JPH06336170A - Control method for automatic steering device - Google Patents

Control method for automatic steering device

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Publication number
JPH06336170A
JPH06336170A JP5125981A JP12598193A JPH06336170A JP H06336170 A JPH06336170 A JP H06336170A JP 5125981 A JP5125981 A JP 5125981A JP 12598193 A JP12598193 A JP 12598193A JP H06336170 A JPH06336170 A JP H06336170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
vehicle
automatic
mode
control motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP5125981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kimura
多加志 木村
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP5125981A priority Critical patent/JPH06336170A/en
Publication of JPH06336170A publication Critical patent/JPH06336170A/en
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PURPOSE:To quickly switch the automatic steering mode to the manual steering mode in emergency in an automatic steering device optionally switching the manual steering by a driver and the automatic steering using image data to steer a vehicle. CONSTITUTION:A gear ratio changing mechanism 25 having a steering control motor 36 and a torque control motor 38 is provided on the steering device 10 of a vehicle 1. In the automatic steering mode, the steering control motor 36 is operated in response to the indicated steering angle via the image data in front of the vehicle 1 and the signals of the vehicle speed and the actual steering angle, and the running vehicle 1 is automatically steered along the white line or the like on a road without a steering wheel operation. When the intention of a driver is shown on the steering wheel to be judged as a steering wheel operation in the automatic steering mode, the automatic steering mode is immediately switched to the manual steering mode, and the vehicle 1 can be manually steered thereafter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の運転
支援システム(ADA)に使用されて電子的に自動操舵
する自動操舵装置の制御方法に関し、詳しくは、自動操
舵中の手動操舵への切換制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method of an automatic steering device which is electronically used for a driving assistance system (ADA) of a vehicle such as an automobile and which is electronically steered. Switching control.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、車両の安全性を飛躍的に向上する
対策として、エアバック等の衝突被害軽減技術に対し
て、衝突しないための技術、即ち運転操作系を積極的に
アシストして安全側に自動的に制御する総合的な運転支
援システム(ADA:Active Drive Assist system)が
開発されている。このADAシステムは、車両の前後に
装着したカメラを有して道路状況、他の車両、障害物等
の外部環境を三次元的に認識する制御ユニットにより、
ドライバと同等の自律走行能力を持たせ、この自律走行
能力によりブレーキ、スロットル及びステアリングの操
作系の各種装置を自動的に適正に操作するように構成さ
れる。そしてADAシステムが目指す機能として、衝突
防止機能と限定自動走行機能が考えられている。衝突防
止機能は、運転操作の誤り等で追突の危険がある場合に
自動ブレーキ作動したり、横風の際にハンドル修正する
ものである。限定自動走行機能は、ドライバに代わって
自動操舵して車線追従走行したり、障害物を自動回避し
たり、安全車間距離に保持するものである。
2. Description of the Related Art In recent years, as a measure to drastically improve the safety of a vehicle, a technique for avoiding a collision against a collision damage reducing technique such as an airbag, that is, a driving operation system is actively assisted for safety. A comprehensive Active Drive Assist system (ADA) that automatically controls the side has been developed. This ADA system has cameras mounted in front of and behind the vehicle to recognize a road condition, another vehicle, and an external environment such as an obstacle three-dimensionally by a control unit.
The driver is provided with the same autonomous running capability as the driver, and the autonomous running capability is configured to automatically and properly operate various devices in the operation system such as the brake, throttle, and steering. Then, as functions aimed at by the ADA system, a collision prevention function and a limited automatic traveling function are considered. The collision prevention function is to automatically brake when there is a risk of a rear-end collision due to an error in driving operation or to correct the steering wheel in case of cross wind. The limited automatic traveling function is to perform automatic steering on behalf of the driver for lane following traveling, avoid obstacles automatically, and maintain a safe inter-vehicle distance.

【0003】上記ADAシステムについて更に具体的に
説明すると、例えば本件出願人による特願平4−653
47号の出願で示すように、車両に装着した複数のカメ
ラにより前方風景や交通環境をとらえ、その画像を小領
域に分割して各々について三角測量法で距離を算出し
て、画面全体が三次元の距離分布の画像を得る。そして
距離画像から車線、前方車、障害物等を分離して検出す
る。車線からは左右の白線、道路形状等を認識する。前
方車や障害物に対しては、物体が何であるか、障害物と
の相対的な距離や速度等を認識して、種々の画像データ
を得る。
The above ADA system will be described more specifically. For example, Japanese Patent Application No. 4-653 filed by the present applicant.
As shown in the application No. 47, the front scene and traffic environment are captured by a plurality of cameras mounted on the vehicle, the image is divided into small areas, and the distance is calculated by triangulation for each, and the entire screen is cubic. Obtain an image of the original distance distribution. Then, lanes, vehicles in front, obstacles, etc. are separated and detected from the distance image. Left and right white lines, road shapes, etc. are recognized from the lane. For a forward vehicle or an obstacle, what kind of object the object is, the relative distance to the obstacle, the speed, and the like are recognized to obtain various image data.

【0004】また上述の画像データを利用して自動操舵
するシステムとして、特開平3−238809号の出願
で示すように、ステアリング装置の操舵系に操舵制御モ
ータやトルク制御モータを備えたプラネタリギヤ式のギ
ヤ比可変機構を設ける。そして画像データ等により車線
の白線に沿うような舵角を算出し、この舵角に応じた電
流を操舵制御モータに供給してギヤ比可変機構を作動す
ることで、タイヤ側を自動的に操舵し、車線追従で自律
走行することが考えられている。このシステムは最も重
要な画像認識の技術の開発により具体性を生じたもので
あり、実用化するためには更に種々の点で技術開発する
必要がある。
As a system for automatically steering using the above-mentioned image data, as shown in the application of Japanese Patent Laid-Open No. 3-238809, a planetary gear type system having a steering control motor and a torque control motor in a steering system of a steering device is used. A gear ratio variable mechanism is provided. Then, the steering angle along the white lane of the lane is calculated from the image data, etc., and a current corresponding to this steering angle is supplied to the steering control motor to operate the gear ratio variable mechanism to automatically steer the tire side. However, it is considered that the vehicle autonomously follows the lane. This system has been made more concrete by the development of the most important image recognition technology, and it is necessary to further develop the technology in various points in order to put it into practical use.

【0005】ここで画像データを用いた自動操舵装置
は、例えばドライバによるスイッチ操作で自動操舵モー
ドにしたり、またはそのモードを解除して手動操舵モー
ドに切換えるように構成される。しかし自動操舵中には
ドライバの判断で突発的に横風による車体の挙動を直し
たり、車線を変更するように手動操舵することがあり、
このような緊急時にはスイッチ操作以外の適切な手段を
用いて迅速に手動操舵モードに切換えることが望まれ
る。
Here, the automatic steering device using the image data is configured, for example, to switch to the automatic steering mode by a switch operation by a driver or to release the mode and switch to the manual steering mode. However, during automatic steering, the driver's judgment may suddenly correct the behavior of the vehicle body due to a crosswind, or manually steer to change lanes.
In such an emergency, it is desired to quickly switch to the manual steering mode by using an appropriate means other than the switch operation.

【0006】従来、上記自動操舵装置に関しては、例え
ば特開平3−276310号公報の先行技術がある。こ
の先行技術において、無人の移動車を対象とし、所定時
間後の自車の予測位置と目標位置を設定し、両者の偏差
により制御量を演算する。また現在の自車位置と予測位
置との距離に基づき制御量を補正して、走行制御するこ
とが示されている。
Conventionally, as for the above-mentioned automatic steering device, there is a prior art disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-276310. In this prior art, an unmanned moving vehicle is targeted, a predicted position and a target position of the own vehicle after a predetermined time are set, and a control amount is calculated from a deviation between the two. Further, it is shown that the control amount is corrected based on the distance between the current vehicle position and the predicted position to control the traveling.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、無人の移動車を対象として自動操
舵のみで走行するシステムであるから、手動操舵の切換
制御に適応することはできない。
By the way, in the above-mentioned prior art, since it is a system in which an unmanned moving vehicle travels only by automatic steering, it cannot be applied to manual steering switching control. .

【0008】本発明は、このような点に鑑み、ドライバ
による手動操舵と、画像データ等を用いた自動操舵モー
ドに任意に切換えて車両を操舵する自動操舵装置におい
て、自動操舵モードの際の緊急時に迅速に手動操舵モー
ドに切換制御することを目的とする。
In view of the above, the present invention provides an automatic steering system for steering a vehicle by arbitrarily switching between a manual steering by a driver and an automatic steering mode using image data or the like. The purpose is to switch control to the manual steering mode quickly at times.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、車両のステアリング装置に操舵制御モータと
トルク制御モータを備えて自動的に操舵するギヤ比可変
機構が設けられ、自動操舵モードの場合に車両前方の画
像データ、車速、実舵角の信号により操舵制御モータと
トルク制御モータの一方または両方を作動して、走行中
の車両をハンドル操作なしで道路の白線等に沿うように
自動操舵する自動操舵装置において、自動操舵モードの
際にドライバがハンドル操作しているか否かを判定し、
ハンドル操作を判定すると直ちに手動操舵モードに切換
えることを特徴とする。
In order to achieve this object, the present invention provides a steering system for a vehicle, which is provided with a steering ratio control motor and a torque control motor, and is provided with a gear ratio variable mechanism for automatically steering. In this case, one or both of the steering control motor and the torque control motor are operated according to the image data in front of the vehicle, the vehicle speed, and the signal of the actual steering angle, so that the running vehicle follows the white line of the road without operating the steering wheel. In an automatic steering device that automatically steers, determines whether the driver is operating the steering wheel in the automatic steering mode,
The feature is that the mode is switched to the manual steering mode as soon as the steering wheel operation is determined.

【0010】[0010]

【作用】上記制御方法による本発明では、車両走行中に
自動操舵モードに設定すると、車両前方の画像データ、
車速、実舵角の信号で例えば道路の白線と車両の関係に
基づいて指示舵角が演算され、この指示舵角に応じた電
流がギヤ比可変機構の例えば操舵制御モータに流れて作
動し、ドライバがハンドル操作しない状態でも前輪が自
動的に転舵して、白線に沿い安全に車線追従走行され
る。そして自動操舵モードにおいて、ドライバが操舵の
必要を生じてハンドル操作すると、直ちに手動操舵モー
ドに切換わって、そのまま迅速且つ任意に手動操舵する
ことが可能となる。
In the present invention based on the above control method, when the automatic steering mode is set while the vehicle is traveling, image data in front of the vehicle,
Instructed steering angle is calculated based on the relationship between the vehicle speed and the actual steering angle signal, for example, the white line of the road and the vehicle, and a current corresponding to this instructed steering angle flows to the steering control motor of the gear ratio variable mechanism to operate, Even if the driver does not operate the steering wheel, the front wheels will automatically steer and safely follow the lane along the white line. Then, in the automatic steering mode, when the driver needs to steer and operates the steering wheel, it is immediately switched to the manual steering mode, and the manual steering can be performed quickly and arbitrarily.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2において、ADAシステムの概略について説
明する。先ず、車両1のエンジン2のスロットル弁3に
は電気信号で開閉するアクチュエータ11が設けられ、
ブレーキペダル4の操作で前輪5と後輪6のホイールシ
リンダ7にブレーキ圧を発生して制動するブレーキ装置
8には電気信号でブレーキ圧を加減圧する自動ブレーキ
油圧ユニット12が設けられる。また車両1の例えば左
右前方には車両前方の所定の範囲を撮像するCCDカメ
ラ13が配置され、ハンドル9を有するステアリング装
置10に電気信号で操舵する自動操舵パワーユニット1
4が設けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An outline of the ADA system will be described with reference to FIG. First, the throttle valve 3 of the engine 2 of the vehicle 1 is provided with an actuator 11 that opens and closes by an electric signal,
An automatic brake hydraulic unit 12 that increases or decreases the brake pressure by an electric signal is provided in a brake device 8 that applies brake pressure to the wheel cylinders 7 of the front wheels 5 and the rear wheels 6 by operating the brake pedal 4 to perform braking. A CCD camera 13 for picking up a predetermined range in front of the vehicle 1 is arranged on the left and right sides of the vehicle 1, and an automatic steering power unit 1 for steering an electric signal to a steering device 10 having a steering wheel 9 is provided.
4 are provided.

【0012】制御系として、CCDカメラ13の撮像信
号が入力する画像認識制御ユニット15を有し、撮像信
号に基づき三角測量法で距離を算出して、画面全体が三
次元の距離分布の画像を得る。そして距離画像から車
線、前方車、障害物等を分離して検出し、車線からは左
右の白線、道路形状等を認識する。前方車や障害物に対
しては、物体が何であるか、障害物との相対的な距離や
速度等を認識して、種々の画像データを得る。この画像
データは車間距離制御ユニット16と自動操舵制御ユニ
ット17に入力する。
As a control system, the image recognition control unit 15 to which the image pickup signal of the CCD camera 13 is input is provided, and the distance is calculated by the triangulation method based on the image pickup signal, and an image having a three-dimensional distance distribution is displayed on the entire screen. obtain. Then, lanes, vehicles in front, obstacles, etc. are separately detected from the distance image, and left and right white lines, road shapes, etc. are recognized from the lanes. For a forward vehicle or an obstacle, what kind of object the object is, the relative distance to the obstacle, the speed, and the like are recognized to obtain various image data. This image data is input to the inter-vehicle distance control unit 16 and the automatic steering control unit 17.

【0013】車間距離制御ユニット16は、画像データ
と他の種々のセンサ信号により先行車や道路の障害物に
対して安全な距離を保つように加減速度を演算し、この
加減速度に基づく適正なスロットル開度のスロットル信
号をアクチュエータ11に出力してスロットル制御す
る。また加減速度に基づく適正なブレーキ圧のブレーキ
信号を自動ブレーキ油圧ユニット12に出力してブレー
キ制御する。そしてドライバのブレーキ操作等が不充分
な場合でも、安全な車間距離を保ち、安全に走行するこ
とを可能にする。自動操舵制御ユニット17は、画像デ
ータと他の種々のセンサ信号により道路の白線と車両と
のずれ等を演算し、このずれに基づく操舵信号を自動操
舵パワーユニット14に出力して操舵制御する。そして
ドライバがハンドル操作しない場合にも、安全に車線追
従走行することを可能に構成される。
The inter-vehicle distance control unit 16 calculates the acceleration / deceleration so as to maintain a safe distance with respect to the preceding vehicle and obstacles on the road based on the image data and various other sensor signals, and an appropriate acceleration / deceleration based on this acceleration / deceleration is calculated. A throttle signal indicating the throttle opening is output to the actuator 11 for throttle control. Further, a brake signal having an appropriate brake pressure based on the acceleration / deceleration is output to the automatic brake hydraulic unit 12 for brake control. Even when the driver's brake operation is insufficient, the safe distance between vehicles can be maintained and the vehicle can travel safely. The automatic steering control unit 17 calculates the deviation between the white line on the road and the vehicle based on the image data and various other sensor signals, and outputs a steering signal based on this deviation to the automatic steering power unit 14 to perform steering control. Even if the driver does not operate the steering wheel, it is possible to safely follow the lane.

【0014】図3において自動操舵パワーユニット14
の構成について説明する。先ず、ステアリング装置10
のステアリング軸20が入力軸21と出力軸22に2分
割され、入力軸21の端部にハンドル9が設けられ、出
力軸22は油圧パワーステアリング機構23を介して前
輪5に連結され、両軸21,22の間にギヤ比可変機構
25がバイパスして連結される。ギヤ比可変機構25
は、入、出力軸21,22とこれらに平行配置されるモ
ータ軸24に、2組のギヤ26,27と1組のプラネタ
リギヤ30を組合せて構成される。
In FIG. 3, the automatic steering power unit 14
The configuration of will be described. First, the steering device 10
The steering shaft 20 is divided into an input shaft 21 and an output shaft 22, a handle 9 is provided at the end of the input shaft 21, and the output shaft 22 is connected to the front wheels 5 via a hydraulic power steering mechanism 23. The variable gear ratio mechanism 25 is connected between 21 and 22 by bypass. Gear ratio variable mechanism 25
Is constituted by combining two sets of gears 26 and 27 and one set of planetary gear 30 with the input and output shafts 21 and 22 and the motor shaft 24 arranged in parallel therewith.

【0015】即ち、第1のギヤ26は小径のドライブギ
ヤ26aが入力軸21に一体結合され、大径のドリブン
ギヤ26bがモータ軸24に回転可能に設けられる。第
2のギヤ27は大径のドライブギヤ27aがモータ軸2
4に回転可能に設けられ、小径のドリブンギヤ27bが
出力軸22に一体結合される。プラネタリギヤ30はサ
ンギヤ31がモータ軸24に一体結合され、リングギヤ
32が第2のギヤ27のドライブギヤ27aの内側に形
成され、サンギヤ31とリングギヤ32に噛合うピニオ
ン33が第1のギヤ26のドリブンギヤ26bと一体的
なキャリア34で支持される。そしてモータ軸24の一
端に、所定のトルク以上の操舵トルクがかかると可逆回
転するウォームギヤ35を介して操舵制御モータ36が
連結され、入力軸21に可逆回転可能なウォームギヤ3
7を介してトルク制御モータ38が連結される。また入
力軸21と出力軸22の間には、タイヤが縁石等に衝突
して大きい操舵トルクが入力し、両軸21,22が所定
の角度以上回転した場合に直結するストッパ39が設け
られる。
That is, in the first gear 26, a small-diameter drive gear 26a is integrally connected to the input shaft 21, and a large-diameter driven gear 26b is rotatably provided on the motor shaft 24. In the second gear 27, the large-diameter drive gear 27a is the motor shaft 2
4, the driven gear 27b having a small diameter is integrally coupled to the output shaft 22. In the planetary gear 30, the sun gear 31 is integrally coupled to the motor shaft 24, the ring gear 32 is formed inside the drive gear 27 a of the second gear 27, and the pinion 33 that meshes with the sun gear 31 and the ring gear 32 is the driven gear of the first gear 26. It is supported by a carrier 34 integral with 26b. A steering control motor 36 is connected to one end of the motor shaft 24 via a worm gear 35 that reversibly rotates when a steering torque equal to or greater than a predetermined torque is applied to the input shaft 21.
A torque control motor 38 is connected via 7. Further, between the input shaft 21 and the output shaft 22, there is provided a stopper 39 which is directly connected when the tire collides with a curb or the like and a large steering torque is input and both shafts 21 and 22 rotate by a predetermined angle or more.

【0016】そこでウォームギヤ35によりモータ軸2
4のサンギヤ31が固定した状態で、ドライバがハンド
ル9を操舵すると、入力軸21と第1のギヤ26により
プラネタリギヤ30のキャリア34が回転し、固定され
るサンギヤ31に対してピニオン33が遊星回転し、リ
ングギヤ32と第2のギヤ27により出力軸22をハン
ドル9と同一方向に回転して転舵する。この場合に、ギ
ヤの歯数を選択することにより、入、出力軸22の回転
が略同一にされる。またトルク制御モータ38により入
力軸21を固定して操舵反力を相殺するようにトルクア
シストする状態で、操舵制御モータ36を作動してウォ
ームギヤ35、モータ軸24によりサンギヤ31を回転
すると、ピニオン33の自転でリングギヤ32と第2の
ギヤ27を介し出力軸22を回転して電気的に転舵する
ように構成される。
Therefore, the worm gear 35 is used to drive the motor shaft 2
When the driver steers the handle 9 while the sun gear 31 of No. 4 is fixed, the carrier 34 of the planetary gear 30 is rotated by the input shaft 21 and the first gear 26, and the pinion 33 is planet-rotated with respect to the fixed sun gear 31. Then, the ring gear 32 and the second gear 27 rotate the output shaft 22 in the same direction as the steering wheel 9 to steer the output shaft 22. In this case, the rotations of the input and output shafts 22 are made substantially the same by selecting the number of gear teeth. When the steering control motor 36 is operated and the worm gear 35 and the sun gear 31 are rotated by the motor shaft 24 while the input shaft 21 is fixed by the torque control motor 38 and torque assist is performed to cancel the steering reaction force, the pinion 33 is rotated. The output shaft 22 is electrically rotated by rotating the output shaft 22 via the ring gear 32 and the second gear 27.

【0017】制御系として、入力軸21には操舵角Qh
を検出する操舵角センサ40、操舵トルクThを検出す
る操舵トルクセンサ41が設けられ、出力軸22には実
舵角Qpを検出する転舵角センサ42が設けられる。ま
たギヤ比可変機構25のモータ軸24には位相角Qsを
検出する位相角センサ43が設けられる。そして画像認
識制御ユニット15の画像データ、車速センサ44の車
速V及び上記各センサ40〜43の信号が自動操舵制御
ユニット17に入力して電気的に処理され、自動操舵モ
ードの場合に操舵信号を操舵制御モータ36に出力し、
トルク信号をトルク制御モータ38に出力するように構
成される。
As a control system, the input shaft 21 has a steering angle Qh.
Is provided with a steering angle sensor 40 for detecting the steering torque Th, and a steering angle sensor 42 for detecting the actual steering angle Qp is provided on the output shaft 22. Further, the motor shaft 24 of the gear ratio variable mechanism 25 is provided with a phase angle sensor 43 for detecting the phase angle Qs. Then, the image data of the image recognition control unit 15, the vehicle speed V of the vehicle speed sensor 44, and the signals of the sensors 40 to 43 are input to the automatic steering control unit 17 and electrically processed, and the steering signal is transmitted in the automatic steering mode. Output to the steering control motor 36,
It is configured to output a torque signal to the torque control motor 38.

【0018】図1において、自動操舵制御ユニット17
について説明する。先ず、画像認識制御ユニット15か
らの画像データが入力する距離算出部50を有し、図4
のように画像上の所定距離位置Dを設定する。目標軌道
設定部51は画像データに基づきその所定距離位置Dの
白線による目標軌道L1を設定する。また車速Vと実舵
角Qpが入力する予測軌道算出部52を有し、現在の車
両の位置、方向、走行状態のままで所定距離位置Dに走
行した場合の車両1の予測軌道L2を算出する。更に、
選択スイッチ45のON、OFFにより例えば制御シス
テムの電源を投入した自動操舵モードと、その電源を切
断した手動操舵モードを設定するモード設定部53を有
する。
In FIG. 1, the automatic steering control unit 17
Will be described. First, it has a distance calculation unit 50 to which the image data from the image recognition control unit 15 is input,
As described above, the predetermined distance position D on the image is set. The target trajectory setting unit 51 sets the target trajectory L1 by the white line at the predetermined distance position D based on the image data. Further, the vehicle has a predicted trajectory calculation unit 52 for inputting the vehicle speed V and the actual steering angle Qp, and calculates a predicted trajectory L2 of the vehicle 1 when traveling at a predetermined distance position D with the current position, direction, and traveling state of the vehicle. To do. Furthermore,
It has a mode setting unit 53 for setting, for example, an automatic steering mode in which the power of the control system is turned on and a manual steering mode in which the power is turned off by turning the selection switch 45 on and off.

【0019】上述の目標軌道L1、予測軌道L2及びモ
ード信号はずれ幅算出部54に入力して、自動操舵モー
ドの場合に目標軌道L1と予測軌道L2のずれ幅eを算
出する。このずれ幅eは舵角算出部55に入力して、ず
れ幅eと比例定数kとにより指示舵角φを算出する。指
示舵角φと実舵角Qpは制御量演算部56に入力し、両
者の偏差により制御量Cを算出し、駆動部57により制
御量Cに応じた電流Ipを操舵制御モータ36に供給す
る。また操舵トルクセンサ41の操舵トルクThが入力
するアシストトルク演算部58を有し、自動操舵モード
の場合にハンドル9側に作用する操舵反力に応じた操舵
トルクThを検出し、この操舵反力を相殺するようなア
シストトルクTaを演算する。そして駆動部59により
トルクTaに応じた電流Isをトルク制御モータ38に
供給するように構成される。
The above-mentioned target trajectory L1, predicted trajectory L2 and mode signal are input to the deviation width calculator 54 to calculate the deviation width e between the target trajectory L1 and the predicted trajectory L2 in the automatic steering mode. The deviation width e is input to the steering angle calculation unit 55, and the indicated steering angle φ is calculated from the deviation width e and the proportional constant k. The instructed rudder angle φ and the actual rudder angle Qp are input to the control amount calculation unit 56, the control amount C is calculated from the deviation between the two, and the drive unit 57 supplies the steering control motor 36 with a current Ip corresponding to the control amount C. . Further, the steering torque Th of the steering torque sensor 41 is provided with an assist torque calculator 58, which detects the steering torque Th corresponding to the steering reaction force acting on the steering wheel 9 side in the automatic steering mode, and the steering reaction force Th is detected. The assist torque Ta that cancels out is calculated. Then, the drive unit 59 is configured to supply the current Is according to the torque Ta to the torque control motor 38.

【0020】上記制御系において、緊急時のモード切換
制御について説明する。自動操舵モードでの走行中にド
ライバが手動操舵したいときは、ドライバの意志が直接
ハンドル9の操作として表れる。このためドライバのハ
ンドル操作を利用してモード切換することが最も適して
いる。そこで操舵トルクThが入力するハンドル操作判
定部60を有し、所定の操舵トルクThがタイマ61に
よる所定時間tだけ継続する場合にドライバのハンドル
操作を判定する。そしてハンドル操作信号はモード設定
部53に入力して、自動操舵モードの場合に直ちに手動
操舵モードに切換えるように構成される。
In the above control system, the mode switching control in an emergency will be described. When the driver wants to steer manually while traveling in the automatic steering mode, the driver's intention directly appears as the operation of the steering wheel 9. Therefore, it is most suitable to switch the mode by using the driver's steering wheel operation. Therefore, the steering wheel operation determination unit 60 to which the steering torque Th is input is provided, and the steering wheel operation of the driver is determined when the predetermined steering torque Th continues for the predetermined time t by the timer 61. Then, the steering wheel operation signal is input to the mode setting unit 53 so as to immediately switch to the manual steering mode in the automatic steering mode.

【0021】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、車両走行時にドライバが選択スイッチ45を
OFFすると、自動操舵制御ユニット17は手動操舵モ
ードになる。そこで自動操舵パワーユニット14のギヤ
比可変機構25において、操舵制御モータ36は非通電
で不作動するが、通常のハンドル操作ではウォームギヤ
35によりモータ軸24が固定される。またトルク制御
モータ38も非通電で不作動し、ハンドル9の入力軸2
1がフリーの状態になる。そこでドライバが図5(a)
のようにハンドル9を握って操舵すると、入力軸21と
ギヤ比可変機構25の第1と第2のギヤ26,27、固
定したサンギヤ31に対するプラネタリギヤ30の作動
で出力軸22が同一方向に回転し、油圧パワーステアリ
ング機構23の作動で前輪5が左右に自由に転舵され
る。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, when the driver turns off the selection switch 45 while the vehicle is traveling, the automatic steering control unit 17 enters the manual steering mode. Therefore, in the gear ratio variable mechanism 25 of the automatic steering power unit 14, the steering control motor 36 does not operate when it is not energized, but the motor shaft 24 is fixed by the worm gear 35 during normal steering operation. Further, the torque control motor 38 is also de-energized and deactivated, and the input shaft 2
1 becomes free. Therefore, the driver is shown in Figure 5 (a).
When the steering wheel 9 is gripped and steered as described above, the output shaft 22 rotates in the same direction by the operation of the planetary gear 30 with respect to the input shaft 21, the first and second gears 26 and 27 of the gear ratio variable mechanism 25, and the fixed sun gear 31. Then, the front wheels 5 are freely steered left and right by the operation of the hydraulic power steering mechanism 23.

【0022】また選択スイッチ45をONすると、自動
操舵モードに切換わる。このため自動操舵制御ユニット
17では画像認識制御ユニット15からの画像データに
より所定距離位置Dの白線等の目標軌道L1が設定さ
れ、車速Vと実舵角Qpにより車両1の所定距離位置D
での予測軌道L2が算出される。そして目標軌道L1と
予測軌道L2のずれ幅eに応じて指示舵角φが算出さ
れ、この指示舵角φと実舵角Qpに基づく制御量の電流
Ipが操舵制御モータ36に流れる。このためギヤ比可
変機構25では、操舵制御モータ36が作動してウォー
ムギヤ35、モータ軸24及びサンギヤ31が回転する
が、このときリングギヤ32にはタイヤ側の大きい負荷
がかかっているため、キャリア34等が逆転してこの場
合の操舵反力がハンドル9側に作用する。
When the selection switch 45 is turned on, the automatic steering mode is selected. Therefore, in the automatic steering control unit 17, the target trajectory L1 such as the white line at the predetermined distance position D is set by the image data from the image recognition control unit 15, and the predetermined distance position D of the vehicle 1 is set by the vehicle speed V and the actual steering angle Qp.
The predicted trajectory L2 at is calculated. Then, the instructed steering angle φ is calculated according to the deviation width e between the target trajectory L1 and the predicted trajectory L2, and the steering control motor 36 is supplied with a current Ip of a control amount based on the instructed steering angle φ and the actual steering angle Qp. Therefore, in the gear ratio variable mechanism 25, the steering control motor 36 operates to rotate the worm gear 35, the motor shaft 24, and the sun gear 31, but at this time, since the ring gear 32 is heavily loaded on the tire side, the carrier 34 Etc. are reversed and the steering reaction force in this case acts on the steering wheel 9 side.

【0023】そこで操舵トルクセンサ41によりこの場
合の操舵反力が検出され、操舵反力を相殺するようなア
シストトルクTaが演算され、このトルクTaに応じた
電流Isがトルク制御モータ38に流れる。そしてトル
ク制御モータ38とウォームギヤ37が作動して、常に
入力軸21、第1のギヤ26、キャリア34等を固定す
るように制御される。このため操舵制御モータ36によ
るサンギヤ31の回転で、タイヤ側の負荷に抗してリン
グギヤ32、第2のギヤ27及び出力軸22が回転し、
図5(b)のようなハンドル手離の状態で前輪5が操舵
信号に応じて自動的に転舵される。こうしてドライバが
ハンドル9を操作しなくとも、車両1は前輪5が道路の
白線に沿うように転舵して安全に車線追従走行される。
Then, the steering torque sensor 41 detects the steering reaction force in this case, the assist torque Ta for canceling the steering reaction force is calculated, and the current Is corresponding to the torque Ta flows into the torque control motor 38. Then, the torque control motor 38 and the worm gear 37 are actuated so that the input shaft 21, the first gear 26, the carrier 34, etc. are always fixed. Therefore, the rotation of the sun gear 31 by the steering control motor 36 causes the ring gear 32, the second gear 27, and the output shaft 22 to rotate against the load on the tire side.
The front wheels 5 are automatically steered according to the steering signal in the state where the steering wheel is released as shown in FIG. In this way, even if the driver does not operate the steering wheel 9, the front wheels 5 of the vehicle 1 are steered so as to follow the white line of the road, and the vehicle 1 safely follows the lane.

【0024】尚、実際は入力軸21がハンドル軸とギヤ
軸を捩り棒で連結して構成され、ハンドル軸とギヤ軸と
の間に操舵トルクセンサ41が配置される。このためト
ルク制御モータ38のトルクアシストによりギヤ軸が固
定されると、操舵トルクセンサ41の出力信号は零にな
り、ハンドル9側の操舵トルクも検出することが可能に
なる。また捩り棒によりドライバがハンドル9を或る程
度操作して操舵トルクを発生することも可能になる。
Actually, the input shaft 21 is constructed by connecting the handle shaft and the gear shaft with a torsion rod, and the steering torque sensor 41 is arranged between the handle shaft and the gear shaft. Therefore, when the gear shaft is fixed by the torque assist of the torque control motor 38, the output signal of the steering torque sensor 41 becomes zero, and the steering torque on the steering wheel 9 side can also be detected. The twist bar also allows the driver to operate the steering wheel 9 to some extent to generate steering torque.

【0025】また自動操舵モードでのモード切換制御
を、図6のフローチャートを用いて説明する。先ず、ス
テップS1で自動操舵モードを判断すると、ステップS
2に進んで操舵制御モータ36を作動し、ステップS3
でトルク制御モータ38を作動する。その後ステップS
4で操舵トルクThと時間tを設定値Ths,tsと比
較して、ドライバがハンドル操作しているか否かを判断
し、操舵トルクThと時間tの一方または両方が設定値
Ths,ts以下でハンドル操作しないと判定する場合
は、ステップS2に戻って自動操舵制御が継続される。
The mode switching control in the automatic steering mode will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the automatic steering mode is determined in step S1, step S
2, the steering control motor 36 is operated, and step S3
Then, the torque control motor 38 is operated. Then step S
In step 4, the steering torque Th and the time t are compared with the set values Ths and ts to determine whether or not the driver is operating the steering wheel, and one or both of the steering torque Th and the time t are set values Ths and ts or less. When it is determined that the steering wheel is not operated, the process returns to step S2 and the automatic steering control is continued.

【0026】一方、例えば車速V30km/h以上では
操舵トルク3kgが3秒間継続した場合、または車速V
30km/h未満では操舵トルク5kgが3秒間継続し
た場合にドライバのハンドル操作を判定する。そしてド
ライバのハンドル操作を判定すると、ステップS5に進
んで直ちに操舵制御モータ36をサンギヤ固定モードに
変更し、ステップS6でトルク制御モータ38の作動を
停止してハンドル固定制御を解除する。その後、ステッ
プS7で選択スイッチOFFし、手動操舵モードに切換
えて終了する。このためドライバが突発的に操舵の必要
を感じてハンドル9を操作すると、ドライバのハンドル
操作のみにより直ちに自動操舵モードから手動操舵モー
ドに切換わり、このまま迅速に横風に対して車両の挙動
を直したり、車線変更するように転舵される。
On the other hand, for example, when the vehicle speed V is 30 km / h or more, the steering torque of 3 kg continues for 3 seconds, or the vehicle speed V is
If the steering torque is less than 30 km / h and the steering torque is 5 kg for 3 seconds, the driver's steering wheel operation is determined. When it is determined that the driver operates the steering wheel, the process proceeds to step S5 to immediately change the steering control motor 36 to the sun gear fixing mode, stop the operation of the torque control motor 38 in step S6, and release the steering wheel fixing control. Then, in step S7, the selection switch is turned off to switch to the manual steering mode, and the process ends. For this reason, when the driver suddenly feels the need for steering and operates the steering wheel 9, the automatic steering mode is immediately switched to the manual steering mode only by operating the steering wheel of the driver, and the behavior of the vehicle is promptly corrected against the cross wind. , Is steered to change lanes.

【0027】以上、本発明の実施例について説明した
が、操舵信号の電流をトルク制御モータに供給し、この
モータ作動のみで自動操舵制御することも可能であり、
この制御系にも適応できる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, it is also possible to supply the electric current of the steering signal to the torque control motor and perform the automatic steering control only by operating the motor.
It can be applied to this control system.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によると、
ドライバによる手動操舵と、画像データ等を用いた自動
操舵モードに任意に切換えて車両を操舵する自動操舵装
置において、自動操舵モードの場合にドライバのハンド
ル操作を判定して手動操舵に切換えるように制御するの
で、ドライバの意志がハンドルに表れて緊急に操舵の必
要を生じた場合に、迅速に対応することができる。操舵
トルクと時間とによりドライバの実際のハンドル操作を
適確に判定できる。
As described above, according to the present invention,
In an automatic steering device that steers the vehicle by arbitrarily switching between manual steering by the driver and automatic steering mode using image data, etc., in the automatic steering mode, it is controlled to judge the driver's steering wheel operation and switch to manual steering Therefore, when the driver's intention appears on the steering wheel and an urgent need for steering occurs, it is possible to quickly respond. The actual steering wheel operation of the driver can be accurately determined based on the steering torque and the time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る自動操舵装置の制御方法に適した
自動操舵制御ユニットの実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic steering control unit suitable for a control method for an automatic steering device according to the present invention.

【図2】ADAシステムの全体の概略を示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an overall outline of an ADA system.

【図3】自動操舵パワーユニットを示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an automatic steering power unit.

【図4】自動操舵制御の概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of automatic steering control.

【図5】手動操舵と自動操舵の状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing states of manual steering and automatic steering.

【図6】自動操舵モードでの手動操舵切換制御を示すフ
ローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing manual steering switching control in the automatic steering mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車両 9 ハンドル 10 ステアリング装置 14 自動操舵パワーユニット 15 画像認識制御ユニット 17 自動操舵制御ユニット 25 ギヤ比可変機構 36 操舵制御モータ 38 トルク制御モータ 60 ハンドル操作判定部 61 タイマ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 vehicle 9 steering wheel 10 steering device 14 automatic steering power unit 15 image recognition control unit 17 automatic steering control unit 25 gear ratio variable mechanism 36 steering control motor 38 torque control motor 60 steering wheel operation determination unit 61 timer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 137:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location B62D 137: 00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両のステアリング装置に操舵制御モー
タとトルク制御モータを備えて自動的に操舵するギヤ比
可変機構が設けられ、自動操舵モードの場合に車両前方
の画像データ、車速、実舵角の信号により操舵制御モー
タとトルク制御モータの一方または両方を作動して、走
行中の車両をハンドル操作なしで道路の白線等に沿うよ
うに自動操舵する自動操舵装置において、自動操舵モー
ドの際にドライバがハンドル操作しているか否かを判定
し、ハンドル操作を判定すると直ちに手動操舵モードに
切換えることを特徴とする自動操舵装置の制御方法。
1. A steering device for a vehicle is provided with a gear ratio variable mechanism that is equipped with a steering control motor and a torque control motor to automatically steer, and image data, vehicle speed, and actual steering angle in front of the vehicle in the automatic steering mode. In the automatic steering device, the steering control motor and / or the torque control motor are activated by the signal of to automatically steer the running vehicle along the white line on the road without operating the steering wheel. A method for controlling an automatic steering device, comprising: determining whether or not a driver is operating a steering wheel, and immediately switching to a manual steering mode when determining the steering wheel operation.
【請求項2】 ドライバのハンドル操作の判定は、所定
の操舵トルクが所定時間継続した場合に判定することを
特徴とする請求項1記載の自動操舵装置の制御方法。
2. The control method for an automatic steering device according to claim 1, wherein the driver's steering wheel operation is determined when a predetermined steering torque continues for a predetermined time.
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