專利名稱：車輛的動力轉向控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種當前方存在障礙物時適當地控制駕駛員的轉向操縱力矩的輔助力矩的車輛動力轉向控制裝置。
背景技術：
近年，提出有檢測本車輛的前方障礙物，以避免撞上前方障礙物的各種車輛駕駛支持系統。通常，為了避免撞上前方障礙物，進行剎車操作和轉彎操作，作為通過轉彎操作躲開前方障礙物的技術，例如在日本特開2009-137344號公報(以下，稱專利文獻I)公開了如下的轉向操縱力控制裝置的技術當在本車輛前方檢測到物體，并且危險度(富余時間的倒數)在第一危險度以上時，在增加針對基于駕駛員的轉向操作狀態的基礎輔助力矩的第一校正增益和針對基于車輛的反應狀態的反應穩定化輔助力矩的第二校正增益的基礎上計算出總輔助力矩，使得駕駛員能夠以較低的轉向操縱力矩容易進行躲避轉向操縱。 專利文獻I :日本特開2009-137344號公報但是，在車輛通過轉向操縱躲避前方障礙物時，通過轉向操縱躲避作為躲避對象的障礙物之后，為了躲避而進行的過度的轉向操作可能導致出現不穩定且危險的情況。根據上述的專利文獻I所公開的技術，雖然通過基于車輛的反應狀態的反應穩定化輔助力矩來抑制該車輛反應，但是始終在輔助力矩的增加區域進行校正，因此不能抑制駕駛員的過大的轉向操縱，不能進行有效的應對。

發明內容
本發明是鑒于上述問題而提出的，本發明的目的在于提供一種車輛的動力轉向控制裝置，該裝置能夠合理地預測駕駛員通過轉向操縱來躲避前方障礙物的一系列轉向操縱狀況，合理地設置從通過轉向操縱來躲避前方障礙物起到躲避后為止發生的針對駕駛員的轉向操縱力矩的輔助力矩，從而提高安全性以及可靠性。本發明所提供的一種車輛的動力轉向控制裝置，具備基礎輔助力矩設置單元，基于車輛的駕駛狀態，設置作為轉向操縱力矩的輔助力矩的基礎值的基礎輔助力矩；前方障礙物信息檢測單元，檢測本車輛的前方障礙物信息；輔助力矩校正單元，當所述前方障礙物信息檢測單元檢測出前方障礙物時，判定針對該前方障礙物的由轉向操縱引起的躲避狀態，在達到預先設置的能夠判斷為通過轉向操縱來躲避了所述前方障礙物的轉向操縱狀態為止，校正所述基礎輔助力矩使之變大，另外在所述預先設置的能夠判斷為通過轉向操縱來躲避了所述前方障礙物的轉向操縱狀態下，校正所述基礎輔助力矩使之變小；轉向控制單元，驅動并控制基于所述設置的基礎輔助力矩來輔助調節轉向操縱力矩的驅動單元。根據本發明的車輛的動力轉向控制裝置，能夠合理地預測駕駛員通過轉向操縱來躲避前方障礙物的一系列轉向操縱狀況，合理地設置從通過轉向操縱來躲避前方障礙物起到躲避后為止發生的針對駕駛員的轉向操縱力矩的輔助力矩，從而提高安全性以及可靠性。


圖I是根據本發明的一實施方式的車輛的轉向操縱系統的結構說明圖；圖2是根據本發明的一實施方式的動力轉向控制程序的流程圖；圖3是示出根據本發明的一實施方式的基礎輔助力矩的特性的一例的說明圖；圖4是根據本發明的一實施方式的重疊率的說明圖；圖5是根據本發明的一實施方式的輔助力矩校正值的特性圖。主要符號說明1為電動動力轉向裝置，4為轉向盤，5為齒輪軸，11為輔助傳遞機構，12為電動發動機，20為轉向操縱控制部(基礎輔助力矩設置單元，輔助力矩校正單元，轉向控制單元)，21為發動機驅動部，31為圖像識別裝置(前方障礙物信息檢測單元)，32 為車速傳感器，33為轉向操縱力矩傳感器。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明本發明的實施方式。在圖I中，符號I表示電動動力轉向裝置，該電動動力轉向裝置I中的轉向軸2通過轉向柱3可自由轉動地被車體框架(未圖支撐，且其一端朝駕駛座側延伸，另一端向發動機艙側延伸。在轉向軸2的駕駛座側端部固定安裝有方向盤4，并且在朝發動機艙側延伸的端部連接有齒輪軸5。在發動機艙裝配有沿著車身寬度方向延伸的轉向齒輪箱6，齒條軸7可自由往返移動地貫通該轉向齒輪箱6，同時被轉向齒輪箱6支撐。形成于該齒條軸7的齒條(未圖示)和形成于齒輪軸5的齒輪(未圖示)相嚙合，形成齒條-齒輪式的轉向齒輪機構。并且，齒條軸7的左右兩端分別突出于轉向齒輪箱6的端部，該齒條軸7的端部通過拉桿8連接有前轉向節9。該前轉向節9支撐作為轉向輪的左右輪10LU0R使左右輪自由地轉動，同時通過主銷(未圖示)可自由轉向地被車體框架支撐。因此，操縱方向盤4，使轉向軸2、齒輪軸5旋轉，則該齒輪軸5的旋轉引起齒條軸7向左右方向移動，且該移動引起前轉向節9以主銷(未圖示)為中心進行轉動，使左右輪10LU0R向左右方向轉向。并且，齒輪軸5通過輔助傳遞機構11連接于電動發動機12，用該電動發動機12輔助調節施加在方向盤4上的轉向操縱力矩。電動發電機12以后述的轉向操縱控制部20設置的控制量(本實施方式中為輔助力矩Ta)，由發動機驅動部21控制驅動。并且，控制量也可以是對應于輔助力矩Ta的電流值。轉向操縱控制部20與檢測前方障礙物信息的圖像識別裝置31、檢測(本車)車速V的車速傳感器32、檢測施加于方向盤4的轉向操縱力矩Ts的轉向操縱力矩傳感器33連接。圖像識別裝置31從在車內的天花板前方隔著預定間隔安裝的左右一組CXD攝像機(未圖示)獲得圖像信息，同時從車速傳感器32獲得本車車速V等，其中，左右一組CCD攝像機從不同的視角立體拍攝車外的對象并輸出拍攝的圖像信息，且使用電荷耦合元件(CXD)等固體拍攝元件。并且，基于這些信息，圖像識別裝置31基于來自立體攝像機的圖像信息，識別本車輛前方的立體物數據和白線數據等的前方信息，且基于這些識別信息等估計本車行走路線。而且，圖像識別裝置31檢查在本車行走路線上是否存在立體物，若存在立體物，則將離本車最近的立體物識別為障礙物，即通過剎車進行的防撞控制的控制對象。在此，圖像識別裝置31例如按照下述方式處理來自立體攝像機的圖像信息。首先，對于用立體攝像機拍攝本車行進方向的一組成對的立體圖像，基于三角測量的原理，從對應位置的偏移量生成距離信息。并且，對該距離信息進行公知的分組處理，進行分組處理的距離信息與預先設置的三維的道路形狀數據和立體物數據等進行比較，從而提取白線數據、沿著道路存在的護欄、路緣石等的側壁數據、車輛等的立體物數據等。而且，圖像識別裝置31基于白線數據和側壁數據、所估計的本車行進方向等來估計本車行走路線，將存在于本車行走路線前方的最近的立體物提取(檢測)為作為防撞控制的控制對象的障礙物。并且，檢測出障礙物時，作為此障礙物信息計算本車輛和障礙物之間的相對距離d、障礙物的移動速度Vf (=(相對距離d的變化率)+本車車速V)、障礙物的減速度af (=障礙物的移 動速度Vf的導數)等。如此，在本實施方式中，圖像識別裝置31具有作為前方障礙物信息檢測單元的功能。而且，在本實施方式中基于來自立體攝像機的圖像信息來識別、檢測前方障礙物信息，但是也可以基于來自單眼攝像機的圖像信息來進行識別。轉向操縱控制部20構成為，基于車速V和轉向操縱力矩Ts設置基礎輔助力矩Tb，當在圖像識別裝置31中檢測出前方障礙物時，計算障礙物和本車輛的寬度方向上的重疊率RL(針對本車輛的寬度，本車輛的寬度和障礙物的寬度重疊的比例圖4)，當重疊率的絕對值|rl|大于預先設置的閾值rls時校正基礎輔助力矩使之變大，當重疊率的絕對值Irl在預先設置的閾值RLS以下時校正基礎輔助力矩使之變小，將計算的值作為控制量(輔助力矩Ta)輸出到發動機驅動部21。由此，轉向操縱控制部20具有作為基礎輔助力矩設置單元、輔助力矩校正單元、轉向控制單元的功能。并且，發動機驅動部21具有作為驅動單元的功能。接下來，通過圖2的流程圖來說明在上述的轉向操縱控制部20中執行的動力轉向控制。首先，在步驟(以下，簡稱“S”)101中，讀取必要的參數，即障礙物信息、本車車速V、轉向操縱力矩Ts。其次，進入S102，判斷是否存在障礙物，當存在障礙物時進入S103，并參照預先設置的映射關系(例如圖3所示)，基于車速V和轉向操縱力矩Ts來設置作為轉向操縱力矩的輔助力矩的基礎值的基礎輔助力矩Tb。接著，進入S104，計算障礙物和本車輛的寬度方向上的重疊率RL(=相對本車輛的寬度，本車輛的寬度和障礙物的寬度重疊的比例)。例如圖4所示，該重疊率RL的計算方法為，當障礙物在本車輛的右側與其重疊時(如圖4(a))，取“ + ”號，并且其值為{(本車輛的右端坐標)_(障礙物的左端坐標)}/(本車輛的寬度)。反之，當障礙物在本車輛的左側與其重疊時(如圖4(b))，取號，且其值為{(本車輛的左端坐標)_(障礙物的右端坐標)}/(本車輛的寬度)。隨后，進入S105，參照預先通過實驗、計算等而求出的輔助力矩校正值GR的特性圖(如圖5所示)，設置對應于重疊率的絕對值|rl|的輔助力矩校正值gr，進入sio6。另外，當上述S102的判斷結果為不存在障礙物時，進入S107，將輔助力矩校正值GR設為I (GR = 1)，然后進入S106。
由此，在S105或者S107中設置輔助力矩校正值GR，然后進入S106，將基礎輔助力矩Tb和輔助力矩校正值GR相乘而計算輔助力矩Ta (Ta = GR -Tb)，計算出的值作為控制量(輔助力矩Ta)輸出到發動機驅動部21。在此，輔助力矩校正值GR的特性如圖5所示，當取不存在障礙物時所設置的(作為基準而設置)gr= I的值時，重疊率的絕對值|rl|的值為rls，當輔助力矩校正值gr被設置為大于I的值，使得輔助力矩Ta被校正為變大時的重疊率的絕對值|RL|區域為大于RLS的區域。另外，當輔助力矩校正值GR被設置為小于I的值，使得輔助力矩Ta被校正為變小時的重疊率的絕對值|rl|的區域為小于rls的區域。S卩，重疊率的絕對值|rl|以rls為閾值，當大于該閾值rls時輔助力矩校正值gr被設置為大于I的值，將駕駛員的轉向操縱力矩校正為小于沒有障礙物的平常情況下的轉向操縱力矩，使得駕駛員可以容易進行躲避轉向操縱。反之，當重疊率的絕對值IrlI在閾值RLS以下時，判斷為通過轉向操縱來躲避了前方障礙物，將輔助力矩校正值GR設置為小于I的值，將駕駛員的轉向操縱力矩校正為大于沒有障礙物的平常情況下的轉向操縱力矩，以防止駕駛員進行過度的躲避轉向操縱。因此，能夠合理地預測駕駛員通過轉向操縱 來躲避前方障礙物的一系列轉向操縱狀況，合理地設置從通過轉向操縱來躲避前方障礙物起到躲避后為止發生的針對駕駛員的轉向操縱力矩的輔助力矩，從而提高安全性以及可靠性。
權利要求
1.一種車輛的動カ轉向控制裝置，其特征在于具備 基礎輔助力矩設置単元，基于車輛的駕駛狀態，設置作為轉向操縱カ矩的輔助力矩的基礎值的基礎輔助力矩； 前方障礙物信息檢測單元，檢測本車輛的前方障礙物信息； 輔助力矩校正単元，當所述前方障礙物信息檢測單元檢測出前方障礙物時，判定針對該前方障礙物的由轉向操縱引起的躲避狀態，在達到預先設置的能夠判斷為通過轉向操縱來躲避了所述前方障礙物的轉向操縱狀態為止，校正所述基礎輔助力矩使之變大，另外在所述預先設置的能夠判斷為通過轉向操縱來躲避了所述前方障礙物的轉向操縱狀態下，校正所述基礎輔助力矩使之變小； 轉向控制単元，驅動并控制基于所述設置的基礎輔助力矩來輔助調節轉向操縱カ矩的驅動單元。
2.根據權利要求I所述的車輛的動力轉向控制裝置，其特征在于，在所述輔助力矩校正単元中判定針對所述前方障礙物的由轉向操縱引起的躲避狀態時，以所述前方障礙物和本車輛的重疊率來進行判定，當該重疊率的絕對值在預先設置的閾值以下時判定為處于能夠判斷為通過轉向操縱來躲避了所述前方障礙物的轉向操縱狀態。
3.根據權利要求I或者2所述的車輛的動力轉向控制裝置，其特征在于，在所述輔助力矩校正單元被校正而變大或者變小的基礎輔助力矩的值，以在未檢測出所述前方障礙物的狀態下所設置的基礎輔助力矩的值為基準。
全文摘要
本發明公開車輛的動力轉向控制裝置。本發明合理地預測駕駛員通過轉向操縱來躲避前方障礙物的一系列轉向操縱狀況，合理地設置從通過轉向操縱來躲避前方障礙物起到躲避后為止發生的針對駕駛員的轉向操縱力矩的輔助力矩，從而提高安全性以及可靠性。轉向操縱控制部(20)基于車速(V)和轉向操縱力矩(Ts)設置基礎輔助力矩(Tb)。當圖像識別裝置(31)檢測出前方障礙物時，計算障礙物和本車輛在寬度方向上的重疊率(RL)，且當重疊率的絕對值|RL|大于預先設置的閾值(RLS)時校正基礎輔助力矩使之變大，當在預先設置的閾值(RLS)以下時校正基礎輔助力矩使之變小，從而將計算的值作為控制量(輔助力矩Ta)輸出到發動機驅動部(21)。
文檔編號B62D6/00GK102673635SQ201210068728
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者加藤寬基, 澤田慎司 申請人:富士重工業株式會社