JP2021142955A - 車両制御装置および車両 - Google Patents
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Abstract
Description
車線維持支援機能により操舵を支援する操舵支援手段と、
前記検知手段により検知した前記ステアリングトルクから、前記操舵支援手段により生じたトルクを除去して補正済トルクを求める補正手段と、
前記補正済トルクに基づいて、運転者が手放しであるか否かを判定する判定手段と
を有することを特徴とする車両制御装置が提供される。
●車線維持支援機能
まず本実施形態に係る車線維持支援機能について簡単に説明する。車線維持支援機能は、道路、特に高速道路での走行時に、車線の中央付近を維持するようにステアリング操作を支援し運転者の運転負荷を軽減する機能である。車線維持支援機能は機能を起動するためのスイッチ操作などにより運転者の意志で起動される。車線維持支援機能を実現する車線維持支援システム(LKAS)は、センサとしてカメラを、アクチュエータとして電動パワーステアリング(EPS)モータを含み、それらがECU(エンジンコントロールユニット)により制御されて機能が実現される。具体的には、カメラで車線(実線・破線)を検知し、クルマが車線の中央付近を維持して走行するようステアリング操作を支援する。ステアリング制御は車線の中央付近を走行している時には弱く支援し、車線(実線・破線)に近寄るほど支援の程度が強くなる。車線逸脱のおそれがある場合は、メーター内の表示等で注意を促すとともに、車線の中央付近へ戻すようにステアリング操作を支援する。また運転者がステアリングから手を放した状態や、運転者が意図的に車線を越えるようなステアリング操作をしているとシステムが判断した場合、また、方向指示器を作動させている場合には車線維持支援機能は作動しない。
図1に本実施形態の運転支援システムのためのブロック図を示す。この運転支援システムは自動車などの車両に搭載される。図1のブロック図は運転支援機能として車線維持支援機能だけに着目したものであり、他の機能については割愛している。図1においてECU10は車両を統括的に制御するECUであり、例えばプロセッサとメモリなどを含む。カメラユニット11はカメラ制御用のECU111と、車内などに取り付けられてフロントウィンドウ越しに前方を撮影するカメラ112とを含む。
図2において、トルクセンサ17で検知したトルクToは、ローパスフィルタS201とローパスフィルタX202とに入力される。ローパスフィルタS201はトルクオフセットを抽出するためのフィルタであり、ローパスフィルタX202よりも通過周波数が低く設定されている。すなわちローパスフィルタS201は、ローパスフィルタX202よりも低いカットオフ周波数を持つ。本実施形態ではローパスフィルタS201の通過周波数は例えば1Hz以下程度であるが、この値は実験的に決めてよい。これによりローパスフィルタS201は、検知されたステアリングトルクに含まれたオフセットトルク成分を抽出することができる。
なお本実施形態では、電動パワーステアリングによる操舵は、手動による操舵とは独立してステアリング用ラックを駆動する構造となっていた。これを、手動
による操舵のためのステアリングシャフト19に対して、EPSモータによりトルクをかける構造としても、本発明は適用可能である。ただしこの場合には、ハンドル14からのトルクとEPSモータによるトルクとは、方向が同じであれば同じ符号で示される。そのため、本変形例では、図2の加算器204に代えて、ステアリングトルクTxからトルクノイズLuを差し引く減算機を用いればよい。
以上説明したように本実施形態の車両制御装置によれば、車線維持支援システムの動作時に、車線維持支援システムの介入によるトルクを、検知したステアリングトルクから除去して補正することで、高精度の手放し判定を実現できる。さらに、ユニバーサルジョイントにより生じするトルクオフセットもさらにステアリングトルクから除去することで、さらにいっそう手放し判定の精度を向上させることができる。
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
(1)本発明の第1の態様によれば、ハンドル操作に伴って回転するステアリングシャフトにかかるステアリングトルクを検知する検知手段と、
車線維持支援機能により操舵を支援する操舵支援手段と、
前記検知手段により検知した前記ステアリングトルクから、前記操舵支援手段により生じたトルクを除去して補正済トルクを求める補正手段と、
前記補正済トルクに基づいて、運転者が手放しであるか否かを判定する判定手段と
を有することを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、検知したステアリングトルクから車線維持機能によるトルクが除去され、手放しの判定の精度を向上させることができる。
(2)本発明の第2の態様によれば、(1)に記載の車両制御装置であって、
前記補正手段は、前記検知手段で検知した前記ステアリングトルクに、前記操舵支援手段に対する操舵の指示値に対応するトルクにより補正することで前記補正済トルクを求める
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、車線維持機能の指示値に対応するトルクがステアリングトルクから除去され、手放しの判定の精度を向上させることができる。
(3)本発明の第3の態様によれば、(2)に記載の車両制御装置であって、
前記操舵支援手段は、前記ステアリングシャフトを介さずに操舵を支援し、
前記補正手段は、前記検知手段で検知した前記ステアリングトルクに、前記操舵支援手段に対する操舵の指示値に対応するトルクを加算することで前記補正済トルクを求める
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、テアリングシャフトを介さずに操舵を支援する構成についても、車線維持機能の指示値に対応するトルクがステアリングトルクから除去され、手放しの判定の精度を向上させることができる。
(4)本発明の第4の態様によれば、(1)乃至(3)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記検知手段により検知された前記ステアリングトルクの所定周波数よりも低い周波数成分をフィルタにより除去する
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、外部から加わる低周波のトルク変動がステアリングトルクから除去され、手放しの判定の精度をより向上させることができる。
(5)本発明の第5の態様によれば、(4)に記載の車両制御装置であって、
前記検知手段により検知された前記ステアリングトルクの所定周波数よりも低い周波数成分をフィルタにより除去することで、前記ステアリングシャフトの屈曲部を構成するユニバーサルジョイントに起因するオフセットトルク成分を除去する
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、ユニバーサルジョイントに起因するオフセットトルク成分がステアリングトルクから除去され、手放しの判定の精度をより向上させることができる。
(6)本発明の第6の態様によれば、(4)または(5)に記載の車両制御装置であって、
前記補正手段は、前記検知手段により検知した前記ステアリングトルクに第1のローパスフィルタを適用してオフセットトルク成分を求め、前記検知手段により検知した前記ステアリングトルクに第2のローパスフィルタを適用したフィルタ済みトルクから前記オフセットトルク成分を除去し、
前記第1のローパスフィルタは前記第2のローパスフィルタよりも低い周波数領域を通過させる
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、オフセットトルク成分を高精度に求めてステアリングトルクを補正でき、手放しの判定の精度を向上させることができる。
(7)本発明の第7の態様によれば、(1)乃至(6)のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記判定手段により、前記補正済トルクに基づいて運転者が手放しであると判定された場合に、運転者に対して警告を出力する手段をさらに有する
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、運転者の手放しを検知して警告を発することができる。
(8)本発明の第8の態様によれば、(1)乃至(6)に記載の車両制御装置であって、
前記判定手段により、前記補正済トルクに基づいて運転者が手放しであると判定された状態が所定期間継続している場合に、運転者に対して警告を出力する手段をさらに有する
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
この構成により、過渡的な状態を運転者の手放しとして検知してしまうことを防止でき、高精度に手放しを検知することができる。
(9)本発明の第9の態様によれば、(1)乃至(8)に記載の車両制御装置を搭載したことを特徴とする車両が提供される。
この構成により、運転者による車線維持支援機能の動作時の手放しを高精度に検知する車両を提供できる。
Claims (9)
- ハンドル操作に伴って回転するステアリングシャフトにかかるステアリングトルクを検知する検知手段と、
車線維持支援機能により操舵を支援する操舵支援手段と、
前記検知手段により検知した前記ステアリングトルクから、前記操舵支援手段により生じたトルクを除去して補正済トルクを求める補正手段と、
前記補正済トルクに基づいて、運転者が手放しであるか否かを判定する判定手段と
を有することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置であって、
前記補正手段は、前記検知手段で検知した前記ステアリングトルクに、前記操舵支援手段に対する操舵の指示値に対応するトルクにより補正することで前記補正済トルクを求める
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置であって、
前記操舵支援手段は、前記ステアリングシャフトを介さずに操舵を支援し、
前記補正手段は、前記検知手段で検知した前記ステアリングトルクに、前記操舵支援手段に対する操舵の指示値に対応するトルクを加算することで前記補正済トルクを求める
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記検知手段により検知された前記ステアリングトルクの所定周波数よりも低い周波数成分をフィルタにより除去する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項4に記載の車両制御装置であって、
前記検知手段により検知された前記ステアリングトルクの所定周波数よりも低い周波数成分をフィルタにより除去することで、前記ステアリングシャフトの屈曲部を構成するユニバーサルジョイントに起因するオフセットトルク成分を除去する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項4または5に記載の車両制御装置であって、
前記補正手段は、前記検知手段により検知した前記ステアリングトルクに第1のローパスフィルタを適用してオフセットトルク成分を求め、前記検知手段により検知した前記ステアリングトルクに第2のローパスフィルタを適用したフィルタ済みトルクから前記オフセットトルク成分を除去し、
前記第1のローパスフィルタは前記第2のローパスフィルタよりも低い周波数領域を通過させる
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記判定手段により、前記補正済トルクに基づいて運転者が手放しであると判定された場合に、運転者に対して警告を出力する手段をさらに有する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記判定手段により、前記補正済トルクに基づいて運転者が手放しであると判定された状態が所定期間継続している場合に、運転者に対して警告を出力する手段をさらに有する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の車両制御装置を搭載したことを特徴とする車両。
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