JP2018020633A - 補助力制御装置及び補助力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転手が意図的に車線を変更しているかどうかの判定精度を向上させる。
【解決手段】補助力制御装置１は、車両Ｖの操舵トルクを検出するトルク検出部１１１と、トルク検出部１１１が所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから、操舵トルクを積算して積算トルク量を算出する算出部１１５と、算出部１１５が算出した積算トルク量が、車両Ｖの走行条件に対応する積算閾値以上になった場合に、車両Ｖが車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくする補助力制御部１１６と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の操舵補助力を制御する補助力制御装置及び補助力制御方法に関する。

道路を走行中の車両が車線を逸脱してしまうことを防ぐために、車両の逸脱を防ぐように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、所定の大きさ以上の操舵トルクが所定の時間以上にわたって継続したことにより、運転手が意図的に車線を変更していると認識して操舵反力の発生を停止する技術が開示されている。

特開２０１５−２０５５５８号公報

車両を所定の量だけ左右方向に移動させるために必要な操舵トルクの大きさは、車両の走行条件によって異なる。例えば、車両の重量が大きい場合や車両の走行速度が大きい場合には、所定の量だけ車両を移動させるために必要な操舵トルクが大きくなる。従来の技術では、車両の走行条件によって操舵トルクが変化することが考慮されていなかったので、運転手が意図的に車線を変更しているかどうかの判定精度が低い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、運転手が意図的に車線を変更しているかどうかの判定精度を向上させ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、車両の操舵トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部が所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから、前記操舵トルクを積算して積算トルク量を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記積算トルク量が、前記車両の走行条件に対応する積算閾値以上になった場合に、前記車両が車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくする補助力制御部と、を有する。

補助力制御装置は、前記車両の重量を検出する重量検出部を有し、前記補助力制御部は、前記重量検出部が検出した前記車両の重量が大きければ大きいほど前記積算閾値を大きくしてもよい。

補助力制御装置は、前記車両の重量を検出する重量検出部を有し、前記算出部は、前記車両の重量が大きければ大きいほど、前記トルク検出部が検出した前記操舵トルクに、より小さい係数を乗算することにより前記積算トルク量を算出してもよい。

補助力制御装置は、前記車両の走行速度を検出する車速検出部を有し、前記補助力制御部は、前記車速検出部が検出した前記走行速度が大きければ大きいほど前記積算閾値を大きくしてもよい。

補助力制御装置は、前記車両の走行速度を検出する車速検出部を有し、前記算出部は、前記走行速度が大きければ大きいほど、前記トルク検出部が検出した前記操舵トルクに、より小さい係数を乗算することにより前記積算トルク量を算出してもよい。

補助力制御装置は、前記車両の位置を検出する位置検出部をさらに有し、前記算出部は、前記位置検出部が検出した前記車両の位置が車線区画線から所定の距離以内になった場合に、所定の距離以内になった車線区画線に前記車両を近づける向きの前記操舵トルクの積算を開始してもよい。

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、車両の操舵トルクを検出するステップと、所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから、前記操舵トルクを積算して積算トルク量を算出するステップと、前記積算トルク量が前記車両の走行条件に対応する第１閾値以上になった場合に、前記車両が車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくするステップと、を有する。

本発明によれば、運転手が意図的に車線を変更しているかどうかの判定精度を向上させることができるという効果を奏する。

本実施形態に係る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。 補助力制御装置が操舵トルクの積算を開始してからの経過時間と操舵トルクの積算値及び操舵補助力との関係を示す図である。 補助力制御装置の構成を示す図である。 補助力制御装置が、運転手が車線変更の意思を持っているかどうかを判定して補助力を制御する典型的な動作のフローチャートである。

［補助力制御装置の概要］
図１は、本実施形態に係る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においては、高速道路の走行車線を走行中の車両Ｖを上から見た様子を模式的に示している。時刻Ｔ１において、車両Ｖは、車線のやや右寄りの位置において、右向きに走行している。時刻Ｔ１よりも後の時刻Ｔ２において、車両Ｖは、時刻Ｔ１における位置よりも車線区画線ＢＲに近い位置を走行している。

車両Ｖに搭載された補助力制御装置は、車両Ｖが車線を逸脱することを防止するために、車両Ｖが車線区画線に近づくと、車線区画線から離れる向きに車両Ｖを向けるための操舵補助力を発生させる。ただし、補助力制御装置は、運転手が意図的に車線変更をしようとしていることを検知すると、操舵補助力を所定の値以下（例えばゼロ）にする。

本実施形態に係る補助力制御装置は、運転手が弱い操舵力で、隣接する車線（例えば、図１における追越車線）に向けて徐々に移動させている場合であっても、運転手が意図的に車線変更をしようとしていることを検知できる点を特徴としている。このようにするために、補助力制御装置は、所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから操舵トルクを積算した値が、車両の重量又は積載量に対応する所定の閾値以上になった場合に、運転手が意図的に車線変更をしていると判定する。そして、補助力制御装置は、車両Ｖが車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくすることで、運転手が車線変更をしやすくするとともに、車線変更後に急に操舵補助力がなくなることで不安定な状態が発生することを防ぐ。

図２は、補助力制御装置が操舵トルクの積算を開始してからの経過時間と操舵トルクの積算値及び操舵補助力との関係を示す図である。図２（ａ）は、運転手が右向きの操舵を継続した場合の積算値及び操舵補助力が時間の経過とともに変化する様子を示している。図２（ａ）においては、車両Ｖの位置が右側車線区画線ＢＲから所定の位置になった時点を経過時間の起点としている。

図２（ａ）においては、時間の経過とともに操舵トルクの積算値が増加し、積算値が所定の閾値（以下、積算閾値という）に達した時点（時刻Ｔ２）で、左向きの操舵補助力が減少し始めていることがわかる。このように、運転手が意図的に右向きに車両Ｖを移動させている場合に、補助力制御装置が運転手の意図を検知した時点で徐々に操舵補助力を小さくすることで、運転手の操作性が向上する。また、操舵補助力が急に小さくならないので、操舵補助力がなくなった時点で運転手がハンドルを大きく切り過ぎることを防止できる。

図２（ｂ）は、運転手が右向きの操舵をしばらくの間行った後に、右向きの操舵を停止した場合の経過時間と積算値及び操舵補助力との関係を示す図である。図２（ｂ）においては、積算値が積算閾値に達する前の時点、すなわち時刻Ｔ２よりも早い時刻Ｔ３の時点で、運転手が右向きの操舵を停止している。補助力制御装置は、検出した操舵トルクが所定の閾値以下になった場合に、操舵トルクの積算を中止して積算値を初期化する。この場合、補助力制御装置は、運転手が意図的に右向きに車両Ｖを移動させているわけではないと判定し、左向きの補助力を発生し続ける。

なお、図２においては、補助力制御装置が、運転手が意図的に右向きに車両Ｖを移動させていると検出するまでの間は、一定の大きさの補助力を発生させているが、補助力の大きさは一定である必要はない。補助力制御装置は、例えば、車両Ｖが車線区画線ＢＲに近づくほど補助力を大きくするように制御してもよい。
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。

［補助力制御装置１の構成］
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、制御部１１と、記憶部１２とを有する。
制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１１は、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、トルク検出部１１１、車速検出部１１２、位置検出部１１３、重量検出部１１４、算出部１１５及び補助力制御部１１６として機能する。

記憶部１２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１２は、制御部１１が実行するプログラムを記憶している。また、記憶部１２は、制御部１１が、運転手が意図的に車線を変更しようとしていると判定するための操舵トルクの積算値の閾値を記憶している。

トルク検出部１１１は、例えばステアリングに設けられたトルクセンサから入力された信号に基づいて、操舵トルクの大きさを検出する。トルク検出部１１１は、検出した操舵トルクを算出部１１５に通知する。

車速検出部１１２は、例えば車輪の回転速度を検出するセンサから入力された信号に基づいて、車両Ｖの走行速度（以下、車速という）を検出する。車速検出部１１２は、検出した車速を算出部１１５に通知する。

位置検出部１１３は、車両Ｖに搭載されたカメラが車両Ｖの前方を撮影して生成された撮像画像に基づいて、車線における車両Ｖの位置を検出する。位置検出部１１３は、車線区画線に対する車両Ｖの位置を検出し、車線区画線と車両Ｖとの間の距離を算出部１１５に通知する。

重量検出部１１４は、車両Ｖに搭載された重量センサから入力された信号に基づいて、車両Ｖの重量を検出する。重量検出部１１４は、予め記憶部１２に記憶された重量の値を車両Ｖの重量であると検出してもよい。重量検出部１１４は、検出した重量を算出部１１５に通知する。

算出部１１５は、トルク検出部１１１が所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから、操舵トルクを積算して積算トルク量を算出する。算出部１１５は、例えば、車速検出部１１２が検出した車速において運転手が車線を変更する意図がある場合に発生する操舵トルクの大きさに基づいて定められた第１閾値以上の操舵トルクを検出すると、操舵トルクの積算を開始する。算出部１１５は、例えば、所定の単位時間ごとに、トルク検出部１１１が検出した操舵トルクを加算することにより操舵トルクを積算する。

算出部１１５は、重量検出部１１４が検出した車両Ｖの重量が大きければ大きいほど、トルク検出部１１１が検出した操舵トルクに、より小さい係数を乗算することにより積算トルク量を算出してもよい。車両Ｖの重量が大きいと、車両Ｖを左右方向に移動させるために必要な操舵トルクが大きくなるが、上記のように係数を変化させることで、算出部１１５は、車両Ｖの重量によらず、車両Ｖの左右方向の移動量と操舵トルクの積算値との関係を同等にすることができる。

同様に、算出部１１５は、車速検出部１１２が検出した車速が大きければ大きいほど、トルク検出部１１１が検出した操舵トルクに、より小さい係数を乗算することにより積算トルク量を算出してもよい。車両Ｖの車速が大きいと、車両Ｖを左右方向に移動させるために必要な操舵トルクが大きくなるが、上記のように係数を変化させることで、算出部１１５は、車速によらず、車両Ｖの左右方向の移動量と操舵トルクの積算値との関係を同等にすることができる。

算出部１１５は、運転手が車線変更をする意思があるか否かの判定精度を向上させるために、操舵トルクを積算している間に、トルク検出部１１１が検出した、車線区画線に近づく向きの操舵トルクが第２閾値以下になった場合に、積算トルク量を初期化する。例えば、算出部１１５は、運転手が右側に移動中に、右側への移動を停止したり左側にハンドルを切ったりした場合、運転手が車線変更をする意思がないと判定して、操舵トルク量をゼロに戻す。なお、算出部１１５は、操舵トルクの積算を開始する際に用いられる第１閾値よりも小さい第２閾値を用いることで、積算の開始と停止を頻繁に繰り返すことを防止できる。

算出部１１５は、例えば、車速検出部１１２が検出した車速又は重量検出部１１４が検出した重量等の車両の走行条件に基づいて第２閾値を決定する。車速又は重量が大きければ大きいほど、左右方向に移動するために大きな操舵トルクが必要になるので、算出部１１５は、例えば、車速又は重量が大きければ大きいほど第２閾値を大きくすることで、車速又は重量によらず、適切なタイミングで運転手が車線変更をする意思がないと判定することができる。

また、算出部１１５は、位置検出部１１３が検出した車両Ｖの位置が車線区画線から所定の距離以内になった場合に、所定の距離以内になった車線区画線に車両Ｖを近づける向きの操舵トルクの積算を開始してもよい。このようにすることで、例えば車両Ｖが車線の中央付近を走行しており、運転手が車線変更をする意思を持っていない状態で発生していた操舵トルクが積算されないので、補助力制御部１１６が、運転手が車線変更をする意思があるか否かを判定する精度を向上させることができる。

補助力制御部１１６は、車両Ｖが車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を、補助力発生部（不図示）に発生させる。操舵補助力は、車線維持支援力であり、例えば補助力発生部が有するモータにより発生する。補助力制御部１１６は、運転手がウィンカーを操作して車線変更の意思を示した場合に、補助力発生部に操舵補助力の発生を停止させる。

また、補助力制御部１１６は、算出部１１５が算出した積算トルク量が所定の積算閾値以上になった場合に、車両Ｖが車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくする。このようにすることで、補助力制御部１１６は、運転手がウィンカーを操作しないで車線変更をしようとした場合であっても、運転手が車線変更をする意思があることを検出し、操舵補助力を弱めることができる。

ここで、補助力制御部１１６は、重量検出部１１４が検出した車両Ｖの重量に基づいて積算閾値を決定してもよい。補助力制御部１１６は、例えば車両Ｖの重量が大きければ大きいほど積算閾値を大きくする。このようにすることで、補助力制御部１１６は、車両Ｖの積載量が多く、左右方向に車両Ｖを移動させるために必要な操舵トルクが比較的大きい場合と、積載量が小さく操舵トルクが比較的小さい場合との間での、運転手が車線変更をしていると判定するまでの時間のばらつきを小さくすることができる。

また、補助力制御部１１６は、車速検出部１１２が検出した車速に基づいて積算閾値を決定してもよい。補助力制御部１１６は、例えば車速が大きければ大きいほど積算閾値を大きくする。このようにすることで、補助力制御部１１６は、高速で走行しており、左右方向に車両Ｖを移動させるために必要な操舵トルクが比較的大きい場合と、低速で走行しており操舵トルクが比較的小さい場合との間での、運転手が車線変更をしていると判定するまでの時間のばらつきを小さくすることができる。

［補助力制御装置１による補助力制御動作のフローチャート］
図４は、補助力制御装置１が、運転手が車線変更の意思を持っているかどうかを判定して補助力を制御する典型的な動作のフローチャートである。

まず、トルク検出部１１１は操舵トルクを所定の間隔で検出する（Ｓ１１）。算出部１１５は、制御部１１が検出した操舵トルクが第１閾値より大きい場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、操舵トルクの積算を開始する（Ｓ１３）。

続いて、補助力制御部１１６は、操舵トルクの積算値を監視する（Ｓ１４）。補助力制御部１１６は、積算値が積算閾値以上になったと判定した場合（例えば、図２における時刻Ｔ２）、補助力を小さくするように、車線維持支援をするための補助力を発生するモータを制御する。補助力制御部１１６は、積算値が積算閾値以上になった場合に、補助力の発生を停止してもよい。

補助力制御部１１６が、ステップＳ１４において積算値が積算閾値よりも小さいと判定した場合、算出部１１５は、操舵トルクが第２閾値以下であるかどうかを確認する（Ｓ１６）。算出部１１５は、操舵トルクが第２閾値以下であると判定した場合（Ｓ１６においてＹＥＳ）、積算値を初期化して（Ｓ１７）、ステップＳ１１に戻る。

補助力制御装置１は、エンジンが停止するまで（Ｓ１８においてＹＥＳ）、ステップＳ１１からＳ１７までの処理を繰り返す。このようにすることで、補助力制御装置１は、運転手が少しずつ車両Ｖの左右方向の位置を変化させる場合であっても、運転手が車線変更をする意思を有しているか否かを高い精度で判定して、適切なタイミングで車線維持支援のための補助力を小さくしたり停止したりすることができる。

（変形例）
上記の説明においては、補助力制御部１１６が、運転手が意図的に車線を変更していると判定するための積算閾値を、車両Ｖの重量や車速によって変化させる例について説明したが、補助力制御部１１６は、算出部１１５が積算を開始した位置によって、積算閾値を変化させてもよい。例えば、補助力制御部１１６は、算出部１１５が積算を開始した位置と車線区画線との距離が大きければ大きいほど積算閾値を大きくするようにしてもよい。

［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、トルク検出部１１１が所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから、算出部１１５が、操舵トルクを積算して積算トルク量を算出する。そして、補助力制御部１１６が、算出部１１５が算出した積算トルク量が、車両の走行条件（例えば、車両Ｖの重量や車速）に対応する積算閾値以上になった場合に、車両Ｖが車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくする。このようにすることで、補助力制御装置１は、運転手が弱い操舵トルクで少しずつ車両Ｖを左右方向に移動させている場合であっても、運転手が意図的に車線を変更しているかどうかを判定できる。その結果、運転手が意図的に車線を変更しているかどうかの判定精度を向上させることができる。

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。

１ 補助力制御装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１１１ トルク検出部
１１２ 車速検出部
１１３ 位置検出部
１１４ 重量検出部
１１５ 算出部
１１６ 補助力制御部

Claims (7)

1. 車両の操舵トルクを検出するトルク検出部と、
   前記トルク検出部が所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから、前記操舵トルクを積算して積算トルク量を算出する算出部と、
   前記算出部が算出した前記積算トルク量が、前記車両の走行条件に対応する積算閾値以上になった場合に、前記車両が車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくする補助力制御部と、
   を有する補助力制御装置。
2. 前記車両の重量を検出する重量検出部をさらに有し、
   前記補助力制御部は、前記重量検出部が検出した前記車両の重量が大きければ大きいほど前記積算閾値を大きくする、
   請求項１に記載の補助力制御装置。
3. 前記車両の重量を検出する重量検出部をさらに有し、
   前記算出部は、前記車両の重量が大きければ大きいほど、前記トルク検出部が検出した前記操舵トルクに、より小さい係数を乗算することにより前記積算トルク量を算出する、
   請求項１に記載の補助力制御装置。
4. 前記車両の走行速度を検出する車速検出部をさらに有し、
   前記補助力制御部は、前記車速検出部が検出した前記走行速度が大きければ大きいほど前記積算閾値を大きくする、
   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. 前記車両の走行速度を検出する車速検出部をさらに有し、
   前記算出部は、前記走行速度が大きければ大きいほど、前記トルク検出部が検出した前記操舵トルクに、より小さい係数を乗算することにより前記積算トルク量を算出する、
   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。
6. 前記車両の位置を検出する位置検出部をさらに有し、
   前記算出部は、前記位置検出部が検出した前記車両の位置が車線区画線から所定の距離以内になった場合に、所定の距離以内になった車線区画線に前記車両を近づける向きの前記操舵トルクの積算を開始する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の補助力制御装置。
7. コンピュータが実行する、
   車両の操舵トルクを検出するステップと、
   所定の大きさ以上の操舵トルクを検出してから、前記操舵トルクを積算して積算トルク量を算出するステップと、
   前記積算トルク量が前記車両の走行条件に対応する第１閾値以上になった場合に、前記車両が車線を逸脱することを防ぐ向きの操舵補助力を所定の値よりも小さくするステップと、
   を有する補助力制御方法。
   

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