JP2018020631A - 補助力制御装置及び補助力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電流を抑制しつつ、車両が車線を逸脱することを防止する。【解決手段】補助力制御装置１は、油圧により車両のハンドルの操舵を補助する油圧補助力を発生する油圧補助力発生部１１と、電動機により車両のハンドルの操舵力と反対の向きの電動補助力を発生する電動補助力発生部１２と、車両が走行中の車線における車両の位置を特定する位置特定部１３１と、位置特定部１３１が特定した車両の位置に基づいて車両が車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、車両が車線を逸脱する向きの操舵を補助する油圧補助力を小さくし、かつ車両の向きを、車両が車線を逸脱しない向きに変更するための電動補助力を発生させるように制御する補助力制御部１３２と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両が車線を逸脱することを防ぐための補助力を制御するための補助力制御装置及び補助力制御方法に関する。

車両が車線から逸脱することを防ぐために、ハンドルの操舵力と逆向きの操舵反力を発生する技術が知られている。特許文献１には、自車両の走行位置が上記走行レーン内の基準位置から設定量以上偏っているとき、ステアリングの操舵速度に基づいてパワーステアリング機構の操舵反力を制御する技術が開示されている。

特開平１０−１９４１５１号公報

パワーステアリング機構が装備された車両においては、運転手がハンドルを操作する向きに操舵しやすいように、油圧によりパワーアシスト力が操舵機構に加えられている。従来は、このパワーアシスト力が操舵機構に加えられている間にソレノイドに電流を流すことによって操舵反力を発生させていたため、十分な大きさの操舵反力を発生させるためには、パワーアシスト力と同等の大きさ以上の操舵反力を発生させる必要があった。その結果、十分な大きさの操舵反力を発生させるために、消費電流が大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、消費電流を抑制しつつ、車両が車線を逸脱することを防止できる補助力制御装置及び補助力制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の補助力制御装置は、油圧により車両のハンドルの操舵を補助する油圧補助力を発生する油圧補助力発生部と、電動機により前記車両のハンドルの操舵力と反対の向きの電動補助力を発生する電動補助力発生部と、前記車両が走行中の車線における前記車両の位置を特定する位置特定部と、前記位置特定部が特定した前記車両の位置に基づいて前記車両が車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、前記車両が車線を逸脱する向きの操舵を補助する油圧補助力を小さくし、かつ前記車両の向きを、前記車両が車線を逸脱しない向きに変更するための前記電動補助力を発生させるように制御する補助力制御部と、を有する。

前記補助力制御部は、前記車両が車線の端部に近づけば近づくほど前記電動補助力を大きくさせてもよい。
前記補助力制御部は、前記車両が車線の端部に近づけば近づくほど前記油圧補助力を小さくしてもよい。

前記補助力制御部は、前記車両が車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、前記車両が車線を逸脱しない向きの操舵を補助する第２油圧補助力を大きくしてもよい。

前記補助力制御部は、前記車両が車線を逸脱する蓋然性が所定の値以下になった場合に、前記油圧補助力を初期値に戻し、かつ前記電動補助力の発生を停止させてもよい。

本発明の第２の態様の補助力制御方法は、コンピュータが実行する、油圧により車両のハンドルの操舵を補助する油圧補助力を発生するステップと、電動機により前記車両のハンドルの操舵力と反対の向きの電動補助力を発生するステップと、前記車両が車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、前記車両が車線を逸脱する向きの操舵を補助する油圧補助力を小さくし、かつ前記車両の向きを、前記車両が車線を逸脱しない向きに変更するための前記電動補助力を発生させるように制御するステップと、を有する。

本発明によれば、消費電流を抑制しつつ、車両が車線を逸脱することを防止できるという効果を奏する。

本実施形態の補助力制御装置の概要について説明するための図である。 車両の位置と補助力の大きさとの関係について説明するための図である。 補助力制御装置の構成を示す図である。 補助力制御装置の典型的な動作のフローチャートである。

［本実施形態の補助力制御装置の概要］
図１は、本実施形態の補助力制御装置の概要について説明するための図である。図１（ａ）は、車両Ｖが道路を走行している状態を示しており、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３における車両Ｖの位置及び向きを示している。図１（ｂ）は、車両Ｖのハンドルの向きと、車両Ｖに加わっている２種類の補助力の大きさを示している。

車両Ｖにおいては、補助力制御装置が、運転手がハンドルを操作した向きに油圧によって発生する油圧補助力であるパワーアシスト力、及び運転手がハンドルを操作する向きと反対の向きにモーターによって発生する電動補助力である操舵反力の大きさを制御する。なお、パワーアシスト力は、運転手の操舵力を増幅する力であり、本明細書におけるパワーアシスト力の大きさは、運転手の操舵力の増幅率の大きさを指すものとする。

時刻Ｔ１においては、車両Ｖが車線の中央位置Ｃの付近を走行しており、車両Ｖには、電動補助力が発生しておらず、左右それぞれの向きのパワーアシスト力が発生する状態になっている。時刻Ｔ２においては、車両Ｖが、右側の車線区画線ＢＲの方に向きを変えており、車線を逸脱する可能性が生じている。この状態では、補助力制御装置は、左向きの操舵反力を発生させるとともに、右向きに発生するパワーアシスト力が時刻Ｔ１よりも小さくなるように制御する。

このように、車両Ｖが車線を逸脱する可能性がある向きになった場合に、補助力制御装置は、向きを直進方向に変えるような操舵反力を発生させるように、モーターを含む補助力発生部を制御する。同時に、補助力制御装置は、車線を逸脱する向きのパワーアシスト力を小さくすることにより、車両Ｖが、迅速に直進方向に向きを変えることが可能になる。

時刻Ｔ３においては、車両Ｖが直進方向に向きが変わっている。この状態において、補助力制御装置は操舵反力の発生を停止させている。しかし、車両Ｖが右側の車線区画線ＢＲに近い位置を走行しているので、補助力制御装置が右向きに発生するパワーアシスト力は、時刻Ｔ２と同様に通常状態（時刻Ｔ１の状態）よりも小さくなっている。

図２は、車両Ｖの位置と補助力の大きさとの関係について説明するための図である。図２（ａ）は、左向きの電動補助力（操舵反力）と右向きの油圧補助力（パワーアシスト力）との関係を示している。図２（ｂ）は、右向きの電動補助力と左向きの油圧補助力との関係を示している。

図２（ａ）に示すように、車両Ｖが車線の中央位置Ｃよりも左側にある場合、補助力制御装置は、運転手が右向きに操舵したことに応じて、一定の大きさの油圧補助力が発生させるとともに、電動補助力を発生させない。車両Ｖが車線の中央位置Ｃよりも右側にある場合、運転手が右向きに操舵した際に発生する油圧補助力は徐々に小さくなる。また、車両Ｖが右側の車線区画線ＢＲから所定の距離内にある場合、補助力制御装置は左向きの電動補助力の発生を開始し、車両Ｖが車線区画線ＢＲに近づくにつれて左向きの電動補助力が大きくなる。

同様に、図２（ｂ）に示すように、車両Ｖが車線の中央位置Ｃよりも右側にある場合、補助力制御装置は、運転手が左向きに操舵したことに応じて、一定の大きさの油圧補助力を発生させるとともに、電動補助力を発生させない。車両Ｖが車線の中央位置Ｃよりも左側にある場合、運転手が左向きに操舵した際に発生する油圧補助力は徐々に小さくなる。また、車両Ｖが左側の車線区画線ＢＬから所定の距離内にある場合、補助力制御装置は右向きの電動補助力の発生を開始し、車両Ｖが車線区画線ＢＬに近づくにつれて右向きの電動補助力が大きくなる。
以下、補助力制御装置の構成及び動作について詳細に説明する。

図３は、補助力制御装置１の構成を示す図である。補助力制御装置１は、油圧補助力発生部１１と、電動補助力発生部１２と、制御部１３と、記憶部１４とを有する。制御部１３は、位置特定部１３１及び補助力制御部１３２を有する。

油圧補助力発生部１１は、油圧により車両Ｖのハンドルの操舵を補助するパワーアシスト力を発生する。電動補助力発生部１２は、モーターにより車両のハンドルの操舵力と反対の向きの操舵反力を発生する。

制御部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１３は、記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより、位置特定部１３１及び補助力制御部１３２として機能する。
記憶部１４は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等の記憶媒体を有する。記憶部１４は、制御部１３が実行するプログラムを記憶している。また、記憶部１４は、図２に示したような、車線における車両Ｖの位置と、発生させるパワーアシスト力及び操舵反力の大きさとの関係を記憶している。

位置特定部１３１は、車両Ｖが走行中の車線における車両Ｖの位置を特定する。位置特定部１３１は、例えば、車両Ｖに搭載されたカメラが撮影することにより生成された車両Ｖの前方の撮像画像に基づいて、車両Ｖの位置を特定する。位置特定部１３１は、撮像画像に含まれる車線区画線ＢＬ及び車線区画線ＢＲを特定し、車両Ｖの位置と車線区画線ＢＬ及び車線区画線ＢＲのそれぞれとの距離を算出することにより、車両Ｖの位置を特定する。位置特定部１３１は、特定した車両Ｖの位置を補助力制御部１３２に通知する。

補助力制御部１３２は、位置特定部１３１が特定した車両Ｖの位置に基づいて車両Ｖが車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、車両Ｖが車線を逸脱する向きの操舵を補助するパワーアシスト力としての油圧補助力を小さくする。また、この場合に、補助力制御部１３２は、車両Ｖの向きを、車両Ｖが車線を逸脱しない向きに変更するための操舵反力としての電動補助力を発生させるように制御する。

補助力制御部１３２は、図２に示したように、車両Ｖが車線の端部に近づけば近づくほど、電動補助力発生部１２が発生する電動補助力を大きくするように制御する。また、補助力制御部１３２は、車両Ｖが車線の端部に近づけば近づくほど油圧補助力を小さくする。このようにすることで、車両Ｖが車線に近づけば近づくほど、車両Ｖが中央位置Ｃの方に向きを変えやすくなる。

補助力制御部１３２は、車両Ｖが車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、車両Ｖが車線を逸脱しない向きの操舵を補助する油圧補助力を大きくしてもよい。例えば、車両Ｖが右側の車線区画線ＢＲに近づいている場合に、補助力制御部１３２は、運転手が左向きにハンドルを操作する際に発生する油圧補助力を大きくすることで、車両Ｖが車線を逸脱しない方に向きを変えやすくすることができる。

ここで、補助力制御部１３２は、車両Ｖが車線を逸脱する蓋然性が所定の値以下になった場合に、油圧補助力を初期値に戻し、かつ電動補助力の発生を停止させてもよい。例えば、補助力制御部１３２は、車両Ｖの向きが中央位置Ｃに向かう向きに変化した時点で、油圧補助力を初期値に戻すとともに、電動補助力の発生を停止させる。補助力制御部１３２は、車両Ｖが車線区画線ＢＬ又は車線区画線ＢＲから所定の距離以上離れた時点で、油圧補助力を初期値に戻すとともに、電動補助力の発生を停止させてもよい。

［補助力制御装置１の動作のフローチャート］
図４は、補助力制御装置１の典型的な動作のフローチャートである。
まず、補助力制御部１３２は、位置特定部１３１が特定した車両Ｖの過去の位置及び現在の位置に基づいて、車両Ｖの向きを特定する（Ｓ１１）。続いて、補助力制御部１３２は、特定した車両Ｖの向きに基づいて、車両Ｖが車線を逸脱する可能性の有無を判定する（Ｓ１２）。

補助力制御部１３２は、車両Ｖが車線を逸脱する可能性がある向きであると判定した場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、車両Ｖが車線を逸脱する向きの油圧補助力を小さくするように油圧補助力発生部１１を制御する（Ｓ１３）。また、補助力制御部１３２は、車両Ｖが車線を逸脱する可能性があると判定した場合、車両Ｖが車線を逸脱する向きと反対向きの電動補助力を発生するように電動補助力発生部１２を制御する（Ｓ１４）。

続いて、補助力制御部１３２は、車両Ｖの位置及び向きの少なくともいずれかに基づいて、車両Ｖが車線を逸脱する蓋然性が所定の値以下になったと判定した場合に（Ｓ１５においてＹＥＳ）、油圧補助力の大きさを初期値に戻す（Ｓ１６）。すなわち、補助力制御部１３２は、油圧補助力を、車両Ｖが車線の中央位置を走行している際に発生する大きさにする。また、補助力制御部１３２は、電動補助力の発生を停止する（Ｓ１７）。補助力制御部１３２は、エンジンが停止するまでの間（Ｓ１８においてＮＯ）、ステップＳ１１〜Ｓ１７までの処理を繰り返す。

［本実施形態の補助力制御装置１による効果］
以上説明したように、本実施形態の補助力制御装置１は、位置特定部１３１が特定した車両Ｖの位置に基づいて車両Ｖが車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、車両Ｖが車線を逸脱する向きの操舵を補助する油圧補助力を小さくする。また、補助力制御装置１は、車両Ｖの向きを、車両Ｖが車線を逸脱しない向きに変更するための電動補助力を発生させるように制御する。このようにすることで、操舵反力を発生する時点で油圧補助力が小さくなっているので、電動補助力が効果的に働く。その結果、補助力制御装置１は、消費電流を抑制しつつ、車両Ｖが車線を逸脱することを防止できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記の説明においては、操舵反力がモーターにより発生する例について説明したが、操舵反力を発生する電動機としてソレノイド等の他のデバイスを用いてもよい。

１ 補助力制御装置
１１ 油圧補助力発生部
１２ 電動補助力発生部
１３ 制御部
１３１ 位置特定部
１３２ 補助力制御部

Claims (6)

1. 油圧により車両のハンドルの操舵を補助する油圧補助力を発生する油圧補助力発生部と、
   電動機により前記車両のハンドルの操舵力と反対の向きの電動補助力を発生する電動補助力発生部と、
   前記車両が走行中の車線における前記車両の位置を特定する位置特定部と、
   前記位置特定部が特定した前記車両の位置に基づいて前記車両が車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、前記車両が車線を逸脱する向きの操舵を補助する油圧補助力を小さくし、かつ前記車両の向きを、前記車両が車線を逸脱しない向きに変更するための前記電動補助力を発生させるように制御する補助力制御部と、
   を有する補助力制御装置。
2. 前記補助力制御部は、前記車両が車線の端部に近づけば近づくほど前記電動補助力を大きくさせる、
   請求項１に記載の補助力制御装置。
3. 前記補助力制御部は、前記車両が車線の端部に近づけば近づくほど前記油圧補助力を小さくする、
   請求項１又は２に記載の補助力制御装置。
4. 前記補助力制御部は、前記車両が車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、前記車両が車線を逸脱しない向きの操舵を補助する第２油圧補助力を大きくする、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の補助力制御装置。
5. 前記補助力制御部は、前記車両が車線を逸脱する蓋然性が所定の値以下になった場合に、前記油圧補助力を初期値に戻し、かつ前記電動補助力の発生を停止させる、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の補助力制御装置。
6. コンピュータが実行する、
   油圧により車両のハンドルの操舵を補助する油圧補助力を発生するステップと、
   電動機により前記車両のハンドルの操舵力と反対の向きの電動補助力を発生するステップと、
   前記車両が車線を逸脱する向きに進行していることを検出した場合に、前記車両が車線を逸脱する向きの操舵を補助する油圧補助力を小さくし、かつ前記車両の向きを、前記車両が車線を逸脱しない向きに変更するための前記電動補助力を発生させるように制御するステップと、
   を有する補助力制御方法。
   
   
   

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