JP2013112187A - Steering control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering control device preventing vibration of a steering wheel.SOLUTION: A controller 16 includes: a target steering angle setting portion 110 setting a target steering angle of a steering wheel (W); an actual steering angle detecting portion 21 detecting an actual steering angle of the steering wheel (W); a steering control value calculating portion 120 calculating deviation between the target steering angle set by the target steering angle setting portion 110 and the actual steering angle detected by the actual steering angle detecting portion 21, and outputting, to a steering portion, a steering control value controlling an operating amount of the steering portion calculated from an integration value based on the deviation; and an integration value limiting portion 205 limiting an upper limit of the integration value calculated by the steering control value calculating portion 120.

Description

本発明は、車両の進行方向を決定する操舵角を制御する操舵制御装置に関する。   The present invention relates to a steering control device that controls a steering angle that determines a traveling direction of a vehicle.

従来、駐車支援装置にあっては、たとえば、電動パワーステアリング装置を利用して、駐車モードのスイッチがオンされると、運転者のブレーキ解除で駐車を補助する補助機能が作動し、車両の前進、停止および後退といった駐車に必要な指示を運転者に与えつつ、車両の移動距離に応じた舵角で操舵輪を自動操舵し、車両を駐車場所へ半自動的に駐車させることができるものがある(たとえば、特許文献1、2参照)。   Conventionally, in a parking assistance device, for example, when a parking mode switch is turned on using an electric power steering device, an auxiliary function that assists parking by releasing a driver's brake is activated, and the vehicle moves forward. In addition, there is a vehicle that can automatically guide the steering wheel at a rudder angle according to the moving distance of the vehicle and park the vehicle semi-automatically at the parking place while giving the driver necessary instructions for parking such as stopping and reversing. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).

また、駐車場所の幅Lを計測する計測手段を設け、計測された幅Lに基づいて左最大舵角θLと右最大舵角θRとを求め、当該左最大舵角と右最大舵角と予め決められた走行距離および走行方向でなる走行パターンに基づいて操舵輪の目標舵角を求め、目標舵角に基づいて舵角を制御する駐車支援装置が知られている(特許文献3参照)。   Further, a measuring means for measuring the width L of the parking place is provided, and the left maximum steering angle θL and the right maximum steering angle θR are obtained based on the measured width L, and the left maximum steering angle and the right maximum steering angle are determined in advance. There is known a parking assist device that obtains a target rudder angle of a steered wheel based on a travel pattern having a determined travel distance and travel direction, and controls the rudder angle based on the target rudder angle (see Patent Document 3).

特開平03−74256号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-74256 特開平04−55168号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-55168 特開2010−285028号公報JP 2010-285028 A

このように、目標舵角に基づいて舵角を制御する場合において、一般的に目標舵角と実舵角との偏差に基づいて微分値、比例値、積分値に基づくPID制御制御を行っている。目標舵角と実舵角との偏差が大きい場合には、積分値が累積されて操舵制御値を大きく制御させて目標舵角への追従を早めている。   Thus, when controlling the steering angle based on the target steering angle, generally, PID control control based on the differential value, proportional value, and integral value is performed based on the deviation between the target steering angle and the actual steering angle. Yes. When the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle is large, the integral value is accumulated and the steering control value is largely controlled to quickly follow the target rudder angle.

ところで、実舵角は操舵輪等に設けたセンサにより検出しているが、このセンサの検出タイミングが粗い場合には、操舵制御値に基づいて動作した操舵輪の実舵角に対して慣性等によるオーバーシュートの影響により目標舵角と実舵角との偏差が収束せず、さらにこの偏差に基づく積分値が累積することにより、実舵角が振動してしまうという問題があった。   By the way, the actual rudder angle is detected by a sensor provided on the steered wheel or the like, but when the detection timing of this sensor is rough, the inertia or the like with respect to the actual steered angle of the steered wheel operated based on the steering control value. There is a problem that the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle does not converge due to the effect of overshoot due to the above, and that the actual rudder angle vibrates due to accumulation of integral values based on this deviation.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、操舵輪の制御を行う操舵制御装置において、操舵輪の振動を防止できる操舵制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a steering control device capable of preventing vibration of the steering wheel in the steering control device that controls the steering wheel.

本発明は、車両の操舵輪の動作によって操舵角を変更する操舵部と、操舵輪の動作を制御する制御部とを備える操舵制御装置であって、制御部は、操舵輪の操舵角の目標舵角を設定する目標舵角設定部と、操舵輪の実舵角を検出する実舵角検出部と、目標舵角設定部によって設定された目標舵角と、実舵角検出部によって検出された実舵角との偏差を算出し、偏差に基づいた積分値によって算出される操舵部の動作量を制御する操舵指令値を操舵部に出力する操舵制御値演算部と、操舵制御値演算部によって算出された積分値の上限を制限する積分値制限部と、を備える。   The present invention is a steering control device including a steering unit that changes a steering angle according to the operation of a steering wheel of a vehicle, and a control unit that controls the operation of the steering wheel. A target rudder angle setting unit for setting a rudder angle, an actual rudder angle detection unit for detecting an actual rudder angle of a steered wheel, a target rudder angle set by a target rudder angle setting unit, and an actual rudder angle detection unit. A steering control value calculation unit that calculates a deviation from the actual steering angle and outputs a steering command value for controlling an operation amount of the steering unit calculated by an integral value based on the deviation to the steering unit; and a steering control value calculation unit An integral value limiting unit that limits the upper limit of the integral value calculated by the above.

本発明によれば、目標舵角と実舵角との偏差に基づいた積分値によって演算される操舵指令値における積分値の上限を制限することによって、積分値が累積することを防止して、目標舵角に対する実舵角を早期に収束させることができ、実舵角が振動してしまうことを防止する。   According to the present invention, by limiting the upper limit of the integral value in the steering command value calculated by the integral value based on the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle, the accumulation of the integral value is prevented, The actual rudder angle with respect to the target rudder angle can be converged early, and the actual rudder angle is prevented from vibrating.

本発明の実施形態の駐車支援装置全体の模式図である。It is a schematic diagram of the whole parking assistance apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の駐車支援制御の説明図である。It is explanatory drawing of the parking assistance control of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の制御部の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the control part of embodiment of this invention. 従来の、目標舵角と実舵角との偏差を示す比較図であるIt is the comparison figure which shows the deviation of the conventional target steering angle and an actual steering angle 本発明の実施形態の制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control part of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の傾き制限部による制御を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control by the inclination restriction | limiting part of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の積分リミッタ部、傾き制限部それぞれにおける制御の結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of control in each of the integral limiter part of embodiment of this invention, and an inclination restriction | limiting part. 本発明の実施形態の制御部における制御の結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of control in the control part of embodiment of this invention.

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態の駐車支援装置100全体の模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of the entire parking assistance apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.

駐車支援装置100は、車両の操舵輪3を操舵する電動パワーステアリング装置2と、電動パワーステアリング装置2を制御する制御装置(操舵制御装置)1とを備える。   The parking assist device 100 includes an electric power steering device 2 that steers the steering wheel 3 of the vehicle, and a control device (steering control device) 1 that controls the electric power steering device 2.

電動パワーステアリング装置2は、操舵輪3と、操舵輪3に軸4を介して連結されるピニオンギア5と、モータMと、モータMのロータの軸に連結されるピニオンギア6と、各ピニオンギア5、6にそれぞれに噛合されるラック7と、ラック7の両端にタイロッド8およびナックルアーム9を介して連結される操向輪Wとを備える。   The electric power steering device 2 includes a steering wheel 3, a pinion gear 5 connected to the steering wheel 3 via a shaft 4, a motor M, a pinion gear 6 connected to a rotor shaft of the motor M, and each pinion. A rack 7 meshed with each of the gears 5 and 6 and a steering wheel W connected to both ends of the rack 7 via a tie rod 8 and a knuckle arm 9 are provided.

操舵輪3は、運転者により軸4を中心に回転され、軸4を介してピニオンギア5を回転させる。ピニオンギア5の回転運動は、噛合するラック7において直線運動に変換される。ラック7の直線運動は、タイロッド8及びナックルアーム9を介して操向輪Wに伝達される。ナックルアーム9を介して伝達された直線運動によって、操向輪Wが、操向輪Wに設定されるキングピンを軸として回動され、車両の進行方向が制御される。   The steering wheel 3 is rotated around the shaft 4 by the driver, and rotates the pinion gear 5 through the shaft 4. The rotational movement of the pinion gear 5 is converted into linear movement in the meshing rack 7. The linear motion of the rack 7 is transmitted to the steered wheel W through the tie rod 8 and the knuckle arm 9. By the linear motion transmitted through the knuckle arm 9, the steered wheel W is rotated about the king pin set on the steered wheel W, and the traveling direction of the vehicle is controlled.

制御装置(操舵制御装置)1は、モータMに印加する電圧及び又は電流量を制御して、モータMの回転を制御する。これにより、後述するように、運転者の操舵を補助する補助トルクを出力する。また、制御装置1は、運転者による操舵の操作を受けることなく、操向輪Wの操舵角を自動的に制御することができる。   The control device (steering control device) 1 controls the rotation of the motor M by controlling the voltage and / or current amount applied to the motor M. Thereby, as will be described later, an auxiliary torque for assisting the steering of the driver is output. Further, the control device 1 can automatically control the steering angle of the steered wheels W without receiving a steering operation by the driver.

なお、電動パワーステアリング装置2は、軸4の中間部にユニバーサルジョイント等を介装することによって軸4の取付け位置及び角度を変更して、軸4がエンジンルーム等の空間を占拠しないように構成してもよい。   In addition, the electric power steering device 2 is configured so that the mounting position and angle of the shaft 4 are changed by interposing a universal joint or the like in the middle portion of the shaft 4 so that the shaft 4 does not occupy a space such as an engine room. May be.

また、電動パワーステアリング装置2は、操舵輪3とラック7とを機械的に連結するのではなく、操舵輪3の操舵角に応じてモータMを駆動することによってラック7を駆動させるステアバイワイヤ方式を採用してもよい。また、操舵輪3は、その中心部に連結される軸4を介してピニオンギア5が連結されているが、軸4の途中に減速機を設けて操舵輪3の回転速度を減速して、ラック7に伝達するようにしてもよい。   The electric power steering apparatus 2 does not mechanically connect the steering wheel 3 and the rack 7, but drives the rack 7 by driving the motor M according to the steering angle of the steering wheel 3. May be adopted. Further, the pinion gear 5 is connected to the steering wheel 3 via the shaft 4 connected to the central portion thereof, but a reduction gear is provided in the middle of the shaft 4 to reduce the rotational speed of the steering wheel 3, You may make it transmit to the rack 7. FIG.

制御装置1は、車両の走行速度を検出する速度センサ10と、モータMの図示しない巻線に流れる電流を検出する電流センサ11と、操舵輪3の舵角を検出する舵角センサ21と、車両の前端の左右に設けられて、車両の側方に障害物がある場合にこれを検知する障害物検知センサ12、13と、車両の後端の左右に設けられて、車両の後方に障害物がある場合これを検知する後方障害物検知センサ14、15と、を備える。   The control device 1 includes a speed sensor 10 that detects the traveling speed of the vehicle, a current sensor 11 that detects a current flowing in a winding (not shown) of the motor M, a steering angle sensor 21 that detects the steering angle of the steered wheels 3, Obstacle detection sensors 12 and 13 provided on the left and right of the front end of the vehicle for detecting an obstacle on the side of the vehicle, and on the left and right of the rear end of the vehicle. Back obstacle detection sensors 14 and 15 for detecting an object when there is an object.

また、制御装置1は、速度センサ10、電流センサ11、舵角センサ21、障害物検知センサ12、13及び後方障害物検知センサ14、15から入力される信号を処理してモータMを制御する制御部16と、制御部16によって制御されるスピーカ17と、運転者に押されると駐車支援制御の開始のトリガとなる信号を制御部16へ入力するスイッチ19と、運転者が駐車形式の選択を行うための切換スイッチ20と備える。   Further, the control device 1 controls the motor M by processing signals input from the speed sensor 10, the current sensor 11, the steering angle sensor 21, the obstacle detection sensors 12 and 13, and the rear obstacle detection sensors 14 and 15. The control unit 16, the speaker 17 controlled by the control unit 16, the switch 19 that inputs a signal that triggers the start of parking support control to the control unit 16 when pressed by the driver, and the driver selects the parking format And a changeover switch 20.

これら各センサ、制御部16、スピーカ17、スイッチ19、切換スイッチ20は、CANバス30を介して相互に接続されている。CANバス30は、CAN(Controller Area Network)規格に準拠したネットワーク構成を有している。   These sensors, control unit 16, speaker 17, switch 19, and changeover switch 20 are connected to each other via a CAN bus 30. The CAN bus 30 has a network configuration conforming to the CAN (Controller Area Network) standard.

電動パワーステアリング装置2は、車両が通常走行を行っており駐車支援を要しない場合には、モータMに運転者の操舵を補助する補助トルクを出力させて運転者の操舵をアシストする。制御部16は、運転者が操舵輪3を操作した際の操舵トルクをトルクセンサ18で検出して、トルクセンサ18で検出したトルクに基づいて補助トルクを求めて、モータMを駆動する。トルクセンサ18は、軸4の途中に取付けられており、操舵輪3が回転操作されたときの操舵トルクを検出する。   The electric power steering device 2 assists the driver's steering by causing the motor M to output an assist torque that assists the driver's steering when the vehicle is traveling normally and parking assistance is not required. The control unit 16 detects the steering torque when the driver operates the steered wheels 3 with the torque sensor 18, obtains the auxiliary torque based on the torque detected with the torque sensor 18, and drives the motor M. The torque sensor 18 is attached in the middle of the shaft 4 and detects the steering torque when the steering wheel 3 is rotated.

なお、トルクセンサ18は、操舵輪3に作用するトルクを検出することができるものであればよく、例えば、軸4の中間に設けたトーションバーの捩れ角度を検出して、この捩れ角度に応じた電圧、電流等の信号として出力するように構成されている。   The torque sensor 18 may be any sensor that can detect the torque acting on the steered wheels 3. For example, the torque sensor 18 detects the twist angle of a torsion bar provided in the middle of the shaft 4 and responds to this twist angle. It is configured to output as a signal such as a voltage or a current.

また、モータMが出力する補助トルクをラックピニオン機構によってラック7の軸方向の力に変換してラック7に伝達するようにしているが、ラック7の一部を螺子軸とし、この螺子軸に螺合されるボール螺子ナットにモータMの補助トルクを伝達するようにして、補助トルクをラック7の軸方向の力に変換してラック7に伝達するようにしてもよい。   Further, the auxiliary torque output from the motor M is converted into the axial force of the rack 7 by the rack and pinion mechanism and transmitted to the rack 7. A part of the rack 7 is used as a screw shaft, and the screw shaft is connected to the screw shaft. The auxiliary torque of the motor M may be transmitted to the ball screw nut to be screwed so that the auxiliary torque is converted into the axial force of the rack 7 and transmitted to the rack 7.

速度センサ10は、車両の操向輪Wを含む四つの車輪のうちいずれか一つにおける回転速度を検知する。制御部16は、速度センサ10で検知した回転速度と車輪外径とから、車両の速度及び走行距離を求める。   The speed sensor 10 detects the rotational speed of any one of the four wheels including the steered wheel W of the vehicle. The control unit 16 obtains the speed and travel distance of the vehicle from the rotational speed detected by the speed sensor 10 and the wheel outer diameter.

舵角センサ21は、軸4等に取付けられていて、操舵輪3の舵角θを検出して、舵角θに応じた信号を制御部16へ出力する。なお、操舵輪3の舵角θは、操向輪Wの操向角に一対一で対応しているので、操向輪Wの操向角を検出することで操舵輪3の舵角θを得てもよい。   The rudder angle sensor 21 is attached to the shaft 4 or the like, detects the rudder angle θ of the steered wheels 3, and outputs a signal corresponding to the rudder angle θ to the control unit 16. Note that the steering angle θ of the steered wheels 3 corresponds to the steered angle of the steered wheels W on a one-to-one basis, so that the steered angle θ of the steered wheels 3 can be determined by detecting the steered angle of the steered wheels W. May be obtained.

モータMは、電流センサ11が備えられ、モータM内に設けた巻線に流れる電流を検出する。モータMは、補助トルクで運転者の操舵をアシストするだけでなく、後述する駐車支援の際には、制御部16の指令によってラック7を図1中左右方向に駆動して、運転者の操舵なくして操向輪Wを操舵することができるように構成されている。   The motor M is provided with a current sensor 11 and detects a current flowing through a winding provided in the motor M. The motor M not only assists the driver with steering torque, but also drives the rack 7 in the left-right direction in FIG. The steered wheel W can be steered without the steering wheel W.

なお、モータMは、直流モータ、交流モータ等、操舵輪Wの操舵角、操舵速度を制御できるものであれば、どのようなモータを用いてもよい。また、モータMのシャフトにラック7に歯合するピニオンギア6を設けているが、減速機を介してモータMのロータの回転速度を減速してピニオンギア6に伝達してもよい。   The motor M may be any motor as long as it can control the steering angle and steering speed of the steered wheels W, such as a DC motor or an AC motor. In addition, although the pinion gear 6 that meshes with the rack 7 is provided on the shaft of the motor M, the rotational speed of the rotor of the motor M may be reduced through the reduction gear and transmitted to the pinion gear 6.

障害物検知センサ12、13は、図1に示すように、車両の前端の左右にそれぞれ取付けられており、車両の左右側方に設定された検知範囲内に障害物がある場合これを検知する。   As shown in FIG. 1, the obstacle detection sensors 12 and 13 are attached to the left and right of the front end of the vehicle, respectively, and detect this when there is an obstacle within a detection range set on the left and right sides of the vehicle. .

また、後方障害物検知センサ14、15は、図1に示すように、車両の後端の左右にそれぞれ取付けられており、車両の左右後方に設定された検知範囲内に障害物がある場合これを検知する。障害物検知センサ12、13及び後方障害物検知センサ14、15は、例えば、超音波センサやレーザ光センサによって構成される。   Further, as shown in FIG. 1, the rear obstacle detection sensors 14 and 15 are attached to the left and right of the rear end of the vehicle, respectively, and there are obstacles within the detection range set to the left and right rear of the vehicle. Is detected. The obstacle detection sensors 12 and 13 and the rear obstacle detection sensors 14 and 15 are configured by, for example, an ultrasonic sensor or a laser light sensor.

制御部16は、モータMを駆動する図示しない駆動回路を備えており、この駆動回路によりモータMへ駆動電流を供給してモータMの駆動を制御する。通常走行時には、運転者の操舵輪3の操舵をアシストする補助トルクをモータMに出力させる制御を実施する一方、駐車支援を実施する際には、モータMを駆動して操向輪Wを操舵することにより、車両を駐車場所に誘導する制御を行う。   The control unit 16 includes a drive circuit (not shown) that drives the motor M, and controls the drive of the motor M by supplying a drive current to the motor M by this drive circuit. During normal driving, the motor M is controlled to output an assist torque that assists the steering of the steering wheel 3 by the driver. On the other hand, when the parking assistance is performed, the motor M is driven to steer the steered wheels W. By doing so, control for guiding the vehicle to the parking place is performed.

次に、駐車支援装置100における駐車支援の制御を説明する。   Next, parking assistance control in the parking assistance apparatus 100 will be described.

図2は、本実施形態の駐車支援制御の説明図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram of parking support control according to the present embodiment.

制御装置1は、運転者から駐車支援の要求があった場合に、駐車支援制御を開始する。運転手によってスイッチ19が押されて駐車支援を要求する操作がされた場合に、駐車支援制御の開始指令が制御部16に与えられる。   The control device 1 starts parking support control when there is a request for parking support from the driver. When the driver pushes the switch 19 and performs an operation for requesting parking assistance, a parking assistance control start command is given to the control unit 16.

また、運転者は、切換スイッチ20による操作によって、車両の右側にある駐車場所へ駐車するのか、左側にある駐車場所へ駐車するのか、駐車場所が道路と垂直方向の車庫入れ型か、道路と平行方向の縦列型か、を選択する。制御部16は、切換スイッチ20からの信号によって、車両の左側に駐車するか右側に駐車するか、車庫入れ型か縦列型か、を判定し、この判定に基づいて駐車支援制御を行う。   In addition, the driver operates the changeover switch 20 to park at the parking place on the right side of the vehicle, to park at the parking place on the left side, whether the parking place is a garage type vertical to the road, Select whether the column type is parallel. Based on the signal from the changeover switch 20, the control unit 16 determines whether the vehicle is parked on the left side or the right side, whether it is a garage type or a tandem type, and performs parking support control based on this determination.

制御部16は、左右の障害物検知センサ12、13のうち切換スイッチ20よって選択された側に設置された障害物検知センサ12(13)によって障害物の有無を検知する。   The control unit 16 detects the presence or absence of an obstacle by the obstacle detection sensor 12 (13) installed on the side selected by the changeover switch 20 among the left and right obstacle detection sensors 12 and 13.

具体的には、車庫入れ型の場合、運転者による駐車支援制御の開始指令後、制御部16は、運転者に、駐車場所に対して所定間隔を空けて道路方向(駐車場所の幅方向)に平行に車両を直進走行させる旨を通知する。車両が直進を開始したとき、制御部16は、選択された障害物検知センサ12(13)によって、障害物を継続的に検知して、障害物を検知しない距離を計測する。   Specifically, in the case of a garage storage type, after the driver gives a parking assistance control start command, the control unit 16 gives the driver a predetermined distance from the parking place in the road direction (width direction of the parking place). That the vehicle is going straight ahead in parallel. When the vehicle starts going straight, the control unit 16 continuously detects the obstacle by the selected obstacle detection sensor 12 (13) and measures the distance at which the obstacle is not detected.

制御部16は、車両が直進中に速度センサ10で検知した速度と車輪の外径とから走行距離を把握しつつ、選択された障害物検知センサ12(13)で障害物を検知することで、駐車場所の幅を検出して、これを幅Lとして記憶する。   The control unit 16 detects the obstacle with the selected obstacle detection sensor 12 (13) while grasping the travel distance from the speed detected by the speed sensor 10 and the outer diameter of the wheel while the vehicle is traveling straight ahead. The width of the parking place is detected and stored as the width L.

駐車場所の幅Lの計測が終了すると、制御部16は、運転者に車両の停車を促すとともに、幅Lが車両の駐車が可能な最低幅以上であるか否かを判断する。幅Lが駐車可能な最低幅以上であれば、後述する走行パターンの直線区間Aにおいて、車両が直進走行する距離aを求める。なお、制御部16は、幅Lが最低幅以上でない場合には、駐車支援制御を中止し、その旨を運転者に通知する。   When the measurement of the width L of the parking place is completed, the control unit 16 prompts the driver to stop the vehicle and determines whether the width L is equal to or larger than the minimum width at which the vehicle can be parked. If the width L is equal to or greater than the minimum width that can be parked, a distance a in which the vehicle travels straight in a straight section A of a travel pattern described later is obtained. When the width L is not equal to or greater than the minimum width, the control unit 16 stops the parking support control and notifies the driver to that effect.

この距離aは、例えば車両の諸元(全長、全幅、ホイールベース等)によって予めマップ化又はテーブル化として記憶されており、計測された幅Lの長さからマップ又はテーブルを参照して演算によって求める。また、車庫入れ型の駐車であれば、車両の全幅を、縦列型の駐車であれば車両の全長を、基準として最低幅が決められている。なお、距離aは、たとえば、ベテラン運転手による駐車時の走行軌跡を計測するなどして、駐車場所の幅Lに応じた最適値をマップ化又はテーブル化しておけばよい。   This distance a is stored in advance as a map or table based on vehicle specifications (full length, full width, wheelbase, etc.), for example, and is calculated by referring to the map or table from the measured length of the width L. Ask. Further, the minimum width is determined based on the full width of the vehicle in the case of garage parking and the total length of the vehicle in the case of parallel parking. In addition, the distance a should just map or table the optimal value according to the width L of a parking place, for example by measuring the driving | running | working locus | trajectory at the time of parking by an experienced driver.

次に、制御部16は、駐車場所の幅Lの計測が終了し、駐車場所の幅Lが駐車可能である場合は、駐車場所の幅Lから、図2(B)に示す車両の現在位置から駐車場所に至る走行経路における左最大舵角θLと右最大舵角θRとを求め、駐車に際しての走行パターンと求めた左右の最大舵角とに基づいて、操舵輪3の目標舵角を求めて、操舵輪3の舵角θを制御して車両を駐車場所へ誘導する。   Next, when the measurement of the width L of the parking place is completed and the width L of the parking place can be parked, the control unit 16 determines the current position of the vehicle shown in FIG. The left maximum rudder angle θL and the right maximum rudder angle θR in the travel route from the vehicle to the parking place are obtained, and the target rudder angle of the steered wheels 3 is obtained based on the travel pattern during parking and the obtained left and right maximum rudder angles. Then, the steering angle θ of the steered wheels 3 is controlled to guide the vehicle to the parking place.

なお、左最大舵角θLと右最大舵角θRとにあっても、距離aを求める場合と同様に、例えば、ベテラン運転手による駐車時の走行軌跡を計測するなどして、駐車場所の幅Lに応じた舵角の最適値を、図2(A)に示すようなマップ又はテーブルとして制御部16が記憶しておく。制御部16は、このマップ又はテーブルを用いて、左最大舵角θLと右最大舵角θRとを演算する。   Even when the left maximum steering angle θL and the right maximum steering angle θR are present, as in the case of obtaining the distance a, for example, by measuring a travel locus during parking by an experienced driver, the width of the parking place The optimal value of the steering angle according to L is stored in the control unit 16 as a map or table as shown in FIG. The control unit 16 calculates the left maximum steering angle θL and the right maximum steering angle θR using this map or table.

なお、本実施形態では、舵角θは、操舵輪3を中立から右へ回転させると正の値をとり、操舵輪3を中立から左へ回転させると負の値をとるように設定される。従って、右最大舵角θRは正の値となり、左最大舵角θLは負の値となる。   In the present embodiment, the steering angle θ is set to take a positive value when the steering wheel 3 is rotated from the neutral position to the right, and to take a negative value when the steering wheel 3 is rotated from the neutral position to the left. . Accordingly, the maximum right steering angle θR is a positive value, and the maximum left steering angle θL is a negative value.

図2(B)に示すように、走行パターンは、予め決められた操舵方向、走行距離および走行方向の組み合わせでなる複数の走行区間の集合からなる。   As shown in FIG. 2B, the travel pattern is composed of a set of a plurality of travel sections that are combinations of a predetermined steering direction, travel distance, and travel direction.

制御部16は、走行パターンにおける各走行区間と、左最大舵角θLと右最大舵角θRとに基づいて操舵輪3の目標舵角θ*を求め、走行パターンにおける各走行区間における目標舵角θ*に基づいて、操舵輪3の舵角θを制御する。   The control unit 16 obtains the target rudder angle θ * of the steered wheels 3 based on each travel section in the travel pattern, the left maximum steering angle θL, and the right maximum steering angle θR, and the target rudder angle in each travel section in the travel pattern. Based on θ *, the steering angle θ of the steered wheels 3 is controlled.

走行パターンは、予め制御部16で記憶している。具体的には、図2(B)に示すように、走行区間は、直線区間A、前進操舵増加区間B、前進舵角保持区間C、前進舵角減少区間D、後退舵角増加区間E、後退舵角保持区間F及び後退舵角減少区間Gから成る。   The traveling pattern is stored in advance by the control unit 16. Specifically, as shown in FIG. 2B, the travel section includes a straight section A, a forward steering increase section B, a forward steering angle holding section C, a forward steering angle decrease section D, a reverse steering angle increase section E, It consists of a reverse steering angle holding section F and a reverse steering angle decreasing section G.

直線区間Aは、車両の左側にある駐車場所へ車庫入れ型の駐車する場合、操舵輪3の舵角θを中立に保って駐車場所の幅Lに基づいて求められる距離aだけ車両を前方へ直進させる直線区間である。   In the straight section A, when parking in the garage type at the parking place on the left side of the vehicle, the vehicle is moved forward by a distance a determined based on the width L of the parking place while keeping the rudder angle θ of the steerable wheels 3 neutral. This is a straight section that goes straight.

前進操舵増加区間Bは、直線区間Aの後に操舵輪3の舵角θを右最大舵角θRまで増加させつつ、車両を予め決められた距離bだけ前進させる区間である。   The forward steering increase section B is a section in which, after the straight section A, the vehicle is advanced by a predetermined distance b while increasing the steering angle θ of the steering wheel 3 to the right maximum steering angle θR.

前進舵角保持区間Cは、前進舵角増加区間Bの後に操舵輪3の舵角θを右最大舵角θRのまま保持しつつ、車両を予め決められた距離cだけ前進させる区間である。   The forward steering angle holding section C is a section that advances the vehicle by a predetermined distance c while holding the steering angle θ of the steered wheels 3 at the right maximum steering angle θR after the forward steering angle increasing section B.

前進舵角減少区間Dは、前進舵角保持区間Cの後に操舵輪3の舵角θを中立に戻しつつ、車両を予め決められた距離dだけ前進させる区間である。   The forward steering angle decrease section D is a section in which the vehicle is advanced by a predetermined distance d while the steering angle θ of the steering wheel 3 is returned to neutral after the forward steering angle holding section C.

後退舵角増加区間Eは、前進舵角減少区間Dの後に操舵輪3の舵角θを左最大舵角θLまで増加させつつ、車両を予め決められた距離eだけ後退させる区間である。   The reverse steering angle increase section E is a section in which the vehicle is moved backward by a predetermined distance e while the steering angle θ of the steered wheels 3 is increased to the left maximum steering angle θL after the forward steering angle decrease section D.

後退舵角保持区間Fは、後退舵角増加区間Eの後に操舵輪3の舵角θを左最大舵角θLのまま保持しつつ、車両を予め決められた距離fだけ後退させる区間である。   The backward steering angle holding section F is a section in which the vehicle is moved backward by a predetermined distance f while the steering angle θ of the steering wheel 3 is maintained at the left maximum steering angle θL after the backward steering angle increase section E.

後退舵角減少区間Gは、後退舵角保持区間Fの後に操舵輪3の舵角θを中立に戻しつつ車両を、予め決められた距離gだけ後退させる区間である。   The backward steering angle decreasing section G is a section in which the vehicle is moved backward by a predetermined distance g while the steering angle θ of the steered wheels 3 is returned to neutral after the backward steering angle holding section F.

制御部16は、このように舵角θを設定しながら、車両を駐車位置へと導く。なお、車両の前進、後進は、エンジンをアイドル状態としてクリープ走行で行うものとする。また、前進舵角減少区間Dにおいて、区間の終端部で制御部16がブレーキを制御して車両を停止させ、スピーカ17により運転者にリバースギヤへの変更を促す通知を行う。   The controller 16 guides the vehicle to the parking position while setting the steering angle θ in this way. It is assumed that the vehicle moves forward and backward by creeping with the engine in an idle state. Further, in the forward steering angle decrease section D, the control unit 16 controls the brake at the end of the section to stop the vehicle, and the speaker 17 notifies the driver to change to the reverse gear.

次に、このような駐車支援制御における制御部16の動作を説明する。   Next, operation | movement of the control part 16 in such parking assistance control is demonstrated.

制御部16は、舵角センサ21で検出した操舵輪3の舵角θをフィードバックして、目標舵角θ*との偏差を採り、PID制御によってモータMを制御する。   The control unit 16 feeds back the steering angle θ of the steered wheels 3 detected by the steering angle sensor 21, takes a deviation from the target steering angle θ *, and controls the motor M by PID control.

図3は、本発明の実施形態の制御部16の制御ブロック図である。   FIG. 3 is a control block diagram of the control unit 16 according to the embodiment of this invention.

制御部16は、前述のように、速度センサ10、障害物検知センサ12、13、後方障害物検知センサ14、15、舵角センサ21等が検出した値に基づいて決定した目標舵角θ*と操舵輪3の実舵角θとの偏差とに基づいたフィードバック制御を行い、モータMの回転を制御する。   As described above, the control unit 16 determines the target steering angle θ * determined based on the values detected by the speed sensor 10, the obstacle detection sensors 12, 13, the rear obstacle detection sensors 14, 15, the steering angle sensor 21, and the like. Feedback control based on the difference between the actual steering angle θ of the steering wheel 3 and the rotation of the motor M is performed.

制御部16は、目標舵角設定部110、フィードバック制御部120及び異常判定部130を備える。   The control unit 16 includes a target rudder angle setting unit 110, a feedback control unit 120, and an abnormality determination unit 130.

目標舵角設定部110は、速度センサ10、障害物検知センサ12、13、後方障害物検知センサ14、15等が検出した値に基づいて目標舵角θ*を算出する。   The target rudder angle setting unit 110 calculates a target rudder angle θ * based on the values detected by the speed sensor 10, the obstacle detection sensors 12, 13, the rear obstacle detection sensors 14, 15 and the like.

フィードバック制御部120は、目標舵角設定部110で算出された目標舵角θ*と、舵角センサ21によって検出された操舵輪3の実舵角θとの偏差に基づいてPID制御を行い、モータMの動作を制御する制御ゲインを出力する。   The feedback control unit 120 performs PID control based on a deviation between the target rudder angle θ * calculated by the target rudder angle setting unit 110 and the actual rudder angle θ of the steered wheels 3 detected by the rudder angle sensor 21. A control gain for controlling the operation of the motor M is output.

異常判定部130は、速度センサ10、障害物検知センサ12、13、後方障害物検知センサ14、15等の検出信号に基づいて、車両の状態に異常が発生したか否かを判定する。例えば、速度センサ10によって検出された車速が駐車支援制御における許容速度を超えた場合や、障害物検知センサ12、13、後方障害物検知センサ14、15によって車両が障害物に接近したことを検出した場合などに、異常判定部130が車両に異常が発生したと判定する。異常判定部130は、車両に異常が発生した場合に、後述する遮断部131を制御して、モータMへの指令信号を遮断してモータMの動作を停止させる。   The abnormality determination unit 130 determines whether an abnormality has occurred in the state of the vehicle based on detection signals from the speed sensor 10, the obstacle detection sensors 12, 13 and the rear obstacle detection sensors 14, 15. For example, when the vehicle speed detected by the speed sensor 10 exceeds the allowable speed in the parking assist control, or when the vehicle approaches the obstacle by the obstacle detection sensors 12, 13 and the rear obstacle detection sensors 14, 15. In such a case, the abnormality determination unit 130 determines that an abnormality has occurred in the vehicle. When an abnormality occurs in the vehicle, the abnormality determination unit 130 controls a blocking unit 131 described later to block a command signal to the motor M and stop the operation of the motor M.

次に、フィードバック制御部120について説明する。   Next, the feedback control unit 120 will be described.

フィードバック制御部120、偏差演算部201、目標舵角微分演算部202、微分ゲイン出力部203、比例ゲイン出力部204、積分リミッタ部205、目標舵角積分演算部206、積分ゲイン出力部207、加算部208、傾き制限部209、出力リミッタ部210及び加算部211を備える。   Feedback control unit 120, deviation calculation unit 201, target rudder angle differential calculation unit 202, differential gain output unit 203, proportional gain output unit 204, integral limiter unit 205, target rudder angle integration calculation unit 206, integral gain output unit 207, addition A unit 208, an inclination limiting unit 209, an output limiter unit 210, and an adding unit 211.

偏差演算部201は、目標舵角設定部110及び舵角センサ21からの入力を受けて、演算結果を比例ゲイン出力部204及び加算部211に出力する。目標舵角微分演算部202は、目標舵角設定部110からの入力を受けて、演算結果を微分ゲイン出力部203に出力する。加算部211は、偏差演算部201及び目標舵角積分演算部206からの入力を受けて、演算結果を積分リミッタ部205に出力する。積分リミッタ部205は、加算部211からの入力を受けて、演算結果を目標舵角積分演算部206及び積分ゲイン出力部207に出力する。微分ゲイン出力部203、比例ゲイン出力部204及び積分リミッタ部205からの出力は加算部208に入力され、加算部208による演算結果が傾き制限部209に出力される。傾き制限部209の演算結果は出力リミッタ部210に出力される。   The deviation calculation unit 201 receives inputs from the target rudder angle setting unit 110 and the rudder angle sensor 21, and outputs a calculation result to the proportional gain output unit 204 and the addition unit 211. The target rudder angle differential calculation unit 202 receives an input from the target rudder angle setting unit 110 and outputs the calculation result to the differential gain output unit 203. The adder 211 receives inputs from the deviation calculator 201 and the target rudder angle integral calculator 206 and outputs the calculation result to the integral limiter 205. The integration limiter unit 205 receives an input from the adding unit 211 and outputs a calculation result to the target rudder angle integration calculation unit 206 and the integral gain output unit 207. Outputs from the differential gain output unit 203, the proportional gain output unit 204, and the integral limiter unit 205 are input to the adding unit 208, and the calculation result by the adding unit 208 is output to the slope limiting unit 209. The calculation result of the inclination limiting unit 209 is output to the output limiter unit 210.

偏差演算部201は、目標舵角設定部110が算出した目標舵角θ*から、舵角センサ21が検出した実舵角θを減算することにより、目標舵角θ*と実舵角θとの偏差を算出する。   The deviation calculating unit 201 subtracts the actual rudder angle θ detected by the rudder angle sensor 21 from the target rudder angle θ * calculated by the target rudder angle setting unit 110 to obtain the target rudder angle θ * and the actual rudder angle θ. The deviation is calculated.

目標舵角微分演算部202は、目標舵角設定部110が算出した目標舵角θ*を所定サイクルで微分することにより微分値を演算する。微分ゲイン出力部203は、この微分値に微分ゲインKdを乗算して、微分ゲイン値として出力する。   The target rudder angle differential calculation unit 202 calculates a differential value by differentiating the target rudder angle θ * calculated by the target rudder angle setting unit 110 in a predetermined cycle. The differential gain output unit 203 multiplies the differential value by the differential gain Kd and outputs the result as a differential gain value.

比例ゲイン出力部204は、偏差演算部201により算出された偏差に比例ゲインKpを乗算して比例ゲイン値として出力する。   The proportional gain output unit 204 multiplies the deviation calculated by the deviation calculation unit 201 by the proportional gain Kp and outputs the result as a proportional gain value.

目標舵角積分演算部206は、偏差演算部201により算出された偏差を所定サイクルで積分することにより積分値を演算する。この積分値は、積分リミッタ部205が出力する積分リミッタ値により積分ゲイン出力部207に出力される。積分ゲイン出力部207は、積分値に積分ゲインKiを乗算して積分ゲイン値として出力する。積分リミッタ部205は、偏差の大きさに対応して積分値の上限を設定するかを制御するものである。この積分リミッタ部205の動作の詳細は、後述する。   The target rudder angle integration calculation unit 206 calculates an integral value by integrating the deviation calculated by the deviation calculation unit 201 in a predetermined cycle. This integral value is output to the integral gain output unit 207 based on the integral limiter value output from the integral limiter unit 205. The integral gain output unit 207 multiplies the integral value by the integral gain Ki and outputs the result as an integral gain value. The integral limiter unit 205 controls whether to set the upper limit of the integral value corresponding to the magnitude of the deviation. Details of the operation of the integration limiter unit 205 will be described later.

加算部208は、微分ゲイン出力部203、比例ゲイン出力部204及び積分ゲイン出力部207からそれぞれ出力される微分ゲイン値、比例ゲイン値及び積分ゲイン値を加算して、モータMの動作を制御するための指令値を出力する。   The adding unit 208 controls the operation of the motor M by adding the differential gain value, the proportional gain value, and the integral gain value output from the differential gain output unit 203, the proportional gain output unit 204, and the integral gain output unit 207, respectively. Command value is output.

傾き制限部209は、加算部208から出力される操舵制御値の所定サイクルあたりの出力変動が所定の制限値を超えないように制御して、指令値の変動の傾きを緩やかにする。この傾き制限部209の動作の詳細は、後述する。   The inclination limiting unit 209 controls the output fluctuation per predetermined cycle of the steering control value output from the adding unit 208 so that it does not exceed the predetermined limiting value, thereby reducing the inclination of the fluctuation of the command value. Details of the operation of the inclination limiting unit 209 will be described later.

出力リミッタ部210は、操舵制御値がモータMの動作範囲を超えるような値となった場合に、この値が出力されることを制限する。   The output limiter unit 210 restricts the output of this value when the steering control value exceeds the operating range of the motor M.

出力リミッタ部210が出力する操舵制御値は、遮断部131を介して、CANバス30を介してモータMに出力される。遮断部131は、異常判定部130が異常を検出したときに、制御部16から操舵制御値が出力されることを遮断する。   The steering control value output by the output limiter unit 210 is output to the motor M through the CAN bus 30 via the blocking unit 131. The blocking unit 131 blocks the output of the steering control value from the control unit 16 when the abnormality determination unit 130 detects an abnormality.

このように構成された制御部16において、従来、次のような問題が生じ得た。   Conventionally, the following problems may occur in the control unit 16 configured as described above.

前述のように、各センサは、車両のCANバス30を介して制御部16に接続されている。各センサはこのCANバス30を介してフレームと呼ばれるデータを送信して検出値を制御部16に送る。CANバス30はライン型構造であり、各センサから送られるフレームは、予め設定されたタイミングで送信される。例えば、舵角センサ21が検出した実舵角θのデータは、100ms周期でCANバス30を介して制御部16に送信される。   As described above, each sensor is connected to the control unit 16 via the CAN bus 30 of the vehicle. Each sensor transmits data called a frame via the CAN bus 30 and sends a detection value to the control unit 16. The CAN bus 30 has a line type structure, and frames sent from each sensor are transmitted at a preset timing. For example, the data of the actual steering angle θ detected by the steering angle sensor 21 is transmitted to the control unit 16 via the CAN bus 30 at a cycle of 100 ms.

この周期の幅により、目標舵角θ*と実舵角θとの偏差に基づいて算出される操舵制御値によりモータMを動作させた結果の実舵角θに対して、前回の周期で取得した実舵角θにより算出した目標舵角θ*との時間差が生じる。また、モータMやラック7、操舵輪W等の慣性重量の影響により、実舵角θのオーバーシュート、アンダーシュートが生じうる。   Based on the width of this cycle, the actual steering angle θ obtained as a result of operating the motor M with the steering control value calculated based on the deviation between the target steering angle θ * and the actual steering angle θ is obtained in the previous cycle. A time difference from the target steering angle θ * calculated by the actual steering angle θ is generated. Further, overshoot and undershoot of the actual steering angle θ may occur due to the influence of the inertia weight of the motor M, the rack 7, the steered wheels W, and the like.

図4は、従来の、目標舵角θ*と実舵角θとの偏差を示す比較図である。なお、縦軸は舵角[deg]を、横軸は時間[sec]を示し、目標舵角θ*を点線で、実舵角θを実線で、それぞれ示す。   FIG. 4 is a comparative diagram showing a deviation between the target steering angle θ * and the actual steering angle θ. The vertical axis indicates the steering angle [deg], the horizontal axis indicates the time [sec], the target steering angle θ * is indicated by a dotted line, and the actual steering angle θ is indicated by a solid line.

図4において、初期状態として、目標舵角θ*及び実舵角θが共に0[deg]である状態において、タイミングt1において目標舵角θ*が180[deg]に設定された場合における目標舵角θ*と実舵角θとの関係を示す。   In FIG. 4, as the initial state, the target rudder angle θ * and the actual rudder angle θ are both 0 [deg], and the target rudder angle θ * is set to 180 [deg] at the timing t1. The relationship between the angle θ * and the actual steering angle θ is shown.

タイミングt1において目標舵角θ*が180[deg]に設定された場合、制御部16は、目標舵角θ*と実舵角θとの偏差に基づいて、モータMの操舵制御値を出力し、モータMを動作させる。モータMの動作の結果、タイミングt1以降、実舵角θが徐々に上昇する。このとき、モータMやラック7、操舵輪W等の慣性重量の影響により、実舵角θが目標舵角θ*に対してオーバーシュートする(タイミングt2)。このオーバーシュートにおける実舵角θと目標舵角θ*との偏差に基づいて、新たな操舵制御値を出力する。この操舵制御値に基づいてモータMを動作させた結果、実舵角θが目標舵角θ*に対してアンダーシュートする(タイミングt3)。   When the target rudder angle θ * is set to 180 [deg] at the timing t1, the control unit 16 outputs the steering control value of the motor M based on the deviation between the target rudder angle θ * and the actual rudder angle θ. Then, the motor M is operated. As a result of the operation of the motor M, the actual steering angle θ gradually increases after the timing t1. At this time, the actual steering angle θ overshoots the target steering angle θ * due to the influence of the inertia weight of the motor M, the rack 7 and the steering wheel W (timing t2). A new steering control value is output based on the deviation between the actual steering angle θ and the target steering angle θ * in this overshoot. As a result of operating the motor M based on this steering control value, the actual steering angle θ undershoots with respect to the target steering angle θ * (timing t3).

特に、制御部16が繰り返し実行する制御の繰り返し周期である制御サイクルと比較して、前述のようなCANバスの周期に基づく舵角センサ21による実舵角θの取得サイクルが大きい場合は、これらオーバーシュート及びアンダーシュートにより操舵輪Wの舵角θが振動し、この振動が直ぐに収束しない場合が起こりうる。操舵輪Wが振動することによって運転者に不快感を与える。   In particular, when the acquisition cycle of the actual steering angle θ by the steering angle sensor 21 based on the CAN bus cycle as described above is large as compared with the control cycle that is the repetition cycle of the control repeatedly executed by the control unit 16, these The steering angle θ of the steered wheels W vibrates due to overshoot and undershoot, and this vibration may not immediately converge. The driver feels uncomfortable when the steered wheels W vibrate.

本発明の実施形態は、このようにして発生する操舵輪Wの振動を防止する為に、次のような特徴的な構成を備える。   The embodiment of the present invention has the following characteristic configuration in order to prevent vibration of the steered wheels W generated in this way.

図3に示すように、制御部16は、積分リミッタ部205を備える。積分リミッタ部205は、目標舵角積分演算部206によって演算された目標舵角θ*と実舵角θとの偏差の積分値の上限値を制御する。   As shown in FIG. 3, the control unit 16 includes an integration limiter unit 205. The integration limiter unit 205 controls the upper limit value of the integral value of the deviation between the target steering angle θ * calculated by the target steering angle integration calculation unit 206 and the actual steering angle θ.

より具体的には、目標舵角積分演算部206が偏差の積分値を演算するとき、舵角センサ21が検出した実舵角θに応じて、積分値の上限を設定する。これにより、実舵角θが大きく変動して目標舵角θ*との偏差が大きくなった場合にも、偏差の積分値の上限を設定することにより、積分ゲイン値が大きく変化することを防いで、操舵輪Wを制御するモータMの動作量を少なくする。   More specifically, when the target rudder angle integration calculation unit 206 calculates the deviation integral value, the upper limit of the integral value is set according to the actual rudder angle θ detected by the rudder angle sensor 21. As a result, even when the actual rudder angle θ fluctuates greatly and the deviation from the target rudder angle θ * increases, the integral gain value is prevented from changing greatly by setting the upper limit of the deviation integral value. Thus, the operation amount of the motor M that controls the steered wheels W is reduced.

図5は、本実施形態の制御部16の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、制御部16において通常実行される動作と共に、周期的に実行される。   FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control unit 16 of the present embodiment. This flowchart is periodically executed along with the operation normally executed in the control unit 16.

まず、偏差演算部201は、目標舵角設定部110が算出した目標舵角θ*と舵角センサ21が検出した実舵角θとの偏差を算出する(ステップS11)。   First, the deviation calculating unit 201 calculates a deviation between the target rudder angle θ * calculated by the target rudder angle setting unit 110 and the actual rudder angle θ detected by the rudder angle sensor 21 (step S11).

次に、目標舵角積分演算部206は、ステップS11で算出された偏差が偏差リミット値を超えているか否かを判定する(ステップS12)。偏差リミット値は、偏差が大きすぎる場合に、モータMに対する制御量が必要以上に大きくなってしまうことを制限するために用いられる。偏差が偏差リミット値を超えている場合のみ、ステップS11で算出された偏差を偏差リミット値に置き換えて(ステップS13)、ステップS14に移行する。   Next, the target rudder angle integration calculation unit 206 determines whether or not the deviation calculated in step S11 exceeds the deviation limit value (step S12). The deviation limit value is used to limit that the control amount for the motor M becomes larger than necessary when the deviation is too large. Only when the deviation exceeds the deviation limit value, the deviation calculated in step S11 is replaced with the deviation limit value (step S13), and the process proceeds to step S14.

ステップS14では、目標舵角積分演算部206は、ステップS11で算出された偏差に基づいて積分値を演算する処理を行う。具体的には、偏差が設定値以上であるか否かを判定し、設定値以上である場合に、積分値を加算する(ステップS15)。積分値の加算は、偏差が正であれば前回の積分値に+1を加算し、偏差が負の値であれば前回の積分値に−1を加算する。なお、ステップS14における設定値は、操舵輪Wの舵角θの応答性やモータMの特性によって適宜設定すればよい。また、加算する積分値は、+1、−1に限定されるものではなく、適宜設定することができる。   In step S14, the target rudder angle integration calculation unit 206 performs a process of calculating an integral value based on the deviation calculated in step S11. Specifically, it is determined whether or not the deviation is greater than or equal to a set value. If the deviation is greater than or equal to the set value, the integral value is added (step S15). In the addition of the integral value, if the deviation is positive, +1 is added to the previous integral value, and if the deviation is negative, −1 is added to the previous integral value. The set value in step S14 may be set as appropriate depending on the response of the steering angle θ of the steered wheels W and the characteristics of the motor M. Further, the integration value to be added is not limited to +1 and -1, and can be set as appropriate.

次に、目標舵角積分演算部206は、ステップS11において取得した実舵角θの絶対値を算出し(ステップS16)、この実舵角θの絶対値に応じて、積分値の変動の上限値を設定するための積分リミット値を決定する。   Next, the target rudder angle integral calculation unit 206 calculates the absolute value of the actual rudder angle θ acquired in step S11 (step S16), and according to the absolute value of the actual rudder angle θ, the upper limit of the variation of the integral value. Determine the integration limit value to set the value.

具体的には、目標舵角積分演算部206は、ステップS17において、実舵角θの絶対値が所定値未満であるか否かを判定する。実舵角θの絶対値が所定値未満でない場合は、ステップS18において、実舵角θの絶対値が所定値を超えているか否かを判定する。なお、このステップS17及びS18における所定値は、目標舵角設定部110によって設定される目標舵角θ*と実舵角θとがどれだけ近づいたかを判定する値である。所定値は、目標舵角θ*と同じ値に設定してもよいし、目標舵角θ*にヒステリシスを持たせた値としてもよい。   Specifically, the target rudder angle integration calculation unit 206 determines in step S17 whether or not the absolute value of the actual rudder angle θ is less than a predetermined value. If the absolute value of the actual steering angle θ is not less than the predetermined value, it is determined in step S18 whether or not the absolute value of the actual steering angle θ exceeds the predetermined value. The predetermined values in steps S17 and S18 are values for determining how close the target rudder angle θ * and the actual rudder angle θ set by the target rudder angle setting unit 110 are. The predetermined value may be set to the same value as the target rudder angle θ *, or may be a value obtained by adding hysteresis to the target rudder angle θ *.

ステップS17において実舵角θの絶対値が所定値未満である場合は、ステップS20に移行して、目標舵角積分演算部206は、積分リミッタ部205の積分リミット値に、積分リミット1の値を設定する。   When the absolute value of the actual steering angle θ is less than the predetermined value in step S17, the process proceeds to step S20, where the target rudder angle integration calculation unit 206 sets the integral limit value of the integral limiter unit 205 to the value of the integral limit 1. Set.

実舵角θの絶対値が所定値未満であるとき、すなわち、実舵角θの値が目標舵角θ*に近いときは、操舵輪Wを動作させるモータMの動作量は小さくなるはずである。このとき、実舵角θの検出サイクルにより実舵角θと目標舵角θ*との乖離が大きくなると、偏差の積分値が増加し、実舵角θを目標舵角θ*に追従させるための制御量が大きくなって、実舵角θが収束しない。   When the absolute value of the actual steering angle θ is less than the predetermined value, that is, when the value of the actual steering angle θ is close to the target steering angle θ *, the operation amount of the motor M that operates the steered wheels W should be small. is there. At this time, if the deviation between the actual rudder angle θ and the target rudder angle θ * increases due to the detection cycle of the actual rudder angle θ, the integrated value of the deviation increases and the actual rudder angle θ follows the target rudder angle θ *. The control amount becomes larger and the actual steering angle θ does not converge.

そこで、実舵角θの値が所定値未満であるときは、積分値の上限値を比較的小さく制限する積分リミット1を設定して、積分値を比較的小さい値で頭打ちさせるように設定した。   Therefore, when the value of the actual steering angle θ is less than the predetermined value, the integration limit 1 that limits the upper limit value of the integral value is set to be relatively small, and the integral value is set to reach a relatively small value. .

また、ステップS18において実舵角θの絶対値が所定値を超えている場合は、ステップS21に移行して、目標舵角積分演算部206は、積分リミッタ部205の積分リミット値に、積分リミット2の値を設定する。実舵角θの絶対値が所定値を超えたとき、すなわち、実舵角θの値が目標舵角θ*と乖離しているときは、偏差を積分した結果の積分値に積分リミット2を設定する。   When the absolute value of the actual steering angle θ exceeds the predetermined value in step S18, the process proceeds to step S21, where the target rudder angle integration calculation unit 206 sets the integration limit value of the integration limiter unit 205 to the integration limit value. Set the value of 2. When the absolute value of the actual rudder angle θ exceeds a predetermined value, that is, when the value of the actual rudder angle θ deviates from the target rudder angle θ *, the integration limit 2 is set to the integral value obtained by integrating the deviation. Set.

実舵角θの絶対値が所定値を超えているとき、すなわち、実舵角θの値が目標舵角θ*と乖離しているときは、操舵輪Wを動作させるモータMの動作量を大きくする必要がある。   When the absolute value of the actual steering angle θ exceeds a predetermined value, that is, when the value of the actual steering angle θ deviates from the target steering angle θ *, the amount of operation of the motor M that operates the steered wheels W is determined. It needs to be bigger.

そこで、実舵角θの値が目標舵角θ*と乖離しているときは、積分値の上限値の制限を積分リミット1と比較して緩くした積分リミット2を設定して、積分値を比較的大きく算出するように設定した。   Therefore, when the value of the actual steering angle θ deviates from the target steering angle θ *, the integration limit 2 is set by loosening the upper limit of the integration value compared with the integration limit 1, and the integration value is It was set to calculate relatively large.

ステップS18において実舵角θの絶対値が所定値を超えていない場合、すなわち、実舵角θの値が目標舵角θ*に十分近い場合は、ステップS22に移行して、目標舵角積分演算部206によって演算された積分値に積分リミッタ部205による制限を行うことなく積分値を出力する。   If the absolute value of the actual steering angle θ does not exceed the predetermined value in step S18, that is, if the value of the actual steering angle θ is sufficiently close to the target steering angle θ *, the process proceeds to step S22 and the target steering angle integration is performed. The integration value is output without being limited by the integration limiter unit 205 to the integration value calculated by the calculation unit 206.

ステップS20、S21、S22の処理後、本フローチャートによる処理が一旦終了し、制御部16における他の処理に戻る。   After the processes of steps S20, S21, and S22, the process according to this flowchart is temporarily terminated, and the process returns to the other processes in the control unit 16.

このような制御によって、目標舵角積分演算部206が出力する積分値の上限が、積分リミッタ部25によって制限される。   By such control, the upper limit of the integral value output by the target rudder angle integration calculation unit 206 is limited by the integration limiter unit 25.

また、制御部16において、傾き制限部209を備える。傾き制限部209は、目標舵角θ*と実舵角θとの偏差に基づいたPID制御による操舵制御値が,所定時間内に所定値以上変化しないように制御する。   In addition, the control unit 16 includes an inclination limiting unit 209. The tilt limiting unit 209 performs control so that the steering control value by PID control based on the deviation between the target steering angle θ * and the actual steering angle θ does not change more than a predetermined value within a predetermined time.

より具体的には、傾き制限部209は、所定時間Δt内での操舵制御値の変化が、予め設定した制限値DIを超えている場合は、操舵制御値を制限値DIに置き換えて出力する。これにより、所定時間Δtにおける操舵制御値の変動を制限値DI以内に制限することができる。   More specifically, when the change in the steering control value within the predetermined time Δt exceeds the preset limit value DI, the tilt limiting unit 209 replaces the steering control value with the limit value DI and outputs the result. . Thereby, the fluctuation | variation of the steering control value in predetermined time (DELTA) t can be restrict | limited within the limit value DI.

図6は、本発明の実施形態の傾き制限部209による制御を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating control by the inclination limiting unit 209 according to the embodiment of this invention.

図6において、縦軸は舵角[deg]を、横軸は時間[sec]を示し、加算部208から出力される操舵制御値θ*を一点鎖線で、傾き制限部209によって制限された操舵制御値θを実線で、それぞれ示す。   In FIG. 6, the vertical axis indicates the steering angle [deg], the horizontal axis indicates the time [sec], and the steering control value θ * output from the adding unit 208 is indicated by a one-dot chain line and the steering limited by the inclination limiting unit 209. The control value θ is indicated by a solid line.

図6において、所定時間Δtの間に、操舵制御値の変化量が制限値DIを超えるような場合は、傾き制限部209は、操舵制御値の変化量を制限値DIに制限して出力する。この制御が繰り返されることによって、操舵制御値が、所定時間Δtと制限値DIとによって段階的に操舵制御値が変化する。すなわち、この操舵制御値の段階的な変化をプロットすることによる緩やかな傾きでモータMの動作を制御することによって、操舵制御値が短時間に急変することを防ぐことができる。   In FIG. 6, when the change amount of the steering control value exceeds the limit value DI during the predetermined time Δt, the tilt limiting unit 209 limits the change amount of the steering control value to the limit value DI and outputs the limit value DI. . By repeating this control, the steering control value changes stepwise by the predetermined time Δt and the limit value DI. That is, by controlling the operation of the motor M with a gentle inclination by plotting the stepwise change of the steering control value, it is possible to prevent the steering control value from changing suddenly in a short time.

なお、制限値DIは、モータMの特性や車両の速度に対する必要な舵角に基づいて適宜決めうる値である。例えば駐車支援制御においては車両はアイドル時のクリープ走行速度であり、この速度と図2(A)におけるマップとに対応する舵角の変化速度を満たす程度に制限値DIを設定すればよい。駐車支援制御以外の操舵制御(レーンキープ等)では舵角の変化量がより速くなるように、車速やエンジン回転数等に基づいて、制限値DIを変更するようにしてもよい。また、所定時間Δtは、制御部16の処理サイクル等に基づいて設定され、例えば2msに設定される。   The limit value DI is a value that can be determined as appropriate based on the characteristics of the motor M and the required steering angle with respect to the vehicle speed. For example, in the parking assistance control, the vehicle has a creep travel speed during idling, and the limit value DI may be set to such an extent that the change speed of the steering angle corresponding to this speed and the map in FIG. In steering control other than parking assist control (lane keep etc.), the limit value DI may be changed based on the vehicle speed, engine speed, etc. so that the amount of change in the steering angle becomes faster. The predetermined time Δt is set based on the processing cycle of the control unit 16 and is set to 2 ms, for example.

図7は、本実施形態の積分リミッタ部205、傾き制限部209それぞれにおける制御の結果を示す説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the results of control in each of the integral limiter unit 205 and the inclination limiting unit 209 of the present embodiment.

図7において、縦軸は舵角[deg]を、横軸は時間[sec]を示し、加算部208から出力される操舵制御値θ*を一点鎖線で、傾き制限部209によって制限された操舵制御値θを実線で、それぞれ示す。また、初期状態として、目標舵角θ*及び実舵角θが共に0[deg]である状態において、タイミングt1において目標舵角θ*が180[deg]に設定された場合における目標舵角θ*と実舵角θとの関係を示す。   In FIG. 7, the vertical axis indicates the steering angle [deg], the horizontal axis indicates the time [sec], and the steering control value θ * output from the adding unit 208 is indicated by a one-dot chain line, and the steering is limited by the inclination limiting unit 209. The control value θ is indicated by a solid line. Further, as an initial state, in a state where both the target rudder angle θ * and the actual rudder angle θ are 0 [deg], the target rudder angle θ when the target rudder angle θ * is set to 180 [deg] at the timing t1. The relationship between * and the actual steering angle θ is shown.

図7(A)は、積分リミッタ部205による制御の結果である。図7(A)に示すように、制御の初期では若干のオーバーシュートが発生するものの、積分値の上限を制限することにより積分残差が減少し、オーバーシュート及びアンダーシュートが暫時収束して、実舵角θの振動が抑えられていることが示されている。   FIG. 7A shows the result of control by the integral limiter unit 205. As shown in FIG. 7A, although some overshoot occurs at the initial stage of control, the integral residual decreases by limiting the upper limit of the integral value, and the overshoot and undershoot converge for a while. It is shown that the vibration of the actual steering angle θ is suppressed.

図7(B)は、傾き制限部209による制御の結果である。図7(B)に示すように、制御の初期では、傾き制限部209の制御により目標舵角θ*に対して緩やかな傾きで実舵角θが追従する様子が示されている。   FIG. 7B shows the result of control by the inclination limiting unit 209. As shown in FIG. 7 (B), in the initial stage of the control, a state in which the actual steering angle θ follows with a gentle inclination with respect to the target steering angle θ * by the control of the inclination limiting unit 209 is shown.

図8は、本実施形態の制御部16における制御の結果を示す説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a result of control in the control unit 16 of the present embodiment.

図8においても、同様に、縦軸は舵角[deg]を、横軸は時間[sec]を示し、加算部208から出力される操舵制御値θ*を一点鎖線で、積分リミッタ部205及び傾き制限部209によって制限された操舵制御値θを実線で、それぞれ示す。また、初期状態として、目標舵角θ*及び実舵角θが共に0[deg]である状態において、タイミングt1において目標舵角θ*が180[deg]に設定された場合における目標舵角θ*と実舵角θとの関係を示す。   Similarly, in FIG. 8, the vertical axis indicates the steering angle [deg], the horizontal axis indicates the time [sec], the steering control value θ * output from the adder 208 is indicated by a one-dot chain line, and the integral limiter 205 and Steering control values θ limited by the tilt limiting unit 209 are indicated by solid lines, respectively. Further, as an initial state, in a state where both the target rudder angle θ * and the actual rudder angle θ are 0 [deg], the target rudder angle θ when the target rudder angle θ * is set to 180 [deg] at the timing t1. The relationship between * and the actual steering angle θ is shown.

まず、制御の初期では、傾き制限部209の制御により、目標舵角θ*に対して緩やかな傾きで実舵角θが追従している。また、その後は、積分リミッタ部205のよって積分値の上限が制限されることにより積分残差が減少し、オーバーシュート及びアンダーシュートが暫時収束していることが示されている。   First, at the initial stage of control, the actual steering angle θ follows the target steering angle θ * with a gentle inclination by the control of the inclination limiting unit 209. After that, the integration residual is reduced by the upper limit of the integration value being limited by the integration limiter unit 205, and it is shown that overshoot and undershoot converge for a while.

以上のように本発明の実施形態の駐車支援装置100は、操舵輪Wの操舵角を制御する際に、目標舵角θ*と実舵角θとの偏差をPID制御を行ってモータMの操舵制御値を算出する制御において、積分要素の積分値を積分リミッタ部205によって制限するように構成した。   As described above, when the parking assist device 100 according to the embodiment of the present invention controls the steering angle of the steered wheels W, PID control is performed on the deviation between the target rudder angle θ * and the actual rudder angle θ to control the motor M. In the control for calculating the steering control value, the integral value of the integral element is limited by the integral limiter unit 205.

従来、実舵角θの検出サイクルが大きい場合に、実舵角θと目標舵角θ*の偏差に基づく積分値が累積することによる積分残差が増大することによって、目標舵角θ*に対する実舵角θが収束せず、操舵輪Wが振動してしまうという問題があった。   Conventionally, when the detection cycle of the actual rudder angle θ is large, an integral residual based on accumulation of an integral value based on a deviation between the actual rudder angle θ and the target rudder angle θ * increases, thereby increasing the target rudder angle θ *. There is a problem that the actual steering angle θ does not converge and the steered wheels W vibrate.

本発明の実施形態では、積分値の上限を積分リミッタ部205によって制限することによって積分値が累積することを防止して、目標舵角θ*に対する実舵角θを早期に収束させることができる。   In the embodiment of the present invention, by limiting the upper limit of the integral value by the integral limiter unit 205, the integral value can be prevented from accumulating, and the actual rudder angle θ with respect to the target rudder angle θ * can be converged early. .

また、実舵角θが所定値よりも小さい場合は、実舵角θが所定値を超えた場合よりも、積分値の上限を小さくするように設定したので、実舵角θが大きい場合には操舵制御値を大きくするために積分値の制限を緩くすることで目標舵角θ*に追従を早める一方、実舵角θが小さい場合には積分値の上限を制限して目標舵角θ*との偏差を収束させ、操舵輪Wが振動することを抑制する。   When the actual steering angle θ is smaller than the predetermined value, the upper limit of the integral value is set to be smaller than when the actual steering angle θ exceeds the predetermined value. Increases the steering control value by loosening the limit of the integral value to speed up the follow-up to the target rudder angle θ *, while when the actual rudder angle θ is small, the upper limit of the integral value is limited and the target rudder angle θ The deviation from * is converged, and the steering wheel W is prevented from vibrating.

なお、以上説明した本発明の実施形態では、駐車支援制御におけるモータMの舵角を制御する例を説明したがこれに限られない。例えば、駐車位置に停車するのではなく、車両をある位置から別の位置に所定の走行経路をたどって自動運転するような制御においても、本発明を適用することができる。また、車両走行中のレーンキープ処理に、本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment of the present invention, the example of controlling the steering angle of the motor M in the parking assistance control has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to control in which a vehicle is automatically driven by following a predetermined travel route from one position to another position instead of stopping at a parking position. Further, the present invention can be applied to lane keeping processing during vehicle travel.

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.

1 制御装置(操舵制御装置)
2 電動パワーステアリング
3 操舵輪
4 軸
5、6 ピニオンギア
7 ラック
10 速度センサ
12、13 障害物検知センサ
14、15 後方障害物検知センサ
16 制御部
17 スピーカ
18 トルクセンサ
19 スイッチ
20 切換スイッチ
21 舵角センサ
M モータ
W 操向輪
110 目標舵角設定部
120 フィードバック制御部
201 偏差演算部
202 目標舵角微分演算部
203 微分ゲイン出力部
204 比例ゲイン出力部
205 積分リミッタ部
206 目標舵角積分演算部
207 積分ゲイン出力部
208 加算部
209 傾き制限部
210 出力リミッタ部
1 Control device (steering control device)
2 Electric Power Steering 3 Steering Wheel 4 Axes 5 and 6 Pinion Gear 7 Rack 10 Speed Sensor 12 and 13 Obstacle Detection Sensor 14 and 15 Rear Obstacle Detection Sensor 16 Control Unit 17 Speaker 18 Torque Sensor 19 Switch 20 Changeover Switch 21 Steering Angle Sensor M Motor W Steering wheel 110 Target steering angle setting unit 120 Feedback control unit 201 Deviation calculation unit 202 Target steering angle differential calculation unit 203 Differential gain output unit 204 Proportional gain output unit 205 Integration limiter unit 206 Target steering angle integration calculation unit 207 Integral gain output unit 208 Adder unit 209 Tilt limiting unit 210 Output limiter unit

Claims (4)

車両の操舵輪の操舵角を変更する操舵部と、前記操舵部の動作を制御する制御部とを備える操舵制御装置であって、
前記制御部は、
前記操舵輪の操舵角の目標舵角を設定する目標舵角設定部と、
前記操舵輪の実舵角を検出する実舵角検出部と、
前記目標舵角設定部によって設定された前記目標舵角と、前記実舵角検出部によって検出された前記実舵角との偏差を算出し、前記偏差に基づく積分値によって算出される、前記操舵部の動作量を制御する操舵制御値を、前記操舵部に出力する操舵制御値演算部と、
前記操舵制御値演算部によって算出される前記積分値の上限を制限する積分値制限部と、を備えることを特徴とする操舵制御装置。
A steering control device comprising: a steering unit that changes a steering angle of a steering wheel of a vehicle; and a control unit that controls an operation of the steering unit,
The controller is
A target rudder angle setting unit for setting a target rudder angle of the steering angle of the steered wheel;
An actual rudder angle detector for detecting an actual rudder angle of the steered wheel;
The steering calculated by calculating a deviation between the target rudder angle set by the target rudder angle setting unit and the actual rudder angle detected by the actual rudder angle detection unit, and calculating an integral value based on the deviation. A steering control value calculating unit for outputting a steering control value for controlling an operation amount of the unit to the steering unit;
A steering control device, comprising: an integral value limiting unit that limits an upper limit of the integral value calculated by the steering control value calculating unit.
前記積分値制限部は、前記実舵角検出部によって検出された実舵角が所定値未満である場合は、前記実舵角検出部によって検出された実舵角が所定値を超えた場合よりも、前記積分値の上限を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。   When the actual steering angle detected by the actual steering angle detection unit is less than a predetermined value, the integral value limiting unit is more than when the actual steering angle detected by the actual steering angle detection unit exceeds a predetermined value. The steering control device according to claim 1, wherein an upper limit of the integral value is reduced. 車両に対する障害物を検知する障害物検知センサを備え、
前記制御部は、
車両を一定の速度で前進させたときの前記障害物検知センサの検知結果から駐車場所の幅を演算し、
前記演算された前記駐車場所の幅と、前記幅に基づいて決定される前記駐車場所に至る走行区間とから、前記駐車場所に前記車両を導く操舵角を制御する前記操舵制御値を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の操舵制御装置。
With an obstacle detection sensor that detects obstacles to the vehicle,
The controller is
Calculate the width of the parking place from the detection result of the obstacle detection sensor when the vehicle is moved forward at a constant speed,
Outputting the steering control value for controlling a steering angle for guiding the vehicle to the parking place from the calculated width of the parking place and a travel section reaching the parking place determined based on the width. The steering control device according to claim 1 or 2, wherein
前記制御部は、前記操舵制御値演算部によって算出される所定時間当たりの前記操舵制御値の変化量を制限する傾き制限部を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の操舵制御装置。   The said control part is provided with the inclination restriction | limiting part which restrict | limits the variation | change_quantity of the said steering control value per predetermined time calculated by the said steering control value calculating part, It is any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The steering control device described.
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