JP2748287B2 - 4-wheel steering system - Google Patents

4-wheel steering system

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JP2748287B2
JP2748287B2 JP4043942A JP4394292A JP2748287B2 JP 2748287 B2 JP2748287 B2 JP 2748287B2 JP 4043942 A JP4043942 A JP 4043942A JP 4394292 A JP4394292 A JP 4394292A JP 2748287 B2 JP2748287 B2 JP 2748287B2
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JP
Japan
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vehicle
wheel steering
trajectory
obstacle
calculating
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啓史 藤井
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Mitsubishi Motors Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は緊急回避時に最大限に回
避能力を発揮することができる4輪操舵装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-wheel steering system capable of maximizing evasion ability in an emergency evasion.

【0002】[0002]

【従来の技術】前輪の操舵に応じて後輪を同相あるいは
逆相に操舵して車両の操縦性を向上させた4輪操舵装置
が広く知られている。このような4輪操舵装置は車速や
ヨ−レイト等の車両状態に応じて後輪の舵角を決定し、
後輪を操舵するようにしている。
2. Description of the Related Art There is widely known a four-wheel steering system in which the rear wheels are steered in the same or opposite phases in accordance with the steering of the front wheels to improve the steerability of the vehicle. Such a four-wheel steering device determines a steering angle of a rear wheel according to a vehicle state such as a vehicle speed and a yaw rate.
The rear wheels are steered.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来装置にお
いて後輪の舵角は物理的に最大限の角度まで操舵できる
ように構成されていないため、緊急回避時には後輪の舵
角量が不足するという問題点があった。本発明は上記の
点に鑑みてなされたもので、その目的は緊急回避時に最
大限に回避能力を発揮することができる4輪操舵装置を
提供することにある。
However, since the steering angle of the rear wheel is not physically configured to be able to be physically steered to the maximum angle in the conventional device, the steering angle of the rear wheel is insufficient during an emergency avoidance. There was a problem. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a four-wheel steering device capable of exerting the evasion ability to the maximum during an emergency evasion.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる4輪操舵
装置は、車両の軌跡を演算する車両軌跡演算手段と、
両前方の障害物の状態を検出する前方障害物センサと、
上記車両軌跡演算手段で演算された車両の軌跡と上記前
方障害物センサで検出された障害物の状態とに基づいて
車両前方の障害物に衝突する危険性を判断する衝突危険
性判断手段と、車両の側方の移動体の状態を検出する移
動体状態検出手段と、上記前方障害物センサで検出され
た障害物の状態と、上記移動体状態検出手段により検出
された車両の側方の移動体の状態を考慮して車両前方
の障害物を回避するための回避スペ−スを算出する回避
スペ−ス算出手段と、上記回避スペ−ス算出手段で算出
された回避スペ−スを考慮して車両が前方の障害物を回
避可能な軌跡を演算する回避軌跡演算手段と、上記回避
軌跡演算手段で算出された車両の回避軌跡に従い前後輪
転舵比を算出する前後輪転舵比算出手段と、前輪の舵角
と後輪の舵角との比が上記後輪転舵比になるように後輪
を操舵する後輪操舵手段とを具備する。
4-wheel steering system according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION comprises a vehicle locus calculating means for calculating a trajectory of the vehicle, car
A forward obstacle sensor that detects the state of obstacles in front of each other,
The trajectory of the vehicle calculated by the vehicle trajectory calculation means and the front
Collision danger determining means for determining the danger of colliding with an obstacle in front of the vehicle based on the state of the obstacle detected by the vehicle obstacle sensor, and the state of the moving body on the side of the vehicle. The moving object state detecting means for detecting, and the front obstacle sensor
An avoidance space for calculating an avoidance space for avoiding an obstacle ahead of the vehicle in consideration of the state of the obstacle and the state of the moving body on the side of the vehicle detected by the moving body state detection means. The vehicle turns around an obstacle ahead in consideration of the avoidance space calculated by the space calculation means and the avoidance space calculation means.
Avoidance trajectory calculating means for calculating a avoid possible trajectories, and front and rear wheel steering ratio calculating means for calculating a front and rear wheel steering ratio in accordance with avoidance trajectory of the vehicle calculated by the avoidance locus calculating means, front wheel steering angle and the rear wheel And rear wheel steering means for steering rear wheels so that a ratio of the steering angle to the steering angle is equal to the rear wheel steering ratio.

【0005】[0005]

【作用】車速、ハンドル角等のデ−タに基づいて車両の
軌跡を演算し、前方障害物センサで検出される前方の障
害物の車間距離及び相対速度を算出し、車両がその障害
物に衝突する危険性を判断する。さらに、車両の側面の
移動体との距離及び移動体との相対速度を算出し、車両
が回避できる回避スペ−スを算出する。そして、衝突の
危険性があると判断された場合には回避スペ−スを考慮
して車両が前方の障害物を回避可能な回避軌跡を算出
し、その回避軌跡に従った前後輪転舵比を算出する。そ
して、前輪操舵角と後輪操舵角との比が前後輪転舵比と
なるように後輪を操舵するようにしている。
The trajectory of the vehicle is calculated based on data such as the vehicle speed and the steering wheel angle, and the inter-vehicle distance and the relative speed of the front obstacle detected by the front obstacle sensor are calculated. Determine the risk of collision. Further, the distance to the moving body on the side of the vehicle and the relative speed to the moving body are calculated, and the avoidance space that the vehicle can avoid is calculated. If it is determined that there is a risk of collision, an avoidance trajectory that allows the vehicle to avoid an obstacle in front is calculated in consideration of the avoidance space, and the front and rear wheel steering ratio according to the avoidance trajectory is calculated. calculate. The rear wheels are steered so that the ratio between the front wheel steering angle and the rear wheel steering angle becomes the front and rear wheel steering ratio.

【0006】[0006]

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例に係わ
る4輪操舵装置について説明する。図1は4輪操舵装置
の概略構成を示すブロック図、図2は車両に搭載された
センサ類の搭載場所を示す車両の斜視図、図3は緊急時
の車両の回避軌跡を示す図、図4及び図5はコントロ−
ラの詳細な構成を示すブロック図、図6は転舵比K−w
/d 特性を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A four-wheel steering system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a four-wheel steering device, FIG. 2 is a perspective view of a vehicle showing a mounting location of sensors mounted on the vehicle, and FIG. 3 is a diagram showing an avoidance trajectory of the vehicle in an emergency. 4 and FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the steering wheel, and FIG.
It is a figure which shows a / d characteristic.

【0007】図1及び図2において、11は車両の前方
の障害物及び道路の白線を撮るために設けられた例えば
CCDカメラによりなる前方障害物センサ、12は車両
の後方の障害物を撮るために設けられた例えばCCDカ
メラよりなる後方障害物センサ、13は車両の側方の移
動体との距離を検知するために設けられ、例えば複数の
超音波送受信器より構成される側方障害物検出手段、1
4は車速を検出する車速センサ、15はハンドルの操舵
角を検出するハンドル角センサである。
In FIG. 1 and FIG. 2, reference numeral 11 denotes a front obstacle sensor formed by, for example, a CCD camera provided for capturing an obstacle ahead of the vehicle and a white line on the road, and 12 denotes an obstacle behind the vehicle. A rear obstacle sensor 13 comprising a CCD camera, for example, is provided for detecting a distance from a moving body on the side of the vehicle, and a side obstacle detection comprising, for example, a plurality of ultrasonic transceivers. Means 1
Reference numeral 4 denotes a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, and reference numeral 15 denotes a steering wheel angle sensor for detecting a steering angle of a steering wheel.

【0008】上述した側方障害物センサ13は複数の超
音波送受信器131 〜134 より構成されているもの
で、車両の両側面に車両の側面と直交する方向及び斜め
前方に超音波が発信されるように設置されている。
[0008] side obstacle sensor 13 described above is one that is composed of a plurality of ultrasonic transceivers 131-134, ultrasound in the direction and obliquely forward orthogonal to the side surface of the vehicle on both sides of the vehicle It is set up to be transmitted.

【0009】上記各センサ11,12,14,15及び
検出手段13の検出信号はコントロ−ラ20に入力され
る。このコントロ−ラ20の詳細な構成は図4及び図5
を参照して後述する。
The detection signals from the sensors 11, 12, 14, and 15 and the detection means 13 are input to a controller 20. The detailed configuration of the controller 20 is shown in FIGS.
It will be described later with reference to FIG.

【0010】このコントロ−ラ20には前後輪の制動を
行う制動装置21、後輪の操舵を制御する後輪操舵アク
チュエ−タ22、前方の障害物を回避できないことを警
報する警報装置23が接続される。
The controller 20 includes a braking device 21 for braking the front and rear wheels, a rear wheel steering actuator 22 for controlling the steering of the rear wheels, and a warning device 23 for warning that an obstacle in front cannot be avoided. Connected.

【0011】次ぎに、図4及び図5を参照してコントロ
−ラ20の詳細な構成について説明する。車速センサ1
4で検出された車速及びハンドル角センサ15で検出さ
れたハンドル角は車両軌跡演算部31に入力される。こ
の車両軌跡演算部31には車両の運転特性デ−タを記憶
しているメモリ32が接続されている。この運転特性デ
−タとは車速とハンドル角が特定された場合に車両の軌
跡を推定する上で必要なデ−タであり、例えば車両重
量、ホイ−ルベ−ス等のデ−タである。
Next, a detailed configuration of the controller 20 will be described with reference to FIGS. Vehicle speed sensor 1
The vehicle speed detected in 4 and the steering wheel angle detected by the steering wheel angle sensor 15 are input to the vehicle trajectory calculation unit 31. A memory 32 for storing driving characteristic data of the vehicle is connected to the vehicle trajectory calculation unit 31. The driving characteristic data is data necessary for estimating the trajectory of the vehicle when the vehicle speed and the steering wheel angle are specified, and is data such as vehicle weight and wheelbase. .

【0012】車両軌跡演算部31は車速とハンドル角を
所定サンプリング時間毎に読み込み、その都度メモリ3
2に記憶されている車両の運転特性デ−タを考慮して車
両の軌跡を演算する。
The vehicle trajectory calculation unit 31 reads the vehicle speed and the steering wheel angle at every predetermined sampling time,
The trajectory of the vehicle is calculated in consideration of the driving characteristic data of the vehicle stored in 2.

【0013】また、前方障害物センサ11で撮られた前
方の映像信号は車間距離/相対速度演算部33、車両認
識部34、白線認識部35に出力される。車間距離/相
対速度演算部33は入力される映像信号を基にして前方
の障害物と車両との車間距離L及び相対速度Vrを演算
する。また、車両認識部34は入力される映像信号を基
に車両の障害物に対する左右位置xを演算する。さら
に、白線認識部35は入力される映像信号より道路の白
線を認識する認識処理を行う。そして、この認識処理デ
−タは道路の旋回半径Rを演算するコ−ナR算出部36
に出力される。
A forward video signal taken by the front obstacle sensor 11 is output to an inter-vehicle distance / relative speed calculation unit 33, a vehicle recognition unit 34, and a white line recognition unit 35. The inter-vehicle distance / relative speed calculation unit 33 calculates the inter-vehicle distance L and the relative speed Vr between the vehicle and the obstacle ahead of the vehicle based on the input video signal. Further, the vehicle recognizing unit 34 calculates the left / right position x of the vehicle with respect to the obstacle based on the input video signal. Further, the white line recognition unit 35 performs a recognition process of recognizing a white line on the road from the input video signal. This recognition processing data is used in a corner R calculating section 36 for calculating a turning radius R of the road.
Is output to

【0014】車間距離/相対速度演算部33で演算され
た車間距離L及び相対速度Vr及び車両認識部34で演
算された車両の障害物に対する左右位置Xはそれぞれ衝
突危険性判断部37に出力される。この衝突危険性判断
部37には車両軌跡演算部31で演算された車両軌跡デ
−タを基に前方の障害物と車両との車間距離L、相対速
度Vr、車両の障害物に対する左右位置xを考慮して車
両が衝突する危険性を判断する。具体的には、最大の制
動(例えば、0.4g)の制動を行なっても前方の障害
物に衝突することが予測される場合には衝突する危険性
がある判断信号を出力し、それ以外では衝突する危険性
がない判断信号を出力する。
The inter-vehicle distance L and the relative speed Vr calculated by the inter-vehicle distance / relative speed calculation unit 33 and the left and right position X of the vehicle with respect to the obstacle calculated by the vehicle recognition unit 34 are output to a collision risk determination unit 37, respectively. You. The collision danger determining unit 37 calculates the inter-vehicle distance L, the relative speed Vr between the preceding obstacle and the vehicle based on the vehicle trajectory data calculated by the vehicle trajectory calculating unit 31, the left and right position x of the vehicle with respect to the obstacle. The risk of collision of the vehicle is determined in consideration of the above. Specifically, when it is predicted that the vehicle will collide with an obstacle ahead even after the maximum braking (for example, 0.4 g) is performed, a determination signal indicating a danger of collision is output. Then, a judgment signal having no risk of collision is output.

【0015】側方障害物検出手段13を構成する超音波
送受信器131 〜134 で発信される超音波信号の受信
信号は距離算出部38に出力される。この距離算出部3
1 〜384 は側方障害物センサ13から出力された超
音波信号の発信時刻とその超音波が移動体で反射されて
入力された受信時刻とを考慮して移動体と車両との距離
x1〜x4をそれぞれ演算する。
The reception signals of the ultrasonic signals transmitted from the ultrasonic transmitters / receivers 13 1 to 13 4 constituting the side obstacle detecting means 13 are output to the distance calculator 38. This distance calculator 3
8 1-38 4 denotes a distance between the transmission time and the ultrasound is mobile and the vehicle in consideration of the reception time input is reflected by the movement of the output ultrasonic signal from the side obstacle sensor 13 x1 to x4 are calculated respectively.

【0016】距離演算部381 〜384 で演算された距
離x1〜x4は移動体認識部39に出力される。この移
動体認識部39は超音波送受信器131 〜134 の設置
場所及びその設置方向を考慮して車両の側方に存在する
移動体との相対速度Vr1〜Vr4を演算し、回避スペ−ス
算出部40に出力する。
The distance calculator 38 1-38 4 distance x1~x4 calculated in is output to the moving body recognition unit 39. The mobile recognition unit 39 calculates a relative speed Vr1~Vr4 a mobile present on the sides of the vehicle in consideration of the installation location and the installation direction of the ultrasonic transducer 131-134, avoiding space - Output to the calculation unit 40.

【0017】また、後方障害物センサ12で撮られた後
方車両の映像信号は車間距離算出部41及び車両認識部
42に出力される。車間距離算出部41は入力される映
像信号を基にして後方の車両との車間距離L1 を算出し
て回避スペ−ス算出部40に出力する。さらに、車両認
識部42は入力される映像信号を基にして車両の後方車
両に対する左右位置x5 を算出し回避スペ−ス算出部4
0に出力する。
A video signal of the rear vehicle taken by the rear obstacle sensor 12 is output to an inter-vehicle distance calculating unit 41 and a vehicle recognizing unit 42. The inter-vehicle distance calculating unit 41 calculates the inter-vehicle distance L1 to the vehicle behind the vehicle based on the input video signal and outputs it to the avoidance space calculating unit 40. Further, the vehicle recognizing unit 42 calculates the left / right position x5 of the vehicle with respect to the vehicle behind the vehicle based on the input video signal, and calculates the avoidance space calculating unit 4.
Output to 0.

【0018】回避スペ−ス算出部40は車間距離/相対
速度演算部33、車両認識部34からそれぞれ出力され
る車間距離L及び相対速度Vr、左右位置x及び移動体
認識部39から出力される車両側方の移動体との相対速
度Vr1〜Vr4、車間距離算出部41から出力される後方
の車両との車間距離L1、車両認識部42から出力され
る後方の車両に対する左右位置x5 に基づいて前方の障
害物を回避するための回避スペ−スを演算する。
The avoidance space calculating unit 40 is output from the inter-vehicle distance / relative speed calculating unit 33 and the inter-vehicle distance L and the relative speed Vr output from the vehicle recognizing unit 34, the left / right position x and the moving object recognizing unit 39, respectively. Based on the relative velocities Vr1 to Vr4 with respect to the moving body on the side of the vehicle, the inter-vehicle distance L1 with the rear vehicle output from the inter-vehicle distance calculation unit 41, and the left and right position x5 with respect to the rear vehicle output from the vehicle recognition unit 42. An avoidance space for avoiding an obstacle ahead is calculated.

【0019】この回避スペ−ス算出部40から出力され
る回避スペ−スデ−タ及び上述した衝突危険性判断部3
7から出力される判断信号は回避軌跡算出部43に入力
される。この回避軌跡算出部43には車両の運動特性デ
−タを記憶するメモリ32が接続される。そして、この
回避軌跡算出部43は衝突危険性判断部37から出力さ
れる衝突危険性の判断信号が衝突危険性があると判断す
る信号である場合には回避スペ−ス算出部40から入力
される回避スペ−スデ−タを基に、車両が前方の障害物
を回避する回避軌跡を算出する。この回避軌跡は回避す
る際に発生する横Gを最小限にできる軌跡を推定して算
出されているもので、図3に示すように前方の障害物と
の距離dが最大となる軌跡が算出される。
The avoidance space data output from the avoidance space calculation unit 40 and the above-described collision danger determination unit 3
7 is input to the avoidance trajectory calculation unit 43. The avoidance trajectory calculating unit 43 is connected to the memory 32 for storing the vehicle motion characteristic data. When the collision danger determination signal output from the collision danger determination unit 37 is a signal for determining that there is a danger of collision, the avoidance locus calculation unit 43 is input from the avoidance space calculation unit 40. Based on the avoidance space data, an avoidance trajectory for the vehicle to avoid an obstacle ahead is calculated. This avoidance trajectory is calculated by estimating a trajectory capable of minimizing the lateral G that occurs when avoiding, and as shown in FIG. 3, a trajectory that maximizes the distance d to the obstacle in front is calculated. Is done.

【0020】また、回避軌跡算出部43は衝突危険性判
断部37から出力される衝突危険性の判断信号が衝突危
険性がないと判断する信号である場合には、衝突する危
険性をなくすために必要な制動量を判断し、制動デ−タ
を作成する。
If the collision risk judgment signal output from the collision risk judgment unit 37 is a signal for judging that there is no collision risk, the avoidance trajectory calculation unit 43 eliminates the risk of collision. The amount of braking required for (1) is determined, and braking data is created.

【0021】この回避軌跡算出部43には制動制御部4
4を介して制動装置45が接続される。さらに、この回
避軌跡算出部43には前輪の操舵を自動操舵する前輪操
舵制御部46を介して前輪操舵部47が接続される。
The avoidance trajectory calculator 43 includes a braking controller 4
The braking device 45 is connected via the switch 4. Further, a front wheel steering unit 47 is connected to the avoidance trajectory calculation unit 43 via a front wheel steering control unit 46 that automatically steers the front wheels.

【0022】さらに、回避軌跡算出部43には前後輪転
舵比制御部48が接続される。この前後輪転舵比制御部
48には前輪操舵制御部46から出力される前輪操舵角
信号θfが入力されると共に、コ−ナR算出部36で算
出された道路の旋回半径R、車速センサ14で検出され
た車速Vが入力されている。
Further, the avoidance trajectory calculating section 43 is connected to a front and rear wheel turning ratio control section 48. The front / rear wheel turning ratio control unit 48 receives the front wheel steering angle signal θf output from the front wheel steering control unit 46, the turning radius R of the road calculated by the corner R calculation unit 36, and the vehicle speed sensor 14. Is input.

【0023】回避軌跡算出部43は車速Vと旋回半径R
より必要とされるヨ−レイト数1を算出する。そして、
このヨ−レイトに応じた最大前後輪転舵比Kmax (数
2)を求める。さらに、回避軌跡算出部43で算出され
た回避軌跡デ−タに従い、前後輪の転舵比Kを算出す
る。この転舵比Kは図3に示すw/dの関数で表され
る。
The avoidance trajectory calculator 43 calculates the vehicle speed V and the turning radius R.
A more necessary yaw rate number 1 is calculated. And
The maximum front and rear wheel steering ratio Kmax (Equation 2) according to the yaw rate is obtained. Further, according to the avoidance trajectory data calculated by the avoidance trajectory calculation unit 43, the steering ratio K of the front and rear wheels is calculated. The steering ratio K is represented by a function of w / d shown in FIG.

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】[0025]

【数2】 (Equation 2)

【0026】つまり、K=f(w/d)であり、転舵比
Kとw/dとの関係は図6に示す如くである。図6に示
すように、w/dが小さい場合には転舵比は従来の4w
sの転舵比Ko(だだし、Koは車速Vの関数)に設定
され、w/dが大きくなると徐々に1まで上昇する。転
舵比Kは前輪と後輪の操舵角の比であり、「1」以下の
値である。そして、前後輪転舵比制御部48で算出され
た転舵比KがKmax より小さければ、その転舵比Kを最
終的な転舵比と決定する。
That is, K = f (w / d), and the relationship between the steering ratio K and w / d is as shown in FIG. As shown in FIG. 6, when w / d is small, the steering ratio is 4 w
The steering ratio Ko of s is set to Ko (however, Ko is a function of the vehicle speed V), and gradually increases to 1 as w / d increases. The turning ratio K is a ratio between the steering angles of the front wheels and the rear wheels, and is a value equal to or less than “1”. If the turning ratio K calculated by the front / rear wheel turning ratio control unit 48 is smaller than Kmax, the turning ratio K is determined as the final turning ratio.

【0027】そして、前後輪転舵比制御部48は前輪操
舵角θrに転舵比Kを乗算することにより後輪の操舵角
θrを算出し、後輪操舵アクチュエ−タ22に出力す
る。この後輪操舵アクチュエ−タ22は入力される後輪
の操舵角θrとなるように後輪の操舵角を制御する。
The front / rear wheel turning ratio controller 48 calculates the rear wheel steering angle θr by multiplying the front wheel steering angle θr by the turning ratio K, and outputs it to the rear wheel steering actuator 22. The rear wheel steering actuator 22 controls the rear wheel steering angle so as to be the input rear wheel steering angle θr.

【0028】次ぎに、上記のように構成された本発明の
一実施例の動作について説明する。車両軌跡演算部31
は車速とハンドル角を所定サンプリング時間毎に読み込
み、その都度メモリ32に記憶されている車両の運転特
性デ−タを考慮して車両の軌跡を演算する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described. Vehicle trajectory calculation unit 31
Reads the vehicle speed and the steering wheel angle at predetermined sampling times, and calculates the trajectory of the vehicle in consideration of the driving characteristic data of the vehicle stored in the memory 32 each time.

【0029】衝突危険性判断部37は車両軌跡演算部3
1で演算された車両軌跡デ−タを基に前方の障害物と車
両との車間距離L、相対速度Vr、車両の障害物に対す
る左右位置xを考慮して車両が衝突する危険性を判断す
る。具体的には、最大の制動(例えば、0.4g)の制
動を行なっても前方の障害物に衝突することが予測され
る場合には衝突する危険性がある判断信号を出力し、そ
れ以外では衝突する危険性がない判断信号を出力する。
The collision danger determining unit 37 is a vehicle trajectory calculating unit 3
Based on the vehicle trajectory data calculated in step 1, the risk of collision of the vehicle is determined in consideration of the following distance L, the relative speed Vr, and the lateral position x of the vehicle with respect to the obstacle. . Specifically, when it is predicted that the vehicle will collide with an obstacle ahead even after the maximum braking (for example, 0.4 g) is performed, a determination signal indicating a danger of collision is output. Then, a judgment signal having no risk of collision is output.

【0030】移動体認識部39は側方障害物センサ13
の設置場所及びその設置方向を考慮して車両の側方に存
在する移動体との相対速度Vr1〜Vr4を演算し、回避ス
ペ−ス算出部40に出力する。
The moving body recognizing section 39 includes the side obstacle sensor 13.
The relative speeds Vr1 to Vr4 with respect to the moving object existing on the side of the vehicle are calculated in consideration of the installation location and the installation direction of the vehicle, and output to the avoidance space calculation unit 40.

【0031】回避スペ−ス算出部40は車間距離/相対
速度演算部33、車両認識部34からそれぞれ出力され
る車間距離L及び相対速度Vr、左右位置x及び移動体
認識部39から出力される車両側方の移動体との相対速
度Vr1〜Vr4、車間距離算出部41から出力される後方
の車両との車間距離L1、車両認識部42から出力され
る後方の車両に対する左右位置x5 に基づいて前方の障
害物を回避するための回避スペ−スを演算する。
The avoidance space calculation unit 40 is output from the inter-vehicle distance / relative speed calculation unit 33 and the inter-vehicle distance L and the relative speed Vr output from the vehicle recognition unit 34, the left / right position x, and the moving body recognition unit 39, respectively. Based on the relative velocities Vr1 to Vr4 with respect to the moving body on the side of the vehicle, the inter-vehicle distance L1 with the rear vehicle output from the inter-vehicle distance calculation unit 41, and the left and right position x5 with respect to the rear vehicle output from the vehicle recognition unit 42. An avoidance space for avoiding an obstacle ahead is calculated.

【0032】回避軌跡算出部43は衝突危険性判断部3
7から出力される衝突危険性の判断信号が衝突危険性が
あると判断する信号である場合には回避スペ−ス算出部
40から入力される回避スペ−スデ−タを基に、車両が
前方の障害物を回避できる跡を算出する。この軌跡は回
避する際に発生する横Gを最小限にできる軌跡を推定し
て算出されているもので、図3に示すように前方の障害
物との距離dが最大となる軌跡が算出される。
The avoidance trajectory calculation unit 43 includes the collision danger determination unit 3
If the collision risk determination signal output from 7 is a signal for determining that there is a collision risk, the vehicle is determined based on the avoidance space data input from the avoidance space calculation unit 40. Calculate traces that can avoid obstacles ahead. This trajectory is calculated by estimating a trajectory capable of minimizing the lateral G generated at the time of avoidance. As shown in FIG. 3, a trajectory in which the distance d to the obstacle in front is maximum is calculated. You.

【0033】また、回避軌跡算出部43は衝突危険性判
断部37から出力される衝突危険性の判断信号が衝突危
険性がないと判断する信号である場合には、衝突する危
険性をなくすために必要な制動量を判断し、制動デ−タ
を作成する。
If the collision danger determination signal output from the collision danger determination unit 37 is a signal for determining that there is no danger of collision, the avoidance trajectory calculation unit 43 eliminates the danger of a collision. The amount of braking required for (1) is determined, and braking data is created.

【0034】回避軌跡算出部43は車速Vと旋回半径R
より必要とされるヨ−レイト数3を算出する。そして、
このヨ−レイトに応じた最大前後輪転舵比Kmax (数
4)を求める。さらに、回避軌跡算出部43で算出され
た回避軌跡デ−タに従い、前後輪の転舵比Kを算出す
る。そして、その転舵比KがKmax より小さければ、そ
の転舵比Kを最終的な転舵比と決定する。
The avoidance trajectory calculator 43 calculates the vehicle speed V and the turning radius R
A more necessary yaw rate number 3 is calculated. And
The maximum front and rear wheel steering ratio Kmax (Equation 4) according to the yaw rate is obtained. Further, according to the avoidance trajectory data calculated by the avoidance trajectory calculation unit 43, the steering ratio K of the front and rear wheels is calculated. If the turning ratio K is smaller than Kmax, the turning ratio K is determined as the final turning ratio.

【0035】[0035]

【数3】 (Equation 3)

【0036】[0036]

【数4】 (Equation 4)

【0037】そして、前輪操舵制御部46により前輪が
自動操舵される。前後輪転舵比制御部48は前輪操舵制
御部46から出力される前輪操舵角θrに転舵比Kを乗
算することにより後輪の操舵角θrを算出し、後輪操舵
アクチュエ−タ22に出力する。この後輪操舵アクチュ
エ−タ22は入力される後輪の操舵角θrとなるように
後輪の操舵角を制御する。なお、上記実施例は前輪を自
動操舵する装置であるが、ドライバが前輪を操舵する装
置についても同様に実施することが可能である。
The front wheels are automatically steered by the front wheel steering controller 46. The front / rear wheel turning ratio control unit 48 calculates the rear wheel steering angle θr by multiplying the front wheel steering angle θr output from the front wheel steering control unit 46 by the turning ratio K, and outputs the result to the rear wheel steering actuator 22. I do. The rear wheel steering actuator 22 controls the rear wheel steering angle so as to be the input rear wheel steering angle θr. Although the above embodiment is an apparatus for automatically steering the front wheels, the present invention can be similarly applied to an apparatus for the driver to steer the front wheels.

【0038】上記したように、回避軌跡算出部43で算
出される回避軌跡は回避する際に発生する横Gを最小限
にできる軌跡を推定して算出され、転舵比Kはこの回避
軌跡デ−タに応じて算出されているので、障害物を回避
するときに車両に発生するヨ−レイトを最小限必要な大
きさに抑えることができる。また、図3に示した回避軌
跡がd=d1,w=w1であれば、この時の転舵比Kは図6
よりK1 となる。この転舵比Kは従来の転舵比Koより
も大きいため、従来より回避能力を大きく設定すること
ができる。
As described above, the avoidance trajectory calculated by the avoidance trajectory calculation unit 43 is calculated by estimating a trajectory capable of minimizing the lateral G generated at the time of avoidance. Therefore, the yaw rate generated in the vehicle when avoiding an obstacle can be suppressed to a minimum necessary size. If the avoidance trajectory shown in FIG. 3 is d = d1, w = w1, the steering ratio K at this time is as shown in FIG.
It becomes K1. Since the steering ratio K is larger than the conventional steering ratio Ko, it is possible to set the avoidance ability to be larger than before.

【0039】また、車速Vと旋回半径Rより必要とされ
るヨ−レイト数5を算出し、このヨ−レイトに応じた最
大前後輪転舵比Kmax (数6)を求め、転舵比Kをその
最大前後輪転舵比Kmax (数7)より小さい範囲で設定
しているので、緊急時の切りすぎに伴う発散を低減でき
る。つまり、物理的可能な回避能力のうち最大限の回避
能力を発揮することができる。
Further, the required number of yaw rates 5 is calculated from the vehicle speed V and the turning radius R, and the maximum front and rear wheel steering ratio Kmax (Equation 6) according to the yaw rate is obtained. Since it is set within a range smaller than the maximum front and rear wheel steering ratio Kmax (Equation 7), divergence due to excessive turning in an emergency can be reduced. That is, the maximum evasion ability among the physically possible evasion abilities can be exhibited.

【0040】[0040]

【数5】 (Equation 5)

【0041】[0041]

【数6】 (Equation 6)

【0042】[0042]

【数7】 (Equation 7)

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、緊
急回避時に最大限に回避能力を発揮することができる4
輪操舵装置を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to maximize the evasion ability at the time of emergency evasion.
A wheel steering device can be provided.

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

【図1】本発明の一実施例に係わる4輪操舵装置の概略
構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a four-wheel steering device according to one embodiment of the present invention.

【図2】車体に搭載されたセンサ類の搭載場所を示す斜
視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a mounting location of sensors mounted on a vehicle body.

【図3】緊急時の車両の回避軌跡を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an avoidance locus of a vehicle in an emergency.

【図4】図1のコントロ−ラの詳細な構成の一部を示す
ブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a part of the detailed configuration of the controller in FIG. 1;

【図5】図1のコントロ−ラの詳細な構成の一部を示す
ブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a part of the detailed configuration of the controller in FIG. 1;

【図6】転舵比K−w/d 特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a steering ratio Kw / d characteristic.

【符号の説明】 11…前方障害物センサ、12…後方障害物センサ、1
3…側方障害物センサ、14…車速センサ、15…ハン
ドル角センサ。
[Description of Signs] 11: Forward obstacle sensor, 12: Rear obstacle sensor, 1
3 ... side obstacle sensor, 14 ... vehicle speed sensor, 15 ... handle angle sensor.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車両の軌跡を演算する車両軌跡演算手段
と、車両前方の障害物の状態を検出する前方障害物センサ
と、 上記車両軌跡演算手段で演算された車両の軌跡と上記前
方障害物センサで検出された障害物の状態とに基づいて
車両前方の障害物に衝突する危険性を判断する衝突危険
性判断手段と、 車両の側方の移動体の状態を検出する移動体状態検出手
段と、上記前方障害物センサで検出された障害物の状態と、
記移動体状態検出手段により検出された車両の側方の移
動体の状態を考慮して車両前方の障害物を回避するた
めの回避スペ−スを算出する回避スペ−ス算出手段と、 上記回避スペ−ス算出手段で算出された回避スペ−スを
考慮して車両が前方の障害物を回避可能な軌跡を演算す
る回避軌跡演算手段と、 上記回避軌跡演算手段で算出された車両の回避軌跡に従
い前後輪転舵比を算出する前後輪転舵比算出手段と、 前輪の舵角と後輪の舵角との比が上記後輪転舵比になる
ように後輪を操舵する後輪操舵手段とを具備したことを
特徴とする4輪操舵装置。
1. Vehicle trajectory calculating means for calculating a trajectory of a vehicle
When,A front obstacle sensor that detects the state of an obstacle ahead of the vehicle
When,  The trajectory of the vehicle calculated by the vehicle trajectory calculation means andBefore
Based on the obstacle state detected by the obstacle sensor
Collision danger to determine the danger of colliding with an obstacle ahead of the vehicle
Gender determining means;
Steps andThe state of the obstacle detected by the front obstacle sensor, Up
The lateral movement of the vehicle detected by the moving body state detection means
Moving body conditionWhenTo avoid obstacles ahead of the vehicle
Avoidance space calculating means for calculating an avoidance space for calculating the avoidance space calculated by the above avoidance space calculating means.
Considering vehicleCan avoid obstacles aheadCalculate the trajectory
Avoidance trajectory calculating means;
A front and rear wheel steering ratio calculating means for calculating a front and rear wheel steering ratio, and a ratio between a front wheel steering angle and a rear wheel steering angle is the rear wheel steering ratio.
And rear wheel steering means for steering the rear wheels.
Characteristic four-wheel steering system.
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