JP2015058903A - 車両のレーンキープ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】走行路形状に基づくフィードフォワード制御による目標コースに沿って走行するのに必要なフィードフォワード制御量Iffと、現在位置から前方注視点の位置までの自車両に作用する外力により発生する目標コースからのずれ量を現在の車両位置を車両軌跡から目標コースにオフセットして算出し、このずれ量を無くす外乱補償フィードバック制御量Ifbcと、前方注視点における目標コースと推定した車両軌跡の位置のずれ量に基づき、このずれ量を無くす横位置フィードバック制御量Ifbと、車両のヨー角を目標コースに沿ったヨー角にするヨー角フィードバック制御量Ifbyと、ドライバの操舵トルクTdに応じたモータ基本電流Ipsbとで電動モータ12を駆動制御する。
【選択図】図2
Description
図1において、符号1は操舵角をドライバ入力と独立して設定自在な電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置1は、ステアリング軸2が、図示しない車体フレームにステアリングコラム3を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸2の運転席側端部には、ステアリングホイール4が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸5が連設されている。
φ=sin−1((G’−G)/g) …(1)
ここで、Gは横加速度センサ(図示せず)で検出した横加速度値で、G’は、例えば、以下の(2)式により算出される計算横加速度値で、gは重力加速度である。
G’=(1/(1+As・V2))・(V2/Lw)・θp …(2)
ここで、Asは車両固有のスタビリティファクタで、Lwはホイールベースである。
Ifbc=Gifbc・∫(Δx−xi)dt+Gpfbc・(Δx−xi)+Gkifbc・f(φ) …(3)
ここで、Gifbc、Gpfbc、Gkifbcは、予め実験・演算等により設定しておいたゲインである。
Δx=(xl+xr)/2−xv …(4)
ここで、xvは推定した車両軌跡の前方注視点のz座標におけるx座標である。本実施の形態においては、前方注視点におけるz座標zvは、例えば、zv=V・Tで算出される。
xv=(1/2)・(1/(1+As・V2))・(θp/Lw)・(V・T)2
…(5)
また、(4)式における、xlは前方注視点のz座標における左白線のx座標であり、xrは前方注視点のz座標における右白線のx座標である。更に、(3)式における、xiは、略現在における目標コースと自車位置のずれ(自車位置を基準とした略現在における目標コースのx座標)である。
Ifb=Gfb・Δx …(6)
ここで、Gfbは、予め実験・演算等により設定しておいたゲインである。このように、横位置フィードバック制御部20cは、第2のフィードバック制御手段として設けられている。
Ifby=Gfby・θ …(7)
θ=(θtl+θtr)/2 …(8)
ここで、Gfbyは、予め実験・演算等により設定しておいたゲインで、θtlは前方認識装置31からの画像情報による左白線に対する自車両の傾き、θtrは前方認識装置31からの画像情報による右白線に対する自車両の傾きである(図6参照)。尚、これら、θtl、θtrは、例えば、画像情報で得られる白線の各点に対して、二次の最小二乗法によって計算された、一次項の係数(すなわち、白線を、x=A・z2+B・z+Cの式で近似した際のBの値)を用いても良い。
Iff=Gff・κ …(9)
ここで、κは、例えば、以下の(10)式で示すような、車線曲率を示す。
κ=(κl+κr)/2 …(10)
ここで、κlは左白線による曲率成分であり、κrは右白線による曲率成分である。これら、左右白線の曲率成分κl,κrは、具体的には、図7に示すような、左右白線のそれぞれを構成する点に関して、二次の最小自乗法によって計算された二次項の係数を用いることによって定められる。例えば、x=A・z2+B・z+Cの二次式で白線を近似した場合、2・Aの値が曲率成分として用いられる。尚、これら白線の曲率成分κl、κrは、それぞれの白線の曲率そのものでも良い。また、(9)式におけるGffは、予め設定するフィードフォワードゲインを示す。
まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、モータ基本電流設定部20aは、操舵トルクTdを基に、例えば、予め設定しておいた図4に示すような、操舵トルクTd−電動モータ基本電流値Ipsbの特性マップを参照して電動モータ基本電流値Ipsbを設定し、出力する。
2 ステアリング軸
4 ステアリングホイール
5 ピニオン軸
10L、10R 車輪
12 電動モータ
20 操舵制御部
20a モータ基本電流設定部
20b 外乱補償フィードバック制御部(第1のフィードバック制御手段、フィードバック制御手段)
20c 横位置フィードバック制御部(第2のフィードバック制御手段、フィードバック制御手段)
20d ヨー角フィードバック制御部(フィードバック制御手段)
20e フィードフォワード制御部
21 モータ駆動部
31 前方認識装置
32 車速センサ
33 操舵角センサ
34 操舵トルクセンサ
35 カント検出センサ
Claims (5)
- 自車両が走行すべき目標コースを設定し、自車両の車両軌跡を推定して、予め設定する前方注視点における上記目標コースと上記推定した自車両の車両軌跡とのずれを無くすようにフィードバック制御するフィードバック制御手段を備え、少なくとも上記フィードバック制御手段により出力された制御量に基づいてパワーステアリングモータを駆動させて上記目標コースに沿って走行するように制御する車両のレーンキープ制御装置において、
上記フィードバック制御手段は、少なくとも、
現在位置から上記前方注視点の位置までの自車両に作用する外力により発生する上記目標コースからのずれ量に基づきフィードバック制御を行う第1のフィードバック制御手段と、
上記前方注視点における上記目標コースと上記推定した自車両の車両軌跡の位置のずれ量に基づきフィードバック制御を行う第2のフィードバック制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両のレーンキープ制御装置。 - 上記第1のフィードバック制御手段は、少なくとも上記前方注視点における上記目標コースと上記推定した自車両の車両軌跡の位置のずれ量から現在における上記目標コースと自車の位置のずれ量を減算し、該減算した値を積分処理してフィードバック制御することを特徴とする請求項1記載の車両のレーンキープ制御装置。
- 上記第1のフィードバック制御手段は、上記減算した値の積分処理に加え、上記減算した値に所定のゲインを乗算する比例処理を行ってフィードバック制御することを特徴とする請求項2記載の車両のレーンキープ制御装置。
- 上記第1のフィードバック制御手段は、予め上記外力による上記目標コースからのずれ量が推定される場合は、該推定した目標コースからのずれ量を加えてフィードバック制御することを特徴とする請求項2又は請求項3記載の車両のレーンキープ制御装置。
- 上記フィードバック制御手段は、車両のヨー角を上記目標コースに沿ったヨー角にフィードバック制御する第3のフィードバック制御手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載の車両のレーンキープ制御装置。
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