JP4175293B2 - Vehicle steering assist device - Google Patents
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Description
本発明は、走行レーンに沿った走行を支援するため、適切な操舵アシストトルクを付与する車両用操舵支援装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering assist device that applies an appropriate steering assist torque to assist travel along a travel lane.
走行レーンに沿った車両の走行を支援する車両用操舵支援装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この支援装置では、まず、CCDカメラなどを利用して自車両が走行するレーンの画像を取得する。取得した画像から画像認識処理によって走行レーンを区画する道路区画線(白線)を検出することで、自車両が走行すべき走行レーン情報を取得する。取得した走行レーン情報を基に、操舵に必要な操舵トルクを求めて、適切な操舵アシストトルクを付与することで、運転者の操舵を支援する。 There has been proposed a vehicle steering assist device that supports traveling of a vehicle along a travel lane (see, for example, Patent Document 1). In this support apparatus, first, an image of a lane in which the host vehicle travels is acquired using a CCD camera or the like. By detecting a road marking line (white line) that divides the travel lane by image recognition processing from the acquired image, travel lane information that the host vehicle should travel is acquired. Based on the acquired travel lane information, a steering torque necessary for steering is obtained and an appropriate steering assist torque is applied to assist the driver in steering.
特許文献1の技術では、走行レーンの曲率、車両中心線と走行路中心線との横ずれ量であるレーンオフセット、走行路中心線と車両中心線のなす角度である偏向角の微分値を用いて操舵アシストトルクを算出することで、適正なアシストトルクを算出することができると記載されている。
高速道路等のカーブ区間においては、路面はカーブの中心方向に傾斜させて配置される。このカーブ路面の傾斜(路面カント)の影響で、車両にはカーブの中心方向へと向かう力(横加速度)が作用する。しかしながら、特許文献1の技術では、このような外乱の影響を考慮していないため、過大な横加速度が発生して、カーブ走行時の車両の安定性が低下してしまう可能性がある。
In a curve section such as an expressway, the road surface is arranged to be inclined toward the center of the curve. Under the influence of the slope of the curved road surface (road surface cant), a force (lateral acceleration) directed toward the center of the curve acts on the vehicle. However, since the technique of
そこで本発明は、路面カントによる横加速度の影響を抑制し、車両の横方向の操縦安定性を向上させた車両用操舵支援装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle steering assist device that suppresses the influence of lateral acceleration caused by a road surface cant and improves the lateral steering stability of the vehicle.
上記課題を解決するため、本発明に係る車両用操舵支援装置は、自車両の進路方向の画像を取得する手段と、取得した画像から走行レーンを認識する手段と、走行レーン中の目標位置からのずれ量であるレーンオフセットを演算する手段と、このレーンオフセットの積分項を求める手段と、求めたレーンオフセットとその積分項を用いて操舵系に付与するアシストトルクを演算する手段と、算出したアシストトルクを操舵系に付与する手段とを備える車両用操舵支援装置において、走行レーンのカーブ状態が、第1の曲率より大きな曲率を有するカーブ状態からこれより小さな曲率を有するカーブ状態へと遷移したと判定した場合に、このレーンオフセットの積分項をリセットする手段をさらに備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a vehicle steering assist device according to the present invention includes a unit that acquires an image of a course direction of a host vehicle, a unit that recognizes a travel lane from the acquired image, and a target position in the travel lane. A means for calculating a lane offset that is a deviation amount of the vehicle, a means for obtaining an integral term of the lane offset, a means for computing an assist torque to be applied to the steering system using the obtained lane offset and the integral term, and In a vehicle steering assist device including means for applying assist torque to a steering system, a curve state of a traveling lane has changed from a curve state having a curvature larger than the first curvature to a curve state having a curvature smaller than the first curvature. And a means for resetting the integral term of the lane offset when the determination is made.
あるいは、走行レーンのカーブ状態が、第2の曲率より大きな曲率を有するカーブ状態から、第1の曲率より小さな曲率を有するカーブ状態へと遷移したと判定した場合に、このレーンオフセットの積分項をリセットしてもよい。このとき、第2の曲率は、第1の曲率より大きく設定される。 Alternatively, when it is determined that the curve state of the traveling lane has changed from a curve state having a curvature larger than the second curvature to a curve state having a curvature smaller than the first curvature, the integral term of this lane offset is set. It may be reset. At this time, the second curvature is set larger than the first curvature.
アシストトルクを演算する際に、現在のレーンオフセット量に加えてレーンオフセットの積分値を用いることで、路面カントによる横加速度の影響が過大になるのを抑制する。その一方、カーブの出口では路面カントは消えるが、レーンオフセットの積分項の値が残存し、これに基づく過大な目標横加速度、操舵トルクを招き、低周波の振動的な応答を発生させる可能性がある。そこで、本発明では、カーブ状態が、第1の曲率より小さい曲率を有するカーブ状態に移行するカーブ出口付近で積分項をリセットすることで、積分項が残存することによる車線追従性の低下を抑制する。なお、第1の曲率より小さい曲率を有するカーブ状態に移行した場合とは、カーブ状態から直線状態へ移行する場合のほか、右方向への旋回状態から左方向への旋回状態へと切り替わる(その逆も同様。)場合(実際には、その少し前)をも含んでいる。 When calculating the assist torque, by using the integrated value of the lane offset in addition to the current lane offset amount, the influence of the lateral acceleration due to the road surface cant is suppressed. On the other hand, the road surface cant disappears at the exit of the curve, but the value of the integral term of the lane offset remains, which may cause excessive target lateral acceleration and steering torque based on this, generating a low-frequency vibration response There is. Therefore, in the present invention, by reducing the integral term in the vicinity of the curve exit where the curve state shifts to a curve state having a curvature smaller than the first curvature, a decrease in lane following performance due to the remaining integral term is suppressed. To do. The transition to the curve state having a curvature smaller than the first curvature is not only the transition from the curve state to the linear state, but also the switching from the turning state in the right direction to the turning state in the left direction. The reverse (and vice versa) is also included.
このリセット手段は、走行レーンのカーブ状態が前記第1の曲率より小さな曲率を有するカーブ状態となる条件が所定時間以上継続した場合に、第1の曲率より小さな曲率を有するカーブ状態へと遷移したと判定するとよい。 The reset means transitions to a curve state having a curvature smaller than the first curvature when the condition that the curve state of the driving lane becomes a curve state having a curvature smaller than the first curvature continues for a predetermined time or longer. It is good to judge.
カーブ状態の判定は画像認識結果により行っており、走行レーンの形状パラメータ(カーブ曲率)自体に誤差が含まれうる。そのため、ある時刻で第1の曲率より小さい曲率を有するカーブ状態に移行した場合であっても、それが形状パラメータの誤検出による場合もありうる。この場合には、リセット動作等を行うと、むしろ、車線追従性が低下する可能性がある。そのため、一定時間の継続を条件としてリセット動作を行う。同様に、ある時刻でカーブ曲率が第1の曲率より大きな曲率を有するカーブ状態に移行した場合であっても、それが形状パラメータの誤検出による場合もありうるから、第1の曲率より大きな第2の曲率を有するカーブ状態に移行してから、第1の曲率を下回る曲率を有するカーブ状態に移行した場合にのみ積分項をリセットすることで車両挙動の安定性向上を図る。 The determination of the curve state is performed based on the image recognition result, and an error may be included in the shape parameter (curve curvature) of the traveling lane itself. For this reason, even when a transition is made to a curve state having a curvature smaller than the first curvature at a certain time, this may be due to erroneous detection of the shape parameter. In this case, if a reset operation or the like is performed, there is a possibility that the lane following capability is rather deteriorated. Therefore, the reset operation is performed on the condition that continuation for a certain period of time is a condition. Similarly, even when the curve curvature shifts to a curve state having a curvature larger than the first curvature at a certain time, it may be caused by a false detection of the shape parameter. The stability of the vehicle behavior is improved by resetting the integral term only when the curve state having the curvature of 2 is changed to the curve state having the curvature lower than the first curvature.
なお、所定の曲率を有するカーブ状態であるか否かの判定は、道路曲率により判定するほかに、道路半径、目標から所定位置離れた位置における道路中心の横ずれ量等によっても判定することができる。 Whether the vehicle is in a curved state having a predetermined curvature can be determined not only by the road curvature but also by the road radius, the amount of lateral deviation of the road center at a position away from the target, and the like. .
本発明によれば、カーブ走行中の路面カントによる横加速度の影響を抑制することができるとともに、カーブ出口移行におけるレーンオフセットの積分項による不要な横加速度の発生も抑制することができるため、低周波の振動的な応答を抑制して、車両挙動を安定的に制御することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the influence of the lateral acceleration caused by the road surface cant during the curve traveling, and it is also possible to suppress the occurrence of unnecessary lateral acceleration due to the integral term of the lane offset at the curve exit transition. The vibrational response of the frequency can be suppressed and the vehicle behavior can be stably controlled.
また、カーブ状態の判定を上述したように行うことで、レーンオフセット値が振動的に変化している場合に、レーンオフセットの積分値を頻繁にリセットすることがなく、その結果、車両挙動を安定的に制御することができる。 In addition, by determining the curve state as described above, when the lane offset value changes in vibration, the integrated value of the lane offset is not frequently reset, resulting in stable vehicle behavior. Can be controlled.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
本発明に係る車両用操舵支援装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の車両用操舵支援装置を備えた車両1の構成図を図1に示す。車両1は、電子制御ユニット(ECU:Electrical Contorol Unit)2を備えており、ECU2によって車両挙動制御(車線維持制御)が実行される。図1に示されるように、車両1は、ステアリングホイール3を備えている。ステアリングホイール3は、車両1の車室内に配設されており、運転者によって操作されることで転舵輪(ここでは左右前輪FR,FL)を転舵させる。ステアリングホイール3は、ステアリングシャフト4の一端に固定されている。ステアリングシャフト4は、ステアリングホイール3の回転に伴って回転する。
An embodiment of a vehicle steering assist device according to the present invention will be described below. FIG. 1 shows a configuration diagram of a
ステアリングシャフト4の他端には、ステアリングギヤボックス5を介してラックバー6が連結されている。ステアリングギヤボックス5は、ステアリングシャフト4の回転運動をラックバー6の軸方向への直進運動に変換する機能を有している。ラックバー6の両端は、ナックルアーム7を介して車輪FL,FRの各ハブキャリアに連結されている。このように構成されているため、車輪FL,FRは、ステアリングホイール3が回転されると、ステアリングシャフト4やステアリングギヤボックス5(ラックバー6)を介して転舵される。
A
また、前方を撮像するCCDカメラ8が、ルームミラーに内蔵されている(図2参照)。CCDカメラ8は、車両1のフロントウィンドウ30越しに前方の所定領域内の周辺状況を撮影する。具体的には、道路50の車両1が走行している走行レーン51の周囲の状況の動画像を撮影する。このCCDカメラ8には、画像処理部9が接続されている。CCDカメラ8が撮影した周辺状況の画像データは、画像処理部9に供給される。画像処理部9は、CCDカメラ8による画像データを画像処理し、車両1が走行する道路上に描かれた道路区画線(以下、白線と称する。)などを基に走行レーン(走行経路=車線)を検出する。撮像した画像や映像内では、路面とその上に描かれた白線との輝度差が大きいことから、走行レーンを区画する白線はエッジ検出等によって比較的検出しやすく、車両前方の車線を検出するのに都合がいい。
Further, a CCD camera 8 for imaging the front is built in the rearview mirror (see FIG. 2). The CCD camera 8 photographs the surrounding situation in a predetermined area ahead through the
画像処理部9は、上述したECU2に接続されている。画像処理部9は、検出した車線に基づいて、図3に示されるように、前方走行経路のカーブ曲率(χ=1/R)や、車線に対する車両1のオフセットD(車両の前後方向の中心軸1aと走行レーン51の中心線51cの車両重心位置における接線51aとの横ずれ量に相当する。)及びヨー角θ(車両の前後方向の中心軸1aと走行レーン51の中心線51cの車両重心位置における接線51aとのなす角度に相当する。)を演算によって検出し、結果をECU2に送出する。なお、カーブ曲率、オフセットD、ヨー角θはいずれも正負いずれの値も取ることがあり、符号は方向、向きを示す。画像に基づいて、前方走行経路の各種情報量(カーブ曲率χや自車のオフセットD・ヨー角θ)を検出する方法は、公知の方法を用いることができる。
The
ECU2には、舵角センサ10及び車速センサ11も接続されている。舵角センサ10は、ステアリングホイール3の操舵角に応じた信号を出力する。また、車速センサ11は、各車輪に取り付けられた車輪速センサであり車両1の速度に応じた周期でパルス信号を発生する。車速センサ11は、車速検出手段として機能している。なお、車速検出手段として車体前後加速度を検出するセンサを取り付け、この出力を時間積分することで車速を得るようにすることも可能である。舵角センサ10の出力信号および車速センサ11の出力信号は、それぞれECU2に供給されている。ECU2は、舵角センサ10の出力信号に基づいてステア角を検出すると共に、車速センサ11の出力信号に基づいて車速を検出する。
A
また、ECU2には、ヨーレートセンサ12やナビゲーションシステム13も接続されている。ヨーレートセンサ12は、車両1の重心近傍に配置され、重心鉛直軸回りのヨーレートを検出し、検出結果をECU2に送出する。また、ナビゲーションシステム13は、GPS等を利用して車両1の位置を検出するための装置である。ナビゲーションシステム13は、車両1前方のカーブ曲率(χ)や勾配等の状況を検知する機能をも有している。ECU2は、ナビゲーションシステム13を用いて車両1の位置及び走行すると予想される道路の状況を把握する。
In addition, a
さらに、ECU2には、モータドライバ14も接続されている。モータドライバ14は、上述したステアリングギヤボックス5に配設されたモータ(アクチュエータ)15が接続されている。図示されていないが、ラックバー6の一部外周面にはボールスクリュー溝が形成されており、モータ15のロータにはこのボールスクリュー溝に対応するボールスクリュー溝を内周面上に有するボールナットが固定されている。一対のボールスクリュー溝の間には複数のベアリングボールが収納されており、モータ15を駆動させるとロータが回転してラックバー6の軸方向の移動、即ち、転舵をアシストすることができる。
Further, a
モータドライバ14は、ECU2の指令信号に従ってモータ15に駆動電流を供給する。モータ15は、モータドライバ14から供給された駆動電流に応じた操舵トルクをラックバー6に付与する。ECU2は、後述する論理に従ってモータドライバ14に指令信号を供給し、モータ15を駆動することにより,ラックバー6を変位させ、車輪FL,FRを転舵させる。
The
また、ECU2には、警告ランプ16及び警報ブザー17が接続されている。警告ランプ16は、車室内に搭乗した乗員が視認可能な位置に配置されており、ECU2からの指令信号に従って点灯する。また、警報ブザー17は、ECU2からの指令信号に従って車室内へ音声を発する。ECU2は、後述する論理に従って警告ランプ16及び警報ブザー17を駆動し、乗員に対して注意を喚起する。
Further, a warning lamp 16 and a
次に、本実施形態における操舵支援制御について説明する。図4は、操舵支援制御の動作を示すブロック図であり、図5は、レーンオフセット情報の処理を示すフローチャートである。 Next, steering assist control in this embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the operation of the steering assist control, and FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the lane offset information.
まず、CCDカメラ8によって、車両1の前方状況を撮像し(図2右下)、撮像した画像に基づいて画像処理部9によって、走行レーン51の状況(カーブ曲率χ)と、自車両1のオフセットD及びヨー角θとが算出される。なお、カーブ曲率χは、撮像された画像から前方カーブの曲率Rを幾何学的に求め、この逆数(1/R)を取ることで求められる。幾何学的な求め方としては、自車両1の所定距離前方における白線の横方向への偏位量や自車両1の所定距離前方における白線の接線の傾きを参照して行えばよい。
First, the front situation of the
また、走行経路に対して目標となるオフセットやヨー角は、目標オフセットD0及び目標ヨー角θ0として予め決定されている。 Further, the target offset and yaw angle with respect to the travel route are determined in advance as the target offset D 0 and the target yaw angle θ 0 .
モータドライバ14への制御量の算出にあたっては、制御量となるヨーレートωを算出する必要がある。このヨーレートωは、カーブ曲率χに基づくヨーレートωrにオフセットDを補償するヨーレートωdとヨー角θを補償するヨーレートωθを合算したものとして求められる。
In calculating the control amount to the
まず、車両1前方のカーブ曲率χに基づいて、車両1をこのカーブに沿って走行させるために必要なヨーレートωrを求める。このヨーレートωrは、フィードフォワードコントローラ(F/Fコントローラ)21によって、入力されたカーブ曲率χから所定の特性に基づいて算出される。この所定の特性は、例えば、マップ形式でECU2内に格納しておき、カーブ曲率χに基づいて必要なヨーレートωrを読み出す形式で求めるとよい。あるいは、ECU2内に格納したプログラム内に関数形式で記述しておき、カーブ曲率χに基づいて必要なヨーレートωrを算出すればよい。
First, based on the curve curvature χ in front of the
ヨー角θを補償する(目標に収束させる)ために必要となるヨーレートωθは、ヨー角θと目標ヨー角θ0との偏差(θ0−θ)に係数Kθをかけて算出される。 The yaw rate ω θ necessary for compensating the yaw angle θ (converging to the target) is calculated by multiplying the deviation (θ 0 −θ) between the yaw angle θ and the target yaw angle θ 0 by a coefficient K θ. .
一方、オフセットDを補償する(目標値に収束させる)ために必要となるヨーレートωdについては、以下のようにして算出する。まず、オフセットDと目標オフセットD0との偏差(D0−D)を求め、これをオフセット偏差D'として積分手段23へと入力する。積分手段23では、図5に示される処理が実行される。この処理は、支援制御中は所定のタイミング(タイムステップ)で繰り返し実行されている。なお、この積分手段は、積分項をリセットする手段を内蔵している。
On the other hand, the yaw rate ω d required to compensate the offset D (converge to the target value) is calculated as follows. First, a deviation (D 0 -D) between the offset D and the target offset D 0 is obtained, and this is input to the integrating means 23 as an offset deviation D ′. In the integrating
まず、カーブ半径Rと、求めたオフセット偏差D'が読み込まれる(ステップS1)。次に、カーブ半径の絶対値|R|をしきい値Ra(第2の曲率1/Raを有するカーブ状態)と比較するとともに、前回のタイムステップにおけるカーブ状態の判定結果を示すflagLCMの値を判定する(ステップS2)。このflagLCMは、前回のタイムステップにおいてカーブ走行中と判定した場合にONに設定されている。
First, the curve radius R and the obtained offset deviation D ′ are read (step S1). Next, the absolute value of the curve radius | R | is compared with a threshold value Ra (curve state having the
|R|がRaより小さく、かつ、flagLCMがoffであると判定した場合、つまり、カーブ状態が第2のカーブ状態より急な(カーブ半径|R|が第2のカーブ半径Raより小さい=カーブ曲率|1/R|が第2のカーブ曲率1/Raより大きい)カーブ状態を走行中で、かつ、前回のタイムステップにおいてカーブ走行中でないと判定した場合には、tmrLConの値に1を加算する(ステップS3)。|R|がRa以上か、flagLCMがonであると判定した場合、つまり、カーブ状態が第2のカーブ状態より緩い(カーブ半径|R|が第2のカーブ半径Raより大きい=カーブ曲率|1/R|が第2のカーブ曲率1/Raより小さい)道路(直線道路を含む。)を走行中か、前回のタイムステップにおいて既にカーブ走行中と判定している場合には、tmrLConの値を0にリセットする(ステップS4)。
When it is determined that | R | is smaller than Ra and flagLCM is off, that is, the curve state is steeper than the second curve state (the curve radius | R | is smaller than the second curve radius Ra = curve (Curvature | 1 / R | is greater than the
ステップS3、S4終了後は、ステップS5へと移行し、カーブ半径の絶対値|R|をしきい値Rb(第1の曲率1/Rbを有するカーブ状態)と比較するとともに、前回のタイムステップにおけるカーブ状態の判定結果を示すflagLCMの値を判定する。このRbはRaより大きな値に設定されている。つまり、第1のカーブ状態の道路(カーブ半径がRb)は、第2のカーブ状態の道路(カーブ半径がRa)よりカーブ状態が緩やかである。
After completion of steps S3 and S4, the process proceeds to step S5, where the absolute value | R | of the curve radius is compared with a threshold value Rb (curve state having the
|R|がRbより大きく、かつ、flagLCMがonであると判定した場合、つまり、カーブ状態が第1のカーブ状態より緩い(カーブ半径|R|が第1のカーブ半径Rbより大きい=カーブ曲率|1/R|が第1のカーブ曲率1/Rbより小さい)道路(直線道路を含む。)を走行中で、かつ、前回のタイムステップにおいてカーブ走行中と判定した場合には、tmrLCoffの値に1を加算する(ステップS6)。|R|がRbより小さいか、flagLCMがoffであると判定した場合、つまり、カーブ状態が第1のカーブ状態より急な(カーブ半径|R|が第1のカーブ半径Rbより小さい=カーブ曲率|1/R|が第1のカーブ曲率1/Rbより大きい)道路を走行中か、前回のタイムステップにおいて既にカーブ走行中でないと判定している場合には、tmrLCoffの値を0にリセットする(ステップS7)。
When it is determined that | R | is larger than Rb and flagLCM is on, that is, the curve state is looser than the first curve state (the curve radius | R | is larger than the first curve radius Rb = curve curvature) If it is determined that | 1 / R | is less than the
ステップS6、S7終了後は、ステップS8へと移行し、カーブ状態の判定結果を示すflagLCの値を判定する。ここでは、flagLCはflagLCMに等しい値を有する。flagLCがoff、つまりカーブ走行中でないと設定されている場合には、ステップS9へと移行して、さらに、tmrLConの値をしきい値T1と比較する。tmrLConがT1以上の場合のみ、flagLCをonに切り替え(ステップS10)、それ以外の場合には、flagLCをoffのまま維持する。一方、flagLCがon、つまりカーブ走行中であると設定されている場合には、ステップS11へと移行して、さらに、tmrLCoffの値をしきい値T2と比較する。このしきい値T2はT1と同じであってもよいし、異ならせてもよい。tmrLCoffがT2以上の場合のみ、flagLCをoffに切り替え(ステップS12)、それ以外の場合には、flagLCをonのまま維持する。 After steps S6 and S7 are completed, the process proceeds to step S8, and the value of flagLC indicating the determination result of the curve state is determined. Here, flagLC has a value equal to flagLCM. If flagLC is off, that is, it is set that the vehicle is not running on a curve, the process proceeds to step S9, and the value of tmrLCon is further compared with the threshold value T1. Only when tmrLCon is equal to or greater than T1, flagLC is switched on (step S10). In other cases, flagLC is kept off. On the other hand, if flagLC is set to on, that is, the vehicle is running on a curve, the process proceeds to step S11, and the value of tmrLCoff is compared with the threshold value T2. This threshold value T2 may be the same as or different from T1. Only when tmrLCoff is equal to or greater than T2, flagLC is switched off (step S12). In other cases, flagLC remains on.
これにより、前回のタイムステップまでは、カーブ走行中でないと判定していた場合に、カーブ半径がRaより小さい道路をT1回のタイムステップ連続して走行したと判定した場合には、カーブ走行中と判定してflagLCをONに切り替える。反対に、前回のタイムステップまでは、カーブ走行中と判定していた場合に、カーブ半径がRbより大きい道路をT2回のタイムステップ連続して走行したと判定した場合には、カーブを抜けたと判定してflagLCをOFFに切り替える。カーブ半径Rは、CCDカメラ8から取得した画像に基づいて画像処理部9により求めているため、取得した画像の解像度や、撮影状況や道路と車両との位置関係に応じて実際の値からずれが生じうる。そこで、このように、しきい値との比較結果が一度満たされた場合ではなく、連続してT1回、または、T2回満たされた場合に切り替え判定を行うことで、カーブと直進路との切り替えを精度良く行うことができる。また、カーブから直進路への移行と直進路からカーブへの移行の判定しきい値を異ならせることで、カーブと直進路との切り替えが頻繁に発生するのを抑制し、これに基づく制御を安定して行うことができる。
As a result, if it is determined that the vehicle is not traveling on a curve until the previous time step, and if it is determined that the vehicle has traveled continuously for a time step of T1 times on a road having a curve radius smaller than Ra, the vehicle is traveling on a curve. And switch flagLC to ON. On the other hand, if it is determined that the vehicle is traveling on a curve until the previous time step, and if it is determined that the vehicle has traveled T2 time steps continuously on a road having a radius greater than Rb, the vehicle has passed the curve. Determine and switch flagLC to OFF. Since the curve radius R is obtained by the
flagLCの設定後は、ステップS13へと移行して、flagLCMの値とflagLCの値を判別する。flagLCMがonで、かつ、flagLCがoffの場合、つまり、前回のタイムステップまでカーブ走行中と判定していたが、今回のタイムステップでカーブ走行から抜けたと判定した場合にはステップS14へと移行して、積分値IntDをリセットする。それ以外の場合には、ステップS15へと移行して積分値IntDにD’×dt(dtはタイムステップ間隔)を加算し、オフセット偏差D'の積分を行う。積分値IntDを求めたら、flagLCMにflagLCの値を格納し(ステップS16)、積分値IntDを出力して処理を終了する(ステップS17)。 After setting flagLC, the process proceeds to step S13 to determine the value of flagLCM and the value of flagLC. If flagLCM is on and flagLC is off, that is, it is determined that the vehicle is running on the curve until the previous time step, but if it is determined that the vehicle has left the curve at the current time step, the process proceeds to step S14. Then, the integral value IntD is reset. In other cases, the process proceeds to step S15, where D '× dt (dt is a time step interval) is added to the integral value IntD, and the offset deviation D' is integrated. When the integral value IntD is obtained, the value of flagLC is stored in flagLCM (step S16), the integral value IntD is output, and the process is terminated (step S17).
積分手段23で求めた積分値IntDに係数Kd'を乗じ、これをオフセットの偏差D'に係数Kdを乗じて得られた値に加えることでオフセットDを補償するヨーレートωdが算出される。
'Multiplied by which the deviation D of the offset' coefficient Kd to the integral value IntD obtained by integrating
このようにして算出された3つのヨーレートを合算することで、目標ヨーレートωが算出される。この目標ヨーレートωは、車速センサ11によって検出された車速Vnを用いて目標横加速度Gに変換され、トルク演算器22によって、この目標横加速度Gを発生させるために必要な、転舵量=モータ15の駆動トルクTが算出される。
The target yaw rate ω is calculated by adding the three yaw rates calculated in this way. This target yaw rate ω is converted into the target lateral acceleration G using the vehicle speed Vn detected by the
ECU2は、求めた駆動トルクTに応じて、モータドライバ14に指示して、モータ15を駆動せしめる。その結果、左右前輪FR,FLが転舵され、車両1は車線を維持すべく旋回される。車両1が旋回すると、再度CCDカメラ8によって前方の状況が撮像され、上述したことが繰り返される。
The
本実施形態においては、オフセットDを補償するヨーレートωdを算出する際に、オフセットDと目標オフセットD0との偏差(D0−D)に加えて、その積分項を用いているため、路面カントによる余分な横加速度を打ち消すことができ、カーブの内側方向へと巻き込まれるのを効果的に抑制できる。例えば、図6に示される道路と走行軌跡との関係においては、この積分項は走行レーン中心線51cと車両軌跡Pとによって区画されたハッチング部分の面積に相当し、カーブの出口まで累積されていく。このため、カーブ出口では、そのまま計算されるヨーレートωdによれば、車両1をカーブの外側へと向かって押し出す方向へと作用することになる。これは、カーブ出口付近で振動的な操舵トルクを発生させ、車両の挙動を不安定にする可能性がある。
In the present embodiment, when calculating the yaw rate ω d for compensating for the offset D, the integral term is used in addition to the deviation (D 0 -D) between the offset D and the target offset D 0. It is possible to cancel the excess lateral acceleration caused by the cant, and to effectively suppress the entanglement in the inner direction of the curve. For example, in the relationship between the road and the travel locus shown in FIG. 6, this integral term corresponds to the area of the hatched portion defined by the travel lane center line 51c and the vehicle locus P, and is accumulated up to the exit of the curve. Go. Therefore, in the curve exit, according to the yaw rate omega d which is directly calculated, it will act in the direction to push toward the
そこで、本発明では、カーブ出口手前で積分項をリセットすることで、カーブ出口付近で車両に過大な横加速度(操舵トルク)が発生するのを抑制し、安定的な制御を行うことを可能としている。これ韮り、車両の挙動が安定し、横方向の操縦安定性が向上する。 Therefore, in the present invention, by resetting the integral term before the curve exit, it is possible to suppress the occurrence of excessive lateral acceleration (steering torque) in the vehicle near the curve exit and to perform stable control. Yes. As a result, the behavior of the vehicle is stabilized, and the lateral steering stability is improved.
以上の説明では、カーブ状態の遷移をカーブ半径により判定したが、もちろん曲率によって判定を行ってもよい。その場合、しきい値との大小関係は、逆になる。切り替え判定を行うまでのタイムステップ回数(または継続時間)は、道路の形状パラメータ(カーブ半径または曲率)の推定精度や切り替え判定を行う形状パラメータの値に応じて適切な値に設定するとよい。また、カーブ状態の遷移の判定基準として所定距離先における走路中心の横方向のずれ幅等を基準に用いてもよい。 In the above description, the transition of the curve state is determined based on the curve radius, but of course, the determination may be performed based on the curvature. In that case, the magnitude relationship with the threshold is reversed. The number of time steps (or duration) until the switching determination is performed may be set to an appropriate value in accordance with the estimation accuracy of the road shape parameter (curve radius or curvature) and the value of the shape parameter for performing the switching determination. Further, as a determination criterion for the transition of the curve state, a lateral deviation width of the center of the road at a predetermined distance may be used as a reference.
また、以上の説明では、積分項をリセットする手段と積分手段とを一体化したが、積分手段とは別に、道路パラメータを基にして積分項をリセットする手段を別に設けてもよい。 In the above description, the means for resetting the integral term and the means for integrating are integrated. However, a means for resetting the integral term based on road parameters may be provided separately from the means for integrating.
1…車両、2…ECU、3…ステアリングホイール、4…ステアリングシャフト、5…ステアリングギヤボックス、6…ラックバー、7…ナックルアーム、8…カメラ、9…画像処理部、10…舵角センサ、11…車速センサ、12…ヨーレートセンサ、13…ナビゲーションシステム、14…モータドライバ、15…モータ、16…警告ランプ、17…警報ブザー、21…フィードフォワードコントローラ、22…トルク演算器、23…積分手段、30…フロントウィンドウ、50…道路、51…走行レーン、D…オフセット、G…目標横加速度、R…カーブ半径、T…駆動トルク、Vn…車速、θ…ヨー角、χ…カーブ曲率、ω…ヨーレート。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
走行レーンのカーブ状態が、第1の曲率より大きな曲率を有するカーブ状態からこれより小さな曲率を有するカーブ状態へと遷移したと判定した場合に、該レーンオフセットの積分項をリセットする手段をさらに備えていることを特徴とする車両用操舵支援装置。 Means for acquiring an image in the course direction of the host vehicle, means for recognizing a travel lane from the acquired image, means for calculating a lane offset that is a deviation from a target position in the travel lane, and integration of the lane offset In a vehicle steering assist device, comprising: means for obtaining a term; means for computing an assist torque to be applied to the steering system using the obtained lane offset and its integral term; and means for imparting the calculated assist torque to the steering system ,
And a means for resetting the integral term of the lane offset when it is determined that the curve state of the traveling lane has transitioned from a curve state having a curvature larger than the first curvature to a curve state having a curvature smaller than the first curvature. A vehicle steering assist device.
走行レーンのカーブ状態が、第2の曲率より大きな曲率を有するカーブ状態から、第1の曲率より小さな曲率を有するカーブ状態へと遷移したと判定した場合に、該レーンオフセットの積分項をリセットする手段をさらに備えており、前記第2の曲率は、前記第1の曲率より大きいことを特徴とする車両用操舵支援装置。 Means for acquiring an image in the course direction of the host vehicle, means for recognizing a travel lane from the acquired image, means for calculating a lane offset that is a deviation from a target position in the travel lane, and integration of the lane offset In a vehicle steering assist device, comprising: means for obtaining a term; means for computing an assist torque to be applied to the steering system using the obtained lane offset and its integral term; and means for imparting the calculated assist torque to the steering system ,
When it is determined that the curve state of the traveling lane has transitioned from a curve state having a curvature larger than the second curvature to a curve state having a curvature smaller than the first curvature, the integral term of the lane offset is reset. The vehicle steering assist device further includes means, wherein the second curvature is larger than the first curvature.
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