JP2006159995A - 車両用操舵動作支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ＥＴＣレーン走行中の直進状態の維持をしやすくする車両用操舵動作支援装置の提供を目的とする。
【解決手段】 自車の操舵動作を支援する車両用操舵動作支援装置において、ＥＴＣレーンからの電波受信によって自車がＥＴＣレーンを走行しているか否かを判定し、フラグＦに１をたてる。フラグＦをオフするためのカウンタＣをインクリメントしていき、Ｃが所定時間Ｔを超えるまで、自車の直進性が強くなる方向に自車の操舵特性を変更する。つまり、可変ギヤ比ステアリングのマップや電動パワーステアリングのアシストトルクのマップを操舵特性として曲がりにくくなるマップに変更する。また、可変スタビライザーのばね定数を小さい値に、若しくは、減衰力可変ショックアブゾーバーの減衰力を小さくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムを利用して、自車の操舵動作を支援する車両用操舵動作支援装置に関する。

従来から、ＥＴＣゲートを通過する時の車両の走行速度を制御する車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１）。本車両制御装置は、自車がＥＴＣゲートに接近した事が検出された時、自車の走行速度をＥＴＣゲート通過適正速度に減速制御するものである。
特開２００４−１４４０４９号公報

ＥＴＣレーンでは、車両は直進状態で走行することが必要である。しかしながら、わき見運転や意図的なステアリング操作等によって直進状態が保てないおそれがある。この懸念は、上述の従来技術であっても、解決され得ないものである。

そこで、本発明は、ＥＴＣレーン走行中の直進状態の維持をしやすくする車両用操舵動作支援装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
自車の操舵動作を支援する車両用操舵動作支援装置において、
前記自車がＥＴＣレーンを走行しているか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段により前記ＥＴＣレーンを走行していると判定された場合には前記自車の直進性が強くなる方向に前記自車の操舵特性が変更されることを特徴とする車両用操舵動作支援装置が提供される。

本局面によれば、ＥＴＣレーンの走行中では自車が操舵動作しにくくなる（すなわち、曲がりにくくなる）ので、わき見運転や意図的なステアリング操作等が行われても、直進状態の維持がしやすくなる。

本発明によれば、ＥＴＣレーン走行中の直進状態の維持をしやすくすることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

［ＥＴＣシステムについて］まず、図６を参照しながら、本発明を実施する際に利用するＥＴＣシステムについて簡単に説明する。車両検知器３がＥＴＣレーン９への車両の進入を検知すると、ＥＴＣゲート２から車両に向けて電波が照射される。車両に搭載されたＥＴＣ車載器１０は、その電波を受信し、ＥＴＣゲート２との間で通行確認等のデータ通信を行う。特に、料金所出口では料金所入口情報等をデータ通信することによって料金計算が行われ、開閉ゲート７が開く。これによって、車両は停止することなく料金所やＥＴＣレーン９を通過することができる。

このとき、自車がＥＴＣレーン９を走行しているか否かの判定は、ＥＴＣ車載器１０のＥＴＣゲート２からの電波受信有無によって行われる。電波が受信されれば、自車がＥＴＣレーン９を走行していると判定される。電波が受信されなければ、自車がＥＴＣレーン９を走行していないと判定される。

図６に示されるように、ＥＴＣレーン９は真っ直ぐに造られている。また、コンクリートの縁石８等で隣のレーンに移動できないようになっている場合もある。したがって、ＥＴＣゲート２からの電波を受信したタイミングでは、車両は真っ直ぐにＥＴＣレーン９上を走っている状況である。

［車両の操舵特性について］車両の操舵特性を変更する手段として、例えば、可変ギヤ比ステアリングシステム、電動パワーステアリング、可変スタビライザー、減衰力可変ショックアブゾーバーが挙げられる。

可変ギヤ比ステアリングシステムは、走行状態に応じてステアリングギヤ比を任意に変化させることができ、ステアリングホイールの操舵に必要な操舵量を調整することができる。

電動パワーステアリング（「ＥＰＳ」ともいう）は、走行状態に応じてステアリングホイールの操舵アシストトルクを任意に変化させることができ、ステアリングホイールの操舵に必要な操舵荷重を調整することができる。

可変スタビライザーは、走行状態に応じてスタビライザーのばね定数を任意に変化させることができ、車両のロール角を調整することができる。ロール角を調整することによって、車両自体の操舵特性（アンダーステア特性やオーバーステア特性）を変化させることができる。したがって、可変スタビライザーのばね定数を小さくすればするほど、車両の操舵動作の応答は鈍くなる。

減衰力可変ショックアブゾーバーは、走行状態に応じてショックアブゾーバーの減衰力を任意に調整することができ、急ブレーキや急ハンドルという過渡変化時の車両の姿勢変化量を調整することができる。車両の姿勢変化量を調整することによって、車両自体の操舵特性を変化させることができる。したがって、減衰力ショックアブゾーバーの減衰力を小にすればするほど、車両の操舵動作の応答は鈍くなる。

なお、本発明は上記例示した車両の操舵特性を変更する手段（ハードウェア機構）について詳細に特定するものではない。また、そのハードウェア機構は当業者にとって明らかなものであるため、詳しい説明については省略する。

また、本発明の車両用操舵動作支援装置は、上記例示したハードウェア機構を制御する電子制御装置（いわゆる、ＥＣＵ）である。車両用操舵動作支援装置は、上述したＥＴＣゲート２からの電波受信信号を車載器１０から受け取り、自車がＥＴＣレーン９を走行しているか否かを判定する。そして、その判定結果に応じて車両の操舵特性を決定し、その決定された操舵特性に基づいて上記例示したハードウェア機構を制御する。車両の操舵特性は、図２〜図５に示されるマップにより定まる。

図２は、ステアリングホイールの操舵角（操舵量ともいう）に対する車輪の舵角を定めたマップである。ステアリングホイールの操舵角が増えれば、車輪の舵角が増えることを示す。このとき、ＥＴＣレーン９を走行していると判定された場合（以下、「ＥＴＣレーン走行時」という）における車輪の所定舵角に対して必要なステアリングホイールの操舵角は、ＥＴＣレーン９を走行していないと判定された場合（以下、「通常時」という）よりも大きくなることを示している。すなわち、図２のＢのマップ値が選択されることによって、可変ギヤ比ステアリングシステムによる可変ステアリングのギヤ比が大になり、車輪の舵角が切れにくくなることを示している。

車輪の舵角が切れにくくなるようにするために、図３のＢのマップ値を選択してもよい。図３は、車速に対するステアリングギヤ比を定めたマップである。車速が増えるにつれてステアリングギヤ比も増えるため、高速走行時のステアリング操作の「ぶれ」による急激な車両の挙動変化が防止できる。逆に言えば、低速走行時のステアリング操作や停止時の据え切り操作が少ない操作量で車輪を大きく切れるようになり、運転操作が楽になる。

そこで、ＥＴＣレーン走行時は、低速走行するように提唱されているため、低速走行時にステアリングギヤ比の高い図３のＢのマップ値を選択する。これによって、可変ギヤ比ステアリングシステムによる可変ステアリングのギヤ比がＥＴＣレーン走行時（すなわち、低速走行時）に大になり、車輪の舵角が切れにくくなる。

図４は、ステアリングホイールの操舵角に対するアシストトルクを定めたマップである。ステアリングホイールの操舵角が増えれば、アシストトルクが増えることを示す。このとき、ＥＴＣレーン走行時における車輪の所定舵角に対して必要なステアリングホイールの操舵荷重は、通常時よりも大きくなることを示している。通常時とＥＴＣレーン走行時のステアリングホイールの操舵角を比較すると、ＥＴＣレーン走行時のマップ値のアシストゲインが減っている（傾きが小さくなっている）からである（図４のＩ参照）。

また、このとき、ＥＴＣレーン走行時の自車が所定操舵動作方向になるまでに必要なステアリングホイールの操舵時間は、一定の操舵荷重で比較すると、通常時よりも大きくなることを示している。ＥＴＣレーン走行時のマップ値のアシストの開始点が遅れているからである（図４のＩＩ参照）。

すなわち、図４のＢのマップ値が選択されることによって、電動パワーステアリングの操舵アシストトルクが小になるとともに、ステアリングホイールの操舵角をアシストする開始点が遅れるため、車輪の舵角が切れにくくなることを示している。

図５は、図４と同様に、ステアリングホイールの操舵角に対するアシストトルクを定めたマップである。しかし、図４の場合と異なるのは、ＥＴＣレーン走行時のマップが選択されると、ステアリングホイールの操舵方向に対し逆向きにアシストトルクが発生することである。すなわち、図４のＢのマップ値が選択されることによって、直進を外れる方向の操舵に対し、電動パワーステアリングが逆アシストする（直進に戻そうとする）ので、結果的には、車輪の舵角が切れにくくなることを示している。

［第１の実施例］それでは、本発明の車両用操舵動作支援装置の実施例について説明する。図１は、本発明の車両用操舵動作支援装置の第１の実施例を示すフローである。本フローは、その車両用操舵動作支援装置内のプログラムの流れを表したものである。

まずステップ１０において、上述したように、ＥＴＣゲート２から車両に送信された電波を確認する。いま、ＥＴＣゲート２からの電波受信フラグＥＴＣＦを定義する。ＥＴＣＦの初期値は０である。ＥＴＣゲート２からの電波受信があった場合をＥＴＣＦ＝１とし、電波受信がなかった場合をＥＴＣＦ＝０とする。ＥＴＣＦ＝１ならば、ステップ１１に移行する。ＥＴＣＦ＝０ならば、ステップ１２に移行する。

ステップ１１では、ＥＴＣ通過時制御可変許可フラグＦに１を立てる。Ｆの初期値は０であり、Ｆ＝０は操舵特性の変更をする制御を禁止することを示す。Ｆ＝１は操舵特性の変更をする制御を許可することを示す。

ステップ１２では、Ｆ＝１であるか否かを判定する。ＥＴＣゲート２からの電波受信をしていれば、すでにＦ＝１になっているので、ステップ１４に移行する。電波受信をしていなければ、Ｆ＝０になっているので、ステップ１７に移行する。

ステップ１７において、操舵特性の変更をする制御が禁止されているので、通常時のマップを選択する。その通常時のマップ値（図２〜５のＡのマップ値）に基づいた操舵特性で制御される。それとともに、可変スタビライザーのばね定数や減衰力可変ショックアブゾーバーの減衰力は通常値が選択される。その後、ステップ１８において、ブレーキゲイン及びアクセルゲインを通常値に選択しているが、これについては後述する。

ステップ１２でＦ＝１の場合、フラフＦオフカウンタＣをインクリメントした（ステップ１４）後に、ステップ１５に移行する。Ｃは、Ｆを１から０にするまで（すなわち、操舵特性の変更をする制御を禁止するまで）のカウンタである。

ステップ１５では、インクリメントされたフラグＦオフカウンタＣがフラグＦオフ閾値Ｔ（例えば、＝１秒）を超えないまで、ステップ１９に移行するようにしている。超えた場合には、ステップ１６に移行する。この時間Ｔは、操舵特性の変更をする制御が許可される時間を表す。

ステップ１９では、操舵特性の変更をする制御が行われる。つまり、ＥＴＣレーン走行時のマップ値（図２〜５のＢのマップ値）に基づいた操舵特性で制御される。それとともに、可変スタビライザーのばね定数や減衰力可変ショックアブゾーバーの減衰力は通常値よりも小さい値が選択される。

ステップ２０では、「Ｖ＞Ｔｈｖ」であるか否かを判断する。Ｖは自車速、Ｔｈｖはブレーキペダル操作量及びアクセルペダル操作量に対するゲインを可変する閾値車速を表す。自車速がこの判定条件を満たさない場合、ブレーキペダル操作量及びアクセルペダル操作量に対するゲインはそれぞれの通常値が選択される（ステップ１８）。自車速がこの判定条件を満たす場合、ブレーキペダル操作量に対するゲインはその通常値より大きい値が、アクセルペダル操作量に対するゲインはその通常値より小さい値が選択される（ステップ２１）。

つまり、自車速が閾値車速Ｔｈｖ以下であれば、ゲインを変える制御はしないが（ステップ１８）、自車速が閾値車速Ｔｈｖよりも速ければ、ステップ２１の制御をすることによって、ブレーキペダルの通常の踏み込み量に対しブレーキがかかりやすくなり、アクセルペダルの通常の踏み込み量に対しスピードが出にくくなる。

なお、現在のＥＴＣレーンを走行するにあたっての適正車速は２０ｋｍ／ｈ以下の車速で走行するよう提唱されている。これを受けて、閾値車速Ｔｈｖをこの適正車速の２０ｋｍ／ｈに設定する。つまり、ＥＴＣレーン走行中の自車速がその適正車速を越えていれば、ブレーキペダル及びアクセルペダル操作によって、速やかに適正車速以下まで減速することができる。さらに、速やかに適正車速以下までに減速できることによって、ＥＴＣレーン走行中の直進状態への制御を速やかに行うことができ、その直進状態の維持がしやすくなる。

［第２の実施例］コーナリング時に変化する車両状態量の検出をする車載検出装置の出力値を零点補正する車載検出装置の出力補正装置に本発明を適用する場合について説明する。この車載検出装置には、例えば、ヨーレートセンサや横加速度センサ（以下、「ヨーレートセンサ等」という）がある。一般的には、ヨーレートセンサ等の零点補正は、検出すべき値が自車に発生していない状態、すなわち、停車している状態に行われる。したがって、図６に示されるように、進路が直進に規制されてＥＴＣレーン９の特徴を利用して、ヨーレートセンサ等の零点補正をすることができる。すなわち、自車がＥＴＣレーン９を走行している間であれば、検出すべき値は自車に発生していないので、ヨーレートセンサ等の出力値は限りなく零になり、ヨーレートセンサ等の零点補正をすることができる。

ところが、例えば、わき見運転やドライバーが意図的に操舵をすれば、ヨーレート等によって検出される値が零から大きく外れる可能性がある。そこで、上述した図１で表される制御を用いることによって、ＥＴＣレーン９走行中の直進状態の維持がしやすくなるため、わき見運転やドライバーが意図的に操舵をしたとしても、ヨーレート等によって検出される値が零から大きく外れることなく、零点補正をしやすくなる。

また、操舵角の安定する数十ｋｍ／ｈ以上の直進状態で零点補正を行うステアリングホイールの操舵角についても本発明を適用可能である。上述した図１で表される制御を用いることによって、ＥＴＣレーン９走行中の直進状態の維持がしやすくなるため、わき見運転やドライバーが意図的に操舵をしたとしても、操舵角が零から大きく外れることなく、零点補正をしやすくなる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

上述の実施例では、固定時間Ｔで平均化していたが、ＥＴＣレーンの長さは場所によって変化する場合があるので、ＥＴＣレーンを出ることを検知するまで時間で平均化してもよい。ＥＴＣレーンを出ることを検知するには、ＥＴＣゲート１、車両検知器５若しくは車両監視カメラ６、又は、開閉バー７の開作動によって、検出することができる。

本発明の車両用操舵動作支援装置の第１の実施例を示すフローである。 ステアリングホイールの操舵角（操舵量）に対する車輪の舵角を定めたマップである。 車速に対するステアリングギヤ比を定めたマップである。 ステアリングホイールの操舵角に対するアシストトルクを定めたマップである（逆アシストなしの場合）。 ステアリングホイールの操舵角に対するアシストトルクを定めたマップである（逆アシストありの場合）。 ＥＴＣシステム及びＥＴＣレーン９を説明するための図である。

符号の説明

１，２ ＥＴＣゲート
３，４，５ 車両検知器
６ 車両監視カメラ
７ 開閉バー
８ 縁石
９ ＥＴＣレーン
１０ ＥＴＣ車載器

Claims (6)

1. 自車の操舵動作を支援する車両用操舵動作支援装置において、
   前記自車がＥＴＣレーンを走行しているか否かを判定する判定手段を備え、
   前記判定手段により前記ＥＴＣレーンを走行していると判定された場合には前記自車の直進性が強くなる方向に前記自車の操舵特性が変更されることを特徴とする車両用操舵動作支援装置。
2. 前記判定手段により前記ＥＴＣレーンを走行していると判定された場合における車輪の所定舵角に対して必要なステアリングホイールの操舵量は、走行していないと判定された場合よりも大きい請求項１記載の車両用操舵動作支援装置。
3. 前記判定手段により前記ＥＴＣレーンを走行していると判定された場合における車輪の所定舵角に対して必要なステアリングホイールの操舵荷重は、走行していないと判定された場合よりも大きい請求項１記載の車両用操舵動作支援装置。
4. 前記判定手段により前記ＥＴＣレーンを走行していると判定された場合の自車が所定操舵動作方向になるまでに必要なステアリングホイールの操舵時間は、走行していないと判定された場合よりも長い請求項１記載の車両用操舵動作支援装置。
5. 前記判定手段により前記ＥＴＣレーンを走行していると判定された場合のブレーキペダル操作量に対するゲインは、走行していないと判定された場合よりも大きい請求項１記載の車両用操舵動作支援装置。
6. 前記判定手段により前記ＥＴＣレーンを走行していると判定された場合のアクセルペダル操作量に対するゲインは、走行していないと判定された場合よりも小さい請求項１記載の車両用操舵動作支援装置。

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