JP6541216B2 - Vehicle lane departure prevention control device - Google Patents
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Description
本発明は、自車両が走行車線から逸脱しそうな場合に、アクチュエータを作動させて車線からの逸脱を防止する車両の車線逸脱防止制御装置に関する。 The present invention relates to a lane departure prevention control device for a vehicle that operates an actuator to prevent departure from the lane when the host vehicle is about to leave the lane.
近年、車両においては、運転を支援する様々な装置が開発、実用化されており、車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御装置もそのような装置の一つである。例えば、特開2012−96567号公報(以下、特許文献1)では、自車両の目標旋回量を算出し、目標旋回量に対するフィードフォワード制御と、目標旋回量に対して実旋回量が追従するようにフィードバック制御とを行う運動量制御方法の技術が開示されている。 In recent years, various devices for supporting driving have been developed and put into practical use in vehicles, and a lane departure prevention control device for preventing departure from a lane is one such device. For example, in JP 2012-96567 A (hereinafter referred to as Patent Document 1), the target turning amount of the host vehicle is calculated, and the feedforward control for the target turning amount and the actual turning amount follow the target turning amount The technology of the momentum control method which performs feedback control is disclosed.
ところで、上述の特許文献1に開示されるような運動量制御方法のように、自車両の走行車線に目標軌跡を設定し、この目標軌跡を走行できる目標旋回量を算出し、目標旋回量に対してフィードバック制御を用いて車両を追従させることで車線逸脱防止制御を実施する場合、ドライバが操舵して逸脱防止操作を行うことがある。このようなドライバの逸脱防止操作によって変化する車両の実際の旋回量が、目標旋回量よりも逸脱防止方向に発生すると、逸脱防止制御によるフィードバック制御量が逸脱方向に出力されてしまう。その結果、ドライバの操舵と制御によるフィードバック制御量出力とが干渉し、制御がドライバの操舵を阻害し、ドライバに違和感を与えてしまう虞がある。
By the way, as in the momentum control method disclosed in the above-mentioned
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、逸脱防止制御が作動している状態で、たとえドライバが自ら車線からの逸脱防止の操舵操作を行った場合であっても、ドライバの操舵を阻害することがなく、ドライバに違和感を与えることのない自然な車両の車線逸脱防止制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the driver from steering even if the driver performs a steering operation to prevent departure from the lane while the departure prevention control is in operation. It is an object of the present invention to provide a control device for preventing lane deviation of a natural vehicle that does not give a driver a sense of discomfort.
本発明の車両の車線逸脱防止制御装置の一態様は、自車両が走行する車線の情報を該車線に対する上記自車両の位置情報と共に車線情報として検出する車線情報検出手段と、上記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて上記車線からの逸脱を防止する目標旋回量を算出する目標旋回量算出手段と、上記目標旋回量に基づき上記車線からの逸脱を防止するために車線に沿って走行するのに必要な第1の制御量をフィードフォワード制御により算出する第1の制御量算出手段と、上記目標旋回量に基づき上記車線からの逸脱を防止するために実際の旋回量を上記目標旋回量に収束させる第2の制御量をフィードバック制御により算出する第2の制御量算出手段と、上記第1の制御量と上記第2の制御量とに基づいて上記車線からの逸脱を防止する第3の制御量を算出する第3の制御量算出手段と、上記目標旋回量に対して実際の旋回量が逸脱を防止する方向に発生している際にドライバによる所定の操舵入力があった場合に上記第2の制御量の発生を抑制する制御抑制手段と、を備え、上記制御抑制手段は、上記目標旋回量に対して実際の旋回量が逸脱を防止する方向に発生している際に上記ドライバによる所定の操舵入力があった場合は、上記第2の制御量を漸減して略0に抑制する。 One aspect of the lane departure prevention control device for a vehicle of the present invention, the lane information detecting means for detecting information on the lane on which the vehicle is traveling as the lane information with the position information of the vehicle with respect to the lane, the travel of the vehicle Based on the traveling state detecting means for detecting the state, the target turning amount calculating means for calculating the target turning amount for preventing the departure from the lane based on the lane information and the traveling state of the host vehicle, and First control amount calculation means for calculating a first control amount necessary to travel along the lane by feedforward control to prevent departure from the lane, and from the lane based on the target turning amount a second control amount calculating means for the actual turning amount to prevent deviation calculated by the feedback control of the second control amount to converge to the target turning amount, the first control amount and the upper Third control amount calculating means for calculating a third control amount for preventing deviation from the lane based on the second control amount, and deviation of the actual turning amount with respect to the target turning amount Control restraining means for restraining the occurrence of the second control amount when a predetermined steering input is made by the driver while generating in the direction, the control restraining means for the target turning amount If the driver makes a predetermined steering input while the actual turning amount is occurring in the direction to prevent the deviation, the second control amount is gradually reduced and suppressed to substantially zero .
本発明による車両の車線逸脱防止制御装置によれば、逸脱防止制御が作動している状態で、たとえドライバが自ら車線からの逸脱防止の操舵操作を行った場合であっても、ドライバの操舵を阻害することがなく、ドライバに違和感を与えることのない自然な制御を行うことが可能となる。 According to the lane departure prevention control device for a vehicle according to the present invention, steering of the driver can be performed even when the driver performs a steering operation for preventing departure from the lane while the departure prevention control is in operation. It becomes possible to perform natural control without giving a sense of discomfort to the driver without causing any hindrance.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
図1において、符号1は操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置1は、ステアリング軸2が、図示しない車体フレームにステアリングコラム3を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸2の運転席側端部には、ステアリングホイール4が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸5が連設されている。
In FIG. 1,
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス6が配設されており、このステアリングギヤボックス6にラック軸7が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸7に形成されたラック(図示せず)に、ピニオン軸5に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。
A steering gear box 6 extending in the vehicle width direction is disposed in the engine room, and a
また、ラック軸7の左右両端はステアリングギヤボックス6の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド8を介してフロントナックル9が連設されている。このフロントナックル9は、操舵輪としての左右輪10L,10Rを回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール4を操作し、ステアリング軸2、ピニオン軸5を回転させると、このピニオン軸5の回転によりラック軸7が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル9がキングピン軸(図示せず)を中心に回動して、左右輪10L,10Rが左右方向へ転舵される。
Further, left and right ends of the
また、ピニオン軸5にアシスト伝達機構11を介して、電動パワーステアリングモータ(電動モータ)12が連設されており、この電動モータ12にてステアリングホイール4に加える操舵トルクのアシスト、及び、設定された目標旋回量(例えば、目標ヨーレートγref)となるような制御トルクTpの付加が行われる。電動モータ12は、後述する操舵制御部20から(第3の)制御量としての制御トルクTpがモータ駆動部21に出力されてモータ駆動部21により駆動される。
Further, an electric power steering motor (electric motor) 12 is connected to the pinion shaft 5 via the
操舵制御部20は、本実施の形態では、車線の車線区画線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御機能等を有して構成されるが、以下特に、車線逸脱防止制御機能の構成について説明する。
In the present embodiment, the
操舵制御部20には、車線区画線を検出し、自車両が走行する車線の情報(車線区画線の位置、曲率等)を該車線に対する自車両の位置情報(車線区画線までの距離、車線に対する車両の姿勢角(対車線ヨー角)等)を車線情報として検出する前方認識装置31が接続され、車速Vを検出する車速センサ32、実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ33、ドライバの操舵トルクTdを検出する操舵トルクセンサ34が接続されている。
The
前方認識装置31は、例えば、車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する1組のカメラと、このカメラからの画像データを処理するステレオ画像処理装置とから構成されている。
The
前方認識装置31のステレオ画像処理装置における、カメラからの画像データの処理は、例えば以下のように行われる。まず、カメラで撮像した自車両の進行方向の1組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求め、距離画像を生成する。
The processing of the image data from the camera in the stereo image processing device of the
白線等の車線区画線データの認識では、車線区画線は道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、道路の幅方向の輝度変化を評価して、画像平面における左右の車線区画線の位置を画像平面上で特定する。この車線区画線の実空間上の位置(x,y,z)は、画像平面上の位置(i,j)とこの位置に関して算出された視差とに基づいて、すなわち、距離情報に基づいて、周知の座標変換式より算出される。自車両の位置を基準に設定された実空間の座標系は、本実施の形態では、例えば、図4に示すように、カメラの中央真下の道路面を原点として、車幅方向をX軸(左方向を「+」)、車高方向をY軸(上方向を「+」)、車長方向(距離方向)をZ軸(前方向を「+」)とする。このとき、X−Z平面(Y=0)は、道路が平坦な場合、道路面と一致する。道路モデルは、道路上の自車両の車線を距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の車線区画線を所定に近似して連結することによって表現される。尚、本実施の形態では、車線の形状を1組のカメラからの画像を基に認識する例で説明したが、他に、単眼カメラ、カラーカメラからの画像情報を基に求めるものであっても良い。 In recognition of lane line data such as white lines, based on the knowledge that the lane line has high brightness compared to the road surface, the brightness change in the width direction of the road is evaluated, and left and right lane areas in the image plane Locate the line on the image plane. The real-space position (x, y, z) of this lane marking is based on the position (i, j) on the image plane and the parallax calculated for this position, that is, based on the distance information. It is calculated from a well-known coordinate conversion formula. In this embodiment, the coordinate system of the real space set on the basis of the position of the host vehicle is, for example, as shown in FIG. The left direction is "+", the vehicle height direction is Y axis (upward direction "+"), and the vehicle length direction (distance direction) is Z axis (forward direction "+"). At this time, the XZ plane (Y = 0) coincides with the road surface when the road is flat. The road model is expressed by dividing the lane of the host vehicle on the road into a plurality of sections in the distance direction and connecting the left and right lane lines in each section in a predetermined approximation. In the present embodiment, the example of recognizing the shape of the lane on the basis of the image from one set of cameras has been described, but in addition, the lane shape may be obtained on the basis of image information from a monocular camera and a color camera Also good.
前方認識装置31では、取得した左右車線区画線の近似処理を実行する。具体的には、自車両の左側の車線区画線は最小自乗法により、以下の(1)式により近似される。
The
x=AL・z2+BL・z+CL …(1)
また、自車両の右側の車線区画線は最小自乗法により、以下の(2)式により近似される。
x = AL · z 2 + BL · z + CL (1)
Further, the lane line on the right side of the host vehicle is approximated by the following equation (2) by the method of least squares.
x=AR・z2+BR・z+CR …(2)
ここで、上述の(1)式、(2)式における、「AL」と「AR」は、それぞれの曲線における曲率を示し、左側の車線区画線の曲率κLは、2・ALであり、右側の車線区画線の曲率κRは、2・ARである。従って、車線の曲率κは、以下の(3)式となる。
x = AR · z 2 + BR · z + CR (2)
Here, “AL” and “AR” in the above-mentioned equations (1) and (2) indicate the curvatures of the respective curves, and the curvature は L of the left lane line is 2 · AL, the right side The curvature κ R of the lane markings is 2 · AR. Therefore, the curvature κ of the lane is given by the following equation (3).
κ=(2・AL+2・AR)/2=AL+AR …(3)
また、(1)式、(2)式における、「BL」と「BR」は、それぞれの曲線の自車両の幅方向における傾きを示し、「CL」と「CR」は、それぞれの曲線の自車両の幅方向における位置を示す(図4参照)。
κ = (2.AL + 2.AR) / 2 = AL + AR (3)
Further, “BL” and “BR” in the equations (1) and (2) indicate the inclinations of the respective curves in the width direction of the vehicle, and “CL” and “CR” indicate the respective curves of the respective curves. The position in the width direction of a vehicle is shown (refer FIG. 4).
更に、前方認識装置31は、自車両の対車線ヨー角θyawを、以下の(4)式により算出する。
Further, the
θyaw=tan−1((BL+BR)/2) …(4)
以上のように前方認識装置31で検出され、算出された車線情報は操舵制御部20に入力され、前方認識装置31は車線情報検出手段として設けられている。
θyaw = tan −1 ((BL + BR) / 2) (4)
As described above, lane information detected and calculated by the
そして、操舵制御部20は、上述の各入力信号に基づいて、車線情報と自車両の走行状態に基づいて車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneを算出し、車線情報と自車両の走行状態に基づいて自車両の車線からの逸脱状態を予測し、該逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneに基づき車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_laneを算出し、逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnに基づき逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turnを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneと逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnに基づいて目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを算出し、これら車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_lane、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turn、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbにより制御トルクTpを算出してモータ駆動部21に出力する。この際、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneと逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnとを加算した目標ヨーレートγrefと実際に発生している実ヨーレートγとを比較し、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生している際に、ドライバによる所定の操舵入力があった場合は、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを抑制させる。
Then, the
このため、操舵制御部20は、図2に示すように、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部20a、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部20b、目標ヨーレート算出部20c、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部20d、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部20e、ドライバ入力制御干渉判定部20f、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部20g、制御トルク算出部20hから主要に構成されている。
Therefore, as shown in FIG. 2, the
車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部20aは、前方認識装置31から車線の曲率κが入力され、車速センサ32から車速Vが入力される。そして、例えば、以下の(5)式により、車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_lane(第1の目標旋回量)を算出し、目標ヨーレート算出部20c、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部20dに出力する。
The curvature κ of the lane is input from the
γref_lane=κ・V …(5)
逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部20bは、前方認識装置31から車線区画線の近似結果、自車両の対車線ヨー角θyawが入力され、車速センサ32から車速Vが入力される。そして、例えば、以下の(6)式、或いは、(10)式により、逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turn(第2の目標旋回量)を算出し、目標ヨーレート算出部20c、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部20eに出力する。
・自車両の対車線ヨー角θyawが車線逸脱方向の場合
γref_turn=−θyaw/ttlc …(6)
ここで、ttlcは、現在の走行状態で車線から逸脱する車線逸脱予想時間であり、例えば、以下の(7)式により算出する。
γref_lane = κ · V (5)
The target yaw
· When the vehicle's anti-lane yaw angle θyaw is the lane departure direction γref_turn = -θyaw / ttlc (6)
Here, ttlc is an estimated lane departure time that deviates from the lane in the current traveling state, and is calculated, for example, by the following equation (7).
ttlc=L/(V・sin(θyaw)) …(7)
ここで、Lは車線区画線から自車両までの距離(車線区画線車両距離)であり、以下の(8)式により算出できる。
ttlc = L / (V · sin (θyaw)) (7)
Here, L is the distance from the lane marking to the vehicle (lane marking vehicle distance), and can be calculated by the following equation (8).
L=((CL−CR)−TR)/2−xv …(8)
この(8)式において、TRは車両のトレッドであり、本発明の実施の形態では、タイヤ位置を車線逸脱判定の基準に用いるものとする(図4参照)。また、xvは車線中央からの車線幅方向車両横位置であり、以下の(9)式により、算出できる。
L = ((CL-CR) -TR) / 2-xv (8)
In the equation (8), TR is a tread of a vehicle, and in the embodiment of the present invention, the tire position is used as a reference for lane departure determination (see FIG. 4). Further, xv is the lateral position of the vehicle in the lane width direction from the lane center, and can be calculated by the following equation (9).
xv=(CL+CR)/2 …(9)
・自車両の対車線ヨー角θyawが車線反逸脱方向の場合
γref_turn=−(θref_yaw−θyaw)/tref …(10)
ここで、θref_yawは予め実験・計算等により設定しておいたヨー角、trefは予め実験・計算等により設定しておいた制御目標時間である。
xv = (CL + CR) / 2 (9)
· When the vehicle's anti-lane yaw angle θyaw is in the reverse lane departure direction: γref_turn =-(θref_yaw-θyaw) / tref (10)
Here, θref_yaw is a yaw angle set in advance by experiments and calculations, and tref is a control target time set in advance by experiments and calculations.
目標ヨーレート算出部20cは、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部20aから車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneが入力され、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部20bから逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnが入力される。そして、以下の(11)式により、目標ヨーレートγrefを算出し、ドライバ入力制御干渉判定部20f、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部20gに出力する。
The target yaw
γref=γref_lane+γref_turn …(11)
このように、目標ヨーレート算出部20cは、目標旋回量算出手段として設けられている。
γref = γref_lane + γref_turn (11)
As described above, the target yaw
車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部20dは、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部20aから車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneが入力される。そして、例えば、以下の(12)式により、車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_laneを算出し、制御トルク算出部20hに出力する。
The lane curvature turning feedforward
Tp_ff_lane=Ktrq・γref_lane …(12)
ここで、Ktrqはトルク換算ゲインである。
Tp_ff_lane = Ktrq · γref_lane (12)
Here, Ktrq is a torque conversion gain.
逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部20eは、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部20bから逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnが入力される。そして、例えば、以下の(13)式により、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turnを算出し、制御トルク算出部20hに出力する。
The departure preventing behavior feedforward
Tp_ff_turn=Ktrq・γref_turn …(13)
上述の車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_laneと逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turnは、後述するように、制御トルク算出部20hで加算される(Tp_ff_lane+Tp_ff_turn)ものであり、従って、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部20d、及び、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部20eは、(Tp_ff_lane+Tp_ff_turn)を第1の制御量とする第1の制御量算出手段として設けられている。
Tp_ff_turn = Ktrq · γref_turn (13)
The above-mentioned feedforward torque for lane curvature turning Tp_ff_lane and feedforward torque for departure prevention behavior Tp_ff_turn are (Tp_ff_lane + Tp_ff_turn) added by the control
ドライバ入力制御干渉判定部20fは、ヨーレートセンサ33から実ヨーレートγが入力され、操舵トルクセンサ34から操舵トルクTdが入力され、目標ヨーレート算出部20cから目標ヨーレートγrefが入力される。そして、目標ヨーレートγrefと実ヨーレートγとを比較することにより、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生している状況か判定する。また、操舵トルクTdと予め設定しておいた閾値とを比較して、操舵トルクTdが閾値よりもその絶対値が大きくドライバによる操舵入力があるか否か判定する。これらの判定の結果、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生し、且つ、ドライバによる操舵入力があると判定された場合は、車線逸脱防止制御がドライバの操舵に干渉してドライバの操舵を阻害すると判定し、フィードバック制御により算出した制御量(目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fb)を抑制させる信号を目標フィードバックトルク算出部20gに出力する。
The driver input control interference determination unit 20f receives the actual yaw rate γ from the
このように、ドライバ入力制御干渉判定部20fは、制御抑制手段として設けられている。 As described above, the driver input control interference determination unit 20 f is provided as a control suppression unit.
目標ヨーレートフィードバックトルク算出部20gは、ヨーレートセンサ33から実ヨーレートγが入力され、目標ヨーレート算出部20cから目標ヨーレートγrefが入力され、ドライバ入力制御干渉判定部20fから制御量を抑制させる信号が判定結果に応じて適宜入力される。そして、ドライバ入力制御干渉判定部20fから、制御量を抑制させる信号が入力されていない状況では、例えば、以下の(14)式により、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを算出し、制御トルク算出部20hに出力する。
The target yaw rate feedback
Tp_fb=Kp・(γref−γ)+Ki・∫(γref−γ)dt
+Kd・d(γref−γ)/dt …(14)
ここで、Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲイン、Kdは微分ゲインである。
Tp_fb = Kp · (γref−γ) + Ki · ∫ (γref−γ) dt
+ Kd · d (γref−γ) / dt (14)
Here, Kp is a proportional gain, Ki is an integral gain, and Kd is a differential gain.
一方、ドライバ入力制御干渉判定部20fから、制御量を抑制させる信号が入力されている場合では、上述の(14)式による目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbの積分項(Ki・∫(γref−γ)dt)の算出処理を停止し、不要な加算を防ぐと共に、上述の(14)式で算出される目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを、レートリミッタ処理等により次第に0に漸減させる(Tp_fb=0)。ここで、例えば、ドライバによる操舵入力(操舵トルクTd)が大きい場合ほど、0に漸減させる速度を早くする(ドライバによる操舵入力に応じて可変する)。 On the other hand, when the signal for suppressing the control amount is input from the driver input control interference determination unit 20f, the integral term (Ki · ∫ (γref-γ) dt of the target yaw rate feedback torque Tp_fb according to the above equation (14) And stopping unnecessary addition, and gradually reduce the target yaw rate feedback torque Tp_fb calculated by the above equation (14) to 0 by rate limiter processing or the like (Tp_fb = 0). Here, for example, as the steering input (steering torque Td) by the driver is larger, the speed to be gradually decreased to 0 is made faster (varied according to the steering input by the driver).
このように、本発明の実施の形態では、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部20gは、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを第2の制御量とする第2の制御量算出手段として設けられている。
As described above, in the embodiment of the present invention, the target yaw rate feedback
制御トルク算出部20hは、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部20dから車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_laneが入力され、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部20eから逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turnが入力され、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部20gから目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbが入力される。そして、以下の(15)式により、制御トルクTpを算出してモータ駆動部21に出力する。
The control
Tp=Tp_ff_lane+Tp_ff_turn+Tp_fb …(15)
このように、本発明の実施の形態では、制御トルク算出部20hは、制御トルクTpを第3の制御量とする第3の制御量算出手段として設けられている。
Tp = Tp_ff_lane + Tp_ff_turn + Tp_fb (15)
As described above, in the embodiment of the present invention, the control
次に、上述の操舵制御部20で実行される車線逸脱防止制御を、図3のフローチャートで説明する。
Next, the lane departure prevention control executed by the above-mentioned
まず、ステップ(以下「S」と略称)101で、車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部20aは、前述の(5)式により、車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneを算出する。
First, at step (hereinafter abbreviated as “S”) 101, the target yaw
次いで、S102に進み、逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部20bは、例えば、前述の(6)式、或いは、(10)式により、逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnを算出する。
Next, the process proceeds to S102, and the target yaw rate calculation unit for
次に、S103に進んで、目標ヨーレート算出部20cは、前述の(11)式により、目標ヨーレートγrefを算出する。
Next, in S103, the target yaw
次いで、S104に進み、車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部20dは、前述の(12)式により、車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_laneを算出する。
Next, in S104, the lane curvature turning feedforward
次に、S105に進んで、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部20eは、前述の(13)式により、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turnを算出する。
Next, the process proceeds to S105, where the deviation preventing behavior feedforward
そして、S106に進むと、ドライバ入力制御干渉判定部20fは、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生している状況か判定する。 Then, in step S106, the driver input control interference determination unit 20f determines whether the actual yaw rate γ is generated more in the lane departure prevention direction with respect to the target yaw rate γref.
この判定の結果、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生している場合は、S107に進み、操舵トルクTdと予め設定しておいた閾値とを比較して、操舵トルクTdが閾値よりもその絶対値が大きくドライバによる操舵入力があるか否か判定する。 As a result of this determination, if the actual yaw rate γ is generated more in the lane departure prevention direction with respect to the target yaw rate γref, the process proceeds to S107, and the steering torque Td is compared with the threshold set in advance to perform steering. It is determined whether the torque Td is larger than the threshold value and the absolute value thereof is larger than the driver's steering input.
このS107の判定の結果、ドライバによる操舵入力があると判定された場合、すなわち、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生し、且つ、ドライバによる操舵入力があると判定された場合は、S108に進み、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部20gは、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを算出する前述の(14)式の積分項(Ki・∫(γref−γ)dt)を停止し、不要な加算を防ぎ、S109に進んで、前述の(14)式で算出される目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを、レートリミッタ処理等により次第に0に漸減させる(Tp_fb=0)。ここで、例えば、ドライバによる操舵入力(操舵トルクTd)が大きい場合ほど、0に漸減させる速度を早くする(ドライバによる操舵入力に応じて可変する)。
As a result of the determination in S107, when it is determined that the steering input by the driver is present, that is, it is determined that the actual yaw rate γ is generated more in the lane departure prevention direction with respect to the target yaw rate γref and the steering input by the driver is present. If YES, the process proceeds to S108, the target yaw rate feedback
一方、上述のS106で、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生している状況と判定されなかった場合、或いは、上述のS107で、ドライバによる操舵入力があると判定されなかった場合は、S110に進み、目標ヨーレートフィードバックトルク算出部20gは、前述の(14)式により、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを算出する。
On the other hand, if it is not determined in S106 that the actual yaw rate γ is more generated in the lane departure prevention direction with respect to the target yaw rate γref, or it is determined in S107 that there is a steering input by the driver. If not, the process proceeds to S110, and the target yaw rate feedback
S109、或いは、S110で、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを算出した後、は、S111に進み、制御トルク算出部20hは、前述の(15)式により、制御トルクTpを算出してモータ駆動部21に出力し、プログラムを抜ける。
After the target yaw rate feedback torque Tp_fb is calculated in S109 or S110, the process proceeds to S111, and the control
このように、本発明の実施の形態では、車線に沿って走行するのに必要な車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneを算出し、自車両の車線からの逸脱状態を予測し、該逸脱状態に応じて車線からの逸脱を防止する逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneに基づき車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_laneを算出し、逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnに基づき逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turnを算出し、車線曲率旋回用目標ヨーレートγref_laneと逸脱防止挙動用目標ヨーレートγref_turnとを加算して目標ヨーレートγrefを求め、目標ヨーレートγrefに基づいて目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを算出し、これら車線曲率旋回用フィードフォワードトルクTp_ff_lane、逸脱防止挙動用フィードフォワードトルクTp_ff_turn、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbにより制御トルクTpを算出する。この際、目標ヨーレートγrefと実際に発生している実ヨーレートγとを比較し、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生している際に、ドライバによる所定の操舵入力があった場合は、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを抑制させる。 As described above, in the embodiment of the present invention, the target yaw rate γref_lane required for traveling along the lane is calculated, the departure state of the host vehicle is predicted, and the departure state according to the departure state is calculated. Calculate the target yaw rate γref_turn for departure prevention behavior that prevents departure from the lane, calculate the feedforward torque Tp_ff_lane for lane curvature turning based on the target yaw rate γref_lane for lane curvature turning, and deviate based on the target yaw rate γref_turn for departure prevention behavior The feedforward torque Tp_ff_turn for prevention behavior is calculated, the target yaw rate γref_lane for lane curvature turning and the target yaw rate γref_turn for departure prevention behavior are added to obtain the target yaw rate γref, and the target yaw rate feedback torque Tp_fb is calculated based on the target yaw rate γref. These lane curvatures turn for feed forward torque Tp_ff_lan The control torque Tp is calculated from e, the feedforward torque Tp_ff_turn for deviation prevention behavior, and the target yaw rate feedback torque Tp_fb. At this time, the target yaw rate γref is compared with the actual yaw rate γ actually generated, and when the actual yaw rate γ is generated more in the lane departure prevention direction with respect to the target yaw rate γref, a predetermined steering input by the driver If the target yaw rate feedback torque Tp_fb is reduced, the target yaw rate feedback torque Tp_fb is suppressed.
すなわち、図5に示すように、目標ヨーレートγrefと実際に発生している実ヨーレートγとを比較し、目標ヨーレートγrefに対し実ヨーレートγが、より車線逸脱防止方向に発生している際に、ドライバによる所定の操舵入力Tdがあった場合は、ドライバの意志により車両は逸脱防止方向に旋回する。このとき、逸脱防止制御が作動したままでは、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbが逸脱方向に設定されてドライバの逸脱防止の意志と干渉してドライバの操舵を阻害し、ドライバに違和感を与えてしまう虞がある。このため、目標ヨーレートフィードバックトルクTp_fbを抑制させることにより、逸脱防止制御が作動している状態で、たとえドライバが自ら車線からの逸脱防止の操舵操作を行った場合であっても、ドライバの操舵を阻害することがなく、ドライバに違和感を与えることのない自然な車線逸脱防止制御を行えるようにするのである。 That is, as shown in FIG. 5, when the actual yaw rate γ is generated more in the lane departure prevention direction with respect to the target yaw rate γref, the target yaw rate γref is compared with the actual yaw rate γ actually generated. When a predetermined steering input Td by the driver is received, the vehicle turns in the departure prevention direction by the driver's intention. At this time, while departure prevention control is activated, the target yaw rate feedback torque Tp_fb is set in the departure direction, interferes with the driver's intention to prevent departure, interferes with the driver's steering, and may give the driver a sense of discomfort. is there. Therefore, by suppressing the target yaw rate feedback torque Tp_fb, steering of the driver is performed even when the driver performs a steering operation for preventing departure from the lane while the departure prevention control is in operation. It is possible to perform natural lane departure prevention control without giving a driver a sense of discomfort.
1 電動パワーステアリング装置
2 ステアリング軸
4 ステアリングホイール
5 ピニオン軸
10L、10R 車輪
12 電動モータ
20 操舵制御部
20a 車線曲率旋回用目標ヨーレート算出部
20b 逸脱防止挙動用目標ヨーレート算出部
20c 目標ヨーレート算出部(目標旋回量算出手段)
20d 車線曲率旋回用フィードフォワードトルク算出部(第1の制御量算出手段)
20e 逸脱防止挙動用フィードフォワードトルク算出部(第1の制御量算出手段)
20f ドライバ入力制御干渉判定部(制御抑制手段)
20g 目標ヨーレートフィードバックトルク算出部(第2の制御量算出手段)
20h 制御トルク算出部(第3の制御量算出手段)
21 モータ駆動部
31 前方認識装置(車線情報検出手段)
32 車速センサ(走行状態検出手段)
33 ヨーレートセンサ(走行状態検出手段)
34 操舵トルクセンサ
20d Lane curvature turning feedforward torque calculation unit (first control amount calculation means)
20e Feedforward torque calculation unit for deviation prevention behavior (first control amount calculation means)
20f Driver input control interference judgment unit (control suppression means)
20g Target yaw rate feedback torque calculation unit (second control amount calculation means)
20h Control torque calculation unit (third control amount calculation means)
21
32 Vehicle speed sensor (running condition detection means)
33 Yaw rate sensor (running condition detection means)
34 Steering torque sensor
Claims (5)
上記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
上記車線情報と上記自車両の走行状態に基づいて上記車線からの逸脱を防止する目標旋回量を算出する目標旋回量算出手段と、
上記目標旋回量に基づき上記車線からの逸脱を防止するために車線に沿って走行するのに必要な第1の制御量をフィードフォワード制御により算出する第1の制御量算出手段と、
上記目標旋回量に基づき上記車線からの逸脱を防止するために実際の旋回量を上記目標旋回量に収束させる第2の制御量をフィードバック制御により算出する第2の制御量算出手段と、
上記第1の制御量と上記第2の制御量とに基づいて上記車線からの逸脱を防止する第3の制御量を算出する第3の制御量算出手段と、
上記目標旋回量に対して実際の旋回量が逸脱を防止する方向に発生している際にドライバによる所定の操舵入力があった場合に上記第2の制御量の発生を抑制する制御抑制手段と、
を備え、
上記制御抑制手段は、上記目標旋回量に対して実際の旋回量が逸脱を防止する方向に発生している際に上記ドライバによる所定の操舵入力があった場合は、上記第2の制御量を漸減して略0に抑制する
ことを特徴とする車両の車線逸脱防止制御装置。 And lane information detecting means for detecting information on the lane on which the vehicle is traveling as the lane information with the position information of the vehicle with respect to the lane,
A running condition detecting means for detecting a running condition of the vehicle,
Target turning amount calculation means for calculating a target turning amount for preventing departure from the lane based on the lane information and the traveling state of the host vehicle;
First control amount calculating means for calculating, by feedforward control, a first control amount necessary to travel along the lane in order to prevent departure from the lane based on the target turning amount;
Second control amount calculating means for calculating, by feedback control, a second control amount for causing an actual turning amount to converge on the target turning amount in order to prevent departure from the lane based on the target turning amount ;
Third control amount calculating means for calculating a third control amount for preventing departure from the lane based on the first control amount and the second control amount;
Control suppressing means for suppressing generation of the second control amount when a predetermined steering input by the driver is generated when an actual turning amount is generated in a direction to prevent deviation with respect to the target turning amount; ,
Equipped with
The control suppressing means is configured to set the second control amount in a case where a predetermined steering input by the driver is generated when an actual turning amount is generated in a direction preventing deviation with respect to the target turning amount. Gradually reduce to approximately 0
Lane departure prevention control device for a vehicle, characterized and this.
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