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JP7619207B2 - Steering system - Google Patents
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Description

本発明は、ステアリングシステムに関する。 The present invention relates to a steering system.

車両のサスペンション部品の交換等において、車輪のアライメントを調整するためにテスターでトー角等が測定される。テスターを用いた厳密なアライメントの調整には、時間とコストがかかる。例えば商用車などでは、4輪の転舵機構が一度に(例えばユニットで)交換されることが少なくない。しかし、直進性能にかかわる部品(例えばサスペンション機構や転舵機構)の交換の度に厳密なアライメント調整を行うと、相当の時間とコストがかかってしまう。そこで、例えば特許第5313760号公報に記載には、走行中に自動でトー角を調整する技術が開示されている。 When replacing vehicle suspension parts, a tester is used to measure the toe angle and other parameters in order to adjust the wheel alignment. Precise alignment adjustments using a tester are time-consuming and costly. For example, in commercial vehicles, it is not uncommon for the steering mechanisms of all four wheels to be replaced at once (e.g., as a unit). However, performing precise alignment adjustments every time a part that affects straight-line performance (e.g., the suspension mechanism or steering mechanism) is replaced would take a considerable amount of time and cost. Therefore, for example, Patent Publication No. 5313760 discloses a technology that automatically adjusts the toe angle while driving.

特許第5313760号公報Patent No. 5313760

上記技術では、前輪の転舵角と車体のヨーレートとを共に0にした状態での走行を基準として調整が行われる。このため、ヨーレートが0であっても、車輪が車体前後方向に対して偏向した状態で直進している場合、すなわち車輪が偏向状態である場合、当該偏向状態のまま後輪のトー角が設定される可能性がある。 In the above technology, adjustments are made based on driving with both the steering angle of the front wheels and the yaw rate of the vehicle body set to zero. Therefore, even if the yaw rate is zero, if the wheels are traveling straight while biased relative to the fore-aft direction of the vehicle body, i.e., if the wheels are in a biased state, the toe angle of the rear wheels may be set while maintaining that biased state.

偏向状態は、車両が、車体前後方向(車体の正面方向)と進行方向とが一致していない状態で直進している状態(いわゆるカニ走り状態)である。偏向状態では、ヨーレートは発生しない。偏向状態は、車体と車輪の向きの関係では、車体スリップ角が付いた状態ともいえる。車体前後方向とは、例えば、車体の前端部における左右幅の中心点と後端部における左右幅の中心点とを通る直線(中央線)に平行な方向である。偏向状態における前輪及び後輪は、車体に対して同様の転舵角で同一方向に偏向している。特に4輪の転舵機構を丸ごと交換するような場合には、厳密なアライメント調整が行われないと、このような偏向状態になる可能性が相対的に高い。しかし、時間とコストの観点から、厳密なアライメント調整の実施回数を低減することが望まれる。
本発明の目的は、車輪の偏向状態を検出又は修正することができるステアリングシステムを提供することである。
The deflected state is a state in which the vehicle is moving straight with the vehicle body front-rear direction (front direction of the vehicle body) not coinciding with the traveling direction (so-called crab running state). In the deflected state, no yaw rate is generated. In the deflected state, the vehicle body can be said to have a vehicle body slip angle in terms of the relationship between the direction of the vehicle body and the wheels. The vehicle body front-rear direction is, for example, a direction parallel to a straight line (center line) passing through the center point of the left-right width at the front end of the vehicle body and the center point of the left-right width at the rear end of the vehicle body. In the deflected state, the front wheels and the rear wheels are deflected in the same direction with the same steering angle with respect to the vehicle body. In particular, when the steering mechanism of the four wheels is replaced in its entirety, the possibility of such a deflected state occurring is relatively high unless strict alignment adjustment is performed. However, from the viewpoint of time and cost, it is desirable to reduce the number of times strict alignment adjustment is performed.
SUMMARY OF THE PRESENT EMBODIMENT It is an object of the present invention to provide a steering system that is capable of detecting and correcting wheel deflection conditions.

本発明のステアリングシステムは、前輪を転舵する前輪転舵装置と、後輪を転舵する後輪転舵装置と、転舵要求に応じて前記前輪転舵装置及び前記後輪転舵装置を制御する転舵制御装置と、車両が直進している状態である直進状態を検出する直進検出装置と、前記直進検出装置により前記直進状態が検出された場合、前記車両に設置された周辺監視装置の検出結果から演算されたオプティカルフローに基づいて、前記車両の状態が、車体前後方向と進行方向とがずれた状態である偏向状態であるか否かを判定する偏向判定装置と、を備え、前記偏向判定装置により前記車両の状態が前記偏向状態であると判定された場合、前記偏向状態を修正するように前記前輪転舵装置及び前記後輪転舵装置を制御する偏向修正制御、又は運転者に警告する警告制御を実行する。 The steering system of the present invention comprises a front wheel steering device for turning the front wheels, a rear wheel steering device for turning the rear wheels, a steering control device for controlling the front wheel steering device and the rear wheel steering device in response to a steering request, a straight-line detection device for detecting a straight-line state in which the vehicle is traveling straight, and a deviation judgment device for, when the straight-line detection device detects the straight-line state, determining whether the state of the vehicle is in a biased state in which the fore-and-aft direction of the vehicle body is misaligned with the direction of travel, based on an optical flow calculated from the detection results of a surroundings monitoring device installed on the vehicle, and when the deviation judgment device determines that the state of the vehicle is in the biased state, executing deviation correction control for controlling the front wheel steering device and the rear wheel steering device to correct the biased state, or warning control for warning the driver.

本発明によれば、オプティカルフロー又は2つのGPSの移動軌跡を利用することで、車両が直進し且つ車体前後方向と進行方向とがずれた状態(例えば所定角度以上の差がある状態)である偏向状態を検出することができる。偏向状態が検出されると、偏向修正制御又は警告制御が実行される。本発明によれば、車輪の偏向状態を検出又は修正することができる。 According to the present invention, by using optical flow or the movement trajectories of two GPS devices, it is possible to detect a deflection state in which the vehicle is moving straight and the longitudinal direction of the vehicle body is misaligned with the traveling direction (for example, a state in which there is a difference of a predetermined angle or more). When a deflection state is detected, deflection correction control or warning control is executed. According to the present invention, it is possible to detect or correct the deflection state of the wheels.

警告制御を実行する構成では、アライメント調整は警告が出た場合にのみ行えばよく、調整回数を低減させることができる。また、偏向修正制御を実行する構成では、後輪の転舵角の制御により自動的に後輪の偏向が修正される。このため、アライメント調整の回数を低減することができる。ただし、前輪転舵装置と操作部材とが機械的に連結されている構成では、偏向修正制御実行後に車両を直進させる場合、運転者は、操作部材を中立位置から一定量操作した状態を維持する必要がある。一方、前輪転舵装置がステアバイワイヤ型である場合、操作部材とは独立して、すなわち操作部材を作動させることなく前輪の転舵角を修正することが可能となる。これによれば、操作部材の中立位置に対する前輪の転舵角を変更することで、中立位置の状態で車両が直進するように設定することができる。 In a configuration in which warning control is executed, alignment adjustment is only required when a warning is issued, and the number of adjustments can be reduced. In a configuration in which deflection correction control is executed, deflection of the rear wheels is automatically corrected by controlling the steering angle of the rear wheels. This reduces the number of alignment adjustments. However, in a configuration in which the front wheel steering device and the operating member are mechanically connected, when driving the vehicle straight after deflection correction control is executed, the driver needs to keep the operating member operated a certain amount from the neutral position. On the other hand, when the front wheel steering device is a steer-by-wire type, it is possible to correct the steering angle of the front wheels independently of the operating member, that is, without operating the operating member. This allows the vehicle to be set to go straight in the neutral position by changing the steering angle of the front wheels relative to the neutral position of the operating member.

実施例のステアリングシステムの構成を示す概念図である。1 is a conceptual diagram showing a configuration of a steering system according to an embodiment of the present invention; 実施例の車両の偏向状態を説明するための概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a deflection state of a vehicle in the embodiment. 実施例のオプティカルフローを説明するための概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining an optical flow in the embodiment. 実施例の制御の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of control according to the embodiment. 実施例の偏向判定装置の変形態様を示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a modified embodiment of the deflection determining device according to the embodiment.

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例であるステアリングシステム1を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。 Below, as a form for carrying out the present invention, a steering system 1 which is an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the embodiment described below, the present invention can be carried out in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.

図1に示すように、実施例のステアリングシステム1は、機械的に互いに独立した3つの装置、すなわち操作装置2、前輪転舵装置3、及び後輪転舵装置4を備えている。前輪転舵装置3は、一対の前輪10Fを転舵する装置である。後輪転舵装置4は、一対の後輪10Rを転舵する装置である。また、ステアリングシステム1は、さらに、主に前輪転舵装置3及び後輪転舵装置4を制御するステアECU5を備えている。ステアリングシステム1は、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムである。なお、以下、前輪10Fと後輪10Rとを総称して車輪10という場合がある。また、駆動輪は例えば後輪10Rである。 As shown in FIG. 1, the steering system 1 of the embodiment includes three mechanically independent devices, namely, an operating device 2, a front wheel steering device 3, and a rear wheel steering device 4. The front wheel steering device 3 is a device that steers a pair of front wheels 10F. The rear wheel steering device 4 is a device that steers a pair of rear wheels 10R. The steering system 1 also includes a steering ECU 5 that mainly controls the front wheel steering device 3 and the rear wheel steering device 4. The steering system 1 is a steer-by-wire type steering system. Note that hereinafter, the front wheels 10F and rear wheels 10R may be collectively referred to as wheels 10. The drive wheels are, for example, the rear wheels 10R.

(操作装置)
操作装置2は、操作部材としてのステアリングホイール21と、ステアリングシャフト22と、ステアリングコラム23と、反力付与機構24と、操作角センサ25と、を備えている。ステアリングホイール21は、運転者によって操舵操作(ステアリング操作)される操作部材である。ステアリングシャフト22は、先端にステアリングホイール21が取り付けられたシャフト部材である。ステアリングコラム23は、ステアリングシャフト22を回転可能に保持するとともに、インパネリインフォースメント(図示を省略)に支持される部材である。
(Operation device)
The operation device 2 includes a steering wheel 21 as an operation member, a steering shaft 22, a steering column 23, a reaction force imparting mechanism 24, and an operation angle sensor 25. The steering wheel 21 is an operation member that is steered by the driver. The steering shaft 22 is a shaft member having the steering wheel 21 attached to its tip. The steering column 23 is a member that rotatably holds the steering shaft 22 and is supported by an instrument panel reinforcement (not shown).

反力付与機構24は、ステアリングコラム23に支持された電動モータである反力モータ26を力源として、操舵操作に対する反力(以下「操作反力」ともいう)を、ステアリングシャフト22を介して、ステアリングホイール21に付与する機構である。反力付与機構24は、減速機等を含む一般的な構造のものである。反力モータ26には、回転角センサ26aが設けられている。操作角センサ25は、ステアリング操作量としてステアリングホイール21の操作角を検出するセンサである。 The reaction force applying mechanism 24 uses a reaction force motor 26, an electric motor supported on the steering column 23, as a power source to apply a reaction force against a steering operation (hereinafter also referred to as "operation reaction force") to the steering wheel 21 via the steering shaft 22. The reaction force applying mechanism 24 has a general structure including a reduction gear and the like. The reaction force motor 26 is provided with a rotation angle sensor 26a. The operation angle sensor 25 is a sensor that detects the operation angle of the steering wheel 21 as the amount of steering operation.

また、ステアリングシステム1では、一般的ないわゆるパワーステアリングシステムと同様、ステアリングシャフト22に、トーションバー27が組み込まれている。操作装置2は、トーションバー27の捩じれ量に基づいて、運転者によってステアリングホイール21に加えられる操作力としての操作トルクを検出するための操作トルクセンサ28を有している。 In addition, in the steering system 1, a torsion bar 27 is incorporated in the steering shaft 22, as in a typical so-called power steering system. The operation device 2 has an operation torque sensor 28 for detecting the operation torque as the operation force applied to the steering wheel 21 by the driver based on the amount of twist of the torsion bar 27.

(転舵装置)
車輪10の各々は、サスペンション装置の一構成要素であるステアリングナックル90を介して、転向可能に車体に支持されている。前輪転舵装置3は、ステアリングナックル90を回動させることで、一対の前輪10Fを一体的に転舵する。前輪転舵装置3は、主要構成要素として、転舵アクチュエータ30を有している。
(Steering device)
Each of the wheels 10 is supported on the vehicle body so as to be steerable via a steering knuckle 90, which is one component of a suspension device. The front wheel steering device 3 steers the pair of front wheels 10F together by rotating the steering knuckle 90. The front wheel steering device 3 has a steering actuator 30 as a main component.

転舵アクチュエータ30は、ステアリングロッド31と、ハウジング32と、ロッド移動機構33と、を備えている。ステアリングロッド31(「ラックバー」とも呼ばれる)は、両端がリンクロッド34を介して左右のステアリングナックル90にそれぞれ連結された部材である。ハウジング32は、ステアリングロッド31を左右に移動可能に支持するとともに、車体に固定的に保持された部材である。 The steering actuator 30 comprises a steering rod 31, a housing 32, and a rod movement mechanism 33. The steering rod 31 (also called a "rack bar") is a member whose both ends are connected to left and right steering knuckles 90 via link rods 34. The housing 32 supports the steering rod 31 so that it can move left and right, and is a member that is fixedly held to the vehicle body.

ロッド移動機構33は、電動モータである転舵モータ35を駆動源として、ステアリングロッド31を左右に移動させるための機構である。ロッド移動機構33は、ステアリングロッド31に螺設されたボール溝と、そのボール溝とベアリングボールを介して螺合するとともに転舵モータ35によって回転させられるナットとによって構成されるボールねじ機構を主体とするものである。一般的な構造のものであるため、ロッド移動機構33についての詳しい説明は省略する。 The rod moving mechanism 33 is a mechanism for moving the steering rod 31 left and right using the steering motor 35, an electric motor, as a drive source. The rod moving mechanism 33 is mainly a ball screw mechanism consisting of a ball groove screwed into the steering rod 31 and a nut that screws into the ball groove via a bearing ball and is rotated by the steering motor 35. As it has a general structure, a detailed explanation of the rod moving mechanism 33 will be omitted.

転舵モータ35には、回転角センサ35a、及び自身に供給される電流を検出する電流センサ35bが設けられている。また、前輪転舵装置3は、前輪10Fの転舵角(転舵量)を検出するために、ステアリングロッド31の中立位置からの左右それぞれへの移動量を検出する転舵角センサ36を有している。このように、前輪転舵装置3は、ステアリングホイール21の操作力から機械的に独立し、転舵モータ35の力により前輪10Fを転舵するステアバイワイヤ型の転舵装置を構成している。 The steering motor 35 is provided with a rotation angle sensor 35a and a current sensor 35b that detects the current supplied to it. The front wheel steering device 3 also has a steering angle sensor 36 that detects the amount of movement of the steering rod 31 to the left and right from the neutral position in order to detect the steering angle (amount of steering) of the front wheels 10F. In this way, the front wheel steering device 3 is mechanically independent from the operating force of the steering wheel 21, and constitutes a steer-by-wire type steering device that steers the front wheels 10F using the force of the steering motor 35.

後輪転舵装置4は、前輪転舵装置3と同様の構成を有している。すなわち、後輪転舵装置4は、転舵アクチュエータ30に相当する転舵アクチュエータ40を備えている。後輪転舵装置4は、ステアECU5の制御により、前輪10Fとは独立して後輪10Rを転舵する。後輪転舵装置4は前輪転舵装置3と同様の構成であるため、説明は省略する。 The rear wheel steering device 4 has a similar configuration to the front wheel steering device 3. That is, the rear wheel steering device 4 is equipped with a steering actuator 40 equivalent to the steering actuator 30. The rear wheel steering device 4 steers the rear wheels 10R independently of the front wheels 10F under the control of the steering ECU 5. Since the rear wheel steering device 4 has a similar configuration to the front wheel steering device 3, a description thereof will be omitted.

(制御装置)
ステアECU5は、CPU及びメモリ等を備える電子制御ユニットである。ステアECU5は、通信線の図示は省略するが、各装置及び各センサに通信可能に接続されている。車両内の通信には、CAN(car area network or controllable area network)が用いられる。
(Control device)
The steering ECU 5 is an electronic control unit including a CPU, a memory, etc. Although communication lines are not shown in the drawing, the steering ECU 5 is communicatively connected to each device and each sensor. A car area network or controllable area network (CAN) is used for communication within the vehicle.

ステアECU5は、転舵要求、すなわち手動運転の場合におけるステアリングホイール21の操作角に応じて、車輪10を転舵するための転舵制御を実行する。ステアECU5は、ステアリングホイール21の操作角を、回転角センサ26aで検出された反力モータ26の回転角に基づいて取得する。ステアECU5は、操作角に基づいて、前輪10Fの転舵角の目標となる目標前輪転舵角を決定する。 The steering ECU 5 executes steering control to steer the wheels 10 in response to a steering request, i.e., the operation angle of the steering wheel 21 in the case of manual driving. The steering ECU 5 acquires the operation angle of the steering wheel 21 based on the rotation angle of the reaction force motor 26 detected by the rotation angle sensor 26a. The steering ECU 5 determines a target front wheel steering angle, which is the target for the steering angle of the front wheels 10F, based on the operation angle.

ステアECU5は、目標前輪転舵角に基づいて、転舵モータ35の回転角の目標である目標回転角を決定する。ステアECU5は、回転角センサ35aを介して、転舵モータ35の実際の回転角(以下「実回転角」ともいう)を検出し、目標回転角に対する実回転角の偏差である回転角偏差を決定する。転舵モータ35が発生させるトルクを転舵トルクと呼べば、ステアECU5は、回転角偏差に基づくフィードバック制御則に従って、発生させるべき転舵トルクを決定する。 The steering ECU 5 determines the target rotation angle of the steering motor 35 based on the target front wheel steering angle. The steering ECU 5 detects the actual rotation angle of the steering motor 35 (hereinafter also referred to as the "actual rotation angle") via the rotation angle sensor 35a, and determines the rotation angle deviation, which is the deviation of the actual rotation angle from the target rotation angle. If the torque generated by the steering motor 35 is called the steering torque, the steering ECU 5 determines the steering torque to be generated according to a feedback control law based on the rotation angle deviation.

転舵モータ35に供給される電流を転舵電流と呼べば、転舵トルクと転舵電流とは、概ね比例関係にある。その関係にしたがって、ステアECU5は、決定された転舵トルクに基づいて、転舵モータ35に供給すべき転舵電流を決定し、その転舵電流を、転舵モータ35に供給する。 If the current supplied to the steering motor 35 is called the steering current, then the steering torque and the steering current are roughly proportional to each other. In accordance with this relationship, the steering ECU 5 determines the steering current to be supplied to the steering motor 35 based on the determined steering torque, and supplies this steering current to the steering motor 35.

また、ステアECU5は、操作角と車速情報とに基づいて、後輪10Rの転舵角の目標となる目標後輪転舵角を決定する。車速は、例えば、各車輪10に対して設けられた車輪速度センサ82の検出結果に基づいて演算される。ステアECU5は、前輪10Fの転舵制御同様、目標後輪転舵角に基づいて、転舵アクチュエータ40を制御する。ステアECU5は、車速等の走行状況に応じて、前輪10Fと後輪10Rとを同位相又は逆位相に制御することができる。ステアECU5は、必要に応じて後輪10Rの転舵角を制御する。ステアECU5は、転舵要求及び走行状況に応じて、前輪10Fの転舵角のみを制御してもよい。 The steering ECU 5 also determines a target rear wheel steering angle, which is the target for the steering angle of the rear wheels 10R, based on the operation angle and vehicle speed information. The vehicle speed is calculated, for example, based on the detection results of wheel speed sensors 82 provided for each wheel 10. The steering ECU 5 controls the steering actuator 40 based on the target rear wheel steering angle, similar to the steering control of the front wheels 10F. The steering ECU 5 can control the front wheels 10F and rear wheels 10R to be in phase or in opposite phase depending on the driving conditions such as the vehicle speed. The steering ECU 5 controls the steering angle of the rear wheels 10R as necessary. The steering ECU 5 may control only the steering angle of the front wheels 10F depending on the steering request and the driving conditions.

また、ステアECU5は、運転者にステアリング操作に対する操作感を付与するための反力制御を実行する。ステアECU5は、操作反力を、2つの成分である転舵負荷依拠成分FSと、操作力依拠減少成分FAとに基づいて決定する。転舵負荷依拠成分FSは、前輪10Fを転舵するために必要な転舵力(転舵モータ35の転舵トルク)に関する成分であり、転舵モータ35に供給されている転舵電流に基づいて決定される。詳しい説明は省略するが、転舵電流が大きい程、前輪10Fの転舵負荷が大きいと認識され、転舵負荷依拠成分FSが大きな値に決定される。 The steering ECU 5 also executes reaction force control to give the driver a feeling of operation in response to the steering operation. The steering ECU 5 determines the operation reaction force based on two components, a steering load-dependent component FS and an operation force-dependent reduction component FA. The steering load-dependent component FS is a component related to the steering force (the steering torque of the steering motor 35) required to steer the front wheels 10F, and is determined based on the steering current supplied to the steering motor 35. Although a detailed explanation is omitted, the larger the steering current, the greater the steering load on the front wheels 10F is recognized to be, and the steering load-dependent component FS is determined to be a large value.

一方、操作力依拠減少成分FAは、いわゆるパワーステアリングシステムにおける操作感を運転者に付与するための成分と考えることができる。パワーステアリングシステムでは、一般的に、操作トルクに応じたアシストトルクが、ステアリングシャフト22に付与される。ステアECU5は、操作トルクセンサ28を介して、操作トルクを検出する。ステアECU5は、操作反力に基づき、反力モータ26に供給する電流である反力電流を決定し、その決定した反力電流を、反力モータ26に供給する。 On the other hand, the operation force dependent reduction component FA can be considered as a component for providing the driver with the operation feel of a so-called power steering system. In a power steering system, an assist torque corresponding to the operation torque is generally applied to the steering shaft 22. The steering ECU 5 detects the operation torque via the operation torque sensor 28. The steering ECU 5 determines the reaction force current, which is the current to be supplied to the reaction force motor 26, based on the operation reaction force, and supplies the determined reaction force current to the reaction force motor 26.

このように、ステアECU5は、転舵制御を実行する転舵制御部51と、反力制御を実行するなど操作装置2を制御する操作制御部52と、を備えているといえる。また、詳細は後述するが、ステアECU5は、さらに、直進判定部53と、原点演算部54と、基準記憶部55と、偏向判定部56と、角度演算部57と、を備えている。なお、ステアECU5は、複数のECUで構成されてもよい。例えば、ステアECU5は、互いに通信可能に接続された、操作装置2を制御する操作ECUと、前輪転舵装置3を制御する前輪転舵ECUと、を制御する後輪転舵ECUと、を含んで構成されてもよい。また、ステアバイワイヤ型のステアリングシステム1における装置及びECUは、それぞれ冗長化されている。 In this way, the steering ECU 5 can be said to include a steering control unit 51 that executes steering control, and an operation control unit 52 that controls the operation device 2, for example, by executing reaction force control. In addition, as will be described in detail later, the steering ECU 5 further includes a straight-line determination unit 53, an origin calculation unit 54, a reference memory unit 55, a deflection determination unit 56, and an angle calculation unit 57. Note that the steering ECU 5 may be composed of multiple ECUs. For example, the steering ECU 5 may be composed of an operation ECU that controls the operation device 2, a front wheel steering ECU that controls the front wheel steering device 3, and a rear wheel steering ECU that controls the front wheel steering device 3, all of which are communicatively connected to each other. In addition, the devices and ECUs in the steer-by-wire steering system 1 are each made redundant.

(偏向状態の検出)
ステアリングシステム1は、さらに、直進検出装置6と、偏向判定装置7と、を備えている。直進検出装置6は、車両が直進している状態である直進状態を検出する装置である。直進状態とは、例えば、ヨーレートが0であり車速が0より大きい状態、車両の任意の位置の移動軌跡が直線である状態、又は左右の車輪速度が同一である状態といえる。
(Detection of deflection state)
The steering system 1 further includes a straight-line detection device 6 and a deflection determination device 7. The straight-line detection device 6 is a device for detecting a straight-line state in which the vehicle is moving straight. The straight-line state can be, for example, a state in which the yaw rate is 0 and the vehicle speed is greater than 0, a state in which the movement trajectory of an arbitrary position of the vehicle is a straight line, or a state in which the left and right wheel speeds are the same.

実施例の直進検出装置6は、ヨーレートセンサ61と、車速センサとしての車輪速度センサ82と、直進判定部53と、を備えている。直進判定部53は、ヨーレートセンサ61及び車輪速度センサ82の検出結果(すなわちヨーレート情報及び車速情報)に基づいて、車両が直進状態であるか否かを判定する。直進判定部53は、所定時間以上継続してヨーレートが所定値以下であり且つ車速が所定値以上である場合、ヨーレートが出ていない状態で車両が走行していると判断でき、車両が直進状態であると判定する。なお、直進状態の判定要素として、左右の車輪速度センサ82の検出値の差が用いられてもよい。 The straight-line detection device 6 of the embodiment includes a yaw rate sensor 61, a wheel speed sensor 82 as a vehicle speed sensor, and a straight-line determination unit 53. The straight-line determination unit 53 determines whether the vehicle is in a straight-line state based on the detection results of the yaw rate sensor 61 and the wheel speed sensor 82 (i.e., yaw rate information and vehicle speed information). If the yaw rate is below a predetermined value and the vehicle speed is above a predetermined value for a predetermined time or more, the straight-line determination unit 53 can determine that the vehicle is traveling without a yaw rate, and determines that the vehicle is in a straight-line state. Note that the difference between the detection values of the left and right wheel speed sensors 82 may be used as a factor for determining the straight-line state.

偏向判定装置7は、直進検出装置6により直進状態が検出されている場合に、周辺監視装置の検出結果から演算されたオプティカルフローに基づいて、車両の状態が、車体前後方向と車両の進行方向とがずれた状態である偏向状態であるか否かを判定する。換言すると、偏向判定装置7は、オプティカルフローに基づいて、車両の状態が、車体前後方向に対して車両の進行方向が所定角度以上傾いている偏向状態であるか否かを判定する。車体前後方向は、車両の左右の中央を通る仮想直線である中央線CLに平行な方向(中央線CLに沿った方向)である。図2に示すように、偏向状態は、車体前後方向と進行方向とがなす角β、換言すると進行方向に平行な直線と中央線CLとのなす角βが所定角度(閾値)以上である状態である。偏向状態における前輪10F及び後輪10Rは、車体に対して同様の転舵角で同一方向に偏向している。 When the straight-line detection device 6 detects a straight-line state, the deflection determination device 7 determines whether the vehicle is in a deflected state in which the longitudinal direction of the vehicle body is misaligned with the traveling direction of the vehicle, based on the optical flow calculated from the detection result of the surroundings monitoring device. In other words, the deflection determination device 7 determines whether the vehicle is in a deflected state in which the traveling direction of the vehicle is tilted by a predetermined angle or more with respect to the longitudinal direction of the vehicle body, based on the optical flow. The longitudinal direction of the vehicle body is a direction parallel to the center line CL, which is a virtual straight line passing through the center of the left and right sides of the vehicle (a direction along the center line CL). As shown in FIG. 2, the deflected state is a state in which the angle β between the longitudinal direction of the vehicle body and the traveling direction, in other words, the angle β between a straight line parallel to the traveling direction and the center line CL, is equal to or greater than a predetermined angle (threshold value). In the deflected state, the front wheels 10F and the rear wheels 10R are deflected in the same direction with respect to the vehicle body at the same steering angle.

偏向判定装置7は、カメラ71と、原点演算部54と、基準記憶部55と、偏向判定部56と、角度演算部57と、を備えている。カメラ71は、車体前後方向における車体前方を撮像する周辺監視装置である。カメラ71は、時間的に連続するデジタル画像(例えば動画)を撮像し、原点演算部54に撮像結果を送信する。図3に示すように、原点演算部54は、カメラ71の撮像結果に基づいて、オプティカルフローを演算し、当該オプティカルフローの原点(拡大中心、消失点、又は交点とも呼ばれる)である測定原点MPを演算する。 The deflection determination device 7 includes a camera 71, an origin calculation unit 54, a reference memory unit 55, a deflection determination unit 56, and an angle calculation unit 57. The camera 71 is a periphery monitoring device that captures an image of the area in front of the vehicle in the longitudinal direction of the vehicle. The camera 71 captures digital images (e.g., video) that are continuous over time, and transmits the captured images to the origin calculation unit 54. As shown in FIG. 3, the origin calculation unit 54 calculates an optical flow based on the captured images of the camera 71, and calculates a measurement origin MP, which is the origin of the optical flow (also called the center of expansion, vanishing point, or intersection).

オプティカルフローについては、例えば特開2016-122381号公報に記載されているように公知の技術であり、詳細な説明は省略する。オプティカルフローは、撮像結果(連続的なデジタル画像)の中で、物体の動きをベクトルで表したものである。オプティカルフローは、撮像した物体やカメラ71の移動によって生じる隣接フレーム間(連続する画像間)の物体の動きをベクトルで表す(捉える)技術といえる。図3に示すように、例えば車両が前方に直進している場合、車体前方を撮像するカメラ71に基づくオプティカルフローにおいて、物体の位置の変化を示すベクトルは、原点(拡大中心)から放射状に延びていく。原点演算部54は、連続するデジタル画像に基づいて、撮像領域E内の物体についてオプティカルフローを作成し、当該オプティカルフローの原点を測定原点MPとして算出する。 Optical flow is a known technology, as described in, for example, JP 2016-122381 A, and detailed description will be omitted. Optical flow is a vector representation of the movement of an object in the imaging result (continuous digital images). Optical flow can be said to be a technology that represents (captures) the movement of an object between adjacent frames (between consecutive images) caused by the movement of the imaged object or the camera 71 as a vector. As shown in FIG. 3, for example, when a vehicle is moving straight forward, in the optical flow based on the camera 71 capturing an image in front of the vehicle body, the vector indicating the change in the position of the object extends radially from the origin (center of expansion). The origin calculation unit 54 creates an optical flow for an object in the imaging area E based on the consecutive digital images, and calculates the origin of the optical flow as the measurement origin MP.

基準記憶部55は、基準位置RPを予め記憶している。基準位置RPは、カメラ71の撮像領域に設定された位置であって、車両が偏向状態でなく直進している場合におけるオプティカルフローの原点Orを含むように設定された位置(点、線、又は領域)である。実施例の基準位置RPは、原点Orを含み撮像画面の上下方向に延びる直線に設定されている。つまり、基準位置RPは、基準直線であって、撮像画面を左領域と右領域とに分ける直線である。このように「原点Orを含むように設定された基準位置RP」には、例えば、原点Orを通る直線や、原点Orが内側に位置する一定の領域も含まれる。 The reference memory unit 55 stores the reference position RP in advance. The reference position RP is a position (point, line, or area) set in the imaging area of the camera 71 so as to include the origin Or of the optical flow when the vehicle is moving straight and not deflected. In the embodiment, the reference position RP is set to a straight line that includes the origin Or and extends in the vertical direction of the imaging screen. In other words, the reference position RP is a reference straight line that divides the imaging screen into a left area and a right area. In this way, the "reference position RP set to include the origin Or" includes, for example, a straight line that passes through the origin Or and a certain area in which the origin Or is located.

カメラ71が車両の左右方向の中央に設けられて車体前方を撮像している場合、オプティカルフローの原点Orは、撮像領域の左右方向の中央を通る直線上に位置する(図3参照)。基準位置RPである基準直線は、カメラ71の設置位置と撮像方向から予め推定可能であり、基準記憶部55に予め設定可能である。車両がカニ走り状態でなく直進している場合、理論上、測定原点MPは基準位置RP上に位置する。基準位置RPは、車両(車体)の正面を撮像する位置ともいえる。 When the camera 71 is installed in the center of the vehicle in the left-right direction and captures the image in front of the vehicle body, the origin Or of the optical flow is located on a straight line passing through the center of the left-right direction of the image capture area (see Figure 3). The reference line, which is the reference position RP, can be estimated in advance from the installation position and image capture direction of the camera 71, and can be set in advance in the reference memory unit 55. When the vehicle is traveling straight and not in a crab-like state, the measurement origin MP is theoretically located on the reference position RP. The reference position RP can also be said to be the position where the front of the vehicle (vehicle body) is captured.

偏向判定部56は、測定原点MPと基準位置RPとの比較に基づいて、車両の状態が偏向状態であるか否かを判定する。偏向判定部56は、例えば、測定原点MPと基準位置RPとの差(離間距離)が閾値以上である場合、車両の状態が偏向状態であると判定する。測定原点MPと基準位置RPとの差は、基準位置RPに対する測定原点MPの水平方向の偏差ともいえる。なお、偏向判定部56は、後述する角度β(絶対値)が閾値以上である場合に、車両の状態が偏向状態であると判定してもよい。偏向判定部56は、判定結果を転舵制御部51に送信する。 The deflection determination unit 56 determines whether the vehicle is in a deflected state based on a comparison between the measurement origin MP and the reference position RP. For example, the deflection determination unit 56 determines that the vehicle is in a deflected state when the difference (distance) between the measurement origin MP and the reference position RP is equal to or greater than a threshold value. The difference between the measurement origin MP and the reference position RP can also be considered as the horizontal deviation of the measurement origin MP from the reference position RP. The deflection determination unit 56 may determine that the vehicle is in a deflected state when an angle β (absolute value) described later is equal to or greater than a threshold value. The deflection determination unit 56 transmits the determination result to the steering control unit 51.

角度演算部57は、測定原点MPと基準位置RPとの差に基づいて、車体前後方向に対する車両の進行方向の傾き角度βを演算する。角度βは、車体スリップ角ともいえ、車体前後方向に平行な直線(例えば中央線CL)と車両の進行方向に平行な直線とがなす角度である。角度演算部57は、測定原点MPと基準位置RPとの水平方向(左右方向)の偏差を、角度βに変換する。水平方向の偏差と角度βとの間には正の相関関係がある。角度演算部57には、例えば、水平方向の偏差と角度βとの関係を示すマップが記憶されていてもよいし、水平方向の偏差から角度βを算出する演算式が記憶されていてもよい。角度演算部57は、角度βの情報を転舵制御部51に送信する。図2のカニ走り状態では、ステアリングホイール21が中立位置にある状態で、全車輪10が同一方向(右側)に角度βだけ偏向している。図2の状態では、左側の車輪10がトーインで、右側の車輪10がトーアウトとなっている。 The angle calculation unit 57 calculates the inclination angle β of the vehicle's traveling direction relative to the vehicle's longitudinal direction based on the difference between the measurement origin MP and the reference position RP. The angle β can also be called the vehicle's slip angle, and is the angle between a straight line parallel to the vehicle's longitudinal direction (e.g., the center line CL) and a straight line parallel to the vehicle's traveling direction. The angle calculation unit 57 converts the horizontal (left-right) deviation between the measurement origin MP and the reference position RP into an angle β. There is a positive correlation between the horizontal deviation and the angle β. The angle calculation unit 57 may store, for example, a map showing the relationship between the horizontal deviation and the angle β, or may store a formula for calculating the angle β from the horizontal deviation. The angle calculation unit 57 transmits the angle β information to the steering control unit 51. In the crab-running state of FIG. 2, with the steering wheel 21 in the neutral position, all the wheels 10 are deflected in the same direction (right side) by the angle β. In the state shown in Figure 2, the left wheel 10 is toe-in and the right wheel 10 is toe-out.

(偏向修正制御)
転舵制御部51は、偏向判定装置7により車両の状態が偏向状態であると判定された場合、偏向状態を修正するように後輪転舵装置4を制御する偏向修正制御を実行する。より詳細に、転舵制御部51は、偏向判定装置7により車両の状態が偏向状態であると判定された場合、判定時の情報(測定原点MP及び角度β等)を記録し、所定のタイミングで偏向修正制御を実行する。所定のタイミングは、例えば、車両が停車状態である際、又は車両が所定車速以下で走行している低速状態である際に設定されている。
(Deflection Correction Control)
When the deflection determination device 7 determines that the vehicle state is in a deflection state, the steering control unit 51 executes deflection correction control for controlling the rear wheel steering device 4 so as to correct the deflection state. More specifically, when the deflection determination device 7 determines that the vehicle state is in a deflection state, the steering control unit 51 records information at the time of the determination (such as the measurement origin MP and the angle β) and executes deflection correction control at a predetermined timing. The predetermined timing is set, for example, when the vehicle is stopped or when the vehicle is in a low-speed state where it is traveling at or below a predetermined vehicle speed.

転舵制御部51は、原点演算部54及び/又は偏向判定部56からの情報に基づいて、車輪10が車体に対して左右のどちらに偏向しているのかを判定する。図3の例の場合、測定原点MPが基準位置RPよりも右側に位置しているため、車輪10は車体に対して右側に偏向している(図2参照)。この場合、転舵制御部51は、偏向修正制御において、後輪10Rの車体に対する傾きを減少させるように(打ち消すように)、後輪転舵装置4を制御して後輪10Rを左側に転舵させる。 Based on information from the origin calculation unit 54 and/or the deflection determination unit 56, the steering control unit 51 determines whether the wheel 10 is deflected to the left or right with respect to the vehicle body. In the example of FIG. 3, the measurement origin MP is located to the right of the reference position RP, so the wheel 10 is deflected to the right with respect to the vehicle body (see FIG. 2). In this case, in the deflection correction control, the steering control unit 51 controls the rear wheel steering device 4 to steer the rear wheel 10R to the left so as to reduce (cancel) the inclination of the rear wheel 10R with respect to the vehicle body.

転舵制御部51は、角度演算部57で演算された傾き角度βに基づいて、偏向修正制御を実行する。転舵制御部51は、車輪10の偏向を打ち消す方向に、角度βだけ後輪10Rを転舵させる。また、転舵制御部51は、偏向修正制御の実行において、ステアリングホイール21を作動させることなく、後輪10Rへの修正と同様に前輪10Fを修正するように前輪転舵装置3を制御する。つまり、転舵制御部51は、後輪10Rと同様に、前輪10Fも、車輪10の偏向を打ち消す方向に角度βだけ転舵させる。この際、前輪10Fの転舵に対応してステアリングホイール21が回転しないように、転舵制御部51と操作制御部52とが連携して偏向修正制御を実行する。 The steering control unit 51 executes deflection correction control based on the inclination angle β calculated by the angle calculation unit 57. The steering control unit 51 steers the rear wheels 10R by the angle β in a direction that cancels the deflection of the wheels 10. In addition, in executing deflection correction control, the steering control unit 51 controls the front wheel steering device 3 to correct the front wheels 10F in the same way as the correction to the rear wheels 10R, without operating the steering wheel 21. In other words, the steering control unit 51 steers the front wheels 10F by the angle β in a direction that cancels the deflection of the wheels 10, just like the rear wheels 10R. At this time, the steering control unit 51 and the operation control unit 52 work together to execute deflection correction control so that the steering wheel 21 does not rotate in response to the steering of the front wheels 10F.

このように、ステアECU5は、ステアリングホイール21の回転角を維持したまま、前輪10F及び後輪10Rへの偏向修正制御を実行する。ステアECU5は、偏向修正制御実行後の車輪10の状態が、直進状態における車輪10の状態(例えばトー角が0度である状態)として記録する。したがって、次回以降の走行において、偏向修正制御後の車輪10の状態が、ステアリングホイール21の中立位置(操作されていない状態)での車輪10の状態に対応する。 In this way, the steering ECU 5 executes deflection correction control on the front wheels 10F and rear wheels 10R while maintaining the rotation angle of the steering wheel 21. The steering ECU 5 records the state of the wheels 10 after deflection correction control is executed as the state of the wheels 10 in a straight-ahead state (e.g., a state in which the toe angle is 0 degrees). Therefore, in the next and subsequent driving, the state of the wheels 10 after deflection correction control corresponds to the state of the wheels 10 when the steering wheel 21 is in the neutral position (unoperated state).

図4を参照してステアECU5による制御の流れの一例を説明する。直進検出装置6の演算結果に基づいて、車両が直進状態であるか否かが判定される(S1)。車両が直進状態であると判定された場合(S1:Yes)、角度演算部57で演算された角度βに基づいて、角度β(絶対値)が所定の閾値以上であるか否かが判定される(S2)。角度βが閾値以上である場合(S2:Yes)、その情報が記録され、偏向修正制御の所定の実行条件(例えば車両が停車状態又は低速状態であること)が満たされているか否かが判定される(S3)。実行条件が満たされた場合(S3:Yes)、偏向修正制御が実行され、角度βが0となるように、少なくとも後輪10Rが角度βだけ転舵される(S4)。本実施例では、ステアリングホイール21を作動させることなく、後輪10Rと同時に前輪10Fも角度βだけ転舵される。そして、偏向修正制御実行後の車輪10の状態が記録され、以後、ステアリングホイール21の中立位置と車輪10の転舵角との関係が変更される(S5)。 An example of the flow of control by the steering ECU 5 will be described with reference to FIG. 4. Based on the calculation result of the straight-line detection device 6, it is determined whether the vehicle is in a straight-line state (S1). If it is determined that the vehicle is in a straight-line state (S1: Yes), it is determined whether the angle β (absolute value) is equal to or greater than a predetermined threshold value based on the angle β calculated by the angle calculation unit 57 (S2). If the angle β is equal to or greater than the threshold value (S2: Yes), the information is recorded, and it is determined whether a predetermined execution condition for the deflection correction control (for example, the vehicle is stopped or in a low-speed state) is satisfied (S3). If the execution condition is satisfied (S3: Yes), deflection correction control is executed, and at least the rear wheel 10R is steered by the angle β so that the angle β becomes 0 (S4). In this embodiment, the front wheel 10F is also steered by the angle β at the same time as the rear wheel 10R without operating the steering wheel 21. The state of the wheels 10 after the deflection correction control is executed is then recorded, and thereafter, the relationship between the neutral position of the steering wheel 21 and the steering angle of the wheels 10 is changed (S5).

(警告制御)
ステアECU5は、偏向判定装置7により車両の状態が偏向状態であると判定された場合、運転者に警告する警告制御を実行してもよい。警告制御は、例えば表示や音声により、運転者に車両の状態が偏向状態である旨を知らせる制御である。また、ステアECU5は、偏向修正制御を実行した場合、例えば表示や音声により、偏向修正制御が実行された旨を運転者に知らせてもよい。
(Warning Control)
The steering ECU 5 may execute a warning control to warn the driver when the deflection determination device 7 determines that the vehicle is in a deflection state. The warning control is a control to inform the driver that the vehicle is in a deflection state, for example, by display or sound. Furthermore, when the steering ECU 5 executes the deflection correction control, the steering ECU 5 may inform the driver that the deflection correction control has been executed, for example, by display or sound.

(まとめ)
このように、ステアリングシステム1は、偏向判定装置7により車両の状態が偏向状態であると判定された場合、偏向状態を修正するように後輪転舵装置4を制御する偏向修正制御、又は運転者に警告する警告制御を実行するように構成されている。このステアリングシステム1によれば、オプティカルフローを利用して、車輪の偏向状態(いわゆるカニ走り状態)を検出することができる。また、偏向状態が検出されると、警告制御又は偏向修正制御が実行される。このように、本構成によれば、車輪の偏向状態を検出又は修正することができる。
(summary)
In this way, the steering system 1 is configured to execute a bias correction control for controlling the rear wheel steering device 4 to correct the bias state, or a warning control for warning the driver, when the bias determination device 7 determines that the vehicle state is a bias state. This steering system 1 can detect the bias state of the wheels (so-called crab running state) by utilizing optical flow. Furthermore, when a bias state is detected, warning control or bias correction control is executed. In this way, this configuration can detect or correct the bias state of the wheels.

警告制御を実行する構成では、アライメント調整は警告が出た場合にのみ行えばよく、調整回数を低減させることができる。また、偏向修正制御を実行する構成では、後輪10Rの転舵角の制御により後輪の偏向が修正される。このため、アライメント調整の回数を低減することができる。 In a configuration that executes warning control, alignment adjustments need only be performed when a warning is issued, reducing the number of adjustments required. In addition, in a configuration that executes deflection correction control, rear wheel deflection is corrected by controlling the steering angle of the rear wheels 10R. This reduces the number of alignment adjustments required.

ただし、実施例と異なり、例えばパワーステアリングのように、前輪転舵装置3とステアリングホイール21とが機械的に連結された構成では、偏向修正制御実行後に車両を直進させる場合、運転者は、ステアリングホイール21を中立位置から一定量操作した状態を維持する必要がある。一方、実施例のように前輪転舵装置3がステアバイワイヤ型である場合、ステアリングホイール21から独立して前輪10Fを修正することが可能となる。これによれば、ステアリングホイール21の中立位置に対する前輪10Fの転舵角を変更することで、中立位置の状態で車両が直進するように設定することができる。 However, unlike the embodiment, in a configuration in which the front wheel steering device 3 and the steering wheel 21 are mechanically connected, such as in power steering, the driver needs to keep the steering wheel 21 operated a certain amount from the neutral position when driving the vehicle straight after the deflection correction control is executed. On the other hand, when the front wheel steering device 3 is of the steer-by-wire type as in the embodiment, it is possible to correct the front wheels 10F independently of the steering wheel 21. This allows the vehicle to be set to go straight in the neutral position by changing the steering angle of the front wheels 10F relative to the neutral position of the steering wheel 21.

実施例のようなアライメントの自動調整(偏向修正制御)により直進中の傾き角度βを0にする(0に近づける)ことで、直進中の走行方向から見た車両の投影面積を小さくすることができ、空気抵抗の低減による燃費向上が可能となる。さらに、当該自動調整により、狭い道路での走行や幅寄せの際により正確に狙いの位置に車両を誘導することができる。 By automatically adjusting the alignment (deflection correction control) as in the embodiment, the inclination angle β during straight driving can be set to 0 (close to 0), thereby reducing the projected area of the vehicle as seen from the direction of travel while driving straight, making it possible to improve fuel efficiency by reducing air resistance. Furthermore, this automatic adjustment makes it possible to more accurately guide the vehicle to the desired position when driving on narrow roads or when pulling over to the side of a car.

また、実施例によれば、偏向判定装置7がオプティカルフローを利用して偏向状態の有無を判定するため、簡易な構成で精度良く偏向状態の有無を判定することができる。また、実施例によれば、角度演算部57により角度βが演算され、角度βに基づいて偏向修正制御が実行されるため、精度良く偏向修正制御が実行される。 In addition, according to the embodiment, the deflection determination device 7 uses optical flow to determine the presence or absence of a deflection state, so that the presence or absence of a deflection state can be determined with high accuracy with a simple configuration.In addition, according to the embodiment, the angle β is calculated by the angle calculation unit 57, and deflection correction control is performed based on the angle β, so that deflection correction control is performed with high accuracy.

また、実施例によれば、ヨーレートを用いて直進状態の有無が判定されるため、直接的にすなわち精度良く直進状態の有無を判定することができる。また、実施例によれば、車両が停車状態又は低速状態であるタイミングで偏向修正制御が実行されるため、運転者に与える違和感を抑制することができる。 In addition, according to the embodiment, the yaw rate is used to determine whether the vehicle is traveling straight, so that it is possible to directly, i.e., accurately, determine whether the vehicle is traveling straight. In addition, according to the embodiment, the deflection correction control is executed when the vehicle is stopped or traveling at a low speed, so that the sense of discomfort felt by the driver can be suppressed.

(その他)
本発明は、上記実施例に限られない。例えば、直進検出装置6は、ヨーレート情報及び車速情報に替えて又は加えて、GPSで取得した車両の移動軌跡、横加速度センサの検出値、及び左右の車輪速度センサ82の検出値の差の少なくとも1つに基づいて、車両の直進状態を検出してもよい。直進検出装置6は、例えば、車両の移動軌跡が直線状であること、横加速度(左右方向の加速度)が所定値以下であること、又は左右の車輪速度の差が所定値以下であること等により、車両の直進状態を検出することができる。また、直進検出装置6は、自動運転中の自己位置推定結果(例えばインフラからの電波や路面の磁石による取得情報に基づく推定)における車両の移動軌跡に基づいて、車両の直進状態を検出してもよい。
(others)
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the straight-line detection device 6 may detect the straight-line state of the vehicle based on at least one of the vehicle movement trajectory acquired by the GPS, the detection value of the lateral acceleration sensor, and the difference between the detection values of the left and right wheel speed sensors 82, instead of or in addition to the yaw rate information and the vehicle speed information. The straight-line detection device 6 can detect the straight-line state of the vehicle, for example, when the movement trajectory of the vehicle is linear, the lateral acceleration (acceleration in the left and right direction) is equal to or less than a predetermined value, or the difference between the left and right wheel speeds is equal to or less than a predetermined value. In addition, the straight-line detection device 6 may detect the straight-line state of the vehicle based on the movement trajectory of the vehicle in the self-position estimation result during automatic driving (e.g., estimation based on information acquired by radio waves from infrastructure or magnets on the road surface).

また、偏向判定装置7は、車体後方を撮像するカメラの撮像結果に基づいて、オプティカルフロー及び測定原点MP(この場合の原点は縮小中心とも呼ばれる)を演算してもよい。また、偏向判定装置7は、オプティカルフローを用いなくてもよい。例えば、図5に示すように、偏向判定装置7は、実施例の構成に替えて、車両に互いに離間して設置されたGPS72、73と、GPS72、73の移動軌跡(位置情報)に基づいて車両の偏向状態の有無を判定する判定部74(ECU)と、を備えてもよい。 The deflection determination device 7 may also calculate the optical flow and the measurement origin MP (the origin in this case is also called the reduction center) based on the image capture results of a camera that captures the rear of the vehicle body. The deflection determination device 7 may not use the optical flow. For example, as shown in FIG. 5, instead of the configuration of the embodiment, the deflection determination device 7 may include GPS 72, 73 installed at a distance from each other on the vehicle, and a determination unit 74 (ECU) that determines whether the vehicle is in a deflection state based on the movement trajectories (position information) of the GPS 72, 73.

GPS72、73は、例えば、GPS72とGPS73とを結ぶ直線が中央線CLに平行となるように、車体前後方向に距離L離れて配置されている。直進に関する上記判定要素(ヨーレート又は位置情報等)に基づいて車両の直進状態が検出されると、判定部74は、GPS72の移動軌跡に対するGPS73の移動軌跡の偏差xを演算する。偏差xは、検出された平行な2つの移動軌跡の離間距離である。判定部74は、偏差xに基づいて、例えば下記の式に基づいて傾き角度βを演算する。
β=asin(x/L)
The GPS 72, 73 are arranged at a distance L apart in the front-rear direction of the vehicle body, for example, so that a straight line connecting the GPS 72 and the GPS 73 is parallel to the center line CL. When the straight-line traveling state of the vehicle is detected based on the above-mentioned determination elements related to straight-line traveling (yaw rate, position information, etc.), the determination unit 74 calculates the deviation x of the movement trajectory of the GPS 73 relative to the movement trajectory of the GPS 72. The deviation x is the distance between the two detected parallel movement trajectories. The determination unit 74 calculates the tilt angle β based on the deviation x, for example, based on the following equation.
β=asin(x/L)

このように、2つのGPS72、73の移動軌跡を利用することでも、車両の偏向状態を検出することができる。なお、GPS72、73の設置位置は、車体前後方向に沿った方向に限らず、左右方向であってもよい。車体に対する2つのGPS72、73の設置位置が把握できれば、角度βの演算は可能である。 In this way, the vehicle's deflection state can be detected by using the movement trajectories of the two GPS 72, 73. The installation positions of the GPS 72, 73 are not limited to the direction along the front-rear direction of the vehicle body, but may be in the left-right direction. If the installation positions of the two GPS 72, 73 relative to the vehicle body can be determined, it is possible to calculate the angle β.

また、ステアリングシステムは、ステアバイワイヤ型のシステムに限らず、例えばパワーステアリングシステムのように、ステアリングホイールに加わる操作力が機械的に前輪転舵装置(例えばステアリングロッド等)に伝達されるシステムであってもよい。また、ステアリングシステムは、左右の車輪10を独立して転舵することができる左右独立転舵型のシステムであってもよい。また、偏向修正制御は、例えば自動運転中であれば、経路の修正とともに行われることで、任意のタイミングで運転者に違和感を与えず実行可能である。 The steering system is not limited to a steer-by-wire type system, but may be a system in which the operating force applied to the steering wheel is mechanically transmitted to a front wheel steering device (e.g., a steering rod, etc.), such as a power steering system. The steering system may also be a left/right independent steering type system in which the left and right wheels 10 can be steered independently. In addition, the deflection correction control can be performed at any time without causing discomfort to the driver, for example, during automatic driving, by being performed together with the route correction.

また、偏向修正制御における車輪10の角度の修正は、徐々に行われてもよい。また、転舵要求は、例えば自動運転の場合、他のECUからステアECU5に送信されてもよい。また、偏向判定装置7は、偏向状態の判定にあたり、周辺監視装置として車両に設けられたレーダー装置の検出結果を用いてもよい。周辺監視装置は、レーダー装置であってもよい。また、ステアリングシステム1は、角度βが演算されない場合など、偏向修正制御として、偏向を打ち消す方向に所定量だけ車輪10の転舵角を修正する制御を実行してもよい。ステアリングシステム1は、偏向状態が解消するまで偏向修正制御を繰り返し実行してもよい。 The angle of the wheels 10 may be corrected gradually in the deflection correction control. A steering request may be sent from another ECU to the steering ECU 5, for example, in the case of autonomous driving. The deflection determination device 7 may use the detection results of a radar device provided in the vehicle as a periphery monitoring device when determining the deflection state. The periphery monitoring device may be a radar device. The steering system 1 may execute control to correct the steering angle of the wheels 10 by a predetermined amount in a direction to cancel the deflection, as the deflection correction control, for example, when the angle β is not calculated. The steering system 1 may repeatedly execute the deflection correction control until the deflection state is resolved.

1:ステアリングシステム、10F:前輪、10R:後輪、2:操作装置、21:ステアリングホイール(操作部材)、3:前輪転舵装置、4:後輪転舵装置、5:ステアECU、51:転舵制御部(転舵制御装置)、53:直進判定部、54:原点演算部、55:基準記憶部、56:偏向判定部、57:角度演算部、6:直進検出装置、61:ヨーレートセンサ、7:偏向判定装置、71:カメラ、82:車輪速度センサ、CL:中央線。 1: Steering system, 10F: Front wheels, 10R: Rear wheels, 2: Operation device, 21: Steering wheel (operation member), 3: Front wheel steering device, 4: Rear wheel steering device, 5: Steering ECU, 51: Steering control unit (steering control device), 53: Straight line determination unit, 54: Origin calculation unit, 55: Reference memory unit, 56: Deflection determination unit, 57: Angle calculation unit, 6: Straight line detection device, 61: Yaw rate sensor, 7: Deflection determination device, 71: Camera, 82: Wheel speed sensor, CL: Center line.

Claims (8)

前輪を転舵する前輪転舵装置と、
後輪を転舵する後輪転舵装置と、
転舵要求に応じて前記前輪転舵装置及び前記後輪転舵装置を制御する転舵制御装置と、
車両が直進している状態である直進状態を検出する直進検出装置と、
前記直進検出装置により前記直進状態が検出された場合、前記車両に設置された周辺監視装置の検出結果から演算されたオプティカルフローに基づいて、前記車両の状態が、車体前後方向と前記車両の進行方向とがずれた状態である偏向状態であるか否かを判定する偏向判定装置と、
を備え、
前記転舵制御装置は、前記偏向判定装置により前記車両の状態が前記偏向状態であると判定された場合、前記偏向状態を修正するように前記前輪転舵装置及び前記後輪転舵装置を制御する偏向修正制御を実行し、
前記前輪転舵装置は、操作部材の操作力から機械的に独立し、転舵モータの力により前輪を転舵するステアバイワイヤ型の転舵装置を構成し、
前記転舵制御装置は、前記偏向修正制御の実行において、前記操作部材を作動させることなく、前記後輪への修正と同様に前記前輪を修正するように前記前輪転舵装置を制御する、
ステアリングシステム。
A front wheel steering device for steering the front wheels;
A rear wheel steering device for steering the rear wheels;
a steering control device that controls the front wheel steering device and the rear wheel steering device in response to a steering request;
a straight-line detection device for detecting a straight-line state in which the vehicle is traveling straight;
a deviation determination device that, when the straight-line state is detected by the straight-line detection device, determines whether or not the state of the vehicle is a deviation state in which the longitudinal direction of the vehicle body is misaligned with the traveling direction of the vehicle, based on an optical flow calculated from the detection result of a surroundings monitoring device installed on the vehicle;
Equipped with
the steering control device executes a bias correction control for controlling the front wheel steering device and the rear wheel steering device so as to correct the bias state when the bias determination device determines that the state of the vehicle is the bias state ,
the front wheel steering device constitutes a steer-by-wire type steering device that is mechanically independent of the operating force of an operating member and steers the front wheels by the force of a steering motor,
the steering control device controls the front wheel steering device so as to correct the front wheels in the same manner as the correction to the rear wheels, without operating the operating member, in executing the deflection correction control.
Steering system.
前輪を転舵する前輪転舵装置と、
後輪を転舵する後輪転舵装置と、
転舵要求に応じて前記前輪転舵装置及び前記後輪転舵装置を制御する転舵制御装置と、
車両が直進している状態である直進状態を検出する直進検出装置と、
前記直進検出装置により前記直進状態が検出された場合、前記車両に設置された周辺監視装置の検出結果から演算されたオプティカルフローに基づいて、前記車両の状態が、車体前後方向と前記車両の進行方向とがずれた状態である偏向状態であるか否かを判定する偏向判定装置と、
を備え、
前記偏向判定装置により前記車両の状態が前記偏向状態であると判定された場合、運転者に警告する警告制御を実行する、
ステアリングシステム。
A front wheel steering device for steering the front wheels;
A rear wheel steering device for steering the rear wheels;
a steering control device that controls the front wheel steering device and the rear wheel steering device in response to a steering request;
a straight-line detection device for detecting a straight-line state in which the vehicle is traveling straight;
a deviation determination device that, when the straight-line state is detected by the straight-line detection device, determines whether or not the state of the vehicle is a deviation state in which the longitudinal direction of the vehicle body is misaligned with the traveling direction of the vehicle, based on an optical flow calculated from the detection result of a surroundings monitoring device installed on the vehicle;
Equipped with
When the deviation determination device determines that the state of the vehicle is in the deviation state, a warning control is executed to warn a driver .
Steering system.
前記偏向判定装置は、
前記車体前後方向における車体前方又は車体後方を撮像する前記周辺監視装置としてのカメラと、
前記カメラの撮像結果に基づいて、前記オプティカルフローを演算し、演算された前記オプティカルフローの原点である測定原点を演算する原点演算部と、
前記カメラの撮像領域に設定された位置であって、前記車両が前記偏向状態でなく直進している場合における前記オプティカルフローの原点を含むように設定された基準位置を予め記憶する基準記憶部と、
前記測定原点と前記基準位置との比較に基づいて、前記車両の状態が前記偏向状態であるか否かを判定する偏向判定部と、
を備える、
請求項1又は2に記載のステアリングシステム。
The deflection determination device includes:
a camera as the periphery monitoring device that captures an image of a front or rear of the vehicle body in a longitudinal direction of the vehicle body;
an origin calculation unit that calculates the optical flow based on the imaging result of the camera and calculates a measurement origin that is the origin of the calculated optical flow;
a reference storage unit that stores in advance a reference position that is set in an imaging area of the camera and is set so as to include an origin of the optical flow when the vehicle is not in the deflected state and is traveling straight; ,
a deflection determination unit that determines whether or not the state of the vehicle is in the deflected state based on a comparison between the measurement origin and the reference position;
Equipped with
A steering system according to claim 1 or 2 .
前記測定原点と前記基準位置との差に基づいて、前記車体前後方向に対する前記車両の進行方向の傾き角度を演算する角度演算部をさらに備え、
前記偏向判定部は、前記傾き角度が所定の閾値以上である場合、前記車両の状態が前記偏向状態であると判定する、
請求項に記載のステアリングシステム。
An angle calculation unit is further provided that calculates an inclination angle of the traveling direction of the vehicle with respect to the vehicle body longitudinal direction based on a difference between the measurement origin and the reference position,
The deflection determination unit determines that the state of the vehicle is in the deflected state when the tilt angle is equal to or greater than a predetermined threshold value.
4. The steering system of claim 3 .
前記転舵制御装置は、前記偏向判定装置により前記車両が前記偏向状態であると判定された場合、前記角度演算部で演算された前記傾き角度に基づいて、前記偏向修正制御を実行する、
請求項2に従属しない請求項に記載のステアリングシステム。
when the deflection determination device determines that the vehicle is in the deflected state, the turning control device executes the deflection correction control based on the inclination angle calculated by the angle calculation unit.
A steering system according to claim 4 not dependent on claim 2 .
前記直進検出装置は、
ヨーレートセンサ及び車速センサと、
前記ヨーレートセンサ及び車速センサの検出結果に基づいて、前記車両が前記直進状態であるか否かを判定する直進判定部と、
を備える、
請求項1~5の何れか一項に記載のステアリングシステム。
The straight-line detection device is
A yaw rate sensor and a vehicle speed sensor,
a straight-line determination unit that determines whether the vehicle is in the straight-line state based on detection results of the yaw rate sensor and the vehicle speed sensor;
Equipped with
A steering system according to any one of claims 1 to 5.
前記転舵制御装置は、前記偏向判定装置により前記車両が前記偏向状態であると判定された場合、判定時の情報を記録し、前記車両が停車状態又は所定車速以下で走行する低速状態である際に、記録された判定時の情報に基づいて前記偏向修正制御を実行する、
請求項1に記載の、又は、請求項2に従属しない請求項3~6の何れか一項に記載のステアリングシステム。
When the deflection determination device determines that the vehicle is in the deflection state, the steering control device records information at the time of the determination, and when the vehicle is in a stopped state or in a low-speed state where the vehicle is traveling at or below a predetermined vehicle speed, executes the deflection correction control based on the recorded information at the time of the determination .
A steering system according to claim 1 or according to any one of claims 3 to 6 not dependent on claim 2 .
前記偏向修正制御実行後の車輪の状態を記録し、当該記録に基づいて前記操作部材の中立位置と車輪の転舵角との関係を変更する、a state of the wheels after the deviation correction control is executed is recorded, and a relationship between the neutral position of the operation member and the steering angle of the wheels is changed based on the recorded state.
請求項7に記載のステアリングシステム。8. A steering system according to claim 7.
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