JP2008213651A - Steering support system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電動パワーステアリング(EPS)を備えた車両に搭載される操舵支援装置に関するものである。 The present invention relates to a steering assist device mounted on a vehicle including, for example, an electric power steering (EPS).
従来の操舵支援装置としては、例えば特許文献1に記載されているような車両用操舵制御装置が知られている。この車両用操舵制御装置は、車両前方の撮像画像に基づいて走行路を検出し、その走行路の曲率を求め、その曲率から基本操舵アシストトルクを演算すると共に、車両前方の撮像画像に基づいて走行路に対する車両の位置に関連するパラメータを求め、そのパラメータから補正操舵アシストトルクを演算する。そして、基本操舵アシストトルクと補正操舵アシストトルクとを加算することで、車両を走行路のレーン中心線に沿って走行させるための出力操舵アシストトルクを求め、その出力操舵アシストトルクに応じて電動モータを制御する。
ところで、上記従来技術が適用される車線維持システムにおいては、車両が走行する走行路の情報等に基づいて目標横加速度を演算し、その目標横加速度から操舵アシストトルクを求めている。しかし、車両とEPS等のアクチュエータとの間に存在する摩擦等の未知特性によって、目標横加速度を達成するための車両応答に遅れが生じるため、車両の実際の横加速度(実横加速度)と目標横加速度との間にずれが発生してしまう。このような目標横加速度に対する実横加速度の応答遅れを解消するために、単に走行路に対する車両の位置に関するフィードバック制御系のフィードバック定数(ゲイン)を高くすると、車両の挙動変化が激しくなり、車両の安定性が悪化するおそれがある。 By the way, in the lane keeping system to which the above-described conventional technology is applied, the target lateral acceleration is calculated based on the information on the travel route on which the vehicle travels, and the steering assist torque is obtained from the target lateral acceleration. However, since the vehicle response for achieving the target lateral acceleration is delayed due to unknown characteristics such as friction existing between the vehicle and an actuator such as EPS, the actual lateral acceleration (actual lateral acceleration) of the vehicle and the target Deviation occurs with the lateral acceleration. In order to eliminate the response delay of the actual lateral acceleration with respect to the target lateral acceleration, simply increasing the feedback constant (gain) of the feedback control system related to the position of the vehicle with respect to the travel path causes the vehicle behavior to change drastically. Stability may be deteriorated.
本発明の目的は、車両の安定性を損なうことなく、目標横加速度に対する車両の応答遅れを低減することができる操舵支援装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a steering assist device capable of reducing a response delay of a vehicle with respect to a target lateral acceleration without impairing the stability of the vehicle.
本発明の操舵支援装置は、自車両が走行する走行路に関する情報を取得する走行路情報取得手段と、走行路に関する情報に基づいて、自車両を走行路に沿って走行させるような目標横加速度を算出する目標横加速度演算手段と、自車両の横加速度を目標横加速度にするための要求操舵トルクを求める要求操舵トルク設定手段と、要求操舵トルクに応じて自車両の操舵系を制御する操舵制御手段と、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを検出する横加速度遅れ検出手段と、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを少なくするような横加速度補正値を求める横加速度補償手段とを備え、要求操舵トルク設定手段は、横加速度補正値に応じて要求操舵トルクを補正する補正手段を有することを特徴とするものである。 The steering assist device according to the present invention includes a travel path information acquisition unit that acquires information on a travel path on which the host vehicle travels, and a target lateral acceleration that causes the host vehicle to travel along the travel path based on the information on the travel path. Target lateral acceleration calculating means for calculating the required steering torque setting means for obtaining the required steering torque for making the lateral acceleration of the host vehicle the target lateral acceleration, and steering for controlling the steering system of the host vehicle in accordance with the required steering torque Control means, lateral acceleration delay detection means for detecting the actual lateral acceleration delay of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration, and lateral acceleration correction value for reducing the delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration The required steering torque setting means includes correction means for correcting the required steering torque in accordance with the lateral acceleration correction value.
このような本発明の操舵支援装置においては、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを検出し、その遅れを少なくするような横加速度補正値を求め、自車両の横加速度を目標横加速度にするための要求操舵トルクを当該横加速度補正値に応じて補正し、その補正した要求操舵トルクに応じて自車両の操舵系を制御する。従って、特にフィードバック制御系のフィードバック定数(ゲイン)を高くしなくても、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れが少なくなる。これにより、車両の挙動安定性を確保しつつ、目標横加速度に対する車両の応答遅れを低減することができる。 In such a steering assist device of the present invention, the delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration is detected, a lateral acceleration correction value that reduces the delay is obtained, and the lateral acceleration of the host vehicle is determined as the target lateral acceleration. The required steering torque for making the acceleration is corrected according to the lateral acceleration correction value, and the steering system of the host vehicle is controlled according to the corrected required steering torque. Therefore, even if the feedback constant (gain) of the feedback control system is not particularly increased, the delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration is reduced. Thereby, the response delay of the vehicle with respect to the target lateral acceleration can be reduced while ensuring the behavior stability of the vehicle.
好ましくは、要求操舵トルク設定手段は、操舵操作の切り増やし時及び切り戻し時における目標横加速度と要求操舵トルクとの関係を示すトルクマップを予め記憶しており、補正手段は、横加速度補正値に応じて、トルクマップにおける目標横加速度に対応する要求操舵トルクを補正する。この場合には、トルクマップを用いて、自車両の横加速度を目標横加速度にするための要求操舵トルクを簡単に求めることができる。また、横加速度補正値に応じて当該要求操舵トルクを補正する際には、横加速度補正値に応じてトルクマップの特性を補正することで、要求操舵トルクを補正するための構成を簡素化することができる。 Preferably, the required steering torque setting means stores in advance a torque map indicating the relationship between the target lateral acceleration and the required steering torque when the steering operation is increased or decreased, and the correcting means is the lateral acceleration correction value. Accordingly, the required steering torque corresponding to the target lateral acceleration in the torque map is corrected. In this case, the required steering torque for making the lateral acceleration of the host vehicle the target lateral acceleration can be easily obtained using the torque map. Further, when correcting the required steering torque according to the lateral acceleration correction value, the configuration for correcting the required steering torque is simplified by correcting the characteristics of the torque map according to the lateral acceleration correction value. be able to.
また、好ましくは、走行路に関する情報に基づいて、走行路の形状が特定形状であるかどうかを判定する走行路形状判定手段と、走行路形状判定手段により走行路の形状が特定形状であると判定されたときに、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを学習する学習手段とを更に備える。この場合には、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを学習した上で、その遅れを少なくするような横加速度補正値を求め、自車両の横加速度を目標横加速度にするための要求操舵トルクを当該横加速度補正値に応じて補正する。このように遅れの学習を行うことにより、より適切な横加速度補正値が得られるため、目標横加速度に対する車両の応答遅れを一層低減することができる。 Preferably, on the basis of information on the traveling road, the traveling road shape determining means for determining whether the shape of the traveling road is a specific shape, and the traveling road shape determining means that the shape of the traveling road is the specific shape. Learning means for learning a delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration when it is determined. In this case, after learning the delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle relative to the target lateral acceleration, a lateral acceleration correction value that reduces the delay is obtained, and the lateral acceleration of the host vehicle is set to the target lateral acceleration. The required steering torque is corrected according to the lateral acceleration correction value. By performing the learning of the delay in this way, a more appropriate lateral acceleration correction value can be obtained, so that the response delay of the vehicle with respect to the target lateral acceleration can be further reduced.
このとき、特定形状が直線であることが好ましい。自車両が直線を走行する際には、自車両がカーブを走行する場合に比べて、目標横加速度に対する車両応答の再現性が高くなる。従って、走行路が直線である場合に、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを学習することにより、当該学習の精度を向上させることができる。 At this time, it is preferable that the specific shape is a straight line. When the host vehicle travels on a straight line, the reproducibility of the vehicle response to the target lateral acceleration is higher than when the host vehicle travels on a curve. Therefore, when the travel path is a straight line, the learning accuracy can be improved by learning the delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration.
また、好ましくは、操舵系に付与される操舵トルクに対して自車両の運転者が抵抗を感じるかどうかを判定するトルク抵抗判定手段を更に備え、補正手段は、トルク抵抗判定手段により自車両の運転者が抵抗を感じると判定されたときに、横加速度補正値に応じた要求操舵トルクの補正を行わないようにする。この場合には、運転者によるステアリング操作の違和感を効果的に軽減し、運転者の運転フィーリングを向上させることができる。 Preferably, the vehicle further comprises torque resistance determination means for determining whether or not the driver of the host vehicle feels resistance to the steering torque applied to the steering system, and the correction means is configured to detect the vehicle by the torque resistance determination means. When it is determined that the driver feels resistance, the required steering torque according to the lateral acceleration correction value is not corrected. In this case, the uncomfortable feeling of the steering operation by the driver can be effectively reduced, and the driving feeling of the driver can be improved.
さらに、好ましくは、自車両が走行路の外乱による影響を受けているかどうかを判定する外乱影響判定手段を更に備え、補正手段は、外乱影響判定手段により自車両が走行路の外乱による影響を受けていると判定されたときに、横加速度補正値に応じた要求操舵トルクの補正を行わないようにする。この場合には、走行路の外乱による影響で車両の挙動が悪化することが防止されるため、車両の挙動安定性を十分確保することができる。 Further, preferably, the apparatus further comprises disturbance influence determining means for determining whether or not the host vehicle is affected by disturbance of the traveling road, and the correcting means is affected by the disturbance of the traveling road by the disturbance influence determining means. When it is determined that the required steering torque is not corrected according to the lateral acceleration correction value. In this case, since the behavior of the vehicle is prevented from being deteriorated due to the influence of the disturbance on the traveling road, the behavior stability of the vehicle can be sufficiently ensured.
また、好ましくは、補正手段は、目標横加速度が所定値よりも小さいときには、横加速度補正値に応じた要求操舵トルクの補正を行わないようにする。この場合には、車両がほぼ真っ直ぐ走行していることで、車両の目標横加速度が0に近い場合に、横加速度補正値に応じた要求操舵トルクの補正によって車両の挙動がかえって不安定になるために車両のハンチングを起こしてしまうことが防止される。 Preferably, the correction means does not correct the required steering torque according to the lateral acceleration correction value when the target lateral acceleration is smaller than a predetermined value. In this case, when the target lateral acceleration of the vehicle is close to 0 because the vehicle is running almost straight, the behavior of the vehicle becomes unstable by correcting the required steering torque according to the lateral acceleration correction value. This prevents the vehicle from hunting.
本発明によれば、車両の安定性を損なうことなく、目標横加速度に対する車両の応答遅れを低減することができる。これにより、本発明を車線維持システムに適用した場合に、車両を車線の中央に維持しながら走行させることが可能となる。 According to the present invention, the response delay of the vehicle with respect to the target lateral acceleration can be reduced without impairing the stability of the vehicle. Thereby, when the present invention is applied to the lane keeping system, the vehicle can be run while being maintained at the center of the lane.
以下、本発明に係わる操舵支援装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a steering assist device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係わる操舵支援装置の第1実施形態を示す構成図である。同図において、本実施形態の操舵支援装置1は、電動パワーステアリング(EPS)2を備えた車両に搭載され、操舵操作を支援するものである。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a steering assist device according to the present invention. In the figure, a
電動パワーステアリング2は、ステアリングホイール3と、このステアリングホイール3にステアリングシャフト4を介して連結されたギアボックス5とを備えている。ギアボックス5は、タイロッド6を介して左右の車輪7とそれぞれ連結されている。電動パワーステアリング2には、操舵アシスト力(アシストトルク)を付与するための電動モータ8が設けられている。
The
操舵支援装置1は、車両前方の道路(走行路)を撮像するカメラ9と、車両の走行速度(車速)を検出する車速センサ10と、車両の横加速度(横G)を検出するGセンサ11と、カメラ9の撮像画像、車速センサ10及びGセンサ11の検出値を入力し、操舵支援に関する所定の処理を行い、電動モータ8を制御するECU(電子制御ユニット)12とを備えている。
The
ECU12は、走行情報取得部13と、目標横加速度演算部14と、横加速度補償部15と、要求操舵トルク生成部16と、モータ駆動制御部17とを有している。
The ECU 12 includes a travel
走行情報取得部13は、カメラ9の撮像画像を取り込んで画像処理を行い、自車両が走行する道路の区分線(白線)を抽出すると共に、その抽出結果と車速センサ10の検出値とに基づいて、走行路の形状(直線やカーブ等)情報及び走行路に対する自車両の位置情報等を取得する。
The travel
目標横加速度演算部14は、走行情報取得部13で得られた走行路の形状情報及び自車両の位置情報等に基づいて、自車両を走行路に沿って走行させるような目標横加速度(以下、目標横Gという)を求める。
The target lateral
横加速度補償部15は、目標横加速度演算部14で得られた目標横GとGセンサ11の検出値とを取り込み、目標横Gに対する自車両の実際の横加速度(以下、車両実横Gという)の遅れを検出し、その遅れを無くすような横加速度補正値(以下、横G補正値という)を求める。
The lateral
図2は、横加速度補償部15の処理手順を示すフローチャートである。同図において、まず目標横Gに対して車両実横Gの遅れが生じているかどうかを判断するためのフラグ(遅れ判断フラグ)がOFFであるかどうかを判断する(ステップ51)。なお、遅れ判断フラグは、初期状態ではOFFに設定されている。遅れ判断フラグがOFFであると判定されたときは、車両実横Gが目標横Gに対して遅れているかどうかを判断し(ステップ52)、車両実横Gが目標横Gに対して遅れているときは、遅れ判断フラグをONにする(ステップ53)。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the lateral
一方、ステップ51で遅れ判断フラグがOFFでなくONであると判定されたときは、目標横Gに対する車両実横Gの遅れがなくなったかどうかを判断し(ステップ54)、目標横Gに対する車両実横Gの遅れがなくなったときは、遅れ判断フラグをOFFにする(ステップ55)。
On the other hand, when it is determined in
その後、遅れ判断フラグがONであるかどうかを判断し(ステップ56)、遅れ判断フラグがONであると判定されたときは、引き続いて目標横Gの大きさ(絶対値)が所定値以上であるかどうかを判断する(ステップ57)。ここでいう所定値は、後述するトルクマップ特性におけるニュートラル(0)に近い値R(図6参照)に設定されている。 Thereafter, it is determined whether or not the delay determination flag is ON (step 56), and when it is determined that the delay determination flag is ON, the size (absolute value) of the target lateral G is subsequently a predetermined value or more. It is determined whether or not there is (step 57). The predetermined value here is set to a value R (see FIG. 6) close to neutral (0) in a torque map characteristic described later.
目標横Gの大きさが所定値以上であるかと判定されたときは、目標横Gと車両実横Gとの差分Gcomを求め、この差分Gcomを横G補正値として出力する(ステップ58)。このとき、横G補正値の出力形態としては、算出された横G補正値Gcomをそのまま直ちに出力するのではなく、図3に示すように、横G補正値が0から徐々に高くなり、所定時間経過した後に横G補正値がGcomに達するようにする。 When it is determined that the size of the target lateral G is equal to or greater than a predetermined value, a difference G com between the target lateral G and the actual vehicle lateral G is obtained, and this difference G com is output as a lateral G correction value (step 58). ). At this time, as the output form of the lateral G correction value, the calculated lateral G correction value G com is not output immediately as it is, but the lateral G correction value gradually increases from 0 as shown in FIG. The lateral G correction value reaches G com after a predetermined time has elapsed.
一方、ステップ56で遅れ判断フラグがONでなくOFFであると判定されたとき、ステップ57で目標横Gの大きさが所定値以上でないと判定されたときは、横G補正値を出力しないで、本処理を終了する。
On the other hand, if it is determined in
上記ステップ52の処理手順の詳細を図4に示す。同図において、まず車両実横Gの方向が目標横Gの方向と合っているかどうかを判断し(ステップ61)、車両実横Gの方向が目標横Gの方向と合っているときは、引き続いて目標横Gと車両実横Gとの差の絶対値が閾値ΔGONよりも大きいかどうかを判断する(ステップ62)。
The details of the processing procedure of
このとき、目標横Gと車両実横Gとの差の絶対値が閾値ΔGONよりも大きいと判定されたときは、変数IONをインクリメントする(ステップ63)。なお、変数IONは、初期状態では0に設定されている。そして、車両実横Gが目標横Gに対して遅れているものと決定するための閾値CONよりも変数IONが大きいかどうかを判断し(ステップ64)、変数IONが閾値CONよりも大きいときは、上記ステップ53において遅れ判断フラグをONにした後、上記ステップ56に移る。
At this time, when it is determined that the absolute value of the difference between the target lateral G and the actual vehicle lateral G is larger than the threshold value ΔG ON , the variable ION is incremented (step 63). Note that the variable ION is set to 0 in the initial state. Then, it is determined whether or not the variable ION is larger than the threshold value CON for determining that the actual vehicle side G is delayed from the target side G (step 64), and the variable ION is greater than the threshold value CON . Is larger, the delay judgment flag is turned ON in
一方、ステップ62で目標横Gと車両実横Gとの差の絶対値が閾値ΔGONよりも大きくないと判定されたときは、変数IONを0にリセットし(ステップ66)、上記ステップ56に移る。
On the other hand, if it is determined in
図2に示すステップ54の処理手順の詳細を図5に示す。同図において、まず目標横Gと車両実横Gとの差の絶対値が閾値ΔGOFFよりも小さいかどうかを判断する(ステップ71)。
Details of the processing procedure of
このとき、目標横Gと車両実横Gとの差の絶対値が閾値ΔGOFFよりも小さいと判定されたときは、変数IOFFをインクリメントする(ステップ72)。なお、変数IOFFは、初期状態では0に設定されている。そして、目標横Gに対する車両実横Gの遅れがなくなったものと決定するための閾値COFFよりも変数IOFFが大きいかどうかを判断し(ステップ73)、変数IOFFが閾値COFFよりも大きいときは、上記ステップ55において遅れ判断フラグをOFFにした後、上記ステップ56に移る。
At this time, if it is determined that the absolute value of the difference between the target lateral G and the actual vehicle lateral G is smaller than the threshold value ΔG OFF , the variable I OFF is incremented (step 72). Note that the variable I OFF is set to 0 in the initial state. Then, it is determined whether or not the variable I OFF is larger than the threshold value C OFF for determining that the delay of the actual vehicle lateral G with respect to the target lateral G has disappeared (step 73), and the variable I OFF is larger than the threshold value C OFF. If larger, the delay judgment flag is turned off in
一方、ステップ71で目標横Gと車両実横Gとの差の絶対値が閾値ΔGOFFよりも小さくないと判定されたときは、変数IOFFを0にリセットし(ステップ75)、上記ステップ56に移る。
On the other hand, when it is determined in
図1に戻り、要求操舵トルク生成部16は、目標横加速度演算部14で求められた目標横Gと横加速度補償部15で求められた横G補正値とを用いて、自車両の横加速度を目標横Gにするための要求操舵アシストトルクを求める。
Returning to FIG. 1, the requested steering
具体的には、要求操舵トルク生成部16のメモリには、図6に示すような基本トルクマップが予め記憶されている。基本トルクマップは、目標横Gと要求操舵アシストトルクとの関係を示したものである。この基本トルクマップにおいて、太実線Pは、ステアリングホイール3の切り増やし時の特性を示し、細実線Qは、ステアリングホイール3の切り戻し時の特性を示している。また、基本トルクマップにおける横軸の目標横Gは、ステアリングホイール3を右側に切ったときに正(+)となり、ステアリングホイール3を左側に切ったときに負(−)となるように設定されている。
Specifically, a basic torque map as shown in FIG. 6 is stored in advance in the memory of the required
要求操舵トルク生成部16は、そのような基本トルクマップに従って要求操舵アシストトルクを求める。この要求操舵トルク生成部16の処理手順を図7に示す。
The required steering
同図において、まず横加速度補償部15で求められた横G補正値が入力されたかどうかを判断し(ステップ81)、横G補正値が入力されたときは、その横G補正値に応じて基本トルクマップの値(特性)を補正する(ステップ82)。具体的には、図6の破線で示すように、横G補正値に相当する分だけ基本トルクマップの特性をずらす。そして、その補正されたトルクマップの特性から、目標横Gと横G補正値との加算値に対応する要求操舵アシストトルクを生成し出力する(ステップ83)。これにより、目標横Gに対して要求操舵アシストトルクが補正されることとなる。
In the figure, first, it is determined whether or not the lateral G correction value obtained by the
このとき、上述したように横G補正値を0から徐々に大きくなるように設定(図3参照)したので、横G補正値に応じた要求操舵アシストトルクの補正も徐々に行われることになる。これにより、要求操舵アシストトルクの急激な補正により運転者が受ける衝撃を軽減することができる。 At this time, since the lateral G correction value is set to gradually increase from 0 as described above (see FIG. 3), the required steering assist torque according to the lateral G correction value is also gradually corrected. . Thereby, it is possible to reduce the impact received by the driver due to the rapid correction of the required steering assist torque.
なお、図6に示すトルクマップ特性では、右側に対して切り増やし操作を行った場合の補正のみ示しているが、左側への切り増やし操作時、右側への切り戻し操作時、左側への切り戻し操作時の補正についても同様にして行われる。 Note that the torque map characteristic shown in FIG. 6 shows only the correction when the right-side increase operation is performed, but the left-side increase operation, the right-side return operation, and the left-side operation are performed. The correction during the returning operation is performed in the same manner.
一方、ステップ81で横G補正値が入力されないときは、基本トルクマップを補正せずにそのまま用いて、目標横Gに対応する要求操舵アシストトルクを生成し出力する(ステップ84)。
On the other hand, when the lateral G correction value is not input in
図1に戻り、モータ駆動制御部17は、要求操舵トルク生成部16で得られた要求操舵アシストトルクに応じた電流信号を電動モータ8に供給する。
Returning to FIG. 1, the
以上において、カメラ9、車速センサ10及びECU12の走行情報取得部13は、自車両が走行する走行路に関する情報を取得する走行路情報取得手段を構成する。ECU12の目標横加速度演算部14は、走行路に関する情報に基づいて、自車両を走行路に沿って走行させるような目標横加速度を算出する目標横加速度演算手段を構成する。ECU12の要求操舵トルク生成部16は、自車両の横加速度を目標横加速度にするための要求操舵トルクを求める要求操舵トルク設定手段を構成する。ECU12のモータ駆動制御部17は、要求操舵トルクに応じて自車両の操舵系2を制御する操舵制御手段を構成する。Gセンサ11とECU12の横加速度補償部15におけるステップ51,52の処理(図2参照)とは、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを検出する横加速度遅れ検出手段を構成する。ECU12の横加速度補償部15におけるステップ56〜58の処理(図2参照)は、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを少なくするような横加速度補正値を求める横加速度補償手段を構成する。また、ECU12の要求操舵トルク生成部16におけるステップ81〜83の処理(図7参照)は、横加速度補正値に応じて要求操舵トルクを補正する補正手段を構成する。
In the above, the travel
以上のように本実施形態にあっては、目標横Gに対して車両実横Gの遅れが生じているときは、その遅れが無くなるような横G補正値を求め、この横G補正値に応じて基本トルクマップの値(特性)をずらすことで要求操舵アシストトルクを補正し、その補正された要求操舵アシストトルクに従って電動モータ8を制御するので、目標横Gに対する車両実横Gの遅れが低減されるようになる。このとき、特にフィードバック制御系のフィードバック定数(ゲイン)を高くしなくて済む。このため、車両と電動モータ8との間に存在する未知特性によって目標横Gに対する車両実横Gの遅れが発生する場合でも、車両の挙動を安定化させつつ、目標横Gに対する車両の横G応答性能を向上させることができる。その結果、本実施形態の操舵支援装置1を車線維持システムに適用した場合に、自車両を車線の中央に沿って走行させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when there is a delay of the actual vehicle lateral G with respect to the target lateral G, a lateral G correction value that eliminates the delay is obtained, and this lateral G correction value is obtained. Accordingly, the required steering assist torque is corrected by shifting the value (characteristic) of the basic torque map, and the
また、目標横Gが0に近い範囲内であるときは、目標横Gに対して車両実横Gの遅れがあったとしても、横G補正値に応じた要求操舵アシストトルクの補正は行わないので、自車両が殆どまっすぐ走行している場合に、かえって車両の挙動が不安定になってハンチングを起こすことが防止される。 When the target lateral G is within the range close to 0, even if there is a delay of the actual lateral G with respect to the target lateral G, the required steering assist torque is not corrected according to the lateral G correction value. Therefore, when the host vehicle is running almost straight, it is possible to prevent the behavior of the vehicle from becoming unstable and causing hunting.
さらに、横G補正値に応じて基本トルクマップの特性をずらすことで、自車両の速度に依存せずに要求操舵アシストトルクを補正することができる。従って、要求操舵アシストトルクを補正するための構成を簡単化することが可能となる。 Furthermore, the required steering assist torque can be corrected without depending on the speed of the host vehicle by shifting the characteristics of the basic torque map in accordance with the lateral G correction value. Therefore, the configuration for correcting the required steering assist torque can be simplified.
図8は、本発明に係わる操舵支援装置の第2実施形態を示す構成図である。図中、第1実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the steering assist device according to the present invention. In the figure, the same or equivalent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
同図において、本実施形態の操舵支援装置20は、第1実施形態と同様に、カメラ9と、車速センサ10と、Gセンサ11と、ECU12とを備えている。ECU12は、上述した横加速度補償部15に代えて横加速度補償部21を有している。
In the same figure, the
図9は、横加速度補償部21の処理手順を示すフローチャートである。同図において、まず走行情報取得部13で得られた走行路の形状情報から、自車両が走行している道路が直線でないかどうかを判断し(ステップ91)、道路が直線でない(カーブである)と判定されたときは、第1実施形態と同様にステップ51〜58を実行する。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of the
一方、ステップ91で道路が直線であると判定されたときは、現在(最新)の横G補正値に応じて要求操舵アシストトルクを補正した効果がないかどうかを判断する(ステップ92)。この効果の判断は、例えば図4に示すステップ62と同様に、目標横Gと車両実横Gとの差の絶対値を閾値ΔGONと比較することで行っても良いし、或いは後述する評価指数を用いて行っても良い。
On the other hand, when it is determined in
このとき、現在の横G補正値に応じて要求操舵アシストトルクを補正した効果がないと判定されたときは、目標横Gに対する車両実横Gの遅れを学習する要求があるかどうかを判断するためのフラグ(学習要求フラグ)をONにする(ステップ93)。なお、学習要求フラグは、初期状態ではOFFに設定されている。そして、目標横Gに対する車両実横Gの遅れの学習を実行し(ステップ94)、その後ステップ56に移る。 At this time, if it is determined that there is no effect of correcting the required steering assist torque in accordance with the current lateral G correction value, it is determined whether there is a request for learning the delay of the actual lateral G with respect to the target lateral G. For this purpose, a flag (learning request flag) is turned ON (step 93). Note that the learning request flag is set to OFF in the initial state. Then, learning of the delay of the vehicle actual lateral G with respect to the target lateral G is executed (step 94), and then the process proceeds to step 56.
一方、ステップ92で現在の横G補正値に応じて要求操舵アシストトルクを補正した効果があると判定されたときは、学習要求フラグをOFFにし(ステップ95)、その後ステップ56に移る。
On the other hand, when it is determined in
上記ステップ94の学習処理手順の詳細を図10に示す。ここでは、基本トルクマップ(前述)における切り増やし及び切り戻しと右側及び左側とを組み合わせて、4つの学習区分を構成する。
The details of the learning processing procedure in
同図において、まず学習の回数kがn回(設計値)に達していないかどうかを判断し(ステップ101)、学習の回数kがn回に達していないときは、下記式の計算を行い(ステップ102)、学習の回数kがn回に達したときは、学習の回数kを0に設定した(ステップ103)後、下記式の計算を行う。 In the figure, first, it is determined whether or not the number of learnings k has reached n times (design value) (step 101). When the number of learnings k has not reached n times, the following formula is calculated. (Step 102) When the number of learnings k reaches n, the number of learnings k is set to 0 (Step 103), and then the following equation is calculated.
Gk=Gk−1+L(Ek−Ek−1) …(A)
k=k+1 …(B)
ただし、Lは学習用係数(設計値)であり、G−1=0,E−1=0である。上記(A)式は、以下の評価指数から得られる。
k = k + 1 (B)
Here, L is a learning coefficient (design value), and G −1 = 0 and E −1 = 0. The above formula (A) is obtained from the following evaluation index.
続いて、上記(A)式より得られたGkの値を横G補正値Gcomに設定する(ステップ104)。その後、図9に示すステップ56〜58に移り、その横G補正値Gcomを出力する。
Then, it sets the value of G k obtained from the above formula (A) in the transverse G correction value G com (step 104). Thereafter, the process proceeds to
以上において、横加速度補償部21におけるステップ91の処理(図9参照)は、走行路に関する情報に基づいて、走行路の形状が特定形状であるかどうかを判定する走行路形状判定手段を構成する。同ステップ92〜94の処理(図9参照)は、走行路形状判定手段により走行路の形状が特定形状であると判定されたときに、目標横加速度に対する自車両の実横加速度の遅れを学習する学習手段を構成する。
In the above, the process of
以上のような本実施形態においては、自車両がカーブを走行するときに、第1実施形態と同様に要求操舵アシストトルクの補正を行い、自車両が直線を走行するときには、現在の横G補正値に応じた要求操舵アシストトルクの補正の効果を評価し、その評価結果に応じて目標横Gに対する車両実横Gの遅れを学習し、その遅れが無くなるような横G補正値を求める。このような学習の実施によって最適な横G補正値が得られるため、目標横Gに対する車両実横Gの遅れが一層低減されるようになる。このとき、自車両が直線を走行する際に学習を実施することにより、目標横Gに対する車両応答の再現性が得られるため、学習精度が高くなる。従って、目標横Gに対する車両の横G応答性能を一層向上させることができる。 In the present embodiment as described above, when the host vehicle travels on a curve, the required steering assist torque is corrected similarly to the first embodiment, and when the host vehicle travels on a straight line, the current lateral G correction is performed. The effect of correcting the required steering assist torque according to the value is evaluated, and the delay of the actual vehicle lateral G with respect to the target lateral G is learned according to the evaluation result, and a lateral G correction value that eliminates the delay is obtained. Since the optimal lateral G correction value is obtained by performing such learning, the delay of the actual lateral G with respect to the target lateral G is further reduced. At this time, since the reproducibility of the vehicle response to the target lateral G can be obtained by performing learning when the host vehicle travels on a straight line, the learning accuracy increases. Therefore, the lateral G response performance of the vehicle with respect to the target lateral G can be further improved.
図11は、本発明に係わる操舵支援装置の第3実施形態を示す構成図である。図中、第1実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 11 is a configuration diagram showing a third embodiment of the steering assist device according to the present invention. In the figure, the same or equivalent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
同図において、本実施形態の操舵支援装置30は、カメラ9、車速センサ10、Gセンサ11及びECU12に加え、ステアリング操作により発生する操舵トルクを検出するトルクセンサ31と、ステアリングホイール3の操舵角度を検出する舵角センサ32とを備えている。
In the figure, a
ECU12は、上述した横加速度補償部15に代えて横加速度補償部33を有している。図12は、横加速度補償部33の処理手順を示すフローチャートである。本処理手順は、ステップ56とステップ57との間にステップ111,112が追加されている点で、図2に示す処理手順と異なっている。
The
具体的には、ステップ56で遅れ判断フラグがONであると判定されたときは、引き続いて走行情報取得部13で得られた走行路の形状情報から、自車両が道路の外乱による影響を受けていないかどうかを判断する(ステップ111)。道路の外乱としては、例えば道路の路面が傾斜していたり、道路の路面に凹凸があること等が挙げられる。
Specifically, when it is determined in
そして、自車両が道路の外乱による影響を受けていないと判定されたときは、更にトルクセンサ31及び舵角センサ32の検出値に基づいて、ステアリング操作時の操舵トルクに対して運転者が抵抗を感じていないかどうかを判断する(ステップ112)。そのような操舵トルクに対する抵抗としては、例えば自車両を強制的に道路脇に停車させる時に感じる抵抗等が挙げられる。このとき、操舵トルクに対して運転者が抵抗を感じていないと判定されたときは、ステップ57,58の処理を実行した後、本処理を終了する。
When it is determined that the host vehicle is not affected by road disturbance, the driver further resists the steering torque during the steering operation based on the detection values of the
一方、ステップ111で自車両が道路の外乱による影響を受けていると判定されたとき、ステップ112で操舵トルクに対して運転者が抵抗を感じていると判定されたときは、横G補正値を出力しないで、本処理を終了する。これにより、横G補正値に応じた要求操舵アシストトルクの補正が実施されないこととなる。
On the other hand, if it is determined in
以上において、カメラ9、ECU12の走行情報取得部13及び横加速度補償部33におけるステップ111の処理は、自車両が走行路の外乱による影響を受けているかどうかを判定する外乱影響判定手段を構成する。トルクセンサ31、舵角センサ32、ECU12の横加速度補償部33におけるステップ112の処理は、操舵系に付与される操舵トルクに対して自車両の運転者が抵抗を感じるかどうかを判定するトルク抵抗判定手段を構成する。
In the above, the processing of
以上のような本実施形態においては、自車両が道路の外乱による影響を受けて走行しているときには、横G補正値に応じた要求操舵アシストトルクの補正を中止するので、道路の外乱によって車両の挙動が不安定になることが無くなる。また、ステアリング操作時に運転者が操舵トルクに対して抵抗を感じるときにも、横G補正値に応じた要求操舵アシストトルクの補正を中止するので、ステアリング操作の違和感が軽減され、運転者が運転しやすくなる。 In the present embodiment as described above, when the host vehicle is traveling under the influence of a road disturbance, the correction of the required steering assist torque according to the lateral G correction value is stopped. No longer becomes unstable. In addition, when the driver feels resistance to the steering torque during the steering operation, the correction of the required steering assist torque according to the lateral G correction value is stopped, so that the uncomfortable feeling of the steering operation is reduced and the driver can drive It becomes easy to do.
なお、上記第3実施形態においては、上述した第2実施形態で実施する学習機能を組み合わせても良いことは言うまでもない。 In the third embodiment, it goes without saying that the learning function implemented in the second embodiment described above may be combined.
1…操舵支援装置、2…電動パワーステアリング(操舵系)、9…カメラ(走行路情報取得手段、外乱影響判定手段)、11…Gセンサ(横加速度遅れ検出手段)、12…ECU、13…走行情報取得部(走行路情報取得手段、外乱影響判定手段)、14…目標横加速度演算部(目標横加速度演算手段)、15…横加速度補償部(横加速度遅れ検出手段、横加速度補償手段)、16…要求操舵トルク生成部(要求操舵トルク設定手段)、17…モータ駆動制御部(操舵制御手段)、20…操舵支援装置、21…横加速度補償部(横加速度遅れ検出手段、横加速度補償手段、走行路形状判定手段、学習手段)、30…操舵支援装置、31…トルクセンサ(トルク抵抗判定手段)、32…舵角センサ(トルク抵抗判定手段)、33…横加速度補償部(横加速度遅れ検出手段、横加速度補償手段、トルク抵抗判定手段、外乱影響判定手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記走行路に関する情報に基づいて、前記自車両を前記走行路に沿って走行させるような目標横加速度を算出する目標横加速度演算手段と、
前記自車両の横加速度を前記目標横加速度にするための要求操舵トルクを求める要求操舵トルク設定手段と、
前記要求操舵トルクに応じて前記自車両の操舵系を制御する操舵制御手段と、
前記目標横加速度に対する前記自車両の実横加速度の遅れを検出する横加速度遅れ検出手段と、
前記目標横加速度に対する前記自車両の実横加速度の遅れを少なくするような横加速度補正値を求める横加速度補償手段とを備え、
前記要求操舵トルク設定手段は、前記横加速度補正値に応じて前記要求操舵トルクを補正する補正手段を有することを特徴とする操舵支援装置。 Traveling road information acquisition means for acquiring information related to the traveling road on which the host vehicle travels;
A target lateral acceleration calculating means for calculating a target lateral acceleration that causes the host vehicle to travel along the travel path based on the information on the travel path;
Requested steering torque setting means for obtaining required steering torque for setting the lateral acceleration of the host vehicle to the target lateral acceleration;
Steering control means for controlling a steering system of the host vehicle according to the required steering torque;
Lateral acceleration delay detection means for detecting a delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration;
Lateral acceleration compensation means for obtaining a lateral acceleration correction value that reduces a delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration,
The required steering torque setting means includes a correction means for correcting the required steering torque in accordance with the lateral acceleration correction value.
前記補正手段は、前記横加速度補正値に応じて、前記トルクマップにおける前記目標横加速度に対応する前記要求操舵トルクを補正することを特徴とする請求項1記載の操舵支援装置。 The required steering torque setting means stores in advance a torque map indicating a relationship between the target lateral acceleration and the required steering torque when the steering operation is increased or decreased.
The steering assist device according to claim 1, wherein the correction unit corrects the required steering torque corresponding to the target lateral acceleration in the torque map in accordance with the lateral acceleration correction value.
前記走行路形状判定手段により前記走行路の形状が特定形状であると判定されたときに、前記目標横加速度に対する前記自車両の実横加速度の遅れを学習する学習手段とを更に備えることを特徴とする請求項1または2記載の操舵支援装置。 Based on the information on the travel path, a travel path shape determination unit that determines whether the shape of the travel path is a specific shape;
Learning means for learning a delay of the actual lateral acceleration of the host vehicle with respect to the target lateral acceleration when the traveling road shape determining means determines that the shape of the traveling road is a specific shape. The steering assist device according to claim 1 or 2.
前記補正手段は、前記トルク抵抗判定手段により前記自車両の運転者が抵抗を感じると判定されたときに、前記横加速度補正値に応じた前記要求操舵トルクの補正を行わないようにすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の操舵支援装置。 Torque resistance determination means for determining whether or not the driver of the host vehicle feels resistance to the steering torque applied to the steering system;
The correction means does not correct the required steering torque according to the lateral acceleration correction value when the torque resistance determination means determines that the driver of the host vehicle feels resistance. The steering assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記補正手段は、前記外乱影響判定手段により前記自車両が前記走行路の外乱による影響を受けていると判定されたときに、前記横加速度補正値に応じた前記要求操舵トルクの補正を行わないようにすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の操舵支援装置。 Disturbance influence determination means for determining whether or not the host vehicle is affected by disturbance on the travel path,
The correction means does not correct the required steering torque according to the lateral acceleration correction value when the disturbance influence determination means determines that the host vehicle is affected by the disturbance of the travel path. The steering assist device according to any one of claims 1 to 5, wherein the steering assist device is configured as described above.
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