JP3314698B2 - Steering force assist device - Google Patents
Steering force assist deviceInfo
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- JP3314698B2 JP3314698B2 JP31737997A JP31737997A JP3314698B2 JP 3314698 B2 JP3314698 B2 JP 3314698B2 JP 31737997 A JP31737997 A JP 31737997A JP 31737997 A JP31737997 A JP 31737997A JP 3314698 B2 JP3314698 B2 JP 3314698B2
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Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車において、
走行方向前方の路面のカーブ状況に応じてステアリング
に保舵トルクを加えてカーブにおけるドライバの保舵力
を軽減する、保舵力補助装置に関する。[0001] The present invention relates to an automobile,
The present invention relates to a steering force assisting device that reduces a driver's steering force in a curve by applying a steering torque to a steering in accordance with a curve condition on a road surface ahead in a traveling direction.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車のステアリング操作を補助するた
めに、パワーステアリング装置が開発され普及してお
り、一般的に普及しているのは油圧式パワーステアリン
グ装置(以下、適宜パワステと省略する)である。この
ようなパワステでは、ステアリングシャフトに、ステア
リングホイールに加えられた操舵操作力に応じて捩れを
生じるトーションバが介装されており、このトーション
バの捩れに応じてコントロールバルブが作動してパワス
テ用油圧を制御し、適宜の方向に操舵操作力に応じたア
シスト力で操舵を補助するようになっている。2. Description of the Related Art In order to assist a steering operation of a vehicle, a power steering device has been developed and spread, and a hydraulic power steering device (hereinafter abbreviated as "power steering" as appropriate) is widely spread. is there. In such a power steering, a torsion bar that twists according to a steering operation force applied to a steering wheel is interposed on a steering shaft, and a control valve is operated according to the torsion of the torsion bar to operate the power steering. The hydraulic pressure is controlled, and steering is assisted in an appropriate direction with an assist force corresponding to the steering operation force.
【0003】したがって、ステアリングシャフトに介装
されたトーションバの捩じり剛性が高過ぎると、操舵操
作力に対してアシスト力が不足したり、また、コントロ
ールバルブを精度良く作動させることができなくなった
りする不具合があり、パワステ性能を確保するために、
かかるトーションバの剛性は抑えられている。Therefore, if the torsional stiffness of the torsion bar interposed in the steering shaft is too high, the assisting force becomes insufficient with respect to the steering operation force, and the control valve cannot be operated accurately. Or to ensure power steering performance,
The rigidity of the torsion bar is suppressed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にトーションバの捩じり剛性が抑えられると、ステアリ
ング系の剛性が低下するため、ステアリング操作時の剛
性感が不足して操舵フィーリングの低下を招くという課
題がある。しかしながら、トーションバに感応して作動
するパワーステアリング装置に、操舵力のアシストを頼
るかぎり、かかる課題の解決は困難である。However, if the torsional rigidity of the torsion bar is suppressed as described above, the rigidity of the steering system is reduced, so that the feeling of rigidity at the time of steering operation is insufficient, and the steering feeling becomes poor. There is a problem of causing a decrease. However, as long as the power steering device that operates in response to the torsion bar relies on assisting the steering force, it is difficult to solve such a problem.
【0005】一方、パワステとは異なる見地から、操舵
力のアシストを行ないうる技術も開発されている。つま
り、走行中の道路に対する車両の位置や姿勢の把握を行
ない、これに基づいて自動車のアクセル操作や操舵操作
を自動的に行なう自動走行制御の技術や、ドライバの運
転を案内するために操舵操作等を補助する技術(運転案
内装置)が開発されている。On the other hand, from the viewpoint different from the power steering, a technology capable of assisting the steering force has been developed. In other words, the position and attitude of the vehicle with respect to the road on which it is traveling are grasped, and based on this, the automatic driving control technology that automatically performs the accelerator operation and the steering operation of the vehicle, and the steering operation to guide the driver's driving A technology (driving guidance device) for assisting the vehicle has been developed.
【0006】自動走行制御の場合、ドライバに何ら頼る
ことなく自動車を運転することが必要であり、道路をは
じめとした基本的施設(インフラ)を整備するなど、そ
の実用化には様々な条件整備が前提となる。一方、運転
案内装置の場合、自動車を運転するのはあくまでもドラ
イバであり、運転案内装置はドライバの運転操作のミス
をドライバに知らせたりミスを解消する方向へ運転を補
助したりするものである。したがって、運転案内装置
は、現在の道路環境においても実現可能な技術が多く、
より実用性の高い運転案内装置の開発が望まれている。[0006] In the case of automatic driving control, it is necessary to drive a car without relying on a driver at all, and various conditions are required for its practical use, such as the provision of basic facilities (infrastructure) such as roads. Is assumed. On the other hand, in the case of the driving guide device, the driver drives the automobile, and the driving guide device informs the driver of a driver's driving error and assists driving in a direction to eliminate the mistake. Therefore, the driving guidance device has many technologies that can be realized even in the current road environment,
It is desired to develop a more practical driving guide device.
【0007】カーブ路においては、車両には旋回方向と
は逆方向に横加速度がはたらき、ドライバはこの横加速
度に対抗してハンドルの保舵操作をしなければならず、
作用する横加速度の大きさに応じてドライバにも大きな
保舵力が要求される。したがって、操舵用アクチュエー
タを通じてステアリングに保舵用制御トルクを与え、カ
ーブ路におけるドライバの保舵力の軽減を図ることが考
えられる。[0007] On a curved road, lateral acceleration acts on the vehicle in a direction opposite to the turning direction, and the driver must steer the steering wheel against this lateral acceleration.
The driver is also required to have a large steering force according to the magnitude of the acting lateral acceleration. Therefore, it is conceivable to provide a steering control torque to the steering through the steering actuator to reduce the driver's steering force on a curved road.
【0008】この場合、保舵用制御トルクをどのように
与えるかが課題になる。つまり、ドライバを補助するた
めに与える保舵用制御トルクの付与の仕方によっては却
ってドライバの操舵操作を妨げ、ドライバに違和感を与
える虞があり、保舵用制御トルクはドライバに違和感を
与えることなくなるべく自然な形で付与することが望ま
れる。In this case, how to apply the steering maintaining control torque is an issue. In other words, depending on the manner in which the steering control torque is given to assist the driver, the driver's steering operation may be hindered and the driver may feel uncomfortable, and the steering control torque does not cause the driver to feel uncomfortable. It is desirable to give it as natural as possible.
【0009】また、保舵用制御トルク付与は、カーブ路
に沿ってドライバの操舵操作を誘導していくように行な
いたい。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもの
で、保舵力の補助要求に応じて適切な保舵用制御トルク
を付与することにより、カーブ路におけるドライバの保
舵力を軽減するとともに、カーブ路に沿った操舵操作を
ドライバに的確に案内できるようにした、保舵力補助装
置を提供することを目的とする。It is desired that the steering control torque be applied so as to guide the driver's steering operation along a curved road. The present invention has been made in view of the above-described problem, and reduces a driver's steering force on a curved road by applying an appropriate steering control torque in response to a steering force assistance request. An object of the present invention is to provide a steering force assisting device capable of accurately guiding a steering operation along a curved road to a driver.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の保舵
力補助装置では、曲率算出手段が撮像手段からの画像情
報に基づき自車両の走行方向前方の道路曲率を算出し、
車速検出手段が自車両の車速を検出する。そして、制御
トルク算出手段が、曲率算出手段で算出された走行車線
の曲率と車速検出手段で検出された自車両の車速とに基
づいて自車両に作用する横加速度を算出し、算出した横
加速度の大きさに応じて保舵用制御トルクを算出する。
制御手段は、前方のカーブ状況に応じてドライバから操
舵トルクが加えられるステアリングに、制御トルク算出
手段で算出された大きさの保舵用制御トルクを付加する
ように車両の操舵アクチュエータを制御する。この場
合、より好ましくは、算出する保舵用制御トルクは、ド
ライバが打ち勝てる程度の大きさに制限する。また、操
舵アクチュエータからステアリングに付加される保舵用
制御トルクが、ドライバからの操舵トルクと加算されて
パワーステアリング装置を経て操舵輪へ伝達されるのも
好ましい。Therefore, in the steering force assisting device according to the present invention, the curvature calculating means includes an image information from the imaging means.
Calculate the road curvature ahead of the running direction of the vehicle based on the information ,
Vehicle speed detecting means detects the vehicle speed of the own vehicle. Then, the control torque calculating means calculates a lateral acceleration acting on the own vehicle based on the curvature of the traveling lane calculated by the curvature calculating means and the vehicle speed of the own vehicle detected by the vehicle speed detecting means, and calculates the calculated lateral acceleration.
A steering control torque is calculated according to the magnitude of the acceleration .
The control means controls the steering actuator of the vehicle such that the steering torque of the magnitude calculated by the control torque calculating means is added to the steering to which the steering torque is applied from the driver according to the curve situation ahead. In this case , more preferably, the calculated steering control torque is limited to a magnitude that the driver can overcome. It is also preferable that the steering control torque applied from the steering actuator to the steering be added to the steering torque from the driver and transmitted to the steered wheels via the power steering device.
【0011】これにより、自車両が走行方向前方のカー
ブに差しかかると、自車両のカーブに沿った旋回を助け
る方向にドライバの加える操舵トルクとは別に車両に作
用すると予測される横加速度に応じた保舵用制御トルク
が操舵アクチュエータにより付与されて、カーブ路にお
けるドライバの保舵力が軽減されるとともに、カーブ路
に沿った操舵操作がドライバに的確に案内される。According to this structure, when the host vehicle approaches a curve ahead in the traveling direction, the vehicle responds to a lateral acceleration predicted to act on the vehicle separately from the steering torque applied by the driver in a direction that assists the vehicle to turn along the curve. The steering control torque is applied by the steering actuator, so that the driver's steering force on the curved road is reduced, and the steering operation along the curved road is accurately guided to the driver.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図1〜図10は本発明の一
実施形態としての保舵力補助装置を示すものである。本
保舵力補助装置は、自動車において自車両がカーブ路を
走行していとるときに、車両に作用する横方向の加速度
によるドライバーのハンドル保舵の負担を軽減するため
のものであり、走行車線の状況を認識して、車両がカー
ブ路に差しかかると、図1に示すように、車両にそなえ
られた操舵アクチュエータ21によりドライバの加える
保舵トルクとは別に保舵トルク(この保舵トルクは、ド
ライバの加える保舵トルクと区別するために保舵用制御
トルクと呼ぶ)を与えて、ドライバのステアリングホイ
ール(以下、ハンドルともいう)20の保舵の負担を軽
減するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 10 show a steering force assisting device as an embodiment of the present invention. This steering force assisting device is provided to reduce a driver's steering wheel steering load due to lateral acceleration acting on the vehicle when the vehicle is traveling on a curved road in a vehicle. When the vehicle approaches the curved road after recognizing the situation described above, as shown in FIG. 1, a steering torque (this steering torque is different from the steering torque applied by the driver by the steering actuator 21 provided in the vehicle). In order to distinguish the steering torque (hereinafter also referred to as a steering wheel) 20 of the driver, the burden on the steering wheel (hereinafter, also referred to as a steering wheel) 20 is reduced.
【0013】もちろん、この保舵用制御トルク自体も、
車両のカーブ路における挙動を修正する作用があるが、
この保舵用制御トルクは、あくまでもドライバーのハン
ドル保舵の負担軽減が主目的であり、カーブに沿って旋
回するように車両の位置を修正するのは、この保舵用制
御トルクが加えられたことで負担が軽減されたドライバ
の操舵操作によって行なうべきものとしている。Of course, the steering control torque itself is also
It has the effect of correcting the behavior of vehicles on curved roads,
The main purpose of this steering control torque is to reduce the burden on the driver to maintain the steering wheel, and to correct the position of the vehicle so that it turns along a curve, the control torque for steering was added. Therefore, the operation is to be performed by the driver's steering operation whose burden is reduced.
【0014】したがって、本保舵力補助装置は、図1に
示すように、走行車線に対する自車両の位置を認識する
ために、車両1の前方の道路状態を撮像する撮像手段と
してのカメラ2と、カメラ2からの画像情報から画像情
報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置を認識す
る画像情報処理手段3と、この画像情報処理手段3によ
る白線位置画像情報から走行レーン(走行車線)の曲率
ρを算出する曲率算出手段4Aとをそなえている。Accordingly, as shown in FIG. 1, the present steering force assisting device includes a camera 2 as an image pickup means for picking up an image of a road condition in front of the vehicle 1 in order to recognize the position of the own vehicle with respect to the traveling lane. An image information processing means 3 for appropriately processing image information from image information from the camera 2 to recognize left and right white line positions on the front road, and a driving lane (traveling lane) based on the white line position image information by the image information processing means 3. ) Is provided with a curvature calculation means 4A for calculating the curvature ρ.
【0015】なお、この曲率ρと車速Vとにより横加速
度Gを算出できるが、横加速度Gは、カーブ路における
ドライバの負担に関する判定パラメータに相当する。ま
た、曲率算出手段4Aは、自車両に対する走行車線(走
行レーン)の相対位置を推定する走行レーン推定手段4
内の機能要素としてそなえられている。さらに、本保舵
力補助装置は、車両1の車速Vを検出する車速センサ3
2と、この車速センサ32により検出された車速V及び
曲率算出手段4Aにより算出された走行レーンの曲率ρ
から車両1に作用する横加速度Gを算出し、この横加速
度G、即ち、カーブ路におけるドライバの負担の度合い
に基づいて、保舵用制御トルクTgを算出する制御トル
ク算出手段5と、ドライバの加える操舵トルクとは別に
保舵用制御トルクTgを操舵系に付与しうる操舵アクチ
ュエータ21と、この制御トルク算出手段5で算出され
た保舵用制御トルクTgが横加速度Gに対抗して車両の
旋回を助ける方向に発生するように操舵アクチュエータ
21を制御する制御手段(コントローラ)6とをそなえ
ている。Although the lateral acceleration G can be calculated from the curvature ρ and the vehicle speed V, the lateral acceleration G corresponds to a determination parameter relating to a driver's burden on a curved road. Further, the curvature calculating means 4A includes a traveling lane estimation means 4 for estimating a relative position of a traveling lane (traveling lane) with respect to the own vehicle.
It is provided as a functional element within. Further, the present steering force assisting device includes a vehicle speed sensor 3 for detecting a vehicle speed V of the vehicle 1.
2, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 32, and the curvature ρ of the traveling lane calculated by the curvature calculating means 4A.
A control torque calculating means 5 for calculating a steering torque Tg based on the lateral acceleration G acting on the vehicle 1 based on the lateral acceleration G, that is, the degree of the driver's burden on a curved road. The steering actuator 21 that can apply a steering control torque Tg to the steering system separately from the applied steering torque, and the steering control torque Tg calculated by the control torque calculation means 5 is used to control the vehicle against the lateral acceleration G. A control means (controller) 6 for controlling the steering actuator 21 so as to generate in a direction that assists turning is provided.
【0016】また、本保舵力補助装置の作動を選択する
スイッチ(SW)23がそなえられている。したがっ
て、本装置を作動させたければスイッチ23をオンに、
本装置を作動させたくなければスイッチ23をオフに、
ドライバの好みに応じて選択できるようになっている。
さらに、例えばインパネ(インストルメントパネル)内
には、スイッチ23がオンの場合、又は、負担軽減のた
めの保舵用制御トルクが加えられている場合に、これを
表示する作動表示部24が設けられている。A switch (SW) 23 for selecting the operation of the steering force assisting device is provided. Therefore, if you want to operate this device, turn on the switch 23,
If you do not want to operate this device, turn off switch 23,
It can be selected according to the driver's preference.
Further, for example, in the instrument panel (instrument panel), when the switch 23 is turned on, or when a steering control torque for reducing the load is applied, an operation display unit 24 for displaying the torque is provided. Have been.
【0017】なお、画像情報処理手段3,走行レーン推
定手段4(曲率算出手段4A),制御トルク算出手段
5,コントローラ6は、CPU,入出力インタフェー
ス,ROM,RAM等をそなえてなる電子制御ユニット
として構成される。まず、車両が走行するカーブの大き
さの度合い、即ち、走行レーンの曲率ρの算出について
説明する。The image information processing means 3, travel lane estimating means 4 (curvature calculating means 4A), control torque calculating means 5, and controller 6 are an electronic control unit having a CPU, an input / output interface, a ROM, a RAM, and the like. Is configured as First, the calculation of the degree of the size of the curve on which the vehicle travels, that is, the calculation of the curvature ρ of the traveling lane will be described.
【0018】画像情報処理手段3では、まず、図2に示
すように、カメラ2からの原画像41を取り込み、この
原画像41から道路白線を抽出して、抽出した道路白線
の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像42に変
換する。次に、白線12L,12Rの認識について図3
を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン
左端の路側線としての白線12Lの認識について説明す
るが、走行レーン右端の白線12Rを基準とする場合に
ついても同様であるため、左端の白線12Lについては
単に白線12と称することにする。In the image information processing means 3, first, as shown in FIG. 2, an original image 41 from the camera 2 is taken in, a road white line is extracted from the original image 41, and an image of the extracted road white line is converted into a vertical image. The image is converted into a two-dimensional image 42 as viewed from above. Next, the recognition of the white lines 12L and 12R is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. Here, the recognition of the white line 12L as the roadside line at the left end of the traveling lane will be described. However, the same applies to the case where the white line 12R at the right end of the traveling lane is used as a reference. I will call it.
【0019】次に、画像情報認識手段3では、図3
(a)に示すように、車両1にそなえられたカメラ2に
より平地において車両前方の範囲(例えば5m〜30
m)の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面
上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上
で等間隔になるような複数の水平線11を設定する。こ
の白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新
されるようになっており、図3(b)に示すように、そ
れぞれの水平線11上において前回の画面での白線位置
の左右の所要の範囲(ここでは、左右50画素〔do
t〕)を白線探査エリア(処理対象領域)10として設
定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。Next, in the image information recognizing means 3, FIG.
As shown in FIG. 1A, a camera 2 provided on a vehicle 1 uses a camera 2 to cover a flat area (eg, 5 m to 30 m).
m), the image in the vertical direction on the screen is partially omitted from the image information. Then, a plurality of horizontal lines 11 are set at equal intervals on this screen. The capture of the black-and-white image information is updated every minute control cycle. As shown in FIG. 3B, on each horizontal line 11, the left and right positions of the white line position on the previous screen are required. (Here, the left and right 50 pixels [do
t]) is set as a white line search area (processing target area) 10. For the first screen, the white line position on the straight road is used as the previous screen data.
【0020】そして、図3(c)に示すように、各水平
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号14はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線12は通常の路面に比0して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線12への境界点で輝度変化がプラス、白線12か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図3(d)に示す。Then, as shown in FIG. 3C, the brightness of each horizontal line is differentiated in the horizontal direction from the left. Reference numeral 14 in the figure is a guardrail. By the way, a normal road surface has low luminance and a small change in luminance. On the contrary,
Since the brightness of the white line 12 is very high compared to the normal road surface, the brightness change is positive at the boundary point from the normal road surface to the white line 12, and the brightness change is positive. Differential data is obtained such that the luminance change becomes negative at the boundary point to. An example of such differential data is shown in FIG.
【0021】そして、各水平線11のデータそれぞれに
ついて、微分値のピークが左からプラス,マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線12
として妥当と思われる程度(プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば30dot以内)に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、
図3(e)に示すように、その中点Mを白線候補点15
として保存する。Then, for each data of each horizontal line 11, peaks of the differential values appear in the order of plus and minus from the left, and the interval between the peaks is the white line 12
Is extracted as a candidate for a white line, and a combination that falls within a reasonable degree (interval between a positive peak and a negative peak is within 30 dots, for example) is extracted.
As shown in FIG. 3E, the midpoint M is set to the white line candidate point 15.
Save as
【0022】そして、これらの白線候補点15のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両1が左側通行の場合、探索エリア1
0の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、こ
の通常の道路面に最も近い白線候補点15が白線12と
判断できる。したがって白線12よりもさらに左側に、
ノイズの原因となる物体(例えばガードレール14等)
が存在する場合であっても、カメラ2により撮像された
画像情報から白線12を確実に認識することができる。Then, among these white line candidate points 15,
Only the point closest to the screen center is left as the final candidate point.
This means that, for example, when the vehicle 1 is traveling on the left side, the search area 1
The right side of 0 is a road surface with little change in normal luminance, and the white line candidate point 15 closest to this normal road surface can be determined as the white line 12. Therefore, further to the left of the white line 12,
Objects that cause noise (for example, guardrails 14)
Is present, the white line 12 can be reliably recognized from the image information captured by the camera 2.
【0023】そして、図3(f)に示すように、最後に
各水平線データにおける白線候補点15の上下方向の連
続性を画面の下方から順次検証していく。まず、事前に
前画面での白線12の上下端間の傾きを計算しておく。
そして、最下点15Aを白線12とすると、一本だけ上
の水平線11上の候補点15Bが、前回の白線12の傾
き分±50dotの範囲内に入っているかを検証する。Finally, as shown in FIG. 3F, the vertical continuity of the white line candidate points 15 in each horizontal line data is sequentially verified from the bottom of the screen. First, the inclination between the upper and lower ends of the white line 12 on the previous screen is calculated in advance.
Then, assuming that the lowest point 15A is the white line 12, it is verified whether or not the candidate point 15B on the horizontal line 11 which is only one line above is within the range of ± 50 dots of the inclination of the previous white line 12.
【0024】候補点15Bがこの範囲内に入っていれば
これを白線とし、入っていないときは候補点15Bは却
下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置
としてみなされる。そして、この検出を各水平線につい
て同様の作業を行なうことにより、連続した白線12を
認識することができるのである。このような白線認識の
作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線
12の認識が更新されるようになっている。If the candidate point 15B falls within this range, it is regarded as a white line. If not, the candidate point 15B is rejected, and the coordinates interpolated from the above-mentioned inclination are regarded as the white line position. By performing the same operation for each horizontal line for this detection, a continuous white line 12 can be recognized. Such white line recognition work is continuously performed at a required cycle, and the recognition of the white line 12 is updated each time.
【0025】走行レーン右端の路側線としての白線12
Rの認識についも、これと同様に行なわれる。推定手段
4では、このように各認識周期で認識された原画像41
上の白線12R,12Lを平面視画像42に変換して、
走行レーン左端の白線12Lから推定しうる道路中心線
LCL と走行レーン右端の白線12Rから推定しうる道
路中心線LCR とに基づいて、道路中心線LCの推定を
行なうようになっている。そして、この道路中心線LC
に基づいて横ずれ量ΔY,偏角β及び曲率指標θを算出
する。White line 12 as the roadside line at the right end of the traveling lane
The recognition of R is performed in the same manner. In the estimating means 4, the original image 41 thus recognized in each recognition cycle
The upper white lines 12R and 12L are converted into a two-dimensional image 42,
Based on the road centerline LC R from traveling lane left to the road central line LC L which can be estimated from the white line 12L traveling lane right edge of the white line 12R can estimate, and performs the estimation of the road centerline LC. And this road center line LC
Is calculated on the basis of the lateral displacement amount ΔY, the deflection angle β, and the curvature index θ.
【0026】なお、偏角βとは、図4に示すように、屈
曲した道路中心線LCの接線と車両中心線方向とがなす
角であり、車両から所定距離だけ離れた第1検出点(図
中には近地点と示す)における基準線位置情報と、この
近地点よりもさらに所定距離だけ離れた第2検出点(図
中には遠地点と示す)における基準線位置情報とから算
出することができる。The declination β is, as shown in FIG. 4, the angle between the tangent to the curved road center line LC and the vehicle center line direction, and is the first detection point ( It can be calculated from the reference line position information at the perigee in the figure) and the reference line position information at the second detection point (shown as the apogee in the figure) further away from the perigee by a predetermined distance. .
【0027】つまり、偏角βは、これらの第1検出点と
第2検出点とを結んだ直線と、自車両中心線とがなす角
として算出するようになっている。このようにして算出
される偏角は、第1検出点と第2検出点との中間地点
(図中×印)における偏角であり、少なくとも車両1か
ら一定以上前方の地点の偏角である。また、この例で
は、カメラ2による画像情報に基づく道路中心線LCの
うち車両1に最も近い地点を第1検出点としており、横
ずれ量ΔYは、この第1検出点における自車両中心線と
道路中心線LCとの横方向距離(道路幅方向,カメラ画
像の横方向距離)を横ずれ量(横偏差)ΔYとして算出
する。That is, the declination β is calculated as an angle between a straight line connecting the first detection point and the second detection point and the center line of the host vehicle. The declination calculated in this way is a declination at an intermediate point between the first detection point and the second detection point (marked by x in the drawing), and is at least a declination at a point at least a certain distance ahead of the vehicle 1. . In this example, the point closest to the vehicle 1 on the road center line LC based on the image information from the camera 2 is set as the first detection point, and the amount of lateral deviation ΔY is determined by comparing the vehicle center line at this first detection point with the road. The lateral distance from the center line LC (the road width direction, the lateral distance of the camera image) is calculated as a lateral displacement amount (lateral deviation) ΔY.
【0028】曲率算出手段4Aでは、図5に示すよう
に、例えば車両前方の道路中心線LC上の点B(これを
カーブ検出点とする)に対してサンプリング距離Lだけ
後方の第1地点(点A)と、カーブ検出点(点B)に対
してサンプリング距離Lだけ前方の第2地点(点C)と
を与えて、点Aから点Bに至る第1のベクトルABと、
点Bから点Cに至る第2のベクトルBCとのなす角度θ
を点Bにおける曲率指標(曲率特性)として算出するよ
うになっている。The curvature calculating means 4A, as shown in FIG. 5, for example, a first point (a point B on the road center line LC in front of the vehicle (this is defined as a curve detection point) behind the point B by a sampling distance L). Given a point A) and a second point (point C) ahead of the curve detection point (point B) by a sampling distance L, a first vector AB from point A to point B;
Angle θ between second point BC and point C from point B to point C
Is calculated as a curvature index (curvature characteristic) at point B.
【0029】そして、これらのサンプリング距離Lと曲
率指標θとから走行レーンの曲率(道路曲率)ρを次式
により算出するようになっている。 ρ=2sin(θ/2)/L ・・・・・・・・・・・・(1) つまり、この曲率指標θの値は、点Bにおけるカーブの
屈曲度を表す指標であり、曲率指標θが大きい程、点B
におけるカーブの曲率ρが大きく、カーブが急であるこ
とを示している。From the sampling distance L and the curvature index θ, the curvature (road curvature) ρ of the traveling lane is calculated by the following equation. ρ = 2 sin (θ / 2) / L (1) That is, the value of the curvature index θ is an index representing the degree of curvature of the curve at the point B, and the curvature index The larger the θ, the more the point B
Indicates that the curvature ρ of the curve is large, indicating that the curve is steep.
【0030】制御トルク算出手段5では、このようにし
て算出される走行レーンの曲率ρを基に車両に作用する
横加速度Gを算出する。つまり、車速センサ32で検出
される車両の走行速度の大きさをVとすると、横加速度
Gは次式で算出される。 G=ρ×V2 ・・・・・・・・・・・・・(2) そして、この横加速度Gに基づいて保舵用制御トルクT
gを設定するが、本装置では、この保舵用制御トルクT
gの設定に特徴がある。The control torque calculating means 5 calculates the lateral acceleration G acting on the vehicle based on the curvature ρ of the traveling lane calculated in this manner. That is, assuming that the magnitude of the traveling speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor 32 is V, the lateral acceleration G is calculated by the following equation. G = ρ × V 2 (2) Then, based on the lateral acceleration G, the steering control torque T
g is set, and in the present device, the steering control torque T
There is a feature in the setting of g.
【0031】つまり、保舵用制御トルクTgは、自動操
舵に用いる操舵トルクとは異なり、カーブ路におけるド
ライバの保舵力の軽減が主目的であって、車両の位置を
車線上に保持するのはドライバの操舵操作によるため、
保舵用制御トルクTgは、ドライバの操舵操作を妨げな
い程度の大きさに、つまり、ドライバが容易に打ち勝て
る程度の大きさに設定されている。In other words, the steering control torque Tg is different from the steering torque used for automatic steering, and the main purpose is to reduce the driver's steering force on a curved road, and to maintain the position of the vehicle on the lane. Is due to the driver's steering operation,
The steering maintaining control torque Tg is set to a magnitude that does not hinder the driver's steering operation, that is, a magnitude that the driver can easily overcome.
【0032】したがって、カーブ路において横加速度G
が作用したとき、この横加速度Gによるドライバの負担
を軽減する方向に保舵用制御トルクTgを加えた場合に
も、ドライバが車線を逸脱する方向に操舵操作を行なお
うとすれば、十分にこれを行なえるようになっている。
これにより、車両を走行車線外に退避させるための緊急
操舵も容易に行なえ、また、カーブ路におけるレーンチ
ェンジの際に保舵用制御トルクTgが働いたとしても、
レーンチェンジの妨げにはならないようになっている。Therefore, on a curved road, the lateral acceleration G
When the steering control torque Tg is applied in a direction to reduce the burden on the driver due to the lateral acceleration G when the driver operates, if the driver tries to perform the steering operation in the direction deviating from the lane, it is sufficient. You can do this.
Accordingly, emergency steering for retreating the vehicle out of the traveling lane can be easily performed, and even when the steering control torque Tg is applied at the time of lane change on a curved road,
It does not hinder the lane change.
【0033】また、保舵用制御トルクTgは、車両に作
用する横加速度Gに応じた大きさに設定されるようにな
っている。つまり、制御トルク算出手段5では、図6に
示すように、横加速度Gに比例するように保舵用制御ト
ルクTgを設定する。図6中、横加速度Gに関する横座
標は、右方向が車両の右方向への横加速度の作用を、左
方向が車両の左方向への横加速度の作用を示しており、
保舵用制御トルクTgに関する縦座標は、上方向が車両
を車線左側へ導く左操舵を、下方向が車両を車線右側へ
導く右操舵を示している。The steering control torque Tg is set to a magnitude corresponding to the lateral acceleration G acting on the vehicle. In other words, the control torque calculation means 5 sets the control torque Tg for maintaining the steering so as to be proportional to the lateral acceleration G, as shown in FIG. In FIG. 6, the abscissa regarding the lateral acceleration G indicates that the right direction indicates the effect of the lateral acceleration of the vehicle to the right, and the left direction indicates the effect of the lateral acceleration of the vehicle to the left.
The ordinate relating to the steering-holding control torque Tg indicates left steering in which the upward direction guides the vehicle to the left side of the lane, and rightward steering in which the downward direction guides the vehicle to the right side of the lane.
【0034】図6に示すように、車両に右方向への横加
速度が作用すれば、この横加速度Gに応じて車両を車線
左側へ導く左操舵の保舵用制御トルクTgを設定し、車
両に左方向への横加速度が作用すれば、この横加速度G
に応じて車両を車線右側へ導く右操舵の保舵用制御トル
クTgを設定する。ただし、いずれも、保舵用制御トル
クTgの大きさは一定値Tgmで制限しており、ここで
は、横加速度Gの大きさがG1となったら一定値Tgm
に制限している。これは、上述のように、ドライバが容
易に打ち勝てる程度の大きさに制限しているのである。As shown in FIG. 6, when a lateral acceleration in the right direction acts on the vehicle, a left-hand steering control torque Tg for guiding the vehicle to the left side of the lane is set in accordance with the lateral acceleration G. If lateral acceleration in the left direction acts on the lateral acceleration G
The steering control torque Tg for right steering that guides the vehicle to the right side of the lane is set in accordance with. However, in any case, the magnitude of the steering control torque Tg is limited by a constant value Tgm. Here, when the magnitude of the lateral acceleration G becomes G1, the constant value Tgm is set.
Limited to This limits the driver to a size that can be easily overcome, as described above.
【0035】そして、制御トルク算出手段5は、このよ
うにして設定された保舵用制御トルクTgにゲインKを
乗じてコントローラ6へ出力する。なお、このゲインK
は、ステアリングシャフト40(図10に示す)にそな
えられた図示しないパワーステアリング機構の構造によ
り決まる係数である。また、ゲインKの大きさは調整可
能であり、上述のようにドライバの保舵力を一部負担す
るのみならず、ドライバの保舵力を完全に負担してドラ
イバがハンドル20から手を放しても一定舵角を保つよ
うなレベルに設定することも可能である。Then, the control torque calculating means 5 multiplies the control torque Tg for steering maintenance thus set by the gain K and outputs the result to the controller 6. Note that this gain K
Is a coefficient determined by the structure of a power steering mechanism (not shown) provided in the steering shaft 40 (shown in FIG. 10). Further, the magnitude of the gain K is adjustable, so that not only does the driver partially bear the steering force as described above, but also the driver completely releases the steering force and the driver releases the steering wheel 20. However, it is also possible to set the level to maintain a constant steering angle.
【0036】また、操舵アクチュエータ21は、ステア
リングシャフトにトルクを加えうるアクチュエータであ
ればよく、例えば、図10に示すように、ステアリング
シャフト40の図示しないトーションバーよりも下方
(パワーステアリング側)に設置した小型電動トルクモ
ータ41により構成してもよい。この場合、モータ41
からステアリングシャフト40へのトルク伝達は、ウォ
ーム42aとウォームホイール42bとからなるウォー
ムギヤ42を介して行なうが、ウォームホイール42b
とステアリングシャフト40との間にはトルクリミッタ
43を介装する。このトルクリミッタ43により、万が
一モータ41が固着した場合でもドライバーは容易にハ
ンドル20の操作を行なうことができる。また、モータ
41は最大トルクを必要最小限に設定されており、例え
コントローラ6に故障が生じてもドライバーに過剰な操
舵負担を与えないようになっている。The steering actuator 21 may be any actuator capable of applying a torque to the steering shaft. For example, as shown in FIG. 10, the steering actuator 21 is installed below the torsion bar (not shown) of the steering shaft 40 (on the power steering side). It may be constituted by the small electric torque motor 41 described above. In this case, the motor 41
The transmission of torque from the steering shaft 40 to the steering shaft 40 is performed via a worm gear 42 comprising a worm 42a and a worm wheel 42b.
A torque limiter 43 is interposed between the steering shaft 40 and the steering shaft 40. The torque limiter 43 allows the driver to easily operate the handle 20 even if the motor 41 is stuck. The maximum torque of the motor 41 is set to a necessary minimum, so that even if a failure occurs in the controller 6, an excessive steering load is not applied to the driver.
【0037】なお、制御トルク算出手段5とコントロー
ラ6との間には、実際に操舵アクチュエータ21で発揮
される制御トルクが急変することなく滑らかに連続する
ように制御トルク算出情報の出力に対して平滑化処理す
るローパスフィルタ25が介装されている。本発明の一
実施形態としての保舵力補助装置は、上述のように構成
されているので、保舵力補助の処理は、例えば図8に示
すように行なわれる。The output of the control torque calculation information is provided between the control torque calculation means 5 and the controller 6 such that the control torque actually exerted by the steering actuator 21 is smoothly continued without sudden change. A low-pass filter 25 for performing a smoothing process is provided. Since the steering force assisting device as one embodiment of the present invention is configured as described above, the steering force assisting process is performed, for example, as shown in FIG.
【0038】つまり、制御スイッチ23がオンか否かが
判定され(ステップS10)、制御スイッチ23がオン
でなければ保舵力補助の処理は行なわないが、制御スイ
ッチ23がオンであれば、ステップS20以降の処理を
行なう。即ち、まず、曲率算出手段4Aで走行レーンの
曲率を算出し(ステップS20)、制御トルク算出手段
5でこの走行レーンの曲率を基に算出される横加速度に
応じた制御トルクを算出し(ステップS30)、コント
ローラ6を通じて、この制御トルクに応じた制御量で操
舵アクチュエータ21を作動させるとともに、作動表示
部24に表示信号を出力する(ステップS40)。That is, it is determined whether or not the control switch 23 is turned on (step S10). If the control switch 23 is not turned on, the processing for assisting the holding force is not performed. The processing after S20 is performed. That is, first, the curvature of the traveling lane is calculated by the curvature calculating means 4A (step S20), and the control torque calculating means 5 calculates the control torque according to the lateral acceleration calculated based on the curvature of the driving lane (step S20). (S30) The controller 6 operates the steering actuator 21 with a control amount corresponding to the control torque and outputs a display signal to the operation display unit 24 (step S40).
【0039】このような処理を図9のブロック図を用い
て説明すれば、走行車線に対して、ドライバ側ではこれ
を視覚により認知しながら適宜判断を行なって、ハンド
ルの保舵操作を行なう。一方、本保舵力補助装置では、
まずカメラ2を通じた画像認識により走行車線に対する
レーン認識を行なって、走行レーンの曲率(道路曲率)
ρを算出して、この曲率ρと車速Vとから横加速度Gを
算出し、この横加速度Gから保舵用制御トルクTgを算
出する。そして、この保舵用制御トルクに基づいて操舵
アクチュエータ21を作動させる。This process will be described with reference to the block diagram of FIG. 9. The driver side makes a proper judgment while visually recognizing the traveling lane, and performs steering operation of the steering wheel. On the other hand, in this steering force assist device,
First, lane recognition for the traveling lane is performed by image recognition through the camera 2, and the curvature of the traveling lane (road curvature)
ρ is calculated, the lateral acceleration G is calculated from the curvature ρ and the vehicle speed V, and the steering control torque Tg is calculated from the lateral acceleration G. Then, the steering actuator 21 is operated based on the steering control torque.
【0040】これにより、ドライバの保舵トルクと操舵
アクチュエータ21による保舵用制御トルクとが加算さ
れた状態となって、パワーステアリング装置を経て操舵
輪22側へ伝達され、操舵輪22を保舵するのである。
このような各処理について更に詳述すれば、制御トルク
を算出するにあたり、走行レーンの曲率ρを算出する必
要がある。まず、本装置では、走行レーン推定手段4に
より、車両前方の道路中心線LCの曲率指標θを算出す
る。ここでは、カメラ2による画像情報に基づく道路中
心線LC上の点B(カーブ検出点)に対してサンプリン
グ距離Lだけ後方の第1地点(点A)と、カーブ検出点
(点B)に対してサンプリング距離Lだけ前方の第2地
点(点C)とを与えて、点Aから点Bに至る第1のベク
トルABと、点Bから点Cに至る第2のベクトルBCと
のなす角度θを点Bにおける曲率指標(曲率特性)とし
て算出する。As a result, the steering torque of the driver and the control torque for steering by the steering actuator 21 are added and transmitted to the steered wheels 22 via the power steering device, and the steered wheels 22 are steered. You do it.
To describe these processes in more detail, it is necessary to calculate the curvature ρ of the traveling lane when calculating the control torque. First, in the present device, the traveling lane estimating means 4 calculates the curvature index θ of the road center line LC ahead of the vehicle. Here, a first point (point A) behind the point B (curve detection point) on the road center line LC based on image information from the camera 2 by a sampling distance L, and a curve detection point (point B) The second point (point C) forward from the point A to the point B, and the angle θ between the second vector BC from the point B to the point C Is calculated as a curvature index (curvature characteristic) at the point B.
【0041】つまり、本装置では、走行レーン左端の白
線12Lと、走行レーン右端の白線12Rとに関して白
線認識を行ない、この白線認識から、車両の走行してい
る走行レーンが車両に対してどのような偏角をもってカ
ーブしているかを推定するが、まず、各白線12L、1
2Rの認識について、左側の白線12Lを例に説明す
る。That is, in the present apparatus, white line recognition is performed for the white line 12L at the left end of the driving lane and the white line 12R at the right end of the driving lane. It is presumed that the curve is curved with a certain declination.
Recognition of 2R will be described by taking the left white line 12L as an example.
【0042】まず、図3(a)に示すように、カメラ2
により平地において車両前方の範囲(例えば5m〜30
m)の白黒画像情報を微小な制御周期毎に取り込み、各
周期毎に、この画面上で等間隔になるような複数の水平
線11を設定する。そして、図3(b)に示すように、
それぞれの水平線11上において前回の画面での白線位
置の左右の所要の範囲(例えば左右50画素〔do
t〕)を白線探査エリア(処理対象領域)10として設
定する。なお、初期画面では、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。First, as shown in FIG.
On a flat ground, the area in front of the vehicle (for example,
m), the monochrome image information is fetched for each minute control cycle, and a plurality of horizontal lines 11 are set at regular intervals on this screen for each cycle. Then, as shown in FIG.
On each horizontal line 11, a required range of the left and right positions of the white line position in the previous screen (for example, 50 pixels [do
t]) is set as a white line search area (processing target area) 10. In the initial screen, a white line position on a straight road is used as previous screen data.
【0043】このような画像情報から、図3(c)に示
すように、各水平線の明度をそれぞれ左から横方向に微
分して、このような各水平線の微分データ〔図3(d)
参照〕から、微分値のピークが左からプラス,マイナス
の順に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線
12として妥当と思われる程度(プラスのピークからマ
イナスのピークまでの間隔が例えば30dot以内)に
納まっている組み合わせを白線候補として抽出し、その
中点を白線候補点15として保存する〔図3(e)参
照〕。From the image information, as shown in FIG. 3C, the brightness of each horizontal line is differentiated in the horizontal direction from the left, and the differential data of each horizontal line is obtained as shown in FIG. 3D.
From the left], the peaks of the differential values appear in the order of plus and minus from the left, and the interval between the peaks is considered to be appropriate as the white line 12 (the interval from the plus peak to the minus peak is, for example, within 30 dots). ) Are extracted as white line candidates, and the midpoint thereof is stored as a white line candidate point 15 (see FIG. 3E).
【0044】そして、これらの白線候補点15のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
このように白線候補点15を画面中心に最も近いものに
限定することにより、白線12よりもさらに外側に、ノ
イズの原因となる物体(例えばガードレール14や他の
走行レーンの車両等)が存在する場合であっても、カメ
ラ2による画像情報から白線12を確実に認識すること
ができる。Then, among these white line candidate points 15,
Only the point closest to the screen center is left as the final candidate point.
By limiting the white line candidate point 15 to the one closest to the center of the screen in this way, an object that causes noise (for example, the guardrail 14 or a vehicle in another traveling lane) exists outside the white line 12. Even in this case, the white line 12 can be reliably recognized from the image information obtained by the camera 2.
【0045】最後に、図3(f)に示すように、各水平
線データにおける白線候補点15の上下方向の連続性を
画面の下方から順次検証していく。まず、事前に前画面
での白線12の上下端間の傾きを計算しておく。そし
て、最下点15Aを白線12とすると、一本上の水平線
11上の候補点15Bが、前回の白線12の傾き分±5
0dotの範囲内に入っているかを比較して、候補点1
5Bがこの範囲内に入っていればこれを白線とし、入っ
ていないときは候補点15Bは却下されて、上述の傾き
から補間計算した座標を白線位置とみなす。Finally, as shown in FIG. 3 (f), the continuity of the white line candidate points 15 in each horizontal line data in the vertical direction is sequentially verified from the bottom of the screen. First, the inclination between the upper and lower ends of the white line 12 on the previous screen is calculated in advance. If the lowermost point 15A is the white line 12, the candidate point 15B on the upper horizontal line 11 is calculated by the inclination ± 5 of the previous white line 12.
0 dot is compared, and candidate point 1
If 5B is within this range, it is regarded as a white line. If not, the candidate point 15B is rejected, and the coordinates calculated by interpolation from the above-mentioned inclination are regarded as the position of the white line.
【0046】このような作業を各水平線について行なう
ことにより、連続した白線12を認識することができ
る。このような白線認識の作業は、所要の周期で継続し
て行なわれ、その都度白線12の認識を更新していく。
こうして、周期的に走行レーンの左右の白線12L,1
2Rの認識を行なうが、これと同様に行なわれる。By performing such an operation for each horizontal line, continuous white lines 12 can be recognized. Such white line recognition work is continuously performed at a required cycle, and the recognition of the white line 12 is updated each time.
In this manner, the white lines 12L, 1 on the left and right of the traveling lane are periodically repeated.
Recognition of 2R is performed in the same manner.
【0047】そして、推定手段4では、各道路中心線L
CL ,LCR を平均して道路中心線LC(=LCL +L
CR )を算出する。こうして道路中心線LCが推定され
ると、車両前方の道路中心線LC上の点B(カーブ検出
点)に対してサンプリング距離Lだけ後方の第1地点
(点A)と、カーブ検出点(点B)に対してサンプリン
グ距離Lだけ前方の第2地点(点C)とを与えて、点A
から点Bに至る第1のベクトルABと、点Bから点Cに
至る第2のベクトルBCとのなす角度θを点Bにおける
曲率指標(曲率特性)として算出する。また、第1検出
点における自車両中心線と道路中心線LCとの横方向距
離(道路幅方向,カメラ画像の横方向距離)を横ずれ量
(横偏差)ΔYとして算出し、第1検出点と第2検出点
とを結んだ直線と、自車両中心線とがなす角を偏角βと
して算出する。Then, the estimating means 4 calculates each road center line L
C L, roads and averages the LC R centerline LC (= LC L + L
C R ) is calculated. When the road center line LC is estimated in this manner, a first point (point A), which is a sampling distance L behind the point B (curve detection point) on the road center line LC ahead of the vehicle, and a curve detection point (point B) is given a second point (point C) ahead by a sampling distance L, and a point A
Is calculated as a curvature index (curvature characteristic) at the point B between the first vector AB from the point B to the point B and the second vector BC from the point B to the point C. In addition, the lateral distance (road width direction, lateral distance of the camera image) between the vehicle center line and the road center line LC at the first detection point is calculated as a lateral deviation amount (lateral deviation) ΔY. The angle between the straight line connecting the second detection point and the center line of the host vehicle is calculated as the argument β.
【0048】このようにして、曲率指標θが算出される
と、走行レーン推定手段4は、(1)式より走行レーン
の曲率ρを算定し、さらに車速センサ32で検出された
車両の車速Vを用いて(2)式より車両に作用する横加
速度Gを算出する。制御トルク算出手段5による保舵用
制御トルクTgの算出は、図6に示すようなマップやテ
ーブル又は演算式を用いて行なう。つまり、図6に示す
ように、走行レーンが左方向にカーブしている場合、車
両に作用する横加速度Gは車両の旋回を妨げる右方向に
働くので、横加速度Gの大きさに応じて車両を左側へ旋
回させる左操舵の保舵用制御トルクTgを設定し、走行
レーンが右方向にカーブしている場合は、横加速度Gの
大きさに応じて車両を右側へ旋回させる右操舵の保舵用
制御トルクTgを設定する。ただし、ドライバが容易に
打ち勝てる程度に保舵用制御トルクTgの大きさを保つ
ため、横加速度Gの大きさがG1以上の場合は保舵用制
御トルクTgの大きさを一定値Tgmに制限する。When the curvature index θ is calculated in this manner, the traveling lane estimating means 4 calculates the curvature ρ of the traveling lane from the equation (1), and further calculates the vehicle speed V of the vehicle detected by the vehicle speed sensor 32. Is used to calculate the lateral acceleration G acting on the vehicle from equation (2). The calculation of the steering control torque Tg by the control torque calculation means 5 is performed using a map, a table, or an arithmetic expression as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, when the traveling lane is curved to the left, the lateral acceleration G acting on the vehicle acts in the right direction that hinders the turning of the vehicle. The left-hand steering control torque Tg for turning the vehicle to the left is set. When the driving lane is curved rightward, the right-hand steering for turning the vehicle to the right according to the magnitude of the lateral acceleration G is set. The rudder control torque Tg is set. However, in order to maintain the magnitude of the steering control torque Tg to such an extent that the driver can easily overcome, when the magnitude of the lateral acceleration G is equal to or more than G1, the magnitude of the steering control torque Tg is limited to a constant value Tgm. .
【0049】したがって、この保舵用制御トルクTgを
付与されることで、ドライバはカーブ路におけるハンド
ル20の保舵力を軽減され、大きな横加速度Gが作用す
るような場合でも容易に操舵操作が行なわれるようにな
る。また、この保舵用制御トルクTgは、車両がこれか
ら進入するカーブにおいて作用するであろう横加速度G
を前もって予測し、この予測された横加速度Gをもとに
決定されるため、ドライバにカーブに沿ったハンドル操
舵を促すように保舵用制御トルクTgを付与することが
できる。このため、この保舵用制御トルクTgは車両が
カーブにさしかかったことをドライバに警告する効果も
あり、例えば脇見運転のドライバに対して有効である。Therefore, by applying the steering control torque Tg, the driver can reduce the steering holding force of the steering wheel 20 on a curved road, and can easily perform the steering operation even when a large lateral acceleration G is applied. Will be performed. Further, the steering control torque Tg is equal to the lateral acceleration G that will act on the curve where the vehicle is about to enter.
Is determined in advance based on the predicted lateral acceleration G, so that the steering control torque Tg can be applied so as to prompt the driver to steer the steering wheel along the curve. For this reason, the steering control torque Tg also has the effect of alerting the driver that the vehicle is approaching a curve, and is effective, for example, for a driver looking aside.
【0050】さらに、制御トルク算出手段5では、保舵
用制御トルクTgのゲインKをドライバの任意に変更す
ることができるようになっており、ゲインKの設定によ
ってはドライバがハンドルから手を放しても保舵用制御
トルクTgにより一定舵角を保持することもできる。さ
らに、油圧パワーステアリング機構のみに操舵力の補助
を頼ると、きめ細かくアシスト制御するためにはトーシ
ョンバーの捩じり剛性を高くすることができず、剛性感
不足な操舵フィーリングになってしまうが、本保舵力補
助装置では、油圧パワーステアリング機構とは別に設け
られた小型電動トルクモータ41が油圧パワーステアリ
ング機構とともにドライバの操舵操作をアシストするの
で、油圧パワーステアリング機構の負担が小さくなり、
これにより油圧パワーステアリング機構の制御能力を小
さくすることができる。したがって、ステアリング系の
剛性を高く設定することができ、剛性感不足を解消する
ことができることになる。Further, the control torque calculating means 5 can change the gain K of the steering control torque Tg arbitrarily by the driver. Depending on the setting of the gain K, the driver releases the steering wheel. However, a constant steering angle can be maintained by the steering control torque Tg. Furthermore, if the assist of the steering force is relied solely on the hydraulic power steering mechanism, the torsional rigidity of the torsion bar cannot be increased in order to finely control the assist, resulting in a steering feeling with insufficient rigidity. However, in this steering force assisting device, the small electric torque motor 41 provided separately from the hydraulic power steering mechanism assists the driver's steering operation together with the hydraulic power steering mechanism, so that the load on the hydraulic power steering mechanism is reduced,
Thereby, the control ability of the hydraulic power steering mechanism can be reduced. Therefore, the rigidity of the steering system can be set high, and the lack of rigidity can be resolved.
【0051】また、ローパスフィルタ25により、保舵
用制御トルクTgが平滑化処理されて出力されるので、
操舵アクチュエータ21で発生する保舵用制御トルクが
急変することなく滑らかに連続するようになり、カーブ
路におけるハンドルの保舵制御を安定して行なうことが
できる利点もある。なお、制御トルク算出手段5による
保舵用制御トルクTgの算出は、横加速度Gに対して図
6に示すような特性に限定されない。The low-pass filter 25 smoothes the steering control torque Tg and outputs it.
There is also an advantage that the steering control torque generated by the steering actuator 21 is smoothly continued without abrupt change, and steering control of the steering wheel on a curved road can be stably performed. The calculation of the steering control torque Tg by the control torque calculating means 5 is not limited to the characteristic shown in FIG.
【0052】つまり、保舵用制御トルクTgは、横加速
度Gが大きさに応じて大きくなるものであればよく、特
に、横加速度Gが小さい領域では保舵用制御トルクTg
を0として、この領域(不感帯)よりも横加速度Gの大
きさが大きくなれば、保舵用制御トルクTgを横加速度
Gに応じて設定するようにしてもよい。この場合、図7
に示すように保舵用制御トルクTgを横加速度Gに対し
て線型に増加させてもよく、また、ステップ状に増加さ
せてもよい。In other words, the steering control torque Tg may be any value as long as the lateral acceleration G increases in accordance with the magnitude. In particular, in the region where the lateral acceleration G is small, the steering control torque Tg is used.
Is set to 0, and if the magnitude of the lateral acceleration G becomes larger than this area (dead zone), the control torque Tg for steering maintenance may be set according to the lateral acceleration G. In this case, FIG.
As shown in (2), the steering control torque Tg may be linearly increased with respect to the lateral acceleration G, or may be increased stepwise.
【0053】また、本実施形態では、カメラ2を通じた
画像情報より走行レーンの曲率ρを推定し、この走行レ
ーンの曲率ρと車速センサ32で検出された車速Vとを
用いて横加速度Gを算出しているが、これとは別に横加
速度センサによる横加速度の検出を併用してもよい。こ
の場合、走行レーンの認識が不調の時でも横加速度セン
サを通じて検出された横加速度をもとに保舵用制御トル
クを付与することができる、つまりロバスト性を確保す
ることができるという利点がある。In the present embodiment, the curvature ρ of the traveling lane is estimated from the image information obtained through the camera 2, and the lateral acceleration G is calculated using the curvature ρ of the traveling lane and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 32. Although the calculation is performed, the detection of the lateral acceleration by the lateral acceleration sensor may be used separately. In this case, there is an advantage that, even when the recognition of the traveling lane is not normal, the steering control torque can be applied based on the lateral acceleration detected through the lateral acceleration sensor, that is, robustness can be ensured. .
【0054】[0054]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の保舵力補
助装置によれば、自車両がカーブ路に進入すると、ドラ
イバの加える操舵トルクとは別に車線の曲率や車速に応
じた大きさの保舵用制御トルクが操舵アクチュエータに
よりステアリングに付加されるので、ドライバはカーブ
路におけるハンドルの保舵力を軽減され、大きな横加速
度が作用するようなカーブや車速でも容易に操舵操作が
行なわれるようになる。As described above in detail, according to the steering holding force assisting device of the present invention, when the vehicle enters the curved road, Dora
In response to lane curvature and vehicle speed, independent of steering torque
Steering control torque of the same magnitude is applied to the steering actuator.
Since the steering wheel is added to the steering wheel , the driver's steering force on the curved road is reduced, and the steering operation can be easily performed even at a curve or a vehicle speed at which a large lateral acceleration is applied.
【0055】この結果、パワーステアリング機構への依
存度を軽減することができ、トーションバーの捩じり剛
性を高めてステアリング等の剛性を高く設定して、操舵
フィーリングのよいステアリング剛性感を得られるよう
になる。また、この保舵用制御トルクは、車両がこれか
ら進入するカーブにおいて作用するであろう横加速度を
前もって予測し、この予測された横加速度をもとに決定
されるため、ドライバにカーブに沿ったハンドル操舵を
促すように保舵用制御トルクを付与することができる。
このため、この保舵用制御トルクは車両がカーブにさし
かかったことをドライバに警告する効果もある。As a result, the dependence on the power steering mechanism can be reduced, the torsional rigidity of the torsion bar is increased, and the rigidity of the steering and the like is set high, so that a steering rigidity with a good steering feeling can be obtained. Will be able to In addition, the steering control torque predicts in advance the lateral acceleration that will be applied to the curve where the vehicle is about to enter, and is determined based on the predicted lateral acceleration. Steering control torque can be applied to encourage steering of the steering wheel.
For this reason, this steering control torque also has the effect of alerting the driver that the vehicle is approaching a curve.
【図1】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置の
構成を模式的に示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a steering force assisting device as one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識の
ための画像処理を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating image processing for driving lane recognition according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識を
(a)〜(f)の順で説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating traveling lane recognition according to an embodiment of the present invention in the order of (a) to (f).
【図4】走行レーン認識を説明する模式的な平面図であ
る。FIG. 4 is a schematic plan view illustrating travel lane recognition.
【図5】走行レーンの曲率の算出について説明するため
の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for describing calculation of a curvature of a traveling lane.
【図6】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置に
かかる保舵用制御トルクの設定マップの一例を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing an example of a setting map of a steering control torque applied to the steering force assisting device as one embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置に
かかる保舵用制御トルクの設定マップの他の例を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing another example of a setting map of the steering control torque applied to the steering force assisting device as one embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置の
動作を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the steering force assisting device as one embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置の
作用を説明するブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating the operation of the steering force assisting device as one embodiment of the present invention.
【図10】本発明の一実施形態としての保舵力補助装置
にそなえられる操舵アクチュエータの構成の一例を示す
模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a steering actuator provided in the steering force assisting device as one embodiment of the present invention.
1 車両 2 カメラ 3 画像情報処理手段 4 走行レーン推定手段 4A 曲率算出手段 5 制御トルク算出手段 6 制御手段(コントローラ) 20 ステアリングホイール(ハンドル) 21 操舵アクチュエータ 22 操舵輪 23 スイッチ 24 作動表示部 25 ローパスフィルタ 32 車速センサ 40 ステアリングシャフト 41 小型電動トルクモータ 42 ウォームギヤ 43 トルクリミッタ LC 道路中心線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Camera 3 Image information processing means 4 Running lane estimation means 4A Curvature calculation means 5 Control torque calculation means 6 Control means (controller) 20 Steering wheel (handle) 21 Steering actuator 22 Steering wheel 23 Switch 24 Operation display part 25 Low-pass filter 32 Vehicle speed sensor 40 Steering shaft 41 Small electric torque motor 42 Worm gear 43 Torque limiter LC Road center line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−104850(JP,A) 特開 平6−340264(JP,A) 特開 平4−138973(JP,A) 特開 平7−81603(JP,A) 特開 平7−186992(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 - 6/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-104850 (JP, A) JP-A-6-340264 (JP, A) JP-A-4-138973 (JP, A) JP-A-7-104 81603 (JP, A) JP-A-7-186992 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B62D 6/00-6/06
Claims (3)
操舵トルクが加えられるステアリングと、自車両の走行方向前方を撮像する撮像手段と、 該撮像手段からの画像情報に基づき走行方向前方の道路
曲率を算出する曲率算出手段と、 該自車両の車速を検出する車速検出手段と、 該曲率算出手段で算出された曲率と該車速検出手段で検
出された車速とに基づいて該自車両に作用する横加速度
を算出し、算出した該横加速度の大きさに応じて保舵用
制御トルクを算出する制御トルク算出手段と、 該制御トルク算出手段で算出された大きさの保舵用制御
トルクを該ステアリングに付加するように操舵アクチュ
エータを制御する制御手段とをそなえたことを特徴とす
る、保舵力補助装置。1. A steering to which a steering torque is applied by a driver in accordance with a curve situation ahead, an image pickup means for picking up an image of the vehicle in the forward direction, and a road curvature ahead in the drive direction based on image information from the image pickup means. , A vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the own vehicle, and acting on the own vehicle based on the curvature calculated by the curvature calculating means and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. Lateral acceleration
Control torque calculating means for calculating a steering control torque in accordance with the calculated magnitude of the lateral acceleration; and a steering control torque having the magnitude calculated by the control torque calculating means. A steering force assisting device, further comprising control means for controlling a steering actuator so as to be added.
用制御トルクをドライバが打ち勝てる程度の大きさに制
限することを特徴とする、請求項1記載の保舵力補助装
置。 2. The control torque calculating means according to claim 1 , wherein
Control torque is small enough for the driver to overcome
The steering assisting device according to claim 1, wherein the auxiliary force is limited.
Place.
グに付加される保舵用制御トルクは、ドライバからの操
舵トルクと加算されてパワーステアリング装置を経て操
舵輪へ伝達されることを特徴とする、請求項1又は2記
載の保舵力補助装置。 3. The steering actuator according to claim 1, wherein
The steering control torque added to the steering is controlled by the driver.
It is added to the rudder torque and operated via the power steering device.
3. The method according to claim 1, wherein the power is transmitted to a steering wheel.
On-board steering assist device.
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