JP5359152B2 - Steering control device - Google Patents
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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ものである。 The present invention relates to a steering control device that performs steering control of a vehicle.
従来、車両の操舵制御を行うものとして、例えば特開平10−167100号公報に記載されるように、車両より前方注視距離だけ前方の走行路上に目標位置を設定しその目標位置を走行するように操舵制御を行う装置が知られている。この装置は、走行路の曲率半径に応じて前方注視距離を可変させて適切な操舵制御を行おうというものである。
しかしながら、上述した装置にあっても、適切に操舵制御を行うことが困難な場合がある。例えば、車両の位置が左右にずれて目標位置に対するオフセット量が大きい場合とオフセット量が大きくない場合に、前方注視距離を同じ距離に設定して操舵制御を実行すると、オフセット量が大きい場合には操舵制御によってハンドルの操舵量が大きくなり運転者が違和感を覚えることとなる。 However, even in the above-described apparatus, it may be difficult to perform appropriate steering control. For example, when the vehicle position is shifted to the left and right and the offset amount with respect to the target position is large and when the offset amount is not large, if the steering control is executed with the same gaze distance set to the front, the offset amount is large. The steering amount of the steering wheel is increased by the steering control, and the driver feels uncomfortable.
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、車両のオフセットが大きい場合でも適切な操舵制御が行える操舵制御装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a steering control device that can perform appropriate steering control even when the offset of the vehicle is large.
すなわち、本発明に係る操舵制御装置は、車両の進行方向前方に目標位置を設定しその目標位置を車両が走行するように操舵制御を行う操舵制御装置において、前記車両の車線中心位置からのオフセット量を検出するオフセット検出手段と、前記オフセット量が大きいほど前記車両から離れた位置に前記目標位置を設定する設定手段と、前記車両の運転者のハンドル操作による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段とを備え、前記設定手段は、ハンドル操作による操舵トルクが操舵制御における制御トルクの方向と異なり、かつ、予め設定される所定値以上である場合に、前記操舵トルクが大きいほど前記車両から離れた位置に前記目標位置を設定するように構成される。 That is, the steering control device according to the present invention is a steering control device that sets a target position in front of the traveling direction of the vehicle and performs steering control so that the vehicle travels in the target position, and the offset from the lane center position of the vehicle. Offset detecting means for detecting the amount, setting means for setting the target position at a position farther from the vehicle as the offset amount increases, and steering torque detecting means for detecting steering torque by a steering operation of the driver of the vehicle The setting means is further away from the vehicle when the steering torque is larger when the steering torque by the steering wheel operation is different from the direction of the control torque in the steering control and is equal to or larger than a predetermined value. The target position is set to a position .
この発明によれば、車両のオフセット量が大きいほど車両から離れた位置に目標位置を設定することにより、車両を操舵制御によって車線中心位置に戻す際、オフセット量が大きい場合に制御トルクが大きく設定されることが抑制され、操舵制御によって車両の運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。また、ハンドル操作による操舵トルクが操舵制御における制御トルクの方向と異なり、かつ、予め設定される所定値以上である場合に、操舵トルクが大きいほど車両から離れた位置に前記目標位置を設定することにより、運転者が意図的に車両を車線中心位置から離れるようにハンドル操作している際、違和感を覚えることを抑制することができる。 According to the present invention, when the offset amount of the vehicle is returned to the lane center position by the steering control by setting the target position at a position farther from the vehicle as the offset amount of the vehicle is larger, the control torque is set to be larger when the offset amount is larger. It is possible to prevent the driver of the vehicle from feeling uncomfortable by the steering control. Further, when the steering torque by the steering wheel operation is different from the direction of the control torque in the steering control and is equal to or larger than a predetermined value set in advance, the target position is set at a position farther from the vehicle as the steering torque is larger. Thus, when the driver intentionally operates the steering wheel so as to leave the vehicle away from the center position of the lane, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
本発明によれば、車両のオフセットが大きい場合でも操舵制御によって運転者が違和感を覚えることを抑制でき、適切な操舵支援が行える。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the offset of a vehicle is large, it can suppress that a driver | operator feels uncomfortable by steering control, and appropriate steering assistance can be performed.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に本発明の第一実施形態に係る操舵制御装置の概略構成図を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a steering control device according to a first embodiment of the present invention.
本実施形態に係る操舵制御装置1は、走行路である車線の中央位置に車両の位置を維持する車線維持(レーンキープ)制御を行い、車両が車線逸脱した際に操舵支援を行うものである。例えば、この操舵制御装置1は、車両の進行方向前方に目標位置を設定しその目標位置を車両が走行するように操舵制御を実行する。 The steering control device 1 according to the present embodiment performs lane keeping (lane keeping) control that maintains the position of the vehicle at the center position of the lane that is the travel path, and performs steering assistance when the vehicle deviates from the lane. . For example, the steering control device 1 sets a target position in front of the traveling direction of the vehicle and executes steering control so that the vehicle travels at the target position.
図1に示すように、操舵制御装置1は、操舵制御すべき車両に搭載され、撮像部2、車速検出部3、操舵トルク検出部4、ECU(Electronic Control Unit)5、操舵アクチュエータ6を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the steering control device 1 is mounted on a vehicle to be steering controlled, and includes an
撮像部2は、車両の進行方向前方を撮像する撮像手段として機能するものであり、例えばCCDカメラなどが用いられる。撮像部2で撮像された画像情報はECU5に入力される。車速検出部3は、車両の走行速度を検出する車速検出手段として機能するものであり、例えば車速センサが用いられる。
The
操舵トルク検出部4は、車両の運転者によるハンドル操作の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段として機能するものであり、例えば操舵力伝達系統に設けられるトルクセンサが用いられる。
The
ECU5は、操舵制御装置1全体の制御処理を行うものであり、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を含むコンピュータを主体として構成されている。ECU5は、操舵制御における目標位置を設定する設定手段として機能する。目標位置は、車両の進行方向前方に設定され、車両が走行する目標の位置となるものであって、前方注視時間又は前方注視距離と称されるものである。この目標位置は、例えば車速が速いほど大きい値、即ち車両から遠く離れた位置に設定される。また、目標位置は、車両の車線中心位置からのオフセット量が大きいほど車両から離れた位置に設定される。
The ECU 5 performs control processing of the entire steering control device 1 and is mainly configured by a computer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), for example. The
また、ECU5は、車両の車線中心位置からのオフセット量を検出するオフセット検出手段として機能する。例えば、ECU5は、撮像部2の画像信号を入力し、その撮像画像を画像処理することにより、走行路の白線認識を行い、その白線との位置関係に基づいて車両のオフセット量を検出する。
The
また、ECU5は、操舵制御トルクを演算し、操舵アクチュエータ6に操舵制御トルクに応じた制御信号を出力する操舵制御手段として機能する。例えば、次の式(1)により目標ヨー角速度γが演算され、式(2)により目標横加速度gが演算され、その目標横加速度gに応じた操舵制御トルクが演算される。
The
γ=(2/V・T2)・D+(2/T)・θ …(1) γ = (2 / V · T 2 ) · D + (2 / T) · θ (1)
g=V・γ …(2) g = V · γ (2)
式(1)、(2)において、Dは車両のオフセット量、Vは車速、Tは前方注視時間(目標位置)、θは車両のヨー角である。オフセット量Dは、例えば、白線認識を行って車線に対する車両の位置を演算することにより検出される。車速Vは、車速検出部3の出力信号に基づくものが用いられる。ヨー角θは、白線と車両の進行方向とのなす角により演算されるものが用いられる。前方注視時間Tは、オフセット量に応じて演算されるものが用いられる。
In equations (1) and (2), D is the offset amount of the vehicle, V is the vehicle speed, T is the forward gaze time (target position), and θ is the yaw angle of the vehicle. The offset amount D is detected, for example, by performing white line recognition and calculating the position of the vehicle with respect to the lane. A vehicle speed V based on the output signal of the
操舵アクチュエータ6は、ECU5の制御信号に応じて作動し、車両の操舵力伝達系に制御トルクを与えるアクチュエータであり、例えば操舵力伝達系のラックに制御トルクを与えるモータが用いられる。この操舵アクチュエータ6は、車両の操舵力伝達系に制御トルクを与えられるものであれば、ラックアシスト式のものでなくてもよく、コラムアシスト式その他の形式のものであってもよい。
The
図2、3は、本実施形態に係る操舵制御装置における目標位置の演算マップの一例を示したものである。 2 and 3 show an example of a calculation map of the target position in the steering control device according to the present embodiment.
図2に示すように、操舵制御装置1において、操舵制御における目標位置(前方注視時間又は前方注視距離)は、車両のオフセット量が大きくなるほど、大きい値とされ、車両から遠く離れるように演算され設定される。なお、操舵制御における目標位置は、車両のオフセット量が大きくなるほど車両から遠くなるように設定されていれば、図2に示すようなオフセット−目標位置の特性に限られるものではない。例えば、目標位置特性は、曲線を含んで設定されてもよいし、オフセット量に応じて段階的に変化するものであってもよい。 As shown in FIG. 2, in the steering control device 1, the target position (front gaze time or front gaze distance) in the steering control is set to a larger value as the vehicle offset amount increases, and is calculated so as to be farther from the vehicle. Is set. Note that the target position in the steering control is not limited to the offset-target position characteristic as shown in FIG. 2 as long as the offset amount of the vehicle is set so as to be farther from the vehicle. For example, the target position characteristic may be set so as to include a curve, or may be changed stepwise according to the offset amount.
また、図3に示すように、操舵制御装置1において、車両の運転者のハンドル操作による操舵トルクが操舵制御における制御トルクの方向と異なり、かつ、予め設定される所定値以上である場合に、その操舵トルクが大きいほど目標位置を大きい値とし、車両から遠く離れるように演算し設定することが好ましい。この場合、操舵制御における目標位置は、操舵トルクが大きいほど車両から遠くなるように設定されていれば、図3に示すような操舵トルク−目標位置の特性に限られるものではない。例えば、目標位置特性は、曲線を含んで設定されてもよいし、操舵トルクに応じて段階的に変化するものであってもよい。 Further, as shown in FIG. 3, in the steering control device 1, when the steering torque by the steering operation of the driver of the vehicle is different from the direction of the control torque in the steering control and is equal to or larger than a predetermined value, It is preferable that the target position is set to a larger value as the steering torque is larger, and is calculated and set so as to be far away from the vehicle. In this case, the target position in the steering control is not limited to the characteristic of the steering torque-target position as shown in FIG. 3 as long as the target position is set to be farther from the vehicle as the steering torque is larger. For example, the target position characteristic may be set so as to include a curve, or may be changed stepwise according to the steering torque.
図4は、本実施形態に係る操舵制御装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the steering control device according to the present embodiment.
図4における一連の制御処理は、例えば、ECU5により所定の周期で繰り返し実行される。まず、図4のS10に示すように、センサ読み込み処理が行われる。センサ読み込み処理は、撮像部2、車速検出部3、操舵トルク検出部4の撮像画像信号、検出信号を読み込む処理である。
A series of control processes in FIG. 4 are repeatedly executed by the
そして、S12に移行し、オフセット演算処理が行われる。オフセット演算処理は、車両の車線中央位置からのオフセット量を演算する処理である。例えば、撮像画像を画像処理して白線認識を行い、車線に対する車両の位置を演算することによりオフセット量が演算される。 And it transfers to S12 and an offset calculation process is performed. The offset calculation process is a process for calculating an offset amount from the lane center position of the vehicle. For example, the offset amount is calculated by performing image processing on the captured image to recognize a white line and calculating the position of the vehicle with respect to the lane.
そして、S14に移行し、目標位置演算処理が行われる。目標位置演算処理は、操舵制御における目標位置を演算する処理である。目標位置は、車両の前方に設定され、オフセット量が大きいほど車両から離れた位置に設定される。例えば、目標位置は、まず車速に応じて演算され、オフセット量に応じて演算され設定される。さらに、車両の走行路の曲率に応じて目標位置を可変することが好ましい。この場合、走行路の曲率が大きいほど目標位置が近く設定することが好ましい。このように設定することにより、運転者に生ずる違和感を抑制して操舵制御が行える。 Then, the process proceeds to S14, and target position calculation processing is performed. The target position calculation process is a process for calculating a target position in the steering control. The target position is set in front of the vehicle, and is set at a position farther from the vehicle as the offset amount is larger. For example, the target position is first calculated according to the vehicle speed, and calculated and set according to the offset amount. Furthermore, it is preferable to vary the target position according to the curvature of the vehicle travel path. In this case, it is preferable that the target position is set closer as the curvature of the travel path increases. By setting in this way, steering control can be performed while suppressing the uncomfortable feeling that occurs to the driver.
そして、S16に移行し、目標横加速度演算処理が行われる。目標横加速度演算処理は、現在の車両の走行状態において、車両が目標位置を走行するための目標横加速度を演算する処理である。この目標横加速度演算処理は、例えば、上述した式(1)、(2)を用いて行えばよい。 Then, the process proceeds to S16, and a target lateral acceleration calculation process is performed. The target lateral acceleration calculation process is a process for calculating a target lateral acceleration for the vehicle to travel the target position in the current traveling state of the vehicle. This target lateral acceleration calculation processing may be performed using, for example, the above-described equations (1) and (2).
そして、S18に移行し、制御トルク演算処理が行われる。制御トルク演算処理は、操舵制御として操舵力伝達系に与える制御トルク(アシストトルク)を演算する処理である。制御トルクは、目標横加速度に応じて演算される。そして、S20に移行し、制御トルクに応じた制御信号が操舵アクチュエータ6に出力されて、操舵制御処理が行われる。このS20の操舵制御処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。
And it transfers to S18 and a control torque calculation process is performed. The control torque calculation process is a process of calculating a control torque (assist torque) given to the steering force transmission system as steering control. The control torque is calculated according to the target lateral acceleration. Then, the process proceeds to S20, where a control signal corresponding to the control torque is output to the
以上のように、本実施形態に係る操舵制御装置1によれば、図5に示すように、車両Mのオフセット量Dが大きいほど車両Mから離れた位置に目標位置pが設定される。このため、近い位置p1に目標位置が設定される場合と比べて、車両Mを操舵制御によって車線中心位置Oに戻すための制御トルクが小さくなり、車両Mが緩やかに車線中心位置Oに戻されることとなる。このため、操舵制御により車両の運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。 As described above, according to the steering control device 1 according to the present embodiment, the target position p is set at a position farther from the vehicle M as the offset amount D of the vehicle M is larger, as shown in FIG. For this reason, compared with the case where the target position is set at the close position p1, the control torque for returning the vehicle M to the lane center position O by the steering control is reduced, and the vehicle M is gradually returned to the lane center position O. It will be. For this reason, it can suppress that the driver | operator of a vehicle feels uncomfortable by steering control.
また、本実施形態に係る操舵制御装置1において、運転者のハンドル操作による操舵トルクが操舵制御による制御トルクの方向と異なり、かつ、予め設定される所定値以上である場合に、操舵トルクが大きいほど車両から離れた位置に目標位置が設定される。これにより、運転者が意図的に車両を車線中心位置から離れるようにハンドル操作している際に、違和感を覚えることを抑制することができる。 In the steering control device 1 according to the present embodiment, the steering torque is large when the steering torque by the driver's steering operation is different from the direction of the control torque by the steering control and is equal to or larger than a predetermined value. The target position is set at a position far away from the vehicle. Thereby, when the driver intentionally operates the steering wheel so as to leave the vehicle away from the center position of the lane, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
なお、上述した実施形態は本発明に係る操舵制御装置の一例を説明したものであり、本発明に係る操舵制御装置は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る操舵制御装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る操舵制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。例えば、上述の本実施形態では、車両の前方に目標位置を設定し車両が前進する際の操舵制御に適用した場合について説明したが、車両が後退する際の操舵制御に適用してもよい。この場合、車両の進行方向前方、すなわち車両の後方に目標位置を設定して操舵制御を行えばよい。 The embodiment described above is an example of the steering control device according to the present invention, and the steering control device according to the present invention is not limited to the one described in the present embodiment. The steering control device according to the present invention may be a modification of the steering control device according to the embodiment or application to other devices without changing the gist described in each claim. For example, in the above-described embodiment, the case where the target position is set in front of the vehicle and applied to the steering control when the vehicle moves forward is described, but the present invention may be applied to the steering control when the vehicle moves backward. In this case, the steering control may be performed by setting the target position in the forward direction of the vehicle, that is, in the rear of the vehicle.
1…操舵制御装置、2…撮像部、3…車速検出部、4…ECU、5…操舵アクチュエータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering control apparatus, 2 ... Imaging part, 3 ... Vehicle speed detection part, 4 ... ECU, 5 ... Steering actuator.
Claims (1)
前記車両の車線中心位置からのオフセット量を検出するオフセット検出手段と、
前記オフセット量が大きいほど前記車両から離れた位置に前記目標位置を設定する設定手段と、
前記車両の運転者のハンドル操作による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
を備え、
前記設定手段は、ハンドル操作による操舵トルクが操舵制御における制御トルクの方向と異なり、かつ、予め設定される所定値以上である場合に、前記操舵トルクが大きいほど前記車両から離れた位置に前記目標位置を設定することを特徴とする操舵制御装置。 In a steering control device that performs steering control so that a target position is set in front of the traveling direction of the vehicle and the vehicle travels through the target position,
Offset detecting means for detecting an offset amount from a lane center position of the vehicle;
Setting means for setting the target position at a position farther from the vehicle as the offset amount is larger;
Steering torque detection means for detecting steering torque by a steering operation of a driver of the vehicle;
Equipped with a,
When the steering torque by the steering operation is different from the direction of the control torque in the steering control and is equal to or greater than a predetermined value set in advance, the setting means increases the steering torque to a position farther from the vehicle. A steering control device characterized by setting a position .
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