JP2022188735A - 車両操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転者がカーブ路に沿って車両をスムーズに走行させることができるようにハンドル操作に対して与える反力を調整することができる車両操舵制御装置を提供する。【解決手段】車両操舵制御装置10は、自車両100をカーブ路に沿って走行させるときの操舵操作の量の変化の目標を設定し、自車両がカーブ路に沿って走行するときに目標に沿った操舵操作の量の変化が達成されるように運転者による操舵操作を誘導するガイド操舵操作量を設定し、操舵操作の実際の量がガイド操舵操作量よりも小さい場合、操舵反力を小さくする。又、車両操舵制御装置10は、自車両の前方にカーブ路を検出した場合、運転者が自車両をカーブ路に沿って走行させるための操舵操作を開始する時刻よりも所定時間だけ前の時点で操舵反力を小さくする。【選択図】 図7
Description
本発明は、車両操舵制御装置に関する。
車両の運転者によるハンドル操作に対して反力を与える車両操舵制御装置であって、運転者がカーブ路に沿って車両を走行させているときに運転者によるハンドル操作量が適正な範囲に留まるようにハンドル操作に与える反力を調整するようになっている車両操舵制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
運転者は、カーブ路に沿って車両を走行させる場合、ハンドルを右回り又は左回りに回転操作するが、急なカーブ路に沿って車両を走行させる場合には、緩いカーブ路に沿って車両を走行させる場合に比べ、ハンドルを速やかに回転操作する必要がある。ここで、急なカーブ路に沿って車両を走行させるときと緩いカーブ路に沿って車両を走行させるときとで、ハンドル操作に対して与える反力を変更するタイミングが一定であると、急なカーブ路に沿って車両を走行させるときにハンドル操作が遅れる。そのため、カーブ路に沿った車両のスムーズな走行を実現することができない可能性がある。
本発明の目的は、運転者がカーブ路に沿って車両をスムーズに走行させることができるようにハンドル操作に対して与える反力を調整することができる車両操舵制御装置を提供することにある。
本発明に係る車両操舵制御装置は、自車両の運転者により行われる操舵操作に対して与える操舵反力を制御する制御装置を備えている。そして、前記制御装置は、前記自車両をカーブ路に沿って走行させるときの前記操舵操作の量の変化の目標を設定し、前記自車両がカーブ路に沿って走行するときに前記目標に沿った前記操舵操作の量の変化が達成されるように前記運転者による前記操舵操作を誘導するガイド操舵操作量を設定し、前記操舵操作の実際の量が前記ガイド操舵操作量よりも小さい場合、前記操舵反力を小さくするように構成されている。
更に、本発明に係る車両操舵制御装置において、前記制御装置は、前記自車両の前方にカーブ路を検出した場合、前記運転者が前記自車両を当該カーブ路に沿って走行させるための操舵操作を開始する時刻を操舵操作開始時刻として予測し、前記操舵操作開始時刻よりも所定時間だけ前の時点で前記操舵反力を小さくするように構成されている。
運転者が自車両をカーブ路に沿って走行させるための操舵操作を開始する時刻(操舵操作開始時刻)となったときに操舵反力を小さくすると、運転者は、自車両をカーブ路に沿って走行させるための操舵操作を行いやすくはなるが、その操舵操作が遅れ、自車両をカーブ路に沿って好適に走行させることができない可能性がある。本発明によれば、操舵操作開始時刻よりも、より早いタイミングで操舵反力が小さくされる。このため、カーブ路の曲がり具合が大きい場合においても、自車両をカーブ路に沿って走行させるための操舵操作を遅れることなく行い、その結果、自車両をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
尚、本発明に係る車両操舵制御装置において、前記制御装置は、例えば、前記カーブ路の曲がり具合が大きいときには、前記カーブ路の曲がり具合が小さいときに比べ、前記所定時間を長い時間に設定するように構成される。
カーブ路の曲がり具合が大きい場合、運転者は、そのカーブ路に沿って自車両を走行させるためには、より大きく操舵操作を行う必要があるので、運転者による操舵操作が遅れる可能性が高くなる。本発明によれば、カーブ路の曲がり具合が大きいときには、ガイド操舵操作量の設定を開始するタイミングを早めるための所定時間が長い時間に設定されるので、運転者が自車両を当該カーブ路に沿って走行させるための操舵操作を開始する時点よりも、より早いタイミングで操舵反力が小さくされる。このため、運転者による操舵操作が遅れることを抑制することができる。
又、本発明に係る車両操舵制御装置において、前記制御装置は、例えば、前記自車両の走行速度が高いときには、前記自車両の走行速度が低いときに比べ、前記所定時間を長い時間に設定するように構成される。
自車両の走行速度が高い場合、運転者は、カーブ路に沿って自車両を走行させるためには、より速く操舵操作を行う必要があるので、運転者による操舵操作が遅れる可能性が高くなる。本発明によれば、自車両の走行速度が高いときには、ガイド操舵操作量の設定を開始するタイミングを早めるための所定時間が長い時間に設定されるので、運転者が自車両を当該カーブ路に沿って走行させるための操舵操作を開始する時点よりも、より早いタイミングで操舵反力が小さくされる。このため、運転者による操舵操作が遅れることを抑制することができる。
又、本発明に係る車両操舵制御装置において、前記制御装置は、例えば、前記ガイド操舵操作量の最大値を前記目標で変化する前記操舵操作の量の最大値よりも所定値だけ小さい値に制限するように構成される。
運転者は、自車両をカーブ路に沿って走行させる場合、操舵操作の量を大きくした後、操舵操作の量を小さくする。このとき、操舵操作の量がその変化の目標で規定される操舵操作の量(目標操舵操作量)の最大値に近づくと、その最大値を越えて大きくされてしまうことがある。本発明によれば、ガイド操舵操作量の最大値が目標操舵操作量の最大値よりも所定値だけ小さい値に制限される。このため、操舵操作の量が目標操舵操作量の最大値に近づいたときに、操舵反力が大きくされる。このため、運転者による操舵操作が目標操舵操作量の最大値を越えて大きくなることを抑制することができる。
又、本発明に係る車両操舵制御装置において、前記制御装置は、例えば、前記自車両の走行速度が高いときには、前記自車両の走行速度が低いときに比べ、前記所定値を大きい値に設定するように構成される。
自車両の走行速度が高い場合、運転者は、カーブ路に沿って自車両を走行させるためには、操舵操作の速度が大きくなる傾向にあるため、適切な操舵量で操舵操作を止めることができず、操舵量が大きくなり過ぎることが起こりやすい。本発明によれば、自車両の走行速度が高いときには、ガイド操舵操作量の最大値を目標操舵操作量の最大値よりも小さくするための所定値が大きい値に設定されるので、自車両の走行速度が高い状態で操舵操作の量が目標操舵操作量の最大値に近づいたときに、操舵反力が大きくされる程度が小さくなる。このため、運転者による操舵操作が目標操舵操作量の最大値を越えて大きくなることを適切に抑制することができる。
又、本発明に係る車両操舵制御装置において、前記制御装置は、例えば、前記カーブ路の曲がり具合が大きいときには、前記カーブ路の曲がり具合が小さいときに比べ、前記所定値を大きい値に設定するように構成される。
カーブ路の曲がり具合が大きい場合、運転者は、そのカーブ路に沿って自車両を走行させるためには、より大きく操舵操作を行う必要があるので、操舵操作の量がその変化の目標で規定される操舵操作の量(目標操舵操作量)の最大値を越えて大きくなる可能性が高くなる。本発明によれば、カーブ路の曲がり具合が大きいときには、ガイド操舵操作量の最大値を目標操舵操作量の最大値よりも小さくするための所定値が大きい値に設定されるので、カーブ路の曲がり具合が大きい場合において操舵操作の量が目標操舵操作量の最大値に近づいたときに、操舵反力が大きくされる程度が大きくなる。このため、運転者による操舵操作が目標操舵操作量の最大値を越えて大きくなることを適切に抑制することができる。
又、本発明に係る車両操舵制御装置は、自車両の運転者により行われる操舵操作に対して与える操舵反力を制御する制御装置を備えており、前記制御装置は、前記自車両をカーブ路に沿って走行させるときの前記操舵操作に対して与える前記操舵反力を、前記カーブ路の曲がり具合が大きいときには、前記カーブ路の曲がり具合が小さいときに比べ、小さくするように構成されている。
カーブ路の曲がり具合が大きい場合、カーブ路の曲がり具合が小さい場合に比べ、運転者は、そのカーブ路に沿って自車両を好適に走行させるために大きく操舵操作を行う必要がある。従って、カーブ路の曲がり具合が大きい場合、自車両をカーブ路に沿って走行させるための運転者による操舵操作が遅れる可能性があり、その場合、自車両をカーブ路に沿って好適に走行させることができない可能性がある。本発明によれば、カーブ路の曲がり具合が大きい場合、カーブ路の曲がり具合が小さい場合に比べ、操舵反力が小さくされる。このため、カーブ路の曲がり具合が大きい場合においても、自車両をカーブ路に沿って走行させるための操舵操作を遅れることなく行うことができるようにすることができる。
尚、本発明に係る車両操舵制御装置において、前記カーブ路の曲がり具合は、例えば、当該カーブ路の最小曲線半径であり、この場合、前記制御装置は、前記カーブ路の最小曲線半径が小さいときには、前記カーブ路の最小曲線半径が大きいときに比べ、前記自車両から前方に遠い地点の前記カーブ路の曲線半径を取得し、前記取得した曲線半径が小さいときには、前記取得した曲線半径が大きいときに比べ、前記操舵反力をより小さくするように構成される。
自車両の現在位置における道路の曲線半径に基づいて操舵反力を小さくするようになっている場合、自車両がカーブ路の手前の直線道路を走行しているときには、曲線半径が検出されず、自車両がカーブ路に進入した時点から曲線半径が検出される。従って、自車両がカーブ路の手前の直線道路を走行しているときには、操舵反力は小さくされず、自車両がカーブ路に進入した時点から、操舵反力が小さくされる。その場合、自車両をカーブ路に沿って走行させるための運転者による操舵操作が遅れ、自車両をカーブ路に沿って好適に走行させることができない可能性がある。又、カーブ路の曲がり具合が大きい場合、自車両をカーブ路に沿って走行させるための運転者による操舵操作が遅れると、自車両をカーブ路に沿って好適に走行させることができない可能性が高まってしまう。
本発明によれば、自車両から前方の地点のカーブ路の曲線半径に基づいて操舵反力が小さくされるので、自車両がカーブ路の手前の直線道路を走行しているうちに、操舵反力が小さくされる。しかも、カーブ路の曲がり具合が大きいとき(最小曲線半径が小さいとき)には、カーブ路の曲がり具合が小さいとき(カーブ路の最小曲線半径が大きいとき)に比べ、自車両から前方に遠い地点のカーブ路の曲線半径を取得し、その曲線半径が小さいときには、大きいときに比べ、操舵反力がより小さくする。このため、カーブ路の曲がり具合が大きい場合においても、自車両をカーブ路に沿って走行させるための操舵操作を遅れることなく行うことができ、その結果、自車両をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
本発明の構成要素は、図面を参照しつつ後述する本発明の実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る車両操舵制御装置について説明する。図1に示したように、本発明の実施形態に係る車両操舵制御装置10は、自車両100に搭載されている。以下の説明において、自車両100の運転者を「運転者DR」と表記する。
<ECU>
車両操舵制御装置10は、ECU90を備えている。ECUは、エレクトロニックコントロールユニットの略称である。ECU90は、マイクロコンピュータを主要部として備える。マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ及びインターフェース等を含む。CPUは、ROMに格納されたインストラクション又はプログラム又はルーチンを実行することにより、各種機能を実現するようになっている。
車両操舵制御装置10は、ECU90を備えている。ECUは、エレクトロニックコントロールユニットの略称である。ECU90は、マイクロコンピュータを主要部として備える。マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ及びインターフェース等を含む。CPUは、ROMに格納されたインストラクション又はプログラム又はルーチンを実行することにより、各種機能を実現するようになっている。
<走行装置>
又、自車両100には、走行装置20が搭載されている。走行装置20は、駆動装置21、制動装置22及び操舵装置23を含んでいる。
又、自車両100には、走行装置20が搭載されている。走行装置20は、駆動装置21、制動装置22及び操舵装置23を含んでいる。
<駆動装置>
駆動装置21は、自車両100を走行させるために自車両100に付加される駆動トルク(駆動力)を出力する装置であり、例えば、内燃機関及びモータ等である。駆動装置21は、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、駆動装置21の作動を制御することにより駆動装置21から出力される駆動トルクを制御することができる。
駆動装置21は、自車両100を走行させるために自車両100に付加される駆動トルク(駆動力)を出力する装置であり、例えば、内燃機関及びモータ等である。駆動装置21は、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、駆動装置21の作動を制御することにより駆動装置21から出力される駆動トルクを制御することができる。
<制動装置>
制動装置22は、自車両100を制動するために自車両100に付加される制動トルク(制動力)を出力する装置であり、例えば、ブレーキ装置である。制動装置22は、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、制動装置22の作動を制御することにより制動装置22から出力される制動トルクを制御することができる。
制動装置22は、自車両100を制動するために自車両100に付加される制動トルク(制動力)を出力する装置であり、例えば、ブレーキ装置である。制動装置22は、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、制動装置22の作動を制御することにより制動装置22から出力される制動トルクを制御することができる。
<操舵装置>
操舵装置23は、自車両100を操舵するための装置であり、本例においては、パワーステアリング装置231及び反力アクチュエータ232を備えている。パワーステアリング装置231は、自車両100を操舵するための操舵トルク(操舵力)を出力する装置である。反力アクチュエータ232は、ハンドル35を回転操作する力がハンドル35に加えられたときにそのハンドル操作に対して反力(操舵反力)を与えるための装置である。パワーステアリング装置231及び反力アクチュエータ232は、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、パワーステアリング装置231の作動を制御することによりパワーステアリング装置231から出力される操舵トルクを制御することができ、又、反力アクチュエータ232の作動を制御することにより操舵反力を制御することができる。
操舵装置23は、自車両100を操舵するための装置であり、本例においては、パワーステアリング装置231及び反力アクチュエータ232を備えている。パワーステアリング装置231は、自車両100を操舵するための操舵トルク(操舵力)を出力する装置である。反力アクチュエータ232は、ハンドル35を回転操作する力がハンドル35に加えられたときにそのハンドル操作に対して反力(操舵反力)を与えるための装置である。パワーステアリング装置231及び反力アクチュエータ232は、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、パワーステアリング装置231の作動を制御することによりパワーステアリング装置231から出力される操舵トルクを制御することができ、又、反力アクチュエータ232の作動を制御することにより操舵反力を制御することができる。
<センサ等>
更に、自車両100には、アクセルペダル31、アクセルペダル操作量センサ32、ブレーキペダル33、ブレーキペダル操作量センサ34、ハンドル35、ステアリングシャフト36、操舵角センサ37、操舵トルクセンサ38、車速検出装置51、周辺情報検出装置60及び道路情報検出装置70が搭載されている。
更に、自車両100には、アクセルペダル31、アクセルペダル操作量センサ32、ブレーキペダル33、ブレーキペダル操作量センサ34、ハンドル35、ステアリングシャフト36、操舵角センサ37、操舵トルクセンサ38、車速検出装置51、周辺情報検出装置60及び道路情報検出装置70が搭載されている。
<アクセルペダル操作量センサ>
アクセルペダル操作量センサ32は、アクセルペダル31の操作量を検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。アクセルペダル操作量センサ32は、検出したアクセルペダル31の操作量の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいてアクセルペダル31の操作量をアクセルペダル操作量APとして取得する。ECU90は、アクセルペダル操作量AP及び自車速V(自車両100の走行速度)に基づいて要求駆動トルク(要求駆動力)を取得し、その要求駆動トルクが駆動装置21から出力されるように駆動装置21の作動を制御する。
アクセルペダル操作量センサ32は、アクセルペダル31の操作量を検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。アクセルペダル操作量センサ32は、検出したアクセルペダル31の操作量の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいてアクセルペダル31の操作量をアクセルペダル操作量APとして取得する。ECU90は、アクセルペダル操作量AP及び自車速V(自車両100の走行速度)に基づいて要求駆動トルク(要求駆動力)を取得し、その要求駆動トルクが駆動装置21から出力されるように駆動装置21の作動を制御する。
<ブレーキペダル操作量センサ>
ブレーキペダル操作量センサ34は、ブレーキペダル33の操作量を検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。ブレーキペダル操作量センサ34は、検出したブレーキペダル33の操作量の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいてブレーキペダル33の操作量をブレーキペダル操作量BPとして取得する。ECU90は、ブレーキペダル操作量BPに基づいて要求制動トルク(要求制動力)を取得し、その要求制動が制動装置22から出力されるように制動装置22の作動を制御する。
ブレーキペダル操作量センサ34は、ブレーキペダル33の操作量を検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。ブレーキペダル操作量センサ34は、検出したブレーキペダル33の操作量の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいてブレーキペダル33の操作量をブレーキペダル操作量BPとして取得する。ECU90は、ブレーキペダル操作量BPに基づいて要求制動トルク(要求制動力)を取得し、その要求制動が制動装置22から出力されるように制動装置22の作動を制御する。
<操舵角センサ>
操舵角センサ37は、中立位置に対するステアリングシャフト36の回転角度を検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。操舵角センサ37は、検出したステアリングシャフト36の回転角度の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいてステアリングシャフト36の回転角度を操舵角θとして取得する。
操舵角センサ37は、中立位置に対するステアリングシャフト36の回転角度を検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。操舵角センサ37は、検出したステアリングシャフト36の回転角度の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいてステアリングシャフト36の回転角度を操舵角θとして取得する。
<操舵トルクセンサ>
操舵トルクセンサ38は、運転者DRがハンドル35を介してステアリングシャフト36に入力したトルクを検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。操舵トルクセンサ38は、検出したトルクの情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいて運転者DRがハンドル35を介してステアリングシャフト36に入力したトルク(ドライバー入力トルク)を取得する。ECU90は、操舵角θ、ドライバー入力トルク及び自車速V(自車両100の走行速度)に基づいて要求操舵トルクを取得し、その要求操舵トルクが操舵装置23から出力されるように操舵装置23の作動を制御する。
操舵トルクセンサ38は、運転者DRがハンドル35を介してステアリングシャフト36に入力したトルクを検出するセンサであり、ECU90に電気的に接続されている。操舵トルクセンサ38は、検出したトルクの情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいて運転者DRがハンドル35を介してステアリングシャフト36に入力したトルク(ドライバー入力トルク)を取得する。ECU90は、操舵角θ、ドライバー入力トルク及び自車速V(自車両100の走行速度)に基づいて要求操舵トルクを取得し、その要求操舵トルクが操舵装置23から出力されるように操舵装置23の作動を制御する。
<車速検出装置>
車速検出装置51は、自車両100の車速(自車速V)を検出する装置であり、例えば、車輪速センサである。車速検出装置51は、ECU90に電気的に接続されている。車速検出装置51は、検出した自車両100の車速の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいて自車速Vを取得する。
車速検出装置51は、自車両100の車速(自車速V)を検出する装置であり、例えば、車輪速センサである。車速検出装置51は、ECU90に電気的に接続されている。車速検出装置51は、検出した自車両100の車速の情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報に基づいて自車速Vを取得する。
<周辺情報検出装置>
周辺情報検出装置60は、自車両100の周辺の情報を検出する装置であり、本例においては、電波センサ61及び画像センサ62を備えている。電波センサ61は、例えば、レーダセンサ(ミリ波レーダ等)である。画像センサ62は、例えば、カメラである。尚、周辺情報検出装置60は、超音波センサ(クリアランスソナー)等の音波センサやレーザーレーダ(LiDAR)等の光センサを備えていてもよい。
周辺情報検出装置60は、自車両100の周辺の情報を検出する装置であり、本例においては、電波センサ61及び画像センサ62を備えている。電波センサ61は、例えば、レーダセンサ(ミリ波レーダ等)である。画像センサ62は、例えば、カメラである。尚、周辺情報検出装置60は、超音波センサ(クリアランスソナー)等の音波センサやレーザーレーダ(LiDAR)等の光センサを備えていてもよい。
<電波センサ>
電波センサ61は、ECU90に電気的に接続されている。電波センサ61は、電波を発信するとともに、物体で反射した電波(反射波)を受信する。電波センサ61は、発信した電波及び受信した電波(反射波)に係る情報(検知結果)をECU90に送信する。別の言い方をすると、電波センサ61は、自車両100の周辺に存在する物体を検知し、その検知した物体に係る情報(検知結果)をECU90に送信する。ECU90は、その情報(電波情報)に基づいて自車両100の周辺に存在する物体に係る情報(周辺検出情報IS)を取得することができる。尚、本例において、物体は、車両、自動二輪車、自転車及び人等である。
電波センサ61は、ECU90に電気的に接続されている。電波センサ61は、電波を発信するとともに、物体で反射した電波(反射波)を受信する。電波センサ61は、発信した電波及び受信した電波(反射波)に係る情報(検知結果)をECU90に送信する。別の言い方をすると、電波センサ61は、自車両100の周辺に存在する物体を検知し、その検知した物体に係る情報(検知結果)をECU90に送信する。ECU90は、その情報(電波情報)に基づいて自車両100の周辺に存在する物体に係る情報(周辺検出情報IS)を取得することができる。尚、本例において、物体は、車両、自動二輪車、自転車及び人等である。
<画像センサ>
画像センサ62も、ECU90に電気的に接続されている。画像センサ62は、自車両100の周辺を撮像し、撮像した画像に係る情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報(カメラ画像情報IC)に基づいて自車両100の周辺に関する情報(周辺検出情報IS)を取得することができる。
画像センサ62も、ECU90に電気的に接続されている。画像センサ62は、自車両100の周辺を撮像し、撮像した画像に係る情報をECU90に送信する。ECU90は、その情報(カメラ画像情報IC)に基づいて自車両100の周辺に関する情報(周辺検出情報IS)を取得することができる。
<道路情報検出装置>
道路情報検出装置70は、GPS装置71及び地図情報データベース72を含んでいる。
道路情報検出装置70は、GPS装置71及び地図情報データベース72を含んでいる。
<GPS装置>
GPS装置71は、いわゆるGPS信号を受信する装置であり、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、GPS装置71を介してGPS信号を取得する。ECU90は、取得したGPS信号に基づいて自車両100の現在位置P100を取得することができる。
GPS装置71は、いわゆるGPS信号を受信する装置であり、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、GPS装置71を介してGPS信号を取得する。ECU90は、取得したGPS信号に基づいて自車両100の現在位置P100を取得することができる。
<地図情報データベース>
地図情報データベース72は、「規制速度に関する情報」及び「道路の種別に関する情報」等を含む地図情報を記憶したデータベースであり、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、自車両100の現在位置P100から自車両100が現在走行している道路に関する情報(道路情報IR)を取得することができる。
地図情報データベース72は、「規制速度に関する情報」及び「道路の種別に関する情報」等を含む地図情報を記憶したデータベースであり、ECU90に電気的に接続されている。ECU90は、自車両100の現在位置P100から自車両100が現在走行している道路に関する情報(道路情報IR)を取得することができる。
<車両操舵制御装置の作動の概要>
次に、車両操舵制御装置10の作動の概要について説明する。
次に、車両操舵制御装置10の作動の概要について説明する。
運転者DRは、自車両100をカーブ路に沿って走行させる場合、ハンドル35を右回り又は左回りに回転操作する。このとき、運転者DRは、急なカーブ路に沿って自車両100を走行させる場合には、緩いカーブ路に沿って自車両100を走行させる場合に比べ、ハンドル35を速やかに回転操作する必要がある。ここで、急なカーブ路に沿って自車両100を走行させるときと緩いカーブ路に沿って自車両100を走行させるときとで、ハンドル操作に対して反力アクチュエータ232からハンドル35に与えられる反力(操舵反力)が一定であると、急なカーブ路に沿って自車両100を走行させるときにハンドル操作が遅れ、カーブ路に沿った自車両100のスムーズな走行を実現することができない可能性がある。
そこで、車両操舵制御装置10は、運転者DRが自車両100を走行させようとするカーブ路の曲率に応じて操舵反力を調整することにより、運転者DRがカーブ路に沿って自車両100をスムーズに走行させることができるようにする。
より具体的には、車両操舵制御装置10は、自車両100の走行中、カメラ画像情報IC及び/又は道路情報IRに基づいて自車両100がカーブ路に進入することが予測されるか否かを判定する。
車両操舵制御装置10は、自車両100がカーブ路に進入することが予測されると判定した場合、そのカーブ路の最小曲線半径(カーブ半径R)を道路情報IR及び/又はカメラ画像情報ICに基づいて取得又は推定する。本例において、車両操舵制御装置10は、道路情報IRに基づいてカーブ半径Rを取得する場合、GPS信号から特定した自車両100の現在位置P100と地図情報データベース72に保存されている地図情報とを照合し、そのときに自車両100が走行している道路を特定し、その道路に紐付けて記憶されているカーブ半径Rを地図情報データベース72から読み出すことにより、カーブ半径Rを取得する。又、車両操舵制御装置10は、カメラ画像情報ICに基づいてカーブ半径Rを取得する場合、カメラ画像情報ICに基づいて得られる自車両100の前方の自車走行道路RDの画像情報からカーブ半径Rを推定により取得する。
車両操舵制御装置10は、カーブ半径Rを取得すると、そのカーブ半径Rのカーブ路を前にした運転者DRが注視しているであろうと推定される自車両100の前方の地点における自車走行道路RDの曲率を注視地点曲率ρとして取得する。このとき、車両操舵制御装置10は、上述したように取得したカーブ半径Rが小さい場合、そのカーブ半径Rが大きい場合に比べ、自車両100から前方に、より遠い地点における自車走行道路RDの曲率を注視地点曲率ρとして取得する。
例えば、図2の(A)に示したように、カーブ半径Rが大きい場合(即ち、自車両100が進入することが予測されるカーブ路が緩いカーブ路である場合)、車両操舵制御装置10は、自車両100から第1距離D1だけ前方の自車走行道路RDの曲率を注視地点曲率ρとして取得する。一方、図2の(B)に示したように、カーブ半径Rが小さい場合(即ち、自車両100が進入することが予測されるカーブ路が急なカーブ路である場合)、車両操舵制御装置10は、自車両100から第1距離D1よりも長い第2距離D2だけ前方の自車走行道路RDの曲率を注視地点曲率ρとして取得する。このように、車両操舵制御装置10は、取得したカーブ半径Rが小さい場合、取得したカーブ半径Rが大きい場合に比べ、自車両100から前方に、より遠い地点における自車走行道路RDの曲率を注視地点曲率ρとして取得する。
車両操舵制御装置10は、注視地点曲率ρを取得すると、取得した注視地点曲率ρが大きいほど小さい操舵反力がハンドル操作に対して与えられるように反力アクチュエータ232の作動を制御する。
より具体的には、車両操舵制御装置10は、以下に説明するように反力アクチュエータ232によりハンドル操作に与える操舵反力の目標値(目標操舵反力Ftgt)を演算により取得し、その目標操舵反力Ftgtがハンドル操作に与えられるように反力アクチュエータ232の作動を制御する。
まず、車両操舵制御装置10は、カーブ半径Rを取得すると、そのカーブ半径Rとそのときの自車速Vとに基づいて緊迫度の有無を判定する。本例における緊迫度は、運転者DRが自車両100をカーブ路に進入させるに当たり、運転者DRが注視しているであろうと推定される自車両100の前方の地点(前方注視地点)を表すものであり、緊迫度が大きいと判定される場合(即ち、緊迫度があると判定される場合)、その緊迫度は、前方注視地点が自車両100から前方に比較的遠い地点であることを示しており、緊迫度が小さいと判定される場合(即ち、緊迫度がないと判定される場合)、その緊迫度は、前方注視地点が自車両100から前方に比較的近い地点であることを示している。
車両操舵制御装置10は、図3に示したように、自車速Vが所定車速Vthよりも低い範囲にあるときには、カーブ半径Rが所定値(第1半径Rth1)よりも大きい場合、緊迫度はないと判定するが、カーブ半径Rが第1半径Rth1以下である場合、緊迫度があると判定する。又、車両操舵制御装置10は、自車速Vが所定車速Vth以上の範囲にあるときには、カーブ半径Rが第1半径Rth1よりも大きい所定値(第2半径Rth2)よりも大きい場合、緊迫度はないと判定するが、カーブ半径Rが第2半径Rth2以下である場合、緊迫度があると判定する。
尚、ここで説明する例においては、車両操舵制御装置10は、自車速Vとカーブ半径Rとの両方に基づいて緊迫度の有無を判定するが、カーブ半径Rのみに基づいて緊迫度の有無を判定するように構成されてもよい。
車両操舵制御装置10は、緊迫度の有無を判定すると、緊迫度の有無に応じて運転者DRがどの程度の距離だけ前方の自車走行道路RDの地点を注視しているかを推定する。即ち、車両操舵制御装置10は、運転者DRが注視しているであろうと推定される地点(前方注視地点)までの自車両100からの距離(前方注視距離D)を下式1に示した演算式に従った演算により取得する。
D=V×T …(1)
上式1において、「V」は、自車速Vであり、「T」は、前方注視時間である。
車両操舵制御装置10は、緊迫度がないと判定した場合、前方注視時間Tとして所定の時間(第1時間T1)を設定し、緊迫度があると判定した場合、前方注視時間Tとして第1時間T1よりも長い所定の時間(第2時間T2)を設定する。従って、緊迫度があると判定された場合に取得される前方注視距離Dは、緊迫度がないと判定された場合に取得される前方注視距離Dよりも長い距離である。
車両操舵制御装置10は、前方注視距離Dを取得すると、カメラ画像情報IC及び/又は道路情報IRを用いて自車両100から前方注視距離Dだけ前方の自車走行道路RDの曲率(注視地点曲率ρ)を取得する。このとき、上述したように、緊迫度がある場合の前方注視距離Dは、緊迫度がない場合の前方注視距離Dよりも長い距離であるので、緊迫度がある場合に取得される注視地点曲率ρは、緊迫度がない場合に取得される注視地点曲率ρよりも大きい傾向にある。
車両操舵制御装置10は、注視地点曲率ρを取得すると、下式2に示した演算式に従った演算によりガイド操舵角θgを取得する。
θg=n×K×(1+A×V2)×L×ρ …(2)
上式2において、「n」は、ステアリングボックスのギア比、「K」は、上式1により取得されるガイド操舵角θgが自車両100をカーブ路に沿ってスムーズに走行させることができる値として取得されるように実験等により求めた係数(適合値)であり、「A」は、いわゆるスタビリティファクターであり、「V」は、自車速であり、「L」は、自車両100のホイールベースである。
車両操舵制御装置10は、ガイド操舵角θgを取得すると、そのガイド操舵角θgとその時点の実際の操舵角θとの差(操舵角差Δθ)を下式3に示した演算式に従った演算により取得する。
Δθ=θg-θ …(3)
車両操舵制御装置10は、操舵角差Δθを取得すると、その操舵角差Δθが大きいほど目標操舵反力Ftgtを小さい値に設定し、その目標操舵反力Ftgtがハンドル操作に対して与えられるように反力アクチュエータ232の作動を制御する。尚、車両操舵制御装置10は、演算式に従った演算により目標操舵反力Ftgtを設定するのではなく、操舵角差Δθを引数とした目標操舵反力Ftgtのマップを記憶しておき、そのマップに操舵角差Δθを適用して目標操舵反力Ftgtを設定するように構成されてもよい。この場合、マップにより設定される目標操舵反力Ftgtは、操舵角差Δθが大きいほど、小さい値となる。
<効果>
車両操舵制御装置10によれば、自車両100が緩いカーブ路に進入することが予測された場合、取得されるガイド操舵角θgは、図4の(A)に示したように推移する。図4の(A)において、ラインLgは、ガイド操舵角θgの推移を示しており、ラインLaは、実際の操舵角θの推移を示しており、時刻t40にてガイド操舵角θgがゼロから大きくなり始め、時刻t41にて実際の操舵角θがゼロから大きくなり始めている。
車両操舵制御装置10によれば、自車両100が緩いカーブ路に進入することが予測された場合、取得されるガイド操舵角θgは、図4の(A)に示したように推移する。図4の(A)において、ラインLgは、ガイド操舵角θgの推移を示しており、ラインLaは、実際の操舵角θの推移を示しており、時刻t40にてガイド操舵角θgがゼロから大きくなり始め、時刻t41にて実際の操舵角θがゼロから大きくなり始めている。
一方、自車両100が急なカーブ路に進入することが予測された場合、取得されるガイド操舵角θgは、図4の(B)に示したように推移する。図4の(B)において、ラインLgは、ガイド操舵角θgの推移を示しており、ラインLaは、実際の操舵角θの推移を示しており、時刻t40にてガイド操舵角θgがゼロから大きくなり始め、時刻t41にて実際の操舵角θがゼロから大きくなり始めている。
図4の(A)に示したガイド操舵角θgの推移と図4の(B)に示したガイド操舵角θgの推移とを比較すると判るように、自車両100が進入するものと予測されるカーブ路が急なカーブ路であるときには、そのカーブ路が緩いカーブ路であるときよりも、早いタイミングでガイド操舵角θgが大きくなっている。従って、自車両100が進入するものと予測されるカーブ路が急なカーブ路であるときには、そのカーブ路が緩いカーブ路であるときよりも、早いタイミングで操舵反力Fが小さくされる。このため、自車両100が急なカーブ路にさしかかり、運転者DRがハンドル35の回転操作を開始するときに操舵反力Fが小さくなっているので、運転者DRは、ハンドル35を速やかに回転操作することができ、その結果、カーブ路が急なカーブ路であっても、そのカーブ路に沿って自車両100をスムーズに走行させることができる。従って、車両操舵制御装置10は、運転者DRがカーブ路に沿って自車両100をスムーズに走行させることができるように操舵反力を調整することができる。
又、自車両100が進入するものと予測されるカーブ路が急なカーブ路であるときには、自車両100がそのカーブ路を走行している間、実際の操舵角θの変化に先行する形でガイド操舵角θgが大きくなり、又、小さくなる。このため、カーブ路が急なカーブ路であっても、そのカーブ路に沿って自車両100をスムーズに走行させることができる。
尚、自車両100が進入するものと予測されるカーブ路が緩いカーブ路であるときには、自車両100がそのカーブ路を走行している間、実際の操舵角θの変化に近い形でガイド操舵角θgが大きくなり、又、小さくなる。従って、運転者DRによる実際のハンドル回転操作に近い形での操舵反力の調整が行われることになる。
<車両操舵制御装置の具体的な作動>
次に、車両操舵制御装置10の具体的な作動について説明する。車両操舵制御装置10のECU90のCPUは、図5に示したルーチンを所定演算周期で実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPUは、図5のステップ500から処理を開始し、その処理をステップ505に進め、緊迫度があるか否かを判定する。
次に、車両操舵制御装置10の具体的な作動について説明する。車両操舵制御装置10のECU90のCPUは、図5に示したルーチンを所定演算周期で実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPUは、図5のステップ500から処理を開始し、その処理をステップ505に進め、緊迫度があるか否かを判定する。
CPUは、ステップ505にて「Yes」と判定した場合、処理をステップ510に進め、前方注視時間Tを第2時間T2に設定する。次いで、CPUは、処理をステップ515に進め、ステップ510にて設定した前方注視時間Tを用いて上式1に示した演算式に従った演算により前方注視距離Dを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ520に進め、ステップ515にて取得した前方注視距離Dを用いて先に述べたようにして注視地点曲率ρを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ525に進め、ステップ520にて取得した注視地点曲率ρを用いて上式2に示した演算式に従った演算によりガイド操舵角θgを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ550に進め、ステップ525にて取得したガイド操舵角θgを用いて上式3に示した演算式に従った演算により操舵角差Δθを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ555に進め、ステップ550にて取得した操舵角差Δθを用いて先に述べたようにして目標操舵反力Ftgtを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ560に進め、ステップ555にて取得した目標操舵反力Ftgtが達成されるように反力アクチュエータ232の作動を制御する。その後、CPUは、処理をステップ595に進め、本ルーチンを一旦終了する。
一方、CPUは、ステップ505にて「No」と判定した場合、処理をステップ530に進め、前方注視時間Tを第1時間T1に設定する。次いで、CPUは、処理をステップ535に進め、ステップ530にて設定した前方注視時間Tを用いて上式1に示した演算式に従った演算により前方注視距離Dを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ540に進め、ステップ535にて取得した前方注視距離Dを用いて先に述べたようにして注視地点曲率ρを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ545に進め、ステップ540にて取得した注視地点曲率ρを用いて上式2に示した演算式に従った演算によりガイド操舵角θgを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ550に進め、ステップ545にて取得したガイド操舵角θgを用いて上式3に示した演算式に従った演算により操舵角差Δθを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ555に進め、ステップ550にて取得した操舵角差Δθを用いて先に述べたようにして目標操舵反力Ftgtを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ560に進め、ステップ555にて取得した目標操舵反力Ftgtが達成されるように反力アクチュエータ232の作動を制御する。その後、CPUは、処理をステップ595に進め、本ルーチンを一旦終了する。
以上が車両操舵制御装置10の具体的な作動である。
<変形例>
或いは、車両操舵制御装置10は、以下のようにして、運転者DRが自車両100を走行させようとするカーブ路の曲率に応じて操舵反力を調整することにより、運転者DRがカーブ路に沿って自車両100をスムーズに走行させることができるように構成されてもよい。
或いは、車両操舵制御装置10は、以下のようにして、運転者DRが自車両100を走行させようとするカーブ路の曲率に応じて操舵反力を調整することにより、運転者DRがカーブ路に沿って自車両100をスムーズに走行させることができるように構成されてもよい。
即ち、本発明の実施形態の変形例に係る車両操舵制御装置10は、自車両100がカーブ路に進入することが予測された場合、そのカーブ路に沿って自車両100を好適に走行させるための操舵角の変化の目標を操舵角変化目標として設定し、自車両100がそのカーブ路に沿って走行するときに操舵角変化目標に沿った操舵角θの変化が達成されるように運転者DRによるハンドル操作を誘導するガイド操舵角θgを設定し、実際の操舵角θがガイド操舵角θgよりも小さい場合、操舵反力を小さくし、実際の操舵角θがガイド操舵角θgよりも大きい場合、操舵反力を大きくするように構成されてもよい。
特に、本例においては、操舵角変化目標に沿った操舵角θ(目標操舵角θtgt)は、下式4により表される。下式4において、「t」は、自車両100をカーブ路に沿って走行させるために運転者DRがハンドル35を中立位置から回転させ始める時刻(ハンドル操作開始時刻)である。従って、下式4において、「f(t)」は、ハンドル操作開始時刻tを変数とする関数である。
θtgt=f(t) …(4)
又、本例において、ガイド操舵角θgは、下式5から取得(設定)される。下式5において、「t」は、ハンドル操作開始時刻であり、「τ」は、ガイド操舵角θgの設定を開始する時刻を早めるための時間(先読み時間)であり、「a」は、ゲインである。
θg=a×f(t-τ) …(5)
又、本例において、先読み時間τは、カーブ半径R及び自車速Vに基づいて設定され、特に、下式6から取得される。下式6において、「R」は、カーブ半径であり、「V」は、自車速であり、「H(R,V)」は、カーブ半径R及び自車速Vを変数とする関数である。
τ=H(R,V) …(6)
上式6によれば、カーブ半径Rが小さい場合、カーブ半径Rが大きい場合に比べ、長い先読み時間τが取得され、特に、カーブ半径Rが小さいほど長い先読み時間τが取得される。又、上式6によれば、カーブ半径Rがゼロよりも大きい場合、ゼロよりも長い先読み時間τが取得される。又、上式6によれば、自車速Vが高い場合、自車速Vが低い場合に比べ、長い先読み時間τが取得され、特に、自車速Vが高いほど長い先読み時間τが取得される。
又、本例において、ゲインaは、カーブ半径R及び自車速Vに基づいて設定され、特に、下式7から取得される。下式7において、「R」は、カーブ半径であり、「V」は、自車速であり、「G(R,V)」は、カーブ半径R及び自車速Vを変数とする関数である。
a=G(R,V) …(7)
上式7によれば、カーブ半径Rが小さい場合、カーブ半径Rが大きい場合に比べ、小さい値のゲインaが取得され、特に、カーブ半径Rが小さいほど小さい値のゲインaが取得される。又、上式7によれば、自車速Vが高い場合、自車速Vが低い場合に比べ、小さいゲインaが取得され、特に、自車速Vが高いほど小さいゲインaが取得される。又、上式7から取得されるゲインaは、ゼロよりも大きく且つ「1」以下の値である。又、上式7によれば、カーブ半径Rがゼロよりも大きい場合、少なくとも、「1」よりも小さいゲインaが取得される。
尚、関数H(R,V)や関数G(R,V)としては、一次式、二次式或いはシグモイド関数を利用することができる。或いは、関数H(R,V)や関数G(R,V)をマップ(又はルックアップテーブル)の形で記憶しておき、そのマップにカーブ半径R及び自車速Vを適用することにより、先読み時間τ及びゲインaを取得してもよい。或いは、先に述べたように、自車速V及びカーブ半径Rに基づいて緊迫度の有無を判定し、緊迫度がない場合には、比較的短い時間を先読み時間τとして設定し、緊迫度がある場合には、その時間よりも長い時間を先読み時間τとして設定するようにしてもよい。
上式4から取得される目標操舵角θtgtは、図6にラインLaで示したように、時刻t61(ハンドル操作開始時刻t)においてゼロよりも大きくなり始め、その後、時間の経過と共に、徐々に大きくなり、その最大値に達した後、徐々に小さくなり、自車両100がカーブ路を走行し終えた時刻t63においてゼロとなる。
一方、上式5から取得されるガイド操舵角θgは、図6にラインLgで示したように、時刻t61(ハンドル操作開始時刻t)よりも早い時刻t60においてゼロよりも大きくなり始め、その後、時間の経過と共に、徐々に大きくなり、その最大値θmaxに達した後、徐々に小さくなり、自車両100がカーブ路を走行し終えた時刻t63よりも早い時刻t62においてゼロとなる。
このように、本例においては、カーブ路が検出され、そのカーブ路のカーブ半径Rが取得された場合、ゼロよりも長い先読み時間τが設定されるので、ガイド操舵角θgの設定は、ハンドル操作開始時刻t(時刻t61)よりも早い時刻t60で開始される。言い方を換えると、ハンドル操作開始時刻t(時刻t61)よりも早い時刻t60からガイド操舵角θgがゼロよりも大きくなる。
又、本例においては、カーブ路が検出され、そのカーブ路のカーブ半径Rが取得された場合、「1」よりも小さいゲインaが設定されるので、ガイド操舵角θgの最大値θmaxは、目標操舵角θtgtの最大値よりも小さくなる。
更に、先読み時間τは、カーブ半径Rが小さい場合、カーブ半径Rが大きい場合に比べ、長い時間に設定されるので、ガイド操舵角θgの設定が開始される時刻t60は、カーブ半径Rが小さい場合、カーブ半径Rが大きい場合に比べ、ハンドル操作開始時刻t(時刻t61)よりも、より早い時刻となる。
又、先読み時間τは、自車速Vが高い場合、自車速Vが低い場合に比べ、長い時間に設定されるので、ガイド操舵角θgの設定が開始される時刻t60は、自車速Vが高い場合、自車速Vが低い場合に比べ、ハンドル操作開始時刻t(時刻t61)よりも、より早い時刻となる。
更に、ゲインaは、カーブ半径Rが小さい場合、カーブ半径Rが大きい場合に比べ、小さい値に設定されるので、ガイド操舵角θgの最大値θmaxは、カーブ半径Rが小さい場合、カーブ半径Rが大きい場合に比べ、より小さい値に設定される。
又、ゲインaは、自車速Vが高い場合、自車速Vが低い場合に比べ、小さい値に設定されるので、ガイド操舵角θgの最大値θmaxは、自車速Vが高い場合、自車速Vが低い場合に比べ、より小さい値に設定される。
以上のことから、ガイド操舵角θgは、カーブ半径Rが大きく、又、自車速Vが低い場合、時間の経過と共に、図6の(A)にラインLgで示したように変化し、カーブ半径Rが小さく、又、自車速Vが高い場合、時間の経過と共に、図6の(B)にラインLgで示したように変化する。
そして、車両操舵制御装置10は、ガイド操舵角θgを設定すると、実際の操舵角θがガイド操舵角θgよりも小さい場合、ガイド操舵角θgに対する実際の操舵角θの差(操舵角差Δθ)が大きいほど操舵反力を基準の操舵反力よりも小さくする。
一方、車両操舵制御装置10は、実際の操舵角θがガイド操舵角θgよりも大きくなると、ガイド操舵角θgに対する実際の操舵角θの差(操舵角差Δθ)が大きいほど操舵反力を基準の操舵反力よりも大きくする。
以上が本発明の実施形態の変形例に係る車両操舵制御装置10の作動の概要である。
運転者DRが自車両100をカーブ路に沿って走行させるためのハンドル操作を開始する時刻(ハンドル操作開始時刻)となったときに操舵反力を小さくすると、運転者DRは、自車両100をカーブ路に沿って走行させるためのハンドル操作を行いやすくはなるが、そのハンドル操作が遅れ、自車両100をカーブ路に沿って好適に走行させることができない可能性がある。
本例に係る車両操舵制御装置10によれば、ハンドル操作開始時刻(操舵操作開始時刻)よりも、より早いタイミングでガイド操舵角θg(ガイド操舵操作量)の設定が開始され、その結果、より早いタイミングで操舵反力が小さくされる。このため、カーブ半径Rが小さい場合(カーブ路の曲がり具合が大きい場合)においても、自車両100をカーブ路に沿って走行させるためのハンドル操作(操舵操作)を遅れることなく行い、その結果、自車両100をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
又、カーブ半径Rが小さい場合、運転者DRは、そのカーブ路に沿って自車両100を走行させるためには、より大きくハンドル操作を行う必要があるので、運転者DRによるハンドル操作が遅れる可能性が高くなる。
本例に係る車両操舵制御装置10によれば、カーブ半径Rが小さいときには、ガイド操舵角θgの設定を開始するタイミングを早めるための先読み時間τ(所定時間)が長い時間に設定されるので、運転者DRが自車両100を当該カーブ路に沿って走行させるためのハンドル操作を開始する時点よりも、より早いタイミングでガイド操舵角θgの設定が開始され、その結果、より早いタイミングで操舵反力が小さくされる。このため、運転者DRによるハンドル操作が遅れることを抑制することができる。従って、自車両100がカーブ路を走行している間、実際の操舵角θが目標操舵角θtgtに一致した(又は略一致した)状態で変化するので、自車両100をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
又、自車速V(自車両100の走行速度)が高い場合、運転者DRは、カーブ路に沿って自車両100を走行させるためには、より速くハンドル操作を行う必要があるので、運転者DRによるハンドル操作が遅れる可能性が高くなる。
本例に係る車両操舵制御装置10によれば、自車速Vが高いときには、ガイド操舵角θgの設定を開始するタイミングを早めるための先読み時間τが長い時間に設定されるので、運転者DRが自車両100を当該カーブ路に沿って走行させるためのハンドル操作を開始する時点よりも、より早いタイミングでガイド操舵角θgの設定が開始され、その結果、より早いタイミングで操舵反力が小さくされる。このため、運転者DRによるハンドル操作が遅れることを抑制することができる。従って、自車両100がカーブ路を走行している間、実際の操舵角θが目標操舵角θtgtに一致した(又は略一致した)状態で変化するので、自車両100をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
又、運転者DRは、自車両100をカーブ路に沿って走行させる場合、操舵角θ(操舵操作の量)を大きくした後、操舵角θを小さくする。このとき、操舵角θが操舵角変化目標で規定される目標操舵角θtgt(目標操舵操作量)の最大値に近づくと、その最大値を越えて大きくされてしまうことがある。
本例に係る車両操舵制御装置10によれば、ガイド操舵角θgの最大値θmaxが目標操舵角θtgtの最大値よりも所定値だけ小さい値に制限される。このため、操舵角θが目標操舵角θtgtの最大値に近づいたときに、操舵反力が大きくされる。このため、運転者DRによるハンドル操作が目標操舵角θtgtの最大値を越えて大きくなることを抑制することができる。従って、自車両100がカーブ路を走行している間、実際の操舵角θが目標操舵角θtgtに一致した(又は略一致した)状態で変化するので、自車両100をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
又、自車速Vが高い場合、運転者DRは、カーブ路に沿って自車両100を走行させるためには、ハンドル操作の速度が大きくなる傾向にあるため、適切な操舵角でハンドル操作を止めることができず、操舵角が大きくなり過ぎることが起こりやすい。
本例に係る車両操舵制御装置10によれば、自車速Vが高いときには、ガイド操舵角θgの最大値θmaxを目標操舵角θtgtの最大値よりも小さくするための所定値が大きい値に設定されるので、自車速Vが高い状態で操舵角θがガイド操舵角θgを超えて目標操舵角θtgtの最大値に近づいたときに、操舵反力が大きくなる程度が大きくなる。このため、操舵角θが目標操舵角θtgtの最大値を越えて大きくなることを適切に抑制することができる。従って、自車両100がカーブ路を走行している間、実際の操舵角θが目標操舵角θtgtに一致した(又は略一致した)状態で変化するので、自車両100をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
尚、上述した例においては、自車両100が同じカーブ半径Rのカーブ路を走行する場合で比較すると、自車速Vが高い場合、実際の操舵角が目標操舵角θtgtを大きく超えてしまうことを抑制するために、自車速Vが低い場合に比べ、ゲインaが小さい値に設定され、その結果、ガイド操舵角θgの最大値が小さくされ、それにより、より大きい操舵反力Fがハンドル操作に与えられるようになっている。しかしながら、自車両100が同じカーブ半径Rのカーブ路を走行する場合でも、自車速Vが高い場合、そのカーブ路に沿って自車両100を適切に走行させるためには、自車速Vが低い場合に比べ、より大きくハンドル操作を行う必要があるため、実際の操舵角θがより大きな値となる。このとき、より大きい操舵反力Fがハンドル操作に与えられると、運転者DRがハンドル操作を行いづらくなってしまう。
そこで、車両操舵制御装置10は、自車速Vが高い場合、自車速Vが低い場合に比べ、実際の操舵角が目標操舵角θtgtを大きく超えてしまうことを抑制することができるようにゲインaを小さい値に設定するが、そのようにゲインaを小さくする値を、運転者DRがハンドル操作を行いづらくなることを抑制することができる値に制限するように構成されてもよい。
又、カーブ半径Rが小さい場合、運転者DRは、そのカーブ路に沿って自車両100を走行させるためには、より大きくハンドル操作を行う必要があるので、操舵角θが操舵角変化目標で規定される目標操舵角θtgtの最大値を越えて大きくなる可能性が高くなる。
本例に係る車両操舵制御装置10によれば、カーブ半径Rが小さいときには、ガイド操舵角θgの最大値θmaxを目標操舵角θtgtの最大値よりも小さくするための所定値が大きい値に設定されるので、カーブ半径Rが小さい場合において操舵角θが目標操舵角θtgtの最大値に近づいたときに、操舵反力が小さくされる程度が小さくなる。即ち、操舵反力が大きくなる。このため、操舵角θが目標操舵角θtgtの最大値を越えて大きくなることを適切に抑制することができる。従って、自車両100がカーブ路を走行している間、実際の操舵角θが目標操舵角θtgtに一致した(又は略一致した)状態で変化するので、自車両100をカーブ路に沿って好適に走行させることができるようになる。
<変形例に係る車両操舵制御装置の具体的な作動>
次に、本発明の実施形態の変形例に係る車両操舵制御装置10の具体的な作動について説明する。当該車両操舵制御装置10のECU90のCPUは、図7に示したルーチンを所定演算周期で実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPUは、図7のステップ700から処理を開始し、その処理をステップ705に進め、カーブ路進入条件が成立しているか否かを判定する。
次に、本発明の実施形態の変形例に係る車両操舵制御装置10の具体的な作動について説明する。当該車両操舵制御装置10のECU90のCPUは、図7に示したルーチンを所定演算周期で実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPUは、図7のステップ700から処理を開始し、その処理をステップ705に進め、カーブ路進入条件が成立しているか否かを判定する。
カーブ路進入条件は、自車両100が所定時間以内に進入するものと予測されるカーブ路が検出されたとの条件である。従って、カーブ路進入条件は、そうしたカーブ路が検出されたときに成立し、その後、自車両100がそのカーブ路を走行し終えたときに非成立となる。従って、カーブ路進入条件は、そうしたカーブ路が検出された後、自車両100がそうしたカーブ路を走行している間、成立しており、それ以外のときには、非成立となっている。尚、車両操舵制御装置10は、カーブ路進入条件が成立するか否かを、GPS信号から特定される自車両100の位置と地図情報データベース72の地図情報とに基づいて判定するように構成されてもよい。
CPUは、ステップ705にて「Yes」と判定した場合、処理をステップ710に進め、カーブ半径R及び自車速Vを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ715に進め、ステップ710にて取得したカーブ半径R及び自車速Vを上式6及び上式7にそれぞれ適用して先読み時間τ及びゲインaを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ720に進め、ステップ715にて取得した先読み時間τ及びゲインaを上式5に適用してガイド操舵角θgを取得する。
次いで、CPUは、処理をステップ725に進め、ステップ720にて取得したガイド操舵角θgと実際の操舵角θとの差(操舵角差Δθ)を取得する。次いで、CPUは、処理をステップ730に進め、ステップ725にて取得した操舵角差Δθに基づいて目標操舵反力Ftgtを取得する。次いで、CPUは、処理をステップ735に進め、ステップ730にて取得した目標操舵反力Ftgtに相当する操舵反力がハンドル35に与えられるように反力アクチュエータ232の作動を制御する。次いで、CPUは、処理をステップ795に進め、本ルーチンを一旦終了する。
一方、CPUは、ステップ705にて「No」と判定した場合、処理をステップ795に直接進め、本ルーチンを一旦終了する。
以上が本発明の実施形態の変形例に係る車両操舵制御装置10の具体的な作動である。
尚、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
10…車両操舵制御装置、23…操舵装置、35…ハンドル、37…操舵角センサ、38…操舵トルクセンサ、60…周辺情報検出装置、62…画像センサ、70…道路情報検出装置、71…GPS装置、72…地図情報データベース、90…ECU、232…反力アクチュエータ
Claims (8)
- 自車両の運転者により行われる操舵操作に対して与える操舵反力を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記自車両をカーブ路に沿って走行させるときの前記操舵操作の量の変化の目標を設定し、前記自車両がカーブ路に沿って走行するときに前記目標に沿った前記操舵操作の量の変化が達成されるように前記運転者による前記操舵操作を誘導するガイド操舵操作量を設定し、前記操舵操作の実際の量が前記ガイド操舵操作量よりも小さい場合、前記操舵反力を小さくするように構成されている、
車両操舵制御装置において、
前記制御装置は、
前記自車両の前方にカーブ路を検出した場合、前記運転者が前記自車両を当該カーブ路に沿って走行させるための操舵操作を開始する時刻を操舵操作開始時刻として予測し、
前記操舵操作開始時刻よりも所定時間だけ前の時点で前記操舵反力を小さくする、
ように構成されている、
車両操舵制御装置。 - 請求項1に記載の車両操舵制御装置において、
前記制御装置は、前記カーブ路の曲がり具合が大きいときには、前記カーブ路の曲がり具合が小さいときに比べ、前記所定時間を長い時間に設定するように構成されている、
車両操舵制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の車両操舵制御装置において、
前記制御装置は、前記自車両の走行速度が高いときには、前記自車両の走行速度が低いときに比べ、前記所定時間を長い時間に設定するように構成されている、
車両操舵制御装置。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の車両操舵制御装置において、
前記制御装置は、前記ガイド操舵操作量の最大値を前記目標で変化する前記操舵操作の量の最大値よりも所定値だけ小さい値に制限するように構成されている、
車両操舵制御装置。 - 請求項4に記載の車両操舵制御装置において、
前記制御装置は、前記自車両の走行速度が高いときには、前記自車両の走行速度が低いときに比べ、前記所定値を大きい値に設定するように構成されている、
車両操舵制御装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の車両操舵制御装置において、
前記制御装置は、前記カーブ路の曲がり具合が大きいときには、前記カーブ路の曲がり具合が小さいときに比べ、前記所定値を大きい値に設定するように構成されている、
車両操舵制御装置。 - 自車両の運転者により行われる操舵操作に対して与える操舵反力を制御する制御装置を備えた車両操舵制御装置において、
前記制御装置は、前記自車両をカーブ路に沿って走行させるときの前記操舵操作に対して与える前記操舵反力を、前記カーブ路の曲がり具合が大きいときには、前記カーブ路の曲がり具合が小さいときに比べ、小さくするように構成されている、
車両操舵制御装置。 - 請求項7に記載の車両操舵制御装置において、
前記カーブ路の曲がり具合は、当該カーブ路の最小曲線半径であり、
前記制御装置は、
前記カーブ路の最小曲線半径が小さいときには、前記カーブ路の最小曲線半径が大きいときに比べ、前記自車両から前方に遠い地点の前記カーブ路の曲線半径を取得し、
前記取得した曲線半径が小さいときには、前記取得した曲線半径が大きいときに比べ、前記操舵反力をより小さくする、
ように構成されている、
車両操舵制御装置。
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