JP2015182517A - 操舵意思判定装置及び車両制御装置 - Google Patents

操舵意思判定装置及び車両制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015182517A
JP2015182517A JP2014059203A JP2014059203A JP2015182517A JP 2015182517 A JP2015182517 A JP 2015182517A JP 2014059203 A JP2014059203 A JP 2014059203A JP 2014059203 A JP2014059203 A JP 2014059203A JP 2015182517 A JP2015182517 A JP 2015182517A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
intention
driver
angle
turning
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
JP2014059203A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5915681B2 (ja
Inventor
洋司 国弘
Yoji Kunihiro
洋司 国弘
小城 隆博
Takahiro Koshiro
隆博 小城
鈴木 善昭
Yoshiaki Suzuki
善昭 鈴木
佳夫 工藤
Yoshio Kudo
佳夫 工藤
真生 上山
Masao Kamiyama
真生 上山
武志 後藤
Takeshi Goto
武志 後藤
雪秀 木村
Yukihide Kimura
雪秀 木村
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
Priority to JP2014059203A priority Critical patent/JP5915681B2/ja
Priority to KR1020150037518A priority patent/KR101675433B1/ko
Priority to US14/662,633 priority patent/US9669866B2/en
Priority to CN201510124755.7A priority patent/CN104925128B/zh
Priority to EP15160150.7A priority patent/EP2921374B1/en
Publication of JP2015182517A publication Critical patent/JP2015182517A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5915681B2 publication Critical patent/JP5915681B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • B62D5/0466Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
    • 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
    • B62D5/0481Power-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 monitoring the steering system, e.g. failures
    • 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
    • B62D6/04Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to forces disturbing the intended course of the vehicle, e.g. forces acting transversely to the direction of vehicle travel

Abstract

【課題】運転者の操舵意思を精度良く判定すること。【解決手段】運転者のステアリングホイール11の操舵操作時における操舵角速度及び操舵トルクの積、並びに、該操舵操作時における操舵角及び操舵トルクの時間微分値の積に基づいて、運転者のステアリングホイール11に対する操舵形態が表された操舵形態判別値を算出する操舵形態判別値算出部と、操舵形態判別値が所定値以上の場合に、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定し、操舵形態判別値が所定値よりも小さく、かつ、操舵角速度の絶対値が所定角速度よりも小さい場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定し、操舵形態判別値が所定値よりも小さく、かつ、操舵角速度の絶対値が所定角速度以上の場合に、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定する操舵意思判定部と、を備えること。【選択図】図1

Description

本発明は、運転者の操舵意思を判定する操舵意思判定装置と運転者の操舵意思に基づいて車両側の制御を行う車両制御装置に関する。
従来、判定した運転者の操舵状態(切り込み操舵状態又は切り戻し操舵状態又は保舵状態)に基づいて車両側の制御を行う技術が知られている。例えば、下記の特許文献1には、操舵操作時における操舵角の時間微分値(操舵角速度)と操舵トルクとの積を積算した仕事量に応じて運転者によるステアリングホイールに対する操舵状態を判定し、その判定結果を用いて操舵制御を行う、という技術が開示されている。尚、下記の特許文献2には、操舵トルクの一階微分値と二階微分値とが各々所定値以下となったときに、運転者の操舵状態が保舵状態であると判定する、という技術が開示されている。
特開2004−175122号公報 特開平6−219312号公報
ところで、運転者は、操舵操作を行う際に、操舵状態に倣った操舵意思(切り込み操舵を行うという意思又は切り戻し操舵を行うという意思又は保舵を行うという意思)を持つ。このため、運転者は、判定された操舵状態の変化のタイミングが自らの操舵意思の変化のタイミングに対してずれている場合、その操舵状態に応じて行われる車両側の制御に違和感を覚える可能性がある。よって、そのような違和感を抑えるためには、運転者の操舵意思を精度良く判定することが望ましい。
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、運転者の操舵意思を精度良く判定することが可能な操舵意思判定装置及び車両制御装置を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成する為、本発明は、運転者のステアリングホイールの操舵操作時における操舵角速度及び操舵トルクの積、並びに、該操舵操作時における操舵角及び操舵トルクの時間微分値の積に基づいて、運転者の前記ステアリングホイールに対する操舵形態が表された操舵形態判別値を算出する操舵形態判別値算出部と、前記操舵形態判別値が所定値以上の場合に、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が所定角速度よりも小さい場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が前記所定角速度以上の場合に、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定する操舵意思判定部と、を備えることを特徴としている。
また、上記目的を達成する為、本発明は、運転者のステアリングホイールの操舵操作時における操舵角速度及び操舵トルクの積、並びに、該操舵操作時における操舵角及び操舵トルクの時間微分値の積に基づいて、運転者の前記ステアリングホイールに対する操舵形態が表された操舵形態判別値を算出する操舵形態判別値算出部と、前記操舵形態判別値が所定値以上の場合に、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が所定角速度よりも小さい場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が前記所定角速度以上の場合に、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定する操舵意思判定部と、を備え、判定された運転者の操舵意思に基づいて車両側の制御を行うことを特徴としている。
ここで、前記操舵意思判定部は、運転者が保舵意思を持っていると判定した場合、前記操舵角の絶対値が所定角度よりも小さければ、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思を持っていると判定させ、前記操舵角の絶対値が所定角度以上であるならば、運転者の操舵意思が旋回時の保舵意思を持っていると判定させることが望ましい。
また、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思と判定された場合、保舵意思と判定された場合と比べて、前記操舵角の変化量に対する旋回状態量の変化量を大きくすることが望ましい。
また、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思と判定された場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の前記操舵角に対する旋回状態量と車両特性とに応じて、前記操舵角の変化量に対する旋回状態量の変化量を設定することが望ましい。
また、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思と判定された場合、保舵意思と判定された場合と比べて、電動パワーステアリング装置のアシストトルクを大きくすることが望ましい。
また、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思と判定された場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の前記操舵角に対する旋回状態量と車両特性とに応じて、前記操舵角の変化量に対する電動パワーステアリング装置のアシストトルクの変化量を設定することが望ましい。
本発明に係る操舵意思判定装置及び車両制御装置は、操舵操作時におけるあらゆるタイミングにおいて、運転者の操舵意思をその都度精度良く判定することができる。このため、この操舵意思判定装置及び車両制御装置は、その運転者の操舵意思に応じて車両側の制御を実施させることによって、その車両側の制御を運転者の操舵意思に沿った違和感の無い又は違和感の少ないものにすることができる。
図1は、本発明に係る操舵意思判定装置及び車両制御装置が適用される車両の一例を示す図である。 図2は、操舵意思判定について説明するブロック図である。 図3は、操舵意思判定について説明するフローチャートである。 図4は、操舵意思判定の具体例について説明するフローチャートである。 図5は、左旋回時における運転者の操舵意思の移り変わりの一例を示す図である。 図6は、左旋回時における運転者の操舵意思の移り変わりの一例を操舵トルクと操舵角との対応関係に基づいて示す図である。 図7は、アシスト制御に関わるブロック図である。 図8は、アシスト制御について説明するフローチャートである。 図9は、アシスト制御における操舵トルクに対する操舵角のゲイン特性について説明する図である。 図10は、アシスト制御における操舵トルクに対する操舵角の位相特性について説明する図である。 図11は、前輪転舵特性制御(ステア特性制御)に関わるブロック図である。 図12は、前輪転舵特性制御(ステア特性制御)について説明するフローチャートである。 図13は、前輪転舵特性制御における切り込み操舵意思のときと保舵意思のときのギヤ比マップの一例を示す図である。 図14は、前輪転舵特性制御における切り込み操舵意思のときと保舵意思のときの微分ゲインマップの一例を示す図である。 図15は、前輪転舵特性制御における操舵角に対するヨーレートのゲイン特性について説明する図である。 図16は、前輪転舵特性制御における操舵角に対するヨーレートの位相特性について説明する図である。 図17は、前輪転舵特性制御における切り戻し操舵意思のときの操舵角に対する目標前輪舵角の特性の一例を示す図である。 図18は、前輪転舵特性制御における切り戻し操舵意思のときの操舵角に対する目標前輪舵角の特性の一例を示す図である。 図19は、前輪転舵特性制御における切り戻し操舵意思のときの操舵角に対する目標前輪舵角の特性の一例を示す図である。 図20は、前輪転舵特性制御における切り戻し操舵意思のときの操舵角に対する目標前輪舵角の特性の一例を示す図である。 図21は、前輪転舵特性制御における切り戻し操舵意思のときの操舵角に対する目標前輪舵角の特性の一例を示す図である。 図22は、後輪転舵制御(ステア特性制御)に関わるブロック図である。 図23は、後輪転舵制御(ステア特性制御)について説明するフローチャートである。 図24は、後輪転舵制御における切り込み操舵意思のときと保舵意思のときの後輪スリップ角マップの一例を示す図である。
以下に、本発明に係る操舵意思判定装置及び車両制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
[実施例]
本発明に係る操舵意思判定装置及び車両制御装置の実施例を図1から図24に基づいて説明する。
最初に、この操舵意思判定装置及び車両制御装置が適用される車両の一例について説明する。その車両は、図1に示すように、操舵ECU1と、前輪転舵ECU2と、後輪転舵ECU3と、車両制御ECU4と、を備える。操舵ECU1は、操舵装置10の制御に関わる演算処理を行う電子制御装置である。前輪転舵ECU2は、操舵装置10と前輪転舵装置20との間に配置された前輪舵角可変装置30の制御に関わる演算処理を行う電子制御装置である。後輪転舵ECU3は、後輪転舵装置40の制御に関わる演算処理を行う電子制御装置である。車両制御ECU4は、この車両においての統括的な演算処理を行う電子制御装置である。
操舵装置10は、車両の転舵輪を運転者が転舵させる際に使用する装置であり、ステアリングホイール11と、このステアリングホイール11に連結された回転軸(以下、「ステアリングシャフト」という。)12と、を備える。
本実施例の操舵装置10は、運転者の操舵操作を支援する電動パワーステアリング(EPS:Electronic Power Steering)装置として構成されている。このため、この操舵装置10は、操舵操作時にアシストトルクをステアリングシャフト12に作用させ、運転者によるステアリングホイール11の操作力を軽減させるアシスト制御を実施することができる。
ここで、そのアシスト制御を行うに際しては、運転者に適切な操舵感を与えるために様々な補償制御が実施される。その補償制御とは、例えば、ダンピング制御、摩擦制御、戻し制御等である。ダンピング制御とは、減衰トルク(補償トルク)によってステアリングホイール11の操舵角速度θs’を抑制させることで、ステアリングホイール11の収斂性を補償したり、操舵操作時の手応え感(戻され感)を補償したりするための制御である。摩擦制御とは、操舵装置10の摺動部分等の摩擦による操舵感の悪化を抑えるために、摩擦トルク(補償トルク)によって摩擦を補償する制御である。戻し制御とは、戻しトルク(補償トルク)によってステアリングホイール11を中立位置(操舵角θs=0)へと円滑に戻すための制御である。
操舵装置10においては、例えば、それぞれの補償トルクを基準トルクに重畳し、これをアシストトルクの目標値(以下、「目標アシストトルク」という。)に設定してアシスト制御を実施する。操舵ECU1には、その目標アシストトルクを算出するアシストトルク算出部が設けられている。
このアシスト制御を行うに際しては、アシストトルクを操舵アシスト部13で発生させる。その操舵アシスト部13は、操舵装置10のアクチュエータとして設けられたものであり、例えば図示しない電動機と減速機とを備える。減速機は、例えば複数の歯車からなり、1つの歯車が同心のステアリングシャフト12に固定され、別の歯車が電動機の出力軸に固定されている。この操舵アシスト部13は、減速機を介して電動機の出力トルクをステアリングシャフト12に伝達することで、このステアリングシャフト12にアシストトルクを発生させる。その電動機は、その動作が操舵ECU1のアシスト制御部によって制御される。
前輪転舵装置20は、前輪舵角可変装置30の後述する出力軸32の回転角に応じた転舵角(以下、「前輪舵角」という。)θwfで転舵輪としての前輪Wfを転舵させるものである。その出力軸32は、後述するギヤ比可変部31を介してステアリングシャフト12に連結されている。この前輪転舵装置20は、その出力軸32から伝えられた回転トルクを転舵力(軸力)に変換するギヤ機構21を備える。例えば、そのギヤ機構21は、図示しないラックギヤやピニオンギヤによる所謂ラック&ピニオン機構である。このギヤ機構21は、左右それぞれのタイロッド22を介して転舵力を前輪Wfに伝えることで、この前輪Wfを転舵させる。
前輪舵角可変装置30とは、ステアリングホイール11の操舵角θsの変化量に対する前輪Wfの転舵特性を変化させる装置であり、例えば、いわゆるギヤ比可変ステアリング(VGRS:Variable Gear Ratio Steering)システム等で設けられている。具体的には、その操舵角θsの変化量に対する前輪舵角θwfの変化量を調整することができる装置である。この前輪舵角可変装置30は、そのような前輪Wfの転舵特性の変更によって、操舵角θsの変化量に対する車両の旋回状態量の変化量を変化させることができる。その旋回状態量とは、車体に発生しているヨーレートγや車体スリップ角β等のことである。
この前輪舵角可変装置30には、ステアリングホイール11と前輪Wfとの間のステアリングギヤ比(θs/θwf)を変化させるギヤ比可変部31が設けられている。そのギヤ比可変部31は、ステアリングシャフト12の回転角(操舵角θs)に対する出力軸32の回転角を変更することで、ステアリングギヤ比を変化させる。その出力軸32は、前輪転舵装置20のギヤ機構21に連結させている。このギヤ比可変部31は、例えば図示しない電動機や歯車群等を備えており、その歯車群を介してステアリングシャフト12を出力軸32に連結させる。前輪転舵ECU2には、前輪転舵特性制御部が設けられている。その前輪転舵特性制御部は、ギヤ比可変部31の電動機を制御することによって、ステアリングギヤ比を変化させ、操舵角θsの変化量に対する前輪Wfの転舵特性の制御(以下、「前輪転舵特性制御」という。)を行う。
ここで、前輪転舵特性制御部は、例えば、ニュートラルステア状態のときと比較して、切り込み操舵時における操舵角θsの増加量に対する前輪舵角θwfの増加量を大きくすることで、操舵角θsの増加量に対する旋回状態量の増加量を大きくし、車両のステア特性(旋回特性)をオーバーステア側へと制御することができる。一方、この前輪転舵特性制御部は、ニュートラルステア状態のときと比較して、切り込み操舵時における操舵角θsの増加量に対する前輪舵角θwfの増加量を小さくすることで、操舵角θsの増加量に対する旋回状態量の増加量を小さくし、車両のステア特性をアンダーステア側へと制御することができる。このため、この前輪転舵特性制御部は、車両のステア特性を制御するステア特性制御部として機能しているといえる。
前輪転舵ECU2には、操舵角θsの変化量に対する前輪舵角θwfの目標変化量(つまり目標ステアリングギヤ比)を算出する前輪転舵特性算出部を設けている。その目標ステアリングギヤ比は、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の目標変化量に基づき決められる。本実施例においては、その操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の目標変化量を車両制御ECU4の旋回特性算出部に算出させる。このため、前輪転舵特性算出部は、例えば、車両制御ECU4から受け取った操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の目標変化量の情報に基づいて目標ステアリングギヤ比の算出を行うことができる。
尚、ここでは、ステアリングホイール11の中立位置(操舵角θs=0)から左右何れかへと操舵角θsを増加させていく操舵操作を切り込み操舵という。そして、ここでは、その切り込んでいる状態から操舵角θsを中立位置に向けて減少させていく操舵操作を切り戻し操舵という。また、ここでは、その切り込んでいる状態や中立位置でステアリングホイール11を保持している状態のことを保舵という。
ここで、前輪転舵特性(車両のステア特性)の変更は、操舵角θsに対する前輪舵角θwfのゲインを変更することで行ってもよい。また、前輪転舵特性(車両のステア特性)の変更は、操舵角θsに対する後述する微分ステアゲインを変更することで行ってもよい。また、前輪転舵特性(車両のステア特性)の変更は、操舵角θsに対する前輪舵角θwfの減衰制御量を変更することで行ってもよい。
後輪転舵装置40とは、後輪Wrを転舵輪として転舵させることが可能な装置である。例えば、この後輪転舵装置40とは、いわゆる後輪操舵(ARS:Active Rear Steer、DRS:Dynamic Rear Steering)システム等で設けられている装置である。この後輪転舵装置40は、転舵力(軸力)を発生させる転舵力発生機構41を備える。その転舵力発生機構41は、例えば、図示しない電動機や歯車群を備えており、電動機の動力で発生させた転舵力(軸力)を左右それぞれのタイロッド42を介して後輪Wrに伝えることで、この後輪Wrを転舵させる。また、この転舵力発生機構41は、後輪Wrの転舵方向を前輪Wfの転舵方向に対して同位相又は逆位相に切り替えることができる。後輪転舵ECU3には、後輪転舵制御部が設けられている。その後輪転舵制御部は、転舵力発生機構41の電動機を制御することによって、後輪Wrの転舵制御(以下、「後輪転舵制御」という。)を行う。
ここで、車両においては、前輪Wfと共に後輪Wrも転舵させることで、前輪Wfのみの転舵時と比較して、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量を変化させることができる。例えば、後輪転舵制御部は、後輪Wrを前輪Wfの転舵方向に対して逆位相に転舵させることで、車両のステア特性をオーバーステア側へと制御することができる。また、この後輪転舵制御部は、後輪Wrを前輪Wfの転舵方向と同位相に転舵させることで、車両のステア特性をアンダーステア側へと制御することができる。このため、この後輪転舵制御部は、車両のステア特性を制御するステア特性制御部として機能しているといえる。
後輪転舵ECU3には、目標後輪舵角θwrt(位相方向含む)を算出する後輪制御量算出部を設けている。その目標後輪舵角θwrtは、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の目標変化量に基づき決められる。このため、後輪制御量算出部は、車両制御ECU4から受け取った操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の目標変化量に基づいて目標後輪舵角θwrtの算出を行うことができる。
ここで、その車両のステア特性の変更は、操舵角θsに対する後輪舵角θwrのゲインを変更することで行ってもよい。また、このステア特性の変更は、操舵角θsに対する後述する微分ゲインを変更することで行ってもよい。
尚、車両においては、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の目標変化量に基づいて目標ステアリングギヤ比と目標後輪舵角θwrtを算出し、ステアリングギヤ比の制御と後輪舵角θwr及び後輪Wrの位相方向の制御とを併用することで、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量を変化させることができる。
ところで、上述した操舵装置10のアシスト制御は、運転者の操舵状態に現れる意思(以下、「操舵意思」という。)が精度良く反映されたものでなければ、運転者の感じ取る操舵感が違和感のあるものになってしまう可能性がある。また、前輪舵角可変装置30や後輪転舵装置40による車両のステア特性制御は、運転者の操舵意思が応答性良くかつ精度良く反映されたものでなければ、車両の挙動が運転者にとって違和感のあるものになってしまう可能性がある。このため、そのような違和感を無くす又は減らすためには、運転者の操舵意思を精度良く把握することが望まれる。そこで、本実施例の車両制御装置は、運転者の操舵意思を判定する操舵意思判定装置を備えている。
ここで、運転者の操舵状態とは、切り込み操舵状態と切り戻し操舵状態と保舵状態のことである。このため、運転者の操舵意思は、切り込み操舵を行うという意思(以下、「切り込み操舵意思」という。)と、切り戻し操舵を行うという意思(以下、「切り戻し操舵意思」という。)と、保舵を行うという意思(以下、「保舵意思」という。)と、に大別される。
本実施例においては、その操舵意思判定装置に関わる演算処理を操舵ECU1に実施させる。操舵ECU1には、運転者の操舵形態を判定する操舵形態判定部と、運転者の操舵意思を判定する操舵意思判定部と、を設けている。
運転者の操舵形態は、能動操舵と受動操舵の2つの形態に大別することができる。
能動操舵とは、運転者が意図して積極的(能動的)に行う操舵操作のことである。具体的には、切り込み操舵が能動操舵に該当する。
受動操舵とは、能動操舵以外の操舵形態のことである。具体的に、受動操舵とは、前輪Wfのセルフアライニングトルクによる復元力や路面入力等の外力がステアリングホイール11に伝わっているときに運転者が行う保舵のことである。つまり、受動操舵とは、旋回中(旋回半径は不変)の操舵角θsを一定に保持するために行われる保舵や、ステアリングホイール11の中立位置で直進状態を保持するために行われる保舵のことである。また、受動操舵には、その外力が伝わっていない状態でのステアリングホイール11の中立位置における保舵も含んでいる。更に、受動操舵には、セルフアライニングトルクの復元力に頼りながら運転者が行う切り戻し操舵も含まれる。
操舵形態判定部は、操舵操作の仕事率に関わる値(以下、「操舵仕事率」という。)Pに基づいて、運転者の操舵形態が能動操舵であるのか受動操舵であるのかを判定することができる。その操舵仕事率Pとは、運転者のステアリングホイール11に対する操舵形態が表された操舵形態判別値であり、操舵操作時における操舵角θsに関わるパラメータと操舵トルクTsに関わるパラメータとに基づいて算出する。その操舵角θsに関わるパラメータとは、操舵角θsそのものや、操舵角θsの時間微分値である操舵角速度θs’のことである。操舵トルクTsに関わるパラメータとは、操舵トルクTsそのものや、操舵トルクTsの時間微分値(以下、「操舵トルク微分値」という。)Ts’のことである。
ここでは、図2及び下記の式1−3に示すように、第1操舵仕事率P1と第2操舵仕事率P2を用いて操舵仕事率Pを算出する。第1操舵仕事率P1とは、操舵操作時における操舵角速度θs’と操舵トルクTsの積である。また、第2操舵仕事率P2とは、操舵操作時における操舵角θsと操舵トルク微分値Ts’の積である。式3の「a」と「b」は、係数である。つまり、操舵仕事率Pは、操舵操作時における操舵角速度θs’及び操舵トルクTsの積と、操舵操作時における操舵角θs及び操舵トルク微分値Ts’の積と、に基づいて算出する。操舵ECU1には、この操舵仕事率Pを算出する操舵仕事率算出部(操舵形態判別値算出部)を設けている。
P1=θs’*Ts … (1)
P2=θs*Ts’ … (2)
P=a*P1+b*P2 … (3)
操舵角θsは、操舵角検出部51で検出する。その操舵角検出部51は、ステアリングシャフト12の回転角を操舵角θsとして検出する角度センサである。この操舵角検出部51は、操舵角θsと共にステアリングホイール11の中立位置に対する操舵角θsの向きも検出することができる。操舵角速度θs’は、操舵角検出部51によって検出された操舵角θsの時間微分値として求めてもよく、操舵角速度検出部(図示略)を設けて検出してもよい。操舵トルクTsは、操舵トルク検出部52で検出する。操舵トルク検出部52は、ステアリングシャフト12上に配置された例えばレゾルバセンサ等であり、トルクの大きさと共にステアリングホイール11の中立位置に対するトルクの向きも検出することができる。
例えば、操舵形態判定部は、その操舵仕事率Pが所定値P0以上の場合、能動操舵と判定し、その操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さい場合、受動操舵と判定することができる。その所定値P0は、予め行った実験やシミュレーションに基づいて設定しておけばよい。
このため、操舵仕事率Pが所定値P0以上の場合には、運転者の操舵状態が切り込み操舵状態であると判定できるので、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思であると判定することができる。よって、操舵意思判定部には、操舵仕事率Pが所定値P0以上の場合、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定させることができる。
一方、操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さい場合には、運転者の操舵状態が切り戻し操舵状態又は保舵状態の内の何れか一方であることが判るので、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思又は保舵意思の内の何れか一方であることが判る。しかしながら、操舵仕事率Pだけでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思又は保舵意思の内のどちらであるのかを判定することができない。ここで、操舵仕事率Pと共に例えば操舵角θsの情報を併用した場合には、切り戻し操舵意思であるのか保舵意思であるのかをある程度まで判定することができる。しかしながら、その判定においては、操舵操作時におけるあらゆるタイミングでの操舵意思までもその都度精度良く判定することは難しい。
そこで、操舵意思判定部には、操舵仕事量Pの他に操舵操作時の操舵角速度θs’を用いることで受動操舵時における運転者の操舵意思を精度良く判定させる。具体的には、操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さく、かつ、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’よりも小さい場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定させ、操舵仕事率Pが所定値Psよりも小さく、かつ、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’以上の場合に、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定させる。その所定角速度θs0’は、予め行った実験やシミュレーションに基づいて設定しておけばよい。この例示では、操舵角速度θs’の絶対値が大きくなって所定角速度θs0’となったときに、保舵から切り戻し操舵に切り替わったものとする。
この操舵意思判定を行うに際して、操舵ECU1は、図3のフローチャートに示すように、判定に必要な情報を取得する(ステップST1)。その必要情報とは、操舵角θsと操舵角速度θs’と操舵トルクTsと操舵トルク微分値Ts’である。
操舵仕事率算出部は、その操舵角θsと操舵角速度θs’と操舵トルクTsと操舵トルク微分値Ts’に対してそれぞれにノイズ除去処理を行う(ステップST2)。例えば、操舵仕事率算出部は、これらをローパスフィルタ(LPF)に通すことによって、検出時等のノイズを除去する。
操舵仕事率算出部は、そのノイズ除去後の操舵角θs等に基づいて操舵仕事率Pを算出する(ステップST3)。そして、操舵意思判定部は、その操舵仕事量Pと操舵角速度θs’に基づいて運転者の操舵意思を判定する(ステップST4)。
この操舵意思判定に関わる演算処理は、少なくとも車両の走行中に繰り返し実施することが望ましい。つまり、少なくとも車両の走行中は、常に運転者の操舵意思が判定されていることが望ましい。
尚、操舵仕事率Pが所定値P0よりも大きい場合に能動操舵と判定させ、操舵仕事率Pが所定値P0以下の場合に受動操舵と判定させるよう所定値P0を設定しているのであれば、操舵意思判定部には、操舵仕事率Pが所定値P0よりも大きい場合に、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定させればよい。更に、操舵角速度θs’の絶対値が大きくなって所定角速度θs0’を超えたときに保舵から切り戻し操舵に切り替わったと判定されるよう所定角速度θs0’を設定しているのであれば、操舵意思判定部には、操舵仕事率Pが所定値P0以下で、かつ、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’以下の場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定させ、操舵仕事率Pが所定値P0以下で、かつ、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’よりも大きい場合に、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定させればよい。
ここで、その操舵意思判定部は、運転者の操舵意思を切り込み操舵意思と保舵意思と切り戻し操舵意思の3形態に分けて判定する。しかしながら、保舵意思については、セルフアライニングトルクの復元力の影響を受けない直進時と、その復元力の影響を受ける旋回時と、に分けて判定することが望ましい。そこで、操舵意思判定部は、そのような判定も行えるように構成する。
具体的に、操舵意思判定部には、操舵仕事量Pと操舵操作時の操舵角速度θs’の他に操舵操作時の操舵角θsをも用いることで、保舵意思のときの運転者の操舵意思をより細かく判定させる。前述したように、操舵意思判定部は、操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さく、かつ、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’よりも小さい場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定する。このため、操舵意思判定部には、保舵意思と判定した場合、操舵角θsの絶対値が所定角度θs0よりも小さければ、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思を持っていると判定させ、操舵角θsの絶対値が所定角度θs0以上であるならば、運転者の操舵意思が旋回時の保舵意思を持っていると判定させる。その所定角度θs0は、例えば、ステアリングホイール11が中立位置のときの左右何れか一方の遊びに相当するものである。
この操舵意思判定の一例について図4のフローチャートに基づき説明する。
操舵仕事量Pが算出された後(ステップ4A)、操舵意思判定部は、その操舵仕事率Pが所定値P0よりも大きいのか否かを判定する(ステップ4B)。
操舵意思判定部は、操舵仕事率Pが所定値P0よりも大きい場合、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定させる(ステップ4C)。
一方、操舵意思判定部は、操舵仕事率Pが所定値P0以下の場合、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’以下であるのか否かを判定する(ステップ4D)。
この操舵意思判定部は、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’以下の場合、運転者が保舵意思を持っていると判定させる一方(ステップ4E)、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’よりも大きい場合、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定させる(ステップ4F)。
操舵意思判定部は、保舵意思と判定した場合、その保舵意思が直進時のものであるのか旋回時のものであるのかを更に判定する。そのため、この操舵意思判定部は、操舵角θsの絶対値が所定角度θs0よりも小さいのか否かについて判定する(ステップ4G)。
操舵意思判定部は、操舵角θsの絶対値が所定角度θs0よりも小さい場合、直進時の保舵意思と判定し(ステップ4H)、操舵角θsの絶対値が所定角度θs0以上の場合、旋回時の保舵意思と判定する(ステップ4I)。
その操舵意思の判定について、左旋回を例に挙げて説明する。図5は、左旋回時における運転者の操舵意思の移り変わりの一例を示したものである。図6は、その移り変わりを操舵トルクTsと操舵角θsとの対応関係に基づいて示したものである。
左旋回路に進入する前の直進状態においては、操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さく、かつ、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’よりも小さい。このため、操舵意思判定部は、運転者が保舵意思を持っていると判定する(図5及び図6のA区間)。その際、操舵意思判定部は、操舵角θsの絶対値が所定角度θs0以下になっているので、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思であり、運転者が直進時における進路維持の意思を持っていると判定することができる。
車両が直進状態から旋回動作を始めたときには、操舵仕事率Pが所定値P0以上になる。このため、操舵意思判定部は、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定する(図5及び図6のB区間)。その際、操舵意思判定部は、例えば自車の前方を映す撮像装置(図示略)の撮像情報に基づいて、運転者が左旋回による進路変更の意思を持っていると判定することができる。尚、その撮像情報によっては、運転者が車両をレーンチェンジさせる意思を持っていると判定することもできる。
車両が左旋回路を移動している途中においては、操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さくなって、更に操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’よりも小さくなることがある。このため、このときの操舵意思判定部は、この場合にも運転者が保舵意思を持っていると判定する(図5及び図6のC区間)。その際、操舵意思判定部は、操舵角θsの絶対値が所定角度θs0よりも大きくなっているので、例えば自車の前方を映す撮像装置の撮像情報に基づいて、運転者が左旋回路の定常旋回における進路維持の意思を持っていると判定することができる。
更に、車両が左旋回路を移動している途中では、操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さいままで、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’以上になることがある。このため、このときの操舵意思判定部は、運転者が旋回動作終了のための切り戻し操舵意思を持っていると判定する(図5及び図6のD区間)。その際、操舵意思判定部は、例えば自車の前方を映す撮像装置の撮像情報に基づいて、運転者が進路変更終了(旋回動作終了)の意思を持っていると判定することができる。
車両が旋回動作を終えた後においては、操舵仕事率Pが所定値P0よりも小さいままで、操舵角速度θs’の絶対値が所定角速度θs0’よりも小さくなることがある。このため、このときの操舵意思判定部は、運転者が保舵意思を持っていると判定する(図5及び図6のE区間)。その際、操舵意思判定部は、操舵角θsが所定角度θs0以下になっているので、運転者の操舵状態が直進時における保舵状態であり、運転者が旋回動作終了後の直進時における進路維持の意思を持っていると判定することができる。
このように、この操舵意思判定部は、操舵操作の場面々々に応じた運転者の操舵意思を精度良く判定することができる。このため、この操舵意思判定部は、運転者の異なる操舵意思への変化のタイミングについても精度良く判定することができる。この操舵意思判定部による判定結果は、操舵意思情報として出力される(図2)。
ここで、本実施例の操舵意思判定部には、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定した場合、操舵仕事率Pの時間微分値P’を算出させ、この操舵仕事率Pの時間微分値P’が所定値P0’以上であるならば、運転者が切り込み操舵意思を持ち続けていると判定させ、その時間微分値P’が所定値P0’より小さいならば、運転者の切り込み操舵意思が減退していると判定させてもよい。これにより、この操舵意思判定部は、運転者の切り込み操舵意思の中での意思の変化を把握することができる。
また、この操舵意思判定部には、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定した場合、操舵仕事率Pの時間微分値P’を算出させ、この操舵仕事率Pの時間微分値P’が所定値P0’以下であるならば、運転者が切り戻し操舵意思を持ち続けていると判定させ、その時間微分値P’が所定値P0’より大きいならば、運転者の切り戻し操舵意思が減退していると判定させてもよい。これにより、この操舵意思判定部は、運転者の切り戻し操舵意思の中での意思の変化を把握することができる。
アシスト制御部には、その運転者の操舵意思や操舵意思の変化を反映させたアシスト制御を実施させることで、その操舵意思や操舵意思の変化が反映された操舵感を実現させる。また、前輪転舵特性制御部には、その運転者の操舵意思や操舵意思の変化を反映させた前輪転舵特性制御を実施させることで、その操舵意思や操舵意思の変化が反映された車両のステア特性制御を実施させる。また、後輪転舵制御部には、その運転者の操舵意思や操舵意思の変化を反映させた後輪転舵制御を実施させることで、その操舵意思や操舵意思の変化が反映された車両のステア特性制御を実施させる。
先ず、アシスト制御について説明する。
図7には、アシスト制御に関わるブロック図を示している。また、図8には、アシスト制御に関わるフローチャートの一例を示している。
操舵ECU1のマップ設定部は、図3及び図4に示す操舵意思判定を終えた後(ステップST11)、その操舵意思の判定結果(操舵意思情報)と現在の操舵角θsとに基づいて、切り戻し操舵意思のときのマップを設定する(ステップST12)。
このステップST12では、切り戻し操舵意思のときの基準トルクマップと、切り戻し操舵意思のときの減衰トルクマップと、切り戻し操舵意思のときの摩擦トルクマップと、切り戻し操舵意思のときの戻しトルクマップと、が設定される。
基準トルクマップとは、操舵トルクTsと車速Vとに応じた基準トルクTabを算出するためのマップである。この基準トルクマップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST12では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときの基準トルクマップを補正する。尚、車速Vは、車速検出部53で検出する。その車速検出部53には、例えば、動力伝達装置(図示略)における変速機の出力軸の回転を検出する回転センサ、車輪速度を検出する車輪速センサ等を利用する。
減衰トルクマップとは、操舵角速度θs’と車速Vとに応じた減衰トルクTdを算出するためのマップである。この減衰トルクマップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST12では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときの減衰トルクマップを補正する。
摩擦トルクマップとは、操舵角θsと車速Vとに応じた摩擦トルクTfを算出するためのマップである。この摩擦トルクマップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST12では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときの摩擦トルクマップを補正する。
戻しトルクマップとは、操舵角θsと操舵角速度θs’と車速Vとに応じた戻しトルクTrを算出するためのマップである。この戻しトルクマップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST12では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときの戻しトルクマップを補正する。
アシストトルク算出部は、操舵トルクTsと車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思における基準トルクマップから各々基準トルクTab1,Tab2,Tab3を算出する(ステップST13)。ここでは、切り込み操舵意思のときの基準トルクTab1と、保舵意思のときの基準トルクTab2と、切り戻し操舵意思のときの基準トルクTab3と、が算出される。
アシストトルク算出部は、そのそれぞれの基準トルクTab1,Tab2,Tab3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、目標基準トルクTabtを算出する(ステップST14)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された目標基準トルクTabtを算出する。
また、アシストトルク算出部は、操舵角速度θs’と車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思における減衰トルクマップから各々減衰トルクTd1,Td2,Td3を算出する(ステップST15)。ここでは、切り込み操舵意思のときの減衰トルクTd1と、保舵意思のときの減衰トルクTd2と、切り戻し操舵意思のときの減衰トルクTd3と、が算出される。
アシストトルク算出部は、そのそれぞれの減衰トルクTd1,Td2,Td3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、目標減衰トルクTdtを算出する(ステップST16)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された目標減衰トルクTdtを算出する。
また、アシストトルク算出部は、操舵角θsと車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思における摩擦トルクマップから各々摩擦トルクTf1,Tf2,Tf3を算出する(ステップST17)。ここでは、切り込み操舵意思のときの摩擦トルクTf1と、保舵意思のときの摩擦トルクTf2と、切り戻し操舵意思のときの摩擦トルクTf3と、が算出される。
アシストトルク算出部は、そのそれぞれの摩擦トルクTf1,Tf2,Tf3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、目標摩擦トルクTftを算出する(ステップST18)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された目標摩擦トルクTftを算出する。
また、アシストトルク算出部は、操舵角θsと操舵角速度θs’と車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思における戻しトルクマップから各々戻しトルクTr1,Tr2,Tr3を算出する(ステップST19)。ここでは、切り込み操舵意思のときの戻しトルクTr1と、保舵意思のときの戻しトルクTr2と、切り戻し操舵意思のときの戻しトルクTr3と、が算出される。
アシストトルク算出部は、そのそれぞれの戻しトルクTr1,Tr2,Tr3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、目標戻しトルクTrtを算出する(ステップST20)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された目標戻しトルクTrtを算出する。
アシストトルク算出部は、その目標基準トルクTabtと目標減衰トルクTdtと目標摩擦トルクTftと目標戻しトルクTrtをと加算して、目標アシストトルクTatを算出する(ステップST21)。
アシスト制御部は、その目標アシストトルクTatとなるように操舵アシスト部13を制御することで、アシスト制御を実施する(ステップST22)。
操舵操作中は、このアシスト制御を繰り返し実施する。
このように、本実施例の車両制御装置は、精度の高い運転者の操舵意思が反映された目標アシストトルクTatに基づいてアシスト制御を行うことで、運転者の操舵操作に対するアシスト特性を運転者の操舵意思に応じたものへと変えることができる。例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、大きな目標アシストトルクTatを求める。このため、運転者は、自らの操舵意思に沿った操舵感を得ることができる。
具体的に、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、操舵トルクTsに対する操舵角θsのゲイン特性(θs/Ts)が大きくなるように目標アシストトルクTatを求める。または、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、操舵トルクTsに対する操舵角θsのゲイン特性(θs/Ts)が小さくなるように目標アシストトルクTatを求める。図9には、そのゲイン特性の一例を示している。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じて応答性の高い操舵感を運転者に与えることができる。そのような切り込み操舵意思のときのゲイン特性は、ゆっくりとした操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、操舵トルクTsに対する操舵角θsの位相特性(θs/Ts)を位相遅れが小さくなるように目標アシストトルクTatを求めてもよい。または、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、操舵トルクTsに対する操舵角θsの位相特性(θs/Ts)を位相遅れが大きくなるように目標アシストトルクTatを求めてもよい。図10には、その位相特性の一例を示している。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じて応答性の高い操舵感を運転者に与えることができる。そのような切り込み操舵意思のときの位相特性は、速い操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、基準トルクを大きくしてもよい。または、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、基準トルクを小さくしてもよい。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じて軽い力で操舵操作が行えるので、その操舵意思に沿った良好な操舵感を得ることができる。そのような切り込み操舵意思のときの基準トルクは、ゆっくりとした操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、減衰トルクを小さくしてもよい。または、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、減衰トルクを大きくしてもよい。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じて軽い力で操舵操作が行えるので、その操舵意思に沿った良好な操舵感を得ることができる。そのような切り込み操舵意思のときの減衰トルクは、速い操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、摩擦トルクを小さくしてもよい。または、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、摩擦トルクを大きくしてもよい。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じて軽い力で操舵操作が行えるので、その操舵意思に沿った良好な操舵感を得ることができる。一方、運転者が保舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じて保舵状態を維持しやすくなっているので、その操舵意思に沿った良好な操舵感を得ることができる。そのような切り込み操舵意思のときの摩擦トルクは、ゆっくりとした操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、時間微分値が大きくなるように目標アシストトルクTatを算出してもよい。または、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、アシストトルクの時間微分値が大きくなるように目標アシストトルクTatを算出してもよい。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じて軽い力で操舵操作が行えるので、その操舵意思に沿った応答性の高い操舵感を運転者に与えることができる。そのような切り込み操舵意思のときの目標アシストトルクTatは、速い操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵トルクTsに対する操舵角θsの特性(上記のゲイン特性又は位相特性)において、操舵角θsが0のときの操舵トルクTsが0となるように目標アシストトルクTatを求めてもよい。これに依れば、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、ステアリングホイール11が中立位置に戻ったときに操舵トルクTsが0になるので、違和感の無い自然な戻りの操舵感を実現することができる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsの変化量に対する操舵角速度θs’の特性が例えばセルフアライニングトルクの復元力に応じたものとなるように目標アシストトルクTatを算出してもよい。これに依れば、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、自然な戻り速度で切り戻し操舵を行うことができるので、違和感の無い自然な戻りの操舵感を実現することができる。
また、例えば、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsに対する目標アシストトルクTatについて、切り込み操舵意思の場合と同じ特性とする又は保舵意思の場合と同じ特性とする又は切り込み操舵意思の場合と保舵意思の場合の間の特性となるように目標アシストトルクTatを算出してもよい。これに依れば、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、これ以前に行われた切り込み操舵又は保舵と同等の特性で切り戻し操舵を行うことができる(つまり車両の復元力特性に応じた切り戻し操舵を行うことができる)ので、違和感の無い自然な戻りの操舵感を実現することができる。
ここで、アシストトルク算出部は、操舵感の特性の切り替わりのタイミングにおいて、その切り替わりが円滑に行われるように目標アシストトルクTatを算出することが望ましい。具体的には、特性が徐々に変化していくように目標アシストトルクTatを算出すればよい。これに依れば、車両制御装置は、急な操舵感の変化を抑えることができるので、運転者の違和感を抑えることができる。
また、アシストトルク算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思と判定された場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の操舵角θsに対する旋回状態量と車両特性(ステアリングホイール11の中立位置への戻りが早い又は遅い等)とに応じて、操舵角θsの変化量に対する目標アシストトルクTatの変化量を設定してもよい。これに依れば、車両制御装置は、違和感の無い又は違和感の抑えられた自然なステアリングホイール11の戻し操作を実現させることができる。
次に、前輪転舵特性制御(ステア特性制御)について説明する。
図11には、前輪転舵特性制御に関わるブロック図を示している。また、図12には、前輪転舵特性制御に関わるフローチャートの一例を示している。尚、この例示では、操舵意思の判定結果(操舵意思情報)が車両制御ECU4を介して前輪転舵ECU2で受信されている。
前輪転舵ECU2のマップ設定部は、図3及び図4に示す操舵意思判定を終えた後(ステップST31)、その操舵意思の判定結果(操舵意思情報)と現在の操舵角θsと目標前輪舵角θwftとに基づいて、切り戻し操舵時のマップを設定する(ステップST32)。
このステップST32では、切り戻し操舵意思のときのギヤ比マップと切り戻し操舵意思のときの微分ゲインマップが設定される。
ギヤ比マップとは、操舵角θsと車速Vとに応じた基準ステアリングギヤ比γgを算出するためのマップである。このギヤ比マップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST32では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときのギヤ比マップを補正する。
微分ゲインマップとは、操舵角速度θs’と車速Vとに応じた基準微分ステアゲインθdを算出するためのマップである。この微分ゲインマップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST32では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときの微分ゲインマップを補正する。
前輪転舵特性算出部は、操舵角θsと車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思におけるギヤ比マップから各々基準ステアリングギヤ比γg1,γg2,γg3を算出する(ステップST33)。ここでは、切り込み操舵意思のときの基準ステアリングギヤ比γg1と、保舵意思のときの基準ステアリングギヤ比γg2と、切り戻し操舵意思のときの基準ステアリングギヤ比γg3と、が算出される。
図13には、切り込み操舵意思のときのギヤ比マップと保舵意思のときのギヤ比マップの一例を示している。切り込み操舵意思のときの基準ステアリングギヤ比γg1は、同じ車速Vの場合、保舵意思のときの基準ステアリングギヤ比γg2よりも大きくなっている。このため、切り込み操舵意思のときは、保舵意思のときよりも操舵角θsに対する前輪舵角θwfがゆっくりと変化する(スロー)。
前輪転舵特性算出部は、そのそれぞれの基準ステアリングギヤ比γg1,γg2,γg3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、目標ステアリングギヤ比γgtを算出する(ステップST34)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された目標ステアリングギヤ比γgtを算出する。
この前輪転舵特性算出部は、その目標ステアリングギヤ比γgtと操舵角θsとに基づいて、仮目標前輪舵角θwftt(=θs/γgt)を算出する(ステップST35)。
また、前輪転舵特性算出部は、操舵角速度θs’と車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思における微分ゲインマップから各々基準微分ステアゲインθd1,θd2,θd3を算出する(ステップST36)。ここでは、切り込み操舵意思のときの基準微分ステアゲインθd1と、保舵意思のときの基準微分ステアゲインθd2と、切り戻し操舵意思のときの基準微分ステアゲインθd3と、が算出される。
図14には、切り込み操舵意思のときの微分ゲインマップと保舵意思のときの微分ゲインマップの一例を示している。切り込み操舵意思のときの基準微分ステアゲインθd1は、同じ車速Vの場合、保舵意思のときの基準微分ステアゲインθd2よりも大きくなっている。このため、切り込み操舵意思のときは、保舵意思のときよりも応答性良く前輪Wfを転舵させることができる。
前輪転舵特性算出部は、そのそれぞれの基準微分ステアゲインθd1,θd2,θd3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、位相補償のための目標微分ステアゲインθdtを算出する(ステップST37)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された位相補償のための目標微分ステアゲインθdtを算出する。
前輪転舵特性算出部は、その目標微分ステアゲインθdtを仮目標前輪舵角θwfttに加算して、位相補償された目標前輪舵角θwftを算出する(ステップST38)。
前輪転舵特性制御部は、目標ステアリングギヤ比γgtとなるようにギヤ比可変部31を制御することで、ステアリングギヤ比を変更する(ステップST39)。
操舵操作中は、この前輪転舵特性制御を繰り返し実施する。
このように、本実施例の車両制御装置は、精度の高い運転者の操舵意思が反映された目標ステアリングギヤ比γgtに基づいて前輪転舵特性制御を行うことで、操舵角θsの変化量に対する車両の旋回状態量の変化量を運転者の操舵意思に応じたものへと変えることができる。つまり、この車両制御装置は、運転者の操舵操作に対する車両のステア特性を運転者の操舵意思に応じたものへと変えることができる。このため、運転者は、自らの操舵意思に沿った車両の挙動を感じ取ることができる。
例えば、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対するヨーレートγのゲイン特性(γ/θs)が大きくなるように目標ステアリングギヤ比γgtを求める。または、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対するヨーレートγのゲイン特性(γ/θs)が小さくなるように目標ステアリングギヤ比γgtを求める。図15には、そのゲイン特性の一例を示している。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比べて、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量が大きくなるように目標ステアリングギヤ比γgtが設定される。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じた応答性の高いステア特性を得ることができる。そのような切り込み操舵意思のときのゲイン特性は、ゆっくりとした操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、保舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対するヨーレートγの位相特性(γ/θs)について、位相遅れが小さくなるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めてもよい。または、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対するヨーレートγの位相特性(γ/θs)について、位相遅れが大きくなるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めてもよい。図16には、その位相特性の一例を示している。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じた応答性の高いステア特性を得ることができる。そのような切り込み操舵意思のときの位相特性は、速い操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsに対するヨーレートγの特性(上記のゲイン特性又は位相特性)において、操舵角θsが0のときのヨーレートγが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めてもよい。図17は、その特性の一例を操舵角θsに対する目標前輪舵角θwftの観点で示したものである。ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsが0のときに目標前輪舵角θwftが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを設定している。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思と判定された場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の操舵角θsに対する旋回状態量と車両特性とに応じて、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量が設定される。これに依れば、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、ステアリングホイール11が中立位置に戻ったときにヨーレートγが0になるので、違和感の無い自然な車両の戻り挙動を実現させることができる。
また、例えば、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsに対するヨーレートγの特性(上記のゲイン特性又は位相特性)において、操舵角θsが0に戻る前の所定角度の状態でヨーレートγが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めてもよい。その所定角度は、中立位置付近における操舵角θsとする。図18は、その特性の一例を操舵角θsに対する目標前輪舵角θwftの観点で示したものである。ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsが0に戻る前の所定角度の状態で目標前輪舵角θwftが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを設定している。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の操舵角θsに対する旋回状態量と車両特性とに応じて、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量が設定される。これに依れば、ステアリングホイール11が中立位置に戻りにくい車両特性の場合でも、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、ステアリングホイール11が中立位置付近まで戻ったときにヨーレートγが0になるので、違和感の無い自然な車両の戻り挙動を実現させることができる。
また、例えば、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsに対するヨーレートγの特性(上記のゲイン特性又は位相特性)において、操舵角θsが0に戻ってから更に逆側へと所定角度だけ操舵操作されたときのヨーレートγが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めてもよい。その所定角度は、中立位置付近における操舵角θsとする。図19は、その特性の一例を操舵角θsに対する目標前輪舵角θwftの観点で示したものである。ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsが0に戻ってから更に逆側へと所定角度だけ操舵操作されたときの目標前輪舵角θwftが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを設定している。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の操舵角θsに対する旋回状態量と車両特性とに応じて、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量が設定される。これに依れば、ステアリングホイール11の中立位置への戻りが早い車両特性の場合でも、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、ステアリングホイール11が中立位置を僅かに超えてからヨーレートγが0になるので、その中立位置で逆向きのヨーレートγが発生してしまう事態(いわゆるヨーレートγのオーバシュート)を抑えることができ、違和感の無い自然な車両の戻り挙動を実現させることができる。
また、例えば、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsに対するヨーレートγの特性(上記のゲイン特性又は位相特性)において、操舵角θsが0のときのヨーレートγが0となり、かつ、その切り戻し操舵意思の間の特性が二次関数の曲線となるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めてもよい。
具体的には、操舵角θsの変化量に対するヨーレートγの変化量が、その切り戻し操舵意思の間における操舵角θsの大きい領域において、この切り戻し操舵意思の前の切り込み操舵意思のときのものよりも小さく、かつ、その間の操舵角θsの小さい領域において、その切り込み操舵意思のときのものよりも大きくなるように目標ステアリングギヤ比γgtを求める。つまり、ここでは、その特性が上に凸の二次関数となるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めている。図20は、その特性の一例を操舵角θsに対する目標前輪舵角θwftの観点で示したものである。ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsの変化量に対する目標前輪舵角θwftの変化量が、切り戻し操舵意思の間における操舵角θsの大きい領域において、この切り戻し操舵意思の前の切り込み操舵意思のときのものよりも小さく、かつ、その間の操舵角θsの小さい領域において、その切り込み操舵意思のときのものよりも大きく、更に操舵角θsが0のときの目標前輪舵角θwftが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを算出する。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の操舵角θsに対する旋回状態量と車両特性とに応じて、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量が設定される。これに依れば、ステアリングホイール11の中立位置への戻りが早い車両特性の場合でも、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、ステアリングホイール11が中立位置に戻ったときのヨーレートγのオーバシュートを抑えることができるので、違和感の無い自然な車両の戻り挙動を実現させることができる。
これに対して、前輪転舵特性算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsの変化量に対するヨーレートγの変化量が、その切り戻し操舵意思の間における操舵角θsの大きい領域において、この切り戻し操舵意思の前の切り込み操舵意思のときのものよりも大きく、かつ、その間の操舵角θsの小さい領域において、その切り込み操舵意思のときのものよりも小さくなるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めてもよい。つまり、ここでは、その特性が下に凸の二次関数となるように目標ステアリングギヤ比γgtを求めている。図21は、その特性の一例を操舵角θsに対する目標前輪舵角θwftの観点で示したものである。ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsの変化量に対する目標前輪舵角θwftの変化量が、切り戻し操舵意思の間における操舵角θsの大きい領域において、この切り戻し操舵意思の前の切り込み操舵意思のときのものよりも大きく、かつ、その間の操舵角θsの小さい領域において、その切り込み操舵意思のときのものよりも小さく、更に操舵角θsが0のときの目標前輪舵角θwftが0となるように目標ステアリングギヤ比γgtを算出する。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の操舵角θsに対する旋回状態量と車両特性とに応じて、操舵角θsの変化量に対する旋回状態量の変化量が設定される。これに依れば、ステアリングホイール11の中立位置への戻りが遅い車両特性の場合でも、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、ステアリングホイール11の中立位置までの戻し操作を楽に行えるようになるので、違和感の無い自然な車両の戻り挙動を実現させることができる。
ここで、前輪転舵特性算出部は、これらの特性の切り替わりのタイミングにおいて、例えば、その切り替わりが円滑に行われるように目標ステアリングギヤ比γgtを算出することが望ましい。具体的には、特性が徐々に変化していくように目標ステアリングギヤ比γgtを算出すればよい。これに依れば、車両制御装置は、急な車両挙動の変化を抑えることができるので、運転者の違和感を抑えることができる。
また、前輪転舵特性算出部は、例えば、これらの特性の切り替わりのタイミングにおいて、その切り替わりの前後の特性に変化が無い場合又は変化が少ない場合、その特性を瞬時に切り替えるように目標ステアリングギヤ比γgtを算出してもよい。これに依れば、車両制御装置は、特性を速やかに切り替えることができるので、運転者の違和感を抑えることができる。
また、前輪転舵特性算出部は、例えば、これらの特性の切り替えを操舵角速度θs’が0のとき又は操舵角速度θs’が略0のときに実施するように目標ステアリングギヤ比γgtを算出してもよい。前輪舵角可変装置30はステアリングギヤ比の可変制御を行うものであるので、車両制御装置は、そのような操舵角速度θs’のときに特性の切り替えを行うことによって、運転者の違和感を抑えることができる。
また、前輪転舵特性算出部は、例えば、これらの特性の切り替えを操舵仕事率Pが0のとき又は操舵仕事率Pが略0のときに実施するように目標ステアリングギヤ比γgtを算出してもよい。これに依れば、車両制御装置は、運転者の操舵意思の切り替わり部分において特性を変えることができるので、運転者の違和感を抑えることができる。
また、前輪転舵特性算出部は、例えば、操舵仕事率Pが減少し始めたならば、これらの特性の切り替えを即座に又は可能な限り早い段階で実施するように目標ステアリングギヤ比γgtを算出してもよい。これに依れば、車両制御装置は、運転者が次の別の操舵意思を持つまでに特性を変えることができるので、運転者の操舵意思が尊重され、違和感を抑えることができる。
次に、後輪転舵制御(ステア特性制御)について説明する。
図22には、後輪転舵制御に関わるブロック図を示している。また、図23には、後輪転舵制御に関わるフローチャートの一例を示している。尚、この例示では、操舵意思の判定結果(操舵意思情報)が車両制御ECU4を介して後輪転舵ECU3で受信されている。
後輪転舵ECU3のマップ設定部は、図3及び図4に示す操舵意思判定を終えた後(ステップST41)、その操舵意思の判定結果(操舵意思情報)と現在の操舵角θsと目標後輪舵角θwrtとに基づいて、切り戻し操舵時のマップを設定する(ステップST42)。
このステップST42では、切り戻し操舵意思のときの後輪スリップ角マップと切り戻し操舵意思のときの微分ゲインマップが設定される。
後輪スリップ角マップとは、操舵角θsと車速Vとに応じた基準後輪スリップ角θslbを算出するためのマップである。この後輪スリップ角マップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST42では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときの後輪スリップ角マップを補正する。
微分ゲインマップとは、操舵角速度θs’と車速Vとに応じた基準微分ゲインθsldを算出するためのマップである。この微分ゲインマップとしては、切り込み操舵意思のときのものと保舵意思のときのものと切り戻し操舵意思のときのものとがある。ステップST42では、運転者の操舵意思に基づいて、切り戻し操舵意思のときの微分ゲインマップを補正する。
後輪制御量算出部は、操舵角θsと車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思における後輪スリップ角マップから各々基準後輪スリップ角θslb1,θslb2,θslb3を算出する(ステップST43)。ここでは、切り込み操舵意思のときの基準後輪スリップ角θslb1と、保舵意思のときの基準後輪スリップ角θslb2と、切り戻し操舵意思のときの基準後輪スリップ角θslb3と、が算出される。
図24には、切り込み操舵意思のときの後輪スリップ角マップと保舵意思のときの後輪スリップ角マップの一例を示している。本図の実線は、車速Vに応じた切り込み操舵意思のときの基準後輪スリップ角θslb1と、車速Vに応じた旋回時における保舵意思のときの基準後輪スリップ角θslb2と、を表している。一方、破線は、車速Vに応じた直進時における保舵意思のときの基準後輪スリップ角θslb2を表している。
後輪制御量算出部は、そのそれぞれの基準後輪スリップ角θslb1,θslb2,θslb3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、目標後輪スリップ角θsltを算出する(ステップST44)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された目標後輪スリップ角θsltを算出する。
後輪制御量算出部は、その目標後輪スリップ角θsltに基づいて、仮目標後輪舵角θwrttを算出する(ステップST45)。
また、後輪制御量算出部は、操舵角速度θs’と車速Vとに基づいて、それぞれの操舵意思における微分ゲインマップから各々基準微分ゲインθd1,θd2,θd3を算出する(ステップST46)。ここでは、切り込み操舵意思のときの基準微分ゲインθd1と、保舵意思のときの基準微分ゲインθd2と、切り戻し操舵意思のときの基準微分ゲインθd3と、が算出される。
後輪制御量算出部は、そのそれぞれの基準微分ゲインθd1,θd2,θd3と操舵意思の判定結果(操舵意思情報)とに基づいて、位相補償のための目標微分ゲインθwrdtを算出する(ステップST47)。つまり、ここでは、運転者の操舵意思が反映された位相補償のための目標微分ゲインθwrdtを算出する。
後輪制御量算出部は、その目標微分ゲインθwrdtを仮目標後輪舵角θwrttに加算して、位相補償された目標後輪舵角θwrtを算出する(ステップST48)。
後輪転舵制御部は、目標後輪舵角θwrtとなるように転舵力発生機構41を制御することで、後輪Wrを転舵させる(ステップST49)。
操舵操作中は、目標後輪舵角θwrtが0よりも大きくなっている場合、この後輪転舵制御を繰り返し実施する。
このように、本実施例の車両制御装置は、精度の高い運転者の操舵意思が反映された目標後輪舵角θwrtに基づいて後輪転舵制御を行うことで、操舵角θsの変化量に対する車両の旋回状態量(ヨーモーメントγや車体スリップ角β)の変化量を運転者の操舵意思に応じたものへと変えることができる。つまり、この車両制御装置は、運転者の操舵操作に対する車両のステア特性を運転者の操舵意思に応じたものへと変えることができる。このため、運転者は、自らの操舵意思に沿った車両の挙動を感じ取ることができる。
例えば、後輪制御量算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、直進時の保舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対する車両の旋回状態量のゲイン特性が大きくなるように目標後輪舵角θwrtを求める。または、後輪制御量算出部は、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対する車両の旋回状態量のゲイン特性が小さくなるように目標後輪舵角θwrtを求める。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じた応答性の高い車両挙動変化によるステア特性を得ることができる。そのような切り込み操舵意思のときのゲイン特性は、ゆっくりとした操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、後輪制御量算出部は、運転者の操舵意思が切り込み操舵意思の場合、直進時の保舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対する車両の旋回状態量の位相特性について、位相遅れが小さくなるように目標後輪舵角θwrtを求めてもよい。または、後輪制御量算出部は、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思の場合、切り込み操舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対する車両の旋回状態量の位相特性について、位相遅れが大きくなるように目標後輪舵角θwrtを求めてもよい。これに依れば、運転者が切り込み操舵意思を持っているときには、その運転者の操舵意思に応じた応答性の高い車両挙動変化によるステア特性を得ることができる。そのような切り込み操舵意思のときの位相特性は、速い操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、後輪制御量算出部は、運転者の操舵意思が旋回時における保舵意思の場合、直進時の保舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対する車両の旋回状態量のゲイン特性が大きくなるように目標後輪舵角θwrtを求めてもよい。または、後輪制御量算出部は、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思の場合、旋回時における保舵意思の場合と比較して、操舵角θsに対する車両の旋回状態量のゲイン特性が小さくなるように目標後輪舵角θwrtを求めてもよい。これに依れば、運転者が直進時の保舵意思を持っているときには、車両が直進状態に保たれやすくなる。また、運転者が旋回時の保舵意思を持っているときには、その旋回状態での車両の姿勢が保たれやすくなる。よって、この場合には、運転者の操舵意思に応じた車両の姿勢を保つことができる。そのような保舵意思のときの目標後輪舵角θwrtは、ゆっくりとした操舵操作のときに有用なものとなる。
また、例えば、後輪制御量算出部は、運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思の場合、操舵角θsに対する車両の旋回状態量の特性(上記のゲイン特性又は位相特性)において、操舵角θsが0のときに旋回状態量が0となるように目標後輪舵角θwrtを求めてもよい。これに依れば、運転者が切り戻し操舵意思を持っているときには、ステアリングホイール11が中立位置に戻ったときに旋回状態量が0になるので、違和感の無い自然な車両の戻り挙動を実現させることができる。
ここで、後輪制御量算出部は、これらの特性の切り替わりのタイミングにおいて、例えば、その切り替わりが円滑に行われるように目標後輪舵角θwrtを算出することが望ましい。これに依れば、車両制御装置は、急な車両挙動の変化を抑えることができるので、運転者の違和感を抑えることができる。
以上示したように、本実施例の操舵意思判定装置及び車両制御装置は、操舵操作時におけるあらゆるタイミングにおいて、運転者の操舵意思をその都度精度良く判定することができる。このため、この操舵意思判定装置及び車両制御装置は、その運転者の操舵意思に応じて車両側の制御を実施させることによって、その車両側の制御を運転者の操舵意思に沿った違和感の無い又は違和感の少ないものにすることができる。
ここで、操舵意思判定部の行う操舵意思判定においては、その判定のロバスト性を向上させ、不要な車両側の制御の変化を抑えるために、ヒステリシスを持たせてもよい。
1 操舵ECU
2 前輪転舵ECU
3 後輪転舵ECU
4 車両制御ECU
10 操舵装置
11 ステアリングホイール
20 前輪転舵装置
21 ギヤ機構
30 前輪舵角可変装置
31 ギヤ比可変部
40 後輪転舵装置
41 転舵力発生機構
51 操舵角検出部
52 操舵トルク検出部
53 車速検出部

Claims (8)

  1. 運転者のステアリングホイールの操舵操作時における操舵角速度及び操舵トルクの積、並びに、該操舵操作時における操舵角及び操舵トルクの時間微分値の積に基づいて、運転者の前記ステアリングホイールに対する操舵形態が表された操舵形態判別値を算出する操舵形態判別値算出部と、
    前記操舵形態判別値が所定値以上の場合に、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が所定角速度よりも小さい場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が前記所定角速度以上の場合に、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定する操舵意思判定部と、
    を備えることを特徴とした操舵意思判定装置。
  2. 前記操舵意思判定部は、運転者が保舵意思を持っていると判定した場合、前記操舵角の絶対値が所定角度よりも小さければ、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思を持っていると判定させ、前記操舵角の絶対値が所定角度以上であるならば、運転者の操舵意思が旋回時の保舵意思を持っていると判定させることを特徴とした請求項1に記載の操舵意思判定装置。
  3. 運転者のステアリングホイールの操舵操作時における操舵角速度及び操舵トルクの積、並びに、該操舵操作時における操舵角及び操舵トルクの時間微分値の積に基づいて、運転者の前記ステアリングホイールに対する操舵形態が表された操舵形態判別値を算出する操舵形態判別値算出部と、
    前記操舵形態判別値が所定値以上の場合に、運転者が切り込み操舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が所定角速度よりも小さい場合に、運転者が保舵意思を持っていると判定し、前記操舵形態判別値が前記所定値よりも小さく、かつ、前記操舵角速度の絶対値が前記所定角速度以上の場合に、運転者が切り戻し操舵意思を持っていると判定する操舵意思判定部と、
    を備え、
    判定された運転者の操舵意思に基づいて車両側の制御を行うことを特徴とした車両制御装置。
  4. 前記操舵意思判定部は、運転者が保舵意思を持っていると判定した場合、前記操舵角の絶対値が所定角度よりも小さければ、運転者の操舵意思が直進時の保舵意思を持っていると判定させ、前記操舵角の絶対値が所定角度以上であるならば、運転者の操舵意思が旋回時の保舵意思を持っていると判定させることを特徴とした請求項3に記載の車両制御装置。
  5. 運転者の操舵意思が切り込み操舵意思と判定された場合、保舵意思と判定された場合と比べて、前記操舵角の変化量に対する旋回状態量の変化量を大きくすることを特徴とした請求項3又は4に記載の車両制御装置。
  6. 運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思と判定された場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の前記操舵角に対する旋回状態量と車両特性とに応じて、前記操舵角の変化量に対する旋回状態量の変化量を設定することを特徴とした請求項3,4又は5に記載の車両制御装置。
  7. 運転者の操舵意思が切り込み操舵意思と判定された場合、保舵意思と判定された場合と比べて、電動パワーステアリング装置のアシストトルクを大きくすることを特徴とした請求項3又は4に記載の車両制御装置。
  8. 運転者の操舵意思が切り戻し操舵意思と判定された場合、保舵意思から当該切り戻し操舵意思に切り替わった時点の前記操舵角に対する旋回状態量と車両特性とに応じて、前記操舵角の変化量に対する電動パワーステアリング装置のアシストトルクの変化量を設定することを特徴とした請求項3,4又は7に記載の車両制御装置。
JP2014059203A 2014-03-20 2014-03-20 操舵意思判定装置及び車両制御装置 Expired - Fee Related JP5915681B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014059203A JP5915681B2 (ja) 2014-03-20 2014-03-20 操舵意思判定装置及び車両制御装置
KR1020150037518A KR101675433B1 (ko) 2014-03-20 2015-03-18 조향의사판정장치, 차량제어장치, 조향어시스트장치, 및 조향어시스트시스템
US14/662,633 US9669866B2 (en) 2014-03-20 2015-03-19 Steering intention determination device, vehicle control device, steering assist device, and steering assist system
CN201510124755.7A CN104925128B (zh) 2014-03-20 2015-03-20 转向意向确定装置、车辆控制装置、转向辅助装置和转向辅助系统
EP15160150.7A EP2921374B1 (en) 2014-03-20 2015-03-20 Steering intention determination device, vehicle control device, steering assist device, and steering assist system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014059203A JP5915681B2 (ja) 2014-03-20 2014-03-20 操舵意思判定装置及び車両制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015182517A true JP2015182517A (ja) 2015-10-22
JP5915681B2 JP5915681B2 (ja) 2016-05-11

Family

ID=52997185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014059203A Expired - Fee Related JP5915681B2 (ja) 2014-03-20 2014-03-20 操舵意思判定装置及び車両制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9669866B2 (ja)
EP (1) EP2921374B1 (ja)
JP (1) JP5915681B2 (ja)
KR (1) KR101675433B1 (ja)
CN (1) CN104925128B (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106275059A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 豫北转向系统股份有限公司 一种汽车电动助力转向系统的阻尼控制器
JP2017124648A (ja) * 2016-01-12 2017-07-20 いすゞ自動車株式会社 保舵状態検出装置及び保舵状態検出方法
WO2018025902A1 (ja) * 2016-08-02 2018-02-08 いすゞ自動車株式会社 操舵補助装置及び操舵補助方法
KR20190002882A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 현대모비스 주식회사 후륜 조향 제어 장치 및 방법
JP2020006891A (ja) * 2018-07-11 2020-01-16 トヨタ自動車株式会社 運転支援システム
JP2021117725A (ja) * 2020-01-27 2021-08-10 三菱電機株式会社 車両用衝突防止装置および車両用衝突防止方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9540039B2 (en) * 2012-07-09 2017-01-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle steering control device
JP6032161B2 (ja) 2013-09-04 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 操舵装置、及び、操舵制御装置
JP5915681B2 (ja) 2014-03-20 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 操舵意思判定装置及び車両制御装置
CN107531280B (zh) * 2015-07-31 2019-08-30 日立汽车系统株式会社 车辆用操舵辅助控制装置
JP2018008549A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 株式会社デンソー 操舵制御装置
KR102503307B1 (ko) * 2016-07-11 2023-02-27 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 방법
US10392019B2 (en) * 2016-08-25 2019-08-27 Jtekt Corporation Vehicle controller
KR102532338B1 (ko) * 2018-06-21 2023-05-16 현대자동차주식회사 차량용 조향 제어방법
WO2020130479A1 (ko) * 2018-12-19 2020-06-25 주식회사 만도 조향 제어 장치와 조향 제어 방법, 및 조향 장치
CN110104057B (zh) * 2019-04-24 2020-08-07 浙江吉利控股集团有限公司 车辆转向助力控制方法、装置、设备及存储介质
DE102019206980B4 (de) * 2019-05-14 2023-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Lenkungssteuergerät zum Ermitteln einer Stellgröße für das Einstellen eines Servolenkmoments bei einem Fahrzeuglenksystem
CN110667694B (zh) * 2019-09-29 2021-10-22 深圳市元征科技股份有限公司 一种转向助力调整方法及相关装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004175122A (ja) * 2002-11-22 2004-06-24 Toyota Motor Corp ハンドル操舵状態検出装置
JP2004249933A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車両用操舵装置
JP2006298300A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Nissan Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2007022365A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Nissan Motor Co Ltd 四輪操舵装置
JP2008001117A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Toyota Motor Corp 車両の操舵装置
JP2009262622A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP2013112119A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Denso Corp 電動パワーステアリング制御装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0585379A (ja) 1991-09-25 1993-04-06 Toyota Motor Corp パワーステアリング装置
JP3047598B2 (ja) * 1992-01-30 2000-05-29 オムロン株式会社 電動式パワーステアリング装置
JPH05208683A (ja) * 1992-01-30 1993-08-20 Omron Corp 電動式パワーステアリング装置
JPH06219312A (ja) 1993-01-25 1994-08-09 Omron Corp 電動式パワーステアリング装置
JPH0740756A (ja) 1993-07-29 1995-02-10 Mitsubishi Motors Corp 覚醒度判定装置並びに電子制御式パワーステアリング装置
JPH0899647A (ja) 1994-09-30 1996-04-16 Mazda Motor Corp 車両の操舵補助装置
JP3611116B2 (ja) 2001-10-10 2005-01-19 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置
JP2004203366A (ja) * 2002-10-31 2004-07-22 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP3960266B2 (ja) * 2003-05-28 2007-08-15 トヨタ自動車株式会社 車輌用操舵制御装置
JP4103747B2 (ja) 2003-09-17 2008-06-18 日産自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
JP4779495B2 (ja) * 2004-10-27 2011-09-28 日産自動車株式会社 車両用操舵装置
US7523806B2 (en) 2005-09-20 2009-04-28 Delphi Technologies, Inc Method and system for improved active damping of steering systems
KR100651144B1 (ko) * 2005-12-02 2006-11-30 주식회사 만도 자동차의 능동 전륜 조향장치 및 그 제어 방법
JP4603593B2 (ja) 2008-04-23 2010-12-22 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5208684B2 (ja) 2008-11-10 2013-06-12 中国電力株式会社 地絡保護継電システム
GB201000948D0 (en) * 2010-01-21 2010-03-10 Trw Ltd Controllers for and methods of controlling electric power assisted steering systems
DE102010033066B4 (de) * 2010-08-02 2021-07-01 Zf Automotive Germany Gmbh Verfahren zur Erfassung von äußeren Stößen bei Fahrzeuglenksystemen
JP2012126359A (ja) 2010-12-17 2012-07-05 Toyota Motor Corp 操舵装置
CN104837714B (zh) 2012-12-07 2017-07-18 丰田自动车株式会社 驾驶辅助装置、操作检测装置以及控制装置
JP6179098B2 (ja) * 2012-12-25 2017-08-16 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
DE102014201107B4 (de) * 2013-02-06 2016-02-11 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Beschränkung eines unterstützenden Lenkmoments in einem Lenksystem mit elektronischer Lenkunterstützung
JP6032161B2 (ja) * 2013-09-04 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 操舵装置、及び、操舵制御装置
JP5943018B2 (ja) * 2014-02-25 2016-06-29 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
JP5915680B2 (ja) * 2014-03-20 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
JP5915681B2 (ja) 2014-03-20 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 操舵意思判定装置及び車両制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004175122A (ja) * 2002-11-22 2004-06-24 Toyota Motor Corp ハンドル操舵状態検出装置
JP2004249933A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車両用操舵装置
JP2006298300A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Nissan Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2007022365A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Nissan Motor Co Ltd 四輪操舵装置
JP2008001117A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Toyota Motor Corp 車両の操舵装置
JP2009262622A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP2013112119A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Denso Corp 電動パワーステアリング制御装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017124648A (ja) * 2016-01-12 2017-07-20 いすゞ自動車株式会社 保舵状態検出装置及び保舵状態検出方法
WO2018025902A1 (ja) * 2016-08-02 2018-02-08 いすゞ自動車株式会社 操舵補助装置及び操舵補助方法
CN106275059A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 豫北转向系统股份有限公司 一种汽车电动助力转向系统的阻尼控制器
KR20190002882A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 현대모비스 주식회사 후륜 조향 제어 장치 및 방법
KR102277285B1 (ko) 2017-06-30 2021-07-14 현대모비스 주식회사 후륜 조향 제어 장치 및 방법
JP2020006891A (ja) * 2018-07-11 2020-01-16 トヨタ自動車株式会社 運転支援システム
JP2021117725A (ja) * 2020-01-27 2021-08-10 三菱電機株式会社 車両用衝突防止装置および車両用衝突防止方法
JP7072591B2 (ja) 2020-01-27 2022-05-20 三菱電機株式会社 車両用衝突防止装置および車両用衝突防止方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101675433B1 (ko) 2016-11-11
KR20150110359A (ko) 2015-10-02
CN104925128B (zh) 2017-05-31
US20150266504A1 (en) 2015-09-24
US9669866B2 (en) 2017-06-06
EP2921374A2 (en) 2015-09-23
JP5915681B2 (ja) 2016-05-11
EP2921374A3 (en) 2016-06-01
EP2921374B1 (en) 2018-04-25
CN104925128A (zh) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5915681B2 (ja) 操舵意思判定装置及び車両制御装置
JP5282889B2 (ja) 車両の操舵制御装置
EP3219580B1 (en) Steering control apparatus
JP5126357B2 (ja) 車両の操舵装置
JP5494176B2 (ja) 車両用操舵装置
JP5245905B2 (ja) 車線維持支援装置及び車線維持支援方法
US11414122B2 (en) Handwheel-roadwheel resynchronization in steer-by-wire systems
JP6380366B2 (ja) 車両用操舵支援装置
WO2006101005A1 (ja) 車両の操舵制御装置
JP2006117223A (ja) 車両用操舵制御装置
JP5386873B2 (ja) 車両用操舵装置及び車両用操舵方法
JP4517810B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP4711758B2 (ja) 車両操作支援装置
JP2006282067A (ja) 車両用操舵制御装置
JP5347499B2 (ja) 車両制御装置及び車両制御方法
JP2007099060A (ja) 車両の操舵装置
JP4604631B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP5291640B2 (ja) 操舵装置
JP2016107810A (ja) パワーステアリング制御装置
JP2015182514A (ja) 操舵支援装置
JP2005306204A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2010125953A (ja) 車両用操舵装置およびその制御方法
JP2009035148A (ja) 車両用操舵装置
JP2017013758A (ja) 車両用操舵支援装置
JP2010260463A (ja) 舵角反力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160321

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5915681

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees