(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転状態に応じて操舵トルクのアシストトルクの基本値となる基本アシストトルクを設定する基本アシストトルク設定手段と、
自車両の前方障害物情報を検出する前方障害物情報検出手段と、
上記前方障害物情報検出手段で前方障害物を検出した際に、上記前方障害物と自車両とのラップ率で上記前方障害物に対する操舵による回避状態を判定し、上記ラップ率の絶対値が上記前方障害物を検出していない状態で設定する基本アシストトルクの値を基準として予め設定した閾値以上の場合は、上記基本アシストトルクを上記前方障害物を検出していない状態から増大補正する一方、上記ラップ率の絶対値が上記予め設定した閾値より小さく上記前方障害物を操舵により回避したと判断できる操舵状態では、上記基本アシストトルクを上記前方障害物を検出していない状態から減少補正するアシストトルク補正手段と、
上記設定した基本アシストトルクに基づいて操舵トルクをアシストするアクチュエータを駆動制御するステアリング制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両のパワーステアリング制御装置。
【請求項２】
上記基本アシストトルクを補正する補正値は、上記ラップ率の絶対値に応じて可変設定されることを特徴とする請求項１記載の車両のパワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方に障害物が存在する際に、ドライバの操舵トルクのアシストトルクを適切に制御する車両のパワーステアリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自車両の前方障害物を検出し、前方障害物との衝突を回避する様々な車両の運転支援装置が提案されている。一般に、前方障害物との衝突を回避するためには、制動操作及び旋回操作が行われるが、旋回操作により前方障害物を回避する技術として、例えば、特開２００９−１３７３４４号公報（以下、特許文献１）では、自車両の前方に物体が検出され、危険度（余裕時間の逆数）が第１危険度以上である場合には、運転者の操舵操作状態に基づく基本アシストトルクに対する第１補正ゲインと車両の挙動状態に基づく挙動安定化アシストトルクに対する第２補正ゲインとを増加させた上でトータルアシストトルクを算出して、ドライバが低い操舵トルクで容易に回避操舵をできるようにする操舵力制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３７３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が前方障害物を操舵回避する状況では、操舵して回避対象の障害物を回避した後に、回避のために行った操舵操作がいきすぎて不安定で危険な状況をもたらす虞がある。上述の特許文献１に開示される技術よれば、車両の挙動状態に基づく挙動安定化アシストトルクにより、この車両挙動を抑制するようにはなってはいるものの、あくまでもアシストトルクの増加領域で行われる補正となっているため、ドライバの過大な操舵を抑止することができずに、有効な対応ができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバが前方障害物を操舵回避する一連の操舵状況を適切に予測して、前方障害物の操舵回避から回避後までに発生するドライバの操舵トルクに対するアシストトルクを適切に設定して安全性及び信頼性を向上させることができる車両のパワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両のパワーステアリング制御装置の一態様は、車両の運転状態に応じて操舵トルクのアシストトルクの基本値となる基本アシストトルクを設定する基本アシストトルク設定手段と、自車両の前方障害物情報を検出する前方障害物情報検出手段と、上記前方障害物情報検出手段で前方障害物を検出した際に、上記前方障害物と自車両とのラップ率で上記前方障害物に対する操舵による回避状態を判定し、上記ラップ率の絶対値が上記前方障害物を検出していない状態で設定する基本アシストトルクの値を基準として予め設定した閾値以上の場合は、上記基本アシストトルクを上記前方障害物を検出していない状態から増大補正する一方、上記ラップ率の絶対値が上記予め設定した閾値より小さく上記前方障害物を操舵により回避したと判断できる操舵状態では、上記基本アシストトルクを上記前方障害物を検出していない状態から減少補正するアシストトルク補正手段と、上記設定した基本アシストトルクに基づいて操舵トルクをアシストするアクチュエータを駆動制御するステアリング制御手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による車両のパワーステアリング制御装置によれば、ドライバが前方障害物を操舵回避する一連の操舵状況を適切に予測して、前方障害物の操舵回避から回避後までに発生するドライバの操舵トルクに対するアシストトルクを適切に設定して安全性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る車両の操舵系の構成説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るパワーステアリング制御プログラムのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の一形態に係る基本アシストトルクの特性の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係るラップ率の説明図である。
【図５】本発明の実施の一形態に係るアシストトルク補正値の特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１において、符号１は電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置１は、ステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸５が連設されている。
【００１０】
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオン（図示せず）が噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。
【００１１】
また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、キングピン（図示せず）を介して車体フレームに転舵自在に支持されている。
【００１２】
従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。
【００１３】
また、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して、電動モータ１２が連設されており、この電動モータ１２にてステアリングホイール４に加える操舵トルクをアシストする。電動モータ１２は、後述する操舵制御部２０で設定される制御量（本実施の形態ではアシストトルクＴａ）でモータ駆動部２１を介して駆動制御される。尚、制御量は、アシストトルクＴａに対応する電流値であっても良い。
【００１４】
操舵制御部２０には、前方障害物情報を検出する画像認識装置３１と、（自）車速Ｖを検出する車速センサ３２と、ステアリングホイール４に加えられた操舵トルクＴｓを検出する操舵トルクセンサ３３が接続されている。
【００１５】
画像認識装置３１には、車室内の天井前方に一定の間隔を持って取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、撮像した画像情報を出力する電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた左右１組のＣＣＤカメラ（図示せず）から画像情報が入力されるとともに車速センサ３２から自車速Ｖ等が入力される。そして、これらの情報に基づき、画像認識装置３１は、ステレオカメラからの画像情報に基づいて自車両前方の立体物データや白線データ等の前方情報を認識し、これら認識情報等に基づいて自車走行路を推定する。更に、画像認識装置３１は、自車走行路上に立体物が存在するか否かを調べ、存在する場合には、直近のものを制動による衝突防止制御の制御対象の障害物として認識する。
【００１６】
ここで、画像認識装置３１は、ステレオカメラからの画像情報の処理を、例えば以下のように行う。先ず、ステレオカメラで自車進行方向を撮像した１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。そして、この距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データ等を抽出する。更に、画像認識装置３１は、白線データや側壁データ、推定される自車進行路等に基づいて自車走行路を推定し、自車走行路前方に存在する直近の立体物を衝突防止制御の制御対象の障害物として抽出（検出）する。そして、障害物を検出した場合には、その障害物情報として、自車両と障害物との相対距離ｄ、障害物の移動速度Ｖｆ（＝（相対距離ｄの変化の割合）＋自車速Ｖ））、障害物の減速度ａｆ（＝障害物の移動速度Ｖｆの微分値）等を演算する。このように、本実施形態において、画像認識装置３１は、前方障害物情報検出手段としての機能を有している。尚、本実施の形態では、前方障害物情報の検出を、ステレオカメラからの画像情報を基に、認識するようになっているが、他に、単眼カメラからの画像情報を基に認識するようにしても良い。
【００１７】
操舵制御部２０は、車速Ｖと操舵トルクＴｓを基に基本アシストトルクＴｂを設定し、画像認識装置３１で前方障害物を検出した際には、障害物と自車両との幅方向のラップ率ＲＬ（＝自車両の幅が障害物の幅に重なっている自車両の幅に対する割合：図４）を演算し、ラップ率の絶対値｜ＲＬ｜が予め設定した閾値ＲLSより大きい場合には基本アシストトルクを増大補正して、予め設定した閾値ＲLS以下の場合には基本アシストトルクを減少補正して、計算した値を制御量（アシストトルクＴａ）としてモータ駆動部２１に出力するように構成されている。このように、操舵制御部２０は、基本アシストトルク設定手段、アシストトルク補正手段、ステアリング制御手段としての機能を有して構成されている。
【００１８】
次に、上述の操舵制御部２０で実行されるパワーステアリング制御を、図２のフローチャートで説明する。  
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要なパラメータ、すなわち、障害物情報、自車速Ｖ、操舵トルクＴｓが読み込まれる。
【００１９】
次に、Ｓ１０２に進み、障害物が存在するか否か判定され、障害物が存在する場合は、Ｓ１０３に進み、予め設定しておいたマップ（例えば、図３に示す）を参照して、車速Ｖと操舵トルクＴｓに基づいて、操舵トルクのアシストトルクの基本値となる基本アシストトルクＴｂを設定する。
【００２０】
次いで、Ｓ１０４に進むと、障害物と自車両との幅方向のラップ率ＲＬ（＝自車両の幅が障害物の幅に重なっている自車両の幅に対する割合）を演算する。このラップ率ＲＬは、例えば、図４に示すように、障害物Ｓが自車両１の右側にラップして存在する場合（図４（ａ）の場合）は、＋の符号とされ、（自車両１の右端座標）−（障害物Ｓの左端座標）の値として演算される。逆に、障害物Ｓが自車両１の左側にラップして存在する場合（図４（ｂ）の場合）は、−の符号とされ、（自車両１の左端座標）−（障害物Ｓの右端座標）の値として演算される。
【００２１】
次に、Ｓ１０５に進み、予め実験、計算等により求めておいた、図５に示すような、アシストトルク補正値ＧＲの特性図を参照して、ラップ率の絶対値｜ＲＬ｜に応じた、アシストトルク補正値ＧＲを設定して、Ｓ１０６へと進む。
【００２２】
一方、上述のＳ１０２の判定の結果、障害物が存在しないと判定した場合は、Ｓ１０７に進んで、アシストトルク補正値ＧＲを１に設定して（ＧＲ＝１）、Ｓ１０６に進む。
【００２３】
こうして、Ｓ１０５、或いは、Ｓ１０７でアシストトルク補正値ＧＲを設定してＳ１０６へと進むと、基本アシストトルクＴｂにアシストトルク補正値ＧＲを乗算してアシストトルクＴａを算出し（Ｔａ＝ＧＲ・Ｔｂ）、計算した値を制御量（アシストトルクＴａ）としてモータ駆動部２１に出力する
ここで、アシストトルク補正値ＧＲの特性は、図５に示すように、障害物が存在しないときに設定される（基準として設定される）、ＧＲ＝１のときのラップ率の絶対値｜ＲＬ｜の値は、ＲLSとなっており、アシストトルク補正値ＧＲがＧＲ＝１よりも大きな値に設定されて、アシストトルクＴａが増加補正される場合のラップ率の絶対値｜ＲＬ｜の領域は、ＲLSより大きい領域となっている。一方、アシストトルク補正値ＧＲがＧＲ＝１よりも小さな値に設定されて、アシストトルクＴａが減少補正される場合のラップ率の絶対値｜ＲＬ｜の領域は、ＲLSより小さい領域となっている。
【００２４】
すなわち、ラップ率の絶対値｜ＲＬ｜がＲLSを閾値として、この閾値ＲLSよりも大きな場合には、アシストトルク補正値ＧＲがＧＲ＝１よりも大きな値に設定されて、ドライバの操舵トルクが障害物が存在しない通常時よりも減少されるように補正してドライバが容易に回避操舵を行えるようになっている。逆に、ラップ率の絶対値｜ＲＬ｜が閾値ＲLS以下の場合には、前方障害物を操舵により回避したと判断して、アシストトルク補正値ＧＲがＧＲ＝１よりも小さな値に設定されて、ドライバの操舵トルクが障害物が存在しない通常時よりも増加されるように補正してドライバが過度な回避操舵を行うことを防止するようになっている。このため、ドライバが前方障害物を操舵回避する一連の操舵状況を適切に予測して、前方障害物の操舵回避から回避後までに発生するドライバの操舵トルクに対するアシストトルクを適切に設定して安全性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００２５】
１    電動パワーステアリング装置
４    ステアリングホイール
５    ピニオン軸
１１    アシスト伝達機構
１２    電動モータ
２０    操舵制御部（基本アシストトルク設定手段、アシストトルク補正手段、ステアリング制御手段）
２１    モータ駆動部
３１    画像認識装置（前方障害物情報検出手段）
３２    車速センサ
３３    操舵トルクセンサ
【図１】
0005651052.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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