JP2013078999A - Steering support device - Google Patents
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Abstract
【課題】車両がカントのある路面を走行している場合に、路面の低い側に車両を換向させるガイダンストルクが与えられたときに、操舵角速度および操舵角変化量が過度に大きくなるのを抑制することができる操舵支援装置を提供する。
【解決手段】操舵角速度閾値設定部52は、ガイダンストルク指令値TG *と車速Vとに基づいて、操舵角速度閾値Vhthを設定する。速度偏差演算部52は、操舵角速度演算部51によって演算された操舵角速度の絶対値|Vh|と操舵角速度閾値Vhthとの偏差ΔVhを演算する。ゲイン設定部54は、速度偏差ΔVhhに基づいて、ゲインGを演算する。ゲイン乗算部55は、ゲインGをガイダンストルク指令値TG *に乗じることにより、最終的なガイダンストルク指令値TG *を求める。
【選択図】図2When a vehicle is traveling on a canted road surface, a steering torque and a steering angle change amount are excessively increased when a guidance torque for turning the vehicle is applied to a lower road surface. A steering assist device that can be suppressed is provided.
A steering angular velocity threshold value setting unit 52 sets a steering angular velocity threshold value Vh th based on a guidance torque command value T G * and a vehicle speed V. The speed deviation calculator 52 calculates a deviation ΔVh between the absolute value | Vh | of the steering angular velocity calculated by the steering angular velocity calculator 51 and the steering angular velocity threshold Vh th . The gain setting unit 54 calculates the gain G based on the speed deviation ΔVh h . Gain multiplication unit 55, by multiplying the gain G to the guidance torque command value T G *, obtaining a final guidance torque command value T G *.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、車両の操舵支援装置に関し、特に、走行中の車両が車線を逸脱するのを防止するための操舵支援装置に関する。 The present invention relates to a steering assist device for a vehicle, and more particularly to a steering assist device for preventing a running vehicle from departing from a lane.
走行中の車両が車線を逸脱するのを防止するための操舵支援装置が提案されている。この種の操舵支援装置として、車両に搭載されたカメラの撮像画像に基づいて、路面情報や車両と車線との相対位置情報を取得し、車両が車線から逸脱しそうになると、これを防止する方向に車両を換向させるためのガイダンストルクを舵取機構に付与するものがある。ガイダンストルクの大きさおよび方向は、例えば、車両と車線との相対位置情報、車速等によって決定される。 There has been proposed a steering assist device for preventing a running vehicle from deviating from the lane. As this type of steering assist device, the road surface information and the relative position information between the vehicle and the lane are acquired based on the captured image of the camera mounted on the vehicle, and the direction to prevent the vehicle from deviating from the lane is prevented. In some cases, a steering torque is applied to the steering mechanism for turning the vehicle. The magnitude and direction of the guidance torque are determined by, for example, relative position information between the vehicle and the lane, vehicle speed, and the like.
前述した操舵支援装置では、カメラの撮像画像から路面カントを検出することが困難であるため、路面カントの影響を考慮してガイダンストルクを設定することができなかった。このため、車両がカントのある路面を走行している場合に、路面の低い側に車両を換向させるためのガイダンストルクが与えられたときには、カントがない路面を走行している場合に比べて、ガイダンストルクに対する操舵角速度および操舵角変化量が大きくなり、車両がふらつくおそれがある。 In the steering assist device described above, it is difficult to detect the road surface cant from the captured image of the camera, and thus the guidance torque cannot be set in consideration of the influence of the road surface cant. For this reason, when the vehicle is traveling on a road surface with a cant, when a guidance torque for turning the vehicle to the lower side of the road surface is given, compared to when traveling on a road surface without a cant Further, the steering angular velocity and the steering angle change amount with respect to the guidance torque are increased, and the vehicle may be staggered.
この発明の目的は、車両がカントのある路面を走行している場合に、路面の低い側に車両を換向させるガイダンストルクが与えられたときに、操舵角速度および操舵角変化量が過度に大きくなるのを抑制することができる操舵支援装置を提供することである。 The object of the present invention is that when the vehicle is traveling on a canted road surface, the steering angular velocity and the amount of change in the steering angle are excessively large when guidance torque for turning the vehicle to the lower side of the road surface is applied. It is providing the steering assistance device which can suppress becoming.
上記の目的を達成するための請求項1に記載の発明は、車線逸脱防止用のガイダンストルクを舵取機構(4)に付与するための転舵用アクチュエータ(15)と、操舵角速度(Vh)を検出する操舵角速度検出手段(21,51)と、車両が車線を逸脱するおそれがある場合に、ガイダンストルク指令値(TG *)を設定する指令値設定手段(42)と、前記指令値設定手段によって設定されたガイダンストルク指令値に基づいて、操舵角速度閾値(Vhth)を設定する操舵角速度閾値設定手段(52)と、前記操舵速度検出手段によって検出された操舵角速度が、前記操舵角速度閾値設定手段によって設定された操舵角速度閾値より、所定値以上大きいときには、前記指令値設定手段によって設定されたガイダンストルク指令値を低減補正する補正手段(53,54,55)と、前記補正手段による補正後のガイダンストルク指令値に基づいて、前記転舵用アクチュエータを制御する制御手段(46)とを含む、操舵支援装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
In order to achieve the above object, the invention according to
この発明では、車両がカントのある路面を走行している場合に、路面の低い側に車両を換向させるためのガイダンストルクが与えられたときにおいて、操舵速度検出手段によって検出された操舵角速度が操舵角速度閾値設定手段によって設定された操舵角速度閾値より所定値以上大きくなると、指令値設定手段によって設定されたガイダンストルク指令値が低減補正される。したがって、車両がカントのある路面を走行している場合に、路面の低い側に車両を換向させるためのガイダンストルクが与えられたときに、操舵角速度および操舵角変化量が過度に大きくなるのを抑制することができる。これにより、車両がふらつくのを抑制または防止できる。 In the present invention, when the vehicle is traveling on a canted road surface, the steering angular velocity detected by the steering speed detecting means when the guidance torque for turning the vehicle to the lower side of the road surface is given. When the steering angular velocity threshold value set by the steering angular velocity threshold value setting means is larger than a predetermined value, the guidance torque command value set by the command value setting means is reduced and corrected. Therefore, when the vehicle is traveling on a canted road surface, the steering angular velocity and the amount of change in the steering angle become excessively large when a guidance torque for turning the vehicle to the lower side of the road surface is given. Can be suppressed. Thereby, it can suppress or prevent that a vehicle fluctuates.
前記転舵用アクチュエータは、電動パワーステアリング装置の操舵補助用モータであってもよい。 The steering actuator may be a steering assist motor of an electric power steering apparatus.
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る操舵支援装置が適用された電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置1は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3L,3Rを転舵する舵取機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助装置5とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric
The electric
ステアリングホイール2と舵取機構4とは、ステアリングシャフト6、自在継手7、中間軸8および自在継手9を介して連結されている。ステアリングシャフト6の周囲には、ステアリングシャフト6の回転角である操舵角θhを検出するための舵角センサ21が配置されている。この実施形態では、舵角センサ21は、ステアリングシャフト6の中立位置からのステアリングシャフト6の正逆両方向の回転量(回転角)を検出するものであり、中立位置から左方向への回転量を例えば正の値として出力し、中立位置から右方向への回転量を例えば負の値として出力する。
The
舵取機構4は、自在継手9に連なるピニオン軸11と、ピニオン軸11の先端のピニオン11aに噛み合うラック12aを有するラック軸12と、ラック軸12の一対の端部のそれぞれにタイロッド13L,13Rを介して連結されるナックルアーム14L,14Rとを有している。ラック軸12は、車両の左右方向に延びている。ピニオン軸11には、操舵トルクThを検出するためのトルクセンサ22が設けられている。
The
ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転がステアリングシャフト6等を介して舵取機構4に伝達される。舵取機構4では、ピニオン11aの回転がラック軸12の軸方向の運動に変換され、各タイロッド13L,13Rを介して対応するナックルアーム14L,14Rがそれぞれ回動する。これにより、各ナックルアーム14L,14Rに連結された対応する転舵輪3L,3Rがそれぞれ転舵される。
When the
操舵補助装置5は、ラック軸12と同軸に配置された操舵補助用モータ15と、操舵補助用モータ15の出力トルクをラック軸方向の運動に変換してラック軸12に伝達するボールねじ機構(図示略)とを含む。操舵補助用モータ(転舵用アクチュエータ)15は、三相ブラシレスモータからなる。この実施形態では、操舵補助用モータ15は、操舵補助力(アシストトルク)を発生するためのアクチュエータとして用いられるとともに、車両が車線を逸脱するのを防止するためのガイダンストルクを発生させるためのアクチュエータとしても用いられる。
The
操舵補助用モータ15の近傍には、操舵補助用モータ15のロータの回転角θsを検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ23が配置されている。操舵補助用モータ15が回転駆動されると、この回転がボールねじ機構によって、ラック軸12の軸方向の運動に変換される。つまり、操舵補助用モータ15のトルクが舵取り機構4に付与される。これにより、転舵輪3L,3Rが転舵される。
A
電動パワーステアリング装置1は、さらに、車速Vを検出するための車速センサ24と、車両に搭載されたカメラ25と、画像処理部26と、操舵補助用モータ15を制御するためのECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)27とを備えている。
カメラ25は、例えば、車室内のフロントガラスの内側に、車両の前方斜め下方を向いた状態で配置されている。カメラ25は、車両の前方の道路を撮像する。カメラ25は、例えばCCDカメラである。
The electric
The
画像処理部26は、カメラ25によって撮像された画像に基づいて、車両が走行している車線を示す一対の車線境界線(白線)を認識し、車両と車線との相対位置情報を取得する。前記相対位置情報には、図3にDで示される車線境界線までの横変位、図3にφで示される車線境界線に対するヨー角等がある。車線境界線までの横変位Dおよび車線に対するヨー角φの詳細については、後述する。
Based on the image captured by the
ECU27には、舵角センサ21によって検出される操舵角θh、トルクセンサ22によって検出される操舵トルクTh、回転角センサ23によって検出される操舵補助用モータ15のロータの回転角θs、車速センサ24によって検出される車速Vおよび画像処理部26によって取得される相対位置情報(D,φ等)が入力される。
図2は、ECU27の電気的構成を示すブロック図である。
The
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the
ECU27は、マイクロコンピュータ31と、マイクロコンピュータ31によって制御され、操舵補助用モータ15に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)32とを備えている。
マイクロコンピュータ31は、CPUおよびメモリ(ROMおよびRAMなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、TLC演算部41と、ガイダンストルク指令値設定部42と、ガイダンストルク指令値補正部43と、アシストトルク指令値設定部44と、トルク加算部45と、フィードバック制御部46とが含まれている。
The
The
TLC演算部41は、車線境界線までの横変位Dおよび車線に対するヨー角φに基づいて、車両が車線境界線に到達するまでの予想時間である車線逸脱予想時間(TLC:Time to Line Crossing)を演算する。
図3を参照して、車線境界線までの横変位Dおよび車線に対するヨー角φについて説明する。車線が延びる方向に対する車両100の向きが左方向である場合には、車線の左側にある車線境界線101を注目車線境界線とし、車線が延びる方向に対する車両100の向きが右方向である場合には、車線の右側の車線境界線102を注目車線境界線とする。図3の例では、車線の左側にある車線境界線101が注目車線境界線となる。車線境界線までの横変位Dとは、車両100の前側の左右コーナのうち注目車線境界線側にあるコーナ(図3の例では左コーナ)と注目車線境界線(図3の例では車線の左側にある車線境界線101)との距離をいう。車線に対するヨー角φとは、車両における前後方向に延びた中心線と注目車線境界線とのなす角をいう。
Based on the lateral displacement D to the lane boundary line and the yaw angle φ with respect to the lane line, the
With reference to FIG. 3, the lateral displacement D to the lane boundary and the yaw angle φ with respect to the lane will be described. When the direction of the
車両100の前側の左右コーナのうち注目車線境界線側にあるコーナ(図3の例では左コーナ)の位置をAとする。また、車両が現在のヨー角φを維持したまま進行した場合に、車両100の前側の左右コーナのうち注目車線境界線側にあるコーナ(図3の例では左コーナ)が注目車線境界線(図3の例では車線の左側にある車線境界線101)に到達する位置をBとする。車速が一定であるとすると、車線逸脱予想時間TLCは、AB間の距離Lを車速Vで除した値となる。LとDとの間には、L・sinφ=Dという関係が成り立つので、車線逸脱予想時間TLCは、次式(1)で表される。
A position of the corner (left corner in the example of FIG. 3) on the lane boundary line side of the left and right corners on the front side of the
TLC=L/V
=D/(V・sinφ) …(1)
つまり、TLC演算部41は、前記式(1)に基づいて、車線逸脱予想時間TLCを演算する。なお、前記式(1)以外の演算式に基づいて、車線逸脱予想時間TLCを演算してもよい。
TLC = L / V
= D / (V · sinφ) (1)
That is, the
ガイダンストルク指令値設定部42は、TLC演算部41によって演算された車線逸脱予想時間TLCが所定の閾値より小さくなったときに、車両が車線を逸脱するおそれがあると判定して、車速Vに基づいてガイダンストルク指令値TG *を設定する。ただし、ガイダンストルク指令値設定部42は、前回に設定したガイダンストルク指令値TG *に基づく車線逸脱防止制御が終了していない場合には、ガイダンストルク指令値TG *を設定しない。
The guidance torque command
図4は、車速に対するガイダンストルク指令値の設定例を示すグラフである。
ガイダンストルク指令値設定部42は、車速Vに基づいて、時間に対するガイダンストルク指令値TG *のパターンを作成し、作成したパターンに従ってガイダンストルク指令値TG *を設定する。この実施形態では、ガイダンストルク指令値TG *は、注目車線境界線が車線の右側の車線境界線であり、操舵補助用モータ15から左方向操舵ためのガイダンストルクを発生させるときには、正の値に設定され、注目車線境界線が車線の左側の車線境界線であり、操舵補助用モータ15から右方向操舵ためのガイダンストルクを発生させるときには、負の値に設定される。
FIG. 4 is a graph showing a setting example of the guidance torque command value with respect to the vehicle speed.
Guidance torque command
時間に対するガイダンストルク指令値TG *のパターンは、ガイダンストルク指令値の絶対値|TG *|を車速Vに応じて定まる最大値まで徐々に増加させる第1区間と、最大値を維持する第2区間と、ガイダンストルク指令値の絶対値|TG *|を最大値から零となるまで徐々に減少させる第3区間とからなる。ガイダンストルク指令値の絶対値|TG *|の最大値は、車速が大きくなるほど大きくなるように設定されている。 The pattern of the guidance torque command value T G * with respect to time includes a first section in which the absolute value | T G * | of the guidance torque command value is gradually increased to a maximum value determined according to the vehicle speed V, and a first value that maintains the maximum value. 2 sections and a third section in which the absolute value | T G * | of the guidance torque command value is gradually decreased from the maximum value to zero. The maximum value of the absolute value | TG * | of the guidance torque command value is set to increase as the vehicle speed increases.
この実施形態では、第1区間、第2区間および第3区間の長さは、それぞれ予め設定されており、ガイダンストルク指令値の絶対値|TG *|の最大値の大きさに限らず一定である。なお、第2区間の長さを、車線に対するヨー角φに応じて変化させるようにしてもよい。例えば、車線に対するヨー角φの絶対値が大きいほど、第2区間の長さを大きくするようにしてもよい。 In this embodiment, the lengths of the first section, the second section, and the third section are set in advance, and are constant regardless of the magnitude of the maximum value of the absolute value | T G * | of the guidance torque command value. It is. Note that the length of the second section may be changed according to the yaw angle φ with respect to the lane. For example, the length of the second section may be increased as the absolute value of the yaw angle φ with respect to the lane increases.
ガイダンストルク指令値補正部43について説明する。車両がカントのある路面を走行している場合に、図5Aに折れ線Q1で示すように、路面の低い側に車両を換向させるためのガイダンストルク指令値TG *が設定されたとする。この例では、ガイダンストルク指令値TG *は、左方向操舵のためのガイダンストルクを発生されるための指令値となる。このガイダンストルク指令値TG *をそのまま用いて操舵補助用モータ15を制御した場合には、操舵角θhは図5Aの曲線S1のように変化する。そうすると、車両がカントのない路面を走行している場合に比べて、操舵角速度および操舵角変化量が大きくなる。操舵角速度および操舵角変化量が過度に大きくなると、車両がふらつくおそれがある。
The guidance torque command
一方、車両がカントのある路面を走行している場合に、図5Bに折れ線Q2で示すように、路面の高い側に車両を換向させるためのガイダンストルク指令値TG *が設定されたとする。この例では、ガイダンストルク指令値TG *は、右方向操舵のためのガイダンストルクを発生されるための指令値となる。このガイダンストルク指令値TG *をそのまま用いて操舵補助用モータ15を制御した場合には、操舵角θhは図5Bの曲線S2のように変化する。そうすると、車両がカントのない路面を走行している場合に比べて、操舵角速度および操舵角変化量は小さくなる。
On the other hand, when the vehicle is traveling on a canted road surface, as indicated by the broken line Q2 in FIG. 5B, a guidance torque command value T G * for turning the vehicle to the higher side of the road surface is set. . In this example, the guidance torque command value T G * is a command value for generating guidance torque for rightward steering. When the steering assist
ガイダンストルク指令値補正部43は、図5Aに示すように路面の低い側に車両を換向させるためのガイダンストルク指令値TG *が設定されたときに、操舵角速度および操舵角変化量が過度に大きくなるのを抑制するために、ガイダンストルク指令値TG *を補正するものである。具体的には、ガイダンストルク指令値補正部43は、実際の操舵角速度の絶対値が後述する操舵角速度閾値より所定値以上大きくなった場合に、ガイダンストルク指令値設定部42によって設定されたガイダンストルク指令値TG *を低減補正する。
As shown in FIG. 5A, when the guidance torque command value T G * for turning the vehicle to the lower road surface is set, the guidance torque command
図2に戻り、ガイダンストルク指令値補正部43は、操舵角速度演算部51と、操舵角速度閾値設定部52と、偏差演算部53と、ゲイン設定部54と、ゲイン乗算部55とを含んでいる。
操舵角速度演算部51は、舵角センサ21によって検出される操舵角θhに基づいて、ステアリングホイール2の操舵角速度Vhを演算する。具体的には、舵角センサ21が検出する操舵角θhが所定のサンプリング周期毎に繰り返しサンプリングされる。そして、操舵角θhがサンプリングされたときに、1サンプリング周期前の操舵角との差分が求められる。そして、この差分をサンプリング周期で除することによって、操舵角速度Vhが求まる。
Returning to FIG. 2, the guidance torque command
The steering angular
操舵角速度閾値設定部52は、ガイダンストルク指令値設定部42によって設定されるガイダンストルク指令値TG *と車速センサ24によって検出される車速Vとに基づいて、操舵角速度閾値Vhthを設定する。
図6Aおよび図6Bは、ガイダンストルク指令値および車速に対する操舵角速度閾値の設定例を示すグラフである。図6Aは、操舵角速度閾値の基本値の特性を示し、図6Bは図6Aの特性に従って求められる基本値に乗じられる車速ゲインを示している。
The steering angular velocity
6A and 6B are graphs showing an example of setting the steering angular velocity threshold with respect to the guidance torque command value and the vehicle speed. 6A shows the characteristic of the basic value of the steering angular velocity threshold value, and FIG. 6B shows the vehicle speed gain multiplied by the basic value obtained according to the characteristic of FIG. 6A.
図6Aに示されているように、ガイダンストルク指令値の絶対値|TG *|が所定値C未満の領域においては、操舵角速度閾値の基本値は、ガイダンストルク指令値の絶対値|TG *|の増加に応じて下限値から上限値まで単調に増加するように設定されている。ガイダンストルク指令値の絶対値|TG *|が所定値C以上の領域においては、操舵角速度閾値の基本値は、上限値に固定されている。 As shown in FIG. 6A, in the region where the absolute value | T G * | of the guidance torque command value is less than the predetermined value C, the basic value of the steering angular velocity threshold is the absolute value | T G of the guidance torque command value. * It is set to increase monotonically from the lower limit value to the upper limit value as | increases. In a region where the absolute value of the guidance torque command value | T G * |
さらに、操舵角速度閾値の基本値に乗じられる車速ゲインは、図6Bに示されているように、車速Vが第1の所定速度V1(例えば60km/h)未満の領域においては、上限値の1.0に固定されている。また、車速Vが第1の所定速度V1より大きな第2の所定速度V2以上の領域においては、車速ゲインは下限値(>0)に固定されている。車速Vが第1の所定速度V1以上でかつ第2の所定速度V2未満である領域においては、車速ゲインは、車速Vの増加に応じて上限値から下限値まで単調に減少するように設定されている。車速Vが第1の所定速度V1以上の領域において車速ゲインを減少させているのは、車速Vが中速以上では、車速Vが増加するに伴ってセルフアライニングトルクおよび操舵に必要な力が増加するので、操舵角速度閾値を減少させるためである。 Furthermore, as shown in FIG. 6B, the vehicle speed gain multiplied by the basic value of the steering angular velocity threshold is 1 as the upper limit value in the region where the vehicle speed V is less than the first predetermined speed V1 (for example, 60 km / h). .0 is fixed. Further, in a region where the vehicle speed V is equal to or higher than the second predetermined speed V2 which is larger than the first predetermined speed V1, the vehicle speed gain is fixed to the lower limit value (> 0). In the region where the vehicle speed V is equal to or higher than the first predetermined speed V1 and lower than the second predetermined speed V2, the vehicle speed gain is set so as to monotonously decrease from the upper limit value to the lower limit value as the vehicle speed V increases. ing. The vehicle speed gain is decreased in the region where the vehicle speed V is equal to or higher than the first predetermined speed V1 when the vehicle speed V is medium or higher and the self-aligning torque and the force necessary for steering are increased as the vehicle speed V increases. This is because the steering angular velocity threshold value is decreased.
このように、操舵角速度閾値の基本値に対して車速ゲインを乗じることによって、操舵角速度閾値Vhthが設定されるようになっている。ただし、車速ゲインを適用せずに、操舵角速度閾値の基本値をそのまま操舵角速度閾値Vhthとしてもよい。
偏差演算部53は、操舵角速度演算部51によって演算された操舵角速度の絶対値|Vh|から操舵角速度閾値設定部52によって設定された操舵角速度閾値Vhthを減ずることによって、速度偏差ΔVh(=|Vh|−Vhth)を演算する。
As described above, the steering angular velocity threshold value Vh th is set by multiplying the basic value of the steering angular velocity threshold value by the vehicle speed gain. However, the basic value of the steering angular velocity threshold value may be used as it is as the steering angular velocity threshold value Vh th without applying the vehicle speed gain.
The deviation calculating unit 53 subtracts the steering angular velocity threshold Vh th set by the steering angular velocity
ゲイン設定部54は、速度偏差ΔVhに基づいて、ガイダンストルク指令値補正用のゲインGを設定する。ゲイン乗算部55は、ゲイン設定部54によって設定されたガイダンストルク指令値補正用のゲインGを、ガイダンストルク指令値設定部42によって設定されるガイダンストルク指令値TG *に乗じることにより、最終的なガイダンストルク指令値TG *’を演算する。
The
図7は、速度偏差ΔVhに対するガイダンストルク指令値補正用のゲインGの設定例を示すグラフである。
速度偏差ΔVhが小さい場合、つまり、速度偏差ΔVhが第1規定値E(E>0)未満である場合には、ゲインGは上限値の1.0に固定される。速度偏差ΔVhが大きい場合、つまり、速度偏差ΔVhが第2規定値F(F>E)以上である場合には、ゲインGは下限値(>0)に固定される。速度偏差ΔVhが第1規定値E以上でかつ第2規定値F未満である範囲内では、ゲインGは、速度偏差ΔVhの増加に応じて上限値から下限値まで単調に減少するように設定されている。
FIG. 7 is a graph showing a setting example of the gain G for correcting the guidance torque command value with respect to the speed deviation ΔVh.
When the speed deviation ΔVh is small, that is, when the speed deviation ΔVh is less than the first specified value E (E> 0), the gain G is fixed to the upper limit value of 1.0. When the speed deviation ΔVh is large, that is, when the speed deviation ΔVh is greater than or equal to the second specified value F (F> E), the gain G is fixed to the lower limit value (> 0). Within a range where the speed deviation ΔVh is greater than or equal to the first specified value E and less than the second specified value F, the gain G is set to monotonously decrease from the upper limit value to the lower limit value as the speed deviation ΔVh increases. ing.
したがって、操舵角速度の絶対値|Vh|が、操舵角速度閾値Vhthより、第1規定値E以上大きくなると、ゲインGは1.0より小さな値に設定されるから、ガイダンストルク指令値TG *が低減補正されることになる。
アシストトルク指令値設定部44は、トルクセンサ22によって検出される検出操舵トルクThと車速センサ24によって検出される車速Vに基づいて、アシストトルク指令値TA *を設定する。
Therefore, when the absolute value | Vh | of the steering angular velocity is larger than the steering angular velocity threshold value Vh th by the first specified value E or more, the gain G is set to a value smaller than 1.0, so the guidance torque command value T G * Is reduced and corrected.
Assist torque command
図8は、検出操舵トルクに対するアシストトルク指令値の設定例を示すグラフである。
検出操舵トルクThは、例えば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、アシストトルク指令値TA *は、操舵補助用モータ15から左方向操舵ためのアシストトルクを発生させるときには正の値とされ、操舵補助用モータ15から右方向操舵ためのアシストトルクを発生させるときには負の値とされる。
FIG. 8 is a graph showing a setting example of the assist torque command value with respect to the detected steering torque.
For the detected steering torque Th, for example, the torque for steering in the left direction is a positive value, and the torque for steering in the right direction is a negative value. The assist torque command value T A * is a positive value when assist torque for steering leftward from the steering assist
アシストトルク指令値AT*は、検出操舵トルクThの正の値に対しては正の値をとり、検出操舵トルクThの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクThが−T1〜T1の範囲の微小な値のときには、アシストトルクは零とされる。そして、検出操舵トルクThが−T1〜T1の範囲以外の領域においては、アシストトルク指令値TA *は、検出操舵トルクThの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。また、アシストトルク指令値TA *は、車速センサ24によって検出される車速Vが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されている。
The assist torque command value AT * takes a positive value for a positive value of the detected steering torque Th and takes a negative value for a negative value of the detected steering torque Th. When the detected steering torque Th is a minute value in the range of -T1 to T1, the assist torque is set to zero. The detection in the region other than the range of the steering torque Th is -T1~T1, the assist torque command value T A *, the absolute value becomes larger of the detected steering torque Th, it is set such that the absolute value becomes larger Yes. Moreover, * the assist torque command value T A is as the vehicle speed V detected by the
トルク加算部45は、アシストトルク指令値設定部44によって設定されるアシストトルク指令値TA *と、ゲイン乗算部55によって演算されるガイダンストルク指令値TG *とを加算することにより、トルク指令値TM *(=TA *+TG *)を演算する。
フィードバック制御部46には、トルク加算部45によって演算されたトルク指令値TM *と、回転角センサ23によって検出される操舵補助用モータ15の回転角θsと、操舵補助用モータ15に流れるモータ電流を検出するための電流センサ28の出力信号とが入力される。
The
The
フィードバック制御部46は、操舵補助用モータ19の発生するトルクがトルク加算部45によって演算されるトルク指令値TM *に等しくなるように、駆動回路32を駆動する。具体的には、フィードバック制御部46は、トルク指令値TM *を操舵補助用モータ15のトルク係数で除することによって電流指令値を演算し、電流センサ28の出力信号から求められるモータ電流が電流指令値に等しくなるように、駆動回路32を駆動する。
The
以上のような構成において、TLC演算部41によって演算された車線逸脱予想時間TLCが所定の閾値より小さくなると、ガイダンストルク指令値設定部42は、車速センサ24によって検出される車速Vに基づいて、ガイダンストルク指令値TG *を設定する。操舵角速度閾値設定部52は、ガイダンストルク指令値TG *と車速Vとに基づいて、操舵角速度閾値Vhthを設定する。速度偏差演算部52は、操舵角速度演算部51によって演算された操舵角速度の絶対値|Vh|と操舵角速度閾値Vhthとの偏差(速度偏差ΔVh)を演算する。ゲイン設定部54は、速度偏差ΔVhに基づいて、ガイダンストルク指令値補正用のゲインGを演算する。ゲイン乗算部55は、ガイダンストルク指令値補正用のゲインGをガイダンストルク指令値TG *に乗じることにより、最終的なガイダンストルク指令値TG *’を求める。
In the above configuration, when the predicted lane departure time TLC calculated by the
つまり、実際の操舵角速度の絶対値|Vh|が操舵角速度閾値Vhthより所定値以上大きくなると、ガイダンストルク指令値設定部42によって設定されたガイダンストルク指令値TG *が低減補正される。これにより、車両がカントのある路面を走行している場合に、路面の低い側に車両を換向させるためのガイダンストルク指令値TG *が設定されたときに、操舵角速度および操舵角変化量が過度に大きくなるのを抑制することができる。
That is, when the absolute value | Vh | of the actual steering angular velocity becomes larger than the steering angular velocity threshold Vh th by a predetermined value or more, the guidance torque command value T G * set by the guidance torque command
この点について、図9を用いてより具体的に説明する。車両がカントのある路面を走行している場合に、破線Q1で示すように、路面の低い側に車両を換向させる方向のガイダンストルク指令値TG *がガイダンストルク指令値設定部42によって設定されたとする。ガイダンストルク指令値TG *を補正しない場合には、操舵角θhは、破線S1で示すように、車両がカントのない路面を走行している場合に比べて、急激に増加(変化)する。この結果、車両がふらつくおそれがある。
This point will be described more specifically with reference to FIG. When the vehicle is traveling on a canted road surface, the guidance torque command
この実施形態では、操舵角速度の絶対値|Vh|が操舵角速度閾値Vhthより所定値以上大きくなると、ガイダンストルク指令値設定部42によって設定されたガイダンストルク指令値TG *が低減補正される。このため、ガイダンストルク指令値TG *は、実線Q3で示すように、低減補正される。これにより、操舵角θhは、実線S3で示されるように緩やかに変化するようになる。この結果、車両がふらつくのを抑制することができる。
In this embodiment, when the absolute value | Vh | of the steering angular velocity is larger than the steering angular velocity threshold value Vh th by a predetermined value or more, the guidance torque command value T G * set by the guidance torque command
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、ガイダンストルク指令値設定部42およびアシストトルク指令値設定部44は、それぞれガイダンストルク指令値およびアシストトルク指令値を設定しているが、それぞれガイダンストルク指令値に対応した電流指令値およびアシストトルク指令値に応じた電流指令値を設定するようにしてもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, although the guidance torque command
また、前記実施形態ではガイダンストルク指令値設定部42は、車速Vに基づいてガイダンストルク指令値TG *を設定しているが、車線と車両の相対位置関係に基づいてガイダンストルク指令値TG *を設定するものであってもよい。例えば、ガイダンストルク指令値設定部42は、車線の幅中心線と車両の幅中心とのずれ量に基づいて、ずれ量を減少させるためのガイダンストルク指令値TG *を設定するものであってもよい。
In the above embodiment, the guidance torque command
また、前記実施形態では、時間に対するガイダンストルク指令値TG *のパターンは図4に示すような台形状に設定されているが、これに限定されることなく、例えば正弦波状のパターンに設定してもよい。
また、前記実施形態では、車線逸脱予想時間TLCに基づいて、ガイダンストルク指令値TG *を設定するタイミング(車線逸脱防止制御を行なうタイミング)を決定しているが、ガイダンストルク指令値TG *を設定するタイミングは、車線逸脱予想時間TLC以外の情報に基づいて決定してもよい。
In the above embodiment, the pattern of the guidance torque command value T G * with respect to time is set to a trapezoidal shape as shown in FIG. 4, but is not limited to this, and is set to a sinusoidal pattern, for example. May be.
In the above embodiment, the timing for setting the guidance torque command value T G * (the timing for performing the lane departure prevention control) is determined based on the predicted lane departure time TLC. However, the guidance torque command value T G * is determined . May be determined based on information other than the estimated lane departure time TLC.
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
3L,3R…転舵輪、15…操舵補助用モータ、21…舵角センサ、42…ガイダンストルク指令値設定部、46…フィードバック制御部、51…操舵角速度演算部、52…操舵角速度閾値設定部、53…偏差演算部、54…ゲイン設定部、55…ゲイン乗算部 3L, 3R ... steered wheel, 15 ... steering assist motor, 21 ... steering angle sensor, 42 ... guidance torque command value setting unit, 46 ... feedback control unit, 51 ... steering angular velocity calculation unit, 52 ... steering angular velocity threshold setting unit, 53 ... Deviation calculation unit, 54 ... Gain setting unit, 55 ... Gain multiplication unit
Claims (2)
操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、
車両が車線を逸脱するおそれがある場合に、ガイダンストルク指令値を設定する指令値設定手段と、
前記指令値設定手段によって設定されたガイダンストルク指令値に基づいて、操舵角速度閾値を設定する操舵角速度閾値設定手段と、
前記操舵速度検出手段によって検出された操舵角速度が、前記操舵角速度閾値設定手段によって設定された操舵角速度閾値より、所定値以上大きいときには、前記指令値設定手段によって設定されたガイダンストルク指令値を低減補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後のガイダンストルク指令値に基づいて、前記転舵用アクチュエータを制御する制御手段とを含む、操舵支援装置。 A steering actuator for applying a guidance torque for preventing lane departure to the steering mechanism;
Steering angular velocity detection means for detecting the steering angular velocity;
Command value setting means for setting a guidance torque command value when the vehicle may deviate from the lane;
Steering angular velocity threshold setting means for setting a steering angular velocity threshold based on the guidance torque command value set by the command value setting means;
When the steering angular speed detected by the steering speed detecting means is larger than the steering angular speed threshold set by the steering angular speed threshold setting means by a predetermined value or more, the guidance torque command value set by the command value setting means is reduced and corrected. Correction means to
And a control unit that controls the steering actuator based on a guidance torque command value corrected by the correction unit.
The steering assist device according to claim 1, wherein the steering actuator is a steering assist motor of an electric power steering device.
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