转轮控制装置的制造方法_4

文档序号:8366793阅读:来源:国知局
的驾驶员的转轮负担,白线的曲率越大,使转轮反作用力特性的斜率越小,但在该现有技术中,曲率越大,与保舵扭矩的变化相对的转轮角的变动越大,因此车辆对转轮扭矩的灵敏度变高。也就是说,通过使转轮反作用力特性与白线的曲率相应地向与自校准扭矩相同的方向偏移,能够实现兼顾减轻转弯时的驾驶员的转轮负担与用以进行前进路线修正。
[0140][转轮反作用力扭矩偏移部]
[0141]图15是转轮反作用力扭矩偏移部36的控制框图。
[0142]横摆角运算部36a运算前方注视点处的横摆角。基于由摄像机17拍摄到的行驶道路的影像来运算横摆角,由此能够简单且高精度地检测横摆角。
[0143]横向位置运算部36b分别运算前方注视点处的相对于左右白线的横向位置以及当前位置的相对于左右白线的横向位置。在此,在本车辆跨越白线而移动到相邻的行驶车道、即进行了变道的情况下,横向位置运算部36b替换当前位置的相对于左右白线的横向位置。也就是说,将相对于到达白线前的左白线的横向位置设为相对于到达白线后的右白线的横向位置,将相对于到达白线前的右白线的横向位置设为相对于到达白线后的左白线的横向位置。此外,在变道至车道宽度不同的行驶车道的情况下,将变道后的行驶车道的车道宽度W2除以变道前的行驶车道的车道宽度W i而得到的值W ^W1乘以替换后的横向位置,来对横向位置进行校正。在此,从导航系统24获取各行驶车道的车道宽度信息。
[0144]与偏离余量时间相应的反作用力运算部39基于车速、横摆角以及前方注视点处的相对于左右白线的横向位置来运算与偏离余量时间相应的反作用力。关于与偏离余量时间相应的反作用力运算部39的详细情况在后文叙述。
[0145]与横向位置相应的反作用力运算部40基于当前位置的相对于左右白线的横向位置来运算与横向位置相应的反作用力。关于与横向位置相应的反作用力运算部40的详细情况在后文叙述。
[0146]反作用力选择部36c选择与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值较大的一方,来作为转轮反作用力扭矩偏移量。
[0147]限幅处理部36d对转轮反作用力扭矩偏移量的最大值和变化率的上限进行限制。例如,将最大值设为2Nm,将变化率的上限设为lONm/s。
[0148]图16是与偏尚余量时间相应的反作用力运算部39的控制框图。
[0149]乘法器39a将横摆角乘以车速来求出车辆的横向速度。
[0150]除法器39b将前方注视点处的相对于左白线的横向位置除以横向速度,来求出相对于左白线的偏离余量时间。
[0151]除法器39c将前方注视点处的相对于右白线的横向位置除以横向速度,来求出相对于右白线的偏离余量时间。
[0152]偏离余量时间选择部39d选择相对于左右白线的偏离余量时间中的较短的一方来作为偏尚余量时间。
[0153]与偏离余量时间相应的反作用力运算部39e基于偏离余量时间来运算与偏离余量时间相应的反作用力。与偏离余量时间相应的反作用力具有与偏离余量时间成反比例(与偏离余量时间的倒数成比例)且在3秒以上大致变为零的特性。
[0154]图17是与横向位置相应的反作用力运算部40的控制框图。
[0155]减法器40a从预先设定的目标左侧横向位置(例如,90cm)减去相对于左车道的横向位置,来求出相对于左车道的横向位置偏差。
[0156]减法器40b从预先设定的目标右侧横向位置(例如,90cm)减去相对于右车道的横向位置,来求出相对于右车道的横向位置偏差。
[0157]横向位置偏差选择部40c选择相对于左右车道的横向位置偏差中的较大的一方来作为横向位置偏差。
[0158]与横向位置偏差相应的反作用力运算部40d基于横向位置偏差来运算与横向位置相应的反作用力。设为横向位置偏差越大则与横向位置相应的反作用力越大的特性,并设定上限。
[0159][与横向位置相应的反作用力偏移控制作用]
[0160]关于与横向位置相应的反作用力偏移控制,将与横向位置相应的反作用力作为转轮反作用力扭矩偏移量来与转轮反作用力扭矩相加。由此,如图18所示,到白线的距离越短,表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。此外,图18是靠近右车道的情况,在靠近左车道的情况下,向与图18相反的方向偏移。
[0161]在此,在以往的转轮反作用力控制中,考虑以下情况:由于驾驶员不经意地进行向右方的偏转增加操作而导致车辆的行驶位置向右侧偏移,之后驾驶员通过修正转轮使行驶位置返回到行驶车道中央附近。将驾驶员进行不经意的操作时的转轮角和转轮扭矩设为图19的特性A上的点位置。与图13同样地,将特性A设为在设定为模拟通常的转轮装置而得到的转轮反作用力特性时的表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性。为了使行驶位置从该状态返回到行驶车道中央附近,需要使前轮向左转向,因此驾驶员持续进行向转轮角中立位置的偏转返回操作,并从转轮角中立位置起进行偏转增加操作,使方向盘与目标角度θ5—致。此时,在上述现有技术中,转轮角中立位置(转轮角零点)与转轮扭矩中立位置(转轮扭矩零点)一致,因此使转轮扭矩减少到转轮角中立位置为止,如果跨越转轮角中立位置,则需要使转轮扭矩增加。也就是说,在进行跨越转轮角中立位置的修正转轮时,转轮扭矩的符号反转,驾驶员控制力的方向发生切换,并且在转轮扭矩中立位置附近,与其它转轮角区域相比,与转轮扭矩的变化量相对的转轮角的变化量显著变小,因此驾驶员的转轮负担增大,难以将方向盘控制为目标角度Θ 5。由此,存在以下问题:车辆的行驶位置易于过度变化,由此导致修正转轮量增大。
[0162]与此相对地,在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中,到白线的距离越短,使与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移,由此,表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性如图20所示那样向转轮扭矩的绝对值变大的方向偏移,随着到白线的距离变短而从特性A向特性C连续地变化。此时,为了维持转轮角,需要增加转轮扭矩,如果转轮扭矩固定,则方向盘6 —点点地返回到转轮角中立位置(点P1—点P 2),能够抑制由于驾驶员不经意地进行的偏转增加操作而导致车辆的行驶位置向右侧偏移。另一方面,在驾驶员维持转轮角的情况下,转轮角和转轮扭矩从点P1向点P3移动。当从该状态起驾驶员进行修正转轮时,在特性C的情况下转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移,因此在从转轮角中立位置起进行偏转增加操作时,在到达转轮扭矩中立位置之前的期间,转轮扭矩的符号不反转。因此,驾驶员仅通过使转轮扭矩减少,并在方向盘6为目标角度时停止方向盘6的旋转,就能够控制前轮5L、5R的转向角。也就是说,在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中,驾驶员控制力的方向不易切换,因此能够使驾驶员更容易地进行修正转轮。其结果,车辆的行驶位置不易过度变化,因此能够减少修正转轮量。
[0163]以往,已知如下一种技术:为了抑制由驾驶员的不经意的操作导致行驶位置发生偏移,越靠近白线越增大转轮反作用力,但是在该现有技术中,仅仅是越靠近白线越对方向盘施力,由于转轮反作用力特性中的转轮扭矩中立位置始终与转轮角中立位置一致,因此在跨越转轮角中立位置的修正转轮的情况下,转轮扭矩的符号反转,不能减轻驾驶员的转轮负担。也就是说,到白线的距离越短,使与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移,由此能够实现兼顾抑制行驶位置的偏移与减轻驾驶员的转轮负担。
[0164]另外,在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中,到白线的距离越短越增大偏移量,因此到白线的距离越短,转轮扭矩中立位置越向远离转轮角中立位置的位置偏移。在驾驶员进行使车辆的行驶位置返回到行驶车道中央附近的修正转轮的情况下,越靠近白线,越需要增大从转轮角中立位置起的偏转增加操作量。此时,如果转轮扭矩中立位置相对于转轮角中立位置的偏移量小,则有可能在方向盘成为目标角度之前转轮扭矩越过中立位置而使转轮扭矩的符号反转。因此,到白线的距离越短越增大偏移量,由此能够抑制转轮扭矩越过中立位置。
[0165]在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中,横向位置运算部36b在本车辆到达白线时,替换当前位置的相对于左右白线的横向位置。在与横向位置相应的反作用力偏移控制中,本车辆离行驶车道中央附近越远,越增大转轮反作用力,由此本车辆易于返回到行驶车道中央附近。也就是说,将横摆角积分值(横向位置变化)视为干扰,控制转轮反作用力使得向横摆角积分值消失的方向引导车辆。因此,在进行了变道的情况下,需要重置横摆角积分值。原因在于,在假设没有重置横摆角积分值的情况下,在变道后,用于使车辆返回到变道前的行驶车道中央附近的转轮反作用力仍继续发挥作用,因此会妨碍驾驶员的操作。此外,仅将积分值设为零无法将车辆引导至变道后的行驶车道中央附近。
[0166]因此,在实施例1中,在本车辆到达白线的情况下,视为驾驶员的有意的操作,因此在该情况下替换当前位置的相对于左右白线的横向位置,换句话说,通过使横摆角积分值的符号反转,使引导本车辆的位置从变道前的行驶车道中央附近替换为变道后的行驶车道中央附近,能够生成用于将本车辆引导至变道后的行驶车道中央附近的转轮反作用力。此时,考虑了变道后的行驶车道的车道宽度W2相对于变道前的行驶车道的车道宽度^的比率W2ZiW1,因此能够设定正确的横向位置,能够设定用于将本车辆引导至行驶车道中央附近的最佳的偏移量。
[0167][与偏尚余量时间相应的反作用力偏移控制作用]
[0168]关于与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制,将与偏离余量时间相应的反作用力作为转轮反作用力扭矩偏移量与转轮反作用力扭矩相加。由此,如图18所示,偏离余量时间越短,使表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。此外,图18是靠近右车道的情况,在靠近左车道的情况下,向与图18相反的方向偏移。
[0169]因此,如图20所示,表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性向转轮扭矩的绝对值变大的方向偏移,随着偏离余量时间变短而从特性A向特性C连续地变化。此时,为了维持转轮角,需要增加转轮扭矩,如果转轮扭矩固定,则方向盘6—点点地返回到转轮角中立位置(点P: —点P2),因此能够抑制由于驾驶员的不经意的偏转增加操作而导致车辆的行驶位置向右侧偏移。另一方面,在驾驶员维持了转轮角的情况下,转轮角和转轮扭矩从点P1向点P3移动。当从该状态起驾驶员进行修正转轮时,在特性C的情况下转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移,因此在从转轮角中立位置起进行偏转增加操作时,在到达转轮扭矩中立位置之前的期间内,转轮扭矩的符号不反转。由此,驾驶员仅通过使转轮扭矩减少并在方
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