JP2003327151A - Support system for keeping lane for vehicle - Google Patents
Support system for keeping lane for vehicleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、車両が走行車線
を逸脱するのを防止する車両の車線維持支援装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle lane keeping assist device for preventing a vehicle from departing from a driving lane.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば、特開平１１−１３９３３
５号公報に開示されるように、車両が走行車線を逸脱し
そうな状況を検知すると、車両が運転者に警報を発し、
車両を走行車線に復帰させるべく、操舵制御を行う装置
が知られている。上記従来の装置によれば、運転者の不
注意により車両が車線を逸脱するのを有効に防止するこ
とができる。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-13933.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 5, when the vehicle detects a situation in which the vehicle is likely to deviate from the driving lane, the vehicle alerts the driver,
There is known a device that performs steering control in order to return the vehicle to the traveling lane. According to the conventional device described above, it is possible to effectively prevent the vehicle from deviating from the lane due to the driver's carelessness.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、車両の走行中
には、運転者の不注意により車両が走行車線の端部に導
かれる他に、運転者が意識的に車両を走行車線の端部に
導き走行させる場合がある。上記従来の装置では、運転
者の意図に関わりなく、車両が運転者に警報を発し、運
転者が反応しないと、車両が操舵トルクを発生させる。
このため、上記従来の装置を搭載する車両においては、
運転者が意識的に走行車線の端部に車両を導いた場合に
は、運転者が警報や操舵トルクの介入に煩わしさを感ず
る場合があるという問題点があった。However, while the vehicle is traveling, the vehicle is guided to the end of the traveling lane by the driver's carelessness, and the driver intentionally moves the vehicle to the end of the traveling lane. There is a case to lead to run. In the above conventional device, the vehicle generates a steering torque when the vehicle gives a warning to the driver and the driver does not react regardless of the driver's intention.
Therefore, in a vehicle equipped with the above conventional device,
When the driver intentionally guides the vehicle to the end of the driving lane, there is a problem in that the driver may feel annoyed by the intervention of the warning and the steering torque.
【０００４】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、車両の進行方向と走行車線と
の角度偏差を無くすように制御して、車両が走行車線を
逸脱するのを防止する車両の車線維持支援装置を得るこ
とを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and the vehicle deviates from the traveling lane by controlling so as to eliminate the angular deviation between the traveling direction of the vehicle and the traveling lane. An object of the present invention is to obtain a lane keeping assist device for a vehicle that prevents
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる車両の
車線維持支援装置は、車両と、所定時間後に車両が走行
する先の又は車両から所定距離先の走行車線とのなす角
度を検出する車線角度検出手段と、この車線角度検出手
段の出力に基づき上記角度が０となるような車両の進行
方向を算出する目標進行方向算出手段と、この目標進行
方向算出手段の出力に基づき車両の進行方向を制御する
進行方向制御手段を備えたものである。また、上記進行
方向制御手段は、上記目標進行方向算出手段の出力をも
とに目標操舵車輪角を算出する目標操舵車輪角算出手段
と、この目標操舵車輪角算出手段の出力に基づいて、操
舵車輪角を制御する操舵車輪駆動手段とより構成されて
いる。A lane keeping assist device for a vehicle according to the present invention is a lane for detecting an angle between a vehicle and a traveling lane to which the vehicle travels after a predetermined time or a predetermined distance away from the vehicle. Angle detecting means, target traveling direction calculating means for calculating the traveling direction of the vehicle such that the angle becomes 0 based on the output of the lane angle detecting means, and traveling direction of the vehicle based on the output of the target traveling direction calculating means. Is provided with a traveling direction control means for controlling. Further, the traveling direction control means calculates a target steering wheel angle based on the output of the target traveling direction calculation means, and steering based on the output of the target steering wheel angle calculation means. The steering wheel drive means controls the wheel angle.
【０００６】また、運転者が操舵するハンドルの操舵角
を検出するハンドル角検出手段と、上記目標操舵車輪角
算出手段の出力を上記ハンドルの操舵角より設定される
所定操舵車輪角度範囲内に制限する操舵車輪角度制限手
段と、この操舵車輪角度制限手段の出力に基づいて、操
舵車輪角を制御する上記操舵車輪駆動手段とより構成さ
れている。また、上記操舵車輪角度制限手段における所
定操舵車輪角度範囲は、車両の速度に応じた範囲をとる
ものである。Further, the outputs of the steering wheel angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel steered by the driver and the output of the target steering wheel angle calculating means are limited within a predetermined steering wheel angle range set by the steering angle of the steering wheel. The steering wheel angle limiting means and the steering wheel driving means for controlling the steering wheel angle based on the output of the steering wheel angle limiting means. Further, the predetermined steering wheel angle range in the steering wheel angle limiting means is a range corresponding to the speed of the vehicle.
【０００７】また、上記操舵車輪角度制限手段における
所定操舵車輪角度範囲は、ハンドル角検出手段の出力に
応じた範囲をとるものである。また、上記操舵車輪駆動
手段は、運転者のハンドル操舵から独立して、操舵車輪
角を電気的に制御できるように構成したものである。Further, the predetermined steering wheel angle range in the steering wheel angle limiting means is a range corresponding to the output of the steering wheel angle detecting means. The steered wheel drive means is configured to electrically control the steered wheel angle independently of the steering of the steering wheel by the driver.
【０００８】また、操舵車輪角を制御する上記操舵車輪
駆動手段は、運転者が操舵するハンドルの操舵角に電気
的に制御可能な補助操舵角を付勢して加え、操舵車輪の
操舵車輪角を制御するように構成したものである。ま
た、上記進行方向制御手段は、上記目標進行方向算出手
段の出力をもとに算出される車両のヨーレートを算出す
る目標ヨーレート算出手段と、車両のヨーレートを検出
するヨーレート検出手段と、上記目標ヨーレート算出手
段の出力と上記ヨーレート検出手段の出力が等しくなる
よう、操舵車輪角を制御する操舵車輪駆動手段とより構
成されている。Further, the steering wheel drive means for controlling the steering wheel angle adds an electrically controllable auxiliary steering angle to the steering angle of the steering wheel operated by the driver to add the steering wheel angle of the steering wheel. Is configured to control. The traveling direction control means includes a target yaw rate calculating means for calculating a yaw rate of the vehicle calculated based on the output of the target traveling direction calculating means, a yaw rate detecting means for detecting a yaw rate of the vehicle, and the target yaw rate. The steering wheel drive means is configured to control the steering wheel angle so that the output of the calculation means and the output of the yaw rate detection means become equal.
【０００９】また、運転者が操舵するハンドルの操舵角
を検出するハンドル角検出手段と、車両の車速を検出す
る車速検出手段と、上記ハンドル角検出手段の出力と車
速検出手段の出力より車両のヨーレートを算出する基準
ヨーレート算出手段と、上記目標ヨーレート算出手段の
出力を上記基準ヨーレート算出手段の出力を中心とする
所定の範囲に制限する目標ヨーレート制限手段と、上記
目標ヨーレート制限手段の出力と上記ヨーレート検出手
段の出力が等しくなるよう、操舵車輪角を制御する操舵
車輪駆動手段とを備えて構成されている。また、上記目
標ヨーレート制限手段における所定の範囲は、車両の速
度に応じた範囲をとるものである。The steering wheel angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel operated by the driver, the vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle, and the output of the steering wheel angle detecting means and the output of the vehicle speed detecting means Reference yaw rate calculating means for calculating a yaw rate, target yaw rate limiting means for limiting the output of the target yaw rate calculating means to a predetermined range around the output of the reference yaw rate calculating means, output of the target yaw rate limiting means, and the above Steering wheel drive means for controlling the steering wheel angle is provided so that the outputs of the yaw rate detecting means become equal. Further, the predetermined range in the target yaw rate limiting means is a range corresponding to the speed of the vehicle.
【００１０】また、上記目標ヨーレート制限手段におけ
る所定の範囲は、上記ハンドル角検出手段の出力に応じ
た範囲をとるものである。また、車両の速度を検出する
速度検出手段と、この速度検出手段より検出した車速に
応じて、上記操舵車輪駆動手段により駆動される操舵車
輪角の範囲を制限する操舵角制限手段とを備えたもので
ある。The predetermined range in the target yaw rate limiting means is a range corresponding to the output of the steering wheel angle detecting means. Further, there is provided speed detection means for detecting the speed of the vehicle, and steering angle restriction means for restricting the range of the steered wheel angle driven by the steered wheel drive means in accordance with the vehicle speed detected by the speed detection means. It is a thing.
【００１１】また、ハンドル角検出手段の出力に応じ
て、上記操舵車輪駆動手段により駆動される操舵車輪角
の範囲を制限する上記操舵角制限手段を備えたものであ
る。また、上記進行方向制御手段は、上記目標進行方向
算出手段の出力をもとに算出される車両のヨーレートを
算出する目標ヨーレート算出手段と、車両のヨーレート
を検出するヨーレート検出手段と、上記目標ヨーレート
算出手段の出力と上記ヨーレート検出手段の出力が等し
くなるよう、駆動車輪の左右駆動トルク分配比を制御す
るトルク分配比制御手段とより構成されている。Further, the steering angle limiting means is provided for limiting the range of the steering wheel angle driven by the steering wheel driving means according to the output of the steering wheel angle detecting means. The traveling direction control means includes a target yaw rate calculating means for calculating a yaw rate of the vehicle calculated based on the output of the target traveling direction calculating means, a yaw rate detecting means for detecting a yaw rate of the vehicle, and the target yaw rate. The torque distribution ratio control means controls the left-right drive torque distribution ratio of the drive wheels so that the output of the calculation means and the output of the yaw rate detection means become equal.
【００１２】また、運転者が操舵するハンドルの操舵角
を検出するハンドル角検出手段と、車両の車速を検出す
る車速検出手段と、上記ハンドル角検出手段の出力と車
速検出手段の出力より車両のヨーレートを算出する基準
ヨーレート算出手段と、上記目標ヨーレート算出手段の
出力を上記基準ヨーレート算出手段の出力を中心とする
所定の範囲に制限する目標ヨーレート制限手段と、上記
目標ヨーレート制限手段の出力と上記ヨーレート検出手
段の出力が等しくなるよう、駆動車輪の左右駆動トルク
分配比を制御するトルク分配比制御手段とより構成され
ている。また、車両の速度を検出する速度検出手段と、
上記速度検出手段より検出した車速に応じて、上記駆動
トルク分配比制御手段により駆動される左右の駆動輪の
トルク分配比範囲を制限するトルク分配比範囲制限手段
とを備えたものである。またさらに、上記ハンドル角検
出手段の出力に応じて、上記駆動トルク分配比制御手段
により駆動される左右の駆動輪のトルク分配比範囲を制
限するトルク分配比範囲制限手段を備えたものである。The steering wheel angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel operated by the driver, the vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle, and the output of the steering wheel angle detecting means and the output of the vehicle speed detecting means Reference yaw rate calculating means for calculating a yaw rate, target yaw rate limiting means for limiting the output of the target yaw rate calculating means to a predetermined range around the output of the reference yaw rate calculating means, output of the target yaw rate limiting means, and the above The torque distribution ratio control means controls the left-right drive torque distribution ratio of the drive wheels so that the outputs of the yaw rate detection means become equal. Also, a speed detecting means for detecting the speed of the vehicle,
According to the vehicle speed detected by the speed detecting means, there is provided torque distribution ratio range limiting means for limiting the torque distribution ratio range of the left and right drive wheels driven by the drive torque distribution ratio control means. Further, a torque distribution ratio range limiting means for limiting the torque distribution ratio range of the left and right drive wheels driven by the drive torque distribution ratio control means is provided in accordance with the output of the steering wheel angle detection means.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１に係る車両の車線維持支援装置の構成ブ
ロック図である。図において、１は車線角度検出手段で
あり、車両と、所定時間後に車両が走行する先の又は車
両から所定距離先の走行車線とがなす角度を検出する。
２は目標進行方向算出手段であり、車線角度検出手段１
の出力をもとに、上記角度が０となるような車両の目標
進行方向を算出するものである。３は進行方向制御手段
であり、目標進行方向算出手段２の出力に基づいて、車
両の進行方向を制御するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 is a configuration block diagram of a lane keeping assist device for a vehicle according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a lane angle detecting means, which detects an angle formed by a vehicle and a traveling lane to which the vehicle travels after a predetermined time or a predetermined distance away from the vehicle.
Reference numeral 2 denotes a target traveling direction calculation means, and the lane angle detection means 1
Based on the output of, the target traveling direction of the vehicle such that the angle becomes 0 is calculated. A traveling direction control means 3 controls the traveling direction of the vehicle based on the output of the target traveling direction calculation means 2.
【００１４】まず、目標進行方向算出手段２の動作例に
ついて、図２及び図４を用いて詳しく説明する。図２
は、車両の位置と前方の道路との関係を示した図であ
り、２０は、車両が走行する走行車線を示している。図
４は、実施の形態１の動作を示すフローチャートであ
る。図２において、２１はｔ１時点における車両の位
置、２３はその時点での車両の進行方向を示している。
２２は（車両位置ｔ１から所定距離ｌ隔たった先の）所
定距離地点ｔ２あるいは、所定時間後（例えば約２秒
後）に走行する先のｔ２時点での期待される車両の位置
を示している。なお、所定距離は、例えば、車速と所定
時間（例えば約２秒）とより算出される。２５は、車両
の進行方向２３と、（所定距離地点ｔ２での進行方向を
示す）所定距離地点ｔ２における走行車線の接線２４と
がなす角度（角度偏差）θｄを示しており、後で説明す
る車線角度検出手段１の出力である（図４ Step０
２）。理想的に考えると、車両は、ｔ２時点までで角度
θｄ分回転する必要がある。なお、２６は車両位置ｔｘ
を示す。First, an operation example of the target traveling direction calculating means 2 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 4. Figure 2
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the position of the vehicle and the road ahead, and 20 shows the traveling lane in which the vehicle travels. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the first embodiment. In FIG. 2, 21 indicates the position of the vehicle at time t1, and 23 indicates the traveling direction of the vehicle at that time.
Reference numeral 22 denotes a predetermined distance point t2 (a predetermined distance 1 away from the vehicle position t1) or an expected position of the vehicle at a time point t2 after a predetermined time (for example, about 2 seconds). . The predetermined distance is calculated, for example, from the vehicle speed and a predetermined time (for example, about 2 seconds). Reference numeral 25 denotes an angle (angle deviation) θd formed by the traveling direction 23 of the vehicle and the tangent line 24 of the traveling lane at the predetermined distance point t2 (indicating the traveling direction at the predetermined distance point t2), which will be described later. This is the output of the lane angle detection means 1 (Step 0 in FIG. 4).
2). Ideally, the vehicle needs to rotate by the angle θd by the time t2. Incidentally, 26 is the vehicle position tx
Indicates.
【００１５】即ち、ｔ１時点からｔ２時点までにかかる
時間をｔとすると、理想的な車両の目標ヨーレートγr
は、That is, assuming that the time taken from time t1 to time t2 is t, the ideal target yaw rate γr of the vehicle is
Is
【数１】
で表される（図４ Step０３）。式（１）で示される目
標ヨーレートγrが、目標進行方向算出手段２の出力と
なる。[Equation 1] It is represented by (Step 03 in Fig. 4). The target yaw rate γr represented by the equation (1) becomes the output of the target traveling direction calculation means 2.
【００１６】次に、進行方向制御手段３について説明す
る。まず進行方向制御手段３が、図３に示すような、前
輪で（後輪も同様であるが）制御する場合について説明
する。図３は実施の形態１の車両の車線維持支援装置の
システム構成図である。図において、４は車速検出手段
であり、車両の速度を検出する。３は進行方向制御手段
であり、目標進行方向算出手段２の出力及び、車速検出
手段４の出力が入力されて、目標操舵車輪角を出力する
目標操舵車輪角算出手段３０１と、上記目標操舵車輪角
算出手段３０１の出力に基づいて、操舵車輪機構５を駆
動する操舵車輪駆動手段３０２より構成されている。さ
らに、操舵車輪駆動手段３０２は、操舵車輪角制御手段
３０２Ａ、操舵機構駆動モータ３０２Ｂ、回転伝達機構
３０２Ｃ、操舵車輪角度検出手段３０２Ｄより構成され
ている。５は操舵車輪機構であり、ラックアンドピニオ
ン機構５０３、操舵車輪５０１，５０２より構成されて
いる。Next, the traveling direction control means 3 will be described. First, a case will be described in which the traveling direction control means 3 controls the front wheels (as well as the rear wheels) as shown in FIG. FIG. 3 is a system configuration diagram of the vehicle lane keeping assist device according to the first embodiment. In the figure, 4 is a vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle. Reference numeral 3 is a traveling direction control means, which receives the output of the target traveling direction calculation means 2 and the output of the vehicle speed detection means 4 and outputs a target steering wheel angle, and a target steering wheel angle calculation means 301 and the target steering wheel. The steering wheel drive unit 302 is configured to drive the steering wheel mechanism 5 based on the output of the angle calculation unit 301. Further, the steered wheel drive means 302 includes a steered wheel angle control means 302A, a steering mechanism drive motor 302B, a rotation transmission mechanism 302C, and a steered wheel angle detection means 302D. A steering wheel mechanism 5 includes a rack and pinion mechanism 503 and steering wheels 501 and 502.
【００１７】いま、車速検出手段４より車速ｖ（図４
Step０４）、目標進行方向算出手段２より目標ヨーレー
トγｒが入力されたとする。一般に、ハンドル角θと車
速ｖとヨーレートγの関係は、スタビリティーファクタ
Ａを用いて式（２）のように表せる。Now, the vehicle speed v (see FIG.
It is assumed that the target yaw rate γr is input from the target traveling direction calculation means 2 in Step 04). In general, the relationship between the steering wheel angle θ, the vehicle speed v, and the yaw rate γ can be represented by the equation (2) using the stability factor A.
【数２】 但し γ : ヨーレート A : スタビリティファクタ ｖ : 車速 l : ホイールベース θ : ハンドル角[Equation 2] Where γ: Yaw rate A: Stability factor v: Vehicle speed l: Wheelbase θ: Steering wheel angle
【００１８】従って、目標ヨーレートγｒを得ようとす
ると、目標ハンドル角（目標操舵車輪角）θrefは、式
（３）のように求めることができる（図４ Step０
５）。Therefore, when the target yaw rate γr is to be obtained, the target steering wheel angle (target steering wheel angle) θref can be obtained by the equation (3) (Step 0 in FIG. 4).
5).
【数３】
操舵車輪駆動手段３０２は、操舵車輪角度検出手段３０
２Ｄの出力が、上記θrefと等しくなるよう、操舵機構
駆動モータ３０２Ｂを駆動し、回転伝達機構３０２Ｃを
介して、操舵車輪機構５を駆動する。[Equation 3] The steered wheel drive means 302 is a steered wheel angle detection means 30.
The steering mechanism drive motor 302B is driven so that the 2D output becomes equal to θref, and the steering wheel mechanism 5 is driven via the rotation transmission mechanism 302C.
【００１９】以上の動作を所定時間（図４ Step０６）
毎に繰り返すことにより、図５に示すよう、車両と走行
車線とのなす角が０で無い場合、上記角度が０となるよ
う制御することが可能となる。即ち、図５のＴａ時点
で、角度θｄが生じていた場合、先に説明したように操
舵車輪は、角度θｄが小さくなるように操舵されるの
で、時間の経過と共に０に近づく。従って、所定時間後
には、θｄは減少するため、このθｄを元に算出される
θrefも減少することになる。すると、θｄの減少程度
もそれにつれて小さくなってくるので、図に示すよう、
なだらかなカーブを描いてθｄは、０に収束することに
なる（Ｔｂ時点）。The above operation is performed for a predetermined time (Step 06 in FIG. 4).
By repeating each time, as shown in FIG. 5, when the angle between the vehicle and the traveling lane is not 0, it is possible to control the angle to be 0. That is, when the angle θd is generated at the time Ta in FIG. 5, the steered wheels are steered so that the angle θd becomes smaller as described above, and thus approach zero as the time elapses. Therefore, after a predetermined time, θd decreases, and thus θref calculated based on this θd also decreases. Then, the degree of decrease of θd also becomes smaller accordingly, so as shown in the figure,
A gentle curve is drawn and θd converges to 0 (at time Tb).
【００２０】また、通常ドライバは、自分の意志で車両
の進行方向をハンドル６を操舵することにより制御して
いる。しかし、上記説明したように、本装置は、車両と
走行車線とがなす角θｄに応じて、車両の進行方向と走
行車線とが平行となるように操舵車輪の操舵角を制御す
るので、干渉を生じる恐れがある。従って、本装置で
は、運転者が操舵するハンドルの動きから独立して、操
舵車輪の操舵角を制御できる操舵機構が望ましい。例と
して、特開２０００−４３７４６号公報に開示している
ような、ハンドルと操舵車輪との間の機械的リンクを廃
したステアリングバイワイヤと称される操舵装置や、特
開平６−２０６５５３号公報に開示されているような、
電気的に制御可能な副操舵機構を備える操舵装置を用い
ることにより、運転者の操舵と、車線維持のための操舵
車輪の制御との干渉が避けられる。また、操舵車輪角を
制御する操舵車輪駆動手段は、運転者が操舵するハンド
ルの操舵角に電気的に制御可能な補助操舵角を付勢して
加え、操舵車輪の操舵車輪角を制御するようにしても良
い。Further, the driver normally controls the traveling direction of the vehicle by steering the steering wheel 6 on his own will. However, as described above, the present device controls the steering angle of the steered wheels so that the traveling direction of the vehicle and the traveling lane are parallel to each other according to the angle θd formed by the vehicle and the traveling lane. May occur. Therefore, in this device, a steering mechanism that can control the steering angle of the steered wheels independently of the movement of the steering wheel steered by the driver is desirable. As an example, a steering device referred to as steering-by-wire, which eliminates the mechanical link between the steering wheel and the steered wheels, as disclosed in JP-A-2000-43746, and JP-A-6-206553. As disclosed,
By using the steering device having the electrically controllable auxiliary steering mechanism, it is possible to avoid interference between the driver's steering and the control of the steered wheels for keeping the lane. Further, the steered wheel drive means for controlling the steered wheel angle controls the steered wheel angle of the steered wheel by biasing an electrically controllable auxiliary steering angle to the steering angle of the steering wheel operated by the driver. You can
【００２１】さらに、図６に示すように、ハンドルの操
舵角を検出するハンドル角検出手段７を備えると共に、
目標操舵車輪角算出手段３０１の出力を上記ハンドルの
操舵角より設定される所定操舵車輪角度範囲内（例え
ば、車両走行時の修正舵の大きさでハンドル角にして、
±５deg程度内）に制限をかける操舵車輪角度制限手段
３０３を備えることで、運転者が意図した操舵角に対し
て大きな操舵角の違いがでないようにしたほうが良い。
図７にその制限の例を示す。図７(a)は、車速に応じ
て、運転者が操舵するハンドル角θhndlと、目標操舵車
輪角θrefとの偏差の許容範囲を示した図である。この
図は、横軸が車速であり、低速では運転者の意図により
忠実となるよう、制御範囲を狭め、車線維持を支援して
欲しいと運転者が考えるであろう中・高速域では制御範
囲を広く（つまり上記所定操舵車輪角度範囲一杯に
し）、さらに高速になると、運転者の意図しない車両挙
動により運転フィーリングが劣化しないように、制御範
囲を狭めている。Further, as shown in FIG. 6, a steering wheel angle detecting means 7 for detecting the steering angle of the steering wheel is provided, and
The output of the target steered wheel angle calculation means 301 is within a predetermined steered wheel angle range set from the steering angle of the steering wheel (for example, the steering wheel angle is set by the size of the corrected steering wheel when the vehicle is traveling,
It is better to provide a steering wheel angle limiting means 303 for limiting the steering angle within ± 5 deg so that there is no large difference in the steering angle with respect to the steering angle intended by the driver.
FIG. 7 shows an example of the limitation. FIG. 7A is a diagram showing an allowable range of deviation between the steering wheel angle θhndl steered by the driver and the target steered wheel angle θref according to the vehicle speed. In this figure, the horizontal axis is the vehicle speed, and at low speeds the driver thinks that he wants to narrow the control range so that it will be more faithful to the driver's intention and support the lane keeping. The control range is narrowed so that the driving feeling is not deteriorated by the vehicle behavior not intended by the driver when the vehicle speed is wide (that is, the predetermined steering wheel angle range is filled to the full) and the vehicle speed becomes higher.
【００２２】また、図７(b)では、横軸がハンドル角θh
ndlであり、運転者の注意力が散漫となる小舵角時は制
御範囲を大きく、また大きな操舵をしているときは、運
転者の意図通りの動きを実現すべく、制限範囲を狭めて
いる。また、図には示していないが、(a)(b)の両方を加
味して、車速とハンドル角で制限範囲を設定しても良
い。In FIG. 7 (b), the horizontal axis is the steering wheel angle θh.
It is ndl, and the control range is large at the small steering angle where the driver's attention is distracted, and when the steering is large, the limit range is narrowed to achieve the movement intended by the driver. There is. Although not shown in the drawing, both (a) and (b) may be taken into consideration to set the limit range by the vehicle speed and the steering wheel angle.
【００２３】実施の形態２．図８はこの発明の実施の形
態２に係る車両の車線維持支援装置のシステム構成図で
ある。この構成は、実施の形態１と比較して、ヨーレー
ト検出手段８が加わったことと、目標操舵車輪角算出手
段３０１を、目標ヨーレート算出手段３０４に置き換え
た点が大きく異なっている。図において、車線角度検出
手段１及び目標進行方向算出手段２は、実施の形態１と
同一或いは相当品である。また、目標ヨーレート算出手
段３０４は、目標進行方向算出手段２の出力が入力され
て目標ヨーレートγｒを算出するものであるが、実施の
形態１の説明では、目標進行方向算出手段２の動作にお
いて、目標ヨーレートγｒを算出するようにしているの
で、ここでは詳細は省略する。即ち、目標進行方向算出
手段２の出力が、目標ヨーレートγｒではない場合、そ
の出力から目標ヨーレートγｒを算出するものである。Embodiment 2. 8 is a system configuration diagram of a lane keeping assist device for a vehicle according to a second embodiment of the present invention. This configuration is significantly different from the first embodiment in that the yaw rate detecting means 8 is added and that the target steering wheel angle calculating means 301 is replaced with the target yaw rate calculating means 304. In the figure, the lane angle detecting means 1 and the target traveling direction calculating means 2 are the same as or equivalent to those in the first embodiment. Further, the target yaw rate calculating means 304 calculates the target yaw rate γr by receiving the output of the target traveling direction calculating means 2. However, in the description of the first embodiment, in the operation of the target traveling direction calculating means 2, Since the target yaw rate γr is calculated, the details are omitted here. That is, when the output of the target traveling direction calculation means 2 is not the target yaw rate γr, the target yaw rate γr is calculated from the output.
【００２４】実施の形態１で説明したように、車両と走
行車線とを平行に制御するのに必要な目標ヨーレートγ
ｒが得られているので、操舵車輪駆動手段３０２は、そ
の構成要素である操舵車輪角制御手段３０２Ａによっ
て、目標ヨーレートγｒと、ヨーレート検出手段８の出
力γｓが等しくなるよう操舵機構駆動モータ３０２Ｂを
駆動することにより、実施の形態１と同様の動作ができ
る。As described in the first embodiment, the target yaw rate γ required to control the vehicle and the traveling lane in parallel.
Since r is obtained, the steering wheel drive means 302 controls the steering mechanism drive motor 302B so that the target yaw rate γr and the output γs of the yaw rate detection means 8 are equalized by the steering wheel angle control means 302A that is a component thereof. By driving, the same operation as in the first embodiment can be performed.
【００２５】さらに、図９に示すように、ハンドル角を
検出するハンドル角検出手段７と、目標ヨーレート算出
手段３０４の出力に制限をかける目標ヨーレート制限手
段３０５を備えると共に、ハンドル角検出手段７の出力
と車速検出手段４の出力より、実施の形態１の式（２）
に示したような式を用いて、ヨーレートγ、即ち基準ヨ
ーレートγrefを算出する基準ヨーレート算出手段３０
６を備え、目標ヨーレート制限手段３０５で、目標ヨー
レート算出手段３０４の出力を基準ヨーレート算出手段
３０６の出力を中心とする所定の範囲に制限し、（例え
ば、車両走行時の修正舵により発生するヨーレート程度
の大きさで３deg/s程度の範囲に制限し、）目標ヨーレ
ート制限手段３０５の出力とヨーレート検出手段８の出
力が等しくなるよう、操舵車輪角を操舵車輪駆動手段３
０２より制御する。このようにして、運転者が意図した
操舵角に対して大きな運転フィーリングの違いがでない
ようにしたほうが良い。Further, as shown in FIG. 9, the steering wheel angle detecting means 7 for detecting the steering wheel angle, and the target yaw rate limiting means 305 for limiting the output of the target yaw rate calculating means 304 are provided, and the steering wheel angle detecting means 7 is provided. From the output and the output of the vehicle speed detection means 4, the equation (2) of the first embodiment is obtained.
The reference yaw rate calculating means 30 for calculating the yaw rate γ, that is, the reference yaw rate γref, using the formula shown in FIG.
6, the target yaw rate limiting means 305 limits the output of the target yaw rate calculating means 304 to a predetermined range centered on the output of the reference yaw rate calculating means 306 (for example, the yaw rate generated by the corrected rudder during traveling of the vehicle). The steering wheel angle is controlled so that the output of the target yaw rate limiting means 305 and the output of the yaw rate detecting means 8 become equal to each other by limiting the steering wheel angle to a range of about 3 deg / s.
It controls from 02. In this way, it is better not to make a large difference in driving feeling with respect to the steering angle intended by the driver.
【００２６】図１０に目標ヨーレート制限手段における
制限の例を示す。図１０（ａ）は、車速に応じて、運転
者が操舵するハンドル角に対応した基準ヨーレートγre
fと、目標ヨーレートγｒとの偏差の許容範囲を示した
図である。この図は、横軸が車速であり、低速では運転
者の意図により忠実となるよう、制御範囲を狭め、車線
維持を支援して欲しいと運転者が考えるであろう中・高
速域では制御範囲を広く（つまり上記所定の範囲一杯に
し）、さらに高速になると、運転者の意図しない車両挙
動により運転フィーリングが劣化しないように、制御範
囲を狭めている。また、図１０（ｂ）では、横軸がハン
ドル角θhndlであり、運転者の注意力が散漫となる小舵
角時は制御範囲を大きく、また大きな操舵をしていると
きは、運転者の意図通りの動きを実現すべく、制限範囲
を狭めている。また、図には示していないが、(ａ)
（ｂ）の両方を加味して、車速とハンドル角で制限範囲
を設定しても良い。FIG. 10 shows an example of limitation in the target yaw rate limiting means. FIG. 10A shows a reference yaw rate γre corresponding to the steering wheel angle steered by the driver according to the vehicle speed.
FIG. 6 is a diagram showing an allowable range of a deviation between f and a target yaw rate γr. In this figure, the horizontal axis is the vehicle speed, and at low speeds the driver thinks that he wants to narrow the control range so that it will be more faithful to the driver's intention and support the lane keeping. The control range is narrowed so that the driving feeling is not deteriorated by the vehicle behavior that is not intended by the driver when the vehicle speed is wide (that is, the above predetermined range is filled) and the vehicle speed becomes higher. Further, in FIG. 10B, the horizontal axis represents the steering wheel angle θhndl, and the control range is large when the steering angle is small and the driver's attention is distracted. The limit range is narrowed to achieve the intended movement. Although not shown in the figure, (a)
By considering both of (b), the limit range may be set by the vehicle speed and the steering wheel angle.
【００２７】実施の形態３．図１１は、この発明の実施
の形態３に係る車両の車線維持支援装置のシステム構成
図である。この構成は、実施の形態２と比較して、ヨー
レートの制御方法が前輪から後輪になっている点が異な
っている。即ち、図において、７は前輪のハンドル角を
検出するハンドル角検出手段である。９は後輪操舵機構
であり、前輪と同様ラックアンドピニオン機構９０３等
を用いて、後輪９０１，９０２の操舵が可能なように構
成されている。また、３０７は、後輪操舵駆動手段であ
り、実施の形態２と同様に、目標ヨーレートγｒに基づ
いて、後輪９０１，９０２の操舵角を制御するものであ
る。後輪車輪角制御手段３０７Ａは操舵車輪角制御手段
３０２Ａ，３０７Ｂは操舵機構駆動モータ３０２Ｂ，３
０７Ｃは回転伝達機構３０２Ｃにそれぞれ対応してい
る。即ち、車両のヨーレートを制御するための手段が前
輪から後輪になっている点で異なり、動作については、
実施の形態２と同等である。Embodiment 3. FIG. 11 is a system configuration diagram of a lane keeping assist device for a vehicle according to a third embodiment of the present invention. This configuration is different from the second embodiment in that the yaw rate control method is from front wheels to rear wheels. That is, in the figure, 7 is a steering wheel angle detecting means for detecting the steering wheel angle of the front wheels. Reference numeral 9 denotes a rear wheel steering mechanism, which is configured so that the rear wheels 901 and 902 can be steered by using a rack and pinion mechanism 903 and the like like the front wheels. Further, reference numeral 307 denotes a rear wheel steering driving means, which controls the steering angles of the rear wheels 901 and 902 based on the target yaw rate γr, as in the second embodiment. The rear wheel angle control means 307A is the steering wheel angle control means 302A, 307B is the steering mechanism drive motors 302B, 3B.
07C corresponds to the rotation transmission mechanism 302C, respectively. That is, it differs in that the means for controlling the yaw rate of the vehicle is from the front wheels to the rear wheels.
This is equivalent to the second embodiment.
【００２８】実施の形態４．図１２は、この発明の実施
の形態４に係る車両の車線維持支援装置のシステム構成
図である。この構成は、実施の形態３と比較して、制御
の制限方法が異なる。即ち、図において、３０７Ｄは後
輪操舵角検出手段である。３０７Ｅは後輪操舵角制限手
段で、後輪操舵角検出手段３０７Ｄの出力と、前輪のハ
ンドル角検出手段７の出力と、車速検出手段４の出力が
入力され、これらの出力に応じて、操舵車輪駆動手段に
より駆動される操舵車輪角の範囲を制限する。図１３に
後輪操舵角制限手段における制限の例を示す。図１３
（ａ）は、車速に応じて、後輪操舵角θrearの許容範囲
を示した図である。この図は、横軸が車速であり、低速
では運転者の意図により忠実となるよう、制御範囲を狭
め、車線維持を支援して欲しいと運転者が考えるであろ
う中・高速域では制御範囲を広く、さらに高速になる
と、運転者の意図しない車両挙動により運転フィーリン
グが劣化しないように、制御範囲を狭めている。また、
図１３（ｂ）では、横軸が前輪のハンドル角θhndlであ
り、運転者の注意力が散漫となる小舵角時は制御範囲を
大きく、また大きな操舵をしているときは、運転者の意
図通りの動きを実現すべく、制限範囲を狭めている。ま
た、図には示していないが、(ａ)（ｂ）の両方を加味し
て、車速とハンドル角で制限範囲を設定しても良い。な
お、図１３では、後輪操舵角制限手段に適用した例を示
したが、これを前輪操舵角制限手段に適用しても同様で
ある。Fourth Embodiment FIG. 12 is a system configuration diagram of a vehicle lane keeping assist device according to a fourth embodiment of the present invention. This configuration differs from the third embodiment in the control limitation method. That is, in the figure, 307D is a rear wheel steering angle detecting means. Reference numeral 307E is a rear wheel steering angle limiting means, which receives the output of the rear wheel steering angle detecting means 307D, the output of the front wheel steering wheel angle detecting means 7 and the output of the vehicle speed detecting means 4, and operates the steering according to these outputs. Limiting the range of steered wheel angles driven by the wheel drive means. FIG. 13 shows an example of restriction by the rear wheel steering angle restriction means. FIG.
(A) is a diagram showing an allowable range of the rear wheel steering angle θrear according to the vehicle speed. In this figure, the horizontal axis is the vehicle speed, and at low speeds the driver thinks that he wants to narrow the control range so that it will be more faithful to the driver's intention and support the lane keeping. When the vehicle speed is wider and the speed is higher, the control range is narrowed so that the driving feeling does not deteriorate due to the vehicle behavior not intended by the driver. Also,
In FIG. 13 (b), the horizontal axis represents the steering wheel angle θhndl of the front wheels, and the control range is large when the steering angle is small, which distracts the driver's attention. The limit range is narrowed to achieve the intended movement. Although not shown in the drawing, both (a) and (b) may be taken into consideration to set the limit range by the vehicle speed and the steering wheel angle. Note that, although FIG. 13 shows an example in which the invention is applied to the rear wheel steering angle limiting means, the same applies to the case where it is applied to the front wheel steering angle limiting means.
【００２９】実施の形態５．図１４は、この発明の実施
の形態５に係る車両の車線維持支援装置のシステム構成
図である。この構成は、実施の形態２と比較して、ヨー
レートの制御方法が異なる。即ち、図において、３０８
は駆動トルク分配手段であり、駆動トルク分配機構を持
つデファレンシャルギア３０８Ｂと左右の駆動輪３０８
Ｃ，３０８Ｄより構成されている。ここで、トルク分配
手段３０８について説明する。デファレンシャルギア３
０８Ｂは、トルク分配比制御手段３０８Ａからの指令に
より、左右の駆動輪３０８Ｃ，３０８Ｄへ伝達する駆動
トルクの分配比を変更する。即ち、駆動輪に生じている
駆動トルクが左右異なる訳である。この異なる駆動トル
クによって、車両にはヨーレートが生じることになる。
従って、実施の形態２が前輪の操舵角によってヨーレー
トを制御していたのに対して、この実施例では、駆動輪
３０８Ｃ，３０８Ｄの左右の駆動トルクの差を用いてヨ
ーレートを制御する点が異なる。Embodiment 5. FIG. 14 is a system configuration diagram of a vehicle lane keeping assist device according to a fifth embodiment of the present invention. This configuration is different from the second embodiment in the yaw rate control method. That is, in the figure, 308
Is a drive torque distribution means, and is a differential gear 308B having a drive torque distribution mechanism and left and right drive wheels 308.
It is composed of C and 308D. Here, the torque distribution means 308 will be described. Differential gear 3
08B changes the distribution ratio of the drive torque transmitted to the left and right drive wheels 308C and 308D in response to a command from the torque distribution ratio control means 308A. That is, the drive torque generated on the drive wheels is different between the left and right. This different drive torque causes a yaw rate in the vehicle.
Therefore, the yaw rate is controlled by the steering angle of the front wheels in the second embodiment, whereas the yaw rate is controlled by using the difference between the left and right driving torques of the driving wheels 308C and 308D. .
【００３０】また、速度検出手段より検出した車速に応
じて、駆動トルク分配比制御手段により駆動される左右
の駆動輪のトルク分配比範囲を制限するトルク分配比範
囲制限手段を設けても良い。また、ハンドル角検出手段
の出力に応じて、駆動トルク分配比制御手段により駆動
される左右の駆動輪のトルク分配比範囲を制限するトル
ク分配比範囲制限手段を備えても良い。また、速度検出
手段より検出した車速とハンドル角検出手段の出力に応
じて、駆動トルク分配比制御手段により駆動される左右
の駆動輪のトルク分配比範囲を制限するトルク分配比範
囲制限手段を備えても良い。Further, torque distribution ratio range limiting means for limiting the torque distribution ratio range of the left and right driving wheels driven by the drive torque distribution ratio control means may be provided according to the vehicle speed detected by the speed detection means. Further, a torque distribution ratio range limiting means for limiting the torque distribution ratio range of the left and right drive wheels driven by the drive torque distribution ratio control means in accordance with the output of the steering wheel angle detection means may be provided. Further, the torque distribution ratio range limiting means is provided for limiting the torque distribution ratio range of the left and right driving wheels driven by the drive torque distribution ratio control means in accordance with the vehicle speed detected by the speed detection means and the output of the steering wheel angle detection means. May be.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の車両の
車線維持支援装置によれば、車両と、所定時間後に車両
が走行する先の又は車両から所定距離先の走行車線との
なす角度を検出する車線角度検出手段と、この車線角度
検出手段の出力に基づき上記角度が０となるような車両
の進行方向を算出する目標進行方向算出手段と、この目
標進行方向算出手段の出力に基づき車両の進行方向を制
御する進行方向制御手段を備えたので、車両の進行方向
と走行車線との角度偏差を無くすように制御されて、車
両が走行車線を逸脱するのを防止できる。運転者が意識
的に走行車線の端部に車両を導くことも可能である。ま
た、進行方向制御手段は、目標進行方向算出手段の出力
をもとに目標操舵車輪角を算出する目標操舵車輪角算出
手段と、この目標操舵車輪角算出手段の出力に基づい
て、操舵車輪角を制御する操舵車輪駆動手段とより構成
されているので、車両が走行車線を逸脱するのを防止で
きる。As described above, according to the lane keeping assist device for a vehicle of the present invention, the angle between the vehicle and the traveling lane to which the vehicle travels after a predetermined time or a predetermined distance away from the vehicle is determined. A lane angle detecting means for detecting, a target traveling direction calculating means for calculating a traveling direction of the vehicle such that the angle becomes 0 based on an output of the lane angle detecting means, and a vehicle based on an output of the target traveling direction calculating means. Since the traveling direction control means for controlling the traveling direction of the vehicle is provided, it is possible to prevent the vehicle from deviating from the traveling lane by being controlled so as to eliminate the angular deviation between the traveling direction of the vehicle and the traveling lane. It is also possible for the driver to intentionally guide the vehicle to the end of the driving lane. The traveling direction control means calculates the target steering wheel angle based on the output of the target traveling direction calculation means, and the steering wheel angle based on the output of the target steering wheel angle calculation means. Since the vehicle is configured of a steering wheel driving means for controlling the vehicle, it is possible to prevent the vehicle from deviating from the traveling lane.
【００３２】また、運転者が操舵するハンドルの操舵角
を検出するハンドル角検出手段と、目標操舵車輪角算出
手段の出力をハンドルの操舵角より設定される所定操舵
車輪角度範囲内に制限する操舵車輪角度制限手段と、こ
の操舵車輪角度制限手段の出力に基づいて、操舵車輪角
を制御する操舵車輪駆動手段とより構成されているの
で、操舵車輪角度制限手段の所定値は、ハンドル角に応
じた値をとることで、運転者の操舵への影響を少なくで
きる。また、操舵車輪角度制限手段における所定操舵車
輪角度範囲は、車両の速度に応じた範囲をとるので、速
度に関係して、安定した走行が可能である。Further, the steering wheel angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel operated by the driver and the steering for limiting the output of the target steering wheel angle calculating means within a predetermined steering wheel angle range set by the steering angle of the steering wheel. Since the wheel angle limiting means and the steering wheel driving means for controlling the steering wheel angle based on the output of the steering wheel angle limiting means are included, the predetermined value of the steering wheel angle limiting means depends on the steering wheel angle. By taking a different value, the influence on the steering of the driver can be reduced. Further, since the predetermined steering wheel angle range in the steering wheel angle limiting means takes a range according to the speed of the vehicle, stable traveling is possible in relation to the speed.
【００３３】また、操舵車輪角度制限手段における所定
操舵車輪角度範囲は、ハンドル角検出手段の出力に応じ
た範囲をとるので、ハンドル角に関係して、安定した走
行が可能である。また、操舵車輪駆動手段は、運転者の
ハンドル操舵から独立して、操舵車輪角を電気的に制御
できるように構成したので、運転者に車線維持支援動作
の違和感を少なくできる。Further, since the predetermined steering wheel angle range in the steering wheel angle limiting means takes a range according to the output of the steering wheel angle detecting means, stable traveling can be performed in relation to the steering wheel angle. Further, since the steering wheel drive means is configured to electrically control the steering wheel angle independently of the driver's steering of the steering wheel, it is possible to reduce the driver's discomfort in the lane keeping assist operation.
【００３４】また、操舵車輪角を制御する上記操舵車輪
駆動手段は、運転者が操舵するハンドルの操舵角に電気
的に制御可能な補助操舵角を付勢して加え、操舵車輪の
操舵車輪角を制御するように構成したので、運転者に補
助操舵角の付勢の違和感を少なくできる。また、進行方
向制御手段は、目標進行方向算出手段の出力をもとに算
出される車両のヨーレートを算出する目標ヨーレート算
出手段と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出
手段と、目標ヨーレート算出手段の出力と上記ヨーレー
ト検出手段の出力が等しくなるよう、操舵車輪角を制御
する操舵車輪駆動手段とより構成されているので、車両
が走行車線を逸脱するのを防止できる。The steered wheel drive means for controlling the steered wheel angle biases an electrically controllable auxiliary steering angle to the steering angle of the steering wheel steered by the driver to add the steered wheel angle of the steered wheel. Is configured to be controlled, it is possible to reduce the driver's discomfort in biasing the auxiliary steering angle. The traveling direction control means includes a target yaw rate calculating means for calculating a yaw rate of the vehicle calculated based on the output of the target traveling direction calculating means, a yaw rate detecting means for detecting a yaw rate of the vehicle, and a target yaw rate calculating means. Since the steering wheel drive means for controlling the steering wheel angle is configured so that the output and the output of the yaw rate detection means become equal, it is possible to prevent the vehicle from deviating from the traveling lane.
【００３５】また、運転者が操舵するハンドルの操舵角
を検出するハンドル角検出手段と、車両の車速を検出す
る車速検出手段と、ハンドル角検出手段の出力と車速検
出手段の出力より車両のヨーレートを算出する基準ヨー
レート算出手段と、目標ヨーレート算出手段の出力を基
準ヨーレート算出手段の出力を中心とする所定の範囲に
制限する目標ヨーレート制限手段と、目標ヨーレート制
限手段の出力とヨーレート検出手段の出力が等しくなる
よう、操舵車輪角を制御する操舵車輪駆動手段とを備え
て構成されているので、車両が走行車線を逸脱するのを
防止できると共に、車両安定制御を両立して行うことが
できる。また、目標ヨーレート制限手段における所定の
範囲は、車両の速度に応じた範囲をとるので、速度に関
係して、安定した走行が可能である。Further, the steering wheel angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel operated by the driver, the vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle, the yaw rate of the vehicle from the output of the steering wheel angle detecting means and the output of the vehicle speed detecting means. A reference yaw rate calculating means, a target yaw rate limiting means for limiting the output of the target yaw rate calculating means to a predetermined range around the output of the reference yaw rate calculating means, an output of the target yaw rate limiting means and an output of the yaw rate detecting means. The steering wheel drive means for controlling the steered wheel angle is provided so that the vehicle speeds are equal to each other. Therefore, the vehicle can be prevented from deviating from the traveling lane, and the vehicle stability control can be performed at the same time. Further, since the predetermined range in the target yaw rate limiting means is a range corresponding to the speed of the vehicle, stable traveling is possible in relation to the speed.
【００３６】また、上記目標ヨーレート制限手段におけ
る所定の範囲は、ハンドル角検出手段の出力に応じた範
囲をとるので、ハンドル角に関係して、安定した走行が
可能である。また、車両の速度を検出する速度検出手段
と、この速度検出手段より検出した車速に応じて、操舵
車輪駆動手段により駆動される操舵車輪角の範囲を制限
する操舵角制限手段とを備えたので、速度に関係して、
安定した走行が可能である。Further, since the predetermined range in the target yaw rate limiting means is a range corresponding to the output of the steering wheel angle detecting means, stable traveling is possible in relation to the steering wheel angle. Further, the vehicle is provided with the speed detecting means for detecting the speed of the vehicle and the steering angle limiting means for limiting the range of the steered wheel angle driven by the steered wheel driving means according to the vehicle speed detected by the speed detecting means. , In relation to speed,
Stable running is possible.
【００３７】また、ハンドル角検出手段の出力に応じ
て、操舵車輪駆動手段により駆動される操舵車輪角の範
囲を制限する上記操舵角制限手段を備えたので、ハンド
ル角に関係して、安定した走行が可能である。また、進
行方向制御手段は、上記目標進行方向算出手段の出力を
もとに算出される車両のヨーレートを算出する目標ヨー
レート算出手段と、車両のヨーレートを検出するヨーレ
ート検出手段と、目標ヨーレート算出手段の出力とヨー
レート検出手段の出力が等しくなるよう、駆動車輪の左
右駆動トルク分配比を制御するトルク分配比制御手段と
より構成されているので、車両が走行車線を逸脱するの
を防止できる。Further, since the steering angle limiting means for limiting the range of the steering wheel angle driven by the steering wheel driving means is provided in accordance with the output of the steering wheel angle detecting means, the steering wheel angle is stabilized in relation to the steering wheel angle. It is possible to drive. The traveling direction control means includes a target yaw rate calculating means for calculating the yaw rate of the vehicle calculated based on the output of the target traveling direction calculating means, a yaw rate detecting means for detecting the yaw rate of the vehicle, and a target yaw rate calculating means. The torque distribution ratio control means for controlling the left / right driving torque distribution ratio of the drive wheels is configured so that the output of the vehicle and the output of the yaw rate detection means become equal, so that the vehicle can be prevented from deviating from the traveling lane.
【００３８】また、運転者が操舵するハンドルの操舵角
を検出するハンドル角検出手段と、車両の車速を検出す
る車速検出手段と、ハンドル角検出手段の出力と車速検
出手段の出力より車両のヨーレートを算出する基準ヨー
レート算出手段と、目標ヨーレート算出手段の出力を上
記基準ヨーレート算出手段の出力を中心とする所定の範
囲に制限する目標ヨーレート制限手段と、目標ヨーレー
ト制限手段の出力とヨーレート検出手段の出力が等しく
なるよう、駆動車輪の左右駆動トルク分配比を制御する
トルク分配比制御手段とより構成されているので、車両
が走行車線を逸脱するのを防止できると共に、車両安定
制御を両立して行うことができる。また、車両の速度を
検出する速度検出手段と、速度検出手段より検出した車
速に応じて、上記駆動トルク分配比制御手段により駆動
される左右の駆動輪のトルク分配比範囲を制限するトル
ク分配比範囲制限手段とを備えたので、速度に関係し
て、安定した走行が可能である。また更に、ハンドル角
検出手段の出力に応じて、駆動トルク分配比制御手段に
より駆動される左右の駆動輪のトルク分配比範囲を制限
するトルク分配比範囲制限手段を備えたので、ハンドル
角に関係して、安定した走行が可能である。The steering wheel angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel operated by the driver, the vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle, and the yaw rate of the vehicle based on the output of the steering wheel angle detecting means and the output of the vehicle speed detecting means. Of the target yaw rate calculating means, the target yaw rate limiting means for limiting the output of the target yaw rate calculating means to a predetermined range centered on the output of the reference yaw rate calculating means, and the output of the target yaw rate limiting means and the yaw rate detecting means. Since it is composed of the torque distribution ratio control means for controlling the left and right driving torque distribution ratios of the drive wheels so that the outputs become equal, it is possible to prevent the vehicle from deviating from the traveling lane and to achieve the vehicle stability control at the same time. It can be carried out. Further, a speed detecting means for detecting the speed of the vehicle, and a torque distribution ratio for limiting the torque distribution ratio range of the left and right driving wheels driven by the drive torque distribution ratio control means according to the vehicle speed detected by the speed detecting means. Since the range limiting means is provided, stable traveling is possible in relation to speed. Furthermore, since the torque distribution ratio range limiting means for limiting the torque distribution ratio range of the left and right drive wheels driven by the drive torque distribution ratio control means is provided in accordance with the output of the steering wheel angle detection means, it is possible to relate to the steering wheel angle. As a result, stable running is possible.
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両の車線維
持支援装置の構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram of a lane keeping assist device for a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 車両の位置と前方の道路との関係を示した図
である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a vehicle position and a road ahead.
【図３】 実施の形態１の車両の車線維持支援装置のシ
ステム構成図である。FIG. 3 is a system configuration diagram of a lane keeping assist device for a vehicle according to the first embodiment.
【図４】 実施の形態１の動作を示すフローチャートで
ある。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
【図５】 実施の形態１の動作を示すタイムチャートで
ある。FIG. 5 is a time chart showing the operation of the first embodiment.
【図６】 実施の形態１の他の車両の車線維持支援装置
のシステム構成図である。FIG. 6 is a system configuration diagram of another vehicle lane keeping assist device according to the first embodiment.
【図７】 操舵車輪角度制限手段における制限例を説明
する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of limitation in a steering wheel angle limiting unit.
【図８】 この発明の実施の形態２に係る車両の車線維
持支援装置のシステム構成図である。FIG. 8 is a system configuration diagram of a vehicle lane keeping assist device according to a second embodiment of the present invention.
【図９】 実施の形態２に係る車両の車線維持支援装置
の他のシステム構成図である。FIG. 9 is another system configuration diagram of the lane keeping assist device for a vehicle according to the second embodiment.
【図１０】 目標ヨーレート制限手段における制限例を
説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of limitation in target yaw rate limiting means.
【図１１】 実施の形態３に係る車両の車線維持支援装
置のシステム構成図である。FIG. 11 is a system configuration diagram of a lane keeping assist device for a vehicle according to a third embodiment.
【図１２】 実施の形態４に係る車両の車線維持支援装
置のシステム構成図である。FIG. 12 is a system configuration diagram of a vehicle lane keeping assist device according to a fourth embodiment.
【図１３】 後輪操舵角制限手段における制限例を説明
する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a restriction example in the rear wheel steering angle restriction means.
【図１４】 実施の形態５に係る車両の車線維持支援装
置のシステム構成図である。FIG. 14 is a system configuration diagram of a lane keeping assist device for a vehicle according to a fifth embodiment.
１ 車線角度検出手段 ２ 目標進行方
向算出手段
３ 進行方向制御手段 ４ 車速検出手
段
５ 操舵車輪機構 ６ ハンドル
７ ハンドル角検出手段 ８ ヨーレート
検出手段
９ 後輪操舵機構
２０ 走行車線 ２１ 車両位置
t1
２２ 所定距離地点ｔ２ ２３ 車両の進
行方向
２４ 所定距離地点ｔ２における車体進行方向
２５ 角度偏差θd
３０１ 目標操舵車輪角算出手段 ３０２ 操舵車
輪駆動手段
３０２Ａ 操舵車輪角制御手段
３０２Ｂ，３０７Ｂ 操舵機構駆動モータ
３０２Ｃ，３０７Ｃ 回転伝達機構
３０２Ｄ 操舵車輪角度検出手段
３０３ 操舵車輪角度制限手段
３０４ 目標ヨーレート算出手段
３０５ 目標ヨーレート制限手段
３０６ 基準ヨーレート算出手段
３０７Ａ 後輪車輪角制御手段
３０７Ｄ 後輪操舵角検出手段
３０７Ｅ 後輪操舵角制限手段
３０８ 駆動トルク分配手段
３０８Ａ トルク分配比制御手段
３０８Ｂ デファレンシャルギア
３０８Ｃ，３０８Ｄ 駆動輪
３０５ 目標ヨーレート制限手段
３０７ 後輪操舵角駆動手段
３０８ 駆動トルク分配手段
５０１，５０２ 操舵車輪
５０３，９０３ ラックアンドピニオン機構
９０１，９０２ 後輪。1 Lane angle detecting means 2 Target traveling direction calculating means 3 Moving direction control means 4 Vehicle speed detecting means 5 Steering wheel mechanism 6 Steering wheel 7 Steering wheel angle detecting means 8 Yaw rate detecting means 9 Rear wheel steering mechanism 20 Running lane 21 Vehicle position
t1 22 predetermined distance point t2 23 vehicle traveling direction 24 vehicle body traveling direction at predetermined distance point t2 25 angle deviation θd 301 target steering wheel angle calculation means 302 steering wheel drive means 302A steering wheel angle control means 302B, 307B steering mechanism drive motor 302C , 307C Rotation transmission mechanism 302D Steering wheel angle detecting means 303 Steering wheel angle limiting means 304 Target yaw rate calculating means 305 Target yaw rate limiting means 306 Reference yaw rate calculating means 307A Rear wheel wheel angle controlling means 307D Rear wheel steering angle detecting means 307E Rear wheel steering Angle limiting means 308 Drive torque distribution means 308A Torque distribution ratio control means 308B Differential gears 308C, 308D Drive wheels 305 Target yaw rate limiting means 307 Rear wheel steering angle drive means 308 Drive torque distribution means 501, 502 Operation Rudder wheels 503, 903 Rack and pinion mechanism 901, 902 Rear wheels.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 113:00 113:00 137:00 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC19 CC20 DA03 DA23 DA33 DA74 DA84 DA88 DD02 DD17 EA06 EB16 EC23 EC34 FF08 GG01 3D041 AA31 AA40 AB01 AC01 AD00 AD51 AE01 AF01 5H180 AA01 LL04 LL09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // B62D 101: 00 B62D 101: 00 113: 00 113: 00 137: 00 137: 00 F term (reference) 3D032 CC19 CC20 DA03 DA23 DA33 DA74 DA84 DA88 DD02 DD17 EA06 EB16 EC23 EC34 FF08 GG01 3D041 AA31 AA40 AB01 AC01 AD00 AD51 AE01 AF01 5H180 AA01 LL04 LL09
Claims (17)
の又は車両から所定距離先の走行車線とのなす角度を検
出する車線角度検出手段と、この車線角度検出手段の出
力に基づき上記角度が０となるような車両の進行方向を
算出する目標進行方向算出手段と、この目標進行方向算
出手段の出力に基づき車両の進行方向を制御する進行方
向制御手段を備えたことを特徴とする車両の車線維持支
援装置。1. A lane angle detecting means for detecting an angle formed by a vehicle and a traveling lane to which the vehicle travels after a predetermined time or a predetermined distance from the vehicle, and the above-mentioned angle based on an output of the lane angle detecting means. A vehicle equipped with a target traveling direction calculating means for calculating the traveling direction of the vehicle such that 0 becomes 0, and a traveling direction controlling means for controlling the traveling direction of the vehicle based on the output of the target traveling direction calculating means. Lane maintenance support device.
方向算出手段の出力をもとに目標操舵車輪角を算出する
目標操舵車輪角算出手段と、この目標操舵車輪角算出手
段の出力に基づいて、操舵車輪角を制御する操舵車輪駆
動手段とより構成されていることを特徴とする請求項１
記載の車両の車線維持支援装置。2. The traveling direction control means is based on a target steering wheel angle calculation means for calculating a target steering wheel angle based on the output of the target traveling direction calculation means, and an output of the target steering wheel angle calculation means. And a steering wheel drive means for controlling the steering wheel angle.
Lane maintenance support device for the vehicle described.
出するハンドル角検出手段と、上記目標操舵車輪角算出
手段の出力を上記ハンドルの操舵角より設定される所定
操舵車輪角度範囲内に制限する操舵車輪角度制限手段
と、この操舵車輪角度制限手段の出力に基づいて、操舵
車輪角を制御する上記操舵車輪駆動手段とより構成され
ていることを特徴とする請求項２記載の車両の車線維持
支援装置。3. A steering wheel angle detecting means for detecting a steering angle of a steering wheel operated by a driver and an output of the target steering wheel angle calculating means is limited within a predetermined steering wheel angle range set by the steering angle of the steering wheel. 3. The vehicle lane according to claim 2, further comprising: steering wheel angle limiting means for controlling the steering wheel angle, and steering wheel driving means for controlling the steering wheel angle based on the output of the steering wheel angle limiting means. Maintenance support device.
操舵車輪角度範囲は、OLE_LINK1車両の速度OLE_LINK1に
応じた範囲をとることを特徴とする請求項３記載の車両
の車線維持支援装置。4. The vehicle lane keeping assist device according to claim 3, wherein the predetermined steered wheel angle range in the steered wheel angle limiting means is a range corresponding to the speed OLE_LINK1 of the vehicle.
操舵車輪角度範囲は、ハンドル角検出手段の出力に応じ
た範囲をとることを特徴とする請求項３又は請求項４記
載の車両の車線維持支援装置。5. The vehicle lane keeping assist according to claim 3 or 4, wherein the predetermined steering wheel angle range in the steering wheel angle limiting means takes a range according to the output of the steering wheel angle detecting means. apparatus.
ドル操舵から独立して、操舵車輪角を電気的に制御でき
るように構成したことを特徴とする請求項２記載の車両
の車線維持支援装置。6. The lane keeping assist of a vehicle according to claim 2, wherein the steering wheel driving means is configured to electrically control the steering wheel angle independently of the steering of the steering wheel by the driver. apparatus.
手段は、運転者が操舵するハンドルの操舵角に電気的に
制御可能な補助操舵角を付勢して加え、操舵車輪の操舵
車輪角を制御するように構成したことを特徴とする請求
項２記載の車両の車線維持支援装置。7. The steered wheel drive means for controlling the steered wheel angle adds the electrically controllable auxiliary steering angle to the steering angle of the steering wheel steered by the driver to add the steered wheel angle of the steered wheel. The lane keeping assist device for a vehicle according to claim 2, wherein the lane keeping assist device is configured to control the vehicle.
方向算出手段の出力をもとに算出される車両のヨーレー
トを算出する目標ヨーレート算出手段と、車両のヨーレ
ートを検出するヨーレート検出手段と、上記目標ヨーレ
ート算出手段の出力と上記ヨーレート検出手段の出力が
等しくなるよう、操舵車輪角を制御する操舵車輪駆動手
段とより構成されていることを特徴とする請求項１記載
の車両の車線維持支援装置。8. The traveling direction control means includes a target yaw rate calculating means for calculating a yaw rate of the vehicle calculated based on an output of the target traveling direction calculating means, and a yaw rate detecting means for detecting a yaw rate of the vehicle. 2. A lane keeping assist for a vehicle according to claim 1, further comprising steering wheel drive means for controlling a steering wheel angle so that the output of the target yaw rate calculating means and the output of the yaw rate detecting means become equal. apparatus.
出するハンドル角検出手段と、車両の車速を検出する車
速検出手段と、上記ハンドル角検出手段の出力と車速検
出手段の出力より車両のヨーレートを算出する基準ヨー
レート算出手段と、上記目標ヨーレート算出手段の出力
を上記基準ヨーレート算出手段の出力を中心とする所定
の範囲に制限する目標ヨーレート制限手段と、上記目標
ヨーレート制限手段の出力と上記ヨーレート検出手段の
出力が等しくなるよう、操舵車輪角を制御する操舵車輪
駆動手段とを備えて構成されていることを特徴とする請
求項８記載の車両の車線維持支援装置。9. A steering wheel angle detecting means for detecting a steering angle of a steering wheel steered by a driver, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of a vehicle, and an output of the steering wheel angle detecting means and an output of the vehicle speed detecting means of the vehicle. Reference yaw rate calculating means for calculating a yaw rate, target yaw rate limiting means for limiting the output of the target yaw rate calculating means to a predetermined range around the output of the reference yaw rate calculating means, output of the target yaw rate limiting means, and the above 9. The lane keeping assist device for a vehicle according to claim 8, further comprising: steering wheel drive means for controlling the steering wheel angle so that the outputs of the yaw rate detecting means become equal.
所定の範囲は、車両の速度に応じた範囲をとることを特
徴とする請求項９記載の車両の車線維持支援装置。10. The vehicle lane keeping assist device according to claim 9, wherein the predetermined range in the target yaw rate limiting means is a range corresponding to the speed of the vehicle.
所定の範囲は、上記ハンドル角検出手段の出力に応じた
範囲をとることを特徴とする請求項９又は請求項１０記
載の車両の車線維持支援装置。11. The lane keeping assist device for a vehicle according to claim 9, wherein the predetermined range in the target yaw rate limiting means is a range according to the output of the steering wheel angle detecting means.
と、この速度検出手段より検出した車速に応じて、上記
操舵車輪駆動手段により駆動される操舵車輪角の範囲を
制限する操舵角制限手段とを備えたことを特徴とする請
求項８記載の車両の車線維持支援装置。12. Speed detecting means for detecting the speed of the vehicle, and steering angle limiting means for limiting the range of the steering wheel angle driven by the steering wheel driving means according to the vehicle speed detected by the speed detecting means. The lane keeping assist device for a vehicle according to claim 8, further comprising:
上記操舵車輪駆動手段により駆動される操舵車輪角の範
囲を制限する上記操舵角制限手段を備えたことを特徴と
する請求項８又は請求項１２記載の車両の車線維持支援
装置。13. According to the output of the steering wheel angle detecting means,
13. The lane keeping assist device for a vehicle according to claim 8 or 12, further comprising the steering angle limiting means for limiting a range of a steering wheel angle driven by the steering wheel driving means.
行方向算出手段の出力をもとに算出される車両のヨーレ
ートを算出する目標ヨーレート算出手段と、車両のヨー
レートを検出するヨーレート検出手段と、上記目標ヨー
レート算出手段の出力と上記ヨーレート検出手段の出力
が等しくなるよう、駆動車輪の左右駆動トルク分配比を
制御するトルク分配比制御手段とより構成されているこ
とを特徴とする請求項１記載の車両の車線維持支援装
置。14. The traveling direction control means includes a target yaw rate calculating means for calculating a yaw rate of the vehicle calculated based on an output of the target traveling direction calculating means, and a yaw rate detecting means for detecting a yaw rate of the vehicle. 2. The torque distribution ratio control means for controlling the left / right drive torque distribution ratio of the drive wheels so that the output of the target yaw rate calculation means and the output of the yaw rate detection means become equal to each other. Lane maintenance support device for vehicles.
検出するハンドル角検出手段と、車両の車速を検出する
車速検出手段と、上記ハンドル角検出手段の出力と車速
検出手段の出力より車両のヨーレートを算出する基準ヨ
ーレート算出手段と、上記目標ヨーレート算出手段の出
力を上記基準ヨーレート算出手段の出力を中心とする所
定の範囲に制限する目標ヨーレート制限手段と、上記目
標ヨーレート制限手段の出力と上記ヨーレート検出手段
の出力が等しくなるよう、駆動車輪の左右駆動トルク分
配比を制御するトルク分配比制御手段とより構成されて
いることを特徴とする請求項１４記載の車両の車線維持
支援装置。15. A steering wheel angle detecting means for detecting a steering angle of a steering wheel steered by a driver, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of a vehicle, and an output of the steering wheel angle detecting means and an output of the vehicle speed detecting means of the vehicle. Reference yaw rate calculating means for calculating a yaw rate, target yaw rate limiting means for limiting the output of the target yaw rate calculating means to a predetermined range around the output of the reference yaw rate calculating means, output of the target yaw rate limiting means, and the above 15. The lane keeping assist device for a vehicle according to claim 14, further comprising a torque distribution ratio control means for controlling a left / right driving torque distribution ratio of the drive wheels so that the outputs of the yaw rate detecting means become equal.
と、上記速度検出手段より検出した車速に応じて、上記
駆動トルク分配比制御手段により駆動される左右の駆動
輪のトルク分配比範囲を制限するトルク分配比範囲制限
手段とを備えたことを特徴とする請求項１５記載の車両
の車線維持支援装置。16. A speed distribution detecting means for detecting a speed of a vehicle, and a torque distribution ratio range of left and right drive wheels driven by the drive torque distribution ratio control means is limited according to a vehicle speed detected by the speed detecting means. 16. The lane keeping assist device for a vehicle according to claim 15, further comprising: torque distribution ratio range limiting means.
て、上記駆動トルク分配比制御手段により駆動される左
右の駆動輪のトルク分配比範囲を制限するトルク分配比
範囲制限手段を備えたことを特徴とする請求項１５又は
請求項１６記載の車両の車線維持支援装置。17. A torque distribution ratio range limiting means for limiting the torque distribution ratio range of the left and right drive wheels driven by the drive torque distribution ratio control means according to the output of the steering wheel angle detection means. A lane keeping assist device for a vehicle according to claim 15 or claim 16.
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