JP6074976B2 - Lane maintenance support device - Google Patents
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Description
本発明は、車線維持支援装置に関する。 The present invention relates to a lane keeping assist device.
下記特許文献1には、車線の中心位置との横ずれ量が大きいほど、モータによりステアリングシャフトに発生させるアシストトルクを大きくする車線維持支援装置が開示されている。この車線維持支援装置において、ドライバの操舵により横ずれ量が低減しているときにはアシストトルクを減少させている。
しかしながら上記従来技術にあっては、横ずれ量が低減してからアシストトルクを減少させるようにしているため、強いアシストトルクが作用しているときにドライバが操舵力を緩めた場合、ステアリングホイールが急に回転することとなりドライバに違和感を与えてしまうおそれがある。またステアリングホイールの急な回転により車両挙動が急変するためドライバに違和感を与えてしまうおそれがある。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、車線維持支援制御時にドライバが操舵力を緩めたときのドライバの違和感を抑制する車線維持支援装置を提供することである。
However, in the above prior art, the assist torque is reduced after the lateral deviation amount is reduced. Therefore, when the driver loosens the steering force when the strong assist torque is applied, the steering wheel suddenly Will cause the driver to feel uncomfortable. Further, since the vehicle behavior changes suddenly due to a sudden rotation of the steering wheel, the driver may feel uncomfortable.
The present invention pays attention to the above problem, and an object of the present invention is to provide a lane keeping assist device that suppresses the driver's uncomfortable feeling when the driver loosens the steering force during the lane keeping assist control. .
上述の目的を達成するため、本発明では、走行車線に対する自車両の横変位に応じた付加反力指令値を演算し、この付加反力指令値に応じて操舵反力アクチュエータを制御し、付加反力指令値の方向と操舵の方向とが同方向である場合にのみ、付加反力指令値を減少させるための補正値を演算するようにした。 To achieve the above object, the present invention additionally calculates a reaction force command value corresponding to the lateral displacement of the vehicle with respect to the traffic lane, controls the steering reaction force actuator in accordance with the additional reaction force command value, additional only when the direction of the reaction force command value and the direction of the steering in the same direction, and so as to calculate a correction value for reducing-added reaction force command value.
よって本発明においては、車線維持支援制御時にドライバが操舵力を緩めたときのドライバの違和感を抑制することができる。 Therefore, in the present invention, it is possible to suppress the driver's uncomfortable feeling when the driver relaxes the steering force during the lane keeping assist control.
〔実施例1〕
[全体構成]
図1は操舵機構の全体システム図である。実施例1の操舵機構は、ドライバにより操舵力が入力されるステアリングホイール1と、ステアリングホイール1に接続したステアリングシャフト2と、ステアリングシャフト2の先端に接続されたピニオン3と、ピニオン3と噛み合うラック4と、ラック4にピニオン5を介して接続して転舵トルクを付与する転舵モータ6と、ラック4の両端に接続されたタイロッド7と、タイロッド7に取り付けられた操向輪8とを有している。
[Example 1]
[overall structure]
FIG. 1 is an overall system diagram of the steering mechanism. The steering mechanism according to the first embodiment includes a
また操舵機構の制御系として、ステアリングホイール1の操舵角θhを検出する操舵角センサ9と、自車両の車速Vを検出する車速センサ10と、車外を撮影するカメラ11と、転舵モータ6の出力トルクを検出する転舵モータトルクセンサ12と、自車両が走行車線を維持するようにステアリングホイール1に作用する操舵反力トルクに付加する付加反力トルクを制御する車線維持支援コントローラ13と、転舵モータ6を制御する操舵コントローラ14とを有している。
As a control system of the steering mechanism, a
転舵モータ6は、通常、ドライバによりステアリングホイール1に入力された操舵力と同方向にトルクを付与することで、ドライバの操舵力を低減する操舵支援を行うことを主な機能としている。実施例1ではこの機能に加えて、自車両が走行車線からはみ出しそうなったときには、ドライバの操舵力の方向に関わらず自車両を走行車線中央に戻すようにトルクを出力する。つまり、転舵モータ6によってステアリングホイール1に作用する反力の大きさを可変にすることができる。
The main function of the steered
カメラ11は画像処理機能を有しており、自車両前方を撮影した画像から走行車線幅Wlane、自車両の走行車線に対するヨー角δ、自車両の走行車線中央からの横変位X、走行車線の曲率ρを検出する。横変位Xは走行車線中央に対して右側が正の値、左側が負の値として検出される。
車線維持支援コントローラ13は、カメラ11が検出した走行車線幅Wlane、ヨー角δ、横変位X、曲率ρと、操舵コントローラ14を介して車速センサ10が検出した車速Vと、転舵モータトルクセンサ12が検出した転舵モータトルクTtを入力する。そしてこれらの入力値に基づいて、付加反力トルク指令値N*を演算する。
The
The lane keeping
付加反力トルク指令値N*は、自車両が走行車線からはみ出しそうになったときに、ドライバに走行車線中央に自車両を戻す方向へ操舵を促すようにステアリングホイール1に作用させる反力を示す。この付加反力トルク指令値N*に基づいて、転舵モータ6によりステアリングホイール1に作用する反力を制御する。実際には、車線維持支援コントローラ13で演算した付加反力トルク指令値N*を操舵コントローラ14に入力して、操舵コントローラ14によって転舵モータ6を制御する。
The additional reaction force torque command value N * is a reaction force that acts on the
操舵コントローラ14は、車速センサ10が検出した車速Vと、転舵モータトルクセンサ12が検出した転舵モータトルクTtと、車線維持支援コントローラを介してカメラ11が検出したヨー角δ、横変位X、曲率ρおよび付加反力トルク指令値N*を入力する。
The
[車線維持支援制御処理]
図2は車線維持支援コントローラ13において行われる制御の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、各センサ値を読み込みステップS2へ移行する。
[Lane maintenance support control processing]
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of control performed in the lane keeping
In step S1, each sensor value is read and the process proceeds to step S2.
ステップS2では、右逸脱横変位偏差ΔXRを算出してステップS3へ移行する。右逸脱横変位偏差ΔXRは、走行車線右側のレーンマーカに対する自車両の逸脱量を示している。右逸脱横変位偏差ΔXRは次の式(1)によって求められる。
ΔXR = X - XR* (ただし、ΔXR≧0)…(1)
ここでXR*は車線右側への逸脱に対して設定される横変位閾値であり、次の式(2)によって求められる。
XR* = (Wlane/2) - (Wcar/2) - Xoffset … (2)
ここでWcarは自車両の車幅、Xofsetはレーンマーカ位置に対する余裕代である。
In step S2, the right deviation lateral displacement deviation ΔXR is calculated, and the process proceeds to step S3. The right deviation lateral displacement deviation ΔXR indicates the deviation amount of the host vehicle with respect to the lane marker on the right side of the traveling lane. The right deviation lateral displacement deviation ΔXR is obtained by the following equation (1).
ΔXR = X-XR * (However, ΔXR ≧ 0) ... (1)
Here, XR * is a lateral displacement threshold value set for the deviation to the right side of the lane, and is obtained by the following equation (2).
XR * = (Wlane / 2)-(Wcar / 2)-Xoffset… (2)
Here, Wcar is the vehicle width of the host vehicle, and Xofset is a margin for the lane marker position.
図3は右逸脱横変位偏差ΔXRを示すグラフである。図3に示すように、横変位Xが横変位閾値XR*以下では右逸脱横変位偏差ΔXRは0(ゼロ)であるが、横変位Xが横変位閾値XR*を越えると、横変位Xが大きくなるほど右逸脱横変位偏差ΔXRも大きくなるように設定される。 FIG. 3 is a graph showing the right deviation lateral displacement deviation ΔXR. As shown in FIG. 3, when the lateral displacement X is equal to or less than the lateral displacement threshold XR *, the right deviation lateral displacement deviation ΔXR is 0 (zero), but when the lateral displacement X exceeds the lateral displacement threshold XR *, the lateral displacement X is The larger the deviation is, the larger the right deviation lateral displacement deviation ΔXR is.
ステップS3では、左逸脱横変位偏差ΔXLを算出してステップS4へ移行する。左逸脱横変位偏差ΔXLは、走行車線左側のレーンマーカに対する自車両の逸脱量を示している。左逸脱横変位偏差ΔXLは次の式(3)によって求められる。
ΔXL = X - XL* (ただし、ΔXL≦0)…(3)
ここでXL*は車線右側への逸脱に対して設定される横変位閾値であり、次の式(4)によって求められる。
XL* = - {(Wlane/2) - (Wcar/2) - Xoffset} … (4)
In step S3, a left deviation lateral displacement deviation ΔXL is calculated, and the process proceeds to step S4. The left deviation lateral displacement deviation ΔXL indicates the deviation amount of the host vehicle with respect to the lane marker on the left side of the traveling lane. The left deviation lateral displacement deviation ΔXL is obtained by the following equation (3).
ΔXL = X-XL * (However, ΔXL ≦ 0)… (3)
Here, XL * is a lateral displacement threshold value set for the deviation to the right side of the lane, and is obtained by the following equation (4).
XL * =-{(Wlane / 2)-(Wcar / 2)-Xoffset}… (4)
図4は左逸脱横変位偏差ΔXLを示すグラフである。図4に示すように、横変位Xが横変位閾値XL*以上では右逸脱横変位偏差ΔXLは0(ゼロ)であるが、横変位Xが横変位閾値XL*を下回ると、横変位Xが小さくなるほど左逸脱横変位偏差ΔXLも小さくなるように設定される。 FIG. 4 is a graph showing the left deviation lateral displacement deviation ΔXL. As shown in FIG. 4, when the lateral displacement X is greater than or equal to the lateral displacement threshold XL *, the right deviation lateral displacement deviation ΔXL is 0 (zero), but when the lateral displacement X falls below the lateral displacement threshold XL *, the lateral displacement X is The left deviation lateral displacement deviation ΔXL is set to be smaller as the distance is smaller.
ステップS4では、付加反力トルク指令値N*を算出してステップS5へ移行する。付加反力トルク指令値N*は、右逸脱反力トルク指令値NR*と左逸脱反力トルク指令値NL*とから求められる。右逸脱反力トルク指令値NR*、左逸脱反力トルク指令値NL*は次の式(5),(6)によって求められる。
NR* = (Kc_L1 × Lv_L1 × ΔXR) … (5)
NL* = (Kc_L1 × Lv_L1 × ΔXL) … (6)
ここでKc_L1は車両諸元により定めるフィードバックゲインであり、Lv_L1は車速Vに応じた補正ゲインである。
付加反力トルク指令値N*は、次の式(7)によって求められる。
N* = NR* + NL* … (7)
In step S4, an additional reaction force torque command value N * is calculated, and the process proceeds to step S5. The additional reaction force torque command value N * is obtained from the right departure reaction force torque command value NR * and the left departure reaction force torque command value NL *. The right departure reaction force torque command value NR * and the left departure reaction force torque command value NL * are obtained by the following equations (5) and (6).
NR * = (Kc_L1 × Lv_L1 × ΔXR)… (5)
NL * = (Kc_L1 × Lv_L1 × ΔXL)… (6)
Here, Kc_L1 is a feedback gain determined by vehicle specifications, and Lv_L1 is a correction gain according to the vehicle speed V.
The additional reaction force torque command value N * is obtained by the following equation (7).
N * = NR * + NL *… (7)
自車両が走行車線の内側を走行しているときにはΔXR=ΔXL=0となり、付加反力トルク指令値N*=0となる。自車両が走行車線を右側に逸脱したときにはΔXR>0、ΔXL=0となり、付加反力トルクN*>0となる。自車両が走行車線を左側に逸脱したときにはΔXR=0、ΔXL<0となり、付加反力トルクN*<0となる。付加反力トルクN*>0のときには、ステアリングホイール1を左側に回転させようとする反力は発生し、付加反力トルクN*<0のときには、ステアリングホイール1を右側に回転させようとする反力は発生する。
When the host vehicle is traveling inside the travel lane, ΔXR = ΔXL = 0, and the additional reaction force torque command value N * = 0. When the host vehicle deviates from the driving lane to the right side, ΔXR> 0 and ΔXL = 0, and the additional reaction force torque N *> 0. When the host vehicle deviates from the driving lane to the left side, ΔXR = 0 and ΔXL <0 and the additional reaction force torque N * <0. When the additional reaction torque N *> 0, a reaction force is generated to rotate the
ステップS5では、付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが同方向であるか否かを判定し、同方向であるときにはステップS6へ移行し、異方向であるときにはステップS12へ移行する。 In step S5, it is determined whether or not the direction of the additional reaction force torque command value N * and the steering direction are the same direction, the process proceeds to step S6 if the direction is the same direction, and the process proceeds to step S12 if the direction is the other direction. To do.
ステップS6では、横変位Xに応じた減少ゲインαを算出する。図5は横変位Xに応じた減少ゲインαの設定を示すマップである。図5に示すように、横変位Xの大きさが大きくなるほど減少ゲインαが大きくなるように設定される。 In step S6, a decrease gain α corresponding to the lateral displacement X is calculated. FIG. 5 is a map showing the setting of the decrease gain α according to the lateral displacement X. As shown in FIG. 5, the reduction gain α is set to increase as the lateral displacement X increases.
ステップS7では、付加反力トルク指令値N*に応じた補正ゲインβ1を算出して、ステップS8へ移行する。図6は付加反力トルク指令値N*に応じた補正ゲインβ1の設定を示すマップである。図6に示すように、付加反力トルク指令値N*の大きさが大きくなるほど補正ゲインβ1が1より大きくなるように設定される。 In step S7, a correction gain β1 corresponding to the additional reaction force torque command value N * is calculated, and the process proceeds to step S8. FIG. 6 is a map showing the setting of the correction gain β1 according to the additional reaction force torque command value N *. As shown in FIG. 6, the correction gain β1 is set to be larger than 1 as the magnitude of the additional reaction force torque command value N * increases.
ステップS8では、ヨー角δに応じた補正ゲインβ2を算出して、ステップS9へ移行する。図7はヨー角δに応じた補正ゲインβ2の設定を示すマップである。図7に示すように、ヨー角δの大きさが大きくなるほど補正ゲインβ2が1より大きくなるように設定される。 In step S8, a correction gain β2 corresponding to the yaw angle δ is calculated, and the process proceeds to step S9. FIG. 7 is a map showing the setting of the correction gain β2 according to the yaw angle δ. As shown in FIG. 7, the correction gain β2 is set to be larger than 1 as the yaw angle δ increases.
ステップS9では、路面の曲率ρに応じた補正ゲインβ3を算出して、ステップS10へ移行する。図8は曲率ρに応じた補正ゲインβ3の設定を示すマップである。図8に示すように、曲率ρの大きさが大きくなるほど補正ゲインβ3が1より小さくなるように設定される。 In step S9, a correction gain β3 corresponding to the road surface curvature ρ is calculated, and the process proceeds to step S10. FIG. 8 is a map showing the setting of the correction gain β3 according to the curvature ρ. As shown in FIG. 8, the correction gain β3 is set to be smaller than 1 as the curvature ρ increases.
ステップS10では、自車両の車速Vに応じた補正ゲインβ4を算出して、ステップS11へ移行する。図9は車速Vに応じた補正ゲインβ4の設定を示すマップである。図9に示すように、車速Vの大きさが大きくなるほど補正ゲインβ3が1より大きくなるように設定される。 In step S10, a correction gain β4 corresponding to the vehicle speed V of the host vehicle is calculated, and the process proceeds to step S11. FIG. 9 is a map showing the setting of the correction gain β4 according to the vehicle speed V. As shown in FIG. 9, the correction gain β3 is set to be larger than 1 as the vehicle speed V increases.
ステップS11では、減少ゲインα、補正ゲインβ、操舵角速度θh'に応じた付加反力トルク指令値減少処理を行う。操舵角速度θh'は、操舵角センサ9が検出した操舵角θhから求めることができる。補正ゲインβは次の式(8)によって求められる。
β = β1 ×β2 ×β3 ×β4 … (8)
また付加反力トルク指令値減少処理後の付加反力トルクN*は次の式(9)によって求められる。
N* = N* - (α × β × θh') … (9)
ステップS12では、付加反力トルクN*に基づいて転舵モータ6を制御する。
In step S11, an additional reaction force torque command value reduction process is performed according to the reduction gain α, the correction gain β, and the steering angular velocity θh ′. The steering angular velocity θh ′ can be obtained from the steering angle θh detected by the
β = β1 × β2 × β3 × β4… (8)
Further, the additional reaction force torque N * after the additional reaction force torque command value reduction process is obtained by the following equation (9).
N * = N *-(α × β × θh ')… (9)
In step S12, the steered
[車線維持支援制御動作]
図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4と進み、付加反力トルク指令値N*を算出する。自車両が走行車線の内側を走行しているときにはΔXR=ΔXL=0となり、付加反力トルク指令値N*=0となる。このためドライバの操舵を阻害することがない。一方、自車両が走行車線を右側に逸脱するとΔXR>0、ΔXL=0となり、左側に逸脱するとΔXR=0、ΔXL<0となる。つまり、逸脱量が増えるほど付加反力トルク指令値N*の大きさは大きくなり、自車両を走行車線内に戻す方向に操舵を促すように付加反力トルクを発生させるようにする。
[Lane maintenance support control operation]
In the flowchart of FIG. 2, the process proceeds from step S1 to step S2 to step S4, and an additional reaction force torque command value N * is calculated. When the host vehicle is traveling inside the travel lane, ΔXR = ΔXL = 0, and the additional reaction force torque command value N * = 0. For this reason, the steering of the driver is not hindered. On the other hand, when the own vehicle deviates from the driving lane to the right side, ΔXR> 0 and ΔXL = 0, and when the own vehicle deviates to the left side, ΔXR = 0 and ΔXL <0. That is, as the deviation amount increases, the magnitude of the additional reaction force torque command value N * increases, and the additional reaction force torque is generated so as to encourage steering in a direction to return the host vehicle to the traveling lane.
付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが同方向であるときには、ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS12と進む。
付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが同方向であるときには、ステップS6で算出した減少ゲインαに対して補正を行う補正ゲインβを求めている。補正ゲインβは1より大きくなるほど付加反力トルク指令値N*の減少量が大きくなるように補正を行う。
When the direction of the additional reaction force torque command value N * and the steering direction are the same, the process proceeds from step S5 → step S6 → step S7 → step S8 → step S9 → step S10 → step S11 → step S12.
When the direction of the additional reaction force torque command value N * and the steering direction are the same direction, a correction gain β for correcting the decrease gain α calculated in step S6 is obtained. The correction gain β is corrected so that the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * increases as the correction gain β exceeds 1.
付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが異方向であるときには、ステップS5→ステップS12と進む。
付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが異方向であるときには、付加反力トルク指令値減少処理は行わない。
When the direction of the additional reaction force torque command value N * is different from the steering direction, the process proceeds from step S5 to step S12.
When the direction of the additional reaction force torque command value N * is different from the steering direction, the additional reaction force torque command value reduction process is not performed.
[作用]
従来から走行車線に対する自車両の横変位が大きくなると、ステアリングホイールに連結したステアリングシャフトにモータにより自車両が走行車線に戻る方向にトルクを作用させるものがあった。このとき自車両の横変位が小さくなるに応じて、モータにより作用させていたトルクを小さくなるように制御していた。しかし、このように制御すると、強いトルクが作用しているときにドライバが操舵力を緩めた場合、ステアリングホイールが急に回転することとなりドライバに違和感を与えてしまうおそれがある。またステアリングホイールの急な回転により車両挙動が急変するためドライバに違和感を与えてしまうおそれがある。
[Action]
Conventionally, when the lateral displacement of the host vehicle with respect to the traveling lane increases, there is a motor that applies a torque to the steering shaft connected to the steering wheel in a direction in which the host vehicle returns to the traveling lane. At this time, as the lateral displacement of the host vehicle decreases, the torque applied by the motor is controlled to decrease. However, with this control, if the driver loosens the steering force when a strong torque is applied, the steering wheel may suddenly rotate, and the driver may feel uncomfortable. Further, since the vehicle behavior changes suddenly due to a sudden rotation of the steering wheel, the driver may feel uncomfortable.
そこで実施例1では、付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが同方向であるときには、付加反力トルク指令値N*の減少量が大きくなるようにした。付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが同方向であるときとは、ドライバの操舵方向は走行車線の逸脱を回避する方向である。同方向のときには付加反力トルク指令値N*を減少することにより、操舵時の違和感を抑制することができる。 Therefore, in the first embodiment, when the direction of the additional reaction force torque command value N * is the same as the steering direction, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * is increased. When the direction of the additional reaction force torque command value N * is the same as the steering direction, the steering direction of the driver is a direction that avoids the departure of the traveling lane. By reducing the additional reaction force torque command value N * in the same direction, it is possible to suppress a sense of discomfort during steering.
また操舵速度θh'が大きいときは、ドライバは緊急回避を行おうとしている可能性がある。その場合、付加反力トルクNが大きいと操舵を阻害するおそれがある。そこで実施例1では、操舵速度θh'が大きくなるほど付加反力トルク指令値N*の減少量が大きくなるようにした。よって、緊急回避時の操舵の阻害を抑制することができる。 When the steering speed θh ′ is high, the driver may be trying to avoid emergency. In that case, if the additional reaction force torque N is large, the steering may be hindered. Therefore, in the first embodiment, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * increases as the steering speed θh ′ increases. Therefore, it is possible to suppress the inhibition of steering during emergency avoidance.
また横変位Xが大きいときには車線変更などドライバの意思で車線逸脱させている可能性がある。その場合、付加反力トルクNが大きいと操舵を阻害するおそれがある。そこで実施例1では、横変位Xが大きくなるほど付加反力トルク指令値N*の減少量が大きくなるようにした。よって、ドライバの意思による車線逸脱時の操舵の阻害を抑制することができる。 Also, when the lateral displacement X is large, there is a possibility that the lane is deviated by the driver's intention such as changing the lane. In that case, if the additional reaction force torque N is large, the steering may be hindered. Therefore, in Example 1, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * is increased as the lateral displacement X is increased. Therefore, it is possible to suppress the inhibition of steering when the driver departs from the lane.
また付加反力トルク指令値N*が大きいときには、減少ゲインαも大きくなければ付加反力トルク指令値N*に対する減少量の割合が小さく、操舵時の違和感を十分に抑制することができない。そこで実施例1では、付加反力トルク指令値N*が大きいほど付加反力トルク指令値N*の減少量が大きくなるようにした。よって、操舵時の違和感を抑制することができる。 Further, when the additional reaction force torque command value N * is large, if the decrease gain α is not large, the ratio of the decrease amount to the additional reaction force torque command value N * is small, and the uncomfortable feeling during steering cannot be sufficiently suppressed. Therefore, in the first embodiment, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * increases as the additional reaction force torque command value N * increases. Therefore, the uncomfortable feeling at the time of steering can be suppressed.
また走行車線に対する自車両のヨー角δが大きいときには車線変更などドライバの意思で車線逸脱させている可能性がある。その場合、付加反力トルクNが大きいと操舵を阻害するおそれがある。そこで実施例1では、ヨー角δが大きくなるほど付加反力トルク指令値N*の減少量が大きくなるようにした。よって、ドライバの意思による車線逸脱時の操舵の阻害を抑制することができる。 Further, when the yaw angle δ of the host vehicle with respect to the traveling lane is large, there is a possibility that the lane is deviated by the driver's intention such as changing the lane. In that case, if the additional reaction force torque N is large, the steering may be hindered. Therefore, in the first embodiment, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * increases as the yaw angle δ increases. Therefore, it is possible to suppress the inhibition of steering when the driver departs from the lane.
また走行車線の曲率ρが大きいときには、走行車線を逸脱し易い。そこで実施例1では曲率ρが大きくなるほど付加反力トルク指令値N*の減少量が小さくなるようにした。よって、走行車線を逸脱し易い場面でも、車線逸脱を抑制した走行をすることができる。 Further, when the curvature ρ of the traveling lane is large, it is easy to deviate from the traveling lane. Therefore, in Example 1, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * is reduced as the curvature ρ increases. Therefore, it is possible to travel with the lane departure suppressed even in a scene that easily deviates from the traveling lane.
また自車両の車速Vが大きいときに操舵量が大きくなると車両挙動が不安定になるおそれがある。そこで車速Vが大きいほど付加反力トルク指令値N*の減少量が大きくなるようにした。よって、車両挙動の不安定化を抑制することができる。 Further, if the steering amount increases when the vehicle speed V of the host vehicle is high, the vehicle behavior may become unstable. Therefore, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * increases as the vehicle speed V increases. Therefore, instability of vehicle behavior can be suppressed.
[効果]
実施例1の効果について以下に列記する。
(1) ドライバにより操舵力が入力されるステアリングホイール1(操舵手段)と、ステアリングホイール1の操舵角θhを検出する操舵角センサ9と、ステアリングホイール1への操舵反力を発生させる転舵モータ6(操舵反力アクチュエータ)と、走行車線に対する自車両の横変位Xを検出するカメラ11(横変位検出手段)と、操舵角θhから操舵方向と操舵速度を求め、横変位Xに応じて転舵モータ6により発生させる操舵反力トルクを演算し、該操舵反力トルクを付加反力トルク指令値N*として転舵アクチュエータを制御し、付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向との比較に基づき、付加反力トルク指令値N*を減少させる補正値を演算する車線維持支援コントローラ13(操舵方向検出手段、操舵速度検出手段、付加反力制御手段、補正値演算手段)と、を備え、車線維持支援コントローラ13は、横変位Xと操舵速度θh'に応じて補正値の大きさを設定することとした。
よって、ステアリングホイール1の急な回転による操舵時の違和感を抑制することができる。
[effect]
The effects of Example 1 are listed below.
(1) A steering wheel 1 (steering means) to which a steering force is input by a driver, a
Therefore, the uncomfortable feeling during steering due to the sudden rotation of the
(2) 車線維持支援コントローラ13は、付加反力トルク指令値N*の大きさに応じて補正値の大きさを設定することとした。
よって、付加反力トルク指令値N*の大きさに対する適切な減少量の割合を確保することができる。
(2) The lane keeping
Therefore, it is possible to ensure an appropriate ratio of the reduction amount with respect to the magnitude of the additional reaction force torque command value N *.
(3) カメラ11(ヨー角検出手段)は、走行車線に対する自車両のヨー角δを検出し、車線維持支援コントローラ13は、ヨー角δに応じて補正値の大きさを設定することとした。
よって、ヨー角δが大きく車線変更などドライバの意思で車線逸脱させている可能性があるときには、付加反力トルク指令値N*の減少量を大きくし、ドライバの意思による車線逸脱時の操舵の阻害を抑制することができる。
(3) The camera 11 (yaw angle detection means) detects the yaw angle δ of the host vehicle relative to the traveling lane, and the lane keeping
Therefore, when there is a possibility that the yaw angle δ is large and the driver is deviating from the lane due to the driver's intention, such as changing the lane, the amount of decrease in the additional reaction force torque command value N * is increased, and Inhibition can be suppressed.
(4) カメラ11(曲率検出手段)は、走行車線の曲率ρを検出し、車線維持支援コントローラ13は、走行車線の曲率ρに応じて補正値の大きさを設定することとした。
よって、曲率ρが大きく走行車線を逸脱し易い場面でも、車線逸脱を抑制した走行をすることができる。
(4) The camera 11 (curvature detecting means) detects the curvature ρ of the traveling lane, and the lane keeping
Therefore, even in a scene where the curvature ρ is large and easily deviates from the travel lane, it is possible to travel while suppressing the lane departure.
(5) 自車両の車速Vを検出する車速センサ10(車速検出手段)を備え、車線維持支援コントローラ13は、車速Vに応じて補正値の大きさを設定することとした。
よって、車両挙動の不安定化を抑制することができる。
(5) The vehicle speed sensor 10 (vehicle speed detection means) that detects the vehicle speed V of the host vehicle is provided, and the lane keeping
Therefore, instability of vehicle behavior can be suppressed.
〔実施例2〕
図10は操舵機構の全体システム図である。実施例2の操舵機構は、ステアリングホイール1と操向輪8との間の力の伝達が切断された所謂ステアバイワイヤシステムである。
[Example 2]
FIG. 10 is an overall system diagram of the steering mechanism. The steering mechanism of the second embodiment is a so-called steer-by-wire system in which transmission of force between the
実施例2の操舵機構は、ドライバにより操舵力が入力されるステアリングホイール1と、ステアリングホイール1に接続したステアリングシャフト2と、ステアリングシャフト2と切断されたピニオンシャフト20と、ピニオンシャフト20の先端に接続されたピニオン3と、ピニオン3と噛み合うラック4と、ラック4の両端に接続されたタイロッド7と、タイロッド7に取り付けられた操向輪8とを有している。
The steering mechanism of the second embodiment includes a
ステアリングシャフト2とピニオンシャフト20との間にはメカニカルバックアップ24が設けられている。メカニカルバックアップ24は、通常はステアリングシャフト2とピニオンシャフト20との間のトルクの伝達を切断しているが、システムの異常時にはステアリングシャフト2とピニオンシャフト20との間のトルクの伝達を可能にしている。
A
ステアリングシャフト2には反力モータ29が設けられ、この反力モータ29によってステアリングホイール1に対して操舵反力を発生させている。ピニオンシャフト20には転舵モータ30が設けられ、この転舵モータ30によって操向輪8が転舵される。
The steering
また制動装置として、操向輪8および後輪21に設けられたブレーキディスク22およびホイルシリンダ23と、ホイルシリンダ23に供給するブレーキ液圧を制御するブレーキ液圧コントロールユニット33とを有している。
Further, as a braking device, it has a
また制御系として、ステアリングホイール1の操舵角θhを検出する操舵角センサ9と、ドライバによりステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ25と、ピニオン3の回転角を検出するピニオン角センサ27と、ピニオンシャフト20に作用するトルクを検出する転舵トルクセンサ26と、反力モータ29の回転角を検出する反力モータ回転角センサ31と、転舵モータ30の回転角を検出する転舵モータ回転角センサ32と、タイロッド7に作用する軸力を検出する軸力センサ28と、自車両の車速Vを検出する車速センサ10と、車外を撮影するカメラ11と、自車両が走行車線を維持するようにステアリングホイール1に作用する操舵反力トルクに付加する付加反力トルクや、各車輪の制動力を制御する車線維持支援コントローラ13と、反力モータ29および転舵モータ30を制御する操舵コントローラ14とを有している。
Further, as a control system, a
カメラ11は画像処理機能を有しており、自車両前方を撮影した画像から走行車線幅Wlane、走行車線に対するヨー角δ、走行車線中央からの横変位X、走行車線の曲率ρを検出する。横変位Xは走行車線中央に対して右側が正の値、左側が負の値として検出される。
車線維持支援コントローラ13は、カメラ11が検出した走行車線幅Wlane、ヨー角δ、横変位X、曲率ρと、操舵コントローラ14を介して車速センサ10が検出した車速Vを入力する。そしてこれらの入力値に基づいて、付加反力トルク指令値N*および各車輪の目標ブレーキ液圧を演算する。
The
The lane keeping
付加反力トルク指令値N*は、自車両が走行車線からはみ出しそうになったときに、ドライバに走行車線中央に自車両を戻す方向へ操舵を促すようにステアリングホイール1に作用させる反力を示す。この付加反力トルク指令値N*に基づいて、反力モータ29によりステアリングホイール1に作用する反力を制御する。実際には、車線維持支援コントローラ13で演算した付加反力トルク指令値N*を操舵コントローラ14に入力して、操舵コントローラ14によって反力モータ29を制御する。
The additional reaction force torque command value N * is a reaction force that acts on the
操舵コントローラ14は、車速センサ10が検出した車速Vと、操舵角センサ9が検出した操舵角θhと、操舵トルクセンサ25が検出したドライバによりステアリングホイールに入力される操舵トルクと、転舵トルクセンサ26が検出したピニオンシャフト20に作用するトルクと、ピニオン角センサ27が検出したピニオン3の回転角と、反力モータ回転角センサ31が検出した反力モータ29の回転角と、転舵モータ回転角センサ32が検出した転舵モータ30の回転角と、軸力センサ28が検出したタイロッド7に作用する軸力と、反力モータ回転角センサ31が検出した反力モータ29の回転角と、車線維持支援コントローラを介してカメラ11が検出したヨー角δ、横変位X、曲率ρおよび付加反力トルク指令値N*を入力する。タイロッド7に作用する軸力は操向輪8に作用する路面反力に応じて変化し、軸力を路面反力とみなしても良い。
The steering
操舵コントローラ14は、ステアリングホイール1へ入力される操舵角θh、操舵トルクに応じて操向輪8の目標転舵角を設定し、この目標転舵角に応じて転舵モータ30を制御する。また操舵コントローラ14は、タイロッド7に入力される軸力に応じてステアリングホイール1に作用させる目標操舵反力トルクを設定し、この目標操舵反力トルクに応じて反力モータ29を制御する。
The steering
反力モータ29は、操舵コントローラ14によって算出された目標操舵反力トルクと、車線維持支援コントローラ13によって算出された付加反力トルク指令値N*に応じてステアリングホイール1に操舵反力を付与することとなる。実施例2でも実施例1と同様に、付加反力トルク指令値N*の方向と操舵方向とが同方向であるときには、付加反力トルク指令値N*の減少処理を行うが、この減少処理は付加反力トルク指令値N*に対してのみ行い、目標操舵反力トルクに対しては行わない。
The
[効果]
実施例2の効果について説明する。
(6) ステアリングホイール1からの力の伝達が切断された操向輪8(転舵輪)と、操向輪8に入力される路面反力を検出する軸力センサ28(路面反力検出手段)と、操舵コントローラ14は、路面反力に応じて反力モータ29(操舵反力アクチュエータ)により発生させる目標操舵反力トルクを演算し、該目標操舵反力トルクを操舵反力指令値として反力モータ29を制御するようにした。
[effect]
The effect of Example 2 will be described.
(6) The steered wheel 8 (steered wheel) from which the transmission of force from the
よって、車線維持支援コントローラ13によって演算した付加反力トルク指令値N*に対してのみ減少処理が行われ、操舵コントローラ14によって演算した目標操舵反力トルクに対しては減少処理が行われない。そのため、減少処理は路面反力に応じた操舵反力トルクには影響を及ぼさず、ドライバには路面反力に応じた操舵反力を感じることができるため、操舵感を良好にすることができる。
Therefore, the reduction process is performed only on the additional reaction force torque command value N * calculated by the lane keeping assist
〔実施例3〕
図11は操舵機構の全体システム図である。実施例3の操舵機構は、ステアリングホイール1と操向輪8との間の力の伝達が切断された所謂ステアバイワイヤシステムである。
Example 3
FIG. 11 is an overall system diagram of the steering mechanism. The steering mechanism of the third embodiment is a so-called steer-by-wire system in which transmission of force between the
実施例3の操舵機構は、ドライバにより操舵力が入力されるステアリングホイール1と、ステアリングホイール1に接続したステアリングシャフト2と、ステアリングシャフト2に操舵反力を発生させる反力モータ29と、ステアリングホイール1に入力されたドライバの操舵力に応じて操向輪8を転舵させる転舵モータ30と、転舵モータ30の回転軸に設けられたピニオン5と、ピニオン5と噛み合うラック4と、ラック4の両端に接続されたタイロッド7と、タイロッド7に取り付けられた操向輪8とを有している。
The steering mechanism according to the third embodiment includes a
また制御系として、ステアリングホイール1の操舵角θhを検出する操舵角センサ9と、ドライバによりステアリングホイール1に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ25と、ピニオン5の回転角を検出するピニオン角センサ27と、反力モータ29のトルクを検出する反力モータトルクセンサ34と、転舵モータ30のトルクを検出する転舵モータトルクセンサ35と、自車両の車速Vを検出する車速センサ10と、車外を撮影するカメラ11と、ウィンカが操作されていることを検出するウィンカスイッチ36と、自車両が走行車線を維持するようにステアリングホイール1に作用する操舵反力トルクに付加する付加反力トルクや各車輪の制動力を制御する車線維持支援コントローラ13と、反力モータ29および転舵モータ30を制御する操舵コントローラ14とを有している。
Further, as a control system, a
カメラ11は画像処理機能を有しており、自車両前方を撮影した画像から走行車線幅Wlane、走行車線に対するヨー角δ、走行車線中央からの横変位X、走行車線の曲率ρを検出する。横変位Xは走行車線中央に対して右側が正の値、左側が負の値として検出される。
車線維持支援コントローラ13は、カメラ11が検出した走行車線幅Wlane、ヨー角δ、横変位X、曲率ρと、操舵コントローラ14を介して車速センサ10が検出した車速V、ウィンカスイッチ36の情報を入力する。そしてこれらの入力値に基づいて、付加反力指令電流iを演算する。
The
The lane keeping
付加反力指令電流iは、自車両が走行車線からはみ出しそうになったときに、ドライバに走行車線中央に自車両を戻す方向へ操舵を促すようにステアリングホイール1に作用させる付加反力トルクNを反力モータ29によって発生させるための指令電流を示す。この付加反力指令電流iにより反力モータ29を駆動してステアリングホイール1に作用する反力を制御する。実際には、車線維持支援コントローラ13で演算した付加反力指令電流iを操舵コントローラ14に入力して、操舵コントローラ14により路面反力に応じた目標操舵反力トルクを実現する操舵反力指令電流に付加反力指令電流iを加算して転舵モータ30を制御する。
The additional reaction force command current i is an additional reaction force torque N that acts on the
操舵コントローラ14は、車速センサ10が検出した車速Vと、ウィンカスイッチ36からウィンカのON/OFFと、操舵角センサ9が検出した操舵角θhと、操舵トルクセンサ25が検出したドライバによりステアリングホイールに入力される操舵トルクと、反力モータトルクセンサ34が検出した反力モータ29のトルクと、転舵モータトルクセンサ35が検出した転舵モータ30のトルクと、ピニオン角センサ27が検出したピニオン5の回転角と、車線維持支援コントローラを介してカメラ11が検出したヨー角δ、横変位X、曲率ρを入力する。
The steering
操舵コントローラ14は、ステアリングホイール1へ入力される操舵角θh、操舵トルクに応じて操向輪8の目標転舵角を設定し、この目標転舵角に応じて転舵モータ30を制御する。また操舵コントローラ14は、反力モータ29のトルクに応じてステアリングホイール1に作用させる目標操舵反力トルクを設定し、この目標操舵反力トルクに応じて反力モータ29を制御する。
The steering
反力モータ29は、操舵コントローラ14によって算出された操舵反力指令電流と、車線維持支援コントローラ13によって算出された付加反力指令電流iに応じてステアリングホイール1に操舵反力を付与することとなる。
The
[付加反力トルクの演算]
図12は車線維持支援コントローラ13のブロック図を示す。図12では、横変位Xとヨー角δとから付加反力トルク指令値N*を求める部分のブロック図を示している。
[Calculation of additional reaction force torque]
FIG. 12 is a block diagram of the lane keeping
車線維持支援コントローラ13は、横変位ゲインマップ13a、ヨー角ゲインマップ13b、路面状況ゲイン13c、乗算器13d,13e、セレクトハイ演算器13f、レートリミッタ13g、上下限リミッタ13hを有している。
The lane keeping
横変位ゲインマップ13aは、横変位Xに応じた付加反力トルクNを求める。横変位ゲインマップ13aは、横変位Xが大きくなるほど付加反力トルクNが大きくなるように設定されている。なお、図12では横変位Xが正のときのマップを示しているが、横変位Xが負のときには付加反力トルクNも負となるだけで、絶対値の大きさ横変位Xが正のときと同じ値となる。
The lateral
ヨー角ゲインマップ13bは、自車両の走行車線に対するヨー角δに応じた付加反力トルクNを求める。ヨー角ゲインマップ13bは、ヨー角δが大きくなるほど付加反力トルクNが大きくなるように設定されている。なお、図12ではヨー角δが正のときのマップを示しているが、ヨー角δが負のときには付加反力トルクNも負となるだけで、絶対値の大きさ横変位Xが正のときと同じ値となる。
The yaw
路面状況ゲイン13cは、走行車線の曲率ρ、車速V、ウィンカのON/OFFに応じて路面状況ゲインGeを設定している。路面状況ゲインGeは、例えば走行車線の曲率が大きいときや車速Vが大きいときにはゲインを高くして付加反力トルクNを大きくし車線逸脱を抑制するように設定し、またウィンカスイッチがONのときには車線変更をしているとしてゲインを小さくして付加反力トルクNを小さくし車線変更をしやすくするように設定する。
The road
乗算部13dは、横変位Xから求めた付加反力トルクNに路面状況ゲインGeをかける。乗算部13eは、ヨー角δから求めた付加反力トルクNに路面状況ゲインGeをかける。
セレクトハイ演算器13fは、横変位Xから求めた付加反力トルクNに路面状況ゲインGeをかけた値と、ヨー角δから求めた付加反力トルクNに路面状況ゲインGeをかけた値のうち、いずれか大きい値を選択して出力する。なお、ここでは絶対値の値を比較している。
The
The select
レートリミッタ13gは、付加反力トルクNの変化が所定値より大きいときには、付加反力トルクNの変化が所定値以内となるように付加反力トルクNを演算して出力する。
上下限リミッタ13hは、付加反力トルクNが所定値以内となうように付加反力トルクNを演算し、演算後の付加反力トルクNを付加反力トルク指令値N*として出力する。
When the change in the additional reaction force torque N is greater than a predetermined value, the
The upper /
[付加反力トルクの補正]
図13は車線維持支援コントローラ13のブロック図を示す。図13では、反力モータ29が付加反力トルク指令値N*を出力するように演算した付加反力指令電流iに対して、補正を行う部分のブロック図を示している。図13(a)は付加反力トルク指令値N*と操舵角速度θh'とが同方向であるときのブロック図を示し、図13(b)は付加反力トルク指令値N*と操舵角速度θh'とが逆方向であるときのブロック図を示している。
[Correction of additional reaction force torque]
FIG. 13 is a block diagram of the lane keeping
付加反力トルク指令値N*と操舵角速度θh'とが同方向であるときには図13(a)に示すように付加反力指令電流iを小さくする補正を行った後の値を最終付加反力指令電流i'として出力し、付加反力トルク指令値N*と操舵角速度θh'とが逆方向であるときには図13(b)に示すように付加反力指令電流iをそのまま最終付加反力指令電流i'として出力する。 When the additional reaction force torque command value N * and the steering angular velocity θh ′ are in the same direction, the value obtained after correction for reducing the additional reaction force command current i as shown in FIG. When the additional reaction force torque command value N * and the steering angular velocity θh ′ are in opposite directions, the additional reaction force command current i is used as it is as the final additional reaction force command as shown in FIG. Output as current i '.
車線維持支援コントローラ13は、微分器13i、横変位補正マップ13j、付加反力指令電流補正マップ13k、ヨー角補正マップ13l、曲率補正マップ13m、乗算器13n〜13q、減算器13rを有している。
The lane keeping
微分器13iは、操舵角θhを微分して操舵角速度θh'を出力する。
横変位補正マップ13jは、横変位Xに応じて設定した補正ゲインγ1を演算する。横変位補正マップは図13の横変位補正マップ13jの枠内に示すように、横変位Xの大きさが大きくなるほど補正ゲインγ1が大きくなるように設定される。
The
The lateral
付加反力指令電流補正マップ13kは、付加反力指令電流iに応じて設定した補正ゲインγ2を演算する。付加反力指令電流補正マップは図13の付加反力指令電流補正マップ13kの枠内に示すように、付加反力指令電流i*の大きさが大きくなるほど補正ゲインγ2が1より大きくなるように設定される。
The additional reaction force command
ヨー角補正マップ13lは、自車両の走行車線に対するヨー角δに応じて設定した補正ゲインγ3を演算する。ヨー角補正マップは図13のヨー角補正マップ13lの枠内に示すように、ヨー角δの大きさが大きくなるほど補正ゲインγ3が1より大きくなるように設定される。 The yaw angle correction map 13l calculates a correction gain γ3 set according to the yaw angle δ with respect to the travel lane of the host vehicle. The yaw angle correction map is set so that the correction gain γ3 becomes larger as 1 as the yaw angle δ increases as shown in the frame of the yaw angle correction map 13l in FIG.
曲率補正マップ13mは、走行車線の曲率ρに応じて設定した補正ゲインγ4を演算する。曲率補正マップは図13の曲率補正マップ13mの枠内に示すように、曲率ρの大きさが大きくなるほど補正ゲインγ4が1より小さくなるように設定される。
The
乗算部13n〜13qは、操舵角速度θ'に補正ゲインγ1,γ2,γ3,γ4をかける。減算器13rは、付加反力指令電流iから操舵角速度θ'に補正ゲインγ1,γ2,γ3,γ4をかけた値を引いた値を最終付加反力指令電流i'として出力している。
The
[作用]
図14(a)は自車両が車線内を右に逸脱しようとしてから再び車線中央に戻るまでの様子を示す図である。図14(b)は自車両が車線内を右に逸脱しようとしてから、再び車線中央に戻るまでのタイムチャートである。図14(b)において、実線は付加反力トルク指令値N*の方向と操舵角速度θh'とが同方向であるときに付加反力指令電流iの減少処理を行ったときのタイムチャートを示し、点線は減少処理を行わなかったときのタイムチャートを示している。
[Action]
FIG. 14A is a diagram showing a state from when the own vehicle tries to depart from the lane to the right and returns to the center of the lane again. FIG. 14B is a time chart from when the host vehicle tries to depart from the lane to the right until it returns to the lane center again. In FIG. 14B, the solid line shows a time chart when the process of reducing the additional reaction force command current i is performed when the direction of the additional reaction force torque command value N * and the steering angular velocity θh ′ are the same direction. The dotted line shows a time chart when the reduction process is not performed.
図14(b)に示すように、操舵の方向(操舵角速度θh'の方向)が付加反力トルクの方向(付加反力トルク指令値N*の方向)とが逆方向であるときには付加反力指令電流iの減少処理を行わないため、自車両を車線中央に戻す方向に付加反力トルクが作用し、自車両の車線逸脱を抑制している。 As shown in FIG. 14B, when the steering direction (direction of the steering angular velocity θh ′) is opposite to the direction of the additional reaction force torque (the direction of the additional reaction force torque command value N *), the additional reaction force Since the reduction process of the command current i is not performed, an additional reaction force torque acts in a direction to return the host vehicle to the center of the lane, thereby suppressing lane departure of the host vehicle.
また操舵の方向(操舵角速度θh'の方向)が付加反力トルクの方向(付加反力トルク指令値N*の方向)と同方向であるときに付加反力指令電流iの減少処理を行わないとき(点線)には、ドライバによる操舵トルクと付加反力トルクとが合成されて急操舵になり、車両挙動が不安定になる。 Further, when the steering direction (the direction of the steering angular velocity θh ′) is the same as the direction of the additional reaction force torque (the direction of the additional reaction force torque command value N *), the additional reaction force command current i is not reduced. Sometimes (dotted line), the steering torque by the driver and the additional reaction force torque are combined to make a sudden steering, and the vehicle behavior becomes unstable.
一方、操舵の方向(操舵角速度θh'の方向)が付加反力トルクの方向(付加反力トルク指令値N*の方向)と同方向であるときに付加反力指令電流iの減少処理を行うとき(実線)には、付加反力トルクが減少し、操舵を滑らかにすることが可能となり、車両挙動を安定させることができる。 On the other hand, when the direction of steering (the direction of the steering angular velocity θh ′) is the same as the direction of the additional reaction force torque (the direction of the additional reaction force torque command value N *), the additional reaction force command current i is reduced. When (solid line), the additional reaction force torque decreases, the steering can be smoothed, and the vehicle behavior can be stabilized.
図15は、ドライバによるステアリングホイール1の操舵力と自車両の横加速度との関係を示すグラフである。細実線は付加反力トルクNを作用させなかったときに関係を示す。太実線は操舵の方向(操舵角速度θh'の方向)が付加反力トルクの方向(付加反力トルク指令値N*の方向)と同方向であるときに付加反力指令電流iの減少処理を行ったときの関係を示す(実施例3)。点線は操舵の方向(操舵角速度θh'の方向)が付加反力トルクの方向(付加反力トルク指令値N*の方向)と同方向であるときに付加反力指令電流iの減少処理を行わなかったときの関係を示す(比較例)。
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the steering force of the
車線逸脱方向にステアリングホイール1を操舵しているとき(操舵の方向と付加反力トルクの方向とが逆方向のとき:点P0→P1→P2)には、実施例3も比較例もともにドライバの操舵力は付加反力トルク分上乗せされている。
When steering
車線中央方向にステアリングホイール1を操舵し始めようとするとき(点P2→P4または点P2→P5)には、実施例3は比較例よりも操舵力の低下が大きい(操保舵比が大きい)。この操保舵比が大きい方がドライバにとって操舵フィーリングを向上させることができる。
When the
また車線中央方向にステアリングホイール1操舵するとき(点P4→P0または点P5→P0)には、実施例3は比較例よりも操舵力変化に対する横加速度変化を小さくすることができ、切り戻し中の操作を緩やかにすることができる。
In addition, when steering the
図16(a)は自車両がカーブを走行しようとしている様子を示す図である。図16(b)は自車両がカーブを走行するときにタイムチャートである。図16(b)において、実線は走行車線の曲率ρに応じて補正を行ったときのタイムチャート、点線は曲率ρに応じて補正を行わなかったときのタイムチャートである。 FIG. 16A is a diagram illustrating a state in which the host vehicle is about to travel a curve. FIG. 16B is a time chart when the host vehicle travels along a curve. In FIG. 16B, the solid line is a time chart when correction is performed according to the curvature ρ of the traveling lane, and the dotted line is a time chart when correction is not performed according to the curvature ρ.
カーブ走行中はカーブの外側に逸脱しやすいが、そのときの操舵方向は車線中央方向である。そのため、曲率ρに応じた補正を行わない場合は、カーブ走行時には付加反力トルクNが小さくなり、車線逸脱を十分に抑制することができなかった。そこで、実施例3では走行車線の曲率ρに応じて設定した補正ゲインγ4を演算する。曲率補正マップは図13の曲率ρの大きさが大きくなるほど補正ゲインγ4が1より小さくなるように設定している。これにより、カーブ走行中には付加反力トルクが小さくなり過ぎないようにし、車線逸脱を抑制することができる。 While driving on a curve, the vehicle tends to deviate outside the curve, but the steering direction at that time is the lane center direction. Therefore, when the correction according to the curvature ρ is not performed, the additional reaction force torque N becomes small during curve traveling, and the lane departure cannot be sufficiently suppressed. Therefore, in the third embodiment, a correction gain γ4 set according to the curvature ρ of the traveling lane is calculated. The curvature correction map is set so that the correction gain γ4 becomes smaller than 1 as the curvature ρ in FIG. As a result, it is possible to prevent the additional reaction force torque from becoming too small during a curve run and to suppress lane departure.
[効果]
(7) 自車両の走行車線に対する横変位Xまた自車両の走行車線に対するヨー角δに応じて自車両が車線中央方向に向かうように付加反力トルクを求め、操舵の方向と付加反力トルクの方向とが同じときには付加反力トルクが小さくなるように補正するようにした。
これにより、ステアリングホイール1を車線逸脱方向から車線中央方向に操舵し始めようとするときには、操保舵比を大きくすることができドライバの操舵フィーリングを向上させることができる。また、ステアリングホイール1を車線中央方向に操舵するときの操舵力変化に対する横加速度変化を小さくすることができ切り戻し中の操作を緩やかにすることができる。
(8) カーブ走行時には付加反力トルクを減少させる補正ゲインの大きさを小さくし、付加反力トルクが小さくなり過ぎないようにした。
これにより、カーブ走行中の車線逸脱を抑制することができる。
[effect]
(7) The additional reaction force torque is calculated so that the host vehicle moves toward the center of the lane according to the lateral displacement X of the host vehicle with respect to the driving lane or the yaw angle δ with respect to the driving lane of the host vehicle, and the steering direction and the additional reaction force torque are obtained. When the direction is the same, the correction is made so that the additional reaction force torque is reduced.
As a result, when the
(8) The magnitude of the correction gain that reduces the additional reaction force torque during curve driving has been reduced so that the additional reaction force torque does not become too small.
Thereby, the lane departure during curve driving can be suppressed.
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
[Other Examples]
The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments based on the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the embodiments, and does not depart from the gist of the invention. Such design changes are included in the present invention.
例えば、実施例ではカメラが撮影した画像を処理することにより、走行車線幅Wlane、自車両の走行車線に対するヨー角δ、自車両の走行車線中央からの横変位X、走行車線の曲率ρ等を求めていた。これをレーザ等によって検出するようにしても良いし、事前に取得または外部から受信した道路情報と、GPSから求めた自車両位置との関係で検出するようにしても良い。
また実施例1では付加反力トルク指令値N*を横変位Xから求めるようにしていたが、図17に示すマップを用いて横変位Xとヨー角δから求めるようにしても良い。
For example, in the embodiment, by processing the image captured by the camera, the travel lane width Wlane, the yaw angle δ relative to the travel lane of the host vehicle, the lateral displacement X of the host vehicle from the center of the travel lane, the curvature ρ of the travel lane, etc. I was asking. This may be detected by a laser or the like, or may be detected based on the relationship between road information acquired in advance or received from the outside and the vehicle position obtained from the GPS.
In the first embodiment, the additional reaction force torque command value N * is obtained from the lateral displacement X. However, it may be obtained from the lateral displacement X and the yaw angle δ using the map shown in FIG.
1 ステアリングホイール(操舵手段)
6 転舵モータ(操舵反力アクチュエータ)
8 操向輪(転舵輪)
9 操舵角センサ(操舵方向検出手段、操舵速度検出手段)
10 車速センサ(車速検出手段)
11 カメラ(横変位検出手段、ヨー角検出手段、曲率検出手段)
13 車線維持支援コントローラ(付加反力制御手段、補正値演算手段)
14 操舵コントローラ(操舵反力制御手段)
28 軸力センサ(路面反力検出手段)
29 反力モータ(操舵反力アクチュエータ)
1 Steering wheel (steering means)
6 Steering motor (steering reaction force actuator)
8 Steering wheel (steering wheel)
9 Steering angle sensor (steering direction detection means, steering speed detection means)
10 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
11 Camera (lateral displacement detection means, yaw angle detection means, curvature detection means)
13 Lane maintenance support controller (additional reaction force control means, correction value calculation means)
14 Steering controller (steering reaction force control means)
28 Axial force sensor (Road reaction force detection means)
29 Reaction force motor (steering reaction force actuator)
Claims (6)
前記操舵手段から力が伝達される転舵輪と、
前記操舵手段の操舵の方向を検出する操舵方向検出手段と、
前記操舵手段の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
ドライバの操舵力を低減するためのトルクを発生可能な転舵モータと、
走行車線に対する自車両の横変位を検出する横変位検出手段と、
自車両を走行車線内に戻す方向へ操舵を促すためのトルクである付加反力の指令値を前記横変位に応じて演算し、該付加反力指令値に応じて前記転舵モータを制御する付加反力制御手段と、
前記付加反力指令値の方向と前記操舵の方向とが同方向である場合にのみ、前記付加反力指令値を減少させるための補正値を演算する補正値演算手段と、
を備え、
前記補正値演算手段は、前記横変位または前記操舵速度が大きくなるほど前記補正値を大きくすることを特徴とする車線維持支援装置。 Steering means to which a steering force is input by a driver;
Steered wheels to which force is transmitted from the steering means;
Steering direction detecting means for detecting the steering direction of the steering means;
Steering speed detection means for detecting the steering speed of the steering means;
A steering motor capable of generating torque for reducing the steering force of the driver ;
Lateral displacement detecting means for detecting the lateral displacement of the host vehicle relative to the traveling lane;
A command value of an additional reaction force, which is a torque for prompting steering in a direction to return the host vehicle to the traveling lane, is calculated according to the lateral displacement , and the steering motor is controlled according to the additional reaction force command value. Additional reaction force control means;
Correction value calculation means for calculating a correction value for decreasing the additional reaction force command value only when the direction of the additional reaction force command value and the direction of the steering are the same direction;
With
The lane keeping assist device, wherein the correction value calculating means increases the correction value as the lateral displacement or the steering speed increases.
前記操舵手段からの力の伝達が切断された転舵輪と、
前記操舵手段の操舵の方向を検出する操舵方向検出手段と、
前記操舵手段の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
前記操舵手段に作用する操舵反力を発生させるための操舵反力アクチュエータと、
前記転舵輪に入力される路面反力を検出する路面反力検出手段と、
走行車線に対する自車両の横変位を検出する横変位検出手段と、
前記路面反力に応じた操舵反力指令値、および前記横変位に応じて自車両を走行車線内に戻す方向に前記操舵反力に付加する付加反力の指令値を演算し、該付加反力指令値および前記操舵反力指令値に応じて前記操舵反力アクチュエータを制御する操舵反力制御手段と、
前記付加反力指令値の方向と前記操舵の方向とが同方向である場合にのみ、前記付加反力指令値を減少させるための補正値を演算する補正値演算手段と、
を備え、
前記補正値演算手段は、前記横変位または前記操舵速度が大きくなるほど前記補正値を大きくすることを特徴とする車線維持支援装置。 Steering means to which a steering force is input by a driver;
Steered wheels from which the transmission of force from the steering means is cut off,
Steering direction detecting means for detecting the steering direction of the steering means;
Steering speed detection means for detecting the steering speed of the steering means;
A steering reaction force actuator for generating a steering reaction force acting on the steering means;
Road surface reaction force detecting means for detecting road surface reaction force input to the steered wheels;
Lateral displacement detecting means for detecting the lateral displacement of the host vehicle relative to the traveling lane;
The steering in accordance with the road surface reaction force reaction force command value, and calculates a command value of the additional reaction force to be added to the steering reaction force in the direction to return to the running lane of the host vehicle in response to the lateral displacement, the additional reaction Steering reaction force control means for controlling the steering reaction force actuator in accordance with a force command value and the steering reaction force command value;
Correction value calculation means for calculating a correction value for decreasing the additional reaction force command value only when the direction of the additional reaction force command value and the direction of the steering are the same direction;
With
The lane keeping assist device, wherein the correction value calculating means increases the correction value as the lateral displacement or the steering speed increases.
前記補正値演算手段は、前記付加反力指令値が大きくなるほど前記補正値を大きくすることを特徴とする車線維持支援装置。 In the lane keeping assist device according to claim 1 or 2,
The lane keeping assist device, wherein the correction value calculation means increases the correction value as the additional reaction force command value increases.
前記走行車線に対する自車両のヨー角を検出するヨー角検出手段を備え、
前記補正値演算手段は、前記ヨー角が大きくなるほど前記補正値を大きくすることを特徴とする車線維持支援装置。 The lane keeping assist device according to any one of claims 1 to 3,
Yaw angle detection means for detecting the yaw angle of the host vehicle with respect to the travel lane,
The lane keeping assist device, wherein the correction value calculating means increases the correction value as the yaw angle increases.
前記走行車線の曲率を検出する曲率検出手段を備え、
前記補正値演算手段は、前記走行車線の曲率が大きくなるほど前記補正値を小さくすることを特徴とする車線維持支援装置。 The lane keeping assist device according to any one of claims 1 to 4,
Curvature detection means for detecting the curvature of the travel lane,
The lane keeping assist device according to claim 1, wherein the correction value calculating means decreases the correction value as the curvature of the travel lane increases.
前記自車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
前記補正値演算手段は、前記車速が大きいほど前記補正値を大きくすることを特徴とする車線維持支援装置。 In the lane keeping assist device according to any one of claims 1 to 5,
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the host vehicle,
The lane keeping assist device, wherein the correction value calculating means increases the correction value as the vehicle speed increases.
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