动动力转向装置这两者。车道维持辅助装置用照相机拍摄车辆V的前进方向前方，若根据拍摄图像判定车辆V进入了弯道，则使用油压式动力转向装置与电动动力转向装置这两者。具体来说，与车辆V行驶在直线状的车道上的情况相比，车道维持辅助装置减少油压式动力转向装置系统的转向辅助的辅助力，用电动动力转向装置的转向辅助来弥补减少的辅助力。
车道维持辅助装置在根据拍摄图像判定为车辆V处于比车道中央靠弯道内侧处的情况下，将电动动力转向装置的转向辅助的辅助力比车辆V处于比车道中央靠弯道外侧处时减少。由此，向弯道内侧方向的方向盘的转向力变重。通过这样，车道维持辅助装置能够防止车辆V的驾驶员过度转动方向盘而使车辆V脱离弯道内侧的分界线。
此外，在本说明书中“弯道内侧”意味着在弯道向左弯曲时比车道中央靠左侧处，在弯道向右弯曲时比车道中央靠右侧处。另外，“弯道外侧”指从车道中央来看，弯道内侧的相反侧。另外，油压式动力转向装置也被称为第1辅助部，电动动力转向装置也被称为第2辅助部。以下，参照附图说明车道维持辅助装置的构成。
[车道维持辅助装置的构成]
图2是表示车道维持辅助装置1的构成的图。车道维持辅助装置1包括转向角传感器S、照相机2、电动动力转向装置3、油压式动力转向装置4、方向盘5、转向轴6、存储部7、控制部8、以及引擎E。方向盘5与转向轴6连接，从电动动力转向装置3和油压式动力转向装置4经由转向轴6而向方向盘5赋予转矩。
转向角传感器S被安装在转向轴6上，检测转向轴的旋转角度。控制部8从转向角传感器S取得转向轴6的旋转角度，判定方向盘5被顺时针转动，还是被逆时针转动。
照相机2通过无线或者有线与控制部8连接，拍摄车辆V的前进方向前方并将拍摄图像发送到控制部8。控制部8基于从转向角传感器S取得的转向轴6的旋转角度与拍摄图像，判定方向盘5在向弯道内侧转弯的方向上被转动，还是在向弯道外侧转弯的方向上被转动。
电动动力转向装置3包括通过有线或者无线与控制部8连接的电机9。电机9基于从控制部8发送的控制信号向转向轴6赋予转矩。即，电动动力转向装置3通过电机9进行车辆V的转向辅助。
电机9能够向转向轴6赋予根据转向轴6顺时针旋转的方向与逆时针旋转的方向而大小不同的转矩。因此，在搭载了电动动力转向装置3的车辆V行驶在弯道内侧时，在控制部8的指示下，与朝向弯道内侧的方向相比，易于使方向盘5向朝向弯道外侧的方向转动。
油压式动力转向装置4包括与电磁阀10连接的可变容量泵11。可变容量泵11与引擎E连接，从引擎E获得动力。电磁阀10通过有线或者无线与控制部8连接，基于从控制部8发送的控制信号调节开闭幅度。油压式动力转向装置4通过调节电磁阀10的开闭幅度，从而经由配管压送工作油，向转向轴6赋予转矩。即，油压式动力转向装置4通过油压进行车辆V的转向辅助。
存储部7包括记录有控制部8所执行的程序的ROM(Read Only Memory：只读存储器)和暂时性地记录数据的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)。RAM中例如记录有控制部8计算出的弯道曲率。
控制部8通过执行存储部7所记录的程序，从而作为车道中央检测部81、曲率半径计算部82、以及转向辅助控制部83发挥功能。以下参照图3说明控制部8的各功能。
图3是表示车道维持辅助装置1中信号的流动的框图。在图3中，实现表示信号的流动，虚线表示电力或者机械性的连接。
车道中央检测部81在拍摄图像中检测车辆V所行驶的车道的中央。具体来说，车道中央检测部81例如在将拍摄图像中显示的分界线与分界线连接的像素行中检测中央的像素或者该像素附近作为车道中央。车道中央检测部81将检测到的车道中央记录在存储部7中并通知转向辅助控制部83。
曲率半径计算部82例如使用已知的方法基于拍摄图像计算弯道的曲率半径。曲率半径计算部82将计算出的弯道的曲率半径记录在存储部7中并通知转向辅助控制部83。
转向辅助控制部83从照相机2取得拍摄车辆V的前进方向前方的车道而得到的拍摄图像，在基于上述拍摄图像判定为车辆V进入了弯道的情况下，减少油压式动力转向装置4所进行的转向辅助的辅助量，并且开始电动动力转向装置3的转向辅助。转向辅助控制部83例如基于拍摄图像的从中央线到分界线的距离的变化，来检测分界线为曲线，判定车辆V进入了弯道。
具体来说，转向辅助控制部83在车辆V进入弯道时，将油压式动力转向装置4所进行的转向辅助的辅助量减少到车辆V行驶在直线状的车道上时的辅助量的8成左右，并利用电动动力转向装置3来弥补减少的辅助量。转向辅助控制部83将油压式动力转向装置4所进行的转向辅助的辅助量持续维持在8成左右，并调节电动动力转向装置3所进行的转向辅助的辅助量。换言之，在将车辆V行驶在直线状的车道上时的油压式动力转向装置4所进行的转向辅助的辅助量记为AFO1、将车辆V进入了弯道时的油压式动力转向装置4所进行的转向辅助的辅助量记为AFO2、将车辆V进入了弯道时的电动动力转向装置3所进行的转向辅助的辅助量记为AFE的情况下，转向辅助控制部83调整转向辅助的辅助量，使得AFO2比AFO1小、且AFE比AFO2小。转向辅助控制部83也能够调整转向辅助的辅助量，使得AFO2与AFE的合计不足AFO1。因此，车辆V的驾驶员在电动动力转向装置3的转向辅助减少了的情况下，会感到方向盘5的操作有负荷。
转向辅助控制部83在判定为车辆V中心在比车道V中央靠弯道内侧处行驶的情况下，与判定为行驶在外侧处的情况相比，减少电动动力转向装置3的转向辅助量。通过这样，车道维持辅助装置1能够防止驾驶员过度转动方向盘5而车辆V脱离弯道内侧的分界线。
转向辅助控制部83例如根据拍摄图像中显示的2个分界线的位置来判断车辆V行驶在车道中央、还是行驶在比车道中央靠弯道内侧处、或者是行驶在比车道中央靠弯道外侧处。转向辅助控制部83例如在分界线在拍摄图像中显示在靠左侧的情况下，判断为车辆V行驶在比车道中央靠右侧处。转向辅助控制部83例如在分界线在拍摄图像中显示在靠右侧的情况下，判断为车辆V行驶在比车道中央靠左侧处。
转向辅助控制部83也可以随车辆V的中心比车道中央越靠弯道内侧处，而越减少电动动力转向装置3的转向辅助量。具体来说，转向辅助控制部83例如基于拍摄图像中分界线显示的位置，来判定车辆V在何种程度比车道中央靠内侧或者靠外侧处行驶，从而调节电动动力转向装置3的转向辅助量。这样，在车辆V处于比车道中央靠弯道内侧处的情况下，能够抑制驾驶员过度转动方向盘5。作为结果，能够防止车辆V脱离弯道内侧的分界线。
转向辅助控制部83也可以基于从转向角传感器S取得的转向轴6的旋转角度与拍摄图像，来判定方向盘5在向弯道内侧转弯的方向上被转动、还者是在向弯道外侧转弯的方向上被转动，在方向盘5在向弯道外侧转弯的方向上被转动的情况下，维持电动动力转向装置3的转向辅助量，在方向盘5在向弯道内侧转弯的方向上被转动的情况下，减少电动动力转向装置3的转向辅助量。
这样，在将方向盘5向弯道内侧转动的方向上赋予转向轴6的转矩变小，另一方向，在将方向盘5向弯道外侧转动的方向上赋予转向轴6的转矩保持固定。其结果，能够防止驾驶员过度转动方向盘5而车辆V脱离弯道内侧的分界线，另外，易于使车辆V回到车道中央。
转向辅助控制部83也可以在弯道的曲率半径较小的情况下，与弯道的曲率半径较大的情况相比较，减少车辆V行驶在比车道中央靠弯道内侧处时利用电动动力转向装置3向转向轴6赋予的转向辅助量。
在弯道的曲率半径较小时，即弯道为急弯时，为了转弯，驾驶员存在过度转动方向盘5的倾向。转向辅助控制部83通过随弯道的曲率半径越小而越减少电动动力转向装置3的转向辅助量，从而能够防止车辆V脱离弯道内侧的分界线。
转向辅助控制部83也可以在基于拍摄图像检测到车辆V退出弯道的情况下，使电动动力转向装置3结束，再次仅使油压式动力转向装置4进行车辆V的转向辅助。转向辅助控制部83例如在进入弯道后，以拍摄图像的从中央线到分界线的距离变得固定为契机，检测车辆V退出了弯道，使电动动力转向装置3结束。
[车道维持辅助装置1所进行的处理流程]
图4是车道维持辅助装置1所进行的处理的流程图。首先，转向辅助控制部83判定车辆V是否进入了弯道(S41)。在车辆V未进入弯道的情况下(S41的否)，车道维持辅助装置1再次重复S41的处理。在车辆V进入了弯道的情况下(S41的是)，转向辅助控制部83减少油压式动力转向装置4的转向辅助量，开始电动动力转向装置3的转向辅助(S42)。
接下来，在车辆V行驶在弯道内侧的情况下(S43的是)，转向辅助控制部83减少电动动力转向装置3的转向辅助量。在车辆V未行驶在弯道内侧的情况下(S43的否)，车道维持辅助装置1进入S45。在车辆V退出了弯道的情况下(S45的是)，车道维持辅助装置1结束处理。在车辆V未退出弯道的情况下(S45的否)，车道维持辅助装置1从S43再次开始处理。
[车道维持辅助装置1获得的效果]
如上所述，实施方式的车道维持辅助装置1具有：油压式动力转向装置4，其利用油压进行车辆V的转向辅助；以及电动动力转向装置3，其利用电机进行车辆V的转向辅助。车道维持辅助装置1在基于拍摄车辆V的前进方向前方的车道而得到的拍摄图像判定为车辆V进入了弯道的情况下，减少油压式动力转向装置4的转向辅助量，并且开始电动动力转向装置3的转向辅助。
通过这样，搭载了车道维持辅助装置1的车辆V能够根据将方向盘5向左转动的情况与向右转动的情况，将大小不同的转矩赋予转向轴6。
尤其是，即使是不得不采用油压式动力转向装置4的大型车辆，通过利用车道维持辅助装置1，也能够根据将方向盘5向左转动的情况与向右转动的情况，将大小不同的转矩赋予转向轴6。
因此，车道维持辅助装置1在车辆V行驶在比车道中央靠弯道内侧处时，能够根据车辆V向弯道内侧转弯的方向与向车辆外侧转弯的方向，而赋予大小不同的转矩。因此，车辆V的驾驶员在车辆V行驶在弯道上、且车辆V从车道中央向弯道内侧靠近时，易于使车辆V回到车道中央。
以上利用实施方式说明了本发明，本发明的技术范围并不被限定于上述实施方式记载的范围。本领域技术人员可明确上述实施方式可以加以多种变更或者改良。根据权利要求书的记载可明确那样的加以变更或者改良的方式也包含在本发明的技术范围内。
本申请基于2016年8月2日申请的日本国专利申请(特愿2016-152051)，将其内容作为参考引用至此。
[工业可利用性]
本发明在搭载了油压式动力转向装置的车辆中，具有能够维持向弯道外侧转弯的方向赋予的转矩，并且减小向弯道内侧转弯的方向的转矩的赋予的效果，对车道维持辅助装置及车道维持辅助方法等是有用的。
[附图标记说明]
V 车辆
S 转向角传感器
E 引擎
1 车道维持辅助装置
2 照相机
3 电动动力转向装置
4 油压式动力转向装置
5 方向盘
6 转向轴
7 存储部
8 控制部
81 车道中央检测部
82 曲率半径计算部
83 转向辅助控制部
9 电机
10 电磁阀
11 可变容量泵

Claims (12)

1.一种车道维持辅助装置，包括：
第1辅助部，其利用油压进行车辆的转向辅助，
第2辅助部，其利用电机进行上述车辆的转向辅助，以及
转向辅助控制部，其在基于拍摄上述车辆的前进方向前方的车道而得到的拍摄图像判定为上述车辆进入了弯道的情况下，减少上述第1辅助部的转向辅助量，并且开始上述第2辅助部的转向辅助。
2.如权利要求1所述的车道维持辅助装置，其中，
进一步包括车道中央检测部，其根据上述拍摄图像检测上述车道的中央；
上述转向辅助控制部在判定为上述车辆的中心在比上述车道的中央靠上述弯道的内侧处行驶的情况下，与判定为上述车辆的中心在比上述车道的中央靠上述弯道的外侧处行驶的情况相比，减少上述第2辅助部的转向辅助量。
3.如权利要求2所述的车道维持辅助装置，其中，
上述车辆的中心越比上述车道的中央靠上述弯道的内侧，则上述转向辅助控制部越减少上述第2辅助部的转向辅助量。
4.如权利要求2或者3所述的车道维持辅助装置，其中，
进一步包括曲率半径计算部，其根据上述拍摄图像计算上述弯道的曲率半径；
上述弯道的曲率半径越小，则上述转向辅助控制部越减少上述第2辅助部的转向辅助量。
5.如权利要求2至4的任何一项所述的车道维持辅助装置，其中，
进一步包括转向角传感器，其被安装在方向盘的转向轴上，检测上述转向轴的旋转角度；
上述转向辅助控制部基于从上述转向角传感器取得的上述转向轴的旋转角度与上述拍摄图像，判定上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动、还是在向上述弯道的外侧转弯的方向上被转动，在上述方向盘在向上述弯道的外侧转弯的方向上被转动的情况下，维持上述第2辅助部的转向辅助量，在上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动的情况下，减少上述第2辅助部的转向辅助量。
6.如权利要求5所述的车道维持辅助装置，其中，
上述转向辅助控制部，
在判定为上述车辆未进入上述弯道的情况下：
控制上述第1辅助部而向上述转向轴赋予第1转向辅助量；
在判定为上述车辆进入了上述弯道的情况下：
控制上述第1辅助部而向上述转向轴赋予比上述第1转向辅助量小的第2转向辅助量，
并控制上述第2辅助部而向上述转向轴赋予比上述第2转向辅助量小的第3转向辅助量；
在上述车辆在上述弯道的内侧行驶中，在判定为上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动的情况下，将上述第3转向辅助量减少，使得上述第2转向辅助量与上述第3转向辅助量的合计不足上述第1转向辅助量。
7.一种包括处理器的车辆的车道维持辅助方法，上述方法使上述处理器执行以下步骤：
利用油压进行上述车辆的第1转向辅助的步骤，
利用电机进行上述车辆的第2转向辅助的步骤，以及
在基于拍摄上述车辆的前进方向前方的车道而得到的拍摄图像判定为上述车辆进入了弯道的情况下，减少利用上述油压进行的上述第1转向辅助的转向辅助量，并且开始利用上述电机进行的上述第2转向辅助的步骤。
8.如权利要求7所述的车道维持辅助方法，其中，
上述方法使上述处理器进一步执行以下步骤：
根据上述拍摄图像检测上述车道的中央的步骤；
上述方法使上述处理器在判定为上述车辆的中心在比上述车道的中央靠上述弯道的内侧处行驶的情况下，与判定为上述车辆的中心在比上述车道的中央靠上述弯道的外侧处行驶的情况相比，减少上述电机的上述第2转向辅助的转向辅助量。
9.如权利要求8所述的车道维持辅助方法，其中，
上述方法使上述处理器随上述车辆的中心越比上述车道的中央靠上述弯道的内侧，而越减少上述电机的上述第2辅助的转向辅助量。
10.如权利要求8或者9所述的车道维持辅助方法，其中，
上述方法使上述处理器进一步执行以下步骤：
根据上述拍摄图像计算上述弯道的曲率半径的步骤；
上述方法使上述处理器随上述弯道的曲率半径越小，而越减少上述电机的上述第2辅助的转向辅助量。
11.如权利要求8至10的任何一项所述的车道维持辅助方法，其中，
上述车辆进一步包括转向角传感器，其被安装在方向盘的转向轴上，检测上述转向轴的旋转角度；
上述方法使上述处理器更进一步执行以下步骤：
基于从上述转向角传感器取得的上述转向轴的旋转角度与上述拍摄图像，判定上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动、还是在向上述弯道的外侧转弯的方向上被转动的步骤；
上述方法使上述处理器在上述方向盘在向上述弯道的外侧转弯的方向上被转动的情况下，维持上述电机的第2辅助的转向辅助量，在上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动的情况下，减少上述电机的上述第2辅助的转向辅助量。
12.如权利要求11所述的车道维持辅助方法，其中，
上述方法使上述处理器，
在判定为上述车辆未进入上述弯道的情况下：
利用上述油压向上述转向轴赋予第1转向辅助量；
在判定为上述车辆进入了上述弯道的情况下：
利用上述油压向上述转向轴赋予比上述第1转向辅助量小的第2转向辅助量，
并利用上述电机向上述转向轴赋予比上述第2转向辅助量小的第3转向辅助量；
上述车辆在上述弯道的内侧行驶中，在判定为上述方向盘在向上述弯道的内侧转弯的方向上被转动的情况下，将上述第3转向辅助量减少，使得上述第2转向辅助量与上述第3转向辅助量的合计不足上述第1转向辅助量。
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