JP4073574B2 - Steering control device for auto following vehicle - Google Patents

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  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、前走車に追従して走行する自動追従走行車における操舵制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、運転者により運転される前走車に対して自動追従走行車を追従させる自動追従走行システムが提案されている。この自動追従走行システムによれば、２台目以降の車両における運転時の省力化が図られる等の利点が得られる。
この種の自動追従走行システムに用いられる自動追従走行車としては、車両の先端にレーダ装置が設けられ、このレーダ装置によって前走車の位置を検出し、この前走車との車間距離を維持するようにアクセル及びブレーキを制御し、また、前走車が正面にくるように、前走車との相対位置に基づいて操舵を制御するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の自動追従走行車にあっては、操舵の制御が、前走車との相対位置の横方向偏差だけを補正するものであるので、特に、前走車が旋回する場合などには、操舵のタイミングがずれて前走車の動きと食い違い、前走車の走行軌跡に対してオーバーハングやアンダーハングを生じてしまい、前走車の走行軌跡を正確に倣って走行することが困難であった。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、自動追従走行車を、前走車と同様に操舵させて、前走車に対して精度良く追従させて走行させることが可能な自動追従走行車における操舵制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の自動追従走行車における操舵制御装置は、自動操舵装置によって前走車に追従して走行する自動追従走行車における操舵制御装置であって、図に示すように、自車Ａの操舵角δcを検出する操舵角検出手段と、操舵角δcに基づいて自車Ａの走行軌跡を予測する走行軌跡予測手段１６と、走行軌跡予測手段１６で予測された走行軌跡上の前走車Ｂに最も近接した点を自車Ａの予測位置（ｘc、ｙc）として求める予測位置算出手段１７と、レーダ装置２により検出された前走車Ｂの位置（ｘb、ｙb）と予測位置算出手段１７で算出された自車Ａの予測位置（ｘc、ｙc）との距離の差である距離誤差△Ｌを求める距離誤差算出手段１８と、距離誤差算出手段１８によって算出された距離誤差△Ｌおよび前走車Ｂの進行方位と予測位置での自車の進行方位とから算出された方位誤差△θに基づいて操舵角δcを補正する補正操舵角△δを求める操舵角補正手段１９とを有することを特徴としている。なお、自車Ａは、その進行方向をＸ方向とし、それと直交する横方向をＹ方向としている。
【０００６】
つまり、前走車Ｂの相対位置（ｘb、ｙb）を求め、この相対位置（ｘb、ｙb）と自車Ａの予測走行軌跡上の所定点である予測位置（ｘc、ｙc）との距離誤差△Ｌを求め、この距離誤差△Ｌに基づいて操舵角δcが補正される。
【０００７】
このように、前走車Ｂの相対位置（ｘb、ｙb）と自車Ａの予測位置（ｘc、ｙc）との距離誤差△Ｌに基づいて、操舵角δcが補正されるので、例えば、前走車Ｂが旋回する場合には、この前走車Ｂの動きと同様に操舵させて旋回させることができる。
これにより、従来のように、前走車Ｂの相対位置の横方向偏差だけを単に補正するように操舵を制御するものと比較して、前走車Ｂの走行軌跡に滑らかに追従させることができ、前走車Ｂに対する追従性を大幅に向上させることができる。
【０００９】
また、前走車Ｂの相対位置（ｘb、ｙb）と自車Ａの予測位置（ｘc、ｙc）との距離誤差△Ｌだけでなく、この距離誤差△Ｌとともに前走車Ｂの前走車相対速度（ｖxb、ｖyb）と自車Ａの予測位置（ｘc、ｙc）における予測の自車相対速度（ｖxc、ｖyc）との相対速度誤差である方位誤差△θに基づいて求められた補正操舵角△δによって操舵角δcが補正されるので、自車Ａの追従精度をさらに高めることができ、従来のように、前走車Ｂの相対位置の横方向偏差だけを単に補正するように操舵を制御するものと比較して、オーバーハングやアンダーハングなく、前走車Ｂに追従させることができ、前走車Ｂに対する追従性を大幅に向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動追従走行車における操舵制御装置の実施の形態例を説明する。
図１において、符号１は、自動追従走行車である。この自動追従走行車１は、その車両１ａの先端部にレーダ装置２が設けられている。このレーダ装置２は、レーダ波を発信し、前走車の後端部設けられた鏡面処理されたプレートである図示しないリフレクタに反射させてその反射したレーダ波を所定角度範囲にてスキャンするもので、このレーダ装置２における受信信号が、コントローラ１１の後述するレーダ処理装置１２に出力され、このレーダ処理装置１２によって、前走車の距離及び方位がリアルタイムに補足されるようになっている。
つまり、レーダの反射波の帰ってくる時間と方向で、前走車までの距離ＬAと方位θを検出し、その距離、方位データ（ＬA、θ）を位置座標（Ｘｂ、Ｙｂ）へ座標変換するようになっている。なお、このレーダ処理装置１２では、前走車以外の物体との識別も行うようになっている。
【００１１】
このコントローラ１１は、前記レーダ処理装置１２と、このレーダ処理装置１２にて求められた前走車の位置データに基づいて、前走車との車間距離を目標車間距離とすべく目標アクセル開度データ及び目標ブレーキ圧データを出力する目標加速度算出手段１３と、目標アクセル開度データに基づいて、アクセル制御信号を出力するアクセル指令手段１４と、目標ブレーキ圧データに基づいて、ブレーキ制御信号を出力するブレーキ指令手段１５と、各種センサ（例えば、ヨーレートジャイロ、車速センサ、自車の操舵角を検出する操舵角センサ（操舵角検出手段）、アクセル開度センサ、ブレーキ圧センサ等）からのデータに基づいて、自車の走行軌跡を予測する走行軌跡予測手段１６と、この走行軌跡予測手段１６で予測された走行軌跡上に自車の予測位置を求める予測位置算出手段１７と、前記レーダ装置１２により検出された前走車の位置と予測位置算出手段１７で算出された自車の予測位置との距離の差である距離誤差を求める距離誤差算出手段１８と、距離誤差算出手段１８によって算出された距離誤差に基づいて操舵角を補正する補正操舵角を求め、目標操舵角を算出する操舵角補正手段１９と、この操舵角補正手段１９によって算出された目標操舵角に基づいて、操舵制御信号を出力する操舵指令手段２０とから構成されている。
【００１２】
また、自動追従走行車１には、自動アクセル装置２１及び自動ブレーキ装置２２が設けられており、自動アクセル装置２１には、コントローラ１１のアクセル指令手段１４からのアクセル制御信号が入力され、自動ブレーキ装置２２には、ブレーキ指令手段１５からのブレーキ制御信号が入力されるようになっている。
そして、自動アクセル装置２１では、アクセル制御信号に基づいて、車両１ａの駆動モータを駆動し、自動ブレーキ装置２２では、ブレーキ制御信号に基づいて、車両１ａの各車輪Ｗに設けられたブレーキ装置を作動させるようになっている。
【００１３】
また、車両１ａの前輪Ｗｆには、そのドライブシャフトに、自動操舵装置２３が設けられており、この自動操舵装置２３には、コントローラ１１の操舵指令手段２０からの操舵制御信号が入力されるようになっている。そして、この自動操舵装置２３では、操舵各制御信号に基づいて、車両１ａの前輪Ｗｆを操舵するようになっている。
【００１４】
なお、自動アクセル装置２１、自動ブレーキ装置２２及び自動操舵装置２３には、それぞれアクセル開度センサ、ブレーキ圧センサ及び操舵角センサが設けられ、これらセンサによって、アクセル開度、ブレーキ圧及び操舵角が検出されるようになっている。
このように、上記自動追従走行車１は、コントローラ１１によって、アクセル、ブレーキ及び操舵が制御されて、前走車に追従して走行するようになっている。
【００１５】
次に、コントローラ１１による具体的な制御について、図２及び図３に示すフローチャート図に沿って説明する。なお、ここでは、自動追従走行車１を自車Ａとし、この自車Ａが追従する車両を前走車Ｂとして説明する。
まず、図２のフローチャートに沿って車間距離の制御について説明する。
図４及び図５に示すように、前走車Ｂが旋回し、レーダ装置２による検出範囲Ｏ内にて、自車Ａの正面から前走車Ｂが逸れた状態にて、レーダ処理装置１２では、レーダ装置２の受信信号に基づいて、自車Ａに対する前走車Ｂの前走車相対位置（ｘb、ｙb）が求められる（ステップＳ１）。
なお、図５において、自車Ａは、その進行方向をＸ方向とし、それと直交する横方向をＹ方向としている。
【００１６】
そして、このレーダ処理装置１２にて求められた前走車相対位置（ｘb、ｙb）の位置データは、目標加速度算出手段１３に出力される。
【００１７】
目標加速度算出手段１３では、予め設定された設定車間距離の情報に基づいて、前走車Ｂとの目標車間距離ＬApが算出され（ステップＳ２）、その後、この目標車間距離ＬApと測定した車間距離ＬAとから目標アクセル開度θの算出及び目標ブレーキ圧Ｐの算出（ステップＳ３）が行われる。
ここで、目標アクセル開度θ及び目標ブレーキ圧Ｐは、それぞれ次式によって算出される。
【００１８】
目標アクセル開度：θ＝ＧA×（ＬA−ＬAp）
但し、ＧA：アクセル開度ゲイン
目標ブレーキ圧 ：Ｐ＝ＧP×（ＬA−ＬAp）
但し、ＧP：ブレーキ圧ゲイン
【００１９】
そして、上式にて算出された目標アクセル開度θは、目標アクセル開度データとしてアクセル指令手段１４に出力されると、このアクセル指令手段１４からアクセル制御信号が自動アクセル装置２１に出力され、この自動アクセル装置２１が目標アクセル開度θにて作動される（ステップＳ４）。
【００２０】
また、算出された目標ブレーキ圧Ｐは、目標ブレーキ圧データとしてブレーキ指令手段１５に出力されると、このブレーキ指令手段１５からブレーキ制御信号が自動ブレーキ装置２２に出力され、この自動ブレーキ装置２２が目標ブレーキ圧Ｐにて作動される（ステップＳ４）。
【００２１】
ここで、前走車Ｂとの車間距離ＬAが予め設定された設定車間距離ＬApよりも大きい場合は、目標アクセル開度θにて自動アクセル装置２１が作動されて自車Ａが加速され、これとは逆に、前走車Ｂとの車間距離ＬAが予め設定された設定車間距離ＬApよりも小さい場合は、目標ブレーキ圧Ｐにて自動ブレーキ装置２２が作動されて自車Ａが減速される。
【００２２】
次に、図３のフローチャートに沿って操舵角の制御について説明する。
レーダ処理装置１２にて前走車相対位置（ｘb、ｙb）が求められ（ステップＳ１１）、その位置データは、距離誤差算出手段１８に出力される。
距離誤差算出手段１８では、レーダ処理装置１２から時系列的に入力される自車Ａに対する前走車Ｂの前走車相対位置（ｘb、ｙb）の位置データを時間微分することにより、つまり、前回検出した位置座標（Ｘn-1、Ｙn-1）と今回検出した位置座標（Ｘn、Ｙn）との変化量（Ｘn-Ｘn-1、Ｙn-Ｙn-1）から前走車Ｂの相対速度である前走車相対速度（ｖxb、ｖyb）が算出される（ステップＳ１２）。
【００２３】
また、操舵角センサからの操舵角のデータに基づいて、走行軌跡予測手段１６では、自車Ａの走行軌跡を予測し、その予測データを予測位置算出手段１７に出力する。さらに、予測位置算出手段１７では、予測データに基づいて、予測された走行軌跡上に自車Ａの予測位置である自車予測位置（ｘc、ｙc）を求め、その予測位置データを距離誤差算出手段１８へ出力する。
【００２４】
その後、この距離誤差算出手段１８では、予測位置データを時間微分することにより自車Ａの相対速度である自車相対速度（ｖxc、ｖyc）が算出される（ステップＳ１３）。
なお、予測走行軌跡上の自車予測位置（ｘc、ｙc）としては、前走車Ｂに最も近接した点が用いられる。
【００２５】
さらに、距離誤差算出手段１８では、前走車相対位置（ｘb、ｙb）と自車予測位置（ｘc、ｙc）との距離誤差△Ｌ及び前走車相対速度（ｖxb、ｖyb）と自車相対速度（ｖxc、ｖyc）との相対速度誤差である方位誤差△θが算出される（ステップＳ１４）。
ここで、これら距離誤差△Ｌ、方位誤差△θは、次式によって算出される。
【００２６】
距離誤差：△Ｌ＝±√｛（ｘc−ｘb）2＋（ｙc−ｙb）2｝
方位誤差：△θ＝ｖyc／ｖxc−ｖyb／ｖxb
【００２７】
次いで、この距離誤差算出手段１８にて求められた上記距離誤差△Ｌ及び方位誤差△θは、操舵角補正手段１９へ出力される。
そして、この操舵角補正手段１９では、距離誤差△Ｌ及び方位誤差△θに基づいて、自車Ａの目標操舵角の補正操舵角△δが算出され、現在の操舵角δcを、補正操舵角△δによって補正した目標操舵角δ（δ＝δc＋△δ）が求められる（ステップＳ１５）。
ここで、補正操舵角△δは、次式によって算出される。
【００２８】
補正操舵角 ：△δ＝ＧＬ×△Ｌ＋Ｇθ×△θ
但し、ＧＬ：座標ゲイン、Ｇθ：相対速度ゲイン
【００２９】
そして、上式にて算出された補正操舵角△δによって補正された目標操舵角δが目標操舵角データとして操舵角指令手段２０に出力されると、この操舵角指令手段２０から操舵制御信号が自動操舵装置２３に出力され、この自動操舵装置２３が目標操舵角δにて制御される（ステップＳ１６）。
【００３０】
つまり、自車Ａの座標を原点として、前走車Ｂの相対位置（ｘb、ｙb）を求め、この相対位置（ｘb、ｙb）を微分することにより相対速度（ｖxb、ｖyb）を算出し、これら相対位置（ｘb、ｙb）及び前走車相対速度（ｖxb、ｖyb）と自車Ａの予測走行軌跡上の自車予測位置（ｘc、ｙc）及びこの自車予測位置（ｘc、ｙc）における予測の自車相対速度（ｖxc、ｖyc）とのそれぞれの誤差△Ｌ、△θを求め、これら誤差△Ｌ、△θから補正操舵角△δを算出し、この補正操舵角△δによって補正した目標操舵角δにて自動操舵装置２３が制御される。
【００３１】
このように、上記自動追従走行車における操舵制御装置によれば、前走車Ｂの相対位置（ｘb、ｙb）と自車予測位置（ｘc、ｙc）との距離誤差△Ｌ及び前走車Ｂの相対速度である前走車相対速度（ｖxb、ｖyb）と自車予測位置（ｘc、ｙc）における予測の自車相対速度（ｖxc、ｖyc）との相対速度の誤差である方位誤差△θに基づいて求めた補正操舵角△δによって補正した目標操舵角δによって自動操舵装置２３を制御するので、例えば、前走車Ｂが旋回する場合には、この前走車Ｂの動きと同様に操舵させて旋回させることができる。
【００３２】
これにより、従来のように、前走車Ｂの相対位置の横方向偏差だけを単に補正するように操舵を制御するものと比較して、前走車Ｂの走行軌跡に滑らかに追従させることができるとともに、オーバーハングやアンダーハングなく、前走車Ｂに追従させることができ、前走車Ｂに対する追従性を大幅に向上させることができる。
【００３３】
なお、上記の例では、自車予測位置を、前走車Ｂの相対位置（ｘb、ｙb）に最も近接した点（ｘc、ｙc）としたが、この自車予測位置としては、予測走行軌跡上であれば良く、例えば、図６に示すように、予測走行軌跡上においてｘ座標が前走車Ｂと一致した点（ｘd＝ｘb）を自車予測位置（ｘd、ｙd）とし、距離誤差△Ｌを、横方向の誤差だけで求めるようにしても良い。つまり、この場合、△Ｌは、前走車Ｂのｙ座標ｙbと所定点のｙ座標ｙdとの差（△Ｌ＝ｙd−ｙb）となる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の自動追従走行車における操舵制御装置によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の自動追従走行車における操舵制御装置によれば、前走車の相対位置と自車の予測走行軌跡上の所定点である自車予測位置との距離誤差に基づいて求められた補正操舵角によって操舵角が補正されるので、例えば、前走車が旋回する場合には、この前走車の動きと同様に操舵させて旋回させることができる。
これにより、従来のように、前走車の相対位置の横方向偏差だけを単に補正するように操舵を制御するものと比較して、前走車の走行軌跡に滑らかに追従させることができ、前走車に対する追従性を大幅に向上させることができる。
【００３５】
また、前走車の相対位置と自車の予測走行軌跡上の所定点である自車予測位置との距離誤差だけでなく、この距離誤差とともに前走車の進行方位と自車予測位置における自車の予測の進行方位との誤差である方位誤差に基づいて求められた補正操舵角によって操舵角が補正されるので、自車の追従精度をさらに高めることができ、従来のように、前走車の相対位置の横方向偏差だけを単に補正するように操舵を制御するものと比較して、オーバーハングやアンダーハングなく、前走車Ｂに追従させることができ、前走車に対する追従性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の自動追従走行車における操舵制御装置の構成及び構造を説明する自動追従走行車のコントローラの機能ブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態の自動追従走行車における操舵制御装置を説明するコントローラによる制御の流れ説明するフローチャート図である。
【図３】 本発明の実施の形態の自動追従走行車における操舵制御装置を説明するコントローラによる制御の流れ説明するフローチャート図である。
【図４】 本発明の実施の形態の自動追従走行車における操舵制御装置による制御を説明する前走車及び自動追従走行車の概略平面図である。
【図５】 本発明の実施の形態の自動追従走行車における操舵制御装置による制御を説明する前走車と自動追従走行車との位置関係を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態の自動追従走行車における操舵制御装置による制御を説明する前走車と自動追従走行車との位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 自動追従走行車
２ レーダ装置
１６ 走行軌跡予測手段
１７ 予測位置算出手段
１８ 距離誤差算出手段
１９ 操舵角補正手段
Ａ 自車
Ｂ 前走車
ｘb、ｙb 相対位置
ｘc、ｙc 自車予測位置（予測位置）
ｘd、ｙd 自車予測位置（予測位置）
ｖxb、ｖyb 前走車相対速度（進行方位）
ｖxc、ｖyc 自車相対速度（進行方位）
△Ｌ 距離誤差
△θ 方位誤差[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering control device in an automatic following traveling vehicle that travels following a preceding vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, for example, an automatic following traveling system has been proposed in which an automatic following traveling vehicle follows a preceding vehicle driven by a driver. According to this automatic follow-up traveling system, there are advantages such as saving labor during driving in the second and subsequent vehicles.
As an automatic tracking vehicle used in this type of automatic tracking system, a radar device is provided at the tip of the vehicle, the position of the preceding vehicle is detected by this radar device, and the inter-vehicle distance from this preceding vehicle is maintained. In some cases, the accelerator and the brake are controlled, and the steering is controlled based on the relative position with respect to the preceding vehicle so that the preceding vehicle comes to the front.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described automatic following vehicle, since the steering control corrects only the lateral deviation of the relative position with the preceding vehicle, particularly when the preceding vehicle turns. The steering timing is out of sync with the movement of the preceding vehicle, causing overhang or underhanging with respect to the traveling track of the preceding vehicle, making it difficult to accurately follow the traveling track of the preceding vehicle Met.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and allows an automatic following vehicle to be steered in the same manner as a preceding vehicle so that the following vehicle can accurately follow the preceding vehicle and travel. An object of the present invention is to provide a steering control device for a vehicle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a steering control device for an automatic following vehicle according to claim 1 is a steering control device for an automatic following vehicle that travels following a preceding vehicle by the automatic steering device. As shown, the steering angle detecting means for detecting the steering angle δc of the own vehicle A, the traveling locus predicting means 16 for predicting the traveling locus of the own vehicle A based on the steering angle δc, and the traveling locus predicting means 16 are predicted. Predicted position calculating means 17 for obtaining a point closest to the preceding vehicle B on the traveling locus as the predicted position (xc, yc) of the own vehicle A, and the position (xb) of the preceding vehicle B detected by the radar device 2 , Yb) and a distance error calculating means 18 for obtaining a distance error ΔL which is a difference between the predicted position (xc, yc) of the vehicle A calculated by the predicted position calculating means 17 and a distance error calculating means 18. the calculated distance error △ L and the vehicle ahead Characterized by having a travel direction of the steering angle correction means 19 for determining a correction steering angle △ [delta] for correcting the steering angle δc based on azimuth error △ theta calculated from the traveling direction of the vehicle at the predicted position Yes. Note that the traveling direction of the host vehicle A is the X direction, and the lateral direction perpendicular to the traveling direction is the Y direction.
[0006]
That is, the relative position (xb, yb) of the preceding vehicle B is obtained, and the distance error between this relative position (xb, yb) and the predicted position (xc, yc) that is a predetermined point on the predicted traveling locus of the host vehicle A ΔL is obtained, and the steering angle δc is corrected based on the distance error ΔL.
[0007]
In this way, the steering angle δc is corrected based on the distance error ΔL between the relative position (xb, yb) of the preceding vehicle B and the predicted position (xc, yc) of the host vehicle A. When the traveling vehicle B turns, it can be turned by being steered in the same manner as the movement of the preceding traveling vehicle B.
This makes it possible to smoothly follow the traveling locus of the preceding vehicle B as compared with the conventional case in which the steering is controlled so that only the lateral deviation of the relative position of the preceding vehicle B is simply corrected. It is possible to greatly improve the followability to the preceding vehicle B.
[0009]
Further , not only the distance error ΔL between the relative position (xb, yb) of the preceding vehicle B and the predicted position (xc, yc) of the own vehicle A, but also the preceding vehicle of the preceding vehicle B together with this distance error ΔL. Corrected steering obtained based on an azimuth error Δθ which is a relative speed error between the relative speed (vxb, vyb) and the predicted relative speed (vxc, vyc) of the own vehicle A at the predicted position (xc, yc) of the own vehicle A Since the steering angle δc is corrected by the angle Δδ, the follow-up accuracy of the host vehicle A can be further increased, and the steering is performed so that only the lateral deviation of the relative position of the preceding vehicle B is simply corrected as in the prior art. Compared with the vehicle that controls the vehicle, the vehicle can follow the preceding vehicle B without overhang or underhang, and the followability to the preceding vehicle B can be greatly improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a steering control device for an automatic following vehicle according to the present invention will be described below.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic following vehicle. The automatic following vehicle 1 is provided with a radar device 2 at the tip of the vehicle 1a. This radar apparatus 2 transmits a radar wave, reflects it on a reflector (not shown), which is a mirror-finished plate provided at the rear end of the preceding vehicle, and scans the reflected radar wave in a predetermined angle range. Thus, the received signal in the radar device 2 is output to a radar processing device 12 (to be described later) of the controller 11, and the radar processing device 12 supplements the distance and direction of the preceding vehicle in real time.
In other words, the distance LA to the preceding vehicle and the direction θ are detected from the time and direction in which the reflected wave of the radar returns, and the distance and direction data (LA, θ) are converted into position coordinates (Xb, Yb). It is supposed to be. The radar processing device 12 is also configured to identify an object other than the preceding vehicle.
[0011]
Based on the radar processing device 12 and the position data of the preceding vehicle obtained by the radar processing device 12, the controller 11 sets the target accelerator opening so that the inter-vehicle distance from the preceding vehicle is the target inter-vehicle distance. Target acceleration calculation means 13 for outputting data and target brake pressure data, accelerator command means 14 for outputting an accelerator control signal based on the target accelerator opening data, and a brake control signal based on the target brake pressure data Data from the brake command means 15 and various sensors (for example, a yaw rate gyro, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor (steering angle detection means) for detecting the steering angle of the host vehicle, an accelerator opening sensor, a brake pressure sensor, etc.). Based on the travel trajectory prediction means 16 for predicting the travel trajectory of the own vehicle based on the travel trajectory predicted by the travel trajectory prediction means 16 The predicted position calculating means 17 for determining the predicted position of the own vehicle, and the difference in distance between the position of the preceding vehicle detected by the radar device 12 and the predicted position of the own vehicle calculated by the predicted position calculating means 17. A distance error calculating means 18 for obtaining a distance error; a steering angle correcting means 19 for calculating a target steering angle by obtaining a correction steering angle for correcting a steering angle based on the distance error calculated by the distance error calculating means 18; The steering command means 20 outputs a steering control signal based on the target steering angle calculated by the steering angle correction means 19.
[0012]
Further, the automatic following vehicle 1 is provided with an automatic accelerator device 21 and an automatic brake device 22, and an accelerator control signal from the accelerator command means 14 of the controller 11 is input to the automatic accelerator device 21, and an automatic brake is applied. A brake control signal from the brake command means 15 is input to the device 22.
The automatic accelerator device 21 drives the drive motor of the vehicle 1a based on the accelerator control signal, and the automatic brake device 22 uses the brake device provided on each wheel W of the vehicle 1a based on the brake control signal. It is designed to operate.
[0013]
Further, the front wheel Wf of the vehicle 1 a is provided with an automatic steering device 23 on its drive shaft, and a steering control signal from the steering command means 20 of the controller 11 is input to the automatic steering device 23. It has become. And in this automatic steering device 23, the front wheel Wf of the vehicle 1a is steered based on each steering control signal.
[0014]
The automatic accelerator device 21, the automatic brake device 22, and the automatic steering device 23 are provided with an accelerator opening sensor, a brake pressure sensor, and a steering angle sensor, respectively. It is to be detected.
As described above, the automatic follower vehicle 1 is controlled by the controller 11 so that the accelerator, the brake, and the steering are controlled to follow the preceding vehicle.
[0015]
Next, specific control by the controller 11 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. Here, the automatic following vehicle 1 will be described as the own vehicle A, and the vehicle that the own vehicle A follows will be described as the preceding vehicle B.
First, the control of the inter-vehicle distance will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIGS. 4 and 5, the radar processing device 12 turns in the state where the preceding vehicle B turns and the preceding vehicle B deviates from the front of the own vehicle A within the detection range O by the radar device 2. Then, based on the received signal of the radar device 2, the forward vehicle relative position (xb, yb) of the forward vehicle B with respect to the own vehicle A is obtained (step S1).
In FIG. 5, the traveling direction of the host vehicle A is the X direction, and the lateral direction orthogonal to the traveling direction is the Y direction.
[0016]
Then, the position data of the forward vehicle relative position (xb, yb) obtained by the radar processing device 12 is output to the target acceleration calculating means 13.
[0017]
The target acceleration calculation means 13 calculates the target inter-vehicle distance LAp with the preceding vehicle B based on the preset set inter-vehicle distance information (step S2), and then measures the target inter-vehicle distance LAp and the inter-vehicle distance measured. The target accelerator opening θ and the target brake pressure P are calculated from LA (step S3).
Here, the target accelerator opening θ and the target brake pressure P are respectively calculated by the following equations.
[0018]
Target accelerator opening: θ = GA x (LA-LAp)
However, GA: accelerator opening gain target brake pressure: P = GP × (LA−LAp)
However, GP: Brake pressure gain
When the target accelerator opening θ calculated by the above equation is output to the accelerator command means 14 as target accelerator opening data, an accelerator control signal is output from the accelerator command means 14 to the automatic accelerator device 21. The automatic accelerator device 21 is operated at the target accelerator opening degree θ (step S4).
[0020]
When the calculated target brake pressure P is output to the brake command means 15 as target brake pressure data, a brake control signal is output from the brake command means 15 to the automatic brake device 22, and the automatic brake device 22 It is operated at the target brake pressure P (step S4).
[0021]
Here, when the inter-vehicle distance LA with the preceding vehicle B is larger than the preset inter-vehicle distance LAp, the automatic accelerator device 21 is operated at the target accelerator opening θ, and the own vehicle A is accelerated. On the contrary, when the inter-vehicle distance LA with the preceding vehicle B is smaller than the preset inter-vehicle distance LAp, the automatic brake device 22 is operated with the target brake pressure P, and the own vehicle A is decelerated. .
[0022]
Next, the control of the steering angle will be described along the flowchart of FIG.
The radar processor 12 determines the relative position (xb, yb) of the preceding vehicle (step S11), and the position data is output to the distance error calculation means 18.
The distance error calculation means 18 performs time differentiation on the position data of the preceding vehicle relative position (xb, yb) of the preceding vehicle B with respect to the own vehicle A input in time series from the radar processing device 12, that is, The relative speed of the preceding vehicle B from the amount of change (Xn-Xn-1, Yn-Yn-1) between the position coordinates (Xn-1, Yn-1) detected last time and the position coordinates (Xn, Yn-1) detected this time A preceding vehicle relative speed (vxb, vyb) is calculated (step S12).
[0023]
Further, based on the steering angle data from the steering angle sensor, the travel locus prediction means 16 predicts the travel locus of the host vehicle A and outputs the prediction data to the predicted position calculation means 17. Further, the predicted position calculating means 17 obtains the predicted position (xc, yc) of the own vehicle A on the predicted travel locus based on the predicted data, and calculates the distance error of the predicted position data. Output to means 18.
[0024]
Thereafter, the distance error calculating means 18 calculates the own vehicle relative speed (vxc, vyc), which is the relative speed of the own vehicle A, by differentiating the predicted position data with respect to time (step S13).
As the predicted vehicle position (xc, yc) on the predicted travel locus, the point closest to the preceding vehicle B is used.
[0025]
Further, in the distance error calculation means 18, the distance error ΔL between the preceding vehicle relative position (xb, yb) and the predicted vehicle position (xc, yc), the preceding vehicle relative speed (vxb, vyb) and the vehicle relative An azimuth error Δθ, which is a relative speed error with respect to the speed (vxc, vyc), is calculated (step S14).
Here, the distance error ΔL and the azimuth error Δθ are calculated by the following equations.
[0026]
Distance error: ΔL = ± √ {(xc−xb) 2 + (yc−yb) 2 }
Azimuth error: Δθ = vyc / vxc−vyb / vxb
[0027]
Next, the distance error ΔL and the azimuth error Δθ obtained by the distance error calculation means 18 are output to the steering angle correction means 19.
The steering angle correction means 19 calculates the corrected steering angle Δδ of the target steering angle of the vehicle A based on the distance error ΔL and the azimuth error Δθ, and the current steering angle δc is calculated as the corrected steering angle. A target steering angle δ (δ = δc + Δδ) corrected by Δδ is obtained (step S15).
Here, the corrected steering angle Δδ is calculated by the following equation.
[0028]
Corrected steering angle: Δδ = GL × ΔL + Gθ × Δθ
However, GL: coordinate gain, Gθ: relative speed gain
When the target steering angle δ corrected by the corrected steering angle Δδ calculated by the above equation is output to the steering angle command means 20 as target steering angle data, a steering control signal is output from the steering angle command means 20. This is output to the automatic steering device 23, and the automatic steering device 23 is controlled at the target steering angle δ (step S16).
[0030]
In other words, the relative position (xb, yb) of the preceding vehicle B is obtained with the coordinates of the own vehicle A as the origin, and the relative speed (vxb, vyb) is calculated by differentiating the relative position (xb, yb). The relative position (xb, yb) and the preceding vehicle relative speed (vxb, vyb), the own vehicle predicted position (xc, yc) on the predicted traveling locus of the own vehicle A, and the own vehicle predicted position (xc, yc) The respective errors ΔL and Δθ with respect to the predicted vehicle relative speed (vxc, vyc) are obtained, the corrected steering angle Δδ is calculated from these errors ΔL, Δθ, and corrected by the corrected steering angle Δδ. The automatic steering device 23 is controlled at the target steering angle δ.
[0031]
As described above, according to the steering control device for the automatic following vehicle, the distance error ΔL between the relative position (xb, yb) of the preceding vehicle B and the predicted vehicle position (xc, yc) and the preceding vehicle B The relative error between the preceding vehicle relative speed (vxb, vyb) and the predicted relative speed (vxc, vyc) at the predicted vehicle position (xc, yc) is an azimuth error Δθ. Since the automatic steering device 23 is controlled by the target steering angle δ corrected based on the corrected steering angle Δδ obtained based on the above, for example, when the preceding vehicle B turns, steering is performed in the same manner as the movement of the preceding vehicle B. Can be turned.
[0032]
This makes it possible to smoothly follow the traveling locus of the preceding vehicle B as compared with the conventional case in which the steering is controlled so that only the lateral deviation of the relative position of the preceding vehicle B is simply corrected. In addition, the vehicle can follow the preceding vehicle B without overhang or underhang, and the followability to the preceding vehicle B can be greatly improved.
[0033]
In the above example, the vehicle predicted position is the point (xc, yc) that is closest to the relative position (xb, yb) of the preceding vehicle B. For example, as shown in FIG. 6, a point where the x coordinate coincides with the preceding vehicle B (xd = xb) on the predicted traveling locus is set as the predicted vehicle position (xd, yd), and a distance error is generated. ΔL may be obtained only by a lateral error. That is, in this case, ΔL is the difference between the y coordinate yb of the preceding vehicle B and the y coordinate yd of the predetermined point (ΔL = yd−yb).
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the steering control device for the automatic following vehicle of the present invention, the following effects can be obtained.
According to the steering control device for an automatically following traveling vehicle according to claim 1, it is obtained based on a distance error between the relative position of the preceding vehicle and the predicted position of the host vehicle which is a predetermined point on the predicted traveling locus of the host vehicle. Since the steering angle is corrected by the corrected steering angle, for example, when the preceding vehicle turns, it can be turned by being steered in the same manner as the movement of the preceding vehicle.
As a result, compared to the conventional case of controlling the steering so that only the lateral deviation of the relative position of the preceding vehicle is simply corrected, it is possible to smoothly follow the traveling locus of the preceding vehicle, The followability to the preceding vehicle can be greatly improved.
[0035]
In addition to the distance error between the relative position of the preceding vehicle and the predicted vehicle position that is a predetermined point on the predicted travel locus of the host vehicle, the distance error and the traveling direction of the preceding vehicle and the vehicle Since the steering angle is corrected by the corrected steering angle obtained based on the azimuth error, which is an error from the predicted traveling direction of the vehicle, the following accuracy of the vehicle can be further improved, and the previous running Compared with the one that controls the steering so that only the lateral deviation of the relative position of the car is simply corrected, it can follow the preceding vehicle B without overhang or underhang, It can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a controller of an automatic following vehicle that explains the configuration and structure of a steering control device in an automatic following vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a control flow by a controller for explaining a steering control device in an automatic following vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a control flow by a controller for explaining a steering control device in an automatic following vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view of the preceding vehicle and the automatic following vehicle, illustrating the control by the steering control device in the automatic following vehicle according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a positional relationship between a preceding vehicle and an automatic following vehicle, illustrating control by the steering control device in the automatic following vehicle according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a positional relationship between a preceding vehicle and an automatic following vehicle, illustrating control by the steering control device in the automatic following vehicle according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Auto-following traveling vehicle 2 Radar apparatus 16 Traveling track prediction means 17 Predicted position calculation means 18 Distance error calculation means 19 Steering angle correction means A Own vehicle B Forward vehicle xb, yb Relative position xc, yc Own vehicle predicted position (predicted position )
xd, yd own vehicle predicted position (predicted position)
vxb, vyb Relative speed of preceding vehicle (traveling direction)
vxc, vyc Relative speed (traveling direction)
△ L Distance error △ θ Direction error

Claims (1)

前走車の位置を検出するレーダ装置からの受信信号に基づいて前記前走車の相対位置を検出し、前走車に追従して走行する自動追従走行車における操舵角制御装置であって、
自車の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
該操舵角に基づいて自車の走行軌跡を予測する走行軌跡予測手段と、
該走行軌跡予測手段で予測された走行軌跡上の前走車に最も近接した点を自車の予測位置として求める予測位置算出手段と、
レーダ装置により検出された前走車の位置と予測位置算出手段で算出された自車の予測位置との距離の差である距離誤差を求める距離誤差算出手段と、
該距離誤差算出手段によって算出された距離誤差および前走車の進行方位と予測位置での自車の進行方位とから算出された方位誤差に基づいて操舵角を補正する補正操舵角を求める操舵角補正手段とを有することを特徴とする自動追従走行車における操舵制御装置。A steering angle control device in an automatic following vehicle that detects the relative position of the preceding vehicle based on a received signal from a radar device that detects the position of the preceding vehicle and travels following the preceding vehicle,
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the vehicle;
Traveling locus prediction means for predicting the traveling locus of the vehicle based on the steering angle;
Predicted position calculating means for obtaining a point closest to the preceding vehicle on the traveling locus predicted by the traveling locus predicting means as a predicted position of the own vehicle;
A distance error calculating means for obtaining a distance error which is a difference between the position of the preceding vehicle detected by the radar device and the predicted position of the own vehicle calculated by the predicted position calculating means;
Steering angle for obtaining a corrected steering angle for correcting the steering angle based on the distance error calculated by the distance error calculating means and the heading error calculated from the heading direction of the preceding vehicle and the heading direction of the host vehicle at the predicted position. A steering control device for an automatic following vehicle characterized by comprising a correcting means.
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