JP3777275B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用操舵制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用操舵制御装置として、本出願人は、例えば特開平5−197423号および特開平9−221054号公報などにおいて、車両進行方向走行路の基準線(車線(レーン)あるいは白線)に沿って車両を走行させるように操舵角度をアシストする技術を提案している。
【0003】
このように、車両の車線(レーン)逸脱を防止するレーンキーピング操舵アシスト制御を介して微小操舵を補助することによって、運転者の負担を大幅に軽減することができる。運転者の負担は、特に高速道路などを長時間走行するとき顕著となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなレーンキーピング操舵アシスト制御においては、運転者の操舵との干渉を考慮すると、舵角よりもトルク(操舵力)を介してアシストするのが望ましい。
【0005】
しかしながら、レーンキーピング操舵アシスト制御をトルクで行う場合、従来的なパワーステアリング用のアクチュエータ、例えば電動モータを兼用するとき、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御が干渉して操舵フィーリングが低下する恐れがある。
【0006】
従って、この発明の目的は、従来的なパワーステアリング用のアクチュエータを兼用しつつレーンキーピング操舵アシスト制御をトルクで行うと共に、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止するようにした車両用操舵制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項1項にあっては、車両の操舵車輪を転舵するアクチュエータを備えた車両用操舵制御装置において、車両進行方向走行路の基準線に沿って車両を走行させるための第1の操舵アシストトルクを算出する第1の操舵アシストトルク算出手段、運転者が入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、前記検出された操舵トルクに応じて所定の特性に従って運転者の操舵をアシストするための第2の操舵アシストトルクを算出する第2の操舵アシストトルク算出手段、前記検出された操舵トルクに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクをそれらが相互に補完あるいは逆比例関係となるように補正する操舵アシストトルク補正手段、および前記補正された第1および第2の操舵アシストトルクに基づいて前記アクチュエータの操作量を算出するアクチュエータ操作量算出手段を備える如く構成した。
【0008】
これにより、従来的なパワーステアリング用のアクチュエータを兼用しつつレーンキーピング操舵アシスト制御をトルクで行うとき、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の操舵アシストトルクを配分することができ、よって干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止することができる。
【0009】
請求項2項にあっては、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記検出された操舵トルクから補正係数を求め、求めた補正係数を前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクに乗じて補正する如く構成した。
【0010】
これにより、補正係数を乗算して補正することによって操舵アシストトルクの配分を効果的に行うことができ、よってレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を効果的に防止することができる。
【0011】
請求項3項にあっては、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記検出された操舵トルクの変化量を算出する操舵トルク変化量算出手段を備え、前記算出された操舵トルクの変化量に応じて前記算出された第1の操舵アシストトルクを補正する如く構成した。
【0012】
これにより、操作量にダンピング補正を加えるときに生じるイナーシャに起因する拘束感を解消することができる。よってレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。
【0013】
請求項4項にあっては、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記検出された車速に応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクを補正する如く構成した。
【0014】
これにより、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、車速の変化による路面摩擦係数の変化に応じた操舵フィーリングを実現することができ、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。
【0015】
請求項5項にあっては、前記特性は少なくとも、前記検出された操舵トルクに対する前記第2の操舵アシストトルクを設定する第1の特性と、前記検出された操舵トルクに対する前記第2の操舵アシストトルクを設定する第2の特性とからなると共に、前記第2の特性において設定される前記第2の操舵アシストトルクの量は、前記第1の特性で設定されるそれに比して、前記検出された操舵トルクの変化量が同一であるとき、小さい如く構成した。
【0016】
これにより、操舵の始めは軽く、徐々に重くなる操舵フィーリングを実現することができ、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。また、請求項6項にあっては、車両の操舵車輪を転舵するアクチュエータを備えた車両用操舵制御装置において、車両進行方向走行路の基準線に沿って車両を走行させるための第1の操舵アシストトルクを算出する第1の操舵アシストトルク算出手段、運転者が入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、前記検出された操舵トルクに応じて所定の特性に従って運転者の操舵をアシストするための第2の操舵アシストトルクを算出する第2の操舵アシストトルク算出手段、前記検出された操舵トルクに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクをそれぞれ補正する操舵アシストトルク補正手段、および前記補正された第1および第2の操舵アシストトルクに基づいて前記アクチュエータの操作量を算出するアクチュエータ操作量算出手段備えると共に、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記検出された操舵トルクの変化量を算出する操舵トルク変化量算出手段を備え、前記算出された操舵トルクの変化量に応じて前記算出された第1の操舵アシストトルクを補正する如く構成した。これにより、上記の請求項1および請求項3について述べた効果と同様な効果を得ることができる。また、請求項7項にあっては、車両の操舵車輪を転舵するアクチュエータを備えた車両用操舵制御装置において、車両進行方向走行路の基準線に沿って車両を走行させるための第1の操舵アシストトルクを算出する第1の操舵アシストトルク算出手段、運転者が入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、前記検出された操舵トルクに応じて所定の特性に従って運転者の操舵をアシストするための第2の操舵アシストトルクを算出する第2の操舵アシストトルク算出手段、前記検出された操舵トルクに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクをそれぞれ補正する操舵アシストトルク補正手段、および前記補正された第1および第2の操舵アシストトルクに基づいて前記アクチュエータの操作量を算出するアクチュエータ操作量算出手段備えると共に、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記検出された車速に応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクを補正する如く構成した。これにより、上記の請求項1および請求項4に係る発明について述べた効果と同様な効果を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【0018】
図1はこの出願に係る車両用操舵制御装置を全体的に示す概略図であり、図2はその装置を操舵系に焦点をおいて示す同様の説明図である。
【0019】
以下、図1および図2を併せて参照して説明すると、車両10において運転席12に配置されたステアリングホイール14は、ステアリングシャフト16に連結され、ステアリングシャフト16はユニバーサルジョイント18,20を介してコネクティングシャフト22に連結される。
【0020】
コネクティングシャフト22は、ラック・ピニオン型ステアリングギア24のピニオン26に連結される。ピニオン26はラック28に噛み合っており、よってステアリングホイール14から入力された回転運動はピニオン26を介してラック28の往復運動に変換され、フロントアクスルの両端に配置されたタイロッド(ステアリングロッド)30およびキングピン(図示せず)を介して2個の前輪(操舵輪)32を所望の方向に転舵させる。
【0021】
ラック28上には同軸に電動モータ38およびボールねじ機構40が配置され、モータ出力はボールねじ機構40を介してラック28の往復運動に変換され、ステアリングホイール14を介して入力された操舵力(操舵トルク)を減少する方向にラック28を駆動する。
【0022】
ここで、ステアリングギア24の付近にはトルクセンサ42が設けられ、運転者が入力した操舵力(操舵トルク)の方向と大きさに応じた信号を出力する。また、ステアリングシャフト16の付近にはロータリエンコーダなどからなる舵角センサ44が設けられ、運転者が入力した操舵角度の方向と大きさに応じた信号を出力する。
【0023】
2個の前輪32の付近にはそれぞれ電磁ピックアップなどからなる車輪速センサ46が配置されて前輪1回転ごとに信号を出力すると共に、2個の後輪48の付近にも同種構造の車輪速センサ50がそれぞれ配置されて後輪1回転ごとに信号を出力する(図1で左側の後輪のみ示す)。尚、車両10においては内燃機関(図示せず)は前輪側に配置されており、前輪32を駆動輪、後輪48を従動輪とする。
【0024】
また、2個の前輪32および2個の後輪のサスペンション機構(図示せず)の付近には車高センサ52,54がそれぞれ設けられ、前後輪のサスペンションのストローク(変位)を通じてその部位の車両10の高さに応じた信号を出力する。
【0025】
図1に示す如く、運転席12の上部には、フロントウィンドウ60の内面にルームミラー62と組み合わされてCCDカメラ64が1基、取りつけられる。また、車両10のフロントバンパ付近の適宜位置には、複数基のミリ波レーダ66が設けられ(図1で1基のみ示す)、前方に変調波を発信する。
【0026】
CCDカメラ64は車両進行方向道路を単眼視し、撮像信号を出力する。CCDカメラ64の出力は、図2に示す如く、マイクロコンピュータからなる画像処理ECU68に送られ、道路上の道路区分線(白線)が抽出される。ミリ波レーダ66の出力は同様にマイクロコンピュータからなるレーダ出力処理ECU70に送られ、アンテナ(図示せず)を介して受信された受信波とミキシングされて車両進行方向に位置する立体物(先行車)の有無が判別される。
【0027】
この出願に係る車両用操舵制御装置は、同様にマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット(「SAS ECU」と示す)74を備え、画像処理ECU68、レーダ出力処理ECU70および前記したトルクセンサ42の出力などはSAS ECU74に入力される。
【0028】
また、この装置は第2の電子制御ユニット(「EPS ECU」と示す)76を備える。前記したトルクセンサ42および車輪速センサ46の出力はEPS ECU76にも入力される。
【0029】
SAS ECU74とEPS ECU76は信号線78を介して相互に通信可能に接続される。SAS ECU74は後述の如く、レーンキーピング操舵アシストトルクを算出し、EPS ECU76に送信する。
【0030】
EPS ECU76は、パワーステアリング操舵アシストトルクを算出し、レーンキーピング操舵アシストトルクとパワーステアリング操舵アシストトルクに基づいて最終操舵アシストトルクを算出し、それから操作量(電動モータ38の制御電流)を決定する。
【0031】
EPS ECU76には、モータ駆動回路80が接続される。モータ駆動回路80は4個のパワーFETスイッチング素子からなる公知のブリッジ回路を備え、FETスイッチング素子のオン・オフによって電動モータ38が正転あるいは逆転する。
【0032】
EPS ECU76は、モータ制御電流をデューティ比(PWMによるデューティ比)で決定し、モータ駆動回路80に出力する。より具体的には、EPS ECU76は、FETスイッチング素子をデューティ比制御してモータ通電電流を制御し、電動モータ38を駆動制御する。
【0033】
図1の説明に戻ると、車両10の重心位置付近にはヨーレートセンサ82が配置され、車両重心の鉛直(重力)軸回りのヨーレート(回転角速度)に応じた信号を出力する。
【0034】
また、運転席12のステアリングホイール14には感圧センサ84が適宜個数配置され、圧力、即ち、運転者のステアリングホイール操作の有無に応じた信号を出力すると共に、シート下部には第2の感圧センサ86が適宜個数配置され、圧力、即ち、運転者の着座の有無に応じた信号を出力する。
【0035】
また、ダッシュボード付近にはナビゲーション装置88が配置される。ナビゲーション装置88は、車両10が走行する地域の走行路位置情報(地図情報)を記憶した記憶装置を備える。
【0036】
さらに、運転席12の床面のブレーキペダル(図示せず)にはブレーキセンサ90が設けられ、運転者のブレーキペダルの踏み込みに応じた信号を出力すると共に、アクセルペダル(図示せず)にはアクセルセンサ92が設けられ、運転者のアクセルペダルの踏み込みに応じた信号を出力する。
【0037】
ここで、レーンキーピング操舵アシストトルク制御およびパワーステアリング操舵アシストトルク制御について説明する。
【0038】
先に述べたように、運転者の操舵との干渉を考慮すると、舵角よりもトルク(操舵力)を介してアシストするのが望ましい。また、レーンキーピング用の操舵アシストをトルクで行う場合、従来的なパワーステアリング用のアクチュエータ、例えば電動モータを兼用すると、構成を簡易にすることができる。
【0039】
そこで、本出願人は、特願平9−268047号などで電動モータ38を兼用しつつレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御を行う技術を提案している。
【0040】
図3はその制御を概略的に示すブロック図であり、図4は車両10を原点とする座標系の説明図である。尚、図3において『SAS』と示す箇所はSAS ECU74による制御を、『EPS』と示す箇所はEPS ECU76による制御を意味する。
【0041】
以下、先に提案した制御を簡単に説明する。
【0042】
SAS ECU74は、図4に示す如く、車両10が道路区分線で区画される車線の中央に沿って走行するようにレーンキーピング操舵アシストトルクを決定する。
【0043】
即ち、CCDカメラ64の出力に基づいて画像処理ECU68で画像処理から検出された道路区分線(白線)に従って車線中央に目標点列を算出し、目標点列に対する自車現在位置に基づいて目標点横位置(即ち、車線中央からの変位)Ymと目標旋回半径Rを算出する。
【0044】
次いで、算出値と検出されたヨーレートから目標点到達ヨーレート(およびトルク)と目標旋回ヨーレート(およびトルク)を算出して合算し、合算値に車両状態推定に基づいて決定されるゲイン(図示せず)を乗じてレーンキーピング操舵アシストトルク(以下「アシストトルクTLK」という)を算出あるいは決定する。
【0045】
他方、操舵トルクτhが検出されるとき、即ち、運転者により操舵トルクが入力されるとき、検出トルクτhにゲイン(図示せず)を乗じてパワーステアリング操舵アシストトルク(以下「アシストトルクTPS」という)を算出あるいは決定する。
【0046】
図5に、上記の如く決定されるアシストトルクTLKおよびアシストトルクTPSの特性を示す。図3に示す制御において、車線中央からの変位Ymあるいは検出トルクτhに対し、結果として図5に示すようなアシストトルクが得られる。
【0047】
先にも述べた通り、EPS ECU76は、SAS ECU74から送信されたアシストトルクTLKに算出したアシストトルクTPSを加算して最終操舵アシストトルク(以下「最終アシストトルクTA」という)を算出し、算出した最終アシストトルクTAに基づいてモータ制御電流を決定し、モータ駆動回路80を介して電動モータ38を駆動する。
【0048】
このように、先に提案した制御にあっては、2種のアシストトルク(アシストトルクTLKとアシストトルクTPS)を加算していたが、電動モータ38を兼用していることから、両者の制御が干渉する場合があった。
【0049】
即ち、レーンキーピング操舵アシストトルク制御が行われているとき、運転者はステアリングホイール16を軽く握るだけで、車両10は車線中央を走行する。この場合、運転者の入力トルク(検出トルク)は微小であることから、パワーステアリング操舵アシストトルク制御は行われず、両者の干渉は生じない。
【0050】
しかしながら、運転者が車線上の障害物回避あるいは車線変更などを意図して積極的に操舵すべく、入力トルクを増加させると、車線中央に保持させようとするレーンキーピング制御用のアシストトルクTLKとパワーステアリング制御用のアシストトルクTPSが干渉し、操舵フィーリングを低下させる不都合があった。
【0051】
この発明は、かかるレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止し、操舵フィーリングの低下を防止することを課題とする。
【0052】
そのために、この発明に係る車両用操舵制御装置においては、図3に示した構成を、図6に示す如く、変更した。
【0053】
図7はその変更部分を詳細に示す部分ブロック図である。また、図8はそれによって得られるアシストトルク特性を示す、図5に類似するグラフである。
【0054】
以下、図7を中心に説明すると、この発明に係る装置にあっては、検出トルクτhに対して設定された特性100に従ってレシオRTO1(補正係数)を算出し、算出したレシオをアシストトルクTLKに乗じて補正する。レシオは、0から1.0の間の値として算出される。
【0055】
同様に、検出トルクτhに対して設定された第2の特性102に従って同種のレシオRTO2(補正係数)を算出し、検出トルクτhに乗じて補正し、アシストトルクTPSを算出する。
【0056】
次いで、加算点104で両者を加算して最終アシストトルクTAを算出する。そして、算出したトルクTAに基づいて図示の特性からベース電流(デューティ比)を算出し、算出値にダンピング補正項Kdなどを加算あるいは減算して制御電流(操作量)を算出し、モータ駆動回路80を介して電動モータ38に供給する。
【0057】
図7から明らかな如く、特性100と特性102は、ほぼ補完あるいは逆比例関係にあるように設定される。即ち、特性100において検出トルクτhが増加すると、点aでレシオRTO1は1.0から減少し始め、点bで0になる。換言すれば、点bでアシストトルクTLKは零となる。
【0058】
他方、特性102において、検出トルクτhが増加すると、点cでレシオRTO2は増加し始め、点dで1.0になる。このように、検出トルクτhが点bの値を超えると、アシストトルクは、TPSのみとなる。
【0059】
このように、アシストトルクTLKとアシストトルクTPSを単に加算するのではなく、レシオRTO1,2を用い、アシストトルクTLKとアシストトルクTPSが相殺されるように、配分する。
【0060】
その結果、レーンキーピング操舵アシストトルク制御が実行される間にパワーステアリング操舵アシストトルク制御を実行しても、両者の制御が干渉することがなく、よって操舵フィーリングを低下させることがない。
【0061】
ここで、レシオRTO1,2は、両制御の干渉を防止すると共に、図8に示すようなアシストトルク特性、より具体的にはパワーステアリング用のアシストトルクTPSの特性を満足するように設定される。
【0062】
図8においてアシストトルク特性、より具体的には二点鎖線で示す如く、アシストトルクTPSの特性は、検出トルクτhに対するアシストトルクTPSを設定する第1の特性Aと、検出トルクτhに対するアシストトルクTPSを設定する第2の特性Bとからなると共に、第2の特性Bにおいて設定されるアシストトルクTPSの量は、第1の特性Aで設定されるアシストトルクTPSに比して、検出トルクτhの変化量が同一であるとき、小さいように設定される。
【0063】
即ち、発明者達は知見を重ねた結果、検出トルクが比較的小さい領域の特性Aのアシストトルク量より、検出トルクが比較的大きい領域の特性Bのアシストトルク値を小さくする、換言すれば、検出トルクが比較的小さい間は、操舵力(トルク)を小さく、即ち、操舵を軽くし、その後、徐々に重くするのが、運転者の操舵フィーリングに一層適合することを知見した。
【0064】
即ち、図8に示す如く、特性を凸状にするのが、運転者の操舵フィーリングに一層適合することを知見した。
【0065】
そこで、図8に示す特性A,Bを実現すべく、検出トルクに応じてレシオRTO1,2(補正係数)を算出し、算出したレシオでアシストトルクTLKを乗算補正すると共に、検出トルクに乗算してアシストトルクTPSを決定し、次いで両者を加算して最終アシストトルクTAを決定するようにした。
【0066】
これによって、運転者の操舵フィーリングに一層良く適合した操舵フィーリングを与えることができる。
【0067】
図9は、この発明の第2の実施の形態に係る車両用操舵制御装置の構成を示す、図7と同様の部分ブロック図である。
【0068】
第1の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、加算点200の後に、切り換え点202を設け、検出トルクτhが所定値X、例えば35kgf・cm以下のときは第1の実施の形態と同様にアシストトルクを決定すると共に、検出トルクτhが所定値Xを超えるときは、運転者がレーンキーピング操舵アシストトルク制御を欲せず、パワーステアリング操舵アシストトルク制御のみ欲していると判断し、アシストトルクTPSのみに基づいてモータ制御電流を決定するようにした。残余の構成は、第1の実施の形態と同様であり、効果も同様である。
【0069】
図10は、この発明の第3の実施の形態に係る車両用操舵制御装置の構成を示す、図7と同様の部分ブロック図である。
【0070】
第1の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、加算点を廃し、切り換え点300のみを設けた。従って、検出トルクτhが所定値X、例えば35kgf・cmを超えるまではレーンキーピング用のアシストトルクTLKのみに基づいて制御が行われると共に、検出トルクτhが所定値を超えるときはパワーステアリング用のアシストトルクTPSのみに基づいて制御が行われる。
【0071】
残余の構成は、第1の実施の形態と同様であり、効果も同様である。
【0072】
図11は、この発明の第4の実施の形態に係る車両用操舵制御装置の構成を示す、図7と同様の部分ブロック図である。
【0073】
第4の実施の形態においては、第1の実施の形態で説明した図8の特性(実線で示す特性)に従ってレーンキーピング用のアシストトルクTLKとパワーステアリング用のアシストトルクTPSを算出し、それらに基づいて図示の特性に従ってそれぞれ制御電流を算出した後、制御電流レシオ演算部400においてレシオ(補正係数)を演算し、電流値に乗算して補正するようにした。
【0074】
図12はその制御電流レシオ演算部400の詳細を示すブロック図である。
【0075】
以下説明すると、レーンキーピング用のアシストトルクTLKのレシオとして、前記した検出トルクτhから算出されるレシオRTO1の他、検出トルクτhの変化量(検出トルク速度。検出トルクτhの微分値あるいは1階差分値)Δτhから算出されるレシオRTO3と、検出された車速Vから算出されるレシオRTO4を追加した。
【0076】
算出された3種のレシオRTO1,3,4は、乗算点402においてアシストトルクTLK用の制御電流に乗算され、制御電流を補正する。
【0077】
また、パワーステアリング用のアシストトルクTPSのレシオとして、前記した検出トルクτhから算出されるレシオRTO2の他、検出された車速Vから算出されるレシオRTO5を追加した。
【0078】
算出された2種のレシオRTO2,5は、乗算点404においてアシストトルクTPS用の制御電流に乗算され、制御電流を補正する。
【0079】
図示の5種のレシオ特性のうち、検出トルクに対するレシオRTO1,2の特性406,408は、第1の実施の形態の特性100,102と同様である。
【0080】
検出トルク変化量Δτhに対するレシオRTO3の特性410は、図示の如く、設定される。
【0081】
これについて説明すると、第1ないし第3の実施の形態にあっては、操舵フィーリングの低下を防止すると共に、それ以上に運転者の操舵フィーリングに良く合致した特性を実現するべく、ダンピング補正項Kdを用いて制御電流を決定している。
【0082】
その結果、運転者の操舵時にイナーシャが生じて拘束感を与える場合があった。それによって、前記した操舵フィーリングの低下は防止できるものの、操舵フィーリングの向上の点で未だ未解決の点を残していた。
【0083】
そこで、第4の実施の形態では検出トルク変化量Δτhに対してもレシオRTO3を設定すると共に、そのレシオを特性410に示す如く、検出トルク変化量Δτhが増加するにつれて減少し、点eで0になるように設定した。
【0084】
即ち、検出トルク変化量が増加するにつれてアシストトルクTLKは減少し、点eの値を超えると零になるので、運転者はステアリングホイール14を素早く操作するとき、拘束感を受けることがなく、快適な操舵フィーリングを得ることができる。
【0085】
車速Vに関しては、レーンキーピング用のレシオRTO4は、特性412に示す如く、車速Vが増加するにつれて漸減するように設定される。これは、車速Vが上がるにつれて路面摩擦係数が低下するためである。
【0086】
パワーステアリング用のレシオRTO5は、車速Vに対する操舵フィーリングに違和感を与えないように、特性414に示す如く、設定される。
【0087】
第4の実施の形態は上記のように構成したことで、運転者の操舵時の拘束感を解消することができ、それによって、前記した操舵フィーリングの低下の防止するのみならず、それ以上に、一層快適な操舵フィーリングを与えることができる。
【0088】
この実施の形態においては、上記の如く、車両10の操舵車輪(前輪32)を転舵アクチュエータ(電動モータ38)を備えた車両用操舵制御装置において、車両進行方向走行路の基準線(車線、より詳しくは車線中央)に沿って車両10を走行させるための第1の操舵アシストトルク(アシストトルクTLK)を算出する第1の操舵アシストトルク算出手段(SAS ECU74)、運転者が入力する操舵トルクτhを検出する操舵トルク検出手段(トルクセンサ42,EPSECU76)、前記検出された操舵トルクτhに応じて所定の特性に従って運転者の操舵をアシストするための第2の操舵アシストトルク(アシストトルクTPS)を算出する第2の操舵アシストトルク算出手段(EPS ECU76)、前記検出された操舵トルクτhに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクをそれらが相互に補完あるいは逆比例関係となるように補正する操舵アシストトルク補正手段(EPS ECU76)、および前記補正された第1および第2の操舵アシストトルクTLP,TPS、より詳しくは最終操舵アシストトルクTAに基づいて前記アクチュエータ(電動モータ)の操作量(制御電流)を算出するアクチュエータ操作量算出手段(EPS ECU76)を備える如く構成した。
【0089】
これにより、従来的なパワーステアリング用の電動モータ38を兼用しつつレーンキーピング操舵アシスト制御をトルクで行うとき、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の操舵アシストトルクを配分することができ、よって干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止することができる。
【0090】
さらに、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記検出された操舵トルクから補正係数(レシオRTO1,2)を求め、求めた補正係数を前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクTLK,TPSに乗じて補正する如く構成した。
【0091】
これにより、補正係数を乗算して補正することによって操舵アシストトルクの配分を効果的に行うことができ、よってレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を効果的に防止することができる。
【0092】
さらに、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記検出された操舵トルクτhの変化量Δτhを算出する操舵トルク変化量算出手段(トルクセンサ42,EPS ECU76)を備え、前記算出された操舵トルクの変化量Δτhに応じて前記算出された第1の操舵アシストトルクを補正、より詳しくは前記算出された操舵トルクの変化量Δτhから補正係数(レシオRTO3)を求め、求めた補正係数を、前記算出された第1の操舵アシストトルク、より具体的には第1の操舵アシストトルクあるいはそれから算出される制御電流に乗じて補正する如く構成した。
【0093】
これにより、操作量にダンピング補正を加えるときに生じるイナーシャに起因する拘束感を解消することができる。よってレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。
【0094】
さらに、前記操舵アシストトルク補正手段は、前記車両の車速Vを検出する車速検出手段(車輪速センサ46,EPS ECU76)を備え、前記検出された車速Vに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクを補正、より詳しくは前記検出された車速Vから補正係数(レシオRTO4,5)を求め、求めた補正係数を、前記算出された第1および第2の操舵アシストトルク、あるいはそれらから算出される制御電流に乗じて補正する如く構成した。
【0095】
これにより、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、車速の変化による路面摩擦係数の変化に応じた操舵フィーリングを実現することができ、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。
【0096】
さらに、前記特性は少なくとも、図8に示す如く、前記検出された操舵トルクτhに対する前記第2の操舵アシストトルク(アシストトルクTPS)を設定する第1の特性Aと、前記検出された操舵トルクτhに対する前記第2の操舵アシストトルク(TPS)を設定する第2の特性Bとからなると共に、前記第2の特性Bにおいて設定される前記第2の操舵アシストトルク(TPS)の量は、前記第1の特性Aで設定されるそれ(TPS)に比して、前記検出された操舵トルクτhの変化量が同一であるとき、小さい如く構成した。
【0097】
これにより、操舵の始めは軽く、徐々に重くなる操舵フィーリングを実現することができ、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。
【0098】
尚、第1から第4の実施の形態に示した構成は、例示であって、それに限定されるものではない。
【0099】
例えば、第1の実施の形態において、検出トルクに基づくレシオに加え、検出トルク変化量に基づくレシオを追加しても良い。あるいは、制御電流を算出した後、検出トルクに基づくレシオで乗算補正するようにしても良い。
【0100】
例えば、第4の実施の形態において、検出トルク変化量に基づくレシオなどをアシストトルクTLK,TPSに乗算して補正するようにしても良い。
【0101】
さらに、第1から第4の実施の形態においてレシオを乗算項としたが、アシストトルクTLKあるいはTPSを適正に配分できるものである限り、加算項であっても良い。
【0102】
さらに、EPS ECU76がパワーステアリング用のアシストトルクTPSを算出あるいは決定するようにしたが、SAS ECU74が行っても良い。
【0103】
また、上記した実施の形態において、舵角センサ44などは開示した構成以外でも良く、また配置位置も必要とする検出値が得られる限り、どこに配置しても良い。
【0104】
【発明の効果】
請求項1項にあっては、従来的なパワーステアリング用のアクチュエータを兼用しつつレーンキーピング操舵アシスト制御をトルクで行うとき、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の操舵アシストトルクを配分することができ、よって干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止することができる。
【0105】
請求項2項にあっては、補正係数を乗算して補正することによって操舵アシストトルクの配分を効果的に行うことができ、よってレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を効果的に防止することができる。
【0106】
請求項3項にあっては、操作量にダンピング補正を加えるときに生じるイナーシャに起因する拘束感を解消することができる。よってレーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。
【0107】
請求項4項にあっては、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、車速の変化による路面摩擦係数の変化に応じた操舵フィーリングを実現することができ、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。
【0108】
請求項5項にあっては、操舵の初めは軽く、徐々に重くなる操舵フィーリングを実現することができ、レーンキーピング操舵アシストトルク制御とパワーステアリング操舵アシストトルク制御の干渉を防止して操舵フィーリングの低下を防止できると共に、運転者の感覚に一層適合した操舵フィーリングを実現することができる。また、請求項6項にあっては、上記の請求項1および請求項3に係る発明について述べた効果と同様な効果を得ることができる。また、請求項7項にあっては、上記の請求項1および請求項4に係る発明について述べた効果と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明に係る車両用操舵制御装置の全体を示す概略図である。
【図2】図1の装置を操舵系に焦点をおいて示す、図1と同様の全体概略図である。
【図3】図1装置の中のSAS ECUおよびEPS ECUの制御で、本出願人が先に提案した制御を概略的に示すブロック図である。
【図4】図3に示すSAS ECUの制御を説明する、車両を原点とする座標系の説明図である。
【図5】図3に示すSAS ECUおよびEPS ECUにより算出あるいは決定される操舵アシストトルク特性を示す説明グラフである。
【図6】図1装置の中のSAS ECUおよびEPS ECUの制御で、この発明に係る車両用操舵制御装置の制御を示すブロック図である。
【図7】図6ブロックの中のアシストトルク補正を示す部分ブロック図である。
【図8】図6に示すSAS ECUおよびEPS ECUにより算出あるいは決定される操舵アシストトルク特性を示す説明グラフである。
【図9】この発明の第2の実施の形態に係る装置の構成を示す、図6ブロックの中のアシストトルク補正を示す部分ブロック図である。
【図10】この発明の第3の実施の形態に係る装置の構成を示す、図6ブロックの中のアシストトルク補正を示す部分ブロック図である。
【図11】この発明の第4の実施の形態に係る装置の構成を示す、図6ブロックの中のアシストトルク補正を示す部分ブロック図である。
【図12】図11図の中の制御電流レシオ演算ブロックを示す部分ブロック図である。
【符号の説明】
10 車両
14 ステアリングホイール
32 前輪(操舵車輪)
38 電動モータ(アクチュエータ)
42 トルクセンサ
46,50 車輪速センサ
48 後輪
74 電子制御ユニット(SAS ECU)
76 電子制御ユニット(EPS ECU)
100,102,404,406,408,410,412,414 特性
Claims (7)
- 車両の操舵車輪を転舵するアクチュエータを備えた車両用操舵制御装置において、
a.車両進行方向走行路の基準線に沿って車両を走行させるための第1の操舵アシストトルクを算出する第1の操舵アシストトルク算出手段、
b.運転者が入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、
c.前記検出された操舵トルクに応じて所定の特性に従って運転者の操舵をアシストするための第2の操舵アシストトルクを算出する第2の操舵アシストトルク算出手段、
d.前記検出された操舵トルクに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクをそれらが相互に補完あるいは逆比例関係となるように補正する操舵アシストトルク補正手段、
および
e.前記補正された第1および第2の操舵アシストトルクに基づいて前記アクチュエータの操作量を算出するアクチュエータ操作量算出手段、
を備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。 - 前記操舵アシストトルク補正手段は、前記検出された操舵トルクから補正係数を求め、求めた補正係数を前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクに乗じて補正することを特徴とする請求項1項記載の車両用操舵制御装置。
- 前記操舵アシストトルク補正手段は、
f.前記検出された操舵トルクの変化量を算出する操舵トルク変化量算出手段、
を備え、前記算出された操舵トルクの変化量に応じて前記算出された第1の操舵アシストトルクを補正することを特徴とする請求項1項または2項記載の車両用操舵制御装置。 - 前記操舵アシストトルク補正手段は、
g.前記車両の車速を検出する車速検出手段、
を備え、前記検出された車速に応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクを補正することを特徴とする請求項1項から3項のいずれかに記載の車両用操舵制御装置。 - 前記特性は少なくとも、前記検出された操舵トルクに対する前記第2の操舵アシストトルクを設定する第1の特性と、前記検出された操舵トルクに対する前記第2の操舵アシストトルクを設定する第2の特性とからなると共に、前記第2の特性において設定される前記第2の操舵アシストトルクの量は、前記第1の特性で設定されるそれに比して、前記検出された操舵トルクの変化量が同一であるとき、小さいことを特徴とする請求項1項から4項のいずれかに記載の車両用操舵制御装置。
- 車両の操舵車輪を転舵するアクチュエータを備えた車両用操舵制御装置において、
a.車両進行方向走行路の基準線に沿って車両を走行させるための第1の操舵アシストトルクを算出する第1の操舵アシストトルク算出手段、
b.運転者が入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、
c.前記検出された操舵トルクに応じて所定の特性に従って運転者の操舵をアシストするための第2の操舵アシストトルクを算出する第2の操舵アシストトルク算出手段、
d.前記検出された操舵トルクに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクをそれぞれ補正する操舵アシストトルク補正手段、
および
e.前記補正された第1および第2の操舵アシストトルクに基づいて前記アクチュエータの操作量を算出するアクチュエータ操作量算出手段、
を備えると共に、前記操舵アシストトルク補正手段は、
f.前記検出された操舵トルクの変化量を算出する操舵トルク変化量算出手段、
を備え、前記算出された操舵トルクの変化量に応じて前記算出された第1の操舵アシストトルクを補正することを特徴とする車両用操舵制御装置。 - 車両の操舵車輪を転舵するアクチュエータを備えた車両用操舵制御装 置において、
a.車両進行方向走行路の基準線に沿って車両を走行させるための第1の操舵アシストトルクを算出する第1の操舵アシストトルク算出手段、
b.運転者が入力する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、
c.前記検出された操舵トルクに応じて所定の特性に従って運転者の操舵をアシストするための第2の操舵アシストトルクを算出する第2の操舵アシストトルク算出手段、
d.前記検出された操舵トルクに応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクをそれぞれ補正する操舵アシストトルク補正手段、
および
e.前記補正された第1および第2の操舵アシストトルクに基づいて前記アクチュエータの操作量を算出するアクチュエータ操作量算出手段、
を備えると共に、前記操舵アシストトルク補正手段は、
f.前記車両の車速を検出する車速検出手段、
を備え、前記検出された車速に応じて前記算出された第1および第2の操舵アシストトルクを補正することを特徴とする車両用操舵制御装置。
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