JP2008024230A - Vehicular control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular control device capable of adequately changing the steering ratio. <P>SOLUTION: The vehicular control device comprises a steering means capable of changing the steering ratio which is the ratio of the change in the steering angle of a wheel to the operational quantity of a steering wheel, and a road-inside/outside determination means for determining whether or not one's own vehicle is present outside the road. When a predetermined condition is satisfied including the determination that one's own vehicle is outside the road by the road-inside/outside determination means, the steering ratio of the steering means is largely changed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵比を変更可能な操舵装置の制御を行なう車両用制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle control device that controls a steering device capable of changing a steering ratio.

従来、ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角の変化量(以下、操舵比と称する)を任意に変更可能な操舵装置(以下、アクティブ操舵装置と称する)についての研究がなされてきた。   Conventionally, research has been conducted on a steering device (hereinafter referred to as an active steering device) capable of arbitrarily changing a change amount of a steering angle of a wheel (hereinafter referred to as a steering ratio) with respect to an operation amount of the steering wheel.

アクティブ操舵装置は、電気的に検知したステアリングホイールの操作量に応じてアクチュエータを駆動することにより車輪の操舵角を変化させる態様のものと、ステアリングホイールと車輪との間に差動機構を設ける態様のものがあり、前者はステアリングホイールと車輪との機械的接続がないため制御の自由度が高いという利点を有し、後者は機械的接続が残っているためフェールセーフの観点から優れているという利点を有する。後者の一例として、差動機構としていわゆるハーモニックギアを用いた操舵装置が実用化されている(例えば、[非特許文献1]参照)。なお、この他にも、差動機構としてプラネタリギヤを用いた操舵装置が実用化されている。   The active steering device has a mode in which a steering angle of a wheel is changed by driving an actuator according to an electrically detected amount of operation of the steering wheel, and a mode in which a differential mechanism is provided between the steering wheel and the wheel. The former has the advantage that the degree of freedom of control is high because there is no mechanical connection between the steering wheel and the wheel, and the latter is superior from the viewpoint of fail-safe because the mechanical connection remains. Have advantages. As an example of the latter, a steering device using a so-called harmonic gear as a differential mechanism has been put into practical use (see, for example, [Non-Patent Document 1]). In addition, a steering apparatus using a planetary gear as a differential mechanism has been put into practical use.

アクティブ操舵装置を用いることにより、種々の制御が可能となる。典型的には、高速走行時には走行安定性を維持するために比較的小さい操舵比を設定し、低速走行時には運転者の操作労力を軽減するために比較的大きい操舵比を設定することが考えられる。   Various controls are possible by using the active steering device. Typically, it is conceivable to set a relatively small steering ratio in order to maintain running stability at high speeds, and to set a relatively large steering ratio in order to reduce the driver's operating effort at low speeds. .

また、ナビゲーション装置から取得される道路態様に応じて操舵比を変更する装置についての発明が開示されている(例えば、[特許文献1]参照)。この装置では、基本的には上記車速に基づく操舵比の設定を行ない、ナビゲーション装置から取得される、走行中の道路の車線数や道路幅、これから交差点を右左折する予定であるか否かの情報等に基づいて、操舵比を補正している。
特開2004−237853号公報 トヨタ自動車株式会社、「ランドクルーザー100新型車解説書(品番71060)」、トヨタ自動車株式会社サービス部、2002年8月5日発行、2 シャシー、p2−43〜2−52
Moreover, the invention about the apparatus which changes a steering ratio according to the road aspect acquired from a navigation apparatus is disclosed (for example, refer to [patent document 1]). This device basically sets the steering ratio based on the vehicle speed, and acquires the number of lanes and road width of the road that is being obtained from the navigation device, and whether or not to turn right or left at the intersection. The steering ratio is corrected based on information and the like.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-237853 Toyota Motor Corporation, “Land Cruiser 100 New Model Car Description (Part No. 71060)”, Toyota Motor Corporation Service Department, August 5, 2002, 2 Chassis, p2-43 to 2-52

しかしながら、操舵比の変更を行なうのが効果的であるのは、自車両が道路を走行している場面に限られない。従って、上記従来の装置では、適切に操舵比の変更を行なうことができない場合が生じる。   However, it is effective to change the steering ratio not only when the host vehicle is traveling on the road. Therefore, in the above-described conventional apparatus, there is a case where the steering ratio cannot be appropriately changed.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、操舵比の変更を適切に行なうことが可能な車両用制御装置を提供することを、主たる目的とする。   The present invention is to solve such problems, and a main object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of appropriately changing the steering ratio.

上記目的を達成するための本発明の第1の態様は、ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角の変化量の比率である操舵比を変更可能な操舵手段と、自車両が道路外に在るか否かを判定する道路内外判定手段と、を備え、道路内外判定手段により自車両が道路外に在ると判定されたことを含む所定条件を満たす場合に、操舵手段の操舵比を大きく変更することを特徴とする車両用制御装置である。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a steering means capable of changing a steering ratio, which is a ratio of a change amount of a steering angle of a wheel to an operation amount of the steering wheel, and the own vehicle is located outside the road. And a road inside / outside determination means for determining whether the vehicle is outside the road by the road inside / outside determination means. It is a control apparatus for vehicles characterized by changing.

この本発明の第1の態様によれば、道路内外判定手段により自車両が道路外に在ると判定されたことを含む所定条件を満たす場合に、操舵手段の操舵比を大きく変更する。自車両が道路外に在る典型的な場面としては、自車両が駐車場内に在る場面が考えられるが、駐車場内では、狭路の進行や切り返し、駐車枠に対する車両の傾きの調整等、ステアリング操作を大きく必要とする場面が多々存在する。従って、操舵比を大きく変更することにより、運転者の操作負担を軽減することができる。   According to the first aspect of the present invention, the steering ratio of the steering means is greatly changed when a predetermined condition including that the own vehicle is determined to be outside the road is satisfied by the road inside / outside determination means. As a typical scene where the host vehicle is outside the road, a scene where the host vehicle is in the parking lot can be considered, but in the parking lot, adjustment of the inclination of the vehicle relative to the parking frame, etc. There are many scenes that require a large steering operation. Therefore, the operation burden on the driver can be reduced by largely changing the steering ratio.

すなわち、操舵比の変更を適切に行なうことができる。   That is, it is possible to appropriately change the steering ratio.

本発明の第1の態様において、自車両が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場内外判定手段を備え、所定条件は、駐車場内外判定手段により自車両が駐車場内に在ると判定されたことを更に含むことが好ましい。   1st aspect of this invention WHEREIN: The parking lot inside / outside determination means which determines whether the own vehicle exists in a parking lot is provided, and predetermined conditions are when the own vehicle exists in a parking lot by a parking lot inside / outside determination means. It is preferable to further include the determination.

また、本発明の第1の態様において、車速を検出する車速検出手段を備え、所定条件は、車速検出手段により検出された車速が所定車速未満であることを更に含むものとしてもよい。   In the first aspect of the present invention, vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed may be provided, and the predetermined condition may further include that the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means is less than the predetermined vehicle speed.

本発明の第2の態様は、ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角の変化量の比率である操舵比を変更可能な操舵手段と、自車両が道路外に在るか否かを判定する道路内外判定手段と、自車両が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場内外判定手段と、を備え、道路内外判定手段により自車両が道路外に在ると判定されたときに駐車場内外判定手段を作動させ、作動した駐車場内外判定手段により自車両が駐車場内に在ると判定された場合に、操舵比を大きく変更することを特徴とする車両用制御装置である。   According to a second aspect of the present invention, a steering means that can change a steering ratio that is a ratio of a change amount of a steering angle of a wheel to an operation amount of the steering wheel, and whether or not the host vehicle is outside a road are determined. A road inside / outside judging means and a parking lot inside / outside judging means for judging whether or not the own vehicle is in the parking lot, and parked when the road inside / outside judging means judges that the own vehicle is outside the road. The vehicle control device is characterized in that when the vehicle inside / outside determination means is operated and the determined parking lot inside / outside determination means determines that the host vehicle is in the parking lot, the steering ratio is largely changed.

本発明の第3の態様は、ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角の変化量の比率である操舵比を変更可能な操舵手段と、自車両が道路外に在るか否かを判定する道路内外判定手段と、自車両が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場内外判定手段と、車速を検出する車速検出手段と、を備え、道路内外判定手段により自車両が道路外に在ると判定されたときに駐車場内外判定手段を作動させ、作動した駐車場内外判定手段により自車両が駐車場内に在ると判定され、且つ車速検出手段により検出された車速が所定車速未満である場合に、操舵比を大きく変更することを特徴とする車両用制御装置である。   According to a third aspect of the present invention, a steering means that can change a steering ratio that is a ratio of a change amount of a steering angle of a wheel to an operation amount of the steering wheel, and whether or not the own vehicle is outside the road are determined. A road inside / outside judging means, a parking lot inside / outside judging means for judging whether or not the own vehicle is in the parking lot, and a vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed. When it is determined that the vehicle is in the parking lot inside / outside, the parking lot inside / outside determining means is activated, and the activated parking lot inside / outside judging means determines that the host vehicle is in the parking lot and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is less than the predetermined vehicle speed. In this case, the vehicle control apparatus is characterized in that the steering ratio is greatly changed.

本発明の第1、第2又は第3の態様において、道路内外判定手段は、例えば、自車両の現在位置を特定する現在位置特定手段と、地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、を有し、特定された自車両の現在位置と地図情報との対比により自車両が道路外に在るか否かを判定する手段である。   In the first, second or third aspect of the present invention, the road inside / outside determination means includes, for example, a current position specifying means for specifying the current position of the host vehicle, and a map information storage means for storing map information. And means for determining whether or not the host vehicle is outside the road by comparing the current position of the specified host vehicle with map information.

また、本発明の第1、第2又は第3の態様において、駐車場内外判定手段は、例えば、自車両周辺を撮像する撮像手段を有し、撮像手段の撮像画像を解析して駐車枠線を認識することにより自車両が駐車場内に在るか否かを判定する手段である。   Further, in the first, second, or third aspect of the present invention, the parking lot inside / outside determination means includes, for example, an imaging means for imaging the periphery of the host vehicle, and analyzes a captured image of the imaging means to determine a parking frame Is a means for determining whether or not the host vehicle is in the parking lot.

本発明によれば、操舵比の変更を適切に行なうことが可能な車両用制御装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus for vehicles which can change a steering ratio appropriately can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図1は、本発明の一実施例に係る車両用制御装置1の全体構成の一例を示す図である。車両用制御装置1は、操舵装置10と、車速センサー70と、ナビゲーション装置80と、が多重通信線99に接続された構成となっている。また、ナビゲーション装置80には、駐車場内外判定用装置90が接続されている。多重通信線99に接続された装置間では、CAN(Controller Area Network)やAVC−LAN、BEAN等の適切な通信プロトコルを用いた通信が行なわれる。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an overall configuration of a vehicle control device 1 according to an embodiment of the present invention. The vehicle control device 1 has a configuration in which a steering device 10, a vehicle speed sensor 70, and a navigation device 80 are connected to a multiplex communication line 99. In addition, a parking lot inside / outside determination device 90 is connected to the navigation device 80. Communication between devices connected to the multiplex communication line 99 is performed using an appropriate communication protocol such as CAN (Controller Area Network), AVC-LAN, or BEAN.

図2は、操舵装置10の構成の概略を示す図である。操舵装置10は、ステアリングホイール11に連結されたメインシャフト14を回転自在に支持するステアリングコラム12を備える。メインシャフト14は、ゴムカップリング13等を介して中間シャフト(インターミディエイトシャフト)16に接続される。中間シャフト16は、ステアリングギアボックス31に接続され、ステアリングギアボックス31内でピニオン17がステアリングラック18に噛合される。ステアリングラック18の両端には、それぞれタイロッド19の一端が接続されると共に各タイロッド19の他端にはナックルアーム等を介して転舵輪が接続されている。また、中間シャフト16には、ステアリングホイール11の操舵角に応じた信号を発生する舵角センサーや、ステアリングシャフトに生ずる操舵トルクに応じた信号を発生するトルクセンサ15が設けられる。また、ステアリングギアボックス31内には、操舵補助用のアシストモータ20がラック軸と同軸に設けられている。   FIG. 2 is a diagram showing an outline of the configuration of the steering device 10. The steering device 10 includes a steering column 12 that rotatably supports a main shaft 14 connected to a steering wheel 11. The main shaft 14 is connected to an intermediate shaft (intermediate shaft) 16 via a rubber coupling 13 or the like. The intermediate shaft 16 is connected to a steering gear box 31, and the pinion 17 is engaged with the steering rack 18 in the steering gear box 31. One end of a tie rod 19 is connected to each end of the steering rack 18 and a steered wheel is connected to the other end of each tie rod 19 via a knuckle arm or the like. The intermediate shaft 16 is provided with a steering angle sensor that generates a signal corresponding to the steering angle of the steering wheel 11 and a torque sensor 15 that generates a signal corresponding to the steering torque generated in the steering shaft. In the steering gear box 31, an assist motor 20 for assisting steering is provided coaxially with the rack shaft.

操舵装置10は、ステアリングギアボックス31内に伝達比可変機構30を更に備える。伝達比可変機構30は、ステアリングホイール11の操作量に対する車輪の操舵角(切れ角)の変化量の比率(操舵比)を可変する機能を有する。   The steering device 10 further includes a transmission ratio variable mechanism 30 in the steering gear box 31. The transmission ratio variable mechanism 30 has a function of varying the ratio (steering ratio) of the change amount of the steering angle (cutting angle) of the wheel with respect to the operation amount of the steering wheel 11.

図3は、シャフト軸を含む面で切断した際の、伝達比可変機構30の断面図であり、図4、伝達比可変機構30の伝達比可変原理の説明図である。伝達比可変機構30はハウジング32を備える。ハウジング32は、ステアリングギアボックス31と一体型のハウジングであり(別体であっても構わない)、サスペンションメンバ等に支持される。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the transmission ratio variable mechanism 30 when cut along the plane including the shaft axis, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the transmission ratio variable principle of the transmission ratio variable mechanism 30. The transmission ratio variable mechanism 30 includes a housing 32. The housing 32 is a housing integrated with the steering gear box 31 (may be a separate body), and is supported by a suspension member or the like.

ハウジング32内には、入力軸60、及び、出力軸62、減速機(差動機構)40、モータ34(DCブラシレスモータ)、及び、ロック機構50が収容される。尚、減速機40は、後述する如く、ドリブンギア38と、ステータギア42と、波動発生装置46と、フレキシブルギア48とから構成される。   In the housing 32, an input shaft 60, an output shaft 62, a speed reducer (differential mechanism) 40, a motor 34 (DC brushless motor), and a lock mechanism 50 are accommodated. The speed reducer 40 includes a driven gear 38, a stator gear 42, a wave generator 46, and a flexible gear 48, as will be described later.

入力軸60には、中間シャフト16及びステータギア42が一体回転するように連結される。また、出力軸62には、ピニオン17及びドリブンギア38が一体回転するように連結される。ドリブンギア38及びステータギア42の内周面には、それぞれ異なる歯数(ドリブンギア38の歯数<ステータギア42の歯数)のギアが形成されている。ドリブンギア38及びステータギア42の内側には、それぞれのギアに同時に噛合するフレキシブルギア48が設けられる。即ち、フレキシブルギア48の外側に形成された歯(歯数は、ドリブンギア38の歯数と同じ)に、ドリブンギア38及びステータギア42の内側に形成された歯が噛合する。フレキシブルギア48の内側は、波動発生装置46の外輪上に嵌合される。   The intermediate shaft 16 and the stator gear 42 are connected to the input shaft 60 so as to rotate integrally. Further, the pinion 17 and the driven gear 38 are connected to the output shaft 62 so as to rotate integrally. Gears having different numbers of teeth (the number of teeth of the driven gear 38 <the number of teeth of the stator gear 42) are formed on the inner peripheral surfaces of the driven gear 38 and the stator gear 42, respectively. Inside the driven gear 38 and the stator gear 42, a flexible gear 48 that meshes simultaneously with each gear is provided. That is, the teeth formed inside the driven gear 38 and the stator gear 42 mesh with the teeth formed outside the flexible gear 48 (the number of teeth is the same as the number of teeth of the driven gear 38). The inner side of the flexible gear 48 is fitted on the outer ring of the wave generator 46.

ハウジング32には、モータ34のケース34aが固定されている。モータ34は、モータシャフト35を有し、モータシャフト35は、波動発生装置46のカムに接続される。モータシャフト35内には、入力軸60が回転可能に挿通されている。即ち、入力軸60とモータシャフト35とは、互いに独立に回転可能であるように構成されている。   A case 34 a of a motor 34 is fixed to the housing 32. The motor 34 has a motor shaft 35, and the motor shaft 35 is connected to the cam of the wave generator 46. An input shaft 60 is rotatably inserted into the motor shaft 35. That is, the input shaft 60 and the motor shaft 35 are configured to be able to rotate independently of each other.

この構成では、図4に示すように、モータ34のモータシャフト35が回転すると波動発生装置46のカムが回転して、フレキシブルギア48が回転される。この際、フレキシブルギア48は、楕円形に変形した状態でステータギア42内を回転し、同軸上のドリブンギア38を回転させる。即ち、ドリブンギア38の歯数がステータギア42の歯数より少ないため、波動発生装置46が1回転した際、ドリブンギア38は、波動発生装置46の回転方向と逆方向に歯数の差分だけ回転する(即ち、アクチュエータ作動角=モータ34の回転角×減速比(減速比=歯数差/ドリブンギア38の歯数))。一方、ステアリングホイール11(メインシャフト14)が回転すると、入力軸60(ステータギア42)が回転し、アクチュエータ作動角が付加されて出力軸62へと伝達される。   In this configuration, as shown in FIG. 4, when the motor shaft 35 of the motor 34 rotates, the cam of the wave generator 46 rotates and the flexible gear 48 rotates. At this time, the flexible gear 48 rotates in the stator gear 42 in a state of being deformed into an elliptical shape, and rotates the driven gear 38 on the same axis. That is, since the number of teeth of the driven gear 38 is smaller than the number of teeth of the stator gear 42, when the wave generator 46 rotates once, the driven gear 38 rotates by the difference in the number of teeth in the direction opposite to the rotation direction of the wave generator 46. (That is, actuator operating angle = rotation angle of motor 34 × reduction ratio (reduction ratio = number of teeth difference / number of teeth of driven gear 38)). On the other hand, when the steering wheel 11 (main shaft 14) rotates, the input shaft 60 (stator gear 42) rotates, and an actuator operating angle is added and transmitted to the output shaft 62.

モータ34及びアシストモータ20の駆動は、多重通信線99に接続されたステアリングコントロールコンピューター65により行なわれる。ステアリングコントロールコンピューター65は、通常時には、車速センサー70から出力される車速信号に基づいて、図5に例示するマップを用いて操舵比を決定し、これを実現するようにモータ34及びアシストモータ20に駆動信号を送信する。これにより、高速走行時には比較的小さい操舵比を設定して走行安定性を維持し、低速走行時には比較的大きい操舵比を設定して運転者の操作労力を軽減することができる。また、ステアリングコントロールコンピューター65は、後述する如くナビゲーション装置80から出力される指示信号に従って、操舵比を変更する制御を行なう。   The motor 34 and the assist motor 20 are driven by a steering control computer 65 connected to the multiplex communication line 99. The steering control computer 65 normally determines the steering ratio using the map illustrated in FIG. 5 based on the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor 70, and sets the motor 34 and the assist motor 20 to realize this. Send drive signal. Accordingly, a relatively small steering ratio can be set during high-speed traveling to maintain traveling stability, and a relatively large steering ratio can be set during low-speed traveling to reduce the driver's operating effort. Further, the steering control computer 65 performs control to change the steering ratio in accordance with an instruction signal output from the navigation device 80 as will be described later.

なお、モータ34のモータシャフト35は、ロック機構50の作動により、伝達比可変機構30のハウジング32に対して固定された状態(ロック状態)となる。この状態では、モータ34のモータシャフト35がハウジング32(車体)に対して回転不能であり、仮にモータ34が駆動してもモータシャフト35が回転することはないが、ステアリングホイール11が回転すると、入力軸60(ステータギア42)が回転し、フレキシブルギア48を介してドリブンギア38が回転される。このように、ロック機構50は、システム欠陥時や電源オフ時の操舵を確保する役割を果たす。なお、この際に、モータシャフト35には、フレキシブルギア48を介して回転反力が伝達されるが、モータシャフト35は、ロックレバー52により回転不能な状態とされているので、モータシャフト35が当該回転反力で回転されることは無い。ロック機構50の具体的構造等については、本発明の中核をなさないので説明を省略する。   The motor shaft 35 of the motor 34 is in a fixed state (locked state) with respect to the housing 32 of the transmission ratio variable mechanism 30 by the operation of the lock mechanism 50. In this state, the motor shaft 35 of the motor 34 cannot rotate with respect to the housing 32 (vehicle body), and even if the motor 34 is driven, the motor shaft 35 does not rotate, but when the steering wheel 11 rotates, The input shaft 60 (stator gear 42) rotates, and the driven gear 38 rotates through the flexible gear 48. Thus, the lock mechanism 50 plays a role of ensuring steering when the system is defective or the power is turned off. At this time, the rotational reaction force is transmitted to the motor shaft 35 via the flexible gear 48. However, since the motor shaft 35 is in a non-rotatable state by the lock lever 52, the motor shaft 35 is It is not rotated by the rotational reaction force. The specific structure and the like of the lock mechanism 50 will not be described because it does not form the core of the present invention.

車速センサー70は、例えば、各輪に取り付けられた車輪速センサーとスキッドコントロールコンピューターから構成され、車輪速センサーが出力する車輪速パルス信号をスキッドコントロールコンピューターが車速矩形波パルス信号(車速信号)に変換して出力する。   The vehicle speed sensor 70 includes, for example, a wheel speed sensor attached to each wheel and a skid control computer. The skid control computer converts a wheel speed pulse signal output from the wheel speed sensor into a vehicle speed rectangular wave pulse signal (vehicle speed signal). And output.

図6は、ナビゲーション装置80の主要な構成の一例を示す図である。ナビゲーション装置80は、GPSアンテナ82と、メモリ84と、入出力装置86と、ナビゲーションコンピューター88と、を備える。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a main configuration of the navigation device 80. The navigation device 80 includes a GPS antenna 82, a memory 84, an input / output device 86, and a navigation computer 88.

GPSアンテナ82は、GPS衛星から衛星の軌道と時刻のデータを含む電波信号を受信する。メモリ84は、ハードディスクやDVD、CD−ROM等の記憶媒体が用いられ、地図情報が記憶される。当該地図情報は、交差点等を示すノード点と、各ノード点を連結するリンクと、により道路形状を特定する形式となっている。各ノード点にはその点の座標(緯度・経度)が付随して記憶されており、各リンクには、当該区間の曲率や道路幅等が付随して記憶されている。入出力装置86は、タッチパネルセンサーとして構成されるディスプレイ装置やマイク、スピーカー等からなる。   The GPS antenna 82 receives a radio wave signal including satellite orbit and time data from a GPS satellite. The memory 84 uses a storage medium such as a hard disk, DVD, or CD-ROM, and stores map information. The map information has a format for specifying a road shape by node points indicating intersections and the like and links connecting the node points. Each node point is stored with its coordinates (latitude / longitude), and each link is stored with the curvature and road width of the section. The input / output device 86 includes a display device configured as a touch panel sensor, a microphone, a speaker, and the like.

ナビゲーションコンピューター88は、例えば、CPUを中心としてROMやRAM等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、入出力インターフェイスやタイマー、カウンター等を備える。なお、ROMには、CPUが実行するプログラムやデータが格納されている。また、ナビゲーションコンピューター88は、こうしたハードウエアを用いて実現される主要な機能ブロックとして、現在位置特定部88Aと、経路案内部88Bと、道路内外判定部88Cと、駐車場内外判定部88Dと、を備える。   The navigation computer 88 is, for example, a computer unit in which a ROM, a RAM, and the like are connected to each other via a bus with a CPU as a center, and includes an input / output interface, a timer, a counter, and the like. The ROM stores programs executed by the CPU and data. The navigation computer 88 includes, as main functional blocks implemented using such hardware, a current position specifying unit 88A, a route guide unit 88B, a road inside / outside determination unit 88C, a parking lot inside / outside determination unit 88D, Is provided.

現在位置特定部88Aは、GPSアンテナ82が受信した電波信号の時間差に基づく演算により、自車両の現在位置(緯度、経度、高度)を特定する。また、車速信号やヨーレート信号等のセンサーの出力信号や、ビーコン受信機及びFM多重受信機を介して受信される各種情報に基づいて自車両の現在位置を補正する。   The current position specifying unit 88A specifies the current position (latitude, longitude, altitude) of the host vehicle by a calculation based on the time difference of the radio signal received by the GPS antenna 82. In addition, the current position of the host vehicle is corrected based on output signals from sensors such as a vehicle speed signal and a yaw rate signal, and various information received via a beacon receiver and an FM multiplex receiver.

経路案内部88Bは、メモリ84に記憶された地図情報を参照し、現在位置特定部88Aが特定した自車両の現在位置から、ユーザーが入出力装置86を用いて入力した目的地に至る推奨経路を設定し、EEPROM等の記憶媒体に記憶する。そして、推奨経路に従って自車両が走行するように、入出力装置86を用いた画像表示や音声案内を行なう。   The route guidance unit 88B refers to the map information stored in the memory 84, and the recommended route from the current position of the host vehicle specified by the current position specifying unit 88A to the destination input by the user using the input / output device 86. Is stored in a storage medium such as an EEPROM. Then, image display and voice guidance are performed using the input / output device 86 so that the host vehicle travels according to the recommended route.

道路内外判定部88Cは、現在位置特定部88Aにより特定された自車両の現在位置とメモリ84に記憶された地図情報と、を対比して、自車両が道路外に在るか否かを判定する。当該判定は、例えば、(1)自車両に最も近いリンクを選択し、自車両の現在位置と当該リンクとの最短距離が十分近ければ(所定距離以内であれば)、道路内を走行していると判定することができる。また、(2)自車両とリンクとの最短距離を逐次記憶し、当該最短距離が前回記憶された値と比較して所定距離以上拡大した場合に、道路外に移動したと判定することもできる。この他にも、合理的な判定ロジックを適用することにより自車両が道路外に在るか否かを判定することができる。駐車場内外判定部88Dの機能については後述する。   The road inside / outside determination unit 88C compares the current position of the host vehicle specified by the current position specifying unit 88A with the map information stored in the memory 84 to determine whether the host vehicle is outside the road. To do. For example, (1) the link closest to the host vehicle is selected, and if the shortest distance between the current position of the host vehicle and the link is sufficiently close (within a predetermined distance), the vehicle travels on the road. Can be determined. Also, (2) the shortest distance between the host vehicle and the link is sequentially stored, and it can be determined that the vehicle has moved out of the road when the shortest distance is larger than the previously stored value by a predetermined distance or more. . In addition to this, it is possible to determine whether or not the vehicle is outside the road by applying a rational determination logic. The function of the parking lot inside / outside determination unit 88D will be described later.

駐車場内外判定用装置90は、例えば、車両前方を撮像するカメラ90A、及び車両後方を撮像するカメラ90Bを備える。各カメラは、例えば、CCD(Charge-Coupled Device)カメラやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラが用いられ、自車両前方及び後方の斜め下方を撮像するように適切に設置される。各カメラの撮像画像の画像データは、ナビゲーションコンピューター88に入力され、駐車場内外判定部88Dの判定処理に用いられる。なお、カメラの個数や配置はこうした例に限らず、例えば、前後左右を撮像するものであってもよいし、前方或いは後方のいずれか一方向を撮像するものであってもよいし、左右方向を撮像するものであってもよい。   The parking lot inside / outside determination device 90 includes, for example, a camera 90A that images the front of the vehicle and a camera 90B that images the rear of the vehicle. Each camera is, for example, a CCD (Charge-Coupled Device) camera or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) camera, and is appropriately installed so as to capture an image of the front and rear of the host vehicle. The image data of the captured image of each camera is input to the navigation computer 88 and used for the determination process of the parking lot inside / outside determination unit 88D. Note that the number and arrangement of the cameras are not limited to these examples, and for example, the front and rear, right and left may be imaged, or one of the front and rear directions may be imaged. May be taken.

駐車場内外判定部88Dは、駐車場内外判定用装置90から入力された画像データを用いて、自車両が駐車場内に在るか否かを判定する。具体的には、例えば、アスファルト等の上に白線等で描画された、駐車場に特有の駐車枠線を認識して行なう。駐車枠線の認識は、(1)画像データにおいて輝度勾配が閾値以上の画像要素を特徴点として抽出し、ハフ変換等を施して直線状に並んだ特徴点を駐車枠線の辺であると認識する。なお、道路上に描画された白線等の道路区画線と区別して認識することが必要となるが、道路区画線は通常(交差点を除き)自車両の進行方向に略平行に延在するものであるから、画像データにおける直線状に並んだ特徴点の傾きによって十分に区別可能である。交差点については、現在位置特定部88Aにより特定された自車両の現在位置が交差点付近である場合に別の判定ロジックを設定すればよい。(2)また、画像データにおいて認識される直線状に並んだ特徴点に対してパターンマッチング処理等を行なってもよいし、画像中の車両の数が所定数以上である場合に自車両が駐車場内に在ると判定してもよい。   The parking lot inside / outside determination unit 88D uses the image data input from the parking lot inside / outside determination device 90 to determine whether or not the host vehicle is in the parking lot. Specifically, for example, it is performed by recognizing a parking frame line peculiar to a parking lot drawn on a white line or the like on asphalt or the like. Parking frame line recognition is as follows: (1) Image elements whose luminance gradient is greater than or equal to a threshold value in image data are extracted as feature points, and feature points arranged in a straight line by performing Hough transformation or the like are sides of parking frame lines. recognize. In addition, it is necessary to recognize it separately from road marking lines such as white lines drawn on the road, but the road marking lines usually extend substantially parallel to the traveling direction of the vehicle (except for intersections). Therefore, it can be sufficiently distinguished by the inclination of the feature points arranged in a straight line in the image data. For an intersection, another determination logic may be set when the current position of the host vehicle specified by the current position specifying unit 88A is near the intersection. (2) Further, pattern matching processing or the like may be performed on linearly recognized feature points recognized in the image data, and when the number of vehicles in the image is a predetermined number or more, the own vehicle is parked. You may determine that you are in the hall.

図7は、ナビゲーションコンピューター88が上記機能ブロックの協働により実行する、本発明の特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、例えば、所定時間毎に繰り返し実行される。   FIG. 7 is a flowchart showing a characteristic processing flow of the present invention, which is executed by the navigation computer 88 in cooperation with the above functional blocks. This flow is repeatedly executed at predetermined time intervals, for example.

まず、道路内外判定部88Cは、自車両が道路外に在るか否かを判定する(S100)。自車両が道路外に在ると判定された場合は、駐車場内外判定部88Dの判定処理を開始する(S110)。ここで、駐車場内外判定部88Dの判定処理を自車両が道路外に在ると判定された場合に限定するのは、一般的に上記の如き画像認識処理は、ある程度の処理時間を要し、また、CPUの処理負荷も大きいものであるため、自車両が駐車場内に在る蓋然性の高い状況に限定して行なうことが望ましいからである。   First, the road inside / outside determination unit 88C determines whether or not the vehicle is outside the road (S100). When it is determined that the host vehicle is outside the road, the determination process of the parking lot inside / outside determination unit 88D is started (S110). Here, the image recognition process as described above generally requires a certain amount of processing time to limit the determination process of the parking lot inside / outside determination unit 88D to the case where it is determined that the host vehicle is outside the road. In addition, since the processing load on the CPU is large, it is desirable to limit the processing to situations where the host vehicle is in a parking lot.

そして、駐車場内外判定部88Dは、自車両が駐車場内に在るか否かを判定する(S120)。   And the parking lot inside-outside determination part 88D determines whether the own vehicle exists in a parking lot (S120).

自車両が駐車場内に在ると判定された場合は、更に、車速信号を参照して、車速が所定車速未満であるか否かを判定し(S130)、所定車速未満である場合は、ステアリングコントロールコンピューター65に対する操舵比を大きく変更する旨の指示信号を、多重通信線99に出力する(S140)。なお、所定車速は、車両が道路から外れて駐車場で低速走行している際の車速として考えられる範囲の上限程度(例えば、10〜30[km/h]程度)に定められる。当該信号を受信したステアリングコントロールコンピューター65では、前述した通常時のマップから定められる操舵比に比して大きい操舵比を設定し、これを実現するようにモータ34及びアシストモータ20に駆動信号を送信する。   If it is determined that the host vehicle is in the parking lot, it is further determined by referring to the vehicle speed signal whether the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed (S130). An instruction signal for largely changing the steering ratio for the control computer 65 is output to the multiplex communication line 99 (S140). The predetermined vehicle speed is determined to be about the upper limit (for example, about 10 to 30 [km / h]) of the range that can be considered as the vehicle speed when the vehicle is traveling at a low speed in the parking lot outside the road. The steering control computer 65 that has received the signal sets a steering ratio that is larger than the steering ratio determined from the map at the normal time described above, and transmits a drive signal to the motor 34 and the assist motor 20 so as to realize this. To do.

操舵比が大きく変更されると、車両の方向転換に対する運転者のステアリング操作量を小さくすることができる。駐車場内においては、狭路の進行や切り返し、駐車枠に対する車両の傾きの調整等、ステアリング操作を大きく必要とする場面が多々存在する。従って、操舵比を大きく変更することにより、運転者の操作負担を軽減することができる。   When the steering ratio is greatly changed, the amount of steering operation by the driver with respect to the direction change of the vehicle can be reduced. In a parking lot, there are many scenes that require a large amount of steering operation, such as a narrow road traveling or turning back, and adjustment of the vehicle tilt with respect to the parking frame. Therefore, the operation burden on the driver can be reduced by largely changing the steering ratio.

一方、S100、120、130のいずれかにおいて否定的な判定を得た場合は、ステアリングコントロールコンピューター65からは指示信号を出力せず、本フローの1ルーチンを終了する(S150)。ステアリングコントロールコンピューター65では、前述した通常時のマップから定められる操舵比を設定し、これを実現するようにモータ34及びアシストモータ20に駆動信号を送信する。なお、実際の運用としては、上記操舵比を大きく変更する指示の打ち消し指示信号等をナビゲーションコンピューター88から送信するものとしてもよい。   On the other hand, if a negative determination is obtained in any one of S100, 120, and 130, no instruction signal is output from the steering control computer 65, and one routine of this flow is terminated (S150). The steering control computer 65 sets a steering ratio determined from the above-described normal map, and transmits a drive signal to the motor 34 and the assist motor 20 so as to realize this. In actual operation, the navigation computer 88 may transmit an instruction for canceling an instruction for largely changing the steering ratio.

以上説明した本実施例の車両用制御装置1によれば、自車両が駐車場内に在ると考えられる場面において、操舵比を大きく変更するから、運転者の操作負担を軽減することができる。   According to the vehicle control device 1 of the present embodiment described above, the steering ratio is greatly changed in a scene where the host vehicle is considered to be in the parking lot, so that the operation burden on the driver can be reduced.

また、GPS信号や地図情報を参照して自車両が道路外に在ると判定され、且つ、画像認識により自車両が駐車場内に在ると判定され、更に、車速が所定車速未満である場合に操舵比を変更する処理を行なうから、より適切に操舵比を変更することができる。仮に、上記各判定のいずれかのみを基準として操舵比の変更を行なうものとすると、GPS信号における誤差や画像認識における誤認識(例えば地面上のゴミ等を駐車枠線と認識する等)により、本来不要な場面で操舵比が変更され、運転フィーリングが損なわれる場合が生じ得る。一方、本実施例では上記判定を組み合わせるから、自車両が現実に駐車場内に在って操舵比の変更が望まれる場面であるか否かを的確に判断することができる。   In addition, when it is determined that the host vehicle is outside the road with reference to GPS signals and map information, the host vehicle is determined to be in the parking lot by image recognition, and the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed. Therefore, the steering ratio can be changed more appropriately. If the steering ratio is changed based on only one of the above determinations, an error in the GPS signal or an erroneous recognition in image recognition (such as recognizing dust on the ground as a parking frame line, etc.) The steering ratio may be changed in an originally unnecessary scene, and the driving feeling may be impaired. On the other hand, in the present embodiment, since the above determination is combined, it is possible to accurately determine whether or not the own vehicle is actually in the parking lot and it is desired to change the steering ratio.

また、画像認識による判定処理を自車両が道路外に在ると判定された場合に限定するから、CPUの処理負荷を軽減し、ナビゲーションコンピューター88の処理能力を高く維持することができる。   Further, since the determination process by image recognition is limited to the case where it is determined that the host vehicle is outside the road, the processing load of the CPU can be reduced and the processing capacity of the navigation computer 88 can be maintained high.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。   The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. And substitutions can be added.

例えば、車速信号による判定(図7のフローチャートにおけるS130の判定)は省略してもよい。GPS信号や地図情報による自車両が道路外に在るか否かの判定(図7のフローチャートにおけるS100の判定)と、画像認識による自車両が駐車場内に在るか否かの判定(図7のフローチャートにおけるS120の判定)と、の組み合わせによっても、十分な確からしさで、自車両が駐車場に在るか否かを判断できると考えられるからである。   For example, the determination based on the vehicle speed signal (determination in S130 in the flowchart of FIG. 7) may be omitted. Determination of whether or not the own vehicle is outside the road based on the GPS signal or map information (determination in S100 in the flowchart of FIG. 7) and determination of whether or not the own vehicle is in the parking lot by image recognition (FIG. 7) This is because it is considered that it is possible to determine whether or not the host vehicle is in the parking lot with sufficient certainty by combining with the determination of S120 in the flowchart of FIG.

また、操舵装置10の構造・機能は実施例のものに限られず、操舵比を変更可能なものであれば如何なるものを用いてもよい。例えば、作動機構としてプラネタリギヤ等を用いたものであってもよいし、実施例の如きラックアンドピニオン式の操舵装置でなくボールスクリュー式の操舵装置が用いられてもよい。   Further, the structure and function of the steering device 10 is not limited to that of the embodiment, and any device that can change the steering ratio may be used. For example, a planetary gear or the like may be used as the operating mechanism, or a ball screw type steering device may be used instead of the rack and pinion type steering device as in the embodiment.

また、GPS信号や地図情報による自車両が道路外に在るか否かの判定(図7のフローチャートにおけるS100の判定)のみにより自車両が駐車場内に在るか否かを判断するものとしても構わない。   Further, it may be determined whether or not the own vehicle is in the parking lot only by determining whether or not the own vehicle is outside the road by the GPS signal or the map information (determination in S100 in the flowchart of FIG. 7). I do not care.

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。   The present invention can be used in the automobile manufacturing industry, the automobile parts manufacturing industry, and the like.

本発明の一実施例に係る車両用制御装置1の全体構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the whole composition of control device for vehicles 1 concerning one example of the present invention. 操舵装置10の構成の概略を示す図である。1 is a diagram illustrating an outline of a configuration of a steering device 10. FIG. シャフト軸を含む面で切断した際の伝達比可変機構30の断面図である。It is sectional drawing of the transmission ratio variable mechanism 30 at the time of cut | disconnecting in the surface containing a shaft axis | shaft. 伝達比可変機構30の伝達比可変原理の説明図である。It is explanatory drawing of the transmission ratio variable principle of the transmission ratio variable mechanism. 車速信号に基づいて操舵比を決定するためのマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map for determining a steering ratio based on a vehicle speed signal. ナビゲーション装置80の主要な構成の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a main configuration of a navigation device 80. FIG. ナビゲーションコンピューター88が実行する、本発明の特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the characteristic process of this invention which the navigation computer 88 performs.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両用制御装置
10 操舵装置
11 ステアリングホイール
12 ステアリングコラム
14 メインシャフト
16 中間シャフト
17 ピニオン
18 ステアリングラック
20 アシストモータ
30 伝達比可変機構
31 ステアリングギアボックス
32 ハウジング
34 モータ
35 モータシャフト
40 減速機
50 ロック機構
60 入力軸
62 出力軸
65 ステアリングコントロールコンピューター
70 車速センサー
80 ナビゲーション装置
82 GPSアンテナ
84 メモリ
86 入出力装置
88 ナビゲーションコンピューター
88A 現在位置特定部
88B 経路案内部
88C 道路内外判定部
88D 駐車場内外判定部
90 駐車場内外判定用装置
99 多重通信線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus for vehicles 10 Steering device 11 Steering wheel 12 Steering column 14 Main shaft 16 Intermediate shaft 17 Pinion 18 Steering rack 20 Assist motor 30 Transmission ratio variable mechanism 31 Steering gear box 32 Housing 34 Motor 35 Motor shaft 40 Reducer 50 Lock mechanism 60 Input shaft 62 Output shaft 65 Steering control computer 70 Vehicle speed sensor 80 Navigation device 82 GPS antenna 84 Memory 86 Input / output device 88 Navigation computer 88A Current position specifying portion 88B Route guidance portion 88C Road inside / outside determination portion 88D Parking lot inside / outside determination portion 90 Parking Inside / outside judging device 99 Multiplex communication line

Claims (7)

ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角の変化量の比率である操舵比を変更可能な操舵手段と、
自車両が道路外に在るか否かを判定する道路内外判定手段と、を備え、
前記道路内外判定手段により自車両が道路外に在ると判定されたことを含む所定条件を満たす場合に、前記操舵手段の操舵比を大きく変更することを特徴とする、
車両用制御装置。
Steering means capable of changing a steering ratio, which is a ratio of a change amount of a steering angle of a wheel to an operation amount of the steering wheel;
Road inside / outside determination means for determining whether the host vehicle is outside the road,
The steering ratio of the steering means is largely changed when a predetermined condition including that the vehicle is determined to be outside the road is determined by the road inside / outside determination means,
Vehicle control device.
請求項1に記載の車両用制御装置であって、
自車両が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場内外判定手段を備え、
前記所定条件は、前記駐車場内外判定手段により自車両が駐車場内に在ると判定されたことを更に含む、車両用制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
A parking lot inside / outside judging means for judging whether or not the own vehicle is in the parking lot,
The vehicle control apparatus further includes that the predetermined condition is determined by the parking lot inside / outside determination means that the own vehicle is in the parking lot.
請求項1又は2に記載の車両用制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記所定条件は、前記車速検出手段により検出された車速が所定車速未満であることを更に含む、車両用制御装置。
The vehicle control device according to claim 1 or 2,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed,
The vehicle control apparatus, wherein the predetermined condition further includes that the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means is less than a predetermined vehicle speed.
ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角の変化量の比率である操舵比を変更可能な操舵手段と、
自車両が道路外に在るか否かを判定する道路内外判定手段と、
自車両が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場内外判定手段と、を備え、
前記道路内外判定手段により自車両が道路外に在ると判定されたときに前記駐車場内外判定手段を作動させ、該作動した駐車場内外判定手段により自車両が駐車場内に在ると判定された場合に、前記操舵比を大きく変更することを特徴とする、車両用制御装置。
Steering means capable of changing a steering ratio, which is a ratio of a change amount of a steering angle of a wheel to an operation amount of the steering wheel;
Road inside / outside determination means for determining whether or not the vehicle is outside the road;
A parking lot inside / outside judging means for judging whether or not the own vehicle is in the parking lot,
When the vehicle inside / outside determination means determines that the vehicle is outside the road, the parking lot inside / outside determination means is activated, and the operated parking lot inside / outside determination means determines that the vehicle is inside the parking lot. The vehicle control device is characterized in that the steering ratio is greatly changed in the event of a failure.
ステアリングホイールの操作量に対する車輪の操舵角の変化量の比率である操舵比を変更可能な操舵手段と、
自車両が道路外に在るか否かを判定する道路内外判定手段と、
自車両が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場内外判定手段と、
車速を検出する車速検出手段と、を備え、
前記道路内外判定手段により自車両が道路外に在ると判定されたときに前記駐車場内外判定手段を作動させ、該作動した駐車場内外判定手段により自車両が駐車場内に在ると判定され、且つ前記車速検出手段により検出された車速が所定車速未満である場合に、前記操舵比を大きく変更することを特徴とする、車両用制御装置。
Steering means capable of changing a steering ratio, which is a ratio of a change amount of a steering angle of a wheel to an operation amount of the steering wheel;
Road inside / outside determination means for determining whether or not the vehicle is outside the road;
A parking lot inside / outside judging means for judging whether or not the own vehicle is in the parking lot;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed,
When the vehicle inside / outside determination means determines that the vehicle is outside the road, the parking lot inside / outside determination means is activated, and the operated parking lot inside / outside determination means determines that the vehicle is inside the parking lot. And when the vehicle speed detected by the said vehicle speed detection means is less than predetermined vehicle speed, the said steering ratio is changed largely, The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1ないし5のいずれかに記載の車両用制御装置であって、
前記道路内外判定手段は、自車両の現在位置を特定する現在位置特定手段と、地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、を有し、該特定された自車両の現在位置と前記地図情報との対比により自車両が道路外に在るか否かを判定する手段である、車両用制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 5,
The road inside / outside determination means includes current position specifying means for specifying the current position of the host vehicle, and map information storage means for storing map information, and the specified current position of the host vehicle and the map information A control device for a vehicle, which is means for determining whether or not the own vehicle is outside the road by comparing the two.
請求項2ないし6のいずれかに記載の車両用制御装置であって、
前記駐車場内外判定手段は、自車両周辺を撮像する撮像手段を有し、該撮像手段の撮像画像を解析して駐車枠線を認識することにより自車両が駐車場内に在るか否かを判定する手段である、車両用制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 2 to 6,
The parking lot inside / outside determination means has an image pickup means for picking up an image of the periphery of the host vehicle, and analyzes whether or not the vehicle is in the parking lot by analyzing a captured image of the image pickup means and recognizing a parking frame line A vehicle control device, which is a means for determining.
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