IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 日野自動車株式会社の特許一覧

<>
  • 特開-操舵基準位置調整装置 図1
  • 特開-操舵基準位置調整装置 図2
  • 特開-操舵基準位置調整装置 図3
  • 特開-操舵基準位置調整装置 図4
  • 特開-操舵基準位置調整装置 図5
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024128469
(43)【公開日】2024-09-24
(54)【発明の名称】操舵基準位置調整装置
(51)【国際特許分類】
   B62D 6/00 20060101AFI20240913BHJP
【FI】
B62D6/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023037457
(22)【出願日】2023-03-10
(71)【出願人】
【識別番号】000005463
【氏名又は名称】日野自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100130052
【弁理士】
【氏名又は名称】大阪 弘一
(72)【発明者】
【氏名】佃 駿甫
【テーマコード(参考)】
3D232
【Fターム(参考)】
3D232CC20
3D232DA03
3D232DA19
3D232DA22
3D232DA23
3D232DA32
3D232DA84
3D232DC38
3D232DD02
3D232DD15
3D232EA01
3D232EB04
3D232EB16
3D232GG01
(57)【要約】
【課題】ステアリングの操舵基準位置の調整のやり直しを不要とすることができる操舵基準位置調整装置を提供する。
【解決手段】操舵基準位置調整装置1は、ステアリング3を操舵する操舵アクチュエータ6と、ステアリング3をゼロ点位置(操舵基準位置)に保持した状態で車両2を開始地点Psから終了地点Peまで走行させる際に、開始地点Ps及び終了地点Peにおける車両2の横位置を検出する外部センサ4と、外部センサ4により検出された開始地点Ps及び終了地点Peにおける車両2の横位置に基づいて、開始地点Psから終了地点Peまでの間における車両2の横ずれ量を算出する横位置ずれ算出部13と、横位置ずれ算出部13により算出された車両2の横ずれ量に応じてゼロ点位置を補正するように操舵アクチュエータ6を制御する操舵制御部15とを備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のステアリングの操舵基準位置を調整する操舵基準位置調整装置であって、
前記ステアリングを操舵する操舵駆動部と、
前記ステアリングを前記操舵基準位置に保持した状態で前記車両を開始地点から終了地点まで走行させる際に、前記開始地点及び前記終了地点における前記車両の横方向の位置を検知する横位置検知部と、
前記横位置検知部により検知された前記開始地点及び前記終了地点における前記車両の横方向の位置に基づいて、前記開始地点から前記終了地点までの間における前記車両の横方向の位置ずれ量を算出する横位置ずれ算出部と、
前記横位置ずれ算出部により算出された前記車両の横方向の位置ずれ量に応じて前記操舵基準位置を補正するように前記操舵駆動部を制御する操舵制御部とを備える操舵基準位置調整装置。
【請求項2】
前記横位置検知部は、前記車両の周囲情報を取得する外部センサを有し、前記車両の周囲情報に基づいて前記車両の横方向の位置を求める請求項1記載の操舵基準位置調整装置。
【請求項3】
前記操舵制御部は、前記車両の横方向の位置ずれ量に基づいて前記操舵基準位置のずれ角を推定し、前記ステアリングを前記操舵基準位置がずれた方向とは反対の方向に前記ずれ角の分だけ操舵するように前記操舵駆動部を制御する請求項1または2記載の操舵基準位置調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、操舵基準位置調整装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の操舵基準位置調整装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、舵角センサから送信されるステアリングの舵角に基づいて、ステアリングの0点学習を行う技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010-120504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、ステアリングの0点位置(操舵基準位置)が閾値内に入っていないときは、ステアリングの0点学習を再度実施する必要がある。このため、ステアリングの0点位置の調整のやり直しを不要とすることが望まれている。
【0005】
本発明の目的は、ステアリングの操舵基準位置の調整のやり直しを不要とすることができる操舵基準位置調整装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、車両のステアリングの操舵基準位置を調整する操舵基準位置調整装置であって、ステアリングを操舵する操舵駆動部と、ステアリングを操舵基準位置に保持した状態で車両を開始地点から終了地点まで走行させる際に、開始地点及び終了地点における車両の横方向の位置を検知する横位置検知部と、横位置検知部により検知された開始地点及び終了地点における車両の横方向の位置に基づいて、開始地点から終了地点までの間における車両の横方向の位置ずれ量を算出する横位置ずれ算出部と、横位置ずれ算出部により算出された車両の横方向の位置ずれ量に応じて操舵基準位置を補正するように操舵駆動部を制御する操舵制御部とを備える。
【0007】
このような操舵基準位置調整装置においては、開始地点において車両の横方向の位置が検知された後、ステアリングを操舵基準位置に保持した状態で車両を開始地点から終了地点まで走行させる。そして、終了地点において車両の横方向の位置が検知される。そして、開始地点から終了地点までの間における車両の横方向の位置ずれ量が算出される。そして、車両の横方向の位置ずれ量に応じて操舵基準位置を補正するように、操舵駆動部によりステアリングが操舵される。このように車両を開始地点から終了地点まで1回走行させるだけで、ステアリングの操舵基準位置の調整が完了する。これにより、ステアリングの操舵基準位置の調整のやり直しが不要となる。
【0008】
横位置検知部は、車両の周囲情報を取得する外部センサを有し、車両の周囲情報に基づいて車両の横方向の位置を求めてもよい。このような構成では、車両に外部センサが搭載されている場合は、既存の外部センサを利用して車両の横方向の位置が検知される。従って、車両の横方向の位置を検出する専用のセンサが不要となるため、コスト的に有利である。
【0009】
操舵制御部は、車両の横方向の位置ずれ量に基づいて操舵基準位置のずれ角を推定し、ステアリングを操舵基準位置がずれた方向とは反対の方向にずれ角の分だけ操舵するように操舵駆動部を制御してもよい。このような構成では、ステアリングを操舵基準位置がずれた方向とは反対の方向に操舵基準位置のずれ角の分だけ操舵することにより、車両の横方向の位置ずれ量に応じたステアリングの操舵基準位置の補正を高精度に行うことができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ステアリングの操舵基準位置の調整のやり直しを不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の一実施形態に係る操舵基準位置調整装置の構成を示すブロック図である。
図2図1に示された操舵基準位置調整装置を用いてステアリングのゼロ点位置を調整する方法を示す概念図である。
図3図1に示されたECUにより実行されるゼロ点学習処理の手順を示すフローチャートである。
図4図3に示されたゼロ点学習処理に使用されるパラメータを示す概念図である。
図5】比較例として、従来におけるステアリングのゼロ点位置を調整する方法の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施形態に係る操舵基準位置調整装置の構成を示すブロック図である。図1において、本実施形態の操舵基準位置調整装置1は、図2に示されるように、車両2のステアリング3の操舵基準位置を調整する装置である。操舵基準位置調整装置1は、車両2に搭載されている。ステアリング3の操舵基準位置の調整は、車両2の自動運転により行われる。
【0014】
操舵基準位置は、ステアリング3のゼロ点位置である。ゼロ点位置は、車両2の車輪が車体に対して真っ直ぐに向いていることで車両2が直進するようなステアリング3の位置である。
【0015】
操舵基準位置調整装置1は、外部センサ4と、速度センサ5と、操舵アクチュエータ6と、速度制御ユニット7と、ECU(ElectronicControl Unit)10とを備えている。
【0016】
外部センサ4は、車両2の周囲情報を取得するセンサである。車両2の周辺情報には、車両2の周囲に存在する物体の位置、形状及び色彩等に関する情報が含まれている。外部センサ4は、例えば図2に示されるように、車両2の周囲情報として、道路RのセンターラインCL(車線中央線)を含む前方範囲の情報を取得する。
【0017】
外部センサ4は、既知の画像処理技術を用いて、車両2の横位置及びヨー角を求める。車両2の横位置は、車両2の横方向の位置である。車両2の横位置は、道路RのセンターラインCLに対する車両2の位置であり、道路RのセンターラインCLから車両2までの距離に相当する。車両2のヨー角は、道路RのセンターラインCLに対する車両2の角度(向き)である。
【0018】
外部センサ4は、例えば車両2のフロントガラスの近傍に配置されている。外部センサ4は、例えばカメラを含んでいる。カメラは、単眼カメラでもよいし、ステレオカメラでもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された2つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれる。その他、外部センサ4は、ミリ波レーダ又はライダー(LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging)等のレーダセンサを含んでもよい。
【0019】
速度センサ5は、車両2の速度(車速)を検出するセンサである。操舵アクチュエータ6は、ステアリング3を操舵する操舵駆動部である。速度制御ユニット7は、車両2のアクセル及びブレーキを制御することにより、車両2の速度を制御するユニットである。
【0020】
ECU10は、例えばCPU、ROM、RAM及び入出力インターフェース等から構成されている。ECU10は、走行制御部11と、横位置取得部12と、横位置ずれ算出部13と、学習判定部14と、操舵制御部15とを有している。
【0021】
走行制御部11は、図2に示されるように、車両2を開始地点Psから終了地点Peまで走行させるように速度制御ユニット7を制御する。開始地点Psは、ゼロ点位置の調整(以下、ゼロ点学習ということがある)を開始する地点である。終了地点Peは、ゼロ点学習を終了させる地点である。終了地点Peは、車両2を開始地点から一定時間だけ走行させたときの地点である。
【0022】
横位置取得部12は、外部センサ4により検出された車両2の横位置及びヨー角を取得する。横位置取得部12は、開始地点Psにおける車両2の横位置及びヨー角を取得すると共に、終了地点Peにおける車両2の横位置を取得する。横位置取得部12は、外部センサ4と協働して、ステアリング3をゼロ点位置に保持した状態で車両2を開始地点Psから終了地点Peまで走行させる際に、開始地点Ps及び終了地点Peにおける車両2の横位置を検知する横位置検知部を構成している。
【0023】
横位置ずれ算出部13は、横位置取得部12により取得された開始地点Ps及び終了地点Peにおける車両2の横位置に基づいて、開始地点Psから終了地点Peまでの間における車両2の横方向の位置ずれ量(横ずれ量)を算出する。
【0024】
学習判定部14は、横位置ずれ算出部13により算出された車両2の横ずれ量が基準閾値以上であるかどうかを判定する。
【0025】
操舵制御部15は、学習判定部14により車両2の横ずれ量が基準閾値以上であると判定されたときに、図2に示されるように、横位置ずれ算出部13により算出された横ずれ量に応じてゼロ点位置を補正するように操舵アクチュエータ6を制御する。操舵制御部15は、車両2の横ずれ量に基づいてゼロ点位置のずれ角を推定し、ステアリング3をゼロ点位置がずれた方向とは反対の方向にずれ角の分だけ操舵するように操舵アクチュエータ6を制御する。
【0026】
図3は、ECU10により実行されるゼロ点学習処理の手順を示すフローチャートである。本処理は、車両2が開始地点Psで停止した状態において、例えば手動操作スイッチ等によりゼロ点学習の開始が指示されると、実行される。
【0027】
図3において、ECU10は、まずステアリング3がゼロ点位置δ0で固定されるように操舵アクチュエータ6を制御する(手順S101)。続いて、ECU10は、図4に示されるように、開始地点Psにおいて外部センサ4により検出された車両2の横位置(初期横位置)e0及びヨー角θ0を取得する(手順S102)。
【0028】
続いて、ECU10は、図4に示されるように、車両2が開始地点Psから終了地点Peまで定速で走行するように速度制御ユニット7を制御する(手順S103)。続いて、ECU10は、図4に示されるように、終了地点Peにおいて外部センサ4により検出された車両2の横位置(停止横位置)e1と速度センサ5の検出値とを取得する(手順S104)。
【0029】
続いて、ECU10は、手順S102で取得された車両2の横位置e0及びヨー角θ0と手順S104で取得された車両2の横位置e1と速度センサ5の検出値とに基づいて、開始地点Psから終了地点Peまでの間における車両2の横ずれ量を算出する(手順S105)。
【0030】
ここで、開始地点Psから終了地点Peまでの車両2の走行時間をt、開始地点Psから終了地点Peまでの車両2の走行速度をVとすると、開始地点Psから終了地点Peまでの車両2の走行距離L(図4参照)は、下記式で表される。
L=V・t
【0031】
そして、開始地点Psから終了地点Peまでの間における車両2の横ずれ量eは、下記式で表される。このとき、ヨー角θ0は非常に小さいため、sinθ0は近似値で表される。
e=e1-(e0+L・sinθ0)
≒e1-e0-L・θ0
【0032】
続いて、ECU10は、車両2の横ずれ量eが予め決められた基準閾値以上であるかどうかを判断する(手順S106)。ECU10は、車両2の横ずれ量eが基準閾値以上であると判断したときは、車両2の横ずれ量eに基づいて走行曲率Kを算出する(手順S107)。
【0033】
ここで、車両2が開始地点Psから終了地点Peまで一定の走行曲率Kで走行したと仮定すると、車両2の横ずれ量eと車両2の走行距離Lと走行曲率Kとの関係から、走行曲率Kは下記式で表される。
K=2e/L
【0034】
続いて、ECU10は、車両2の横ずれ量eに基づいて、ステアリング3のゼロ点位置のずれ角δeを算出する(手順S108)。
【0035】
ここで、ステアリング3の操舵角δと走行曲率Kと車両2の特性との関係から、ステアリング3の操舵角δは、車両2のホイールベースh及びスタビリティファクタAを用いて下記式で表される。
δ=h(1+AV)K
【0036】
従って、車両2の横ずれ量eから想定されるステアリング3のゼロ点位置のずれ角δeは、下記式で表される。
δe=h(1+AV)×(2e/L
【0037】
続いて、ECU10は、図4に示されるように、ステアリング3をゼロ点位置がずれた方向とは反対の方向にゼロ点位置のずれ角δe分だけ操舵するように操舵アクチュエータ6を制御する(手順S109)。
【0038】
ここで、今回の車両2の横ずれ量eがステアリング3のゼロ点位置がずれているために発生したと考えると、本来あるべきステアリング3のゼロ点位置δ’0は、ステアリング3の現在のゼロ点位置δ0とステアリング3のゼロ点位置のずれ角δeとを用いて下記式で表される。なお、下記式では、左側の操舵が正(+)となっている。
δ’0=δ0-δe
【0039】
従って、図4に示されるように、ステアリング3のゼロ点位置δ0が左側にずれている場合には、ステアリング3を右側にゼロ点位置のずれ角δe分だけ操舵させることで、本来あるべきステアリング3のゼロ点位置δ’0となる。これにより、ステアリング3のゼロ点学習が完了する。
【0040】
ECU10は、手順S106で車両2の横ずれ量eが基準閾値以上でないと判断したときは、手順S107~S109を実行しない。従って、ステアリング3のゼロ点学習が実行されない。
【0041】
ここで、走行制御部11は、手順S103を実行する。横位置取得部12は、手順S102,S104を実行する。横位置ずれ算出部13は、手順S105を実行する。学習判定部14は、手順S106を実行する。操舵制御部15は、手順S101,S107~S109を実行する。
【0042】
図5は、比較例として、従来におけるステアリング3のゼロ点位置を調整する方法の一例を示す概念図である。
【0043】
図5において、まず手動運転によりステアリング3のゼロ点学習が行われる(調整工程)。具体的には、ドライバが手動でステアリング3を操作することで、車両2の横位置及び向きを調整してステアリング3をゼロ点位置に合わせる。
【0044】
次いで、手動運転により車両2を開始地点Psから一定距離だけ走行させた後、開始地点Psから終了地点Peまでの間における車両2の横ずれ量eが計測される(確認工程)。このとき、ステアリング3が動かないようにドライバがステアリング3から手を離した状態で、車両2を走行させる。
【0045】
次いで、車両2の横ずれ量eが基準閾値以下であるかどうかを判断することで、ステアリング3のゼロ点学習が正しいかどうかが評価される(評価工程)。車両2の横ずれ量eが基準閾値以下でないときは、調整工程、確認工程及び評価工程が再度実施される。
【0046】
このような従来手法においては、車両2のホイールベース及び軸数等によって車両2の特性が異なるため、ドライバの熟練度によってステアリング3のゼロ点学習の精度が異なってしまう。また、調整工程はあくまでドライバにより手動で実施されるため、評価工程においてNGとなる可能性が高い。
【0047】
一方、本実施形態では、図2に示されるように、確認工程を実施する前に、車両2を開始地点Psまで移動させるだけでよく、上記の調整工程が不要である。そして、確認工程では、開始地点Psにおいて、操舵アクチュエータ6によりステアリング3がゼロ点位置δ0に保持されると共に、外部センサ4により車両2の横位置e0及びヨー角θ0が検出される。そして、車両2を一定時間走行させた後、終了地点Peにおいて外部センサ4により車両2の横位置e1が検出される。
【0048】
その後、評価工程では、開始地点Psから終了地点Peまでの間における車両2の横ずれ量eが算出される。車両2の横ずれ量eが基準閾値よりも少ないときは、ステアリング3のゼロ点学習が実施されない。車両2の横ずれ量eが基準閾値以上であるときは、操舵アクチュエータ6によって車両2の横ずれ量eに応じてステアリング3のゼロ点学習が実施される。
【0049】
このように本実施形態においては、開始地点Psにおいて車両2の横位置が検知された後、ステアリング3をゼロ点位置に保持した状態で車両2を開始地点Psから終了地点Peまで走行させる。そして、終了地点Peにおいて車両2の横位置が検知される。そして、開始地点Psから終了地点Peまでの間における車両2の横ずれ量が算出される。そして、車両2の横ずれ量に応じてゼロ点位置を補正するように、操舵アクチュエータ6によりステアリング3が操舵される。このように車両2を開始地点Psから終了地点Peまで1回走行させるだけで、ステアリング3のゼロ点位置の調整が完了する。これにより、ステアリング3のゼロ点位置の調整のやり直しが不要となる。その結果、ステアリング3のゼロ点位置の調整に要する時間を短縮することができる。
【0050】
また、本実施形態では、外部センサ4により取得された車両2の周囲情報に基づいて車両2の横位置が求められる。このため、車両2に外部センサ4が搭載されている場合は、既存の外部センサ4を利用して車両2の横位置が検知される。従って、車両2の横位置を検出する専用のセンサが不要となるため、コスト的に有利である。
【0051】
また、本実施形態では、車両2の横ずれ量に基づいてステアリング3のゼロ点位置のずれ角を推定し、ステアリング3をゼロ点位置がずれた方向とは反対の方向にゼロ点位置のずれ角の分だけ操舵することにより、車両2の横ずれ量に応じたステアリング3のゼロ点位置の補正を高精度に行うことができる。
【0052】
また、本実施形態では、開始地点Psにおいて操舵アクチュエータ6によりステアリング3がゼロ点位置に保持される。このため、ドライバが手動運転によりステアリング3を操作してゼロ点位置に合わせなくて済む。従って、ドライバの負担を軽減することができる。また、車両2の走行距離を短くしても、ステアリング3のゼロ点学習を行うことができる。
【0053】
また、本実施形態では、車両2の横ずれ量とステアリング3の操舵角と走行曲率との関係を用いて、車両2の横ずれ量からステアリング3のゼロ点位置のずれ角を容易に想定することができる。
【0054】
また、本実施形態では、車両2の横ずれ量が基準閾値以上でないときは、ステアリング3のゼロ点学習を実施しないので、ECU10の処理の簡素化を図ることができる。
【0055】
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、開始地点Psにおいて外部センサ4により車両2のヨー角θ0が検出されているが、特にそのような形態には限られない。車両2のヨー角θ0は非常に小さいため、車両2のヨー角θ0を検出しなくてもよい。この場合には、外部センサ4の処理を簡素化することができる。
【0056】
また、上記実施形態では、開始地点Psにおいて操舵アクチュエータ6によりステアリング3がゼロ点位置に保持されているが、特にその形態には限られず、ドライバが手動運転によりステアリング3を操作してゼロ点位置に合わせてもよい。
【0057】
また、上記実施形態では、車両2の横ずれ量が基準閾値以上でないときは、ステアリング3のゼロ点学習が実施されていないが、特にその形態には限られず、車両2の横ずれ量に関わらず、ステアリング3のゼロ点学習を実施してもよい。
【0058】
また、上記実施形態では、外部センサ4により車両2の横位置及びヨー角が求められているが、特にその形態には限られず、ECU10において車両2の横位置及びヨー角を求めてもよい。
【0059】
また、上記実施形態では、外部センサ4は、車両2の周囲情報として、道路RのセンターラインCLを含む前方範囲の情報を取得しているが、特にそのような形態には限られない。車両2の周囲情報としては、車両2の横方向の位置を求めることが可能であれば、道路Rの車道外側線EL(図2等参照)を含む範囲の情報でもよいし、或いは道路RのセンターラインCL及び車道外側線ELを含む範囲の情報でもよい。また、外部センサ4の数としては、1つには限られず、複数あってもよい。
【0060】
また、上記実施形態では、外部センサ4を用いて車両2の横位置及びヨー角が検知されているが、特にその形態には限られず、例えばGPSやGセンサ等を用いて車両2の横位置及びヨー角を検知してもよい。
【0061】
また、上記実施形態では、自動運転により車両2が開始地点Psから終了地点Peまで走行しているが、特にその形態には限られず、ドライバの手動運転により車両2を開始地点Psから終了地点Peまで走行させてもよい。
【符号の説明】
【0062】
1…操舵基準位置調整装置、2…車両、3…ステアリング、4…外部センサ(横位置検知部)、6…操舵アクチュエータ(操舵駆動部)、12…横位置取得部(横位置検知部)、13…横位置ずれ算出部、15…操舵制御部、e0,e1…横位置(横方向の位置)、e…横ずれ量(横方向の位置ずれ量)、Ps…開始地点、Pe…終了地点、δ0,δ’0…ゼロ点位置(操舵基準位置)、δe…ずれ角。
図1
図2
図3
図4
図5