JP3978283B2 - Electric power steering device - Google Patents

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JP3978283B2
JP3978283B2 JP17126298A JP17126298A JP3978283B2 JP 3978283 B2 JP3978283 B2 JP 3978283B2 JP 17126298 A JP17126298 A JP 17126298A JP 17126298 A JP17126298 A JP 17126298A JP 3978283 B2 JP3978283 B2 JP 3978283B2
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裕之 徳永
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、特に自動車用の電動パワーステアリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車の操舵時の操作性の向上を目的とする手段の一つとして、ステアリングホイールに加える運転者の操舵力を、電動機を用いたアクチュエータで補助するようにしたパワーステアリング装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電動パワーステアリング装置を備えた車両においては、運転者による操舵力を補助する制御において、その補助制御を道路状況を判断して積極的に行うようにしたものは少ない。
【0004】
近年、コンピュータの記憶容量の増大や演算速度の高速化がめざましく、自車と他車との距離や相対速度を高精度に検知する障害物検知センサの低コスト化と相俟って、車線変更時に於ける後続車両との衝突可能性を予測する技術が種々開発・提案されるようになってきた(特開平4−19274号公報など参照)。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、道路形状や障害物に応じた適切な付加操舵力を設定することを実現するために、本発明に於いては、車両の操向車輪に舵角を与える操舵系に操舵力を付加する電動機と、前記操舵系に作用する手動操舵力を検出する操舵力検出手段と、少なくとも前記操舵力検出手段からの信号に基づいて前記電動機を駆動する制御信号を発生する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、前記車両の所定時間後における横移動量予測値を算出する横移動量予測値算出手段と、走行車線の車線幅を検出する道路形状検出手段と、前記車両が前記走行車線から外れないための最大横移動量を算出する最大横移動量算出手段と、前記付加する操舵力を前記最大横移動量に対する前記横移動量予測値の比率の増大に応じて減少させる付加操舵力設定手段とを有し、または、前記車両の所定時間後における横移動量予測値を算出する横移動量予測値算出手段と、前記車両の所定時間後における目標横移動量を算出する目標横移動量算出手段と、前記付加する操舵力を前記横移動量予測値と前記目標横移動量との偏差の減少に応じて減少させる付加操舵力設定手段とを有し、または、前記車両の所定時間後における車両の横移動量予測値を算出する横移動量予測値算出手段と、前記車両の進行方向に位置する障害物を検出するための障害物検出手段と、前記障害物を回避するための最小横移動量を設定する最小横移動量設定手段と、前記付加する操舵力を前記最小横移動量に対する前記横移動量予測値の比率の低下に応じて増加させる付加操舵力設定手段とを有するものとした。
【0006】
このようにすることにより、走行車線に沿って車両が走行せずに走行車線に対して車両が外れて走行するような車両挙動を検出することができ、例えば車線までの最大横移動量に対する横移動量予測値の比率が1に近付いたり、目標横移動量と横移動量予測値との偏差が小さい場合には、付加する操舵力を減少させることにより操舵が重くなるので、操舵の切り過ぎを防止することができる。また、障害物を検出したら、例えば障害物を回避可能な最小横移動量を求め、最小横移動量に対する横移動量予測値の比率が小さい程、回避可能な余裕が小さいため、そのような場合には付加する操舵力を増加させることにより、軽い操舵力で容易に障害物を回避することができるようになる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0008】
図1は、本発明に基づく車両衝突予防装置の全体的構成を示している。図1に於いて、車両1の運転席の上部のルームミラー近傍には、車両前方の道路を単眼視し、その画像を処理することによって走行車線を抽出し、その画像データから車線内に於ける自車の位置並びに方向を判別するためのCCDカメラ2が取り付けられている。
【0009】
車体の両側部には、自車の側方、特に後側方から接近する他車との相対位置および相対速度を検出するための複数のレーダー装置3aが設けられていると共に、車体中央部には、車両1の重心位置を通る垂直軸回りのヨーイング角速度を検出するためのヨーレイトセンサ4が設けられ、また車両1の駆動軸には、その回転数を計測して車速を求めるための車速センサ5が装着されている。そして、この車両1には、前方の障害物を検知するための前方レーダー装置3bが設けられている。
【0010】
図2に併せて示すように、本発明が適用される操舵装置は、運転者が操舵するためのステアリングホイール6と、ステアリングホイール6に直結されたステアリング軸7と、ステアリング軸7の軸端に設けられたピニオン8と、これに噛合して該ピニオン8(即ちステアリングホイール6)の回転運動を直線運動に変換するためのラックギア9が設けられたラック軸10と、ラック軸10にタイロッド(図示せず)を介して連結されたナックルアーム11と、ナックルアーム11が固設されたハブキャリア(図示せず)に支持された前輪12とからなっている。また、本操舵装置のステアリング軸7には、操舵力を付加するものとしてコグドベルト13を介して電動機14の回転力が加えられるようになっている。なお、電動機14の軸端には、ステアリング軸7の回転角度(即ち操舵角)を検出するために、公知形式のロータリーエンコーダ15が連結されている。
【0011】
上記CCDカメラ2、各レーダー装置3a・3b、ヨーレイトセンサ4、車速センサ5、及びロータリーエンコーダ15の各信号は、付加操舵力設定手段としての制御ユニット16に入力され、後述するアルゴリズムに従って電動機14の出力トルクを制御するための情報として用いられる。
【0012】
次に、本発明に基づく道路形状に応じた付加操舵力の制御を図3の車両走行説明図及び図4のブロック図を参照して以下に示す。まず、道路形状検出手段21で、前記したCCDカメラ2により撮影した車両進行方向の道路形状を通常の画像処理を行って、本制御における道路形状の検出対象としての車線RLを抽出する。その道路形状(車線幅検出のための車線RL)の情報は、最大横移動量算出手段22に入力される。
【0013】
最大横移動量算出手段22では、車両1が左右の両車線RL内に留まるために可能な横移動範囲を求める。なお、横移動範囲については車両1の左右両側が対象となるが、以下に図3における右側について示し、左側については同様であることから省略する。この最大横移動量算出手段22では、上記道路形状の検出値から、車両1の右端とその右側の車線RLとの間の距離を算出し、それを最大横移動量Smaxとして、付加操舵力設定手段としての上記した制御ユニット16に出力する。
【0014】
また、横移動量予測値算出手段23にて、t秒後の車両1(図3の想像線)の横移動量予測値Sexpを求め、制御ユニット16に出力する。この横移動量予測値Sexpの算出は、車速及び操舵角の検出値から可能である。なお、時間tは、車速及び車両特性に応じて設定するが、例えば1秒前後に設定すると良い。
【0015】
制御ユニット16では、上記最大横移動量Smax若しくは横移動量予測値Sexpの値を用いて、付加操舵力を算出し、その算出結果からなる付加操舵力指令値を電動機14に対する駆動制御量として出力する。
【0016】
図5(a)は、横移動量予測値Sexpと最大横移動量Smaxとに基づいて付加操舵力を求める場合の説明図である。この場合には、最大横移動量Smaxに対するt秒後の横移動量予測値Sexpの比を求め、予め設定された横移動量マップM1から上記比に応じた付加操舵力を設定する。
【0017】
なお、この横移動量マップM1は、図5(a)に示されるように、比の値が0から1の間で付加操舵力が指数関数的に減少するようになっている。すなわち、上記比が1近傍の場合には、車両1が右側車線RL上に達する方向に走行していることから、そのような状況を事前に回避するべく、付加操舵力を減少させて、操舵を重くすることにより、操舵の切り過ぎを防止することができる。
【0018】
図5(b)は、車両1の横位置予測値(横移動量予測値)とt秒後の車両1の目標横方向位置(目標横移動量)とに基づいて付加操舵力を求める場合の説明図である。上記横位置予測値は、操舵角及び車速からt秒後の車両1の位置を予測して求めることができ、目標横方向位置は、上記横移動量予測値Sexpと同様に車線RLに対する横方向の距離として求めて良い。なお、目標横方向位置は、白線(車線)検知や追従対象とする先行車の検知位置等に基づいて決定され、車線基準の場合には車線から一定の間隔をおいて走行するために、道路の曲がり方向に車両を横移動させることを意味する。そのようにして求めたt秒後の車両1の横位置予測値と、t秒後の車両1の目標横方向位置との偏差を求め、予め設定された横位置マップM2から上記偏差に応じた付加操舵力を設定する。
【0019】
この横位置マップM2では、図5(b)に示されるように、偏差の値が減少するに連れて付加操舵力が指数関数的に減少するようになっている。すなわち、上記偏差が0に近い場合には、道路の曲がりに合わせて車両1が進むことを意味するため、操舵する必要もないので操舵力を付加せず、偏差が大きい場合には、道路の曲がりから外れていくことを意味するため、付加操舵力を大きくして軽い操舵にて修正を行うことができるようにする。
【0020】
次に、本発明に基づく障害物に応じた付加操舵力の制御を図6の車両走行説明図及び図7のブロック図を参照して以下に示す。まず、前方レーダー装置3bからなる障害物検出手段24で、車両進行方向に位置する障害物Bの検出として例えば車両1から障害物Bまでの距離Lの測定を行う。その障害物Bに対する検出値(距離L)は、最小横移動量設定手段25に入力される。
【0021】
最小横移動量設定手段25では、障害物Bを回避するために必要な最小横移動量Sminを算出する。なお、最小横移動量Sminについては車両1の左右両側が対象となるが、前記と同様にして検出した車線RLの情報も加味して、基本的に走行車線内を走行するとして、以下に図6における右側に回避する場合について示し、左側については同様であることから省略する。この最小横移動量設定手段25では、上記障害物の検出結果から、図においては障害物Bの右横を最小限の移動量にて安全に通過可能な最小横移動量Sminを算出し、その算出値を制御ユニット16に出力する。
【0022】
また、前記と同様に横移動量予測値算出手段23にて、t秒後の車両1(図6の想像線)の横移動量予測値Sexpを求め、制御ユニット16に出力する。この横移動量予測値Sexpの算出は、障害物Bまでの距離Lを車速Vrで除算して、障害物Bに達するまでの時間t(=L/Vr)を求め、そのようにして求めたt秒後の車両位置に対して行う。このようにすることにより、より一層正確な障害物回避処理を行うことができる。
【0023】
制御ユニット16では、上記最小横移動量Smin若しくは横移動量予測値Sexpの値を用いて、付加操舵力を算出し、その算出結果からなる付加操舵力指令値を電動機14に対する駆動制御量として出力する。
【0024】
図8は、車両1の横移動量予測値Sexpと最小横移動量Sminとに基づいて付加操舵力を求める場合の説明図である。この場合には、最小横移動量Sminに対するt秒後の横移動量予測値Sexpの比(Sexp/Smin)を求め、予め設定された障害物マップM3から上記比の値に応じた付加操舵力を設定する。
【0025】
この障害物マップM3では、図8に示されるように、偏差の値が0に近付くに連れて付加操舵力が指数関数的に増大するようになっている。すなわち、上記比の値が0に近い場合には、障害物Bを回避するのに必要な横移動量(=最小横移動量Smin)に対して車両1の横移動量が0に近いことになり、そのような場合には障害物を回避するための速やかな操舵操作を可能にするために、操舵力を極力軽減するべく付加操舵力を増大させるようにしている。比が1に近い場合には、現状の操舵状態のままで回避可能であることから、逆に軽い操舵力で進行方向を回避可能状態から変えることは好ましくないので、付加操舵力を与えないようにしている。
【0026】
【発明の効果】
このように本発明によれば、走行車線に沿って車両が走行せずにその走行車線から外れる方向に横移動するような車両の挙動を、車線までの最大横移動量に対する車両の横移動量予測値の比により、また所定時間後の車両位置の予測値と目標値との偏差により、それぞれ検知可能であり、走行車線から外れる虞があるような車両挙動を検出した場合には付加操舵力を減少させて、切り過ぎを防止することができる。また、障害物に対してその障害物を回避するのに必要な最小横移動量に対する車両の横移動量予測値の比により、障害物を回避可能か判断でき、衝突する虞がある場合には付加操舵力を増大させて、軽い操舵力により回避のための速やかな操舵を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく車両衝突予防装置の全体的構成を示す図。
【図2】本発明が適用された操舵装置の概略図。
【図3】車両の車線内走行を説明する図。
【図4】本発明に基づく車線内走行のための制御ブロック図。
【図5】(a)は、横移動量の比に基づく制御要領を示す図であり、(b)は、横移動量の偏差に基づく制御要領を示す図。
【図6】車両の障害物に対する走行を説明する図。
【図7】本発明に基づく障害物回避のための制御ブロック図。
【図8】本発明に基づく障害物回避のための制御要領を示す図。
【符号の説明】
1 車両
2 カメラ
3a・3b レーダー装置
4 ヨーレイトセンサ
5 車速センサ
6 ステアリングホイール
7 ステアリング軸
8 ピニオン
9 ラックギア
10 ラック軸
11 ナックルアーム
12 前輪
13 コグドベルト
14 電動機
15 ロータリーエンコーダ
16 制御ユニット
21 道路形状検出手段
22 最大横移動量算出手段
23 横移動量予測値算出手段
24 障害物検出手段
25 最小横移動量設定手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device for vehicles, particularly automobiles.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, there is a power steering device that assists a driver's steering force applied to a steering wheel with an actuator using an electric motor as one of means for improving operability during steering of an automobile.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a vehicle equipped with the above-described conventional electric power steering device, in the control for assisting the steering force by the driver, there are few that perform the assist control positively by judging the road condition.
[0004]
In recent years, the increase in computer storage capacity and the speed of computation have been remarkable, and the lane change has been combined with the cost reduction of obstacle detection sensors that detect the distance and relative speed between your vehicle and other vehicles with high accuracy. Various techniques for predicting the possibility of a collision with a following vehicle at times have been developed and proposed (see JP-A-4-19274, etc.).
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem and to set an appropriate additional steering force according to the road shape and the obstacle, in the present invention, the steering for giving the steering angle to the steering wheel of the vehicle. An electric motor for applying a steering force to the system, a steering force detecting means for detecting a manual steering force acting on the steering system, and a control signal for driving the electric motor based on at least a signal from the steering force detecting means An electric power steering apparatus having a control means, a lateral movement amount predicted value calculating means for calculating a predicted lateral movement amount after a predetermined time of the vehicle, and a road shape detecting means for detecting a lane width of a traveling lane A maximum lateral movement amount calculating means for calculating a maximum lateral movement amount for preventing the vehicle from deviating from the driving lane, and increasing the ratio of the predicted lateral movement amount to the maximum lateral movement amount by adding the steering force to be added. According Additional steering force setting means for reducing, or lateral movement amount predicted value calculation means for calculating a predicted lateral movement amount after a predetermined time of the vehicle, and a target lateral movement amount after the predetermined time of the vehicle. Target lateral movement amount calculating means for calculating, and additional steering force setting means for decreasing the added steering force in accordance with a decrease in deviation between the predicted lateral movement amount and the target lateral movement amount, or A predicted lateral movement amount calculation unit for calculating a predicted lateral movement amount of the vehicle after a predetermined time, an obstacle detection unit for detecting an obstacle located in the traveling direction of the vehicle, and the obstacle Minimum lateral movement amount setting means for setting a minimum lateral movement amount for avoiding the above and an additional steering force for increasing the added steering force in accordance with a decrease in the ratio of the predicted lateral movement amount to the minimum lateral movement amount With setting means It was the thing.
[0006]
In this way, it is possible to detect a vehicle behavior such that the vehicle does not travel along the travel lane and the vehicle travels away from the travel lane. For example, the lateral movement relative to the maximum lateral movement amount to the lane can be detected. If the ratio of the predicted movement amount is close to 1 or the deviation between the target lateral movement amount and the predicted lateral movement amount is small, the steering becomes heavy by reducing the added steering force. Can be prevented. In addition, if an obstacle is detected, for example, the minimum lateral movement amount that can avoid the obstacle is obtained, and the smaller the ratio of the predicted lateral movement amount to the minimum lateral movement amount, the smaller the avoidable margin. By increasing the applied steering force, obstacles can be easily avoided with a light steering force.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
[0008]
FIG. 1 shows the overall configuration of a vehicle collision prevention apparatus according to the present invention. In FIG. 1, in the vicinity of the rear mirror at the upper part of the driver's seat of the vehicle 1, a road in front of the vehicle is viewed monocularly, and the driving lane is extracted by processing the image, and within the lane from the image data. A CCD camera 2 for determining the position and direction of the vehicle is attached.
[0009]
A plurality of radar devices 3a for detecting relative positions and relative speeds with other vehicles approaching from the side of the own vehicle, particularly from the rear side, are provided on both sides of the vehicle body, and at the center of the vehicle body Is provided with a yaw rate sensor 4 for detecting a yawing angular velocity about a vertical axis passing through the position of the center of gravity of the vehicle 1, and a vehicle speed sensor for measuring the rotational speed of the drive shaft of the vehicle 1 to obtain the vehicle speed. 5 is installed. The vehicle 1 is provided with a forward radar device 3b for detecting an obstacle ahead.
[0010]
As shown in FIG. 2, the steering device to which the present invention is applied includes a steering wheel 6 for a driver to steer, a steering shaft 7 directly connected to the steering wheel 6, and a shaft end of the steering shaft 7. A rack shaft 10 provided with a provided pinion 8, a rack shaft 9 that meshes with the pinion 8 and converts the rotational motion of the pinion 8 (ie, the steering wheel 6) into a linear motion, and a tie rod (see FIG. The knuckle arm 11 is connected via a hub carrier (not shown) to which the knuckle arm 11 is fixed. Further, the rotational force of the electric motor 14 is applied to the steering shaft 7 of the present steering device via the cogged belt 13 as a steering force. A known rotary encoder 15 is connected to the shaft end of the electric motor 14 in order to detect the rotation angle (that is, the steering angle) of the steering shaft 7.
[0011]
The signals of the CCD camera 2, the radar devices 3a and 3b, the yaw rate sensor 4, the vehicle speed sensor 5, and the rotary encoder 15 are input to a control unit 16 as additional steering force setting means, and the motor 14 is in accordance with an algorithm described later. This is used as information for controlling the output torque.
[0012]
Next, the control of the additional steering force according to the road shape according to the present invention will be described below with reference to the vehicle traveling explanatory diagram of FIG. 3 and the block diagram of FIG. First, the road shape detection means 21 performs normal image processing on the road shape in the vehicle traveling direction taken by the CCD camera 2, and extracts the lane RL as the road shape detection target in this control. Information on the road shape (lane RL for detecting the lane width) is input to the maximum lateral movement amount calculation means 22.
[0013]
The maximum lateral movement amount calculation means 22 obtains a lateral movement range that is possible for the vehicle 1 to stay in both the left and right lanes RL. Note that the lateral movement range covers both the left and right sides of the vehicle 1, but the right side in FIG. 3 is shown below, and the left side is the same, and is omitted. The maximum lateral movement amount calculating means 22 calculates the distance between the right end of the vehicle 1 and the lane RL on the right side thereof from the detected value of the road shape, and sets this as the maximum lateral movement amount Smax to set the additional steering force. It outputs to the above-mentioned control unit 16 as a means.
[0014]
Further, the lateral movement predicted value calculation means 23 obtains the lateral movement predicted value Sexp of the vehicle 1 (imaginary line in FIG. 3) after t seconds and outputs it to the control unit 16. The lateral movement amount prediction value Sexp can be calculated from detected values of the vehicle speed and the steering angle. The time t is set according to the vehicle speed and the vehicle characteristics, but may be set to, for example, around 1 second.
[0015]
The control unit 16 calculates an additional steering force using the maximum lateral movement amount Smax or the lateral movement amount predicted value Sexp, and outputs an additional steering force command value obtained as a result of the calculation as a drive control amount for the motor 14. To do.
[0016]
FIG. 5A is an explanatory diagram in a case where the additional steering force is obtained based on the predicted lateral movement amount Sexp and the maximum lateral movement amount Smax. In this case, a ratio of the predicted lateral movement amount Sexp after t seconds to the maximum lateral movement amount Smax is obtained, and an additional steering force corresponding to the ratio is set from a preset lateral movement amount map M1.
[0017]
In the lateral movement amount map M1, as shown in FIG. 5A, the additional steering force decreases exponentially when the ratio value is between 0 and 1. That is, when the ratio is close to 1, the vehicle 1 is traveling in the direction reaching the right lane RL. Therefore, in order to avoid such a situation in advance, the additional steering force is reduced and steering is performed. By increasing the weight of the steering wheel, excessive steering can be prevented.
[0018]
FIG. 5B shows a case where the additional steering force is obtained based on the predicted lateral position value (lateral movement amount predicted value) of the vehicle 1 and the target lateral direction position (target lateral movement amount) of the vehicle 1 after t seconds. It is explanatory drawing. The predicted lateral position value can be obtained by predicting the position of the vehicle 1 after t seconds from the steering angle and the vehicle speed, and the target lateral position is the lateral direction with respect to the lane RL in the same manner as the predicted lateral movement amount Sexp. You may ask for it as a distance. The target lateral direction position is determined based on the detection of the white line (lane), the detection position of the preceding vehicle to be tracked, etc. This means that the vehicle is moved laterally in the direction of the turn. A deviation between the predicted lateral position value of the vehicle 1 after t seconds thus obtained and the target lateral position of the vehicle 1 after t seconds is obtained, and the deviation is determined from a preset lateral position map M2. Set the additional steering force.
[0019]
In the lateral position map M2, as shown in FIG. 5B, the additional steering force decreases exponentially as the deviation value decreases. That is, when the deviation is close to 0, it means that the vehicle 1 moves in accordance with the curve of the road, so there is no need to steer, so no steering force is added, and when the deviation is large, Since this means that the vehicle is off the bend, the additional steering force is increased so that the correction can be performed by light steering.
[0020]
Next, the control of the additional steering force according to the obstacle based on the present invention will be described below with reference to the vehicle traveling explanatory diagram of FIG. 6 and the block diagram of FIG. First, for example, the distance L from the vehicle 1 to the obstacle B is measured as the detection of the obstacle B located in the vehicle traveling direction by the obstacle detection means 24 including the front radar device 3b. The detection value (distance L) for the obstacle B is input to the minimum lateral movement amount setting means 25.
[0021]
The minimum lateral movement amount setting means 25 calculates the minimum lateral movement amount Smin necessary for avoiding the obstacle B. Note that although the left and right sides of the vehicle 1 are targeted for the minimum lateral movement amount Smin, it is basically assumed that the vehicle travels in the travel lane in consideration of the information on the lane RL detected in the same manner as described above. The case of avoidance is shown on the right side in FIG. The minimum lateral movement amount setting means 25 calculates a minimum lateral movement amount Smin that can safely pass through the right side of the obstacle B in the figure with the minimum movement amount from the detection result of the obstacle. The calculated value is output to the control unit 16.
[0022]
Similarly to the above, the predicted lateral movement amount calculation means 23 obtains the predicted lateral movement amount Sexp of the vehicle 1 (imaginary line in FIG. 6) after t seconds and outputs it to the control unit 16. The predicted lateral movement amount value Sexp is calculated by dividing the distance L to the obstacle B by the vehicle speed Vr to obtain the time t (= L / Vr) until the obstacle B is reached. This is performed for the vehicle position after t seconds. By doing so, a more accurate obstacle avoidance process can be performed.
[0023]
The control unit 16 calculates an additional steering force using the minimum lateral movement amount Smin or the lateral movement amount predicted value Sexp, and outputs an additional steering force command value obtained as a result of the calculation as a drive control amount for the motor 14. To do.
[0024]
FIG. 8 is an explanatory diagram for obtaining the additional steering force based on the predicted lateral movement amount Sexp and the minimum lateral movement amount Smin of the vehicle 1. In this case, the ratio (Sexp / Smin) of the predicted lateral movement amount Sexp after t seconds with respect to the minimum lateral movement amount Smin (Sexp / Smin) is obtained, and the additional steering force according to the value of the ratio from the obstacle map M3 set in advance. Set.
[0025]
In the obstacle map M3, as shown in FIG. 8, the additional steering force increases exponentially as the deviation value approaches zero. That is, when the ratio value is close to 0, the lateral movement amount of the vehicle 1 is close to 0 with respect to the lateral movement amount (= minimum lateral movement amount Smin) necessary to avoid the obstacle B. In such a case, the additional steering force is increased in order to reduce the steering force as much as possible in order to enable a quick steering operation to avoid an obstacle. When the ratio is close to 1, it can be avoided while maintaining the current steering state. Conversely, it is not preferable to change the traveling direction from the avoidable state with a light steering force. I have to.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the behavior of the vehicle that does not travel along the traveling lane and moves laterally in a direction that deviates from the traveling lane is represented by the amount of lateral movement of the vehicle relative to the maximum amount of lateral movement up to the lane. If a vehicle behavior that can be detected by the ratio of the predicted values and by the deviation between the predicted value of the vehicle position after a predetermined time and the target value and is likely to deviate from the driving lane is detected, the additional steering force Can be reduced to prevent overcutting. In addition, if the obstacle can be avoided by the ratio of the predicted value of the lateral movement amount of the vehicle to the minimum lateral movement amount necessary for avoiding the obstacle with respect to the obstacle, and there is a possibility of collision, The additional steering force can be increased, and quick steering for avoidance can be achieved with a light steering force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a vehicle collision prevention apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a steering apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram illustrating traveling in the lane of the vehicle.
FIG. 4 is a control block diagram for traveling in a lane according to the present invention.
5A is a diagram illustrating a control procedure based on a ratio of lateral movement amounts, and FIG. 5B is a diagram illustrating a control procedure based on deviations in lateral movement amounts.
FIG. 6 is a diagram for explaining traveling with respect to an obstacle of a vehicle.
FIG. 7 is a control block diagram for obstacle avoidance based on the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a control procedure for obstacle avoidance based on the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Camera 3a * 3b Radar apparatus 4 Yaw rate sensor 5 Vehicle speed sensor 6 Steering wheel 7 Steering shaft 8 Pinion 9 Rack gear 10 Rack shaft 11 Knuckle arm 12 Front wheel 13 Cogged belt 14 Electric motor 15 Rotary encoder 16 Control unit 21 Road shape detection means 22 Maximum Lateral movement amount calculation means 23 Lateral movement amount predicted value calculation means 24 Obstacle detection means 25 Minimum lateral movement amount setting means

Claims (4)

車両の操向車輪に舵角を与える操舵系に操舵力を付加する電動機と、前記操舵系に作用する手動操舵力を検出する操舵力検出手段と、少なくとも前記操舵力検出手段からの信号に基づいて前記電動機を駆動する制御信号を発生する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記車両の所定時間後における横移動量予測値を算出する横移動量予測値算出手段と、走行車線の車線幅を検出する道路形状検出手段と、前記車両が前記走行車線から外れないための最大横移動量を算出する最大横移動量算出手段と、前記付加する操舵力を前記最大横移動量に対する前記横移動量予測値の比率の増大に応じて減少させる付加操舵力設定手段とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Based on an electric motor for applying a steering force to a steering system for giving a steering angle to a steering wheel of a vehicle, a steering force detection means for detecting a manual steering force acting on the steering system, and at least a signal from the steering force detection means And an electric power steering device having a control means for generating a control signal for driving the electric motor,
A lateral movement amount predicted value calculating means for calculating a lateral movement amount predicted value after a predetermined time of the vehicle, a road shape detecting means for detecting a lane width of a traveling lane, and a maximum for preventing the vehicle from deviating from the traveling lane A maximum lateral movement amount calculating means for calculating a lateral movement amount; and an additional steering force setting means for decreasing the added steering force in accordance with an increase in the ratio of the predicted lateral movement amount to the maximum lateral movement amount. An electric power steering device.
車両の操向車輪に舵角を与える操舵系に操舵力を付加する電動機と、前記操舵系に作用する手動操舵力を検出する操舵力検出手段と、少なくとも前記操舵力検出手段からの信号に基づいて前記電動機を駆動する制御信号を発生する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記車両の所定時間後における横移動量予測値を算出する横移動量予測値算出手段と、前記車両の所定時間後における目標横移動量を算出する目標横移動量算出手段と、前記付加する操舵力を前記横移動量予測値と前記目標横移動量との偏差の減少に応じて減少させる付加操舵力設定手段とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Based on an electric motor for applying a steering force to a steering system for giving a steering angle to a steering wheel of a vehicle, a steering force detection means for detecting a manual steering force acting on the steering system, and at least a signal from the steering force detection means And an electric power steering device having a control means for generating a control signal for driving the electric motor,
A lateral movement amount predicted value calculating means for calculating a predicted lateral movement amount after a predetermined time of the vehicle; a target lateral movement amount calculating means for calculating a target lateral movement amount after a predetermined time of the vehicle; and the additional steering. An electric power steering apparatus comprising: an additional steering force setting unit that decreases a force in accordance with a decrease in a deviation between the predicted lateral movement amount and the target lateral movement amount.
車両の操向車輪に舵角を与える操舵系に操舵力を付加する電動機と、前記操舵系に作用する手動操舵力を検出する操舵力検出手段と、少なくとも前記操舵力検出手段からの信号に基づいて前記電動機を駆動する制御信号を発生する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記車両の所定時間後における車両の横移動量予測値を算出する横移動量予測値算出手段と、前記車両の進行方向に位置する障害物を検出するための障害物検出手段と、前記障害物を回避するための最小横移動量を設定する最小横移動量設定手段と、前記付加する操舵力を前記最小横移動量に対する前記横移動量予測値の比率の低下に応じて増加させる付加操舵力設定手段とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Based on an electric motor for applying a steering force to a steering system for giving a steering angle to a steering wheel of a vehicle, a steering force detection means for detecting a manual steering force acting on the steering system, and at least a signal from the steering force detection means And an electric power steering device having a control means for generating a control signal for driving the electric motor,
A predicted lateral movement amount calculation unit for calculating a predicted lateral movement amount of the vehicle after a predetermined time, an obstacle detection unit for detecting an obstacle located in the traveling direction of the vehicle, and the obstacle Minimum lateral movement amount setting means for setting a minimum lateral movement amount for avoiding the above-mentioned problem, and additional steering force for increasing the added steering force in accordance with a decrease in the ratio of the predicted lateral movement amount to the minimum lateral movement amount And an electric power steering device.
前記所定時間が、前記障害物までの距離と車両速度とにより決められることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the predetermined time is determined by a distance to the obstacle and a vehicle speed.
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