(57)【要約】【課題】  車両の緊急状態を検出したときに、ドライバに与える違和感を抑えて適切な操舵支援を行う。【解決手段】  車両の緊急状態を検出したときに、ドライバの操舵操作に対する操舵支援量を増加させる操舵支援量増加手段１４を備えた操舵装置１０である。この操舵装置１０では、操舵支援量増加手段１４は、ドライバの操舵特性に基づいて、操舵支援量を増加させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の緊急状態を検出したときに、ドライバの操舵操作に対する操舵支援量を増加させる操舵支援量増加手段を備えた操舵装置であって、
前記操舵支援量増加手段は、ドライバの操舵特性に基づいて、前記操舵支援量を増加させることを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
ドライバのブレーキペダルの踏力を検出する踏力検出手段を備え、
前記操舵支援量増加手段は、前記踏力の検出値に基づいて、前記操舵特性を推定することを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
【請求項３】
ドライバのブレーキペダルの踏み込み速度を検出する踏み込み速度検出手段を備え、
前記操舵支援量増加手段は、前記踏み込み速度の検出値に基づいて、前記操舵特性を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の操舵装置。
【請求項４】
前記操舵支援量増加手段は、前記操舵特性が劣ると判定した場合に前記操舵支援量を増加させ、前記操舵特性が優れると判定した場合に前記操舵支援量の増加を中止することを特徴とする請求項２又は３に記載の操舵装置。
【請求項５】
前記検出値は、車両の緊急状態を検出したときに検出された値であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の操舵装置。
【請求項６】
車両の緊急状態を検出したときに、ドライバの操舵操作に対する操舵支援量を増加させる操舵支援量増加手段を備えた操舵装置であって、
ドライバの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、
前記操舵支援量増加手段は、前記操舵速度の検出値が目標値を下回る場合に、該目標値となるように前記操舵支援量を増加させることを特徴とする操舵装置。
【請求項７】
前記操舵支援量は、ドライバの操舵操作に対する車輪の転舵量を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の操舵装置。
【請求項８】
前記操舵支援量は、ドライバの操舵操作に対する補助操舵トルクのトルク量を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の緊急状態を検出したときに、ドライバの操舵操作に対する操舵支援量を増加させる操舵支援量増加手段を備えた操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドライバの操舵操作をアシストしてドライバの負担を軽減する操舵装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。この操舵装置では、進行方向前方に障害物を発見したとき、衝突余裕時間に応じて補助操舵トルクの大きさを増加させ、操舵操作を補助している。
【特許文献１】特開２０００−４３７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の操舵装置による操舵支援は、十分な操舵力を付与できないドライバに対しては有用であるものの、十分な操舵力を付与できるドライバに対しては、操舵感の変化により違和感を与えるおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、車両の緊急状態を検出したときに、ドライバに与える違和感を抑えて適切な操舵支援を行うことができる操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る操舵装置は、車両の緊急状態を検出したときに、ドライバの操舵操作に対する操舵支援量を増加させる操舵支援量増加手段を備えた操舵装置であって、操舵支援量増加手段は、ドライバの操舵特性に基づいて、操舵支援量を増加させることを特徴とする。
【０００６】
この操舵装置では、ドライバの操舵特性に基づいて操舵支援量を増加させるため、操舵の技量に応じて操舵支援量を増加させることができ、ドライバに与える違和感を抑えて適切な操舵支援を行うことができる。
【０００７】
操舵装置は、ドライバのブレーキペダルの踏力を検出する踏力検出手段を備え、操舵支援量増加手段は、踏力の検出値に基づいて、操舵特性を推定すると好ましい。ブレーキペダルの踏力が弱いドライバは、十分な操舵操作ができない可能性が高く、このようにブレーキペダルの踏力を検出することで、操舵特性を推定することができる。
【０００８】
操舵装置は、ドライバのブレーキペダルの踏み込み速度を検出する踏み込み速度検出手段を備え、操舵支援量増加手段は、踏み込み速度の検出値に基づいて、操舵特性を推定すると好ましい。ブレーキペダルの踏み込み速度が遅いドライバは、十分な操舵操作ができない可能性が高く、このようにブレーキペダルの踏み込み速度を検出することで、操舵特性を推定することができる。
【０００９】
操舵支援量増加手段は、操舵特性が劣ると判定した場合に操舵支援量を増加させ、操舵特性が優れると判定した場合に操舵支援量の増加を中止すると好ましい。このようにすれば、操舵特性が劣るドライバに対しては操舵支援量を増加させて適切に操舵支援することができる一方、操舵特性が優れるドライバに対しては操舵支援量の増加を中止して違和感を抑えることができる。
【００１０】
上記検出値は、車両の緊急状態を検出したときに検出された値であると好ましい。このようにすれば、車両が緊急状態にあるときの操舵特性を的確に反映することができ、操舵操作をより適切に支援することができる。
【００１１】
本発明に係る操舵装置は、車両の緊急状態を検出したときに、ドライバの操舵操作に対する操舵支援量を増加させる操舵支援量増加手段を備えた操舵装置であって、ドライバの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、操舵支援量増加手段は、操舵速度の検出値が目標値を下回る場合に、目標値となるように操舵支援量を増加させることを特徴とする。このようにすれば、目標値を適切に設定することで、ドライバに与える違和感を抑えて適切に操舵支援することができる。
【００１２】
操舵支援量は、ドライバの操舵操作に対する車輪の転舵量を含むと好ましい。また操舵支援量は、ドライバの操舵操作に対する補助操舵トルクのトルク量を含むと好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両の緊急状態を検出したときに、ドライバに与える違和感を抑えて適切な操舵支援を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る車両の操舵装置１０のシステム構成図を示す。操舵装置１０は、緊急判定用電子制御ユニット（以下、緊急判定ＥＣＵと称す）１２、ステアリング電子制御ユニット（以下、ステアＥＣＵと称す）１４、及びブレーキ電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵと称す）１６を備えている。操舵装置１０は、緊急判定ＥＣＵ１２、ステアＥＣＵ（操舵支援量増加手段）１４、及びブレーキＥＣＵ１６に制御されることにより、運転者が操舵操作する際に車速に応じたアシスト力（操舵支援量）を付与しつつ、前輪ＦＬ，ＦＲを転舵させる。
【００１６】
操舵装置１０は、ステアリングホイール１８を備えている。ステアリングホイール１８には、ステアリングシャフト２０が固定されている。ステアリングシャフト２０は、ステアリングホイール１８の回転に伴って回転できるように構成されている。ステアリングシャフト２０には、操舵角センサ２２が配設されている。操舵角センサ２２は、ステアリングホイール１８の操舵角θに応じた信号を出力する。操舵角センサ２２の出力信号は、ステアＥＣＵ１４に供給される。ステアＥＣＵ１４は、操舵角センサ２２の出力信号に基づいて、ステアリングホイール１８の操舵角θ及び操舵速度Ｖθを検出する。このように、ステアＥＣＵ１４及び操舵角センサ２２は、操舵速度検出手段を構成する。
【００１７】
また操舵装置１０は、ギヤ比可変機構２４を備えている。ギヤ比可変機構２４は、ステアＥＣＵ１４からの指令信号により、ドライバの操舵操作に対する前輪ＦＬ，ＦＲの転舵量（ギヤ比）を変更する。
【００１８】
ギヤ比可変機構２４の出力側には、ステアリングギヤボックス２６が連結されている。ステアリングギヤボックス２６は、ラックアンドピニオン方式で構成されており、ステアリングシャフト２０の回転に伴うピニオンの回転運動を、ラックバー２８の軸方向への直線運動に変換する機能を有している。ラックバー２８の両端には、タイロッドを介してナックルアーム３０が連結されている。ナックルアーム３０には、左右前輪ＦＬ，ＦＲが固定されている。前輪ＦＬ，ＦＲは、ラックバー２８が車幅方向に変位することにより転舵される。
【００１９】
上記の構成において、ステアリングホイール１８が操作されると、ステアリングシャフト２０が回転し、その回転に伴ってピニオンが回転する。ステアリングギヤボックス２６のピニオンとラックギヤとの間には、摩擦力が作用している。かかる摩擦力を越えるトルクでピニオンが回転すると、ラックバー２８が車幅方向に変位することで、前輪ＦＬ，ＦＲが転舵される。ステアリングホイール１８が上記と反対の方向に回転された場合は、ラックバー２８が上記の車幅方向と反対方向に変位することで、前輪ＦＬ，ＦＲが上記と反対方向に転舵される。従って、本実施形態の操舵装置１０によれば、運転者がステアリングホイール１８にある程度大きな操舵トルクを付与することで、ギヤ比可変機構２４で設定されたギヤ比により、前輪ＦＬ，ＦＲを左右方向に転舵し、車両を旋回させることが可能となる。
【００２０】
またステアＥＣＵ１４には、ギアボックス２６内に設けられたモータ３２が接続されている。モータ３２は、ドライバの操舵トルクを補助する補助操舵トルクを発生し、ラックバー２８の車幅方向の変位をアシストする。
【００２１】
ところで、車両が高速で走行する場合に低速走行時と同等の操舵支援量が付与されると、ステアリングホイール１８の少しの操作でラックバー２８が大きく変位することで、車両の直進安定性が著しく損なわれるおそれがある。このため、ステアリングホイール１８の操作に応じて付与される操舵支援量は、車両の速度が高速であるほど小さい方が好ましい。そこで、ステアＥＣＵ１４には、車速を検出するために車速センサ３４が接続されている。
【００２２】
緊急判定ＥＣＵ１２には、前方障害物検知センサ３６および自車状態量検知センサ３８が接続されている。前方障害物検知センサ３６は、車両前部のバンパー等に鉛直方向に延びるレーダアンテナを回動させることにより、所定のビーム角の広がりをもって信号の送受信を行う。緊急判定ＥＣＵ１２は、前方障害物検知センサ３６から供給される信号に適当な処理を施すことにより、車両前方の検出範囲内に存在する障害物を検出する。
【００２３】
また、自車状態量検知センサ３８は、車速Ｖに応じた周期でパルス信号を出力する車速センサ、車両の重心回りの回転角速度に応じた信号を出力するヨーレートセンサ、ステアリングホイール１８の操舵角θに応じた信号を出力する操舵角センサ、および、ブレーキペダルのストロークＳに応じた信号を出力するストロークセンサを備えている。緊急判定ＥＣＵ１２は、自車状態量検知センサ３８から出力される信号に基づいて、車速Ｖ、ヨーレートγ、操舵角θ、および、ペダルストロークＳを検出する。
【００２４】
ブレーキＥＣＵ１６には、ストロークセンサ４０が接続されている。ストロークセンサ４０は、ブレーキペダルのストロークＳに応じた電気信号を出力する。ストロークセンサ４０の出力信号は、ブレーキＥＣＵ１６に供給される。ブレーキＥＣＵ１６は、ストロークセンサ４０の出力信号に基づいて、図示しないブレーキ装置を制御して、ブレーキペダルの操作量に応じた制動力を生じさせる。
【００２５】
次に、上記した構成の操舵装置１０による操舵支援制御について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
まず、ステップＳ１において、緊急判定ＥＣＵ１２は、車両が緊急状態にあるか否かを判定する。すなわち、緊急判定ＥＣＵ１２は、前方障害物検知センサ３６の出力信号から自車両と前方障害物との相対距離Ｌを演算し、その相対距離Ｌと、自車状態量検知センサ３８の出力信号に基づいて検出した車速Ｖとにより、相対速度Ｖｒを演算する。そして、相対距離Ｌ、相対速度Ｖｒ、および自車速Ｖの関係に基づいて自車両が前方障害物に衝突する可能性を演算する。
【００２７】
そして、衝突の可能性がないと判定した場合は、操舵支援量を増加させることなくそのまま維持した状態で、操舵支援制御を終了する。一方、衝突の可能性が有ると判定した場合は、ステップＳ２に移る。ステップＳ２において、ステアＥＣＵ１４は、操舵角センサ２２からの信号により、ドライバによる操舵操作が有ったか否かを判定する。そして、操舵操作がないと判定した場合は、ステップＳ３に移る。
【００２８】
ステップＳ３において、ステアＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ１６からの信号に基づいて、ブレーキ操作が有ったか否かを判定する。そして、ブレーキ操作が無かった場合は、操舵支援量を増加させることなくそのまま維持した状態で、操舵支援制御を終了する。一方、ブレーキ操作が有った場合は、ステップＳ４に移る。
【００２９】
ステップＳ４において、ブレーキＥＣＵ１６は、ストロークセンサ４０からの検出信号に基づいて、ドライバのブレーキペダルの踏力（ストローク量）Ｆｂ、及び踏み込み速度（ストローク速度）Ｖｂを演算する。このように、ブレーキＥＣＵ１６及びストロークセンサ４０は、踏力検出手段及び踏み込み速度検出手段を構成する。そして、ステアＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ１６から送られる踏力Ｆｂ、及び踏み込み速度Ｖｂのデータに基づいて、ドライバの操舵特性を推定する。
【００３０】
すなわち、ステアＥＣＵ１４は、踏力Ｆｂが所定の基準値Ｆｃを下回るか否か、および、踏み込み速度Ｖｂが所定の基準値Ｖｃを下回るか否かを判定する。一般的に、ブレーキ操作を上手く行えない一般のドライバは、緊急時に十分な操舵操作ができない可能性が高い。このようにブレーキ操作の優劣と操舵操作の優劣には高い相関があるため、本実施形態では、このブレーキ操作に基づいてドライバの操舵特性を推定する。ここで、所定の基準値Ｆｃ，Ｖｃは、次のようにして定められる。まず、一般ドライバとプロドライバについて、緊急時におけるブレーキペダルの踏力Ｆｂ及び踏み込み速度Ｖｂの統計を予め取得する。そして、取得したデータから、一般ドライバのブレーキ操作であると判定する閾値として、基準値Ｆｃ，Ｖｃを定める。
【００３１】
このように定められた所定の基準値Ｆｃ，Ｖｃに基づいて、ステアＥＣＵ１４は、踏力Ｆｂ及び踏み込み速度Ｖｂの双方とも基準値Ｆｃ，Ｖｃ以上である場合は、操舵特性が優れると判定して、操舵支援量を増加させることなくそのまま維持した状態で、操舵支援制御を終了する。一方、踏力Ｆｂ及び踏み込み速度Ｖｂの少なくともいずれかが基準値Ｆｃ，Ｖｃを下回る場合は、操舵特性が劣ると判定して、ステップＳ５に移り操舵支援量を増加させる。
【００３２】
ここで、操舵支援量の増加量は、次のようにして設定される。すなわち、図３に示すように、一般ドライバとプロドライバとについて、車速に応じて複数の操舵特性が予め求められている。実線Ｌ１で示すプロドライバの操舵特性は、破線Ｌ２で示す一般ドライバの操舵特性と比べて、操舵初期の操舵速度が格段に速く、操舵波形が滑らかに早く立ち上がる。従って、切り返し時の操舵に余裕ができ、車両挙動が安定する。一方、一般ドライバによる操舵操作では、切り返し時の操舵を速くしなければならないため、車両が非常に不安定な状態になってスピンする可能性が高くなる。
【００３３】
そこで、ステップＳ４においてＹＥＳと判定され、ドライバの操舵特性が劣ると判定された場合は、一般ドライバの操舵特性Ｌ２を基準として、プロドライバの初期操舵特性Ｌ１となるように、操舵支援量としてのギヤ比と補助操舵トルク量とを調整して準備しておく。これにより、実際に操舵操作が行われたとき、プロドライバの操舵特性に近い初期操舵が得られる。なお、このようにして初期値を設定した後は、プロドライバの操舵波形（時系列データ）になるように、フィードバック制御により、ギヤ比と補助操舵トルク量を調整する。
【００３４】
一方、ステップＳ２において操舵操作が有ったと判定した場合は、ステップＳ６に移る。そして、操舵速度Ｖｓが目標値Ｖｇを下回るか否かが判定される。目標値Ｖｇとしては、図３で示したプロドライバの操舵特性における操舵速度とする。そして、操舵速度Ｖｓが速くて目標値Ｖｇ以上となる場合は、アンダーステアが発生し、車両安定制御（ＶＳＣ）が作動する状況にならない限り、操舵支援制御を終了する。これに対し、操舵速度Ｖｓが目標値Ｖｇを下回る場合は、フィードバック制御により、目標の操舵速度Ｖｇになるようにギヤ比を下げ、更にギヤ比を下げたことによりステアリングが重くならないように、補助操舵トルク量を増加させる。
【００３５】
このように、本実施形態に係る操舵装置１０では、操舵操作がなくブレーキ操作があった場合、ドライバのブレーキペダルの踏力及び踏み込み速度に基づいて操舵特性を推定する。そして、操舵特性が劣ると判定した場合に操舵支援量を増加させ、操舵特性が優れると判定した場合に操舵支援量の増加を中止する。その結果、操舵特性が劣るドライバに対しては操舵支援量を増加させて適切に操舵支援することができる一方、操舵特性が優れるドライバに対しては操舵支援量の増加を中止することで、違和感を抑えることができる。
【００３６】
特に、踏力及び踏み込み速度の検出値は、車両の緊急状態を検出したときに検出された値であるため、車両が緊急状態にあるときの操舵特性を的確に反映することができ、操舵操作をより適切に支援することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る操舵装置では、操舵操作があった場合は、操舵速度の検出値が目標値を下回る場合に、フィードバック制御により目標値となるように操舵支援量を増加させるため、操舵の技量に合わせて操舵支援することができ、ドライバに与える違和感を抑えて適切に操舵支援することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ドライバのブレーキ操作特性に基づいて操舵特性を推定し、推定した操舵特性に基づいて操舵支援量を増加させるか否かを判断する、いわゆるオンオフの制御を行っていたが、ステップＳ４の判定を省略し、実際に検出した踏力及び踏み込み速度に応じて、操舵支援量を設定しても良い。すなわち、図４（ａ）に示すように、踏力についてアシストゲイン（α）を設定し、図４（ｂ）に示すように、踏み込み速度についてアシストゲイン（β）を設定しておく。そして、これらアシストゲイン（α）とアシストゲイン（β）の積について、図４（ｃ）に示すように、ギヤ比を設定しておく。更に、設定されたギヤ比に応じて、操舵補助トルク量を設定しておく。このようにすれば、ドライバのアシストゲイン（α）とアシストゲイン（β）の積はブレーキの操作特性を反映しているため、ドライバのブレーキ操作特性に応じて操舵支援量を設定することができる。なお、踏力のみに基づいてギヤ比を設定してもよく、また踏み込み速度のみに基づいてギヤ比を設定してもよい。
【００３９】
また、緊急状態として自車両が前方の障害物に衝突する状態を認識する場合について説明したが、これに限定されず、例えば車両が所定の走行レーンから逸脱する状態などを緊急状態として認識することとしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態ではドライバの操舵特性をブレーキ操作特性に基づいて推定していたが、操舵特性はスイッチ手段によりドライバが設定するようにしてもよく、またハンドル操舵特性を実際に検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態に係る車両の操舵装置のシステム構成図である。
【図２】実施形態に係る操舵装置による操舵支援制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】プロドライバと一般ドライバの操舵特性を示す図である。
【図４】ブレーキペダルの踏力及び踏み込み速度に基づいてギヤ比を設定する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…操舵装置、１２…緊急判定ＥＣＵ、１４…ステアＥＣＵ、１６…ブレーキＥＣＵ、２２…操舵角センサ、２４…ギヤ比可変機構、３２…モータ、４０…ストロークセンサ。
【図１】
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【図２】
2007118863.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007118863.tif 000006