JP2015150963A - Steering control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリング切り角の自動制御を行う車両用操舵制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering control device that automatically controls a steering angle.
従来、車両のステアリング切り角の自動制御を行う技術が知られている。例えば、特許文献1には、画像処理を経て求められた目標経路に沿って舵角の目標値を決定し、舵角の目標値と検出値との差分が減少するようにフィードバック制御を行うことが開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for automatically controlling a steering angle of a vehicle is known. For example, in
しかしながら、特許文献1に開示の技術では、目標経路が直線である領域、或いは目標経路のカーブ方向が一定の領域においては、目標値と検出値との差分が減少するように良好にフィードバック制御されるものの、カーブ方向が変化するS字カーブ領域においては、操舵方向が頻繁に変化しドライバに違和感を与えるという問題点が生じる。詳しくは、以下の通りである。
However, in the technique disclosed in
S字カーブ領域では、反対方向のカーブ同士を繋ぐ短い直線路において、ステアリングが中立位置付近となる。この直線路で舵角の目標値と検出値との差分が減少するようにフィードバック制御を単純に行うと、右方向に切り過ぎたステアリング切り角を左方向に戻し過ぎたり、左方向に切り過ぎたステアリング切り角を右方向に戻し過ぎたりといったことを繰り返してしまう。その結果、操舵方向が頻繁に変化しドライバに違和感を与えてしまう。 In the S-curve region, the steering is near the neutral position on a short straight road connecting curves in opposite directions. If the feedback control is simply performed so that the difference between the target value and the detected value of the rudder angle is reduced on this straight road, the steering angle that was turned too far to the right is returned too far to the left or too far to the left. Repeatedly turning the steering angle too far to the right. As a result, the steering direction changes frequently, giving the driver a feeling of strangeness.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、S字カーブ領域においてもドライバに違和感を与えることが少ないステアリング切り角の自動制御を可能にする車両用操舵制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering control that enables automatic control of a steering angle with little discomfort to the driver even in an S-curve region. To provide an apparatus.
本発明の車両用操舵制御装置は、車両に搭載され、自車の現在位置を逐次特定する現在位置特定部と、自車の走行すべき道路領域の外形である道路外形を決定する道路外形決定部と、現在位置特定部で逐次特定する自車の現在位置と、道路外形決定部で決定した道路外形とをもとに、自車正面の道路外形についての曲率半径Raを逐次算出する曲率半径算出部(S3)と、曲率半径算出部で算出した曲率半径Raを用いて、自車を曲率半径Raに応じて操舵させるためのカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出する切れ角算出部(S13)と、切れ角算出部で算出したカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvに応じたステアリング切り角Θを算出する目標切り角算出部(S31)と、目標切り角算出部で算出したステアリング切り角Θを目標としてステアリング切り角を制御させる操舵指示部(S32)とを備えている車両用操舵制御装置(10)であって、曲率半径算出部で逐次算出される曲率半径Raが増加している場合に、切れ角算出部でカーブ旋回要求タイヤ切れ角を算出するのに用いる曲率半径Raの増加率に所定の上限を設ける制限部(109)を備えることを特徴としている。 A vehicle steering control device according to the present invention is mounted on a vehicle and sequentially determines a current position of the host vehicle, and a road outer shape determination that determines a road outer shape that is an outer shape of a road area on which the host vehicle is to travel. Radius of curvature that sequentially calculates the radius of curvature Ra for the road profile in front of the vehicle based on the current position of the vehicle and the road profile determined by the road profile determination unit Using the calculation unit (S3) and the curvature radius Ra calculated by the curvature radius calculation unit, a turning angle calculation unit (S13) that calculates a curve turning required tire turning angle θ_curv for steering the vehicle according to the curvature radius Ra. ), A target turning angle calculation unit (S31) that calculates a steering turning angle Θ corresponding to the curve turning required tire turning angle θ_curv calculated by the turning angle calculation unit, and a steering turning angle Θ calculated by the target turning angle calculation unit The vehicle steering control device (10) includes a steering instruction unit (S32) that controls the steering angle as a target, and the curvature radius Ra sequentially calculated by the curvature radius calculation unit increases. The turning angle calculation unit includes a limiting unit (109) that sets a predetermined upper limit on the increasing rate of the curvature radius Ra used for calculating the turning angle of the tire required to turn a curve.
これによれば、自車正面の道路外形についての曲率半径Raに応じて操舵させるためのカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvに応じたステアリング切り角Θを目標として、操舵指示部でステアリング切り角を制御させるので、自車正面の道路外形についての曲率半径Raに応じてステアリング切り角の自動制御を行うことができる。 According to this, the steering instruction unit controls the steering angle with the steering turning angle Θ corresponding to the curve turning required tire turning angle θ_curv for steering according to the curvature radius Ra of the road profile in front of the host vehicle as a target. Therefore, the steering angle can be automatically controlled according to the curvature radius Ra of the road profile in front of the host vehicle.
S字カーブ領域では、反対方向のカーブ同士を繋ぐ短い直線路とその直線路の前後のカーブ路との間で曲率半径Rが大きく変化する領域があるため、自車の挙動が少しふらつくだけで、自車正面の道路外形が直線路となったり、右カーブ路となったり、左カーブ路となったりする状況が生じる。このような状況では、曲率半径算出部で算出される自車正面の道路外形についての曲率半径Raが急激に増加減少を繰り返すので、曲率半径算出部で算出する曲率半径Raにそのまま応じたカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを切れ角算出部で算出すると、操舵指示部で操舵方向を頻繁に変化させてしまうことになる。 In the S-curve area, there is an area where the radius of curvature R changes greatly between the short straight road connecting the curves in opposite directions and the curved road before and after the straight road. There are situations where the road profile in front of the vehicle is a straight road, a right curve road, or a left curve road. In such a situation, the curvature radius Ra of the road contour in front of the host vehicle calculated by the curvature radius calculation section repeats abrupt increase and decrease, so that the curve turns corresponding to the curvature radius Ra calculated by the curvature radius calculation section as it is. If the required tire turning angle θ_curv is calculated by the turning angle calculation unit, the steering direction is frequently changed by the steering instruction unit.
これに対して、本発明によれば、カーブ旋回要求タイヤ切れ角を算出するのに用いる曲率半径Raの増加率に所定の上限を制限部が設けるので、S字カーブ領域で自車の挙動がふらついたとしても、曲率半径Raの急激な増加に伴うカーブ旋回要求タイヤ切れ角の急激な変化を抑えることが可能になる。その結果、操舵指示部で操舵方向を頻繁に変化させてしまうことを抑え、S字カーブ領域においてもドライバに違和感を与えることが少ないステアリング切り角の自動制御が可能になる。 On the other hand, according to the present invention, since the limiting unit provides a predetermined upper limit to the increase rate of the radius of curvature Ra used to calculate the curve turning required tire turning angle, the behavior of the vehicle in the S-curve region is Even if it fluctuates, it becomes possible to suppress a rapid change in the turning angle of the tire required to turn the curve due to a rapid increase in the curvature radius Ra. As a result, it is possible to prevent the steering instruction unit from frequently changing the steering direction, and to automatically control the steering angle with less discomfort to the driver even in the S-curve region.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下に示す実施形態は、左側通行が法制化されている地域に対応した実施形態であり、右側が法制化されている地域では、以下の実施形態と左右が逆になる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment shown below is an embodiment corresponding to an area where the left-hand traffic is legalized, and in the area where the right-hand traffic is legalized, the left and right are reversed from the following embodiments.
(実施形態1)
実施形態1では、本発明の車両用操舵制御装置を運転支援システム100に適用した場合を例に挙げて説明する。図1に、実施形態1の運転支援システム100の全体構成を示す。図1に示すように、運転支援システム100は、車輪速センサ1、舵角センサ2、ヨーレートセンサ3、EPS_ECU4、測距センサ5、及び車両制御ECU10を含む。運転支援システム100は、車両に搭載される。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, a case where the vehicle steering control device of the present invention is applied to the
<運転支援システム100の概略構成>
車輪速センサ1は、各転動輪の回転速度から自車の速度を検出するセンサであり、検出した自車速Voを車内LANに送信する。舵角センサ2は、自車の操舵角を検出するセンサであり、検出した操舵角を車内LANに送信する。ヨーレートセンサ3は、自車の鉛直軸まわりの角速度(つまり、ヨーレート)を検出するセンサであり、検出したヨーレートを車内LANに送信する。
<Schematic configuration of
The
EPS_ECU4は、EPSアクチュエータ11を動作させることで、ステアリング切り角(つまり、操舵角)の制御を行う。EPSアクチュエータ11は、EPS_ECU4からの指令信号に基づいて操舵角を変化させる機構であり、例えばインターミディエイトシャフトと一体回転する減速ギヤとその減速ギヤを回転させるモータからなる。
The
測距センサ5は、自車の前方に存在する走行可能な道路領域の境界位置を検出するセンサである。例えば、測距センサ5としては、レーダやカメラを用いる構成とすればよい。
The
レーダを用いる場合には、図2に示すように、レーザ光やミリ波を自車前方の所定範囲(図2の破線参照)に照射し、その反射光を受信して、自車から自車前方の道路の道路境界(例えばガードレールや縁石等)や前方車両等の路上の障害物までの距離を検出する。そして、レーダで得られた上記道路境界や障害物の距離データから、車両制御ECU10が、上記道路境界や障害物の自車に対する位置を検出する。なお、図2のAが自車を表している。 When the radar is used, as shown in FIG. 2, a laser beam or millimeter wave is applied to a predetermined range in front of the vehicle (see the broken line in FIG. 2), and the reflected light is received. A distance to an obstacle on the road such as a road boundary (for example, a guardrail or a curb) of a road ahead and a vehicle ahead is detected. And vehicle control ECU10 detects the position with respect to the own vehicle of the said road boundary and an obstruction from the distance data of the said road boundary and obstruction obtained with the radar. In addition, A of FIG. 2 represents the own vehicle.
自車前方の所定範囲とは、自車の左側方や右側方まで拡がる範囲としてもよい。また、測距センサ5を、センシング方向が異なるように複数設ける構成としてもよい。なお、測距センサ5において、上述の道路境界や障害物の自車に対する位置の検出までを行う構成としてもよい。
The predetermined range ahead of the host vehicle may be a range extending to the left side or the right side of the host vehicle. Moreover, it is good also as a structure which provides multiple ranging
また、カメラを用いる場合には、公知の画像認識技術によって、自車に対する自車前方の道路の道路境界(例えば白線やガードレールや縁石等)や前方車両等の路上の障害物を検出する構成とすればよい。そして、自車から道路境界までの距離については、カメラの設置位置及び光軸の向きが決まれば、撮像画像中の対象の位置から算出することができるので、カメラの設置位置及び光軸の向きと、撮像画像中の対象の位置とから算出する構成とすればよい。 When using a camera, a known image recognition technique is used to detect road boundaries (for example, white lines, guardrails, curbs, etc.) of roads ahead of the vehicle with respect to the vehicle and obstacles on the road such as vehicles ahead. do it. The distance from the vehicle to the road boundary can be calculated from the target position in the captured image if the camera installation position and the optical axis direction are determined. And the position calculated from the target position in the captured image.
車両制御ECU10は、主にマイクロコンピュータとして構成され、いずれも周知のCPU、ROM、RAM、I/O、及びこれらを接続するバスによって構成される。
The
<車両制御ECU10の詳細構成>
車両制御ECU10は、車輪速センサ1、舵角センサ2、ヨーレートセンサ3、EPS_ECU4、測距センサ5から入力された各種情報に基づき、各種の処理を実行する。なお、車両制御ECU10が請求項の車両用操舵制御装置に相当する。
<Detailed Configuration of
The
図3に示すように、車両制御ECU10は、現在位置特定部101、境界位置検出部102、道路外形決定部103、道路境界距離算出部104、道路幅方向距離算出部105、曲率半径算出部106、道路形状判定部107、カーブ方向判定部108、制限部109、第1切れ角算出部110、仮想境界距離設定部111、変換部112、位置偏差算出部113、変換後位置偏差算出部114、旋回半径算出部115、第2切れ角算出部116、目標操舵角算出部117、及び操舵指示部118を備えている。
As shown in FIG. 3, the
現在位置特定部101は、自車の現在位置を逐次特定する現在位置特定処理を行う。一例として、現在位置特定処理では、ある時点の自車位置を2次元座標上の起点とし、自車の車輪速センサ1から逐次取得する自車速Vo、及び自車の舵角センサ2から逐次取得する操舵角Θをもとに、上記2次元座標上の自車の現在位置を逐次算出することで、自車の現在位置を特定する。自車の現在位置は、例えば自車の前輪車軸中心とする。
The current
なお、現在位置特定部101は、衛星からの電波に基づいて車両の現在位置を検出する衛星測位システムのための受信機といった他のセンサから得られる情報をもとに、自車の現在位置を算出する構成としてもよい。
The current
境界位置検出部102は、測距センサ5で得られた道路境界や障害物の距離データから、自車の現在位置に対する道路境界や障害物の位置を逐次検出する。一例として、道路境界や障害物の位置は、前述の2次元座標上の位置として表す構成とすればよい。
The boundary
道路外形決定部103は、境界位置検出部102で検出した道路境界や障害物の位置をもとに、自車の走行すべき道路領域の外形(以下、道路外形)を逐次決定する。一例として、境界位置検出部102で検出した道路境界や障害物を避けて走行を行うための走行経路を前述の2次元座標上に生成し、この経路の中心線から左右に所定の幅を持たせた道路外形を決定する。例えば、走行経路を中心線として左右に1.75mの距離に相当する長さだけ幅を持たせた境界線を有する道路外形を決定するなどすればよい。
Based on the road boundary and the position of the obstacle detected by the boundary
道路外形決定部103では、過去に決定した道路外形に、新たな道路外形を継ぎ足してゆくものとする。車両制御ECU10では、自車の現在位置において測距センサ5で検出した道路境界や障害物からは、自車の現在位置の道路外形自体は決定できないものの、過去に決定した道路外形を用いることで、自車の現在位置の道路外形を判断できるようになっている。
It is assumed that the road
他にも、車両制御ECU10は、道路境界距離算出部104、道路幅方向距離算出部105、曲率半径算出部106、道路形状判定部107、カーブ方向判定部108、制限部109、第1切れ角算出部110、仮想境界距離設定部111、変換部112、位置偏差算出部113、変換後位置偏差算出部114、旋回半径算出部115、第2切れ角算出部116、目標操舵角算出部117、及び操舵指示部118によって、後述の第1要求角算出関連処理や第2要求角算出関連処理や挙動制御関連処理を行う。
In addition, the
概略として、第1要求角算出関連処理では、自車を道路外形の曲率半径に応じて操舵させるためのカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出する。第2要求角算出関連処理では、自車を道路外形の道路幅の中心に合わせるためのレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneを算出する。挙動制御関連処理では、第1要求角算出関連処理で算出したカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvと、第2要求角算出関連処理で算出したレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneとを用い、自車を道路外形の曲率半径に応じて操舵させつつ自車を道路外形の道路幅の中心に合わせるようにする。 As an outline, in the first required angle calculation related process, a curve turning required tire turning angle θ_curv for steering the vehicle according to the curvature radius of the road outer shape is calculated. In the second required angle calculation related processing, a lane keep required tire turning angle θ_lane for adjusting the vehicle to the center of the road width of the road outline is calculated. In the behavior control-related processing, the vehicle turns to the road using the curve turning required tire turning angle θ_curv calculated in the first required angle calculation-related processing and the lane keep required tire turning angle θ_lane calculated in the second required angle calculation-related processing. The vehicle is adjusted to the center of the road width of the road outline while being steered according to the curvature radius of the outline.
<第1要求角算出関連処理>
ここで、車両制御ECU10での第1要求角算出関連処理について、図4に示すフローチャート及び図5、図6の模式図を用いて説明を行う。前述したように、第1要求角算出関連処理では、自車を道路外形の曲率半径に応じて操舵させるためのカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvの算出を行う。図4のフローチャートは、例えば一定の周期ごとに開始する構成とすればよい。本実施形態では、一例として、一定の周期を100msecとする。
<First request angle calculation related processing>
Here, the first required angle calculation-related processing in the
まず、ステップS1では、道路境界距離算出部104が、現在位置特定部101で特定した自車の現在位置と、道路外形決定部103で決定した道路外形とから、道路境界距離Drを算出する。道路境界距離Drは、自車の現在位置(つまり、前輪車軸中心)を基準にして、道路外形の道路幅の中心線(以下、道路幅中心線)に対してひいた接線上の、自車から自車正面に位置する道路境界までの距離である(図5参照)。
First, in step S <b> 1, the road boundary
ステップS2では、道路幅方向距離算出部105が、現在位置特定部101で特定した自車の現在位置と、道路外形決定部103で決定した道路外形とから、道路幅方向距離Lを算出する。道路幅方向距離Lは、道路外形の一方の境界に対しての、道路幅方向における自車中心の距離である(図5参照)。ここで言うところの一方の境界とは、S1で道路境界距離Drを算出したときに用いた、自車正面に位置する道路境界である。
In step S <b> 2, the road width direction
また、図4のフローチャートでは、S1の処理に続いてS2の処理を行う構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、S1の処理とS2の処理との順序を逆とする構成としてもよいし、S1の処理とS2の処理とを並行して行う構成としてもよい。 In the flowchart of FIG. 4, the configuration in which the process of S <b> 2 is performed after the process of S <b> 1 is shown. For example, the order of the process of S1 and the process of S2 may be reversed, or the process of S1 and the process of S2 may be performed in parallel.
ステップS3では、曲率半径算出部106が、S1で算出した道路境界距離DrとS2で算出した道路幅方向距離Lとから、自車正面に位置する道路外形についての道路幅中心線の曲率半径である道路幅中心線曲率半径Raを算出する(図5参照)。このS3が請求項の曲率半径算出部に相当する。ここで言うところの自車正面に位置する道路外形とは、S1で道路境界距離Drを算出したときに用いた、自車正面に位置する道路境界である。道路幅中心線曲率半径Raが請求項の曲率半径に相当する。道路幅中心線曲率半径Raは、以下の式2〜4から導き出される式5により算出する。
S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raは、車両制御ECU10のメモリに逐次記憶してゆくものとする。よって、図4のフローチャートが一定の周期ごとに実行されるたびに、道路幅中心線曲率半径Raが逐次記憶されてゆくことになる。メモリには少なくとも、新たなS3の処理で算出した道路幅中心線曲率半径Raと、この新たなS3の処理以前にあたる前回のS3の処理で算出した道路幅中心線曲率半径Raとが記憶されるものとする。例えば、メモリへの記憶は、例えば自車のイグニッション電源がオフになり、車両制御ECU10の電源がオフになった場合に消去する構成とすればよい。
The road width centerline curvature radius Ra calculated in S3 is sequentially stored in the memory of the
例えば、自車正面に直線路が続いている場合のように、道路外形決定部103で決定した道路外形について、自車正面に位置する道路境界が認められず、道路境界距離Drが算出できなかった場合には、道路幅中心線曲率半径Raは無限大としたり、R10000mなどの十分に大きい値としたりする構成とすればよい。
For example, as in the case where a straight road continues in front of the host vehicle, the road boundary located in front of the host vehicle is not recognized for the road profile determined by the road
ステップS4では、道路形状判定部107が、S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raから、自車正面に位置する道路外形がカーブ路か直線路かを判定する。このS4が請求項の道路形状判定部に相当する。ここで言うところの自車正面に位置する道路外形とは、S1で道路境界距離Drを算出したときに用いた、自車正面に位置する道路境界である。
In step S4, the road
一例として、S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raが、予め設定した閾値以上である場合に直線路と判定し、閾値未満の場合にカーブ路と判定する。閾値は、直線路と言える程度の曲率半径の値であればよく、例えばR10000mなどとすればよい。 As an example, if the road width centerline curvature radius Ra calculated in S3 is greater than or equal to a preset threshold value, it is determined as a straight road, and if it is less than the threshold value, it is determined as a curved road. The threshold value may be a value of a radius of curvature that can be said to be a straight road, and may be, for example, R10000 m.
ここで、図6を用いてS4での判定についての説明を行う。図6では、直線、右カーブ、直線、左カーブ、直線の順に並んだS字カーブ領域を走行する場合の例を示す。図6では、直線、右カーブ、直線までの領域(以下、前半領域)についての道路幅中心線曲率半径Raの変化(B参照)と閾値(C参照)、それに続く直線、左カーブ、直線までの領域(以下、後半領域)についての道路幅中心線曲率半径Raの変化(D参照)とその閾値(E参照)とを示している。図6における道路幅中心線曲率半径Raは、曲率半径算出部106からの出力値であるものとする。
Here, the determination in S4 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the example in the case of drive | working the S-shaped curve area | region arranged in order of the straight line, the right curve, the straight line, the left curve, and the straight line is shown. In FIG. 6, the change in the road width centerline curvature radius Ra (see B) and threshold (see C) for the straight line, the right curve, and the area up to the straight line (hereinafter referred to as the first half area), the subsequent straight line, the left curve, and the straight line The change (refer to D) and the threshold value (refer to E) of the road width centerline curvature radius Ra for the region (hereinafter referred to as the second half region) are shown. The road width centerline curvature radius Ra in FIG. 6 is an output value from the curvature
図6は模式図であって、右カーブである場合と直線路である場合と左カーブである場合とを理解しやすいように、前半領域と後半領域とで道路幅中心線曲率半径Raの変化を示すグラフの縦軸の向きを変えている。実際は、前半領域と後半領域とで閾値は同一であり、両者のグラフは図中のFで示す点線の箇所で繋がっている。カーブ方向は、実際は後述するステップS12の判定によって明らかになるものであって、カーブ方向を区別した処理をS4で行っているわけではない。 FIG. 6 is a schematic diagram, and it is easy to understand the case of a right curve, a case of a straight road, and a case of a left curve. The direction of the vertical axis of the graph showing is changed. Actually, the threshold value is the same in the first half area and the second half area, and both graphs are connected by a dotted line indicated by F in the figure. The curve direction is actually clarified by the determination in step S12 described later, and the process for distinguishing the curve direction is not performed in S4.
図6に示すように、道路幅中心線曲率半径Raが閾値以上の大きさの場合には直線路と判定され、道路幅中心線曲率半径Raが閾値以上の大きさの場合にはカーブ路と判定される。前述したように、図6は模式図であって、S4の処理でカーブ方向までが判定されるわけではない。 As shown in FIG. 6, when the road width centerline curvature radius Ra is greater than or equal to a threshold value, the road is determined to be a straight road, and when the road width centerline curvature radius Ra is greater than or equal to the threshold value, a curve road is determined. Determined. As described above, FIG. 6 is a schematic diagram, and the process up to the curve direction is not determined in the process of S4.
ステップS5では、S4で自車正面に位置する道路境界がカーブ路と判定した場合(S5でYES)には、ステップS7に移る。一方、S4で自車正面に位置する道路境界が直線路と判定した場合(S5でNO)には、ステップS6に移り、S6でカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvは0であるものとし、図4の処理を終了する。つまり、直進路を走行中であってカーブ路に近接しておらず、道路幅中心線曲率半径Raに応じた操舵が必要のない場合には、道路幅中心線曲率半径Raに応じた操舵は行わないことになる。 In step S5, when it is determined in S4 that the road boundary located in front of the host vehicle is a curved road (YES in S5), the process proceeds to step S7. On the other hand, if it is determined in S4 that the road boundary located in front of the vehicle is a straight road (NO in S5), the process proceeds to step S6, and the curve turning required tire turning angle θ_curv is assumed to be 0 in S6. Terminate the process. In other words, when the vehicle is running on a straight road and is not close to a curved road, and steering according to the road width centerline curvature radius Ra is not necessary, steering according to the road width centerline curvature radius Ra is performed. I will not do it.
ステップS7では、制限部109が、前回の第1要求角算出関連処理で算出した道路幅中心線曲率半径Ra(以下、前回の道路幅中心線曲率半径Ra)からの、今回の第1要求角算出関連処理で算出した道路幅中心線曲率半径Ra(以下、今回の道路幅中心線曲率半径Ra)の変化率を算出する。本実施形態の例では、第1要求角算出関連処理は100msecごとに行われるので、今回の道路幅中心線曲率半径Raから前回の道路幅中心線曲率半径Raを差し引いた値を100msecで除算することで変化率を算出すればよい。
In step S7, the
前回の道路幅中心線曲率半径Raについては、S3で説明したようにしてメモリに記憶されたものを読み出して用いる構成とすればよい。また、前回の道路幅中心線曲率半径Raがメモリに記憶されていない場合には、例えば変化率0とすればよい。 As for the previous road width centerline curvature radius Ra, what is stored in the memory as described in S3 may be read and used. If the previous road width centerline curvature radius Ra is not stored in the memory, the rate of change may be set to 0, for example.
ステップS8では、S7で算出した変化率が正の値である増加率であった場合(S8でYES)にはステップS9に移る。一方、S7で算出した変化率が0であったり、負の値である減少率であったりした場合(S8でNO)にはステップS11に移る。 In step S8, when the change rate calculated in S7 is a positive increase rate (YES in S8), the process proceeds to step S9. On the other hand, when the rate of change calculated in S7 is 0 or the rate of decrease is a negative value (NO in S8), the process proceeds to step S11.
ステップS9では、制限部109によって、S7で算出された増加率が上限値以上か否かを判定する。上限値は、S字カーブ領域における反対方向のカーブ路同士を繋ぐ短い直線路とその前後のカーブ路との繋ぎ部分にあたる、曲率半径の変化率の大きい領域のその変化率程度とすればよい。例えば、上限値は、R250m/100msec程度とすればよい。
In step S9, the limiting
ステップS10では、制限部109が、前回の道路幅中心線曲率半径Raからの増加率が前述の上限値となる道路幅中心線曲率半径Raを算出し、算出した値(以下、増加率制限値)をカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出するための道路幅中心線曲率半径Raと決定し、ステップS12に移る。つまり、道路幅中心線曲率半径Raの増加率に所定の上限を設ける。
In step S10, the limiting
S7で算出した変化率が0であったり、負の値である減少率であったりした場合のステップS11では、制限部109が、S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raの値をそのまま、カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出するための道路幅中心線曲率半径Raと決定し、ステップS12に移る。つまり、道路幅中心線曲率半径Raの減少率には下限を設けない。
In step S11 in the case where the change rate calculated in S7 is 0 or a negative decrease rate, the limiting
ステップS12では、カーブ方向判定部108が、カーブ路と判定された道路境界のカーブ方向を判定する。一例として、自車正面に位置する道路境界が自車の左側の道路境界である場合には、右カーブと判定し、自車正面に位置する道路境界が自車の右側の道路境界である場合には、左カーブと判定する。このS12が請求項のカーブ方向判定部に相当する。
In step S12, the curve
ステップS13では、第1切れ角算出部110が、制限部109で決定した道路幅中心線曲率半径Raと、S7で判定したカーブ方向と、自車のホイールベース長WB(図5参照)とから、カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curv(図5参照)を算出し、図4の処理を終了する。
In step S13, the first turning
S11で前述の増加率制限値をカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出するための道路幅中心線曲率半径Raと決定していた場合には、この増加率制限値をカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出するための道路幅中心線曲率半径Raとして用いることになる。一方、S12において、S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raをカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出するための道路幅中心線曲率半径Raと決定していた場合には、S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raを用いることになる。この第1切れ角算出部110及びS13が請求項の切れ角算出部に相当する。
If it is determined in S11 that the aforementioned increase rate limit value is the road width centerline curvature radius Ra for calculating the curve turning required tire turn angle θ_curv, this increase rate limit value is used as the curve turning request tire turn angle θ_curv. Will be used as the road width centerline curvature radius Ra for calculating. On the other hand, in S12, when the road width centerline curvature radius Ra calculated in S3 is determined as the road width centerline curvature radius Ra for calculating the curve turning required tire turning angle θ_curv, the road calculated in S3 The width center line curvature radius Ra will be used. The first cut
カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvは、以下の式1により算出する。式1のsgn(RL)は、S7で判定したカーブ方向が右カーブであった場合には1とし、左カーブであった場合には−1とする。自車のホイールベース長WBは、予め車両制御ECU10のメモリに格納しておいた値を用いる構成とすればよい。
<第2要求角算出関連処理>
続いて、車両制御ECU10での第2要求角算出関連処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明を行う。前述したように、第2要求角算出関連処理では、自車を道路外形の道路幅の中心に合わせるためのレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneの算出を行う。図7のフローチャートは、例えば一定の周期ごとに、第1要求角算出関連処理と並行して行われる構成とすればよい。
<Second request angle calculation related processing>
Next, the second required angle calculation related process in the
まず、ステップS21では、ステップS1と同様にして、道路境界距離算出部104が道路境界距離Drの算出を行う。ステップS22では、道路境界距離Drが算出できた場合(S22でYES)には、ステップS24に移る。一方、道路外形決定部103で決定した道路外形について、自車正面に位置する道路境界が認められず、道路境界距離Drが算出できなかった場合(S22でNO)には、ステップS23に移る。
First, in step S21, the road boundary
ステップS23では、仮想境界距離設定部111が、道路境界距離Drとして所定の仮想境界距離Dr_virtualを設定する。この仮想境界距離Dr_virtualは、任意に設定可能なものであって、例えば50m程度とすればよい。 In step S23, the virtual boundary distance setting unit 111 sets a predetermined virtual boundary distance Dr_virtual as the road boundary distance Dr. This virtual boundary distance Dr_virtual can be arbitrarily set, and may be about 50 m, for example.
ステップS24では、位置偏差算出部113が、現在位置特定部101で特定した自車の現在位置と、道路外形決定部103で決定した道路外形とから、自車横位置偏差Δwを算出する。自車横位置偏差Δwは、道路幅中心線に対する道路幅方向における自車中心の位置ずれである。
In step S <b> 24, the position
ステップS25では、変換部112が距離変換処理を行う。距離変換処理では、S21で道路境界距離Drを算出できていた場合には、道路境界距離Drを自車の進行方向についての値に変換した変換後境界距離Dr´を算出する。また、S23で仮想境界距離Dr_virtualを設定していた場合には、仮想境界距離Dr_virtualを自車の進行方向についての値に変換した変換後境界距離Dr´を算出する。
In step S25, the
道路境界距離Drから変換後境界距離Dr´への変換は、以下の式6〜8を用いて算出する構成とすればよい。式6では、S21で算出できた道路境界距離DrとS24で算出した自車横位置偏差Δwとから、自車横位置偏差Δwを補正する角度θwを算出する。
式7では、式6で算出した角度θwと、道路幅中心線に対する自車の進行方向の傾きθsとから、自車の進行方向と自車を道路幅中心線に合わせるための目標とする進行方向との角度差θwsを算出する。傾きθsについては、現在位置特定部101で特定した自車の現在位置と、道路外形決定部103で決定した道路外形とから算出する。
式8では、式7で算出した角度差θwsと、道路境界距離Drの位置における自車から仮想的な直線路の道路幅中心線までの距離である距離Zとから、変換後境界距離Dr´を算出する。距離Zについては、現在位置特定部101で特定した自車の現在位置と、道路外形決定部103で決定した道路外形とから算出する。
In Expression 8, the converted boundary distance Dr ′ is calculated from the angle difference θws calculated in Expression 7 and the distance Z that is the distance from the own vehicle to the road width center line of the virtual straight road at the position of the road boundary distance Dr. Is calculated. The distance Z is calculated from the current position of the host vehicle specified by the current
仮想的な直線路は、自車の前輪車軸位置を基準にして、道路外形の道路境界に対して接線をひくことで求める構成とすればよい。例えば、距離Zは、自車の前輪車軸中心から、仮想的な直線路の道路幅中心線と道路外形決定部103で決定した道路外形の道路境界との交点までの距離とすればよい。
The virtual straight road may be obtained by drawing a tangent to the road boundary of the road outline with reference to the front wheel axle position of the own vehicle. For example, the distance Z may be the distance from the front wheel axle center of the host vehicle to the intersection of the road width center line of the virtual straight road and the road boundary of the road outline determined by the road
また、距離Zは、S23で仮想境界距離Dr_virtualを設定していた場合には、仮想境界距離Dr_virtualの位置における自車から道路幅中心線までの仮想的な距離である。例えば、距離Zは、自車の前輪車軸中心から、道路外形決定処理で決定した道路外形の道路幅中心線上の仮想境界距離Dr_virtualの地点までの距離とすればよい。
また、仮想境界距離Dr_virtualから変換後境界距離Dr´への変換は、以下の式9と前述の式7、8とを用いて算出する構成とすればよい。式9では、S23で設定した仮想境界距離Dr_virtualとS24で算出した自車横位置偏差Δwとから、自車横位置偏差Δwを補正する角度θwを算出する。
ステップS26では、変換後位置偏差算出部114が、自車横位置偏差Δwを自車の進行方向についての値に変換した変換後位置偏差Δw´を算出する。自車横位置偏差Δwから変換後位置偏差Δw´への変換は、以下の式10を用いて算出する構成とすればよい。
In step S <b> 26, the post-conversion position
式10では、S21で道路境界距離Drを算出できていた場合には、式6、7を用いて算出した角度差θwsと、前述の距離Zとから、変換後位置偏差Δw´を算出する。また、S23で仮想境界距離Dr_virtualを設定していた場合には、式9、7を用いて算出した角度差θwsと、前述の距離Zとから、変換後位置偏差Δw´を算出する。
なお、S25の処理とS26の処理とは、順番が逆であってもよいし、並行して行う構成としてもよい。 In addition, the process of S25 and the process of S26 may be reverse order, and it is good also as a structure performed in parallel.
ステップS27では、旋回半径算出部115が、S25で算出した変換後境界距離Dr´と、S26で算出した変換後位置偏差Δw´とを用いて、自車を道路幅中心線に合わせるのに必要な旋回半径Rwを算出する。旋回半径Rwは、以下の式11〜12から導き出される式13により算出する。
ステップS28では、第2切れ角算出部116が、S27で算出した旋回半径Rwと、自車のホイールベース長WBと、前述の角度差θwsをもとに、レーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneを算出し、図7の処理を終了する。
In step S28, the second turning
レーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneは、以下の式14により算出する。式14のsgn(θws)は、角度差θwsが正の値の場合には1とし、角度差θwsが負の値の場合には−1とする。自車のホイールベース長は、予め車両制御ECU10のメモリに格納しておいた値を用いる構成とすればよい。
<挙動制御関連処理>
続いて、車両制御ECU10での挙動制御関連処理について、図8に示すフローチャートを用いて説明を行う。前述したように、挙動制御関連処理では、第1要求角算出関連処理で算出したカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvと、第2要求角算出関連処理で算出したレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneとを用い、自車を道路外形の曲率半径に応じて操舵させつつ自車を道路外形の道路幅の中心に合わせるようにする。図8のフローチャートは、例えば第1要求角算出関連処理及び第2要求角算出関連処理によって、カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curv及びレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneが新たに算出されるごとに行われる構成とすればよい。
<Behavior control related processing>
Subsequently, behavior control related processing in the
ステップS31では、目標操舵角算出部117が、第1要求角算出関連処理で算出されたカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvと、第2要求角算出関連処理で算出されたレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneとから、目標とする操舵角Θ(以下、目標操舵角Θ)を算出する。目標操舵角Θとは、自車を道路外形の曲率半径に応じて操舵させつつ自車を道路外形の道路幅の中心に合わせるための操舵角Θである。このS31が請求項の目標切り角算出部に相当する。
In step S31, the target steering
目標操舵角Θは、以下の式15、16を用いて算出する。まず、式15に示すように、第1要求角算出関連処理で算出されたカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvと、第2要求角算出関連処理で算出されたレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneとを足し合わせて要求タイヤ切れ角θを算出する。
続いて、要求タイヤ切れ角θから、式16を用いて目標操舵角Θを算出する。式16のNは、操舵角(つまり、ステアリング切り角)Θとタイヤ切れ角θとの比率(定数)である。
ステップS32では、操舵指示部118が、S31で算出した目標操舵角ΘをEPS_ECU4へ送信することにより、目標操舵角Θに自車の操舵角を合わせるようにさせ、図8の処理を終了する。このS32が請求項の操舵指示部に相当する。目標操舵角Θを受信したEPS_ECU4は、舵角センサ2によって操舵角を検出しつつEPSアクチュエータ11を制御して、操舵角を所定の変化速度で目標操舵角Θに近づく方向に変化させる。
In step S32, the
<実施形態1のまとめ>
実施形態1の構成によれば、自車を道路外形の道路幅中心線曲率半径Raに応じて操舵させるためのカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvと、自車を道路幅の中心に合わせるためのレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneとを算出できる。そして、これらの和としての要求タイヤ切れ角θに応じた操舵角Θを目標として操舵角を制御させるので、道路外形のカーブRに応じた操舵と道路外形の幅方向中心に合わせる操舵とを行うことが可能になる。
<Summary of
According to the configuration of the first embodiment, the curve turning required tire turning angle θ_curv for steering the host vehicle according to the road width centerline curvature radius Ra of the road profile, and the lane for adjusting the host vehicle to the center of the road width. The keep request tire cutting angle θ_lane can be calculated. Since the steering angle is controlled with the steering angle Θ corresponding to the required tire turning angle θ as the sum as a target, steering corresponding to the curve R of the road outline and steering matching the center of the road outline in the width direction are performed. It becomes possible.
さらに、カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvとレーンキープ要求タイヤ切れ角θ_laneとは、いずれも自車のホイールベース長WBを考慮して算出されるので、道路外形のカーブRに応じた操舵と仮想道路の幅方向中心に合わせる操舵との齟齬が生じず、直線路の区間だけでなく、カーブ路の区間であっても、車両を走行路の中心位置に収束させやすくなる。その結果、車両を走行路の曲率半径に応じて操舵させながら、車両を走行路の中心位置に安定的に収束させることが可能になる。 Further, the curve turning required tire turning angle θ_curv and the lane keep requesting tire turning angle θ_lane are both calculated in consideration of the wheelbase length WB of the own vehicle. Thus, there is no discrepancy with the steering to match the center in the width direction, and the vehicle can be easily converged to the center position of the traveling road not only on the straight road section but also on the curved road section. As a result, it is possible to stably converge the vehicle to the center position of the travel path while steering the vehicle according to the radius of curvature of the travel path.
また、実施形態1の構成によれば、カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvの算出に用いる道路幅中心線曲率半径Raの増加率に所定の上限を設けることで、S字カーブ領域においてドライバに違和感を与えることが少ないステアリング切り角の自動制御を可能にするという効果を奏する。詳しくは、以下の通りである。 In addition, according to the configuration of the first embodiment, by providing a predetermined upper limit to the increase rate of the road width centerline curvature radius Ra used for calculating the curve turning required tire turning angle θ_curv, the driver feels uncomfortable in the S-curve region. There is an effect that it is possible to automatically control the steering angle that is rarely given. Details are as follows.
まず、カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvの算出に用いる道路幅中心線曲率半径Raの増加率に所定の上限を設けなかったとした場合の問題点について図9を用いて説明を行う。図9でも、図6と同様に、直線、右カーブ、直線、左カーブ、直線の順に並んだS字カーブ領域を走行する場合の例を示す。図9でも、図6と同様に、直線、右カーブ、直線までの領域(以下、前半領域)についての道路幅中心線曲率半径Raの変化(B参照)と閾値(C参照)、それに続く直線、左カーブ、直線までの領域(以下、後半領域)についての道路幅中心線曲率半径Raの変化(D参照)とその閾値(E参照)とを示している。図9における道路幅中心線曲率半径Raは、曲率半径算出部106からの出力値であるものとする。
First, a problem when it is assumed that a predetermined upper limit is not provided for the increasing rate of the road width centerline curvature radius Ra used for calculating the curve turning required tire turning angle θ_curv will be described with reference to FIG. FIG. 9 also shows an example in which the vehicle travels in an S-shaped curve region arranged in the order of a straight line, a right curve, a straight line, a left curve, and a straight line, as in FIG. In FIG. 9, as in FIG. 6, the change (see B) and threshold (see C) of the road width centerline curvature radius Ra for the straight line, the right curve, and the region up to the straight line (hereinafter referred to as the first half region), followed by the straight line , A change in the road width centerline curvature radius Ra (see D) and a threshold value (see E) for the area up to the left curve and the straight line (hereinafter, the second half area). The road width centerline curvature radius Ra in FIG. 9 is an output value from the curvature
図9も図6と同様の模式図であって、右カーブである場合と直線路である場合と左カーブである場合とを理解しやすいように、前半領域と後半領域とで道路幅中心線曲率半径Raの変化を示すグラフの縦軸の向きを変えている。実際は、前半領域と後半領域とで閾値は同一である。 FIG. 9 is also a schematic diagram similar to FIG. 6, and in order to make it easier to understand the case of a right curve, a straight road, and a left curve, a road width center line in the first half area and the second half area. The direction of the vertical axis of the graph showing the change in the curvature radius Ra is changed. Actually, the threshold value is the same in the first half area and the second half area.
図9に示すように、S字カーブ領域では、反対方向のカーブ同士を繋ぐ短い直線路とその直線路の前後のカーブ路との間に、曲率半径Rが大きく変化する領域がある。よって、自車の挙動が少しふらついただけで、自車正面の道路外形が直線路となったり、右カーブ路となったり、左カーブ路となったりする状況が生じる。このような状況では、S3で算出される道路幅中心線曲率半径Raが急激に増加減少を繰り返す(図9のG参照)。よって、このような状況において、S3で算出される道路幅中心線曲率半径Raにそのまま応じたカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを第1切れ角算出部110で算出すると、操舵指示部118で操舵方向を頻繁に変化させてしまう問題点が生じてしまう。
As shown in FIG. 9, in the S-shaped curve region, there is a region where the radius of curvature R greatly changes between a short straight road connecting curves in opposite directions and a curved road before and after the straight road. Therefore, the behavior of the own vehicle is slightly fluctuated, and a situation occurs in which the road outline in front of the own vehicle becomes a straight road, a right curve road, or a left curve road. In such a situation, the road width centerline curvature radius Ra calculated in S3 repeats abrupt increase and decrease (see G in FIG. 9). Therefore, in such a situation, when the first turning
これに対して、実施形態1の構成によれば、カーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvの算出に用いる道路幅中心線曲率半径Raの増加率に所定の上限を設けるので、S字カーブ領域で自車の挙動がふらつき、道路幅中心線曲率半径Raの急激な増加が生じたとしても、この道路幅中心線曲率半径Raをカーブ旋回要求タイヤ切れ角にそのまま反映させずに済む。 On the other hand, according to the configuration of the first embodiment, a predetermined upper limit is provided for the increase rate of the road width centerline curvature radius Ra used for calculating the curve turning required tire turning angle θ_curv. Even if the road width centerline curvature radius Ra suddenly increases, the road width centerline curvature radius Ra does not have to be reflected as it is on the curve turning required tire turning angle.
詳しくは、道路幅中心線曲率半径Raの増加率に所定の上限(図11の点線の矢印で示す傾き参照)を設けるので、図10のH及び図11に示すように、第1切れ角算出部110に出力される道路幅中心線曲率半径Raの急激な増加が抑えられる。また、これにより、道路幅中心線曲率半径Raの急激な増加に伴うカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvの急激な変化を抑えることが可能になる。その結果、操舵指示部118で操舵方向を頻繁に変化させてしまうことを抑え、S字カーブ領域においてもドライバに違和感を与えることが少ないステアリング切り角の自動制御を可能にする。
Specifically, since a predetermined upper limit (see the slope indicated by the dotted arrow in FIG. 11) is provided for the increasing rate of the road width centerline curvature radius Ra, as shown in FIG. 10H and FIG. A sudden increase in the road width centerline curvature radius Ra output to the
なお、図10は、図9と同様の模式図であって、道路幅中心線曲率半径Raが制限部109から第1切れ角算出部110への出力値である点が異なっているものとする。図11は、図10のHの拡大図である。
FIG. 10 is a schematic diagram similar to FIG. 9 except that the road width centerline curvature radius Ra is an output value from the
また、道路幅中心線曲率半径Raの減少率には下限を設けないので、S字カーブ領域における直線路からカーブ路に移行する領域のような、急激に道路幅中心線曲率半径Raが小さくなる領域でのステアリングの切り遅れを防止することが可能になる。その結果、カーブ進入時のステアリングの切り遅れによる道路境界からの逸脱を防ぐことが可能になる。 In addition, since there is no lower limit for the reduction rate of the road width centerline curvature radius Ra, the road width centerline curvature radius Ra is rapidly reduced, such as a region where a straight road in the S-curve region is shifted to a curved road. It becomes possible to prevent a delay in turning off the steering in the region. As a result, it is possible to prevent deviation from the road boundary due to a delay in turning the steering wheel when entering a curve.
<変形例1>
実施形態1では、制限部109が、道路幅中心線曲率半径Raの減少率には下限を設けない構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、道路幅中心線曲率半径Raの減少率に下限を設ける構成(以下、変形例1)としてもよい。
<
In the first embodiment, the
変形例1では、制限部109が、前回の道路幅中心線曲率半径Raからの減少率が所定の下限値以下となるか否かを判定する。そして、下限値以下となると判定した場合には、前回の道路幅中心線曲率半径Raからの減少率が前述の下限値となる道路幅中心線曲率半径Raを算出し、算出した値をカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出するための道路幅中心線曲率半径Raと決定する。一方、下限値よりも大きくなると判定した場合には、S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raをカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出するための道路幅中心線曲率半径Raと決定する。
In the first modification, the limiting
ここで言うところの下限値とは、絶対値が前述の上限値よりも小さく、カーブ進入時のステアリングの切り遅れによる道路境界からの逸脱が生じにくいと推定される程度の値であればよい。 Here, the lower limit value may be a value that has an absolute value smaller than the above-described upper limit value and is estimated to be unlikely to deviate from the road boundary due to a delay in turning off the steering wheel when entering a curve.
変形例1の構成によれば、曲率半径Raの急激な増加に伴うカーブ旋回要求タイヤ切れ角の急激な変化を抑えるとともに、曲率半径Raの急激な減少に伴うカーブ旋回要求タイヤ切れ角の急激な変化を抑えることが可能になる。また、道路幅中心線曲率半径Raの減少率には、カーブ進入時のステアリングの切り遅れによる道路境界からの逸脱が生じにくいと推定される程度の下限を設けるので、カーブ進入時のステアリングの切り遅れによる道路境界からの逸脱を防ぎながらも、S字カーブ領域においてドライバに違和感を与えることがさらに少ないステアリング切り角の自動制御を可能にする。 According to the configuration of the first modified example, the rapid change in the tire turn angle required for the curve turning due to the rapid increase in the curvature radius Ra is suppressed, and the sharp turn angle required for the curve turning tire due to the rapid decrease in the curvature radius Ra. It becomes possible to suppress changes. In addition, the reduction rate of the road width centerline curvature radius Ra has a lower limit that is estimated to be unlikely to deviate from the road boundary due to a delay in turning the steering wheel when entering the curve. While preventing the departure from the road boundary due to the delay, it is possible to automatically control the steering angle with less discomfort to the driver in the S-curve area.
<変形例2>
また、前述のS12において、カーブ方向判定部108が、S3で算出した道路幅中心線曲率半径Raが予め設定した設定値以上の場合には、前回の第1要求角算出関連処理で判定したカーブ方向を維持する一方、設定値未満の場合には、実施形態1と同様にしてカーブ方向を判定する構成(以下、変形例2)としてもよい。ここで言うところの設定値は、前述の直線路とカーブ路との判定に用いた閾値よりも小さい、直線路とカーブ路との繋ぎ部分よりもカーブ路側に寄った領域の曲率半径程度の値とすればよく、例えばR600mとする。
<
In S12 described above, when the road width centerline curvature radius Ra calculated in S3 is equal to or larger than a preset value, the curve
道路外形において、道路幅中心線曲率半径Raが予め設定した設定値以上である、S字カーブ領域における反対方向のカーブ同士を繋ぐ短い直線路やその前後のカーブ路では、自車の挙動が少しふらつくだけで、自車正面の道路外形が右カーブ路となったり左カーブ路となったりする状況が生じ得る。このような状況では、カーブ方向の判定結果の反転が頻繁に生じてしまうため、判定結果を逐一採用していると、操舵方向を頻繁に変化させなければならなくなる。 In the road outline, the behavior of the host vehicle is a little on a short straight road that connects curves in opposite directions in the S-curve area where the road width centerline curvature radius Ra is equal to or greater than a preset value, and a curve road before and after that. A situation in which the outer shape of the road in front of the host vehicle becomes a right curve road or a left curve road can occur only by wobbling. In such a situation, since the inversion of the determination result in the curve direction frequently occurs, if the determination results are adopted one by one, the steering direction must be changed frequently.
これに対して、変形例2の構成によれば、道路幅中心線曲率半径Raが予め設定した設定値以上の場合には、前回の第1要求角算出関連処理で判定したカーブ方向を維持するため、カーブ方向の判定結果の反転が頻繁に生じることを抑えることが可能になる。 On the other hand, according to the configuration of the modified example 2, when the road width centerline curvature radius Ra is equal to or larger than a preset setting value, the curve direction determined in the previous first required angle calculation related process is maintained. Therefore, it is possible to suppress frequent inversion of the determination result of the curve direction.
<変形例3>
実施形態1では、測距センサ5やカメラといった自律センサの検出結果から道路外形を決定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、車車間通信によって先行車等の他車から得た情報をもとに道路外形を決定する構成(以下、変形例3)としてもよい。
<
In
変形例3では、車車間通信によって取得した先行車の車速Vp及び操舵角Θといった車両情報をもとに、車両制御ECU10で先行車の走行軌跡を決定する。一例としては、ある時点の自車位置を2次元座標上の起点とし、測距センサ5の信号をもとに検出した自車と先行車との距離に相当する長さだけ上記起点の前方に離れた位置を走行車の初期位置とする。そして、逐次取得する先行車の車速Vp及び操舵角Θをもとに、上記初期位置に続く走行軌跡点を逐次算出することで、先行車の走行軌跡を決定してゆく。
In the third modification, the
続いて、決定した先行車の走行軌跡から、自車の現在位置を起点とした前方の仮想的な道路外形を決定する構成とすればよい。例えば、先行車の走行軌跡を中心線として左右に1.75mの距離に相当する長さだけ幅を持たせた境界線を有する道路外形を決定するなどすればよい。そして、仮想的な道路外形を決定した後は、実施形態1で説明したのと同様の処理を行う。 Subsequently, a configuration may be adopted in which a virtual road outline ahead is determined from the determined travel locus of the preceding vehicle as a starting point. For example, a road outline having a boundary line with a width corresponding to a distance corresponding to a distance of 1.75 m on the left and right with the travel locus of the preceding vehicle as a center line may be determined. Then, after determining the virtual road outline, the same processing as described in the first embodiment is performed.
なお、先行車の走行軌跡の決定や道路外形の決定を先行車に搭載された装置で行い、先行車から車車間通信で送信されてくる当該走行軌跡や当該道路外形の情報を取得する構成としてもよい。 In addition, as a configuration for performing the determination of the traveling locus of the preceding vehicle and the determination of the road outer shape with the device mounted on the preceding vehicle, and acquiring the traveling locus and the information of the road outer shape transmitted from the preceding vehicle by inter-vehicle communication. Also good.
また、先行車の内外輪速度比をもとに、先行車の走行軌跡や道路外形の決定を行う構成としてもよい。具体的には、内外輪の角速度が同じであることをもとに、内外輪速度比からカーブ路の曲率半径を公知の方法によって算出し、走行軌跡や道路外形の決定を行う構成とすればよい。 Moreover, it is good also as a structure which determines the driving | running | working locus | trajectory and road outline of a preceding vehicle based on the inner / outer wheel speed ratio of a preceding vehicle. Specifically, based on the fact that the angular velocity of the inner and outer wheels is the same, the radius of curvature of the curved road is calculated from the inner and outer wheel speed ratio by a known method, and the travel locus and road outline are determined. Good.
他にも、先行車のヨーレートをもとに先行車の走行軌跡や道路外形の決定を行う構成としてもよい。また、先行車の速度及び操舵角や内外輪速度比やヨーレートを併用して、走行軌跡や道路外形の決定を行う構成としてもよい。この場合には、異なる方法で算出した値を平均するなどして用いればよい。 In addition, the configuration may be such that the travel locus of the preceding vehicle and the road profile are determined based on the yaw rate of the preceding vehicle. Moreover, it is good also as a structure which determines a driving | running | working locus | trajectory or a road external shape using together the speed of a preceding vehicle, a steering angle, an inner / outer wheel speed ratio, and a yaw rate. In this case, the values calculated by different methods may be averaged.
変形例3の構成は、道路外形を決定するための情報の取得方法が実施形態1と異なる点を除けば実質的な構成の差はないので、実施形態1と同様の効果を奏する。
The configuration of
<変形例4>
また、路車間通信によって路側機等から得た情報をもとに道路外形を決定する構成(以下、変形例4)としてもよい。変形例4のようにする場合には、路車間通信によって路側機等から取得した情報をもとに、車両制御ECU10で道路外形を決定する構成とすればよい。
<
Moreover, it is good also as a structure (henceforth modification 4) which determines a road external shape based on the information obtained from the roadside machine etc. by road-to-vehicle communication. In the case of the fourth modification, the vehicle outer shape may be determined by the
路側機等から取得する情報は、車両制御ECU10において自車の走行すべき道路領域の道路外形を決定することができるものであれば、どのような情報であってもよい。例えば、対象交差点位置周辺の道路の線形的構造を表す情報であって、対象交差点の位置の情報も含んでいる道路線形情報であってもよい。道路線形情報は、衛星測位システムの測位結果としての対象交差点の位置(緯度経度)や対象交差点の位置を基点とした所定の構造変化点までの距離や道路線形の寸法等の情報であるものとする。
The information acquired from the roadside machine or the like may be any information as long as the
他にも、複数の車両の過去の走行履歴を収集した走行履歴情報であってもよい。この走行履歴情報は、例えば車速や操舵角の情報であるものとする。 In addition, it may be travel history information obtained by collecting past travel histories of a plurality of vehicles. The travel history information is information on vehicle speed and steering angle, for example.
車両制御ECU10は、路側機等から取得した情報をもとに、自車の走行すべき道路領域の道路外形を決定し、道路外形を決定した後は、実施形態1で説明したのと同様の処理を行うものとする。
The
変形例4の構成は、道路外形を決定するための情報の取得方法が実施形態1と異なる点を除けば実質的な構成の差はないので、実施形態1と同様の効果を奏する。
The configuration of the
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
10 車両制御ECU(車両用操舵制御装置)、101 現在位置特定部、103 道路外形決定部、109 制限部、S3 曲率半径算出部、S4 道路形状判定部、S6 カーブ方向判定部、S13 切れ角算出部、S31 目標切り角算出部、S32 操舵指示部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
自車の現在位置を逐次特定する現在位置特定部(101)と、
自車の走行すべき道路領域の外形である道路外形を決定する道路外形決定部(103)と、
前記現在位置特定部で逐次特定する自車の現在位置と、前記道路外形決定部で決定した道路外形とをもとに、自車正面の前記道路外形についての曲率半径Raを逐次算出する曲率半径算出部(S3)と、
前記曲率半径算出部で算出した曲率半径Raを用いて、自車を前記曲率半径Raに応じて操舵させるためのカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出する切れ角算出部(S13)と、
前記切れ角算出部で算出したカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvに応じたステアリング切り角Θを算出する目標切り角算出部(S31)と、
前記目標切り角算出部で算出したステアリング切り角Θを目標としてステアリング切り角を制御させる操舵指示部(S32)とを備えている車両用操舵制御装置(10)であって、
前記曲率半径算出部で逐次算出される前記曲率半径Raが増加している場合に、前記切れ角算出部で前記カーブ旋回要求タイヤ切れ角を算出するのに用いる前記曲率半径Raの増加率に所定の上限を設ける制限部(109)を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。 Mounted on the vehicle,
A current position specifying unit (101) for sequentially specifying the current position of the own vehicle;
A road outer shape determination unit (103) for determining a road outer shape that is an outer shape of a road area in which the host vehicle is to travel;
A radius of curvature for sequentially calculating a radius of curvature Ra for the road profile in front of the vehicle based on the current position of the vehicle sequentially specified by the current position specification unit and the road profile determined by the road profile determination unit. A calculation unit (S3);
A turning angle calculation unit (S13) for calculating a curve turning required tire turning angle θ_curv for steering the vehicle according to the curvature radius Ra using the curvature radius Ra calculated by the curvature radius calculation unit;
A target turning angle calculation unit (S31) for calculating a steering turning angle Θ according to the curve turning required tire turning angle θ_curv calculated by the turning angle calculation unit;
A vehicle steering control device (10) comprising a steering instruction unit (S32) for controlling the steering angle with the steering angle Θ calculated by the target angle calculation unit as a target,
When the curvature radius Ra sequentially calculated by the curvature radius calculation unit is increasing, a predetermined increase rate of the curvature radius Ra used to calculate the curve turning required tire turning angle by the turning angle calculation unit is predetermined. The vehicle steering control device is provided with a limiting unit (109) that sets an upper limit of the above.
前記制限部は、前記曲率半径算出部で逐次算出される前記曲率半径Raが減少している場合に、前記切れ角算出部で前記カーブ旋回要求タイヤ切れ角を算出するのに用いる前記曲率半径Raの減少率には下限を設けないことを特徴とする車両用操舵制御装置。 In claim 1,
The limiting unit uses the curvature radius Ra used to calculate the curve turning required tire turning angle by the turning angle calculation unit when the curvature radius Ra sequentially calculated by the curvature radius calculating unit is decreasing. The vehicle steering control device is characterized in that no lower limit is set for the rate of decrease of the vehicle.
前記曲率半径算出部で算出した曲率半径Raをもとに、自車正面の前記道路外形がカーブ路か直線路かを判定する道路形状判定部(S4)と、
前記道路形状判定部で自車正面の前記道路外形がカーブ路と判定した場合に、そのカーブ路のカーブ方向を判定するカーブ方向判定部(S7)とを備え、
前記切れ角算出部は、前記道路形状判定部で自車正面の前記道路外形がカーブ路と判定した場合に、前記曲率半径算出部で算出した前記曲率半径Raと、前記カーブ方向判定部で判定したカーブ方向と、自車のホイールベース長WBとから、(1)式に従って、自車を前記曲率半径Raに応じて操舵させるためのカーブ旋回要求タイヤ切れ角θ_curvを算出することを特徴とする車両用操舵制御装置。
WB:ホイールベース長
RL=1:右カーブ
RL=−1:左カーブ In claim 1 or 2,
A road shape determination unit (S4) for determining whether the road outline in front of the vehicle is a curved road or a straight road based on the curvature radius Ra calculated by the curvature radius calculation unit;
A curve direction determination unit (S7) for determining a curve direction of the curved road when the road shape determination unit determines that the road outline in front of the host vehicle is a curved road;
The cut angle calculation unit determines the curvature radius Ra calculated by the curvature radius calculation unit and the curve direction determination unit when the road shape determination unit determines that the road outline in front of the vehicle is a curved road. The curve turning required tire turning angle θ_curv for steering the vehicle according to the curvature radius Ra is calculated from the curve direction and the wheel base length WB of the vehicle according to the equation (1). Vehicle steering control device.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10053145B2 (en) | 2016-07-19 | 2018-08-21 | Denso Corporation | Apparatus for controlling steering device of vehicle |
| JP2021075119A (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-20 | 日産自動車株式会社 | Travel support method for travel support device and travel support device |
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2014
- 2014-02-12 JP JP2014024865A patent/JP2015150963A/en active Pending
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