JP2001163236A - 車両の操舵装置 - Google Patents
車両の操舵装置Info
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
を感じた場合でも違和感を与えない。 【解決手段】ステップS14において、運転者が体感で
きるレベルの操舵補助制御が行われているときの操舵角
の標準偏差σ1と運転者が体感できるレベルの操舵補助
制御が行われていないときの操舵角の標準偏差σ0から
運転者の操舵補助制御に対する反力感度指数αを算出
し、ステップS17、S18において、この反力感度指
数αから操舵補助制御介入に対する運転者の反応の違い
を判定して制御ゲインを適正に補正する。
Description
目標軌跡に近づくようにステアリング装置を操舵補助す
る車両の操舵装置に関する。
ラで撮像された画像情報に基づいて道路の基準位置に対
する自車両の横偏差と自車両の前方道路に対する偏角を
算出し、これら横偏差と偏角がいずれも減少するように
目標操舵角を設定して操舵補助するキープレーンシステ
ムが記載されている。
舵補助力を加えても運転者の反応には個人差があり、与
えられた操舵補助力に対する運転者の感度(例えば、操
舵補助力が加えられた瞬間に運転者が走行ラインをトレ
ースするようにステアリングホイールを操作する感度の
違いにより、運転者が同じ横偏差に対して異なる操舵補
助力を感じて違和感を与え、操舵補助制御を円滑に行え
ない場合がある。
者の反応の違いに応じて制御量を適正に設定し、操舵補
助制御を円滑に行える車両の操舵装置の提供を目的とす
る。
め、本発明に係る車両の操舵装置は、車両のステアリン
グ装置に操舵補助力を付与する操舵補助手段と、車両の
走行車線内における横位置を検出する横位置検出手段
と、前記横位置検出手段により検出された横位置に基づ
いて、該横位置が所定の走行軌跡に近づくように前記操
舵補助手段を制御する制御手段と、前記操舵補助手段の
制御介入に対する運転者による修正操舵量に関する値を
検出する修正操舵量検出手段とを備え、前記制御手段
は、前記修正操舵量に関する値の変化の態様に応じて、
次回の制御周期において前記操舵補助手段に設定する制
御量を補正することを特徴とする。
舵量に関する値が大きいほど、同じ横位置の偏差量に対
する前記操舵補助手段への制御量を小さくするように学
習補正する。
る値が所定の第1値以上の時に該修正操舵量に関する値
に応じて同じ横位置の偏差量に対する制御量を小さくす
る。
る値は、運転者が体感できる操舵補助力が付与された時
の操舵角の標準偏差と、操舵補助制御未介入又は運転者
が体感できない操舵補助力が付与された時の操舵角の標
準偏差との差に基づいて設定される。
修正操舵量に関する値が前記第1値より大きい所定の第
2値以上の時に前記学習補正を抑制する。
操舵量に関する値として、運転者による修正操舵時の操
舵速度を検出しており、前記制御手段は、前記修正操舵
の操舵速度が所定値より小さい(大きい)ときに、前記
制御量を大きな値(小さな値)に補正すると良い。
助手段による制御介入に対して前記修正操舵量に関する
値が変化するまでの時間が所定値より大きいときに、前
記制御量を大きな値に補正すると良い。
よれば、修正操舵量に関する値の変化の態様に応じて、
次回の制御周期において操舵補助手段に設定する制御量
が補正されるので、運転者の操舵補助力に対する感度に
応じて、最適な運転支援を実現することができる。
する値が大きいほど、同じ横位置の偏差量に対する操舵
補助手段への制御量を小さくするように学習補正するこ
とにより、運転者が同じ横偏差に対して異なる操舵補助
力を感じた場合でも、操舵補助制御介入に対する運転者
の反応の違いに応じて制御量を適正に設定し、操舵補助
制御を円滑に行える。
する値が所定の第1値以上の時に該修正操舵量に関する
値に応じて同じ横位置の偏差量に対する制御量を小さく
することにより、運転者が同じ横偏差に対して異なる操
舵補助力を感じた場合でも、操舵補助制御介入に対する
運転者の反応の違いに応じて制御量を適正に設定し、操
舵補助制御を円滑に行える。
する値は、運転者が体感できる操舵補助力が付与された
時の操舵角の標準偏差と、操舵補助制御未介入又は運転
者が体感できない操舵補助力が付与された時の操舵角の
標準偏差との差に基づいて設定されることにより、運転
者の修正操舵量から操舵補助制御介入時の感度が正確に
推定できる。
する値が第1値より大きい所定の第2値以上の時に学習
補正を抑制することにより、操舵の乱れが運転者の反力
感度以外の原因(外乱)によるときには制御トルクTを
通常に近い値に戻して車線逸脱を早期に抑えることがで
きる。
修正操舵のための操舵速度が大きい過敏な運転者に対し
ては制御量を小さくし、比較的反応の鈍い運転者に対し
ては制御量を大きくすることにより、運転者の操舵特性
に応じた最適な運転支援を行うことができる。
れるまでの時間が比較的長い運転特性の運転者に対して
は制御量が大きく補正されるので、最適な運転支援を行
うことができる。
装置を、代表的な車両である自動車に搭載した例につい
て添付図面を参照して詳細に説明する。
現在の走行軌跡と目標軌跡とを設定して、走行軌跡が目
標軌跡を逸脱した時に目標軌跡に戻るように(収束する
ように)強制的にステアリング装置に操舵補助力を付与
するもの、目標軌跡を逸脱しそうな状態を検出すると逸
脱方向へのステアリング操作をしないように強制的にス
テアリング装置に操舵補助力を付与するもの、目標軌跡
をトレースするようにステアリング装置に操舵補助力を
付与するもの、或いは目標軌跡をトレースするようにス
テアリング装置を自動制御するものを含んでいる。
車両の操舵装置が搭載された車両のシステム構成を示す
図である。
置全体を統括制御する制御器である。3は自動車1の前
方の撮像エリア3Fを撮像するCCD(Charge Coupled
Device)カメラ等の撮像デバイスである。6は自動車1
の車速を検出する車速センサである。7は自動車1の操
舵を実際に行う機構の一例として、操舵補助力を付与す
べく、ステアリングホイール8に連結されたステアリン
グシャフトを駆動するモータ等のステアリングアクチュ
エータ、9は第2実施形態以降で使用するもので、操舵
補助制御介入の有無や操舵補助力の付与方向をレベルメ
ータで表示するためのヘッドアップディスプレイ、10
は運転者によるステアリングホイールの操舵を検出する
操舵角センサである。
制御ブロック図であり、制御器2の内部に表わす各ブロ
ックは、制御器2が行う制御動作を入力信号の流れで表
現している。制御器2による実際の制御処理は、予めR
OM(不図示)等に格納されたソフトウエアに従って、
CPU(不図示)が実行する(詳細は後述する)。ま
た、図3は、カーブ路走行中の自動車1と車両走行路R
との位置関係を説明する図である。図4は、直線路走行
中の自動車1と車両走行路Rとの位置関係を説明する図
である。
メラ3によって撮像した前方撮像エリア3Fの画像に基
づいて、一般的な手法により自動車1が進行すべき目標
軌跡Y1の推定演算、横偏差dy0、ヨー角yaw及び道路曲率
Rの検出、車速センサによる車速Vの検出、車速Vから前方
注視距離Lの推定演算、操舵角センサによる操舵角δの検
出を行う。また、制御器2は、操舵角δから標準偏差σ
を演算し、車速V、道路曲率R及び標準偏差σから運転者
の反力感度指数αを推定演算する。更に、制御器2は、
目標軌跡Y1、横偏差dy0及びヨー角yawと、車速Vから将
来横偏差dy1を演算し、該将来横偏差dy1と、運転者の反
力感度指数αに応じた制御ゲインマップから制御ゲイン
Kを設定し、将来横偏差dy1と制御ゲインKからステアリン
グアクチュエータ7に対する制御トルクTを設定する。
ル座標系において、自車両の現在の横位置y0、目標軌跡
(車線中央)の現在の横位置Y0、車両到達時間T後の自
車両の横位置y1、目標軌跡の横位置Y1とすると、車両到
達時間T後の目標軌跡と自車両の横位置の偏差(将来横
偏差)dy1は以下のように演算される。尚、車両到達時
間Tは自車両が前方注視点に到達するまでにかかる予測
される時間を表している。
目標軌跡と自車両の横位置の偏差(将来横偏差)dy1は
以下のように演算される。尚、図4中では図3と同一の
符号を参照している。
は、図2に示すように、運転者の反力感度指数αが大き
くなるほど制御ゲインKが小さくなるように設定してお
けば、反力感度指数αが大きいほどステアリングアクチ
ュエータ7で発生する制御トルクTは小さくなり、反力
感度指数αが小さいほど制御トルクTは大きくなるた
め、運転者が操舵補助制御介入によりステアリングホイ
ールに反力を感じる際の違和感を抑制することができ
る。
及び図6を参照して説明する。
舵装置の制御手順を示すフローチャートである。
御器2はCCDカメラ3により撮像された画像、車速セ
ンサ6及び操舵角センサ10からの検出信号を不図示の
RAMに格納して最新値に更新する。
視点までの距離である前方注視距離Lを推定演算する。
ここで、運転者が前方を注視するポイントは、一般に、
車速が遅いほど近くに向けられ、速いほど遠くに向けら
れることが知られている。そこで、前方注視距離Lは、
車速Vに応じて長くなる前方注視距離Lの特性曲線を、予
め不図示のROM等にルックアップテーブル(LUT)
として格納しておき、そのLUTを車速センサ6により
検出した車速Vに応じて参照することにより求めればよ
い。
テップS4ではヨー角yawを検出し、ステップS5では
目標軌跡Y1を推定演算し、ステップS6では将来横偏差
dy1、即ち目標軌跡Y1と推定演算される走行軌跡y1との
偏差を演算する。
御トルクTの移動平均が所定しきい値a以上か否かを判
定する。ステップS7で制御トルクTの移動平均が所定
しきい値a以上ならば(ステップS7でYES)ステッ
プS8に進み、制御トルクTの移動平均が所定しきい値
a未満ならば(ステップS7でNO)ステップS20に
進む。所定しきい値aは運転者が体感できるレベルの操
舵補助制御が行われているか否かを判定するためのしき
い値である。
リアする。カウンタCNT0は操舵補助制御が継続的に
停止されている期間を計測する。
ウントアップする。カウンタCNT1は操舵補助制御が
継続的に実行されている期間を計測する。
所定しきい値b以上か否かを判定する。ステップS10
でカウンタCNT1が所定しきい値b以上ならば(ステ
ップS10でYES)ステップS11に進み、所定しき
い値b未満ならば(ステップS10でNO)ステップS
16に進む。所定しきい値bは操舵補助制御の所定期間
継続されているか否かを判定するためのしきい値であ
る。
σ1を演算する。
及び車速補正係数cを乗算して拡大補正する(σ1=σ1*
V*c、但しV*c>1)。
曲率R及び道路曲率補正係数dを乗算して縮小補正する
(σ1=σ1*R*d、但しR*d<1)。
を引き算して反力感度指数αを演算する(α=σ1-σ
0)。
定しきい値eより大きいか否かを判定する。所定しきい
値eは反力感度以外の原因(外乱)による操舵の乱れを
判定するためのしきい値である。
きい値e(>所定しきい値a)より大きいならば(ステ
ップS15でYES)ステップS16に進み、所定しき
い値e以下ならば(ステップS15でNO)ステップS
17に進む。
の反力感度以外の原因(外乱)によるものと判定して反
力感度指数αをリセットして学習を禁止し(或いは制御
トルクTが通常に近い値に戻るように制御ゲインKが小さ
くなるように設定してもよい)、ステップS17に進
む。
ら反力感度指数αに応じた制御ゲインKを設定する。
御ゲインKを乗算して制御トルクTを設定する(T=dy1×
K)。ステップS19ではステアリングアクチュエータ
7に制御トルクTを出力する。
平均が所定しきい値a未満であり、運転者が体感できる
レベルの操舵補助力が加えられていないと判定して、カ
ウンタCNT0をカウントアップする。
クリアする。
所定しきい値b以上か否かを判定する。ステップS22
でカウンタCNT0が所定しきい値b以上ならば(ステ
ップS22でYES)ステップS23に進み、所定しき
い値b未満ならば(ステップS22でNO)ステップS
14に進む。
σ0を演算する。
様に、標準偏差σ0に車速V及び車速補正係数cを乗算し
て拡大補正する(σ0=σ0*V*c、但しV*c>1)。
様に、標準偏差σ1に道路曲率R及び道路曲率補正係数d
を乗算して縮小補正する(σ0=σ0*R*d、但しR*d<
1)。しかる後にステップS14に進む。
できるレベルの操舵補助制御が行われているときの操舵
角の標準偏差σ1と運転者が体感できるレベルの操舵補
助制御が行われていないときの操舵角の標準偏差σ0か
ら運転者の操舵補助制御に対する反力感度指数αを算出
し(ステップS14)、この反力感度指数αから操舵補
助制御介入に対する運転者の反応の違いを判定して制御
ゲインを適正に補正するので(ステップS17、S1
8)、運転者が同じ横偏差に対して異なる操舵補助力を
感じた場合でも違和感を与えないで円滑に操舵補助制御
を実行できる。
舵装置は、操舵角δ/制御トルクTから算出される標準
偏差σから運転者が操舵補助制御介入を認知しているか
否かを判定し、運転者が操舵補助制御介入を認知してい
るならばレベルメータを点灯せず、運転者が操舵補助制
御介入を認知できていないならば自車両に対する操舵補
助制御介入方向(自車両の横ずれ方向)に操舵補助制御
介入度合(横ずれ度合)に応じてレベルメータを点灯す
る(或いは音声等でも報知してもよい)。
システム構成を搭載し、特に操舵補助制御介入の有無や
操舵補助力の付与方向をレベルメータ9で表示する。
制御ブロック図であり、制御器2の内部に表わす各ブロ
ックは、制御器2が行う制御動作を入力信号の流れで表
現している。制御器2による実際の制御処理は、予めR
OM(不図示)等に格納されたソフトウエアに従って、
CPU(不図示)が実行する(詳細は後述する)。
メラ3によって撮像した前方撮像エリア3Fの画像に基
づいて、一般的な手法により自動車1が進行すべき目標
軌跡Y1の推定演算、横偏差dy0、ヨー角yaw及び道路曲率
Rの検出、車速センサによる車速Vの検出、車速Vから前方
注視距離Lの推定演算、操舵角センサによる操舵角δの検
出を行う。また、制御器2は、目標軌跡Y1、横偏差dy0
及びヨー角yawと、車速Vから将来横偏差dy1を演算し、
該将来横偏差dy1に基づいて制御ゲインマップから制御
ゲインKを設定し、将来横偏差dy1と制御ゲインKからステ
アリングアクチュエータに対する制御トルクTを設定す
る。さらに、制御器2は、制御ゲインK、車速V、道路曲
率R及び操舵角δから操舵角δ/制御トルクTの標準偏差
σを演算し、その結果に基づいてレベルメータ9を表示
制御する。
用いて第1実施形態と同様に算出される。
を参照して説明する。
制御手順を示すフローチャートである。
制御器2はCCDカメラ3により撮像された画像、車速
センサ6及び操舵角センサ10からの検出信号を不図示
のRAMに格納して最新値に更新する。
注視点までの距離である前方注視距離Lを推定演算す
る。ここで、運転者が前方を注視するポイントは、一般
に、車速が遅いほど近くに向けられ、速いほど遠くに向
けられることが知られている。そこで、前方注視距離L
は、車速Vに応じて長くなる前方注視距離Lの特性曲線
を、予め不図示のROM等にルックアップテーブル(L
UT)として格納しておき、そのLUTを車速センサ6
により検出した車速Vに応じて参照することにより求め
ればよい。
ステップS34ではヨー角yawを検出し、ステップS3
5では目標軌跡Y1を推定演算し、ステップS36では将
来横偏差dy1、即ち目標軌跡Y1と推定演算される走行軌
跡y1との偏差を演算する。
し、将来横偏差dy1と制御ゲインKを乗算して制御トルク
Tを設定する(T=dy1×K)。ステップS38ではステア
リングアクチュエータ7に制御トルクTを出力する。制
御ゲインKは不図示の制御ゲインマップから求められ
る。この制御ゲインマップは、例えば、将来横偏差が大
きい程、大きなゲインとなるように設定すると良い。
された制御トルクTの絶対値|T|が所定体感トルクa以上
か否かを判定する。所定体感トルクaは運転者が体感で
きるレベルの操舵補助トルクが付与されているか否かを
判定するためのしきい値である。
が所定体感トルクa未満ならば(ステップS39でN
O)リターンし、所定体感トルクa以上ならば(ステッ
プS39でYES)、ステップS40に進む。
クTの標準偏差σを演算する。
された標準偏差σが所定しきい値b以上か否かを判定す
る。ステップS41で標準偏差σが所定しきい値b未満
ならば(ステップS41でNO)リターンし、所定しき
い値b以上ならば(ステップS41でYES)、ステッ
プS42に進む。ここで、所定しきい値bは操舵補助制
御による操舵の乱れを判定するためのしきい値である。
値か否かを判定する。ステップS42で正の値ならば
(ステップS42でYES)、ステップS43で右方向
のレベルメータを制御トルクTの値に応じて点灯する。
ば(ステップS42でNO)、ステップS44で左方向
のレベルメータを制御トルクTの値に応じて点灯する。
1の標準偏差σから運転者が操舵補助制御介入を認知し
ているか否かを判定し、運転者が操舵補助制御介入を認
知しているならば(ステップS41でNO)レベルメー
タを点灯せず、運転者が操舵補助制御介入を認知できて
いないならば(ステップS41でYES)、自車両に対
する操舵補助制御介入方向(自車両の横ずれ方向)に操
舵補助制御介入度合(横ずれ度合)に応じてレベルメー
タを点灯する。
できていない場合でも違和感を与えないで操舵補助力を
付与できる。
レベルメータの点灯例を示す図である。
にはレベルメータは点灯されず、図10のように操舵補
助制御介入があって自車両の右方向に小さなずれがある
ときには横ずれ度合に応じて小さく右方向にレベルメー
タを点灯する。また、図11のように操舵補助制御介入
があって自車両の右方向に大きなずれがあるときには横
ずれ度合に応じて大きく右方向にレベルメータを点灯す
る。更に、図12のように操舵補助制御介入があって自
車両の左方向に大きなずれがあるときには横ずれ度合に
応じて大きく左方向にレベルメータを点灯する。
41、S42の処理を行わずに、運転者が体感できるレ
ベルの操舵補助トルクが付与されているならば、制御ト
ルクTの大きさ及び方向に応じてレベルメータを点灯さ
せてもよい。[第3実施形態]第3実施形態の車両の操
舵装置は、運転者の体格差によりアイポイントが異なる
ことによる(特に中低速走行時)前方注視距離Lの変化
を考慮して、シートスライド位置とリートリクライニン
グ角度から運転者のアイポイントを推定し、このアイポ
イントとメータフード上端部による俯角から前方注視距
離Lを算出する。
ム構成にシートスライド位置センサ21とシートリクラ
イニング角度センサ22を付加している。
の制御ブロック図であり、制御器2の内部に表わす各ブ
ロックは、制御器2が行う制御動作を入力信号の流れで
表現している。制御器2による実際の制御処理は、予め
ROM(不図示)等に格納されたソフトウエアに従っ
て、CPU(不図示)が実行する(詳細は後述する)。
カメラ3によって撮像した前方撮像エリア3Fの画像に
基づいて、一般的な手法により自動車1が進行すべき目
標軌跡Y1の推定演算、横偏差dy0及びヨー角yawの検出を
行う。また、制御器2は、車速センサによる車速Vの検
出、シートスライド位置センサ21によるシートスライ
ド位置xの検出、シートリクライニング角度センサ22
によるシートリクライニング角度θの検出、シートスラ
イド位置xとシートリクライニング角度θによるアイポ
イントPの推定演算を行う。更に、制御器2は、車速Vと
アイポイントPから前方注視距離Lの推定演算、目標軌跡
Y1、横偏差dy0及びヨー角yawと前方注視距離Lから将来
横偏差dy1を演算し、該将来横偏差dy1に基づいて制御ゲ
インマップから制御ゲインKを設定し、将来横偏差dy1と
制御ゲインKからステアリングアクチュエータに対する
制御トルクTを設定する。
用いて第1実施形態と同様に算出される。
距離Lの推定演算を説明する運転席の構成図である。
シートスライド位置センサ21によるシートスライド位
置xとシートリクライニング角度センサ22によるシー
トリクライニング角度θから運転者のアイポイントPを
推定し、このアイポイントPとメータフード上端部Fによ
る俯角βから算出できる。
5を参照して説明する。
の制御手順を示すフローチャートである。
は、制御器2はCCDカメラ3により撮像された画像、
車速センサ6、シートスライド位置センサ21及びシー
トリクライニング角度センサ22からの検出信号を不図
示のRAMに格納して最新値に更新する。
ステップS53ではヨー角yawを検出し、ステップS5
4では目標軌跡Y1を推定演算する。
センサ21から運転者の足の長さを検出する。
らアイポイントPを推定演算する。ここで、運転者のア
イポイントPは、体格に比例していることが知られてい
る。そこで、アイポイントPは、運転者の足の長さを引
数とする体格のデータマップを、予め不図示のROM等
にルックアップテーブル(LUT)として格納してお
き、そのLUTをシートスライド位置センサ21により
検出したシートスライド位置に応じて参照することによ
り求めればよい。
ートリクライニング角度θにより補正する。
ータフード上端部Fによる俯角βを演算する。
角βから中低速時の前方注視距離L0を推定演算する。
値a(km/h)未満であるか否かを判定する。所定しきい値a
(km/h)は、中低速で走行しているか否かを判定するため
のしきい値である。
m/h)未満であるならば(ステップS60でYES)ステ
ップS61に進み、車速Vが所定しきい値a(km/h)以上な
らば(ステップS60でNO)ステップS62に進む。
注視距離LをステップS59で推定演算されたL0に設定
する。
転者のアイポイントPの違いによる前方注視距離Lの変化
が少ないので、車速Vと車両到達時間Tを乗算して車両到
達時間T後の前方注視距離Lを設定する。
ち目標軌跡Y1と推定演算される走行軌跡y1との偏差を演
算する。
し、将来横偏差dy1と制御ゲインKを乗算して制御トルク
Tを設定する(T=dy1×K)。ステップS65ではステア
リングアクチュエータ7に制御トルクTを出力する。制
御ゲインKは不図示の制御ゲインマップから求められ
る。この制御ゲインマップは、例えば、将来横偏差が大
きい程、大きなゲインとなるように設定すると良い。
ド位置とリートリクライニング角度から運転者のアイポ
イントを推定し、このアイポイントとメータフード上端
部による俯角から前方注視距離Lを算出するので、運転
者の体格差によりアイポイントが異なる中低速走行時に
おいて、精度の高い前方注視距離Lから制御トルクTを設
定できる。
よる操舵補助制御介入時の違和感を抑えることができ
る。
すべく操舵支援のための制御量が算出され、その制御量
がステアリングアクチュエータ等の操作端に設定される
制御処理が、所定の制御周期毎に行われている状態にお
いて、その制御量に応じて自車両に起こった事象に対し
て運転者が反応し、ステアリングホイールを操舵する操
舵速度は、運転者の運転特性に応じて異なる。即ち、過
敏に反応する運転者は、ある制御量に対してステアリン
グホイールを大きく操舵し、一方、過敏ではない運転者
は、同じ制御量に対してステアリングホイールを小さく
操舵する傾向がある。また、運転操作が俊敏でない運転
者は、ある制御量に応じて自車両に起こった事象に対し
てステアリングホイールの操舵を開始するまでの所要時
間(以下、反応時間)が長いという傾向がある。
度及び反応時間に応じて、操作端に設定する制御量を補
正(調整)することにより、最適な運転支援を行うこと
を目的とする。
車1のシステム構成を採用することが可能であり、後述
する操舵支援処理を実現するには、制御器2にて行う演
算処理を変更すれば良い。
の制御ブロック図であり、CCDカメラ3及び車速セン
サ6による検出結果に基づいて将来横偏差dy1を算出
し、その将来横偏差dy1に応じた制御量をステアリン
グアクチュエータ7に設定することにより、操舵補助力
を発生させること自体は第1の実施形態と同様である
が、本実施形態では、操舵角センサ10による検出結果
に基づいて算出した操舵速度δ'tと反応時間とに応じ
て、ステアリングアクチュエータ7に設定すべき制御量
の制御ゲインKを補正する。
が行う操舵支援処理を示すフローチャートである。
プS102:各センサの検出結果を更新し(ステップS
101)、更新された操舵角センサ10の検出結果と、
前回までの検出結果とに基づいて、単位時間当たりの操
舵速度δ't(=d(操舵角δ)/dt)を算出する
(ステップS102)。
に、CCDカメラ3及び車速センサ6による検出結果に
基づいて将来横偏差dy1を算出する。
算出した将来横偏差dy1が、所定の制御不感帯Dより
大きいかを判断し、この判断でYES(dy>D)のと
きにはステップS105に進み、NO(dy≦D)のと
きには操舵補助力を発生させる必要はないのでリターン
する。
テアリングアクチュエータ7に設定すべき制御量Fとし
て、ステップS103にて算出した将来横偏差dy1
と、不図示のRAM等に現在設定されている制御ゲイン
Kとの積を算出し(ステップS105)、算出した制御
量Fを、ステアリングアクチュエータ7に設定する(ス
テップS106)。ここで、ステップS105にて参照
する制御ゲインKは、例えば、将来横偏差が大きい程、
大きなゲインとなるように予め設定した制御ゲインマッ
プを参照すると良い。
ステアリングアクチュエータ7に設定した制御量Fが、
一般的な運転者が体感可能な制御量の標準値aより大き
いかを判断し、この判断でYESの(F≧>a)のとき
にはステップS108に進み、NO(F<a)のときに
は、制御ゲインKを変更する必要はないのでリターンす
る。
経験値であり、予め不図示のROM等に格納しておく。
定するためのタイマ(TIMER1)の計時を開始する
(前回の制御周期から計時状態が継続している場合は除
く)。
算出した操舵速度δ'tが、δ'std−σ0より小さいか
を判断し、この判断でYESの(δ't<δ'std−σ
0)のときにはステップS110に進み、NO(δ't
≧δ'std−σ0)のときにはステップS112に進む。
計測した制御に対する反応操舵速度の標準値であり、σ
0は、それら複数の運転者についての計測値のばらつき
(標準偏差)であり、予め不図示のROM等に格納して
おく。即ち、ステップS109では、ステップS102
にて算出した操舵速度δ'tが、標準的な運転者の反応
操舵速度の正規分布における下限値より小さいか否かを
判断する。
イマ(TIMER1)が所定時間を計時した(タイムア
ップ)かを判断し(ステップS110)、この判断でY
ESのときには、自車両を運転している運転者の操舵補
助力に対する感度が低いと判断できるので、制御ゲイン
Kを現在より大きな値に変更し(ステップS111)、
NOのときにはリターンする。ステップS111で制御
ゲインKを大きな値に変更すると、次回の制御周期のス
テップS105では、その大きな値に応じた制御量Fが
算出されるので、自車両を運転している運転者の運転者
の操舵補助力に対する感度が低い場合であっても、最適
な操舵補助力を発生させることができ、標準的な運転者
と略同様な操舵ができるように支援することができる。
ップS109とは反対に、自車両を運転している運転者
の操舵補助力に対する感度が高いかを判断する。即ち、
ステップS102にて算出した操舵速度δ'tとδ'std
+σ0とを比較することにより、算出した操舵速度δ'
tが、標準的な運転者の反応操舵速度の正規分布におけ
る上限値より大きいか否かを判断する。
断でδ't>δ'std+σ0のときには、自車両を運転し
ている運転者の操舵補助力に対する感度が高いと判断で
きるので、制御ゲインKを現在より小さな値に変更す
る。これにより、次回の制御周期のステップS105で
は、その小さな値に応じた制御量Fが算出されるので、
自車両を運転している運転者の操舵補助力に対する感度
が高い場合であっても、最適な操舵補助力を発生させる
ことができ、標準的な運転者と略同様な操舵ができるよ
うに支援することができる。
テップS112の判断でδ't≦δ'std+σ0のときに
は、自車両を運転している運転者の反応操舵速度は標準
的な範囲であると判断できるので、次に、その運転者の
反応時間が標準的な時間であるかを判断する準備とし
て、計時中のタイマ(TIMER1)を停止し(ステッ
プS114)、そのタイマのカウント値Cが、Tstd+
σ1より大きいかを判断し(ステップS115)、この
判断でYES(カウント値C>Tstd+σ1)のときに
はステップS116に進み、NO(カウント値C≦Tst
d+σ1)のときには制御ゲインKの変更は必要無いの
でリターンする。
計測した制御に対する反応時間の標準値であり、σ1
は、それら複数の運転者についての計測値のばらつき
(標準偏差)であり、予め不図示のROM等に格納して
おく。即ち、ステップS115では、タイマのカウント
値Cが、標準的な運転者の反応時間の正規分布における
上限値より大きいか否かを判断する。
断がYESの場合、自車両を運転している運転者の反応
時間は長く、操舵が遅れぎみであるため、遅れの度合を
求めるべく、タイマ(TIMER1)のカウント値Cと
(Tstd+σ1)との差分τを算出する。
算出した差分τに応じて、制御ゲインKを現在より大き
な値に変更する。これにより、次回の制御周期のステッ
プS105では、その大きな値に応じた制御量Fが算出
されるので、自車両を運転している運転者の反応時間が
遅れ気味の場合であっても、最適な操舵補助力を発生さ
せることができ、標準的な運転者と略同様な操舵ができ
るように支援することができる。
ば、運転者の操舵速度及び反応時間に応じて、ステアリ
ングアクチュエータ7に設定する制御量Fを補正(調
整)することができ、最適な操舵支援を行うことができ
る。
判定を行った後で反応時間についての判定を行ったが、
この処理構成に限られるものではなく、反応時間につい
ての判定を行った後で操舵速度についての判定を行う処
理構成としても良い。
では、運転者の操舵速度及び反応時間に応じて、ステア
リングアクチュエータ7に設定する制御量Fを補正する
ことにより、直接的な操舵支援(運転支援)を行った
が、本実施形態では、直接的な操舵支援を行うのではな
く、警報報知を適切なタイミングで発報することによる
間接的な操舵支援(運転支援)を行う。
態様として、ステアリングホイールに振動を起こす所謂
タクタイル警報を採用する例として説明する。
車1のシステム構成を採用することが可能であり、後述
する操舵支援処理を実現するには、制御器2にて行う演
算処理を変更すれば良い。
の制御ブロック図であり、CCDカメラ3及び車速セン
サ6による検出結果に基づいて将来横偏差dy1を算出
し、その将来横偏差dy1に基づいて走行中の車線から
の逸脱判定を行い、判定結果に応じて、ステアリングア
クチュエータ7による振動を発生させること自体は一般
的なタクタイル警報制御と略同様であるが、本実施形態
では、操舵角センサ10による検出結果に基づいて算出
した操舵速度δ'tと反応時間とに応じて、ステアリン
グアクチュエータ7に設定すべき制御量(振動トルクT
D)を補正する。
クチュエータ7を駆動することによる自動車1のステア
リング機構の振動制御の態様は、ステアリング機構に発
生させる振動の大きさを変更する制御と、その振動の周
波数を変更する制御を行えば良い。
テアリングアクチュエータ7に対する制御量F(当該ア
クチュエータが電動モータの場合には振動トルクTD)
を調整することにより実現し、一方、振動周波数を変更
する制御は、算出した制御量Fをステアリングアクチュ
エータ7に対して出力する制御信号のパルスレートの変
更や制御ゲインを変更する周期の調整等により実現すれ
ば良い。係る振動制御については、例えば、特開平11
−34774号、或いは、本願出願人による先行する特
願平11−350182号(本願出願時点では未公開で
ある)等に提案されている方法等を採用すれば良く、本
実施形態における詳細な説明は省略する。
が行う操舵支援処理を示すフローチャートである。
プS202:各センサの検出結果を更新し(ステップS
201)、更新されたCCDカメラ3及び車速センサ6
による検出結果に基づいて将来横偏差dy1を算出する
と共に、上記の如く一般的な手法により、車線逸脱が起
こるか否かを判定し、逸脱が起こると判断したときには
ステアリングアクチュエータ7に設定する振動トルクT
Dや振動の発生周期等を算出する(ステップS20
2)。
るステップS202にて車線逸脱警報(タクタイル警
報)を発生させたかを判断し、この判断でYESのとき
(当該警報を発報させたとき)にはステップS204に
進み、NOのとき(当該警報を発報させなかったとき)
にはリターンする。
定するためのタイマ(TIMER1)の計時を開始する
(前回の制御周期から計時状態が継続している場合は除
く)。
イル警報)を発生させてから所定時間の期間内における
運転者による最大回避操舵速度δ'tmaxと、警報発報か
らの経過時間(反応時間)Tとを算出する。
該所定時間内に運転者が車線逸脱を防止可能な方向にス
テアリングホイールを操舵した最大の操舵速度δ'tで
あり、操舵速度δ'tは、第4実施形態と同様に、更新
された操舵角センサ10の検出結果と、前回までの検出
結果とに基づいて、単位時間当たりの変化量d(操舵角
δ)/dtを算出すれば良い。
算出した最大回避操舵速度δ'tmaxが、δ'stdmax−σ
0より小さいかを判断し、この判断でYESの(δ'tm
ax<δ'stdmax−σ0)のときにはステップS207に
進み、NO(δ'tmax≧δ'stdmax−σ0)のときには
ステップS208に進む。
の運転者について計測した車線逸脱からの最大回避操舵
速度の標準値であり、σ0は、それら複数の運転者につ
いての計測値のばらつき(標準偏差)であり、予め不図
示のROM等に格納しておく。即ち、ステップS206
では、ステップS205にて算出した最大回避操舵速度
δ'tmaxが、標準的な運転者の最大回避操舵速度δ'std
maxの正規分布における下限値より小さいか否かを判断
する。
断でYESのときには、自車両を運転している運転者の
ステアリング振動に対する感度は低いと判断できるの
で、ステアリングアクチュエータ7に設定する振動トル
クTDを現在より大きな値に変更し、リターンする。本
ステップにて振動トルクTDを大きな値に変更すると、
次回の制御周期のステップS202では、その大きな値
に応じた振動トルクTDがステアリングアクチュエータ
7に設定されるので、自車両を運転している運転者のス
テアリング振動に対する感度は低い場合には標準より大
きめの振動をステアリングホイールに発生させることが
でき、その運転者に車線逸脱を効果的に認識させること
ができる。
ップS206とは反対に、自車両を運転している運転者
のステアリング振動に対する感度は高いかを判断する。
即ち、ステップS205にて算出した最大回避操舵速度
δ'tmaxとδ'stdmax+σ0とを比較することにより、
算出した最大回避操舵速度δ'tmaxが、標準的な運転者
の最大回避操舵速度δ'stdmaxの正規分布における上限
値より大きいか否かを判断する。
断でδ'tmax>δ'stdmax+σ0のときには、自車両を
運転している運転者のステアリング振動に対する感度は
高いと判断できるので、振動トルクTDを現在より小さ
な値に変更し、リターンする。これにより、次回の制御
周期のステップS202では、その小さな値に応じた振
動トルクTDがステアリングアクチュエータ7に設定さ
れるので、自車両を運転している運転者のステアリング
振動に対する感度は高い場合には標準より小さめの振動
をステアリングホイールに発生させることができ、その
運転者の過剰な回避操作を抑制することができる。
テップS208の判断でδ't≦δ'stdmax+σ0のとき
には、自車両を運転している運転者の回避操舵速度は標
準的な範囲であると判断できるので、次に、その運転者
の反応時間が標準的な時間であるかを判断する準備とし
て、計時中のタイマ(TIMER1)を停止し(ステッ
プS210)、そのタイマのカウント値Cが、Tstd+
σ1より大きいかを判断し(ステップS211)、この
判断でYES(カウント値C>Tstd+σ1)のときに
はステップS212に進み、NO(カウント値C≦Tst
d+σ1)のときには振動トルクTDの変更は必要無い
のでリターンする。
計測した車線逸脱警報の発報から回避操舵が行われるま
での反応時間Tの標準値であり、σ1は、それら複数の
運転者についての計測値のばらつき(標準偏差)であ
り、予め不図示のROM等に格納しておく。即ち、ステ
ップS211では、タイマのカウント値Cが、標準的な
運転者の反応時間の正規分布における上限値より大きい
か否かを判断する。
断がYESの場合、自車両を運転している運転者の反応
時間は長く、操舵が遅れぎみであるため、遅れの度合を
求めるべく、タイマ(TIMER1)のカウント値Cと
(Tstd+σ1)との差分τを算出する。
算出した差分τに応じて、振動トルクTDを現在より大
きな値に変更する。これにより、次回の制御周期のステ
ップS202では、その大きな値に応じた振動トルクT
Dが算出されるので、自車両を運転している運転者の反
応時間が遅れ気味の場合には標準より大きめの振動をス
テアリングホイールに発生させることができ、その運転
者に車線逸脱を効果的に認識させることができる。
で、上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能で
ある。
両のシステム構成を示す図である。
図である。
位置関係を説明する図である。
置関係を説明する図である。
すフローチャートである。
すフローチャートである。
図である。
すフローチャートである。
示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
ク図である。
演算を説明する運転席の構成図である。
示すフローチャートである。
ク図である。
援処理を示すフローチャートである。
ク図である。
援処理を示すフローチャートである。
Claims (8)
- 【請求項1】 車両のステアリング装置に操舵補助力を
付与する操舵補助手段と、 車両の走行車線内における横位置を検出する横位置検出
手段と、 前記横位置検出手段により検出された横位置に基づい
て、該横位置が所定の走行軌跡に近づくように前記操舵
補助手段を制御する制御手段と、 前記操舵補助手段の制御介入に対する運転者による修正
操舵量に関する値を検出する修正操舵量検出手段とを備
え、 前記制御手段は、前記修正操舵量に関する値の変化の態
様に応じて、次回の制御周期において前記操舵補助手段
に設定する制御量を補正することを特徴とする車両の操
舵装置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、前記修正操舵量に関す
る値が大きいほど、同じ横位置の偏差量に対する前記操
舵補助手段に設定する制御量を小さくするように学習補
正することを特徴とする請求項1記載の車両の操舵装
置。 - 【請求項3】 前記修正操舵量に関する値が所定の第1
値以上の時に該修正操舵量に関する値に応じて同じ横位
置の偏差量に対する制御量を小さくすることを特徴とす
る請求項2記載の車両の操舵装置。 - 【請求項4】 前記修正操舵量に関する値は、運転者が
体感できる操舵補助力が付与された時の操舵角の標準偏
差と、操舵補助制御未介入又は運転者が体感できない操
舵補助力が付与された時の操舵角の標準偏差との差に基
づいて設定されることを特徴とする請求項3記載の車両
の操舵装置。 - 【請求項5】 前記制御手段は、前記修正操舵量に関す
る値が前記第1値より大きい所定の第2値以上の時に前
記学習補正を抑制することを特徴とする請求項2記載の
車両の操舵装置。 - 【請求項6】 前記修正操舵量検出手段は、前記修正操
舵量に関する値として、運転者による修正操舵時の操舵
速度を検出しており、 前記制御手段は、前記修正操舵の操舵速度が所定値より
小さいときに、前記制御量を大きな値に補正することを
特徴とする請求項1記載の車両の操舵装置。 - 【請求項7】 前記修正操舵量検出手段は、前記修正操
舵量に関する値として、運転者による修正操舵時の操舵
速度を検出しており、 前記制御手段は、前記修正操舵の操舵速度が所定値より
大きいときに、前記制御量を小さな値に補正することを
特徴とする請求項1記載の車両の操舵装置。 - 【請求項8】 前記制御手段は、前記操舵補助手段によ
る制御介入に対して前記修正操舵量に関する値が変化す
るまでの時間が所定値より大きいときに、前記制御量を
大きな値に補正することを特徴とする請求項1記載の車
両の操舵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000080355A JP2001163236A (ja) | 1999-09-28 | 2000-03-22 | 車両の操舵装置 |
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---|---|---|---|
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JP11-274619 | 1999-09-28 | ||
JP2000080355A JP2001163236A (ja) | 1999-09-28 | 2000-03-22 | 車両の操舵装置 |
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Family Applications (1)
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-
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- 2000-03-22 JP JP2000080355A patent/JP2001163236A/ja active Pending
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