KR20220166190A - 차량 조타 제어 장치 - Google Patents

Abstract

차량 조타 제어 장치는, 제어 장치(90)를 구비한다. 제어 장치(90)는, 자차량의 운전자에 의해 행해지는 조타 조작에 대하여 부여하는 조타 반력을 제어하고, 상기 자차량의 주행 방향 전방의 커브로의 정보를 취득하고, 상기 커브로의 정보에 기초하여 가이드 조타 조작량을 설정하고, 상기 운전자가 상기 자차량을 당해 커브로를 따라 주행시키기 위한 실제의 조타 조작을 개시하는 시각을 조타 조작 개시 시각으로서 예측하고, 상기 조타 조작의 실제의 양과 상기 가이드 조타 조작량의 차에 기초하여, 상기 실제로 행해지는 상기 조타 조작의 개시 시각보다도 소정 시간만큼 전의 시점에서 상기 조타 반력을 설정하도록 구성된다.

Description

차량 조타 제어 장치{VEHICLE STEERING CONTROL DEVICE}

본 개시는, 차량 조타 제어 장치에 관한 것이다.

차량의 운전자에 의한 핸들 조작에 대하여 반력을 부여하는 차량 조타 제어 장치가 알려져 있다. 이 차량 조타 제어 장치는, 운전자가 커브로를 따라 차량을 주행시키고 있을 때 운전자에 의한 핸들 조작량이 적정한 범위에 머물도록 핸들 조작에 부여하는 반력을 조정한다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2019-209844호 참조).

운전자는, 커브로를 따라 차량을 주행시키는 경우, 핸들을 우회전 또는 좌회전으로 회전 조작한다. 운전자는, 급한 커브로를 따라 차량을 주행시키는 경우에는, 완만한 커브로를 따라 차량을 주행시키는 경우에 비해, 핸들을 빠르게 회전 조작할 필요가 있다. 여기서, 급한 커브로를 따라 차량을 주행시킬 때와 완만한 커브로를 따라 차량을 주행시킬 때에, 핸들 조작에 대하여 부여하는 반력을 변경하는 타이밍이 일정하면, 급한 커브로를 따라 차량을 주행시킬 때 핸들 조작이 지연된다. 그 때문에, 커브로를 따른 차량의 매끄러운 주행을 실현할 수 없을 가능성이 있다.

본 개시는, 운전자가 커브로를 따라 차량을 매끄럽게 주행시킬 수 있도록 핸들 조작에 대하여 부여하는 반력을 변경하는 타이밍을 조정할 수 있는 차량 조타 제어 장치를 제공한다.

본 개시의 제1 양태에 관한 차량 조타 제어 장치는, 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 자차량의 운전자에 의해 행해지는 조타 조작에 대하여 부여하는 조타 반력을 제어하도록 구성된다. 상기 제어 장치는, 상기 자차량의 주행 방향 전방의 커브로의 정보를 취득하도록 구성된다. 상기 제어 장치는, 상기 커브로의 정보에 기초하여 가이드 조타 조작량을 설정하도록 구성된다. 상기 제어 장치는, 상기 운전자가 상기 자차량을 당해 커브로를 따라 주행시키기 위한 실제의 조타 조작을 개시하는 시각을 조타 조작 개시 시각으로서 예측하도록 구성된다. 상기 제어 장치는, 상기 조타 조작의 실제의 양과 상기 가이드 조타 조작량의 차에 기초하여, 상기 조타 조작 개시 시각보다도 소정 시간만큼 전의 시점에서 상기 조타 반력을 설정하도록 구성된다.

운전자가 자차량을 커브로를 따라 주행시키기 위한 조타 조작을 개시하는 시각(조타 조작 개시 시각)이 되었을 때 조타 반력을 작게 하면, 운전자는, 자차량을 커브로를 따라 주행시키기 위한 조타 조작을 행하기 쉽게는 된다. 그러나, 그 조타 조작이 지연되어, 자차량을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 없을 가능성이 있다. 본 개시에 의하면, 조타 조작 개시 시각보다도, 더 빠른 타이밍에 조타 반력이 작게 된다. 이 때문에, 커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우에 있어서도, 자차량을 커브로를 따라 주행시키기 위한 조타 조작을 지연되는 일없이 행할 수 있다. 그 결과, 자차량을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

본 개시의 제1 양태에 관한 차량 조타 제어 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 작을 때에 비해, 상기 소정 시간을 긴 시간으로 설정하도록 구성되어 있어도 된다.

커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우, 운전자는, 그 커브로를 따라 자차량을 주행시키기 위해서는, 더 크게 조타 조작을 행할 필요가 있으므로, 운전자에 의한 조타 조작이 지연될 가능성이 높아진다. 본 개시에 의하면, 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 소정 시간이 긴 시간으로 설정된다. 그 때문에, 운전자가 자차량을 당해 커브로를 따라 주행시키기 위한 조타 조작을 개시하는 시점보다도, 더 빠른 타이밍에 조타 반력이 작게 된다. 이 때문에, 운전자에 의한 조타 조작이 지연되는 것을 억제할 수 있다.

본 개시의 제1 양태에 관한 차량 조타 제어 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 자차량의 주행 속도가 높을 때는, 상기 자차량의 주행 속도가 낮을 때에 비해, 상기 소정 시간을 긴 시간으로 설정하도록 구성되어 있어도 된다.

자차량의 주행 속도가 높은 경우, 운전자는, 커브로를 따라 자차량을 주행시키기 위해서는, 보다 빠르게 조타 조작을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 운전자에 의한 조타 조작이 지연될 가능성이 높아진다. 본 개시에 의하면, 자차량의 주행 속도가 높을 때는, 소정 시간이 긴 시간으로 설정된다. 그 때문에, 운전자가 자차량을 당해 커브로를 따라 주행시키기 위한 조타 조작을 개시하는 시점보다도, 더 빠른 타이밍에 조타 반력이 작게 된다. 이 때문에, 운전자에 의한 조타 조작이 지연되는 것을 억제할 수 있다.

본 개시의 제1 양태에 관한 차량 조타 제어 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 자차량을 상기 커브로를 따라 주행시킬 때의 상기 조타 조작의 양의 변화의 목표를 설정하도록 구성되어도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 가이드 조타 조작량의 최댓값을 상기 목표에 따라 변화되는 상기 조타 조작의 양의 최댓값보다도 소정값만큼 작은 값으로 제한하도록 구성되어도 된다.

운전자는, 자차량을 커브로를 따라 주행시키는 경우, 조타 조작의 양을 크게 한 후, 조타 조작의 양을 작게 한다. 이때, 조타 조작의 양이 목표로 규정되는 조타 조작의 양(목표 조타 조작량)의 최댓값에 가까워지면, 그 최댓값을 초과하여 크게 되어 버리는 경우가 있다. 본 개시에 의하면, 가이드 조타 조작량의 최댓값이 목표 조타 조작량의 최댓값보다도 소정값만큼 작은 값으로 제한된다. 이 때문에, 조타 조작의 양이 목표 조타 조작량의 최댓값에 가까워졌을 때, 조타 반력이 크게 된다. 이 때문에, 운전자에 의한 조타 조작이 목표 조타 조작량의 최댓값을 초과하여 커지는 것을 억제할 수 있다.

본 개시의 제1 양태에 관한 차량 조타 제어 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 자차량의 주행 속도가 낮을 때는, 상기 자차량의 주행 속도가 높을 때에 비해, 상기 소정값을 작은 값으로 설정하도록 구성되어 있어도 된다.

자차량의 주행 속도가 높을 경우, 조타 조작의 속도가 커지는 경향이 있다. 그 때문에, 운전자는, 커브로를 따라 자차량을 주행시키기 위해, 조타량을 너무 크게 할 가능성이 있었다. 본 개시에 의하면, 자차량의 주행 속도가 높을 때는, 가이드 조타 조작량의 최댓값을 목표 조타 조작량의 최댓값보다도 작게 하기 위한 소정값이 작은 값으로 설정된다. 그 때문에, 자차량의 주행 속도가 높은 상태에서 조타 조작의 양이 목표 조타 조작량의 최댓값에 가까워졌을 때, 조타 반력이 크게 되는 정도가 작아진다. 이 때문에, 운전자에 의한 조타 조작이 목표 조타 조작량의 최댓값을 초과하여 커지는 것을 적절하게 억제할 수 있다.

본 개시의 제1 양태에 관한 차량 조타 제어 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 작을 때에 비해, 상기 소정값을 큰 값으로 설정하도록 구성되어 있어도 된다.

커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우, 운전자는, 그 커브로를 따라 자차량을 주행시키기 위해서는, 더 크게 조타 조작을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 조타 조작의 양이 목표로 규정되는 조타 조작의 양(목표 조타 조작량)의 최댓값을 초과하여 커질 가능성이 높아진다. 본 개시에 의하면, 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 가이드 조타 조작량의 최댓값을 목표 조타 조작량의 최댓값보다도 작게 하기 위한 소정값이 큰 값으로 설정된다. 그 때문에, 커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우에 있어서 조타 조작의 양이 목표 조타 조작량의 최댓값에 가까워졌을 때, 조타 반력이 크게 되는 정도가 커진다. 이 때문에, 운전자에 의한 조타 조작이 목표 조타 조작량의 최댓값을 초과하여 커지는 것을 적절하게 억제할 수 있다.

본 개시의 제2 양태에 관한 차량 조타 제어 장치는, 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 자차량의 운전자에 의해 행해지는 조타 조작에 대하여 부여하는 조타 반력을 제어하도록 구성된다. 상기 제어 장치는, 상기 자차량을 커브로를 따라 주행시킬 때의 상기 조타 조작에 대하여 부여하는 상기 조타 반력을, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 작을 때에 비해, 작게 설정하도록 구성된다.

커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우, 커브로의 구부러짐 상태가 작은 경우에 비해, 운전자는, 그 커브로를 따라 자차량을 적합하게 주행시키기 위해 크게 조타 조작을 행할 필요가 있다. 따라서, 커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우, 자차량을 커브로를 따라 주행시키기 위한 운전자에 의한 조타 조작이 지연될 가능성이 있다. 그 경우, 자차량을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 없을 가능성이 있다. 본 개시에 의하면, 커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우, 커브로의 구부러짐 상태가 작은 경우에 비해, 조타 반력이 작게 된다. 이 때문에, 커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우에 있어서도, 자차량을 커브로를 따라 주행시키기 위한 조타 조작을 지연되는 일없이 행할 수 있도록 할 수 있다.

본 개시의 제2 양태에 관한 차량 조타 제어 장치에 있어서, 상기 커브로의 구부러짐 상태는, 당해 커브로의 최소 곡선 반경이어도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 커브로의 최소 곡선 반경이 작을 때는, 상기 커브로의 최소 곡선 반경이 클 때에 비해, 상기 자차량으로부터 전방에 먼 지점의 상기 커브로의 곡선 반경을 취득하도록 구성된다. 상기 제어 장치는, 상기 취득한 곡선 반경이 작을 때는, 상기 취득한 곡선 반경이 클 때에 비해, 상기 조타 반력을 더 작게 설정하도록 구성된다.

커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우, 자차량을 커브로를 따라 주행시키기 위한 운전자에 의한 조타 조작이 조타 반력에 의해 방해되어, 지연될 가능성이 있었다. 이 경우, 자차량을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 없을 가능성이 높아져 버린다.

본 개시에 의하면, 조타 반력이 작게 된다. 게다가, 그 곡선 반경이 작을 때는, 곡선 반경이 클 때에 비해, 조타 반력을 더 작게 한다. 이 때문에, 커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우에 있어서도, 자차량을 커브로를 따라 주행시키기 위한 조타 조작을 지연되는 일없이 행할 수 있다. 그 결과, 자차량을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

본 개시의 구성 요소는, 도면을 참조하면서 후술하는 본 개시의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 다른 목적, 다른 특징 및 부수되는 이점은, 본 개시의 실시 형태에 관한 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호들로 나타낸 첨부 도면을 참조하여 후술된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 차량 조타 제어 장치 및 그 차량 조타 제어 장치가 탑재된 차량(자차량)을 도시한 도면이다.
도 2a는 자차량이 완만한 커브로에 진입하는 장면을 도시한 도면이다.
도 2b는 자차량이 급한 커브로에 진입하는 장면을 도시한 도면이다.
도 3은 자차량의 주행 속도(자차속)와 커브 반경에 따라서 판정되는 긴박도의 유무를 도시한 도면이다.
도 4a는 자차량이 완만한 커브로에 진입하는 장면에 있어서의 가이드 조타각과 실제의 조타각의 관계를 도시한 도면이다.
도 4b는 자차량이 급한 커브로에 진입하는 장면에 있어서의 가이드 조타각과 실제의 조타각의 관계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 차량 조타 제어 장치가 실행하는 루틴을 나타낸 흐름도이다.
도 6a는 커브 반경이 크고, 또한, 자차속이 낮을 때 설정되는 가이드 조타각의 변화 및 목표 조타각의 변화를 도시한 도면이다.
도 6b는 커브 반경이 작고, 또한, 자차속이 높을 때 설정되는 가이드 조타각의 변화 및 목표 조타각의 변화를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태의 변형예에 관한 차량 조타 제어 장치가 실행하는 루틴을 나타낸 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 개시의 실시 형태에 관한 차량 조타 제어 장치에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 개시의 실시 형태에 관한 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차량(100)에 탑재되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 자차량(100)의 운전자를 「운전자 DR」이라 표기한다.

ECU

차량 조타 제어 장치(10)는, 일렉트로닉 컨트롤 유닛(ECU)(90)을 구비하고 있다. ECU(90)는, 마이크로컴퓨터를 주요부로서 구비한다. 마이크로컴퓨터는, CPU, ROM, RAM, 불휘발성 메모리 및 인터페이스 등을 포함한다. CPU는, ROM에 저장된 인스트럭션 또는 프로그램 또는 루틴을 실행함으로써, 각종 기능을 실현한다.

주행 장치

또한, 자차량(100)은, 주행 장치(20)를 구비하고 있다. 주행 장치(20)는, 구동 장치(21), 제동 장치(22) 및 조타 장치(23)를 포함하고 있다.

구동 장치

구동 장치(21)는, 자차량(100)을 주행시키기 위해 자차량(100)에 부가되는 구동 토크(구동력)를 출력한다. 구동 장치(21)는, 예를 들어 내연 기관 및 모터 등이다. 구동 장치(21)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. ECU(90)는, 구동 장치(21)의 작동을 제어함으로써 구동 장치(21)로부터 출력되는 구동 토크를 제어할 수 있다.

제동 장치

제동 장치(22)는, 자차량(100)을 제동하기 위해 자차량(100)에 부가되는 제동 토크(제동력)를 출력한다. 제동 장치(22)는, 예를 들어 브레이크 장치이다. 제동 장치(22)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. ECU(90)는, 제동 장치(22)의 작동을 제어함으로써 제동 장치(22)로부터 출력되는 제동 토크를 제어할 수 있다.

조타 장치

조타 장치(23)는, 자차량(100)을 조타한다. 조타 장치(23)는, 본 예에 있어서는, 파워 스티어링 장치(231) 및 반력 액추에이터(232)를 구비하고 있다. 파워 스티어링 장치(231)는, 자차량(100)을 조타하기 위한 조타 토크(조타력)를 출력한다. 반력 액추에이터(232)는, 핸들(35)을 회전 조작하는 힘이 핸들(35)에 가해졌을 때 그 핸들 조작에 대하여 반력(조타 반력)을 부여한다. 파워 스티어링 장치(231) 및 반력 액추에이터(232)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. ECU(90)는, 파워 스티어링 장치(231)의 작동을 제어함으로써 파워 스티어링 장치(231)로부터 출력되는 조타 토크를 제어할 수 있다. ECU(90)는, 반력 액추에이터(232)의 작동을 제어함으로써 조타 반력을 제어할 수 있다.

센서 등

또한, 자차량(100)은, 액셀러레이터 페달(31), 액셀러레이터 페달 조작량 센서(32), 브레이크 페달(33), 브레이크 페달 조작량 센서(34), 핸들(35), 스티어링 샤프트(36), 조타각 센서(37), 조타 토크 센서(38), 차속 검출 장치(51), 주변 정보 검출 장치(60) 및 도로 정보 검출 장치(70)를 구비한다.

액셀러레이터 페달 조작량 센서

액셀러레이터 페달 조작량 센서(32)는, 액셀러레이터 페달(31)의 조작량을 검출한다. 액셀러레이터 페달 조작량 센서(32)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. 액셀러레이터 페달 조작량 센서(32)는, 검출한 액셀러레이터 페달(31)의 조작량의 정보를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, 그 정보에 기초하여 액셀러레이터 페달(31)의 조작량을 액셀러레이터 페달 조작량 AP로서 취득한다. ECU(90)는, 액셀러레이터 페달 조작량 AP 및 후술하는 자차속 V(자차량(100)의 주행 속도)에 기초하여 요구 구동 토크(요구 구동력)를 취득한다. ECU(90)는, 그 요구 구동 토크가 구동 장치(21)로부터 출력되도록 구동 장치(21)의 작동을 제어한다.

브레이크 페달 조작량 센서

브레이크 페달 조작량 센서(34)는, 브레이크 페달(33)의 조작량을 검출한다. 브레이크 페달 조작량 센서(34)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. 브레이크 페달 조작량 센서(34)는, 검출한 브레이크 페달(33)의 조작량의 정보를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, 그 정보에 기초하여 브레이크 페달(33)의 조작량을 브레이크 페달 조작량 BP로서 취득한다. ECU(90)는, 브레이크 페달 조작량 BP에 기초하여 요구 제동 토크(요구 제동력)를 취득한다. ECU(90)는, 그 요구 제동력이 제동 장치(22)로부터 출력되도록 제동 장치(22)의 작동을 제어한다.

조타각 센서

조타각 센서(37)는, 중립 위치에 대한 스티어링 샤프트(36)의 회전 각도를 검출한다. 조타각 센서(37)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. 조타각 센서(37)는, 검출한 스티어링 샤프트(36)의 회전 각도의 정보를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, 그 정보에 기초하여 스티어링 샤프트(36)의 회전 각도를 조타각 θ로서 취득한다.

조타 토크 센서

조타 토크 센서(38)는, 운전자 DR이 핸들(35)을 통해 스티어링 샤프트(36)에 입력한 토크를 검출한다. 조타 토크 센서(38)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. 조타 토크 센서(38)는, 검출한 토크의 정보를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, 그 정보에 기초하여 운전자 DR이 핸들(35)을 통해 스티어링 샤프트(36)에 입력한 토크(드라이버 입력 토크)를 취득한다. ECU(90)는, 조타각 θ, 드라이버 입력 토크 및 자차속 V(자차량(100)의 주행 속도)에 기초하여 요구 조타 토크를 취득한다. ECU(90)는, 그 요구 조타 토크가 조타 장치(23)로부터 출력되도록 조타 장치(23)의 작동을 제어한다.

차속 검출 장치

차속 검출 장치(51)는, 자차량(100)의 차속(자차속 V)을 검출한다. 차속 검출 장치(51)는, 예를 들어 차륜속 센서이다. 차속 검출 장치(51)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. 차속 검출 장치(51)는, 검출한 자차량(100)의 차속의 정보를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, 그 정보에 기초하여 자차속 V를 취득한다.

주변 정보 검출 장치

주변 정보 검출 장치(60)는, 자차량(100)의 주변의 정보를 검출한다. 주변 정보 검출 장치(60)는, 본 예에 있어서는, 전파 센서(61) 및 화상 센서(62)를 구비하고 있다. 전파 센서(61)는, 예를 들어 레이다 센서(밀리미터파 레이다 등)이다. 화상 센서(62)는, 예를 들어 카메라이다. 또한, 주변 정보 검출 장치(60)는, 초음파 센서(클리어런스 소나) 등의 음파 센서나 레이저 레이다(LiDAR) 등의 광 센서를 구비하고 있어도 된다.

전파 센서

전파 센서(61)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. 전파 센서(61)는, 전파를 발신함과 함께, 물체에서 반사된 전파(반사파)를 수신한다. 전파 센서(61)는, 발신한 전파 및 수신한 전파(반사파)에 관한 정보(검지 결과)를 ECU(90)에 송신한다. 다른 말로 표현하면, 전파 센서(61)는, 자차량(100)의 주변에 존재하는 물체를 검지하고, 그 검지한 물체에 관한 정보(검지 결과)를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, 그 정보(전파 정보)에 기초하여 자차량(100)의 주변에 존재하는 물체에 관한 정보(주변 검출 정보 IS)를 취득할 수 있다. 또한, 본 예에 있어서, 물체는, 차량, 자동 이륜차, 자전거 및 사람 등이다.

화상 센서

화상 센서(62)도, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. 화상 센서(62)는, 자차량(100)의 주변을 촬상하고, 촬상한 화상에 관한 정보를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, 그 정보(카메라 화상 정보 IC)에 기초하여 자차량(100)의 주변에 관한 정보(주변 검출 정보 IS)를 취득할 수 있다.

도로 정보 검출 장치

도로 정보 검출 장치(70)는, GPS 장치(71) 및 지도 정보 데이터베이스(72)를 포함하고 있다.

GPS 장치

GPS 장치(71)는, 소위 GPS 신호를 수신한다. GPS 장치(71)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. GPS 장치(71)는, 수신한 GPS 신호를 ECU(90)에 송신한다. ECU(90)는, GPS 장치(71)를 통해 GPS 신호를 취득한다. ECU(90)는, 취득한 GPS 신호에 기초하여 자차량(100)의 현재 위치 P100을 취득할 수 있다.

지도 정보 데이터베이스

지도 정보 데이터베이스(72)는, 「규제 속도에 관한 정보」 및 「도로의 종별에 관한 정보」 등을 포함하는 지도 정보를 기억한다. 지도 정보 데이터베이스(72)는, ECU(90)에 전기적으로 접속되어 있다. ECU(90)는, 자차량(100)의 현재 위치 P100으로부터 자차량(100)이 현재 주행하고 있는 도로에 관한 정보(도로 정보 IR)를 취득할 수 있다.

차량 조타 제어 장치의 작동의 개요

다음에, 차량 조타 제어 장치(10)의 작동의 개요에 대하여 설명한다.

운전자 DR은, 자차량(100)을 커브로를 따라 주행시키는 경우, 핸들(35)을 우회전 또는 좌회전으로 회전 조작한다. 이때, 운전자 DR은, 급한 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시키는 경우에는, 완만한 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시키는 경우에 비해, 핸들(35)을 빠르게 회전 조작할 필요가 있다. 여기서, 운전자 DR이 급한 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시킬 때와 운전자 DR이 완만한 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시킬 때에, 핸들 조작에 대하여 반력 액추에이터(232)로부터 핸들(35)에 부여되는 반력(조타 반력)이 일정하면, 운전자 DR이 급한 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시킬 때 핸들 조작이 지연될 가능성이 있다. 즉, 운전자 DR이 커브로를 따른 자차량(100)의 매끄러운 주행을 할 수 없을 가능성이 있다.

그래서, 차량 조타 제어 장치(10)는, 운전자 DR이 자차량(100)을 주행시키려고 하는 커브로의 곡률에 따라서 조타 반력을 변경하는 타이밍을 조정함으로써, 운전자 DR이 커브로를 따라 자차량(100)을 매끄럽게 주행시킬 수 있도록 한다.

보다 구체적으로는, 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차량(100)의 주행 중, 카메라 화상 정보 IC 및/또는 도로 정보 IR에 기초하여 자차량(100)이 커브로에 진입할 것이 예측되는지 여부를 판정한다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 차량 조타 제어 장치(10)가 자차량(100)이 커브로에 진입하는 것이 예측된다고 판정한 경우, 그 커브로의 최소 곡선 반경(커브 반경 R)을 도로 정보 IR 및/또는 카메라 화상 정보 IC에 기초하여 취득 또는 추정한다. 본 예에 있어서, 차량 조타 제어 장치(10)는, 도로 정보 IR에 기초하여 커브 반경 R을 취득하는 경우, GPS 신호로부터 특정한 자차량(100)의 현재 위치 P100과 지도 정보 데이터베이스(72)에 보존되어 있는 지도 정보를 대조한다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차량(100)이 주행하고 있는 도로를 특정하고, 그 도로에 결부하여 기억되어 있는 커브 반경 R을 지도 정보 데이터베이스(72)로부터 판독한다. 이에 의해, 차량 조타 제어 장치(10)는, 커브 반경 R을 취득한다. 또한, 차량 조타 제어 장치(10)는, 카메라 화상 정보 IC에 기초하여 커브 반경 R을 취득하는 경우, 카메라 화상 정보 IC에 기초하여 얻어지는 자차량(100)의 전방의 자차 주행 도로 RD의 화상 정보로부터 커브 반경 R을 추정에 의해 취득한다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 커브 반경 R을 취득하면, 그 커브 반경 R의 커브로를 앞둔 운전자 DR이 주시하고 있을 것으로 추정되는 자차량(100)의 전방 지점에 있어서의 자차 주행 도로 RD의 곡률을 주시 지점 곡률 ρ로서 취득한다. 이때, 차량 조타 제어 장치(10)는, 취득한 커브 반경 R이 작은 경우, 그 커브 반경 R이 큰 경우에 비해, 자차량(100)으로부터 전방에, 보다 먼 지점에 있어서의 자차 주행 도로 RD의 곡률을 주시 지점 곡률 ρ로서 취득한다.

예를 들어, 도 2a에 도시한 바와 같이, 커브 반경 R이 큰 경우(즉, 자차량(100)이 진입할 것이 예측되는 커브로가 완만한 커브로인 경우), 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차량(100)으로부터 제1 거리 D1만큼 전방의 자차 주행 도로 RD의 곡률을 주시 지점 곡률 ρ로서 취득한다. 한편, 도 2b에 도시한 바와 같이, 커브 반경 R이 작은 경우(즉, 자차량(100)이 진입할 것이 예측되는 커브로가 급한 커브로인 경우), 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차량(100)으로부터 제2 거리 D2만큼 전방의 자차 주행 도로 RD의 곡률을 주시 지점 곡률 ρ로서 취득한다. 제2 거리 D2는, 제1 거리 D1보다도 길다. 이와 같이, 차량 조타 제어 장치(10)는, 취득한 커브 반경 R이 작은 경우, 취득한 커브 반경 R이 큰 경우에 비해, 자차량(100)으로부터 전방에, 보다 먼 지점에 있어서의 자차 주행 도로 RD의 곡률을 주시 지점 곡률 ρ로서 취득한다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 주시 지점 곡률 ρ를 취득하면, 취득한 주시 지점 곡률 ρ가 클수록 작은 조타 반력이 핸들 조작에 대하여 부여되도록 반력 액추에이터(232)의 작동을 제어한다.

보다 구체적으로는, 차량 조타 제어 장치(10)는, 이하에 설명하는 바와 같이 반력 액추에이터(232)에 의해 핸들 조작에 부여하는 조타 반력의 목표값(목표 조타 반력 Ftgt)을 연산에 의해 취득한다. 그리고, 차량 조타 제어 장치(10)는, 취득한 목표 조타 반력 Ftgt가 핸들 조작에 부여되도록 반력 액추에이터(232)의 작동을 제어한다.

먼저, 차량 조타 제어 장치(10)는, 커브 반경 R을 취득하면, 그 커브 반경 R과 그때의 자차속 V에 기초하여 긴박도의 유무를 판정한다. 본 예에 있어서의 긴박도는, 운전자 DR이 자차량(100)을 커브로에 진입시킬 때, 운전자 DR이 주시하고 있을 것으로 추정되는 자차량(100)의 전방의 지점(전방 주시 지점)을 나타내는 것이다. 긴박도가 크다고 판정되는 경우(즉, 긴박도가 있다고 판정되는 경우), 그 긴박도는, 전방 주시 지점이 자차량(100)으로부터 전방에 비교적 먼 지점인 것을 나타내고 있다. 긴박도가 작다고 판정되는 경우(즉, 긴박도가 없다고 판정되는 경우), 그 긴박도는, 전방 주시 지점이 자차량(100)으로부터 전방에 비교적 가까운 지점인 것을 나타내고 있다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 자차속 V가 소정 차속 Vth보다도 낮은 범위에 있을 때는, 커브 반경 R이 소정값(제1 반경 Rth1)보다도 큰 경우, 긴박도는 없다고 판정한다. 한편, 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차속 V가 소정 차속 Vth보다도 낮은 범위에 있을 때는, 커브 반경 R이 제1 반경 Rth1 이하인 경우, 긴박도가 있다고 판정한다. 또한, 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차속 V가 소정 차속 Vth 이상의 범위에 있을 때는, 커브 반경 R이 제1 반경 Rth1보다도 큰 소정값(제2 반경 Rth2)보다도 큰 경우, 긴박도는 없다고 판정한다. 한편, 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차속 V가 소정 차속 Vth 이상의 범위에 있을 때는 커브 반경 R이 제2 반경 Rth2 이하인 경우, 긴박도가 있다고 판정한다.

또한, 여기서 설명하는 예에 있어서는, 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차속 V와 커브 반경 R의 양쪽에 기초하여 긴박도의 유무를 판정하지만, 커브 반경 R에만 기초하여 긴박도의 유무를 판정하도록 구성되어도 된다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 긴박도의 유무를 판정하면, 긴박도의 유무에 따라서 운전자 DR이 어느 정도의 거리만큼 전방의 자차 주행 도로 RD의 지점을 주시하고 있는지를 추정한다. 즉, 차량 조타 제어 장치(10)는, 운전자 DR이 주시하고 있을 것으로 추정되는 지점(전방 주시 지점)까지의 자차량(100)으로부터의 거리(전방 주시 거리 D)를 하기 식 1에 나타낸 연산식에 따른 연산에 의해 취득한다.

D=V×T… (1)

상기 식 1에 있어서, 「V」는, 자차속 V이다. 상기 식 1에 있어서, 「T」는, 전방 주시 시간이다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 차량 조타 제어 장치(10)가, 긴박도가 없다고 판정한 경우, 전방 주시 시간 T로서 소정의 시간(제1 시간 T1)을 설정한다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 차량 조타 제어 장치(10)가, 긴박도가 있다고 판정한 경우, 전방 주시 시간 T로서 소정의 시간(제2 시간 T2)을 설정한다. 제2 시간 T2는, 제1 시간 T1보다도 길다. 따라서, 긴박도가 있다고 판정된 경우에 취득되는 전방 주시 거리 D는, 긴박도가 없다고 판정된 경우에 취득되는 전방 주시 거리 D보다도 긴 거리이다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 전방 주시 거리 D를 취득하면, 카메라 화상 정보 IC 및/또는 도로 정보 IR을 사용하여 자차량(100)으로부터 전방 주시 거리 D만큼 전방의 자차 주행 도로 RD의 곡률(주시 지점 곡률 ρ)을 취득한다. 이때, 상술한 바와 같이, 긴박도가 있는 경우의 전방 주시 거리 D는, 긴박도가 없는 경우의 전방 주시 거리 D보다도 긴 거리이므로, 긴박도가 있는 경우에 취득되는 주시 지점 곡률 ρ는, 긴박도가 없는 경우에 취득되는 주시 지점 곡률 ρ보다도 큰 경향이 있다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 주시 지점 곡률 ρ를 취득하면, 하기 식 2에 나타낸 연산식에 따른 연산에 의해 가이드 조타각 θg를 취득한다.

θg=n×K×(1+A×V²)×L×ρ… (2)

상기 식 2에 있어서, 「n」은, 스티어링 박스의 기어비이다. 「K」는, 상기 식 2에 의해 취득되는 가이드 조타각 θg가 자차량(100)을 커브로를 따라 매끄럽게 주행시킬 수 있는 값으로서 취득되도록 실험 등에 의해 구한 계수(적합값)이다. 「A」는, 소위 스태빌리티 팩터이다. 「V」는, 자차속이다. 「L」은, 자차량(100)의 휠 베이스이다.

차량 조타 제어 장치(10)는, 가이드 조타각 θg를 취득하면, 그 가이드 조타각 θg와 그 시점의 실제의 조타각 θ의 차(조타각차 Δθ)를 하기 식 3에 나타낸 연산식에 따른 연산에 의해 취득한다.

Δθ=θg-θ… (3)

차량 조타 제어 장치(10)는, 조타각차 Δθ를 취득하면, 그 조타각차 Δθ가 클수록 목표 조타 반력 Ftgt를 작은 값으로 설정한다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 설정한 목표 조타 반력 Ftgt가 핸들 조작에 대하여 부여되도록 반력 액추에이터(232)의 작동을 제어한다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 조타각차 Δθ와 목표 조타 반력 Ftgt의 대응하는 맵을 기억해도 된다. 이 경우, 맵에 있어서, 조타각차 Δθ가 클수록, 목표 조타 반력 Ftgt가 작은 값이어도 된다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 취득한 조타각차 Δθ와 맵으로부터, 목표 조타 반력 Ftgt를 결정해도 된다.

효과

차량 조타 제어 장치(10)에 의하면, 자차량(100)이 완만한 커브로에 진입할 것이 예측된 경우, 취득되는 가이드 조타각 θg는, 도 4a에 도시한 바와 같이 추이한다. 도 4a에 있어서, 라인 Lg는, 가이드 조타각 θg의 추이를 나타내고 있고, 라인 La는, 실제의 조타각 θ의 추이를 나타내고 있다. 도 4a에 있어서 시각 t40에서 가이드 조타각 θg가 제로로부터 커지기 시작하고, 시각 t41에서 실제의 조타각 θ가 제로로부터 커지기 시작하고 있다. 즉, 자차량(100)보다도 전방 주시 거리 D 전의 지점에 있어서의 조타 각도인 가이드 조타각 θg는, 실제의 조타각 θ보다도 빠른 타이밍에 변동을 개시한다.

한편, 자차량(100)이 급한 커브로에 진입할 것이 예측된 경우, 취득되는 가이드 조타각 θg는, 도 4b에 도시한 바와 같이 추이한다. 도 4b에 있어서, 라인 Lg는, 가이드 조타각 θg의 추이를 나타내고 있고, 라인 La는, 실제의 조타각 θ의 추이를 나타내고 있다. 도 4b에 있어서, 시각 t40에서 가이드 조타각 θg가 제로로부터 커지기 시작하고, 시각 t41에서 실제의 조타각 θ가 제로로부터 커지기 시작하고 있다.

도 4a에 도시한 가이드 조타각 θg의 추이와 도 4b에 도시한 가이드 조타각 θg의 추이를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 자차량(100)이 진입할 것으로 예측되는 커브로가 급한 커브로일 때는, 그 커브로가 완만한 커브로일 때보다도, 빠른 타이밍에 가이드 조타각 θg가 크게 되어 있다. 보다 구체적으로는, 자차량(100)이 진입할 것으로 예측되는 커브로가 급한 커브로일 때는, 전방 주시 거리 D(거리 D2)가, 완만한 커브로일 때의 전방 주시 거리 D(거리 D1)보다도 길게 설정된다(도 2a, 도 2b 참조). 그 때문에, 자차량(100)보다도 거리 D2 전의 지점에 있어서의 조타 각도인 가이드 조타각 θg는, 자차량(100)보다도 거리 D1 전의 지점에 있어서의 조타 각도인 가이드 조타각 θg보다도 빠른 타이밍에 변동을 개시한다. 따라서, 자차량(100)이 진입할 것으로 예측되는 커브로가 급한 커브로일 때는, 그 커브로가 완만한 커브로일 때보다도, 빠른 타이밍에 조타 반력 F가 작게 된다. 이 때문에, 자차량(100)이 급한 커브로에 접어들어, 운전자 DR이 핸들(35)의 회전 조작을 개시할 때 이미 조타 반력 F가 작게 되어 있다. 그 때문에, 운전자 DR은, 핸들(35)을 빠르게 회전 조작할 수 있다. 그 결과, 커브로가 급한 커브로여도, 운전자 DR은, 그 커브로를 따라 자차량(100)을 매끄럽게 주행시킬 수 있다. 따라서, 차량 조타 제어 장치(10)는, 운전자 DR이 커브로를 따라 자차량(100)을 매끄럽게 주행시킬 수 있도록 조타 반력을 변경하는 타이밍을 조정할 수 있다.

또한, 자차량(100)이 진입할 것으로 예측되는 커브로가 급한 커브로일 때는, 자차량(100)이 그 커브로를 주행하고 있는 동안, 실제의 조타각 θ의 변화에 선행하는 형태로 가이드 조타각 θg가 커지고, 또는, 작아진다. 이 때문에, 커브로가 급한 커브로여도, 그 커브로를 따라 자차량(100)을 매끄럽게 주행시킬 수 있다.

또한, 자차량(100)이 진입할 것으로 예측되는 커브로가 완만한 커브로일 때는, 자차량(100)이 그 커브로를 주행하고 있는 동안, 실제의 조타각 θ의 변화에 가까운 형태로 가이드 조타각 θg가 커지고, 또는, 작아진다. 따라서, 운전자 DR에 의한 실제의 핸들 회전 조작에 가까운 형태로의 조타 반력의 조정이 행해지게 된다.

차량 조타 제어 장치의 구체적인 작동

다음에, 차량 조타 제어 장치(10)의 구체적인 작동에 대하여 설명한다. 차량 조타 제어 장치(10)의 ECU(90)의 CPU는, 도 5에 도시한 루틴을 소정 연산 주기로 실행하도록 되어 있다. 따라서, 소정의 타이밍이 되면, CPU는, 도 5의 스텝 S500으로부터 처리를 개시하고, 그 처리를 스텝 S505로 진행시킨다. CPU는, 스텝 S505에 있어서, 긴박도가 있는지 여부를 판정한다.

CPU가, 스텝 S505에서 「"예"」라고 판정한 경우, CPU는, 처리를 스텝 S510으로 진행시킨다. 스텝 S510에 있어서, CPU는, 전방 주시 시간 T를 제2 시간 T2로 설정한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S515로 진행시켜, 스텝 S510에서 설정한 전방 주시 시간 T를 사용하여 연산식 1에 따른 연산에 의해 전방 주시 거리 D를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S520으로 진행시켜, 스텝 S515에서 취득한 전방 주시 거리 D를 사용하여 앞서 설명한 바와 같이 하여 주시 지점 곡률 ρ를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S525로 진행시켜, 스텝 S520에서 취득한 주시 지점 곡률 ρ를 사용하여 연산식 2에 따른 연산에 의해 가이드 조타각 θg를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S550으로 진행시켜, 스텝 S525에서 취득한 가이드 조타각 θg를 사용하여 연산식 3에 따른 연산에 의해 조타각차 Δθ를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S555로 진행시켜, 스텝 S550에서 취득한 조타각차 Δθ를 사용하여 앞서 설명한 바와 같이 하여 목표 조타 반력 Ftgt를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S560으로 진행시켜, 스텝 S555에서 취득한 목표 조타 반력 Ftgt가 달성되도록 반력 액추에이터(232)의 작동을 제어한다. 그 후, CPU는, 처리를 스텝 S595로 진행시켜, 본 루틴을 일단 종료한다.

한편, CPU가, 스텝 S505에서 「"아니오"」라고 판정한 경우, CPU는, 처리를 스텝 S530으로 진행시킨다. 스텝 S530에 있어서 전방 주시 시간 T를 제1 시간 T1로 설정한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S535로 진행시켜, 스텝 S530에서 설정한 전방 주시 시간 T를 사용하여 연산식 1에 따른 연산에 의해 전방 주시 거리 D를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S540으로 진행시켜, 스텝 S535에서 취득한 전방 주시 거리 D를 사용하여 앞서 설명한 바와 같이 하여 주시 지점 곡률 ρ를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S545로 진행시켜, 스텝 S540에서 취득한 주시 지점 곡률 ρ를 사용하여 연산식 2에 따른 연산에 의해 가이드 조타각 θg를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S550으로 진행시켜, 스텝 S545에서 취득한 가이드 조타각 θg를 사용하여 연산식 3에 따른 연산에 의해 조타각차 Δθ를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S555로 진행시켜, 스텝 S550에서 취득한 조타각차 Δθ를 사용하여 앞서 설명한 바와 같이 하여 목표 조타 반력 Ftgt를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S560으로 진행시켜, 스텝 S555에서 취득한 목표 조타 반력 Ftgt가 달성되도록 반력 액추에이터(232)의 작동을 제어한다. 그 후, CPU는, 처리를 스텝 S595로 진행시켜, 본 루틴을 일단 종료한다.

이상이 차량 조타 제어 장치(10)의 구체적인 작동이다.

변형예

차량 조타 제어 장치(10)는, 이하와 같이 하여, 운전자 DR이 자차량(100)을 주행시키려고 하는 커브로의 곡률에 따라서 조타 반력을 변경하는 타이밍을 조정함으로써, 운전자 DR이 커브로를 따라 자차량(100)을 매끄럽게 주행시킬 수 있도록 구성되어도 된다.

즉, 본 개시의 실시 형태의 변형예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차량(100)이 커브로에 진입할 것이 예측된 경우, 그 커브로를 따라 자차량(100)을 적합하게 주행시키기 위한 조타각의 변화의 패턴을 목표 패턴으로서 설정한다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 자차량(100)이 그 커브로를 따라 주행할 때 목표 패턴을 따른 조타각 θ의 변화가 달성되도록 운전자 DR에 의한 핸들 조작을 유도하기 위한 가이드 조타각 θg를 설정한다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 실제의 조타각 θ가 가이드 조타각 θg보다도 작은 경우, 조타 반력을 작게 하도록 구성되어도 된다. 한편, 차량 조타 제어 장치(10)는, 실제의 조타각 θ가 가이드 조타각 θg보다도 큰 경우, 조타 반력을 크게 하도록 구성되어도 된다.

특히, 본 예에 있어서는, 목표 패턴을 따른 조타각 θ(목표 조타각 θtgt)는, 하기 식 4에 의해 표시된다. 하기 식 4에 있어서, 「t」는, 자차량(100)을 커브로를 따라 주행시키기 위해 운전자 DR이 핸들(35)을 중립 위치로부터 회전시키기 시작하는 시각(핸들 조작 개시 시각)이다. 따라서, 하기 식 4에 있어서, 「f(t)」는, 핸들 조작 개시 시각 t를 변수로 하는 함수이다. 운전자 DR이 핸들(35)을 중립 위치로부터 회전시키기 시작하는 시각(핸들 조작 개시 시각)은, GPS 신호, 지도 정보, 자차속에 기초하여, 차량 조타 제어 장치(10)에 의해 예측되어도 된다. 핸들 조작 개시 시각은 「조타 조작 개시 시각」의 일례이다.

θtgt=f(t)… (4)

또한, 본 예에 있어서, 가이드 조타각 θg는, 하기 식 5로부터 취득(설정)된다. 하기 식 5에 있어서, 「t」는, 핸들 조작 개시 시각이다. 「τ」는, 가이드 조타각 θg의 설정을 개시하는 시각을 앞당기기 위한 시간(선판독 시간)이다. 「a」는, 게인이다.

θg=a×f(t-τ)… (5)

또한, 본 예에 있어서, 선판독 시간 τ는, 커브 반경 R 및 자차속 V에 기초하여 설정된다. 선판독 시간 τ는, 특히 하기 식 6으로부터 취득된다. 하기 식 6에 있어서, 「R」은, 커브 반경이다. 「V」는, 자차속이다. 「H(R, V)」는, 커브 반경 R 및 자차속 V를 변수로 하는 함수이다.

τ=H(R, V)… (6)

상기 식 6에 의하면, 커브 반경 R이 작은 경우, 커브 반경 R이 클 경우에 비해, 긴 선판독 시간 τ가 취득된다. 즉, 커브 반경 R이 작을수록 긴 선판독 시간 τ가 취득된다. 또한, 상기 식 6에 의하면, 커브 반경 R이 제로보다도 큰 경우, 제로보다도 긴 선판독 시간 τ가 취득된다. 또한, 상기 식 6에 의하면, 자차속 V가 높은 경우, 자차속 V가 낮은 경우에 비해, 긴 선판독 시간 τ가 취득된다. 즉, 자차속 V가 높을수록 긴 선판독 시간 τ가 취득된다.

또한, 본 예에 있어서, 게인 a는, 커브 반경 R 및 자차속 V에 기초하여 설정된다. 특히, 게인 a는, 하기 식 7로부터 취득된다. 하기 식 7에 있어서, 「R」은, 커브 반경이다. 「V」는, 자차속이다. 「G(R, V)」는, 커브 반경 R 및 자차속 V를 변수로 하는 함수이다.

a=G(R, V)… (7)

상기 식 7에 의하면, 커브 반경 R이 작은 경우, 커브 반경 R이 큰 경우에 비해, 작은 값의 게인 a가 취득된다. 즉, 커브 반경 R이 작을수록 작은 값의 게인 a가 취득된다. 또한, 상기 식 7에 의하면, 자차속 V가 높은 경우, 자차속 V가 낮은 경우에 비해, 큰 게인 a가 취득된다. 즉, 자차속 V가 높을수록 큰 게인 a가 취득된다. 또한, 상기 식 7로부터 취득되는 게인 a는, 제로보다도 크고 또한 「1」 이하의 값이다. 또한, 상기 식 7에 의하면, 커브 반경 R이 제로보다도 큰 경우, 적어도, 「1」보다도 작은 게인 a가 취득된다.

또한, 함수 H(R, V)나 함수 G(R, V)로서는, 1차식, 2차식 혹은 시그모이드 함수를 이용할 수 있다. 혹은, 함수 H(R, V)나 함수 G(R, V)를 맵(또는 룩업 테이블)의 형태로 기억해 두고, 그 맵에 커브 반경 R 및 자차속 V를 적용함으로써, 선판독 시간 τ 및 게인 a를 취득해도 된다. 혹은, 앞서 설명한 바와 같이, 자차속 V 및 커브 반경 R에 기초하여 긴박도의 유무를 판정해도 된다. 긴박도가 없는 경우에는, 비교적 짧은 시간을 선판독 시간 τ로서 설정하고, 긴박도가 있는 경우에는, 그 시간보다도 긴 시간을 선판독 시간 τ로서 설정하도록 해도 된다.

상기 식 4로부터 취득되는 목표 조타각 θtgt는, 도 6a 및 도 6b에 라인 La로 나타낸 바와 같이, 시각 t61(핸들 조작 개시 시각 t)에 있어서 제로보다도 커지기 시작한다. 그 후, 시간의 경과와 함께, 목표 조타각 θtgt는, 서서히 커져, 그 최댓값에 도달한 후, 서서히 작아져, 자차량(100)이 커브로를 다 주행한 시각 t63에 있어서 제로가 된다.

한편, 상기 식 5로부터 취득되는 가이드 조타각 θg는, 도 6a 및 도 6b에 라인 Lg로 나타낸 바와 같이, 시각 t61(핸들 조작 개시 시각 t)보다도 빠른 시각 t60에 있어서 제로보다도 커지기 시작한다. 가이드 조타각 θg는, 그 후, 시간의 경과와 함께, 서서히 커지고, 그 최댓값 θmax에 도달한 후, 서서히 작아져, 자차량(100)이 커브로를 다 주행한 시각 t63보다도 빠른 시각 t62에 있어서 제로가 된다.

이와 같이, 본 예에 있어서는, 커브로가 검출되고, 그 커브로의 커브 반경 R이 취득된 경우, 제로보다도 긴 선판독 시간 τ가 설정된다. 그 때문에, 가이드 조타각 θg의 설정은, 핸들 조작 개시 시각 t(시각 t61)보다도 빠른 시각 t60에서 개시된다. 바꾸어 바꾸면, 핸들 조작 개시 시각 t(시각 t61)보다도 빠른 시각 t60으로부터 가이드 조타각 θg가 제로보다도 커진다.

또한, 본 예에 있어서는, 커브로가 검출되고, 그 커브로의 커브 반경 R이 취득된 경우, 「1」보다도 작은 게인 a가 설정된다. 그 때문에, 가이드 조타각 θg의 최댓값 θmax는, 목표 조타각 θtgt의 최댓값보다도 작아진다.

또한, 선판독 시간 τ는, 커브 반경 R이 작은 경우, 커브 반경 R이 큰 경우에 비해, 긴 시간으로 설정된다. 그 때문에, 가이드 조타각 θg의 설정이 개시되는 시각 t60은, 커브 반경 R이 작은 경우, 커브 반경 R이 큰 경우에 비해, 핸들 조작 개시 시각 t(시각 t61)보다도, 더 빠른 시각이 된다.

또한, 선판독 시간 τ는, 자차속 V가 높은 경우, 자차속 V가 낮은 경우에 비해, 긴 시간으로 설정된다. 그 때문에, 가이드 조타각 θg의 설정이 개시되는 시각 t60은, 자차속 V가 높은 경우, 자차속 V가 낮은 경우에 비해, 핸들 조작 개시 시각 t(시각 t61)보다도, 더 빠른 시각이 된다.

또한, 게인 a는, 커브 반경 R이 작은 경우, 커브 반경 R이 큰 경우에 비해, 작은 값으로 설정된다. 그 때문에, 가이드 조타각 θg의 최댓값 θmax는, 커브 반경 R이 작은 경우, 커브 반경 R이 큰 경우에 비해, 더 작은 값으로 설정된다.

또한, 게인 a는, 자차속 V가 높은 경우, 자차속 V가 낮은 경우에 비해, 큰 값으로 설정된다. 그 때문에, 가이드 조타각 θg의 최댓값 θmax는, 자차속 V가 높은 경우, 자차속 V가 낮은 경우에 비해, 더 큰 값으로 설정된다.

이상의 것으로부터, 가이드 조타각 θg는, 커브 반경 R이 크고, 또한, 자차속 V가 높은 경우, 시간의 경과와 함께, 도 6a에 라인 Lg로 나타낸 바와 같이 변화된다. 커브 반경 R이 작고, 또한, 자차속 V가 낮은 경우, 가이드 조타각 θg는, 시간의 경과와 함께, 도 6b에 라인 Lg로 나타낸 바와 같이 변화된다.

그리고, 차량 조타 제어 장치(10)는, 가이드 조타각 θg를 설정하면, 실제의 조타각 θ가 가이드 조타각 θg보다도 작은 경우, 가이드 조타각 θg에 대한 실제의 조타각 θ의 차(조타각차 Δθ)가 클수록 조타 반력을 기준의 조타 반력보다도 작게 한다.

한편, 차량 조타 제어 장치(10)는, 실제의 조타각 θ가 가이드 조타각 θg보다도 커지면, 가이드 조타각 θg에 대한 실제의 조타각 θ의 차(조타각차 Δθ)가 클수록 조타 반력을 기준의 조타 반력보다도 크게 한다.

이상이 본 개시의 실시 형태의 변형예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)의 작동의 개요이다.

운전자 DR이 자차량(100)을 커브로를 따라 주행시키기 위한 핸들 조작을 개시하는 시각(핸들 조작 개시 시각)이 되었을 때 조타 반력을 작게 하면, 운전자 DR은, 자차량(100)을 커브로를 따라 주행시키기 위한 핸들 조작을 행하기 쉽게는 된다. 그러나, 그 핸들 조작이 지연되어, 자차량(100)을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 없을 가능성이 있다.

본 예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)에 의하면, 핸들 조작 개시 시각(조타 조작 개시 시각)보다도, 더 빠른 타이밍에 가이드 조타각 θg(가이드 조타 조작량)의 설정이 개시된다. 그 결과, 더 빠른 타이밍에 조타 반력이 작게 된다. 이 때문에, 커브 반경 R이 작은 경우(커브로의 구부러짐 상태가 큰 경우)에 있어서도, 자차량(100)을 커브로를 따라 주행시키기 위한 핸들 조작(조타 조작)을 지연되는 일없이 행할 수 있다. 그 결과, 자차량(100)을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

또한, 커브 반경 R이 작은 경우, 운전자 DR은, 그 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시키기 위해서는, 더 크게 핸들 조작을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 운전자 DR에 의한 핸들 조작이 지연될 가능성이 높아진다.

본 예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)에 의하면, 커브 반경 R이 작을 때는, 가이드 조타각 θg의 설정을 개시하는 타이밍을 앞당기기 위한 선판독 시간 τ(소정 시간)가 긴 시간으로 설정된다. 그 때문에, 운전자 DR이 자차량(100)을 당해 커브로를 따라 주행시키기 위한 핸들 조작을 개시하는 시점보다도, 더 빠른 타이밍에 가이드 조타각 θg의 설정이 개시되고, 그 결과, 더 빠른 타이밍에 조타 반력이 작게 된다. 이 때문에, 운전자 DR에 의한 핸들 조작이 지연되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 자차량(100)이 커브로를 주행하고 있는 동안, 실제의 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt에 일치한(또는 대략 일치한) 상태에서 변화된다. 따라서, 자차량(100)을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

또한, 자차속 V(자차량(100)의 주행 속도)가 높은 경우, 운전자 DR은, 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시키기 위해서는, 보다 빠르게 핸들 조작을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 운전자 DR에 의한 핸들 조작이 지연될 가능성이 높아진다.

본 예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)에 의하면, 자차속 V가 높을 때는, 가이드 조타각 θg의 설정을 개시하는 타이밍을 앞당기기 위한 선판독 시간 τ가 긴 시간으로 설정된다. 그 때문에, 운전자 DR이 자차량(100)을 당해 커브로를 따라 주행시키기 위한 핸들 조작을 개시하는 시점보다도, 더 빠른 타이밍에 가이드 조타각 θg의 설정이 개시된다. 그 결과, 더 빠른 타이밍에 조타 반력이 작게 된다. 이 때문에, 운전자 DR에 의한 핸들 조작이 지연되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 자차량(100)이 커브로를 주행하고 있는 동안, 실제의 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt에 일치한(또는 대략 일치한) 상태에서 변화된다. 따라서, 자차량(100)을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

또한, 운전자 DR은, 자차량(100)을 커브로를 따라 주행시키는 경우, 조타각 θ(조타 조작의 양)를 크게 한 후, 조타각 θ를 작게 한다. 이때, 조타각 θ가 목표 패턴으로 규정되는 목표 조타각 θtgt(목표 조타 조작량)의 최댓값에 가까워지면, 조타각 θ가 그 최댓값을 초과하여 크게 되어 버리는 경우가 있다.

본 예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)에 의하면, 가이드 조타각 θg의 최댓값 θmax가 목표 조타각 θtgt의 최댓값보다도 소정값만큼 작은 값으로 제한된다. 이 때문에, 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt의 최댓값에 가까워졌을 때, 조타 반력이 크게 된다. 이 때문에, 운전자 DR에 의한 핸들 조작이 목표 조타각 θtgt의 최댓값을 초과하여 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 자차량(100)이 커브로를 주행하고 있는 동안, 실제의 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt에 일치한(또는 대략 일치한) 상태에서 변화된다. 따라서, 자차량(100)을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

또한, 자차속 V가 높은 경우, 운전자 DR은, 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시키기 위해서는, 더 크게 핸들 조작을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 조타각 θ가 커지는 경향이 있다.

본 예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)에 의하면, 자차속 V가 높을 때는, 가이드 조타각 θg의 최댓값 θmax를 목표 조타각 θtgt의 최댓값보다도 작게 하기 위한 소정값이 작은 값으로 설정된다. 그 때문에, 자차속 V가 높은 상태에서 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt의 최댓값에 가까워졌을 때, 조타 반력이 크게 되는 정도가 작아진다. 이 때문에, 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt의 최댓값을 초과하여 커지는 것을 적절하게 억제할 수 있다. 따라서, 자차량(100)이 커브로를 주행하고 있는 동안, 실제의 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt에 일치한(또는 대략 일치한) 상태에서 변화된다. 따라서, 자차량(100)을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

커브 반경 R이 작은 경우, 운전자 DR은, 그 커브로를 따라 자차량(100)을 주행시키기 위해서는, 더 크게 핸들 조작을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 조타각 θ가 목표 패턴으로 규정되는 목표 조타각 θtgt의 최댓값을 초과하여 커질 가능성이 높아진다.

본 예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)에 의하면, 커브 반경 R이 작을 때는, 가이드 조타각 θg의 최댓값 θmax를 목표 조타각 θtgt의 최댓값보다도 작게 하기 위한 소정값이 큰 값으로 설정된다. 그 때문에, 커브 반경 R이 작은 경우에 있어서 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt의 최댓값에 가까워졌을 때, 조타 반력이 크게 되는 정도가 커진다. 이 때문에, 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt의 최댓값을 초과하여 커지는 것을 적절하게 억제할 수 있다. 따라서, 자차량(100)이 커브로를 주행하고 있는 동안, 실제의 조타각 θ가 목표 조타각 θtgt에 일치한(또는 대략 일치한) 상태에서 변화된다. 그 때문에, 자차량(100)을 커브로를 따라 적합하게 주행시킬 수 있게 된다.

변형예에 관한 차량 조타 제어 장치의 구체적인 작동

다음에, 본 개시의 실시 형태의 변형예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)의 구체적인 작동에 대하여 설명한다. 당해 차량 조타 제어 장치(10)의 ECU(90)의 CPU는, 도 7에 도시한 루틴을 소정 연산 주기로 실행하도록 되어 있다. 따라서, 소정의 타이밍이 되면, CPU는, 도 7의 스텝 S700으로부터 처리를 개시하고, 그 처리를 스텝 S705로 진행시킨다. CPU는 스텝 S705에 있어서, 커브로 진입 조건이 성립되었는지 여부를 판정한다.

커브로 진입 조건은, 자차량(100)이 소정 시간 이내에 진입할 것으로 예측되는 커브로가 검출되었다라는 조건이다. 따라서, 커브로 진입 조건은, 그러한 커브로가 검출되었을 때 성립하고, 그 후, 자차량(100)이 그 커브로를 다 주행하였을 때 비성립으로 된다. 따라서, 커브로 진입 조건은, 그러한 커브로가 검출된 후, 자차량(100)이 그러한 커브로를 주행하고 있는 동안, 성립하고 있고, 그 이외일 때는, 비성립으로 되어 있다. CPU는, 커브로 진입 조건이 성립하는지 여부를, GPS 신호 및 지도 정보에 기초하여 판정해도 된다.

CPU는, 스텝 S705에서 CPU가 「"예"」라고 판정한 경우, 처리를 스텝 S710으로 진행시킨다. 스텝 S710에 있어서, CPU는 커브 반경 R 및 자차속 V를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S715로 진행시켜, 스텝 S710에서 취득한 커브 반경 R 및 자차속 V를 상기 식 6 및 상기 식 7에 각각 적용하여 선판독 시간 τ 및 게인 a를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S720으로 진행시켜, 스텝 S715에서 취득한 선판독 시간 τ 및 게인 a를 상기 식 5에 적용하여 가이드 조타각 θg를 취득한다.

다음에, CPU는, 처리를 스텝 S725로 진행시켜, 스텝 S720에서 취득한 가이드 조타각 θg와 실제의 조타각 θ의 차(조타각차 Δθ)를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S730으로 진행시켜, 스텝 S725에서 취득한 조타각차 Δθ에 기초하여 목표 조타 반력 Ftgt를 취득한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S735로 진행시켜, 스텝 S730에서 취득한 목표 조타 반력 Ftgt에 상당하는 조타 반력이 핸들(35)에 부여되도록 반력 액추에이터(232)의 작동을 제어한다. 다음에, CPU는, 처리를 스텝 S795로 진행시켜, 본 루틴을 일단 종료한다.

한편, CPU는, 스텝 S705에서 「"아니오"」라고 판정한 경우, 처리를 스텝 S795로 직접 진행시켜, 본 루틴을 일단 종료한다.

이상이 본 개시의 실시 형태의 변형예에 관한 차량 조타 제어 장치(10)의 구체적인 작동이다. 차량 조타 제어 장치(10)는, 1개 이상의 프로세서를 구비해도 된다.

또한, 본 개시는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 범위 내에 있어서 다양한 변형예를 채용할 수 있다.

Claims (8)

1. 차량 조타 제어 장치이며,
   제어 장치(90)를 포함하고,
   제어 장치(90)는,
   자차량의 운전자에 의해 행해지는 조타 조작에 대하여 부여하는 조타 반력을 제어하고,
   상기 자차량의 주행 방향 전방의 커브로의 정보를 취득하고,
   상기 커브로의 정보에 기초하여 가이드 조타 조작량을 설정하고,
   상기 운전자가 상기 자차량을 당해 커브로를 따라서 주행시키기 위한 실제의 조타 조작을 개시하는 시각을 조타 조작 개시 시각으로서 예측하고,
   상기 조타 조작의 실제의 양과 상기 가이드 조타 조작량의 차에 기초하여, 상기 조타 조작 개시 시각보다도 소정 시간만큼 전의 시점에서 상기 조타 반력을 설정하도록
   구성된, 차량 조타 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 장치(90)는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 작을 때에 비해, 상기 소정 시간을 긴 시간으로 설정하도록 구성되어 있는, 차량 조타 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어 장치(90)는, 상기 자차량의 주행 속도가 높을 때는, 상기 자차량의 주행 속도가 낮을 때에 비해, 상기 소정 시간을 긴 시간으로 설정하도록 구성되어 있는, 차량 조타 제어 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 장치(90)는,
   상기 자차량을 상기 커브로를 따라 주행시킬 때의 상기 조타 조작의 양의 변화의 목표를 설정하고,
   상기 가이드 조타 조작량의 최댓값을 상기 목표에 따라 변화되는 상기 조타 조작의 양의 최댓값보다도 소정값만큼 작은 값으로 제한하도록
   구성되는, 차량 조타 제어 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 자차량의 주행 속도가 낮을 때는, 상기 자차량의 주행 속도가 높을 때에 비해, 상기 소정값을 작은 값으로 설정하도록 구성되어 있는, 차량 조타 제어 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 작을 때에 비해, 상기 소정값을 큰 값으로 설정하도록 구성되어 있는, 차량 조타 제어 장치.
7. 차량 조타 제어 장치이며,
   제어 장치(90)를 포함하고,
   제어 장치(90)는,
   자차량의 운전자에 의해 행해지는 조타 조작에 대하여 부여하는 조타 반력을 제어하고,
   상기 자차량을 커브로를 따라 주행시킬 때의 상기 조타 조작에 대하여 부여하는 상기 조타 반력을, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 클 때는, 상기 커브로의 구부러짐 상태가 작을 때에 비해, 작게 설정하도록
   구성된, 차량 조타 제어 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 커브로의 구부러짐 상태는, 당해 커브로의 최소 곡선 반경이고,
   상기 제어 장치는,
   상기 커브로의 최소 곡선 반경이 작을 때는, 상기 커브로의 최소 곡선 반경이 클 때에 비해, 상기 자차량으로부터 전방에 먼 지점의 상기 커브로의 곡선 반경을 취득하고,
   상기 취득한 곡선 반경이 작을 때는, 상기 취득한 곡선 반경이 클 때에 비해, 상기 조타 반력을 더 작게 설정하도록
   구성되는, 차량 조타 제어 장치.

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