JP2015150896A - steering control device - Google Patents

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光弘 小峰
Mitsuhiro Komine
光弘 小峰
亮介 難波
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亮介 難波
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering control device that suppresses staggering of a vehicle in straight travelling with a simple structure.SOLUTION: The steering control device comprises: a target position calculating portion 52 that calculates a future target position of a vehicle on the basis of information about lanes ahead in a travelling direction of the vehicle; an estimated position calculating portion 53 that calculates a future estimated position of the vehicle on the basis of motion information of the vehicle; a rotating/driving device 24 that rotates and drives a steering shaft 22 by controlling generated torque; and a torque control portion 54 that controls torque generated in the rotating/driving device 24 so as to reduce a difference between the target position calculated by the target position calculating portion 52 and the estimated position calculated by the estimated position calculating portion 53. The torque control portion 54, when the difference between the target position and the estimated position is equal to a predetermined threshold or less, makes the torque generated by the rotating/driving device 24 zero.

Description

本発明は、車両の操舵制御を行う操舵制御装置に関する。   The present invention relates to a steering control device that performs steering control of a vehicle.

従来から、モータによりステアリングシャフトを回転駆動することで、車両の操舵制御を行う操舵制御装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。そして、ステアリングシャフトを回転駆動するモータとしては、ドライバの操作に近い車両挙動を得るために、発生させるトルクを制御するトルク制御型のモータが用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a steering control device that performs steering control of a vehicle by rotationally driving a steering shaft by a motor is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2). As a motor for driving the steering shaft to rotate, a torque control type motor for controlling the torque to be generated is used in order to obtain a vehicle behavior close to the driver's operation.

このような操舵制御装置は、車両の運動情報から算出される推定位置が車線情報から算出される目標位置に近づくようにモータに発生させるトルクを制御することで、車両を目標位置に向けて走行させている。   Such a steering control device controls the torque generated by the motor so that the estimated position calculated from the motion information of the vehicle approaches the target position calculated from the lane information, thereby driving the vehicle toward the target position. I am letting.

特開平１０−０３５５１６号公報JP 10-035516 A 特開平１０−１００９１９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1000091

しかしながら、車両を直進させる場合にも、推定位置が目標位置に一致しない場合が生じる。このような場合、操舵制御装置は、推定位置が目標位置に一致するようにモータを小刻みに駆動制御するため、車両のふらつき感を車両の乗員に与える恐れがある。   However, there are cases where the estimated position does not match the target position even when the vehicle travels straight. In such a case, the steering control device controls the motor in small increments so that the estimated position coincides with the target position, so there is a risk of giving the vehicle occupant a sense of wobbling.

このような問題を解決する手段として、特許文献１及び２に記載されたように、ステアリングシャフトとモータとの間の機械的な連結を切るクラッチ機構を取り付けることが考えられる。これにより、操舵制御を行う必要がない場合に、当該クラッチ機構によりステアリングシャフトとモータとの間の機械的な連結を切ることで、車両のふらつき感を車両の乗員に与えるのを抑制することができる。   As a means for solving such a problem, as described in Patent Documents 1 and 2, it is conceivable to attach a clutch mechanism that disconnects the mechanical connection between the steering shaft and the motor. Thereby, when it is not necessary to perform the steering control, it is possible to suppress giving the vehicle occupant a sense of wobbling of the vehicle by disconnecting the mechanical connection between the steering shaft and the motor by the clutch mechanism. it can.

しかしながら、クラッチ機構を用いた場合、コストが高くなるという問題があり、また、クラッチ機構の信頼性確保やクラッチ機構を搭載するスペースの確保が難しいという問題もある。   However, when the clutch mechanism is used, there is a problem that the cost is increased, and there is also a problem that it is difficult to ensure the reliability of the clutch mechanism and the space for mounting the clutch mechanism.

そこで、本発明は、簡易な構成で直進走行時における車両のふらつきを抑制する操舵制御装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a steering control device that suppresses wobbling of a vehicle during straight traveling with a simple configuration.

本発明に係る操舵制御装置は、車両の操舵制御を行う操舵制御装置であって、車両の進行方向前方の車線情報に基づいて将来の車両の目標位置を算出する目標位置算出部と、車両の運動情報に基づいて将来の車両の推定位置を算出する推定位置算出部と、発生するトルクが制御されてステアリングシャフトを回転駆動する回転駆動装置と、目標位置算出部が算出した目標位置と推定位置算出部が算出した推定位置との差分が小さくなるように、回転駆動装置に発生させるトルクを制御するトルク制御部と、を備え、トルク制御部は、目標位置と推定位置との差分が所定の閾値以下の場合に、回転駆動装置に発生させるトルクをゼロにする。   A steering control device according to the present invention is a steering control device that performs steering control of a vehicle, a target position calculation unit that calculates a target position of a future vehicle based on lane information ahead of the traveling direction of the vehicle, An estimated position calculation unit that calculates an estimated position of a future vehicle based on motion information, a rotation drive device that rotates a steering shaft by controlling generated torque, and a target position and an estimated position calculated by a target position calculation unit A torque control unit that controls torque generated by the rotary drive device so that a difference between the estimated position calculated by the calculation unit is small, and the torque control unit has a predetermined difference between the target position and the estimated position. When the value is equal to or less than the threshold value, the torque generated in the rotary drive device is set to zero.

本発明に係る車両制御装置によれば、トルク制御部が、目標位置と推定位置との差分が小さくなるように回転駆動装置に発生させるトルクを制御することにより、車両を目標位置に向けて走行させることができる。しかも、目標位置と推定位置との差分が所定の閾値以下の場合は、トルク制御部が、回転駆動装置に発生させるトルクをゼロにするため、回転駆動装置が回転自在状態となる。回転駆動装置が回転自在状態になると、車両はセルフアライニングトルクにより直進を維持することができ、特に、トラックのような中大型車両では、セルフアライニングトルクによる直進性が高いため直進を長時間維持することができる。このため、簡易な構成で直進走行時における車両のふらつきを抑制することができる。   According to the vehicle control device of the present invention, the torque control unit controls the torque generated by the rotary drive device so that the difference between the target position and the estimated position becomes small, so that the vehicle travels toward the target position. Can be made. In addition, when the difference between the target position and the estimated position is equal to or less than a predetermined threshold, the torque control unit sets the torque generated by the rotation drive device to zero, so that the rotation drive device is allowed to rotate. When the rotary drive is in a rotatable state, the vehicle can keep going straight by self-aligning torque, especially in medium and large vehicles such as trucks, because straight running by the self-aligning torque is high, straight running can be continued for a long time. Can be maintained. For this reason, the wobbling of the vehicle during straight traveling can be suppressed with a simple configuration.

この場合、トルク制御部は、目標位置と推定位置との差分が所定の閾値以下の場合に、回転駆動装置に発生させるトルクの指令値をゼロにしてもよい。このように、回転駆動装置に発生させるトルクの指令値をゼロにすることで、容易に回転駆動装置に発生させるトルクをゼロにすることができる。   In this case, when the difference between the target position and the estimated position is equal to or less than a predetermined threshold, the torque control unit may set the torque command value to be generated by the rotary drive device to zero. In this way, by setting the command value of the torque generated in the rotation drive device to zero, the torque generated in the rotation drive device can be easily reduced to zero.

本発明によれば、簡易な構成で直進走行時における車両のふらつきを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress wobbling of a vehicle during straight traveling with a simple configuration.

実施形態に係る操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the steering control apparatus which concerns on embodiment. 目標位置と推定位置との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a target position and an estimated position. 車両の操舵制御を行うための制御ロジックを示す図である。It is a figure which shows the control logic for performing steering control of a vehicle. 操舵制御装置の処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of a steering control apparatus.

以下、本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the element which is the same or it corresponds in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態に係る操舵制御装置は、車両に搭載されて、運転者が急病等により運転できなくなった場合等に、運転者に代わって又は運転者の運転支援として車両の操舵制御（自動操舵）を行うものである。操舵制御の態様としては、例えば、現在走行している車線から外れないように車両を当該車線に保持するレーンキープや、現在走行している車線から路肩側の車線への車線変更が挙げられる。なお、以下の説明では、操舵制御としてレーンキープを行う場合について説明する。   The steering control device according to the present embodiment is mounted on a vehicle, and the vehicle steering control (automatic steering) is performed on behalf of the driver or as driving assistance for the driver when the driver cannot drive due to a sudden illness or the like. Is to do. Examples of the steering control include lane keeping that holds the vehicle in the lane so as not to deviate from the currently traveling lane, and lane change from the currently traveling lane to the lane on the shoulder side. In the following description, a case where lane keeping is performed as steering control will be described.

図１は、実施形態に係る操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施形態に係る操舵制御装置１は、ステアリングシステム２の回転駆動制御を行うことで車両の操舵制御を行う装置であり、車線情報取得部３と、運動情報取得部４と、制御部５と、を備えている。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the steering control device according to the embodiment. As shown in FIG. 1, a steering control device 1 according to the embodiment is a device that performs vehicle steering control by performing rotational drive control of a steering system 2, and includes a lane information acquisition unit 3 and a motion information acquisition unit 4. And a control unit 5.

ステアリングシステム２は、操舵輪に連結されたギアボックス２１に連結されたステアリングシャフト２２に、運転者が操舵操作を行うステアリングホイール２３が接続されている。そして、ステアリングシャフト２２には、ステアリングシャフト２２を回転駆動する回転駆動装置２４が機械的に連結されている。   In the steering system 2, a steering wheel 23 on which a driver performs a steering operation is connected to a steering shaft 22 connected to a gear box 21 connected to a steering wheel. The steering shaft 22 is mechanically coupled to a rotational drive device 24 that rotationally drives the steering shaft 22.

回転駆動装置２４は、発生するトルクが制御されてステアリングシャフト２２を回転駆動する装置である。回転駆動装置２４には、回転駆動装置２４に電力を供給する駆動電源２５が電気的に接続されており、回転駆動装置２４は、駆動電源２５からの電力供給を受けることで、ステアリングシャフト２２を回転駆動することが可能となっている。回転駆動装置２４は、回転駆動力を出力する電動モータ等の電動機により構成することができる。回転駆動装置２４は、発生するトルクが制御されるトルク制御型であって、指令されたトルクでステアリングシャフト２２を回転駆動することが可能となっている。このため、回転駆動装置２４は、トルクの指令値がゼロである場合は、回転自在状態となる。   The rotation drive device 24 is a device that drives the steering shaft 22 while the generated torque is controlled. A drive power supply 25 that supplies power to the rotation drive device 24 is electrically connected to the rotation drive device 24, and the rotation drive device 24 receives the power supply from the drive power supply 25, so that the steering shaft 22 is driven. It can be rotated. The rotation driving device 24 can be configured by an electric motor such as an electric motor that outputs a rotation driving force. The rotation drive device 24 is a torque control type in which the generated torque is controlled, and can rotate the steering shaft 22 with the commanded torque. For this reason, the rotation drive device 24 is in a freely rotatable state when the torque command value is zero.

具体的に説明すると、回転駆動装置２４は、出力軸２４ａと、出力軸２４ａを回転させるモータ部２４ｂと、を備えており、駆動電源２５は、モータ部２４ｂに接続されている。出力軸２４ａは、回転駆動装置２４から回転駆動力が出力される軸である。モータ部２４ｂは、駆動電源２５からの電力供給を受けることで、制御部５から指令されたトルクで出力軸２４ａを回転させる。このため、モータ部２４ｂは、トルクの指令値がゼロである場合は、出力軸２４ａを回転自在状態とする。回転自在状態とは、回転させるトルクがなく、出力軸２４ａが自由に回転することができる状態をいう。これにより、出力軸２４ａは、モータ部２４ｂに対して回転自在に支持された状態となる。   More specifically, the rotational drive device 24 includes an output shaft 24a and a motor unit 24b that rotates the output shaft 24a, and the drive power supply 25 is connected to the motor unit 24b. The output shaft 24 a is a shaft to which a rotational driving force is output from the rotational driving device 24. The motor unit 24 b receives the power supply from the drive power supply 25, thereby rotating the output shaft 24 a with the torque commanded from the control unit 5. For this reason, when the torque command value is zero, the motor unit 24b sets the output shaft 24a in a freely rotatable state. The rotatable state means a state where there is no torque to rotate and the output shaft 24a can freely rotate. As a result, the output shaft 24a is supported so as to be rotatable with respect to the motor unit 24b.

回転駆動装置２４を構成する電動モータとしては、例えば、電流値に対応したトルクを発生するサージモータを用いることができる。   For example, a surge motor that generates torque corresponding to the current value can be used as the electric motor constituting the rotation drive device 24.

回転駆動装置２４の出力軸２４ａとステアリングシャフト２２とは、遊星歯車等の歯車機構により接続されており、出力軸２４ａは、ステアリングシャフト２２に回転出力を伝達することが可能となっている。つまり、モータ部２４ｂが出力軸２４ａを回転させると、出力軸２４ａからステアリングシャフト２２に回転出力が伝達され、ステアリングシャフト２２が回転する。なお、図１では、ステアリングホイール２３直下に回転駆動装置２４を配置しているが、スペース等の関係でギアボックス２１近傍に回転駆動装置２４を配置してもよい。   The output shaft 24 a of the rotation drive device 24 and the steering shaft 22 are connected by a gear mechanism such as a planetary gear, and the output shaft 24 a can transmit a rotational output to the steering shaft 22. That is, when the motor unit 24b rotates the output shaft 24a, the rotation output is transmitted from the output shaft 24a to the steering shaft 22, and the steering shaft 22 rotates. In FIG. 1, the rotational drive device 24 is disposed immediately below the steering wheel 23, but the rotational drive device 24 may be disposed in the vicinity of the gear box 21 due to space or the like.

車線情報取得部３は、車両の進行方向前方の車線情報を取得するものである。車線とは、車両が走行する線（走行ライン）であって、例えば、左右の白線などの区画線により区画される線である。車線情報とは、車線の位置を示す情報であり、例えば、自車両を中心とした座標軸における区画線の座標情報で表すことができる。車線情報取得部３としては、例えば、カメラ等の撮像装置、ミリ波レーダ等の各種レーダ、ＧＰＳ等を用いることができる。車線情報取得部３として撮像装置を用いる場合、車線情報取得部３は、例えば、当該撮像装置により撮像した画像データを画像解析して区画線を抽出し、この注出した区画線から座標情報（区画線の情報）を取得することができる。車線情報取得部３としてレーダを用いる場合、車線情報取得部３は、例えば、当該レーダにより区画線を検出し、この検出した区画線から座標情報を取得することができる。車線情報取得部３としてＧＰＳを用いる場合、車線情報取得部３は、ＧＰＳで検出した現在位置と電子地図情報とを照らし合わし、当該電子地図情報から進行方向前方の区画線の座標情報を取得することができる。そして、車線情報取得部３は、車両の進行方向前方の車線情報を取得すると、取得した車線情報を制御部５に送信する。   The lane information acquisition unit 3 acquires lane information ahead of the traveling direction of the vehicle. A lane is a line (traveling line) on which the vehicle travels, and is a line that is partitioned by, for example, lane markings such as left and right white lines. The lane information is information indicating the position of the lane, and can be represented, for example, by the coordinate information of the lane markings on the coordinate axis centered on the host vehicle. As the lane information acquisition unit 3, for example, an imaging device such as a camera, various radars such as a millimeter wave radar, GPS, or the like can be used. When an imaging device is used as the lane information acquisition unit 3, the lane information acquisition unit 3, for example, analyzes image data captured by the imaging device, extracts a lane line, and extracts coordinate information ( Lane line information) can be acquired. When a radar is used as the lane information acquisition unit 3, the lane information acquisition unit 3 can detect a lane line by the radar and acquire coordinate information from the detected lane line, for example. When GPS is used as the lane information acquisition unit 3, the lane information acquisition unit 3 compares the current position detected by the GPS and the electronic map information, and acquires the coordinate information of the lane line ahead in the traveling direction from the electronic map information. be able to. And the lane information acquisition part 3 will transmit the acquired lane information to the control part 5, if the lane information ahead of the advancing direction of a vehicle is acquired.

運動情報取得部４は、車両の運動情報を取得するものである。運動情報取得部４は、運動情報として、速度及び車両に発生しているヨーレートを取得する。なお、運動情報取得部４は、運動情報として、速度及びヨーレート以外の情報を取得してもよい。車速は、例えば、各車輪の回転速度を検出し、各車輪の回転速度から車両の車速を算出することにより求めることができる。ヨーレートは、ヨーレートセンサにより車両に発生しているヨーレートを求めることができる。そして、運動情報取得部４は、取得した運動情報を制御部５に送信する。   The exercise information acquisition unit 4 acquires vehicle exercise information. The motion information acquisition unit 4 acquires speed and yaw rate generated in the vehicle as motion information. The exercise information acquisition unit 4 may acquire information other than speed and yaw rate as exercise information. The vehicle speed can be obtained, for example, by detecting the rotational speed of each wheel and calculating the vehicle speed from the rotational speed of each wheel. As the yaw rate, the yaw rate generated in the vehicle can be obtained by the yaw rate sensor. Then, the exercise information acquisition unit 4 transmits the acquired exercise information to the control unit 5.

制御部５は、車線情報取得部３及び運動情報取得部４から送信された情報に基づいて、回転駆動装置２４に発生させるトルクを制御するものである。制御部５は、自動操舵要否判断部５１と、目標位置算出部５２と、推定位置算出部５３と、トルク制御部５４と、の機能を備えている。なお、制御部５は、主にＣＰＵ等の演算装置とメモリ等の記憶装置とにより構成されており、予め記憶された様々なプログラムに従って各種制御を行うものである。   The control unit 5 controls the torque generated by the rotation drive device 24 based on the information transmitted from the lane information acquisition unit 3 and the movement information acquisition unit 4. The control unit 5 includes functions of an automatic steering necessity determination unit 51, a target position calculation unit 52, an estimated position calculation unit 53, and a torque control unit 54. The control unit 5 is mainly configured by an arithmetic device such as a CPU and a storage device such as a memory, and performs various controls according to various programs stored in advance.

自動操舵要否判断部５１は、運転者に代わって、又は、運転者の運転支援として、車両の操舵制御を行うか否かを判断する機能を有する。例えば、運転者が急病等により運転できなくなった場合は、車両の操舵制御を行うものと判断する。運転者が急病等により運転できなくなっているか否かは、例えば、運転席や助手席などに設置した非常ボタンの操作に基づいて判断してもよく、車室内に設置したカメラにより撮像した運転者の顔画像の分析結果に基づいて判断してもよい。   The automatic steering necessity determination unit 51 has a function of determining whether or not to perform vehicle steering control on behalf of the driver or as driving assistance for the driver. For example, when the driver cannot drive due to a sudden illness or the like, it is determined that the steering control of the vehicle is performed. Whether or not the driver is unable to drive due to sudden illness or the like may be determined based on, for example, the operation of an emergency button installed in the driver's seat or passenger's seat, and the driver imaged by a camera installed in the passenger compartment The determination may be made based on the analysis result of the face image.

目標位置算出部５２は、車線情報取得部３が取得した車線情報に基づいて将来の車両の目標位置を算出する機能を有する。将来の車両の目標位置とは、所定時間後（τ時間後）の車両の目標位置であって、例えば、５秒後の車両の目標位置とすることができる。目標位置算出部５２は、レーンキープの操舵制御を行う場合は、現在走行している車線の幅方向中央部を目標位置とする。車線変更の操舵制御を行う場合は、現在走行している車線の路肩側に隣接する車線の幅方向中央部を目標位置とする。なお、目標位置は、必ずしも車線の幅方向中央部である必要はなく、左側の区画線側に寄った位置であってもよく、右側の区画線側に寄った位置であってもよい。   The target position calculation unit 52 has a function of calculating a target position of a future vehicle based on the lane information acquired by the lane information acquisition unit 3. The future target position of the vehicle is the target position of the vehicle after a predetermined time (after τ time), and can be, for example, the target position of the vehicle after 5 seconds. When the lane keeping steering control is performed, the target position calculation unit 52 sets the center in the width direction of the currently traveling lane as the target position. When steering control for lane change is performed, the center in the width direction of the lane adjacent to the shoulder side of the currently traveling lane is set as the target position. Note that the target position does not necessarily need to be in the center in the width direction of the lane, and may be a position close to the left lane line side or a position close to the right lane line side.

推定位置算出部５３は、運動情報取得部４が取得した現在の車両の運動情報に基づいて将来の車両の推定位置を算出する機能を有する。将来の車両の推定位置とは、将来の車両の目標位置と同様に、所定時間後（τ時間後）の車両の推定位置であって、例えば、５秒後の車両の推定位置とすることができる。   The estimated position calculation unit 53 has a function of calculating an estimated position of a future vehicle based on the current vehicle movement information acquired by the movement information acquisition unit 4. The estimated position of the future vehicle is the estimated position of the vehicle after a predetermined time (after τ time), like the target position of the future vehicle, and may be the estimated position of the vehicle after 5 seconds, for example. it can.

図２は、目標位置と推定位置との関係を説明するための図である。図２に示すように、車両前後方向をｘ軸とし、ｘ軸に直交する方向（車両横方向）をｙ軸とした座標軸を考える。また、車速をＶ、ヨーレートをγ、ｙ軸方向におけるτ秒後の車両の推定位置をｙｔ、ｘ軸方向におけるτ秒後の車両の推定位置ｌｔとする。そして、推定位置算出部５３は、運動情報取得部４から車両の運動情報として車速及びヨーレートを取得すると、次の式（１）及び式（２）を演算することにより、τ秒後の車両の推定位置ｙｔ及び推定位置ｌｔを算出する。なお、この算出した推定位置ｙｔ及び推定位置ｌｔが、τ秒後の車両の推定位置となる。 FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the target position and the estimated position. As shown in FIG. 2, a coordinate axis is considered in which the vehicle longitudinal direction is the x-axis and the direction orthogonal to the x-axis (the vehicle lateral direction) is the y-axis. Further, the vehicle speed V, the yaw rate gamma, the estimated position of the vehicle after τ seconds in the y-axis direction and y t, the estimated position of the vehicle after τ seconds in the x-axis direction l t. Then, when the estimated position calculation unit 53 acquires the vehicle speed and the yaw rate as the vehicle motion information from the motion information acquisition unit 4, the estimated position calculation unit 53 calculates the following equations (1) and (2) to calculate the vehicle position after τ seconds. and it calculates the estimated position y t and the estimated position l t. Incidentally, the calculated estimated position y t and the estimated position l t is the estimated position of the vehicle after τ seconds.

ｙｔ＝τ２・Ｖ・γ（τ）／２ …（１）
ｌｔ＝τ・Ｖ …（２）
トルク制御部５４は、目標位置と推定位置とのズレ量（差分）が小さくなるように、回転駆動装置２４に発生させるトルクを制御する機能を有する。つまり、トルク制御部５４は、目標位置算出部５２が算出した目標位置と推定位置算出部５３が算出した推定位置とのズレ量ε（図２参照）が小さくなるように、回転駆動装置２４に発生させるトルクを制御する。回転駆動装置２４に発生させるトルクの制御は、回転駆動装置２４に対して発生させるトルクの指令値を出力することにより行う。回転駆動装置２４として、電流値に対応したトルクを発生するサージモータを用いる場合は、この電流値が、回転駆動装置２４に対して発生させるトルクの指令値となる。 y t = τ 2 · V · γ (τ) / 2 (1)
l t = τ · V (2)
The torque control unit 54 has a function of controlling the torque generated by the rotation drive device 24 so that the amount of deviation (difference) between the target position and the estimated position becomes small. That is, the torque control unit 54 sets the rotational drive device 24 so that the deviation amount ε (see FIG. 2) between the target position calculated by the target position calculation unit 52 and the estimated position calculated by the estimated position calculation unit 53 becomes small. Controls the torque to be generated. Control of the torque generated in the rotation drive device 24 is performed by outputting a command value for the torque generated in the rotation drive device 24. In the case where a surge motor that generates torque corresponding to the current value is used as the rotation drive device 24, this current value becomes a command value for torque to be generated for the rotation drive device 24.

図３は、車両の操舵制御を行うための制御ロジックを示す図である。図３に示すように、トルク制御部５４は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御を行うＰＩＤ制御部５６と、回転駆動装置２４に対して発生させるトルクを指令するトルク指令部５７と、を備えている。   FIG. 3 is a diagram showing a control logic for performing steering control of the vehicle. As shown in FIG. 3, the torque control unit 54 includes a PID control unit 56 that performs PID (Proportional Integral Derivative) control, and a torque command unit 57 that commands the torque to be generated to the rotary drive device 24. Yes.

ＰＩＤ制御部５６は、比例制御（Ｐ制御）を行うＰ項５６ａと、積分制御（Ｉ制御）を行うＩ項５６ｂと、微分制御（Ｄ制御）を行うＤ項５６ｃと、を備えている。ＰＩＤ制御部５６は、目標位置と推定位置とのズレ量に基づくＰＩＤ制御により目標とするべき操舵角である目標操舵角を算出し、現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量を算出する。なお、ＰＩＤ制御部５６としては、ＰＩＤ制御を行う公知の制御装置を用いることができる。   The PID control unit 56 includes a P term 56a that performs proportional control (P control), an I term 56b that performs integral control (I control), and a D term 56c that performs differential control (D control). The PID control unit 56 calculates a target steering angle that is a steering angle that should be a target by PID control based on a deviation amount between the target position and the estimated position, and calculates a deviation amount between the current steering angle and the target steering angle. . As the PID control unit 56, a known control device that performs PID control can be used.

そして、トルク指令部５７は、ＰＩＤ制御部５６が算出した現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量が小さくなるように（ズレ量がゼロに近づくように）、回転駆動装置２４に対して、発生させるトルクを指令する。   The torque command unit 57 then controls the rotational drive device 24 so that the amount of deviation between the current steering angle calculated by the PID control unit 56 and the target steering angle is small (so that the amount of deviation approaches zero). The torque to be generated is commanded.

但し、目標位置算出部５２が算出した目標位置と推定位置算出部５３が算出した推定位置とのズレ量εが所定の閾値以下の場合は、トルク指令部５７は、回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにする。目標位置と推定位置とのズレ量の所定の閾値としては、例えば、±２００ｍｍとすることができる。回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにする手段としては、例えば、回転駆動装置２４に発生させるトルクの指令値をゼロにして回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにする処理や、駆動電源２５から回転駆動装置２４への電力供給を停止して回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにする手段などがある。駆動電源２５から回転駆動装置２４への電力供給を停止する手段としては、例えば、駆動電源２５をＯＦＦにする手段や、駆動電源２５と回転駆動装置２４との間の電力供給路を電気的又は機械的に切断する手段などが挙げられる。なお、駆動電源２５をＯＦＦにしても回転自在状態にならない回転駆動装置２４を用いる場合は、回転駆動装置２４への電力供給を停止する手段以外の手段により、回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにする。   However, when the amount of deviation ε between the target position calculated by the target position calculation unit 52 and the estimated position calculated by the estimated position calculation unit 53 is equal to or smaller than a predetermined threshold, the torque command unit 57 causes the rotary drive device 24 to generate the deviation. Set the torque to zero. As a predetermined threshold value of the amount of deviation between the target position and the estimated position, for example, ± 200 mm can be set. Examples of means for zeroing the torque generated in the rotation drive device 24 include a process of setting the torque command value generated in the rotation drive device 24 to zero and setting the torque generated in the rotation drive device 24 to zero, or a drive power source. There is a means for stopping the power supply from 25 to the rotary drive device 24 and making the torque generated by the rotary drive device 24 zero. As a means for stopping the power supply from the drive power supply 25 to the rotary drive device 24, for example, a means for turning off the drive power supply 25 or a power supply path between the drive power supply 25 and the rotary drive device 24 is electrically or Means for mechanically cutting and the like can be mentioned. In the case of using the rotation drive device 24 that does not rotate even when the drive power supply 25 is turned off, the torque generated in the rotation drive device 24 by means other than the means for stopping the power supply to the rotation drive device 24 is used. Set to zero.

なお、目標位置算出部５２が算出した目標位置と推定位置算出部５３が算出した推定位置とのズレ量εとＰＩＤ制御部５６が算出した現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量とは比例関係にあるため、目標位置算出部５２が算出した目標位置と推定位置算出部５３が算出した推定位置とのズレ量εを小さくすることと、ＰＩＤ制御部５６が算出した現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量を小さくすることとは、同義となる。   The deviation amount ε between the target position calculated by the target position calculation unit 52 and the estimated position calculated by the estimated position calculation unit 53 and the deviation amount between the current steering angle calculated by the PID control unit 56 and the target steering angle are: Because of the proportional relationship, the amount of deviation ε between the target position calculated by the target position calculation unit 52 and the estimated position calculated by the estimated position calculation unit 53 is reduced, and the current steering angle calculated by the PID control unit 56 Reducing the amount of deviation from the target steering angle is synonymous.

そして、トルク指令部５７から回転駆動装置２４に発生させるトルクが指令されると、回転駆動装置２４は、指令されたトルクで回転駆動する。つまり、指令されたトルクでモータ部２４ｂが出力軸２４ａを回転させる。これにより、ステアリングシャフト２２が回転する。そして、再度、推定位置算出部５３によりτ秒後の推定位置が算出される。   When a torque to be generated from the torque command unit 57 to the rotation drive device 24 is commanded, the rotation drive device 24 is rotationally driven with the commanded torque. That is, the motor unit 24b rotates the output shaft 24a with the commanded torque. As a result, the steering shaft 22 rotates. Then, the estimated position after τ seconds is calculated again by the estimated position calculation unit 53.

次に、図４を参照して、操舵制御装置１の処理動作について説明する。図４は、操舵制御装置の処理動作を示すフローチャートである。   Next, the processing operation of the steering control device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the steering control device.

図４に示す処理動作は、制御部５により行われる。そして、この処理動作は、自動操舵要否判断部５１が車両の操舵制御を行うと判断することにより開始され、車両の操舵制御を終了するための終了条件が満たされるまでの間、所定時間間隔で繰り返し行われる。終了条件が満たされる場合としては、例えば、自動操舵要否判断部５１が車両の操舵制御を終了すると判断した場合や、車両のエンジンスイッチがＯＦＦにされた場合等がある。   The processing operation shown in FIG. 4 is performed by the control unit 5. This processing operation is started when the automatic steering necessity determination unit 51 determines that the vehicle steering control is to be performed, and a predetermined time interval is satisfied until an end condition for ending the vehicle steering control is satisfied. Repeatedly. Examples of the case where the end condition is satisfied include a case where the automatic steering necessity determination unit 51 determines to end the steering control of the vehicle, and a case where the engine switch of the vehicle is turned off.

図４に示すように、制御部５は、まず、車線情報取得部３が取得した車両の進行方向前方の車線情報を取得するとともに（ステップＳ１）、運動情報取得部４が取得した車両の運動情報を取得する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、目標位置算出部５２により行われ、ステップＳ３の処理は、推定位置算出部５３により行われる。   As shown in FIG. 4, the control unit 5 first acquires the lane information ahead of the traveling direction of the vehicle acquired by the lane information acquisition unit 3 (step S <b> 1), and the motion of the vehicle acquired by the motion information acquisition unit 4. Information is acquired (step S2). The process of step S2 is performed by the target position calculation unit 52, and the process of step S3 is performed by the estimated position calculation unit 53.

次に、制御部５は、ステップＳ１において取得した車線情報に基づいて将来の車両の目標位置を算出するとともに（ステップＳ３）、ステップＳ２において取得した車両の運動情報に基づいて将来の車両の推定位置を算出する（ステップＳ４）。ステップＳ３の処理は、目標位置算出部５２により行われ、ステップＳ４の処理は、推定位置算出部５３により行われる。   Next, the control unit 5 calculates the target position of the future vehicle based on the lane information acquired in step S1 (step S3), and estimates the future vehicle based on the vehicle movement information acquired in step S2. The position is calculated (step S4). The process of step S3 is performed by the target position calculation unit 52, and the process of step S4 is performed by the estimated position calculation unit 53.

次に、制御部５は、ステップＳ３で算出した目標位置とステップＳ４で算出した推定位置とのズレ量を算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理は、トルク制御部５４により行われる。そして、ステップＳ３で算出した目標位置とステップＳ４で算出した推定位置とに基づいて目標操舵角を算出し、現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量を算出する。   Next, the controller 5 calculates the amount of deviation between the target position calculated in step S3 and the estimated position calculated in step S4 (step S5). The process of step S5 is performed by the torque control unit 54. Then, a target steering angle is calculated based on the target position calculated in step S3 and the estimated position calculated in step S4, and a deviation amount between the current steering angle and the target steering angle is calculated.

次に、制御部５は、ステップＳ５で算出した目標位置と推定位置とのズレ量が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理は、トルク制御部５４により行われる。なお、目標位置と推定位置とのズレ量と現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量とは比例関係にあるため、目標位置と推定位置とのズレ量が所定の閾値以下であるか否かの判断を、現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量が、上記所定の閾値に対応する対応閾値以下であるか否かの判断により行ってもよい。つまり、現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量が対応閾値以下であるか否かを判断することで、実質的に、目標位置と推定位置とのズレ量が所定の閾値以下であるか否かを判断することになる。   Next, the control unit 5 determines whether or not the amount of deviation between the target position calculated in step S5 and the estimated position is equal to or less than a predetermined threshold (step S6). The process of step S6 is performed by the torque control unit 54. Since the amount of deviation between the target position and the estimated position and the amount of deviation between the current steering angle and the target steering angle are in a proportional relationship, whether or not the amount of deviation between the target position and the estimated position is equal to or less than a predetermined threshold value. This determination may be made by determining whether or not the amount of deviation between the current steering angle and the target steering angle is equal to or less than a corresponding threshold value corresponding to the predetermined threshold value. In other words, whether or not the deviation amount between the target position and the estimated position is substantially equal to or smaller than the predetermined threshold value by determining whether or not the deviation amount between the current steering angle and the target steering angle is equal to or smaller than the corresponding threshold value. It will be judged whether or not.

ズレ量が所定の閾値よりも大きいと判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御部５は、ズレ量が小さくなるように、回転駆動装置２４に対して、回転駆動装置２４に発生させるトルクを指令する（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理は、トルク制御部５４により行われる。これにより、回転駆動装置２４は、モータ部２４ｂが指令されたトルクで出力軸２４ａを回転駆動することで、ステアリングシャフト２２を回転駆動する。そして、操舵制御装置１の処理動作を一旦終了し、再度ステップＳ１から繰り返す。   When it is determined that the amount of deviation is larger than the predetermined threshold (step S6: NO), the control unit 5 generates torque to be generated by the rotational drive device 24 for the rotational drive device 24 so that the amount of deviation is small. Command (step S7). The process of step S7 is performed by the torque control unit 54. Thereby, the rotational drive device 24 rotationally drives the steering shaft 22 by rotationally driving the output shaft 24a with the torque commanded by the motor unit 24b. Then, the processing operation of the steering control device 1 is once terminated and repeated from step S1 again.

一方、ズレ量が所定の閾値以下であると判断した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部５は、回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにする（ステップＳ８）。ステップＳ７の処理は、トルク制御部５４により行われる。そして、操舵制御装置１の処理動作を一旦終了し、再度ステップＳ１から繰り返す。   On the other hand, when it is determined that the amount of deviation is equal to or less than the predetermined threshold (step S6: YES), the control unit 5 sets the torque generated by the rotary drive device 24 to zero (step S8). The process of step S7 is performed by the torque control unit 54. Then, the processing operation of the steering control device 1 is once terminated and repeated from step S1 again.

このように、本実施形態によれば、トルク制御部５４が、目標位置と推定位置との差分が小さくなるように回転駆動装置２４に発生させるトルクを制御することにより、車両を目標位置に向けて走行させることができる。しかも、目標位置と推定位置との差分が所定の閾値以下の場合は、トルク制御部５４が、回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにするため、回転駆動装置２４が回転自在状態となる。回転駆動装置２４が回転自在状態になると、車両はセルフアライニングトルクにより直進を維持することができ、特に、トラックのような中大型車両では、セルフアライニングトルクによる直進性が高いため直進を長時間維持することができる。このため、簡易な構成で直進走行時における車両のふらつきを抑制することができる。   Thus, according to the present embodiment, the torque control unit 54 controls the torque generated by the rotary drive device 24 so that the difference between the target position and the estimated position becomes small, thereby directing the vehicle to the target position. Can be run. In addition, when the difference between the target position and the estimated position is equal to or smaller than a predetermined threshold, the torque control unit 54 sets the torque generated by the rotation drive device 24 to zero, so that the rotation drive device 24 is in a rotatable state. When the rotary drive device 24 is in a freely rotatable state, the vehicle can keep going straight by self-aligning torque. In particular, in medium-sized and large-sized vehicles such as trucks, straight running is long because of high straight running performance due to self-aligning torque. Can be maintained for hours. For this reason, the wobbling of the vehicle during straight traveling can be suppressed with a simple configuration.

また、回転駆動装置２４に発生させるトルクの指令値をゼロにすることで、容易に回転駆動装置２４に発生させるトルクをゼロにすることができる。   Further, by setting the command value of the torque generated in the rotation drive device 24 to zero, the torque generated in the rotation drive device 24 can be easily reduced to zero.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では、一つの制御装置で全ての機能を実現するものとして説明したが、これらの機能を複数の制御装置で実現してもよく、一つの機能を複数の制御装置で実現してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the description has been given assuming that all functions are realized by one control device. However, these functions may be realized by a plurality of control devices, and one function is realized by a plurality of control devices. May be.

また、上記実施形態では、操舵制御装置の処理動作を具体的に説明したが、各ステップの処理順序は適宜変更することができ、例えば、各ステップの処理順序を適宜入れ替えてもよく、２以上のステップを並行して行ってもよい。   In the above embodiment, the processing operation of the steering control device has been specifically described. However, the processing order of each step can be changed as appropriate, and for example, the processing order of each step may be changed as appropriate. These steps may be performed in parallel.

１…操舵制御装置、２…ステアリングシステム、３…車線情報取得部、４…運動情報取得部、５…制御部、２１…ギアボックス、２２…ステアリングシャフト、２３…ステアリングホイール、２４…回転駆動装置、２４ａ…出力軸、２４ｂ…モータ部、２５…駆動電源、５１…自動操舵要否判断部、５２…目標位置算出部、５３…推定位置算出部、５４…トルク制御部、５６…ＰＩＤ制御部、５６ａ…Ｐ項、５６ｂ…Ｉ項、５６ｃ…Ｄ項、５７…トルク指令部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering control apparatus, 2 ... Steering system, 3 ... Lane information acquisition part, 4 ... Movement information acquisition part, 5 ... Control part, 21 ... Gear box, 22 ... Steering shaft, 23 ... Steering wheel, 24 ... Rotation drive device 24a ... output shaft, 24b ... motor unit, 25 ... drive power source, 51 ... automatic steering necessity determination unit, 52 ... target position calculation unit, 53 ... estimated position calculation unit, 54 ... torque control unit, 56 ... PID control unit 56a ... P term, 56b ... I term, 56c ... D term, 57 ... torque command section.

Claims (2)

車両の操舵制御を行う操舵制御装置であって、
前記車両の進行方向前方の車線情報に基づいて将来の前記車両の目標位置を算出する目標位置算出部と、
前記車両の運動情報に基づいて将来の前記車両の推定位置を算出する推定位置算出部と、
発生するトルクが制御されてステアリングシャフトを回転駆動する回転駆動装置と、
前記目標位置算出部が算出した前記目標位置と前記推定位置算出部が算出した前記推定位置との差分が小さくなるように、前記回転駆動装置に発生させるトルクを制御するトルク制御部と、
を備え、
前記トルク制御部は、前記目標位置と前記推定位置との差分が所定の閾値以下の場合に、前記回転駆動装置に発生させるトルクをゼロにする、
操舵制御装置。 A steering control device that performs steering control of a vehicle,
A target position calculation unit for calculating a future target position of the vehicle based on lane information ahead of the vehicle in the traveling direction;
An estimated position calculation unit that calculates an estimated position of the vehicle in the future based on movement information of the vehicle;
A rotational drive device that rotationally drives the steering shaft by controlling the generated torque;
A torque controller that controls torque generated by the rotary drive device so that a difference between the target position calculated by the target position calculator and the estimated position calculated by the estimated position calculator is small;
With
The torque control unit, when the difference between the target position and the estimated position is less than or equal to a predetermined threshold, to zero the torque to be generated by the rotary drive device;
Steering control device. 前記トルク制御部は、前記目標位置と前記推定位置との差分が所定の閾値以下の場合に、前記回転駆動装置に発生させるトルクの指令値をゼロにする、
請求項１に記載の操舵制御装置。 The torque control unit, when the difference between the target position and the estimated position is equal to or less than a predetermined threshold, sets the torque command value to be generated by the rotary drive device to zero,
The steering control device according to claim 1.
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