JP2007008218A

JP2007008218A - 操舵支援装置

Info

Publication number: JP2007008218A
Application number: JP2005188500A
Authority: JP
Inventors: Chumsamutr Rattapon; チュムサムットラッタポン; Seiji Kawakami; 清治河上; Satoru Niwa; 悟丹羽; Katsuhiko Iwasaki; 克彦岩▲崎▼; Hiroaki Kataoka; 寛暁片岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: JP4240013B2

Abstract

【課題】操舵フィーリングやレーン追従性を悪化させることなく操舵状態に応じた適切なアシストトルクを付与することが可能な操舵支援装置を提供する。
【解決手段】目標横加速度Ｇの絶対値の増大時と減少時およびその方向に応じて、操舵トルクＴを求める際の目標横加速度Ｇ−操舵トルクＴの特性線図をＡ〜Ｄの間で切り替える。ここで、目標横加速度Ｇの絶対値が増大する場合に用いる線図Ａ、Ｃは、減少する場合に用いる線図Ｂ、Ｄに比較して同一の目標横加速度Ｇ（Ｇ≠０）に対して操舵トルクＴの絶対値が大きくなるよう設定されている。特性線図の切り替えは、目標横加速度Ｇの増減が切り替わった後、増大状態または減少状態が継続し、かつ変化量が目標横加速度変動しきい値ΔＧを超えたときに行われる。ここで、この目標横加速度変動しきい値ΔＧは、走行路の曲率が大きいときに曲率が小さいときよりも大きく設定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両の操舵支援を行う操舵支援装置に関する。

走行レーンに沿った車両の走行を支援する操舵支援装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この操舵支援装置は、まず、ＣＣＤカメラなどを利用して自車両が走行するレーンの画像を取得する。次に、取得した画像から画像認識処理によって走行レーンを区画する道路区画線（白線）を検出することで、自車両が走行すべき走行レーン情報を取得する。そして、取得した走行レーン情報を基に、操舵に必要な操舵トルクを求めて、適切なアシストトルクを付与することで、運転者の操舵を支援する。

特許文献１の技術では、走行レーンの曲率、車両中心線と走行路中心線との横ずれ量であるレーンオフセット、および走行路中心線と車両中心線のなす角度である偏向角の微分値を用いて操舵トルクを算出することで、適正なアシストトルクを算出している。
特開２００１−１０５１８号公報

ところで、車両の操舵機構は、ギヤボックスやサスペンションジョイント等によって接続されており、それらの摩擦力による抵抗（操舵摩擦）が存在する。操舵量を増大させようとする場合には、操舵摩擦がアシストトルクを付与するモータの出力に対して抵抗として働くため、操舵トルクが不足する。一方、操舵量を減少させようとする場合には、操舵摩擦は、タイヤが直進方向に戻ろうとする力の抵抗となるため、モータの出力が過剰に作用する場合と同等に働く。このため、目標アシストトルクと実際に付与されるアシストトルクとが一致せず、制御性が低下するおそれがある

そこで、操舵摩擦を考慮して、操舵状態ごと、すなわち操舵量が増大する状態と操舵量が減少する状態とで異なるアシストトルクを設定することが考えられる。この場合、操舵状態を判定し、操舵状態が変化したときにはアシストトルクの設定値を切り替える必要がある。ここで、上述したように、アシストトルクを走行レーンの曲率などに基づいて設定する場合、曲率が大きい旋回路では、直線路と比べて曲率の検出値に含まれるノイズの影響を大きく受ける。そのため、旋回路において直線路と同様の条件でアシストトルクの切り替えを行うとすると、切り替えが頻繁に発生して操舵機構に付与されるアシストトルクが変動することにより、操舵フィーリングやレーン追従性などが悪化するおそれがある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、操舵フィーリングやレーン追従性を悪化させることなく操舵状態に応じた適切なアシストトルクを付与することが可能な操舵支援装置を提供することを目的とする。

本発明に係る操舵支援装置は、走行路の所定位置を走行するように車両の操舵機構にアシストトルクを付与する操舵支援装置において、走行路の曲率に基づいて車両の目標横加速度を算出する目標横加速度算出手段と、目標横加速度算出手段により算出された目標横加速度に基づいてアシストトルクを設定するアシストトルク設定手段とを備え、アシストトルク設定手段が、目標横加速度が増大状態にあるときには、目標横加速度が減少状態にあるときよりもアシストトルクの設定値を大きくするとともに、目標横加速度が増大状態から減少状態または減少状態から増大状態に切り替えられたか否かを判定する場合に、走行路の曲率が大きいときには曲率が小さいときよりも増減状態の切り替えが行われたと判定し難くすることを特徴とする。

目標横加速度の絶対値を増大させるとき、すなわち操舵量を増大させる切り増しの場合は、目標横加速度の絶対値を減少させるとき、すなわち操舵量を減少させる切り戻しの場合に比べてアシストトルクを大きくすることで、目標横加速度に合致したアシストトルクを付与することができる。付与するアシストトルクの大きさは、例えば、操舵摩擦を考慮すると良く、切り増しの場合には操舵摩擦を考慮しない場合に比較して、操舵摩擦分だけ大きなアシストトルクを付与し、切り戻しの場合には操舵摩擦を考慮しない場合に比較して、操舵摩擦分だけ小さなアシストトルクを付与することが好ましい。また、目標横加速度が増大状態から減少状態または減少状態から増大状態に切り替えられたか否かを判定する場合に、走行路の曲率が大きく検出値に含まれるノイズなどの影響をより強く受けるときには、曲率が小さいときよりも増減状態の切り替えが行われたと判定し難くすることにより、頻繁な切り替えによるアシストトルクの変動を抑制することができる。その結果、操舵フィーリングやレーン追従性などの悪化を抑制することが可能となる。

上記アシストトルク設定手段は、目標横加速度が増大状態から減少状態または減少状態から増大状態に切り替わった後、該目標横加速の変化量がしきい値を超えたときに増減状態の切り替えが行われたと判定するとともに、走行路の曲率が大きいときには曲率が小さいときよりもしきい値を大きくすることが好ましい。

このように、増大方向のアシストトルク特性と減少方向のアシストトルク特性の切り替えは、目標横加速度の増減が切り替わった時点で瞬時に行うのではなく、増減が切り替わった後、増加状態または減少状態が継続し、かつ変化量がしきい値を超えたときに実行する。このしきい値を走行路の曲率が大きいときに曲率が小さいときよりも大きくすることにより、走行路の曲率が大きいときに曲率が小さいときよりも切り替えが行われ難くすることが可能となる。

本発明によれば、目標横加速度が増大状態にあるときには減少状態にあるときよりもアシストトルクの設定値を大きくするとともに、目標横加速度の増減状態が切り替えられたか否かを判定する場合に、走行路の曲率が大きいときには曲率が小さいときよりも増減状態の切り替えが行われたと判定し難くする構成としたので、操舵フィーリングやレーン追従性を悪化させることなく操舵状態に応じた適切なアシストトルクを付与することが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。

本発明に係る操舵支援装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の操舵支援装置を備えた車両１の構成図を図１に示す。車両１は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２を備えており、ＥＣＵ２によって操舵支援制御（車線維持制御）が実行される。図１に示されるように、車両１は、ステアリングホイール３を備えている。ステアリングホイール３は、車両１の車室内に配設されており、運転者によって操作されることで転舵輪（ここでは左右前輪ＦＲ，ＦＬ）を転舵させる。ステアリングホイール３は、ステアリングシャフト４の一端に固定されている。ステアリングシャフト４は、ステアリングホイール３の回転に伴って回転する。

ステアリングシャフト４の他端には、ステアリングギヤボックス５を介してラックバー６が連結されている。ステアリングギヤボックス５は、ステアリングシャフト４の回転運動をラックバー６の軸方向への直進運動に変換する機能を有している。ラックバー６の両端は、ナックルアーム７を介して車輪ＦＬ，ＦＲの各ハブキャリアに連結されている。このように構成されているため、車輪ＦＬ，ＦＲは、ステアリングホイール３が回転されると、ステアリングシャフト４やステアリングギヤボックス５（ラックバー６）を介して転舵される。

また、前方を撮像するＣＣＤカメラ８が、ルームミラーに内蔵されている（図２参照）。ＣＣＤカメラ８は、車両１のフロントウィンドウ３０越しに前方の所定領域内の周辺状況を撮影する。具体的には、道路５０の車両１が走行している走行レーン５１の周囲の動画像を撮影する。このＣＣＤカメラ８には、画像処理部９が接続されている。ＣＣＤカメラ８が撮影した周辺状況の画像データは、画像処理部９に供給される。画像処理部９は、ＣＣＤカメラ８による画像データを画像処理し、車両１が走行する道路上に描かれた道路区画線（以下、白線と称する。）などを基に走行レーン（車線）を検出する。撮像した画像や映像内では、路面とその上に描かれた白線との輝度差が大きいことから、走行レーンを区画する白線はエッジ検出等によって比較的検出しやすく、車両前方の車線を検出するのに都合がいい。

画像処理部９は、上述したＥＣＵ２に接続されている。画像処理部９は、検出した車線に基づいて、図３に示されるように、前方走行経路のカーブ曲率（χ＝１／Ｒ）や、車線に対する車両１のオフセットＤ（車両の前後方向の中心軸１ａと走行レーン５１の中心線の車両重心位置における接線５１ａとの横ずれ量に相当する。）及びヨー角θ（車両の前後方向の中心軸１ａと走行レーン５１の中心線の車両重心位置における接線５１ａとのなす角度に相当する。）を演算によって検出し、結果をＥＣＵ２に送出する。カーブ曲率χ、オフセットＤ、ヨー角θはいずれも正負いずれの値も取ることがあり、符号は方向、向きを示す。なお、本実施形態では、右方向を「＋」、左方向を「−」とした。画像に基づいて、前方走行経路の各種情報量（カーブ曲率χや自車のオフセットＤ・ヨー角θ）を検出する方法は、公知の方法を用いることができる。

ＥＣＵ２には、舵角センサ１０及び車速センサ１１も接続されている。舵角センサ１０は、ステアリングホイール３の操舵角に応じた信号を出力する。また、車速センサ１１は、各車輪に取り付けられた車輪速センサであり車両１の速度に応じた周期でパルス信号を発生する。舵角センサ１０の出力信号および車速センサ１１の出力信号は、それぞれＥＣＵ２に供給されている。ＥＣＵ２は、舵角センサ１０の出力信号に基づいてステア角を検出すると共に、車速センサ１１の出力信号に基づいて車速を検出する。

また、ＥＣＵ２には、ヨーレートセンサ１２やナビゲーションシステム１３も接続されている。ヨーレートセンサ１２は、車両１の重心近傍に配置され、重心鉛直軸回りのヨーレートを検出し、検出結果をＥＣＵ２に送出する。また、ナビゲーションシステム１３は、ＧＰＳ等を利用して車両１の位置を検出するための装置である。ナビゲーションシステム１３は、車両１前方のカーブ曲率（χ）や勾配等の状況を検知する機能をも有している。ＥＣＵ２は、ナビゲーションシステム１３を用いて車両１の位置及び走行すると予想される道路の状況を把握する。

さらに、ＥＣＵ２には、モータドライバ１４も接続されている。モータドライバ１４は、上述したステアリングギヤボックス５に配設されたモータ（アクチュエータ）１５が接続されている。図示されていないが、ラックバー６の一部外周面にはボールスクリュー溝が形成されており、モータ１５のロータにはこのボールスクリュー溝に対応するボールスクリュー溝を内周面上に有するボールナットが固定されている。一対のボールスクリュー溝の間には複数のベアリングボールが収納されており、モータ１５を駆動させるとロータが回転してラックバー６の軸方向の移動、即ち、転舵をアシストすることができる。

モータドライバ１４は、ＥＣＵ２の指令信号に従ってモータ１５に駆動電流を供給する。モータ１５は、モータドライバ１４から供給された駆動電流に応じたアシストトルクをラックバー６に付与する。ＥＣＵ２は、後述する論理に従ってモータドライバ１４に指令信号を供給し、モータ１５を駆動することにより，ラックバー６を変位させ、車輪ＦＬ，ＦＲを転舵させる。

次に、本実施形態による操舵支援制御について具体的に説明する。図４は、操舵支援制御の動作を示すブロック図である。

まず、ＣＣＤカメラ８によって、車両１の前方状況を撮像し、撮像した画像に基づいて画像処理部９によって、走行レーン５１の状況（カーブ曲率χ）と、自車両１のオフセットＤ及びヨー角θとが算出される。なお、カーブ曲率χは、撮像された画像から前方カーブの曲率Ｒを幾何学的に求め、この逆数を取ることで求められる。幾何学的な求め方としては、自車両１の所定距離前方における白線の横方向への偏位量や自車両１の所定距離前方における白線の接線の傾きを参照して行えばよい。

また、走行経路に対して目標となるオフセットやヨー角は、目標オフセットＤ_０及び目標ヨー角θ_０として予め決定されている。

モータドライバ１４への制御量の算出にあたっては、制御量となるヨーレートωを算出する必要がある。このヨーレートωは、カーブ曲率χに基づくヨーレートω_ｒにオフセットＤを補償するヨーレートω_ｄとヨー角θを補償するヨーレートω_θを合算したものとして求められる。

まず、車両１前方のカーブ曲率χ（＝１／Ｒ）に基づいて、車両１をこのカーブに沿って走行させるために必要なヨーレートω_ｒを求める。カーブ曲率χ（＝１／Ｒ）は、ＥＣＵ２を構成するフィードフォワードコントローラ（Ｆ／Ｆコントローラ）２１に入力され、所定の特性に従ってカーブ曲率χに関するヨーレートω_ｒが算出される。

オフセットＤを補償する（目標値に収束させる）ために必要となるヨーレートω_ｄは、オフセットＤと目標オフセットＤ_０との偏差（Ｄ_０−Ｄ）に係数Ｋｄを乗じることで算出される。

ヨー角θを補償する（目標に収束させる）ために必要となるヨーレートω_θは、ヨー角θと目標ヨー角θ_０との偏差（θ_０−θ）に係数Ｋ_θをかけて算出される。

このようにして算出された３つのヨーレートを合算することで、目標ヨーレートωが算出される。この目標ヨーレートωは、車速センサ１１によって検出された車速Ｖｎを用いて目標横加速度Ｇに変換され、ＥＣＵ２を構成するトルク演算器２２によって、この目標横加速度Ｇを発生させるために必要な、転舵量、つまり、モータ１５の操舵トルクＴが算出される。このように、フィードフォワードコントローラ２１やトルク演算器２２などを有して構成されるＥＣＵ２は、目標横加速度算出手段およびアシストトルク設定手段として機能する。

ここで、操舵系を構成するステアリングギヤボックス５内の各連動機構間やラックバー６、ナックルアーム７等の摩擦のため、モータ１５の操舵トルクすべてが、車輪ＦＬ、ＦＲの転舵に利用されるわけではない。このため、実際には、車輪ＦＬ、ＦＲの転舵に必要な力とこの操舵摩擦と釣り合う駆動力を付与する必要がある。この操舵摩擦は転舵を行おうとする方向への反力として作用するから、舵角を増大させるときには、（転舵に必要な力＋操舵摩擦）に合致する操舵トルクが必要となる一方、舵角を減少させるときは、（操舵に必要な力−操舵摩擦）に合致する操舵トルクで足りることになる。

そこで、トルク演算器２２では、車輪ＦＬ，ＦＲに付与する操舵トルクＴの量を演算するときに、目標横加速度Ｇが増加する場合の特性曲線と目標横加速度Ｇが減少する場合の特性曲線との間にヒステリシス幅を設けた特性曲線が参照される。図５は、操舵支援装置が目標横加速度Ｇに基づいて車両１に操舵トルクＴを付与する際に参照するグラフである。図５に実線で示される線図Ａは、右操舵の切り増し状態に対応する。図５に破線で示される線図Ｂは右操舵の切り戻し状態に対応する。同様に実線で示される線図Ｃは左操舵の切り増し状態に対応し、破線で示される線図Ｄは左操舵の切り戻し状態に対応する。

ここで、図５に示される線図Ａ〜Ｄは、例えば、以下のように設定される。

ここで、係数ａ，ｂ，Ｇ１，Ｇ２，ｗは、車両特性に応じて予め設定されている。これは、実際の車両における要求トルクに対する横加速度を計測することでその特性から求めることができる。係数ａは、横加速度の増加量に対する要求トルクの増加量であり、図５の傾きａに対応する。係数ｂは、要求トルクの絶対値を増大していった場合に、横加速度が初めて発生する値である。図５においては、切片ｂに相当する。また、Ｇ１，Ｇ２は、車両１が直線上の道路を走行している際に、制御に安定性を与えるための定数である。係数ｗは、図５におけるヒステリシス幅として表されるが、これは、横加速度が増大状態にある場合と、減少状態にある場合に実際に得られる要求トルクの差として求められる。

次に、図６を参照しつつ、操舵状態に応じた特性曲線（線図Ａ〜Ｄ）の選択処理について説明する。図６は、特性曲線の選択処理の処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１００では、目標横加速度Ｇにローパスフィルタ処理が施され、高周波成分が除去される。続くステップＳ１０２では、検出された走行路の曲率に基づいて、車両１がカーブ旋回中であるか否かについての判断が行われる。ここで、車両１がカーブ旋回中ではないと判断されたとき、すなわち直線路を走行していると判断されたときには、ステップＳ１０４に処理が移行する。一方、車両１がカーブ旋回中であると判断された場合には、ステップＳ１０６に処理が移行する。

ステップＳ１０４では、直進走行時の目標横加速度変動しきい値ΔＧの算出が行われる。この目標横加速度変動しきい値ΔＧは次式（１）により算出される。
ΔＧ＝β ・・・（１）
ここで、βは直線走行時の目標横加速度変動しきい値であり、予めＥＣＵ２に記憶されている。その後、ステップ１０８に処理が移行する。

一方、ステップＳ１０６では、カーブ旋回時の目標横加速度変動しきい値ΔＧの算出が行われる。この目標横加速度変動しきい値ΔＧは次式（２）により算出される。
ΔＧ＝β＋α×｜Ｇ_ｆｆｗ｜・・・（２）
ここで、αは曲率検出値に含まれるノイズを考慮する係数である。また、Ｇ_ｆｆｗはカーブ旋回時のフィードフォワード横加速度であり、数式Ｇ_ｆｆｗ＝（曲率χ×速度Ｖ_ｎ ^２×Ｇａｉｎ）／９．８１により算出される値である。式（２）に示されるように、カーブ旋回時の目標横加速度変動しきい値ΔＧは、直進走行時の目標横加速度変動しきい値ΔＧより大きくなる。

続いて、ステップＳ１０８では、目標横加速度Ｇが増大状態から減少状態に変化し、かつ状態変化判断の基準値となる基準横加速度Ｇ_ｌｉｍから目標横加速度変動しきい値ΔＧ以上、目標横加速度Ｇが減少したか否かについての判断が行われる。これは、右操舵の切り増し状態から切り戻し状態に操舵状態が変化したか否かを判断するものであり、具体的には、次式（３）が成立するか否かにより判断が行われる。
目標横加速度Ｇ＜基準横加速度Ｇ_ｌｉｍ−ΔＧ・・・（３）

ここで、上式（３）が成立する場合には、ステップＳ１１０において、アシストトルクを付与する方向を示す操舵方向フラグＦ＿ＧＤに、左方向にアシストトルクを付与する旨のフラグＬＥＦＴが設定され、操舵トルクＴを演算する際に選択される特性曲線が、線図Ａから線図Ｂに切り替えられる。その後、ステップＳ１１６に処理が移行する。

ここで、図７に示される直線走行時の目標横加速度Ｇの変化例、および図８に示されるカーブ旋回時の目標横加速度Ｇの変化例を参照しつつ、特性曲線の切り替えについて説明する。図７および図８それぞれの縦軸は目標横加速度Ｇであり、横軸は時刻である。図７に示されるように、直線走行時に、時刻ｔ０において目標横加速度Ｇが増大状態から減少状態に変化し、その後、目標横加速度Ｇが減少し続けた場合、時刻ｔ１で減少量が直進走行時の目標横加速度変動しきい値ΔＧ１を上回り、操舵トルクＴを演算する際に選択される特性曲線が線図Ａから線図Ｂに切り替えられる。

一方、図８に示されるように、カーブ旋回時に、時刻ｔ０において目標横加速度Ｇが増大状態から減少状態に変化し、その後、目標横加速度Ｇが減少し続けた場合、時刻ｔ２で減少量がカーブ旋回時の目標横加速度変動しきい値ΔＧ２を上回り、操舵トルクＴを演算する際に選択される特性曲線が線図Ａから線図Ｂに切り替えられる。ここで、ΔＧ１＜ΔＧ２であるので、カーブ旋回時には直線走行時に比べて目標横加速度Ｇの減少量がより大きくなるまで特性曲線の切り替えが行われない。

図６に戻り説明を続ける。上式（３）が成立しないときには、ステップＳ１１２に処理が移行する。ステップＳ１１２では、目標横加速度Ｇが減少状態から増大状態に変化し、かつ状態変化判断の基準値となる基準横加速度Ｇ_ｌｉｍから目標横加速度変動しきい値ΔＧ以上、目標横加速度Ｇが増大したか否かについての判断が行われる。これは、左操舵の切り増し状態から切り戻し状態に操舵状態が変化したか否かを判断するものであり、具体的には、次式（４）が成立するか否かにより判断が行われる。
目標横加速度Ｇ＞基準横加速度Ｇ_ｌｉｍ＋ΔＧ・・・（４）

ここで、上式（４）が成立する場合には、ステップＳ１１４において、アシストトルクを付与する方向を示す操舵方向フラグＦ＿ＧＤに、右方向にアシストトルクを付与する旨のフラグＲＩＧＨＴが設定され、操舵トルクＴを演算する際に選択される特性曲線が、線図Ｃから線図Ｄに切り替えられる。その後、ステップＳ１１６に処理が移行する。一方、上式（４）が成立しないときには、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１１６では、目標横加速度Ｇが基準横加速度Ｇ_ｌｉｍに代入され、基準横加速度Ｇ_ｌｉｍが更新される。その後、本処理から一旦抜ける。

図４に戻って説明を続けると、ＥＣＵ２は、こうして求めた操舵トルクＴに応じて、モータドライバ１４に指示して、モータ１５を駆動せしめる。その結果、左右前輪ＦＲ，ＦＬが転舵され、車両１は車線を維持すべく旋回される。車両１が旋回すると、再度ＣＣＤカメラ８によって前方の状況が撮像され、上述したことが繰り返される。

ここで、図９に本実施形態に係る操舵支援装置により演算された操舵トルク変化の一例を示す。図９の縦軸は操舵トルクＴであり、横軸は時刻である。また、図９において、本実施形態に係る操舵支援装置により演算された操舵トルク変化を実線で示し、従来の操舵支援装置により演算された操舵トルク変化を破線で示す。

従来の操舵支援装置によれば、曲率検出値に含まれるノイズなどの影響によって、時刻ｔ１〜ｔ２間および時刻ｔ３〜ｔ４間で特性曲線が切り替えられ、トルクのジャンプが発生している。トルクジャンプが発生する度に操舵トルクＴが変動するため、図１０に破線で示されるように、従来の操舵支援装置は車両のレーン追従性が悪い。これに対して、本実施形態に係る操舵支援装置によれば、不要なトルクジャンプが発生しないので、図１０に実線で示されるように、車両のレーン追従性が向上する。

本実施形態によれば、操舵摩擦を考慮して、切り増し時（図５における線図Ａ、線図Ｃに対応）と切り戻し時（図５における線図Ｂ、線図Ｄに対応）とで、モータ１５から出力される操舵トルクを異ならせることで、車両の横加速度を目標横加速度Ｇにより一致させることが可能となる。

ただし、道路曲率の検出値などに含まれる測定誤差やノイズなどの要因により、目標横加速度Ｇには、振動成分が加わることがある。このため、前回のタイムステップの目標横加速度Ｇと今回のタイムステップの目標横加速度Ｇとの変化量のみから増減方向の切り替え判定を行うと、切り替えが頻繁に発生して付与される操舵アシストトルクが振動的に変化し、その結果、制御性が低下するおそれがある。また、直線走行時とカーブ旋回時とで同一の条件で切り替え判定を行うと、ノイズなどの影響をより大きく受けるカーブ旋回時に切り替えが頻繁に発生して付与される操舵アシストトルクが振動的に変化するおそれがある。

本実施形態によれば、目標横加速度Ｇの増減が切り替わった後、増大状態または減少状態が継続し、かつ変化量が目標横加速度変動しきい値ΔＧを超えたときに切り替えが行われる。また、この目標横加速度変動しきい値ΔＧが走行路の曲率が大きいときに曲率が小さいときよりも大きく設定されるため、走行路の曲率が大きいときに曲率が小さいときよりも切り替えが行われ難くすることができる。その結果、頻繁な切り替えによるアシストトルクの変動が抑制され、操舵フィーリングやレーン追従性などの悪化を抑制することが可能となる。

以上の説明では、右操舵の切り増し状態から切り戻し状態に操舵状態が変化した場合、および左操舵の切り増し状態から切り戻し状態に操舵状態が変化した場合を例に説明したが、右操舵の切り戻し状態から切り増し状態に操舵状態が変化した場合、および左操舵の切り戻し状態から切り増し状態に操舵状態が変化した場合についても同様に適用することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、図５に示す目標横加速度Ｇに対する操舵トルクＴのグラフは、直線に限られなく、車両特性等に応じた曲線等で適宜変更可能である。

本実施形態の操舵支援装置を搭載した車両の構成図である。ＣＣＤカメラによる走行レーンの取得状況を説明する図である。道路パラメータを説明する図である。操舵支援制御の動作を示すブロック図である。目標横加速度に対する操舵トルクを表す線図である。特性曲線の選択処理の処理手順を示すフローチャートである。直線走行時の目標横加速度変化の一例を示すグラフである。カーブ旋回時の目標横加速度変化の一例を示すグラフである。操舵トルク変化の一例を示す図である。本実施形態の操舵支援装置を搭載した車両のレーン追従性を示す図である。

符号の説明

１…車両、２…ＥＣＵ、３…ステアリングホイール、４…ステアリングシャフト、５…ステアリングギヤボックス、６…ラックバー、７…ナックルアーム、８…カメラ、９…画像処理部、１０…舵角センサ、１１…車速センサ、１２…ヨーレートセンサ、１３…ナビゲーションシステム、１４…モータドライバ、１５…モータ、２１…フィードフォワードコントローラ、２２…トルク演算器、５０…道路、５１…走行レーン。

Claims

走行路の所定位置を走行するように車両の操舵機構にアシストトルクを付与する操舵支援装置において、
前記走行路の曲率に基づいて前記車両の目標横加速度を算出する目標横加速度算出手段と、
前記目標横加速度算出手段により算出された目標横加速度に基づいてアシストトルクを設定するアシストトルク設定手段と、を備え、
前記アシストトルク設定手段は、目標横加速度が増大状態にあるときには、目標横加速度が減少状態にあるときよりもアシストトルクの設定値を大きくするとともに、目標横加速度が増大状態から減少状態または減少状態から増大状態に切り替えられたか否かを判定する場合に、前記走行路の曲率が大きいときには曲率が小さいときよりも増減状態の切り替えが行われたと判定し難くすることを特徴とする操舵支援装置。
前記アシストトルク設定手段は、目標横加速度が増大状態から減少状態または減少状態から増大状態に切り替わった後、該目標横加速の変化量がしきい値を超えたときに増減状態の切り替えが行われたと判定するとともに、前記走行路の曲率が大きいときには曲率が小さいときよりも前記しきい値を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の操舵支援装置。