JP5213576B2 - Lane departure prevention control device - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両の操舵機構に操舵力を付与して車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御装置に関するものである。   The present invention relates to a lane departure prevention control device that applies a steering force to a steering mechanism of a vehicle such as an automobile to prevent departure from the lane.

車線逸脱防止制御装置は、自車両の走行車線からの逸脱傾向に応じて、自車両を車線中央に戻す方向の操舵力を操舵機構に付与し、逸脱を防止する制御を行う。車線逸脱防止制御は、例えば、車線中央等に目標走行位置を設定し、この目標走行位置に対する自車両横位置の偏差が減少するように操舵力を設定する。
このような車線逸脱防止制御においては、目標操舵力の演算に際し、偏差の積分値に基づいた積分項を設けた積分制御とすることが知られている。このような積分項は、横風や路面の傾斜(カント)等による横力外乱に対する補償として有効であることが知られている。
The lane departure prevention control device performs control to prevent departure by applying a steering force in a direction to return the host vehicle to the center of the lane according to the departure tendency of the host vehicle from the traveling lane. In the lane departure prevention control, for example, a target travel position is set at the center of the lane and the steering force is set so that the deviation of the lateral position of the host vehicle with respect to the target travel position is reduced.
In such lane departure prevention control, it is known to use integral control in which an integral term based on the integral value of the deviation is provided when calculating the target steering force. It is known that such an integral term is effective as a compensation for a lateral force disturbance caused by a side wind or a road surface inclination (cant).

例えば、特許文献1には、レーンオフセット(偏差)の積分項を用いて操舵アシストトルクを演算するとともに、走行レーンのカーブ状態に応じて積分項をリセットすることによって、カーブ路面の傾斜等による外乱の影響を抑制した車両用操舵支援装置が記載されている。
また、車両に作用する外力の影響を抑制する技術として、特許文献2には、旋回時の遠心力等の横加速度が作用した場合であっても、ドライバが容易に打ち勝てる程度の操舵用制御トルクを付与するため、横ずれ量(偏差)に基づいて算出した制御トルクを、横加速度に基づいて補正することが記載されている。
特開2005−343260号公報 特開平11−147481号公報
For example, Patent Document 1 discloses a disturbance due to a slope of a curved road surface, etc. by calculating a steering assist torque using an integral term of a lane offset (deviation) and resetting the integral term according to a curve state of a traveling lane. A vehicle steering assist device that suppresses the influence of the above is described.
Further, as a technique for suppressing the influence of an external force acting on a vehicle, Patent Document 2 discloses a steering control torque that can be easily overcome by a driver even when a lateral acceleration such as a centrifugal force during turning is applied. Therefore, it is described that the control torque calculated based on the lateral deviation amount (deviation) is corrected based on the lateral acceleration.
JP 2005-343260 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-147481

特許文献1のような積分項を有する制御の問題点として、積分による遅れが挙げられる。例えば、突発的な外乱によって自車両の横位置が車線から逸脱する方向に変移した場合、積分項による外乱補償が間に合わず、逸脱を有効に防止できない懸念がある。
これに対し、積分項のゲインを大きくした場合、遅れを低減することはできるが、オーバーシュートが発生して車両軌跡の収束性が悪化する問題が生じる。
本発明の課題は、突発的な外乱が生じた場合であっても車線逸脱を防止できる車線逸脱防止制御装置を提供することである。
As a problem of control having an integral term as in Patent Document 1, there is a delay due to integration. For example, when the lateral position of the host vehicle changes in a direction deviating from the lane due to sudden disturbance, there is a concern that disturbance compensation by the integral term is not in time, and the deviation cannot be effectively prevented.
On the other hand, when the gain of the integral term is increased, the delay can be reduced, but there is a problem that the convergence of the vehicle trajectory deteriorates due to overshoot.
An object of the present invention is to provide a lane departure prevention control device capable of preventing lane departure even when sudden disturbance occurs.

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵力を付与する車線逸脱防止制御装置において、前記走行車線に対する自車両の横速度を検出する横速度検出手段と、前記走行車線内に設定した目標横位置と自車両の横位置との偏差を積分することにより、前記走行車線からの逸脱を防止する方向へ第1の操舵力を設定する第1の操舵力設定手段と、前記横速度に基づいて前記走行車線からの逸脱を防止する方向へ第2の操舵力を設定する第2の操舵力設定手段と、前記第1の操舵力と前記第2の操舵力に基づいて前記操舵機構に操舵力を付与する操舵力制御手段とを備え、前記操舵力制御手段は、自車両が前記走行車線から逸脱する方向の前記横速度を検出した場合にのみ前記第1の操舵力と前記第2の操舵力とに基づいて前記操舵力を付加することを特徴とする車線逸脱防止制御装置である。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a lane departure prevention control device for applying a steering force to a steering mechanism so as to prevent a departure of the host vehicle from the traveling lane, and a lateral speed detecting means for detecting a lateral speed of the host vehicle with respect to the traveling lane. And a first steering force that sets a first steering force in a direction that prevents deviation from the traveling lane by integrating a deviation between a target lateral position set in the traveling lane and a lateral position of the host vehicle. Force setting means, second steering force setting means for setting a second steering force in a direction to prevent deviation from the travel lane based on the lateral speed, the first steering force and the second steering force Steering force control means for applying a steering force to the steering mechanism based on a steering force, and the steering force control means only when the vehicle detects the lateral speed in a direction deviating from the travel lane. The first steering force and the second steering force A lane departure prevention control device characterized by adding said steering force on the basis of.

請求項2の発明は、前記操舵力制御手段は、自車両が前記車線の中央部を走行中である場合に、前記第2の操舵力に基づく操舵力の付与を中止し、前記第1の操舵力に基づいて操舵力を付与することを特徴とする請求項1に記載の車線逸脱防止制御装置である
求項の発明は、運転者によるターンシグナル操作を検出するターンシグナル操作検出手段を備え、前記操舵力制御手段は、前記ターンシグナル操作が検出された場合には前記第2の操舵力に基づいた前記操舵力の付与を中止することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車線逸脱防止制御装置である。
According to a second aspect of the present invention, the steering force control means stops applying the steering force based on the second steering force when the host vehicle is traveling in the center of the lane, and The lane departure prevention control device according to claim 1, wherein the steering force is applied based on the steering force .
Invention Motomeko 3 is provided with a turn signal operation detecting means for detecting a turn signal operation by the driver, the steering force control means, the second steering force when the turn signal operation is detected 3. The lane departure prevention control device according to claim 1, wherein the application of the steering force based on the lane departure is stopped.

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)横速度に基づいて逸脱を防止する方向へ第2の操舵力を設定し、これに基づいて操舵機構に操舵力を付与することによって、突発的な外乱によって発生する速い横速度に対してダンピング効果を発揮して車線逸脱を防止することができる。
(2)自車両が車線の中央部を走行中である場合に第2の操舵力に基づく操舵力の付与を中止することによって、ドライバが車線内で自車両の走行位置をずらしたい場合に横速度に応じた第2の操舵力が設定されて干渉が生じることがなく、ドライバに違和感を与えることがない。
(3)自車両が走行車線から逸脱する方向の横速度を検出した場合にのみ第2の操舵力に基づく操舵力を付加することによって、第2の操舵力は逸脱を防止する方向にのみ作用し、自車両が車線中央側へ戻ることを妨げない。
(4)ターンシグナル操作が検出された場合には第2の操舵力に基づいた操舵力の付与を中止することによって、ドライバが車線変更等のため意図的に車線を逸脱しようとした場合に干渉が生じにくく、違和感を与えることがない。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The second steering force is set in a direction to prevent deviation based on the lateral velocity, and the steering force is applied to the steering mechanism based on the second steering force, so that the rapid lateral velocity generated due to sudden disturbance is prevented. The lane departure can be prevented by exhibiting the damping effect.
(2) When the driver wants to shift the traveling position of the host vehicle in the lane by stopping the application of the steering force based on the second steering force when the host vehicle is traveling in the center of the lane. The second steering force according to the speed is set and no interference occurs, and the driver does not feel uncomfortable.
(3) By adding a steering force based on the second steering force only when the vehicle detects a lateral speed in a direction that deviates from the traveling lane, the second steering force acts only in a direction that prevents the departure. However, it does not prevent the host vehicle from returning to the lane center side.
(4) When a turn signal operation is detected, by interrupting the application of the steering force based on the second steering force, an interference occurs when the driver intentionally departs the lane due to a lane change or the like Is unlikely to occur and does not give a sense of incongruity.

本発明は、突発的な外乱が生じた場合であっても車線逸脱を防止できる車線逸脱防止制御装置を提供する課題を、車線に対する自車両の横速度にゲインを乗じた操舵力を操舵機構に付与することによって解決した。
The present invention aims to provide a lane departure prevention control device that can prevent lane departure even when sudden disturbance occurs, and to use a steering force obtained by multiplying a lateral speed of the vehicle with respect to the lane by a gain as a steering mechanism. Therefore, it was resolved to grant and child.

以下、本発明を適用した車線逸脱防止制御装置の実施例1について説明する。
実施例1の車線逸脱防止制御装置は、例えば、前2輪を操舵する乗用車等の4輪自動車に設けられるものである。
図1は、実施例1の車線逸脱防止制御装置を含む車両のシステム構成を示す図である。
車線逸脱防止制御装置は、自車両の走行車線からの逸脱傾向が判定された場合に、運転者に逸脱を警報しかつ車両を車線中央方向へ戻すため、操舵機構10に操舵トルク(操舵力)を付与するものである。
操舵機構10は、前輪FWを支持するハウジングHを所定の操向軸線(キングピン)回りに回転させて操舵を行うものである。
Hereinafter, a first embodiment of a lane departure prevention control apparatus to which the present invention is applied will be described.
The lane departure prevention control device according to the first embodiment is provided, for example, in a four-wheeled vehicle such as a passenger car that steers the two front wheels.
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a vehicle including a lane departure prevention control device according to a first embodiment.
The lane departure prevention control device alerts the driver of the departure and returns the vehicle toward the center of the lane when the tendency of the vehicle to depart from the driving lane is determined. Is given.
The steering mechanism 10 performs steering by rotating the housing H that supports the front wheel FW about a predetermined steering axis (king pin).

操舵機構10は、ステアリングホイール11、ステアリングシャフト12、ステアリングギアボックス13、タイロッド14等を備えて構成されている。
ステアリングホイール11は、運転者が操舵操作を入力する環状の操作部材である。
ステアリングシャフト12は、ステアリングホイール11の回転をステアリングギアボックス13に伝達する回転軸である。
ステアリングギアボックス13は、ステアリングシャフト12の回転運動を車幅方向の直進運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。
タイロッド14は、一方の端部をステアリングギアボックス13のラックに連結され、他方の端部をハウジングHのナックルアームに連結された軸状の部材である。タイロッド14は、ハウジングHのナックルアームを押し引きすることによってハウジングを回転させ、操舵を行う。
The steering mechanism 10 includes a steering wheel 11, a steering shaft 12, a steering gear box 13, a tie rod 14, and the like.
The steering wheel 11 is an annular operation member through which a driver inputs a steering operation.
The steering shaft 12 is a rotating shaft that transmits the rotation of the steering wheel 11 to the steering gear box 13.
The steering gear box 13 includes a rack and pinion mechanism that converts the rotational movement of the steering shaft 12 into a straight movement in the vehicle width direction.
The tie rod 14 is a shaft-like member having one end connected to the rack of the steering gear box 13 and the other end connected to the knuckle arm of the housing H. The tie rod 14 pushes and pulls the knuckle arm of the housing H to rotate the housing and perform steering.

また、車両は、電動パワーステアリング(EPS)制御ユニット20、操安制御ユニット30、エンジン制御ユニット40、トランスミッション制御ユニット50、車両統合ユニット60等を備えている。   The vehicle also includes an electric power steering (EPS) control unit 20, a steering control unit 30, an engine control unit 40, a transmission control unit 50, a vehicle integration unit 60, and the like.

EPS制御ユニット20は、運転者の操舵操作に応じて操舵アシスト力を発生する電動パワーステアリング装置を統括的に制御するものである。EPS制御ユニット20には、電動アクチュエータ21、舵角センサ22、トルクセンサ23等が接続されている。
電動アクチュエータ21は、例えば、ステアリングシャフト12の途中に設けられ、減速機構を介して操舵機構10に対して操舵トルク(操舵力)を付与する電動モータである。
舵角センサ22は、ステアリングシャフト12の角度位置(ステイリングホイール11の角度位置と実質的に等しい)を検出するエンコーダを備えている。
トルクセンサ23は、電動アクチュエータ21とステアリングホイール11との間でステアリングシャフト12に挿入され、ステアリングシャフト12に作用するトルクを検出するものである。通常、トルクセンサ23が検出するトルクは、運転者がステアリングホイール11に入力する操舵トルクと実質的に等しくなる。
The EPS control unit 20 comprehensively controls the electric power steering apparatus that generates a steering assist force in accordance with the driver's steering operation. The EPS control unit 20 is connected to an electric actuator 21, a steering angle sensor 22, a torque sensor 23, and the like.
The electric actuator 21 is, for example, an electric motor that is provided in the middle of the steering shaft 12 and applies a steering torque (steering force) to the steering mechanism 10 via a speed reduction mechanism.
The steering angle sensor 22 includes an encoder that detects the angular position of the steering shaft 12 (substantially equal to the angular position of the staying wheel 11).
The torque sensor 23 is inserted into the steering shaft 12 between the electric actuator 21 and the steering wheel 11 and detects torque acting on the steering shaft 12. Normally, the torque detected by the torque sensor 23 is substantially equal to the steering torque input to the steering wheel 11 by the driver.

操安制御ユニット30は、各車輪のブレーキの制動力を個別に制御する車両操安性制御及びABS制御を行うものである。車両操安性制御は、アンダーステア又はオーバーステアの発生時に、旋回内輪側と外輪側の制動力を異ならせて復元方向のヨーモーメントを発生させるものである。ABS制御(アンチロックブレーキ制御)は、車輪のロック傾向を検出した際に、当該車輪の制動力を低減して回復させるものである。
操安制御ユニット30には、ハイドロリックコントロールユニット(HCU)31、車速センサ32、ヨーレートセンサ33、横加速度(横G)センサ34等が接続されている。
The steering control unit 30 performs vehicle steering control and ABS control for individually controlling the braking force of each wheel brake. In vehicle stability control, when understeer or oversteer occurs, the braking force on the turning inner wheel side and the outer wheel side is made different to generate a yaw moment in the restoring direction. ABS control (anti-lock brake control) is for reducing and recovering the braking force of a wheel when the tendency of the wheel to lock is detected.
The steering control unit 30 is connected to a hydraulic control unit (HCU) 31, a vehicle speed sensor 32, a yaw rate sensor 33, a lateral acceleration (lateral G) sensor 34, and the like.

HCU31は、各車輪の液圧式サービスブレーキに付与されるブレーキフルード液圧を個別に制御する装置である。HCU31は、ブレーキフルードを加圧するモータポンプ、及び、各車輪のキャリパシリンダへ付与される圧力を調整するソレノイドバルブ等を備えている。
車速センサ32は、各車輪のハブベアリングを保持するハウジングに設けられ、車輪速に応じた車速パルス信号を出力する。この車速パルス信号は、所定の処理を施すことによって、車両の走行速度を求めることができる。
ヨーレートセンサ33及び横Gセンサ34は、車体の鉛直軸回りの回転速度及び横方向の加速度をそれぞれ検出するMEMSセンサを備えている。
The HCU 31 is a device that individually controls the brake fluid hydraulic pressure applied to the hydraulic service brake of each wheel. The HCU 31 includes a motor pump that pressurizes the brake fluid, a solenoid valve that adjusts the pressure applied to the caliper cylinder of each wheel, and the like.
The vehicle speed sensor 32 is provided in a housing that holds the hub bearing of each wheel, and outputs a vehicle speed pulse signal corresponding to the wheel speed. The vehicle speed pulse signal is subjected to predetermined processing, whereby the traveling speed of the vehicle can be obtained.
The yaw rate sensor 33 and the lateral G sensor 34 include a MEMS sensor that detects a rotational speed around the vertical axis of the vehicle body and a lateral acceleration, respectively.

エンジン制御ユニット40は、車両の走行用動力源であるエンジン及びその補器類を統括的に制御するものである。
トランスミッション制御ユニット50は、エンジンの出力を変速して前後のディファレンシャルへ伝達するオートマティックトランスミッションを統括的に制御するものである。
車両統合ユニット60は、上記各ユニットに関連する以外の車両の電装品を統括的に制御するものである。
車両統合ユニット60には、ターンシグナルスイッチ61が接続されている。ターンシグナルスイッチ61は、ドライバが図示しないターンシグナルランプの点灯及び消灯操作を行うものである。
The engine control unit 40 controls the engine, which is a driving power source for the vehicle, and its auxiliary equipment.
The transmission control unit 50 controls the automatic transmission that shifts the output of the engine and transmits it to the front and rear differentials.
The vehicle integration unit 60 controls the electrical components of the vehicle other than those related to each unit.
A turn signal switch 61 is connected to the vehicle integration unit 60. The turn signal switch 61 is for the driver to turn on and off a turn signal lamp (not shown).

また、実施例1の車線逸脱防止装置は、以下説明する車線逸脱防止制御ユニット100を備えている。
車線逸脱防止制御ユニット100は、本発明にいう車線逸脱防止制御装置の本体部であって、上述したEPS制御ユニット20、操安制御ユニット30、エンジン制御ユニット40、トランスミッション制御ユニット50、車両統合ユニット60と、例えばCAN通信システム等の車載LANを介して接続され、各種情報や信号を取得可能となっている。
Further, the lane departure prevention apparatus of the first embodiment includes a lane departure prevention control unit 100 described below.
The lane departure prevention control unit 100 is a main body part of the lane departure prevention control device according to the present invention, and the EPS control unit 20, the operation control unit 30, the engine control unit 40, the transmission control unit 50, the vehicle integrated unit described above. 60, for example, via a vehicle-mounted LAN such as a CAN communication system, and various information and signals can be acquired.

また、車線逸脱防止制御ユニット100は、環境認識手段110、自車進行路推定手段120、偏差制御操舵力算出手段130、横速度検出手段140、横速度制御操舵力算出手段150、目標操舵力設定手段160、操舵力制御手段170等を備えて構成されている。なお、これらの各手段は、それぞれ独立したハードウェアとして構成されてもよく、また、一部又は全部を共通したハードウェアとした構成としてもよい。   The lane departure prevention control unit 100 includes an environment recognition unit 110, a host vehicle traveling path estimation unit 120, a deviation control steering force calculation unit 130, a lateral speed detection unit 140, a lateral speed control steering force calculation unit 150, and a target steering force setting. Means 160, steering force control means 170, etc. are provided. Each of these means may be configured as independent hardware, or a part or all of them may be configured as common hardware.

環境認識手段110は、自車両前方を撮像した画像情報に基づいて、自車両前方の環境を認識し、自車両の走行車線を設定するものである。
環境認識手段110は、ステレオカメラ111、画像処理部112等が接続されている。
The environment recognition unit 110 recognizes the environment ahead of the host vehicle based on image information obtained by imaging the front of the host vehicle, and sets the traveling lane of the host vehicle.
The environment recognition unit 110 is connected to a stereo camera 111, an image processing unit 112, and the like.

ステレオカメラ111は、例えば車両のフロントウインドウ上端部のルームミラー基部付近に設けられた一対のメインカメラ及びサブカメラを備えている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれCCDカメラを有して構成されている。メインカメラ及びサブカメラは、車幅方向に離間して設置されている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれ基準画像及び比較画像を撮像し、これらに係る画像データを画像処理部112に出力する。
画像処理部112は、ステレオカメラ111が出力した基準画像及び比較画像の画像データをA/D変換した後、所定の画像処理を施して環境認識手段110に出力するものである。この画像処理には、例えば、各カメラの取付位置誤差の補正や、ノイズ除去、階調の適切化などが含まれる。デジタル化された画像は、例えば、垂直方向及び水平方向にマトリクス状に配列された複数の画素を有する。これらの各画素は、それぞれ被写体の明るさに応じた輝度値を有する。
The stereo camera 111 includes, for example, a pair of main cameras and sub-cameras provided near the room mirror base at the upper end of the front window of the vehicle. Each of the main camera and the sub camera has a CCD camera. The main camera and the sub camera are installed apart from each other in the vehicle width direction. The main camera and the sub camera capture a reference image and a comparative image, respectively, and output image data related to these images to the image processing unit 112.
The image processing unit 112 performs A / D conversion on the image data of the reference image and the comparison image output from the stereo camera 111, performs predetermined image processing, and outputs the result to the environment recognition unit 110. This image processing includes, for example, correction of an attachment position error of each camera, noise removal, gradation optimization, and the like. The digitized image has, for example, a plurality of pixels arranged in a matrix in the vertical direction and the horizontal direction. Each of these pixels has a luminance value corresponding to the brightness of the subject.

環境認識手段110は、基準画像及び比較画像のデータに基づいて、基準画像上の任意の画素又は複数の画素からなるブロックである画素群の視差を検出する。この視差は、ある画素又は画素群の基準画像上の位置と比較画像上の位置とのずれ量である。この視差を用いると、三角測量の原理により、自車両から当該画素に対応する被写体までの距離を算出することができる。   The environment recognition unit 110 detects the parallax of a pixel group that is a block composed of an arbitrary pixel or a plurality of pixels on the reference image based on the data of the reference image and the comparison image. This parallax is the amount of deviation between the position on the reference image and the position on the comparison image of a certain pixel or pixel group. Using this parallax, the distance from the vehicle to the subject corresponding to the pixel can be calculated based on the principle of triangulation.

環境認識手段110は、自車両前方の車線両端部に配置された白線の形状を認識することによって、自車両の走行車線を設定する。なお、本明細書、特許請求の範囲等において、白線とは、車線の幅方向における端部に引かれた連続線又は破線を示すものとし、実際の色彩が白色以外(例えば燈色など)の線も含むものとする。
図2は、自車両及び走行車線の平面的配置の一例を示す図である。
環境認識手段110は、基準画像のデータから、路面上に相当する箇所の各画素の輝度データに基づいて白線WL部分を検出する。自車両に対する白線WL部分の画素群の方位は、画像データ上の画素位置に基づいて検出される。具体的には、垂直方向における画素位置が路面上に相当する領域を水平方向に走査し、輝度値が急変する箇所を車線の輪郭として認識する。そして、上述した視差を用いて当該白線部分の画素群の距離を算出することによって、白線の位置を検出する。
The environment recognizing means 110 sets the traveling lane of the host vehicle by recognizing the shape of the white line arranged at both ends of the lane ahead of the host vehicle. In this specification, claims, etc., a white line means a continuous line or a broken line drawn at the end in the width direction of the lane, and the actual color is other than white (for example, amber) Includes lines.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a planar arrangement of the host vehicle and the travel lane.
The environment recognizing means 110 detects the white line WL portion from the reference image data based on the luminance data of each pixel corresponding to the location on the road surface. The orientation of the pixel group of the white line WL portion with respect to the host vehicle is detected based on the pixel position on the image data. Specifically, an area corresponding to a pixel position in the vertical direction on the road surface is scanned in the horizontal direction, and a portion where the luminance value changes suddenly is recognized as a lane outline. And the position of a white line is detected by calculating the distance of the pixel group of the said white line part using the parallax mentioned above.

そして、環境認識手段110は、白線位置の検出を連続的に行なって車両の進行方向に複数の車線候補点Pを設定し、整合のとれない車線候補点Pを無視するとともに、二次の最小二乗近似による補完処理を行うことによって、自車両前方の車線形状を認識する。
ここで、白線WLは、以下の式1によって近似される。

y=ax+bx+c ・・(式1)
a,b,c:定数

なお、ここでcは自車両重心から左右車線端までの距離を示し、右側白線のc(C_right)と左側白線のc(C_left)との和は自車両の車線中央からの横偏差を示し、またこれらの差は車線幅を示している。
また、環境認識手段110は、車線左右の白線WLの中央に、目標走行位置Xcを設定する目標走行位置設定手段としても機能する。
The environment recognizing means 110 continuously detects the position of the white line, sets a plurality of lane candidate points P L in the traveling direction of the vehicle, ignores the lane candidate points P L that cannot be matched, A lane shape in front of the host vehicle is recognized by performing a complementary process using least square approximation.
Here, the white line WL is approximated by Equation 1 below.

y = ax 2 + bx + c (Expression 1)
a, b, c: constants

Here, c represents the distance from the center of gravity of the vehicle to the left and right lane edges, and the sum of c (C_right) on the right white line and c (C_left) on the left white line represents the lateral deviation from the center of the lane of the vehicle, These differences indicate the lane width.
The environment recognition unit 110 also functions as a target travel position setting unit that sets the target travel position Xc at the center of the white line WL on the left and right lanes.

自車進行路推定手段120は、環境認識手段110からの情報、舵角センサ21、車速センサ32、ヨーレートセンサ33等によって検出される車両の走行状態、及び、既知の車両諸元等に基づいて、自車両の進行路を推定するものである。
自車進行路の推定は、例えば、車両前方の所定の距離である注視距離Zにおける自車両の重心の横位置を算出することによって行う。注視距離Zは、自車両前方の所定の距離であって、例えば自車両が数秒後(例えば約2秒程度)に到達する位置に設定される。
自車両の重心位置を原点とし、車幅方向へ延びるX軸、及び、車体前方側へ延びるZ軸を有する座標系を用いて以下説明する。
注視距離Zにおける自車進行路の横位置Xeは、以下の式2によって求められる。

Figure 0005213576
Xe[m]:注視距離における自車両重心の推定横位置
α[rad]:ハンドル角度
A:スタビリティファクタ
V[km/h]:車速
[m]:ホイールベース
sgr:ステアリングギアレシオ
The own vehicle traveling path estimation means 120 is based on information from the environment recognition means 110, the running state of the vehicle detected by the rudder angle sensor 21, the vehicle speed sensor 32, the yaw rate sensor 33, and the known vehicle specifications. The traveling path of the host vehicle is estimated.
The vehicle traveling path is estimated by, for example, calculating the lateral position of the center of gravity of the vehicle at a gaze distance Z that is a predetermined distance ahead of the vehicle. The gaze distance Z is a predetermined distance in front of the host vehicle, and is set, for example, at a position where the host vehicle reaches several seconds later (for example, about 2 seconds).
The following description will be made using a coordinate system having the center of gravity of the host vehicle as the origin, the X axis extending in the vehicle width direction, and the Z axis extending forward of the vehicle body.
The lateral position Xe of the own vehicle traveling path at the gaze distance Z is obtained by the following formula 2.
Figure 0005213576
Xe [m]: Estimated lateral position of the center of gravity of the vehicle at the gaze distance α [rad]: Steering angle A: Stability factor V [km / h]: Vehicle speed l w [m]: Wheel base n sgr : Steering gear ratio

偏差制御操舵力算出手段130は、環境認識手段110が設定した目標走行位置Xcと自車進行路推定手段120が算出した自車両OVの横位置Xeとの差分である偏差ΔXに基づいた偏差制御による操舵トルクτ1を算出する。偏差制御操舵力算出手段130は、例えば、偏差ΔXを3乗した値に所定のゲインGxを乗じた3次制御項、及び、偏差ΔXを積分した値に所定のゲインGiを乗じた積分項等を加算することによって操舵トルクτ1を算出する。
この偏差制御操舵力算出手段130は、本発明にいう第1の操舵力設定手段として機能する。
The deviation control steering force calculation means 130 is a deviation control based on a deviation ΔX which is a difference between the target travel position Xc set by the environment recognition means 110 and the lateral position Xe of the own vehicle OV calculated by the own vehicle traveling path estimation means 120. The steering torque τ1 is calculated. The deviation control steering force calculation means 130 is, for example, a third-order control term obtained by multiplying a value obtained by squaring the deviation ΔX by a predetermined gain Gx, an integral term obtained by multiplying a value obtained by integrating the deviation ΔX by a predetermined gain Gi, and the like. Is added to calculate the steering torque τ1.
This deviation control steering force calculation means 130 functions as the first steering force setting means according to the present invention.

横速度検出手段140は、自車両OVの車線に対する横速度V_latを検出するものである。横速度検出手段140は、環境認識手段110が設定する目標走行位置Xcと自車進行路推定手段120が算出する自車両OVの横位置Xeとの偏差ΔXを時間微分することによって、横速度V_latを検出する。   The lateral speed detection means 140 detects the lateral speed V_lat with respect to the lane of the host vehicle OV. The lateral speed detecting means 140 performs the time differentiation of the deviation ΔX between the target travel position Xc set by the environment recognizing means 110 and the lateral position Xe of the own vehicle OV calculated by the own vehicle traveling path estimating means 120, thereby obtaining the lateral speed V_lat. Is detected.

横速度制御操舵力算出手段150は、横速度検出手段140が検出した自車両OVの横速度V_latに基づいた横速度制御(以下、横位置ダンピング制御と称する。)による操舵トルクτ2を算出する。横速度制御操舵力算出手段150は、例えば、横速度V_latに所定のゲインGvを乗じて操舵トルクτ2を算出する。
横速度制御操舵力算出手段150は、自車両OVの横位置Xeが所定の不感帯横位置外にあり、横速度V_latが車線逸脱方向へ向かうものであって、かつドライバの介入及び他制御の作動がない場合にのみ操舵トルクτ2を設定する。この点については後に詳しく説明する。
図3は、横位置ダンピング制御の効果を示す模式的平面図である。図3に示すように、自車両OVが白線WLに接近する方向の横速度V_latを持って逸脱傾向を有する場合に、横位置ダンピング制御による横速度V_latに応じた操舵トルクτ2は、ダッシュポットを有する仮想ダンパと類似する効果を発揮し、車線逸脱に対する抗力として働く。
この横速度制御操舵力算出手段150は、本発明にいう第2の操舵力設定手段として機能する。
The lateral speed control steering force calculation means 150 calculates a steering torque τ2 by lateral speed control (hereinafter referred to as lateral position damping control) based on the lateral speed V_lat of the host vehicle OV detected by the lateral speed detection means 140. For example, the lateral speed control steering force calculation unit 150 calculates the steering torque τ2 by multiplying the lateral speed V_lat by a predetermined gain Gv.
The lateral speed control steering force calculation means 150 is such that the lateral position Xe of the host vehicle OV is outside the predetermined dead zone lateral position, the lateral speed V_lat is in the lane departure direction, and driver intervention and other control operations are performed. The steering torque τ2 is set only when there is not. This point will be described in detail later.
FIG. 3 is a schematic plan view showing the effect of the lateral position damping control. As shown in FIG. 3, when the host vehicle OV has a tendency to deviate with a lateral speed V_lat approaching the white line WL, the steering torque τ2 corresponding to the lateral speed V_lat by the lateral position damping control It exhibits an effect similar to the virtual damper it has and acts as a drag against lane departure.
The lateral speed control steering force calculation means 150 functions as a second steering force setting means according to the present invention.

目標操舵力設定手段160は、偏差制御操舵力算出手段130及び横速度制御操舵力算出手段150がそれぞれ算出した操舵トルクτ1,τ2を加算し、必要な補正等を施すことによって目標操舵トルクτを設定するものである。   The target steering force setting unit 160 adds the steering torques τ1 and τ2 calculated by the deviation control steering force calculation unit 130 and the lateral speed control steering force calculation unit 150, respectively, and performs necessary corrections to obtain the target steering torque τ. It is to set.

操舵力制御手段170は、目標操舵力設定手段160が設定した目標操舵トルクτに基づいて、EPS制御ユニット20を介して電動アクチュエータ21を駆動させ、操舵機構10に操舵トルクを付与させるものである。
目標操舵力設定手段160及び操舵力制御手段170は、協働して本発明にいう操舵力制御手段として機能する。
The steering force control means 170 drives the electric actuator 21 via the EPS control unit 20 based on the target steering torque τ set by the target steering force setting means 160, and gives the steering mechanism 10 steering torque. .
The target steering force setting means 160 and the steering force control means 170 cooperate to function as the steering force control means according to the present invention.

次に、実施例1の車線逸脱防止制御装置における横位置ダンピング制御について説明する。
図4は、横位置ダンピング制御を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
<ステップS01:環境認識>
環境認識手段110は、自車両OVの車線内横位置として、偏差ΔX=Xc−Xeを計測する。
その後、ステップS02に進む。
Next, the lateral position damping control in the lane departure prevention control apparatus according to the first embodiment will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing lateral position damping control. Hereinafter, the steps will be described step by step.
<Step S01: Environmental recognition>
The environment recognition unit 110 measures the deviation ΔX = Xc−Xe as the lateral position in the lane of the host vehicle OV.
Thereafter, the process proceeds to step S02.

<ステップS02:白線内横速度計算>
横速度検出手段140は、偏差ΔXの微分値に基づいて自車両OVの車線に対する横速度V_latを算出する。
その後、ステップS03に進む。
<Step S02: White line lateral velocity calculation>
The lateral speed detecting means 140 calculates the lateral speed V_lat with respect to the lane of the host vehicle OV based on the differential value of the deviation ΔX.
Thereafter, the process proceeds to step S03.

<ステップS03:不感帯領域判断>
横速度制御操舵力算出手段150は、自車両OVの横位置Xeの目標走行位置Xcに対する偏差ΔXが所定の閾値である不感帯横位置以上である場合は、自車両が不感帯領域外にあるものとしてステップS04に進み、その他の場合は不感帯領域内にあるものとしてステップS01に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。ここで、不感帯領域は、走行車線の中央部に設定され、その内部に自車両がいる場合には横位置ダンピング制御による操舵トルクを設定しない領域である。
<Step S03: Dead zone determination>
When the deviation ΔX of the lateral position Xe of the host vehicle OV with respect to the target travel position Xc is greater than or equal to the dead zone lateral position, which is a predetermined threshold, the lateral speed control steering force calculation means 150 assumes that the host vehicle is outside the dead zone region. Proceeding to step S04, otherwise, assuming that it is in the dead zone region, the process returns to step S01 and the subsequent processing is repeated. Here, the dead zone region is a region in which the steering torque by the lateral position damping control is not set when the host vehicle is set in the center of the traveling lane.

<ステップS04:車線横速度方向判断>
横速度制御操舵力算出手段150は、自車両OVの車線に対する横速度V_latの方向を判断する。具体的には、車線内横位置と横速度方向との符号を判別し、これらが同符号である場合は自車両OVが車線から逸脱する方向の横速度V_latを持っているものとしてステップS05に進み、異符号である場合は自車両OVが車線中央側へ戻る方向の横速度V_latを持っているものとしてステップS01に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
<Step S04: Lane lateral speed direction determination>
The lateral speed control steering force calculation means 150 determines the direction of the lateral speed V_lat with respect to the lane of the host vehicle OV. Specifically, the signs of the lateral position in the lane and the lateral speed direction are discriminated. If they are the same sign, it is assumed that the host vehicle OV has a lateral speed V_lat in the direction deviating from the lane, and the process proceeds to step S05. In the case of an opposite sign, it is assumed that the host vehicle OV has a lateral speed V_lat in a direction to return to the lane center side, and the process returns to step S01 and the subsequent processing is repeated.

<ステップS05:ドライバ介入判断>
横速度制御操舵力算出手段150は、ドライバが意図的に車線を逸脱するために介入しているか否かを判断する。具体的には、ターンシグナルスイッチ61がオフであり、かつトルクセンサ23の出力が所定の閾値以下の場合には、ドライバによる介入がないものとしてステップS06に進み、その他の場合にはドライバによる介入があるものとしてステップS01に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
<Step S05: Driver Intervention Determination>
The lateral speed control steering force calculation means 150 determines whether or not the driver is intentionally intervening to depart from the lane. Specifically, if the turn signal switch 61 is OFF and the output of the torque sensor 23 is equal to or lower than a predetermined threshold value, the process proceeds to step S06 assuming that there is no intervention by the driver, and otherwise the intervention by the driver. Returning to step S01, the subsequent processing is repeated.

<ステップS06:他制御作動状況判断>
横速度制御操舵力算出手段150は、操安制御ユニット30が上述した車両操安性制御又はABS制御を実行している場合は、自車両OVが緊急回避の必要な非常事態にあるものとして、操舵支援は行わずステップS01に戻って以降の処理を繰り返し、その他の場合はステップS07に進む。
<Step S06: Other control operation status determination>
The lateral speed control steering force calculating means 150 assumes that the host vehicle OV is in an emergency situation in which emergency avoidance is necessary when the steering control unit 30 is executing the vehicle steering control or ABS control described above. The steering assist is not performed, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated. Otherwise, the process proceeds to step S07.

<ステップS07:横位置ダンピング制御実施>
横速度制御操舵力算出手段150は、上述した横位置ダンピング制御による操舵トルクτ2の設定を行なう。この操舵トルクτ2は、目標操舵力設定手段160が設定する目標操舵トルクτに反映され、電動アクチュエータ21によって操舵機構10に付与される。
その後、一連の処理を終了(リターン)する。
<Step S07: Implementation of lateral position damping control>
The lateral speed control steering force calculation means 150 sets the steering torque τ2 by the lateral position damping control described above. This steering torque τ 2 is reflected in the target steering torque τ set by the target steering force setting means 160 and is applied to the steering mechanism 10 by the electric actuator 21.
Thereafter, the series of processing is terminated (returned).

以上説明した実施例1によると、以下の効果を得ることができる。
(1)横速度V_latに基づいて逸脱を防止する方向へ操舵トルクτ2を設定し、これに基づいて操舵機構10に操舵トルクτを付与することによって、突発的な外乱によって発生する速い横速度V_latに対してダンピング効果を発揮して車線逸脱を防止することができる。
(2)自車両OVが車線の中央部に設定された不感帯領域を走行中である場合に横位置ダンピング制御を中止することによって、ドライバが車線内で自車両OVの走行位置をずらしたい場合に横速度V_latに応じた操舵トルクτ2が設定されて干渉が生じることがなく、ドライバに違和感を与えることがない。
(3)自車両OVが走行車線から逸脱する方向の横速度V_latを検出した場合にのみ横位置ダンピング制御に基づく操舵力τ2を付加することによって、自車両OVが車線中央側へ戻ることを妨げない。
(4)ターンシグナルスイッチ61によってターンシグナル操作が検出された場合には横位置ダンピング制御を中止することによって、ドライバが意図的に車線を逸脱しようとした場合に干渉が生じにくく、違和感を与えることがない。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Based on the lateral speed V_lat, the steering torque τ2 is set in a direction to prevent deviation, and the steering torque τ is applied to the steering mechanism 10 based on the steering torque τ2, thereby causing a high lateral speed V_lat generated by sudden disturbance. On the other hand, a lane departure can be prevented by exhibiting a damping effect.
(2) When the driver wants to shift the traveling position of the own vehicle OV in the lane by canceling the lateral position damping control when the own vehicle OV is traveling in the dead zone set in the center of the lane. The steering torque τ2 corresponding to the lateral speed V_lat is set so that no interference occurs and the driver does not feel uncomfortable.
(3) By adding the steering force τ2 based on the lateral position damping control only when the vehicle OV detects the lateral velocity V_lat in the direction deviating from the traveling lane, the vehicle OV is prevented from returning to the lane center side. Absent.
(4) When a turn signal operation is detected by the turn signal switch 61, the lateral position damping control is stopped, so that when the driver deliberately departs from the lane, interference does not easily occur and a sense of incongruity is given. There is no.

次に、本発明を適用した車線逸脱防止制御装置の参考例について説明する。なお、上述した実施例1と実質的に同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
参考例の車線逸脱防止制御装置は、実施例1の車線逸脱防止制御ユニット100に代えて、以下説明する車線逸脱防止制御ユニット200を備えている。
車線逸脱防止制御ユニット200は、実施例1の車線逸脱防止制御ユニット100における横速度制御操舵力算出手段150に代えて、以下説明するゲイン補正手段210、逸脱判定手段220、閾値補正手段230等を備えている。
Next, a reference example of a lane departure prevention control apparatus to which the present invention is applied will be described. In addition, about the location substantially the same as Example 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and a difference is mainly demonstrated.
The lane departure prevention control device of the reference example includes a lane departure prevention control unit 200 described below instead of the lane departure prevention control unit 100 of the first embodiment.
The lane departure prevention control unit 200 includes, in place of the lateral speed control steering force calculation means 150 in the lane departure prevention control unit 100 of the first embodiment, a gain correction means 210, a departure determination means 220, a threshold value correction means 230, and the like described below. I have.

ゲイン補正手段210は、横速度検出手段140が検出する自車両OVの対車線横速度V_latに応じて、偏差制御操舵力算出手段130の3次制御のゲインを補正するものである。
図6は、ゲイン補正手段210によりゲインを補正した際の偏差ΔXに対する操舵トルクτの変化を示すグラフである。
ゲイン補正手段210は、横速度V_latの増加に応じて3次制御のゲインを、G0からG1へ、さらにG1からG2へと増加させる。その結果、図6に示すように、操舵トルクτも大きくなり、特に偏差ΔXが大きい領域では操舵トルクτの増大が顕著となる。
The gain correction unit 210 corrects the gain of the tertiary control of the deviation control steering force calculation unit 130 according to the in-lane lateral speed V_lat of the host vehicle OV detected by the lateral speed detection unit 140.
FIG. 6 is a graph showing a change in the steering torque τ with respect to the deviation ΔX when the gain is corrected by the gain correction unit 210.
The gain correction unit 210 increases the gain of the tertiary control from G0 to G1, and further from G1 to G2 in accordance with the increase in the lateral speed V_lat. As a result, as shown in FIG. 6, the steering torque τ also increases, and the increase in the steering torque τ becomes remarkable particularly in the region where the deviation ΔX is large.

逸脱判定手段220は、目標走行位置Xcと自車両の横位置Xeとの偏差ΔXが、所定の閾値を超えた場合に自車両の逸脱を判定するものである。逸脱判定が成立した場合は、目標操舵力設定手段160は、例えば目標操舵トルクτの中に周期的にオンオフされるパルス状の成分τpを含ませることによって、ステアリングホイール11を振動させ、ドライバに逸脱を知らせる警報制御を行う。   The departure determination unit 220 determines the departure of the host vehicle when the deviation ΔX between the target travel position Xc and the lateral position Xe of the host vehicle exceeds a predetermined threshold. When the departure determination is established, the target steering force setting means 160 causes the driver to vibrate the steering wheel 11 by including, for example, a pulsed component τp that is periodically turned on and off in the target steering torque τ. Perform alarm control to notify deviation.

閾値補正手段230は、横速度検出手段140が検出する自車両OVの横速度V_latに応じて、逸脱判定手段220において用いられる閾値を補正するものである。閾値補正手段230は、横速度V_latの増加に応じて、閾値をΔX0からΔX1へ、さらにΔX1からΔX2へ変更する補正を行う。
図7は、自車両横位置と逸脱判定閾値との関係を示す模式的平面図である。閾値は、横速度の増加に応じて車線中央側(目標走行位置Xc側)へシフトされ、その結果、逸脱判定が成立するタイミングは早くなる。
The threshold correction unit 230 corrects the threshold used in the departure determination unit 220 according to the lateral speed V_lat of the host vehicle OV detected by the lateral speed detection unit 140. The threshold correction unit 230 performs correction to change the threshold from ΔX0 to ΔX1 and further from ΔX1 to ΔX2 in accordance with the increase in the lateral velocity V_lat.
FIG. 7 is a schematic plan view showing the relationship between the vehicle lateral position and the deviation determination threshold value. The threshold value is shifted to the lane center side (target travel position Xc side) according to the increase in the lateral speed, and as a result, the timing at which the departure determination is established is advanced.

次に、参考例の車線逸脱防止制御装置における逸脱防止閾値及びゲインの変更制御について説明する。
図8は、逸脱防止閾値及びゲインの変更制御を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
<ステップS11:環境認識>
環境認識手段110は、自車両OVの車線内横位置として、偏差ΔX=Xc−Xeを計測する。
その後、ステップS12に進む。
Next, the departure prevention threshold value and gain change control in the lane departure prevention control device of the reference example will be described.
FIG. 8 is a flowchart showing deviation prevention threshold value and gain change control. Hereinafter, the steps will be described step by step.
<Step S11: Environmental recognition>
The environment recognition unit 110 measures the deviation ΔX = Xc−Xe as the lateral position in the lane of the host vehicle OV.
Thereafter, the process proceeds to step S12.

<ステップS12:白線内横速度計算>
横速度検出手段140は、偏差ΔXの微分値に基づいて自車両OVの車線に対する横速度V_latを算出する。
その後、ステップS13に進む。
<ステップS13:逸脱判定横位置設定>
逸脱判定手段220は、逸脱判定用の閾値である逸脱判定横位置をΔX0に設定する。
その後、ステップS14に進む。
<Step S12: Calculation of lateral speed in white line>
The lateral speed detecting means 140 calculates the lateral speed V_lat with respect to the lane of the host vehicle OV based on the differential value of the deviation ΔX.
Thereafter, the process proceeds to step S13.
<Step S13: Deviation determination lateral position setting>
The departure determination means 220 sets the departure determination lateral position, which is a threshold for departure determination, to ΔX0.
Thereafter, the process proceeds to step S14.

<ステップS14:ドライバ介入判断>
ゲイン補正手段210及び閾値補正手段230は、ドライバが意図的に車線を逸脱するために介入しているか否かを判断する。具体的には、ターンシグナルスイッチ61がオフであり、かつトルクセンサ23の出力が所定の閾値以下の場合には、ドライバによる介入がないものとしてステップS15に進み、その他の場合にはドライバによる介入があるものとしてステップS11に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
<Step S14: Driver Intervention Determination>
The gain correction unit 210 and the threshold correction unit 230 determine whether or not the driver is intentionally intervening to depart from the lane. Specifically, if the turn signal switch 61 is OFF and the output of the torque sensor 23 is equal to or lower than a predetermined threshold value, the process proceeds to step S15 assuming that there is no intervention by the driver, and otherwise the intervention by the driver. It returns to step S11 as there is, and the subsequent processing is repeated.

<ステップS15:車両横速度判断(1)>
ゲイン補正手段210及び閾値補正手段230は、横速度V_latが所定の横速度閾値1以上であるか判断し、横速度閾値1以上であるときはステップS16に進み、その他の場合はステップS11に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
<ステップS16:車両横速度判断(2)>
ゲイン補正手段210及び閾値補正手段230は、横速度V_latが所定の横速度閾値2以上であるか判断し、横速度閾値2以上であるときはステップS17に進み、その他の場合はステップS19に進む。ここで、横速度閾値2は、上述した横速度閾値1よりも大きく設定されている。
<Step S15: Vehicle lateral speed determination (1)>
The gain correction unit 210 and the threshold correction unit 230 determine whether or not the lateral speed V_lat is equal to or greater than a predetermined lateral speed threshold value 1. If the lateral speed threshold value is equal to or greater than 1, the process proceeds to step S16, and otherwise returns to step S11. Repeat the subsequent processing.
<Step S16: Vehicle lateral speed determination (2)>
The gain correction unit 210 and the threshold correction unit 230 determine whether or not the lateral speed V_lat is equal to or greater than the predetermined lateral speed threshold 2. If the lateral speed V_lat is greater than or equal to the lateral speed threshold 2, the process proceeds to step S17. . Here, the lateral speed threshold 2 is set larger than the lateral speed threshold 1 described above.

<ステップS17:白線横位置シフトΔX2を設定>
閾値補正手段230は、逸脱判定手段220において用いられる逸脱判定用の閾値として、初期値であるΔX0よりも車線中央側にオフセットした閾値ΔX2を設定する。この閾値ΔX2は、閾値ΔX1に対して車線中央側にオフセットされている。
逸脱判定手段220は、この閾値ΔX2を用いて逸脱判定を行う。
その後、ステップS18に進む。
<ステップS18:3次制御のゲインG2を設定>
ゲイン補正手段210は、偏差制御操舵力算出手段130において用いられる3次制御のゲインとして、初期値であるゲインG0よりも大きいゲインG2を設定する。このゲインG2は、ゲインG1に対して大きく設定されている。
偏差制御操舵力算出手段130は、このゲインG2を用いて操舵トルクτ1の算出を行う。
その後、一連の処理を終了(リターン)する。
<Step S17: Set white line horizontal position shift ΔX2>
The threshold value correction means 230 sets a threshold value ΔX2 that is offset to the lane center side from the initial value ΔX0 as the threshold value for departure determination used in the departure determination means 220. This threshold value ΔX2 is offset toward the lane center side with respect to the threshold value ΔX1.
The departure determination means 220 performs departure determination using this threshold value ΔX2.
Thereafter, the process proceeds to step S18.
<Step S18: Set gain G2 for tertiary control>
The gain correction unit 210 sets a gain G2 larger than the gain G0, which is an initial value, as the gain of the tertiary control used in the deviation control steering force calculation unit 130. The gain G2 is set larger than the gain G1.
The deviation control steering force calculation means 130 calculates the steering torque τ1 using this gain G2.
Thereafter, the series of processing is terminated (returned).

<ステップS19:白線横位置シフトΔX1を設定>
閾値補正手段230は、逸脱判定手段220において用いられる逸脱判定用の閾値として、初期値であるΔX0よりも車線中央側にオフセットした閾値ΔX1を設定する。
逸脱判定手段220は、この閾値ΔX1を用いて逸脱判定を行う。
その後、ステップS20に進む。
<ステップS20:3次制御のゲインG1を設定>
ゲイン補正手段210は、偏差制御操舵力算出手段130において用いられる3次制御のゲインとして、初期値であるゲインG0よりも大きいゲインG1を設定する。
偏差制御操舵力算出手段130は、このゲインG1を用いて操舵トルクτ1の算出を行う。
その後、一連の処理を終了(リターン)する。
<Step S19: Set white line horizontal position shift ΔX1>
The threshold correction unit 230 sets a threshold value ΔX1 that is offset toward the lane center side from the initial value ΔX0 as the threshold value for departure determination used in the departure determination unit 220.
The departure determination means 220 performs departure determination using this threshold value ΔX1.
Thereafter, the process proceeds to step S20.
<Step S20: Set the third control gain G1>
The gain correction unit 210 sets a gain G1 larger than the gain G0 that is an initial value as a gain of the tertiary control used in the deviation control steering force calculation unit 130.
The deviation control steering force calculation means 130 calculates the steering torque τ1 using this gain G1.
Thereafter, the series of processing is terminated (returned).

以上説明した参考例によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)横速度V_latの増加に応じて逸脱判定手段220における閾値を走行車線の中央側にシフトすることによって、横速度V_latが大きく逸脱までの余裕時間が短い場合には比較的車線中央側を走行している場合であっても逸脱判定を成立させることによって、逸脱判定が成立するタイミングを早め、ステアリングホイールを振動させて警報を行い、車線逸脱を防止することができる。
(2)横速度V_latの増加に応じて走行車線からの逸脱を防止する方向への3次制御の操舵トルク設定用のゲインを増加補正することによって、横速度V_latが大きく逸脱までの余裕時間が短い場合には復元方向へ大きな操舵トルクを付与し、車線逸脱を防止することができる。
According to the reference example described above, the following effects can be obtained.
(1) By shifting the threshold value in the departure determination means 220 to the center side of the traveling lane according to the increase in the lateral speed V_lat, when the lateral speed V_lat is large and the margin time until the departure is short, the lane center side is relatively Even when the vehicle is running, by establishing departure judgment, the timing at which departure judgment is established can be advanced, the steering wheel can be vibrated, an alarm can be issued, and lane departure can be prevented.
(2) By increasing and correcting the steering torque setting gain for the tertiary control in the direction to prevent the departure from the driving lane according to the increase in the lateral speed V_lat, the marginal time until the lateral speed V_lat is greatly increased If it is short, a large steering torque can be applied in the restoring direction to prevent lane departure.

(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)車線逸脱防止制御装置の構成及び制御の内容は、上述した実施例1の構成に限らず、適宜変更することができる。例えば、実施例1では、横速度に比例した操舵トルクτ2を付与する構成としたが、これに限らず、横速度の増加に応じて操舵力が得られる構成であれば他の構成としてもよい。例えば、横速度の2次以上の累乗値に比例した操舵力を付与するようにしてもよい
(2)実施例では、車線認識手段はステレオカメラを用いて車線形状を検出しているが、本発明はこれに限らず、例えばナビゲーション装置等のために準備された地図データ及び自車位置の測位情報に基づいて車線形状を検出するようにしてもよい。
(3)操舵機構に操舵トルクを付与するアクチュエータの構成は、実施例1のようなコラムアシストタイプのものに限らず、例えば、ステアリングシャフトに接続されたピニオン軸を駆動するピニオンアシストタイプ、ステアリングシャフトに接続されたピニオンと独立したピニオンを駆動するダブルピニオンタイプ、ステアリングラック自体を直進方向に駆動するラック直動タイプ等であってもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) The configuration of the lane departure prevention control device and the content of the control are not limited to the configuration of the first embodiment described above, but can be changed as appropriate. For example, in the first embodiment, the steering torque τ2 proportional to the lateral speed is applied. However, the present invention is not limited to this, and other configurations may be used as long as the steering force can be obtained according to the increase in the lateral speed. . For example, a steering force proportional to the second or higher power value of the lateral speed may be applied .
(2) the actual Example 1, although the lane recognition means detects the lane shape using a stereo camera, the present invention is not limited to this, for example, map data and the host vehicle that has been prepared for the navigation system etc. You may make it detect a lane shape based on the positioning information of a position.
(3) The configuration of the actuator that applies the steering torque to the steering mechanism is not limited to the column assist type as in the first embodiment . For example, a pinion assist type that drives a pinion shaft connected to the steering shaft, a steering shaft A double pinion type that drives a pinion that is independent of the pinion connected to the rack, a rack direct acting type that drives the steering rack itself in a straight traveling direction, and the like may be used.

本発明を適用した車線逸脱防止制御装置の実施例1を含む車両のシステム構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the system configuration | structure of the vehicle containing Example 1 of the lane departure prevention control apparatus to which this invention is applied. 自車両及び走行車線の平面的配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the planar arrangement | positioning of the own vehicle and a driving lane. 実施例1の車線逸脱防止制御装置における横位置ダンピング制御の効果を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the effect of the lateral position damping control in the lane departure prevention control apparatus of Example 1. FIG. 実施例1の車線逸脱防止制御装置における横位置ダンピング制御を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating lateral position damping control in the lane departure prevention control device according to the first embodiment. 本発明を適用した車線逸脱防止制御装置の参考例を含む車両のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the vehicle containing the reference example of the lane departure prevention control apparatus to which this invention is applied. 参考例の車線逸脱防止制御装置で3次制御のゲインを補正した際の偏差に対する操舵トルクの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the steering torque with respect to the deviation at the time of correcting the gain of tertiary control with the lane departure prevention control device of a reference example . 参考例の車線逸脱防止制御装置における自車両横位置と逸脱判定閾値との関係を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the relationship between the own vehicle side position and the departure determination threshold value in the lane departure prevention control apparatus of a reference example . 参考例の車線逸脱防止制御装置における逸脱防止閾値及びゲインの変更制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows change control of the departure prevention threshold value and gain in the lane departure prevention control apparatus of a reference example .

符号の説明Explanation of symbols

10 操舵機構 11 ステアリングホイール
12 ステアリングシャフト 13 ステアリングギアボックス
14 タイロッド FW 前輪
H ハウジング
20 電動パワーステアリング(EPS)制御ユニット
21 電動アクチュエータ 22 舵角センサ
23 トルクセンサ 30 操安制御ユニット
31 ハイドロリックコントロールユニット(HCU)
32 車速センサ 33 ヨーレートセンサ
34 横加速度(横G)センサ 40 エンジン制御ユニット
50 トランスミッション制御ユニット
60 車両統合ユニット 61 ターンシグナルスイッチ
100 車線逸脱防止制御ユニット
110 環境認識手段 120 自車進行路推定手段
130 偏差制御操舵力算出手段 140 横速度検出手段
150 横速度制御操舵力算出手段
160 目標操舵力設定手段 170 操舵力制御手段
200 車線逸脱防止制御ユニット
210 ゲイン補正手段 220 逸脱判定手段
230 閾値補正手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Steering mechanism 11 Steering wheel 12 Steering shaft 13 Steering gear box 14 Tie rod FW Front wheel H Housing 20 Electric power steering (EPS) control unit 21 Electric actuator 22 Steering angle sensor 23 Torque sensor 30 Steering control unit 31 Hydraulic control unit (HCU) )
32 Vehicle speed sensor 33 Yaw rate sensor 34 Lateral acceleration (lateral G) sensor 40 Engine control unit 50 Transmission control unit 60 Vehicle integration unit 61 Turn signal switch 100 Lane departure prevention control unit 110 Environment recognition means 120 Own vehicle travel path estimation means 130 Deviation control Steering force calculation means 140 Lateral speed detection means 150 Lateral speed control steering force calculation means 160 Target steering force setting means 170 Steering force control means 200 Lane departure prevention control unit 210 Gain correction means 220 Deviation determination means 230 Threshold correction means

Claims (3)

自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵力を付与する車線逸脱防止制御装置において、
前記走行車線に対する自車両の横速度を検出する横速度検出手段と、
前記走行車線内に設定した目標横位置と自車両の横位置との偏差を積分することにより、前記走行車線からの逸脱を防止する方向へ第1の操舵力を設定する第1の操舵力設定手段と、
前記横速度に基づいて前記走行車線からの逸脱を防止する方向へ第2の操舵力を設定する第2の操舵力設定手段と、
前記第1の操舵力と前記第2の操舵力に基づいて前記操舵機構に操舵力を付与する操舵力制御手段とを備え、
前記操舵力制御手段は、自車両が前記走行車線から逸脱する方向の前記横速度を検出した場合にのみ前記第1の操舵力と前記第2の操舵力とに基づいて前記操舵力を付加すること
特徴とする車線逸脱防止制御装置。
In the lane departure prevention control device for applying a steering force to the steering mechanism so as to prevent the departure from the traveling lane of the host vehicle,
Lateral speed detecting means for detecting the lateral speed of the host vehicle with respect to the travel lane;
A first steering force setting that sets a first steering force in a direction that prevents deviation from the traveling lane by integrating the deviation between the target lateral position set in the traveling lane and the lateral position of the host vehicle. Means,
Second steering force setting means for setting a second steering force in a direction to prevent deviation from the travel lane based on the lateral speed;
Steering force control means for applying a steering force to the steering mechanism based on the first steering force and the second steering force ;
The steering force control means adds the steering force based on the first steering force and the second steering force only when the vehicle detects the lateral speed in a direction deviating from the travel lane. about
Lane departure prevention control apparatus according to claim.
前記操舵力制御手段は、自車両が前記車線の中央部を走行中である場合に、前記第2の操舵力に基づく操舵力の付与を中止し、前記第1の操舵力に基づいて操舵力を付与すること
を特徴とする請求項1に記載の車線逸脱防止制御装置。
The steering force control means stops applying the steering force based on the second steering force when the host vehicle is traveling in the center of the lane, and controls the steering force based on the first steering force. The lane departure prevention control device according to claim 1, wherein:
運転者によるターンシグナル操作を検出するターンシグナル操作検出手段を備え、
前記操舵力制御手段は、前記ターンシグナル操作が検出された場合には前記第2の操舵力に基づいた前記操舵力の付与を中止すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車線逸脱防止制御装置
Provided with a turn signal operation detecting means for detecting a turn signal operation by a driver,
The steering force control unit, when the turn signal operation is detected according to claim 1 or claim 2, characterized in that to stop the application of the steering force based on the second steering force Lane departure prevention control device .
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