JP2018034592A - Drive support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とする運転支援装置に関する。 The present invention relates to a driving support device that operates a steered actuator that steers steered wheels.
たとえば特許文献1には、転舵アクチュエータに内蔵された電動機のトルクを、ユーザによるステアリングの操作と車両の進行方向の情報とに基づき操作するいわゆるレーンキープ処理を実行する装置が記載されている。具体的には、この装置では、ステアリングに入力されるトルクである操舵トルクの検出値に基づきアシストトルクを設定し、アシストトルクと操舵トルクの検出値とに基づき、転舵角指令値を設定する。また、この装置では、レーンキープ処理のために転舵角指令値の補正値を算出し、この補正値によって転舵角指令値を補正する。そして、補正された転舵角指令値に転舵角の検出値をフィードバック制御するための操作量によってアシストトルクを補正し、電動機のトルクが補正されたアシストトルクとなるように制御する。
For example,
上記装置の場合、車両を車線に沿って走行させるための転舵角指令値の補正量は、ユーザによる意思とは独立に算出されるものであるため、ユーザの意思に応じた適切な制御とはならないおそれがある。 In the case of the above-described device, the correction amount of the turning angle command value for causing the vehicle to travel along the lane is calculated independently of the user's intention, and therefore appropriate control according to the user's intention There is a risk of not being able to.
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両を車線に沿って走行させるために転舵角指令値を補正する処理を実行するものにおいて、転舵角指令値の補正量をユーザの意思に応じたより適切な値にできるようにした運転支援装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to execute a process for correcting a turning angle command value so that the vehicle travels along a lane. An object of the present invention is to provide a driving support device that can set the correction amount to a more appropriate value according to the user's intention.
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
1.運転支援装置は、ユーザがステアリングに加えるトルクである操舵トルクの検出値を入力とし、転舵輪の転舵角の指令値である転舵角指令値を設定する転舵角指令値設定処理と、車両の進行方向の情報および前記転舵角の検出値を入力とし、前記車両を車線に従って走行させるために前記転舵角指令値を補正する支援量を算出する支援量算出処理と、前記支援量を支援補正量によって補正する支援量補正処理と、前記支援量補正処理のなされた前記支援量を用いて前記転舵角指令値を補正する指令値補正処理と、前記指令値補正処理にて補正された前記転舵角指令値に前記転舵角の検出値をフィードバック制御するために、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータに操作信号を出力する操作処理と、を実行し、前記支援量補正処理は、前記転舵角の検出値または前記支援量と前記操舵トルクとを入力とし、ユーザによる前記ステアリングの操作による操舵と前記支援量算出処理による操舵との整合性が低い場合、高い場合と比較して、前記支援補正量を、前記支援量の絶対値を小さい値に減少補正する量に算出する支援補正量算出処理を含む。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
1. The driving support device has a steering angle command value setting process for setting a steering angle command value that is a command value of a steering angle of a steered wheel, using a detected value of a steering torque that is a torque applied to a steering by a user as an input, Assistance amount calculation processing for calculating an assist amount for correcting the steered angle command value in order to make the vehicle travel according to a lane by using information on the traveling direction of the vehicle and the detected value of the steered angle, and the assist amount Is corrected by the support amount correction process, the command value correction process for correcting the turning angle command value using the support amount that has been subjected to the support amount correction process, and the command value correction process. An operation process for outputting an operation signal to a steering actuator that steers the steered wheels in order to feedback control the detected value of the steered angle to the steered angle command value that has been performed, and the amount of support The correction process When the detected value of the turning angle or the assistance amount and the steering torque are input, and the consistency between the steering by the steering operation by the user and the steering by the assistance amount calculation process is low, compared to the high case, And a support correction amount calculation process for calculating the support correction amount to an amount that reduces and corrects the absolute value of the support amount to a small value.
上記構成では、支援量によって補正された転舵角指令値となるように転舵アクチュエータが操作されるため、車両を車線に従って走行させる支援をすることができる。しかも、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性が低い場合には、支援量の絶対値を小さい値に補正するため、ユーザによる操舵を尊重することができる。このため、車両を車線に沿って走行させるために転舵角指令値を補正する処理を実行するものにおいて、転舵角指令値の補正量をユーザの意思に応じたより適切な値にできる。 In the above configuration, since the steering actuator is operated so that the turning angle command value corrected by the assistance amount is obtained, it is possible to assist the vehicle traveling according to the lane. In addition, when the consistency between the steering by the user's steering operation and the steering by the assistance amount calculation process is low, the absolute value of the assistance amount is corrected to a small value, so that the steering by the user can be respected. For this reason, the correction amount of the turning angle command value can be set to a more appropriate value according to the user's intention in the processing for correcting the turning angle command value in order to cause the vehicle to travel along the lane.
2.上記1記載の運転支援装置において、前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を減少させるパターン検出時補正処理を含む。
2. In the driving assistance device according to the above-described
支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが逆となる場合は、同一となる場合と比較して、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性が低いため、支援補正量によって支援量の絶対値が減少補正される。ここで、操舵トルクの検出値の極性が反転する場合は、車両を右旋回側および左旋回側のいずれかに操舵する状態から逆側に操舵する状態に変化する場合であると考えられる。そしてその場合であっても、支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが逆となるのであれば、上記整合性がいっそう低い状態であると考えられる。その場合、上記構成では、パターン補正量によって、支援補正量単独で支援量算出処理によって算出された支援量を補正した場合と比較して補正後の支援量の絶対値を減少させることによって、ステアリングの操作による操舵をいっそう尊重することができる。 When the polarity of the assistance amount and the polarity of the detected value of the steering torque are opposite, the consistency between the steering by the user's steering operation and the steering by the assistance amount calculation process is lower than the case where they are the same. The absolute value of the support amount is corrected to decrease by the support correction amount. Here, it can be considered that the polarity of the detected value of the steering torque is reversed when the vehicle is steered from the right turn side or the left turn side to the opposite side. Even in this case, if the polarity of the support amount is opposite to the polarity of the detected value of the steering torque, it is considered that the consistency is still lower. In that case, in the above-described configuration, the absolute value of the corrected support amount is reduced by the pattern correction amount, compared with the case where the support amount calculated by the support amount calculation process is corrected by the support correction amount alone, thereby steering. The steering by the operation of can be respected more.
3.上記1記載の運転支援装置において、前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが同一となって且つ、前記支援量の極性および前記検出値の極性が反転したことを検知することを条件に、前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む。
3. In the driving assistance device according to the above-described
支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが同一となる場合は、逆となる場合と比較して、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性が高いため、逆となる場合と比較して、支援補正量によって補正された支援量の絶対値が大きくなる。ここで、操舵トルクの検出値の極性が反転する場合は、車両を右旋回側および左旋回側のいずれかに操舵する状態から逆側に操舵する状態に変化する場合であると考えられる。そしてその場合であっても、支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが同一となるのであれば、支援量算出処理による操舵が転舵アクチュエータの操作に顕著に反映されているにもかかわらず、ステアリングによる操舵が必要とされていると考えられる。そこで上記構成では、パターン補正量によって、支援補正量単独で支援量算出処理によって算出された支援量を補正した場合と比較して補正後の支援量の絶対値を大きくすることによって、ステアリングに入力されるトルクを大きくしなくてもユーザの意思に沿った操舵がなされるようにすることができる。 When the polarity of the assistance amount and the polarity of the detected value of the steering torque are the same, the consistency between the steering by the user's steering operation and the steering by the assistance amount calculation process is higher than the opposite case Compared with the opposite case, the absolute value of the support amount corrected by the support correction amount becomes larger. Here, it can be considered that the polarity of the detected value of the steering torque is reversed when the vehicle is steered from the right turn side or the left turn side to the opposite side. Even in this case, if the polarity of the assistance amount and the polarity of the detected value of the steering torque are the same, the steering by the assistance amount calculation process is significantly reflected in the operation of the turning actuator. Regardless, steering by steering is considered necessary. Therefore, in the above configuration, the pattern correction amount is input to the steering by increasing the absolute value of the corrected support amount as compared with the case where the support amount calculated by the support amount calculation process is corrected by the support correction amount alone. It is possible to perform steering in accordance with the user's intention without increasing the torque to be applied.
4.上記1記載の運転支援装置において、前記支援量補正処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である第1状態から同一である第2状態に移行することを条件に、前記第2状態において前記支援補正量による補正に加えてパターン補正量によって前記支援量を補正することによって、前記支援補正量単独で前記支援量算出処理によって算出された前記支援量を補正した場合と比較して補正後の前記支援量の絶対値を増加させるパターン検出時補正処理を含む。 4). In the driving assistance device according to the above 1, the assistance amount correction process includes a transition from a first state in which the polarity of the assistance amount and a polarity of the detected value of the steering torque are opposite to a second state that is the same. As a condition, by correcting the support amount by a pattern correction amount in addition to the correction by the support correction amount in the second state, the support amount calculated by the support amount calculation process alone is corrected. A correction process at the time of pattern detection that increases the absolute value of the support amount after correction as compared with the case where the correction is made.
第1状態から第2状態に移行する場合、ステアリングの操作による操舵は、支援量算出処理による操舵に対して遅れた状態から追従する状態に移行するものであると考えられる。ここで、第1状態から第2状態に移行する場合、ユーザによるステアリングの操作による操舵と支援量算出処理による操舵との整合性は高まっている。そして、第2状態においては、支援補正量によって補正された支援量の絶対値が大きくなっているにもかかわらず、支援量の極性と操舵トルクの検出値の極性とが同一となる。これは、支援量算出処理による操舵が転舵アクチュエータの操作に顕著に反映されているにもかかわらず、ステアリングによる操舵が必要とされていると考えられる。そこで上記構成では、パターン補正量によって、支援補正量単独で支援量算出処理によって算出された支援量を補正した場合と比較して補正後の支援量の絶対値を大きくすることによって、ステアリングに入力されるトルクを大きくしなくてもユーザの意思に沿った操舵がなされるようにすることができる。 In the case of shifting from the first state to the second state, it is considered that the steering by the steering operation shifts from a state delayed with respect to the steering by the assist amount calculation process to a state of following. Here, when shifting from the first state to the second state, the consistency between the steering by the user's steering operation and the steering by the support amount calculation process is increasing. In the second state, although the absolute value of the assistance amount corrected by the assistance correction amount is large, the polarity of the assistance amount and the polarity of the detected value of the steering torque are the same. This is considered that the steering by the steering is required even though the steering by the assist amount calculation processing is remarkably reflected in the operation of the turning actuator. Therefore, in the above configuration, the pattern correction amount is input to the steering by increasing the absolute value of the corrected support amount as compared with the case where the support amount calculated by the support amount calculation process is corrected by the support correction amount alone. It is possible to perform steering in accordance with the user's intention without increasing the torque to be applied.
5.上記1〜4のいずれか1項に記載の運転支援装置において、前記支援補正量算出処理は、前記転舵角の検出値による前記操舵トルクの検出値の微分値が大きい場合に小さい場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む。 5. In the driving assistance apparatus according to any one of the above 1 to 4, the assistance correction amount calculation processing is smaller than when the differential value of the detected value of the steering torque based on the detected value of the turning angle is large. The process includes setting the support correction amount as an amount to decrease the support amount, assuming that the consistency is low.
上記微分値が大きい場合には、転舵角を変化させるのに要する操舵トルクが大きいことを意味する。これは、支援補正量による操舵の支援によってステアリングの操舵をあまり支援できていない状態であると考えられる。このため、上記構成では、その場合に整合性が低いとして支援補正量を支援量を減少させる量とする。 When the differential value is large, it means that the steering torque required to change the turning angle is large. This is considered to be a state in which the steering of the steering is not supported so much by the assistance of the steering by the assistance correction amount. For this reason, in the above configuration, the support correction amount is set to an amount for reducing the support amount, assuming that the consistency is low in that case.
6.上記1〜4のいずれか1項に記載の運転支援装置において、前記支援補正量算出処理は、前記支援量の極性と前記操舵トルクの検出値の極性とが逆である場合に同一である場合よりも前記整合性が低いとして、前記支援補正量を、前記支援量を減少させる量とする処理を含む。 6). 5. The driving assistance apparatus according to any one of 1 to 4, wherein the assistance correction amount calculation processing is the same when the polarity of the assistance amount is opposite to the polarity of the detected value of the steering torque. And processing that sets the support correction amount as an amount to decrease the support amount, assuming that the consistency is lower than that.
支援量算出処理による操舵は、支援量の極性に反映され、ステアリングの操作による操舵は、操舵トルクの検出値の極性に反映される。このため、上記構成では、それらの極性が同一であるか否かに応じて、整合性を把握する。 The steering by the assistance amount calculation process is reflected in the polarity of the assistance amount, and the steering by the steering operation is reflected in the polarity of the detected value of the steering torque. For this reason, in the said structure, consistency is grasped | ascertained according to whether those polarities are the same.
<第1の実施形態>
以下、運転支援装置にかかる第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、本実施形態にかかる操舵機構においては、ステアリングホイール(ステアリング10)が、ステアリングシャフト12に固定されており、ステアリングシャフト12の回転に応じてラック軸20が軸方向に往復動する。なお、ステアリングシャフト12は、ステアリング10側から順にコラム軸14、中間軸16、およびピニオン軸18を連結することにより構成されている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of a driving assistance device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the steering mechanism according to the present embodiment, the steering wheel (steering 10) is fixed to the
ピニオン軸18は、ラック軸20と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸20に形成された第1ラック歯20aとピニオン軸18に形成されたピニオン歯18aとが噛合されることで第1ラックアンドピニオン機構22が構成されている。また、ラック軸20の両端には、タイロッド24が連結されており、タイロッド24の先端は転舵輪26が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ステアリング10の操作に伴うステアリングシャフト12の回転が第1ラックアンドピニオン機構22によりラック軸20の軸方向変位に変換され、この軸方向変位がタイロッド24を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪26の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
The
上記ラック軸20は、ピニオン軸28と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸20に形成された第2ラック歯20bとピニオン軸28に形成されたピニオン歯28aとが噛合されることで第2ラックアンドピニオン機構30が構成されている。
The
ピニオン軸28は、ウォームアンドホイール等の減速機構32を介して、電動機34の回転軸34aに接続されている。電動機34には、電動機34の各端子に電圧を印加するインバータ36が接続されている。なお、図1においては、破線にて囲われた、ラック軸20、ピニオン軸28、減速機構32、電動機34、およびインバータ36が転舵アクチュエータPSAを構成する。
The
制御装置50は、中央処理装置(CPU52)およびメモリ54を備えており、メモリ54に記憶されたプログラムをCPU52が実行することにより、各種センサの検出値に基づき、インバータ36を操作することによって、電動機34の制御量(トルク)を制御する。各種センサとしては、たとえば、ピニオン軸18に設けられたトーションバー60の捩れに基づきピニオン軸18に加わるトルク(操舵トルクTrqs)を検出するトルクセンサ62や、回転軸34aの回転角度θmを検出する回転角度センサ64がある。また、インバータ36の出力線電流(電流iu,iv,iw)を検出する電流センサ66、車両の走行速度(車速)を検出する車速センサ68がある。
The control device 50 includes a central processing unit (CPU 52) and a
制御装置50は、ユーザがステアリング10を操作することによりステアリング10に入力される操舵トルクTrqsに基づき、操舵をアシストするために転舵アクチュエータPSAを操作するアシスト処理を実行する。ただし、制御装置50は、アシスト処理に際して、カメラ70による画像データに基づき車両を車線に従って走行させるために、転舵アクチュエータPSAに対する操作信号MStを、単なるアシスト処理によって要請されるものに対して補正したものとする。
Based on the steering torque Trqs input to the
図2に、メモリ54に記憶されたプログラムをCPU52が実行することにより実現される処理の一部を示す。
ベーストルク算出処理部M10は、車速Vと操舵トルクTrqsとに基づき、ステアリング10の操舵をアシストするアシストトルクのベース値(ベーストルクTrqa)を算出して出力する。ベーストルク算出処理部M10は、操舵トルクTrqsの大きさ(絶対値)が大きい場合に小さい場合よりもベーストルクTrqaの大きさ(絶対値)を大きい値に算出する。また、ベーストルク算出処理部M10は、操舵トルクTrqsが同一であっても車速Vが低い場合に高い場合よりもベーストルクTrqaの大きさを大きい値に設定する。
FIG. 2 shows a part of processing realized by the
Based on the vehicle speed V and the steering torque Trqs, the base torque calculation processing unit M10 calculates and outputs a base value (base torque Trqa) of assist torque for assisting the steering of the
転舵角算出処理部M12は、電動機34の回転軸34aの回転角度θmに基づき、転舵輪26の転舵角θpを算出する。
転舵角指令値設定処理部M14は、操舵トルクTrqsとベーストルクTrqaとに基づき、操舵トルクTrqsにとって理想的な転舵角である転舵角指令値θp1*を算出して出力する。本実施形態では、以下の式(c1)に基づき、転舵角指令値θp1*を算出する。
The turning angle calculation processing unit M12 calculates the turning angle θp of the steered
The turning angle command value setting processing unit M14 calculates and outputs a turning angle command value θp1 * that is an ideal turning angle for the steering torque Trqs based on the steering torque Trqs and the base torque Trqa. In the present embodiment, the turning angle command value θp1 * is calculated based on the following equation (c1).
Trqs+Trqa=K・θp1*+C・θp1´+J・θp1´´ …(c1)
上記の式(c1)は、トルクに対する理想的な転舵角指令値θp1*を定めるモデルである。上記の式において、ばね係数Kは、ステアリング10の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、サスペンションやホイールアライメントの仕様、転舵輪26のグリップ力に起因した弾性に関する操舵感を定める。また、粘性係数Cは、ステアリング10の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、操舵装置の摩擦に起因した操舵感を定める。また、慣性係数Jは、ステアリング10の操作時にユーザが感知する操舵感のうち、特に、操舵装置の慣性に起因した操舵感を定める。
Trqs + Trqa = K · θp1 * + C · θp1 ′ + J · θp1 ″ (c1)
The above equation (c1) is a model that determines an ideal turning angle command value θp1 * for torque. In the above formula, the spring coefficient K determines a steering feeling related to elasticity caused by the specifications of the suspension and wheel alignment and the grip force of the steered
支援量算出処理部M16は、カメラ70による車両の進行方向前方等の画像データに基づき、車両を車線に従って走行させるための転舵角指令値θp1*の補正量(支援量Δp1*)を算出して出力する。詳しくは、支援量算出処理部M16は、画像データに基づき、車両が車線に従って走行する際の理想的な軌跡である目標走行軌跡を算出する。そして、支援量算出処理部M16は、目標走行軌跡と転舵角θpとに基づき、転舵角θpを、目標走行軌跡を走行するうえで適切な値に近づけるための支援量Δθp1*を算出する。
The support amount calculation processing unit M16 calculates a correction amount (support amount Δp1 *) of the turning angle command value θp1 * for causing the vehicle to travel along the lane based on image data such as the front of the vehicle traveling direction by the
ゲイン算出処理部M18は、転舵角θpと操舵トルクTrqsとを入力とし、ユーザによる操舵の意思に応じて、支援量Δθp1*を補正するゲインGm*を算出して出力する。補正量補正処理部M20は、支援量Δθp1*にゲインGm*を乗算した値(支援量Δθp*)を、補正後の支援量Δθp*として出力する。 The gain calculation processing unit M18 receives the turning angle θp and the steering torque Trqs as input, and calculates and outputs a gain Gm * for correcting the support amount Δθp1 * according to the intention of steering by the user. The correction amount correction processing unit M20 outputs a value (support amount Δθp *) obtained by multiplying the support amount Δθp1 * by the gain Gm * as a corrected support amount Δθp *.
転舵角補正処理部M22は、転舵角指令値θp1*に支援量Δθp*を加算することによって、転舵角指令値θp*を算出して出力する。
転舵角フィードバック処理部M24は、転舵角θpを転舵角指令値θp*にフィードバック制御するための操作量として、トルク補正量ΔTrqを算出して出力する。トルク補正処理部M26は、ベーストルクTrqaに、トルク補正量ΔTrqを加算することによって、トルク指令値Trq*を算出して出力する。操作信号出力処理部M28は、電動機34のトルクをトルク指令値Trq*とするための操作信号MStを算出してインバータ36に出力する。
The turning angle correction processing unit M22 calculates and outputs the turning angle command value θp * by adding the assistance amount Δθp * to the turning angle command value θp1 *.
The turning angle feedback processing unit M24 calculates and outputs a torque correction amount ΔTrq as an operation amount for performing feedback control of the turning angle θp to the turning angle command value θp *. The torque correction processing unit M26 calculates and outputs a torque command value Trq * by adding the torque correction amount ΔTrq to the base torque Trqa. The operation signal output processing unit M28 calculates an operation signal MSt for setting the torque of the
図3に、ゲイン算出処理部M18の処理の手順を示す。図3に示す処理は、CPU52により、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
図3に示す一連の処理において、CPU52は、まず、操舵トルクTrqsと転舵角θpとを取得する(S10)。次に、CPU52は、転舵角θpによる操舵トルクTrqsの1階微分値であるインピーダンスIを算出する(S12)。この処理は、実際には、所定時間当たりの転舵角θpの変化量によって、所定時間当たりの操舵トルクTrqsの変化量を除算した値を求める処理とすればよい。インピーダンスIは、ユーザによる操舵の意思を定量化したパラメータである。すなわち、インピーダンスIは、値が大きい場合に小さい場合よりもユーザがステアリング10を操作して操舵をする意思が大きいことを意味する。すなわち、たとえばユーザの操舵が支援量Δθp1*による操舵と整合している場合、ステアリング10に大きなトルクを入力する必要がないため、転舵角θpが変化したとしても操舵トルクTrqsの変化量は小さくなり、インピーダンスIは小さい値となる。一方、ユーザの操舵が支援量Δθp1*による操舵と整合していない場合、ユーザがステアリング10に大きなトルクを入力することとなり、転舵角θpの変化量の割に操舵トルクTrqsが大きくなるためインピーダンスIは大きい値となる。
FIG. 3 shows a processing procedure of the gain calculation processing unit M18. The process shown in FIG. 3 is repeatedly executed by the
In the series of processes shown in FIG. 3, the
次に、CPU52は、インピーダンスIに基づきゲインGm*を算出する(S14)。ゲインGm*は、ゼロ以上「1」以下の値であり、インピーダンスIが小さい場合に大きい場合よりも大きい値となる。CPU52は、ゲインGm*を算出すると、図2に示した補正量補正処理部M20にゲインGm*を出力する(S16)。
Next, the
なお、CPU52は、ステップS16の処理が完了する場合、図3に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで本実施形態の作用を説明する。
In addition, when the process of step S16 is completed, CPU52 once complete | finishes a series of processes shown in FIG.
Here, the operation of the present embodiment will be described.
車両が車線からはずれるような走行をする場合、支援量算出処理部M16は、車両を車線に沿って走行させるように支援量Δθp1*を算出する。そして、転舵角指令値θp*が、支援量Δθp1*に基づき算出される場合、車両を車線に沿って走行させるアシストを行うことができる。 When the vehicle travels away from the lane, the support amount calculation processing unit M16 calculates the support amount Δθp1 * so that the vehicle travels along the lane. When the turning angle command value θp * is calculated based on the support amount Δθp1 *, it is possible to assist the vehicle to travel along the lane.
一方、ゲイン算出処理部M18では、ユーザによる操舵の意思が大きい場合には、ゲインGm*を小さい値に算出するため、ゲインGm*によって補正された支援量Δθp1*である支援量Δθp*は、その絶対値が小さい値となる。このため、ユーザによる操舵の意思が大きい場合に、支援量Δθp1*がユーザによる操舵の意思に干渉する事態が生じることを抑制することができる。 On the other hand, when the user's intention to steer is large, the gain calculation processing unit M18 calculates the gain Gm * to a small value. Therefore, the support amount Δθp *, which is the support amount Δθp1 * corrected by the gain Gm *, The absolute value becomes a small value. For this reason, when the user's intention of steering is large, it is possible to suppress a situation in which the assistance amount Δθp1 * interferes with the user's intention of steering.
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
上記実施形態では、CPU52は、インピーダンスIに基づきゲインGm*を算出したが、本実施形態では、支援量算出処理部M16が出力する支援量Δθp*と、操舵トルクTrqsとの類似度に基づき、ゲインGm*を算出する。
In the above embodiment, the
図4に、パターンPA〜PHのそれぞれについて、支援量Δθp*と、操舵トルクTrqsとの類似度およびゲインGm*を示す。図4において、右肩上がりの矢印と右肩下がりの矢印とは、互いに極性が逆であることを示し、また、水平方向の矢印は、その大きさ(絶対値)が小さくゼロに近いことを示す。詳しくは、水平方向の矢印は、大きさが規定値以下であることを示し、右肩上がりの矢印は、大きさが規定値よりも大きく且つ右旋回側の値であることを示し、右肩下がりの矢印は、大きさが規定値よりも大きく且つ左旋回側の値であることを示す。なお、図4には、操舵トルクTrqsの変化速度を参考として記載している。 FIG. 4 shows the similarity between the support amount Δθp * and the steering torque Trqs and the gain Gm * for each of the patterns PA to PH. In FIG. 4, the upward and downward arrows indicate that the polarities are opposite to each other, and the horizontal arrow indicates that the magnitude (absolute value) is small and close to zero. Show. Specifically, the horizontal arrow indicates that the size is less than or equal to the specified value, and the arrow that rises to the right indicates that the size is greater than the specified value and is a value on the right turn side. The down arrow indicates that the magnitude is larger than the specified value and is a value on the left turn side. FIG. 4 shows the change speed of the steering torque Trqs as a reference.
図4に示すパターンPA,PBは、いずれも支援量Δθp*の極性と操舵トルクTrqsの極性とが逆となる場合を示している。図4に示すパターンPC,PD,PE,PFは、いずれも支援量Δθp*と操舵トルクTrqsとのいずれか一方の大きさ(絶対値)が小さい場合を示す。また、図4に示すパターンPG,PHは、いずれも支援量Δθp*の極性と操舵トルクTrqsの極性とが同一となる場合を示している。 Patterns PA and PB shown in FIG. 4 show a case where the polarity of the support amount Δθp * is opposite to the polarity of the steering torque Trqs. Each of the patterns PC, PD, PE, and PF shown in FIG. 4 shows a case where the magnitude (absolute value) of either the support amount Δθp * or the steering torque Trqs is small. Also, the patterns PG and PH shown in FIG. 4 show a case where the polarity of the support amount Δθp * and the polarity of the steering torque Trqs are the same.
パターンPA,PBの場合、類似度は小さいとして、ゲインGm*を小さい値とする。換言すれば、ステアリング10の操作と支援量算出処理部M16が車両を車線に沿って走行させるための操舵との類似度が小さいとして、ゲインGm*を小さい値とする。一方、パターンPC,PD,PE,PFは、いずれも支援量Δθp*と操舵トルクTrqsとのいずれか一方の大きさ(絶対値)が小さいために、パターンPA,PBと比較すると類似度が大きい場合であるが、パターンPG,PHと比較すると類似度が小さい。このため、類似度は、中程度であるとして、ゲインGm*を、パターンPA,PBのものよりも大きいがパターンPG,PHのものよりも小さい値に設定する。これに対し、パターンPG,PHは、いずれも支援量Δθp*の極性と操舵トルクTrqsの極性とが同一となる場合であるため、類似度が大きいとして、ゲインGm*を大きい値に設定する。
In the case of the patterns PA and PB, the degree of similarity is small, and the gain Gm * is set to a small value. In other words, the gain Gm * is set to a small value on the assumption that the degree of similarity between the operation of the
なお、たとえば、パターンPA,PBにおいても、ゲインGm*の値を1つに定める代わりに、互いの大きさの和が大きい場合に小さい場合よりも小さい値とするなどしてもよい。 For example, in the patterns PA and PB, instead of setting the value of the gain Gm * to one, the sum of the magnitudes may be set to a smaller value than when it is small.
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、インピーダンスIに基づき設定されたゲインGm*を、走行パターンに基づき補正する。
図5に、ゲイン算出処理部M18の処理の手順を示す。図5に示す処理は、CPU52により、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図5において、図3に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
In the present embodiment, the gain Gm * set based on the impedance I is corrected based on the running pattern.
FIG. 5 shows a processing procedure of the gain calculation processing unit M18. The process shown in FIG. 5 is repeatedly executed by the
図5に示す一連の処理において、CPU52は、インピーダンスIを算出すると、インピーダンスIに基づきゲインGm*を算出する(S14a)。ここで、CPU52は、インピーダンスIが大きい場合に小さい場合よりもゲインGm*を小さい値とし且つ、ゲインGm*の最小値を「0」よりも大きい値とし、最大値を「1」よりも小さい値とする。CPU52は、ゲインGm*を算出すると、支援量Δθp*および操舵トルクTrqsの時系列データに基づき、図4に示したパターンPA,PBが繰り返されるPABパターンであるか否かを判定する(S20)。換言すれば、CPU52は、支援量Δθp*の極性と操舵トルクTrqsの極性とが逆となって且つ、支援量Δθp*の極性および操舵トルクTrqsの極性が反転したことを検知したか否かを判定する。
In the series of processes shown in FIG. 5, when calculating the impedance I, the
そしてCPU52は、PABパターンであると判定する場合(S20:YES)、ゲインGm*に減少係数KL(<1)を乗算することによって、ゲインGm*を減少補正する(S22)。なお、減少係数KLは、正の値である。この処理は、ユーザによるステアリング10の操作をより尊重し、電動機34のトルクに対する支援量算出処理部M16による影響をより低減する処理である。すなわち、パターンPA,PBが繰り返される走行パターンの場合、ユーザは、支援量算出処理部M16が意図する操舵を信用してこれに操舵をゆだねる状態になく、支援量算出処理部M16が意図する操舵による転舵量を抑制するようにステアリング10に操舵トルクTrqsを入力している状態であると考えられる。このため、本実施形態では、ステアリング10の操作をより尊重する設定とした。
When determining that the pattern is a PAB pattern (S20: YES), the
CPU52は、PABパターンではないと判定する場合(S20:NO)、図4に示したパターンPG,PHが繰り返されるPGHパターンであるか否かを判定する(S24)。換言すれば、CPU52は、支援量Δθp*の極性と操舵トルクTrqsの極性とが同一となって且つ、支援量Δθp*の極性および操舵トルクTrqsの極性が反転したことを検知したか否かを判定する。
When determining that the pattern is not a PAB pattern (S20: NO), the
そしてCPU52は、PGHパターンであると判定する場合(S24:YES)、ゲインGm*に増加係数KH(>1)を乗算することによって、ゲインGm*を増加補正する(S26)。これは、支援量算出処理部M16が車両を車線に従って走行させるうえで適切であるとした操舵を、電動機34のトルクにより大きく反映させるための設定である。すなわち、パターンPG,PHが繰り返される走行パターンの場合、支援量算出処理部M16による操舵と、ユーザの操舵とが整合しているのであるが、同パターンが繰り返される場合、路面からの外乱等によってユーザがステアリング10に入力する操舵トルクTrqsがある程度大きくなっている状態であると考えられる。このため、支援量算出処理部M16による操舵を、電動機34のトルクにより大きく反映させることによって、ユーザの負担の軽減を図る。
If the
CPU52は、PGHパターンではないと判定する場合(S24:NO)、図4に示したパターンPAに続いてパターンPFを経てパターンPGが生じることと、パターンPBに続いてパターンPEを経てパターンPHが生じることとの論理和が真であるか否かを判定する(S28)。換言すれば、CPU52は、支援量Δθp*の極性と操舵トルクTrqsの極性とが逆である状態から同一である状態に移行したか否かを判定する。
If the
そしてCPU52は、論理和が真であると判定する場合(S28:YES)、支援量Δθp*の極性と操舵トルクTrqsの極性とが同一である状態において、ゲインGm*に増加係数KH(>1)を乗算することによって、ゲインGm*を増加補正する(S30)。換言すれば、パターンPG,PHであるときにゲインGm*を増加補正する。これは、支援量算出処理部M16による操舵と、ユーザの操舵とが整合している場合に、支援量算出処理部M16による操舵を、電動機34のトルクにより大きく反映させるための設定である。すなわち、たとえばパターンPAに続いてパターンPFを経てパターンPGが生じる場合、ユーザによる操舵は、支援量算出処理部M16による操舵に対して遅延しつつも、それに整合した操舵へと移行している。そして、パターンPG,PHにおいては、整合しているにもかかわらず、ユーザがステアリング10に入力する操舵トルクTrqsがある程度大きくなっている状態であると考えられる。このため、支援量算出処理部M16による操舵を、電動機34のトルクにより大きく反映させることによって、ユーザの負担の軽減を図る。
When the
CPU52は、S22,S26,S30の処理を完了する場合や、S28において否定判定する場合には、S16の処理に移行する。
ここで、本実施形態の作用を説明する。
When completing the processes of S22, S26, and S30, or when making a negative determination in S28, the
Here, the operation of the present embodiment will be described.
図6に、走行パターンを例示する。図6に示すように、パターンPA,PBが生じる場合(図中、PAB)、CPU52は、ゲインGm*を、S14aにおいて設定した値に対して減少補正する。また、CPU52は、パターンPG,PHが生じる場合(図中、PGH)、ゲインGm*を、S14aにおいて設定した値に対して増加補正する。また、CPU52は、パターンPA,PFが生じた後(図中、PAF)、パターンPGとなる場合、ゲインGm*を、S14aにおいて設定した値に対して増加補正する。
FIG. 6 illustrates a travel pattern. As shown in FIG. 6, when the patterns PA and PB are generated (PAB in the figure), the
<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。
<Correspondence>
The correspondence relationship between the items in the above embodiment and the items described in the column “Means for Solving the Problems” is as follows. In the following, the correspondence relationship is shown for each number of solution means described in the “means for solving the problem” column.
1.転舵角指令値設定処理は、ベーストルク算出処理部M10および転舵角指令値設定処理部M14によって転舵角指令値θp1*が設定される処理に対応する。支援量算出処理は、支援量算出処理部M16による支援量Δθp1*を算出する処理に対応し、支援量補正処理は、ゲイン算出処理部M18によりゲインGm*を算出する処理と、補正量補正処理部M20が支援量Δθp*を算出する処理とに対応する。指令値補正処理は、転舵角補正処理部M22が転舵角指令値θp*を算出する処理に対応する。操作処理部は、転舵角フィードバック処理部M24がトルク補正量ΔTrqを算出する処理と、トルク補正処理部M26がトルク指令値Trq*を算出する処理と、操作信号出力処理部M28が操作信号MStを出力する処理とに対応する。支援補正量算出処理は、ゲイン算出処理部M18がゲインGm*を算出する処理に対応し、支援補正量は、ゲインGm*に対応し、運転支援装置は、制御装置50に対応する。 1. The turning angle command value setting process corresponds to a process in which the turning angle command value θp1 * is set by the base torque calculation processing unit M10 and the turning angle command value setting processing unit M14. The support amount calculation processing corresponds to processing for calculating the support amount Δθp1 * by the support amount calculation processing unit M16, and the support amount correction processing includes processing for calculating the gain Gm * by the gain calculation processing unit M18, and correction amount correction processing. This corresponds to the process in which the unit M20 calculates the support amount Δθp *. The command value correction process corresponds to a process in which the turning angle correction processing unit M22 calculates the turning angle command value θp *. The operation processing unit includes a process in which the turning angle feedback processing unit M24 calculates the torque correction amount ΔTrq, a process in which the torque correction processing unit M26 calculates the torque command value Trq *, and an operation signal output processing unit M28 in which the operation signal MSt Corresponds to the process of outputting. The support correction amount calculation processing corresponds to processing in which the gain calculation processing unit M18 calculates the gain Gm *, the support correction amount corresponds to the gain Gm *, and the driving support device corresponds to the control device 50.
2.パターン検出時補正処理は、S20,S22の処理に対応し、パターン補正量は、減少係数KLに対応する。
3.パターン検出時補正処理は、S24,S26の処理に対応し、パターン補正量は、増加係数KHに対応する。
2. The pattern detection correction process corresponds to the processes of S20 and S22, and the pattern correction amount corresponds to the reduction coefficient KL.
3. The pattern detection correction process corresponds to the processes of S24 and S26, and the pattern correction amount corresponds to the increase coefficient KH.
4.パターン検出時補正処理は、S28,S30の処理に対応し、パターン補正量は、増加係数KHに対応する。
5.S14,S14aにおいて、インピーダンスIが大きい場合に小さい場合よりもゲインGm*を小さい値に設定する処理に対応する。
4). The pattern detection correction process corresponds to the processes of S28 and S30, and the pattern correction amount corresponds to the increase coefficient KH.
5. In S14 and S14a, this corresponds to the process of setting the gain Gm * to a smaller value when the impedance I is large than when the impedance I is small.
6.図4に示したゲインGm*の設定処理に対応する。
<その他の実施形態>
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。
6). This corresponds to the gain Gm * setting process shown in FIG.
<Other embodiments>
In addition, you may change at least 1 of each matter of the said embodiment as follows.
・「操作処理について」
転舵角指令値設定処理部M14において、上記の式(c1)にて表現されるモデル式を用いて転舵角指令値θp1*を設定する代わりに、たとえば、粘性係数Cにて表現される項を削除するなど、別のモデルを用いてもよい。
・ About operation processing
In the turning angle command value setting processing unit M14, instead of setting the turning angle command value θp1 * using the model equation expressed by the above equation (c1), for example, it is expressed by the viscosity coefficient C. Another model may be used, such as deleting a term.
ベーストルク算出処理部M10によって算出されたベーストルクTrqaにトルク補正量ΔTrqを加算した値をトルク指令値Trq*とすることは必須ではない。ベーストルクTrqaを算出しない場合、操舵トルクTrqsのみから転舵角指令値θp1*を算出し、転舵角θpを転舵角指令値θp*にフィードバック制御するための操作量を、トルク指令値Trq*とすればよい。 It is not essential to set the torque command value Trq * to a value obtained by adding the torque correction amount ΔTrq to the base torque Trqa calculated by the base torque calculation processing unit M10. When the base torque Trqa is not calculated, the turning angle command value θp1 * is calculated from only the steering torque Trqs, and the operation amount for feedback control of the turning angle θp to the turning angle command value θp * is calculated as the torque command value Trq. *And it is sufficient.
トルク指令値Trq*を算出することは必須ではない。たとえば、電動機34が表面磁石同期電動機であって、弱め界磁制御を行うことなく最小電流最大トルク制御のみを実行することを前提とするなら、q軸の電流指令値としてもよい。
It is not essential to calculate the torque command value Trq *. For example, if the
・「ユーザによる操舵の意思の定量化手法について」
支援量Δθp1*と操舵トルクTrqsとの類似度や、インピーダンスIによって定量化するものに限らない。たとえば、図4に示した手法に代えて、操舵トルクTrqsの1階微分値と支援量Δθp1*の1階微分値との極性によって定量化するものであってもよい。すなわち、たとえば、双方の極性が同一である場合に異なる場合よりも整合性が高いとして、ゲインGm*を大きい値に設定すればよい。また、たとえば、図4に示した手法に代えて、操舵トルクTrqsの2階微分値と支援量Δθp1*の2階微分値との極性によって定量化するものであってもよい。すなわち、たとえば、双方の極性が同一である場合に異なる場合よりも整合性が高いとして、ゲインGm*を大きい値に設定すればよい。
・ "How to quantify steering intentions by users"
It is not limited to the quantification based on the similarity between the support amount Δθp1 * and the steering torque Trqs or the impedance I. For example, instead of the method shown in FIG. 4, it may be quantified by the polarity of the first-order differential value of the steering torque Trqs and the first-order differential value of the support amount Δθp1 *. That is, for example, the gain Gm * may be set to a large value on the assumption that the consistency is higher when both polarities are the same than when the polarities are different. Further, for example, instead of the method shown in FIG. 4, it may be quantified by the polarity between the second-order differential value of the steering torque Trqs and the second-order differential value of the support amount Δθp1 *. That is, for example, the gain Gm * may be set to a large value on the assumption that the consistency is higher when both polarities are the same than when the polarities are different.
・「パターン検出時補正処理について」
上記第3の実施形態では、インピーダンスIに基づき算出されたゲインGm*を補正したが、これに限らない。たとえば、支援量Δθp1*と操舵トルクTrqsとの類似度に基づき算出されたゲインGm*や、上記「ユーザによる操舵の意思の定量化手法について」の欄における他の変形例に基づき算出されたゲインGm*を補正する処理であってもよい。
・ About correction processing at pattern detection
In the third embodiment, the gain Gm * calculated based on the impedance I is corrected. However, the present invention is not limited to this. For example, the gain Gm * calculated based on the degree of similarity between the support amount Δθp1 * and the steering torque Trqs, or the gain calculated based on another modification in the above-mentioned column “Regarding Quantification Method of Steering Intention by User” Processing for correcting Gm * may also be used.
また、パターン検出時補正処理としては、ゲインGm*を補正する処理に限らない。たとえば支援補正量にて支援量Δθp1*を補正した後に、補正後の値をパターン補正量によって補正したり、パターン補正量にて支援量Δθp1*を補正した後に、補正後の値を支援補正量にて補正したりしてもよい。 Further, the pattern detection correction process is not limited to the process of correcting the gain Gm *. For example, after correcting the support amount Δθp1 * with the support correction amount, the corrected value is corrected with the pattern correction amount, or after correcting the support amount Δθp1 * with the pattern correction amount, the corrected value is used as the support correction amount. Or may be corrected.
・「操舵装置について」
操舵角と転舵角との比である舵角比を電子制御によって可変とする舵角比可変アクチュエータを備えたものであってもよい。
・ About the steering system
A steering angle ratio variable actuator that changes a steering angle ratio, which is a ratio between the steering angle and the steering angle, by electronic control may be provided.
ステアリング10が転舵輪26にトルクを伝達可能なものに限らない。たとえば、ステアリング10と転舵輪26とが機械的に遮断されているものであっても、ステアリング10が転舵輪26にトルクを伝達可能なものである場合にステアリング10に加わる反力トルクと、同一のトルクを反力アクチュエータによってステアリングに付与する制御を実行しているものにあっては、上記処理が有効である。
The steering 10 is not limited to that capable of transmitting torque to the steered
・「運転支援装置について」
運転支援装置が、CPUおよびメモリを備えて、上述した各種処理を全てソフトウェア処理するものに限らない。少なくとも一部の処理を実行する、たとえば特定用途向け集積回路(ASIC)等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。
・ "About driving support equipment"
The driving support device is not limited to the one that includes a CPU and a memory and performs all the above-described various processes as software. For example, a dedicated hardware circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) that performs at least a part of processing may be provided.
10…ステアリング、12…ステアリングシャフト、14…コラム軸、16…中間軸、18…ピニオン軸、18a…ピニオン歯、20…ラック軸、20a…第1ラック歯、20b…第2ラック歯、22…第1ラックアンドピニオン機構、24…タイロッド、26…転舵輪、28…ピニオン軸、28…ピニオン歯、30…第2ラックアンドピニオン機構、32…減速機構、34…電動機、34a…回転軸、36…インバータ、50…制御装置、52…CPU、54…メモリ、60…トーションバー、62…トルクセンサ、64…回転角度センサ、66…電流センサ、68…車速センサ、70…カメラ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
車両の進行方向の情報および前記転舵角の検出値を入力とし、前記車両を車線に従って走行させるために前記転舵角指令値を補正する支援量を算出する支援量算出処理と、
前記支援量を支援補正量によって補正する支援量補正処理と、
前記支援量補正処理のなされた前記支援量を用いて前記転舵角指令値を補正する指令値補正処理と、
前記指令値補正処理にて補正された前記転舵角指令値に前記転舵角の検出値をフィードバック制御するために、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータに操作信号を出力する操作処理と、を実行し、
前記支援量補正処理は、前記転舵角の検出値または前記支援量と前記操舵トルクとを入力とし、ユーザによる前記ステアリングの操作による操舵と前記支援量算出処理による操舵との整合性が低い場合、高い場合と比較して、前記支援補正量を、前記支援量の絶対値を小さい値に減少補正する量に算出する支援補正量算出処理を含む運転支援装置。 A steering angle command value setting process for setting a steering angle command value that is a command value of a steering angle of a steered wheel, using a detected value of a steering torque that is a torque that a user applies to steering as an input,
A support amount calculation process for calculating a support amount for correcting the turning angle command value in order to make the vehicle travel according to a lane by using information on the traveling direction of the vehicle and the detected value of the turning angle, and
A support amount correction process for correcting the support amount by a support correction amount;
A command value correction process for correcting the turning angle command value using the support amount that has been subjected to the support amount correction process;
An operation process for outputting an operation signal to a steering actuator for turning the steered wheels in order to feedback control the detected value of the steered angle to the steered angle command value corrected in the command value correction process; Run,
The assistance amount correction process receives the detected value of the steering angle or the assistance amount and the steering torque, and the consistency between the steering by the steering operation by the user and the steering by the assistance amount calculation process is low. The driving support device includes a support correction amount calculation process that calculates the support correction amount to an amount that reduces and corrects the absolute value of the support amount to a small value as compared with a high case.
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