JP6374308B2 - Vehicle control apparatus and vehicle control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control method.
近時においては、後輪をモータで独立駆動するトルクベクタリング制御などにより、ハンドル操舵系と異なるヨーレートを発生させる車両が知られている。そして、このようなヨーレート発生機構を用いて、カメラなどで検出した車線に車両を追従させる車線追従制御、コーナリングアシスト制御を行う車両が知られている。このような車両では、ドライバーのハンドル操作によらず所望のヨーレートを得ることができる。 Recently, a vehicle that generates a yaw rate different from that of a steering wheel steering system by torque vectoring control in which a rear wheel is independently driven by a motor is known. A vehicle that performs lane tracking control and cornering assist control for causing the vehicle to follow a lane detected by a camera or the like using such a yaw rate generation mechanism is known. In such a vehicle, a desired yaw rate can be obtained regardless of the steering operation of the driver.
下記の特許文献1には、ハンドル操舵系とは異なるヨーレートを発生させる機構として、各輪の制動力を制御するこことが記載され、制動力による旋回時挙動制御を行う場合に、パワーステアリングのアシスト力を低減することが記載されている。また、特許文献1には、ヨーレートセンサによって検出されたヨーレート、車体速度(車速)および車両スリップ角から理想操舵角を計算し、実操舵角との偏差に応じてアシスト力を低減する装置が開示されている。 Patent Document 1 below describes that the braking force of each wheel is controlled as a mechanism for generating a yaw rate different from that of the steering wheel steering system. It is described that the assist force is reduced. Patent Document 1 discloses an apparatus that calculates an ideal steering angle from a yaw rate detected by a yaw rate sensor, a vehicle body speed (vehicle speed), and a vehicle slip angle, and reduces the assist force in accordance with a deviation from the actual steering angle. Has been.
また、下記の特許文献2には、ドライバーの操舵から独立して車両状態量を変化させることが可能な自動操舵制御装置を備えた車両において、自動操舵制御がドライバーの操舵に応じたドライバー操舵へ切り替わる場合に、自動操舵制御により生じた第1状態量(第1ヨーレート)と、検出されたハンドル角に対し生じるべき第2状態量(第2ヨーレート)とが一致するように制御することが記載されている。 Further, in Patent Document 2 below, in a vehicle equipped with an automatic steering control device capable of changing the vehicle state quantity independently of the driver's steering, the automatic steering control is changed to driver steering corresponding to the driver's steering. It is described that when switching, the first state quantity (first yaw rate) generated by the automatic steering control and the second state quantity (second yaw rate) to be generated with respect to the detected steering wheel angle are controlled to coincide with each other. Has been.
後輪をモータで独立駆動するトルクベクタリング制御などによりハンドル操舵系と異なるヨーレート発生を発生させると、ヨーレート発生に伴うセルフステアが発生し、このセルフステアがハンドル操舵系に干渉する場合がある。このようなセルフステアは、通常はパワーステアリング機構の反力によって押し返すことができるため、ハンドルを操舵するドライバーには直接伝わることがない。このため、ハンドル操舵系とは異なるヨーレート発生機構によるヨーレート制御が行われていることをドライバーが認識し難いという問題がある。 When generation of yaw rate different from that of the steering wheel steering system is generated by torque vectoring control for independently driving the rear wheels by a motor, self-steering due to generation of the yaw rate occurs, and this self-steering may interfere with the steering wheel steering system. Since such self-steering can normally be pushed back by the reaction force of the power steering mechanism, it is not transmitted directly to the driver steering the steering wheel. For this reason, there is a problem that it is difficult for the driver to recognize that the yaw rate control by the yaw rate generation mechanism different from the steering system is being performed.
上記特許文献1に記載された技術は、制動力制御の実行中に、運転者が実操舵角と理論操舵角との偏差が小さくなる方向の修正操舵を行う際には、徐々にアシスト力が高くなり、修正操舵を容易にする一方、運転者が実操舵角と理論操舵角との偏差が大きくなる方向の修正操舵を行う際には、徐々にアシスト力が低くなり、修正操舵を続行するためには、大きな操舵トルクを必要とさせるものである。しかしながら、特許文献1に記載された技術は、制動力制御の実行中に、運転者によって不必要に操舵角の切り増し、又は切り戻しが行われ、その結果、車両を安定に旋回走行させるために本来必要とされる理想操舵角に対して、実操舵角が過剰となる、又は不足する場合が生じてしまうことを課題とするものであり、カメラなどで検出した車線に車両を追従させるトルクベクタリング制御を想定したものではない。このため、特許文献1に記載された技術では、車線に車両を追従させるトルクベクタリング制御を行う場合に、ステアリング操舵力を最適に調整することは困難である。 In the technique described in Patent Document 1, when the driver performs correction steering in a direction in which the deviation between the actual steering angle and the theoretical steering angle is reduced during execution of the braking force control, the assist force gradually increases. When the driver performs corrective steering in a direction in which the deviation between the actual steering angle and the theoretical steering angle increases, the assist force gradually decreases and the corrective steering is continued. For this purpose, a large steering torque is required. However, in the technique described in Patent Document 1, the steering angle is unnecessarily increased or decreased by the driver during the execution of the braking force control, and as a result, the vehicle can stably turn. Torque that causes the actual steering angle to be excessive or insufficient with respect to the ideal steering angle originally required for the vehicle, and to cause the vehicle to follow the lane detected by a camera or the like. It is not intended for vectoring control. For this reason, in the technique described in Patent Document 1, it is difficult to optimally adjust the steering force when performing torque vectoring control for causing the vehicle to follow the lane.
また、ドライバーの操舵から独立して車両状態量を変化させる車線追従制御を行っている際に、進行路の修正などでドライバーがハンドル操舵をして車線追従制御を中断する場合がある(以下、このような動作をオーバーライドとも称する)。上述したセルフステアを押し返す力を制御オーバーライド条件とした場合、ドライバーによる軽い力のハンドル操舵で条件が満たされてしまい、車線追従制御が容易に中断されてしまう問題がある。 In addition, when performing lane tracking control that changes the vehicle state quantity independently of the driver's steering, the driver may steer the steering wheel to suspend the lane tracking control due to correction of the traveling path (hereinafter referred to as `` following control ''). Such an operation is also referred to as an override). When the force for pushing back the self-steer described above is set as the control override condition, there is a problem that the condition is satisfied by steering with a light force by the driver and the lane tracking control is easily interrupted.
更に、車線追従制御を中断されると、ドライバーのハンドル操作による操舵に切り換わるが、切り換わった時点で車両が発生しているヨーレートに対してハンドル操舵角に相当するヨーレートが一致していないと、急激なヨー変化が発生し、操舵フィーリングに違和感が生じる場合がある。 Furthermore, when the lane tracking control is interrupted, the steering is switched to the steering operation by the driver, but the yaw rate corresponding to the steering angle of steering does not match the yaw rate generated by the vehicle at the time of switching. A sudden yaw change may occur and the steering feeling may become uncomfortable.
この点に関し、上記特許文献2に記載された技術では、自動操舵制御からドライバーの操舵に応じた制御へ切り換わる場合に、自動操舵制御により発生する第1ヨーレートと、検出されたハンドル角に対し生じるべき第2ヨーレートとが一致するように制御しているが、両者が一致するまでの間は、ドライバーの意思による操舵入力と実際の車両の挙動が対応しない。このため、自動操舵制御からドライバーの操舵に応じた制御へ切り換わる場合に、ドライバーは操舵フィーリングに違和感を覚えしまい。自動操舵制御からドライバーによる操舵への切り換え時に違和感が発生する問題を回避することは困難である。 In this regard, in the technique described in Patent Document 2, when the automatic steering control is switched to the control corresponding to the driver's steering, the first yaw rate generated by the automatic steering control and the detected steering angle are determined. Although control is performed so that the second yaw rate to be generated matches, the steering input by the intention of the driver does not correspond to the actual behavior of the vehicle until the two match. For this reason, when switching from automatic steering control to control according to the driver's steering, the driver feels uncomfortable with the steering feeling. It is difficult to avoid the problem of uncomfortable feeling when switching from automatic steering control to steering by a driver.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、推定走行路に基づいてハンドル操舵系とは独立してヨーレートを発生させる制御を行う際にステアリングの操舵力を最適に調整することが可能な、新規かつ改良された車両の制御装置及び車両の制御方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform steering when performing control to generate a yaw rate independently of a steering system based on an estimated traveling path. It is an object of the present invention to provide a new and improved vehicle control apparatus and vehicle control method capable of optimally adjusting the steering force of the vehicle.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出する車線追従ヨーレート算出部と、ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両モデルから車両規範ヨーレートを算出する車両規範ヨーレート算出部と、前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が行われている場合に、検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的変換ゲインを車両モデルから算出する変換ゲイン算出部と、前記車線追従制御を行わない場合におけるハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインの初期値と前記仮想的変換ゲインとを比較し、前記初期値よりも前記仮想的変換ゲインが大きい場合に、前記仮想的変換ゲインに基づいてパワーステアリングのアシスト力を低下させるアシスト力制御部と、を備える車両の制御装置が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, a lane tracking yaw rate calculation unit that calculates a lane tracking yaw rate based on an estimated traveling road, and a tire obtained by multiplying a steering wheel steering angle by a conversion gain A vehicle reference yaw rate calculation unit that calculates a vehicle reference yaw rate from a vehicle model based on a steering angle, and a steering wheel based on the detected yaw rate of the vehicle when lane tracking control based on the lane tracking yaw rate is performed. A conversion gain calculation unit that calculates a virtual conversion gain for converting from a steering angle to a tire steering angle from a vehicle model, an initial value of a conversion gain from a steering wheel steering angle to a tire steering angle when the lane tracking control is not performed, and the When the virtual conversion gain is larger than the initial value, the virtual conversion gain is compared with the virtual conversion gain. Control apparatus for a vehicle comprising an assist force control unit that reduces the assist force of the power steering, the Te is provided.
前記仮想的変換ゲインに基づいてパワーステアリングのアシストゲインを算出するアシストゲイン算出部を備え、前記アシスト力制御部は、前記アシストゲインに基づいて前記アシスト力を低下させるものであっても良い。 An assist gain calculation unit that calculates an assist gain of a power steering based on the virtual conversion gain may be provided, and the assist force control unit may reduce the assist force based on the assist gain.
また、前記アシスト力制御部は、前記アシストゲインに基づいて、前記初期値よりも前記仮想的変換ゲインが大きいほど前記アシスト力を低下させるものであっても良い。 The assist force control unit may reduce the assist force as the virtual conversion gain is larger than the initial value based on the assist gain.
また、前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が中断されたことを判定する判定部と、前記車線追従制御が行われている場合は前記車線追従ヨーレートを目標ヨーレートとして選択し、前記判定部により前記車線追従制御が中断されたことが判定された場合に前記車両規範ヨーレート算出部が算出した前記車両規範ヨーレートを目標ヨーレートとして選択する目標ヨーレート選択部と、前記目標ヨーレートに基づいて、ハンドル操舵系とは独立して車両のヨーレートを制御する制御部と、を備え、前記判定部により前記車線追従制御が中断されたことが判定された場合に、前記車両規範ヨーレート算出部は、前記仮想的変換ゲインを前記変換ゲインとして前記車両規範ヨーレートを算出するものであっても良い。 A determination unit that determines that the lane tracking control based on the lane tracking yaw rate is interrupted; and if the lane tracking control is performed, the lane tracking yaw rate is selected as a target yaw rate, and the determination unit A target yaw rate selection unit that selects, as a target yaw rate, the vehicle reference yaw rate calculated by the vehicle reference yaw rate calculation unit when it is determined that lane tracking control is interrupted; a steering wheel steering system based on the target yaw rate; And a control unit that independently controls the yaw rate of the vehicle, and when it is determined by the determination unit that the lane tracking control is interrupted, the vehicle reference yaw rate calculation unit includes the virtual conversion gain. The vehicle standard yaw rate may be calculated using the conversion gain as the conversion gain.
また、前記アシスト力制御部は、前記車線追従制御が中断された後、前記車線追従制御の中断が継続している場合は、前記仮想的変換ゲインを前記初期値へ漸減させた値に基づいて前記アシスト力を低下させるものであっても良い。 In addition, the assist force control unit, based on a value obtained by gradually reducing the virtual conversion gain to the initial value when the lane tracking control is interrupted after the lane tracking control is interrupted. The assist force may be reduced.
また、前記車両規範ヨーレート算出部は、前記車線追従制御が中断された後、前記車線追従制御の中断が継続している場合は、前記仮想的変換ゲインを前記初期値へ漸減させた値を前記変換ゲインとして前記車両規範ヨーレートを算出するものであっても良い。 Further, the vehicle reference yaw rate calculation unit, when the lane tracking control is interrupted after the lane tracking control is interrupted, the value obtained by gradually decreasing the virtual conversion gain to the initial value, The vehicle reference yaw rate may be calculated as a conversion gain.
また、前記判定部は、運転者によるハンドル操舵トルクと操舵反力トルクとの比較に基づいて、前記車線追従制御が中断されたか否かを判定するものであっても良い。 The determination unit may determine whether or not the lane tracking control is interrupted based on a comparison between the steering wheel torque and the steering reaction torque by the driver.
また、前記車線追従ヨーレート算出部は、カメラで撮像した画像から得られる推定走行路に基づいて、前記車線追従ヨーレートを算出するものであっても良い。 Further, the lane following yaw rate calculating unit may calculate the lane following yaw rate based on an estimated traveling path obtained from an image captured by a camera.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、推定走行路に基づいて、車線追従ヨーレートを算出するステップと、ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両モデルから車両規範ヨーレートを算出するステップと、前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が行われている場合に、検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的変換ゲインを車両モデルから算出するステップと、前記車線追従制御を行わない場合におけるハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインの初期値と前記仮想的変換ゲインとを比較し、前記初期値よりも前記仮想的変換ゲインが大きい場合に、前記仮想的変換ゲインに基づいてパワーステアリングのアシスト力を低下させるステップと、を備える車両の制御方法が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a step of calculating a lane following yaw rate based on an estimated traveling road, and a tire rudder obtained by multiplying a steering wheel steering angle by a conversion gain. Calculating the vehicle reference yaw rate from the vehicle model based on the angle, and the lane tracking control based on the detected lane tracking yaw rate when the lane tracking control based on the lane tracking yaw rate is performed. A step of calculating a virtual conversion gain to be converted into a corner from a vehicle model is compared with an initial value of a conversion gain from a steering wheel steering angle to a tire steering angle when the lane tracking control is not performed and the virtual conversion gain. , When the virtual conversion gain is larger than the initial value, the assist force of the power steering based on the virtual conversion gain The vehicle control method comprising the steps of lowering, is provided.
以上説明したように本発明によれば、ハンドル操舵系とは独立してヨーレートを発生させる制御が行われている際にステアリングの操舵力を最適に調整することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to optimally adjust the steering force of the steering when the control for generating the yaw rate is performed independently of the steering system.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る車両1000の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る車両1000を示す模式図である。図1に示すように、車両1000は、前輪100,102、後輪104,106、後輪104,106を駆動するモータ110,112、パワーステアリング機構(P/S)120、舵角センサ130、ステアリング132、インバータ140,142、バッテリー150、ヨーレートセンサ160、車速センサ170、カメラシステム180、制御装置(ECU)200を有して構成されている。
First, with reference to FIG. 1, the structure of the
本実施形態に係る車両1000は、後輪104,106のそれぞれを駆動するためにモータ110,112が設けられている。このため、後輪104,106毎に駆動トルクを制御することができる。従って、前輪100,102の操舵によるヨーレート発生とは独立して、後輪104,106のそれぞれを駆動することで、トルクベクタリング制御によりヨーレートを発生させることができる。後輪104,106は、制御装置200の指令に基づき、後輪104,106に対応するインバータ140,142が制御されることで、駆動トルクが制御される。各インバータ140,142にはバッテリー150から電力が供給される。
The
パワーステアリング機構120は、トルク制御又は角度制御により前輪100,102の舵角を制御する。舵角センサ130は、運転者がステアリング132を操作して入力した舵角θhを検出する。ヨーレートセンサ160は、車両1000のヨーレートYawを検出する。車速センサ170は、車両1000の車両速度Vを検出する。
The
図2は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置の構成を示す模式図である。図2に示すように、本実施形態に係る車両の制御装置は、カメラシステム180、車線追従ヨーレート算出部204、車両規範ヨーレート算出部206、オーバーライド判定部208、変換ゲイン算出部210、目標ヨーレート選択部212、トルクベクタリングモータ制御部214、変換ゲイン乗算部216、アシストゲイン算出部218、パワーステアリングモータ制御部220を有して構成されている。図2に示す構成のうち、カメラシステム180以外の構成は、制御装置200から構成される。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle control device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the vehicle control apparatus according to the present embodiment includes a
図2に示す構成において、車線追従ヨーレート算出部204は、カメラシステム180から取得した推定進行路情報と車両速度Vとに基づいて、車線追従ヨーレートYtg1を算出する。車両規範ヨーレート算出部206は、車両速度Vとタイヤ舵角とに基づいて、車両規範ヨーレートYtg2を算出する。制御装置200は、車線追従ヨーレートYtg1に基づく制御を行うことで、カメラシステム180から取得した推定進行路に沿って車両1000が進むようにトルクベクタリング制御を行うことで、推定進行路に沿った車線追従制御を行うことができる。
In the configuration shown in FIG. 2, the lane tracking yaw
オーバーライド判定部208は、ドライバー(運転者)によるハンドル操舵トルクTq_hと、操舵反力トルクとの比較に基づいて、ドライバー(運転者)により車線追従制御のオーバーライドが行われたか否かを判定する。より具体的には、オーバーライド判定部208は、ハンドル操舵トルクTq_hが操舵反力トルクよりも大きい場合にオーバーライドが行われたことを判定する。ハンドル操舵トルクTq_hは、パワーステアリング機構120に含まれるセンサより検出することができる。また、操舵反力トルクは、ハンドル舵角θhと車両速度Vに応じて操舵反力トルクを規定するマップから求めることができる。
The
また、オーバーライド判定部208は、ドライバーのステアリング操作による舵角θhの向きと、カメラシステム180から得られる、後述する進行路との横偏差εとの向きとを比較し、両者の向きが一致していない場合はオーバーライドが行われたと判定しても良い。
Further, the
変換ゲイン算出部210は、ハンドル操舵角θh、発生しているヨーレートYaw、および車両速度Vに基づいて、ハンドル操舵角θhからタイヤ舵角δへ変換する変換ゲインGhを算出する。
The conversion
目標ヨーレート選択部212には、車線追従ヨーレートYtg1と車両規範ヨーレートYtg2が入力される。目標ヨーレート選択部212は、車線追従制御が行われていない場合は、車両規範ヨーレートYtg2を目標ヨーレートYtgとして選択する。また、目標ヨーレート選択部212は、車線追従制御が行われている場合は、車線追従ヨーレートYtg1を目標ヨーレートYtgとして選択する。このため、目標ヨーレート選択部212は、オーバーライドの判定結果を示す判定フラグをオーバーライド判定部208から受け取り、判定フラグに基づいて、車線追従制御のオーバーライドが行われた場合は車両規範ヨーレートYtg2を目標ヨーレートYtgとして選択する。また、目標ヨーレート選択部212は、車線追従制御のオーバーライドが行われていない場合は、車線追従ヨーレートYtg1を目標ヨーレートYtgとして選択する。目標ヨーレート選択部212は、選択により得られた目標ヨーレートYtgをトルクベクタリング制御部214へ出力する。トルクベクタリングモータ制御部214は、入力された目標ヨーレートYtgに基づいて、モータ110,112のトルクベクタリング制御を行い、車両ヨーレートYawが目標ヨーレートYtgとなるように制御する。
The target yaw
車両規範ヨーレートYtg2は、車両規範ヨーレート算出部206において、一般的な車両モデル(平面2輪モデル)を表す以下の式(1)から算出することができる。車両規範ヨーレートYtg2は、平面2輪モデルの(1)式における車両ヨーレートγに相当する。
The vehicle reference yaw rate Ytg2 can be calculated by the vehicle reference yaw
なお、(1)〜(3)式において、変数、定数は以下の通りである。
<変数>
γ:車両ヨーレート
V:車両速度
δ:タイヤ舵角
θh:ハンドル操舵角
Gh:ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲイン
<定数>
l:車両ホイールベース
lf:車両重心点から前輪中心までの距離
lr:車両重心点から前輪中心までの距離
m:車両重量
kf:コーナリングパワー定数(フロント)
kr:コーナリングパワー定数(リア)
G_h0:ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインの初期値(ステアリングギヤ比)
In the expressions (1) to (3), variables and constants are as follows.
<Variable>
γ: vehicle yaw rate V: vehicle speed δ: tire steering angle θh: steering wheel steering angle Gh: conversion gain from steering wheel steering angle to tire steering angle <constant>
l: Vehicle wheel base l f : Distance from vehicle center of gravity to front wheel center l r : Distance from vehicle center of gravity to front wheel center m: Vehicle weight k f : Cornering power constant (front)
k r : Cornering power constant (rear)
G_h0: Initial value of conversion gain from steering wheel steering angle to tire steering angle (steering gear ratio)
車両規範ヨーレートYtg2(=γ)は、車両速度V、及びタイヤ舵角δを変数として、(1)式から算出される。(1)式のタイヤ舵角δは、直接センシングできないため、(2)式から、ハンドル操舵角θhに変換ゲインGhを乗じることで算出される。通常時には、変換ゲインGhとして、初期値(ステアリングギア比)G_h0が用いられる。ステアリングギヤ比G_h0は、例えば1/15程度の値である。また、(1)式における定数Aは車両の特性を表す定数であり、(3)式から求められる。 The vehicle reference yaw rate Ytg2 (= γ) is calculated from the equation (1) using the vehicle speed V and the tire steering angle δ as variables. Since the tire steering angle δ in the equation (1) cannot be directly sensed, it is calculated from the equation (2) by multiplying the steering wheel steering angle θh by the conversion gain Gh. In normal times, an initial value (steering gear ratio) G_h0 is used as the conversion gain Gh. The steering gear ratio G_h0 is a value of about 1/15, for example. Further, the constant A in the expression (1) is a constant representing the characteristics of the vehicle, and is obtained from the expression (3).
図3は、車線追従ヨーレート算出部204による車線追従ヨーレートYtg1の算出方法を説明するための模式図である。カメラシステム180は、CCDセンサ、CMOSセンサ等の撮像素子を有する左右1対のカメラを有して構成され、車両外の外部環境を撮像し、自車両が走行するレーンの白線Wを画像情報として認識することができる。また、カメラシステム180は、撮像した左右1組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって対象物までの距離情報を生成して取得することができる。また、カメラシステム180は、三角測量の原理によって生成した距離情報に対して、周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な立体物データ等と比較することにより、立体物データや白線データ等を検出する。これにより、カメラシステム180は、先行車両や走行レーンを示す白線Wの他、一時停止の標識、停止線、ETCゲートなども認識することもできる。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method of calculating the lane following yaw rate Ytg1 by the lane following yaw
図3に示すように、ステレオカメラシステム180は、車両1000が走行する走行レーンの白線Wを検出し、カメラシステム180から前方に向かって前方視点距離Lだけ離れた直線L1と白線Wとの交点P1,P2で白線座標を求める。そして、交点P1,P2の中点P3で進行路座標を求める。また、カメラシステム180の前方向と直線L1との交点P4(前方注視点)の座標を求める。
As shown in FIG. 3, the
図3において、進行路との偏差ε’は進行路との横偏差ε(P3−P4間の距離)で近似することができるため、ε’→εとする。そして、カメラシステム180で事前に検知した進行路との横偏差εと前方注視点距離Lとから、操舵量に相当するパラメータ(=旋回支援角度α[rad])を算出する。旋回支援角度αは、以下の式(4)から算出することができる。
α=2×sin−1(ε/2L) ・・・・(4)
In FIG. 3, the deviation ε ′ from the traveling path can be approximated by the lateral deviation ε (distance between P3 and P4) from the traveling path, so that ε ′ → ε. Then, a parameter (= turning support angle α [rad]) corresponding to the steering amount is calculated from the lateral deviation ε from the traveling path detected in advance by the
α = 2 × sin −1 (ε / 2L) (4)
コーナー進入時、コーナー走行時等にステアリング132による操舵量が不足した場合には、旋回支援角度αによるリアトルクベクタリング制御(プレビューコーナーリングアシスト制御)を実施する。車線追従ヨーレートYtg1は、旋回支援角度αを平面2輪モデルの(1)式のδに代入することで、求めることができる。すなわち、車線追従ヨーレートYtg1は、以下の式(5)から算出することができる。 When the amount of steering by the steering 132 is insufficient at the time of entering a corner, traveling at a corner, etc., rear torque vectoring control (preview cornering assist control) based on the turning support angle α is performed. The lane following yaw rate Ytg1 can be obtained by substituting the turning support angle α into δ in the equation (1) of the plane two-wheel model. That is, the lane tracking yaw rate Ytg1 can be calculated from the following equation (5).
なお、本実施形態では、カメラシステム180で撮像した画像から得られる推定走行路に基づいて車線追従ヨーレートを算出するが、他の情報から推定走行路を取得して車線追従ヨーレートYtg1を算出しても良い。
In the present embodiment, the lane following yaw rate is calculated based on the estimated traveling road obtained from the image captured by the
目標ヨーレート選択部212は、入力された車線追従ヨーレートYtg1と車両規範ヨーレートYtg2とを比較し、車線追従制御が行われているか否か(オーバーライド判定の結果)に応じていずれか一方を選択する。
The target yaw
図4は、車線追従ヨーレートYtg1に基づいて、カメラシステム180により得られる推定進行路に沿って車両1000が走行している状態を示す模式図である。図3で説明したように、カメラシステム180により走行レーンを示す白線Wが検出され、旋回支援角度αが求まる。そして、車両速度Vと旋回支援角度αとから車線追従ヨーレートYtg1が算出される。上述したように、本実施形態の車両1000は、ハンドル操作系とは異なるヨーレート発生機構を備えており、後輪104,106のそれぞれを独立のモータ110,112で駆動することにより、車線追従ヨーレートYtg1に基づくトルクベクタリング制御を行うことができる。この場合、ドライバーの操作によるハンドル操舵角θhによらず、所望のヨーレートを得ることができる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state where the
図5及び図6は、トルクベクタリング制御を行った場合に、ドライバーが同じハンドル操舵角θhを設定したにも関わらず、異なるヨーレートが発生する状態を示す特性図である。図5及び図6において、縦軸はハンドル操舵角及び車両ヨーレートを、横軸は時間をそれぞれ示している。ここで、図5は、車線追従制御を行わない場合を示している。図5に示す期間T1では、ハンドル操舵角が−15[deg]程度であり、ヨーセンサにより検出された車両ヨーレートは0.075[rad/sec]となっている。 5 and 6 are characteristic diagrams showing a state in which different yaw rates are generated even when the driver sets the same steering wheel steering angle θh when torque vectoring control is performed. 5 and 6, the vertical axis represents the steering angle and the vehicle yaw rate, and the horizontal axis represents time. Here, FIG. 5 shows a case where lane tracking control is not performed. In the period T1 shown in FIG. 5, the steering wheel steering angle is about −15 [deg], and the vehicle yaw rate detected by the yaw sensor is 0.075 [rad / sec].
一方、図6は、車線追従制御を行った場合を示している。図6に示す期間T2では、車両ヨーレートは図5の期間T1と同じ0.075[rad/sec]程度であるが、ハンドル操舵角が−6[deg]程度であり図5よりも小さくなっている。従って、車線追従制御を行わない場合(図5)と、車線追従制御を行った場合(図6)とでは、同じ車両ヨーレートであるにも関わらず、ハンドル操舵角が異なっていることが判る。 On the other hand, FIG. 6 shows a case where lane tracking control is performed. In the period T2 shown in FIG. 6, the vehicle yaw rate is about 0.075 [rad / sec], which is the same as the period T1 in FIG. 5, but the steering wheel steering angle is about −6 [deg], which is smaller than FIG. Yes. Therefore, it can be seen that the steering angle is different between the case where the lane tracking control is not performed (FIG. 5) and the case where the lane tracking control is performed (FIG. 6), even though the vehicle yaw rate is the same.
換言すれば、図5に示す期間T1と図6に示す期間T2では、車両ヨーレートが同一であるため、同じ半径のカーブを走行しているが、ハンドル操舵角は図6の方がより小さくなっている。これは、車線追従制御を行った場合は、後輪のトルクベクタリング制御により、より少ないハンドル操舵角でコーナーを曲がることができるためである。 In other words, in the period T1 shown in FIG. 5 and the period T2 shown in FIG. 6, since the vehicle yaw rate is the same, the vehicle travels on the same radius curve, but the steering angle of the steering wheel is smaller in FIG. ing. This is because when the lane tracking control is performed, the corner can be turned with a smaller steering angle by the torque vectoring control of the rear wheels.
図4に示す車両1000が矢印A1方向に進む場合、後輪のトルクベクタリング制御により、白線Wに従って推定走行路に応じた車線追従制御が行われる。つまり、この場合は、車線追従ヨーレートYtg1に基づく制御が行われる。従って、矢印A1方向に進む場合は、ドライバーに違和感を生じさせることなく車両1000が走行することになる。
When the
一方、ドライバーが車両1000を矢印A2方向に操舵しようとすると、車線追従制御による操舵がオーバーライドされて、ハンドル操舵による制御に切り換わる。つまり、白線Wに基づく推定走行路に応じた車線追従制御が終了し、ドライバー自身のハンドル操舵による制御が行われる。この際、オーバーライド判定部208は、ドライバー(運転者)により車線追従制御のオーバーライドが行われたことを判定する。目標ヨーレート選択部212は、オーバーライドが行われたことを示す判定フラグをオーバーライド判定部208から受け取ると、目標ヨーレートをYtg1からYtg2へ切り換える。これにより、車両規範ヨーレートYtg2に基づく制御が行われる。
On the other hand, when the driver tries to steer the
ところで、車線追従制御を行う場合に、ハンドル操舵に重畳して制御を行う方式(例えば、パワーステアリングモータによる操舵)は、車線追従制御による操舵がドライバーのハンドル操舵と直接干渉するため、操舵フィーリングが悪化する。一方、車線追従ヨーレートYtg1に基づくトルクベクタリング制御を行う場合、ドライバーのハンドル操舵との干渉は発生しない。しかし、車線追従ヨーレートYtg1に基づくトルクベクタリング制御を行う場合、ハンドル操舵系とは異なるヨーレート発生機構によりヨーレートが発生するため、セルフステアとして路面から前輪100,102を介して操舵系への干渉が発生する。通常、このようなセルフステアは、パワーステアリング機構120を利用したドライバーの軽いステアリング操舵力で押し返すことができる。このため、車線追従制御の有効または無効に関わらず、ドライバーは一定の操舵フィーリングを感じることになり、トルクベクタリング制御による介入状況を判別し難くなる。また、このようなセルフステアを押し返す力をオーバーライド判定の条件とした場合、ドライバーによる軽いステアリング操舵力でオーバーライドの条件を満たすことになり、トルクベクタリング制御が容易に中断されてしまうことが想定される。
By the way, when performing lane tracking control, a method of performing control superimposed on steering wheel steering (for example, steering by a power steering motor) directly interferes with steering of a driver because steering by lane tracking control directly interferes with steering of the driver. Gets worse. On the other hand, when performing torque vectoring control based on the lane tracking yaw rate Ytg1, there is no interference with the steering of the driver. However, when torque vectoring control based on the lane following yaw rate Ytg1 is performed, the yaw rate is generated by a yaw rate generating mechanism different from the steering system, so that interference from the road surface via the
そこで、本実施形態では、推定走行路に沿った車線追従制御が行われている場合には、パワーステアリング機構120によるアシスト力を低減することで、ドライバーに車線追従制御が行われていることを確実に認識させるとともに、ドライバーの意図しないオーバーライドが頻繁に行われてしまうことを抑止する。
Therefore, in the present embodiment, when the lane tracking control along the estimated traveling path is performed, the driver's lane tracking control is performed by reducing the assist force by the
具体的は、変換ゲイン算出部210は、現在のハンドル操舵角θh、発生しているヨーレートYaw、および車両速度Vに基づいて、ハンドル操舵角θhからタイヤ舵角δへの仮想的な変換ゲインGhを車両モデルから逆計算して求める。上述したように、車線追従制御を行った場合は、後輪104,106のトルクベクタリング制御により、より少ないハンドル操舵角θhでコーナーを曲がることができる。従って、求めた仮想的な変換ゲインGhが、変換ゲイン初期値Gh_0(機械的なステアリングギア比に相当)よりも大きい時は、トルクベクタリングによる車線追従制御が行われていると判定することができる。ここで、仮想的な変換ゲインGhとは、車線追従制御を行っている際の車両1000の進行方向から推定される仮想的なタイヤ舵角に基づいて算出され、ハンドル操舵角θhに対する仮想的なタイヤ舵角の比である。車両1000の進行方向から推定される仮想的なタイヤ舵角は、ハンドル舵角による旋回と、後輪のトルクベクタリングによる旋回とによって定まる。
Specifically, the conversion
そして、トルクベクタリングによる車線追従制御が行われている間は、パワーステアリング機構120によるアシスト力を低減してステアリング操作を重くする。これにより、ドライバーは、ステアリング操作の重さに基づいて、トルクベクタリング制御が行われていることを容易に認識することができる。また、ステアリング操作が重くなることにより、ドライバーの意図しないオーバーライド判定が頻繁に行われてしまうことを確実に抑止できる。
And while the lane following control by torque vectoring is performed, the assist force by the
仮想的な変換ゲインGhの算出方法は以下の通りである。先ず、車両ヨーレートYawをヨーレートセンサ160から検出して(1)式のγに代入し、車両速度Vを(1)式に代入することで、タイヤ舵角δが求まる。そして、求めたタイヤ舵角δと、舵角センサ130が検出したハンドル操舵角θhとを(2)式に代入することで、仮想的な変換ゲインGhが求まる。求めた仮想的な変換ゲインGhが変換ゲイン初期値Gh_0と一致する場合は、トルクベクタリングによる車線追従制御は行われていないことになる。また、仮想的な変換ゲインGhが変換ゲイン初期値Gh_0よりも大きい場合は、トルクベクタリングによる車線追従制御が行われていることになる。
The calculation method of the virtual conversion gain Gh is as follows. First, the tire steering angle δ is obtained by detecting the vehicle yaw rate Yaw from the
例えば、車線追従制御を行わない場合に、ハンドル舵角からタイヤ舵角への変換ゲイン初期値(ステアリングギヤ比G_h0)が1/15であるものとする。また、図4において、車線追従制御により車両1000が矢印A1方向に進んでいる場合に、ハンドル舵角からタイヤ舵角Ghへの仮想的な変換ゲインが、1/10であるものとする。本実施形態では、車線追従制御を行っている際の仮想的な変換ゲインGh(=1/10)を(1)式、(2)式から随時に逆計算し、車線追従制御を行わない場合の変換ゲイン初期値(=1/15)と比較する。この例では、仮想的な変換ゲインGhが変換ゲイン初期値G_h0よりも大きいため、後輪104,106のトルクベクタリングによる車線追従制御が行われていると判断し、パワーステアリング機構120のアシスト力を低減する。
For example, when the lane tracking control is not performed, the initial value of the conversion gain from the steering wheel steering angle to the tire steering angle (steering gear ratio G_h0) is 1/15. In FIG. 4, when the
図2において、アシストゲイン算出部218は、変換ゲイン算出部210が算出した仮想的な変換ゲインGhに基づいて、パワーステアリング機構120のアシスト力を規定するアシストゲインGpsを算出する。アシストゲインGpsは、パワーステアリングモータ制御部220へ入力される。パワーステアリングモータ制御部220は、アシストゲインGpsに基づいて、アシストゲインが小さい程、パワーステアリング機構120によるアシスト力が低下するように、パワーステアリング機構120のモータを制御する。
In FIG. 2, the assist
図7は、アシストゲイン算出部218が、アシストゲインGpsを算出するためのマップを示す特性図である。図7において、縦軸はアシストゲインGpsを、横軸は仮想的な変換ゲインGhを示している。図7に示すように、仮想的な変換ゲインGhが変換ゲイン初期値G_h0以下の場合は、アシストゲインGpsの値は1.0となる。一方、仮想的な変換ゲインGhが変換ゲイン初期値G_h0よりも大きい場合は、変換ゲインGhが大きい程、アシストゲインGpsの値が小さくなる。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a map for the assist
また、仮想的な変換ゲインGhが所定値Gh_1より大きくなると、アシストゲインGpsは一定値となる。これにより、ドライバーによるステアリング操舵力が過度に重くならないようにすることができる。 Further, when the virtual conversion gain Gh becomes larger than the predetermined value Gh_1, the assist gain Gps becomes a constant value. Thereby, the steering force by the driver can be prevented from becoming excessively heavy.
従って、仮想的な変換ゲインGhの値が大きいほど、すなわち、後輪104,106のトルクベクタリングによる制御量が大きいほどアシストゲインGpsの値は小さな値となり、ステアリング操作が重くなる。これにより、ドライバーに適切な操舵反力を与えることが可能となり、ドライバーに後輪トルクベクタリングによる車線追従制御が行われていることを認識させるとともに、操舵フィーリングを向上させることが可能となる。
Therefore, the larger the value of the virtual conversion gain Gh, that is, the larger the control amount by torque vectoring of the
また、ドライバーに適切な操舵反力を与えることにより、ドライバーが意図しないオーバーライドが行われることを確実に抑止することができ、オーバーライド判定を最適に行うことが可能となる。 In addition, by giving an appropriate steering reaction force to the driver, it is possible to reliably prevent an unintended override from being performed by the driver, and it is possible to optimally perform the override determination.
図8は、パワーステアリングモータ制御部220の構成を示す模式図である。図8に示すように、パワーステアリングモータ制御部220は、ベース電流算出部220a、アシストゲイン乗算部220b、目標電流決定部220c、駆動回路220d、を有している。を有している。ベース電流算出部220aは、トルクセンサ230が検出したハンドル操舵トルクTq_hと車速センサ170が検出した車両速度Vに基づいて、パワーステアリング機構120のモータ240のベース電流を算出する。アシストゲイン乗算部220bは、ベース電流にアシストゲインGpsを乗算する。目標電流決定部220dは、アシストゲインGpsが乗算されたベース電流に基づいて目標電流を決定する。駆動回路220dは、目標電流に基づいてパワーステアリング機構120のモータ240を駆動する。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the power steering
次に、車線追従制御による操舵がオーバーライドされた後の制御について説明する。図4において、車線追従制御が行われている場合は、後輪104,106のトルクベクタリング制御により、車線追従制御が行われていない場合よりも少ないハンドル操舵角で車両1000を矢印A1方向に走行させることができる。一方、車線追従制御による操舵がオーバーライドされると、後輪104,106のトルクベクタリング制御が終了するため、車線追従制御におけるオーバーライド前のハンドル操舵角でドライバーが車両1000を走行させると、後輪104,106のトルクベクタリングによる旋回が無い分だけ旋回半径が大きくなり、車両1000は外側に向かって(より直進方向に)走行する。つまり、オーバーライド後は、オーバーライド前と同じハンドル操舵角ではオーバーライド前と同じ方向に進めないことになる。これにより、ドライバーは、車両1000の挙動に違和感を覚えてしまう。
Next, control after steering by lane tracking control is overridden will be described. In FIG. 4, when the lane tracking control is performed, the
このため、本実施形態に係る車両の制御装置は、車線追従制御からハンドル操舵による追従制御へオーバーライドが行われた場合は、車線追従ヨーレートYtg1に基づく制御から車両規範ヨーレートYtg2に基づく制御に切り換えるとともに、ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインGhをオーバーライドが生じたタイミングの変換ゲインに維持する制御を行う。 For this reason, the vehicle control apparatus according to the present embodiment switches from control based on the lane tracking yaw rate Ytg1 to control based on the vehicle reference yaw rate Ytg2 when an override is performed from the lane tracking control to the tracking control based on steering wheel steering. Then, control is performed to maintain the conversion gain Gh from the steering wheel steering angle to the tire steering angle at the conversion gain at the timing when the override occurs.
上述したように、図4に示すようなカーブを走行中に、車線追従ヨーレートYtg1に基づく制御から車両規範ヨーレートYtg2に基づく制御に切り換えると、ドライバーの想定よりもタイヤ舵角が小さくなり、ドライバーが意図する方向よりも外側へ車両1000が進もうとする。本実施形態では、オーバーライドが生じた後は、仮想的な変換ゲインGhに基づいて仮想的なタイヤ舵角を算出する。
As described above, when switching from the control based on the lane following yaw rate Ytg1 to the control based on the vehicle standard yaw rate Ytg2 while traveling on the curve shown in FIG. 4, the tire steering angle becomes smaller than the driver's assumption, The
例えば、上述の例と同様に、車線追従制御を行わない場合に、ハンドル舵角からタイヤ舵角への変換ゲイン(ステアリングギヤ比G_h0)が1/15であり、車線追従制御を行う場合に、ハンドル舵角からタイヤ舵角への仮想的な変換ゲインが1/10であるものとする。この場合に、本実施形態では、オーバーライドが行われると、オーバーライド開始時に逆計算した仮想的な変換ゲインGh(=1/10)により車両規範ヨーレートYtg2を算出し、ハンドル操舵制御を行う。これにより、ステアリングギヤ比G_h0よりも大きな仮想的な変換ゲインGhにより、ハンドル操舵角θhからタイヤ舵角δへの変換が行われるため、ハンドル操舵角θhによって定まる車両1000の進行方向が、オーバーライド前とオーバーライド後で一致し、オーバーライド開始時に車両1000の挙動に違和感が生じることを確実に抑止することができる。
For example, as in the above example, when lane tracking control is not performed, the conversion gain (steering gear ratio G_h0) from the steering wheel steering angle to the tire steering angle is 1/15, and when lane tracking control is performed, It is assumed that a virtual conversion gain from the steering wheel steering angle to the tire steering angle is 1/10. In this case, in the present embodiment, when the override is performed, the vehicle reference yaw rate Ytg2 is calculated based on the virtual conversion gain Gh (= 1/10) calculated backward when the override is started, and the steering control is performed. Thereby, the conversion from the steering wheel steering angle θh to the tire steering angle δ is performed with a virtual conversion gain Gh that is larger than the steering gear ratio G_h0. Therefore, the traveling direction of the
車両規範ヨーレートYtg2に基づく制御への切り換えが行われた後、仮想的な変換ゲインGhに基づいて、(1)式、(2)式から車両規範ヨーレートYtg2(=γ)を求め、求めた車両規範ヨーレートYtg2に基づいてトルクベクタリングモータ制御部114が制御を行う。これにより、オーバーライド開始時に求められた仮想的な変換ゲインθhに基づいてハンドル操舵制御が行われるため、車線追従ヨーレートYtg1に基づく制御から、車両規範ヨーレートYtg2に基づく制御への切り換えを行った際に、ハンドル操舵角θhからタイヤ舵角δへの変換ゲインが最適に調整されることになり、ドライバーのハンドル操舵入力に対応した車両挙動を得ることができる。これにより、オーバーライド時に、車両1000が発生させているヨーレートYawに対してハンドル操舵角θhが小さい場合であっても、ハンドル操舵角θhからタイヤ舵角δへの変換ゲインが最適に調整されるため、車両挙動の変化を抑制することができ、車両の挙動に違和感が生じることを確実に抑止することが可能である。従って、ドライバーは、ハンドル操舵入力に対応した車両挙動を得ることが可能である。
After switching to the control based on the vehicle standard yaw rate Ytg2, the vehicle standard yaw rate Ytg2 (= γ) is obtained from the equations (1) and (2) based on the virtual conversion gain Gh, and the obtained vehicle The torque vectoring motor control unit 114 performs control based on the standard yaw rate Ytg2. As a result, steering control is performed based on the virtual conversion gain θh obtained at the start of the override, and therefore, when switching from control based on the lane tracking yaw rate Ytg1 to control based on the vehicle reference yaw rate Ytg2 is performed. Thus, the conversion gain from the steering wheel steering angle θh to the tire steering angle δ is optimally adjusted, and a vehicle behavior corresponding to the steering wheel input of the driver can be obtained. Thereby, even when the steering wheel steering angle θh is smaller than the yaw rate Yaw generated by the
仮想的な変換ゲインGhは、ヨーレートセンサ160から求まる車両ヨーレートYawから逆演算されるため、オーバーライド開始時には、車両規範ヨーレートYtg2は車両ヨーレートYawと等しくなる。その後のオーバーライドの継続中には、ドライバーのハンドル操作に応じて、仮想的な変換ゲインGhに基づいて車両規範ヨーレートYtg2が算出される。従って、目標となる車両規範ヨーレートYtg2の連続性を確保することが可能である。
Since the virtual conversion gain Gh is inversely calculated from the vehicle yaw rate Yaw obtained from the
前述した特許文献2に記載された手法では、例えばカーブを走行中に自動操舵制御からドライバーの操舵に応じた制御へ切り換わると、自動操舵制御により発生する第1ヨーレートと、検出されたハンドル角に対し生じるべき第2ヨーレートとが一致するように制御が行われるため、ハンドル舵角が一定であっても車両のヨーレートが刻々と変化し、ドライバーに違和感が生じてしまう。一方、本実施形態によれば、オーバーライド開始時点で仮想的な変換ゲインGhを求めるため、オーバーライド開始時点でハンドル操舵角θhから車両規範ヨーレートYtg2が一義的に求まり、以降も仮想的な変換ゲインGhに基づいて車両規範ヨーレートYtg2が算出される。従って、ハンドル操舵角に対して車両挙動が一致しない過渡的な期間が発生することがなく、ドライバーがハンドルをきっていれば、ハンドル操舵角に応じて車両ヨーレートが発生し続けることなる。これにより、車両挙動に違和感が生じることを確実に抑止できる。 In the method described in Patent Document 2 described above, for example, when switching from automatic steering control to control corresponding to driver steering while traveling on a curve, the first yaw rate generated by automatic steering control and the detected steering wheel angle Since the control is performed so that the second yaw rate to be generated coincides with the vehicle, the yaw rate of the vehicle changes every moment even if the steering angle of the steering wheel is constant, and the driver feels uncomfortable. On the other hand, according to the present embodiment, since the virtual conversion gain Gh is obtained at the start of overriding, the vehicle reference yaw rate Ytg2 is uniquely obtained from the steering wheel steering angle θh at the start of overriding, and thereafter the virtual conversion gain Gh is obtained. Based on this, the vehicle standard yaw rate Ytg2 is calculated. Therefore, a transitional period in which the vehicle behavior does not coincide with the steering angle of the steering wheel does not occur, and the vehicle yaw rate continues to be generated according to the steering angle of the steering wheel if the driver turns the steering wheel. Thereby, it is possible to reliably prevent the vehicle behavior from feeling uncomfortable.
更に、本実施形態では、オーバーライド判定が行われた後、オーバーライドの継続中に仮想的な変換ゲインGhを徐々に減少させ、Gh_0へ漸減させる制御を行う。図9は、オーバーライド発生後に変換ゲインGhを漸減させるマップを示す特性図である。図9に示すように、オーバーライド発生後は、時間tの経過に伴って仮想的な変換ゲインGhを漸減させ、仮想的な変換ゲインGhは最終的にGh_0に到達する。仮想的な変換ゲインGhを漸減させる際の時定数は一例としてTとする。図9のマップに基づく変換ゲインGhの漸減は制御周期毎に行われ、今回の制御周期で算出される仮想的な変換ゲインGhは、前回の制御周期で算出された仮想的な変換ゲインGh’に対して制御周期の時間Tの減少分を漸減させた値とされる。これにより、オーバーライド判定後、時間の経過に伴って、仮想的な変換ゲインGhをステアリングギア比に相当する値Gh_0に漸近させることができる。従って、オーバーライド判定後、パワーステアリング機構120のアシストゲインGpsは仮想的な変換ゲインGhの減少に伴ってが徐々に増加することになり、ドライバーのステアリング操作が急に軽くなってしまうことを抑止できる。また、オーバーライド判定後、仮想的な変換ゲインGhがGh_0に到達するまでの間、仮想的な変換ゲインGhに基づいて算出される車両規範ヨーレートYtg2の連続性を確保することが可能となり、ドライバーに違和感を与えてしまうことを抑止できる。
Further, in the present embodiment, after the override determination is performed, control is performed to gradually decrease the virtual conversion gain Gh and gradually decrease to Gh_0 while the override is continued. FIG. 9 is a characteristic diagram showing a map for gradually decreasing the conversion gain Gh after occurrence of an override. As shown in FIG. 9, after the occurrence of the override, the virtual conversion gain Gh is gradually decreased with the passage of time t, and the virtual conversion gain Gh finally reaches Gh_0. As an example, T is a time constant when the virtual conversion gain Gh is gradually decreased. The gradual decrease of the conversion gain Gh based on the map of FIG. 9 is performed every control cycle, and the virtual conversion gain Gh calculated in the current control cycle is the virtual conversion gain Gh ′ calculated in the previous control cycle. Is a value obtained by gradually decreasing the decrease in the time T of the control cycle. As a result, after the override determination, the virtual conversion gain Gh can be made asymptotic to a value Gh_0 corresponding to the steering gear ratio as time elapses. Therefore, after the override determination, the assist gain Gps of the
なお、本実施形態では、後輪104,106の独立駆動によるトルクベクタリングを用いた車線追従制御を行う車両1000を例示したが、本実施形態に係る車両の制御装置は、ドライバーのハンドル操作とは独立したヨーレート発生機構を有する構成に広く適用することができる。ドライバーのハンドル操作とは独立したヨーレート発生機構としては、本実施形態のように後輪104,106を独立して駆動するものの他、トルクベクタリングデファレンシャルによるもの、後輪操舵機構(4WS)によるもの、摩擦ブレーキによるもの、等を挙げることができる。
In the present embodiment, the
図10は、本実施形態に係る車両の制御装置における処理を示すフローチャートである。先ず、ステップS10では、ハンドル操舵角からタイヤ舵角への仮想的な変換ゲインGhを算出する。上述したように、仮想的な変換ゲインGhの算出は、後輪トルクベクタリング制御が行われている間にオーバーライドが行われたか否かによって異なる。図11は、図10のステップS10の処理、すなわち、オーバーライドの有無に応じて仮想的な変換ゲインGhを算出する処理を示すフローチャートである。図11のステップS20では、後輪トルクベクタリング制御が行われている間にオーバーライドが行われたか否かを判定し、オーバーライドが行われていない場合は、ステップS22へ進む。ステップS22では、(1)式、(2)式より仮想的な変換ゲインGhを算出する。 FIG. 10 is a flowchart showing processing in the vehicle control apparatus according to the present embodiment. First, in step S10, a virtual conversion gain Gh from the steering wheel steering angle to the tire steering angle is calculated. As described above, the calculation of the virtual conversion gain Gh differs depending on whether or not the override is performed while the rear wheel torque vectoring control is being performed. FIG. 11 is a flowchart showing the process of step S10 of FIG. 10, that is, a process of calculating a virtual conversion gain Gh according to whether or not there is an override. In step S20 of FIG. 11, it is determined whether or not an override has been performed while the rear wheel torque vectoring control is being performed. If the override has not been performed, the process proceeds to step S22. In step S22, a virtual conversion gain Gh is calculated from equations (1) and (2).
また、図11のステップS20でオーバーライドが行われたことが判定された場合は、ステップS24へ進む。ステップS24では、オーバーライド発生時は、(1)式、(2)式より算出した値を仮想的な変換ゲインGhとし、オーバーライド発生後は、オーバーライドが発生からの経過時間tに基づいて、図9のマップから変換ゲインGhを算出する。これにより、前回の制御周期で算出された仮想的な変換ゲインGh’を漸減させた仮想的な変換ゲインGhが算出される。ステップS22,S24の後は処理を終了し、図10のステップS12へ進む。 If it is determined in step S20 in FIG. 11 that the override has been performed, the process proceeds to step S24. In step S24, when the override occurs, the value calculated from the equations (1) and (2) is set as a virtual conversion gain Gh. After the override occurs, based on the elapsed time t from the occurrence of the override, FIG. The conversion gain Gh is calculated from the map. Thereby, a virtual conversion gain Gh obtained by gradually decreasing the virtual conversion gain Gh ′ calculated in the previous control cycle is calculated. After steps S22 and S24, the process ends, and the process proceeds to step S12 in FIG.
図10のステップS12では、ステップS10で算出した仮想的な変換ゲインGhと変換ゲイン初期値Gh_0を比較し、Gh>Gh_0であるか否かを判定する。そして、Gh>Gh_0の場合はステップS14へ進む。ステップS14では、図7のマップを用いて、仮想的な変換ゲインGhからパワーステアリング機構120のアシストゲインGpsを算出する。
In step S12 of FIG. 10, the virtual conversion gain Gh calculated in step S10 is compared with the conversion gain initial value Gh_0 to determine whether or not Gh> Gh_0. If Gh> Gh_0, the process proceeds to step S14. In step S14, the assist gain Gps of the
一方、ステップS12でGh>Gh_0でない場合はステップS16へ進む。ステップS16では、図7のマップに基づき、アシストゲインGpsを1.0とする。 On the other hand, if Gh> Gh_0 is not satisfied in step S12, the process proceeds to step S16. In step S16, the assist gain Gps is set to 1.0 based on the map of FIG.
ステップS14,S16の後はステップS18へ進む。ステップS18では、ステップS14,S16で算出したアシストゲインGpsに基づいて、パワーステアリング機構120のモータの駆動力を変更する処理を実行する。これにより、アシストゲインGpsに基づいてパワーステアリング機構120による操舵力のアシストが行われる。ステップS18の後は処理を終了する。
After steps S14 and S16, the process proceeds to step S18. In step S18, processing for changing the driving force of the motor of the
図10及び図11の処理は制御周期毎に行われる。従って、オーバーライドが発生した後は、図11のステップS24で算出される仮想的な変換ゲインGhは制御周期毎に減少し、図10のステップS14で算出されるアシストゲインGpsは仮想的な変換ゲインGhの減少に伴って減少する。従って、オーバーライドが発生した後は、仮想的な変換ゲインGhが変換ゲイン初期値Gh_0に到達するまでの間、仮想的な変換ゲインGhの低下に伴ってパワーステアリング機構120のアシスト力は徐々に増加し、ドライバーによるステアリング操作が時間の経過とともに軽くなる。
The processes of FIGS. 10 and 11 are performed for each control cycle. Therefore, after the override occurs, the virtual conversion gain Gh calculated in step S24 of FIG. 11 decreases for each control cycle, and the assist gain Gps calculated in step S14 of FIG. 10 is the virtual conversion gain. Decreases with decreasing Gh. Therefore, after the override occurs, the assist force of the
なお、上述した実施形態では、仮想的な変換ゲインGhと変換ゲイン初期値Gh_0との比較に基づいて、Gh>Gh_0の場合は仮想的な変換ゲインGhの値に応じてアシストゲインGpsの値を定めることで、トルクベクタリング制御が行われている場合にステアリング操作を重くするようにした。一方、他の手法によりトルクベクタリング制御が行われているか否かを判定し、トルクベクタリング制御が行われている場合にステアリング操作を重くするようにしても良い。 In the above-described embodiment, based on the comparison between the virtual conversion gain Gh and the conversion gain initial value Gh_0, when Gh> Gh_0, the value of the assist gain Gps is set according to the value of the virtual conversion gain Gh. By setting, the steering operation is made heavy when torque vectoring control is performed. On the other hand, it may be determined whether torque vectoring control is performed by another method, and the steering operation may be made heavy when torque vectoring control is performed.
図12は、トルクベクタリング制御が行われているか否かを左右輪の駆動トルク差に基づいて判定し、トルクベクタリング制御が行われている場合は、パワーステアリングのアシストゲインを低下させる処理を示すフローチャートである。先ず、ステップS30では、左右輪の駆動トルク差の絶対値|Tq_l−Tq_r|を算出し、絶対値|Tq_l−Tq_r|が所定のしきい値dよりも大きいか否かを判定する。ここで、Tq_lは左側の後輪104の駆動トルクであり、Tq_rは右側の後輪106の駆動トルクである。
FIG. 12 determines whether torque vectoring control is being performed based on the drive torque difference between the left and right wheels. If torque vectoring control is being performed, a process for reducing the assist gain of the power steering is performed. It is a flowchart to show. First, in step S30, an absolute value | Tq_l−Tq_r | of the driving torque difference between the left and right wheels is calculated, and it is determined whether or not the absolute value | Tq_l−Tq_r | is greater than a predetermined threshold value d. Here, Tq_l is the driving torque of the left
そして、絶対値|Tq_l−Tq_r|がしきい値dよりも大きい場合は、後輪104,106の駆動力差によりトルクベクタリング制御が行われているため、ステップS32へ進み、アシストゲインGpsを0.7とする。これにより、トルクベクタリング制御が行われている場合に、パワーステアリング機構120のアシスト力を低下させ、ステアリング操作を重くすることができる。従って、トルクベクタリング制御が行われている場合に、ドライバーに適切な操舵反力を与えることが可能となり、操舵フィーリングを向上させることが可能となる。
When the absolute value | Tq_l−Tq_r | is larger than the threshold value d, the torque vectoring control is performed by the driving force difference between the
また、絶対値|Tq_l−Tq_r|がしきい値d以下の場合は、後輪104,106の駆動力差によるトルクベクタリング制御が行われていないと判断し、ステップS34へ進む。ステップS34では、アシストゲインを1.0とする。これにより、パワーステアリング機構120によるアシスト力が最大となり、トルクベクタリング制御が行われていない場合にステアリング操作を軽くすることができる。
On the other hand, if the absolute value | Tq_l−Tq_r | is equal to or less than the threshold value d, it is determined that the torque vectoring control based on the driving force difference between the
以上説明したように本実施形態によれば、後輪104,106のトルクベクタリング制御を行っている際に、仮想的な変換ゲインGhと変換ゲイン初期値Gh_0との大小関係を比較し、Gh>Gh_0の場合にパワーステアリング機構120のアシストを低減するようにした。これにより、トルクベクタリング制御の最中にステアリング操作が重くなるため、コーナリング時にドライバーに適切な操舵反力を与えることが可能となり、操舵フィーリングを向上させることができる。また、コーナリング時にドライバーに適切な操舵反力を与えることにより、ドライバーの意図しないオーバーライドが頻繁に行われてしまうことを抑止することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the torque vectoring control of the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
180 カメラシステム
200 制御装置
204 車線追従ヨーレート算出部
206 車両規範ヨーレート算出部
208 オーバーライド判定部
210 変換ゲイン算出部
212 目標ヨーレート選択部
214 トルクベクタリングモータ制御部
218 アシストゲイン算出部
220 パワーステアリングモータ制御部
180
Claims (9)
ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両モデルから車両規範ヨーレートを算出する車両規範ヨーレート算出部と、
前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が行われている場合に、検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的変換ゲインを車両モデルから算出する変換ゲイン算出部と、
前記車線追従制御を行わない場合におけるハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインの初期値と前記仮想的変換ゲインとを比較し、前記初期値よりも前記仮想的変換ゲインが大きい場合に、前記仮想的変換ゲインに基づいてパワーステアリングのアシスト力を低下させるアシスト力制御部と、
を備えることを特徴とする、車両の制御装置。 A lane follow-up yaw rate calculator that calculates a lane follow-up yaw rate based on the estimated travel path;
A vehicle reference yaw rate calculation unit that calculates a vehicle reference yaw rate from a vehicle model based on a tire steering angle obtained by multiplying a steering wheel steering angle by a conversion gain;
Conversion gain calculation for calculating, from the vehicle model, a virtual conversion gain for converting the steering wheel steering angle to the tire steering angle based on the detected yaw rate of the vehicle when the lane tracking control based on the lane tracking yaw rate is performed. And
The initial value of the conversion gain from the steering wheel steering angle to the tire steering angle when the lane tracking control is not performed is compared with the virtual conversion gain, and when the virtual conversion gain is larger than the initial value, An assist force control unit that reduces the assist force of the power steering based on a virtual conversion gain;
A vehicle control device comprising:
前記アシスト力制御部は、前記アシストゲインに基づいて前記アシスト力を低下させることを特徴とする、請求項1に記載の車両の制御装置。 An assist gain calculator that calculates an assist gain of a power steering based on the virtual conversion gain;
2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the assist force control unit reduces the assist force based on the assist gain.
前記車線追従制御が行われている場合は前記車線追従ヨーレートを目標ヨーレートとして選択し、前記判定部により前記車線追従制御が中断されたことが判定された場合に前記車両規範ヨーレート算出部が算出した前記車両規範ヨーレートを目標ヨーレートとして選択する目標ヨーレート選択部と、
前記目標ヨーレートに基づいて、ハンドル操舵系とは独立して車両のヨーレートを制御する制御部と、を備え、
前記判定部により前記車線追従制御が中断されたことが判定された場合に、前記車両規範ヨーレート算出部は、前記仮想的変換ゲインを前記変換ゲインとして前記車両規範ヨーレートを算出することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の車両の制御装置。 A determination unit that determines that the lane tracking control based on the lane tracking yaw rate is interrupted;
When the lane tracking control is performed, the lane tracking yaw rate is selected as a target yaw rate, and the vehicle reference yaw rate calculation unit calculates the lane tracking control when the determination unit determines that the lane tracking control is interrupted A target yaw rate selection unit that selects the vehicle reference yaw rate as a target yaw rate;
A control unit for controlling the yaw rate of the vehicle independently of the steering system based on the target yaw rate,
When the determination unit determines that the lane tracking control is interrupted, the vehicle reference yaw rate calculation unit calculates the vehicle reference yaw rate using the virtual conversion gain as the conversion gain. The vehicle control device according to claim 1.
ハンドル操舵角に変換ゲインを乗算して得られるタイヤ舵角に基づいて、車両モデルから車両規範ヨーレートを算出するステップと、
前記車線追従ヨーレートに基づく車線追従制御が行われている場合に、検出される車両のヨーレートに基づいて、ハンドル操舵角からタイヤ舵角へ変換する仮想的変換ゲインを車両モデルから算出するステップと、
前記車線追従制御を行わない場合におけるハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲインの初期値と前記仮想的変換ゲインとを比較し、前記初期値よりも前記仮想的変換ゲインが大きい場合に、前記仮想的変換ゲインに基づいてパワーステアリングのアシスト力を低下させるステップと、
を備えることを特徴とする、車両の制御方法。
Calculating a lane following yaw rate based on the estimated travel path;
Calculating a vehicle reference yaw rate from a vehicle model based on a tire steering angle obtained by multiplying a steering angle by a conversion gain;
When a lane tracking control based on the lane tracking yaw rate is performed, a virtual conversion gain for converting from a steering wheel steering angle to a tire steering angle is calculated from a vehicle model based on the detected yaw rate of the vehicle;
The initial value of the conversion gain from the steering wheel steering angle to the tire steering angle when the lane tracking control is not performed is compared with the virtual conversion gain, and when the virtual conversion gain is larger than the initial value, Reducing the assist power of the power steering based on the virtual conversion gain;
A vehicle control method comprising:
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