JP3858485B2 - Vehicle control device - Google Patents

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JP3858485B2
JP3858485B2 JP33535398A JP33535398A JP3858485B2 JP 3858485 B2 JP3858485 B2 JP 3858485B2 JP 33535398 A JP33535398 A JP 33535398A JP 33535398 A JP33535398 A JP 33535398A JP 3858485 B2 JP3858485 B2 JP 3858485B2
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哲也 寺田
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両の中には、自動操舵によって、車両を所定の目標軌跡に沿って走行させることや、例えば前方車両との接触回避を行う等のことが提案されている。特開平9−156258号公報には、操舵輪とステアリングハンドルとを連係する機構中に別途自動操舵用のモータを組み込み、車両の目標軌跡に対する横偏差を低減するようにモータを駆動制御するものが提案されている。また、特開平9−156522号公報には、ステアリングハンドルと操舵輪に操舵力を付与する機構とを別途独立した存在、つまり互いの機械的連係を断って、自動操舵と運転者によるマニュアル操舵との干渉を防止するようにしたものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動操舵を行う場合に、前述の特開平9−156522号公報に示すように、運転者により操作されるステアリングハンドルと、操舵輪に操舵力を付与する操舵力付与機構とを別途独立した存在とした場合、自動操舵によって操舵輪を操舵したときに、ステアリングハンドルに操舵の反力を付与することが、車両が方向変更されることを運転者に知らせる上で、また走行方向変更を運転者に促す上で好ましいものとなる。この場合、自動操舵という観点から、操舵力の付与が基本にあり、操舵反力の付与は操舵力付与に応じた付随的なものとなる。
【0004】
自動操舵における操舵力付与に伴ってそのまま操舵反力付与を行った場合、運転者が違和感を感じることがある、ということが発見された。この点を詳述すると、運転者は、通常はマニュアル操作によって操舵しているが、このとき、ステアリング操作が先に行われて、これよりも遅れて車両の走行方向が変更されるという感覚を強くもっているものである。一方、自動操舵の場合は、運転者の意志にかかわりなく操舵力付与が行われることになるので、付与された操舵反力をステアリングハンドルを通して運転者が認識するのは、車両が走行方向を実際に変更したとほぼ同じタイミングあるいは走行方向の変更から遅れたタイミングとなってしまい、このような操舵反力を運転者が認識するタイミングが違和感を与えることになってしまう。
【0005】
また、自動操舵を行う場合、操舵反力をいかに設定するかも、大きな問題となる。すなわち、自動操舵を行ったときに生じる車両の走行方向変更状態(挙動)に応じた操舵反力の大きさというものを運転者に認識させることができないと、自動操舵に対して運転者が不安感や違和感を与えてしまうことになる。とりわけ、自動操舵のときに同じ操舵力を与えたとしても、そのときの車両の走行状態に応じて車両の走行方向変更の挙動がかなり相違する場合もあり、このような観点から操舵反力をいかに設定するかが問題となってくる。
【0006】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、自動操舵を行う場合に、運転者に与える操舵反力のタイミングをより適切設定できるようにした車両の制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、特に操舵反力を与えるタイミングを適切化するために、本発明にあっては次のような第1の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項1に記載のように、
運転者により操作されるステアリング部と、
前記ステアリング部とは独立して構成され、操舵輪を操舵するための操舵部と、
前記ステアリング部に操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、
前記操舵部に操舵力を付与する操舵力付与手段と、
自動操舵のために決定される第1制御目標値でもって前記前記操舵力付与手段を制御すると共に、自動操舵されるときに第2制御目標値でもって前記操舵反力付与手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段による前記操舵力付与手段および操舵反力付与手段の制御が、前記操舵輪に対する操舵力の付与が前記ステアリング部に対する操舵反力付与よりも所定分遅延されるように行われると共に、操舵速度が大きいときは操舵速度が小さいときに比して、前記遅延の度合いが小さくなるように変更される、
ようにしてある。
【0008】
前記目的を達成するため、特に操舵反力を与えるタイミングを適切化するために、本発明にあっては次のような第2の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項に記載のように、
運転者により操作されるステアリング部と、
前記ステアリング部とは独立して構成され、操舵輪を操舵するための操舵部と、
前記ステアリング部に操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、
前記操舵部に操舵力を付与する操舵力付与手段と、
自動操舵のために決定される第1制御目標値でもって前記前記操舵力付与手段を制御すると共に、自動操舵されるときに第2制御目標値でもって前記操舵反力付与手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段による前記操舵力付与手段および操舵反力付与手段の制御が、前記操舵輪に対する操舵力の付与が前記ステアリング部に対する操舵反力付与よりも所定分遅延されるように行われると共に、操舵量が小さいときは操舵量が大きいときに比して、前記遅延の度合いが小さくなるように変更される、
ようにしてある。
0009
上記第1の解決手法あるいは第2の解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項3以下に記載のとおりである。
0010
【発明の効果】
請求項1によれば、運転者がステアリング部を通して操舵反力を感じた後に、自動操舵による車両の走行方向変更となるので、自動操舵に伴う違和感を運転者が感じてしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。また、操舵速度に応じて、遅延の度合いを適切に設定することができる。
【0011】
請求項2によれば、運転者がステアリング部を通して操舵反力を感じた後に、自動操舵による車両の走行方向変更となるので、自動操舵に伴う違和感を運転者が感じてしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。また、操舵量に応じて、遅延の度合いを適切に設定することができる。
0012
請求項によれば、自動操舵が車両を所定の目標軌跡に沿って走行させるためである場合に、請求項1または請求項2に対応した効果を得ることができる。
請求項によれば、第1制御目標値および第2制御目標値を決定するための具体的な手法が提供される。
0013
請求項5〜請求項7によれば、操舵トルク、ヨーレートあるいは路面μに応じて、遅延の度合をより適切に設定することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1において、1は車両(自動車)であり、実施形態ではFF車とされている。走行車線が符号2で示され、その左側境界線(白線)が符号2Lで、また右側境界線が符号2Rで示される。実際の走行車線2には表示されていないが、走行車線2の中央線が、一点鎖線でかつ符号2Cが付されて示される。車両1は、中央線2Cを目標軌跡をとして自動操舵されるが、図1では車両1は中央線2Cに対して若干右側に偏向されていると共に、車体前部が右側に若干傾いている状態が示される。図1の状態では、自動操舵の際、操舵輪としての左右の前輪3が左に向くように操舵力が付与され、ステアリング部としてのステアリングハンドル4には左操作の操舵反力が付与される。
【0015】
車両1の操舵系統と制御系統とが図2に示される。この図2において、操舵輪としての左右の前輪3が、左右一対のナックルアーム11、左右一対のタイロッド12、および左右のタイロッド12同士を連結する駆動機構(減速歯車機構)13を介して互いに機械的に連係されている。上記各構成要素11、12、13が、操舵部としての操舵機構を構成しており、駆動機構13には、操舵力付与手段としてのモータ(アクチュエ−タ)14が設けられている。前記ハンドル4は、操舵機構11〜13とは別個独立して構成されており、ハンドル4に付設されたステアリングシャフト4aに対して、操舵反力付与手段としてのモータ15が設けられている。
【0016】
自動操舵の際、後に詳述するように、モータ14によって左右の前輪3に対して操舵トルク(操舵力)が与えられる一方、モータ15によってハンドル4に対して操舵反力が付与される。なお、自動操舵でない通常のマニュアル操舵時、つまり運転者がハンドル4をマニュアル操作することに伴う操舵時は、ハンドル4の操舵量あるいは操舵トルクに応じてモータ14が駆動されてハンドル4の操作方向に前輪3が操舵され、また操舵量あるいは操舵トルクに応じた操舵反力がモータ15によって与えられる。
【0017】
前記各モータ14、15は、マイクロコンピュ−タを利用して構成されたコントロ−ラUによって、制御される。コントロ−ラUは、各種センサ等からの信号が入力されて、次の各種状態が検出(あるいは演算)されるようになっている。検出(あるいは演算)される各種状態は、次のとおりである。まず、目標軌跡としての走行車線2の中央線2Cの位置が、例えば車両1に搭載されたカメラを利用してycとして検出される。また、車両1の前後方向中心線と中央線2Cとの現在の横方向偏差が、例えば上記カメラを利用してyoとして検出される。現在の車速が、車速センサによりvとして検出される。車両1のヨー角が、例えば上記カメラを利用してywとして検出される。車両1のヨーレートが、ヨーレートセンサによりrとして検出される。路面摩擦係数がμとして検出される。操舵量(前輪3の実際の操舵量)が舵角センサによりθとして検出される。操舵速度(前輪3の実際の操舵速度)が、例えばθを微分することによりθ′として検出される。走行車線2の曲率(曲率半径)が、上記カメラあるいはナビゲーションシステム等を利用して検出される。なお、上記各種状態の検出手法は、従来既知の適宜の手法を採択し得るものである。
【0018】
目標軌跡としての中央線2Cに沿った走行を行うように自動操舵するため、将来横偏差量y1が決定される。この将来横偏差量y1は、車両1が前方注視ポイントP(図1参照)に到達するまでにかかると予測される時間となる車頭時間をTとしたとき、中央線位置ycと、横方向偏差量yoと、車頭時間Tと、車速vと、ヨー角ywとに基づいて、次の式1により算出される。
【0019】
y1=yc−(yo+T×v×yw) ・・・・・(1)
【0020】
自動操舵のとき、操舵力を決定する第1制御目標値としての操舵トルクT2、および操舵反力を決定する第2制御目標値としてのステアリングトルクT1がそれぞれ、将来横偏差量y1に基づいて、図3に示すように決定される。操舵トルクT2は、ステアリングトルクT1よりも常に大きい値とされるが、その偏差は、操舵トルクT2が大きくなるほど大きくなるように設定される。また、各トルクT1、T2はそれぞれ、将来横偏差量y1が大きくなるほど大きくなるように設定されるが、上限値設定も行われる。
【0021】
なお、図3は、将来横偏差量y1をパラメ−タとして、マップ化して各トルクT1、T2があらかじめ作成、記憶されているが、制御定数(制御ゲイン)を用いて、y1に基づいて各トルクT1、T2を演算することもできる。すなわち、後述するフロ−チャ−トでの説明にあるように、T1=k1×y1として演算し、T2=k2×y1として演算することもできる(k1<k2)。操舵トルクT2のモータ14に対する出力は、操舵反力T1のモータ15に対する出力に対して、所定分tだけ遅延して行われ、この遅延の度合い(遅延時間)tは、走行状態に応じて変更される。
【0022】
コントロ−ラUによる自動操舵の制御内容を、図5のフロ−チャ−トを参照しつつ説明するが、以下の説明でQはステップを示す。まず、Q1において、図2に示す各種状態が読み込まれた(演算された)後、Q2において、将来横偏差量y1が算出される。この将来横偏差量y1に基づいて、Q3でもってステアリングトルクつまり操舵の反力トルクT1が算出され、Q4でもって操舵トルクT2が算出される。
【0023】
Q5では、操舵トルクT2、ヨーレートr、路面μ、操舵量θ、操舵速度θ′、車速vをパラメ−タとして、遅延時間tが算出される。Q5の後、Q6において、ステアリングトルクT1がモータ15に対して出力される(トルクT1の大きさでのモータ15による駆動の実行)。この後、Q7において、T1出力から遅延時間tが経過するのを待って、Q8において操舵トルクT2がモータ14に対して出力される(トルクT2でのモータ14による駆動の実行)。
【0024】
Q5での遅延時間tの設定は、より詳細には次のようにされる。まず、遅延時間tは、操舵トルクT2が大きいほど大きく設定される(T2が大きいときは小さいときに比して遅延時間tが大きく設定される)。遅延時間tは、ヨーレートrが大きいほど大きく設定される(rが大きいときは小さいときに比して遅延時間tが大きく設定される)。遅延時間tは、路面μが大きいほど大きく設定される(μが大きいときは小さいときに比して遅延時間tが大きく設定される)。ただし、路面μについては、基準路面μ0が設定されて、基準路面μ0よりも実際の路面μが大きいときは遅延時間tが大きくされ、基準路面μ0よりも実際の路面μが小さいときは遅延時間tが小さくされる設定となる。
【0025】
遅延時間tは、操舵量θが大きいほど大きく設定される(θが大きいときは小さいときに比して遅延時間tが大きく設定される)。遅延時間tは、操舵速度θ′が大きいほど小さく設定される(θ′が大きいときは小さいときに比して遅延時間tが小さく設定される)。遅延時間tは、車速vが大きいほど小さく設定される(vが大きいときは小さいときに比して遅延時間tが小さく設定される)。
【0026】
上述のように、遅延時間tは、操舵トルクT2を基本値として設定されて、車速v等の各種走行状態に応じて補正(変更)されることになる。Q5での遅延時間変更用の走行状態は、あくまで一例を示すものであり、Q5に示す各種走行状間の少なくとも1つを用いて(任意の2つ以上の組み合わせを用いる場合を含む)遅延時間tの変更を行うことができ、上述の説明には含まれない走行状態、特に操舵時の車両挙動に影響を与える走行状態でもって遅延時間tを変更することもできる(例えば車重、前後荷重配分、路面の凹凸等)。
【0027】
以上実施形態について説明したが、特許請求の範囲における請求項9に対応した構成とするには、ステアリングトルクT1(第2制御目標値)の設定を、操舵トルクT2(第1制御目標値)と走行状態とに基づいて設定するようにすればよい。このときの走行状態としては、例えば、ヨーレート、路面μ、操舵量、操舵速度、車速のうち少なくともいずれか1つ、あるいは任意の2つ以上の組み合わせとすることができる。具体的には、ステアリングトルクT1を、操舵トルクT2に基づく値を基本値として設定すると共に、この基本値を上記走行状態で補正(変更)するようにすればよい(例えば図4のQ5における遅延時間tでの設定と同様な手法での設定)。また、図4に示す実施形態において、ステアリングトルクT1を、上述のように走行状態で補正した値ものを用いるようにすることもできる(特許請求の範囲における請求項1と請求項9との両方を満足する構成とする)。
【0028】
本発明での自動操舵は、目標軌跡に対する追従のためでなく、例えば前方車両との接触を回避するための回避操舵のための自動操舵等、自動操舵の目的(種類)は特に問わないものである。また、目標軌跡追従のための自動操舵としては、目標軌跡から所定以上ずれた場合のみに目標軌跡に復帰するように自動操舵する場合をも含むものである。自動操舵のための第1制御目標値としては、操舵トルクT2を用いる代わりに目標操舵量として設定する等、トルク以外の値を目標値として設定することも可能である。フロ−チャ−トに示す各ステップあるいはセンサ等の各種部材は、その機能の上位表現に手段の名称を付して表現することができる。また、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。さらに、本発明は、制御方法として表現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】目標軌跡追従のための自動操舵を説明するための図。
【図2】自動操舵に用いる操舵系統と制御系統との一例を示す図。
【図3】操舵トルクとステアリングトルクとの設定例を示す図。
【図4】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図5】本発明の構成をブロック図的に示す図。
【符号の説明】
1:車両
2:走行車線
2C:中央線(目標軌跡yc)
3:前輪(操舵輪)
4:ステアリングハンドル(ステアリング部)
14:モータ(操舵トルク発生用)
15:モータ(操舵反力発生用)
U:コントロ−ラ
y1:将来横偏差量
T1:ステアリングトルク(操舵反力)
T2:操舵トルク(操舵力)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control device.
[0002]
[Prior art]
In some vehicles, it is proposed that the vehicle is driven along a predetermined target locus by automatic steering, for example, to avoid contact with a preceding vehicle. Japanese Patent Laid-Open No. 9-156258 discloses a mechanism in which a motor for automatic steering is separately incorporated in a mechanism for linking a steering wheel and a steering handle, and the motor is driven and controlled so as to reduce a lateral deviation with respect to a target locus of the vehicle. Proposed. Japanese Patent Laid-Open No. 9-156522 discloses that a steering handle and a mechanism for applying a steering force to a steered wheel are separately provided, that is, automatic steering and manual steering by a driver are cut off from each other. There has been proposed one that prevents interference.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when performing automatic steering, as shown in the above-mentioned JP-A-9-156522, a steering handle operated by a driver and a steering force applying mechanism for applying a steering force to the steered wheels are separately provided. If it is present, when steering wheels are steered by automatic steering, applying a steering reaction force to the steering wheel informs the driver that the direction of the vehicle will be changed, and driving the driving direction is changed. It is preferable for prompting the person. In this case, from the viewpoint of automatic steering, the provision of steering force is fundamental, and the provision of steering reaction force is incidental according to the provision of steering force.
[0004]
It has been discovered that when the steering reaction force is applied as it is with the steering force applied in automatic steering, the driver may feel uncomfortable. To elaborate on this point, the driver usually steers by manual operation, but at this time, the steering operation is performed first, and the feeling that the traveling direction of the vehicle is changed later than this is felt. It has something to do with it. On the other hand, in the case of automatic steering, since the steering force is applied regardless of the driver's will, the driver recognizes the applied steering reaction force through the steering handle. The timing at which the driver recognizes such a steering reaction force would be uncomfortable.
[0005]
In addition, when automatic steering is performed, how to set the steering reaction force becomes a big problem. In other words, if the driver cannot recognize the magnitude of the steering reaction force according to the traveling direction change state (behavior) of the vehicle that occurs when automatic steering is performed, the driver is anxious about automatic steering. It will give you a sense of incongruity and discomfort. In particular, even when the same steering force is applied during automatic steering, the behavior of the vehicle traveling direction change may differ considerably depending on the traveling state of the vehicle at that time. How to set it becomes a problem.
[0006]
The present invention has been made in view of the foregoing circumstances and has as its object, when performing automatic steering control apparatus for a vehicle to more appropriately set the timing of the steering reaction force applied to the driver Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, and in particular to optimize the timing for applying the steering reaction force, the present invention adopts the following first solution. That is, as described in claim 1 in the claims,
A steering unit operated by a driver;
A steering unit configured to be steered from the steering unit;
Steering reaction force applying means for applying a steering reaction force to the steering unit;
Steering force application means for applying a steering force to the steering unit;
Control means for controlling the steering force application means with a first control target value determined for automatic steering, and for controlling the steering reaction force application means with a second control target value when automatic steering is performed. When,
With
The control of the steering force applying means and the steering reaction force applying means by the control means, steering force of application to the steering wheel is performed as the predetermined delayed than the steering reaction force imparted to said steering unit Rutotomoni, When the steering speed is large, the degree of delay is changed to be smaller than when the steering speed is small.
Ru Citea so.
[0008]
In order to achieve the above object, and in particular to optimize the timing for applying the steering reaction force, the present invention adopts the following second solution. That is, as described in claim 2 in the scope of claims,
A steering unit operated by a driver;
A steering unit configured to be steered from the steering unit;
Steering reaction force applying means for applying a steering reaction force to the steering unit;
Steering force application means for applying a steering force to the steering unit;
Control means for controlling the steering force application means with a first control target value determined for automatic steering, and for controlling the steering reaction force application means with a second control target value when automatic steering is performed. When,
With
The control of the steering force application unit and the steering reaction force application unit by the control unit is performed such that the application of the steering force to the steering wheel is delayed by a predetermined amount from the application of the steering reaction force to the steering unit. When the amount is small, the delay is changed so that the degree of delay is smaller than when the steering amount is large.
Ru Citea so.
[ 0009 ]
A preferred mode based on the first solution technique or the second solution technique is as described in claim 3 and subsequent claims.
[ 0010 ]
【The invention's effect】
According to the first aspect, after the driver feels the steering reaction force through the steering unit, the traveling direction of the vehicle is changed by the automatic steering. Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable with the automatic steering. Is preferable. Further, the degree of delay can be appropriately set according to the steering speed.
[0011]
According to the second aspect, after the driver feels the steering reaction force through the steering unit, the traveling direction of the vehicle is changed by the automatic steering, so that it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable with the automatic steering. Is preferable. Further, the degree of delay can be appropriately set according to the steering amount.
[ 0012 ]
According to the third aspect , the effect corresponding to the first or second aspect can be obtained when the automatic steering is for causing the vehicle to travel along a predetermined target locus.
According to claim 4 , a specific method for determining the first control target value and the second control target value is provided.
[ 0013 ]
According to the fifth to seventh aspects, the degree of delay can be set more appropriately according to the steering torque, the yaw rate, or the road surface μ.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vehicle (automobile), which is an FF vehicle in the embodiment. The traveling lane is indicated by reference numeral 2, the left boundary line (white line) thereof is indicated by reference numeral 2L, and the right boundary line is indicated by reference numeral 2R. Although not displayed in the actual travel lane 2, the center line of the travel lane 2 is indicated by a one-dot chain line and denoted by reference numeral 2C. The vehicle 1 is automatically steered with the center line 2C as a target locus. In FIG. 1, the vehicle 1 is slightly deflected to the right with respect to the center line 2C, and the front of the vehicle body is slightly inclined to the right. Is shown. In the state of FIG. 1, during automatic steering, a steering force is applied so that the left and right front wheels 3 as steering wheels are directed to the left, and a steering reaction force of a left operation is applied to the steering handle 4 as a steering unit. .
[0015]
A steering system and a control system of the vehicle 1 are shown in FIG. In FIG. 2, left and right front wheels 3 as steering wheels are mechanically connected to each other via a pair of left and right knuckle arms 11, a pair of left and right tie rods 12, and a drive mechanism (reduction gear mechanism) 13 that connects the left and right tie rods 12. Are linked together. Each of the constituent elements 11, 12, and 13 constitutes a steering mechanism as a steering section, and the drive mechanism 13 is provided with a motor (actuator) 14 as a steering force applying means. The handle 4 is configured separately and independently from the steering mechanisms 11 to 13, and a motor 15 is provided as a steering reaction force applying means for a steering shaft 4 a attached to the handle 4.
[0016]
During automatic steering, as will be described in detail later, a steering torque (steering force) is applied to the left and right front wheels 3 by the motor 14, while a steering reaction force is applied to the handle 4 by the motor 15. Note that, during normal manual steering that is not automatic steering, that is, during steering that the driver manually operates the handle 4, the motor 14 is driven in accordance with the steering amount or steering torque of the handle 4 to operate the handle 4. The front wheel 3 is steered and a steering reaction force corresponding to the steering amount or the steering torque is given by the motor 15.
[0017]
Each of the motors 14 and 15 is controlled by a controller U configured using a microcomputer. The controller U receives signals from various sensors and the like, and detects (or calculates) the following various states. Various states to be detected (or calculated) are as follows. First, the position of the center line 2C of the travel lane 2 as the target locus is detected as yc using a camera mounted on the vehicle 1, for example. Further, the current lateral deviation between the center line 2C in the front-rear direction and the center line 2C of the vehicle 1 is detected as yo using the camera, for example. The current vehicle speed is detected as v by the vehicle speed sensor. The yaw angle of the vehicle 1 is detected as yw using the camera, for example. The yaw rate of the vehicle 1 is detected as r by the yaw rate sensor. The road surface friction coefficient is detected as μ. The steering amount (actual steering amount of the front wheels 3) is detected as θ by the steering angle sensor. The steering speed (actual steering speed of the front wheels 3) is detected as θ ′, for example, by differentiating θ. The curvature (curvature radius) of the traveling lane 2 is detected using the camera or the navigation system. It should be noted that conventionally known appropriate methods can be adopted as the above-described various state detection methods.
[0018]
Since the automatic steering is performed so as to travel along the center line 2C as the target locus, the future lateral deviation amount y1 is determined. This future lateral deviation amount y1 is calculated by taking the center line position yc and the lateral deviation when the vehicle head time, which is the time expected to take until the vehicle 1 reaches the forward gaze point P (see FIG. 1), is T. Based on the quantity yo, the vehicle head time T, the vehicle speed v, and the yaw angle yw, the following equation 1 is used.
[0019]
y1 = yc− (yo + T × v × yw) (1)
[0020]
During automatic steering, the steering torque T2 as the first control target value for determining the steering force and the steering torque T1 as the second control target value for determining the steering reaction force are respectively based on the future lateral deviation amount y1, It is determined as shown in FIG. The steering torque T2 is always larger than the steering torque T1, but the deviation is set so as to increase as the steering torque T2 increases. Each torque T1, T2 is set so as to increase as the future lateral deviation amount y1 increases, but an upper limit value is also set.
[0021]
In FIG. 3, the future lateral deviation amount y1 is mapped as a parameter, and torques T1 and T2 are created and stored in advance. However, based on y1 using a control constant (control gain), FIG. Torques T1 and T2 can also be calculated. That is, as described in the flow chart described later, it is possible to calculate as T1 = k1 × y1 and T2 = k2 × y1 (k1 <k2). The output of the steering torque T2 to the motor 14 is delayed by a predetermined amount t with respect to the output of the steering reaction force T1 to the motor 15, and the degree of delay (delay time) t is changed according to the running state. Is done.
[0022]
The control content of the automatic steering by the controller U will be described with reference to the flowchart of FIG. 5. In the following description, Q indicates a step. First, after the various states shown in FIG. 2 are read (calculated) in Q1, a future lateral deviation amount y1 is calculated in Q2. Based on the future lateral deviation amount y1, the steering torque, that is, the steering reaction torque T1 is calculated with Q3, and the steering torque T2 is calculated with Q4.
[0023]
In Q5, the delay time t is calculated using the steering torque T2, the yaw rate r, the road surface μ, the steering amount θ, the steering speed θ ′, and the vehicle speed v as parameters. After Q5, at Q6, the steering torque T1 is output to the motor 15 (execution of driving by the motor 15 at the magnitude of the torque T1). Thereafter, in Q7, after the delay time t has elapsed from the T1 output, the steering torque T2 is output to the motor 14 in Q8 (execution of driving by the motor 14 at the torque T2).
[0024]
More specifically, the setting of the delay time t in Q5 is as follows. First, the delay time t is set larger as the steering torque T2 is larger (when T2 is larger, the delay time t is set larger than when the steering torque T2 is small). The delay time t is set larger as the yaw rate r is larger (when r is larger, the delay time t is set larger than when it is smaller). The delay time t is set larger as the road surface μ is larger (when μ is larger, the delay time t is set larger than when it is smaller). However, for the road surface μ, when the reference road surface μ0 is set and the actual road surface μ is larger than the reference road surface μ0, the delay time t is increased, and when the actual road surface μ is smaller than the reference road surface μ0, the delay time is increased. t is set to be small.
[0025]
The delay time t is set larger as the steering amount θ is larger (when θ is larger, the delay time t is set larger than when the steering amount is smaller). The delay time t is set smaller as the steering speed θ ′ is larger (when θ ′ is larger, the delay time t is set smaller than when the steering speed is smaller). The delay time t is set smaller as the vehicle speed v increases (the delay time t is set smaller when v is larger than when the vehicle speed v is small).
[0026]
As described above, the delay time t is set with the steering torque T2 as a basic value, and is corrected (changed) in accordance with various traveling states such as the vehicle speed v. The driving state for changing the delay time in Q5 is merely an example, and at least one of the various driving states shown in Q5 is used (including the case where any two or more combinations are used). t can be changed, and the delay time t can be changed in a driving state that is not included in the above description, particularly in a driving state that affects the vehicle behavior during steering (for example, vehicle weight, front-rear load) Distribution, road surface unevenness, etc.).
[0027]
Although the embodiment has been described above, in order to obtain a configuration corresponding to claim 9 in the claims, the setting of the steering torque T1 (second control target value) is set to the steering torque T2 (first control target value). It may be set based on the running state. The running state at this time can be, for example, at least one of yaw rate, road surface μ, steering amount, steering speed, and vehicle speed, or any combination of two or more. Specifically, the steering torque T1 may be set with a value based on the steering torque T2 as a basic value, and the basic value may be corrected (changed) in the traveling state (for example, a delay at Q5 in FIG. 4). Setting by the same method as setting at time t). In the embodiment shown in FIG. 4, the steering torque T1 having a value corrected in the running state as described above can be used (both claims 1 and 9 in the claims). Is satisfied).
[0028]
The automatic steering in the present invention is not intended to follow the target trajectory, and the purpose (type) of the automatic steering is not particularly limited, for example, automatic steering for avoiding steering to avoid contact with the preceding vehicle. is there. In addition, the automatic steering for tracking the target locus includes a case where automatic steering is performed so as to return to the target locus only when there is a predetermined deviation from the target locus. As the first control target value for automatic steering, a value other than the torque can be set as the target value, such as setting as a target steering amount instead of using the steering torque T2. Various members such as each step or sensor shown in the flowchart can be expressed by adding the name of the means to the high-level expression of the function. Further, the object of the present invention is not limited to what is explicitly stated, but also implicitly includes providing what is substantially preferred or expressed as an advantage. Furthermore, the present invention can also be expressed as a control method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining automatic steering for tracking a target locus.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a steering system and a control system used for automatic steering.
FIG. 3 is a diagram showing a setting example of steering torque and steering torque.
FIG. 4 is a flowchart showing a control example of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Vehicle 2: Traveling lane 2C: Center line (target locus yc)
3: Front wheel (steering wheel)
4: Steering handle (steering part)
14: Motor (for steering torque generation)
15: Motor (for steering reaction force generation)
U: Controller y1: Future lateral deviation amount T1: Steering torque (steering reaction force)
T2: Steering torque (steering force)

Claims (7)

運転者により操作されるステアリング部と、
前記ステアリング部とは独立して構成され、操舵輪を操舵するための操舵部と、
前記ステアリング部に操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、
前記操舵部に操舵力を付与する操舵力付与手段と、
自動操舵のために決定される第1制御目標値でもって前記前記操舵力付与手段を制御すると共に、自動操舵されるときに第2制御目標値でもって前記操舵反力付与手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段による前記操舵力付与手段および操舵反力付与手段の制御が、前記操舵輪に対する操舵力の付与が前記ステアリング部に対する操舵反力付与よりも所定分遅延されるように行われると共に、操舵速度が大きいときは操舵速度が小さいときに比して、前記遅延の度合いが小さくなるように変更される、
ことを特徴とする車両の制御装置。
A steering unit operated by a driver;
A steering unit configured to be steered from the steering unit;
Steering reaction force applying means for applying a steering reaction force to the steering unit;
Steering force application means for applying a steering force to the steering unit;
Control means for controlling the steering force application means with a first control target value determined for automatic steering, and for controlling the steering reaction force application means with a second control target value when automatic steering is performed. When,
With
The control of the steering force applying means and the steering reaction force applying means by the control means, steering force of application to the steering wheel is performed as the predetermined delayed than the steering reaction force imparted to said steering unit Rutotomoni, When the steering speed is large, the degree of delay is changed to be smaller than when the steering speed is small.
A control apparatus for a vehicle.
運転者により操作されるステアリング部と、
前記ステアリング部とは独立して構成され、操舵輪を操舵するための操舵部と、
前記ステアリング部に操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、
前記操舵部に操舵力を付与する操舵力付与手段と、
自動操舵のために決定される第1制御目標値でもって前記前記操舵力付与手段を制御すると共に、自動操舵されるときに第2制御目標値でもって前記操舵反力付与手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段による前記操舵力付与手段および操舵反力付与手段の制御が、前記操舵輪に対する操舵力の付与が前記ステアリング部に対する操舵反力付与よりも所定分遅延されるように行われると共に、操舵量が小さいときは操舵量が大きいときに比して、前記遅延の度合いが小さくなるように変更される、
ことを特徴とする車両の制御装置。
A steering unit operated by a driver;
A steering unit configured to be steered from the steering unit;
Steering reaction force applying means for applying a steering reaction force to the steering unit;
Steering force application means for applying a steering force to the steering unit;
Control means for controlling the steering force application means with a first control target value determined for automatic steering, and for controlling the steering reaction force application means with a second control target value when automatic steering is performed. When,
With
The control of the steering force application unit and the steering reaction force application unit by the control unit is performed such that the application of the steering force to the steering wheel is delayed by a predetermined amount from the application of the steering reaction force to the steering unit. When the amount is small, the delay is changed so that the degree of delay is smaller than when the steering amount is large.
A control apparatus for a vehicle.
請求項1または請求項2において、
前記第1制御目標値が、車両を所定の目標軌跡に沿って走行させるためのものとして決定される、ことを特徴とする車両の制御装置。
In claim 1 or claim 2 ,
The vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the first control target value is determined as a value for causing the vehicle to travel along a predetermined target locus.
請求項において、
前記第1制御目標値が、現在走行している車線からの将来予測される横方向へのずれ量となる予測横偏差量に基づいて決定され、
前記第2制御目標値も、前記予測横偏差量に基づいて決定される、
ことを特徴とする車両の制御装置。
In claim 3 ,
The first control target value is determined based on a predicted lateral deviation amount that is a future predicted lateral deviation amount from the currently traveling lane,
The second control target value is also determined based on the predicted lateral deviation amount.
A control apparatus for a vehicle.
請求項1または請求項2において、In claim 1 or claim 2,
操舵トルクが大きいときは小さいときに比して、前記遅延の度合が大きくされる、ことを特徴とする車両の制御装置。  The vehicle control apparatus characterized in that the degree of the delay is increased when the steering torque is large compared to when the steering torque is small.
請求項1または請求項2において、In claim 1 or claim 2,
ヨーレートが大きいときは小さいときに比して、前記遅延の度合が大きくされる、ことを特徴とする車両の制御装置。  The vehicle control device characterized in that the degree of the delay is increased when the yaw rate is large compared to when the yaw rate is small.
請求項1または請求項2において、In claim 1 or claim 2,
路面μが大きいときは小さいときに比して、前記遅延の度合が大きくされる、ことを特徴とする車両の制御装置。  The vehicle control apparatus characterized in that the degree of the delay is increased when the road surface μ is large compared to when the road surface μ is small.
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