JP2018020586A - 操舵支援装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操舵角取得部54は、操舵角を取得する。トルク取得部55は、操舵トルクを取得する。位置予測部57は、地図及び自車両の現在位置に基づき、現時点から所定時間経過した後の地図上の自車両の位置である予測位置を演算する。操舵角演算部58は、地図により特定可能な予測位置における道路形状に基づき、目標操舵角を演算する。アシスト演算部59は、操舵角取得部54により取得された操舵角及び操舵角演算部58により演算された目標操舵角に基づき、アシスト制御量を演算する。調節部60は、操舵トルクに応じて、アシスト演算部59により演算されたアシスト制御量を調節する。実行部62は、操舵制御を実行する。
【選択図】図2
Description
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示す電動パワーステアリングシステム(以下、EPSシステム)1は、車両のドライバの操舵操作を支援するためのシステムである。EPSシステム1が搭載された車両を以下では「自車両」という。EPSシステム1は、操舵機構10、車速センサ20、地図データ記憶装置30、GPS受信機40及び電動パワーステアリングECU(以下、EPSECU)50を備える。
ステアリングホイール11は、回転可能な部材であり、操舵操作が行われる際にドライバによって回転される。
トルクセンサ13は、操舵トルクを検出するためのセンサである。トルクセンサ13は、検出結果をEPSECU50に出力する。
操舵輪15a,15bは、ドライバによるステアリングホイール11の操作に応じて転舵される。
地図データ記憶装置30は、地図を表す地図データを記憶するように構成された装置である。地図データ記憶装置30は、地図データをEPSECU50に出力する。地図データが表す地図には、道路形状の情報が含まれる。
地図取得部52は、地図データ記憶装置30から地図データを取得する。
位置取得部53は、GPS受信機40から自車両の現在位置を取得する。
トルク取得部55は、トルクセンサ13から操舵トルクを取得する。
基本演算部56は、トルク取得部55により取得された操舵トルク及び車速取得部51により取得された自車両の走行速度に基づき、ドライバがステアリングホイール11を回転させる際の負荷を軽減する制御における制御量である基本制御量を演算する。この基本制御量は、操舵支援が実行可能でない通常のパワーステアリングシステムにおいても演算される制御量である。具体的には、操舵トルクが大きいほど基本制御量は大きくなるように演算される。つまり、モータ14の、ステアリングホイール11の回転を支援する方向の操舵トルクが大きくなるように基本制御量は演算される。また、自車両の走行速度が大きいほど基本制御量は小さくなるよう演算される。このように、ステアリングホイール11に加えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクをモータ14は発生させる。
調節ゲインは、図4に示すゲインマップに従い演算される。ゲインマップの横軸はドライバの操作量を表し、本実施形態では操舵トルクを表す。一方、縦軸は調節ゲインを表す。図4から見て取れるように、操舵トルクが0のときには調節ゲインは1に演算される。また、操舵トルクが大きくなるに従って、調節ゲインは小さくなるように演算される。詳細には、操舵トルクが0よりも大きい所定のしきい値α以下である範囲では、調節ゲインは1に保たれる。一方、操舵トルクがしきい値αよりも大きい範囲では、操舵トルクが大きいほど、調節ゲインが徐々に減少(つまり、単調減少)するように演算される。本実施形態では、しきい値αは、ドライバの操舵操作の操作量が微少である範囲としてあらかじめ設定された範囲の上限値として設定される。
乗算部602は、アシスト演算部59により演算されたアシスト制御量とゲイン演算部601により演算された調節ゲインとを乗算する。これによりアシスト制御量が調節される。
実行部62は、加算部61により加算されて得られた制御量に基づき、操舵制御を実行する。具体的には、実行部62は、モータ駆動回路63によるモータ14への電力の供給量を制御することにより、操舵制御を実行する。
[1−2.処理]
次に、EPSECU50が実行する操舵支援処理について、図5及び図6を用いて説明する。なお、操舵支援処理は、操舵支援が開始されることにより実行され、操舵支援が終了されることにより終了する。
S102で、EPSECU50は、地図データ記憶装置30から地図データを取得する。
S104で、EPSECU50は、操舵角センサ12から操舵角を取得する。
S106で、EPSECU50は、S101で取得した自車両の走行速度及びS105で取得した操舵トルクに基づき、基本制御量を演算する。
S109で、EPSECU50は、S104で取得した操舵角及びS108で演算した目標操舵角に基づき、アシスト制御量を演算する。
ここで、調節処理について説明する。
S202で、EPSECU50は、S201で取得した操舵トルクに応じて調節ゲインを演算する。
EPSECU50は、S203を実行すると調節処理を終了し、S111に移行する。
S112で、EPSECU50は、S111で加算して得られた制御量に基づき、操舵制御を実行する。具体的には、EPSECU50は、モータ14への電力の供給量を制御することにより、操舵制御を実行する。
なお、本実施形態では、EPSECU50が操舵支援装置に相当し、トルクセンサ13の検出値である操舵トルクがドライバの操舵操作の操作量に相当し、トルク取得部55が操作量取得部に相当する。また、S101が車速取得部51としての処理に相当し、S102が地図取得部52としての処理に相当し、S103が位置取得部53としての処理に相当し、S104が操舵角取得部54としての処理に相当する。また、S105及びS201がトルク取得部55としての処理に相当し、S106が基本演算部56としての処理に相当し、S107が位置予測部57としての処理に相当し、S108が操舵角演算部58としての処理に相当する。また、S109がアシスト演算部59としての処理に相当し、S111が加算部61としての処理に相当し、S112が実行部62としての処理に相当する。また、S202及びS203が調節部60としての処理に相当し、具体的には、S202がゲイン演算部601としての処理に相当し、S203が乗算部602としての処理に相当する。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)本実施形態では、アシスト制御量は、操舵トルクに応じて調節される。換言すれば、アシスト制御量は、ドライバの操舵操作の操作量に応じて調節される。したがって、障害物を回避しようとしてドライバが操舵操作を急激に行う場合など、S109で実行されるアシスト制御量の演算において加味されていない状況にドライバが対処しようとした際に、ドライバの操舵操作が操舵制御によって妨げられることを抑制することができる。
すなわち、一般に、ドライバがより切迫した状況になるほど、ドライバがより力強くステアリングホイール11を回転させ、操舵トルクが大きくなると考えられる。本実施形態では、操舵トルクが大きくなるほど、アシスト制御量が小さくなるように調節される。したがって、ドライバがより切迫した状況になるほど、アシスト制御量が小さくなるように調節され、その結果、ドライバの操舵操作が操舵制御によって妨げられることをより抑制することができる。
[2.第2実施形態]
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する本明細書中の記載及び図面を参照する。
次に、第2実施形態のEPSECU50が実行する操舵支援処理について説明する。第2実施形態のEPSECU50が実行する操舵支援処理は、第1実施形態のEPSECU50が実行する操舵支援処理と調節処理を除き同一である。したがって、以下では、相違点に係る調節処理のみを図10のフローチャートを用いて説明する。
S302で、EPSECU50は、S301で取得した操舵トルクに応じて同方向ゲインを演算する。
S304で、EPSECU50は、S301で取得した操舵トルクの操舵方向と前述した図5のS109で演算したアシスト制御量の操舵方向とが同一方向であるか否かを判定する。このS304で操舵トルクの操舵方向とアシスト制御量の操舵方向とが同一方向であると判定された場合には処理がS305に移行する。一方、操舵トルクの操舵方向とアシスト制御量の操舵方向とが同一方向でない、つまり、逆方向であると判定された場合には処理がS306に移行する。
S306で、EPSECU50は、アシスト制御量に乗じる調節ゲインを逆方向ゲインに決定する。
S307で、EPSECU50は、前述した図5のS109で演算したアシスト制御量とS305又はS306で決定された調節ゲインとを乗算し、アシスト制御量を調節する。
なお、本実施形態では、S301がトルク取得部55及び操作量取得部としての処理に相当し、S302〜S307が調節部60としての処理に相当し、具体的には、S302が同方向ゲイン演算部603としての処理に相当し、S303が逆方向ゲイン演算部604としての処理に相当し、S304が判定部605としての処理に相当し、S305及びS306がスイッチ部606としての処理に相当し、S307が乗算部607としての処理に相当する。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)〜(1c)に加え、以下の効果が得られる。
[3−1.第2実施形態との相違点]
第3実施形態は、基本的な構成は第2実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する本明細書中の記載及び図面を参照する。
図12に示すように、第3実施形態のEPSECU50は、前述した車速取得部51から実行部62までの各機能に加え、回転取得部64としての機能を更に有する点で、第2実施形態のEPSECU50と相違する。また、第3実施形態の調節部60は、第2実施形態の調節部60と一部機能が相違する。
図13に示すように、第3実施形態の調節部60は、前述した同方向ゲイン演算部603から乗算部607までの各機能を有するが、このうち判定部605及びスイッチ部606の機能が第2実施形態の調節部60と相違する。
次に、第3実施形態のEPSECU50が実行する操舵支援処理について説明する。第3実施形態のEPSECU50が実行する操舵支援処理は、第2実施形態のEPSECU50が実行する操舵支援処理と調節処理を除き同一である。したがって、以下では、相違点に係る調節処理のみを図14のフローチャートを用いて説明する。
S404で、EPSECU50は、回転方向センサ22からモータ14の回転方向、ひいてはモータ14の操舵方向を取得する。
なお、S401がトルク取得部55及び操作量取得部としての処理に相当し、S404が回転取得部64としての処理に相当し、S402,S403及びS405〜S408が調節部60としての処理に相当し、具体的には、S402が同方向ゲイン演算部603としての処理に相当し、S403が逆方向ゲイン演算部604としての処理に相当し、S405が判定部605としての処理に相当し、S406及びS407がスイッチ部606としての処理に相当し、S408が乗算部607としての処理に相当する。
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)〜(1c)に加え、以下の効果が得られる。
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (6)
- 車両のドライバの操舵操作を支援するように構成された操舵支援装置(50)であって、
前記車両の現在位置を取得する位置取得部(53,S103)と、
地図を表す地図データを取得する地図取得部(52,S102)と、
前記現在位置と前記地図とに基づいて、現時点よりも後の所定の時点における前記地図上の前記車両の位置である予測位置を演算する位置予測部(57,S107)と、
前記車両のステアリングホイールの操舵角を取得する操舵角取得部(54,S104)と、
前記地図により特定可能な前記予測位置における道路形状に基づき、目標となる前記操舵角である目標操舵角を演算する操舵角演算部(58,S108)と、
前記操舵角取得部により取得された前記操舵角と前記操舵角演算部により演算された前記目標操舵角とに基づいて、前記操舵操作のアシスト制御量を演算するアシスト演算部(59,S109)と、
前記操舵操作の操作量を取得する操作量取得部(55,S201,S301,S401)と、
前記操作量に応じて、前記アシスト制御量を調節する調節部(60,601〜607,S202,S203,S302〜S307,S402〜S408)と、
前記調節部により調節された前記アシスト制御量に基づいて、操舵制御を実行する実行部(62,S112)と、
を備える操舵支援装置。 - 請求項1に記載の操舵支援装置であって、
前記操作量は、前記ステアリングホイールの回転速度、前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサの検出値、及び、前記操舵トルクに応じた補助操舵トルクを発生させるモータの回転速度、のうちの少なくとも1つを含む、操舵支援装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の操舵支援装置であって、
前記調節部は、前記操作量が大きいほど、前記アシスト制御量を小さくなるように調節する、操舵支援装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の操舵支援装置であって、
前記調節部は、前記操作量の操舵方向と前記アシスト制御量の操舵方向とが逆方向である場合には、前記操作量の操舵方向と前記アシスト制御量の操舵方向とが同一方向である場合よりも、前記アシスト制御量を小さくなるように調節する、操舵支援装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の操舵支援装置であって、
前記調節部は、前記操作量の操舵方向と、前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクを発生させるモータの操舵方向と、が逆方向である場合には、前記操作量の操舵方向と前記モータの操舵方向とが同一方向である場合よりも、前記アシスト制御量を小さくなるように調節する、操舵支援装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に操舵支援装置であって、
前記調節部は、前記操作量が所定のしきい値以下である場合には、前記アシスト制御量を調節しない、操舵支援装置。
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