JP7032967B2 - Vehicle steering support device - Google Patents

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本発明は、ドライバのハンドル保持を前提として操舵装置を介した操舵支援制御を行う車両の操舵支援装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering support device that performs steering support control via a steering device on the premise that the driver holds the steering wheel.

自動車等の車両においては、電動モータを介して操舵角を制御可能な電動パワーステアリング装置等の操舵装置を備え、カメラやレーダ装置等によって認識した車両周囲の外部環境に基づいて、操舵装置を介してドライバの操舵操作を支援する操舵支援制御が知られている。 Vehicles such as automobiles are equipped with a steering device such as an electric power steering device that can control the steering angle via an electric motor, and are provided via the steering device based on the external environment around the vehicle recognized by a camera, a radar device, or the like. Steering support control that supports the steering operation of the driver is known.

このような操舵支援制御は、ドライバがハンドルを保持していることを前提として実行されるものが多く、ドライバがハンドルから手を放した場合には、ハンドル手放し状態と判定して警告を行うようになっている。 Such steering assist control is often executed on the premise that the driver holds the steering wheel, and when the driver releases the steering wheel, it is determined that the steering wheel has been released and a warning is given. It has become.

このため、ハンドル手放し状態を精度良く判定する必要があり、例えば、特許文献1には、直進路を検出した場合、直進路を検出していない場合に比べ、手放し状態と判定しにくくなるように判定の閾値を決定する技術が開示されている。 Therefore, it is necessary to accurately determine the state of letting go of the steering wheel. For example, in Patent Document 1, it is difficult to determine the state of letting go of the steering wheel when the straight path is detected, as compared with the case where the straight path is not detected. A technique for determining a determination threshold is disclosed.

特許第5800971号公報Japanese Patent No. 580971

しかしながら、特許文献1に開示されるような従来のハンドル手放し判定では、走行路のカーブの形状によっては十分な判定精度を得られない場合があり、また、横風や道路の横断勾配等の外乱に対して、判定精度を確保することは困難である。 However, in the conventional steering wheel release determination as disclosed in Patent Document 1, sufficient determination accuracy may not be obtained depending on the shape of the curve of the traveling path, and the determination may be due to disturbances such as crosswinds and cross slopes of roads. On the other hand, it is difficult to secure the determination accuracy.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバのハンドル保持を前提として操舵支援制御を実行する際に、走行路の形状や外乱の影響を排除してハンドル手放し判定の精度を確保することのできる車両の操舵支援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 when the steering support control is executed on the premise that the driver holds the steering wheel, the influence of the shape of the traveling path and the disturbance is eliminated to ensure the accuracy of the steering wheel release determination. The purpose is to provide a steering support device for vehicles that can be used.

本発明の一態様による車両の操舵支援装置は、ドライバのハンドル保持を前提として操舵装置を介した操舵支援制御を行う車両の操舵支援装置であって、前記操舵装置を介した前記操舵支援制御における目標出力の変化率を算出する目標出力変化率算出部と、前記目標出力又は前記目標出力の変化率に基づいて、前記ドライバが前記ハンドルを保持していないハンドル手放し状態を判定するための閾値を、ハンドル手放し状態と判定され易くなる方向に修正する手放し判定閾値修正部とを備える。 The vehicle steering support device according to one aspect of the present invention is a vehicle steering support device that performs steering support control via the steering device on the premise that the driver holds the steering wheel, and is used in the steering support control via the steering device. Based on the target output change rate calculation unit that calculates the change rate of the target output and the target output or the change rate of the target output, a threshold value for determining the handle release state in which the driver does not hold the handle is set. The steering wheel is provided with a hand-release determination threshold correction unit that corrects the steering wheel in a direction in which it is easy to determine that the steering wheel is in the state of being released.

本発明によれば、ドライバのハンドル保持を前提として操舵支援制御を実行する際に、走行路の形状や外乱の影響を排除してハンドル手放し判定の精度を確保することができる。 According to the present invention, when the steering support control is executed on the premise that the driver holds the steering wheel, it is possible to eliminate the influence of the shape of the traveling path and the disturbance and ensure the accuracy of the steering wheel release determination.

車両操舵系の構成図Configuration diagram of vehicle steering system 操舵制御系の機能を示すブロック図Block diagram showing the function of the steering control system ハンドル手放し判定処理のフローチャートFlowchart of handle release judgment process

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1において、符号1は、ドライバによる操舵操作と独立してアクチュエータを介して操舵角を制御可能な操舵装置としての電動パワーステアリング(EPS;Electric Power Steering)装置を示す。このEPS装置1においては、図示しない自動車等の車両の車体フレームに、ステアリング軸2がステアリングコラム3を介して回動自在に支持されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates an electric power steering (EPS) device as a steering device capable of controlling a steering angle via an actuator independently of a steering operation by a driver. In this EPS device 1, the steering shaft 2 is rotatably supported by a vehicle body frame of a vehicle such as an automobile (not shown) via a steering column 3.

ステアリング軸2の一端は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(ハンドル)4が固設され、ハンドル4が結合されるステアリング軸2の外周側に、舵角センサ21が配設されている。 One end of the steering shaft 2 extends to the driver's seat side, and the other end extends to the engine room side. A steering wheel (steering wheel) 4 is fixedly attached to the driver's seat side end of the steering shaft 2, and a steering angle sensor 21 is arranged on the outer peripheral side of the steering shaft 2 to which the steering wheel 4 is connected.

舵角センサ21は、例えば、その内部に検知ギヤに内蔵された磁石の回転を検知する磁気抵抗素子を二組備えて構成されている。この舵角センサ21は、ハンドル4の基準となる回転位置(例えば、車両直進状態におけるハンドル4上部の回転位置)を予め設定しておき、検知ギヤが回転することで生じる磁気変化に基づいて、予め設定した固定の基準位置からの回転角(操舵角)及び回転方向(操舵方向)を検出する。 The rudder angle sensor 21 is configured to include, for example, two sets of magnetoresistive elements that detect the rotation of a magnet built in a detection gear inside the steering angle sensor 21. The steering angle sensor 21 sets a reference rotation position of the handle 4 (for example, the rotation position of the upper part of the handle 4 in a straight-ahead state of the vehicle) in advance, and based on the magnetic change generated by the rotation of the detection gear, the steering angle sensor 21 is used. The rotation angle (steering angle) and rotation direction (steering direction) from a preset fixed reference position are detected.

また、ステアリング軸2の中途には、トーションバー2aが介装され、エンジンルーム側に延出される端部に、ピニオン軸5が連設されている。トーションバー2aの外周側には、トルクセンサ22が配設されている。トルクセンサ22は、トーションバー2aの捩れによってステアリング軸2の軸周りに生じるハンドル4側とピニオン軸5側との変位を検出することにより、ドライバの操作による操舵トルクを検出する。 Further, a torsion bar 2a is interposed in the middle of the steering shaft 2, and a pinion shaft 5 is continuously provided at an end extending toward the engine room side. A torque sensor 22 is arranged on the outer peripheral side of the torsion bar 2a. The torque sensor 22 detects the steering torque operated by the driver by detecting the displacement between the steering wheel 4 side and the pinion shaft 5 side generated around the axis of the steering shaft 2 due to the twist of the torsion bar 2a.

一方、エンジンルーム内には、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。ラック軸7に形成されたラック(図示せず)には、ピニオン軸5に形成されたピニオンが噛合され、ラックアンドピニオン式の操舵機構が形成されている。 On the other hand, in the engine room, a steering gear box 6 extending in the vehicle width direction is arranged, and the rack shaft 7 is inserted and supported in the steering gear box 6 so as to be reciprocating. A rack (not shown) formed on the rack shaft 7 is meshed with a pinion formed on the pinion shaft 5, and a rack and pinion type steering mechanism is formed.

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。ハンドル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, the left and right ends of the rack shaft 7 are respectively projected from the end portions of the steering gear box 6, and front knuckles 9 are continuously provided at the end portions via the tie rods 8. The front knuckle 9 rotatably supports the left and right wheels 10L and 10R as steering wheels, and is rotatably supported by the vehicle body frame. When the steering wheel 4 is operated to rotate the steering shaft 2 and the pinion shaft 5, the rack shaft 7 moves in the left-right direction due to the rotation of the pinion shaft 5, and the front knuckle 9 moves the kingpin shaft (not shown) by the movement. Rotating to the center, the left and right wheels 10L and 10R are steered in the left-right direction.

また、ピニオン軸5に、ウォームギヤ等の減速ギヤ機構からなるアシスト伝達機構11を介して、ドライバの操舵操作に対するアシスト及び自動操舵を可能とするアクチュエータとしての電動パワーステアリングモータ(EPSモータ)12が連設されている。EPSモータ12は、例えばケースに固定されたステータとステータの内部で回転するロータとを有するDCブラシレスモータからなる電動モータであり、この電動モータのロータの回転がアシスト伝達機構11を介してラック軸7の軸方向の動きに変換される。 Further, an electric power steering motor (EPS motor) 12 as an actuator that enables assist and automatic steering for the driver's steering operation is connected to the pinion shaft 5 via an assist transmission mechanism 11 including a reduction gear mechanism such as a worm gear. It is set up. The EPS motor 12 is, for example, an electric motor including a DC brushless motor having a stator fixed to a case and a rotor that rotates inside the stator, and the rotation of the rotor of the electric motor is a rack shaft via an assist transmission mechanism 11. It is converted into the axial movement of 7.

EPSモータ12は、操舵制御装置50によって駆動制御される。操舵制御装置50は、マイクロコンピュータを中心として構成される制御ユニットであり、モータ駆動部20を介してEPSモータ12を駆動制御する。操舵制御装置50には、舵角センサ21、トルクセンサ22、その他、車速を検出する車速センサ24、車両の鉛直軸回りの回転速度すなわちヨーレートを検出するヨーレートセンサ25等のセンサ類や図示しないスイッチ類からの信号が入力される。 The EPS motor 12 is driven and controlled by the steering control device 50. The steering control device 50 is a control unit configured around a microcomputer, and drives and controls the EPS motor 12 via the motor drive unit 20. The steering control device 50 includes a steering angle sensor 21, a torque sensor 22, other sensors such as a vehicle speed sensor 24 for detecting vehicle speed, a rotation speed around the vertical axis of the vehicle, that is, a yaw rate sensor 25 for detecting yaw rate, and switches (not shown). A signal from the class is input.

また、操舵制御装置50は、車内ネットワークを形成する通信バス200に接続されている。通信バス200には、車両の外部環境を認識して走行環境情報を取得する外部環境認識装置150をはじめとして、その他、図示しないエンジン制御装置、変速機制御装置、ブレーキ制御装置等の他の制御装置が接続され、各制御装置が通信バス200を介して互いに制御情報を交換することができる。 Further, the steering control device 50 is connected to the communication bus 200 forming the in-vehicle network. The communication bus 200 includes an external environment recognition device 150 that recognizes the external environment of the vehicle and acquires driving environment information, and other controls such as an engine control device, a transmission control device, and a brake control device (not shown). The devices are connected, and each control device can exchange control information with each other via the communication bus 200.

外部環境認識装置150は、前方認識用のカメラやミリ波レーダ、側方認識用のサイドカメラや側方レーダ等の各種デバイスによる自車両周囲の物体の検出情報、路車間通信や車車間通信等のインフラ通信によって取得した交通情報、GPS衛星等からの信号に基づく自車両位置の測位情報、道路の曲率、車線幅、路肩幅等の道路形状データや、道路方位角、車線区画線の種別、レーン数等の走行制御用データを含む高精細の地図情報等により、自車両周囲の外部環境を認識する。 The external environment recognition device 150 includes detection information of objects around the own vehicle by various devices such as a front recognition camera, a millimeter wave radar, a side camera for side recognition, and a side radar, road-to-vehicle communication, vehicle-to-vehicle communication, and the like. Traffic information acquired by infrastructure communication, positioning information of own vehicle position based on signals from GPS satellites, road shape data such as road curvature, lane width, road shoulder width, road azimuth angle, lane division line type, etc. The external environment around the own vehicle is recognized by high-definition map information including driving control data such as the number of lanes.

本実施の形態においては、外部環境認識装置150は、車載のカメラ及び画像認識装置による自車両の前方環境の認識を主として行い、前方認識用のカメラとしては、同一対象物を異なる視点から撮像する2台のカメラで構成されるステレオカメラを用いる。このステレオカメラを構成する2台のカメラは、CCDやCMOS等の撮像素子を有するシャッタ同期のカメラであり、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に所定の基線長で配置されている。 In the present embodiment, the external environment recognition device 150 mainly recognizes the front environment of the own vehicle by the in-vehicle camera and the image recognition device, and the front recognition camera captures the same object from different viewpoints. A stereo camera consisting of two cameras is used. The two cameras constituting this stereo camera are shutter-synchronized cameras having image pickup elements such as CCD and CMOS. For example, they are arranged in the vicinity of the rear-view mirror inside the front window in the upper part of the vehicle interior with a predetermined baseline length. There is.

ステレオ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、ステレオ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有する距離画像を生成し、この距離画像の距離情報を用いて、白線等の車線区画線の認識、先行車両や対向車両等の立体物の認識処理を行う。 The processing of the image data from the stereo camera is performed as follows, for example. First, a distance image having distance information is generated from a set of stereo image pairs in the traveling direction of the own vehicle captured by the stereo camera from the amount of deviation of the corresponding positions, and the distance information of this distance image is used to generate a white line. It recognizes lane markings such as, and recognizes three-dimensional objects such as preceding vehicles and oncoming vehicles.

白線等の車線区画線の認識では、車線区画線は道路面と比較して高輝度であるという特徴に基づき、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。 In recognition of lane markings such as white lines, based on the feature that the lane markings are brighter than the road surface, the change in brightness in the width direction of the road is evaluated, and the left and right lane markings on the image plane are evaluated. Specify the position on the image plane. The position (x, y, z) of this lane marking line in real space 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.

外部環境認識装置150による外部環境の認識結果は、操舵制御装置50や他の制御装置に送信される。操舵制御装置50は、自車両の自動運転やドライバの操舵操作を支援する操舵支援制御を実行する。この操舵支援制御としては、自車両を車線の中央位置に維持する車線維持制御、先行車両に追従して走行する先行車追従制御、自車両の車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御等がある。 The recognition result of the external environment by the external environment recognition device 150 is transmitted to the steering control device 50 and other control devices. The steering control device 50 executes steering support control that supports automatic driving of the own vehicle and steering operation of the driver. The steering support control includes lane keeping control that keeps the own vehicle in the center position of the lane, following vehicle following control that follows the preceding vehicle, and lane departure prevention control that prevents the own vehicle from deviating from the lane. be.

尚、目標経路は、操舵制御装置50ではなく、外部環境認識装置150等の他の制御装置で設定するようにしても良い。 The target route may be set by another control device such as the external environment recognition device 150 instead of the steering control device 50.

このような操舵支援制御は、ドライバがハンドル4を把持して所定の保舵力をかけている状態(ハンドル保持状態)を前提として実行される。操舵支援制御を実行中に、ドライバがハンドル4から手を放す等して保舵力が小さくなると、ハンドル手放し状態と判定され、操舵支援制御が解除される。 Such steering support control is executed on the premise that the driver holds the steering wheel 4 and applies a predetermined steering holding force (steering wheel holding state). If the driver releases the steering wheel 4 while the steering support control is being executed and the steering holding force becomes small, it is determined that the steering wheel is released and the steering assist control is released.

保舵力の大小は、トルクセンサ22によって検出したトルク値(トルクセンサ値)を閾値と比較することによって判断される。トルクセンサ22のトルクセンサ値が閾値以上の場合、「ハンドル保持状態」と判定され、トルクセンサ値が閾値未満の状態が一定時間以上継続した場合、「ハンドル手放し状態」と判定される。 The magnitude of the steering holding force is determined by comparing the torque value (torque sensor value) detected by the torque sensor 22 with the threshold value. When the torque sensor value of the torque sensor 22 is equal to or greater than the threshold value, it is determined to be in the "handle holding state", and when the torque sensor value is less than the threshold value for a certain period of time or longer, it is determined to be in the "handle release state".

この場合、操舵支援制御は、様々な走行環境下で実行されるため、道路の曲率や外乱(横風、道路の横断勾配等)により、後述する目標出力が急激に変化したり、所定以上の大きな出力となる場合がある。このような場合、路面側から伝達される外力によってトーションバー2aに捩れが発生し、ドライバがハンドル4を把持していなくてもトルクセンサ値が変動して閾値以上となってしまい、ハンドル手放し状態を正しく判定できない虞がある。 In this case, since the steering support control is executed under various driving environments, the target output described later may suddenly change or be larger than a predetermined value due to the curvature of the road or disturbance (crosswind, cross slope of the road, etc.). May be output. In such a case, the torsion bar 2a is twisted by an external force transmitted from the road surface side, and even if the driver does not grip the handle 4, the torque sensor value fluctuates and exceeds the threshold value, and the handle is released. May not be determined correctly.

このため、操舵制御装置50は、図2に示すように、操舵支援制御を実行する操舵支援制御部51に対して、路面側からの外力の影響を排除してハンドル手放し状態を正しく判定するための機能部として、目標出力変化率算出部52、手放し判定閾値修正部53、ハンドル手放し判定部54を備えている。 Therefore, as shown in FIG. 2, the steering control device 50 correctly determines the steering wheel release state by eliminating the influence of the external force from the road surface side on the steering support control unit 51 that executes the steering support control. As functional units of the above, a target output change rate calculation unit 52, a release determination threshold value correction unit 53, and a handle release determination unit 54 are provided.

操舵支援制御部51は、外部環境認識装置150からの情報や、各センサ(舵角センサ21、車速センサ24、ヨーレートセンサ25)からの検出情報に基づいて、車線維持制御、先行車追従制御、車線逸脱防止制御等の操舵支援制御を実行する。この操舵支援制御は、ドライバがハンドル4を把持してトルクセンサ22のトルクセンサ値が閾値以上の「ハンドル状態」と判定されている場合に実行され、トルクセンサ値が閾値未満の「ハンドル手放し状態」と判定された場合には、解除される。 The steering support control unit 51 performs lane keeping control, preceding vehicle follow-up control, based on information from the external environment recognition device 150 and detection information from each sensor (rudder angle sensor 21, vehicle speed sensor 24, yaw rate sensor 25). Executes steering support control such as lane deviation prevention control. This steering support control is executed when the driver grips the steering wheel 4 and the torque sensor value of the torque sensor 22 is determined to be a "handle state" equal to or higher than the threshold value, and the torque sensor value is less than the threshold value "handle release state". If it is determined, it will be canceled.

操舵支援制御部51による操舵支援制御において、車線維持制御と先行車追従制御は基本的に同様の制御であり、外部環境の認識結果に基づいて追従走行の対象となる目標点の軌跡から目標経路を設定し、この目標経路に追従する制御として実行される。追従走行の対象となる目標点は、例えば、車線維持制御では、車線区画線としての左右の白線の道路幅方向の中央位置、先行車追従制御では、先行車両の車幅方向の中央位置に設定され、このような目標点の軌跡を算出して目標経路とする。 In the steering support control by the steering support control unit 51, the lane keeping control and the preceding vehicle tracking control are basically the same control, and the target route is taken from the locus of the target point to be followed based on the recognition result of the external environment. Is set, and it is executed as a control to follow this target path. For example, in lane keeping control, the target point to be followed is set at the center position of the left and right white lines as lane marking lines in the road width direction, and in preceding vehicle follow-up control, it is set at the center position in the vehicle width direction of the preceding vehicle. Then, the locus of such a target point is calculated and used as a target route.

操舵支援制御部51は、目標経路に追従するための目標操舵角を算出し、この目標操舵角に対応する指示トルクをEPS装置1に出力する。EPS装置1は、指示トルクに相当する操舵トルクが得られるよう、モータ駆動部20を介してEPSモータ12の駆動電流を制御する。これにより、自車両の実操舵角が目標操舵角に収束するよう制御され、目標経路に追従走行するための操舵支援制御が実現される。 The steering support control unit 51 calculates a target steering angle for following the target path, and outputs an instruction torque corresponding to the target steering angle to the EPS device 1. The EPS device 1 controls the drive current of the EPS motor 12 via the motor drive unit 20 so that a steering torque corresponding to the indicated torque can be obtained. As a result, the actual steering angle of the own vehicle is controlled to converge to the target steering angle, and steering support control for following the target path is realized.

また、車線逸脱防止制御においては、操舵支援制御部51は、自車両の進行方向が逸脱方向を向いている車線に対して、自車両が逸脱方向の車線を跨ぐまでの時間を推定し、推定した時間が設定値以下の場合、車線逸脱防止制御を実行する。具体的には、操舵支援制御部51は、車線からの逸脱を防止するための目標旋回量となる目標ヨーレートを算出し、この目標ヨーレートに対応する目標操舵トルクをEPS装置1に対する指示トルクとして出力する。 Further, in the lane departure prevention control, the steering support control unit 51 estimates and estimates the time until the own vehicle crosses the lane in the deviation direction with respect to the lane in which the traveling direction of the own vehicle is facing the deviation direction. If the set time is less than or equal to the set value, the lane departure prevention control is executed. Specifically, the steering support control unit 51 calculates a target yaw rate, which is a target turning amount for preventing deviation from the lane, and outputs a target steering torque corresponding to this target yaw rate as an instruction torque for the EPS device 1. do.

EPS装置1は、操舵トルクが目標操舵トルクとなるようEPSモータ12の駆動電流を制御し、自車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように制御する。これにより、自車両に目標ヨーレートに対応する旋回挙動が発生し、車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止制御が実現される。 The EPS device 1 controls the drive current of the EPS motor 12 so that the steering torque becomes the target steering torque, and controls so that the yaw rate of the own vehicle becomes the target yaw rate. As a result, turning behavior corresponding to the target yaw rate is generated in the own vehicle, and lane departure prevention control for preventing deviation from the lane is realized.

目標出力変化率算出部52は、操舵支援制御部51による操舵支援制御の目標出力TGTを読み込み、この目標出力TGTの所定時間当たりの変化率(目標出力変化率)ΔTGTを算出して手放し判定閾値修正部53に送る。操舵支援制御の目標出力TGTとしては、上述した目標操舵角、目標ヨーレート、EPS装置1への指示トルクの少なくとも1つを用いる。 The target output change rate calculation unit 52 reads the target output TGT of the steering support control by the steering support control unit 51, calculates the change rate (target output change rate) ΔTGT of the target output TGT per predetermined time, and releases the target output threshold value. Send to the correction unit 53. As the target output TGT for steering support control, at least one of the above-mentioned target steering angle, target yaw rate, and instruction torque to the EPS device 1 is used.

手放し判定閾値修正部53は、操舵支援制御部51の目標出力TGT、又は目標出力変化率算出部52で算出した目標出力変化率ΔTGTに基づいて、操舵支援制御中のハンドル手放し状態を判定するための閾値Dthを修正する。具体的には、通常走行におけるハンドル手放し判定の閾値Dthを予め固定値として設定しておき、目標出力TGTと出力閾値TGTthとの比較、目標出力変化率ΔTGTと変化率閾値ΔTGTthとの比較により、通常の閾値Dthを修正する。 The release determination threshold value correction unit 53 determines the steering wheel release state during steering support control based on the target output TGT of the steering support control unit 51 or the target output change rate ΔTGT calculated by the target output change rate calculation unit 52. The threshold Dth of is corrected. Specifically, the threshold Dth for determining the steering wheel release in normal driving is set in advance as a fixed value, and the target output TGT and the output threshold TGTth are compared, and the target output change rate ΔTGT and the change rate threshold ΔTGTth are compared. Correct the normal threshold Dth.

この場合の出力閾値TGTthは、例えば、目標出力TGTをEPS装置1への指示トルクとする場合、通常の直線路を走行する場合の指示トルクを基準として、基準値に対する所定倍率のトルクとして設定される。基準となる指示トルクに対する倍率は、トルクセンサ22が配設されるトーションバー2aに捩れを発生させる路面側からの外力の大きさの要因、例えば、走行路の曲率の大きさ、横風や道路の横断勾配等の外乱の大きさに対して、必要とされるハンドル保舵力を考慮し、車両重量やタイヤサイズ、操舵機構の特性に応じて設定される。 In this case, the output threshold TGTth is set as a torque having a predetermined magnification with respect to the reference value, for example, when the target output TGT is the indicated torque to the EPS device 1, the indicated torque when traveling on a normal straight road is used as a reference. Torque. The magnification with respect to the reference torque is a factor of the magnitude of the external force from the road surface side that causes the torsion bar 2a in which the torque sensor 22 is arranged to be twisted, for example, the magnitude of the curvature of the traveling road, the crosswind and the road. It is set according to the vehicle weight, tire size, and characteristics of the steering mechanism in consideration of the required steering holding force for the magnitude of disturbance such as a cross slope.

また、変化率閾値ΔTGTthは、例えば、目標出力TGTを目標経路に追従するための目標操舵角とする場合、通常の直線路を走行する場合の舵角の変化速度を基準として、基準値に対する所定倍率の変化速度として設定される。基準となる変化速度に対する倍率は、トルクセンサ22が配設されるトーションバー2aに捩れを発生させる路面側からの外力の変化速度、例えば、走行路の曲率変化、横風や道路の横断勾配等の外乱の変化速度に対して、必要とされるハンドル保舵力を考慮し、車両重量やタイヤサイズ、操舵機構の特性に応じて設定される。 Further, the rate of change threshold ΔTGTth is predetermined with respect to the reference value, for example, when the target output TGT is set as the target steering angle for following the target path, the change speed of the steering angle when traveling on a normal straight road is used as a reference. It is set as the rate of change of magnification. The magnification with respect to the reference change speed is the change speed of the external force from the road surface side that causes the torsion bar 2a in which the torque sensor 22 is arranged to be twisted, for example, the change in the curvature of the traveling road, the crosswind, the cross slope of the road, and the like. It is set according to the vehicle weight, tire size, and steering mechanism characteristics in consideration of the required steering holding force for the changing speed of disturbance.

そして、目標出力TGTが出力閾値TGTth未満、且つ目標出力変化率ΔTGTが変化率閾値ΔTGTth未満の場合には、通常の値の閾値Dthをハンドル手放し判定部54に送る。一方、目標出力TGTが出力閾値TGTthより大きい場合、又は目標出力変化率ΔTGTが変化率閾値ΔTGTthより大きい場合には、閾値Dthを通常の値よりも大きくして「ハンドル手放し状態」と判定されやすくなる方向に修正する。 When the target output TGT is less than the output threshold TGTth and the target output change rate ΔTGT is less than the change rate threshold ΔTGTth, the threshold Dth of a normal value is sent to the handle release determination unit 54. On the other hand, when the target output TGT is larger than the output threshold TGTth, or when the target output change rate ΔTGT is larger than the change rate threshold ΔTGTth, the threshold Dth is made larger than the normal value and it is easy to determine that the “handle is released”. Correct in the direction of.

この閾値Dthに対する修正は、予め設定した一定値だけ通常の値よりも大きくする修正としても良く、また、走行路の曲率や横断勾配、推定される横風の強さに応じた修正としても良い。例えば、外部環境認識装置150や地図情報から得られる走行路の曲率が大きくなる程、ハンドル手放し判定の閾値Dthを通常の値よりも大きくし、横断勾配が大きくなる程、閾値Dthを通常の値よりも大きくする。また、横風の強さを、例えば目標出力の局部的な変化の大きさから推定し、横風が強くなる程、閾値Dthを通常の値よりも大きくする。 The correction for the threshold value Dth may be a correction in which a preset constant value is made larger than a normal value, or may be a correction according to the curvature of the traveling path, the cross slope, and the estimated crosswind strength. For example, the larger the curvature of the travel path obtained from the external environment recognition device 150 or the map information, the larger the threshold Dth for the handle release determination than the normal value, and the larger the crossing gradient, the normal value the threshold Dth. Make it larger than. Further, the strength of the crosswind is estimated from, for example, the magnitude of the local change in the target output, and the stronger the crosswind, the larger the threshold Dth than the normal value.

ハンドル手放し判定部54は、トルクセンサ22からのトルクセンサ値Tsenと手放し判定閾値修正部53からの閾値Tthとを比較し、ドライバによるハンドル4の把持状態が「ハンドル保持状態」か「ハンドル手放し状態」かを判定する。トルクセンサ値Tsenが閾値Tth以上の場合、「ハンドル保持状態」と判定し、トルクセンサ値Tsenが閾値Tth未満の状態が一定時間以上継続した場合、「ハンドル手放し状態」と判定する。 The handle release determination unit 54 compares the torque sensor value Tsen from the torque sensor 22 with the threshold value Tth from the release determination threshold value correction unit 53, and the gripping state of the handle 4 by the driver is either the “handle holding state” or the “handle release state”. ". When the torque sensor value Tsen is equal to or greater than the threshold value Tth, it is determined to be in the "handle holding state", and when the torque sensor value Tsen is less than the threshold value Tth for a certain period of time or longer, it is determined to be in the "handle release state".

ハンドル手放し判定部54の判定結果は、操舵支援制御部51に送られる。操舵支援制御部51は、ハンドル手放し状態と判定されたとき、操舵支援制御を解除し、ドライバにハンドル4を確実に保舵するよう表示や警報音等によって警告する。 The determination result of the steering wheel release determination unit 54 is sent to the steering support control unit 51. When it is determined that the steering wheel has been released, the steering support control unit 51 cancels the steering support control and warns the driver with a display, an alarm sound, or the like to ensure that the steering wheel 4 is held.

次に、以上の操舵制御装置50におけるハンドル手放し判定処理について、図6のフローチャートを用いて説明する。 Next, the steering wheel release determination process in the steering control device 50 will be described with reference to the flowchart of FIG.

最初のステップS1において、操舵制御装置50は、操舵支援制御における目標出力TGTを取得する。次にステップS2へ進み、目標出力TGTの制御周期(処理周期)当たりの変化率を、目標出力変化率ΔTGTとして算出する。 In the first step S1, the steering control device 50 acquires the target output TGT in the steering support control. Next, the process proceeds to step S2, and the rate of change per control cycle (processing cycle) of the target output TGT is calculated as the target output change rate ΔTGT.

その後、ステップS3へ進み、目標出力TGTと出力閾値TGTthとを比較し、目標出力TGTが閾値以上に大きくなったか否かを調べる。目標出力TGTが出力閾値TGTth以上となった場合、ステップS3からステップS5へ進んでハンドル手放し判定の閾値Dthを通常の値よりも大きくして、ステップS6へ進む。 After that, the process proceeds to step S3, and the target output TGT and the output threshold value TGTth are compared to check whether or not the target output TGT has become larger than the threshold value. When the target output TGT becomes equal to or higher than the output threshold value TGTth, the process proceeds from step S3 to step S5, the threshold value Dth of the steering wheel release determination is made larger than the normal value, and the process proceeds to step S6.

一方、ステップS3において目標出力TGTが出力閾値TGTth未満の場合には、ステップS3からステップS4へ進み、目標出力変化率ΔTGTと変化率閾値ΔTGTthを比較する。その結果、目標出力変化率ΔTGTが変化率閾値ΔTGTth以上になった場合には、ステップS4から前述のステップS5を経てステップS6へ進み、目標出力変化率ΔTGTが変化率閾値ΔTGTth未満の場合、ハンドル手放し判定の閾値Dthを通常の値として、ステップS6へ進む。 On the other hand, if the target output TGT is less than the output threshold TGTth in step S3, the process proceeds from step S3 to step S4, and the target output change rate ΔTGT and the change rate threshold ΔTGTth are compared. As a result, when the target output change rate ΔTGT becomes the change rate threshold value ΔTGTth or more, the process proceeds from step S4 to step S6 through the above-mentioned step S5, and when the target output change rate ΔTGT is less than the change rate threshold value ΔTGTth, the handle. The process proceeds to step S6 with the threshold Dth of the release determination as a normal value.

ステップS6では、トルクセンサ22で検出したトルク(トルクセンサ値)Tsenを閾値Tthと比較し、ハンドル手放し判定を行う。トルクセンサ値Tsenが閾値Tth以上の場合、「ハンドル保持状態」と判定して操舵支援制御の実行を許可し、トルクセンサ値Tsenが閾値Tth未満の状態が一定時間以上継続した場合には、「ハンドル手放し状態」と判定し、ハンドルを確実に保持するようドライバに警告する。 In step S6, the torque (torque sensor value) Tsen detected by the torque sensor 22 is compared with the threshold value Tth, and the handle release determination is performed. When the torque sensor value Tsen is equal to or higher than the threshold value Tth, it is determined as "steering wheel holding state" and the execution of steering support control is permitted. It determines that the steering wheel has been released, and warns the driver to hold the steering wheel securely.

このように本実施の形態においては、走行路の曲率、横風や道路の横断勾配等の外乱が大きいと判断される場合には、ハンドル手放し判定の閾値Tthを通常の値よりも大きくするので、路面側からの外力によってトーションバー2aに捻れが発生しても、誤判定を防止してハンドル手放し状態を精度良く判定することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, when it is determined that the disturbance such as the curvature of the traveling path, the crosswind, and the cross slope of the road is large, the threshold value Tth of the steering wheel release determination is made larger than the normal value. Even if the torsion bar 2a is twisted due to an external force from the road surface side, it is possible to prevent erroneous determination and accurately determine the handle release state.

1 電動パワーステアリング(EPS)装置
2a トーションバー
4 ハンドル
12 EPSモータ
15 操舵支援制御装置
20 モータ駆動部
21 舵角センサ
22 トルクセンサ
24 車速センサ
25 ヨーレートセンサ
50 操舵制御装置
51 操舵支援制御部
52 目標出力変化率算出部
53 手放し判定閾値修正部
54 ハンドル手放し判定部
150 外部環境認識装置
1 Electric power steering (EPS) device 2a Torsion bar 4 Handle 12 EPS motor 15 Steering support control device 20 Motor drive unit 21 Steering angle sensor 22 Torque sensor 24 Vehicle speed sensor 25 Yaw rate sensor 50 Steering control device 51 Steering support control unit 52 Target output Change rate calculation unit 53 Release judgment threshold correction unit 54 Handle release judgment unit 150 External environment recognition device

Claims (4)

ドライバのハンドル保持を前提として操舵装置を介した操舵支援制御を行う車両の操舵支援装置であって、
前記操舵装置を介した前記操舵支援制御における目標出力の変化率を算出する目標出力変化率算出部と、
前記目標出力又は前記目標出力の変化率に基づいて、前記ドライバが前記ハンドルを保持していないハンドル手放し状態を判定するための閾値を、ハンドル手放し状態と判定され易くなる方向に修正する手放し判定閾値修正部と
を備えることを特徴とする車両の操舵支援装置。
It is a steering support device for a vehicle that performs steering support control via a steering device on the premise that the driver holds the steering wheel.
A target output change rate calculation unit that calculates a change rate of the target output in the steering support control via the steering device, and a target output change rate calculation unit.
Based on the target output or the rate of change of the target output, the threshold for determining the handle release state in which the driver does not hold the handle is corrected in a direction that makes it easier to determine the handle release state. A vehicle steering support device characterized by having a correction section.
前記手放し判定閾値修正部は、前記目標出力が路面側から前記操舵装置に伝達される外力の大きさを考慮して設定される閾値以上に大きい場合、又は前記目標出力の変化率が路面側から前記操舵装置に伝達される外力の変化速度を考慮して設定される閾値以上に大きい場合、前記ハンドル手放し状態を判定するための閾値を、通常走行時の値よりも大きくすることを特徴とする請求項1に記載の車両の操舵支援装置。 In the release determination threshold value correction unit, when the target output is larger than the threshold value set in consideration of the magnitude of the external force transmitted from the road surface side to the steering device, or the rate of change of the target output is from the road surface side. When it is larger than the threshold value set in consideration of the change speed of the external force transmitted to the steering device, the threshold value for determining the handle release state is set to be larger than the value during normal driving. The vehicle steering support device according to claim 1. 前記目標出力は、自車両が走行する目標経路に追従走行するための目標操舵角であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の操舵支援装置。 The vehicle steering support device according to claim 1 or 2, wherein the target output is a target steering angle for following a target path on which the own vehicle travels. 前記目標出力は、前記操舵装置の操舵トルクに対する指示トルクであることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の操舵支援装置。 The vehicle steering support device according to claim 1 or 2, wherein the target output is an instruction torque with respect to the steering torque of the steering device.
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