KR101249177B1

KR101249177B1 - 차량의 제어 장치

Info

Publication number: KR101249177B1
Application number: KR1020117023565A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 후지타; 다카히로 고조
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2013-04-02
Also published as: US20120029773A1; US8818634B2; EP2418142B1; JPWO2010116518A1; JP5324648B2; US20140039763A1; EP2727798B1; KR20110135957A; EP2727798A2; EP2628661A1; WO2010116518A1; EP2418142A1; US8589028B2; EP2418142A4; CN102448798A; CN102448798B; EP2727798A3

Abstract

차선 유지 제어를 드라이버에게 위화감을 주지 않는 적확 (的確) 한 타이밍으로 종료시킨다. 조타 기구 (200) 와 EPS 액추에이터 (300) 와 VGRS 액추에이터 (500) 를 구비하고, 이것들의 협조 제어에 의해, 드라이버의 조타 입력에 의하지 않고 타각을 변화시킬 수 있는 차량 (10) 에 있어서, ECU (100) 는 LKA 종료 제어를 실행한다. 당해 제어에서는, 차량 (10) 을 목표 주행로에 추종시키기 위한 LKA 제어가 실행되고 있는 기간에 있어서, 윙커 레버 (16) 가 조작된 경우, 윙커 레버 (16) 의 지시 방향과 LKA 제어에 있어서의 EPS (300) 액추에이터의 어시스트 조타 토크 (TA) 의 발생 방향이 상이하면 즉석에서 LKA 제어가 종료되고, 이것들이 동일 방향이면, 드라이버의 조타 입력에 대응하는 조타각 (MAdrv) 이 LKA 제어에 의한 조타각 (MAlka) 을 초과한 경우에 LKA 제어가 종료된다.

Description

차량의 제어 장치{CONTROLLER OF VEHICLE}

본 발명은 예를 들어 액티브 스티어링 기구 등의 조타(操舵) 기구에 의해, LKA (Lane Keeping Assist) 제어 등의 차선 유지 제어가 가능한 차량을 제어하는 차량 제어 장치의 기술 분야에 관한 것이다.

이런 종류의 장치로서, 차선을 일탈한 경우에 경보를 발하는 것이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 에 개시된 차량의 차선 일탈 경보 장치에 의하면, 윙커 (winker) 가 작동 중에 차량이 주행 차선을 일탈한 것으로 판정된 경우에, 차량의 일탈 방향과 윙커의 지시 방향이 동일한 경우에는 경보를 실시하지 않도록 함으로써, 탑승자를 번거롭게 할 수 있는 경우가 없어지는 것으로 되어 있다.

또, 윙커의 점멸 조작에 따라서 조타 제어를 정지시킨 경우에 조타 제어의 정지 타이밍이 드라이버에게 위화감을 줄 수 있는 취지의 문제를 해결하기 위해서, 운전자의 조타 가능성을 평가하고, 그 평가된 조타 가능성에 따라서 조타 제어의 정지 용이성을 가변으로 하는 것도 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조).

또, 방향 스위치 신호가 나타내는 방향과 일탈 방향이 나타내는 방향이 동일한 경우, 운전자가 의식적으로 차선을 변경하고 있는 것으로 판정하고, 일탈 판단 플래그를 OFF 로 설정하는 것도 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 3 참조).

또한, 윙커 조작 방향과 스티어링 조타 방향이 동일할 때, 조타 보조 토크의 방향을 변경하는 것도 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 4 참조).

일본 공개특허공보 2006-069323호 일본 공개특허공보 2007-313978호 일본 공개특허공보 2007-296920호 일본 공개특허공보 2002-274402호

이런 종류의 차선 유지 제어가 가능한 차량에 있어서, 차선 유지 제어의 실행 중에 윙커 (winker) 조작이 이루어진 경우, 당해 윙커 조작이 일종의 드라이버 입력이라고 생각하면, 차선 유지 제어를 종료할 필요가 있다. 그런데 , 차선 유지 제어에 있어서는, 조타륜 (操舵輪) 에는 크든 작든 그 전타 (轉舵) 를 촉구하는 조타력이 부여되어 있기 때문에, 단순히 이런 종류의 윙커 조작에 의해 차선 유지 제어를 종료한 경우에는, 차선 유지 제어 종료에 수반되는 차량 편향이, 드라이버가 의도하는 방향과 달라서 드라이버에게 위화감을 주는 경우가 있다. 상기 특허문헌에 개시된 기술 사상에 있어서, 이런 종류의 차량 편향이 드라이버에게 주는 위화감에 대해서는 고려되어 있지 않다.

즉, 상기 특허문헌에 예시되는 종래의 기술에는, 방향 지시기의 조작에 의해 차선 유지 제어를 종료시킬 때, 차량이 드라이버가 의도하지 않은 방향으로 편향될 수도 있다는 기술적인 문제점이 있다. 본 발명은 상기 서술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 드라이버에게 위화감을 주지 않고 차선 유지 제어를 종료시킬 수 있는 차량의 제어 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관련된 차량의 제어 장치는, 드라이버의 조타 입력에 의하지 않고 조타륜의 타각 (舵角) 을 변화시킬 수 있는 조타 기구를 구비한 차량의 제어 장치로서, 차선 유지 요구에 따라서, 상기 차량이 목표 주행로를 일탈하지 않도록 상기 조타 기구를 제어하는 소정의 차선 유지 제어를 실행하는 실행 수단과, 상기 차선 유지 제어의 실행 기간에 있어서, 방향 지시기의 조작 상태와 상기 조타 기구의 제어 상태에 기초하여 상기 차선 유지 제어를 종료시키는 종료 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치이다.

본 발명에 관련된 차량은, 드라이버의 조타 입력 (바람직하게는, 스티어링 휠 등, 드라이버의 조타 조작을 촉구하는 조작 수단을 개재하여 부여될 수 있는 조타 토크의 입력이나, 조타각 (즉, 당해 조작 수단의 조작각 혹은 회전각이다) 의 변화를 수반하는 조작의 실행 등을 의미한다) 에 의하지 않고 조타륜의 타각 (舵角)(즉, 실타각이다) 을 변화시킬 수 있는 조타 기구를 구비하는 차량이다.

본 발명에 관련된 차량의 제어 장치는, 그 제어 장치로서, 예를 들어, 1 또는 복수의 CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), 각종 프로세서 또는 각종 컨트롤러, 혹은 추가로 ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), 버퍼 메모리 또는 플래시 메모리 등의 각종 기억 수단 등을 적절히 포함할 수 있는, 단체 (單體) 의 혹은 복수의 ECU (Electronic Controlled Unit) 등의 각종 처리 유닛, 각종 컨트롤러 혹은 마이크로컴퓨터 장치 등 각종 컴퓨터 시스템 등의 형태를 찾을 수 있다.

본 발명에 관련된 조타 기구의 실천적 양태는 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 관련된 조타 기구는, (1) 조타각과는 관계없이, 조타륜에 대해 직접적으로 또는 간접적으로 타각 (舵角) 의 변화를 촉구하는 조타력을 부여할 수 있는, 스티어·바이·와이어 (steer-by-wire)(이하, 적절히 「SBW」로 약기한다) 등이라고 하는 전기적 타각 가변 기구여도 되고, (2) 예를 들어 스티어링 샤프트나 피니언 기어의 회전 운동 또는 당해 피니언 기어와 서로 맞물리는 래크 바의 직선 운동을, 모터 등의 회전 전기로부터의 조타 토크의 공급에 의해 어시스트할 수 있는, 소위 EPS (Electronic Controlled Power Steering) 등의 각종 전자 제어식 파워 스티어링 장치여도 되고, (3) 조타각에 대한 타각의 변화 비율, 즉, 타각 전달비 (예를 들어, 조타각을 실타각으로 나눈 값이다) 를 가변으로 할 수 있는, 예를 들어 VGRS (Variable Gear Ratio Steering) 등의 전달비 가변 장치여도 되고, 또한 다른 기구여도 된다.

본 발명에 관련된 차량의 제어 장치에 의하면, 그 동작시에는, 차선 유지 요구에 따라서, 실행 수단에 의해 차선 유지 제어가 실행되고, 예를 들어 LKA 등의 차선 유지 기능이 차량에 부가된다. 이 차선 유지 제어는, 그 개념으로는 대상물 (예를 들어, 백선 (단순히 색이 하얀 것을 의미하지 않는다) 이나 레인 마커 등을 포함한다) 을 그에 적합한 검출 수단 (예를 들어, 차재 (車載) 카메라 등) 에 의해 인식하고, 차량의 주행 차선이 당해 대상물에 의해 규정되는 차선에 유지되도록 (바꿔 말하면, 차량이 당해 대상물을 일탈하지 않도록), 타각을 자동적으로 (또, 이 경우의 「자동」이란 즉, 드라이버의 조타 입력과는 무관한 것을 의미한다) 제어하는 것을 의미한다.

한편, 드라이버의 의사를 우선하는 관점에서 말하면, 이 차선 유지 제어는, 드라이버의 조타 의사가, 그에 적합한 형태를 수반하여 (예를 들어, 조타 조작 또는 방향 지시기의 조작 등에 의해) 나타난 경우에는, 지체 없이 종료되는 것이 바람직하다 (역으로 말하면, 차선 유지 제어의 수행시에 드라이버의 조타 입력은 기본적으로 개재하지 않는다).

여기서, 드라이버의 조타 입력과 무관하게 수행될 수 있는 이런 종류의 차선 유지 제어를, 방향 지시기의 조작에 따라서 종료시킬 때에는, 드라이버가 의도하지 않는 차량의 편향이 발생되는 경우가 있다. 구체적으로는, 차선 유지 제어의 종료 직전에 조타 기구에 의해 조타륜에 조타력이 부여되어 있는 (예를 들어, 조타축에 조타 토크가 부여되어 있는) 상황에서는, 이 조타력의 부여가 정지 (또, 순간적으로 정지되거나 점감 (漸減) 되어도 기본적으로 동일하다) 되었을 경우, 조타력이 부여되어 있던 방향과 역방향으로 조타륜의 전타 (타각의 복귀) 가 발생된다. 그런데 , 방향 지시기의 조작 자체는, 드라이버의 조타 의사를 나타낸다고는 하지만, 물리적 또는 전기적인 조타 입력을 반드시 수반하지 않기 때문에, 단순히 방향 지시기의 조작이 이루어진 것만으로는, 차선 유지 제어의 종료에 수반하는 조타륜의 전타 (轉舵) 현상에 의해 차량이 편향되어 버리는 것이다. 이와 같은 차량의 편향은, 차선 유지 제어가 수행될 때, 조타각의 변화를 수반하도록 조타 기구가 제어되든, 조타각의 변화를 수반하지 않도록 (충분히 작은 경우를 포함) 조타 기구가 제어되든, 동일하게 발생될 수 있다. 또한, 이와 같은 차량의 편향은 드라이버의 의사에 의해 발생되는 것은 아니기 때문에, 드라이버는 이러한 차량의 편향에 위화감을 느낄 가능성이 높고, 특히, 차선 유지 제어의 실행시에 조타각의 변화를 수반하지 않도록 조타 기구가 제어되는 경우에는, 드라이버는 현저한 위화감을 느낄 가능성이 있다.

그래서, 본 발명에 관련된 차량의 제어 장치에서는, 종료 수단이, 차선 유지 제어의 실행 기간에 있어서, 방향 지시기의 조작 상태와 조타 기구의 제어 상태에 기초하여 차선 유지 제어를 종료시키는 구성으로 되어 있다.

차선 유지 제어가 종료될 때 발생될 수 있는 차량의 편향이, 드라이버에 대해 어떻게 지각될지는, 방향 지시기가 조작되었는지의 여부 혹은 그 지시 방향이 어느 쪽인지 등의 방향 지시기의 조작 상태와, 차선 유지 제어를 실행할 때의 조타력 또는 조타 토크 부여의 유무 혹은 그 부여 방향, 혹은 드라이버의 조타 입력의 유무 등을 포함하는 조타 기구의 제어 상태에 따라서 크게 좌우된다.

따라서, 이와 같이, 방향 지시기의 조작 상태와 조타 기구의 제어 상태에 기초하여, 예를 들어, 차선 유지 제어를 즉석에서 종료해야 할 것인지, 차선 유지 제어를 일정 또는 부정한 기간에 걸쳐서 계속해야 할 것인지, 어느 타이밍에서 종료에 관련된 프로세스를 개시할 것인지, 어느 타이밍에서 종료에 관련된 프로세스를 완료시킬 것인지, 혹은 2 치적(二値的)으로 종료해야 할 것인지, 또는 단계적 혹은 연속적인 조타력 또는 조타 토크의 점감을 수반하면서 종료해야 할 것인지 등의 차선 유지 제어의 각종 종료 양태의 결정 또는 선택을 적절히 수반하면서, 차선 유지 제어를 종료시킴으로써, 드라이버에게 부여될 수 있는 위화감을 적어도 어느 정도 경감할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 관련된 차량의 제어 장치의 일 양태에서는, 상기 제어 상태는 상기 차선 유지 제어의 실행 과정에서의 조타 토크의 발생 방향이고, 상기 조작 상태는 상기 방향 지시기의 지시 방향이고, 상기 종료 수단은 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 동일 방향인지의 여부에 따라서 상기 차선 유지 제어의 종료 타이밍을 전환한다.

차선 유지 제어의 실행 과정에 있어서의 조타 토크의 발생 방향과, 방향 지시기의 지시 방향 (즉, 드라이버가 의도하는 방향) 이 동일하면, 차선 유지 제어가 종료된 경우의 차량의 편향 방향은, 관련된 지시 방향과 반대가 된다. 반대로, 조타 토크의 발생 방향과, 방향 지시기의 지시 방향이 상이하면, 차선 유지 제어가 종료된 경우의 차량의 편향 방향은, 관련된 지시 방향과 동일 방향이 된다. 드라이버가 의도하지 않는 차량의 편향이란, 단적으로는 전자의 경우에 상당하기 때문에, 이 양태에 의하면, 차선 유지 제어를 종료시킬 때의 위화감의 발생이 효과적으로 또한 효율적으로 억제된다.

또한, 이 양태에서는, 상기 종료 수단은, 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 동일한 경우에, 상이한 경우와 비교하여 늦게 상기 차선 유지 제어를 종료시켜도 된다.

이와 같이 차선 유지 제어의 종료를 지연시킴으로써, 차선 유지 제어의 종료에 수반되는 차량의 편향은, 적어도 방향 지시기의 조작에 연동되는 일련의 현상으로서 발생되는 경우가 없어지기 때문에, 위화감의 발생을 억제할 때 효과적이다.

또, 이 양태에서는, 상기 종료 수단은, 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 동일한 경우에, 조타 입력이 행해지고 나서 상기 차선 유지 제어를 종료시켜도 된다.

드라이버에 의한 조타 입력 (조타각의 변화를 발생시키는 것이어도 되고, 조타 토크의 입력이어도 된다) 이 행해지고 나서 차선 유지 제어를 종료시키는 경우 (즉, 바꿔 말하면, 조타 입력이 발생될 때까지 차선 유지 제어가 유지되는 경우), 차선 유지 제어의 종료에 관련된 프로세스의 개시 시점에 있어서, 적어도 드라이버는, 조타 의사에 대응하는 조타 조작을 행하고 있는 것이 되기 때문에, 차량의 편향이 발생되었다고 하여 그 규모는 소 (小) 가 되고, 또 조타 입력의 규모에 따라서는 차량의 편향 자체를 억제할 수 있게 된다. 따라서, 드라이버에게 위화감을 부여하는 것을 억제할 때 효과적이다.

또한, 이 양태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 상이한 경우에, 상기 방향 지시기의 조작이 행해진 시점에서 상기 차선 유지 제어를 종료시켜도 된다.

조타 토크의 발생 방향이 방향 지시기의 지시 방향과 상이한 경우, 앞서 설명한 것처럼, 차선 유지 제어가 종료될 때 발생되는 타각의 변화는 관련된 지시 방향과 동등해지기 때문에, 그 차량의 편향은 조타 입력의 유무에 관계없이 드라이버의 의사에 입각한 것이 된다. 따라서, 방향 지시기의 조작이 행해진 시점에서 차선 유지 제어를 종료시켰다고 해서 실천상 큰 문제가 발생되는 경우는 없고, 또, 드라이버의 조타 의사가 가급적 신속하게 반영되기 때문에 바람직하다.

본 발명에 관련된 차량의 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 종료 수단은, 상기 방향 지시기가 조작된 경우에 있어서, 조타 토크가 입력되고 또한 그 입력된 조타 토크가 그 입력된 조타 토크에 따라서 정해지는 임계값을 초과한 경우에, 상기 차선 유지 제어를 종료시킨다.

이 양태에 의하면, 첫째로, 차선 유지 제어의 종료에 관련된 프로세스가 개시되는 시점에 있어서, 드라이버에 의해 조타 토크가 입력되어 있기 때문에, 차선 유지 제어의 종료에 수반하여 부득이하게 차량이 편향되는 경우는 없고, 또, 임계값의 설정 여하에 따라서는 드라이버에게 위화감을 부여하는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

또, 둘째로, 조타 입력으로서의 조타 토크는, 차선 유지 제어의 실행 과정에 있어서 조타 기구에 의해 조타축에 가해지는 조타 토크에 오버라이드되는 형태가 되기 때문에, 차선 유지 제어의 실행 과정에 있어서의 조타 토크의 방향과 조타 입력으로서의 조타 토크의 방향 (즉, 조타 방향이고, 드라이버가 실수하지 않는 한 방향 지시기의 지시 방향이다) 이 일치하고 있는 경우, 조타 입력으로서의 조타 토크는 상대적으로 작아진다. 반대로, 차선 유지 제어의 실행 과정에 있어서의 조타 토크의 방향과 조타 입력으로서의 조타 토크의 방향이 상이한 경우, 조타 입력으로서의 조타 토크는 상대적으로 커진다. 이 현상을 이용하면, 조타 입력으로서의 조타 토크에 의해, 방향 지시기의 지시 방향을 판정하기가 용이하고도 가능해진다.

따라서, 조타 입력으로서의 조타 토크가 상대적으로 작은 영역에서는 임계값을 크게 설정하고, 마찬가지로 상대적으로 큰 영역에서는 임계값을 작게 설정하는 등의 조치를 강구함으로써, 드라이버에게 위화감을 부여하는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

본 발명의 이와 같은 작용 및 그 밖의 이득은 다음에서 설명하는 실시형태에 의하여 분명해진다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량의 구성을 개념적으로 나타내어 이루어지는 개략 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 차량에 있어서 이루어지는 LKA 종료 제어의 플로우 차트이다.
도 3 은 도 2 의 LKA 종료 제어에 있어서 실행되는 LKA 종료 판정 처리의 플로우 차트이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 LKA 종료 판정 처리의 플로우 차트이다.
도 5 는 도 4 의 LKA 종료 판정 처리에 있어서 참조되는 조타 토크 (MT) 와 조타 토크 임계값 (MTth) 의 관계를 나타내는 개략 특성도이다.

이하에서, 적절히 도면을 참조하여 본 발명의 차량의 제어 장치에 관련된 각종 실시형태에 대해 설명한다.

< 제 1 실시형태>

<실시형태의 구성>

먼저, 도 1 을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량 (10) 의 구성에 대해 설명한다. 여기에서, 도 1 은, 차량 (10) 의 구성을 개념적으로 나타내어 이루어지는 개략 구성도이다.

도 1 에 있어서, 차량 (10) 은, 조타륜으로서 좌우 1 쌍의 전륜 (FL 및 FR) 을 구비하고, 이들 전륜이 전타함으로써 원하는 방향으로 진행할 수 있도록 구성되어 있다. 차량 (10) 은, ECU (100), 조타 기구 (200), EPS 액추에이터 (300), EPS 구동 장치 (400), VGRS 액추에이터 (500) 및 VGRS 구동 장치 (600) 를 구비한다.

ECU (100) 는, 각각 도시 생략된 CPU, ROM 및 RAM 을 구비하고, 차량 (10) 의 동작 전체를 제어할 수 있도록 구성된 전자 제어 유닛으로서, 본 발명에 관련된 「차량의 제어 장치」의 일례이다. ECU (100) 는, ROM 에 저장된 제어 프로그램에 따라서, 후술하는 LKA 종료 제어를 실행할 수 있도록 구성되어 있다.

또, ECU (100) 는, 본 발명에 관련된 「실행 수단」및 「종료 수단」의 각각 일례로서 기능하도록 구성된 일체의 전자 제어 유닛으로서, 이들 각 수단에 관련된 동작은, 모두 ECU (100) 에 의해 실행되도록 구성되어 있다. 단, 본 발명에 관련된 이들 각 수단의 물리적, 기계적 및 전기적인 구성은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 이들 각 수단은, 복수의 ECU, 각종 처리 유닛, 각종 컨트롤러 혹은 마이크로컴퓨터 장치 등 각종 컴퓨터 시스템 등으로서 구성되어 있어도 된다.

조타 기구 (200) 는, 드라이버의 조타 조작을 각 조타륜에 전달하는 전달 기구로서, 스티어링 휠 (210), 스티어링 칼럼 (220), 어퍼 스티어링 샤프트 (230), 로어 스티어링 샤프트 (240), 피니언 기어 (250) 및 래크 바 (260) 를 구비한다.

스티어링 휠 (210) 은, 드라이버에 의한 조타 조작을 촉구하는 조작 수단이다.

스티어링 칼럼 (220) 은, 스티어링 휠 (210) 의 회전축을 수용하는 케이스 유닛이다.

어퍼 스티어링 샤프트 (230) 는, 스티어링 칼럼 (220) 을 개재하여 스티어링 휠 (210) 에 연결된 조타 입력축으로서, 스티어링 휠 (210) 과 대략 일체로 회전하도록 구성되어 있다.

로어 스티어링 샤프트 (240) 는, 일방의 단부가 후술하는 VGRS 액추에이터 (500) 를 개재하여 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 에 연결되는 조타 출력축이다. 로어 스티어링 샤프트 (240) 의 타방의 단부는, 스티어링 기어 박스 (부호 생략) 내에 수용된 피니언 기어 (250) 에 연결된다. 또한, 로어 스티어링 샤프트 (240) 와 피니언 기어 (250) 는 직접 연결되어 있어도 되고, 그에 적합한 개재 기구를 개재하여 간접적으로 연결되어 있어도 된다.

피니언 기어 (250) 는, 로어 스티어링 샤프트 (240) 와 대략 일체로 회전할 수 있도록 구성된, 외주면에 기어 이가 형성된 기어 부품으로서, 래크 바 (260) 의 표면에 형성된 기어 이와 서로 맞물려 있다.

래크 바 (260) 는, 차량 횡방향으로 신장되는 조타력 전달용의 봉 형상 부재로서, 그 표면에 형성된 기어 이가 앞의 피니언 기어 (250) 측의 기어 이와 서로 맞물려 있어, 피니언 기어 (250) 의 회전운동을 차량 횡방향의 직선 운동으로 변환할 수 있도록 구성되어 있다. 한편, 이 래크 바 (260) 의 양 단부에는, 각각 타이 로드 (tie rod) 및 너클 (부호 생략) 이 연결되어 있고, 그것들을 개재하여 각 조타륜이 연결되어 있다. 따라서, 래크 바 (260) 의 차량 횡방향을 따른 직선 운동에 의해, 각 조타륜은, 좌우의 전타 방향으로 전타할 수 있다. 즉, 조타 기구 (200) 에서는, 피니언 기어 (250) 와 래크 바 (260) 에 의해, 소위 래크 앤드 피니언형의 조타 방식이 실현되고 있다.

EPS 액추에이터 (300) 는, 영구 자석이 부착 형성되어 이루어지는 회전자인 도시 생략된 로터와, 당해 로터를 둘러싸는 고정자인 스테이터를 포함하는 DC 브러시리스 모터로서의 EPS 모터 (도시 생략) 를 구비한 전동 액추에이터이다. 이 EPS 모터는, EPS 구동 장치 (400) 를 개재한 당해 스테이터로의 통전에 의해 EPS 모터 내에 형성되는 회전 자계의 작용에 의해 로터가 회전함으로써, 그 회전 방향으로 어시스트 조타 토크 (TA) 를 발생할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, EPS 모터의 회전축인 모터축에는, 도시 생략된 감속 기어가 고정되어 있고, 이 감속 기어는 또 피니언 기어 (250) 와 맞물려 있다. 이 때문에, EPS 모터로부터 발해지는 어시스트 조타 토크 (TA) 는, 피니언 기어 (25) 의 회전을 어시스트하는 토크로서 기능한다. 피니언 기어 (250) 는, 전술한 바와 같이 로어 스티어링 샤프트 (240) 에 연결되어 있고, 로어 스티어링 샤프트 (240) 는 VGRS 액추에이터 (500) 를 개재하여 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 에 연결되어 있다. 따라서, 스티어링 휠 (210) 을 개재하여 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 에 가해지는 조타 토크 (MT) 는, 어시스트 조타 토크 (TA) 에 의해 적절히 어시스트된 형태로 래크 바 (260) 에 전달되게 되어, 드라이버의 조타 부담이 경감되는 구성으로 되어 있다.

EPS 구동 장치 (400) 는, EPS 모터의 스테이터에 대해 통전할 수 있도록 구성된, PWM 회로, 트랜지스터 회로 및 인버터 등을 포함하는 전기 구동 회로이다. EPS 구동 장치 (400) 는, 도시되지 않은 배터리와 전기적으로 접속되어 있고, 당해 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 EPS 모터에 구동 전압을 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또, EPS 구동 장치 (400) 는, ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 그 동작은 ECU (100) 에 의해 제어되는 구성으로 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, EPS 액추에이터 (300) 와 EPS 구동 장치 (400) 에 의해 일종의 전자 제어식 파워 스티어링 장치가 구성되지만, 드라이버 조타 토크 (MT) 를 보조하는 이런 종류의 파워 스티어링 장치의 구성은 여기에 예시하는 것에 한정되지 않고, 예를 들어, EPS 모터로부터 출력되는 어시스트 조타 토크 (TA) 는 도시 생략된 감속 기어에 의한 회전 속도의 감속을 수반하여, 직접 로어 스티어링 샤프트 (240) 에 전달되어도 되고, 래크 바 (260) 의 왕복 운동을 어시스트하는 힘으로서 부여되어도 된다.

VGRS 액추에이터 (500) 는, 하우징, VGRS 모터 및 감속 기구 (모두 도시 생략) 를 구비한 타각 전달비 가변 장치이다.

하우징은, VGRS 모터 및 감속 기구를 수용하는 케이스이다. 이 하우징에는 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 의 하류측의 단부가 고정되어 있고, 하우징과 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 는 대략 일체로 회전할 수 있도록 되어 있다.

VGRS 모터는, 회전자인 로터, 고정자인 스테이터 및 구동력 출력축인 회전축을 갖는 DC 브러시리스 모터이다. 이 스테이터는 하우징 내부에 고정되어 있고, 로터는 하우징 내부에서 회전할 수 있도록 유지되어 있다. 회전축은, 로터와 동축 회전할 수 있도록 고정되어 있고, 그 하류측의 단부가 감속 기구에 연결되어 있다.

감속 기구는, 차동 회전할 수 있는 복수의 회전 요소 (선 기어, 캐리어 및 링 기어) 를 갖는 유성 톱니 바퀴 기구이다. 이 복수의 회전 요소 가운데, 제 1 회전 요소인 선 기어는 VGRS 모터의 회전축에 연결되어 있고, 또, 제 2 회전 요소인 캐리어는 하우징에 연결되어 있다. 그리고 제 3 회전 요소인 링 기어가 로어 스티어링 샤프트 (240) 에 연결되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 감속 기구에 의하면, 스티어링 휠 (210) 의 조작각인 조타각 MA 에 따른 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 의 회전각 (즉, 캐리어에 연결된 하우징의 회전각) 과, VGRS 모터의 회전각 (즉, 선 기어에 연결된 회전축의 회전각) 에 의해, 잔여의 일 회전 요소인 링 기어에 연결된 로어 스티어링 샤프트 (240) 의 회전각이 일의적으로 결정된다.

이 때, 회전 요소 상호간의 차동 작용에 의해, VGRS 모터의 회전 속도를 증감 제어함으로써, 로어 스티어링 샤프트 (240) 가 회전 속도를 증감 제어할 수 있게 된다. 즉, VGRS 모터 및 감속 기구의 작용에 의해, 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 와 로어 스티어링 샤프트 (240) 는 상대 회전할 수 있다. 또, 감속 기구에 있어서의 각 회전 요소의 구성상, VGRS 모터의 회전 속도는, 각 회전 요소 상호간의 기어비에 의해서 정해지는 소정의 감속비에 따라서 감속된 상태에서 로어 스티어링 샤프트 (240) 에 전달된다.

이와 같이, 차량 (10) 에서는, 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 와 로어 스티어링 샤프트 (240) 가 상대 회전할 수 있음으로써, 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 의 회전각인 조타각 (MA) 과, 로어 스티어링 샤프트 (240) 가 회전각에 따라서 일의적으로 정해지는 (후술하는 래크 앤드 피니언 기구의 기어비도 관계된다) 조타륜의 실타각 δr 의 비인 타각 전달비 (또한, 실천적으로는 어떻게 규정되어도 되지만, 여기서는, MA/δr 로 정의하는 것으로 한다) 가, 미리 정해진 범위에서 연속적으로 가변이 된다.

또한, 감속 기구는, 여기에 예시한 유성 톱니 바퀴 기구뿐만 아니라, 다른 양태 (예를 들어, 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 및 로어 스티어링 샤프트 (240) 에 각각 이의 수가 상이한 기어를 연결하고, 각 기어와 일부분에서 접하는 가요성 (可撓性) 의 기어를 설치함과 함께, 관련된 가요성 기어를, 파동 발생기를 개재하여 전달되는 모터 토크에 의해 회전시킴으로써, 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 와 로어 스티어링 샤프트 (240) 를 상대 회전시키는 양태 등) 를 갖고 있어도 되고, 유성 톱니 바퀴 기구든, 상기와 상이한 물리적, 기계적, 또는 기구적 양태를 갖고 있어 된다.

VGRS 구동 장치 (600) 는 VGRS 모터의 스테이터에 대해 통전할 수 있도록 구성된, PWM 회로, 트랜지스터 회로 및 인버터 등을 포함하는 전기 구동 회로이고, VGRS 액추에이터 (200) 를 구동함으로써 VGRS 액추에이터 (500) 와 함께 타각 전달비 가변 장치로서 기능한다. VGRS 구동 장치 (600) 는, 도시하지 않은 배터리와 전기적으로 접속되어 있고, 당해 배터리에서 공급되는 전력에 의해 VGRS 모터에 구동 전압을 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또, VGRS 구동 장치 (600) 는, ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 그 동작은 ECU (100) 에 의해 제어되는 구성으로 되어 있다.

여기서, 본 실시 형태에 관련된 조타 기구 (200) 는, EPS 액추에이터 (300) 및 VGRS 액추에이터 (500) 와 함께, 본 발명에 관련된 「드라이버의 조타 입력에 의하지 않고 조타륜의 타각을 변화시킬 수 있는 조타 기구」의 일례를 이루고 있다. 보다 구체적으로 설명하면, EPS 액추에이터 (300) 는 조타륜에 대해 그 전타를 촉구하는 조타력을 부여할 수 있지만, 래크 바 (260) 의 직선 운동을 야기하는 피니언 기어 (250) 의 회전은, 그대로는 로어 스티어링 샤프트 (240) 의 회전도 수반하기 때문에, 일정한 타각 전달비 하에서는, 조타각 (MA) 과 타각 δst 의 관계는 변화하지 않는다. 즉, 드라이버의 의사와는 관계없이 조타륜의 전타는 촉구할 수 있지만, 그 결과로서 스티어링 휠 (210) 도 또 드라이버의 의사와는 관계없이 회전하게 된다.

그래서, 이와 같은 EPS 액추에이터 (300) 의 제어와 동기된 형태로 VGRS 액추에이터 (500) 가 구동된다. 더욱 구체적으로 설명하면, EPS 액추에이터 (300) 로부터의 구동력 (어시스트 조타 토크 (TA)) 의 부여에 의해 조타륜을 드라이버 의사와는 관계없이 변화시킬 때에는, VGRS 액추에이터 (500) 가 타각 전달비를 감소시킨다. 즉, 앞서의 정의에서 말하면, 1 의 실타각 (δst) (혹은 조타각 (MA)) 을 얻는 데 필요로 하는 조타각 (MA) (혹은 실타각 (δst)) 이 감소 (혹은 증가) 하도록 VGRS 모터가 제어된다. 그 결과, EPS 액추에이터 (300) 가 조타륜의 실타각 (δst) 을 변화시켰다고 해도, 그에 수반되는 로어 스티어링 샤프트 (240) 의 회전이 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 에 전달되기 어려워지게 되고, 스티어링 휠 (210) 의 회전을 야기하는 경우가 없어지게 되는 것이다.

보충하면, VGRS 액추에이터 (300) 는, VGRS 모터가 이른바 공중에 뜬 형태가 되어 있고, VGRS 액추에이터 (500) 만으로 이런 종류의 조타를 실현하려고 하면, 조타륜이 전타하는 대신에 스티어링 휠 (210) 이 역방향으로 조타되어 버린다. 따라서, 조타륜에 대한 조타력의 부여를, VGRS 액추에이터 (500) 에 의해 공급하는 데에는 실천상의 곤란함이 따를 수 있다. 즉, EPS 액추에이터 (300) 와 VGRS 액추에이터 (500) 를 협조적으로 제어함으로써, 이런 종류의 조타가 바람직하게 실현되는 것이다.

한편, 차량 (10) 에는, 조타각 센서 (11), 조타 토크 센서 (12), 차속 센서 (13), 요 레이트 센서 (14), 방향 지시등 (15), 윙커 레버 (16) 및 차재 카메라 (17) 기 구비되어 있다.

조타각 센서 (11) 는, 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 의 회전량을 나타내는 조타각 (MA) 을 검출할 수 있도록 구성된 센서이다. 조타각 센서 (11) 는 ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 검출된 조타각 (MA) 은 ECU (100) 에 의해 일정 또는 부정한 주기로 참조되는 구성으로 되어 있다.

조타 토크 센서 (12) 는, 드라이버로부터 스티어링 휠 (11) 을 개재하여 부여되는 조타 토크 (MT) 를 검출할 수 있도록 구성된 센서이다. 더욱 구체적으로 설명하면, 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 는 상류부와 하류부로 분할되어 있고, 도시하지 않은 토션 바에 의해 서로 연결된 구성을 갖고 있다. 이러한 토션 바의 상류측 및 하류측의 양 단부에는, 회전 위상차 검출용의 링이 고정되어 있다. 이 토션 바는, 차량 (10) 의 드라이버가 스티어링 휠 (210) 을 조작했을 때에 어퍼 스티어링 샤프트 (230) 의 상류부를 개재하여 전달되는 조타 토크에 따라서 그 회전 방향으로 비틀리는 구성으로 되어 있고, 이러한 비틀림을 발생시키면서 하류부에 조타 토크를 전달할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 조타 토크의 전달시에, 앞서 설명한 회전 위상차 검출용의 링 상호간에는 회전 위상차가 발생한다. 조타 토크 센서 (12) 는, 이러한 회전 위상차를 검출함과 함께, 이러한 회전 위상차를 조타 토크로 환산하여 조타 토크 (MT) 에 대응하는 전기신호로서 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 조타 토크 센서 (12) 는 ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 검출된 조타 토크 (MT) 는 ECU (100) 에 의해 일정 또는 부정한 주기로 참조되는 구성으로 되어 있다.

차속 센서 (13) 는, 차량 (10) 의 속도인 차속 (V) 을 검출할 수 있도록 구성된 센서이다. 차속 센서 (13) 는 ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 검출된 차속 (V) 은 ECU (100) 에 의해 일정 또는 부정한 주기로 참조되는 구성으로 되어 있다.

요 레이트 (yaw rate) 센서 (14) 는, 차량 (10) 의 요 방향의 속도인 요 레이트 (γ) 를 검출할 수 있도록 구성된 센서이다. 요 레이트 센서 (14) 는 ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 검출된 요 레이트 (γ) 는 ECU (100) 에 의해 일정 또는 부정한 주기로 참조되는 구성으로 되어 있다.

방향 지시등 (15) 은 차량 (10) 의 전부, 후부, 도어 미러부 및 운전석 전방 (前方) 의 미터 후드 내에 각각 좌우 1 쌍으로 형성된, 차량 (10) 의 진행 방향을 주위에 고지하기 위한 방향 지시용 인디케이터이다. 방향 지시등 (15) 은 도시하지 않은 배터리에 전기적으로 접속된 점등 구동부에 연결되어 있고, 이러한 점등 구동부로부터의 전력 공급에 의해, 그에 적합한 시간 간격으로 점멸 점등하는 구성으로 되어 있다.

윙커 레버 (16) 는 스티어링 칼럼 (220) 의 좌측부에, 상하 방향으로 회전 운동할 수 있도록 고정된 조작 수단이다. 이 윙커 레버 (16) 는 스티어링 휠 (210) 을 정면에서 봤을 때 상방이 우방향에, 하방이 좌방향에 각각 대응하고 있고 (또한, 차량에 따라서는, 윙커 레버 (16) 가 스티어링 칼럼 (220) 의 우측부에 설치되고, 상방 및 하방이 각각 좌방향 및 우방향에 대응하고 있어도 된다), 일 회전 운동 방향으로 로크 위치까지 조작된 경우에 회전 운동 방향에 대응하는 방향 지시등 (15) 이 점멸 점등되도록, 방향 지시등 (15) 과 그 동작이 연계되는 구성으로 되어 있다. 또, 윙커 레버 (16) 가 로크 위치에서 중립 위치로 복귀하면, 그에 수반하여 방향 지시등 (15) 의 점멸 점등도 종료되는 구성으로 되어 있다.

한편, 로크 위치까지 조작된 윙커 레버 (16) 는, 스티어링 칼럼 (220) 내에 설치된 로크 기구에 의해 당해 로크 위치에서 물리적으로 로크되는 구성으로 되어 있다. 윙커 레버 (16) 의 로크는, 드라이버에 의해 윙커 레버 (16) 가 강제적으로 중립 위치로 되돌려지거나, 또는 후술하는 윙커 오프 제어에 관련된 윙커 오프 처리가 실행된 경우에 해제된다.

또한, 앞서 설명한 방향 지시등 (15) 의 점등 구동부와 이 로크 기구는, ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 각각 ECU (100) 에 의해 구동 제어되는 구성으로 되어 있다. 윙커 레버 (16) (로크 기구도 포함한다) 와 방향 지시등 (15) (점등 구동부도 포함한다) 은, 소위 윙커 장치를 구성하는, 본 발명에 관련된 「방향 지시 장치」의 일례로 되어 있다. 이후, 이것들을 총칭하는 경우에는, 적절히「방향 지시기」라는 용어를 사용하는 것으로 한다.

차재 카메라 (17) 는 차량 (10) 의 프런트 노즈 혹은 프런트 범퍼 등에 설치되고, 차량 (10) 의 전방에 있어서의 소정 영역을 촬상할 수 있도록 구성된 촬상 장치이다. 차재 카메라 (17) 는 ECU (100) 와 전기적으로 접속되어 있고, 촬상된 전방 영역은 화상 데이터로서 ECU (100) 에 일정 또는 부정한 주기로 송출되는 구성으로 되어 있다. ECU (100) 는, 이 화상 데이터를 해석하여, 후술하는 LKA 제어에 필요한 각종 데이터를 취득할 수 있다.

<실시형태의 동작>

차량 (10) 에서는, 차량 (10) 의 주행 지원 제어의 하나로서, ECU (100) 에 의해 LKA 제어가 실행된다. 또한, LKA 제어는 차량 (10) 을 목표 주행로 (레인) 에 추종시키는 제어로서, 본 발명에 관련된 「차선 유지 제어」의 일례이다. LKA 제어는 대체로 이하와 같이 수행된다.

ECU (100) 는, 미리 차량 (10) 의 차실내에 설치된 LKA 제어 발동용의 조작 버튼이, 드라이버에 의해 조작되거나 한 결과로서, LKA 모드가 선택되어 있는지의 여부 (즉, 본 발명에 관련된 「차선 유지 요구」의 일례이다) 를 판별한다. LKA 모드가 선택되어 있는 경우, ECU (100) 는 차재 카메라 (17) 에서 송출되는 화상 데이터를 사용하여 검출되는, LKA 의 목표 주행로를 규정하는 백선 (또한, 백색일 필요는 없다) 에 기초하여, 차량 (10) 을 목표 주행로에 추종시킬 때에 필요한 각종 노면 정보를 산출한다. 또한, 이 노면 정보로는, 목표 주행로의 곡률 R (즉, 반경의 역수이다), 백선과 차량 (10) 의 횡방향의 편차 Y 및 백선과 차량 (10) 의 요각 편차 Ø 등이 산출된다. 또한, 이런 종류의 목표 주행로에 대한 추종 제어에 필요로 하는 정보의 산출 양태는, 공지된 화상 인식 알고리즘을 포함하는 각종 양태를 적용할 수 있고, 또 발명의 본질 부분과의 상관도 희박하기 때문에, 여기서는 다루지 않기로 한다.

이들 각종 노면 정보가 산출되면, ECU (100) 는 차량 (10) 을 목표 주행로에 추종시키기 위해서 필요한 목표 횡가속도를 산출한다. 또한, 이 때, 목표 횡가속도는 공지된 각종 알고리즘 혹은 연산식에 따라서 산출되어도 되고, 미리 ROM 등의 그에 적합한 기억 수단에 기억된, 상기 곡률 R, 횡방향 편차 Y 및 요각 편차 Ø 를 파라미터로 하는 목표 횡가속도 맵 등을 참조할 수도 있다. 목표 횡가속도가 산출되면, ECU (100) 는 LKA 목표 어시스트 토크를 산출하고, 그 산출된 LKA 목표 어시스트 토크에 기초하여 EPS 액추에이터 (300) 를 제어함으로써, 이 LKA 목표 어시스트 토크에 대응하는 어시스트 조타 토크 (TA) 를 발생시킨다.

또, 이 때, 차량 (10) 을 목표 주행로에 추종시키기 위한 타각 (δst) 의 변화가, 스티어링 휠 (210) 의 거동 변화 (즉, 조타각 (MA) 의 변화) 로 되어 나타나지 않도록 VGRS 액추에이터 (500) 가 구동 제어된다. 그 결과, 드라이버는 스티어링 휠 (210) 을 대부분 보타하기만 해도 되는 상태가 되어, 위화감의 발생이 억제된 상태에서, 차량 (10) 은 목표 주행로에 추종하여 주행할 수 있게 된다. 또한, 이와 같은 LKA 제어는, 차량 (10) 을 목표 주행로에 추종시키는 제어의 일례에 지나지 않고, 그 실천적 양태는 공지된 각종 양태를 찾을 수 있는 취지이다.

한편, 이런 종류의 주행 지원 기능은, 드라이버의 의사를 초과하여 이루어지는 것은 아니기 때문에, ECU (100) 는, 드라이버에 의해 조타 의사가 표시된 경우에는, 지체 없이 이런 종류의 주행 지원을 중지하는 구성으로 되어 있다. LKA 제어에 대해 말하면, ECU (100) 는 스티어링 휠 (210) 의 조작, 브레이크 페달의 조작, 혹은 윙커 레버 (16) 의 조작이 이루어진 경우에 LKA 제어를 종료한다. 또한, LKA 제어를 종료시킬 때에는, 그 시점에서 EPS 액추에이터 (300) 에 의해 공급되고 있는 어시스트 조타 토크 (TA) 가 차속 (V) 에 따라서 점감된다. 즉, 고속측일수록 점감 기간은 길어진다. 이와 같이 차속 (V) 에 따른 점감 처리가 이루어짐으로써, LKA 제어의 종료 전후에 있어서의 차량 거동의 불안정화가 방지되는 구성으로 되어 있는 것이다.

이와 같은 LKA 제어는 드라이버에 의해 명확한 조타 의사가 표시된 경우에는 종료할 필요가 있지만, 이와 같은 조타 의사를 표시하는 행위로서 윙커 레버 (16) 를 조작한 경우에는, 조타 입력을 수반하지 않은 것에 기인하여 차량 (10) 이 드라이버가 의도하는 방향과 상이한 방향으로 편향되는 경우가 있다. 그래서, ECU (100) 는 LKA 종료 제어를 실행함으로써, 윙커 레버 (16) 의 조작이 이루어진 경우에 적확 (的確) 하게 LKA 제어를 종료할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 도 2 를 참조하여, 상세한 LKA 종료 제어에 대하여 설명한다. 여기에서, 도 2 는 LKA 종료 제어의 플로우 차트이다.

도 2 에 있어서, ECU (100) 는, LKA 제어가 실행되고 있는지의 여부를 판별한다 (단계 S101). LKA 제어가 실행되어 있지 않은 경우, 단계 S101 에 관련된 처리가 반복 실행된다. LKA 제어가 실행되고 있는 경우 (단계 S101 : 예), ECU (100) 는 윙커 레버 (16) 를 개재한 방향 지시 조작이 발생되어 있는지의 여부를 판별한다 (단계 S102). 방향 지시 조작이 발생되어 있지 않은 경우 (단계 S102 : 아니오), 처리는 단계 S101 로 되돌려진다.

한편, 방향 지시 조작이 발생되어 있는 경우 (단계 S102 : 예), ECU (100) 는 LKA 종료 판정 처리를 실행한다 (단계 S200). LKA 종료 판정 처리가 실행되면, 처리는 단계 S101 로 되돌려져 일련의 처리가 반복된다. LKA 종료 제어는 이와 같이 실행된다.

다음으로, 도 3 을 참조하여, 상세한 LKA 종료 제어에 대하여 설명한다. 여기에서, 도 3 은 LKA 종료 제어의 플로우 차트이다.

도 3 에 있어서, ECU (100) 는, 윙커 레버 (16) 의 지시 방향이 어시스트 조타 토크 (TA) (즉, 앞의 LKA 목표 어시스트 토크에 대응하는 조타 토크) 의 발생 방향과 동일 방향인지의 여부를 판별한다 (단계 S201). 지시 방향이 어시스트 조타 토크 (TA) 의 발생 방향과 상이한 경우 (단계 S201 : 아니오), ECU (100) 는 처리를 단계 S204 로 진행한다.

한편, 지시 방향이 조타 토크 (TA) 의 방향과 동일 방향인 경우 (단계 S201 : 예), ECU (100) 는, 드라이버의 조타 입력에 대응하는 조타각 (MAdrv) 이, LKA 제어에 의해 발생되는 조타각 (MAlka) 이하인지의 여부를 판별한다 (단계 S202). 조타각 (MAdrv) 이 조타각 (MAlka) 보다 큰 경우 (단계 S202 : 아니오), 즉, LKA 제어에 관련된 제어량을 초과한 드라이버의 조타 입력이 발생된 경우, ECU (100) 는 처리를 단계 S204 로 진행한다.

한편, 조타각 (MAdrv) 이 조타각 (MAlka) 이하인 경우 (단계 S202 : 예), ECU (100) 에는 차량 (10) 이 LKA 제어에 관련된 목표 주행로를 일탈했는지의 여부를 판별한다 (단계 S203). 차량 (10) 이 목표 주행로를 일탈하고 있지 않은 경우 (단계 S203 : 아니오), ECU (100) 는 처리를 단계 S202 로 되돌린다. 또, 차량 (10) 이 목표 주행로를 일탈한 경우 (단계 S203 : 예), ECU (100) 는 처리를 단계 S204 로 이행한다.

단계 S204 에서는 LKA 제어가 종료된다. LKA 제어가 종료되면, LKA 종료 판정 처리는 종료되고, 처리는 LKA 종료 제어에 복귀한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 의하면 윙커 레버 (16) 에 의한 방향 지시 조작에 의해 LKA 제어를 종료시킬 때에는, 윙커 레버 (16) 의 지시 방향과 어시스트 조타 토크 (TA) 의 발생 방향이 상이하면, LKA 제어를 종료시켰을 때의 어시스트 조타 토크 (TA) 의 점감에 수반하여 차량 (10) 에 발생되는 편향의 방향이 드라이버의 조타 의사와 동등한 방향이 되기 때문에, 위화감이 발생되는 경우가 없다는 판단하에 즉석에서 LKA 제어가 종료된다. 한편, 이러한 지시 방향과 어시스트 조타 토크 (TA) 의 발생 방향이 동일 방향인 경우, LKA 제어를 종료시켰을 때의 어시스트 조타 토크 (TA) 의 점감에 수반하여 차량 (10) 에 발생되는 편향의 방향이 드라이버의 조타 의사와 반대의 방향이 되어 위화감이 발생될 가능성이 있기 때문에, 드라이버의 조타 입력에 대응하는 조타각 (MAdrv) 이 LKA 제어에 의한 조타각 (MAlka) 을 초과할 때까지 LKA 제어의 종료가 보류된다. 한편, 조타각 (MAdrv) 이 조타각 (MAlka) 이하임으로써 LKA 제어의 종료가 보류되는 기간이어도, 차량 (10) 이 목표 주행로를 일탈한 경우에는, 이미 드라이버의 조타 의사는 충분히 반영되어 있고 LKA 제어의 종료에 수반하는 위화감의 발생은 무시할 수 있는 것으로서 LKA 제어가 종료된다. 이 때문에, 윙커 레버 (16) 의 조작이 발생된 경우에, 적확 (的確) 하게 LKA 제어를 종료시키는 것이 가능해지는 것이다.

<제 2 실시형태>

도 2 에 예시하는 LKA 종료 제어에 있어서, 단계 S200 에 관련된 LKA 종료 판정 처리는 다른 처리로 치환할 수도 있다. 여기서, 그러한 취지에 기초한 본 발명의 제 2 실시형태에 대해, 도 4 를 참조하여 설명한다. 여기에서, 도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 LKA 종료 판정 처리의 플로우 차트이다. 또한, 동 도면에 있어서, 도 3 과 중복되는 곳에는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 적절히 생략하는 것으로 한다.

도 4 에 있어서, ECU (100) 는 드라이버의 조타 입력으로서의 조타 토크 (MT) 가 조타 토크 임계값 (MTth) 을 초과했는지의 여부를 판별한다 (단계 S301). 조타 토크 (MT) 가 조타 토크 임계값 (MTth) 이하인 경우 (단계 S301 : 아니오), 단계 S301 에 관련된 처리가 반복 실행된다. 한편, 조타 토크 (MT) 가 조타 토크 임계값 (MTth) 을 초과한 경우 (단계 S301 : 예), ECU (100) 는 LKA 제어를 종료한다 (단계 S204).

여기서, 도 5 를 참조하여, 조타 토크 (MT) 와 비교 판별에 제공되는 상세한 조타 토크 임계값 (MTth) 에 대하여 설명한다. 여기에서, 도 5 는 조타 토크 임계값 (MTth) 과 조타 토크 (MT) 의 관계를 예시하는 개략 특성도이다.

도시한 바와 같이, 조타 토크 임계값 (MTth) 은 조타 토크 (MT) 의 함수로서, 조타 토크 (MT) 가 작은 영역에서는 크고, 큰 영역에서는 작게 설정된다 (또한, 도시한 바와 같이 점감 영역도 존재한다). 여기서, 드라이버에 의해 입력되는 조타 토크 (MT) 는, EPS 액추에이터 (300) 에 의해 공급되는 어시스트 토크 (TA) 와 오버라이드되기 때문에, 드라이버가 의도하는 조타 방향 (즉, 조타 토크 (MT) 의 발생 방향) 이 어시스트 토크 (TA) 의 발생 방향과 동일 방향인 경우, 조타 토크 (MT) 는 비교적 작아도 되고, 반대로 드라이버가 의도하는 조타 방향 (즉, 조타 토크 (MT) 의 발생 방향) 이 어시스트 토크 (TA) 의 발생 방향과 역방향인 경우, 비교적 큰 조타 토크 (MT) 가 필요하게 된다.

즉, 조타 토크 (MT) 가 상대적으로 작은 영역에서는 LKA 제어의 종료에 의한 어시스트 토크 (TA) 의 점감에 의해, 차량 (10) 이 조타 토크 (MT) 의 발생 방향과 상이한 방향으로 편향되게 되고, 조타 토크 (MT) 가 상대적으로 큰 영역에서는 LKA 제어의 종료에 의한 어시스트 토크 (TA) 의 점감에 의해, 차량 (10) 이 조타 토크 (MT) 의 발생 방향으로 편향되게 된다.

이 점을 감안하여, 조타 토크 (MT) 가 상대적으로 작은 영역에서는 조타 토크 임계값 (MTth) 을 크게 설정하고, 그에 상응하여 큰 조타 토크 (MT) (즉, 명확한 드라이버의 조타 의사에 대응한다) 가 발생될 때까지 LKA 제어의 종료를 지연시키고 (또한, 어시스트 조타 토크 (TA) 에 의해, 차량 (10) 은 바람직한 방향으로 조타 제어되어 있으므로 아무 문제도 없다), 조타 토크 (MT) 가 상대적으로 큰 영역에서는 조타 토크 임계값 (MTth) 을 작게 설정하고, 신속히 LKA 제어의 종료를 종료시킴 (또한, 어시스트 조타 토크 (TA) 의 점감에 의해, 차량 (10) 은 바람직한 방향으로 조타 제어되어 있으므로, 아무 문제도 없다) 으로써, 드라이버에게 위화감을 발생시키지 않는 LKA 제어의 적확한 종료가 가능해지는 것이다.

본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 이해할 수 있는 발명의 요지 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경할 수 있고, 그러한 변경을 수반하는 차량의 제어 장치도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.

산업상의 이용가능성

본 발명은 드라이버의 조타 입력에 의하지 않고 타각을 변화시키는 조타 기구를 사용하여 차선 유지 제어의 실행이 가능한 차량에 이용할 수 있다.

FL, FR … 조타륜,
10 … 차량,
11 … 조타각 센서,
12 … 조타 토크 센서,
13 … 차속 센서,
14 … 요 레이트 센서,
15 … 방향 지시등,
16 … 윙커 레버,
17 … 차재 카메라,
100 … ECU,
200 … 조타 기구,
210 … 스티어링 휠,
220 … 스티어링 칼럼,
230 … 어퍼 스티어링 샤프트,
240 … 로어 스티어링 샤프트,
250 … 피니언 기어,
260 … 래크 바,
300 … EPS 액추에이터,
400 … EPS 구동 장치,
500 … VGRS 액추에이터,
600 … VGRS 구동 장치.

Claims

드라이버의 조타 (操舵) 입력에 의하지 않고 조타륜 (操舵輪) 의 타각 (舵角) 을 변화시킬 수 있는 조타 기구를 구비한 차량의 제어 장치로서,
차선 유지 요구에 따라서, 상기 차량이 목표 주행로를 일탈하지 않도록 상기 조타 기구를 제어하는 소정의 차선 유지 제어를 실행하는 실행 수단과,
상기 차선 유지 제어의 실행 기간에 있어서, 방향 지시기의 조작 상태와 상기 조타 기구의 제어 상태에 기초하여 상기 차선 유지 제어를 종료시키는 종료 수단을 구비하고,
상기 제어 상태는 상기 차선 유지 제어의 실행 과정에 있어서의 조타 토크의 발생 방향이고,
상기 조작 상태는 상기 방향 지시기의 지시 방향이고,
상기 종료 수단은 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 동일 방향인지의 여부에 따라서 상기 차선 유지 제어의 종료 타이밍을 전환하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 종료 수단은, 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 동일한 경우에, 상이한 경우와 비교하여 늦게 상기 차선 유지 제어를 종료시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 종료 수단은, 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 동일한 경우에, 조타 입력이 이루어지고 나서 상기 차선 유지 제어를 종료시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 종료 수단은, 상기 발생 방향과 상기 지시 방향이 상이한 경우에, 상기 방향 지시기의 조작이 이루어진 시점에서 상기 차선 유지 제어를 종료시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 종료 수단은, 상기 방향 지시기가 조작된 경우에 있어서, 조타 토크가 입력되고 또한 그 입력된 조타 토크가 그 입력된 조타 토크에 따라서 정해지는 임계값을 초과한 경우에, 상기 차선 유지 제어를 종료시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치.