JP6007521B2 - Lane maintenance support device - Google Patents
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Description
本発明は、車線維持支援装置に関する。 The present invention relates to a lane keeping assist device.
下記特許文献１には、ウィンカ信号があるときには自車両が車線変更をすると判断し、車線中央側に自車を戻そうとする制御ゲインを、ウィンカ信号がないときに比べて小さくするものが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151561 discloses that the vehicle gain is determined to change the lane when the turn signal is present, and the control gain for returning the vehicle to the center of the lane is made smaller than when there is no turn signal. Has been.
しかしながら上記従来技術にあっては、ドライバがウィンカ信号を出さずに車線変更するときには、自車両が車線変更をしないと判断するため、ドライバが車線変更しようとして車線中央からの変位が大きくなるほど、ステアリングホイールには車線中央に戻そうとする制御力が作用することとなる。そのため、ドライバは車線変更時に大きな操舵力を要し、スムーズな操舵ができないおそれがある。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、車線変更時のドライバの操舵性を向上させることができる車線維持支援装置を提供することである。
However, in the above-described prior art, when the driver changes the lane without issuing a blinker signal, it is determined that the host vehicle does not change the lane. Therefore, as the driver tries to change the lane, the displacement from the center of the lane increases. A control force to return the wheel to the center of the lane acts on the wheel. Therefore, the driver requires a large steering force when changing lanes, and there is a possibility that smooth steering cannot be performed.
The present invention pays attention to the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a lane keeping assist device capable of improving the steering performance of a driver when changing lanes.
上述の目的を達成するため、本発明では、自車両が走行中の自車線内を自車両が走行するように操舵手段へ付与する反力である自車線逸脱防止反力と、自車線と隣接する隣接車線内を自車両が走行するように操舵手段へ付与する反力である隣接車線逸脱防止反力とを演算し、自車両の自車線に対する走行状態または操舵手段の操舵状態に応じて、自車線逸脱防止反力または隣接車線逸脱防止反力の一方を選択し、選択した反力の操舵反力を発生させるように操舵反力アクチュエータに指令値を出力し、隣接車線逸脱防止反力を選択したとき、自車線からの逸脱量が小さいほど、または操舵手段に入力された操舵トルクが大きいほど、または操舵手段の操舵量が大きいほど、自車線逸脱防止反力から隣接車線逸脱防止反力へ切り替わるときの操舵反力の変化速度を小さくするようにした。
In order to achieve the above object, in the present invention, the own lane departure preventing reaction force, which is a reaction force applied to the steering means so that the own vehicle travels in the own lane in which the own vehicle is traveling, and the adjacent lane The adjacent lane departure prevention reaction force that is a reaction force applied to the steering means so that the host vehicle travels in the adjacent lane is calculated according to the traveling state of the own vehicle with respect to the own lane or the steering state of the steering unit, Select either the own lane departure prevention reaction force or the adjacent lane departure prevention reaction force, and output a command value to the steering reaction force actuator to generate the selected reaction force steering reaction force, thereby reducing the adjacent lane departure prevention reaction force. When selected, the smaller the deviation amount from the own lane, the greater the steering torque input to the steering means, or the greater the steering amount of the steering means, the more the adjacent lane departure prevention reaction force from the own lane departure prevention reaction force. Misao to the switches Rutoki And to reduce the rate of change of the reaction force.
よって本発明においては、車線変更時のドライバの操舵性を向上させることができる。 Therefore, in the present invention, it is possible to improve the steering performance of the driver when changing lanes.
〔実施例１〕
［全体構成］
図１は操舵機構の全体システム図である。実施例１の操舵機構は、ドライバにより操舵力が入力されるステアリングホイール1と、ステアリングホイール1に接続したステアリングシャフト2と、ステアリングシャフト2の先端に接続されたピニオン3と、ピニオン3と噛み合うラック4と、ラック4にピニオン5を介して接続して転舵トルクを付与する転舵モータ6と、ラック4の両端に接続されたタイロッド7と、タイロッド7に取り付けられた操向輪8とを有している。
[Example 1]
[overall structure]
FIG. 1 is an overall system diagram of the steering mechanism. The steering mechanism according to the first embodiment includes a
また操舵機構の制御系として、ステアリングホイール1の操舵角θhを検出する操舵角センサ9と、ステアリングホイール1に入力された操舵トルクThを検出する操舵トルクセンサ25と、自車両の車速Vを検出する車速センサ10と、車外を撮影するカメラ11と、転舵モータ6の出力トルクを検出する転舵モータトルクセンサ12と、自車両が走行車線を維持するようにステアリングホイール1に作用する操舵反力に付加する付加反力を制御する車線維持支援コントローラ13と、転舵モータ6を制御する操舵コントローラ14とを有している。
As a control system of the steering mechanism, a
転舵モータ6は、通常、ドライバによりステアリングホイール1に入力された操舵力と同方向にトルクを付与することで、ドライバの操舵力を低減する操舵支援を行うことを主な機能としている。実施例１ではこの機能に加えて、自車両が走行車線からはみ出しそうなったときには、ドライバの操舵力の方向に関わらず自車両を走行車線中央に戻すようにトルクを出力する。つまり、転舵モータ6によってステアリングホイール1に作用する反力の大きさを可変にする。
The main function of the steered
カメラ11は画像処理機能を有しており、自車両前方を撮影した画像から走行車線幅Wlane、自車両の走行車線に対するヨー角δ、自車両の走行車線中央からの横変位X、走行車線の曲率ρを検出する。横変位Xは走行車線中央に対して右側が正の値、左側が負の値として検出される。
車線維持支援コントローラ13は、カメラ11が検出した走行車線幅Wlane、ヨー角δ、横変位X、曲率ρと、操舵コントローラ14を介して車速センサ10が検出した車速Vと、転舵モータトルクセンサ12が検出した転舵モータトルクTtを入力する。そしてこれらの入力値に基づいて、基本付加反力Nbを演算する。
The
The lane keeping
基本付加反力Nbは、自車両が走行車線からはみ出しそうになったときに、ドライバに走行車線中央に自車両を戻す方向へ操舵を促すようにステアリングホイール1に作用させる反力を示す。この基本付加反力Nbに基づいて、転舵モータ6によりステアリングホイール1に作用する反力を制御する。実際には、車線維持支援コントローラ13で演算した基本付加反力Nbを操舵コントローラ14に入力して、操舵コントローラ14によって転舵モータ6を制御する。
The basic additional reaction force Nb indicates a reaction force that acts on the
操舵コントローラ14は、車速センサ10が検出した車速Vと、転舵モータトルクセンサ12が検出した転舵モータトルクTtと、車線維持支援コントローラを介してカメラ11が検出したヨー角δ、横変位X、曲率ρおよび基本付加反力Nbを入力する。
The
［車線維持支援制御処理］
図２は車線維持支援コントローラ13において行われる制御の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、各センサ値を読み込みステップS2へ移行する。
[Lane maintenance support control processing]
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of control performed in the lane keeping
In step S1, each sensor value is read and the process proceeds to step S2.
ステップS2では、右逸脱横変位偏差ΔXRと左逸脱横変位偏差ΔXLを算出してステップS3へ移行する。
図３は以下で説明する式で用いる走行車線幅Wlane、自車両の車幅Wcar、レーンマーカに対する余裕代Xoffset、横変位閾値XR,XLの関係を示す図である。図３の縦方向の一点鎖線は車線の中央を、実線は隣接車線との間のレーンマーカを示す。また自車両の中心の車幅方向位置を横変位Xで示し、車線中央に対して右側を正(X>0)とし、左側を負(X<0)としている。余裕代Xoffsetは、自車両が車線から逸脱しようとしていると判断できる程度の幅に設定すれば良く、0（ゼロ）であっても良い。横変位閾値XR(>0),XL(<0)は、自車両が逸脱していると判断する閾値で、具体的にはX>XRまたはX<XLのときに自車両は逸脱していると判断できる。
In step S2, the right departure lateral displacement deviation ΔXR and the left departure lateral displacement deviation ΔXL are calculated, and the process proceeds to step S3.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship among the travel lane width Wlane, the vehicle width Wcar of the host vehicle, the margin Xoffset with respect to the lane marker, and the lateral displacement threshold values XR and XL used in the formulas described below. In FIG. 3, the one-dot chain line in the vertical direction indicates the center of the lane, and the solid line indicates a lane marker between the adjacent lanes. The vehicle width direction position at the center of the host vehicle is indicated by a lateral displacement X, and the right side with respect to the center of the lane is positive (X> 0) and the left side is negative (X <0). The margin allowance Xoffset may be set to such a width that it can be determined that the host vehicle is about to depart from the lane, and may be 0 (zero). The lateral displacement threshold values XR (> 0) and XL (<0) are threshold values for determining that the host vehicle has deviated. Specifically, the host vehicle deviates when X> XR or X <XL. It can be judged.
右逸脱横変位偏差ΔXRは、走行車線右側のレーンマーカに対する自車両の逸脱量を示している。右逸脱横変位偏差ΔXRは次の式(1)によって求められる。
ΔXR = X - XR （ただし、ΔXR≧0）…(1)
ここでXRは次の式(2)によって求められる。
XR = (Wlane/2) - (Wcar/2) - Xoffset … (2)
The right deviation lateral displacement deviation ΔXR indicates the deviation amount of the host vehicle with respect to the lane marker on the right side of the traveling lane. The right deviation lateral displacement deviation ΔXR is obtained by the following equation (1).
ΔXR = X-XR (ΔXR ≧ 0)… (1)
Here, XR is obtained by the following equation (2).
XR = (Wlane / 2)-(Wcar / 2)-Xoffset… (2)
図４は右逸脱横変位偏差ΔXRを示すグラフである。図４に示すように、横変位Xが横変位閾値XR以下では右逸脱横変位偏差ΔXRは0（ゼロ）であるが、横変位Xが横変位閾値XRを越えると、横変位Xが大きくなるほど右逸脱横変位偏差ΔXRも大きくなるように設定される。 FIG. 4 is a graph showing the right deviation lateral displacement deviation ΔXR. As shown in FIG. 4, when the lateral displacement X is equal to or smaller than the lateral displacement threshold XR, the right deviation lateral displacement deviation ΔXR is 0 (zero), but when the lateral displacement X exceeds the lateral displacement threshold XR, the larger the lateral displacement X is, the larger the lateral displacement X is. The right deviation lateral displacement deviation ΔXR is also set to be large.
左逸脱横変位偏差ΔXLは、走行車線左側のレーンマーカに対する自車両の逸脱量を示している。左逸脱横変位偏差ΔXLは次の式(3)によって求められる。
ΔXL = X - XL （ただし、ΔXL≦0）…(3)
ここでXLは次の式(4)によって求められる。
XL = - {(Wlane/2) - (Wcar/2) - Xoffset} … (4)
The left deviation lateral displacement deviation ΔXL indicates the deviation amount of the host vehicle with respect to the lane marker on the left side of the traveling lane. The left deviation lateral displacement deviation ΔXL is obtained by the following equation (3).
ΔXL = X-XL (However, ΔXL ≦ 0)… (3)
Here, XL is obtained by the following equation (4).
XL =-{(Wlane / 2)-(Wcar / 2)-Xoffset}… (4)
図５は左逸脱横変位偏差ΔXLを示すグラフである。図５に示すように、横変位Xが横変位閾値XL以上では右逸脱横変位偏差ΔXLは0（ゼロ）であるが、横変位Xが横変位閾値XLを下回ると、横変位Xが小さくなるほど左逸脱横変位偏差ΔXLも小さくなるように設定される。 FIG. 5 is a graph showing the left deviation lateral displacement deviation ΔXL. As shown in FIG. 5, when the lateral displacement X is greater than or equal to the lateral displacement threshold XL, the right departure lateral displacement deviation ΔXL is 0 (zero). However, when the lateral displacement X falls below the lateral displacement threshold XL, the lateral displacement X becomes smaller. The left deviation lateral displacement deviation ΔXL is also set to be small.
ステップS3では、逸脱余裕時間TLCを算出してステップS4へ移行する。逸脱余裕時間TLCは今の走行状態で自車線から逸脱するまでの時間を示す。具体的には、自車両の側面がレーンマーカから余裕代Xoffset離れた位置に到達するまでの時間を示している。 In step S3, a deviation margin time TLC is calculated, and the process proceeds to step S4. The departure allowance time TLC indicates the time required to depart from the own lane in the current driving state. Specifically, the time until the side surface of the host vehicle reaches a position away from the lane marker by a margin Xoffset is shown.
まず、自車両の横速度Vxを求める。横速度Vxは、車速Vと自車両の走行車線に対するヨー角δにより、次の式(5)によって求められる。
Vx = V・δ …(5)
右側の逸脱余裕時間TLCRと左側の逸脱余裕時間TLCLは次の式(6),(7)でそれぞれ求められる。
TLCR = (XR - X)/Vx … (6)
TLCL = (XL - X)/Vx … (7)
ただし、横速度Vxが0（ゼロ）のとき（ヨー角δが0（ゼロ）のとき）は、右側の逸脱余裕時間TLCRと左側の逸脱余裕時間TLCLに十分に大きな定数を代入する。
First, the lateral speed Vx of the host vehicle is obtained. The lateral speed Vx is obtained by the following equation (5) from the vehicle speed V and the yaw angle δ with respect to the traveling lane of the host vehicle.
Vx = V · δ (5)
The right side deviation margin time TLCR and the left side deviation margin time TLCL are obtained by the following equations (6) and (7), respectively.
TLCR = (XR-X) / Vx… (6)
TLCL = (XL-X) / Vx… (7)
However, when the lateral velocity Vx is 0 (zero) (when the yaw angle δ is 0), a sufficiently large constant is substituted for the right side deviation margin time TLCR and the left side deviation margin time TLCL.
ステップS4では、基本付加反力Nbを算出してステップS5へ移行する。基本付加反力Nbは、自車両が走行中の自車線と、自車線と隣接する隣接車線に対してそれぞれ設定される。以下では、自車線に対して設定された基本付加反力Nbを自車線付加反力Noと記し、隣接車線に対して設定された基本付加反力Nbを隣接車線付加反力Nnと記す。なお、特に区別が必要ないときには基本付加反力Nbと記す。
基本付加反力Nbは、逸脱横変位偏差ΔXから求められる偏差感応反力N_THW、逸脱余裕時間TLCから求められる時間感応反力N_TLCの和で求められる。
In step S4, the basic additional reaction force Nb is calculated, and the process proceeds to step S5. The basic additional reaction force Nb is set for each of the own lane in which the host vehicle is traveling and an adjacent lane adjacent to the own lane. Hereinafter, the basic additional reaction force Nb set for the own lane is referred to as own lane additional reaction force No, and the basic additional reaction force Nb set for the adjacent lane is referred to as adjacent lane additional reaction force Nn. Note that the basic additional reaction force Nb is indicated when no distinction is required.
The basic additional reaction force Nb is obtained as the sum of the deviation sensitive reaction force N_THW obtained from the deviation lateral displacement deviation ΔX and the time sensitive reaction force N_TLC obtained from the deviation allowance time TLC.
図６は偏差感応反力N_THWのマップである。偏差感応反力N_THWは、このマップを用いて逸脱横変位偏差ΔXに対応する値に設定される。このとき、自車線付加反力Noを算出する際に用いる偏差感応反力N_THWは、自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXに対応する値に設定する。また隣接車線付加反力Nnを算出する際に用いる偏差感応反力N_THWは、隣接車線に対する逸脱横変位偏差ΔXに対応する値に設定する。 FIG. 6 is a map of the deviation sensitive reaction force N_THW. The deviation sensitive reaction force N_THW is set to a value corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX using this map. At this time, the deviation sensitive reaction force N_THW used when calculating the own lane additional reaction force No is set to a value corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane. Further, the deviation sensitive reaction force N_THW used when calculating the adjacent lane additional reaction force Nn is set to a value corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the adjacent lane.
図７は時間感応反力N_TLCのマップである。時間感応反力N_TLCは、このマップを用いて逸脱余裕時間TLCに対応する値に設定される。このとき、自車線付加反力Noを算出する際に用いる時間感応反力N_TLCは、自車線に対する逸脱余裕時間TLCに対応する値に設定する。また隣接車線付加反力Nnを算出する際に用いる時間感応反力N_TLCは、隣接車線に対する逸脱余裕時間TLCに対応する値に設定する。 FIG. 7 is a map of the time sensitive reaction force N_TLC. The time sensitive reaction force N_TLC is set to a value corresponding to the departure allowance time TLC using this map. At this time, the time-sensitive reaction force N_TLC used when calculating the own lane additional reaction force No is set to a value corresponding to the departure allowance time TLC for the own lane. Further, the time-sensitive reaction force N_TLC used when calculating the adjacent lane additional reaction force Nn is set to a value corresponding to the departure allowance time TLC for the adjacent lane.
ステップS5では、基本付加反力Nbに上限リミッタをかける処理を行いステップS6へ移行する。上限リミッタをかける処理は、基本付加反力Nbに対して上限値を設定し、ドライバの意思による操舵が行えなくなるほどの大きな操舵反力を出力することを防止するための処理である。 In step S5, a process of applying an upper limiter to the basic additional reaction force Nb is performed, and the process proceeds to step S6. The process of applying the upper limiter is a process for setting an upper limit value for the basic additional reaction force Nb and preventing the output of a steering reaction force that is so large that the driver cannot steer.
ステップS6では、自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXが閾値以上であるか否かを判定し、自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXが閾値以上であるときにはステップS7へ移行し、閾値未満であるときにはステップS10へ移行する。言い換えると、自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXが閾値以上であるときにはドライバに車線変更の意図があると判定してステップS7へ移行し、閾値未満であるときにはドライバに車線変更の意図はないと判定してステップS10へ移行する。閾値は、ドライバの車線変更の意図を判別する値であって、実験等により設定する。 In step S6, it is determined whether or not the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane is greater than or equal to a threshold. If the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S7. Move to S10. In other words, when the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane is greater than or equal to the threshold value, it is determined that the driver intends to change lanes, and the process proceeds to step S7. When the deviation is less than the threshold value, it is determined that the driver does not intend to change lanes. Then, the process proceeds to step S10. The threshold value is a value for discriminating the driver's intention to change the lane, and is set by experiment or the like.
ステップS7では、基本付加反力Nbとして隣接車線付加反力Nnを選択してステップS8へ移行する。すなわち、ドライバに車線変更の意図があると判定したときには、隣接車線付加反力Nnを選択し、隣接車線の中央に向かって操舵を促す付加反力を出力するようにする。 In step S7, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected as the basic additional reaction force Nb, and the process proceeds to step S8. That is, when it is determined that the driver intends to change lanes, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected and an additional reaction force that prompts steering toward the center of the adjacent lane is output.
ステップS8では、自車線の逸脱横変位偏差ΔXに応じた減少ゲインKhiを求めてステップS9へ移行する。図８は減少ゲインKhiのマップである。減少ゲインKhiは、図８のマップを用いて自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXに応じて1以下の値に設定される。減少ゲインKhiを隣接車線付加反力Nnに乗じることで、自車線からの逸脱量が大きいほど、隣接車線付加反力Nnの大きさが小さくなるように設定している。 In step S8, a decrease gain Khi corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX of the own lane is obtained, and the process proceeds to step S9. FIG. 8 is a map of the decrease gain Khi. The decrease gain Khi is set to a value of 1 or less according to the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane using the map of FIG. By multiplying the adjacent lane additional reaction force Nn by the decrease gain Khi, the magnitude of the adjacent lane additional reaction force Nn becomes smaller as the deviation from the own lane increases.
ステップS9では、自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXに応じた変化率リミッタLhdを求めてステップS19へ移行する。図９は変化率リミッタLhdのマップである。変化率リミッタLhdは、図９のマップを用いて自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXに応じた値に設定される。 In step S9, a change rate limiter Lhd corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane is obtained, and the process proceeds to step S19. FIG. 9 is a map of the change rate limiter Lhd. The change rate limiter Lhd is set to a value corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane using the map of FIG.
ステップS10では、操舵トルクThが閾値以上であるか否かを判定し、操舵トルクThが閾値以上であるときにはステップS11へ移行し、閾値未満であるときにはステップS14へ移行する。言い換えると、操舵トルクThが閾値以上であるときにはドライバに車線変更の意図があると判定してステップS11へ移行し、閾値未満であるときにはドライバに車線変更の意図はないと判定してステップ14へ移行する。閾値は、ドライバの車線変更の意図を判別する値であって、実験等により設定する。 In step S10, it is determined whether or not the steering torque Th is equal to or greater than a threshold value. When the steering torque Th is equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to step S11. In other words, when the steering torque Th is greater than or equal to the threshold value, it is determined that the driver intends to change lanes, and the process proceeds to step S11. When the steering torque Th is less than the threshold value, it is determined that the driver does not intend to change lanes and the process proceeds to step 14. Transition. The threshold value is a value for discriminating the driver's intention to change the lane, and is set by experiment or the like.
ステップS11では、基本付加反力Nbとして隣接車線付加反力Nnを選択してステップS12へ移行する。すなわち、ドライバに車線変更の意図があると判定したときには、隣接車線付加反力Nnを選択し、隣接車線の中央に向かって操舵を促す付加反力を出力するようにする。 In step S11, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected as the basic additional reaction force Nb, and the process proceeds to step S12. That is, when it is determined that the driver intends to change lanes, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected and an additional reaction force that prompts steering toward the center of the adjacent lane is output.
ステップS12では、操舵トルクThに応じた減少ゲインKhiを求めてステップS13へ移行する。図１０は減少ゲインKhiのマップである。減少ゲインKhiは、図１０のマップを用いて操舵トルクThに応じて1以下の値に設定される。減少ゲインKhiを隣接車線付加反力Nnに乗じることで、操舵トルクThが大きいほど、隣接車線付加反力Nnの大きさが小さくなるように設定している。 In step S12, a decrease gain Khi corresponding to the steering torque Th is obtained, and the process proceeds to step S13. FIG. 10 is a map of the decrease gain Khi. The decrease gain Khi is set to a value of 1 or less according to the steering torque Th using the map of FIG. By multiplying the adjacent lane additional reaction force Nn by the decrease gain Khi, the magnitude of the adjacent lane additional reaction force Nn becomes smaller as the steering torque Th increases.
ステップS13では、操舵トルクThに応じた変化率リミッタLhdを求めてステップS19へ移行する。図１１は変化率リミッタLhdのマップである。変化率リミッタLhdは、図１１のマップを用いて操舵トルクThに応じた値に設定される。 In step S13, a change rate limiter Lhd corresponding to the steering torque Th is obtained, and the process proceeds to step S19. FIG. 11 is a map of the change rate limiter Lhd. The change rate limiter Lhd is set to a value corresponding to the steering torque Th using the map of FIG.
ステップS14では、操舵角θhが閾値以上であるか否かを判定し、操舵角θhが閾値以上であるときにはステップS15へ移行し、閾値未満であるときにはステップS18へ移行する。言い換えると、操舵角θhが閾値以上であるときにはドライバに車線変更の意図があると判定してステップS15へ移行し、閾値未満であるときにはドライバに車線変更の意図はないと判定してステップ18へ移行する。閾値は、ドライバの車線変更の意図を判別する値であって、実験等により設定する。 In step S14, it is determined whether or not the steering angle θh is equal to or greater than a threshold value. When the steering angle θh is equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to step S15, and when it is less than the threshold value, the process proceeds to step S18. In other words, when the steering angle θh is equal to or greater than the threshold, it is determined that the driver intends to change lanes, and the process proceeds to step S15. When the steering angle θh is less than the threshold, it is determined that the driver does not intend to change lanes and the process proceeds to step 18. Transition. The threshold value is a value for discriminating the driver's intention to change the lane, and is set by experiment or the like.
ステップS15では、基本付加反力Nbとして隣接車線付加反力Nnを選択してステップS16へ移行する。すなわち、ドライバに車線変更の意図があると判定したときには、隣接車線付加反力Nnを選択し、隣接車線の中央に向かって操舵を促す付加反力を出力するようにする。
ステップS16では、操舵角θhに応じた減少ゲインKhiを求めてステップS17へ移行する。図１２は減少ゲインKhiのマップである。減少ゲインKhiは、図１２のマップを用いて操舵角θhに応じて1以下の値に設定される。減少ゲインKhiは、隣接車線付加反力Nnに乗じることで、操舵角θhが大きいほど、隣接車線付加反力Nnの大きさが小さくなるように設定している。
In step S15, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected as the basic additional reaction force Nb, and the process proceeds to step S16. That is, when it is determined that the driver intends to change lanes, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected and an additional reaction force that prompts steering toward the center of the adjacent lane is output.
In step S16, a decrease gain Khi corresponding to the steering angle θh is obtained, and the process proceeds to step S17. FIG. 12 is a map of the decrease gain Khi. The decrease gain Khi is set to a value of 1 or less according to the steering angle θh using the map of FIG. The decrease gain Khi is set such that the magnitude of the adjacent lane additional reaction force Nn decreases as the steering angle θh increases by multiplying the adjacent lane additional reaction force Nn.
ステップS17では、操舵角θhに応じた変化率リミッタLhdを求めてステップS19へ移行する。図１３は変化率リミッタLhdのマップである。変化率リミッタLhdは、図１３のマップを用いて操舵トルクThに応じた値に設定される。 In step S17, a change rate limiter Lhd corresponding to the steering angle θh is obtained, and the process proceeds to step S19. FIG. 13 is a map of the change rate limiter Lhd. The change rate limiter Lhd is set to a value corresponding to the steering torque Th using the map of FIG.
ステップS18では、基本付加反力Nbとして自車線付加反力Noを選択してステップS19へ移行する。
ステップS19では、選択された基本付加反力Nbと、設定された減少ゲインKhi、変化率リミッタLhdとから付加反力指令値N*を求めてステップS20へ移行する。
ステップS20では、ステップS19で求めた付加反力指令値N*に基づいて転舵モータ6を制御するように操舵コントローラ14に指令を出力して処理を終了する。
In step S18, the own lane additional reaction force No is selected as the basic additional reaction force Nb, and the process proceeds to step S19.
In step S19, an additional reaction force command value N * is obtained from the selected basic additional reaction force Nb, the set decrease gain Khi, and the change rate limiter Lhd, and the process proceeds to step S20.
In step S20, a command is output to the
［車線維持支援制御動作］
車線維持支援コントローラ13では、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4へと進み、基本付加反力Nbを算出する。基本付加反力Nbとしては、自車線に対する自車両の位置に応じて算出した自車線付加反力Noと、隣接車線に対する自車両の位置に応じて算出した隣接車線付加反力Nnが求められる。
[Lane maintenance support control operation]
In the flowchart of FIG. 2, the lane keeping
自車線付加反力Noおよび隣接車線付加反力Nnは、逸脱横変位偏差ΔXが大きくなるほど大きな値に、また逸脱余裕時間TLCが小さくなるほど大きな値に設定されている。つまり逸脱量が増えるほど、また逸脱までの余裕時間が小さいほど基本付加反力Nbを大きくして、自車両を車線内に戻る方向に操舵を促すように付加反力を発生させるようにしている。 The own lane additional reaction force No and the adjacent lane additional reaction force Nn are set to larger values as the deviation lateral displacement deviation ΔX increases, and to larger values as the deviation margin time TLC decreases. In other words, the basic additional reaction force Nb is increased as the deviation amount increases and the margin time until departure decreases, so that the additional reaction force is generated so as to urge the vehicle to return to the lane. .
逸脱横変位偏差ΔXが閾値以上であるときには、ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む。ステップS7では隣接車線付加反力Nnが選択され、ステップS8では逸脱横変位偏差ΔXに応じた減少ゲインKhiを設定し、ステップS9では逸脱横変位偏差ΔXに応じた変化率リミッタLhdを設定する。 When the deviation lateral displacement deviation ΔX is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds from step S5 → step S6 → step S7 → step S8 → step S9. In step S7, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected. In step S8, a decrease gain Khi corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX is set. In step S9, a change rate limiter Lhd corresponding to the deviation lateral displacement deviation ΔX is set.
逸脱横変位偏差ΔXの値が大きいときには、図６に示すように偏差感応反力N_THWは大きい値に設定される。すなわち、自車線からの逸脱量が大きいときには、自車線付加反力Noも大きい値に設定されることとなる。またドライバに車線変更の意図があると判定されると、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへ選択が切り替わり、付加反力の方向が逆方向となる。そのため、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへ選択が切り替わる時点で、自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXの値が大きいときには、自車線側に大きな力で作用していた付加反力が0（ゼロ）となり、反対側の隣接車線側に付加反力が働くこととなる。つまり、ステアリングホイール1の反力が大きく変化することとなり、ドライバに与える違和感が大きくなる。ステップS8では、減衰ゲインKhiを自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXの値が大きいほど、隣接車線付加反力Nnの大きさが小さくなるように設定して、付加反力が反対方向に変化するときの変化量を小さくしている。
When the value of the deviation lateral displacement deviation ΔX is large, the deviation sensitive reaction force N_THW is set to a large value as shown in FIG. That is, when the deviation amount from the own lane is large, the own lane additional reaction force No is also set to a large value. If it is determined that the driver intends to change lanes, the selection is switched from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn, and the direction of the additional reaction force is reversed. Therefore, when the value of the deviation lateral displacement deviation ΔX with respect to the own lane is large when the selection switches from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn, the additional reaction force acting on the own lane side with a large force Becomes 0 (zero), and an additional reaction force acts on the adjacent lane on the opposite side. That is, the reaction force of the
変化率リミッタLhdは、車線変更時に自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへ選択が切り替わるときに、付加反力の変化速度を抑制するために設けられている。つまり、車線変更時に、操舵を阻害する方向に作用していた付加反力から、操舵をアシストする方向に作用する付加反力への切り替わり変化をゆっくり行うようにしている。変化率リミッタLhdは、自車線からの逸脱量が大きいほど許容する変化率を大きく設定している。自車線からの逸脱量が大きいほど、ドライバの車線変更の意図は確実であると推定できるため、早く操舵をアシストする付加反力を発生させてドライバの操舵負荷を軽減させている。 The change rate limiter Lhd is provided to suppress the change speed of the additional reaction force when the selection is switched from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn when the lane is changed. In other words, when the lane is changed, the change from the additional reaction force acting in the direction inhibiting steering to the additional reaction force acting in the direction assisting steering is performed slowly. The change rate limiter Lhd sets a larger allowable change rate as the deviation from the own lane increases. Since it can be estimated that the driver's intention to change the lane is more certain as the deviation from the own lane is larger, an additional reaction force that assists the steering is generated earlier to reduce the driver's steering load.
逸脱横変位偏差ΔXが閾値未満であって、操舵トルクThが閾値以上であるときには、ステップS5→ステップS6→ステップS10→ステップS11→ステップS12→ステップS13へと進む。ステップS11では隣接車線付加反力Nnが選択され、ステップS12では操舵トルクThに応じた減少ゲインKhiを設定し、ステップS13では操舵トルクThに応じた変化率リミッタLhdを設定する。 When the deviation lateral displacement deviation ΔX is less than the threshold and the steering torque Th is greater than or equal to the threshold, the process proceeds from step S5 → step S6 → step S10 → step S11 → step S12 → step S13. In step S11, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected. In step S12, a decrease gain Khi corresponding to the steering torque Th is set. In step S13, a change rate limiter Lhd corresponding to the steering torque Th is set.
ドライバに車線変更の意図があると判定されると、それまで操舵を阻害する方向に付加反力が作用していたが、操舵をアシストする方向に付加反力が作用することとなる。ドライバが隣接車線方向へ大きな操舵トルクThをステアリングホイール1に作用させているときに、操舵をアシストする方向に付加反力を作用させてしまうと、ステアリングホイール1が軽くなって急操舵を誘発するおそれがある。ステップS12では、減衰ゲインKhiを操舵トルクThが大きいほど、隣接車線付加反力Nnの大きさが小さくなるように設定して、操舵をアシストする方向の付加反力を抑制している。
If it is determined that the driver intends to change lanes, the additional reaction force has been acting in the direction that inhibits steering until then, but the additional reaction force acts in the direction that assists steering. When the driver applies a large steering torque Th to the
変化率リミッタLhdは、車線変更時に自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへ選択が切り替わるときに、付加反力の変化速度を抑制するために設けられている。つまり、車線変更時に、操舵を阻害する方向に作用していた付加反力から、操舵をアシストする方向に作用する付加反力への切り替わり変化をゆっくり行うようにしている。変化率リミッタLhdは、操舵トルクThが大きいほど許容する変化率を小さく設定している。操舵トルクThが大きいときには、操舵反力の変化にドライバの操舵が追い付けないおそれがあるため、ゆっくりと操舵反力を変化させてドライバの操舵が追い付けるようにしている。 The change rate limiter Lhd is provided to suppress the change speed of the additional reaction force when the selection is switched from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn when the lane is changed. In other words, when the lane is changed, the change from the additional reaction force acting in the direction inhibiting steering to the additional reaction force acting in the direction assisting steering is performed slowly. The change rate limiter Lhd sets a smaller change rate as the steering torque Th increases. When the steering torque Th is large, the driver's steering may not be able to catch up with the change in the steering reaction force, so the driver's steering is caught up by slowly changing the steering reaction force.
逸脱横変位偏差ΔXが閾値未満であって、操舵トルクThが閾値未満であって、操舵角θhが閾値以上であるときには、ステップS5→ステップS6→ステップS10→ステップS14→ステップS15→ステップS16→ステップS17へと進む。ステップS15では隣接車線付加反力Nnが選択され、ステップS16では操舵角θhに応じた減少ゲインKhiを設定し、ステップS17では操舵角θhに応じた変化率リミッタLhdを設定する。 When the deviation lateral displacement deviation ΔX is less than the threshold, the steering torque Th is less than the threshold, and the steering angle θh is greater than or equal to the threshold, Step S5 → Step S6 → Step S10 → Step S14 → Step S15 → Step S16 → Proceed to step S17. In step S15, the adjacent lane additional reaction force Nn is selected. In step S16, a decrease gain Khi corresponding to the steering angle θh is set. In step S17, a change rate limiter Lhd corresponding to the steering angle θh is set.
ドライバに車線変更の意図があると判定されると、それまで操舵を阻害する方向に付加反力が作用していたが、操舵をアシストする方向に付加反力が作用することとなる。一般的に操舵量が大きいほど、車両の挙動は不安定になる。ドライバが隣接車線方向へ大きく操舵しているときに、操舵をアシストする方向に付加反力を作用させてしまうと、ステアリングホイール1が軽くなって更に操舵量が大きくなり、車両挙動を更に不安定にするおそれがある。ステップS16では、減衰ゲインKhiを操舵角θhが大きいほど、隣接車線付加反力Nnの大きさが小さくなるように設定して、操舵をアシストする方向の付加反力を抑制している。
If it is determined that the driver intends to change lanes, the additional reaction force has been acting in the direction that inhibits steering until then, but the additional reaction force acts in the direction that assists steering. In general, the larger the steering amount, the more unstable the behavior of the vehicle. When the driver is steering greatly in the direction of the adjacent lane, if an additional reaction force is applied in the steering assist direction, the
変化率リミッタLhdは、車線変更時に自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへ選択が切り替わるときに、付加反力の変化速度を抑制するために設けられている。つまり、車線変更時に、操舵を阻害する方向に作用していた付加反力から、操舵をアシストする方向に作用する付加反力への切り替わり変化をゆっくり行うようにしている。変化率リミッタLhdは、操舵角θhが大きいほど許容する変化率を小さく設定している。操舵角θhが大きいときには車両挙動が不安定であり、ドライバには繊細な操舵が要求される。このとき、操舵反力が急に変化すると、ドライバの操舵が不安定になり、車両挙動も更に不安定になるおそれがあるため、ゆっくりと操舵反力を変化させてドライバが操舵しやすいようにしている。 The change rate limiter Lhd is provided to suppress the change speed of the additional reaction force when the selection is switched from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn when the lane is changed. In other words, when the lane is changed, the change from the additional reaction force acting in the direction inhibiting steering to the additional reaction force acting in the direction assisting steering is performed slowly. The change rate limiter Lhd sets a smaller change rate as the steering angle θh is larger. When the steering angle θh is large, the vehicle behavior is unstable, and the driver is required to perform delicate steering. At this time, if the steering reaction force changes suddenly, the driver's steering becomes unstable, and the vehicle behavior may become further unstable. Therefore, the steering reaction force is changed slowly so that the driver can easily steer. ing.
逸脱横変位偏差ΔXが閾値未満であって、操舵トルクThが閾値未満であって、操舵角θhが閾値未満であるときにはステップS5→ステップS6→ステップS10→ステップS14→ステップS18へと進む。ステップS18では、自車線付加反力Noが選択される。 When the deviation lateral displacement deviation ΔX is less than the threshold value, the steering torque Th is less than the threshold value, and the steering angle θh is less than the threshold value, the process proceeds from step S5 → step S6 → step S10 → step S14 → step S18. In step S18, the own lane additional reaction force No is selected.
ステップS9またはステップS13またはステップS17またはステップS18の後に、ステップS19→ステップS20へと進む。ステップS19では、選択された基本付加反力Nbと、設定された減少ゲインKhi、変化率リミッタLhdとから最終的な基本付加反力Nbを求め、ステップS20では、ステップS19で求めた基本付加反力Nbに基づいて転舵モータ6を制御するように操舵コントローラ14に指令を出力して処理を終了する。
After step S9 or step S13 or step S17 or step S18, the process proceeds from step S19 to step S20. In step S19, the final basic additional reaction force Nb is obtained from the selected basic additional reaction force Nb, the set decrease gain Khi, and the change rate limiter Lhd. In step S20, the basic additional reaction force obtained in step S19 is obtained. A command is output to the
〔作用〕
走行車線から自車両が逸脱しようとすると、走行車線内に自車両を戻すようにステアリングホイールに付加反力を作用させるものがある。しかし、ドライバが車線変更をしようとするときには、車線変更を阻害しようとする付加反力が大きく作用するため、ドライバは車線変更時に大きな操舵力を要するおそれがあった。これを解決するため、ドライバがウィンカ信号を出したときには、ドライバに車線変更の意図があると判定し、走行車線内に自車両を戻すようにする付加反力の大きさを小さくするものがある。しかし、この場合であっても、ドライバがウィンカ信号を出さずに車線変更しようとしたときには、車線変更を阻害しようとする付加反力が大きく作用するため、ドライバは車線変更時に大きな操舵力を要するおそれがある。
[Action]
When the host vehicle tries to deviate from the traveling lane, there is one in which an additional reaction force is applied to the steering wheel so as to return the host vehicle to the traveling lane. However, when the driver tries to change the lane, an additional reaction force that hinders the change of the lane acts greatly, so that the driver may need a large steering force when changing the lane. In order to solve this problem, when the driver issues a blinker signal, it is determined that the driver intends to change lanes, and there is a method of reducing the magnitude of the additional reaction force that causes the vehicle to return to the traveling lane. . However, even in this case, when the driver tries to change the lane without issuing a blinker signal, the additional reaction force that hinders the lane change is exerted greatly, so the driver requires a large steering force when changing the lane. There is a fear.
そこで実施例１では、自車両の自車線に対する走行状態、ステアリングホイール1の操舵状態に応じてドライバが車線変更をしようとしているか否かを判定するようにした。そして、ドライバが車線変更しようとしているときには隣接車線付加反力Nnを選択するようにした。
これにより、ウィンカ信号が出さずに車線変更をしようとしたときにも、自車両が隣接車線内を走行するように付加反力を付与する隣接車線付加反力Nnにより制御することが可能となる。
Therefore, in the first embodiment, it is determined whether or not the driver is changing the lane according to the traveling state of the own vehicle with respect to the own lane and the steering state of the
As a result, even when an attempt is made to change lanes without issuing a blinker signal, it becomes possible to control by the adjacent lane additional reaction force Nn that applies an additional reaction force so that the host vehicle travels in the adjacent lane. .
また車線に対する自車両の位置（逸脱横変位偏差ΔX）、車線に対する自車両の角度（ヨー角δ）に基づいて付加反力指令値N*を演算するようにした。具体的には、逸脱横変位偏差ΔXの値が大きくなるほど、またヨー角δが大きくなるほど、付加反力指令値N*が大きくなるようにした。
これにより、自車両が車線中央付近を車線に沿って走行しているときには付加反力は小さく、自車両の位置が車線に近づいたり、自車両の車線に対する角度が車線逸脱の方向へ向いたりしたときには付加反力を大きくすることを可能とした。
Further, the additional reaction force command value N * is calculated based on the position of the own vehicle with respect to the lane (deviation lateral displacement deviation ΔX) and the angle of the own vehicle with respect to the lane (yaw angle δ). Specifically, the additional reaction force command value N * is increased as the value of the deviation lateral displacement deviation ΔX is increased and the yaw angle δ is increased.
As a result, when the host vehicle is running near the center of the lane along the lane, the additional reaction force is small, the position of the host vehicle approaches the lane, or the angle of the host vehicle toward the lane deviates. Sometimes it was possible to increase the additional reaction force.
また自車線に対する自車両の位置（逸脱横変位偏差ΔX）、またはステアリングホイール1に入力された操舵トルクTh、またはステアリングホイール1の操舵量（操舵角θh）に基づいて、自車線付加反力Noまたは隣接車線付加反力Nnの一方を選択するようにした。
これにより、ウィンカ信号がないときでもドライバの車線変更の意図を判定することが可能となる。また、ドライバに車線変更の意図があると判定したときには、自車両が隣接車線内を走行するように付加反力を付与する隣接車線付加反力Nnにより制御することが可能となる。
Also, the own lane additional reaction force No is based on the position of the own vehicle with respect to the own lane (deviation lateral displacement deviation ΔX), the steering torque Th input to the
This makes it possible to determine the driver's intention to change lanes even when there is no blinker signal. In addition, when it is determined that the driver intends to change lanes, it is possible to perform control using the adjacent lane additional reaction force Nn that applies an additional reaction force so that the host vehicle travels in the adjacent lane.
また隣接車線付加反力Nnに対して、上限値を設定した。これにより、ドライバの意思による操舵が行えなくなるほどの大きな操舵反力を出力することを防止することが可能となる。 An upper limit was set for the adjacent lane reaction force Nn. As a result, it is possible to prevent the output of a steering reaction force that is so large that the driver's intention cannot be steered.
また隣接車線付加反力Nnを選択したとき、隣接車線付加反力Nnを減少させるように減少ゲインKhiを乗じるようにした。
車線変更時に、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnに選択が切り替わり、操舵を阻害する方向に付加反力が作用している状態から、操舵をアシストする方向に付加反力が作用する状態となる。例えば、右車線に車線変更しようとするときには、自車線付加反力Noが選択されている間は左側に付加反力が作用するが、隣接車線付加反力Nnが選択されると右側に付加反力が作用することとなる。つまり、ドライバは、車線変更時に急にステアリングホイール1が軽くなったように感じ違和感となる。そこで、実施例１では減少ゲインKhiによって、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnに遷移するときの変位量を小さくすることを可能としている。
In addition, when the adjacent lane additional reaction force Nn is selected, the decrease gain Khi is multiplied so as to decrease the adjacent lane additional reaction force Nn.
When the lane is changed, the selection is switched from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn, and the additional reaction force acts in the direction assisting the steering from the state where the additional reaction force acts in the direction inhibiting the steering. It becomes a state to do. For example, when changing to the right lane, the additional reaction force acts on the left side while the own lane additional reaction force No is selected, but when the adjacent lane additional reaction force Nn is selected, the additional reaction force acts on the right side. Force will act. That is, the driver feels that the
また自車線からの逸脱量が大きい（自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXの値が大きい）ほど、またはステアリングホイール1に入力された操舵トルクThが大きいほど、またはステアリングホイール1の操舵角θhが大きいほど、隣接車線付加反力Nnの減少量が大きくなるように減少ゲインKhiを設定するようにした。
Further, the greater the deviation from the own lane (the greater the deviation lateral displacement deviation ΔX relative to the own lane), the greater the steering torque Th input to the
車線変更時の付加反力の変化量が大きくなると、ドライバに違和感を与えるおそれがある。また、ドライバが大きな操舵トルクThかけている方向に付加反力を作用させると急操舵を誘発する恐れがある。また車両挙動が不安定なときに、付加反力が変化すると更に車両挙動を不安定にするおそれがある。 If the amount of change in the additional reaction force when changing lanes becomes large, the driver may feel uncomfortable. In addition, if an additional reaction force is applied in the direction in which the driver is applying a large steering torque Th, sudden steering may be induced. Further, when the vehicle reaction is unstable, if the additional reaction force changes, the vehicle behavior may be further unstable.
そこで実施例１では、逸脱横変位偏差ΔXの値が大きいほど、またはステアリングホイール1に入力された操舵トルクThが大きいほど、またはステアリングホイール1の操舵角θhが大きいほど、隣接車線付加反力Nnを小さくするように減少ゲインKhiを設定して、ステアリングホイール1の反力の変化量を小さくすることを可能としている。
Therefore, in the first embodiment, the larger the value of the deviation lateral displacement deviation ΔX, the greater the steering torque Th input to the
また隣接車線付加反力Nnを選択したとき、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへ遷移するときの変化速度を減少させるように変化率リミッタLhdを設定するようにした。
車線変更時に、自車線付加反力Noが選択されている状態から、隣接車線付加反力Nnが選択されている状態となると、反対方向に付加反力が作用することとなる。例えば、右車線に車線変更しようとするときには、自車線付加反力Noが選択されている間は左側に付加反力が作用することとなるが、隣接車線付加反力Nnが選択されると右側に付加反力が作用することとなる。つまり、自車線付加反力Noが選択されている状態から隣接車線付加反力Nnが選択されている状態に切り替わると、ドライバにとっては、急にステアリングホイール1が軽くなったように感じ違和感となる。そこで、実施例１では変化率リミッタLhdによって、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnに遷移するときの変化速度を小さくすることを可能としている。
Further, when the adjacent lane additional reaction force Nn is selected, the change rate limiter Lhd is set so as to decrease the change speed when the own lane additional reaction force No transitions to the adjacent lane additional reaction force Nn.
When the lane change reaction force No is selected from the state where the own lane addition reaction force No is selected, the additional reaction force acts in the opposite direction when the adjacent lane addition reaction force Nn is selected. For example, when trying to change the lane to the right lane, the additional reaction force acts on the left side while the own lane additional reaction force No is selected, but the right side when the adjacent lane additional reaction force Nn is selected. An additional reaction force acts on. In other words, when switching from the state where the own lane additional reaction force No is selected to the state where the adjacent lane additional reaction force Nn is selected, the driver feels that the
図１４は、自車線（左車線）から隣接車線（右車線）へ車線変更をしたときの基本付加反力Nbの変化を示す図である。図１４の細実線は自車線付加反力Noおよび隣接車線付加反力Nnを示し、太字線は実際に出力される基本付加反力Nbを示している。 FIG. 14 is a diagram showing a change in the basic additional reaction force Nb when the lane is changed from the own lane (left lane) to the adjacent lane (right lane). The thin solid line in FIG. 14 indicates the own lane additional reaction force No and the adjacent lane additional reaction force Nn, and the bold line indicates the basic additional reaction force Nb that is actually output.
例えば、逸脱横変位偏差ΔXがXR1のときに、基本付加反力Nbの選択を、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnに変更する場合を考える。このとき、基本付加反力Nbは、自車線付加反力Noの点aから隣接車線付加反力Nnの点bへと変化することとなる。しかし、付加反力が急に反対方向に変化すると、ステアリングホイール1の反力の抜けが生じることとなり、ドライバに違和感を与える。実施例１では、隣接車線付加反力Nnに減少ゲインKhiを乗じることで隣接車線付加反力Nnの大きさを小さくすると共に、変化率リミッタLhdにより変化速度を小さくしている。これにより、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへは、点aから点cに向かって緩やかに遷移することとなる。
For example, consider a case where the selection of the basic additional reaction force Nb is changed from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn when the deviation lateral displacement deviation ΔX is XR1. At this time, the basic additional reaction force Nb changes from the point a of the own lane additional reaction force No to the point b of the adjacent lane additional reaction force Nn. However, if the additional reaction force suddenly changes in the opposite direction, the reaction force of the
［効果］
以下に実施例１の効果について以下に列記する。
（１）ドライバにより操舵力が入力されるステアリングホイール1（操舵手段）と、ステアリングホイール1への操舵反力を発生させる転舵モータ6（操舵反力アクチュエータ）と、自車両が走行中の自車線内を自車両が走行するようにステアリングホイール1へ付与する反力である自車線付加反力No（自車線逸脱防止反力）と、自車線と隣接する隣接車線内を自車両が走行するようにステアリングホイール1へ付与する反力である隣接車線付加反力Nn（隣接車線逸脱防止反力）と、を演算し（ステップS4：車線逸脱防止反力演算手段）と、自車両の自車線に対する走行状態またはステアリングホイール1の操舵状態に応じて、自車線付加反力Noまたは隣接車線付加反力Nnの一方を選択し、選択した反力の操舵反力を発生させるように転舵モータ6に指令値を出力する（ステップS6,S7,S10,S11,S14,S15,S18：反力選択手段）車線維持支援コントローラ13を備えた。
よって、ウィンカ信号が出さずに車線変更をしようとしたときにも、自車両が隣接車線内を走行するように付加反力を付与する隣接車線付加反力Nnにより制御することが可能となる。したがって、ドライバは車線変更時には隣接車線に向けて操舵する方向に付加反力が発生することとなり、ドライバの操舵力を小さくすることができ、操舵性をこうじょうさせることができる。
[effect]
The effects of Example 1 are listed below.
(1) A steering wheel 1 (steering means) to which a steering force is input by a driver, a steering motor 6 (steering reaction force actuator) that generates a steering reaction force to the
Therefore, even when an attempt is made to change lanes without issuing a blinker signal, it is possible to control by the adjacent lane additional reaction force Nn that applies an additional reaction force so that the host vehicle travels in the adjacent lane. Therefore, when the lane is changed, an additional reaction force is generated in the direction of steering toward the adjacent lane, so that the driver's steering force can be reduced and the steering performance can be improved.
（２）車線維持支援コントローラ13は、車線に対する自車両の位置または車線に対する自車両の進行方向角度に基づいて自車線付加反力Noと隣接車線付加反力Nnを演算するようにした（ステップS4）。
よって、自車両が車線中央付近を車線に沿って走行しているときには基本付加反力Nbは小さく、自車両の位置が車線に近づいたり、自車両の車線に対する角度が車線逸脱の方向へ向いたりしたときには基本付加反力Nbを大きくすることを可能とした。したがって、ドライバが自車両を車線中央付近を車線に沿って走行させようとしているときには付加反力が発生しないため違和感を与えず、ドライバが車線逸脱をするような操作を行ったときには車線中央付近に向かうように操舵を促すことができる。
(2) The lane keeping
Therefore, when the host vehicle is traveling near the center of the lane along the lane, the basic reaction force Nb is small, the position of the host vehicle approaches the lane, or the angle of the host vehicle toward the lane deviates from the lane. In this case, the basic additional reaction force Nb can be increased. Therefore, when the driver tries to drive the vehicle along the lane near the center of the lane, no additional reaction force is generated, so there is no sense of incongruity, and when the driver performs an operation that deviates from the lane, Steering can be encouraged to head.
（３）車線維持支援コントローラ13は、自車線に対する自車両の位置（逸脱横変位偏差ΔX）、またはステアリングホイール1に入力された操舵トルクTh、またはステアリングホイール1の操舵量（操舵角θh）に基づいて、自車線付加反力Noまたは隣接車線付加反力Nnの一方を選択するようにした（ステップS6,S7,S10,S11,S14,S15,S18）。
よって、ウィンカ信号がないときでもドライバの車線変更の意図を判断することが可能となる。また、ドライバに車線変更の意図があると判定したときには、自車両が隣接車線内を走行するように付加反力を付与する隣接車線付加反力Nnにより制御することが可能となる。したがって、ドライバが車線変更をしようとしたときには自車線へ戻る方向への付加反力の発生を抑制してドライバへの違和感を抑制すると共に、隣接車線へ向かう方向への付加反力を発生させてドライバの操舵をアシストすることができる。
(3) The lane keeping
Therefore, it is possible to determine the driver's intention to change the lane even when there is no blinker signal. In addition, when it is determined that the driver intends to change lanes, it is possible to perform control using the adjacent lane additional reaction force Nn that applies an additional reaction force so that the host vehicle travels in the adjacent lane. Therefore, when the driver tries to change the lane, the generation of an additional reaction force in the direction returning to the own lane is suppressed to suppress a sense of discomfort to the driver, and an additional reaction force in the direction toward the adjacent lane is generated. It can assist the steering of the driver.
（４）車線維持支援コントローラ13は、隣接車線付加反力Nnに対して、上限値を設定した。
よって、隣接車線付加反力Nnが大きくなりすぎて、ドライバの意思による操舵が行えなくなるほどの大きな操舵反力を出力することを防止することができる。
(4) The lane keeping
Therefore, it is possible to prevent the adjacent lane additional reaction force Nn from becoming too large and outputting a steering reaction force that is so large that the steering by the driver's intention cannot be performed.
（５）車線維持支援コントローラ13は、隣接車線付加反力Nnを選択したとき、隣接車線付加反力Nnを減少させるように減少ゲインKhiを乗じるようにした。
よって、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnに遷移するときの変位量を小さくすることを可能とし、車線変更時の付加反力の急変を抑えて、ドライバへの違和感を抑制することができる。
(5) When the adjacent lane additional reaction force Nn is selected, the lane keeping
Therefore, it is possible to reduce the amount of displacement when transitioning from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn, suppressing a sudden change in the additional reaction force when changing lanes, and suppressing discomfort to the driver. be able to.
（６）車線維持支援コントローラ13は、自車線からの逸脱量が大きい（自車線に対する逸脱横変位偏差ΔXの値が大きい）ほど、またはステアリングホイール1に入力された操舵トルクThが大きいほど、またはステアリングホイール1の操舵角θhが大きいほど、隣接車線付加反力Nnの減少量が大きくなるように減少ゲインKhiを設定するようにした。
よって、車線変更時のステアリングホイール1の反力の変化量を抑え、ドライバへの違和感を抑制することができる。
(6) The lane keeping
Therefore, the amount of change in the reaction force of the
（７）隣接車線付加反力Nnを選択したとき、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnへ遷移するときの変化速度を減少させるように変化率リミッタLhdを設定するようにした。
よって、自車線付加反力Noから隣接車線付加反力Nnに遷移するときの変化速度を小さくすることを可能とし、車線変更時のドライバへの違和感を抑制することができる。
(7) When the adjacent lane additional reaction force Nn is selected, the rate-of-change limiter Lhd is set so as to decrease the change speed at the time of transition from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn.
Therefore, it is possible to reduce the speed of change when transitioning from the own lane additional reaction force No to the adjacent lane additional reaction force Nn, and to suppress a sense of discomfort to the driver when changing lanes.
〔実施例２〕
実施例２では、ステアリングホイール1と操向輪8との間の力の伝達が切断された所謂ステアバイワイヤシステムをに適用した。図１５はステアリングバイワイヤシステムの全体システム図である。車線維持支援コントローラ13で行われる処理自体は実施例１と同じであるため、システムの構成のみ以下に説明する。
[Example 2]
In Example 2, a so-called steer-by-wire system in which the transmission of force between the
ステアバイワイヤシステムは、ドライバにより操舵力が入力されるステアリングホイール1と、ステアリングホイール1に接続したステアリングシャフト2と、ステアリングシャフト2と切断されたピニオンシャフト20と、ピニオンシャフト20の先端に接続されたピニオン3と、ピニオン3と噛み合うラック4と、ラック4の両端に接続されたタイロッド7と、タイロッド7に取り付けられた操向輪8とを有している。
The steer-by-wire system is connected to a
ステアリングシャフト2とピニオンシャフト20との間にはメカニカルバックアップ24が設けられている。メカニカルバックアップ24は、通常はステアリングシャフト2とピニオンシャフト20との間のトルクの伝達を切断しているが、システムの異常時にはステアリングシャフト2とピニオンシャフト20との間のトルクの伝達を可能にしている。
A
ステアリングシャフト2には反力モータ29が設けられ、この反力モータ29によってステアリングホイール1に対して操舵反力を発生させている。ピニオンシャフト20には転舵モータ30が設けられ、この転舵モータ30によって操向輪8が転舵される。
The steering
また制動装置として、操向輪8および後輪21に設けられたブレーキディスク22およびホイルシリンダ23と、ホイルシリンダ23に供給するブレーキ液圧を制御するブレーキ液圧コントロールユニット33とを有している。
Further, as a braking device, it has a
また制御系として、ステアリングホイール1の操舵角θhを検出する操舵角センサ9と、ドライバによりステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ25と、ピニオン3の回転角を検出するピニオン角センサ27と、ピニオンシャフト20に作用するトルクを検出する転舵トルクセンサ26と、反力モータ29の回転角を検出する反力モータ回転角センサ31と、転舵モータ30の回転角を検出する転舵モータ回転角センサ32と、タイロッド7に作用する軸力を検出する軸力センサ28と、自車両の車速Vを検出する車速センサ10と、車外を撮影するカメラ11と、自車両が走行車線を維持するようにステアリングホイール1に作用する操舵反力に付加する付加反力や、各車輪の制動力を制御する車線維持支援コントローラ13と、反力モータ29および転舵モータ30を制御する操舵コントローラ14とを有している。
Further, as a control system, a
カメラ11は画像処理機能を有しており、自車両前方を撮影した画像から走行車線幅Wlane、走行車線に対するヨー角δ、走行車線中央からの横変位X、走行車線の曲率ρを検出する。横変位Xは走行車線中央に対して右側が正の値、左側が負の値として検出される。
車線維持支援コントローラ13は、カメラ11が検出した走行車線幅Wlane、ヨー角δ、横変位X、曲率ρと、操舵コントローラ14を介して車速センサ10が検出した車速Vを入力する。そしてこれらの入力値に基づいて、付加反力指令値N*および各車輪の目標ブレーキ液圧を演算する。
The
The lane keeping
付加反力は、自車両が走行車線からはみ出しそうになったときに、ドライバに走行車線中央に自車両を戻す方向へ操舵を促すようにステアリングホイール1に作用させる反力を示す。この付加反力に基づいて、反力モータ29によりステアリングホイール1に作用する反力を制御する。実際には、車線維持支援コントローラ13で演算した付加反力指令値N*を操舵コントローラ14に入力して、操舵コントローラ14によって転舵モータ30を制御する。
The additional reaction force indicates a reaction force that is applied to the
操舵コントローラ14は、車速センサ10が検出した車速Vと、操舵角センサ9が検出した操舵角θhと、操舵トルクセンサ25が検出したドライバによりステアリングホイールに入力される操舵トルクと、転舵トルクセンサ26が検出したピニオンシャフト20に作用するトルクと、ピニオン角センサ27が検出したピニオン3の回転角と、反力モータ回転角センサ31が検出した反力モータ29の回転角と、転舵モータ回転角センサ32が検出した転舵モータ30の回転角と、軸力センサ28が検出したタイロッド7に作用する軸力と、反力モータ回転角センサ31が検出した反力モータ29の回転角と、転舵モータ回転角センサ32が検出した転舵モータ30の回転角と、車線維持支援コントローラを介してカメラ11が検出したヨー角δ、横変位X、曲率ρおよび付加反力指令値N*を入力する。タイロッド7に作用する軸力は操向輪8に作用する路面反力に応じて変化し、軸力を路面反力とみなしても良い。
The steering
操舵コントローラ14は、ステアリングホイール1へ入力される操舵角θh、操舵トルクに応じて操向輪8の目標転舵角を設定し、この目標転舵角に応じて転舵モータ30を制御する。また操舵コントローラ14は、タイロッド7に入力される軸力に応じてステアリングホイール1に作用させる目標操舵反力を設定し、この目標操舵反力に応じて反力モータ29を制御する。
The steering
反力モータ29は、操舵コントローラ14によって算出された目標操舵反力と、車線維持支援コントローラ13によって算出された付加反力指令値N*に応じてステアリングホイール1に操舵反力を付与することとなる。
実施例２のようにステアリングバイワイヤシステムにおいても、実施例１と同様の効果をえることができる。
The
In the steering-by-wire system as in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例１ではカメラが撮影した画像を処理することにより、走行車線幅Wlane、自車両の走行車線に対するヨー角δ、自車両の走行車線中央からの横変位X、走行車線の曲率ρ等を求めていた。これをレーザ等によって検出するようにしても良いし、事前に取得または外部から受信した道路情報と、GPSから求めた自車両位置との関係で検出するようにしても良い。
[Other Examples]
The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments based on the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the embodiments, and does not depart from the gist of the invention. Such design changes are included in the present invention.
For example, in the first embodiment, by processing the image captured by the camera, the travel lane width Wlane, the yaw angle δ with respect to the travel lane of the host vehicle, the lateral displacement X of the host vehicle from the center of the travel lane, the curvature ρ of the travel lane, etc. I was looking for. This may be detected by a laser or the like, or may be detected based on the relationship between road information acquired in advance or received from the outside and the vehicle position obtained from the GPS.
1 ステアリングホイール（操舵手段）
6 転舵モータ（操舵反力アクチュエータ）
13 車線維持支援コントローラ（車線逸脱防止反力演算手段、反力選択手段）
1 Steering wheel (steering means)
6 Steering motor (steering reaction force actuator)
13 Lane maintenance support controller (lane departure prevention reaction force calculation means, reaction force selection means)
Claims (5)
前記操舵手段への操舵反力を発生させる操舵反力アクチュエータと、
自車両が走行中の自車線内を前記自車両が走行するように前記操舵手段へ付与する反力である自車線逸脱防止反力と、前記自車線と隣接する隣接車線内を前記自車両が走行するように前記操舵手段へ付与する反力である隣接車線逸脱防止反力と、を演算する車線逸脱防止反力演算手段と、
前記自車両の前記自車線に対する走行状態または前記操舵手段の操舵状態に応じて、前記自車線逸脱防止反力または前記隣接車線逸脱防止反力の一方を選択し、選択した反力の操舵反力を発生させるように前記操舵反力アクチュエータに指令値を出力する反力選択手段と、
を備え、
前記反力選択手段は、前記隣接車線逸脱防止反力を選択したとき、自車線からの逸脱量が小さいほど、または前記操舵手段に入力された操舵トルクが大きいほど、または前記操舵手段の操舵量が大きいほど、前記自車線逸脱防止反力から前記隣接車線逸脱防止反力へ切り替わるときの前記操舵反力の変化速度を小さくする変化速度抑制手段を設けたことを特徴とする車線維持支援装置。 Steering means to which a steering force is input by a driver;
A steering reaction force actuator for generating a steering reaction force to the steering means;
The own vehicle travels within the own lane in which the host vehicle is traveling, the own lane departure preventing reaction force, which is a reaction force applied to the steering means so that the host vehicle travels, and the adjacent lane adjacent to the own lane. A lane departure prevention reaction force calculating means for calculating an adjacent lane departure prevention reaction force which is a reaction force applied to the steering means so as to travel;
One of the own lane departure prevention reaction force and the adjacent lane departure prevention reaction force is selected according to the traveling state of the own vehicle with respect to the own lane or the steering state of the steering means, and the steering reaction force of the selected reaction force is selected. Reaction force selection means for outputting a command value to the steering reaction force actuator so as to generate
With
When the reaction force selection means selects the adjacent lane departure prevention reaction force, the smaller the deviation amount from the own lane, the larger the steering torque input to the steering means, or the steering amount of the steering means the larger, the lane keeping assist, characterized in that a change in speed reduction means for reducing the rate of change of the steering reaction force Rutoki switched to the adjacent lane departure prevention reaction force from the own lane departure prevention reaction force apparatus.
車線逸脱防止反力演算手段は、車線に対する前記自車両の位置または車線に対する前記自車両の進行方向角度に基づいて前記自車線逸脱防止反力と前記隣接車線逸脱防止反力とを演算することを特徴とする車線維持支援装置。 The lane keeping assist device according to claim 1,
The lane departure prevention reaction force calculating means calculates the own lane departure prevention reaction force and the adjacent lane departure prevention reaction force based on the position of the host vehicle with respect to the lane or the traveling direction angle of the host vehicle with respect to the lane. A lane keeping support device characterized.
前記反力選択手段は、前記自車線に対する前記自車両の位置、または前記操舵手段に入力された操舵トルク、または前記操舵手段の操舵量に基づいて、前記自車線逸脱防止反力または前記隣接車線逸脱防止反力の一方を選択することを特徴とする車線維持支援装置。 In the lane keeping assist device according to claim 1 or 2,
The reaction force selection means is based on the position of the own vehicle with respect to the own lane, the steering torque input to the steering means, or the steering amount of the steering means, or the own lane departure prevention reaction force or the adjacent lane. A lane keeping assist device, wherein one of the departure prevention reaction forces is selected.
前記車線逸脱防止反力演算手段は、前記隣接車線逸脱防止反力に対して、上限値を設定したことを特徴とする車線維持支援装置。 The lane keeping assist device according to any one of claims 1 to 3,
The lane departure prevention reaction force calculation means sets an upper limit value for the adjacent lane departure prevention reaction force.
前記反力選択手段は、前記隣接車線逸脱防止反力を選択したとき、自車線からの逸脱量が大きいほど、または前記操舵手段に入力された操舵トルクが大きいほど、または前記操舵手段の操舵量が大きいほど、前記隣接車線逸脱防止反力の減少量を大きくすることを特徴とする車線維持支援装置。 The lane keeping assist device according to any one of claims 1 to 4,
When the reaction force selection means selects the adjacent lane departure prevention reaction force, the greater the deviation amount from the own lane, the greater the steering torque input to the steering means, or the steering amount of the steering means the larger, lane keeping assist device comprising a large to Rukoto the reduction of the adjacent lane departure prevention reaction force.
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