JP2010137657A - Lane keeping assist system - Google Patents

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JP2010137657A JP2008314663A JP2008314663A JP2010137657A JP 2010137657 A JP2010137657 A JP 2010137657A JP 2008314663 A JP2008314663 A JP 2008314663A JP 2008314663 A JP2008314663 A JP 2008314663A JP 2010137657 A JP2010137657 A JP 2010137657A
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Katsuhiko Iwasaki
克彦 岩崎
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lane keeping assist system which does not cause complicated steering operation. <P>SOLUTION: This lane keeping assist system 1 of includes a picturing means 10 for imaging a view ahead of a vehicle C, an offset distance and a deflection angle of the vehicle for the lane center ahead of the vehicle C from an image of the view ahead imaged by the picturing means 10, a detection means 8a for detecting a curvature of the lane center and a lane keeping means 8b for outputting a steering instruction for a steering control device for controlling a steering device 6 of the vehicle so that the vehicle is kept at the lane center based on the offset distance, the deflection angle and the curvature. The steering device 6 includes a steering angle variable mechanism 3 for allowing a gear ratio to be variable which is calculated by dividing an input side steering angle of a driving shaft 2 by an output side steering angle of an output side driving shaft 4 and a gear ratio change means 8c for changing the gear ratio based on the curvature detected by the detection means 8a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適な車線維持支援システムに関する。   The present invention relates to a lane keeping support system suitable for being applied to vehicles such as passenger cars, trucks, and buses.

近年の車両においては、車両が自動車専用道路や高速道路等を走行している場合において、車両の前方の路面を、車両の現在位置している車線の両側の白線を含んでCCDカメラ等により撮像して、撮像した画像を二値化処理する等して、両側の白線を認識して、白線の中央である車線中央を認識し、この車線中央の軌跡である路面の曲率と、車線中央からの車両のオフセット距離と偏向角を検出して、これらの曲率、オフセット距離、偏向角に基づいて、車両をなるべく車線中央に位置するように維持するように、車両の操舵装置を構成するEPS(Electronic Power Steering)を制御するEPSECU(Electronic Power Steering Electronic Control Unit)に対して車線維持支援システムECU(LKAECU:Lane Keep Assist Electronic Control Unit)又はLDWECU(Lane Departure Warning Electronic Control Unit)が操舵トルク補助指令を出力する制御を行う車線維持支援システムが搭載されることがある。
特開2007−326534号公報
In recent vehicles, when the vehicle is traveling on an automobile exclusive road, an expressway, or the like, the road surface ahead of the vehicle is imaged with a CCD camera or the like including white lines on both sides of the lane where the vehicle is currently located. Then, by binarizing the captured image, etc., the white line on both sides is recognized, the center of the lane that is the center of the white line is recognized, the curvature of the road surface that is the locus of this lane center, and the center of the lane An EPS (which configures a vehicle steering system) detects an offset distance and a deflection angle of the vehicle and maintains the vehicle as centered as possible on the basis of the curvature, the offset distance, and the deflection angle. Lane ECU (LKA ECU: Lane Keep Assist Electronic Control Unit) or LDWEC for EPSECU (Electronic Power Steering Electronic Control Unit) that controls Electronic Power Steering (Lane Departure Warning Electronic Control Unit) is sometimes lane keeping assistance system for performing control to output the steering torque assist command is mounted.
JP 2007-326534 A

ところが、このような特許文献1に記載されているような車線維持支援システムにおいては、検出された路面の曲率には誤認識によるノイズが含まれていることがあり、このようなノイズによる誤動作を防止するために、ノイズをフィルターで除去することを行っても、例えば数秒以上続く誤認識によるノイズに対しては、ノイズを完全に除去しきることはできず、操舵装置を構成するEPSにより不要な転舵トルクが発生されてしまい、ドライバにこのような不要な転舵トルクを打ち消す方向に操舵をしてもらって、不要な転舵トルクによる不要な車両の左右方向の挙動を抑制する必要が生じる。   However, in such a lane keeping support system as described in Patent Document 1, noise detected due to misrecognition may be included in the detected curvature of the road surface. In order to prevent this, even if noise is removed with a filter, for example, noise caused by misrecognition that lasts for several seconds or more cannot be completely removed, and is unnecessary by the EPS constituting the steering device. Steering torque is generated, and it is necessary for the driver to steer in a direction to cancel out such unnecessary steering torque, and it is necessary to suppress unnecessary behavior of the vehicle in the left-right direction due to unnecessary steering torque.

このように不要な転舵トルクが発生しても、ドライバはこの不要な転舵トルクを打ち消す方向に操舵する介入操舵を行うこととなるので、ステアリングホイールを保持しているドライバは不要な転舵トルクの発生を即座に知覚することができ、介入操舵により不要な転舵トルクによる不要な車両の左右方向の挙動を抑制することとなるが、ドライバが介入操舵を行うまでの間においては、不要な転舵トルクによる不要な車両の左右方向の挙動は発生することとなって車両が偏向してしまい、ドライバがこの偏向を打ち消す方向に操舵する必要が生じて操舵操作が煩雑になるという問題が生じる。   Even if unnecessary steering torque is generated in this way, the driver performs interventional steering in a direction to cancel the unnecessary steering torque, so the driver holding the steering wheel does not need unnecessary steering. Torque generation can be immediately perceived, and interventional steering will suppress unnecessary left-right behavior of the vehicle due to unnecessary steering torque, but is not required until the driver performs intervention steering As a result, unnecessary lateral behavior of the vehicle due to a large turning torque occurs and the vehicle deflects, and the driver needs to steer in a direction to cancel the deflection, which makes the steering operation complicated. Arise.

本発明は、上記問題に鑑み、煩雑な操舵操作を招くことのない車線維持支援システムを提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a lane keeping support system that does not cause a complicated steering operation.

上記の問題を解決するため、
本発明による車線維持支援システムは、
車両の前方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像した前記前方の画像から前記車両の前方の車線中央に対する前記車両のオフセット距離及び偏向角と、
前記車線中央の曲率を検出する検出手段と、
前記オフセット距離及び前記偏向角と前記曲率に基づいて前記車両を前記車線中央に維持するように前記車両の操舵装置を制御する操舵制御装置に操舵指令を出力する車線維持手段とを備えるとともに、
前記操舵装置が入力側の駆動軸の入力側操舵角を出力側の駆動軸の出力側操舵角で除したギア比を可変とする操舵角可変機構を備え、
前記検出手段が検出した前記曲率に基づいて前記ギア比を変更するギア比変更手段を、
備えることを特徴とする。
To solve the above problem,
The lane keeping support system according to the present invention includes:
Imaging means for imaging the front of the vehicle;
An offset distance and a deflection angle of the vehicle with respect to a lane center in front of the vehicle from the front image captured by the imaging means;
Detecting means for detecting the curvature of the lane center;
Lane maintaining means for outputting a steering command to a steering control device that controls the steering device of the vehicle so as to maintain the vehicle at the center of the lane based on the offset distance, the deflection angle, and the curvature, and
The steering device includes a steering angle variable mechanism that varies a gear ratio obtained by dividing an input side steering angle of an input side drive shaft by an output side steering angle of an output side drive shaft,
Gear ratio changing means for changing the gear ratio based on the curvature detected by the detecting means,
It is characterized by providing.

ここで、前記車線維持支援システムにおいて、
前記ギア比変更手段が、前記曲率が所定閾値以上である場合に、前記ギア比を増大させることが好ましい。
Here, in the lane keeping support system,
Preferably, the gear ratio changing unit increases the gear ratio when the curvature is equal to or greater than a predetermined threshold.

なお、前記操舵装置は、例えばステアリングホイールと入力側のコラムシャフトと中間のコラムシャフトとラックアンドピニオン機構とトルクアシスト機構を有し、入力側のコラムシャフトは前記入力側の駆動軸を構成してコラムASSYにより回転自在に支持されて、ステアリングホイールにドライバにより入力される入力側操舵角を伝達する機能を有する。   The steering device includes, for example, a steering wheel, an input side column shaft, an intermediate column shaft, a rack and pinion mechanism, and a torque assist mechanism. The input side column shaft constitutes the input side drive shaft. The column ASSY is rotatably supported and has a function of transmitting an input side steering angle input by a driver to the steering wheel.

また、前記操舵角可変機構は、例えば偏心ピンと偏心カムを備える偏心ピン機構により構成されるVGRS(Variable Gear Ratio System)であって、前記入力側のコラムシャフトの下流側に配置されて、前記入力側のコラムシャフトに入力される入力側操舵角を、前記中間のコラムシャフトに入力される出力側操舵角で除したギア比を非線形なものとすることを可能にするものである。例えば、ステアリングホイールの中立位置近傍では入力側操舵角の変化に対する出力側操舵角の変化を緩やかなものとし、ある程度の入力側操舵角以上では入力側操舵角の変化に対する出力側操舵角の変化を急なものとすることとする、又は、車速を検出して前記ギア比を前記車速に応じて変更する、例えば、前記車速が低い領域においては前記車速が高い領域に比べて前記ギア比を小さくする等の制御を実行している。   Further, the steering angle variable mechanism is a VGRS (Variable Gear Ratio System) configured by an eccentric pin mechanism including an eccentric pin and an eccentric cam, for example, and is disposed on the downstream side of the column shaft on the input side. It is possible to make the gear ratio obtained by dividing the input side steering angle input to the side column shaft by the output side steering angle input to the intermediate column shaft non-linear. For example, the change of the output side steering angle with respect to the change of the input side steering angle is moderated near the neutral position of the steering wheel, and the change of the output side steering angle with respect to the change of the input side steering angle is more than a certain degree of the input side steering angle The gear ratio is changed according to the vehicle speed by detecting the vehicle speed. For example, in the region where the vehicle speed is low, the gear ratio is smaller than the region where the vehicle speed is high. The control of performing etc. is performed.

本発明の車線維持支援システムによれば、前記ギア比変更手段が、前記操舵装置の入力側の駆動軸の入力側操舵角を出力側の駆動軸の出力側操舵角で除したギア比を変更可能なものとすることができるので、ノイズを除去するにあたり制御上の自由度を高めることができ、以下のような有利な作用効果を得ることができる。   According to the lane keeping assist system of the present invention, the gear ratio changing unit changes a gear ratio obtained by dividing the input side steering angle of the input side drive shaft of the steering device by the output side steering angle of the output side drive shaft. Since it can be made possible, the degree of freedom in control can be increased in removing noise, and the following advantageous operational effects can be obtained.

つまり、前記検出手段が検出した前記曲率が前記所定閾値以上である場合には、前記ギア比変更手段が、前記操舵装置の入力側の駆動軸の入力側操舵角を出力側の駆動軸の出力側操舵角で除したギア比を通常時よりも大きくすることができるので、前記検出手段により検出された前記曲率が前記所定閾値以上である場合には、前記曲率に含まれるノイズにより、前記操舵装置が不要な転舵トルクを発生して誤認識による不要転舵が発生した場合には、より大きな角度で前記操舵装置のステアリングホイールが回転されることとなるので、前記不要転舵が発生することを、従来技術よりも早いタイミングにおいてドライバに認知させることができる。なお、前記操舵装置による転舵角は従来通りとすることができる。   That is, when the curvature detected by the detecting means is equal to or greater than the predetermined threshold, the gear ratio changing means outputs the input side steering angle of the input side drive shaft of the steering device to the output side drive shaft output. Since the gear ratio divided by the side steering angle can be made larger than normal, when the curvature detected by the detection means is greater than or equal to the predetermined threshold, the steering is caused by noise included in the curvature. When the device generates unnecessary steering torque and unnecessary steering due to misrecognition occurs, the steering wheel of the steering device is rotated at a larger angle, so the unnecessary steering occurs. This can be recognized by the driver at a timing earlier than in the prior art. Note that the turning angle by the steering device can be set as usual.

このことにより、より早いタイミングにおいてドライバにより介入操舵を実行させることができるので、前記車両が前記不要転舵により偏向してしまうことを極力防止して、前記ドライバの不要操舵をなるべく少なくして、煩雑な操舵操作を省略することができる。   As a result, intervention steering can be executed by the driver at an earlier timing, so that the vehicle is prevented from being deflected by the unnecessary steering as much as possible, and unnecessary steering of the driver is reduced as much as possible. A complicated steering operation can be omitted.

本発明によれば、煩雑な操舵操作を招くことのない車線維持支援システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a lane keeping support system that does not cause a complicated steering operation.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る車線維持支援システムを示す模式図である。図2は、本発明に係わる車線維持支援システムの一実施形態を示す模式図である。図3は、本発明に係わる車線維持支援システムの一実施形態の特性を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a lane keeping support system according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a lane keeping support system according to the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing characteristics of an embodiment of the lane keeping support system according to the present invention.

図1に示すように、本実施例の車線維持支援システム1は、ステアリングホイール2と、ステアリングホイールに連結される入力側のコラムシャフト2と、VGRS3と、中間のコラムシャフト4と、操舵トルクセンサ5と、自動操舵アクチュエータ6と、車速検出デバイス7と、車線維持支線システムECU8と、方向指示器9と、前方車線検出用カメラ10から構成される。   As shown in FIG. 1, a lane keeping assist system 1 of this embodiment includes a steering wheel 2, an input side column shaft 2 connected to the steering wheel, a VGRS 3, an intermediate column shaft 4, and a steering torque sensor. 5, an automatic steering actuator 6, a vehicle speed detection device 7, a lane keeping branch system ECU 8, a direction indicator 9, and a forward lane detection camera 10.

ステアリングホイール1は、車両Cの車両後方かつ上方に指向されるように延在されるコラムシャフト2の車室内に突出する側の端部に設けられて、ドライバの操舵力が入力されるものである。   The steering wheel 1 is provided at an end of the column shaft 2 that extends so as to be directed rearward and upward of the vehicle C and protrudes into the vehicle interior, and receives the steering force of the driver. is there.

コラムシャフト2はステアリングホイール1から入力されるドライバの操舵力を、VGRS3を構成する入力歯車に伝達する入力側の駆動軸を構成するものであり、図示しないベアリングを介して図示しないコラムASSYにより回転自在に支持されるものである。   The column shaft 2 constitutes an input side drive shaft that transmits the steering force of the driver input from the steering wheel 1 to the input gear constituting the VGRS 3, and is rotated by a column ASSY (not shown) via a bearing (not shown). It is supported freely.

VGRS3の含む減速機構は、入力側の小歯車と出力側の大歯車により構成されて、入力側の小歯車はコラムシャフト2に駆動結合され、出力側の大歯車は中間のコラムシャフト4に駆動結合される。入力側の大歯車の出力側には円筒形状の雌形状が形成されており、図示しない偏心カムの入力側に突出する円柱状の雄形状にセレーション又はキー結合により駆動連結されている。偏心カムの外周面は図示しないベアリングを介して、コラムASSYに回転自在に支持される。   The speed reduction mechanism included in the VGRS 3 is composed of an input side small gear and an output side large gear. The input side small gear is drivingly coupled to the column shaft 2, and the output side large gear is driven to the intermediate column shaft 4. Combined. A cylindrical female shape is formed on the output side of the large gear on the input side, and is connected to a cylindrical male shape protruding to the input side of an eccentric cam (not shown) by serration or key coupling. The outer peripheral surface of the eccentric cam is rotatably supported by the column ASSY via a bearing (not shown).

偏心カムのアダプティングプレートに対向する面には、直径方向に延びるカム溝が形成されており、このカム溝にはアダプティングプレートに備えられる偏心ピンに摺動自在に嵌合される。偏心カムの中心軸はアダプティングプレートの中心軸に対して第一の偏心量だけ偏心して設けられる。   A cam groove extending in the diametrical direction is formed on the surface of the eccentric cam that faces the adapting plate, and the cam groove is slidably fitted to an eccentric pin provided in the adapting plate. The central axis of the eccentric cam is provided eccentrically by a first eccentric amount with respect to the central axis of the adapting plate.

偏心ピンは、アダプティングプレートの偏心カムに対向する面に、アダプティングプレートの中心軸から第一の偏心量よりも大きい第二の偏心量だけ偏心させた位置に、回動自在に設けられており、この偏心ピンと偏心カムのカム溝により、偏心ピン機構が構成され、これにより、入力側の駆動軸である入力側のコラムシャフト2の操舵角を、出力側の駆動軸である中間のコラムシャフト4の操舵角により除したギア比を可変とする操舵角可変機構が構成される。なお詳細な構造は周知のものと同様であるため、ここでは詳細な説明は割愛する。   The eccentric pin is rotatably provided on the surface of the adapting plate facing the eccentric cam at a position eccentric from the central axis of the adapting plate by a second eccentric amount larger than the first eccentric amount. The eccentric pin and the cam groove of the eccentric cam constitute an eccentric pin mechanism, whereby the steering angle of the input-side column shaft 2 that is the input-side drive shaft is changed to the intermediate column that is the output-side drive shaft. A steering angle variable mechanism that varies the gear ratio divided by the steering angle of the shaft 4 is configured. Note that the detailed structure is the same as a well-known structure, and therefore a detailed description is omitted here.

このように構成されるVGRS3は、入力側の小歯車と出力側の大歯車が相互に噛み合わされることにより、入力側のコラムシャフト2から伝達される操舵力の操作角を、出力側の中間のコラムシャフト4の操舵角に対して可変可能なギア比により減速するとともに、車速検出デバイス7の検出した車速に基づいて、ギア比を変更する操舵角可変機構を構成する。   The VGRS 3 configured as described above is configured so that the operation angle of the steering force transmitted from the input side column shaft 2 is changed to an intermediate position on the output side by meshing the small gear on the input side and the large gear on the output side. A steering angle variable mechanism is configured that decelerates with a variable gear ratio with respect to the steering angle of the column shaft 4 and changes the gear ratio based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device 7.

中間のコラムシャフト4には操舵トルクセンサ5が設けられており、ドライバがステアリングホイール1により入力した操舵力を検出して、車線維持支援システムECU8に検出結果を出力している。   The intermediate column shaft 4 is provided with a steering torque sensor 5, detects the steering force input by the driver through the steering wheel 1, and outputs the detection result to the lane keeping assist system ECU 8.

なお、方向指示器9はドライバが進路変更を意図する場合に操作して、車両Cの前後左右の両側に位置するウィンカーを点滅するものである。   The direction indicator 9 is operated when the driver intends to change the course, and blinks the blinkers located on both the front, rear, left and right sides of the vehicle C.

前方車線検出用カメラ10は車両のウィンドシールドに設置されて車両の前方の路面を両側の白線を含んで撮像する撮像手段を構成するものであり、撮像した前方の画像情報を車線維持支援システムECU8に出力するものである。   The forward lane detection camera 10 is installed on the windshield of the vehicle and constitutes imaging means for imaging the road surface in front of the vehicle including the white lines on both sides. The captured forward image information is obtained from the lane keeping support system ECU8. Is output.

車線維持支援システムECU8は、例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、CPUが以下に述べる処理を行うものであって、前方車線検出用カメラ10の撮像した画像情報に基づいて、車両の位置する車線の両側の白線を認識して、車線の車線中央及び車線幅、曲率を検出し、車両の車線中央からのオフセット距離、偏向角を検出する検出手段8aを構成するとともに、車両が車線中央を維持するように、操舵装置を構成するEPSを制御する操舵制御手段であるEPSECUに操舵指令を出力する車線維持手段8bを構成し、検出された曲率が所定閾値以上である場合にVGRS3のギア比を通常時よりも大きくするように変更するギア比変更手段8cを構成するものである。   The lane keeping support system ECU8 is composed of, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and a data bus for interconnecting them, and the CPU performs the processing described below in accordance with a program stored in the ROM. Based on the image information captured by the camera 10, the white line on both sides of the lane where the vehicle is located is recognized, the lane center, lane width and curvature are detected, and the offset distance and deflection angle from the lane center of the vehicle are detected. And a lane maintaining means 8b for outputting a steering command to EPSECU, which is a steering control means for controlling EPS that constitutes the steering device, so that the vehicle maintains the center of the lane. Gear ratio changing means 8 for changing the gear ratio of VGRS 3 to be larger than normal when the detected curvature is equal to or greater than a predetermined threshold. It constitutes a.

図示しないEPSECUは、例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、CPUが以下に述べる処理を行う操舵制御装置を構成するものである。   An EPS ECU (not shown) is constituted by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and a data bus interconnecting them, and constitutes a steering control device in which the CPU performs processing described below in accordance with a program stored in the ROM.

EPSECUは操舵トルクセンサ5による操舵力の検出結果に基づいて、又は車線維持支援システムECU8の操舵指令に基づいて、アシスト力発生用のEPSを構成する自動操舵アクチュエータ6内のモータを駆動制御して、このモータの発生する駆動力は図示しないウォームホイールを介して図示しないロアシャフトに駆動伝達され、ドライバの操舵力を補助するアシスト力を発生する操舵装置として機能する。   The EPS ECU drives and controls the motor in the automatic steering actuator 6 constituting the assist force generation EPS based on the detection result of the steering force by the steering torque sensor 5 or based on the steering command of the lane keeping assist system ECU 8. The driving force generated by the motor is transmitted to a lower shaft (not shown) via a worm wheel (not shown), and functions as a steering device that generates an assist force that assists the steering force of the driver.

ここでは図示しないロアシャフトの出力側は、自動操舵アクチュエータ6内のラックアンドピニオン機構のピニオンに駆動結合され、ステアリングホイール1にドライバにより操舵力が入力されると、その操舵力に比例したアシスト力がEPSECUの制御によりモータに発生して、そのアシスト力がウォームホイールを介して、ロアシャフト、インタミシャフト、ラックアンドピニオン機構のピニオンに伝達され、ラックバーが車幅方向に移動させられて、ラックバーの車幅方向外側に連結されたタイロッドにより図示しない車輪が転舵されて転舵力が発生される。   Here, the output side of the lower shaft (not shown) is drivably coupled to a pinion of a rack and pinion mechanism in the automatic steering actuator 6, and when a steering force is input to the steering wheel 1 by a driver, an assist force proportional to the steering force is obtained. Is generated in the motor under the control of the EPS ECU, and the assist force is transmitted to the pinion of the lower shaft, the intermediate shaft and the rack and pinion mechanism via the worm wheel, and the rack bar is moved in the vehicle width direction. A wheel (not shown) is steered by a tie rod connected to the outer side of the bar in the vehicle width direction to generate a steered force.

以下、車線維持支援システム1についてフローチャートを用いて説明する。図2は、本発明に係わる車線維持支援システム1の制御内容を示すフローチャートである。   Hereinafter, the lane keeping support system 1 will be described with reference to flowcharts. FIG. 2 is a flowchart showing the control contents of the lane keeping support system 1 according to the present invention.

図2中ステップS1に示すように、車線維持支援システムECU8は、前方車線検出用カメラ10により撮像した車両の前方の画像に基づいて、二値化処理等の手法に基づいて、車両の位置する車線の両側の白線を認識して、両白線の中央に位置する車線中央を認識して車両の走行している路面の曲率γと車線幅を検出するとともに、車両の車線中央からのオフセット量、車両の車線中央に対する偏向角すなわちヨー角を検出する。   As shown in step S1 in FIG. 2, the lane keeping assist system ECU 8 positions the vehicle based on a technique such as binarization based on an image ahead of the vehicle imaged by the front lane detection camera 10. Recognize the white line on both sides of the lane, recognize the center of the lane located in the center of both white lines, detect the curvature γ and lane width of the road on which the vehicle is running, and the offset amount from the center of the lane of the vehicle, A deflection angle, that is, a yaw angle with respect to the center of the vehicle lane is detected.

ステップS2において、ステップ1において検出した車線の道路形状データに基づいて、車両を車線の中央に維持するための転舵トルクを算出して、EPSECUに転舵トルク指令を出力する。   In step S2, a turning torque for maintaining the vehicle in the center of the lane is calculated based on the road shape data detected in step 1, and a turning torque command is output to the EPS ECU.

さらに、ステップS3において、車線維持支援システムECU8のギア比変更手段8cは車速検出デバイス7により車両の車速を検出してVGRS3のギア比を演算して、VGRS3に対してギア比指令を出力し、VGRS3はギア比指令に基づいてギア比を選択する。   Further, in step S3, the gear ratio changing means 8c of the lane keeping assist system ECU 8 detects the vehicle speed of the vehicle by the vehicle speed detection device 7, calculates the gear ratio of VGRS3, and outputs a gear ratio command to VGRS3. The VGRS 3 selects a gear ratio based on the gear ratio command.

つづいて、ステップS4において、車線維持支援システムECU8のギア比変更手段8cはVGRS3のギア比の状態が変更中であるか否かを判定し、肯定である場合には、ステップS5にすすみ、ステップS1により検出した曲率γの絶対値が所定閾値1以下であるか否かを判定し、肯定である場合にはステップS6にすすみ、否定である場合にはステップS8にすすむ。   Subsequently, in step S4, the gear ratio changing means 8c of the lane keeping assist system ECU 8 determines whether or not the gear ratio of the VGRS 3 is being changed. If the result is affirmative, the process proceeds to step S5. It is determined whether or not the absolute value of the curvature γ detected in S1 is equal to or less than the predetermined threshold value 1. If the result is affirmative, the process proceeds to step S6. If the result is negative, the process proceeds to step S8.

ステップS6において、車線維持支援システムECU8のギア比変更手段8cは、VGRS3に対してギア比を通常時の値に戻す指令を出力し、ステップS7において、VGRS3はその指令に基づいて、ギア比を通常時の値に戻す。   In step S6, the gear ratio changing means 8c of the lane keeping assist system ECU 8 outputs a command for returning the gear ratio to the normal value to the VGRS 3, and in step S7, the VGRS 3 changes the gear ratio based on the command. Return to the normal value.

さらに、ステップ5において、曲率γが所定閾値1以下である場合には、VGRS3は車線維持支援システムECU8の指令に基づいてギア比を更新する。   Further, in step 5, when the curvature γ is equal to or less than the predetermined threshold value 1, the VGRS 3 updates the gear ratio based on a command from the lane keeping assist system ECU8.

ステップ9において、車線維持支援システムECU8は、曲率γの絶対値が所定閾値2以上であるか否かを判定し、肯定である場合にはステップS10にすすみ、否定である場合にはステップS1に戻る。   In step 9, the lane keeping assist system ECU 8 determines whether or not the absolute value of the curvature γ is greater than or equal to the predetermined threshold value 2 and proceeds to step S10 if affirmative, and proceeds to step S1 if negative. Return.

ステップS10において、車線維持支援システムECU8は、VGRS3のギア比の状態が変更中であるかを検出して、ステップS11において、ギア比を通常時よりも大きい値に増大するように変更する。   In step S10, the lane keeping assist system ECU 8 detects whether the gear ratio state of the VGRS 3 is being changed, and in step S11, changes the gear ratio so as to increase to a value larger than normal.

以上述べた制御により実行される本実施例の車線維持支援システム1によれば、車線維持支援システムECU8の検出手段8aが検出した曲率γが所定閾値以上である場合には、車線維持支援システムECU8のギア比変更手段8cが、入力側のコラムシャフト2の入力側操舵角を出力側の中間のコラムシャフト4の出力側操舵角で除したギア比を通常時よりも大きくするので、検出手段8aにより検出された曲率が所定閾値以上である場合には、曲率に含まれるノイズにより、EPSが不要な転舵トルクを発生して誤認識による不要転舵が発生した場合には、より大きな角度でEPSのステアリングホイールが回転されることとなるので、不要転舵が発生することを従来技術よりも早いタイミングにおいてドライバに認知させることができる。   According to the lane keeping support system 1 of the present embodiment executed by the control described above, when the curvature γ detected by the detecting means 8a of the lane keeping support system ECU 8 is equal to or greater than a predetermined threshold, the lane keeping support system ECU 8 The gear ratio changing means 8c increases the gear ratio obtained by dividing the input-side steering angle of the input-side column shaft 2 by the output-side steering angle of the intermediate column shaft 4 on the output side, so that the detecting means 8a If the curvature detected by the above is equal to or greater than a predetermined threshold, EPS causes unnecessary turning torque due to noise included in the curvature, and unnecessary turning due to misrecognition occurs. Since the EPS steering wheel is rotated, it is possible to allow the driver to recognize that unnecessary steering occurs at a timing earlier than in the prior art. .

このことにより、より早いタイミングにおいてドライバにより介入操舵を実行させることができるので、車両が不要転舵により偏向してしまうことを極力防止して、ドライバの不要操舵をなるべく少なくして、煩雑な操舵操作を省略することができる。   As a result, intervention steering can be executed by the driver at an earlier timing, so that the vehicle is prevented from being deflected by unnecessary steering as much as possible, unnecessary steering of the driver is reduced as much as possible, and complicated steering is performed. The operation can be omitted.

この作用効果について図を用いてより詳細に説明する。図3〜図5は本発明に係わる車線維持支援システム1の制御結果のもたらす作用効果を示す模式図である。   This effect will be described in more detail with reference to the drawings. 3-5 is a schematic diagram which shows the effect which the control result of the lane maintenance assistance system 1 concerning this invention brings.

図3の左側図に示すように、従来技術による誤検出によるノイズをフィルターにより除去する手法によっては、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化はAに示すようになり、曲率γをフィルタリングしてステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化はB1に示すようになり、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化Aに対して、曲率γをフィルタリングしてステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化B1は位相が遅れることとなる。   As shown in the left side view of FIG. 3, depending on the technique for removing noise caused by erroneous detection by the prior art using a filter, the time change of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is directly calculated from the curvature γ is A The time change of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is calculated by filtering the curvature γ is as shown in B1, and the steering angle of the steering wheel 1 is directly calculated from the curvature γ. When the steering angle of the steering wheel 1 is calculated by filtering the curvature γ with respect to the temporal change A of the steering angle in this case, the phase of the steering angle temporal change B1 is delayed.

これに対して、図3の右側図に示すように、本実施例のように車線維持支援システムECU8の検出手段8aの検出した曲率γが所定閾値2以上となる場合に、VGRS3のギア比、すなわち入力側のコラムシャフト2の操舵角を中間のコラムシャフト4の操舵角で除したギア比を通常時の値より大きくして、検出された曲率γが所定閾値1以下となる場合にはギア比を通常時の値に戻すことによれば、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化はAに示すようになり、曲率γをフィルタリングしてステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化はB2に示すようになり、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化Aに対して、本実施例による操舵角の時間変化B2は位相がほとんど遅れないとともに、操舵角そのものの値を通常時よりも大きくすることとなる。   On the other hand, as shown in the right side of FIG. 3, when the curvature γ detected by the detecting means 8a of the lane keeping assist system ECU 8 is equal to or greater than a predetermined threshold 2 as in this embodiment, the gear ratio of VGRS3, That is, when the gear ratio obtained by dividing the steering angle of the input-side column shaft 2 by the steering angle of the intermediate column shaft 4 is made larger than the normal value and the detected curvature γ is equal to or less than the predetermined threshold value 1, By returning the ratio to the normal value, the time change of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is directly calculated from the curvature γ is as shown in A, and the steering is performed by filtering the curvature γ. The time change of the steering angle when the steering angle of the wheel 1 is calculated is as shown in B2, and with respect to the time change A of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is calculated directly from the curvature γ, Book The time change B2 of the steering angle according to the embodiment is not substantially delayed in phase, and the value of the steering angle itself is made larger than normal.

このことは、図4に示す、操舵角の実際の波形においても同様で、図4の上側図に示すように、従来技術のような誤検出によるノイズをフィルターにより除去することによれば、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化はAに示すようになり、曲率γをフィルタリングしてステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化はB1に示すようになる。つまり、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化Aに対して、曲率γをフィルタリングしてステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化B1は位相が遅れることとなる。   This also applies to the actual waveform of the steering angle shown in FIG. 4, and, as shown in the upper diagram of FIG. The time change of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is directly calculated from γ is as shown in A. The time of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is calculated by filtering the curvature γ. The change is as shown in B1. That is, the time of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is calculated by filtering the curvature γ with respect to the time change A of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is directly calculated from the curvature γ. The phase of the change B1 is delayed.

このことに対して、本実施例によれば図4の下側図に示すように、車線維持支援システムECU8の検出手段8aの検出した操舵角が、曲率γが所定閾値2以上となる値となる場合に、VGRS3のギア比、すなわち入力側のコラムシャフト2の操舵角を中間のコラムシャフト4の操舵角で除したギア比を通常時の値より大きくして、検出された操舵角が、曲率γの絶対値が所定閾値1以下となる値となる場合にはギア比を通常時の値に戻しているので、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化Aに対して、曲率γをフィルタリングしてステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化はB2に示すようになり、曲率γから直接的にステアリングホイール1の操舵角を演算した場合の操舵角の時間変化Aに対して、本実施例による操舵角の時間変化B2は位相がほとんど遅れないこととすることができ、操舵角そのものの値を通常時より大きくすることができる。   On the other hand, according to the present embodiment, as shown in the lower diagram of FIG. 4, the steering angle detected by the detecting means 8 a of the lane keeping assist system ECU 8 is a value at which the curvature γ becomes a predetermined threshold value 2 or more. In this case, the gear ratio of VGRS 3, that is, the gear ratio obtained by dividing the steering angle of the input side column shaft 2 by the steering angle of the intermediate column shaft 4 is made larger than the normal value, and the detected steering angle becomes When the absolute value of the curvature γ is a value that is equal to or less than the predetermined threshold value 1, the gear ratio is returned to the normal value. Therefore, the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is directly calculated from the curvature γ. The time change of the steering angle when the steering angle of the steering wheel 1 is calculated by filtering the curvature γ with respect to the time change A of the steering wheel 1 is as shown in B2, and the steering angle of the steering wheel 1 directly from the curvature γ. Calculated In this case, the phase of the steering angle time change B2 according to the present embodiment can hardly be delayed, and the value of the steering angle itself can be made larger than usual.

上述したように、本実施例の車線維持支援システム1によれば、車線維持支援システムECU8の検出手段8aが検出した曲率が所定閾値以上である場合には、車線維持支援システムECU8のギア比変更手段8cが、入力側のコラムシャフト2の入力側操舵角を出力側の中間のコラムシャフト4の出力側操舵角で除したギア比を通常時よりも大きくするので、検出手段8aにより検出された曲率が所定閾値以上である場合には、曲率に含まれるノイズにより、EPSが不要な転舵トルクを発生して誤認識による不要転舵が発生した場合に、より大きな操舵角にてかつフィルターを使用する場合よりも早いタイミングでステアリングホイール1が回転されることとなるので、不要転舵が発生することを従来技術よりも早いタイミングにおいてドライバに認知させることができる。   As described above, according to the lane keeping assist system 1 of this embodiment, when the curvature detected by the detecting means 8a of the lane keeping assist system ECU 8 is equal to or greater than a predetermined threshold, the gear ratio of the lane keeping assist system ECU 8 is changed. The means 8c increases the gear ratio obtained by dividing the input side steering angle of the input side column shaft 2 by the output side steering angle of the intermediate column shaft 4 on the output side, so that it is detected by the detecting means 8a. When the curvature is greater than or equal to a predetermined threshold, when noise is included in the curvature, the EPS generates unnecessary turning torque and unnecessary turning due to misrecognition occurs. Since the steering wheel 1 is rotated at a timing earlier than that in the case of using it, it is possible to prevent unnecessary steering from occurring at a timing earlier than that of the prior art. It can be recognized by the driver.

このことにより、本実施例の車線維持支援システム1においては、従来技術に比べてより早いタイミングにおいてドライバに対して不要転舵の発生を報知して、ドライバにより介入操舵を実行させることができるので、車両が不要転舵により偏向してしまうことをより早いタイミングにおいて防止して、車両の偏向を極力防止して、ドライバの不要操舵をなるべく少なくして、煩雑な操舵操作を省略することができる。   As a result, in the lane keeping support system 1 of the present embodiment, the driver can be notified of the occurrence of unnecessary steering at an earlier timing than the prior art, and intervention steering can be executed by the driver. The vehicle can be prevented from being deflected by unnecessary steering at an earlier timing, the vehicle can be prevented from being deflected as much as possible, unnecessary steering of the driver can be reduced as much as possible, and complicated steering operation can be omitted. .

つまり、本実施例の車線維持支援システム1においては、従来技術においては、図5中中段図に示すように、車両が誤認識によるノイズにより大きく偏向してから、ドライバが介入操舵を行って、車両の偏向を修正していたところを、図5中下段図に示すように、予め誤認識によるノイズによる車両の偏向を防止することができる。さらに、図5中上段図に示すように、車両が実際に所定閾値以上の曲率カーブに進入してドライバが操舵を行った場合には、ステアリングホイール1の操舵角の回転の位相が進むため、車両の操舵に対する応答が早くなったようにドライバに対して演出できるため、ドライバに安心感を与えることができる。   That is, in the lane keeping support system 1 of the present embodiment, in the prior art, as shown in the middle diagram in FIG. 5, the driver performs the intervention steering after the vehicle is largely deflected by noise due to misrecognition, As shown in the lower part of FIG. 5, the vehicle deflection due to noise due to erroneous recognition can be prevented in advance as the vehicle deflection is corrected. Furthermore, as shown in the upper diagram in FIG. 5, when the vehicle actually enters a curvature curve that is equal to or greater than a predetermined threshold and the driver steers, the phase of rotation of the steering angle of the steering wheel 1 advances. Since the driver can be presented as if the response to the steering of the vehicle has become faster, the driver can be given a sense of security.

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.

本発明に係わる車線維持支援システムは、コラムアシスト式、ピニオンアシスト式、ラックアシスト式のいずれの方式にも適用可能であり、油圧式の増力装置を備えた方式にも適用可能である。   The lane keeping support system according to the present invention can be applied to any of the column assist type, pinion assist type, and rack assist type, and can also be applied to a type having a hydraulic booster.

本発明は、車両の車線維持支援システムに関するものであり、ギア比較的簡易な構成と軽微な変更により、煩雑な操舵操作を招くことのない車線維持支援システムを提供することができるので、通常の乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。   The present invention relates to a lane keeping support system for a vehicle, and can provide a lane keeping support system that does not cause a complicated steering operation with a relatively simple gear structure and minor changes. It is useful when applied to various vehicles such as passenger cars, trucks, and buses.

本発明に係わる車線維持支援システムの一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of a lane maintenance support system concerning the present invention. 本発明に係わる車線維持支援システムの一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of one Embodiment of the lane maintenance assistance system concerning this invention. 本発明に係わる車線維持支援システムの一実施形態の作用効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect of one Embodiment of the lane maintenance assistance system concerning this invention. 本発明に係わる車線維持支援システムの一実施形態の作用効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect of one Embodiment of the lane maintenance assistance system concerning this invention. 本発明に係わる車線維持支援システムの一実施形態の作用効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect of one Embodiment of the lane maintenance assistance system concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 車線維持支援システム
2 入力側のコラムシャフト
3 VGRS
4 中間のコラムシャフト
5 操舵トルクセンサ
6 自動操舵アクチュエータ
7 車速検出デバイス
8 車線維持支援システムECU
8a 検出手段
8b 車線維持手段
8c ギア比変更手段
9 方向指示器
10 前方車線検出用カメラ
1 Lane maintenance support system 2 Input side column shaft 3 VGRS
4 Intermediate column shaft 5 Steering torque sensor 6 Automatic steering actuator 7 Vehicle speed detection device 8 Lane maintenance support system ECU
8a Detection means 8b Lane keeping means 8c Gear ratio changing means 9 Direction indicator 10 Front lane detection camera

Claims (2)

車両の前方を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像した前記前方の画像から前記車両の前方の車線中央に対する前記車両のオフセット距離及び偏向角と、前記車線中央の曲率を検出する検出手段と、前記オフセット距離及び前記偏向角と前記曲率に基づいて前記車両を前記車線中央に維持するように前記車両の操舵装置を制御する操舵制御装置に操舵指令を出力する車線維持手段とを備えるとともに、前記操舵装置が入力側の駆動軸の入力側操舵角を出力側の駆動軸の出力側操舵角で除したギア比を可変とする操舵角可変機構を備え、前記検出手段が検出した前記曲率に基づいて前記ギア比を変更するギア比変更手段を備えることを特徴とする車線維持支援システム。   Imaging means for imaging the front of the vehicle, detection means for detecting the offset distance and deflection angle of the vehicle with respect to the center of the lane ahead of the vehicle, and the curvature of the center of the lane from the front image captured by the imaging means Lane maintaining means for outputting a steering command to a steering control device for controlling the steering device of the vehicle so as to maintain the vehicle at the center of the lane based on the offset distance, the deflection angle, and the curvature, and The steering device includes a steering angle variable mechanism that varies a gear ratio obtained by dividing the input-side steering angle of the input-side drive shaft by the output-side steering angle of the output-side drive shaft, and includes the curvature detected by the detection means. A lane keeping support system comprising gear ratio changing means for changing the gear ratio based on the gear ratio. 前記ギア比変更手段が、前記曲率が所定閾値以上である場合に、前記ギア比を増大させることを特徴とする請求項1に記載の車線維持支援システム。   2. The lane keeping assist system according to claim 1, wherein the gear ratio changing unit increases the gear ratio when the curvature is equal to or greater than a predetermined threshold value.
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