JP3201094B2 - Automatic steering device for vehicles - Google Patents

Automatic steering device for vehicles

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JP3201094B2
JP3201094B2 JP23056293A JP23056293A JP3201094B2 JP 3201094 B2 JP3201094 B2 JP 3201094B2 JP 23056293 A JP23056293 A JP 23056293A JP 23056293 A JP23056293 A JP 23056293A JP 3201094 B2 JP3201094 B2 JP 3201094B2
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一弥 早舩
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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、自動車に用いて好適の
車両用自動操舵装置に関し、特に、道路の基準線と曲率
とを認識して滑らかに操舵できるようにした、車両用自
動操舵装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic steering apparatus for a vehicle suitable for use in an automobile, and more particularly to an automatic steering apparatus for a vehicle capable of recognizing a reference line and a curvature of a road so as to enable smooth steering. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車にそなえられた操舵機構に
おいて、例えば車両に各種のセンサを設け、これらのセ
ンサからの情報に基づいて制御信号を設定し、油圧や電
動モータ等により操舵機構を積極的、且つ自動的に操舵
させるような自動操舵装置又は自動操舵操舵付き車両が
多数提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a steering mechanism provided in an automobile, for example, various sensors are provided in a vehicle, control signals are set based on information from these sensors, and the steering mechanism is actively activated by a hydraulic pressure or an electric motor. Many automatic steering devices or vehicles with automatic steering have been proposed that perform steering automatically and automatically.

【0003】例えば、特開平3−137798号公報や
特開平4−504号公報には、このような自動操舵装置
が開示されており、また、このような自動操舵装置に関
する種々の技術はこれ以外にも多数提案されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-137798 and 4-504 disclose such an automatic steering device. Many have been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
の走行状態や周囲の交通状況を正しく把握して操舵機構
を正確に制御しながら、乗員に違和感を与えずにあたか
も熟練したドライバが運転しているような自然な走行感
を実現するのは非常に困難であるという課題がある。
However, a skilled driver drives the vehicle without giving the occupant a sense of incompatibility while correctly grasping the driving state of the automobile and the surrounding traffic conditions and accurately controlling the steering mechanism. There is a problem that it is very difficult to realize such a natural running feeling.

【0005】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、人為的な操舵特性に近づけてより自然な走行
感を得られるようにした、車両用自動操舵装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an automatic steering apparatus for a vehicle which can achieve a more natural driving feeling by approaching artificial steering characteristics. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の車両用自動操舵装置は、車両の操舵輪を転舵
する操舵アクチュエータと、該車両の前方の道路状況を
認識する道路状況認識手段と、該道路状況認識手段から
の情報に基づいて、該車両の操舵角が所要の状態になる
ように、該操舵アクチュエータの駆動を制御する制御手
段とをそなえ、該道路状況認識手段に、該車両がカーブ
に進入しようとしているとこれを前もって検出するカー
ブ進入検出手段と、該前方の道路状況から、該カーブの
曲率状態を推定する曲率状態推定手段とが設けられると
ともに、該制御手段が、該車両が該カーブの開始点へ到
達した時点で該車両の操舵角が該カーブの曲率状態に対
応した状態になるように、該カーブ開始点よりも所要量
手前で操舵操作を開始して、該開始点へ到達したときに
該操舵操作が完了するように、該操舵アクチュエータの
駆動を制御するよう設定されて、該制御手段に、該操舵
操作の開始タイミングを、該操舵操作時に該車両のドラ
イバの乗心地が良好に保たれるように考慮して設定する
操舵開始タイミング設定手段が設けられていることを特
徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle, comprising: a steering actuator for turning a steered wheel of a vehicle; and a road for recognizing a road condition ahead of the vehicle. And a control means for controlling the driving of the steering actuator so that the steering angle of the vehicle is in a required state based on information from the road condition recognition means. The vehicle is provided with a curve entry detecting means for detecting in advance that the vehicle is about to enter a curve, and a curvature state estimating means for estimating a curvature state of the curve from the road condition in front of the vehicle. Means for performing a steering operation before the curve start point by a required amount so that the steering angle of the vehicle corresponds to the curvature state of the curve when the vehicle reaches the start point of the curve. First, it is set so as to control the driving of the steering actuator so that the steering operation is completed when the start point is reached, and the control means sends the start timing of the steering operation to the steering operation. It is characterized in that a steering start timing setting means is provided which is sometimes set in consideration of maintaining a good ride comfort of the driver of the vehicle.

【0007】また、請求項2記載の本発明の車両用自動
操舵装置は、上記請求項1記載の構成に加えて、該道路
状況認識手段に、該車両前方の道路を撮像する撮像手段
と、該撮像手段からの画像情報を処理する画像情報処理
手段とが設けられ、該画像情報処理手段に、該カーブ進
入検出手段と該曲率状態推定手段とが設けられ、該カー
ブ進入検出手段が、該撮像手段からの画像情報に基づい
て、該車両がカーブに進入しようとしているとこれを前
もって検出するとともに、該曲率状態推定手段が、該画
像情報に基づいて、該カーブの曲率状態を推定するよう
に設定されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an automatic steering device for a vehicle according to the first aspect, wherein the road condition recognizing means includes an imaging means for imaging a road ahead of the vehicle. Image information processing means for processing image information from the imaging means is provided; the image information processing means is provided with the curve entry detecting means and the curvature state estimating means; Based on the image information from the imaging means, it is detected in advance that the vehicle is about to enter the curve, and the curvature state estimation means estimates the curvature state of the curve based on the image information. It is characterized by being set to.

【0008】また、請求項3記載の本発明の車両用自動
操舵装置は、上記請求項1又は2記載の構成に加えて、
該ドライバの乗心地に対応する量として、該車両に生じ
る横加速度の時間変化量である、横ジャーク、が用いら
れて、該操舵開始タイミング設定手段が、該操舵操作時
に該横ジャークが所定値を越えないように考慮して、該
操舵操作の開始タイミングを設定することを特徴として
いる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an automatic steering device for a vehicle according to the first or second aspect of the invention.
As an amount corresponding to the ride comfort of the driver, a lateral jerk, which is a temporal change amount of the lateral acceleration generated in the vehicle, is used, and the steering start timing setting means sets the lateral jerk to a predetermined value at the time of the steering operation. Is set so that the start timing of the steering operation is set so as not to exceed.

【0009】また、請求項4記載の本発明の車両用自動
操舵装置は、上記請求項3記載の構成に加えて、該操舵
開始タイミング設定手段が、上記のカーブ進入時の操舵
操作の開始タイミングを、該操舵操作を開始する地点か
ら該カーブの開始点までの距離である、操舵開始距離、
に基づいて設定することを特徴としている。また、請求
項5記載の本発明の車両用自動操舵装置は、上記請求項
4記載の構成に加えて、該車両の車速を検出する車速検
出手段をそなえ、該操舵開始タイミング設定手段が、該
操舵開始距離Dを、予め決定された操舵操作時間ΔTと
該車速検出手段から得られる車速Vとから、式D=ΔT
・Vにより演算して設定することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, wherein the steering start timing setting means sets the start timing of the steering operation when entering the curve. A steering start distance, which is a distance from a point where the steering operation is started to a start point of the curve;
It is characterized by setting based on. According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the automatic steering device for a vehicle further comprises a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle, and the steering start timing setting means comprises: The steering start distance D is calculated from the steering operation time ΔT determined in advance and the vehicle speed V obtained from the vehicle speed detection means by the formula D = ΔT
-It is characterized by being calculated and set by V.

【0010】また、請求項6記載の本発明の車両用自動
操舵装置は、上記請求項5記載の構成に加えて、該車両
の車速を検出する車速検出手段をそなえ、該操舵操作時
間ΔTが、予め設定された許容ジャーク量Jと、該曲率
状態推定手段及び該車速検出手段から得られるカーブの
曲率半径R及び車速Vとから、式ΔT=V2 /(R・
J)を用いて求められることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, further comprising a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle, wherein the steering operation time ΔT is reduced. From the permissible jerk amount J set in advance and the curvature radius R and the vehicle speed V of the curve obtained from the curvature state estimating means and the vehicle speed detecting means, the equation ΔT = V 2 / (R ·
J).

【0011】また、請求項7記載の本発明の車両用自動
操舵装置は、上記請求項1〜6のいずれかに記載の構成
に加えて、該カーブ進入検出手段が、該画像情報から得
られる路面情報のうちの該車両から該操舵開始距離Dだ
け前方の地点の情報で、該カーブを検出するとともに、
該制御手段が、該カーブ進入検出手段によるカーブの検
出時に該操舵操作を開始するように設定されていること
を特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, wherein the curve approach detecting means is obtained from the image information. While detecting the curve with information of a point ahead of the vehicle by the steering start distance D from the road surface information,
The control means is set so as to start the steering operation when a curve is detected by the curve entry detecting means.

【0012】また、請求項8記載の本発明の車両用自動
操舵装置は、上記請求項7記載の構成に加えて、該画像
情報処理手段が、該画像情報に基づいて、該車両前方の
道路方向に対する該車両の偏角を算出する偏角算出手段
をそなえ、該カーブ進入検出手段が、該偏角算出手段に
おける偏角情報に基づいて、該カーブ進入を検出すると
ともに、該曲率状態推定手段が、該偏角算出手段からの
偏角情報に基づいて、該曲率状態を推定するように構成
されていることを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the vehicle automatic steering system according to the seventh aspect, the image information processing means may further include a road ahead of the vehicle based on the image information. A declination calculating means for calculating a declination of the vehicle with respect to the direction; the curve entry detecting means detecting the curve entry based on the declination information in the declination calculating means; Are characterized in that the curvature state is estimated based on the argument information from the argument calculating means.

【0013】[0013]

【作用】上述の請求項1記載の本発明の車両用自動操舵
装置では、道路状況認識手段により車両の前方の道路状
況が認識されると、この道路状況認識手段からの情報に
基づいて、車両の操舵角が所要の状態になるように操舵
アクチュエータの駆動が制御手段により制御される。
In the vehicle automatic steering system according to the first aspect of the present invention, when the road condition in front of the vehicle is recognized by the road condition recognizing means, the vehicle is controlled based on the information from the road condition recognizing means. The driving of the steering actuator is controlled by the control means so that the steering angle of the steering wheel becomes a required state.

【0014】また、道路状況認識手段にはカーブ進入検
出手段と曲率状態推定手段とがそなえられ、カーブ進入
検出手段では車両がカーブに進入しようとしているとこ
れが前もって検出され、曲率状態推定手段では前方の道
路状況からカーブの曲率状態が推定される。そして、こ
れらの情報に基づいて、制御手段によって操舵アクチュ
エータの駆動が制御されて、カーブ開始点よりも所要量
手前で操舵操作が開始され、車両がカーブの開始点へ到
達した時に、車両の操舵角がカーブの曲率状態に対応し
た状態になる。そして、開始点へ到達したときに操舵操
作が完了する。
The road condition recognizing means includes a curve approach detecting means and a curvature state estimating means. The curve approach detecting means detects in advance that the vehicle is about to enter a curve, and the curvature state estimating means detects the vehicle ahead. The curvature state of the curve is estimated from the road condition. Based on the information, the driving of the steering actuator is controlled by the control means, and the steering operation is started a required amount before the start point of the curve. When the vehicle reaches the start point of the curve, the steering of the vehicle is started. The angle becomes a state corresponding to the curvature state of the curve. Then, when reaching the start point, the steering operation is completed.

【0015】また、操舵開始タイミング設定手段では、
操舵操作の開始タイミングが操舵操作時に車両のドライ
バの乗心地が良好に保たれるように考慮して設定され
る。また、上述の請求項2記載の本発明の車両用自動操
舵装置では、道路状況認識手段に、撮像手段と画像情報
処理手段とがそなえられ、この撮像手段により車両前方
の道路が撮像されるとともに画像情報処理手段により撮
像された画像情報が処理される。
[0015] In the steering start timing setting means,
The start timing of the steering operation is set in consideration of maintaining a good ride comfort of the driver of the vehicle during the steering operation. In the vehicle automatic steering apparatus according to the second aspect of the present invention, the road condition recognizing means includes an image pickup means and an image information processing means, and the image pickup means picks up an image of a road ahead of the vehicle. Image information captured by the image information processing means is processed.

【0016】そして、この画像情報処理手段にそなえら
れたカーブ進入検出手段により、車両がカーブに進入し
ようとしているとこれが前もって検出され、曲率状態推
定手段では、前方の道路状況からカーブの曲率状態が推
定される。そして、これらの情報に基づいて、制御手段
によって操舵アクチュエータの駆動が制御されて、カー
ブ開始点よりも所要量手前で操舵操作が開始され、車両
がカーブの開始点へ到達した時に、車両の操舵角がカー
ブの曲率状態に対応した状態になる。そして、開始点へ
到達したときに操舵操作が完了する。
Then, the curve approach detecting means provided in the image information processing means detects in advance that the vehicle is about to enter the curve, and the curvature state estimating means determines the curvature state of the curve from the road condition in front. Presumed. Based on the information, the driving of the steering actuator is controlled by the control means, and the steering operation is started a required amount before the start point of the curve. When the vehicle reaches the start point of the curve, the steering of the vehicle is started. The angle becomes a state corresponding to the curvature state of the curve. Then, when reaching the start point, the steering operation is completed.

【0017】また、上述の請求項3記載の本発明の車両
用自動操舵装置では、ドライバの乗心地に対応する量と
して、車両に生じる横加速度の時間変化量である横ジャ
ークが用いられて、操舵開始タイミング設定手段によ
り、操舵操作時に横ジャークが所定値を越えないように
考慮して、操舵操作の開始タイミングが設定される。ま
た、上述の請求項4記載の本発明の車両用自動操舵装置
では、操舵開始タイミング設定手段により、上記のカー
ブ進入時の操舵操作の開始タイミングが、操舵操作を開
始する地点から該カーブの開始点までの距離である操舵
開始距離に基づいて設定される。
Further, in the vehicle automatic steering apparatus according to the third aspect of the present invention, a lateral jerk which is a temporal change in lateral acceleration generated in the vehicle is used as the amount corresponding to the ride comfort of the driver. The start timing of the steering operation is set by the steering start timing setting means in consideration of the lateral jerk not exceeding a predetermined value during the steering operation. Further, in the vehicle automatic steering apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the start timing of the steering operation at the time of entering the curve is determined by the steering start timing setting means from the point at which the steering operation starts. It is set based on the steering start distance that is the distance to the point.

【0018】また、上述の請求項5記載の本発明の車両
用自動操舵装置では、車速検出手段により車両の車速が
検出されると、操舵開始タイミング設定手段により、該
操舵開始距離Dが、予め決定された操舵操作時間ΔTと
車速Vとから、式D=ΔT・Vにより演算されて設定さ
れる。また、上述の請求項6記載の本発明の車両用自動
操舵装置では、車速検出手段により車両の車速が検出さ
れると、操舵操作時間ΔTが、予め設定された許容ジャ
ーク量Jと、曲率状態推定手段及から得られるカーブの
曲率半径Rと、車速Vとから、式ΔT=V2 /(R・
J)を用いて求められる。
In the automatic steering apparatus for a vehicle according to the fifth aspect of the present invention, when the vehicle speed of the vehicle is detected by the vehicle speed detecting means, the steering start distance D is set in advance by the steering start timing setting means. Based on the determined steering operation time ΔT and the vehicle speed V, it is calculated and set by the formula D = ΔT · V. In the above-described automatic steering apparatus for a vehicle according to the sixth aspect, when the vehicle speed of the vehicle is detected by the vehicle speed detecting means, the steering operation time ΔT is set to a predetermined allowable jerk amount J and a curvature state. From the curvature radius R of the curve obtained from the estimation means and the vehicle speed V, the equation ΔT = V 2 / (R ·
J).

【0019】また、上述の請求項7記載の本発明の車両
用自動操舵装置では、カーブ進入検出手段により、画像
情報から得られる路面情報のうち、車両から操舵開始距
離Dだけ前方の地点の情報でカーブが検出され、カーブ
の検出時に操舵操作が開始される。また、上述の請求項
8記載の本発明の車両用自動操舵装置では、画像情報処
理手段にそなえられた偏角算出手段により、車両前方の
道路方向に対する車両の偏角が算出される。
In the automatic steering apparatus for a vehicle according to the seventh aspect of the present invention, information on a point ahead of the vehicle by a steering start distance D from the road surface information among the road surface information obtained from the image information by the curve entry detecting means. The steering operation is started when the curve is detected. In the above-described automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, the declination calculating means provided in the image information processing means calculates the declination of the vehicle with respect to the road direction ahead of the vehicle.

【0020】また、カーブ進入検出手段では、偏角算出
手段からの偏角情報に基づいてカーブ進入が検出され、
曲率状態推定手段では、偏角算出手段からの偏角情報に
基づいて曲率状態が推定される。
In the curve entry detecting means, the curve entry is detected based on the argument information from the argument calculating means.
The curvature state estimating means estimates the curvature state based on the argument information from the argument calculating means.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の車両用自動操舵装置について説明すると、図1はその
機能構成をドライバの操舵操作時の各機能と対応させる
ように整理して示す機能ブロック図、図2はその要部構
成を示す模式的な構成図、図3はその曲率半径と偏角と
の関係を模式的に示す図であって車両上方から見た模式
図、図4はその車両の偏角と道路のカーブ半径との関係
を示すグラフ、図5はそのドライバ操舵による車両の偏
角と操舵角との関係を示すグラフ,図6はそのドライバ
操舵によるカーブを走行中の横加速度のピーク値と横ジ
ャーク(単位時間当りの横加速度の変化量)のピーク値
との関係を示すグラフ、図7はその自動操舵における操
舵開始距離と操舵速度との関係を示すグラフ、図8
(a)〜(f)はいずれもその白線認識方法を説明する
ための模式図、図9はその車速と操舵開始距離との関係
を示すグラフ、図10はその自動操舵とドライバ操舵と
の特性を示すグラフであって車速と操舵開始距離との関
係を示すグラフ、図11はその偏角の変動を説明するた
めの模式的な図であって車両上方から見た模式図、図1
2はその車両旋回時における車両と道路中心との偏差を
示す模式的な図であって車両上方から見た図、図13は
その偏角検出点を車速対応にした場合におけるゲインの
設定を説明する模式的なブロック図、図14はその偏角
検出点を固定式にした場合のゲインの設定を説明する模
式的なブロック図であって図13に対応する図、図15
〜図18はいずれもその効果を説明するための図であっ
て図15は屈曲路の一例を示す図、その操舵特性を示す
グラフであって(a)は自動操舵時とドライバ操舵時と
における屈曲路走行時の操舵角特性を示すグラフ(b)
は自動操舵時とドライバ操舵時とにおける屈曲路走行時
の車両の横加速度の特性を示すグラフ、図17は自動操
舵時とドライバ操舵時とにおける横加速度のピーク値と
横ジャークのピーク値との関係を示すグラフ、図18
(a)〜(c)は道路の基準線の認識の一例を説明する
ための図、図19はその操舵アクチュエータの全体構成
の一例を示す模式図、図20はその前方注視距離の設定
方法について説明するためのグラフであって図10に対
応するグラフ、図21はその偏角ゲインの設定方法を説
明するための図であって車両上方から見た模式図であ
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an automatic steering system for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 2 is a functional block diagram, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a main part configuration, FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between a radius of curvature and an argument, and is a schematic diagram viewed from above the vehicle, FIG. Is a graph showing the relationship between the declination of the vehicle and the curve radius of the road, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the declination of the vehicle due to the driver steering and the steering angle, and FIG. Is a graph showing the relationship between the peak value of the lateral acceleration and the peak value of the lateral jerk (the amount of change in the lateral acceleration per unit time). FIG. 7 is a graph showing the relationship between the steering start distance and the steering speed in the automatic steering. FIG.
(A) to (f) are schematic diagrams for explaining the white line recognition method, FIG. 9 is a graph showing a relationship between the vehicle speed and the steering start distance, and FIG. 10 is a characteristic between the automatic steering and the driver steering. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the vehicle speed and the steering start distance, and FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the variation of the declination angle, and is a schematic diagram viewed from above the vehicle.
2 is a schematic diagram showing the deviation between the vehicle and the center of the road when the vehicle turns, and is a diagram viewed from above the vehicle. FIG. 13 illustrates the setting of the gain when the declination detection point corresponds to the vehicle speed. FIG. 14 is a schematic block diagram for explaining gain setting when the deflection angle detection point is fixed, and is a diagram corresponding to FIG. 13 and FIG.
18 are diagrams for explaining the effect, and FIG. 15 is a diagram showing an example of a curved road, and a graph showing the steering characteristics thereof. FIG. Graph (b) showing steering angle characteristics when traveling on a curved road
Is a graph showing the characteristics of the lateral acceleration of the vehicle when traveling on a curved road during automatic steering and during driver steering. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the peak value of lateral acceleration and the peak value of lateral jerk during automatic steering and during driver steering. Graph showing the relationship, FIG.
(A) to (c) are diagrams for explaining an example of recognition of a road reference line, FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the steering actuator, and FIG. 20 is a method for setting the forward gaze distance. FIG. 21 is a graph for explaining the graph corresponding to FIG. 10, and FIG. 21 is a diagram for explaining a method of setting the argument gain, and is a schematic diagram viewed from above the vehicle.

【0022】図2に示すように、車両1には、操舵輪2
を転舵させるための操舵アクチュエータ2Aと、この車
両前方の道路状態を撮像する撮像手段としてのカメラ3
と、このカメラ3からの画像情報を処理する画像情報処
理手段4と、操舵アクチュエータ2Aに対して制御信号
を設定する制御手段としてのコントローラ5とがそなえ
られている。
As shown in FIG. 2, a vehicle 1 includes
Actuator 2A for turning the vehicle, and a camera 3 as an imaging unit for imaging the road condition ahead of the vehicle.
And an image information processing means 4 for processing image information from the camera 3 and a controller 5 as a control means for setting a control signal to the steering actuator 2A.

【0023】つまり、この車両1は、カメラ3で撮像さ
れた画像に基づいて操舵輪2を自動的に転舵させるよう
な自動操舵車両であって、コントローラ5では、画像情
報処理手段4からの情報に基づいて、操舵輪2を制御す
るための制御量として目標操舵角が設定され、この目標
操舵角の設定量に応じて操舵アクチュエータ2Aが作動
するようになっている。
That is, the vehicle 1 is an auto-steering vehicle that automatically steers the steered wheels 2 based on the image captured by the camera 3. Based on the information, a target steering angle is set as a control amount for controlling the steered wheels 2, and the steering actuator 2A operates according to the set amount of the target steering angle.

【0024】ここで、この自動操舵装置の制御機能の構
成について説明する。ドライバが、操舵操作(舵角の変
更)を行なうのは、主に、車両1の走行方向が走行して
いる道路(走行レーン)の方向と合わなくなったときに
これを修正しようとする場合であり、これに加えて、車
両1が走行レーンを横方向(左右外方)にはみ出そうと
しているときにこれを修正しようとする場合が考えられ
る。走行方向が走行レーン方向と合わなくなるのは、曲
走路の走行中が考えられるが、直走路を走行していると
きにも車両自体の姿勢がヨー方向に動くことで走行方向
が走行レーン方向から外れる場合もある。
Here, the configuration of the control function of the automatic steering device will be described. The driver performs the steering operation (changes the steering angle) mainly in a case where the traveling direction of the vehicle 1 is to be corrected when it does not match the direction of the road (traveling lane) on which the vehicle is traveling. In addition, in addition to this, when the vehicle 1 is going to run out of the traveling lane in the lateral direction (outside of the left and right), it may be possible to correct this. The traveling direction may not match the traveling lane direction, while it is considered that the vehicle is traveling on a curved road, but the traveling direction is shifted from the traveling lane direction because the vehicle itself moves in the yaw direction even when traveling on a straight traveling road. It may come off.

【0025】そこで、本装置では、主として、車両1の
走行方向を走行レーンの方向と合わせるように操舵を行
なって、これに、車両1の横方向位置の修正のための操
舵要素を付加するようになっている。また、人為的な操
舵(ドライバ操舵)では、ドライバが視覚で得た情報か
ら、車両と道路との相対的な状況を判断して、操舵操作
を行なっている。つまり、ドライバは、目から入った情
報に基づいて、車両1の走行方向と走行レーン方向との
相対関係(偏角)や、車両1の横方向の位置ずれ(横偏
差)を判断し、これらを修正するように操舵操作を行な
っている。
Therefore, in the present apparatus, steering is mainly performed so that the traveling direction of the vehicle 1 matches the direction of the traveling lane, and a steering element for correcting the lateral position of the vehicle 1 is added thereto. It has become. In the case of artificial steering (driver steering), the relative operation between the vehicle and the road is determined based on information visually obtained by the driver, and the steering operation is performed. In other words, the driver determines the relative relationship (deviation) between the traveling direction of the vehicle 1 and the traveling lane direction and the lateral displacement (lateral deviation) of the vehicle 1 based on the information obtained from the eyes. The steering operation is performed so as to correct.

【0026】ドライバが視覚で得る情報を整理すると、
道路のカーブの半径,車速,乗り心地(横加速度,横ジ
ャーク)の3つの要素に分類することができる。また、
一般に、曲走路の定常円及びこれに近い部分や直走路等
を走行している際(定常走行時)には、操舵角を一定に
保持しようとするので、ドライバは、操舵操作は走路の
曲率にあった操舵角δ0 を保持するように操舵を行な
う。これに対して、直走路から曲走路へ進入しようとす
る際(過渡走行時)には、曲走路のある程度手前から操
舵角δを曲走路の曲率に応じた操舵角δ0 に除々に増加
させていく。この場合、ドライバは、曲走路に入る地点
のどの程度手前から操舵を開始するか(すなわち、操舵
開始距離Dをどの程度にするか)、また、どの程度の割
合(操舵速度δV で操舵角δを増加させていくかを、そ
の時の車速や予想される乗り心地(横加速度のかかり具
合)等を考慮して設定する。
When the information obtained by the driver is visually arranged,
It can be classified into three elements: the radius of the road curve, the vehicle speed, and the riding comfort (lateral acceleration, lateral jerk). Also,
In general, when the vehicle is traveling on a steady circle on a curved road, a portion close to the circle, a straight road, or the like (at the time of steady traveling), the driver tries to maintain a constant steering angle. The steering is performed so as to maintain the steering angle δ 0 which is in accordance with the above. On the other hand, when attempting to enter the curved road from the straight road (during transient driving), the steering angle δ is gradually increased from a certain point before the curved road to the steering angle δ 0 corresponding to the curvature of the curved road. To go. In this case, the driver, to start the steering from how much before the point entering the music track (that is, whether to what extent the steering start distance D), also a steering angle at what percentage of (steering speed [delta] V Whether to increase δ is set in consideration of the vehicle speed at that time, the expected riding comfort (how much lateral acceleration is applied), and the like.

【0027】つまり、ドライバが操舵操作に際して決定
する操舵要素を分類すると、操舵角δ0 ,操舵開始距離
(操舵開始タイミング)D,操舵速度δV に分けられ
る。本装置では、このような、ドライバ操舵と同様な手
法により自動操舵を行なうようになっている。そこで、
この装置では、ドライバの視覚系に対応した画像処理手
段4と、ドライバのデータ処理系に対応するように、操
舵に必要な各量、即ち、操舵角δ0 ,操舵開始距離D,
操舵速度δV を設定するコントローラ5とをそなえてい
るのである。
That is, when the steering elements determined by the driver during the steering operation are classified, they are classified into a steering angle δ 0 , a steering start distance (steering start timing) D, and a steering speed δ V. In this device, automatic steering is performed by a method similar to the driver steering. Therefore,
In this device, the image processing means 4 corresponding to the driver's visual system and the respective amounts required for steering, that is, the steering angle δ 0 , the steering start distance D,
It's and a controller 5 for setting the steering speed [delta] V.

【0028】ここで、まずドライバの視覚系に対応する
画像情報処理手段4について説明する。図1に示すよう
に、この画像情報処理手段4には、画像変換手段4Cと
横偏差算出手段7と偏角算出手段6と曲率状態推定手段
9とがそなえられている。そして、道路の状態がカメラ
3により撮像されると、このカメラ3からの原画像4A
が取り込まれ、次にこの原画像4Aが、画像変換手段4
Cにより、あたかも上方から見たような平面視画像4B
に変換されるようになっている。
Here, the image information processing means 4 corresponding to the visual system of the driver will be described first. As shown in FIG. 1, the image information processing means 4 includes an image converting means 4C, a lateral deviation calculating means 7, an argument calculating means 6, and a curvature state estimating means 9. Then, when the state of the road is imaged by the camera 3, the original image 4A from the camera 3 is obtained.
Is taken in, and this original image 4A is
By C, the planar view image 4B as if viewed from above
Has been converted to.

【0029】偏角算出手段6では、平面視画像4Bに基
づいて車両1から所定距離だけ離れた地点(すなわち、
平面視画像4B内の所定の高さの地点)における偏角が
算出されるようになっている。この偏角とは、図1に示
すように、屈曲した道路中心線の接線と車両中心線とが
なす角である。また、偏角βは、以下のようにして算出
される。つまり、図1に示すように、車両から所定距離
だけ離れた第1の地点(第1検出点、図中には近地点と
示す)における基準線位置情報と、この近地点よりもさ
らに車両1から所定量離れた第2の地点(第2検出点、
図中には遠地点と示す)における基準線位置情報とか
ら、偏角βを算出するようになっている。なお、この例
では、第1検出点を横偏差の検出点、すなわちカメラ3
による画像情報のうち車両に最も近い地点としている。
In the declination calculating means 6, a point separated from the vehicle 1 by a predetermined distance based on the planar view image 4B (ie,
The declination at a point at a predetermined height in the planar view image 4B) is calculated. The declination is, as shown in FIG. 1, an angle formed between a tangent to the curved road center line and the vehicle center line. The declination β is calculated as follows. That is, as shown in FIG. 1, reference line position information at a first point (first detection point, shown as perigee in the figure) separated from the vehicle by a predetermined distance, and a point further from vehicle 1 than this perigee A second point separated by a fixed amount (second detection point,
The declination β is calculated from the reference line position information at the apogee in the figure). In this example, the first detection point is a detection point of the lateral deviation, that is, the camera 3
Is the point closest to the vehicle in the image information by

【0030】そして、偏角βは、これらの第1検出点と
第2検出点とを結んだ直線と、車両1の中心線とがなす
角として算出するようになっている。このようにして算
出される偏角は、第1検出点と第2検出点との中間地点
(図中×印)の偏角であり、すくなくとも車両1から一
定以上前方の地点の偏角である。さらに、曲率状態推定
手段9では、偏角算出手段6で算出された偏角βに基づ
いてカーブ半径Rを推定するようになっている。つま
り、カメラ3により撮像された道路の偏角βは、カーブ
半径Rを反映するための値として曲率状態推定手段9に
フィードフォワードされるようになっているのである。
The declination β is calculated as an angle between a straight line connecting the first detection point and the second detection point and the center line of the vehicle 1. The declination calculated in this way is the declination of the intermediate point (the mark x in the figure) between the first detection point and the second detection point, and is at least the declination of a point at least a certain distance ahead of the vehicle 1. . Further, the curvature state estimating means 9 estimates the curve radius R based on the argument β calculated by the argument calculating means 6. That is, the declination β of the road taken by the camera 3 is fed forward to the curvature state estimating means 9 as a value for reflecting the curve radius R.

【0031】このカーブ半径Rの推定方法について説明
すると、図3に示すように、車両1から所定距離Kだけ
前方の偏角βが算出されると、偏角βが比較的小さい時
はカーブ半径Rと所定距離Kと偏角βとは、幾何学的
に、 R・β=K ・・・・・(1) という関係式で近似することができる。すなわち、偏角
βの検出地点まで距離Kを一定とすると、カーブ半径R
と偏角βとは反比例の関係にある。これは、図4に示す
ように、実験結果からも立証される。したがって、この
式(1)によりカーブ半径Rが推定される。なお、横偏
差算出手段7については後述する。
The method of estimating the curve radius R will be described. As shown in FIG. 3, when the declination β is calculated by a predetermined distance K from the vehicle 1, when the declination β is relatively small, the curve radius is calculated. R, the predetermined distance K, and the argument β can be geometrically approximated by a relational expression of R · β = K (1). That is, assuming that the distance K is constant to the detection point of the declination β, the curve radius R
And the argument β are in inverse proportion. This is proved by the experimental results as shown in FIG. Therefore, the curve radius R is estimated from this equation (1). The lateral deviation calculating means 7 will be described later.

【0032】次に、コントローラ5について説明する。
このコントローラ5は、操舵角設定部5Aと、操舵開始
距離設定部5Bと、操舵速度設定部5Cと、操舵角を最
終的に設定する加算器5Dとをそなえている。操舵角設
定部5Aでは、以下のようにして操舵角δ0 が設定され
る。ドライバは、カーブ定常旋回時の操舵角をカーブの
曲率半径Rに応じて決定するので、本装置においても、
ドライバ操舵同様に、カーブ半径Rが推定されると、こ
のカーブ半径Rに基づいて操舵角δ0 が設定されるよう
になっている。
Next, the controller 5 will be described.
The controller 5 includes a steering angle setting unit 5A, a steering start distance setting unit 5B, a steering speed setting unit 5C, and an adder 5D for finally setting a steering angle. In the steering angle setting section 5A, the steering angle δ 0 is set as follows. Since the driver determines the steering angle at the time of steady turning of the curve according to the radius of curvature R of the curve, the present device also
Similarly to the driver steering, when the curve radius R is estimated, the steering angle δ 0 is set based on the curve radius R.

【0033】つまり、操舵角設定部5Aには、上述の曲
率状態推定手段9で推定されたカーブ半径Rと、車速検
出手段16から得られる車速Vとが入力され、これらの
値R,Vと、予めインプットされた車両1のスタビリテ
ィファクタA及びホイールベースWBとにより、操舵角
δ0 が下式(2)にしたがって運動力学的に決定される
のである。 δ0 =(1+AV2 )・(Wb/R) ・・・・・(2) これに前述した式(1)における偏角βを代入すると、 δ0 =(1+AV2 )・(WB/K)・β ・・・・・(3) となる。この式(3)によれば、カーブ半径Rを用いる
ことなく、偏角βと車速Vとから直接δ0 を求めること
ができるので、実際の制御では、式(3)を用いてδ0
を求める。また、図5に示すグラフは、偏角βとドライ
バの操舵角との関係を示す実験データであるが、このグ
ラフから、式(3)に示すように、偏角βとドライバの
操舵角と、はほぼ比例の関係になっていることが立証さ
れる。
That is, the curve angle R estimated by the above-mentioned curvature state estimating means 9 and the vehicle speed V obtained from the vehicle speed detecting means 16 are input to the steering angle setting section 5A. The steering angle δ 0 is kinematically determined according to the following equation (2) based on the stability factor A of the vehicle 1 and the wheel base WB input in advance. δ 0 = (1 + AV 2 ) · (Wb / R) (2) By substituting the argument β in Equation (1) above, δ 0 = (1 + AV 2 ) · (WB / K)・ Β ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (3) According to this equation (3), δ 0 can be obtained directly from the declination β and the vehicle speed V without using the curve radius R, so that in actual control, δ 0 is obtained using equation (3).
Ask for. The graph shown in FIG. 5 is experimental data showing the relationship between the declination β and the driver's steering angle. From this graph, as shown in equation (3), the declination β and the driver's steering angle , Are approximately proportional.

【0034】そして、このように車両1の前方のカーブ
半径R又は偏角βをフィードフォワードするようにして
操舵角δ0 が設定されると、操舵角設定部5Aからは、
操舵角δ0 (操舵角指令値s0 )が車両1の操舵アクチ
ュエータ(ステアリングアクチュエータ)2Aに入力さ
れる。この操舵角指令値s0 により、車両1が走行レー
ンの方向に沿うような方向に調整されながら走行するよ
うになる。
When the steering angle δ 0 is set so as to feed forward the curve radius R or the declination β in front of the vehicle 1, the steering angle setting unit 5 A issues
The steering angle δ 0 (the steering angle command value s 0 ) is input to the steering actuator (steering actuator) 2A of the vehicle 1. The steering angle command value s 0 allows the vehicle 1 to travel while being adjusted in a direction along the direction of the traveling lane.

【0035】ところで、車両1が上方から見て道路の中
心線に対してある程度の傾き(角度β2)をなして走行
している場合は、図21に示すように、偏角βには、実
際のカーブの偏角β1以外に、上述の車両1の傾きによ
る角度β2も含まれている。したがって、偏角ゲインK
1は、偏角β1により設定されるゲインK11と角度β2
により設定されるゲインK12とから設定されているので
ある。
When the vehicle 1 is traveling with a certain inclination (angle β2) with respect to the center line of the road when viewed from above, as shown in FIG. , The angle β2 due to the inclination of the vehicle 1 is also included. Therefore, the declination gain K
1 is the gain K 11 set by the declination β 1 and the angle β 2
Than it is set from the gain K 12 Metropolitan set by.

【0036】本来、ゲインK11とゲインK12とはそれぞ
れ独立に決定されるべきものではあるが、このように、
ゲインK1をK11+K12として設定することにより、現
在の車両1の方向を道路の方向へ合致させる操舵制御
と、車両1を前方のカーブの曲率Rに応じた向きに合致
させる操舵制御とを同時に実現することができる。ま
た、横偏差算出手段7では、車両1が道路中心8に対し
てどの程度横方向にずれているかそのずれ量(横偏差)
を算出するものであり、変換された平面視画像4Bに基
づいてこの横偏差の値が算出されるようになっている。
なお、この横偏差は、車両1の現在位置の横ずれに相当
する量にしたいので、平面視画像4B中でも、最も車両
に近い地点(すなわち、平面視画像4B内の有効な部分
内で最も下方の地点)において算出される。
Originally, the gains K 11 and K 12 should be determined independently of each other.
By setting the gain K1 as K 11 + K 12 , steering control for matching the current direction of the vehicle 1 to the direction of the road and steering control for matching the vehicle 1 to a direction corresponding to the curvature R of the curve ahead are performed. Can be realized simultaneously. The lateral deviation calculating means 7 determines how much the vehicle 1 is laterally displaced from the road center 8 by the amount of deviation (lateral deviation).
Is calculated, and the value of the lateral deviation is calculated based on the converted planar image 4B.
In addition, since the lateral deviation is desired to be an amount corresponding to the lateral deviation of the current position of the vehicle 1, the point closest to the vehicle in the planar view image 4B (that is, the lowest point in the effective portion in the planar view image 4B). (Point).

【0037】この例では、左側通行の路側部分に当た
る、道路左端の白線12を基準線として、この基準線か
ら右へ一定距離(=レーン幅の略半分の距離)の位置を
道路中心と仮定するようになっている。そして、この道
路中心から自車両1の左右中心までの距離が横偏差とし
て算出されるようになっている。なお、ここではカメラ
3の左右中心が、自車両1の左右中心と一致するように
設置されており、この横偏差は、平面視画像4B上の左
右中心線3Aと道路中心線との距離にあたる。
In this example, it is assumed that the white line 12 at the left end of the road, which corresponds to the road-side portion of the left-hand traffic, is a reference line, and a position at a fixed distance from the reference line to the right (= a distance approximately half the lane width) is the center of the road. It has become. Then, the distance from the center of the road to the left and right centers of the vehicle 1 is calculated as a lateral deviation. Note that, here, the left and right centers of the camera 3 are installed so as to coincide with the left and right centers of the own vehicle 1, and this lateral deviation corresponds to the distance between the left and right center line 3A on the planar view image 4B and the road center line. .

【0038】そして、横偏差算出手段7により車両1の
横偏差が算出されると、この横偏差に応じて、横偏差を
0に近づけるための制御指令値として偏差×ゲインK0
により操舵角δ1 が設定され、この操舵角δ1 の指令値
1 に応じて操舵アクチュエータ2Aが制御されるよう
になっている。そして、この指令値s1 を通じた操舵制
御により、車両1の横偏差が減少して、車両1の走行位
置を道路の走行車線の中央に修正するようになってい
る。なお、上述の白線12の認識方法については後で詳
述する。
When the lateral deviation of the vehicle 1 is calculated by the lateral deviation calculating means 7, a deviation × gain K0 is set as a control command value for bringing the lateral deviation closer to 0 according to the lateral deviation.
, A steering angle δ 1 is set, and the steering actuator 2A is controlled according to the command value s 1 of the steering angle δ 1 . Then, by the steering control through the command value s 1, lateral deviation of the vehicle 1 is reduced, which is a traveling position of the vehicle 1 so as to fix the center of the traffic lane of the road. The method for recognizing the white line 12 will be described later in detail.

【0039】前述の操舵角指令値s0 は、車両1の前方
のカーブの偏角βを用いて設定される信号であり、これ
により車両1は、前方のカーブを予測制御しながら走行
することができるのである。このように操舵角δ0 をフ
ィードフォワードにより設定し、これを補足するよう
に、上述の横偏差をフィードバックしているので、操舵
アクチュエータ2Aにフィードフォワードの指令値s0
とフィードバックの指令値s1 とが入力されることにな
る。ここでは、主として偏角ゲインK1により操舵角δ
0 を設定し、横偏差ゲインK0を小さく設定しており、
外乱が入力された時の横偏差ゲインK0に基づく制御に
よる車両1への影響を極力小さなものにすることができ
る。
The above-mentioned steering angle command value s 0 is a signal set using the declination β of the curve ahead of the vehicle 1, whereby the vehicle 1 travels while predictively controlling the curve ahead. You can do it. As described above, the steering angle δ 0 is set by feed forward, and the above-described lateral deviation is fed back so as to complement the feed angle. Therefore, the feed forward command value s 0 is supplied to the steering actuator 2A.
And the feedback command value s 1 are input. Here, the steering angle δ is mainly determined by the deflection angle gain K1.
0 is set and the lateral deviation gain K0 is set small.
The influence on the vehicle 1 by the control based on the lateral deviation gain K0 when a disturbance is input can be minimized.

【0040】ところで、操舵開始距離設定部5Bでは、
車速や乗り心地を考慮して、操舵開始時期(操舵開始距
離D)を設定するようになっている。一般に、操舵時に
は、車両1やドライバ等に横加速度が加わり、この横加
速度が乗り心地大きく影響することが考えられる。これ
に対して、図5に示すように、ドライバ操舵における各
種のカーブの横加速度と横ジャーク(横加速度の単位時
間当りの変化量)との関係は、カーブ半径R,車速V,
走行感覚によらず、横加速度対横ジャークの比率がほぼ
一定の値となっている。
By the way, in the steering start distance setting section 5B,
The steering start timing (steering start distance D) is set in consideration of the vehicle speed and the riding comfort. In general, at the time of steering, lateral acceleration is applied to the vehicle 1, the driver, and the like, and it is considered that the lateral acceleration has a great influence on the riding comfort. On the other hand, as shown in FIG. 5, the relationship between the lateral acceleration of various curves and the lateral jerk (the amount of change in the lateral acceleration per unit time) in driver steering is represented by a curve radius R, a vehicle speed V,
Regardless of the driving sensation, the ratio of lateral acceleration to lateral jerk is a substantially constant value.

【0041】これは、車両1がカーブ進入時に一定の横
ジャークでハンドルを操作するとすれば、一定横加速度
に達するまでの操舵時間ΔTが一定であることを意味し
ている。また、操舵開始距離Dは、操舵時間ΔTと車速
Vとの積として、下式(4)で示される。ここで、ΔT
を一定とすると、操舵開始距離Dは車速Vと比例関係に
なり、操舵開始距離設定部5Bでは車速Vから操舵開始
距離Dを決定する。 D=ΔT・V ・・・・・・・(4) なお、ドライバの実際に行なう操舵開始距離Dと車速V
との関係は、図9(a)に示すようになり、操舵開始距
離Dを車速Vに比例させて設定することが実証される。
なお、操舵開始距離Dは、図9(b)に示すように、自
車両1からカーブ入口までの距離である。
This means that if the vehicle 1 operates the steering wheel with a constant lateral jerk when entering a curve, the steering time ΔT required to reach a constant lateral acceleration is constant. Further, the steering start distance D is represented by the following equation (4) as a product of the steering time ΔT and the vehicle speed V. Where ΔT
Is constant, the steering start distance D is proportional to the vehicle speed V, and the steering start distance setting unit 5B determines the steering start distance D from the vehicle speed V. D = ΔT · V (4) The steering start distance D and the vehicle speed V actually performed by the driver
9A is as shown in FIG. 9A, and it is verified that the steering start distance D is set in proportion to the vehicle speed V.
Note that the steering start distance D is a distance from the host vehicle 1 to the curve entrance as shown in FIG. 9B.

【0042】また、操舵時間ΔTは、横ジャークをJと
すると ΔT=δ0 /δV =V2 /(R・J)=一定 ・・・・・(5) となる。式(5)からΔTを一定とすると、車速Vは、
乗り心地を考慮して横ジャークJの値がある上限値を越
えないようにカーブ半径Rに応じて設定すればよいこと
がわかる。
The steering time ΔT is given by ΔT = δ 0 / δ V = V 2 / (R · J) = constant (5) where J is the lateral jerk. Assuming that ΔT is constant from equation (5), the vehicle speed V becomes
It can be seen that the lateral jerk J should be set according to the curve radius R so that the value of the lateral jerk J does not exceed a certain upper limit in consideration of the riding comfort.

【0043】このように、車速Vに応じて操舵を開始す
るタイミング(操舵開始距離D)を設定することによっ
て、直走路と曲走路との過渡領域や、道路の曲率の変化
する領域等で乗り心地のよい滑らかな走行を実現してい
るのである。次に、操舵速度設定部5Cについて説明す
ると、この操舵速度設定部5Cでは、操舵開始距離設定
部5Bで設定された操舵開始距離Dに基づいて操舵速度
δVが設定されるようになっている。
As described above, by setting the timing (steering start distance D) at which the steering is started in accordance with the vehicle speed V, the user can ride in a transition area between a straight road and a curved road, an area in which the curvature of the road changes, and the like. It achieves comfortable and smooth running. Next, the steering speed setting unit 5C will be described. In the steering speed setting unit 5C, the steering speed δ V is set based on the steering start distance D set by the steering start distance setting unit 5B. .

【0044】つまり、図7のグラフに示すように、自動
操舵における操舵開始距離Dと操舵速度δV との関係か
ら、操舵開始距離Dが設定されると、本来、操舵速度δ
V は従属的に決定されてしまうものである。そして、こ
の操舵速度設定部5Cで設定された操舵速度δV は、偏
角算出手段6に取り込まれるようになっているのであ
る。
[0044] That is, as shown in the graph of FIG. 7, the relation between the steering start distance D in the automatic steering and the steering velocity [delta] V, the steering start distance D is set, originally, the steering speed [delta]
V is determined dependently. Then, the steering speed δ V set by the steering speed setting section 5C is taken into the declination calculating means 6.

【0045】ここで、偏角βや横偏差の算出基準であ
る、基準線としての道路上の白線12の認識方法につい
て説明する。なお、ここでは、走行レーン左端の路側線
としての白線12の認識について説明する。まず、図8
(a)に示すように、車両1にそなえられたカメラ3に
より平地において車両前方の範囲(例えば5m〜20
m)の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面
上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上
で等間隔になるような複数の水平線11を設定する。な
お符号12は、道路の白線を示しているこの白黒画像情
報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新されるように
なっており、図8(b)に示すように、それぞれの水平
線11上において前回の画面での白線位置の左右の所要
の範囲(ここでは、左右50画素〔dot〕)を白線探
査エリア(処理対象領域)10として設定する。また、
初回の画面は、直線路における白線位置を前回の画面デ
ータとして利用する。
Here, a method of recognizing the white line 12 on the road as a reference line, which is a reference for calculating the declination β and the lateral deviation, will be described. Here, the recognition of the white line 12 as the roadside line at the left end of the traveling lane will be described. First, FIG.
As shown in (a), the camera 3 provided in the vehicle 1 uses a camera 3 in an area in front of the vehicle (for example, 5 m to 20 m) on flat ground.
m), the image in the vertical direction on the screen is partially omitted from the image information. Then, a plurality of horizontal lines 11 are set at equal intervals on this screen. The reference numeral 12 indicates the black and white image information indicating the white line of the road, and is updated every minute control cycle. As shown in FIG. In, a required range (here, left and right 50 pixels [dot]) of the white line position on the previous screen is set as a white line search area (processing target area) 10. Also,
For the first screen, the white line position on the straight road is used as the previous screen data.

【0046】そして、図8(c)に示すように、各水平
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号14はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線12は通常の路面に比較して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線12への境界点で輝度変化がプラス、白線12か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図8(d)示す。
Then, as shown in FIG. 8C, the brightness of each horizontal line is differentiated in the horizontal direction from the left. Reference numeral 14 in the figure is a guardrail. By the way, a normal road surface has low luminance and a small change in luminance. On the contrary,
Since the brightness of the white line 12 is much higher than that of the normal road surface, when the brightness of the road is differentiated in this way, the luminance change is positive at the boundary point from the normal road surface to the white line 12, and the white line 12 changes to the normal road surface. Differential data is obtained such that the luminance change becomes negative at the boundary point of. FIG. 8D shows an example of such differential data.

【0047】そして、各水平線11のデータそれぞれに
ついて、微分値のピークが左からプラス,マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線12
として妥当と思われる程度(プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば30dot以内)に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、図8
(e)に示すように、その中点を白線候補点15として
保存する。
Then, for each of the data of each horizontal line 11, the peaks of the differential values appear in the order of plus and minus from the left, and the interval between the peaks is the white line 12.
As a white line candidate, a combination that fits within a reasonable degree (interval between a positive peak and a negative peak is, for example, within 30 dots) is extracted as shown in FIG.
As shown in (e), the midpoint is stored as a white line candidate point 15.

【0048】そして、これらの白線候補点15のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両1が左側通行の場合、探索エリア1
0の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、こ
の通常の道路面に最も近い白線候補点15が白線12と
判断できる。したがって白線12よりもさらに左側に、
ノイズの原因となる物体(例えばガードレール14等)
が存在する場合であっても、カメラ3により撮像された
画像情報から白線12を確実に認識することができる。
Then, among these white line candidate points 15,
Only the point closest to the screen center is left as the final candidate point.
This means that, for example, when the vehicle 1 is traveling on the left side, the search area 1
The right side of 0 is a road surface with little change in normal luminance, and the white line candidate point 15 closest to this normal road surface can be determined as the white line 12. Therefore, further to the left of the white line 12,
Objects that cause noise (for example, guardrails 14)
, The white line 12 can be reliably recognized from the image information captured by the camera 3.

【0049】そして、図8(f)に示すように、最後に
各水平線データにおける白線候補点15の上下方向の連
続性を画面の下方から順次検証していく。まず、事前に
前画面での白線12の上下端間の傾きを計算しておく。
そして、最下点15Aを白線12とすると、一本上の水
平線11上の候補点15Bが、前回の白線12の傾き分
±50dotの範囲内に入っているかを検証する。
Finally, as shown in FIG. 8 (f), the continuity of the white line candidate points 15 in each horizontal line data in the vertical direction is sequentially verified from the bottom of the screen. First, the inclination between the upper and lower ends of the white line 12 on the previous screen is calculated in advance.
Then, assuming that the lowest point 15A is the white line 12, it is verified whether or not the candidate point 15B on the upper horizontal line 11 is within the range of ± 50 dots of the inclination of the previous white line 12.

【0050】候補点15Bがこの範囲内に入っていれば
これを白線とし、入っていないときは候補点15Bは却
下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置
としてみなされる。そして、この検証を各水平線につい
て同様の作業を行なうことにより、連続した白線12を
認識することができるのである。また、このような白線
認識の作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都
度白線12の認識が更新されるようになっている。
If the candidate point 15B falls within this range, it is regarded as a white line. If not, the candidate point 15B is rejected, and the coordinates interpolated from the above-described slope are regarded as the white line position. Then, this verification is performed for each horizontal line in the same manner, whereby a continuous white line 12 can be recognized. Such white line recognition work is continuously performed at a required cycle, and the recognition of the white line 12 is updated each time.

【0051】ところで、白線12が検出されると、車両
1では横偏差及び偏角βが算出されるが、このうち横偏
差は、画像情報から得られる路面情報のうち有効なもの
のなかから、車両1に最も近い地点の基準線位置情報を
用いて算出されるようになっており、これにより、車両
1の現在位置での横偏差に近い値が算出され制御精度が
高められるようになっている。なお、車両1に最も近い
地点とは、上述の偏角βを算出する際に用いる第1検出
点のことである。
When the white line 12 is detected, the lateral deviation and the deflection angle β are calculated in the vehicle 1. Among these, the lateral deviation is determined based on the effective road surface information obtained from the image information. This is calculated using the reference line position information of the point closest to the vehicle 1, whereby a value close to the lateral deviation at the current position of the vehicle 1 is calculated, and the control accuracy is improved. . Note that the point closest to the vehicle 1 is the first detection point used when calculating the above-mentioned argument β.

【0052】ところで、車速が高くなれば高くなるほ
ど、車両直前の道路状況よりも車両遠方の道路状況の把
握が必要になってくる。つまり、図10の線aはドライ
バの運転特性を示しているが、このグラフに示すよう
に、通常車速が高いほど、前方注視距離は大きくなる。
そこで、本装置では、このようなドライバの操舵特性に
基づいて、偏角βを算出するための2つの検出点のう
ち、第2検出点を図10の線cのように動的に変化させ
ている。これにより、前方注視距離、すなわち車両1か
ら第1検出点と第2検出点との中間点までの距離Kが線
bのようになり、ドライバ操舵の運転特性を示す線aに
近づけることができるのである。なお、図20(a)に
示すように、前方注視距離は、第2検出点は固定したま
ま(線c1 参照)第1検出点を動的に変化させる(線d
1 参照)ことにより車速に対応させてもよく、また、図
20(b)に示すように、第1及び第2検出点の両方を
車速に応じて変化させて(線c2 ,d2 参照)前方注視
距離を決定してもよい。
By the way, the higher the vehicle speed, the more it is necessary to grasp the road condition farther from the vehicle than the road condition immediately before the vehicle. That is, the line a in FIG. 10 indicates the driving characteristics of the driver. As shown in this graph, the higher the normal vehicle speed, the longer the gaze distance in front.
Therefore, in the present apparatus, based on such steering characteristics of the driver, of the two detection points for calculating the argument β, the second detection point is dynamically changed as shown by the line c in FIG. ing. As a result, the forward gaze distance, that is, the distance K from the vehicle 1 to the intermediate point between the first detection point and the second detection point becomes like the line b, and can be closer to the line a indicating the driving characteristics of driver steering. It is. Incidentally, as shown in FIG. 20 (a), the look-ahead distance, the second detection point is dynamically changes the first detection point remains fixed (see line c 1) (line d
1 ), the vehicle speed may be made to correspond to the vehicle speed. As shown in FIG. 20B, both the first and second detection points are changed according to the vehicle speed (see lines c 2 and d 2) . ) The forward fixation distance may be determined.

【0053】これにより、車速が大きい時は、カーブの
十分手前から偏角βが算出され、また、車速が十分小さ
い時は、比較的カーブに入口に近い位置で偏角βが算出
される。つまり、図14に示すように第1検出点,第2
検出点ともに固定の場合は、車速に関係なく操舵角指令
値s0 が設定されるので、車速によらず操舵が一定とな
り、操舵に違和感が生じる。
Thus, when the vehicle speed is high, the declination β is calculated sufficiently before the curve, and when the vehicle speed is sufficiently low, the declination β is calculated at a position relatively close to the entrance to the curve. That is, as shown in FIG.
For fixed both detection point, since the steering angle command value s 0, regardless of the vehicle speed is set, the steering becomes constant regardless of the vehicle speed, it is caused discomfort to the steering.

【0054】これに対し、図13に示すように、車速に
対応させて前方注視距離を変更することにより、算出さ
れる偏角βの値を変動させ、これに応じて偏角ゲインK
1も可変にすることにより、車速に応じた操舵を実現す
ることができる。また、このように偏角βを算出するた
めの検出点を車速に応じて前後させることにより、図1
1に示すように、同一カーブであるにも関わらず算出さ
れる偏角βの値が変動してしまうことが考えられる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the value of the calculated declination β is varied by changing the forward gaze distance in accordance with the vehicle speed, and the declination gain K
By also making 1 variable, steering according to the vehicle speed can be realized. In addition, by moving the detection point for calculating the declination β back and forth according to the vehicle speed in this manner, FIG.
As shown in FIG. 1, it is conceivable that the value of the argument β calculated fluctuates even though the curves are the same.

【0055】そこで、このような偏角βの変動を吸収さ
せる必要があるが、上述の(3)式に示すように、操舵
角δ0 は、偏角βとβの係数(1+AV2 )・WB/K
との積で算出されるので、この係数成分中の1/Kの要
素が偏角βの変動を相殺するようにして働き、操舵角δ
0 は適切に設定されるようになっている。ところで、横
偏差ゲインK0は、あくまで補正量的なものであるが、
図12に示すように、車両1がカーブ内を走行している
時は、道路の中央を走っている場合であっても、カーブ
の曲率の影響により、ある程度の横偏差が出力されてし
まうことが考えられる。このような場合に、出力された
横偏差により、偏差ゲインK0が必要以上に大きく設定
されてしまう。
Therefore, it is necessary to absorb such a variation of the argument β, but as shown in the above equation (3), the steering angle δ 0 is determined by the coefficient (1 + AV 2 ) · WB / K
And the factor of 1 / K in this coefficient component works to offset the variation of the argument β, and the steering angle δ
0 is set appropriately. Incidentally, the lateral deviation gain K0 is merely a correction amount,
As shown in FIG. 12, when the vehicle 1 is traveling in a curve, a certain amount of lateral deviation is output due to the influence of the curvature of the curve even when the vehicle 1 is traveling in the center of the road. Can be considered. In such a case, the deviation gain K0 is set to be larger than necessary due to the output lateral deviation.

【0056】そこで、例えば(3)式で算出された操舵
角δ0 から所定の値を減算して偏角ゲインK1を小さめ
に設定するようにしてもよい。この所定の値は、経験的
に求められたり、計算により算出された補正ゲインであ
る。このように、偏角ゲインK1を補正ゲインの分だけ
小さめの値に設定することにより、大きめに設定された
偏差ゲインK0を補完することができ、操舵アクチュエ
ータ2Aを正確に作動させることができる。
[0056] Therefore, for example, (3) may be smaller setting the declination gain K1 from the steering angle [delta] 0 which is calculated by subtracting a predetermined value in expression. This predetermined value is a correction gain obtained empirically or calculated by calculation. As described above, by setting the deflection angle gain K1 to a value smaller by the amount of the correction gain, the deviation gain K0 set larger can be complemented, and the steering actuator 2A can be operated accurately.

【0057】また、操舵アクチュエータ2Aとしては例
えば以下のような、油圧パワーステアリング機構104
を利用したものが考えられる。図19に示すように、車
両1の操舵力伝達系103にはパワーステアリング機構
104が設けられており、ステアリングホイール20に
操舵力が入力されると、車両の操舵状態に応じて、操舵
力がアシストされるようになっている。
As the steering actuator 2A, for example, the following hydraulic power steering mechanism 104 is used.
It is possible to use one. As shown in FIG. 19, a power steering mechanism 104 is provided in the steering force transmission system 103 of the vehicle 1, and when a steering force is input to the steering wheel 20, the steering force is changed according to the steering state of the vehicle. It is designed to be assisted.

【0058】このパワーステアリング機構104は、油
圧により操舵力をアシストする油圧式のパワーステアリ
ング機構として構成されており、所定の油圧の作動油を
油圧シリンダ104Aに供給することにより、ドライバ
の操舵力を低減できるようになっている。このため、こ
の車両には、例えば電動モータ122等により駆動され
るオイルポンプ110が設けられており、このオイルポ
ンプ110により作動油がオイルタンク111から吸い
上げられるようになっている。そして、このオイルポン
プ110から吐出された作動油は、分流弁112により
2方向に分岐するようになっている。このうち一方の油
路は、例えばEPSバルブ115等の公知のパワーステ
アリングバルブに接続されており、EPSバルブ115
を通じて油圧シリンダ104Aの油圧状態が調整される
ようになっている。
The power steering mechanism 104 is configured as a hydraulic power steering mechanism that assists the steering force with hydraulic pressure, and supplies the hydraulic cylinder 104A with a predetermined hydraulic pressure to reduce the driver's steering force. It can be reduced. For this reason, this vehicle is provided with an oil pump 110 driven by, for example, an electric motor 122 or the like. The oil pump 110 draws hydraulic oil from the oil tank 111. The hydraulic oil discharged from the oil pump 110 is branched in two directions by a flow dividing valve 112. One of the oil passages is connected to a known power steering valve such as an EPS valve 115, for example.
, The hydraulic state of the hydraulic cylinder 104A is adjusted.

【0059】また、この油圧系には、図19に示すよう
に、自動操舵手段としての自動操舵制御バルブ107が
そなえられており、この自動操舵制御バルブ107に
は、上述した分流弁112の他方の油路が接続されてい
る。この自動操舵制御バルブ107は、自動操舵時の操
舵量を制御するためのバルブであり、このバルブ107
を作動させることにより、自動操舵時に油圧シリンダ1
04Aへ所定の油圧の作動油を供給することができるよ
うになっている。
Further, as shown in FIG. 19, the hydraulic system is provided with an automatic steering control valve 107 as an automatic steering means. Oil passages are connected. The automatic steering control valve 107 is a valve for controlling a steering amount at the time of automatic steering.
By operating the hydraulic cylinder 1 during automatic steering.
04A can be supplied with hydraulic oil of a predetermined oil pressure.

【0060】また、この車両には、パワーステアリング
機構104の作動する状態と自動操舵状態とを切り替え
るためのモード切替バルブ装置106が設けられてお
り、このモード切替バルブ装置106と自動操舵制御バ
ルブ107と油圧シリンダ104Aとから操舵アクチュ
エータ2Aが構成されている。このモード切替バルブ1
06は、パワーステアリング機構104による操舵を行
なうか、又は自動操舵を行なうかを切り替えるものであ
って、上述の自動操舵制御バルブ107と油圧シリンダ
104Aとの間、及びEPSバルブ115と油圧シリン
ダ104Aとの間に介設されている。
The vehicle is provided with a mode switching valve device 106 for switching between a state in which the power steering mechanism 104 is operated and an automatic steering state. The mode switching valve device 106 and the automatic steering control valve 107 are provided. The steering actuator 2A is composed of the hydraulic cylinder 104A and the hydraulic cylinder 104A. This mode switching valve 1
Reference numeral 06 switches between performing steering by the power steering mechanism 104 and performing automatic steering. The switching between the automatic steering control valve 107 and the hydraulic cylinder 104A and between the EPS valve 115 and the hydraulic cylinder 104A are performed. It is interposed between.

【0061】モード切替バルブ106は、通常はパワー
ステアリング機構104により操舵されるモードになっ
ており、EPSバルブ115に供給された作動油はこの
モード切替バルブ106を通って油圧シリンダ104A
に供給され、操舵力をアシストするようになっている。
また、オイルポンプ110と分流弁112との間には、
リリーフバルブ113が設けられている。このリリーフ
バルブ113は、自動操舵制御バルブ107やEPSバ
ルブ115に所定の油圧よりも高圧の作動油が供給され
ると、弁が開いて作動油をオイルタンク111へ戻すよ
うになっている。
The mode switching valve 106 is normally in a mode in which it is steered by the power steering mechanism 104, and the hydraulic oil supplied to the EPS valve 115 passes through the mode switching valve 106 and the hydraulic cylinder 104A
And assists the steering force.
Further, between the oil pump 110 and the flow dividing valve 112,
A relief valve 113 is provided. The relief valve 113 is opened when hydraulic oil higher than a predetermined oil pressure is supplied to the automatic steering control valve 107 or the EPS valve 115, and returns the hydraulic oil to the oil tank 111.

【0062】また、この操舵機構には、コントローラ5
が設けられており、コントローラ5で設定された制御指
令値によりリリーフバルブ113の開閉状態が制御され
るようになっており、自動操舵制御バルブ107及びモ
ード切替バルブ106についてもコントローラ5により
制御されるようになっている。これにより、自動操舵時
は、コントローラ5の制御指令値に基づいてモード切替
バルブ106が自動操舵モードに切り替えられるととも
に、この制御指令値に基づいて自動操舵制御バルブ10
7が制御されて、油圧シリンダ104Aに所要の作動油
が供給される。そして、この作動油の油圧により車両1
の操舵輪2が操舵される。
The steering mechanism includes a controller 5.
The open / close state of the relief valve 113 is controlled by a control command value set by the controller 5, and the automatic steering control valve 107 and the mode switching valve 106 are also controlled by the controller 5. It has become. Thus, at the time of automatic steering, the mode switching valve 106 is switched to the automatic steering mode based on the control command value of the controller 5, and the automatic steering control valve 10 is controlled based on this control command value.
7 is controlled, and required hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder 104A. The hydraulic pressure of the hydraulic oil causes the vehicle 1
Is steered.

【0063】また、ラック102には、ラック102の
位置を検出するラック位置検出センサ120が設けられ
ており、このラック位置検出センサ120からの検出情
報がコントローラ5にフィードバックされるようになっ
ている。また、自動操舵時は、油圧シリンダ104Aに
作動油を供給することにより操舵車輪(以下、操舵輪と
いう)を制御しているが、この作動油圧よりも大きな入
力でステアリングホイール20を操舵すると、作動油圧
に打ち勝って操舵輪を操舵することができるようになっ
ている。
The rack 102 is provided with a rack position detection sensor 120 for detecting the position of the rack 102, and detection information from the rack position detection sensor 120 is fed back to the controller 5. . During automatic steering, the steering wheel (hereinafter, referred to as a steering wheel) is controlled by supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinder 104A. However, when the steering wheel 20 is steered with an input larger than the operating hydraulic pressure, the operation is started. Steering wheels can be steered by overcoming hydraulic pressure.

【0064】なお、操舵力伝達系103としては、上述
の構成はその一例にすぎず、このような構成に限られる
ものではない。例えば、作動油の油圧供給源としては、
電動モータ122に限らず、エンジンの駆動力を利用し
たものであってもよい。本発明の一実施例としての車両
用自動操舵装置は、上述のように構成されているので、
図1に矢印で示すような信号の流れで操舵角δ0 ,操舵
開始距離D,操舵速度δv の設定が周期的に行なわれ、
これに基づいて、操舵アクチュエータ2Aが周期的に制
御されて車両1の操舵が行なわれる。
The above-described configuration is merely an example of the steering force transmission system 103, and is not limited to such a configuration. For example, as a hydraulic oil supply source of hydraulic oil,
Not limited to the electric motor 122, a motor using the driving force of the engine may be used. Since the vehicle automatic steering device as one embodiment of the present invention is configured as described above,
The setting of the steering angle δ 0 , the steering start distance D, and the steering speed δ v is periodically performed by a signal flow as indicated by an arrow in FIG.
Based on this, the steering actuator 2A is periodically controlled to steer the vehicle 1.

【0065】つまり、カメラ3で撮像された画像に基づ
いて、偏角算出手段6により車両1の偏角βが算出さ
れ、これとともに、横偏差算出手段7により車両1の横
偏差が算出される。そして、この偏角βに応じて、偏角
βを0に近づけるための制御指令値としてs0 が設定さ
れ、横偏差に応じて、横偏差を0に近づけるための制御
指令値としてs1 が設定される。
That is, the declination calculation means 6 calculates the declination β of the vehicle 1 based on the image taken by the camera 3, and the lateral deviation calculation means 7 calculates the lateral deviation of the vehicle 1. . Then, according to this declination β, s 0 is set as a control command value for approaching the declination β to 0, and according to the lateral deviation, s 1 is set as a control command value for approaching the lateral deviation to 0. Is set.

【0066】そして、直走路や定常円状の曲走路の走行
時(定常走行時)は、コントローラ5により設定された
指令値s0 ,s1 に基づいて、横偏差や偏角が0に近づ
くように操舵アクチュエータ2Aが制御されることによ
り、車両1が道路の走行レーンを正確に走行することが
できる。特に、操舵角δ0 が車両1の前方のカーブ半径
Rや偏角βをフィードフォワードされて設定されるの
で、フィードバック制御のような小刻みな設定値の変更
がなく、車両1は前方のカーブを予測制御しながら走行
することができる。
When the vehicle travels on a straight running road or a steady circular curved road (during a steady running), the lateral deviation and the declination approach zero based on the command values s 0 and s 1 set by the controller 5. By controlling the steering actuator 2A as described above, the vehicle 1 can accurately travel on the traveling lane of the road. In particular, since the steering angle δ 0 is set by feeding forward the curve radius R and the declination β in front of the vehicle 1, there is no small change in set values such as feedback control. The vehicle can travel while performing predictive control.

【0067】これにより、自然な操舵制御を行なうこと
ができ、車両1が走行レーンの方向に沿うような方向に
調整されながら走行する。ところで、操舵角は偏角ゲイ
ンK1とこれを補足するような横偏差ゲインK0とによ
り設定されるが、ここでは、横偏差ゲインK0が比較的
小さくなって、主として偏角ゲインK1により操舵角δ
0 が設定されているので、これにより外乱が入力された
時の横偏差ゲインK0による車両1への影響を極力小さ
なものにすることができる。
Thus, natural steering control can be performed, and the vehicle 1 travels while being adjusted in a direction along the direction of the traveling lane. By the way, the steering angle is set by the deflection angle gain K1 and the lateral deviation gain K0 which complements the steering angle gain. Here, the lateral deflection gain K0 is relatively small, and the steering angle δ is mainly determined by the deflection angle gain K1.
Since 0 is set, the influence of the lateral deviation gain K0 on the vehicle 1 when disturbance is input can be minimized.

【0068】また、本装置では、ドライバの操舵特性に
基づいて、偏角βを算出するための前方注視距離Kを車
速に応じて変化させ、偏角βを車速に応じて算出するこ
とにより、車速に応じた操舵を実現することができ、ド
ライバ操舵の運転特性に近づけることができる。さら
に、操舵開始距離設定部5Bでは、横ジャークJが所定
値を越えないように考慮しながら、車速Vに応じて操舵
を開始するタイミング(操舵開始距離D)を設定する。
これは、実際には車速Vに応じた前方位置のカーブの検
出し、カーブの検出とともに操舵を開始することで、操
舵開始距離Dの設定と同時に操舵開始距離Dによる制御
が行なわれることになる。
Further, in the present apparatus, based on the steering characteristics of the driver, the forward fixation distance K for calculating the declination β is changed according to the vehicle speed, and the declination β is calculated according to the vehicle speed. Steering according to the vehicle speed can be realized, and the driving characteristics of the driver can be approximated. Further, the steering start distance setting unit 5B sets a timing (steering start distance D) at which the steering is started according to the vehicle speed V, while taking into consideration that the lateral jerk J does not exceed a predetermined value.
This is because, by actually detecting the curve at the front position corresponding to the vehicle speed V and starting the steering together with the detection of the curve, the control based on the steering start distance D is performed simultaneously with the setting of the steering start distance D. .

【0069】また、この時の操舵速度δV は、操舵開始
距離Dに対応して決まるが、これも、実際には操舵開始
距離Dを反映して設定される操舵角δ0 の中に操舵速度
δVが含まれた形で制御に用いられる。これにより、カ
ーブ進入時において、舵角を増していく場合にも、図1
7に示すように、横ジャークに対応するように横加速度
のピークが抑制され、ドライバ操舵とほぼ同様なフィー
リングで、比較的ゆったりとした走行感覚を実現するこ
とができる。このように、直走路と曲走路との過渡領域
や、道路の曲率の変化する領域等で乗り心地のよい滑ら
かな走行を実現することができるのである。
The steering speed δ V at this time is determined in accordance with the steering start distance D. However, the steering speed δ V is actually set within the steering angle δ 0 set by reflecting the steering start distance D. used for control in the form of velocity [delta] V is included. As a result, even when the steering angle is increased at the time of entering a curve, FIG.
As shown in FIG. 7, the peak of the lateral acceleration is suppressed so as to correspond to the lateral jerk, and a relatively slow running feeling can be realized with almost the same feeling as driver steering. As described above, it is possible to realize a comfortable and smooth traveling in a transition area between a straight road and a curved road, an area where the curvature of the road changes, and the like.

【0070】また、上述したような自動操舵によって図
15に示すような屈曲路を走行した場合、図16に示す
ような操舵特性を得ることができる。ここで、図16
(a)に示す線aは、前方注視距離Dを固定した場合の
自動操舵の操舵角特性、線bは、前方注視距離Dを車速
に応じて変化させた場合の自動操舵の操舵角特性、線c
は、ドライバ操舵による操舵特性である。また、図16
(a),(b)における、A,B,Cは、図15におけ
るA,B,Cに対応している。
When the vehicle travels on a curved road as shown in FIG. 15 by the automatic steering as described above, the steering characteristics as shown in FIG. 16 can be obtained. Here, FIG.
A line a shown in (a) is a steering angle characteristic of the automatic steering when the forward gaze distance D is fixed, a line b is a steering angle characteristic of the automatic steering when the forward gaze distance D is changed according to the vehicle speed, Line c
Is a steering characteristic by driver steering. FIG.
A, B, and C in (a) and (b) correspond to A, B, and C in FIG.

【0071】図16(a)に示すように、前方注視距離
Dを車速に応じて変化させることにより、自動操舵の操
舵角特性(線b)がドライバ操舵(線c)とほぼ同じ特
性となり、前方注視距離Dを固定(線a)の場合よりも
さらに自然な操舵特性とすることができるのである。ま
た、図16(b)に示すように、操舵により発生する横
加速度(横G)もドライバ操舵とほぼ同じ特性とするこ
とができ、乗員に違和感を与えることなく、自然な操舵
感を得ることができる。
As shown in FIG. 16 (a), by changing the front gaze distance D according to the vehicle speed, the steering angle characteristic (line b) of the automatic steering becomes substantially the same as the driver steering (line c). Steering characteristics can be made more natural than when the front gaze distance D is fixed (line a). Also, as shown in FIG. 16B, the lateral acceleration (lateral G) generated by the steering can have substantially the same characteristics as the driver steering, and a natural steering feeling can be obtained without giving the occupant a feeling of strangeness. Can be.

【0072】また、道路白線12が、道路上の輝度の変
化量に基づいて推定されるとともに、カメラ3からの画
像情報のうち画面中心に近いものを道路白線12として
推定しているので、図18(a)に示すように、前回の
画像情報が処理されて道路白線12が認識されると、図
18(b)に示すように次の周期でマンホール等の外乱
(ノイズ)が入力されても、道路白線12を正しく認識
することができる。
The road white line 12 is estimated on the basis of the amount of change in luminance on the road, and the image information from the camera 3 that is close to the center of the screen is estimated as the road white line 12. As shown in FIG. 18A, when the previous image information is processed and the road white line 12 is recognized, disturbance (noise) such as a manhole is input at the next cycle as shown in FIG. 18B. Also, the road white line 12 can be correctly recognized.

【0073】つまり、このような白線認識の作業を所要
の周期で継続して行ないその都度白線12の認識を更新
することにより、図18(c)に示すように道路上にマ
ンホール等の外乱(ノイズ)が存在しても、道路白線1
2の誤認識を防止することができるのである。また、こ
のように白線12が検出されると、車両1では横偏差及
び偏角βが算出されるが、このうち横偏差は、画像情報
から得られる路面情報のうち車両1に最も近い地点の基
準線位置情報を用いて算出されるので、車両1の現在位
置での横偏差に近い値が算出され制御精度が高められる
のである。
That is, by continuously performing such white line recognition work at a required cycle and updating the recognition of the white line 12 each time, a disturbance such as a manhole on the road as shown in FIG. Noise), the road white line 1
2 can be prevented from being erroneously recognized. Further, when the white line 12 is detected in this manner, the lateral deviation and the deflection angle β are calculated in the vehicle 1, and the lateral deviation is a position of the point closest to the vehicle 1 among the road surface information obtained from the image information. Since the calculation is performed using the reference line position information, a value close to the lateral deviation at the current position of the vehicle 1 is calculated, and the control accuracy is improved.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の車両用自動操舵装置によれば、車両の操舵輪を転
舵する操舵アクチュエータと、該車両の前方の道路状況
を認識する道路状況認識手段と、該道路状況認識手段か
らの情報に基づいて、該車両の操舵角が所要の状態にな
るように、該操舵アクチュエータの駆動を制御する制御
手段とをそなえ、該道路状況認識手段に、該車両がカー
ブに進入しようとしているとこれを前もって検出するカ
ーブ進入検出手段と、該前方の道路状況から、該カーブ
の曲率状態を推定する曲率状態推定手段とが設けられる
とともに、該制御手段が、該車両が該カーブの開始点へ
到達した時点で該車両の操舵角が該カーブの曲率状態に
対応した状態になるように、該カーブ開始点よりも所要
量手前で操舵操作を開始して、該開始点へ到達したとき
に該操舵操作が完了するように、該操舵アクチュエータ
の駆動を制御するよう設定されて、該制御手段に、該操
舵操作の開始タイミングを、該操舵操作時に該車両のド
ライバの乗心地が良好に保たれるように考慮して設定す
る操舵開始タイミング設定手段が設けられるという構成
により、自動操舵による操舵特性を自然なものとするこ
とができ、ドライバや乗員にとって快適な乗り心地を与
えることができる。
As described above in detail, according to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the first aspect of the present invention, the steering actuator for steering the steered wheels of the vehicle and the road condition ahead of the vehicle are recognized. Road condition recognizing means, and control means for controlling the driving of the steering actuator based on information from the road condition recognizing means so that the steering angle of the vehicle is in a required state. The recognition means is provided with a curve entry detection means for detecting in advance that the vehicle is about to enter a curve, and a curvature state estimation means for estimating the curvature state of the curve from the road condition in front of the vehicle. The control means performs a steering operation before the curve start point by a required amount so that the steering angle of the vehicle corresponds to the curvature state of the curve when the vehicle reaches the start point of the curve. After the start, the driving of the steering actuator is set to be controlled so that the steering operation is completed when the start point is reached, and the control means controls the start timing of the steering operation to the steering operation. At this time, the steering start timing setting means for setting the driver's ride comfort of the vehicle in consideration of maintaining good riding comfort is provided, so that the steering characteristics of the automatic steering can be made natural, A comfortable ride for the occupant can be provided.

【0075】また、請求項2記載の本発明の車両用自動
操舵装置によれば、該道路状況認識手段に、該車両前方
の道路を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画像情
報を処理する画像情報処理手段とが設けられ、該画像情
報処理手段に、該カーブ進入検出手段と該曲率状態推定
手段とが設けられ、該カーブ進入検出手段が、該撮像手
段からの画像情報に基づいて、該車両がカーブに進入し
ようとしているとこれを前もって検出するとともに、該
曲率状態推定手段が、該画像情報に基づいて、該カーブ
の曲率状態を推定するように設定されるという構成によ
り、カーブへの進入を確実に検出することができるとと
もに、曲率状態を高い精度で推定することができる。
According to the vehicle automatic steering apparatus of the present invention, the road condition recognizing means includes an image pickup means for picking up an image of a road ahead of the vehicle, and an image processing means for processing image information from the image pickup means. Image information processing means is provided, the image information processing means is provided with the curve entry detection means and the curvature state estimation means, and the curve entry detection means is provided based on image information from the imaging means. The configuration is such that the vehicle is going to enter a curve in advance and that the curvature state estimation means is set to estimate the curvature state of the curve based on the image information. And the curvature state can be estimated with high accuracy.

【0076】また、請求項3記載の本発明の車両用自動
操舵装置によれば、該ドライバの乗心地に対応する量と
して、該車両に生じる横加速度の時間変化量である、横
ジャーク、が用いられて、該操舵開始タイミング設定手
段が、該操舵操作時に該横ジャークが所定値を越えない
ように考慮して、該操舵操作の開始タイミングを設定す
るという構成により、操舵中の横加速度の変化が自然な
ものとなる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the third aspect of the present invention, the lateral jerk, which is a temporal change in lateral acceleration generated in the vehicle, is used as the amount corresponding to the ride comfort of the driver. Used, the steering start timing setting means sets the start timing of the steering operation in consideration of the lateral jerk not exceeding a predetermined value at the time of the steering operation. Change becomes natural.

【0077】また、請求項4記載の本発明の車両用自動
操舵装置によれば、該操舵開始タイミング設定手段が、
上記のカーブ進入時の操舵操作の開始タイミングを、該
操舵操作を開始する地点から該カーブの開始点までの距
離である、操舵開始距離、に基づいて設定するという構
成により、人為的な操舵に近い操舵特性とすることがで
きる。これにより、自然な走行感を得ることができる。
According to the vehicle automatic steering apparatus of the present invention, the steering start timing setting means includes:
The configuration in which the start timing of the steering operation at the time of entering the curve is set based on the steering start distance, which is the distance from the point at which the steering operation is started to the start point of the curve, enables artificial steering. Close steering characteristics can be obtained. Thereby, a natural running feeling can be obtained.

【0078】また、請求項5記載の本発明の車両用自動
操舵装置によれば、該車両の車速を検出する車速検出手
段をそなえ、該操舵開始タイミング設定手段が、該操舵
開始距離Dを、予め決定された操舵操作時間ΔTと該車
速検出手段から得られる車速Vとから、式D=ΔT・V
により演算して設定するという構成により、操舵開始の
タイミングが人為的な操舵と同様になり自然な走行感を
得ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle, comprising a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle, wherein the steering start timing setting means sets the steering start distance D to From the steering operation time ΔT determined in advance and the vehicle speed V obtained from the vehicle speed detecting means, the equation D = ΔT · V
With this configuration, the timing of starting steering is the same as that of artificial steering, and a natural running feeling can be obtained.

【0079】また、請求項6記載の本発明の車両用自動
操舵装置によれば、該車両の車速を検出する車速検出手
段をそなえ、該操舵操作時間ΔTが、予め設定された許
容ジャーク量Jと、該曲率状態推定手段及び該車速検出
手段から得られるカーブの曲率半径R及び車速Vとか
ら、式ΔT=V2 /(R・J)を用いて求められるとい
う構成により、やはり自然な走行感を得ることができ
る。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle is provided, and the steering operation time ΔT is set to a predetermined allowable jerk amount J. And a curve radius of curvature R and a vehicle speed V obtained from the curvature state estimating means and the vehicle speed detecting means, which can be obtained by using the formula ΔT = V 2 / (R · J). You can get the feeling.

【0080】また、請求項7記載の本発明の車両用自動
操舵装置によれば、該カーブ進入検出手段が、該画像情
報から得られる路面情報のうちの該車両から該操舵開始
距離Dだけ前方の地点の情報で、該カーブを検出すると
ともに、該制御手段が、該カーブ進入検出手段によるカ
ーブの検出時に、該操舵操作を開始するように設定され
るという構成により、制御による操舵の遅れがなくな
り、滑らかな操舵特性とすることができる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, the curve approach detecting means is provided with the steering start distance D from the vehicle in the road surface information obtained from the image information. With the information of the point, the curve is detected, and the control means is set to start the steering operation when the curve is detected by the curve entry detecting means. And smooth steering characteristics can be obtained.

【0081】また、請求項8記載の本発明の車両用自動
操舵装置によれば、該画像情報処理手段が、該画像情報
に基づいて、該車両前方の道路方向に対する該車両の偏
角を算出する偏角算出手段をそなえ、該カーブ進入検出
手段が、該偏角算出手段における偏角情報に基づいて、
該カーブ進入を検出するとともに、該曲率状態推定手段
が、該偏角算出手段からの偏角情報に基づいて、該曲率
状態を推定するという構成により、カーブ内を滑らかに
走行することができるようになる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, the image information processing means calculates the declination of the vehicle with respect to the road direction ahead of the vehicle based on the image information. It is provided with a declination calculating means, the curve entering detection means, based on the declination information in the declination calculating means,
By detecting the approach of the curve, the curvature state estimating means estimates the curvature state based on the argument information from the argument calculating means, so that the vehicle can travel smoothly in the curve. become.

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

【図1】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
における機能構成をドライバの操舵操作時の各機能と対
応させるように整理して示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a functional configuration of an automatic steering apparatus for a vehicle as one embodiment of the present invention so as to correspond to each function at the time of a steering operation by a driver.

【図2】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
における要部構成を示す模式的な構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a main configuration of an automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
における曲率半径と偏角との関係を模式的に示す図であ
って、車両上方から見た模式図である。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a relationship between a radius of curvature and a declination in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention, and is a schematic diagram viewed from above the vehicle.

【図4】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
における車両の偏角と道路のカーブ半径との関係を示す
グラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a vehicle deflection angle and a road curve radius in a vehicle automatic steering system as one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
におけるドライバ操舵による車両の偏角と操舵角との関
係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a vehicle deflection angle and a steering angle due to driver steering in the vehicle automatic steering device as one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
におけるドライバ操舵によるカーブを走行中の横加速度
のピーク値と横ジャーク(単位時間当りの横加速度の変
化量)のピーク値との関係を示すグラフである。
FIG. 6 shows a relationship between a peak value of a lateral acceleration and a peak value of a lateral jerk (a change amount of a lateral acceleration per unit time) during traveling on a curve by driver steering in an automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention. It is a graph which shows a relationship.

【図7】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
における操舵開始距離と操舵速度との関係を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a steering start distance and a steering speed in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
における白線認識方法を説明するための模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a white line recognition method in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装置
における車速と操舵開始距離との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a vehicle speed and a steering start distance in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における自動操舵の前方注視距離特性をドライバ操舵
と対比して示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a front gaze distance characteristic of automatic steering in a vehicle automatic steering apparatus as one embodiment of the present invention, as compared with driver steering.

【図11】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における偏角の変動を説明するための模式的な図であ
って、車両上方から見た模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a variation of an argument in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention, and is a schematic diagram viewed from above the vehicle.

【図12】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における車両旋回時における車両中心と道路中心との
偏差を示す模式的な図であって、車両上方から見た図で
ある。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a deviation between the center of the vehicle and the center of the road when the vehicle turns in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention, as viewed from above the vehicle.

【図13】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における偏角検出点を車速対応にした場合におけるゲ
インの設定を説明する模式的なブロック図である。
FIG. 13 is a schematic block diagram for explaining setting of a gain when the declination detection point is set to correspond to the vehicle speed in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention.

【図14】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における偏角検出点を固定式にした場合のゲインの設
定を説明する模式的なブロック図であって、図13に対
応する図である。
FIG. 14 is a schematic block diagram for explaining setting of a gain when the declination detection point is fixed in the vehicle automatic steering apparatus as one embodiment of the present invention, and is a diagram corresponding to FIG. 13; It is.

【図15】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における効果を説明するための図であって、屈曲路の
一例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram for describing an effect of the vehicle automatic steering system as one embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating an example of a curved road.

【図16】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における効果を説明するための図であって、(a)は
自動操舵時とドライバ操舵時とにおける屈曲路走行時の
操舵角特性を示すグラフ、(b)は自動操舵時とドライ
バ操舵時とにおける屈曲路走行時の車両の横加速度の特
性を示すグラフである。
16A and 16B are diagrams illustrating an effect of the vehicle automatic steering apparatus as one embodiment of the present invention, wherein FIG. 16A is a diagram illustrating a steering angle characteristic during a curved road running during automatic steering and driver steering. (B) is a graph showing the characteristics of the lateral acceleration of the vehicle when traveling on a curved road during automatic steering and during driver steering.

【図17】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における効果を説明するための図であって、自動操舵
時とドライバ操舵時とにおける横加速度のピーク値と横
ジャークのピーク値との関係を示すグラフである。
FIG. 17 is a diagram for explaining an effect of the vehicle automatic steering device as one embodiment of the present invention, and illustrates a lateral acceleration peak value and a lateral jerk peak value during automatic steering and driver steering. 6 is a graph showing the relationship of.

【図18】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における道路の基準線の認識の一例を説明するための
図であって、(a)は基準線の認識のために取り込まれ
た画像情報を示す図、(b)は(a)に基づいて基準線
を正しく認識した場合の一例を示す図、(c)は(a)
に基づいて基準線を正しく認識できなかった場合の一例
を示す図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining an example of recognition of a reference line on a road in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention, wherein FIG. 18A is taken in for recognition of the reference line; FIG. 3B is a diagram illustrating image information, FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a case where a reference line is correctly recognized based on FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a case where a reference line has not been correctly recognized based on.

【図19】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における操舵アクチュエータの全体構成の一例を示す
模式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a steering actuator in an automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention.

【図20】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における前方注視距離の他の設定例について説明する
ためのグラフであって、図10に対応するグラフであ
る。
FIG. 20 is a graph for explaining another example of setting the front gaze distance in the vehicle automatic steering system as one embodiment of the present invention, and is a graph corresponding to FIG. 10;

【図21】本発明の一実施例としての車両用自動操舵装
置における偏角ゲインの設定について説明するための図
である。
FIG. 21 is a diagram for describing setting of a deflection angle gain in the automatic steering device for a vehicle as one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車両 2 操舵輪 2A 操舵アクチュエータ 3 撮像手段としてのカメラ 3A 車両中心 4 道路状況認識手段 4A 原画像 4B 平面視画像 4C 画像変換手段 5 制御手段としてのコントローラ 5A 操舵角設定部 5B 操舵開始距離設定部 5C 操舵速度設定部 5D 加算器 6 偏角算出手段 7 横偏差算出手段 8 道路中心 9 曲率状態推定手段 10 白線探索エリア 11 水平線 12 道路基準線としての白線 14 ガードレール 15,15A〜15D 白線候補点 16 車速検出手段 20 ステアリングホイール 103 操舵力伝達系 104 パワーステアリング機構 104A 油圧シリンダ 106 モード切替バルブ装置 107 ASV制御バルブ(自動操舵制御バルブ) 110 オイルポンプ 111 オイルタンク 112 分流弁 113 リリーフバルブ 115 EPSバルブ 122 電動モータ 120 ラック位置検出センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Steering wheel 2A Steering actuator 3 Camera as imaging means 3A Vehicle center 4 Road condition recognition means 4A Original image 4B Plane view image 4C Image conversion means 5 Controller as control means 5A Steering angle setting part 5B Steering start distance setting part Reference Signs List 5C Steering speed setting unit 5D Adder 6 Deflection calculating means 7 Lateral deviation calculating means 8 Road center 9 Curvature state estimating means 10 White line search area 11 Horizontal line 12 White line as road reference line 14 Guard rail 15, 15A to 15D White line candidate point 16 Vehicle speed detecting means 20 Steering wheel 103 Steering force transmission system 104 Power steering mechanism 104A Hydraulic cylinder 106 Mode switching valve device 107 ASV control valve (automatic steering control valve) 110 Oil pump 111 Oil tank 112 Dividing valve 113 Relief Valve 115 EPS valve 122 Electric motor 120 Rack position detection sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真保 俊也 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 山田 喜一 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−273301(JP,A) 特開 平4−504(JP,A) 特開 平3−137798(JP,A) 特開 平4−305708(JP,A) 特開 平5−46241(JP,A) 特開 平6−300581(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 G05D 1/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshiya Maho 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Kiichi Yamada 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo (56) References JP-A-4-273301 (JP, A) JP-A-4-504 (JP, A) JP-A-3-137798 (JP, A) JP-A-4- 305708 (JP, A) JP-A-5-46241 (JP, A) JP-A-6-300581 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B62D 6/00 G05D 1 / 02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車両の操舵輪を転舵する操舵アクチュエ
ータと、 該車両の前方の道路状況を認識する道路状況認識手段
と、 該道路状況認識手段からの情報に基づいて、該車両の操
舵角が所要の状態になるように、該操舵アクチュエータ
の駆動を制御する制御手段とをそなえ、 該道路状況認識手段に、 該車両がカーブに進入しようとしているとこれを前もっ
て検出するカーブ進入検出手段と、該前方の道路状況か
ら、該カーブの曲率状態を推定する曲率状態推定手段と
が設けられるとともに、 該制御手段が、 該車両が該カーブの開始点へ到達した時点で該車両の操
舵角が該カーブの曲率状態に対応した状態になるよう
に、該カーブ開始点よりも所要量手前で操舵操作を開始
して、該開始点へ到達したときに該操舵操作が完了する
ように、該操舵アクチュエータの駆動を制御するよう設
定されて、 該制御手段に、 該操舵操作の開始タイミングを、該操舵操作時に該車両
のドライバの乗心地が良好に保たれるように考慮して設
定する操舵開始タイミング設定手段が設けられているこ
とを特徴とする、車両用自動操舵装置。
1. A steering actuator for turning a steered wheel of a vehicle, a road condition recognizing means for recognizing a road condition in front of the vehicle, and a steering angle of the vehicle based on information from the road condition recognizing device. And a control means for controlling the driving of the steering actuator so that the vehicle enters a required state. The road condition recognition means includes a curve entry detection means for detecting in advance when the vehicle is about to enter a curve. A curvature state estimating means for estimating a curvature state of the curve from the road condition in front of the vehicle, wherein the control means adjusts a steering angle of the vehicle when the vehicle reaches a start point of the curve. The steering operation is started a required amount before the start point of the curve so as to correspond to the curvature state of the curve, and the steering operation is completed so that the steering operation is completed when the start point is reached. A steering mechanism configured to control driving of a rudder actuator, wherein the control means sets a start timing of the steering operation in consideration of maintaining a good ride comfort of a driver of the vehicle during the steering operation. An automatic steering device for a vehicle, wherein a start timing setting means is provided.
【請求項2】 該道路状況認識手段に、該車両前方の道
路を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画像情報を
処理する画像情報処理手段とが設けられ、 該画像情報処理手段に、該カーブ進入検出手段と該曲率
状態推定手段とが設けられ、 該カーブ進入検出手段が、該撮像手段からの画像情報に
基づいて、該車両がカーブに進入しようとしているとこ
れを前もって検出するとともに、 該曲率状態推定手段が、該画像情報に基づいて、該カー
ブの曲率状態を推定するように設定されていることを特
徴とする、請求項1記載の車両用自動操舵装置。
2. The road condition recognizing means includes an image pickup means for picking up an image of a road ahead of the vehicle, and an image information processing means for processing image information from the image pickup means. The curve entry detection means and the curvature state estimation means are provided, and the curve entry detection means detects in advance that the vehicle is about to enter a curve based on image information from the imaging means, 2. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein said curvature state estimating means is set to estimate a curvature state of said curve based on said image information.
【請求項3】 該ドライバの乗心地に対応する量とし
て、該車両に生じる横加速度の時間変化量である、横ジ
ャーク、が用いられて、 該操舵開始タイミング設定手段が、該操舵操作時に該横
ジャークが所定値を越えないように考慮して、該操舵操
作の開始タイミングを設定することを特徴とする、請求
項1又は2記載の車両用自動操舵装置。
3. A lateral jerk, which is a temporal change in lateral acceleration generated in the vehicle, is used as an amount corresponding to the ride comfort of the driver, and the steering start timing setting means performs the steering operation at the time of the steering operation. 3. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the start timing of the steering operation is set in consideration of the lateral jerk not exceeding a predetermined value.
【請求項4】 該操舵開始タイミング設定手段が、 上記のカーブ進入時の操舵操作の開始タイミングを、該
操舵操作を開始する地点から該カーブの開始点までの距
離である、操舵開始距離、に基づいて設定することを特
徴とする、請求項3記載の車両用自動操舵装置。
4. The steering start timing setting means sets the start timing of the steering operation when entering the curve to a steering start distance which is a distance from a point at which the steering operation starts to a start point of the curve. The automatic steering device for a vehicle according to claim 3, wherein the setting is performed based on the setting.
【請求項5】 該車両の車速を検出する車速検出手段を
そなえ、 該操舵開始タイミング設定手段が、 該操舵開始距離Dを、予め決定された操舵操作時間ΔT
と該車速検出手段から得られる車速Vとから、式D=Δ
T・Vにより演算して設定することを特徴とする、請求
項4記載の車両用自動操舵装置。
5. A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle, wherein the steering start timing setting means sets the steering start distance D to a predetermined steering operation time ΔT.
And the vehicle speed V obtained from the vehicle speed detecting means, the formula D = Δ
The vehicle automatic steering apparatus according to claim 4, wherein the automatic steering apparatus is calculated by TV.
【請求項6】 該車両の車速を検出する車速検出手段を
そなえ、 該操舵操作時間ΔTが、予め設定された許容ジャーク量
Jと、該曲率状態推定手段及び該車速検出手段から得ら
れるカーブの曲率半径R及び車速Vとから、式ΔT=V
2 /(R・J)を用いて求められることを特徴とする、
請求項5記載の車両用自動操舵装置。
6. A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of the vehicle, wherein the steering operation time ΔT is determined by a predetermined allowable jerk amount J and a curve obtained from the curvature state estimating means and the vehicle speed detecting means. From the radius of curvature R and the vehicle speed V, the equation ΔT = V
2 / (R · J).
The vehicle automatic steering apparatus according to claim 5.
【請求項7】 該カーブ進入検出手段が、 該画像情報から得られる路面情報のうちの該車両から該
操舵開始距離Dだけ前方の地点の情報で、該カーブを検
出するとともに、 該制御手段が、 該カーブ進入検出手段によるカーブの検出時に、該操舵
操作を開始するように設定されていることを特徴とす
る、請求項1〜6のいずれかに記載の車両用自動操舵装
置。
7. The curve approach detecting means detects the curve based on information of a point ahead of the vehicle by the steering start distance D in the road surface information obtained from the image information, and the control means The automatic steering apparatus for a vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the steering operation is set to start when a curve is detected by the curve entry detecting means.
【請求項8】 該画像情報処理手段が、該画像情報に基
づいて、該車両前方の道路方向に対する該車両の偏角を
算出する偏角算出手段をそなえ、 該カーブ進入検出手段が、該偏角算出手段における偏角
情報に基づいて、該カーブ進入を検出するとともに、 該曲率状態推定手段が、該偏角算出手段からの偏角情報
に基づいて、該曲率状態を推定するように構成されてい
ることを特徴とする、請求項7記載の車両用自動操舵装
置。
8. The image information processing means includes a declination calculating means for calculating a declination of the vehicle with respect to a road direction ahead of the vehicle based on the image information. The curve entering is detected based on the argument information in the angle calculating unit, and the curvature state estimating unit is configured to estimate the curvature state based on the argument information from the argument calculating unit. The automatic steering device for a vehicle according to claim 7, wherein:
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