JP2007168662A - Vehicular steering assistance device - Google Patents
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Abstract
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (6)
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.
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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