JP2007168662A - Vehicular steering assistance device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular steering assistance device capable of quickly and certainly returning the vehicle to a traveling lane when there is risk that the vehicle is deviated from the traveling lane. <P>SOLUTION: When a lane offset D of the vehicle relative to a center line LC of the traveling lane TL exceeds a predetermined threshold value and there is risk that the vehicle 1 is deviated, for example, from the traveling lane TL to a left side, a direction of steering assistance is retained in an increase-operation direction to an inherent right direction. Accordingly, since steering torque set to a large degree at steering assistance performing turning so as to increase-operates the steering in a right direction is given to the steering mechanism of the vehicle 1, the vehicle 1 is quickly and certainly returned to the traveling lane. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両が走行車線の中央付近に沿って適切に走行できるように運転者の操舵を支援する車両用操舵支援装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle steering assist device that assists a driver's steering so that a vehicle can travel appropriately along the vicinity of the center of a traveling lane.

近年、車両が走行車線の中央付近に沿って適切に走行できるように運転者の操舵を支援する装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この種の操舵支援装置では、自車両の進行方向前方の画像をＣＣＤカメラなどで撮影し、撮影した画像から自車両の走行車線を区画する白線（道路区画線）を画像認識処理によって検出し、検出した白線（道路区画線）で区画された走行車線の中央付近に沿って自車両が走行できるようにするための操舵方向および操舵トルクを求め、その操舵方向に応じた操舵トルクを車両の操舵機構に付与することで運転者の操舵を支援するようにしている。   In recent years, there has been proposed an apparatus that assists the driver's steering so that the vehicle can appropriately travel along the vicinity of the center of the travel lane (see, for example, Patent Document 1). In this type of steering assist device, an image ahead of the traveling direction of the host vehicle is captured by a CCD camera or the like, and a white line (road marking line) that divides the traveling lane of the host vehicle is detected from the captured image by image recognition processing. A steering direction and a steering torque for allowing the host vehicle to travel along the vicinity of the center of the travel lane divided by the detected white line (road lane line) are obtained, and the steering torque corresponding to the steering direction is obtained by steering the vehicle. By giving it to the mechanism, the steering of the driver is supported.

ここで、特許文献１には、走行車線の中央付近に沿って精度よく車両を走行させるため、走行車線のカーブの曲率、走行車線の中心線に対する車両の中心線の横方向のずれ量（レーンオフセット）および走行車線の中心線に対する車両の中心線のなす車両偏向角（ヨー角）を用いて操舵トルクを算出することが記載されている。
特開２００１−１０５１８号公報 Here, in Patent Document 1, in order to accurately drive a vehicle along the vicinity of the center of the travel lane, the curvature of the curve of the travel lane, the amount of lateral displacement of the center line of the vehicle with respect to the center line of the travel lane (lane It is described that the steering torque is calculated by using a vehicle deflection angle (yaw angle) formed by the center line of the vehicle with respect to the offset) and the center line of the traveling lane.
JP 2001-10518 A

ところで、車両の操舵機構にはラック・ピニオン機構やサスペンションジョイントなどの摩擦抵抗が操舵抵抗として働くため、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援に際しては、操舵機構の操舵抵抗を見込んだ操舵トルクを操舵機構に付与する必要がある。しかしながら、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援に際しては、車両の車輪を直進状態に復帰させようとする力が路面から操舵機構に作用するため、操舵機構の操舵抵抗を見込んだ操舵トルクをそのまま操舵機構に付与すると、操舵支援のための操舵トルクが過剰となってしまう。   By the way, the frictional resistance of the rack / pinion mechanism, suspension joint, etc. works as steering resistance in the steering mechanism of the vehicle, so the steering resistance of the steering mechanism is anticipated when steering assistance is performed by turning the steering wheel to increase the steering wheel. It is necessary to apply a steering torque to the steering mechanism. However, in steering assistance that returns the steered state so as to switch back the steering wheel, the force that attempts to return the vehicle wheels to the straight traveling state acts on the steering mechanism from the road surface, so the steering resistance of the steering mechanism is reduced. If the expected steering torque is applied to the steering mechanism as it is, the steering torque for steering assistance becomes excessive.

このような問題を解決するため、本件出願人は、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルク量と、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルク量との間に所定のヒステリシス幅を持たせ、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルク量よりも、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルク量を小さく設定する技術を開発し、その内容を特許出願により提案している。   In order to solve such a problem, the applicant of the present invention has made a steering torque amount at the time of steering support for turning the steering wheel to increase the steering wheel and a steering wheel for returning the steering state to switch back the steering wheel. Steering state with a predetermined hysteresis width between the steering torque amount at the time of assistance and turning the steering wheel back more than the steering torque amount at the time of steering assistance by turning the steering wheel to increase the steering wheel Has developed a technology for setting a small amount of steering torque at the time of steering support for returning the vehicle to the vehicle, and has proposed the contents thereof by a patent application.

ここで、車両が走行車線から左または右に大きくずれて逸脱する恐れのある状況では、カントなどの路面の外乱によって車両のヨー角θが変動し、このヨー角のノイズに起因して操舵支援の操舵方向が車両を車線から逸脱させる方向に反転することがある。   Here, in a situation where the vehicle may deviate greatly from the driving lane to the left or right, the yaw angle θ of the vehicle fluctuates due to a road surface disturbance such as a cant, and steering assistance is caused by the noise of this yaw angle. May be reversed in a direction that causes the vehicle to deviate from the lane.

この場合、車両を走行車線へ復帰させるための操舵支援の操舵トルクは、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく際の小さめの操舵トルクが操舵機構に付与されることとなるため、車両が走行車線へ復帰するまでに時間がかかるとい問題がある。   In this case, the steering assist steering torque for returning the vehicle to the traveling lane is applied to the steering mechanism with a smaller steering torque when returning the steered state so as to switch back the steering wheel. There is a problem that it takes time until the vehicle returns to the travel lane.

そこで、本発明は、車両が走行車線から逸脱する恐れのある場合において、車両を迅速かつ確実に走行車線に復帰させることができる車両用操舵支援装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle steering assist device that can quickly and surely return a vehicle to a traveling lane when the vehicle may deviate from the traveling lane.

本発明に係る車両用操舵支援装置は、車両が走行車線に沿って走行するように車両の操舵機構に操舵を付与する車両用操舵支援装置であって、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量に対する操舵量が大きく設定された操舵を車両の操舵機構に付与することを特徴とする。   A vehicle steering assist device according to the present invention is a vehicle steering assist device that applies steering to a steering mechanism of a vehicle so that the vehicle travels along a travel lane, and the vehicle may deviate from the travel lane. In some cases, steering in which the steering amount is set to be larger with respect to the change in the steering direction or the fluctuation amount of the yaw angle of the vehicle than in other cases is given to the steering mechanism of the vehicle.

本発明に係る車両用操舵支援装置では、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量に対する操舵量が大きく設定された操舵が車両の操舵機構に付与されるため、車両は迅速かつ確実に走行車線に復帰する。   In the vehicle steering assist device according to the present invention, when the vehicle is likely to deviate from the travel lane, the steering amount with respect to the change in the steering direction or the fluctuation amount of the yaw angle of the vehicle is set larger than in other cases. Since steering is applied to the steering mechanism of the vehicle, the vehicle quickly and reliably returns to the travel lane.

また、本発明に係る車両用操舵支援装置は、車両が走行車線に沿って走行するように車両の操舵機構に操舵を付与する車両用操舵支援装置であって、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量の影響を小さくすることを特徴とする。   The vehicle steering assist device according to the present invention is a vehicle steering assist device that applies steering to the steering mechanism of the vehicle so that the vehicle travels along the travel lane, and the vehicle may deviate from the travel lane. When there is, the influence of the change in the steering direction or the fluctuation amount of the yaw angle of the vehicle is made smaller than in other cases.

この発明に係る車両用操舵支援装置では、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量の影響が小さくされるため、車両は迅速かつ確実に走行車線に復帰する。   In the vehicle steering assist device according to the present invention, when the vehicle is likely to deviate from the travel lane, the influence of the change in the steering direction or the fluctuation amount of the yaw angle of the vehicle is reduced compared to other times. The vehicle returns to the driving lane quickly and reliably.

本発明の車両用操舵支援装置において、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときであるか否かの判定は、走行車線に対する車両の横方向のずれ量が予め設定された量より大きいか否かの判定に基づいて行うのが確実で好ましい。   In the vehicle steering assist device of the present invention, whether or not the vehicle is likely to deviate from the traveling lane is determined by whether or not the lateral deviation amount of the vehicle with respect to the traveling lane is greater than a preset amount. It is reliable and preferable to carry out based on such determination.

また、本発明の車両用操舵支援装置においては、車両の操舵機構に付与される操舵が操舵トルクであるものとして、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルクよりも、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルクが小さく設定し、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、ハンドルを切り戻す際の操舵トルクよりも大きく、ハンドルを切り増す際の操舵トルクよりも小さい範囲に設定された操舵支援の操舵トルクを付与するように構成することができる。   Further, in the vehicle steering assist device of the present invention, it is assumed that the steering applied to the vehicle steering mechanism is the steering torque, rather than the steering torque at the time of the steering assist that turns the steering wheel to increase the steering wheel. If the steering torque is set to a small value for steering assistance that returns the steered state so that the steering wheel is turned back, and the vehicle may deviate from the driving lane, the steering torque is larger than the steering torque when the steering wheel is turned back. The steering assist steering torque set in a range smaller than the steering torque when the steering wheel is turned up can be applied.

この場合、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、ハンドルを切り戻す際の操舵トルクよりも大きく、ハンドルを切り増す際の操舵トルクよりも小さい範囲に設定された操舵支援の操舵トルクが付与されるため、車両は迅速かつ確実に走行車線に復帰する。   In this case, when there is a possibility that the vehicle deviates from the driving lane, a steering assist steering torque set in a range larger than the steering torque when the steering wheel is turned back and smaller than the steering torque when the steering wheel is turned back is applied. Therefore, the vehicle returns to the driving lane quickly and reliably.

ここで、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルクと、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルクとが設定されている場合において、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援への切り替えを禁止すると、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルクが確実に車両の操舵機構に付与されるので好ましい。   Here, the steering torque at the time of steering assistance for turning the steering wheel to increase the steering wheel and the steering torque at the time of steering assistance for returning the steering state to turn back the steering wheel are set. In some cases, when there is a possibility that the vehicle may deviate from the driving lane, steering to turn the steering wheel to increase the steering wheel is prohibited if switching to the steering assist that returns the steering state to return the steering wheel is prohibited. This is preferable because the steering torque at the time of assistance is reliably applied to the steering mechanism of the vehicle.

また、本発明に係る車両用操舵支援装置においては、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルクの特性曲線と、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルクの特性曲線とが所定のヒステリシス幅を有する特性曲線として設定されているのが好ましい。   In the steering assist device for a vehicle according to the present invention, the steering torque characteristic curve at the time of the steering assist for turning the steering wheel to increase and the steering state to return the steering wheel are restored. It is preferable that the characteristic curve of the steering torque at the time of steering assistance is set as a characteristic curve having a predetermined hysteresis width.

本発明に係る車両用操舵支援装置では、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量に対する操舵量が大きく設定された操舵が車両の操舵機構に付与されるため、車両は迅速かつ確実に走行車線に復帰する。
In the vehicle steering assist device according to the present invention, when the vehicle is likely to deviate from the travel lane, the steering amount with respect to the change in the steering direction or the fluctuation amount of the yaw angle of the vehicle is set larger than in other cases. Since steering is applied to the steering mechanism of the vehicle, the vehicle quickly and reliably returns to the travel lane.

本発明に係る車両用操舵支援装置によれば、車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量に対する操舵量が大きく設定された操舵が車両の操舵機構に付与されるため、車両を迅速かつ確実に走行車線に復帰させることができる。   According to the vehicle steering assist device of the present invention, when the vehicle is likely to deviate from the travel lane, the steering amount with respect to the change in the steering direction or the fluctuation amount of the yaw angle of the vehicle is set larger than in other cases. Since the steered steering is applied to the steering mechanism of the vehicle, the vehicle can be quickly and reliably returned to the travel lane.

以下、図面を参照して本発明に係る車両用操舵支援装置の最良の実施形態を説明する。この説明において、同一または同様の構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略することがある。ここで、参照する図面において、図１は一実施形態に係る車両用操舵支援装置が適用される車両およびその走行車線を示す斜視図、図２は一実施形態に係る車両用操舵支援装置の構成の概要を示す模式図である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle steering assistance device according to an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In this description, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. Here, in the drawings to be referred to, FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle to which the vehicle steering assist device according to the embodiment is applied and its traveling lane, and FIG. 2 is a configuration of the vehicle steering assist device according to the embodiment. It is a schematic diagram which shows the outline | summary.

図１に示すように、一実施形態に係る車両用操舵支援装置は、車両１が基本的に左右の白線（道路区画線）ＬＬ，ＬＲで区画された走行車線ＴＬの中央付近に沿って走行するように操舵支援する装置であり、車両１の進行方向前方の走行車線ＴＬを撮影するＣＣＤカメラ２を車両１の例えばルームミラー３の背面側に配置して備えている。   As shown in FIG. 1, the vehicle steering assist device according to the embodiment travels along the vicinity of the center of a travel lane TL in which the vehicle 1 is basically partitioned by left and right white lines (road marking lines) LL and LR. This is a device that assists in steering, and is provided with a CCD camera 2 that images a traveling lane TL ahead of the traveling direction of the vehicle 1, for example, on the back side of the room mirror 3 of the vehicle 1.

また、車両用操舵支援装置は、図２に示すように、ＣＣＤカメラ２が撮影した画像データから走行車線ＴＬのカーブの状況や車両１の位置および姿勢に関する各種のパラメータを取得する画像処理部４と、後述する操舵機構のステアリングシャフトに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ６と、車両１の走行速度を検出する車速センサ７と、車両１のヨー角の角速度を検出するヨーレートセンサ８とを備えている。   Further, as shown in FIG. 2, the vehicle steering assist device acquires various parameters relating to the curve state of the travel lane TL and the position and posture of the vehicle 1 from image data captured by the CCD camera 2. A torque sensor 6 for detecting a steering torque applied to a steering shaft of a steering mechanism, which will be described later, a vehicle speed sensor 7 for detecting the traveling speed of the vehicle 1, and a yaw rate sensor 8 for detecting the angular velocity of the yaw angle of the vehicle 1. I have.

さらに、車両用操舵支援装置は、画像処理部４、トルクセンサ６、車速センサ７およびヨーレートセンサ８から各種の信号を入力して処理するマイクロコンピュータである例えばＥＣＵ（Electric Control Unit）９と、このＥＣＵ９から所定の操舵支援信号が入力されるモータドライバ１０とを備えている。   Further, the vehicle steering assist device includes, for example, an ECU (Electric Control Unit) 9 that is a microcomputer that inputs and processes various signals from the image processing unit 4, the torque sensor 6, the vehicle speed sensor 7, and the yaw rate sensor 8. And a motor driver 10 to which a predetermined steering assist signal is input from the ECU 9.

なお、ＥＣＵ９は、入出力インターフェースＩ／ＯおよびＡ／Ｄコンバータの他、プログラムおよびデータを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、入力データ等を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラムを実行するＣＰＵ（CentralProcessing Unit）等をハードウェアとして備えている。   The ECU 9 executes an input / output interface I / O and an A / D converter, a ROM (Read Only Memory) storing a program and data, a RAM (Random Access Memory) temporarily storing input data, and the program. A CPU (Central Processing Unit) or the like is provided as hardware.

そして、このような車両用操舵支援装置は、操舵機構５に組み込まれた操舵支援用のアシストモータ５Ａに対してモータドライバ１０が所定の駆動電流を出力することで車両１が基本的に走行車線ＴＬ（図１参照）の中央付近に沿って走行するように操舵支援する。   In such a vehicle steering assist device, the motor driver 10 outputs a predetermined drive current to the steering assist assist motor 5A incorporated in the steering mechanism 5 so that the vehicle 1 basically travels along the lane. Steering assistance is performed so as to travel along the vicinity of the center of the TL (see FIG. 1).

ここで、前述したＣＣＤカメラ２は、撮影した走行車線ＴＬの画像情報をＡＤ（Analogto Digital）変換によりデジタル画像データに変換して画像処理部４に出力する。そして、画像処理部４は、ＣＣＤカメラ２から入力されたデジタル画像データに対してエッジ検出処理などの一連の画像認識処理を施すことにより、走行車線ＴＬを区画する白線ＬＬ，ＬＲ（図１参照）を認識する。   Here, the above-described CCD camera 2 converts the image information of the captured travel lane TL into digital image data by AD (Analog to Digital) conversion and outputs the digital image data to the image processing unit 4. Then, the image processing unit 4 performs a series of image recognition processing such as edge detection processing on the digital image data input from the CCD camera 2, thereby white lines LL and LR (see FIG. 1) that divide the driving lane TL. )

この画像処理部４は、認識した白線ＬＬ，ＬＲの情報に基づき、例えば図３に示す走行車線ＴＬのカーブの曲率ｘを従来公知の一連の画像認識処理により検出する。例えば、車両１の所定距離前方における白線ＬＬ，ＬＲの横方向への偏位量や車両１の所定距離前方における白線ＬＬ，ＬＲの接線の傾きを参照してカーブの半径Ｒを幾何学的に求め、このカーブの半径Ｒの逆数としてカーブの曲率ｘを検出する。   The image processing unit 4 detects, for example, the curvature x of the curve of the traveling lane TL shown in FIG. 3 by a series of conventionally known image recognition processes based on the information of the recognized white lines LL and LR. For example, the radius R of the curve is geometrically determined by referring to the lateral displacement amount of the white lines LL and LR in front of the vehicle 1 at a predetermined distance and the inclination of the tangent lines of the white lines LL and LR in front of the vehicle 1 at a predetermined distance. The curvature x of the curve is detected as the reciprocal of the radius R of the curve.

また、画像処理部４は、走行車線ＴＬに対する車両１のレーンオフセットＤ（走行車線ＴＬの中心線ＬＣに対する車両１の中心部の横方向のずれ量）および走行車線ＴＬに対する車両１のヨー角θ（走行車線ＴＬの中心線ＬＣの接線ＴＣに対する車両１の前後方向に延びる中心線１Ｃとの交差角度）を従来公知の一連の画像認識処理により検出する。   The image processing unit 4 also includes the lane offset D of the vehicle 1 with respect to the travel lane TL (the amount of lateral displacement of the center of the vehicle 1 with respect to the center line LC of the travel lane TL) and the yaw angle θ of the vehicle 1 with respect to the travel lane TL. (An intersection angle with the center line 1C extending in the front-rear direction of the vehicle 1 with respect to the tangent TC of the center line LC of the traveling lane TL) is detected by a series of conventionally known image recognition processes.

図２に示した操舵機構５は、ステアリングホイール５Ｂの回転がステアリングシャフト５Ｃを介して伝達されるラック・ピニオン式のステアリングギヤボックス５Ｄを備えており、ラックバー５Ｅの左右の端部は、左右の操舵車輪５Ｆ，５Ｆを操舵するためのナックルアーム５Ｇ，５Ｇにタイロッド５Ｈ，５Ｈを介して連結されている。   The steering mechanism 5 shown in FIG. 2 includes a rack and pinion type steering gear box 5D in which the rotation of the steering wheel 5B is transmitted via the steering shaft 5C. Are connected to knuckle arms 5G and 5G for steering the steering wheels 5F and 5F via tie rods 5H and 5H.

ここで、ステアリングギヤボックス５Ｄには、ラックバー５Ｅをねじ軸部材として構成された図示しないボールねじ機構が内蔵されている。そして、このボールねじ機構のナット部材をロータにより回転駆動してラックバー５Ｅを軸方向に駆動するように、前述したアシストモータ５Ａがラックバー５Ｅと同芯状にステアリングギヤボックス５Ｄに組み込まれている。   Here, the steering gear box 5D incorporates a ball screw mechanism (not shown) configured with the rack bar 5E as a screw shaft member. The assist motor 5A described above is incorporated into the steering gear box 5D concentrically with the rack bar 5E so that the nut member of the ball screw mechanism is rotationally driven by the rotor to drive the rack bar 5E in the axial direction. Yes.

トルクセンサ６は、例えば操舵機構５のステアリングシャフト５Ｃに加えられる操舵トルクの大きさおよび操舵方向を検出するようにステアリングギヤボックス５Ｄに組み込まれている。このトルクセンサ６は、操舵方向が右方向のときには正の値の検出信号をＥＣＵ９に出力し、操舵方向が左方向のときには負の値の検出信号をＥＣＵ９に出力する。   The torque sensor 6 is incorporated in the steering gear box 5D so as to detect the magnitude and direction of the steering torque applied to the steering shaft 5C of the steering mechanism 5, for example. The torque sensor 6 outputs a positive detection signal to the ECU 9 when the steering direction is the right direction, and outputs a negative detection signal to the ECU 9 when the steering direction is the left direction.

車速センサ７は、車両１の走行速度を検出するためのセンサであって、例えば操舵車輪５Ｆ，５Ｆの回転速度や図示しない変速機出力軸の回転速度を検出するように適宜設置されており、検出した回転速度をパルス信号としてＥＣＵ９にする。また、ヨーレートセンサ８は、車両１の重心位置の近傍に配置されており、車両１の重心位置を通る鉛直軸廻りのヨー角の角速度を検出し、その検出信号をＥＣＵ９に出力する。   The vehicle speed sensor 7 is a sensor for detecting the traveling speed of the vehicle 1, and is appropriately installed to detect, for example, the rotational speed of the steering wheels 5F, 5F and the rotational speed of a transmission output shaft (not shown). The detected rotation speed is set to the ECU 9 as a pulse signal. The yaw rate sensor 8 is disposed near the center of gravity of the vehicle 1, detects the angular velocity of the yaw angle around the vertical axis passing through the center of gravity of the vehicle 1, and outputs a detection signal to the ECU 9.

ＥＣＵ９は、トルクセンサ６からの入力信号に基づいて運転者のステアリングホイール５Ｂの操作による操舵トルクの大きさと操舵方向とを検出する。また、ＥＣＵ９は、車速センサ７からの入力信号に基づいて車両１の走行速度を検出すると共に、ヨーレートセンサ８からの入力信号に基づいて車両１の鉛直軸廻りのヨー角の角速度であるヨーレートを検出する。そして、このＥＣＵ９は、操舵支援のための操舵トルクに関する所定の操舵支援信号をモータドライバ１０に出力する。   Based on the input signal from the torque sensor 6, the ECU 9 detects the magnitude and steering direction of the steering torque generated by the driver's operation of the steering wheel 5B. The ECU 9 detects the traveling speed of the vehicle 1 based on the input signal from the vehicle speed sensor 7, and calculates the yaw rate that is the angular velocity of the yaw angle around the vertical axis of the vehicle 1 based on the input signal from the yaw rate sensor 8. To detect. Then, the ECU 9 outputs a predetermined steering assistance signal related to the steering torque for steering assistance to the motor driver 10.

モータドライバ１０は、ＥＣＵ９から所定の操舵支援信号が入力されると、その操舵支援信号に応じた駆動電流を操舵機構５のアシストモータ５Ａに出力する。これにより、アシストモータ５Ａは、ステアリングギヤボックス５Ｄに所定の操舵トルクを付与してラックバー５Ｅの左右の軸方向移動を支援する。   When a predetermined steering assistance signal is input from the ECU 9, the motor driver 10 outputs a drive current corresponding to the steering assistance signal to the assist motor 5 </ b> A of the steering mechanism 5. Thus, the assist motor 5A applies a predetermined steering torque to the steering gear box 5D to assist the left and right axial movement of the rack bar 5E.

ここで、図４に示すように、マイクロコンピュータであるＥＣＵ９には、車両１を図３に示した走行車線ＴＬの中心線ＬＣに沿って走行させるための手段として、フィードフォワードコントローラ（Ｆ／Ｆコントローラ）９Ａ、オフセット係数部９Ｂ、ヨー角係数部９Ｃおよびトルク演算部９Ｄがソフトウェアとして構成されている。   Here, as shown in FIG. 4, the ECU 9 which is a microcomputer has a feedforward controller (F / F) as means for causing the vehicle 1 to travel along the center line LC of the travel lane TL shown in FIG. Controller) 9A, offset coefficient section 9B, yaw angle coefficient section 9C and torque calculation section 9D are configured as software.

Ｆ／Ｆコントローラ９Ａには、画像処理部４からカーブの曲率ｘの検出信号が入力される。このＦ／Ｆコントローラ９Ａは、車両１を走行車線ＴＬの中心線ＬＣのカーブに沿って走行させるために必要なヨーレートωｘをカーブの曲率ｘと車速Ｖｎに応じ所定の特性に基づいて算出する。   A detection signal of the curvature x of the curve is input from the image processing unit 4 to the F / F controller 9A. The F / F controller 9A calculates the yaw rate ωx necessary for causing the vehicle 1 to travel along the curve of the center line LC of the travel lane TL based on predetermined characteristics according to the curvature x of the curve and the vehicle speed Vn.

オフセット係数部９Ｂには、車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣに沿って適切に走行するためのレーンオフセットＤの目標値として予め設定されている目標レーンオフセットＤ０と、画像処理部４から出力されるレーンオフセットＤとの偏差ΔＤである（Ｄ０−Ｄ）の信号が入力される。このオフセット係数部９Ｂは、（Ｄ０−Ｄ）の偏差ΔＤに係数Ｋｄを乗じることにより、レーンオフセットＤを補償するためのヨーレートωｄを算出する。 The offset coefficient unit 9B includes a target lane offset D 0 set in advance as a target value of the lane offset D for the vehicle 1 to travel appropriately along the center line LC of the travel lane TL, and the image processing unit 4 A signal (D 0 −D) that is a deviation ΔD from the output lane offset D is input. The offset coefficient unit 9B calculates the yaw rate ωd for compensating the lane offset D by multiplying the deviation ΔD of (D 0 -D) by the coefficient Kd.

ヨー角係数部９Ｃには、車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣに沿って適切に走行するためのヨー角θの目標値として予め設定されている目標ヨー角θ０と、画像処理部４から出力されるヨー角θとの偏差Δθである（θ０−θ）の信号が入力される。このヨー角係数部９Ｃは、（θ０−θ）の偏差Δθに係数Ｋθを乗じることにより、ヨー角θを補償するためのヨーレートωθを算出する。 The yaw angle coefficient unit 9C includes a target yaw angle θ 0 set in advance as a target value of the yaw angle θ for the vehicle 1 to travel appropriately along the center line LC of the travel lane TL, and the image processing unit 4 A signal of (θ 0 −θ) that is a deviation Δθ from the yaw angle θ output from is input. The yaw angle coefficient unit 9C calculates a yaw rate ωθ for compensating the yaw angle θ by multiplying the deviation Δθ of (θ 0 −θ) by a coefficient Kθ.

トルク演算部９Ｄには、Ｆ／Ｆコントローラ９Ａが算出したヨーレートωｘと、オフセット係数部９Ｂが算出したヨーレートωｄと、ヨー角係数部９Ｃが算出したヨーレートωθとを合算した目標ヨーレートω（＝ωｘ＋ωｄ＋ωθ）が入力されると共に、車速センサ７から出力される車速Ｖｎの信号が入力される。   The torque calculation unit 9D includes a target yaw rate ω (= ωx + ωd + ωθ) obtained by adding the yaw rate ωx calculated by the F / F controller 9A, the yaw rate ωd calculated by the offset coefficient unit 9B, and the yaw rate ωθ calculated by the yaw angle coefficient unit 9C. ) And a signal of the vehicle speed Vn output from the vehicle speed sensor 7 are input.

このトルク演算部９Ｄは、入力された車速Ｖｎに基づいて目標ヨーレートωを目標横加速度Ｇに変換し、この目標横加速度Ｇに応じた操舵トルクＴをマップ検索により求める。そして、トルク演算部９Ｄは、目標横加速度Ｇに応じて求めた操舵トルクＴに関する操舵支援信号をモータドライバ１０に出力する。   The torque calculator 9D converts the target yaw rate ω into the target lateral acceleration G based on the input vehicle speed Vn, and obtains the steering torque T corresponding to the target lateral acceleration G by map search. Then, the torque calculation unit 9 </ b> D outputs a steering assist signal related to the steering torque T obtained according to the target lateral acceleration G to the motor driver 10.

これにより、モータドライバ１０が操舵支援のための操舵トルクＴに対応する駆動電流Ｉをアシストモータ５Ａに出力し、アシストモータ５Ａがステアリングギヤボックス５Ｄに操舵支援のための所定の操舵トルクＴを付与してラックバー５Ｅを軸方向に移動させる。その結果、車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣに沿って走行するように操舵車輪５Ｆ，５Ｆの操舵が支援される。   As a result, the motor driver 10 outputs a drive current I corresponding to the steering torque T for steering assistance to the assist motor 5A, and the assist motor 5A applies a predetermined steering torque T for steering assistance to the steering gear box 5D. Then, the rack bar 5E is moved in the axial direction. As a result, the steering of the steering wheels 5F and 5F is supported so that the vehicle 1 travels along the center line LC of the travel lane TL.

ここで、トルク演算部９Ｄが目標横加速度Ｇに応じてマップ検索により求める操舵トルクＴは、ハンドルを切り増すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを転舵させてゆく操舵支援の際には、操舵機構５の各部の摩擦抵抗による操舵抵抗を見込んだ大きめの操舵トルクＴに設定する必要がある。一方、ハンドルを切り戻すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆの転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際には、操舵車輪５Ｆ，５Ｆを直進状態に復帰させるように操舵機構５の摩擦抵抗を減じた小さめの操舵トルクＴに設定する必要がある。   Here, the steering torque T obtained by the torque calculation unit 9D by searching the map in accordance with the target lateral acceleration G is a steering mechanism for steering assist by turning the steering wheels 5F and 5F to increase the steering wheel. Therefore, it is necessary to set the steering torque T to a larger value in consideration of the steering resistance due to the frictional resistance of each part 5. On the other hand, in the case of steering assistance that returns the steered state of the steering wheels 5F and 5F so as to switch back the steering wheel, the frictional resistance of the steering mechanism 5 is reduced so that the steering wheels 5F and 5F are returned to the straight traveling state. It is necessary to set a smaller steering torque T.

そこで、トルク演算部９Ｄが目標横加速度Ｇに応じてマップ検索により求める操舵トルクＴは、図５に示すような特性曲線として設定されている。すなわち、ハンドルを切り増すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルクＴは、図５に実線グラフで示すように、目標横加速度Ｇの絶対値の増加に応じて操舵トルクＴの絶対値が増加する特性に設定されている。一方、ハンドルを切り戻すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆの転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルクＴは、図５に点線グラフで示すように、実線グラフで示した特性曲線に対し所定のヒステリシス幅Ｗをもって操舵トルクＴの絶対値が小さくなるような特性曲線として設定されている。   Therefore, the steering torque T obtained by the torque calculation unit 9D by map search according to the target lateral acceleration G is set as a characteristic curve as shown in FIG. In other words, the steering torque T at the time of steering support for turning the steering wheels 5F and 5F to increase the steering wheel corresponds to the increase in the absolute value of the target lateral acceleration G as shown by the solid line graph in FIG. Thus, the absolute value of the steering torque T is set to increase. On the other hand, the steering torque T at the time of steering support for returning the steered state of the steering wheels 5F and 5F so as to switch back the steering wheel has a characteristic curve shown by a solid line graph as shown by a dotted line graph in FIG. On the other hand, the characteristic curve is set so that the absolute value of the steering torque T becomes small with a predetermined hysteresis width W.

このような特性曲線を示す図５において、目標横加速度Ｇおよび操舵トルクＴがプラスの領域は右転舵の領域であり、目標横加速度Ｇおよび操舵トルクＴがマイナスの領域は左転舵の領域である。そして、「Ｒ＋」で示す実線部分は、右方向にハンドルを切り増すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを右転舵させてゆく操舵支援の際の特性曲線を示し、「Ｒ−」で示す点線部分は、左方向にハンドルを切り戻すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆの右転舵状態を中立状態へ復帰させてゆく操舵支援の際の特性曲線を示している。一方、「Ｌ＋」で示す実線部分は、左方向にハンドルを切り増すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを左転舵させてゆく操舵支援の際の特性曲線を示し、「Ｌ−」で示す点線部分は、右方向にハンドルを切り戻すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆの左転舵状態を中立状態へ復帰させてゆく操舵支援の際の特性曲線を示している。   In FIG. 5 showing such a characteristic curve, a region where the target lateral acceleration G and the steering torque T are positive is a right-turning region, and a region where the target lateral acceleration G and the steering torque T are negative is a left-turning region. It is. A solid line portion indicated by “R +” indicates a characteristic curve at the time of steering support for turning the steering wheels 5F and 5F to the right so that the steering wheel is increased in the right direction, and a dotted line portion indicated by “R−”. Shows a characteristic curve at the time of steering assistance in which the right turning state of the steering wheels 5F and 5F is returned to the neutral state so that the steering wheel is turned back to the left. On the other hand, a solid line portion indicated by “L +” indicates a characteristic curve at the time of steering support in which the steering wheels 5F and 5F are turned to the left so as to increase the steering wheel in the left direction, and a dotted line portion indicated by “L−” Shows a characteristic curve at the time of steering support in which the left steered state of the steering wheels 5F, 5F is returned to the neutral state so that the steering wheel is turned back to the right.

ここで、本実施形態の車両用操舵支援装置においては、例えば図６に示すような走行車線ＴＬの直線部分を車両１が走行している場合、車両１の中心部が走行車線ＴＬの中心線ＬＣから横方向に大きくずれてレーンオフセットＤが所定の閾値以上となった際に、車両１が中心線ＬＣ側へ確実に復帰するように操舵支援する。このような操舵支援の制御は、ＥＣＵ９により図７〜図１０に示すフローチャートに沿って実行される。   Here, in the vehicle steering assist device of the present embodiment, for example, when the vehicle 1 is traveling on a straight portion of the travel lane TL as shown in FIG. 6, the center of the vehicle 1 is the center line of the travel lane TL. Steering assistance is performed so that the vehicle 1 reliably returns to the center line LC side when the lane offset D becomes larger than a predetermined threshold value due to a large lateral deviation from the LC. Such steering assist control is executed by the ECU 9 along the flowcharts shown in FIGS.

まず、図７に示すように、ＥＣＵ９はステップＳ１〜Ｓ３のメインルーチンで車線逸脱判定処理、操舵支援判定処理、操舵トルク出力処理を順次実行する。   First, as shown in FIG. 7, the ECU 9 sequentially executes a lane departure determination process, a steering assist determination process, and a steering torque output process in the main routine of steps S1 to S3.

ステップＳ１の車線逸脱判定処理は、車両１が走行車線ＴＬの左右何れかに車線を逸脱する恐れがあるか否かを判定するための処理であり、前述した画像処理部４からの入力信号に基づき、図８に示すサブルーチンのフローチャートに沿って実行する。   The lane departure determination process in step S1 is a process for determining whether or not the vehicle 1 may deviate from the lane on either the left or right side of the travel lane TL. The lane departure determination process is performed based on the input signal from the image processing unit 4 described above. Based on the flowchart of the subroutine shown in FIG.

まず、ステップＳ１０において、車両１が車線を逸脱する恐れがある状況を示すフラグの前回値であるフラグＦｌｄｍが「ＯＦＦ」であるか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳであれば、つぎのステップＳ１１で画像処理部４からの入力信号に基づき、レーンオフセットＤの値が所定の正の値を持つ閾値Ｌ１より大きいか否かを判定する。なお、レーンオフセットＤの値は、走行車線ＴＬの中心線ＬＣから左方向が正の値であり、右方向が負の値である。   First, in step S10, it is determined whether or not a flag Fldm, which is a previous value of a flag indicating a situation where the vehicle 1 may deviate from the lane, is “OFF”. If this determination result is YES, it is determined in the next step S11 whether or not the value of the lane offset D is larger than a threshold value L1 having a predetermined positive value based on the input signal from the image processing unit 4. The value of the lane offset D is a positive value in the left direction from the center line LC of the traveling lane TL, and a negative value in the right direction.

ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳであって、レーンオフセットＤの値が閾値Ｌ１より大きい場合には、車両１が走行車線ＴＬの左方向に車線を逸脱する恐れがあるものと認定し、つぎのステップＳ１２で車両１が車線を逸脱する恐れがある状況を示すフラグＦｌｄを「左」とする。そして、つぎのステップＳ１３でフラグＦｌｄの内容をフラグＦｌｄｍとして記憶した後、処理を終了する。   If the determination result in step S11 is YES and the value of the lane offset D is greater than the threshold value L1, it is determined that the vehicle 1 may deviate from the lane to the left of the travel lane TL. In S12, the flag Fld indicating a situation where the vehicle 1 may deviate from the lane is set to “left”. In step S13, the contents of the flag Fld are stored as the flag Fldm, and the process ends.

一方、ステップＳ１１の判定結果がＮＯであって、レーンオフセットＤの値が閾値Ｌ１より小さい場合には、ステップＳ１４でレーンオフセットＤの値が−Ｌ１の閾値よりも小さいか否かを判定する。   On the other hand, if the determination result in step S11 is NO and the value of the lane offset D is smaller than the threshold value L1, it is determined in step S14 whether the value of the lane offset D is smaller than the threshold value of -L1.

ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳであって、レーンオフセットＤの値が−Ｌ１の閾値より小さい場合には、車両１が走行車線ＴＬの右方向に車線を逸脱する恐れがあるものと認定し、つぎのステップＳ１５で車両１が車線を逸脱する恐れがある状況を示すフラグＦｌｄを「右」とした後、ステップＳ１３へ進む。   If the determination result in step S14 is YES and the value of the lane offset D is smaller than the threshold value of −L1, it is determined that the vehicle 1 may deviate from the lane to the right of the traveling lane TL. In step S15, the flag Fld indicating the situation where the vehicle 1 may deviate from the lane is set to “right”, and then the process proceeds to step S13.

これに対し、ステップＳ１４の判定結果がＮＯであって、レーンオフセットＤの値が−Ｌ１の閾値よりは大きい場合には、実質的に車線逸脱の恐れがないものと認定し、ステップＳ１６でフラグＦｌｄを「ＮＯ」とした後、ステップＳ１３へ進む。   On the other hand, if the determination result in step S14 is NO and the value of the lane offset D is larger than the threshold value of −L1, it is recognized that there is substantially no lane departure, and the flag is determined in step S16. After Fld is set to “NO”, the process proceeds to step S13.

一方、ステップＳ１０の判定結果がＮＯであれば、ステップＳ１７でレーンオフセットＤの絶対値が閾値Ｌ１より小さい正の値を持つ閾値Ｌ２よりも小さいか否かを判定する。   On the other hand, if the determination result in step S10 is NO, it is determined in step S17 whether or not the absolute value of the lane offset D is smaller than a threshold value L2 having a positive value smaller than the threshold value L1.

ステップＳ１７の判定結果がＹＥＳであれば、実質的に車線逸脱の恐れがないものと認定し、ステップＳ１６でフラグＦｌｄを「ＮＯ」とした後、ステップＳ１３へ進む。これに対し、ステップＳ１７の判定結果がＮＯであれば、ステップＳ１６でフラグＦｌｄの内容をフラグＦｌｄｍの内容とした後、ステップＳ１３へ進む。   If the decision result in the step S17 is YES, it is recognized that there is substantially no fear of lane departure, the flag Fld is set to “NO” in a step S16, and the process proceeds to a step S13. On the other hand, if the decision result in the step S17 is NO, after making the content of the flag Fld the content of the flag Fldm in a step S16, the process proceeds to the step S13.

図８に示した車線逸脱判定処理のサブルーチンが終了すると、図７のメインルーチンへ戻り、ＥＣＵ９がステップＳ２の操舵支援判定処理を実行する。この操舵支援判定処理は、操舵支援の操舵方向を判定するための処理であり、図９に示すサブルーチンのフローチャートに沿って実行する。   When the subroutine of the lane departure determination process shown in FIG. 8 ends, the process returns to the main routine of FIG. 7, and the ECU 9 executes the steering support determination process in step S2. This steering support determination process is a process for determining the steering direction of the steering support, and is executed according to the flowchart of the subroutine shown in FIG.

まず、ステップＳ２０で操舵支援のための目標横加速度Ｇをローパスフィルタ処理により読み込み、つぎのステップＳ２１で目標横加速度Ｇがその増減の基準値ＧｌｉｍからΔＧを減じた値より小さいか否かを判定する。   First, in step S20, the target lateral acceleration G for steering assistance is read by low-pass filter processing, and in the next step S21, it is determined whether or not the target lateral acceleration G is smaller than a value obtained by subtracting ΔG from the increase / decrease reference value Glim. To do.

ステップＳ２１の判定結果がＹＥＳの場合には、目標横加速度Ｇが順次減少して車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣから右側にそれて行く場合であると認定し、つぎのステップＳ２２で操舵支援の操舵方向を示すフラグＦｔｇｄを「左」とする。そして、続くステップＳ２３で目標横加速度Ｇにより基準値Ｇｌｉｍを更新する。   If the decision result in the step S21 is YES, it is determined that the target lateral acceleration G is sequentially decreased and the vehicle 1 is deviated from the center line LC of the traveling lane TL to the right side, and the steering is performed in the next step S22. The flag Ftgd indicating the steering direction of assistance is set to “left”. In step S23, the reference value Glim is updated with the target lateral acceleration G.

一方、ステップＳ２１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２４で目標横加速度Ｇがその増減の基準値ＧｌｉｍにΔＧを加えた値より大きいか否かを判定する。そして、この判定結果ＹＥＳであれば、目標横加速度Ｇが順次増加して車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣから左側にそれて行く場合であると認定し、続くステップＳ２５で操舵支援の操舵方向を示すフラグＦｔｇｄを「右」とし、その後ステップＳ２３へ進んで目標横加速度Ｇにより基準値Ｇｌｉｍを更新する。   On the other hand, if the decision result in the step S21 is NO, it is judged whether or not the target lateral acceleration G is larger than a value obtained by adding ΔG to the increase / decrease reference value Glim in a step S24. If the determination result is YES, it is determined that the target lateral acceleration G is sequentially increased and the vehicle 1 moves to the left from the center line LC of the travel lane TL. The flag Ftgd indicating the direction is set to “right”, and then the process proceeds to step S23 where the reference value Glim is updated with the target lateral acceleration G.

ここで、車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣから左または右に大きくずれて車線を逸脱する恐れのある状況では、前述した画像処理部４が検出する車両１のヨー角θがカントなどの路面の外乱によって変動し、このヨー角θのノイズに起因して目標横加速度Ｇが増減変動し、その結果、操舵支援の操舵方向が反転することがある。   Here, in a situation where the vehicle 1 may deviate significantly from the center line LC of the travel lane TL to the left or right and deviate from the lane, the yaw angle θ of the vehicle 1 detected by the image processing unit 4 described above is The target lateral acceleration G may fluctuate due to the noise of the yaw angle θ due to a disturbance on the road surface, and as a result, the steering direction for steering assistance may be reversed.

この場合、本来ならば、車両１を走行車線ＴＬの中心線ＬＣ側へ復帰させる操舵支援として、図５に実線で示すハンドル切り増し用の線図「Ｒ＋」または線図「Ｌ＋」から目標横加速度Ｇに応じて検索される大きめの操舵トルクＴが操舵機構５に付与されるのであるが、操舵支援の操舵方向が反転すると、図５に点線で示したハンドル切り戻し用の線図「Ｒ−」または線図「Ｌ−」から目標横加速度Ｇに応じて検索される小さめの操舵トルクＴが操舵機構５に付与されることとなる。   In this case, originally, as steering assistance for returning the vehicle 1 to the center line LC side of the traveling lane TL, the steering wheel increasing diagram “R +” or the diagram “L +” indicated by the solid line in FIG. A large steering torque T searched according to the acceleration G is applied to the steering mechanism 5. When the steering direction of the steering assist is reversed, the steering wheel return line diagram “R” indicated by the dotted line in FIG. A small steering torque T searched according to the target lateral acceleration G from “-” or the diagram “L-” is applied to the steering mechanism 5.

すなわち、車線を逸脱する恐れのある車両１を走行車線ＴＬの中心線ＬＣ側へ復帰させるための操舵支援の操舵トルクＴの値が本来の値より小さくなり、その結果、車両１を迅速に走行車線ＴＬの中心線ＬＣ側へ復帰させることが困難となる。そこで、このような事態を回避するため、本実施形態の車両用操舵支援装置では、図９に示すフローチャートのステップＳ２３に続いてステップＳ２６の処理を行う。   That is, the value of the steering assist steering torque T for returning the vehicle 1 that may deviate from the lane to the center line LC side of the travel lane TL becomes smaller than the original value, and as a result, the vehicle 1 travels quickly. It becomes difficult to return to the center line LC side of the lane TL. Therefore, in order to avoid such a situation, in the vehicle steering assist device of the present embodiment, the process of step S26 is performed following step S23 of the flowchart shown in FIG.

まず、ステップＳ２６では、操舵支援の操舵方向を示すフラグＦｔｇｄが前回値と異なり、かつ、フラグＦｔｇｄが示す操舵支援の操舵方向とフラグＦｌｄが示す車線逸脱の恐れのある方向とが一致するか否かを判定する。   First, in step S26, whether or not the flag Ftgd indicating the steering direction of the steering assist is different from the previous value, and the steering assist steering direction indicated by the flag Ftgd and the direction that may cause the lane departure indicated by the flag Fld coincide with each other. Determine whether.

ステップＳ２６の判定結果がＹＥＳであれば、車両１のヨー角θのノイズに起因する目標横加速度Ｇの増減変動によって操舵支援の操舵方向が反転しているものと推定し、続くステップＳ２７で操舵支援の操舵方向を示すフラグＦｔｇｄを反転していない前回値に保持する。そして、つぎのステップＳ２８でフラグＦｔｇｄの前回値を更新した後、処理を終了する。   If the decision result in the step S26 is YES, it is estimated that the steering direction of the steering assist is reversed due to the increase / decrease variation of the target lateral acceleration G caused by the noise of the yaw angle θ of the vehicle 1, and the steering is continued in the step S27. The flag Ftgd indicating the steering direction of assistance is held at the previous value that is not reversed. Then, after the previous value of the flag Ftgd is updated in the next step S28, the process is terminated.

一方、ステップＳ２６の判定結果がＮＯであれば、操舵支援の操舵方向が本来の方向から反転していないものと推定し、ステップＳ２８でフラグＦｔｇｄの前回値を更新した後、処理を終了する。   On the other hand, if the decision result in the step S26 is NO, it is estimated that the steering direction of the steering assistance is not reversed from the original direction, and after the previous value of the flag Ftgd is updated in the step S28, the process is ended.

図９に示した操舵支援判定処理のサブルーチンが終了すると、図７のメインルーチンへ戻り、ＥＣＵ９がステップＳ３の操舵トルク出力処理を実行する。この操舵トルク出力処理は、図１０に示すサブルーチンのフローチャートに沿って実行する。   When the subroutine of the steering assist determination process shown in FIG. 9 ends, the process returns to the main routine of FIG. 7, and the ECU 9 executes the steering torque output process of step S3. This steering torque output process is executed according to the flowchart of the subroutine shown in FIG.

まず、ステップＳ３０で操舵支援のための目標横加速度Ｇが０以上の正の値であるか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳであって目標横加速度Ｇが図５に示す右操舵の領域であれば、つぎのステップＳ３１で操舵支援の操舵方向を示すフラグＦｔｇｄが「右」であるか否かを判定する。   First, in step S30, it is determined whether or not the target lateral acceleration G for steering assistance is a positive value of 0 or more. If this determination result is YES and the target lateral acceleration G is the right steering region shown in FIG. 5, it is determined in the next step S31 whether or not the flag Ftgd indicating the steering direction of the steering assist is “right”. To do.

ステップＳ３１の判定結果がＹＥＳであれば、右操舵の領域で右方向に操舵支援する場合、すなわち、ハンドルを右方向に切り増すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを転舵させてゆく操舵支援の場合であると認定し、続くステップＳ３２で図５の線図「Ｒ＋」から目標横加速度Ｇに応じた操舵トルクＴを検索する。   If the decision result in the step S31 is YES, in the case of steering assistance in the right direction in the right steering area, that is, in the case of steering assistance in which the steering wheels 5F and 5F are steered so as to increase the steering wheel in the right direction. In step S32, the steering torque T corresponding to the target lateral acceleration G is retrieved from the diagram “R +” in FIG.

ステップＳ３２に続くステップＳ３３では、検索した操舵トルクＴに関する所定の操舵支援信号をＥＣＵ９がモータドライバ１０に出力して操舵トルクＴの出力処理を実行する。この操舵トルクＴの出力処理により、モータドライバ１０が操舵支援信号に応じた駆動電流を操舵機構５のアシストモータ５Ａに出力し、アシストモータ５Ａがステアリングギヤボックス５Ｄに所定の操舵トルクＴを付与する。その結果、ラックバー５Ｅおよびタイロッド５Ｈ，５Ｈを介して操舵車輪５Ｆ，５Ｆが所定の操舵支援方向に操舵される。   In step S33 following step S32, the ECU 9 outputs a predetermined steering assist signal related to the searched steering torque T to the motor driver 10 to execute an output process of the steering torque T. By this steering torque T output processing, the motor driver 10 outputs a drive current corresponding to the steering assist signal to the assist motor 5A of the steering mechanism 5, and the assist motor 5A applies a predetermined steering torque T to the steering gear box 5D. . As a result, the steering wheels 5F and 5F are steered in a predetermined steering assist direction via the rack bar 5E and the tie rods 5H and 5H.

一方、ステップＳ３１の判定結果がＮＯであれば、右操舵の領域で左方向に操舵支援する場合、すなわち、ハンドルを左方向に切り戻すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを転舵させてゆく操舵支援の場合であると認定し、続くステップＳ３４で図５の線図「Ｒ−」から目標横加速度Ｇに応じた操舵トルクＴを検索した後、ステップＳ５３へ進んで操舵トルクＴの出力処理を実行する。   On the other hand, if the determination result in step S31 is NO, when steering assistance is performed in the left direction in the right steering area, that is, steering assistance is performed by turning the steering wheels 5F and 5F so that the steering wheel is turned back to the left. In step S34, the steering torque T corresponding to the target lateral acceleration G is retrieved from the diagram "R-" in FIG. 5, and the process proceeds to step S53 to execute the steering torque T output process. To do.

一方、ステップＳ３０の判定結果がＮＯであって目標横加速度Ｇが図５に示す左操舵の領域であれば、続くステップＳ３５で操舵支援の操舵方向を示すフラグＦｔｇｄが「左」であるか否かを判定する。   On the other hand, if the determination result in step S30 is NO and the target lateral acceleration G is the left steering region shown in FIG. 5, whether or not the flag Ftgd indicating the steering direction of the steering assist is “left” in the subsequent step S35. Determine whether.

ステップＳ３５の判定結果がＹＥＳであれば、左操舵の領域で左方向に操舵支援する場合、すなわち、ハンドルを左方向に切り増すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを転舵させてゆく操舵支援の場合であると認定し、続くステップＳ３６で図５の線図「Ｌ＋」から目標横加速度Ｇに応じた操舵トルクＴを検索した後、ステップＳ３３へ進んで操舵トルクＴの出力処理を実行する。   If the decision result in the step S35 is YES, in the case of steering assistance in the left direction in the left steering area, that is, in the case of steering assistance in which the steering wheels 5F and 5F are steered so as to increase the steering wheel in the left direction. In step S36, the steering torque T corresponding to the target lateral acceleration G is retrieved from the diagram “L +” in FIG. 5, and the process proceeds to step S33 to execute the output process of the steering torque T.

一方、ステップＳ３５の判定結果がＮＯであれば、左操舵の領域で右方向に操舵支援する場合、すなわち、ハンドルを右方向に切り戻すように操舵車輪５Ｆ，５Ｆを転舵させてゆく操舵支援の場合であると認定し、続くステップＳ３７で図５の線図「Ｌ−」から目標横加速度Ｇに応じた操舵トルクＴを検索した後、ステップＳ３３へ進んで操舵トルクＴの出力処理を実行する。   On the other hand, if the determination result in step S35 is NO, when steering assistance is performed in the right direction in the left steering area, that is, steering assistance is performed by turning the steering wheels 5F and 5F so as to switch the steering wheel back to the right direction. In step S37, the steering torque T corresponding to the target lateral acceleration G is retrieved from the diagram “L−” in FIG. 5, and the process proceeds to step S33 to execute the steering torque T output process. To do.

ここで、前述したように本実施形態の車両用操舵支援装置では、車両１が例えば図１１に示すように走行車線ＴＬの中心線ＬＣから左に大きくずれて車線を逸脱する恐れのある状況において、車両１のヨー角θのノイズに起因する目標横加速度Ｇの増減変動によって操舵支援の操舵方向が反転しているか否かが判定され（図９のステップＳ２６参照）、操舵支援の操舵方向が反転していると推定される場合には、操舵支援の操舵方向が反転していない前回値に保持される（図９のステップＳ２７参照）。   Here, as described above, in the vehicle steering assist device of the present embodiment, in a situation where the vehicle 1 may deviate significantly from the center line LC of the travel lane TL to the left as shown in FIG. Then, it is determined whether or not the steering direction of the steering assistance is reversed due to the fluctuation in the target lateral acceleration G caused by the noise of the yaw angle θ of the vehicle 1 (see step S26 in FIG. 9). When it is estimated that the vehicle is reversed, the steering assist steering direction is held at the previous value that is not reversed (see step S27 in FIG. 9).

すなわち、車両１が図１１に示すように走行車線ＴＬの中心線ＬＣから左に大きくずれて車線を逸脱する恐れのある状況においては、操舵支援の操舵方向が反転していない本来の右方向に保持されるため、操舵トルクＴの出力に当たっては、図５の線図「Ｒ＋」から目標横加速度Ｇに応じた操舵トルクＴが検索される（図１０のステップＳ３０、Ｓ３１、Ｓ３２参照）。   That is, in a situation where the vehicle 1 may deviate significantly from the center line LC of the travel lane TL as shown in FIG. 11 and depart from the lane, the steering direction of the steering assist is not reversed. In order to maintain the steering torque T, the steering torque T corresponding to the target lateral acceleration G is retrieved from the diagram “R +” in FIG. 5 (see steps S30, S31, and S32 in FIG. 10).

同様に、車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣから右に大きくずれて車線を逸脱する恐れのある状況において、車両１のヨー角θのノイズに起因する目標横加速度Ｇの増減変動によって操舵支援の操舵方向が反転していると推定される場合には、操舵支援の操舵方向が反転していない前回値に保持される（図９のステップＳ２６、ステップＳ２７参照）。   Similarly, in a situation where the vehicle 1 is likely to deviate to the right from the center line LC of the travel lane TL and depart from the lane, steering assistance is provided by fluctuations in the target lateral acceleration G caused by noise of the yaw angle θ of the vehicle 1. When it is estimated that the steering direction is reversed, the steering assist steering direction is held at the previous value where the steering direction is not reversed (see step S26 and step S27 in FIG. 9).

すなわち、車両１が図１１に示す例と反対に走行車線ＴＬの中心線ＬＣから右に大きくずれて車線を逸脱する恐れのある状況においては、操舵支援の操舵方向が反転していない本来の左方向に保持されるため、操舵トルクＴの出力に当たっては、図５の線図「Ｌ＋」から目標横加速度Ｇに応じた操舵トルクＴが検索される（図１０のステップＳ３０、Ｓ３５、Ｓ３６参照）。   That is, in a situation where the vehicle 1 may deviate from the center line LC of the travel lane TL to the right and deviate from the lane contrary to the example shown in FIG. 11, the steering direction of the steering assist is not reversed. In order to output the steering torque T, the steering torque T corresponding to the target lateral acceleration G is retrieved from the diagram “L +” in FIG. 5 (see steps S30, S35, and S36 in FIG. 10). .

ここで、例えば図１１に示すように、車両１が走行車線ＴＬの中心線ＬＣから左に大きくずれて車線を逸脱する恐れのある状況において、図５に点線で示したハンドル切り戻し用の線図「Ｒ−」から目標横加速度Ｇに応じて検索される小さめの操舵トルクＴが操舵機構５に付与されると、車両１は点線矢印のように走行して走行車線ＴＬの中心線ＬＣ側へ迅速に復帰することができない。   Here, for example, as shown in FIG. 11, in a situation where the vehicle 1 may deviate significantly from the center line LC of the travel lane TL to the left and depart from the lane, the steering wheel return line indicated by the dotted line in FIG. When a small steering torque T retrieved from the figure “R−” according to the target lateral acceleration G is applied to the steering mechanism 5, the vehicle 1 travels as indicated by a dotted arrow and is on the center line LC side of the travel lane TL. Cannot return quickly.

これに対し、本実施形態の車両用操舵支援装置によれば、図５に実線で示したハンドル切り増し用の線図「Ｒ＋」から目標横加速度Ｇに応じて検索される大きめの操舵トルクＴが操舵機構５に付与されるため、車両１を実線矢印のように走行車線ＴＬの中心線ＬＣ側へ向けて迅速かつ確実に復帰させることができる。   On the other hand, according to the steering assist device for a vehicle of the present embodiment, a large steering torque T that is retrieved according to the target lateral acceleration G from the steering wheel increase diagram “R +” shown by the solid line in FIG. Is applied to the steering mechanism 5, the vehicle 1 can be quickly and reliably returned toward the center line LC side of the travel lane TL as indicated by a solid line arrow.

本実施形態による制御の結果は、車両１のヨーの方向が変化したことに相当するため、車両１のヨー角の変動が発生したときには、車両１が走行車線ＴＬから逸脱しない場合の操舵トルクに比べて大きな操舵トルクが設定されることになる。また、本実施形態による制御では、車両１を走行車線ＴＬへ向けて復帰させる際にハンドル切り増し用の操舵トルクＴをそのまま付与するため、車両１が走行車線ＴＬから逸脱しない場合の操舵トルクの変化量に比べて操舵トルクの変化量は小さく設定されていることになる。   Since the result of the control according to the present embodiment corresponds to a change in the yaw direction of the vehicle 1, when the yaw angle of the vehicle 1 changes, the steering torque when the vehicle 1 does not deviate from the travel lane TL is obtained. In comparison, a larger steering torque is set. Further, in the control according to the present embodiment, when the vehicle 1 is returned to the travel lane TL, the steering torque T for increasing the steering wheel is applied as it is, so that the steering torque when the vehicle 1 does not deviate from the travel lane TL. The change amount of the steering torque is set to be smaller than the change amount.

本発明に係る車両用操舵支援装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、走行車線ＴＬに対する車両１のレーンオフセットＤが予め設定された値より大きいときには、操舵支援の操舵トルクを求める際の車両１のヨー角θの変動量の影響を小さくするようにしてもよい。   The vehicle steering assist device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, when the lane offset D of the vehicle 1 with respect to the travel lane TL is larger than a preset value, the influence of the fluctuation amount of the yaw angle θ of the vehicle 1 when obtaining the steering torque for steering assistance may be reduced. .

本実施形態では、車両１が走行車線ＴＬから逸脱する恐れのある状況において、ハンドル切り増し時の操舵トルクＴを付与する技術に基づき説明を行っている。しかし、必ずしもこのようにハンドル切り増し時の操舵トルクを付与する必要はなく、ハンドル切り戻し時の操舵トルクより大きく、ハンドル切り増し時の操舵トルクより小さい範囲の操舵トルクを付与しても同様の作用効果が得られる。   In the present embodiment, the description is based on a technique for applying the steering torque T when the steering wheel is increased in a situation where the vehicle 1 may deviate from the travel lane TL. However, it is not always necessary to apply the steering torque when the steering wheel is increased in this way. Even if a steering torque in a range larger than the steering torque when the steering wheel is turned back and smaller than the steering torque when the steering wheel is increased is the same, The effect is obtained.

また、本実施形態では、操舵機構５に操舵を付与するものとして操舵トルクＴを付与する技術を説明した。しかし、本発明の技術は、操舵を付与するものとして操舵トルクに限定するものではなく、ステアリングの操舵角度、操舵車輪の角度、車両のヨーに基づき制御することが可能である。   Further, in the present embodiment, the technique for applying the steering torque T has been described as providing the steering mechanism 5 with steering. However, the technique of the present invention is not limited to the steering torque as giving the steering, but can be controlled based on the steering angle of the steering, the angle of the steering wheel, and the yaw of the vehicle.

本発明の一実施形態に係る車両用操舵支援装置が適用される車両およびその走行車線を示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle to which a vehicle steering assist device according to an embodiment of the present invention is applied and a travel lane thereof. 一実施形態に係る車両用操舵支援装置の構成の概要を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an outline of composition of a steering assistance device for vehicles concerning one embodiment. 図１に示した走行車線のカーブ部分のパラメータと共に走行する車両の位置および進行方向に関するパラメータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the parameter regarding the position and the advancing direction of the vehicle which drive | work with the parameter of the curve part of the driving lane shown in FIG. 図２に示したＥＣＵの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an ECU shown in FIG. 2. 図２に示したＥＣＵに記憶されている目標横加速度に対する操舵トルクの特性曲線を示すグラフである。3 is a graph showing a characteristic curve of steering torque with respect to a target lateral acceleration stored in an ECU shown in FIG. 2. 図１に示した走行車線の直線部分と共に走行する車両を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vehicle which drive | works with the linear part of the travel lane shown in FIG. 図２に示したＥＣＵが実行するメインルーチンの処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a processing routine of a main routine executed by an ECU shown in FIG. 図７に示した車線逸脱判定処理のサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the subroutine of a lane departure determination process shown in FIG. 図７に示した操舵支援判定処理のサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the subroutine of the steering assistance determination process shown in FIG. 図７に示した操舵トルク出力処理のサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the subroutine of the steering torque output process shown in FIG. 図１に示した走行車線の直線部分を走行する車両が車線逸脱状態から復帰する様子を示す図６に対応した模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram corresponding to FIG. 6 illustrating a state in which a vehicle traveling in a straight line portion of the traveling lane illustrated in FIG. 1 returns from a lane departure state.

符号の説明Explanation of symbols

１…車両、２…ＣＣＤカメラ、４…画像処理部、５…操舵機構、５Ａ…アシストモータ、５Ｂ…ステアリングホイール、５Ｃ…ステアリングシャフト、５Ｄ…ステアリングギヤボックス、５Ｅ…ラックバー、５Ｆ…操舵車輪、６…トルクセンサ、７…車速センサ、８…ヨーレートセンサ、９…ＥＣＵ９、９Ａ…Ｆ／Ｆコントローラ、９Ｂ…オフセット係数部、９Ｃ…ヨー角係数部、９Ｄ…トルク演算部、１０…モータドライバ、ＴＬ…走行車線、ＬＣ…中心線、ＬＬ，ＬＲ…白線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... CCD camera, 4 ... Image processing part, 5 ... Steering mechanism, 5A ... Assist motor, 5B ... Steering wheel, 5C ... Steering shaft, 5D ... Steering gear box, 5E ... Rack bar, 5F ... Steering wheel , 6 ... Torque sensor, 7 ... Vehicle speed sensor, 8 ... Yaw rate sensor, 9 ... ECU9, 9A ... F / F controller, 9B ... Offset coefficient part, 9C ... Yaw angle coefficient part, 9D ... Torque calculation part, 10 ... Motor driver , TL ... Traveling lane, LC ... Center line, LL, LR ... White line

Claims (6)

車両が走行車線に沿って走行するように車両の操舵機構に操舵を付与する車両用操舵支援装置であって、
車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量に対する操舵量が大きく設定された操舵を車両の操舵機構に付与することを特徴とする車両用操舵支援装置。 A vehicle steering assist device that provides steering to a steering mechanism of a vehicle so that the vehicle travels along a traveling lane,
When there is a possibility that the vehicle may deviate from the driving lane, the steering mechanism in which the steering amount with respect to the change in the steering direction or the fluctuation amount of the yaw angle of the vehicle is set larger than in other cases is given to the steering mechanism of the vehicle. A vehicle steering assist device. 車両が走行車線に沿って走行するように車両の操舵機構に操舵を付与する車両用操舵支援装置であって、
車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときには、それ以外のときに比べて操舵方向の変化あるいは車両のヨー角の変動量の影響を小さくすることを特徴とする車両用操舵支援装置。 A vehicle steering assist device that provides steering to a steering mechanism of a vehicle so that the vehicle travels along a traveling lane,
A vehicle steering assist device that reduces the influence of a change in steering direction or a fluctuation amount of a yaw angle of a vehicle when there is a possibility that the vehicle deviates from the travel lane. 車両が走行車線から逸脱する恐れのあるときであるか否かの判定は、走行車線に対する車両の横方向のずれ量が予め設定された量より大きいか否かの判定に基づくことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用操舵支援装置。   The determination as to whether or not the vehicle is likely to deviate from the traveling lane is based on the determination as to whether or not the lateral deviation amount of the vehicle with respect to the traveling lane is greater than a preset amount. The steering assist device for a vehicle according to claim 1 or 2. 車両の操舵機構に付与される操舵が操舵トルクであり、ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルクよりも、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルクが小さく設定されており、
車両が走行車線から逸脱する恐れのある状態で操舵方向が走行車線に沿って走行する方向に変化したときには、ハンドルを切り戻す際の操舵トルクよりも大きく、ハンドルを切り増す際の操舵トルクよりも小さい範囲に設定された操舵支援の操舵トルクを付与することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両用操舵支援装置。 Steering applied to the steering mechanism of the vehicle is steering torque, and the steering state is returned so that the steering wheel is turned back, rather than the steering torque at the time of steering assistance that turns the steering wheel to increase the steering wheel. The steering torque at the time of steering assistance is set small,
When the steering direction changes to the direction of traveling along the driving lane in a state where the vehicle may deviate from the driving lane, the steering torque is larger than the steering torque when the steering wheel is turned back, and more than the steering torque when the steering wheel is increased. The steering assist device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein a steering torque for steering assist set in a small range is applied. ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援への切り替えを禁止することを特徴とする請求項４に記載の車両用操舵支援装置。   5. The steering assist device for a vehicle according to claim 4, wherein switching to the steering assist for returning the steered state so as to switch back the steering wheel is prohibited. ハンドルを切り増すように転舵させてゆく操舵支援の際の操舵トルクの特性曲線と、ハンドルを切り戻すように転舵状態を復帰させてゆく操舵支援の際の操舵トルクの特性曲線とが所定のヒステリシス幅を有する特性曲線として設定されていることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用操舵支援装置。

Steering torque characteristic curve for steering assist for turning the steering wheel to increase the steering wheel and steering torque characteristic curve for steering assistance for returning the steering state to turn the steering wheel back are predetermined. The vehicle steering assist device according to claim 4, wherein the vehicle steering assist device is set as a characteristic curve having a hysteresis width of 5.

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