JP2001097234A - Steering device of vehicle - Google Patents

Steering device of vehicle

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JP2001097234A
JP2001097234A JP27462199A JP27462199A JP2001097234A JP 2001097234 A JP2001097234 A JP 2001097234A JP 27462199 A JP27462199 A JP 27462199A JP 27462199 A JP27462199 A JP 27462199A JP 2001097234 A JP2001097234 A JP 2001097234A
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vehicle
disturbance
lateral
detecting
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Hidekazu Sasaki
Masafumi Yamamoto
秀和 佐々木
雅史 山本
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Mazda Motor Corp
マツダ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize control intervention timing of automatic steering by reflecting the lateral disturbance factor. SOLUTION: In the automatic steering control for feedback-controlling the steering force of a steering device so that the lateral position of an own vehicle approaches a reference position determined by a running lane parting line, when disturbance such as cross wind, bank or the like works on the own vehicle, lateral force Yw and yawing moment Nw acting on the own vehicle are estimated by operation to automatically steer a steering device according to a value obtained by adding a steering amount δw by feed forward to the steering amount in the feedback control to cancel the lateral force Yw and yawing moment Nw due to disturbance, and a determination threshold of disturbance is changed according to the running condition of the own vehicle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両が走行路の基
準位置に近づくようにステアリング装置に操舵力を付与
する車両の操舵装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering system for a vehicle, which applies a steering force to the steering system so that the vehicle approaches a reference position on a traveling road.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平7−81602号公報には、カメ
ラで撮像された画像に基づいて道路曲率を推定し、道路
の基準線と曲率から滑らかに操舵できるように操舵輪を
自動的に転舵させる自動操舵車両が記載されている。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 7-81602 discloses a method of estimating a road curvature based on an image captured by a camera, and automatically turning a steered wheel from a reference line and a curvature of the road so as to smoothly perform steering. An automatic steering vehicle to be steered is described.

【0003】また、特開平6−92253号公報には、
車両に横風等の外乱が作用したときの偏向抑制性能を高
めるために、操舵角に対応した基準ヨーレートと、測定
された実ヨーレートとの偏差に基づいて車輪に補助的に
付加する補助操舵トルクを決定する技術が提案されてい
る。
[0003] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-92253 discloses that
In order to enhance the deflection suppression performance when a disturbance such as a cross wind acts on the vehicle, an auxiliary steering torque that is added to the wheels based on the deviation between the reference yaw rate corresponding to the steering angle and the measured actual yaw rate is used. Techniques for determining have been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は横風検出用のセンサが必要であったり、外乱として横
風だけあるいはバンクだけにしか対応できず、横方向の
外乱を略全て考慮できる装置を実現しようとすると、装
置が複雑化したり、大がかりになる等の不都合がある。
However, in the related art, a sensor for detecting crosswind is required, or a device capable of coping with only a crosswind or only a bank as a disturbance and realizing almost all of the lateral disturbance can be realized. In this case, there are inconveniences such as a complicated device and a large scale.

【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その
目的は、新たなセンサ等を用いることなく、横方向の外
乱要因を反映させて自動操舵の制御介入タイミングを適
正化できる車両の操舵装置の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a vehicle steering system capable of optimizing the control intervention timing of automatic steering by reflecting a lateral disturbance factor without using a new sensor or the like. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車両の操舵装置は、車両のステアリン
グ装置に操舵力を付与する操舵力付与手段と、車速を検
出する車速検出手段と、前記ステアリング装置の操舵角
を検出する操舵角検出手段と、ヨーレートを検出するヨ
ーレート検出手段、走行路に対する車両の横位置を検出
する横位置検出手段と、現在走行中の道路曲率を獲得す
る曲率獲得手段と、前記車速、ヨーレート、横位置、道
路曲率から走行路に対する車両のヨー角を推定するヨー
角推定手段と、前記車速、ヨーレート、ヨー角、横位
置、道路曲率、操舵角から推定した外乱によって生じる
横力及びヨーイングモーメントの少なくとも一方が、所
定値より大きい場合に該横力及び/又はヨーイングモー
メントを相殺するように前記操舵力付与手段を制御する
制御手段と、前記所定値を車両の走行状態に応じて変更
する変更手段とを具備する。
To achieve the above object, a vehicle steering apparatus according to the present invention comprises a steering force applying means for applying a steering force to a vehicle steering apparatus, and a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed. A steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering device, a yaw rate detecting means for detecting a yaw rate, a lateral position detecting means for detecting a lateral position of the vehicle with respect to a traveling road, and acquiring a curvature of a road currently traveling. Curvature obtaining means; yaw angle estimating means for estimating the yaw angle of the vehicle with respect to the traveling road from the vehicle speed, yaw rate, lateral position, and road curvature; and estimating from the vehicle speed, yaw rate, yaw angle, lateral position, road curvature, steering angle. When at least one of the lateral force and the yawing moment caused by the disturbance is larger than a predetermined value, the lateral force and / or the yawing moment are canceled. Wherein comprising control means for controlling the steering force applying means, and changing means for changing the predetermined value in accordance with the running condition of the vehicle.

【0007】また、好ましくは、旋回時の前記横力と前
記ヨーイングモーメントとの比率に基づいて横風を検出
した場合に、前記変更手段は、所定時間に亘って前記所
定値を小さくする。
Preferably, when a cross wind is detected based on a ratio between the lateral force and the yawing moment during turning, the changing means decreases the predetermined value over a predetermined time.

【0008】また、好ましくは、前記変更手段は、トン
ネル通過後の所定期間又は橋の手前から所定期間は前記
所定値を小さくする。
Preferably, the changing means reduces the predetermined value for a predetermined period after passing through the tunnel or for a predetermined period before the bridge.

【0009】また、好ましくは、車両の横位置が走行車
線区分線から定まる基準位置に近づくように操舵力をフ
ィードバック制御する車線追従手段を備え、前記操舵力
付与手段による操舵力を該車線追従手段の制御における
フィードフォワード制御量に設定する。
Preferably, the vehicle further comprises lane-tracking means for feedback-controlling the steering force so that the lateral position of the vehicle approaches a reference position determined from the lane marking. Is set to the feedforward control amount in the control of.

【0010】[0010]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、車速、ヨーレート、ヨー角、横位置、道路曲
率、操舵角から推定した外乱によって生じる横力及びヨ
ーイングモーメントの少なくとも一方が、所定値より大
きい場合に横力及び/又はヨーイングモーメントを相殺
するように操舵制御するときに、所定値を車両の走行状
態に応じて変更するので、新たなセンサ等を用いること
なく、横方向の外乱要因を反映させて自動操舵の制御介
入タイミングを適正化できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, at least one of the lateral force and the yawing moment caused by the disturbance estimated from the vehicle speed, the yaw rate, the yaw angle, the lateral position, the road curvature, and the steering angle is reduced. When the steering control is performed so as to cancel the lateral force and / or the yawing moment when the predetermined value is larger than the predetermined value, the predetermined value is changed in accordance with the running state of the vehicle. Thus, the control intervention timing of the automatic steering can be optimized by reflecting the disturbance factor.

【0011】請求項2の発明によれば、旋回時の横力と
ヨーイングモーメントとの比率に基づいて横風を検出し
た場合に、所定時間に亘って所定値を小さくすることに
より、横風による外乱の影響が大きいときに外乱抑制を
積極的に行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, when the crosswind is detected based on the ratio between the lateral force and the yawing moment at the time of turning, the predetermined value is reduced over a predetermined time, so that disturbance due to the crosswind is reduced. When the influence is large, disturbance suppression can be positively performed.

【0012】請求項3の発明によれば、トンネル通過後
の所定期間又は橋の手前から所定期間は所定値を小さく
することにより、横風による外乱の影響が大きいときに
外乱抑制を積極的に行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, by reducing the predetermined value during a predetermined period after passing through the tunnel or for a predetermined period from just before the bridge, disturbance suppression is actively performed when the influence of disturbance due to cross wind is large. be able to.

【0013】請求項4の発明によれば、車両の横位置が
走行車線区分線から定まる基準位置に近づくように操舵
力をフィードバック制御する車線追従手段を備え、操舵
力付与手段による操舵力を車線追従手段の制御における
フィードフォワード制御量に設定することにより、外乱
の影響を相殺しながら車線追従を実行できる。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided lane following means for feedback-controlling the steering force so that the lateral position of the vehicle approaches a reference position determined from the lane marking. By setting the feedforward control amount in the control of the following means, it is possible to execute the lane following while canceling the influence of disturbance.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る車両の操舵
装置を、代表的な車両である自動車に搭載した例につい
て添付図面を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example in which a vehicle steering apparatus according to the present invention is mounted on a typical automobile will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0015】本実施形態の車両の操舵装置は、自車両の
横位置が走行車線区分線から定まる基準位置に近づくよ
うにステアリング装置の操舵力をフィードバック制御す
る自動操舵制御に対して、自車両に横風やバンク等の外
乱が作用したときに、自車両に働く横力とヨーイングモ
ーメントを演算により推定して、外乱による横力とヨー
イングモーメントを相殺するようにフィードバック制御
における操舵量にフィードフォワードにより操舵量を加
えた値に基づいてステアリング装置を自動操舵するもの
である。 [制御ブロック構成]図1は、本実施形態の車両の操舵
装置の制御ブロック図である。
The vehicle steering apparatus according to the present embodiment controls the vehicle by performing feedback control of the steering force of the steering apparatus so that the lateral position of the vehicle approaches a reference position determined from the lane marking. When a disturbance such as a crosswind or a bank acts, the lateral force and yawing moment acting on the host vehicle are estimated by calculation, and the steering amount in the feedback control is steered by feedforward so as to cancel the lateral force and yawing moment due to the disturbance. The steering device is automatically steered based on the value obtained by adding the amount. [Control Block Configuration] FIG. 1 is a control block diagram of the vehicle steering system according to the present embodiment.

【0016】図1に示すように、道路曲率獲得手段1は
自動車の前方を撮像するCCD(Charge Coupled Devic
e)カメラ等の撮像デバイスや、地図情報等を格納してG
PSアンテナ等から自車両の現在位置の道路情報(走行
路の曲率等)を検出するカーナビゲーション装置や路車
間通信機であり、道路曲率Rを検出する。ヨーレート検
出手段2は、車両のヨーレートrを検出するヨーレート
センサである。車速検出手段3は、車両の車速Vを検出
する車速センサである。横位置検出手段4は(道路上に
埋設され、走行路内の横位置に関する信号を出力する)
磁気ネイルからの信号を受信するレーンマーカセンサで
あり、走行車線区分線から定まる基準位置と自車両との
距離yrを検出する。操舵角検出手段5はステアリング操
舵角δを検出する操舵角センサである。
As shown in FIG. 1, a road curvature obtaining means 1 is a CCD (Charge Coupled Device) for imaging the front of a car.
e) Store imaging devices such as cameras, map information, etc.
It is a car navigation device or a roadside-to-vehicle communication device that detects road information (curvature of a running road, etc.) of the current position of the vehicle from a PS antenna or the like, and detects a road curvature R. The yaw rate detecting means 2 is a yaw rate sensor that detects a yaw rate r of the vehicle. The vehicle speed detecting means 3 is a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed V of the vehicle. The lateral position detecting means 4 (buried on the road and outputs a signal relating to the lateral position in the traveling path)
A lane marker sensor for receiving a signal from the magnetic nail, detects the distance y r of the reference position and the vehicle determined from the travel lane marking. The steering angle detecting means 5 is a steering angle sensor that detects a steering angle δ.

【0017】ヨー角検出手段6、外乱推定手段7、外乱
抑制制御値算出手段8及びフィードバック制御値算出手
段10は、夫々が一体化或いは別体化されたCPU,R
OM,RAM等からなる演算処理装置である。
The yaw angle detecting means 6, the disturbance estimating means 7, the disturbance suppression control value calculating means 8 and the feedback control value calculating means 10 are respectively integrated or separate CPU, R
This is an arithmetic processing device including an OM, a RAM, and the like.

【0018】ヨー角検出手段6は、道路曲率R、ヨーレ
ートr、車速V、横位置yrからヨー角θrを一般的な手順
により推定演算する(例えば、特開平10−83499
号公報を参照)。
The yaw angle detecting means 6, the road curvature R, the yaw rate r, vehicle speed V, the estimated calculation from the lateral position y r the yaw angle theta r by the general procedure (e.g., JP-A-10-83499
Reference).

【0019】外乱推定手段7は、道路曲率R、ヨーレー
トr、ヨー角θr、車速V、横位置yr、ステアリング操舵
角δから外乱により発生した自車両に働く横力Ywとヨー
イングモーメントNwを後述する手順により推定演算す
る。
The disturbance estimating means 7 calculates a lateral force Yw and a yawing moment N acting on the own vehicle caused by disturbance from the road curvature R, the yaw rate r, the yaw angle θ r , the vehicle speed V, the lateral position y r , and the steering angle δ. The w is estimated and calculated by the procedure described later.

【0020】外乱抑制制御値算出手段8は、外乱により
発生した横力YwとヨーイングモーメントNwを相殺するよ
うに外乱抑制制御値δwを後述する手順により演算す
る。
The disturbance suppression control value calculating means 8 calculates the procedure described below the disturbance suppression control value [delta] w so as to cancel the lateral force Y w and yawing moment N w generated by a disturbance.

【0021】フィードバック制御値算出手段10は、例
えば、公知の特開平7−81602号に記載された自動
操舵制御を実行し、道路曲率R、ヨーレートr、車速V、
横位置yr、ステアリング操舵角δからフィードバック制
御値を演算する。
The feedback control value calculating means 10 executes, for example, an automatic steering control described in a known Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-81602, and calculates a road curvature R, a yaw rate r, a vehicle speed V,
A feedback control value is calculated from the lateral position y r and the steering angle δ.

【0022】操舵制御手段9は、ステアリングホイール
に連結されたステアリングシャフトを駆動するモータ等
のステアリングアクチュエータであり、フィードバック
制御値にフィードフォワードにより外乱抑制制御値δw
を加算した値に基づいてステアリングシャフトに操舵ト
ルクを付与する。 [横力とヨーイングモーメントの演算ロジック]次に、
上記外乱推定手段7における横力Ywとヨーイングモーメ
ントNwの演算ロジックについて説明する。
The steering control means 9 is a steering actuator such as a motor for driving a steering shaft connected to a steering wheel. The disturbance control value δ w is fed-forward to the feedback control value.
The steering torque is applied to the steering shaft based on the value obtained by adding. [Calculation logic of lateral force and yawing moment]
It will be described operation logic of lateral force Y w and yawing moment N w in said disturbance estimation means 7.

【0023】図2は、曲率Rのカーブ路走行中の自車両
と走行路との位置関係を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the positional relationship between the host vehicle and a running road traveling on a curved road having a curvature R.

【0024】図2に示すように、道路に対する自車両重
心の横位置yr、道路に対する自車両のヨー角θrとする
と、自車両の二輪(前輪及び後輪)モデルは次式(1)
で表せる。
As shown in FIG. 2, assuming that the lateral position y r of the center of gravity of the vehicle with respect to the road and the yaw angle θ r of the vehicle with respect to the road, the two-wheel (front wheel and rear wheel) model of the vehicle is represented by the following equation (1).
Can be represented by

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】バンクによる外乱は図3のようにモデル化
できる。即ち、バンクの付いた道路を走行中は車両重心
CGに横力Ywの外乱が働く。また、横風を受けたときの外
乱は図4のようにモデル化できる。即ち、空力中心ACに
横力Ywの外乱が働き、車両重心CGまわりにヨーイングモ
ーメントNwの外乱が働く。
The disturbance due to the bank can be modeled as shown in FIG. That is, while driving on a road with a bank, the center of gravity of the vehicle
Disturbance of lateral force Y w acts on CG. Further, a disturbance when receiving a cross wind can be modeled as shown in FIG. In other words, the aerodynamic center AC function disturbance of lateral force Y w, work is a disturbance of the yawing moment N w around the center of gravity of the vehicle CG.

【0027】上記式(1)の二輪モデルを用いて、外乱
により自車両に発生する横力Ywとヨーイングモーメント
Nwを表すと次式(2)となる。
Using the two-wheel model of the above equation (1), the lateral force Yw and the yawing moment generated in the host vehicle by disturbance
When N w is represented, the following equation (2) is obtained.

【0028】[0028]

【数2】 (Equation 2)

【0029】上記式(2)を用いて外乱により発生する
横力YwとヨーイングモーメントNwを推定できる。そし
て、図3及び図4からわかるように、横力とヨーイング
モーメントの推定値がYw≠0、Nw≒0であれば外乱はバン
クによるものであると推定でき、Yw≠0、Nw≠0であれば
外乱は横風によるものであると推定できる。尚、バンク
又は横風による外乱か否かの判定は、横力とヨーイング
モーメントの推定値の比率により求めてもよい。 [外乱抑制制御値の演算ロジック]次に、上記外乱抑制
制御値算出手段8における外乱抑制制御値として、外乱
による横力、ヨーイングモーメントを相殺するために必
要な補正操舵角量δwの演算ロジックについて説明す
る。
[0029] can be estimated lateral force Y w and yawing moment N w generated by a disturbance using the above equation (2). As can be seen from FIGS. 3 and 4, if the estimated values of the lateral force and the yawing moment are Y w ≠ 0 and N w ≒ 0, the disturbance can be estimated to be caused by the bank, and Y w ≠ 0, N If w ≠ 0, it can be estimated that the disturbance is due to crosswind. The determination as to whether or not the disturbance is caused by the bank or the crosswind may be obtained from the ratio of the estimated value of the lateral force and the yawing moment. [Operation logic of the disturbance suppression control value] Next, as a disturbance suppression control value in the disturbance suppression control value calculating means 8, the lateral force due to a disturbance, operation logic of the correction steering angle amount [delta] w necessary to offset the yawing moment Will be described.

【0030】外乱を受けつつも、正確に車線追従制御が
できているときには、y″r=0,y′r=0,r=V/R,r′=0が成
り立つので、これらを式(2)に代入すると次式(3)
を得る。
When the lane following control is accurately performed while receiving the disturbance, y ″ r = 0, y′r = 0, r = V / R, r ′ = 0 holds. Substituting into 2) gives the following equation (3)
Get.

【0031】[0031]

【数3】 (Equation 3)

【0032】上記式(3)よりθrを消去して整理する
と、次式(4)を得る。
If θ r is eliminated from the above equation (3) and rearranged, the following equation (4) is obtained.

【0033】[0033]

【数4】 (Equation 4)

【0034】上記式(4)において、(1+AV2)l/Rはカー
ブを曲がるために必要な操舵量であり、l/2l(l/Kf+l/
Kr)(-lNYw+Nw)が外乱を相殺するために必要な操舵量で
ある。よって、外乱を相殺するために必要な操舵量σw
は次式(5)となる。
In the above equation (4), (1 + AV 2 ) l / R is the steering amount necessary to turn the curve, and l / 2l (l / K f + l /
K r ) (-l N Y w + N w ) is the steering amount required to cancel the disturbance. Therefore, the steering amount σ w required to cancel the disturbance
Is given by the following equation (5).

【0035】[0035]

【数5】 [横力とヨーイングモーメントの推定演算]上記式
(2)を用いて外乱による横力、ヨーイングモーメント
を推定するときに、y″r,y′rr,r,r′,δ,V,Rが必要
となるが、y″r,y′r,r′は直接計測することができな
いし、また、オブザーバによる推定では外乱入力時に誤
差が大きくなる。また、yr,rを微分して求めるとノイズ
に弱くなってしまう。そこで、Yw,Nwの1次遅れY^w,N
wを推定値として用いる。S/(TS+1)=1/T(1-1/(TS+1))
となることを利用して、次式のように式を変形できる
(Tは時定数)。
(Equation 5) [Lateral force and the estimated calculation of the yawing moment] lateral force due to the disturbance using the above equation (2), when estimating the yawing moment, y "r, y 'r , θ r, r, r', δ, V , R is required, but y ″ r , y ′ r , r ′ cannot be measured directly, and the estimation by the observer increases the error when a disturbance is input. In addition, when y r , r is obtained by differentiating, it becomes weak to noise. Thus, Y w, 1 order of N w delay Y ^ w, N
^ Use w as the estimate. S / (T S +1) = 1 / T (1-1 / (T S +1))
The following equation can be used to transform the equation (T is a time constant).

【0036】[0036]

【数6】 (Equation 6)

【0037】このように、計測値又は推定値θr,r,δ,
V,Rを用いて横力、ヨーイングモーメントを推定演算で
きる。 [基本制御]次に、図1に示す制御ブロック構成による
基本制御について、図5及び図6を参照して説明する。
Thus, the measured or estimated values θ r , r, δ,
The lateral force and yawing moment can be estimated and calculated using V and R. [Basic Control] Next, basic control based on the control block configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0038】図5は、本実施形態の車両の操舵装置の一
例の制御ブロック図である。図6は、本実施形態の車両
の操舵装置の制御を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a control block diagram of an example of the vehicle steering system according to the present embodiment. FIG. 6 is a flowchart illustrating control of the vehicle steering system according to the present embodiment.

【0039】図5において、本実施形態の車両の操舵装
置は自動車に搭載され、20は操舵装置全体を統括制御
する制御器である。11は自車両の前方を撮像するCC
Dカメラであり、撮像された画像から道路曲率Rが検出
される。12は自車両のヨーレートrを検出するヨーレ
ートセンサである。13は自車両の車速Vを検出する車
速センサである。14は上述したレーンマーカセンサで
あり、自車両の横位置yrが検出される。15はステアリ
ングホイールの操舵角δ(操舵量)を検出する操舵角セ
ンサである。16は地図情報等を格納してGPSアンテ
ナ17から自車両の現在位置を表示するカーナビゲーシ
ョン装置である。21はステアリングホイールに連結さ
れたステアリングシャフトを駆動するモータ等のステア
リングアクチュエータである。
In FIG. 5, the vehicle steering system according to the present embodiment is mounted on an automobile, and 20 is a controller for controlling the entire steering system. 11 is a CC for imaging the front of the vehicle.
The camera is a D camera, and a road curvature R is detected from a captured image. A yaw rate sensor 12 detects a yaw rate r of the own vehicle. A vehicle speed sensor 13 detects a vehicle speed V of the own vehicle. Reference numeral 14 denotes the above-described lane marker sensor, which detects the lateral position yr of the host vehicle. Reference numeral 15 denotes a steering angle sensor that detects a steering angle δ (steering amount) of the steering wheel. A car navigation device 16 stores map information and the like and displays the current position of the vehicle from a GPS antenna 17. Reference numeral 21 denotes a steering actuator such as a motor for driving a steering shaft connected to a steering wheel.

【0040】制御器2による制御処理は、予めROM等
に格納されたソフトウエアに従ってCPUが実行する。
The control process by the controller 2 is executed by the CPU according to software stored in a ROM or the like in advance.

【0041】図6に示すように、ステップS1では、制
御器20は、CCDカメラ11により撮像された画像、
ヨーレートセンサ12からの検出信号、車速センサ13
からの検出信号、レーンマーカセンサ14からの検出信
号、操舵角センサ15からの検出信号、カーナビゲーシ
ョン装置16からの地図情報等を入力することにより、
道路曲率R,ヨーレートr,車速V,自車両の横位置yr、操舵
角δを得る。
As shown in FIG. 6, in step S1, the controller 20 controls the image taken by the CCD camera 11,
Detection signal from yaw rate sensor 12, vehicle speed sensor 13
, The detection signal from the lane marker sensor 14, the detection signal from the steering angle sensor 15, the map information from the car navigation device 16, etc.
The road curvature R, the yaw rate r, the vehicle speed V, the lateral position y r of the host vehicle, and the steering angle δ are obtained.

【0042】ステップS2では、制御器20は道路曲率
R、ヨーレートr、車速V、横位置yrからヨー角θrを推定
演算する。
In step S2, the controller 20 sets the road curvature.
R, yaw rate r, vehicle speed V, the estimates and calculates the yaw angle theta r from the lateral position y r.

【0043】ステップS3では、制御器20は道路曲率
R、ヨーレートr、ヨー角θr、車速V、横位置yr、ステア
リング操舵角δから外乱により発生した自車両に働く横
力YwとヨーイングモーメントNwを推定演算する。
In step S3, the controller 20 sets the road curvature.
Based on R, yaw rate r, yaw angle θ r , vehicle speed V, lateral position y r , and steering angle δ, lateral force Y w and yaw moment N w acting on the vehicle caused by disturbance are estimated and calculated.

【0044】ステップS4では、制御器20は、道路曲
率、高速道路、橋、トンネル等の走行環境や車速等の走
行状態から横力に関する外乱判定しきい値Yw1とヨーイ
ングモーメントに関する外乱判定しきい値Nw1とを決定
する。
[0044] In step S4, the controller 20, the road curvature, highways, bridges, disturbance determined regarding disturbance determination threshold value Y w 1 and yawing moments about the horizontal force from the running state such as the road environment and vehicle speed such as tunnels to determine the threshold value N w 1.

【0045】ステップS5では、制御器20は、ステッ
プS3で推定演算された横力Ywとヨーイングモーメント
Nwの少なくとも一方が、外乱判定しきい値Yw1又はNw1よ
り大きいか否かを判定する。
In step S5, the controller 20 controls the lateral force Yw and the yawing moment estimated and calculated in step S3.
At least one of the N w is, determines whether the disturbance determination threshold Y w 1 or N w 1 is greater than.

【0046】ステップS5で横力Ywとヨーイングモーメ
ントNwの少なくとも一方が、外乱判定しきい値Yw1又はN
w1より大きいならば(ステップS5でYES)、ステッ
プS6で外乱を相殺するために必要な操舵量δwを演算
する。
[0046] At least one of the lateral force Y w and yawing moment N w in step S5, the disturbance determination threshold value Y w 1 or N
If w 1 is larger than (in step S5 YES), it calculates the steering amount [delta] w needed to offset the disturbance at step S6.

【0047】また、ステップS5で横力Ywとヨーイング
モーメントNwのいずれも、外乱判定しきい値Yw1又はNw1
以下ならば(ステップS5でNO)、ステップS7で外
乱を相殺するために必要な操舵量δwをゼロとしてフィ
ードバック制御操舵量に外乱を相殺するための操舵量δ
wを加えない。
Moreover, none of the lateral force Y w and yawing moment N w in step S5, the disturbance determination threshold Y w 1 or N w 1
If not (NO in step S5), in step S7, the steering amount δ w required to cancel the disturbance is set to zero, and the steering amount δ for canceling the disturbance to the feedback control steering amount.
Do not add w .

【0048】ステップS8では、制御器20は自車両の
走行車線内の横位置が道路曲率と走行車線区分線とから
定まる基準位置に近づくようにステアリング装置を自動
操舵制御するためのフィードバック制御操舵量に外乱を
相殺するための操舵量δwを加えて、ステアリングアク
チュエータ21に出力する。 [外乱判定しきい値の変更処理] (第1の実施形態)次に、図6の基本制御における外乱
判定しきい値の変更処理の第1例について、図7を参照
して説明する。
In step S8, the controller 20 performs a feedback control steering amount for performing automatic steering control of the steering device so that the lateral position of the host vehicle in the traveling lane approaches a reference position determined by the road curvature and the lane marking. adding steering amount [delta] w for canceling disturbance, and outputs to the steering actuator 21. [Process of Changing Disturbance Determination Threshold] (First Embodiment) Next, a first example of a process of changing the disturbance determination threshold in the basic control of FIG. 6 will be described with reference to FIG.

【0049】図7は、図6の基本制御における外乱判定
しきい値の変更処理の第1例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart showing a first example of a process of changing the disturbance determination threshold value in the basic control of FIG.

【0050】図7に示すように、ステップS11では、
制御器20は、道路曲率R,ヨーレートr,車速V,自車両の
横位置yr、操舵角δと、推定演算された横力Ywとヨーイ
ングモーメントNwを入力する。
As shown in FIG. 7, in step S11,
Controller 20 inputs the road curvature R, the yaw rate r, vehicle speed V, the lateral position y r of the vehicle, steering angle and [delta], the estimated computed lateral force Y w and yawing moment N w.

【0051】ステップS12では、制御器20は、横風
による外乱が生じたか否かを判定する。横風による外乱
は、上記式(2)を用いて推定演算された外乱により発
生する横力Ywに対して、図4からわかるように、横力と
ヨーイングモーメントの推定値がYw≠0、Nw≠0であれば
外乱は横風によるものであると推定できる。
In step S12, the controller 20 determines whether or not disturbance due to the crosswind has occurred. As can be seen from FIG. 4, the disturbance due to the cross wind is such that the estimated value of the lateral force and the yawing moment is Y w ≠ 0 with respect to the lateral force Y w generated by the disturbance estimated and calculated using the above equation (2). If N w ≠ 0, it can be estimated that the disturbance is due to the crosswind.

【0052】ステップS12で横風による外乱が生じた
ならば(ステップS12でYES)、ステップS13に
進んでカウンタCをリセットする。カウンタCは横風に
よる外乱が判定された後、横風による外乱がなくなって
からの期間を計時する。
If a disturbance due to a cross wind has occurred in step S12 (YES in step S12), the flow advances to step S13 to reset the counter C. After the disturbance due to the cross wind is determined, the counter C measures a period after the disturbance due to the cross wind disappears.

【0053】ステップS14では、外乱判定しきい値を
通常より小さく設定する。
In step S14, the disturbance determination threshold is set smaller than usual.

【0054】一方、ステップS12で横風による外乱が
生じていないならば(ステップS12でNO)、ステッ
プS15に進んでカウンタCをインクリメントする。
On the other hand, if there is no disturbance due to the cross wind in step S12 (NO in step S12), the process proceeds to step S15, and the counter C is incremented.

【0055】ステップS16では、カウンタCが所定値
C1を超えたか否かを判定する。ステップS16でカウ
ンタCが所定値C1を超えたならば(ステップS16で
YES)、ステップS17に進み、カウンタCが所定値
C1を超えないならば(ステップS16でNO)、ステ
ップS14に進む。
In step S16, it is determined whether or not the counter C has exceeded a predetermined value C1. If the counter C has exceeded the predetermined value C1 in step S16 (YES in step S16), the process proceeds to step S17. If the counter C does not exceed the predetermined value C1 (NO in step S16), the process proceeds to step S14.

【0056】ステップS17では、横風による外乱が判
定された後、横風による外乱がなくなってから所定期間
経過したことにより、自車両が橋梁の上、又は橋梁から
所定距離手前、又はトンネル通過後の所定距離内にある
か否かを判定する。ステップS17での判定は、GPS
センサから入力した自車両の位置情報とナビゲーション
装置に格納された地図情報により行う。尚、ステップS
17において、橋梁から手前の所定距離は車速が大きい
ほど大きな値に設定してもよい。
In step S17, after the disturbance due to the crosswind is determined, the predetermined period has elapsed since the disturbance due to the crosswind has disappeared, so that the own vehicle is on the bridge, a predetermined distance before the bridge, or a predetermined distance after passing through the tunnel. It is determined whether it is within the distance. The determination in step S17 is GPS
This is performed based on the position information of the own vehicle input from the sensor and the map information stored in the navigation device. Step S
In 17, the predetermined distance in front of the bridge may be set to a larger value as the vehicle speed increases.

【0057】ステップS17で自車両が橋梁の上、又は
橋梁から所定距離手前、又はトンネル通過後の所定距離
内にあるならば(ステップS17でYES)、ステップ
S14に進んで、自車両が橋梁の上、又は橋梁から所定
距離手前、又はトンネル通過後の所定距離内にある期間
は横風の影響が大きいので外乱判定しきい値を通常より
小さく設定して、外乱判定しきい値を大きく設定するの
を規制する。
In step S17, if the vehicle is located on the bridge, before the bridge by a predetermined distance, or within a predetermined distance after passing through the tunnel (YES in step S17), the process proceeds to step S14, and the vehicle moves to the bridge. Since the influence of the crosswind is large during the period above or within a predetermined distance from the bridge or within a predetermined distance after passing through the tunnel, the disturbance determination threshold is set smaller than usual and the disturbance determination threshold is set larger. Regulate.

【0058】また、ステップS17で自車両が橋梁の
上、又は橋梁から所定距離手前、又はトンネル通過後の
所定距離内にないならば(ステップS17でNO)、ス
テップS18に進んで、外乱判定しきい値を通常より大
きく設定する。 (第2の実施形態)次に、図6の基本制御における外乱
判定しきい値の変更処理の第2例について、図8を参照
して説明する。
If, at step S17, the vehicle is not on the bridge, at a predetermined distance from the bridge, or within a predetermined distance after passing through the tunnel (NO at step S17), the process proceeds to step S18 to determine a disturbance. Set the threshold higher than usual. (Second Embodiment) Next, a second example of the process of changing the disturbance determination threshold value in the basic control of FIG. 6 will be described with reference to FIG.

【0059】図8は、図6の基本制御における外乱判定
しきい値の変更処理の第2例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart showing a second example of the process of changing the disturbance determination threshold value in the basic control of FIG.

【0060】図8に示すように、ステップS21では、
制御器20は、道路曲率R,ヨーレートr,車速V,自車両の
横位置yr、操舵角δと、推定演算された横力Ywとヨーイ
ングモーメントNwを入力する。
As shown in FIG. 8, in step S21,
Controller 20 inputs the road curvature R, the yaw rate r, vehicle speed V, the lateral position y r of the vehicle, steering angle and [delta], the estimated computed lateral force Y w and yawing moment N w.

【0061】ステップS22では、制御器20は、GP
SセンサがGPS衛星から受信した情報精度が悪いか、
又はGPS衛星から情報が入手できないか否かを判定す
る。GPSセンサから入力した情報精度が悪いか否か
は、GPSセンサが受信したGPS衛星の位置に基づい
て判定する。
In step S22, the controller 20 sets the GP
Whether the accuracy of the information received by the S sensor from the GPS satellite is poor
Alternatively, it is determined whether information cannot be obtained from a GPS satellite. Whether or not the accuracy of the information input from the GPS sensor is low is determined based on the position of the GPS satellite received by the GPS sensor.

【0062】ステップS22でGPSセンサがGPS衛
星から受信した情報精度が悪いか(例えば、自車両から
略同じ方向にのみGPS衛星が存在する等)、又はGP
S衛星から情報が入手できない(例えば、自車両から見
える範囲内にGPS衛星が存在しない)ならば(ステッ
プS22でYES)、後述するステップS24に進む。
In step S22, the accuracy of the information received by the GPS sensor from the GPS satellite is poor (for example, the GPS satellite exists only in the same direction from the own vehicle), or
If the information cannot be obtained from the S satellite (for example, the GPS satellite does not exist within the range that can be seen from the own vehicle) (YES in step S22), the process proceeds to step S24 described later.

【0063】ステップS22でGPSセンサがGPS衛
星から受信した情報精度が良いならば(ステップS22
でNO)、ステップS23で、自車両が橋梁の上、又は
橋梁から所定距離手前、又はトンネル通過後の所定距離
内にあるか否かを判定する。ステップS23での判定
は、GPSセンサから入力した自車両の位置情報とナビ
ゲーション装置に格納された地図情報により行う。尚、
ステップS23において、橋梁から手前の所定距離やト
ンネル通過後の所定距離内は車速が大きいほど大きな値
に設定してもよい。
In step S22, if the information received by the GPS sensor from the GPS satellite is accurate (step S22).
In step S23, it is determined whether the vehicle is on the bridge, before the bridge by a predetermined distance, or within a predetermined distance after passing through the tunnel. The determination in step S23 is made based on the position information of the own vehicle input from the GPS sensor and the map information stored in the navigation device. still,
In step S23, a larger value may be set as the vehicle speed increases within a predetermined distance before the bridge or within a predetermined distance after passing through the tunnel.

【0064】ステップS23で自車両が橋梁の上、又は
橋梁から所定距離手前、又はトンネル通過後の所定距離
内にあるならば(ステップS23でYES)、ステップ
S24に進んで、横風とバンクによる各外乱判定しきい
値を最小値に設定する。
In step S23, if the vehicle is located on the bridge, before the bridge from the bridge by a predetermined distance, or within a predetermined distance after passing through the tunnel (YES in step S23), the process proceeds to step S24, in which the cross wind and the bank are used. Set the disturbance judgment threshold to the minimum value.

【0065】また、ステップS23で自車両が橋梁の
上、又は橋梁から所定距離手前、又はトンネル通過後の
所定距離内にないならば(ステップS23でNO)、ス
テップS25に進んで、自車両が高速道路上にあるか否
かを判定する。
If it is determined in step S23 that the own vehicle is not on the bridge, or a predetermined distance from the bridge, or within a predetermined distance after passing through the tunnel (NO in step S23), the process proceeds to step S25, where the own vehicle is It is determined whether the vehicle is on a highway.

【0066】ステップS25で自車両が高速道路上にあ
るならば(ステップS25でYES)、ステップS26
で道路曲率が大きいほど横力による外乱の影響が大きい
ため(高速道路のカーブにはバンクがついてるため)、
バンクによる外乱判定しきい値を通常より小さく設定す
る。
If the vehicle is on the highway in step S25 (YES in step S25), step S26
The greater the curvature of the road, the greater the effect of disturbance due to lateral forces (because the highway curves are banked),
The disturbance determination threshold by the bank is set smaller than usual.

【0067】ステップS25で自車両が高速道路上にな
いならば(ステップS25でNO)、ステップS27で
車速が大きいほど外乱の影響が大きいため、横風とバン
クによる各外乱判定しきい値を通常より小さく設定す
る。
If the vehicle is not on the highway in step S25 (NO in step S25), the influence of the disturbance increases as the vehicle speed increases in step S27. Set smaller.

【0068】尚、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲
で、上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能で
ある。
The present invention can be applied to modifications or variations of the above embodiment without departing from the spirit thereof.

【0069】例えば、走行路の曲率Rを、カーナビゲーシ
ョン装置やCCDカメラではなく、他車両との車車間通
信や路車間通信を利用して検出してもよい。
For example, the curvature R of the traveling road may be detected by using inter-vehicle communication or road-to-vehicle communication with another vehicle instead of the car navigation device or the CCD camera.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態の車両の操舵装置の制御ブロック図
である。
FIG. 1 is a control block diagram of a vehicle steering system according to an embodiment.

【図2】曲率Rのカーブ路走行中の自車両と走行路との
位置関係を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a positional relationship between a vehicle traveling on a curved road having a curvature R and a traveling road.

【図3】バンクによる外乱のモデル化を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating modeling of a disturbance by a bank.

【図4】横風を受けたときの外乱のモデル化を説明する
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating modeling of disturbance when receiving a crosswind.

【図5】本実施形態の車両の操舵装置の一例の制御ブロ
ック図である。
FIG. 5 is a control block diagram of an example of a vehicle steering device according to the present embodiment.

【図6】本実施形態の車両の操舵装置の制御を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing control of the vehicle steering system according to the embodiment.

【図7】図6の基本制御における外乱判定しきい値の変
更処理の第1例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a first example of a process of changing a disturbance determination threshold value in the basic control of FIG. 6;

【図8】図6の基本制御における外乱判定しきい値の変
更処理の第2例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a second example of a process of changing the disturbance determination threshold value in the basic control of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 CCDカメラ 12 ヨーレートセンサ 13 車速センサ 14 レーンマーカセンサ 15 操舵角センサ 16 カーナビゲーション装置 17 GPSセンサ 20 制御器 21 ステアリングアクチュエータ Reference Signs List 11 CCD camera 12 Yaw rate sensor 13 Vehicle speed sensor 14 Lane marker sensor 15 Steering angle sensor 16 Car navigation device 17 GPS sensor 20 Controller 21 Steering actuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D032 CC04 CC20 DA03 DA22 DA23 DA27 DA32 DA33 DA81 DA84 DA87 DA88 DA90 DC03 DC09 DC33 DC34 DD08 DD17 DD18 EB04 EB11 GG01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3D032 CC04 CC20 DA03 DA22 DA23 DA27 DA32 DA33 DA81 DA84 DA87 DA88 DA90 DC03 DC09 DC33 DC34 DD08 DD17 DD18 EB04 EB11 GG01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 車両のステアリング装置に操舵力を付与
    する操舵力付与手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記ステアリング装置の操舵角を検出する操舵角検出手
    段と、 ヨーレートを検出するヨーレート検出手段、 走行路に対する車両の横位置を検出する横位置検出手段
    と、 現在走行中の道路曲率を獲得する曲率獲得手段と、 前記車速、ヨーレート、横位置、道路曲率から走行路に
    対する車両のヨー角を推定するヨー角推定手段と、 前記車速、ヨーレート、ヨー角、横位置、道路曲率、操
    舵角から推定した外乱によって生じる横力及びヨーイン
    グモーメントの少なくとも一方が、所定値より大きい場
    合に該横力及び/又はヨーイングモーメントを相殺する
    ように前記操舵力付与手段を制御する制御手段と、 前記所定値を車両の走行状態に応じて変更する変更手段
    とを具備することを特徴とする車両の操舵装置。
    1. A steering force applying means for applying a steering force to a steering device of a vehicle, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering device, and a yaw rate for detecting a yaw rate Detecting means, a lateral position detecting means for detecting a lateral position of the vehicle with respect to the traveling path, a curvature acquiring means for acquiring a road curvature during the current traveling, A yaw angle estimating means for estimating an angle; and if at least one of a lateral force and a yawing moment caused by a disturbance estimated from the vehicle speed, the yaw rate, the yaw angle, the lateral position, the road curvature, and the steering angle is larger than a predetermined value, Control means for controlling the steering force applying means so as to cancel the force and / or yawing moment; The vehicle steering system, characterized by comprising changing means for changing in accordance with the state.
  2. 【請求項2】 旋回時の前記横力と前記ヨーイングモー
    メントとの比率に基づいて横風を検出した場合に、前記
    変更手段は、所定時間に亘って前記所定値を小さくする
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の操舵装置。
    2. When a cross wind is detected based on a ratio between the lateral force and the yawing moment at the time of turning, the changing unit decreases the predetermined value over a predetermined time. Item 2. The vehicle steering apparatus according to Item 1.
  3. 【請求項3】 前記変更手段は、トンネル通過後の所定
    期間又は橋の手前から所定期間は前記所定値を小さくす
    ることを特徴とする請求項2に記載の車両の操舵装置。
    3. The vehicle steering system according to claim 2, wherein the changing unit decreases the predetermined value for a predetermined period after passing through the tunnel or for a predetermined period before the bridge.
  4. 【請求項4】 車両の横位置が走行車線区分線から定ま
    る基準位置に近づくように操舵力をフィードバック制御
    する車線追従手段を備え、前記操舵力付与手段による操
    舵力を該車線追従手段の制御におけるフィードフォワー
    ド制御量に設定することを特徴とする請求項3に記載の
    車両の操舵装置。
    4. A vehicle according to claim 1, further comprising lane following means for feedback-controlling the steering force so that the lateral position of the vehicle approaches a reference position determined from the lane marking. The steering force by the steering force applying means is controlled by the lane following means. The vehicle steering apparatus according to claim 3, wherein the feedforward control amount is set.
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