JP4145644B2

JP4145644B2 - Vehicle travel control device

Info

Publication number: JP4145644B2
Application number: JP2002365701A
Authority: JP
Inventors: 穣樋渡
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: JP2004199286A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステレオカメラ、単眼カメラ、ミリ波レーダ等で前方の自車両走行車線や立体物等を検出し、これら自車両走行車線や立体物等に基づき目標自車進行路を推定して自動操舵制御を行う車両の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤカメラ等による画像認識装置で認識した左右車線の中央線を、車両中心がトレースするように操舵装置を自動制御する、所謂、車線維持支援装置の研究開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４２４４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、上述のような車線維持支援装置では、前述の如く、左右の車線情報から目標とする自車進行路を算出している。しかしながら、自車両走行車線以外の他の走行車線を走行する車両が自車両走行車線内に割り込んでいる場合はもとより、割り込まないまでも近接して走行している場合は、ドライバは衝突の危険を感じ、自動操舵状態を維持できず、車線維持支援装置の作動をＯＦＦ状態に切り替えてしまうことが多く、車線維持支援装置の機能を十分に発揮させることが難しいという問題があった。また、例えば、前方左右両側の車両が自車両走行車線に割り込んでいる場合等では、これら左右両側の車両により自車両が通り抜ける道を確保することができないため、車線維持支援装置は作動をＯＦＦ状態とした方が望ましい場合もある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、実際の走行環境に応じて最適な自車進行路を設定し、ドライバが前方の車両等との衝突、接触の不安を抱くことなく安心して有効且つ最大限に自動操舵の機能を利用することができる車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による車両の走行制御装置は、自車両の運転状態を検出する自車両運転状態検出手段と、自車両前方の少なくとも立体物情報と走行路情報を前方情報として検出する前方情報検出手段と、上記自車両運転状態に応じた自車進行路を第１の自車進行路として推定する第１の自車進行路推定手段と、上記前方情報に応じた自車進行路を第２の自車進行路として設定する第２の自車進行路設定手段と、上記第１の自車進行路と上記第２の自車進行路に応じて操舵制御を実行させる操舵制御手段とを備えた車両の走行制御装置において、上記第２の自車進行路設定手段は、上記前方情報検出手段で、前方の自車両走行車線以外の左右のどちらかに複数の立体物が存在することを検出した場合は、自車両から前方向に最も近い距離に存在する立体物を判定の対象とする対象立体物として定め、上記対象立体物が上記対象立体物の存在する側の車線位置より上記自車両走行車線内に突出して存在する場合には、上記対象立体物の突出している位置と上記対象立体物が存在する側とは反対側の車線との間の中央に上記第２の自車進行路を設定することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明による車両の走行制御装置は、請求項１記載の車両の走行制御装置において、上記第２の自車進行路設定手段は、上記前方情報検出手段で、上記前方の自車両走行車線以外の左右のどちらかに立体物が存在し、この立体物を対象立体物として定めた場合であっても、該対象立体物が存在する側とは反対側の車線が未検出の場合は上記第２の自車進行路の設定を中止し、上記操舵制御手段による操舵制御を中止させることを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項３記載の本発明による車両の走行制御装置は、請求項１記載の車両の走行制御装置において、上記第２の自車進行路設定手段は、上記前方情報検出手段で、上記前方の自車両走行車線以外の左右両側に立体物が存在することを検出した場合は、これら左右両側の立体物を判定の対象とする立体物として定め、それぞれの対象立体物が存在する側の車線位置と上記各対象立体物の存在位置とに応じて上記第２の自車進行路を設定することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の本発明による車両の走行制御装置は、請求項３記載の車両の走行制御装置において、上記第２の自車進行路設定手段は、上記前方情報検出手段で、上記前方の自車両走行車線以外の左右両側に立体物が存在することを検出し、上記左右の対象立体物が共に上記自車両走行車線内に突出している場合は、上記第２の自車進行路を上記左右の対象立体物の突出している位置の間に設定することを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項５記載の本発明による車両の走行制御装置は、請求項３又は請求項４記載の車両の走行制御装置において、上記第２の自車進行路設定手段は、上記前方情報検出手段で、上記前方の自車両走行車線以外の左右の少なくともどちらかの側に複数の立体物が存在することを検出した場合は、左右それぞれ自車両から前方向に最も近い距離に存在する立体物を上記対象立体物として定めることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６記載の本発明による車両の走行制御装置は、請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、上記第２の自車進行路設定手段は、設定した上記第２の自車進行路の走行路の幅が予め設定する閾値より狭い場合は、上記第２の自車進行路の設定を中止し、上記操舵制御手段による操舵制御を中止させることを特徴としている。
【００１４】
更に、請求項７記載の本発明による車両の走行制御装置は、請求項６記載の車両の走行制御装置において、上記予め設定する閾値は、少なくとも自車両の車幅を基準に設定し、自車速に応じて可変自在であることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８記載の本発明による車両の走行制御装置は、請求項２、６、７の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、報知手段を有し、上記第２の自車進行路の設定を中止し、上記操舵制御手段による操舵制御を中止させる際には、所定の報知を行うことを特徴としている。
【００１６】
すなわち、請求項１記載の車両の走行制御装置は、自車両運転状態検出手段で自車両の運転状態を検出し、前方情報検出手段で自車両前方の少なくとも立体物情報と走行路情報を前方情報として検出し、第１の自車進行路推定手段で自車両運転状態に応じた自車進行路を第１の自車進行路として推定し、第２の自車進行路設定手段で前方情報に応じた自車進行路を第２の自車進行路として設定する。そして、操舵制御手段は、第１の自車進行路と第２の自車進行路に応じて操舵制御を実行させる。この際、第２の自車進行路設定手段は、前方情報検出手段で、前方の自車両走行車線以外の左右のどちらかに複数の立体物が存在することを検出した場合は、自車両から前方向に最も近い距離に存在する立体物を判定の対象とする対象立体物として定め、対象立体物が対象立体物の存在する側の車線位置より自車両走行車線内に突出して存在する場合には、対象立体物の突出している位置と対象立体物が存在する側とは反対側の車線との間の中央に第２の自車進行路を設定する。このように、左右の車線情報のみならず、立体物の位置をも考慮して実際の走行環境に応じた最適な自車進行路を設定するようにしているので、ドライバが前方の車両等との衝突、接触の不安を抱くことなく安心して有効且つ最大限に自動操舵の機能を利用することができる。
【００１９】
更に、第２の自車進行路設定手段は、前方情報検出手段で、前方の自車両走行車線以外の左右のどちらかに立体物が存在し、この立体物を対象立体物として定めた場合であっても、この対象立体物が存在する側とは反対側の車線が未検出の場合は、請求項２記載のように、第２の自車進行路の設定を中止し、操舵制御手段による操舵制御を中止させ、不確実な操舵制御が行われることを確実に防止する。
【００２０】
また、第２の自車進行路設定手段は、前方情報検出手段で、前方の自車両走行車線以外の左右両側に立体物が存在することを検出した場合は、請求項３記載のように、これら左右両側の立体物を判定の対象とする立体物として定め、それぞれの対象立体物が存在する側の車線位置と各対象立体物の存在位置とに応じて第２の自車進行路を設定する。
【００２１】
更に、第２の自車進行路設定手段は、前方情報検出手段で、前方の自車両走行車線以外の左右両側に立体物が存在することを検出し、左右の対象立体物が共に自車両走行車線内に突出している場合は、請求項４記載のように、第２の自車進行路を左右の対象立体物の突出している位置の間に設定する。
【００２２】
また、第２の自車進行路設定手段は、前方情報検出手段で、前方の自車両走行車線以外の左右の少なくともどちらかの側に複数の立体物が存在することを検出した場合は、請求項５記載のように、左右それぞれ自車両から前方向に最も近い距離に存在する立体物を対象立体物として定める。
【００２３】
更に、第２の自車進行路設定手段は、設定した第２の自車進行路の走行路の幅が予め設定する閾値より狭い場合は、請求項６記載のように、第２の自車進行路の設定を中止し、操舵制御手段による操舵制御を中止させる。この際、予め設定する閾値は、請求項７記載のように、少なくとも自車両の車幅を基準に設定し、自車速に応じて可変自在であることが望ましい。そして、この制御により、通行が不可能な通路を通り抜けようとする不要な操舵制御が行われることを確実に防止する。
【００２４】
また、請求項２、６、７のような、第２の自車進行路の設定を中止し、操舵制御手段による操舵制御を中止させる際には、請求項８記載のように、報知手段により、所定の報知、例えば、ランプの点滅や音声による警報を発生することにより、ドライバに操舵制御が中止されたことが伝達され、利便性をより一層向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図１２は本発明の実施の一形態を示し、図１は走行制御装置を備えた車両の概略構成図、図２は走行制御装置の機能ブロック図、図３は電動パワーステアリング目標値作成を説明する特性図、図４は片側車線に対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図、図５は片側車線に複数の対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図、図６は両側車線に対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図、図７は両側車線に複数の対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図、図８は前方情報に基づく自車進行路のカーブ曲率半径演算の一例を示す説明図、図９は運転状態に基づく自車進行路と前方情報に基づく自車進行路のずれ量の説明図、図１０はずれ量に基づく目標ヨーレート演算の説明図、図１１は電動パワーステアリングモータ制御部の機能ブロック図、図１２はトルク制御指示値とモータ指示電流の関係を示す説明図である。
【００２６】
図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）であり、この車両１には、自車進行路（或いは、目標コース）を設定し、車両中心がこの自車進行路をトレースするように操舵装置を自動制御する、走行制御装置２が搭載されている。
【００２７】
このため、車両１の前輪操舵部３は、電動パワーステアリングモータ４や図示しないウォームギヤ、リダクションギヤ等を備えた周知の電動パワーステアリング機構で構成されており、左前輪５fl，右前輪５frとリンク機構で接続されている。
【００２８】
走行制御装置２は、後述の各センサやその他装置等からの入力により電動パワーステアリングモータ制御部６に出力し、電動パワーステアリングモータ４を駆動制御する制御装置７をメイン制御装置として有しており、この制御装置７には、自車進行路のトレースを中止した際に点灯してドライバに報知する報知ランプ８が接続されている。
【００２９】
また、自車両１には、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラ９Ｌ、９Ｒが前方に向けて搭載されており、これら左右のＣＣＤカメラ９Ｌ、９Ｒは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、それぞれ画像データを前方情報認識装置１０に入力する。
【００３０】
前方情報認識装置１０は、ＣＣＤカメラ９Ｌ、９Ｒからの画像に基づき自車両１前方の立体物データと白線データの前方情報を検出する。この前方情報認識装置１０におけるＣＣＤカメラ９Ｌ、９Ｒからの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ＣＣＤカメラ９Ｌ、９ＲのＣＣＤカメラで撮像した自車両の進入方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、車両等の立体物データを抽出する。こうして、前方情報認識装置１０で認識された白線データ、車両等の立体物データは、制御装置７に入力される。このように、ＣＣＤカメラ９Ｌ、９Ｒ、前方情報認識装置１０は、前方情報検出手段として設けられている。
【００３１】
また、自車両１には、４輪５fl，５fr，５rl，５rrの車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrrを検出する車輪速センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrが設けられており、検出した４輪の車輪速の信号は、制御装置７に入力される。更に、自車両１には、前輪舵角δｆを検出する舵角センサ２２、操舵トルクＴｄを検出する操舵トルクセンサ２３、車両に実際に生じている実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ２４が設けられ、これらセンサからの各信号が制御装置７に入力される。
【００３２】
制御装置７は、前方情報認識装置１０で認識された白線データ、車両等の立体物データ、及び、各センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rr、２２、２３、２４で検出された各センサ信号が入力される。そして、これら入力信号により、自車両１の運転状態から自車進行路（すなわち、第１の自車進行路）を推定し、また、前方情報から自車進行路（すなわち、第２の自車進行路）を設定して、第１の自車進行路が第２の自車進行路となるように電動パワーステアリングモータ制御部６へトルク制御指示値Ｔｔを出力する。
【００３３】
すなわち、制御装置７は、操舵制御手段としての機能を有し、マイクロコンピュータとその周辺回路で構成され、図２に示すように、車速演算部７ａ、電動パワーステアリング目標値作成部７ｂ、前方情報に基づく自車進行路設定部７ｃ、報知制御部７ｄ、カーブ曲率半径演算部７ｅ、ずれ量に基づく目標ヨーレート演算部７ｆ、カーブ曲率に基づく目標ヨーレート演算部７ｇ、キープレーン制御トルク演算部７ｈ、電動パワーステアリング制御トルク出力部７ｉから主要に構成されている。
【００３４】
車速演算部７ａは、４輪の車輪速センサ、すなわち各車輪速度センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrから４輪５fl，５fr，５rl，５rrの各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrが入力され、例えばこれらの平均を演算することにより車速Ｖ（＝（ωfl，ωfr，ωrl，ωrr）／４）を演算し、電動パワーステアリング目標値作成部７ｂ、ずれ量に基づく目標ヨーレート演算部７ｆ、カーブ曲率に基づく目標ヨーレート演算部７ｇ、キープレーン制御トルク演算部７ｈに出力する。この車速演算部７ａは、車輪速度センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrと共に、自車両運転状態検出手段を構成している。
【００３５】
電動パワーステアリング目標値作成部７ｂは、操舵トルクセンサ２３から操舵トルクＴｄが入力され、車速演算部７ａから車速Ｖが入力される。そして、例えば、図３（ａ）に示すような、予め記憶しておいた電動パワーステアリング目標値の基本アシスト量Ｔｂと操舵トルクＴｄの特性マップから基本アシスト量Ｔｂを求める。そして、図３（ｂ）に示すような、予め記憶しておいた車速係数Ｋｂと車速Ｖの特性マップから車速係数Ｋｂを求め、これら基本アシスト量Ｔｂと車速係数Ｋｂとを乗算してアシストトルクＴｈを演算する（Ｔｈ＝Ｔｂ・Ｋｂ）。こうして演算したアシストトルクＴｈは電動パワーステアリング制御トルク出力部７ｉに出力される。
【００３６】
前方情報に基づく自車進行路設定部７ｃは、第２の自車進行路設定手段として設けられており、前方情報認識装置１０から白線データ、車両等の立体物データが入力される。自車進行路設定部７ｃでは、前方の自車両走行車線以外の他の位置に立体物が存在することを検出した場合は、その立体物を判定の対象とする対象立体物として定め、対象立体物が存在する側の自車両走行車線の車線位置と対象立体物の存在位置とに応じて第２の自車進行路を設定する。そして、設定した第２の自車進行路は、カーブ曲率半径演算部７ｅ、及び、ずれ量に基づく目標ヨーレート演算部７ｆに出力される。
【００３７】
前方情報に基づく自車進行路設定部７ｃにおける第２の自車進行路の設定は、具体的には、以下のようにして行う。
ケース１．対象立体物が検出されておらず、両側白線のみが検出されている場合には、この両側白線の略中央を第２の自車進行路として設定する。
【００３８】
ケース２．自車両走行車線の一方の車線側に対象立体物が検出されており、この対象立体物が対象立体物の存在する側の車線位置より自車両走行車線内に突出して存在する場合（図４のような場合）には、少なくとも対象立体物の突出している位置を用いて第２の自車進行路を設定する。この第２の自車進行路は、図４に示すように、対象立体物の突出している位置と、対象立体物が存在する側とは反対側の車線との間の略中央に第２の自車進行路を設定する。
【００３９】
ケース３．自車両走行車線の一方の車線側に複数の立体物が検出されている場合は、自車両から前方向に最も近い距離に存在する立体物を対象立体物として定め、この対象立体物が対象立体物の存在する側の車線位置より自車両走行車線内に突出して存在する場合（図５のような場合）には、少なくとも対象立体物の突出している位置を用いて第２の自車進行路を設定する。この第２の自車進行路は、ケース２と同様、図５に示すように、対象立体物の突出している位置と、対象立体物が存在する側とは反対側の車線との間の略中央に第２の自車進行路を設定する。
【００４０】
ケース４．自車両走行車線の一方の車線側に立体物が存在し、この立体物が対象立体物として定められた場合であっても、この対象立体物が存在する側とは反対側の車線が未検出の場合は、第２の自車進行路の設定を中止し、第２の自車進行路のデータ出力を中止する（これにより制御装置７における走行制御が停止される）と共に、報知制御部７ｄに対して信号出力し、報知ランプ８を点灯させる。
【００４１】
ケース５．前方の自車両走行車線以外の左右両側に立体物が存在することを検出した場合は、これら左右両側の立体物を判定の対象とする立体物として定め、それぞれの対象立体物が存在する側の車線位置と各対象立体物の存在位置とに応じて第２の自車進行路を設定する。この際、左右の対象立体物が共に自車両走行車線内に突出している場合（図６に示す場合）は、第２の自車進行路を左右の対象立体物の突出している位置の略中央に設定する。
【００４２】
ケース６．前方の自車両走行車線以外の左右の少なくともどちらかの側に複数の立体物が存在することを検出した場合は、左右それぞれ自車両から前方向に最も近い距離に存在する立体物を対象立体物として定める。そして、それぞれの対象立体物が存在する側の車線位置と各対象立体物の存在位置とに応じて第２の自車進行路を設定する。この際、左右の対象立体物が共に自車両走行車線内に突出している場合（図７に示す場合）は、第２の自車進行路を左右の対象立体物の突出している位置の略中央に設定する。
【００４３】
また、前方情報に基づく自車進行路設定部７ｃは、上述のケース１、２、３、５、６のそれぞれの場合において、第２の自車進行路を設定した場合、この第２の自車進行路を略中心とする走行路幅ｄも検出し、この走行路幅ｄが、予め設定しておいた閾値より小さい場合は、第２の自車進行路の設定を中止し、第２の自車進行路のデータ出力を中止する（これにより制御装置７における走行制御が停止される）と共に、報知制御部７ｄに対して信号出力し、報知ランプ８を点灯させる。
【００４４】
ここで、上述の走行路幅ｄと比較を行う閾値は、例えば、自車両１の車幅を基準（最低値）に設定され、マップ等を参照して自車速Ｖが大きくなるほど大きな値に設定される。
【００４５】
カーブ曲率半径演算部７ｅは、前方情報に基づく自車進行路設定部７ｃから第２の自車進行路が入力され、この第２の自車進行路のカーブ曲率半径Ｒを演算し、カーブ曲率に基づく目標ヨーレート演算部７ｇに出力する。
【００４６】
このカーブ曲率半径Ｒの演算は、例えば、以下のようにして行う。
図８に示すように、自車両１を中心とするＸ（車両の左右方向）−Ｙ（車両の前後方向）座標上で、第２の自車進行路の前方のカーブを構成する３つのノードＰ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）を考える。また、Ｐ１−Ｐ２間の線分をＡ、Ｐ２−Ｐ３間の線分をＢ、Ｐ３−Ｐ１間の線分をＣとすると、３点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の外接円の半径は、以下の（１）式で与えられる。
Ｒ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／（４・Ｓａ） …（１）
【００４７】
ここで、Ｓａは、三角形Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３の面積であり、
Ｓａ＝（λ・（λ−Ａ）・（λ−Ｂ）・（λ−Ｃ））^１／２ …（２）
但し、λ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／２
【００４８】
また、各線分Ａ、Ｂ、Ｃは、各座標値より以下の各式により求められる。
Ａ＝（（ｙ２−ｙ１）^２＋（ｘ２−ｘ１）^２）^１／２ …（３）
Ｂ＝（（ｙ３−ｙ２）^２＋（ｘ３−ｘ２）^２）^１／２ …（４）
Ｃ＝（（ｙ１−ｙ３）^２＋（ｘ１−ｘ３）^２）^１／２ …（５）
尚、ノード間距離は、対応させるカーブの曲率等によって、サンプリングタイムや、隔距離がチューニングされるものである。
【００４９】
ずれ量に基づく目標ヨーレート演算部７ｆは、車速演算部７ａから車速Ｖが、前方情報に基づく自車進行路設定部７ｃから第２の自車進行路が入力される。そして、図９に示すように、まず、画像で認識した車線左右方向座標位置Ｘｐと自車両１が現在の進路を維持したときの到達点Ｘ０（すなわち、第１の自車進行路上の到達点Ｘ０）との差を、ずれ量εとして定める。すなわち、ずれ量εは、実際には画像認識で検出した第２の自車進行路の横変位量であり、ずれ量εを検出する前方の注視距離Ｄは、例えば、以下の（６）式により演算する。
Ｄ＝Ｔｐ・Ｖ …（６）
ここで、Ｔｐは、例えば２秒等の予見時間である。尚、前方注視距離Ｄは、他の方法で定めるようにしても良い。このように、ずれ量に基づく目標ヨーレート演算部７ｆは、第１の自車進行路推定手段としての機能も有している。
【００５０】
次いで、ずれ量に基づく目標ヨーレート演算部７ｆは、ずれ量εをゼロにするのに必要な目標ヨーレート（ずれ量に基づく目標ヨーレート）γεを、例えば、図１０に示す幾何学的関係から、以下の（７）式により演算する。
γε＝Ｖ／Ｒ’ …（７）
ここで、Ｒ’＝ｘ／sinθであり、
ｘ＝（Ｄ^２＋ε^２）^１／２／２
θ＝tan^−１（ε／Ｄ）
である。
こうして、演算したずれ量に基づく目標ヨーレートγεは、キープレーン制御トルク演算部７ｈに出力される。
【００５１】
カーブ曲率に基づく目標ヨーレート演算部７ｇは、車速演算部７ａから車速Ｖが、カーブ曲率半径演算部７ｅからカーブ曲率半径Ｒが入力される。そして、カーブ曲率半径Ｒをトレースするための目標ヨーレート（カーブ曲率に基づく目標ヨーレート）γｒを、例えば、以下の（８）式により演算し、演算したカーブ曲率に基づく目標ヨーレートγｒを、キープレーン制御トルク演算部７ｈに出力する。
γｒ＝Ｖ／Ｒ …（８）
【００５２】
キープレーン制御トルク演算部７ｈは、舵角センサ２２から前輪舵角δｆが、ヨーレートセンサ２４から実ヨーレートγが、車速演算部７ａから車速Ｖが、ずれ量に基づく目標ヨーレート演算部７ｆからずれ量に基づく目標ヨーレートγεが、カーブ曲率に基づく目標ヨーレート演算部７ｇからカーブ曲率に基づく目標ヨーレートγｒが入力される。そして、例えば、以下の手順に従って、目標ハンドル角を実現するための目標ハンドルトルクＴａを演算し、電動パワーステアリング制御トルク出力部７ｉに出力する。
【００５３】
まず、ずれ量に基づく目標ヨーレートγεとカーブ曲率に基づく目標ヨーレートγｒから、以下の（９）式により、トータルの目標ヨーレートγｓを演算する。
γｓ＝ｋε・γε＋ｋｒ・γｒ …（９）
ここで、ｋε、ｋｒは、予め設定しておいたゲインを示す。
【００５４】
次いで、目標ヨーレートγｓを実現するための目標ハンドル角θｈｔを演算する。
一般に、車両の目標ヨーレートγｔは、車両の運動方程式により、以下の（１０）式により得られる。
γｔ＝Ｇ（０）・（１／（１＋Ｔｒ・ｓ））・δｆ …（１０）
ここで、Ｇ（０）はヨーレート定常ゲイン、Ｔｒは時定数、ｓはラプラス演算子であり、例えば、時定数Ｔｒは以下の（１１）式から、ヨーレート定常ゲインＧ（０）は、以下の（１２）式から求められる。
Ｔｒ＝（ｍ・Ｌｆ・Ｖ）／（２・Ｌ・ｋｒｅ） …（１１）
ここで、ｍは車両質量、Ｌｆは前軸と重心間の距離、Ｌはホイールベース、ｋｒｅはリヤ等価コーナリングパワーである。
【００５５】
Ｇ（０）＝１／（１＋ｓｆ・Ｖ^２）・Ｖ／Ｌ …（１２）
ここで、ｓｆは車両諸元で決まるスタビリティファクタであり、例えば、以下（１３）式により演算される。

ここで、ｋｆｅはフロント等価コーナリングパワー、Ｌｒは後軸と重心間の距離である。
【００５６】
そして、上述の（１０）式より、

【００５７】
上述の（１４）式において、ｓ・γｔは、γｔの微分値であり、δｆを目標舵角δｆｔに、γｔをトータルの目標ヨーレートγｓに置き換えると以下の（１５）式を得る。
【００５８】

【００５９】
従って、目標ハンドル角θｈｔは、ｓｔｇをステアリングギヤ比とすると、以下の（１６）式により演算できる。
【００６０】
θｈｔ＝δｆｔ・ｓｔｇ …（１６）
【００６１】
そして、目標ハンドル角θｈｔを実現するための目標ハンドルトルクＴａは、以下の（１７）式により演算される。
Ｔａ＝Ｉｓｗ・（ｄ^２θｈｔ／ｄｔ^２）＋Ｔｓｔ／ｓｔｇ …（１７）
ここで、Ｉｓｗはハンドル慣性モーメント、Ｔｓｔはセルフアライニングトルクであり、セルフアライニングトルクＴｓｔは、以下の（１８）式で与えられる。
Ｔｓｔ＝ｎｔ・Ｃｆ …（１８）
ここで、ｎｔはニューマチックトレール、Ｃｆは前輪のコーナリングフォースである。
電動パワーステアリング制御トルク出力部７ｉは、電動パワーステアリング目標値作成部７ｂからアシストトルクＴｈが、キープレーン制御トルク演算部７ｈから目標ハンドルトルクＴａが入力され、これらを加算してトルク制御指示値Ｔｔ（＝Ｔｈ＋Ｔａ）とし、トルク制御電動パワーステアリングモータ制御部６に出力する。
【００６２】
電動パワーステアリングモータ制御部６は、図１１に示すように、モータ指示電流変換部６ａ、電流制御部６ｂ、駆動信号発生部６ｃ、電流検出部６ｄから主要に構成されている。
【００６３】
そして、制御装置７からトルク制御指示値Ｔｔが入力されると、モータ指示電流変換部６ａにおいて、図１２に示すような、予め設定しておいたマップを参照してモータ指示電流に変換し、電流制御部６ｂ、駆動信号発生部６ｃを介して電動パワーステアリングモータ４に電流を出力する。尚、駆動信号発生部６ｃから出力される電流値は、電流検出部６ｄにより検出され、モータ指示電流変換部６ａで変換した電流値が出力されているかモニタリングされる。
【００６４】
このように、本発明の実施の形態によれば、単に、左右の車線情報から目標とする自車進行路を設定することなく、自車両走行車線以外の立体物情報をも考慮して様々な状況毎に自車進行路を設定するので、ドライバが前方の車両等との衝突、接触の不安を抱くことなく安心して有効且つ最大限に自動操舵の機能を利用することが可能となる。
【００６５】
尚、本実施の形態では、ＣＣＤカメラ９Ｌ、９Ｒからの画像情報を基に、自車両前方の立体物情報と走行路情報を得るようにしているが、単眼カメラとミリ波レーダ或いはレーザレーダまた或いは赤外線レーダ装置とを組み合わせたシステム等の他のシステムから自車両前方の立体物情報と走行路情報を得るようにしても本発明は適用できることは云うまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、実際の走行環境に応じて最適な自車進行路を設定し、ドライバが前方の車両等との衝突、接触の不安を抱くことなく安心して有効且つ最大限に自動操舵の機能を利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】走行制御装置を備えた車両の概略構成図
【図２】走行制御装置の機能ブロック図
【図３】電動パワーステアリング目標値作成を説明する特性図
【図４】片側車線に対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図
【図５】片側車線に複数の対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図
【図６】両側車線に対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図
【図７】両側車線に複数の対象立体物が存在する際に設定される前方情報に基づく自車進行路の説明図
【図８】前方情報に基づく自車進行路のカーブ曲率半径演算の一例を示す説明図
【図９】運転状態に基づく自車進行路と前方情報に基づく自車進行路のずれ量の説明図
【図１０】ずれ量に基づく目標ヨーレート演算の説明図
【図１１】電動パワーステアリングモータ制御部の機能ブロック図
【図１２】トルク制御指示値とモータ指示電流の関係を示す説明図
【符号の説明】
１自車両
２走行制御装置
３前輪操舵部
４電動パワーステアリングモータ
５fl，５fr，５rl，5rr 車輪
６電動パワーステアリングモータ制御部
７制御装置（操舵制御手段）
７ａ車速演算部（自車両運転状態検出手段）
７ｂ電動パワーステアリング目標値作成部
７ｃ前方情報に基づく自車進行路設定部（第２の自車進行路設定手段）
７ｄ報知制御部
７ｅカーブ曲率半径演算部
７ｆずれ量に基づく目標ヨーレート演算部（第１の自車進行路推定手段）
７ｇカーブ曲率に基づく目標ヨーレート演算部
７ｈキープレーン制御トルク演算部
７ｉ電動パワーステアリング制御トルク出力部
８報知ランプ
９Ｌ，９ＲＣＣＤカメラ（前方情報検出手段）
１０前方情報認識装置（前方情報検出手段）
２１fl，２１fr，２１rl，２１rr 車輪速度センサ（自車両運転状態検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a front vehicle lane or a three-dimensional object is detected by a stereo camera, a monocular camera, a millimeter wave radar, or the like, and a target host vehicle traveling path is estimated based on the vehicle lane or a three-dimensional object. The present invention relates to a vehicle travel control device that performs steering control.
[0002]
[Prior art]
In recent years, research and development of a so-called lane keeping support device that automatically controls the steering device so that the center of the vehicle traces the center line of the left and right lanes recognized by an image recognition device such as a CCD camera (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-142441 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, in the lane keeping assist device as described above, the target own vehicle traveling path is calculated from the left and right lane information as described above. However, if a vehicle traveling in a travel lane other than the host vehicle lane is interrupted in the host vehicle lane, the driver may be in danger of a collision if he / she is traveling in close proximity. There is a problem that it is difficult to maintain the automatic steering state, and the operation of the lane keeping assist device is often switched to the OFF state, so that it is difficult to fully exert the function of the lane keeping assist device. In addition, for example, when vehicles on both the left and right sides of the vehicle are in the vehicle lane, the lane keeping support device is in an OFF state because the vehicle on both the left and right sides cannot secure a path through which the vehicle passes. In some cases, it is desirable.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and sets an optimal own vehicle traveling path according to the actual traveling environment, and the driver is effective without worrying about collision and contact with the vehicle ahead. It is another object of the present invention to provide a vehicle travel control apparatus that can utilize the automatic steering function to the maximum extent.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a vehicle travel control device according to the present invention as set forth in claim 1 includes a host vehicle driving state detecting means for detecting a driving state of the host vehicle, at least three-dimensional object information and driving path information in front of the host vehicle. Forward information detecting means for detecting as forward information, first vehicle traveling path estimating means for estimating a traveling path corresponding to the host vehicle operating state as a first traveling path, and depending on the forward information Second vehicle traveling path setting means for setting the vehicle traveling path as the second vehicle traveling path, and steering control according to the first vehicle traveling path and the second vehicle traveling path. In the vehicle travel control device including the steering control means to be executed, the second host vehicle traveling path setting unit is the front information detection unit, and a plurality of vehicles are provided on either the left or right side other than the front host vehicle travel lane. If it detects that a three-dimensional object exists, Defining a front three-dimensional object present in the closest distance direction as the target three-dimensional object of interest of the determination, When the target three-dimensional object protrudes from the lane position on the side where the target three-dimensional object exists into the host vehicle travel lane, the position where the target three-dimensional object protrudes and the side where the target three-dimensional object exists In the middle between the opposite lane The second vehicle traveling path is set.
[0009]
Claims 2 The vehicle travel control device according to the present invention is described in the claims. 1 In the vehicle travel control apparatus described above, the second vehicle traveling path setting means is the front information detection means, and there is a three-dimensional object on either the left or right side other than the front vehicle traveling lane. Even when the object is determined as the target solid object, if the lane on the side opposite to the side where the target solid object exists is not detected, the setting of the second vehicle traveling path is stopped, and the steering is performed. The steering control by the control means is stopped.
[0010]
Further claims 3 The vehicle travel control device according to the present invention is described in the claims. 1 The second vehicle traveling path setting means detects the presence of a three-dimensional object on both the left and right sides other than the front vehicle traveling lane in the front information detecting means. Defines the three-dimensional objects on both the left and right sides as the objects to be determined, and the second vehicle according to the lane position on the side where each object three-dimensional object exists and the position where each object three-dimensional object exists. It is characterized by setting a traveling path.
[0011]

Claims

4 The vehicle travel control device according to the present invention is described in the claims. 3 In the vehicle travel control apparatus described above, the second host vehicle traveling path setting unit detects the presence of a three-dimensional object on both the left and right sides other than the front host vehicle traveling lane by the front information detection unit, When both the left and right target three-dimensional objects protrude into the own vehicle traveling lane, the second own vehicle traveling path is set between the protruding positions of the left and right target three-dimensional objects. Yes.
[0012]
Further claims 5 The vehicle travel control device according to the present invention is described in the claims. 3 Or claims 4 In the vehicle travel control apparatus described above, the second vehicle traveling path setting unit is the front information detection unit, and a plurality of three-dimensional objects are provided on at least one of the left and right sides other than the front host vehicle traveling lane. When the presence is detected, a three-dimensional object existing at a distance closest to the front direction from the own vehicle is determined as the target three-dimensional object.
[0013]

Claims

6 The vehicle travel control apparatus according to the present invention is described in claims 1 to 5. 5 In the vehicle travel control device according to any one of the above, the second host vehicle travel path setting means is configured such that the set travel path width of the second host vehicle travel path is narrower than a preset threshold value. Is characterized in that the setting of the second vehicle traveling path is stopped and the steering control by the steering control means is stopped.
[0014]
Further claims 7 The vehicle travel control device according to the present invention is described in the claims. 6 In the vehicle travel control apparatus described above, the preset threshold value is set based on at least the vehicle width of the host vehicle, and is variable according to the host vehicle speed.
[0015]

Claims

8 The vehicle travel control device according to the present invention is described in the claims. 2, 6, 7 In the vehicle travel control device according to any one of the above, when the vehicle has a notification unit, the setting of the second vehicle traveling path is stopped, and the steering control by the steering control unit is stopped, a predetermined It is characterized by performing the notification.
[0016]
In other words, the vehicle travel control device according to claim 1 detects the driving state of the host vehicle by the host vehicle driving state detection means, and forward information at least the three-dimensional object information and the travel path information ahead of the host vehicle by the front information detection means. The first vehicle traveling path estimation means estimates the own vehicle traveling path according to the host vehicle operating state as the first own vehicle traveling path, and the second own vehicle traveling path setting means uses the forward information. The corresponding own vehicle traveling path is set as the second own vehicle traveling path. And a steering control means performs steering control according to a 1st own vehicle traveling path and a 2nd own vehicle traveling path. At this time, if the second vehicle traveling path setting means detects that there are a plurality of three-dimensional objects on either the left or right side other than the front vehicle lane, the front information detection means A solid object existing at a distance closest to the front direction is determined as a target solid object to be determined, When the target three-dimensional object protrudes from the lane position on the side where the target three-dimensional object exists in the own vehicle travel lane, the position where the target three-dimensional object protrudes is opposite to the side where the target three-dimensional object exists. In the middle between lanes A second own vehicle traveling path is set. In this way, not only the left and right lane information but also the position of the three-dimensional object is taken into consideration so that the optimum own vehicle traveling path corresponding to the actual traveling environment is set. The automatic steering function can be used safely and effectively without worrying about the collision and contact.
[0019]
Further, the second vehicle traveling path setting means is a forward information detection means in which a three-dimensional object exists on either the left or right side other than the front vehicle lane, and this three-dimensional object is determined as a target three-dimensional object. Even if there is no lane on the side opposite to the side where this target solid object exists, 2 As described, the setting of the second own vehicle traveling path is stopped, the steering control by the steering control means is stopped, and the uncertain steering control is surely prevented.
[0020]
Further, when the second vehicle traveling path setting means detects the presence of a three-dimensional object on both the left and right sides other than the front vehicle traveling lane by the forward information detection means, 3 As described, these three-dimensional objects on both the left and right sides are determined as the three-dimensional objects to be determined, and the second object is determined according to the lane position on the side where each target three-dimensional object is present and the existence position of each target three-dimensional object. Set the car traveling path.
[0021]
Further, the second own vehicle traveling path setting means is a forward information detecting means for detecting the presence of a three-dimensional object on both the left and right sides other than the front own vehicle traveling lane, and the left and right target three-dimensional objects are both traveling on the own vehicle. If it protrudes into the lane, the claim 4 As described, the second own vehicle traveling path is set between the positions where the left and right target three-dimensional objects protrude.
[0022]
Further, when the second vehicle traveling path setting means detects the presence of a plurality of three-dimensional objects on at least one of the left and right sides other than the front own vehicle traveling lane by the forward information detection means, Term 5 As described, the three-dimensional object existing at the distance closest to the front direction from the host vehicle is determined as the target three-dimensional object.
[0023]
Further, the second vehicle traveling path setting means, when the set width of the traveling path of the second vehicle traveling path is narrower than a preset threshold value, 6 As described, the setting of the second own vehicle traveling path is stopped, and the steering control by the steering control means is stopped. In this case, the preset threshold value is as claimed. 7 As described, it is desirable that the vehicle width is set based on at least the vehicle width of the host vehicle and can be varied according to the host vehicle speed. By this control, it is possible to reliably prevent unnecessary steering control from going through a path that cannot be passed.
[0024]

Claims

2, 6, 7 When the setting of the second own vehicle traveling path is stopped and the steering control by the steering control means is stopped, 8 As described, the notification means notifies the driver that the steering control has been stopped by generating a predetermined notification, for example, a blinking lamp or a warning by voice, and can further improve convenience. it can.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 12 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with a travel control device, FIG. 2 is a functional block diagram of the travel control device, and FIG. 3 is an electric power steering target value. FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining the creation, FIG. 4 is an explanatory diagram of the own vehicle traveling path based on the forward information set when the target three-dimensional object exists in one side lane, and FIG. 5 has a plurality of target three-dimensional objects in one side lane. FIG. 6 is an explanatory diagram of the own vehicle traveling path based on the forward information set when the target three-dimensional object is present on both lanes, and FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a curve curvature radius calculation of the own vehicle traveling path based on the forward information, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the curve curvature radius calculation based on the forward information, when a plurality of target three-dimensional objects exist in the lane. FIG. 9 shows the own vehicle traveling path based on the driving state and the own vehicle traveling based on the forward information. FIG. 10 is a diagram illustrating target yaw rate calculation based on the amount of deviation, FIG. 11 is a functional block diagram of the electric power steering motor control unit, and FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the torque control command value and the motor command current. FIG.
[0026]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vehicle such as an automobile (own vehicle), and a traveling path (or a target course) is set for the vehicle 1 so that the center of the vehicle traces the traveling path of the vehicle. A travel control device 2 that automatically controls the steering device is mounted.
[0027]
For this reason, the front wheel steering unit 3 of the vehicle 1 includes a known electric power steering mechanism including an electric power steering motor 4, a worm gear, a reduction gear, and the like (not shown), and includes a left front wheel 5fl, a right front wheel 5fr, and a link mechanism. Connected with.
[0028]
The travel control device 2 has a control device 7 that outputs to the electric power steering motor control unit 6 in response to inputs from sensors and other devices described later, and controls the drive of the electric power steering motor 4 as a main control device. The control device 7 is connected with a notification lamp 8 that is turned on and notifies the driver when tracing of the traveling path of the host vehicle is stopped.
[0029]
In addition, a set of (left and right)

CCD cameras

9L and 9R using a solid-state imaging device such as a charge coupled device (CCD) as a stereo optical system is mounted on the host vehicle 1 facing forward. The left and right CCD cameras 9 </ b> L and 9 </ b> R are attached to the front of the ceiling in the vehicle interior with a certain interval, respectively, and take images outside the vehicle in stereo from different viewpoints, and input image data to the front information recognition device 10.
[0030]
The forward information recognition device 10 detects the forward information of the three-dimensional object data and the white line data ahead of the host vehicle 1 based on the images from the

CCD cameras

9L and 9R. Processing of images from the

CCD cameras

9L and 9R in the front information recognition apparatus 10 is performed as follows, for example. First, distance information over the entire image is obtained from a corresponding position shift amount based on the principle of triangulation for a set of stereo image pairs captured in the

CCD camera

9L, 9R in the environment of the approach direction of the host vehicle. Processing is performed to generate a distance image representing a three-dimensional distance distribution. And based on this data, three-dimensional object data such as white line data and vehicles are extracted by comparing with a well-known grouping process or prestored three-dimensional road shape data, three-dimensional object data, and the like. Thus, the white line data recognized by the front information recognition device 10 and the three-dimensional object data such as a vehicle are input to the control device 7. Thus, the

CCD cameras

9L and 9R and the forward information recognition device 10 are provided as forward information detection means.
[0031]
Further, the own vehicle 1 is provided with wheel speed sensors 21fl, 21fr, 21rl, 21rr for detecting wheel speeds ωfl, ωfr, ωrl, ωrr of the four wheels 5fl, 5fr, 5rl, 5rr. The wheel speed signal is input to the control device 7. Further, the host vehicle 1 is provided with a steering angle sensor 22 for detecting the front wheel steering angle δf, a steering torque sensor 23 for detecting the steering torque Td, and a yaw rate sensor 24 for detecting the actual yaw rate γ actually generated in the vehicle. Each signal from these sensors is input to the control device 7.
[0032]
The control device 7 receives white line data recognized by the front information recognition device 10, solid object data such as a vehicle, and sensor signals detected by the sensors 21fl, 21fr, 21rl, 21rr, 22, 23, and 24. Is done. Then, based on these input signals, the own vehicle traveling path (that is, the first own vehicle traveling path) is estimated from the driving state of the own vehicle 1, and the own vehicle traveling path (that is, the second own vehicle) is estimated from the forward information. Travel path) is set, and the torque control instruction value Tt is output to the electric power steering motor control unit 6 so that the first travel path becomes the second travel path.
[0033]
That is, the control device 7 has a function as a steering control means, and is constituted by a microcomputer and its peripheral circuits. As shown in FIG. 2, the vehicle speed calculation unit 7a, the electric power steering target value creation unit 7b, the front information Own vehicle traveling path setting unit 7c, notification control unit 7d, curve curvature radius calculation unit 7e, target yaw rate calculation unit 7f based on deviation, target yaw rate calculation unit 7g based on curve curvature, key plane control torque calculation unit 7h, The electric power steering control torque output unit 7i is mainly configured.
[0034]
The vehicle speed calculation unit 7a receives four wheel speed sensors, that is, wheel speed sensors ωfl, ωfr, ωrl, ωrr of four wheels 5fl, 5fr, 5rl, 5rr from the wheel speed sensors 21fl, 21fr, 21rl, 21rr, For example, the vehicle speed V (= (ωfl, ωfr, ωrl, ωrr) / 4) is calculated by calculating the average of these, the electric power steering target value creation unit 7b, the target yaw rate calculation unit 7f based on the deviation, the curve curvature To the target yaw rate calculation unit 7g and the key plane control torque calculation unit 7h. The vehicle speed calculation unit 7a, together with the wheel speed sensors 21fl, 21fr, 21rl, and 21rr, constitutes the own vehicle driving state detecting means.
[0035]
The electric power steering target value creation unit 7b receives the steering torque Td from the steering torque sensor 23 and the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 7a. Then, for example, the basic assist amount Tb is obtained from the characteristic map of the basic assist amount Tb of the electric power steering target value and the steering torque Td stored in advance as shown in FIG. Then, a vehicle speed coefficient Kb is obtained from a previously stored characteristic map of the vehicle speed coefficient Kb and the vehicle speed V as shown in FIG. 3B, and the assist torque is obtained by multiplying the basic assist amount Tb and the vehicle speed coefficient Kb. Th is calculated (Th = Tb · Kb). The assist torque Th thus calculated is output to the electric power steering control torque output unit 7i.
[0036]
The own vehicle traveling path setting unit 7c based on the forward information is provided as a second own vehicle traveling path setting means, and white line data and solid object data such as a vehicle are input from the forward information recognition device 10. When the own vehicle traveling path setting unit 7c detects that a three-dimensional object exists at a position other than the front vehicle lane, the three-dimensional object is determined as a target three-dimensional object to be determined, and the target three-dimensional object is determined. The second own vehicle traveling path is set according to the lane position of the own vehicle travel lane on the side where the object is present and the presence position of the target three-dimensional object. Then, the set second own vehicle traveling path is output to the curve curvature radius calculation unit 7e and the target yaw rate calculation unit 7f based on the deviation amount.
[0037]
Specifically, the setting of the second host vehicle traveling path in the host vehicle traveling path setting unit 7c based on the forward information is performed as follows.
Case 1. When the target three-dimensional object is not detected and only the white lines on both sides are detected, the approximate center of the white lines on both sides is set as the second vehicle traveling path.
[0038]
Case 2. A target three-dimensional object is detected on one lane side of the host vehicle travel lane, and the target three-dimensional object is present in the host vehicle travel lane from the lane position on the side where the target three-dimensional object exists (in FIG. 4) In such a case, the second vehicle traveling path is set using at least the position where the target three-dimensional object protrudes. As shown in FIG. 4, the second own vehicle traveling path has a second center approximately at the center between the position where the target three-dimensional object protrudes and the lane opposite to the side where the target three-dimensional object exists. Set your own travel path.
[0039]
Case 3. When a plurality of three-dimensional objects are detected on one lane side of the host vehicle travel lane, the three-dimensional object existing at the closest distance from the host vehicle is determined as the target three-dimensional object, and the target three-dimensional object is the target three-dimensional object. In the case where it exists in the own vehicle travel lane from the lane position on the side where the object is present (as in FIG. 5), at least the position where the target three-dimensional object protrudes is used for the second own vehicle traveling path. Set. As shown in FIG. 5, the second own vehicle traveling path is substantially between the position where the target three-dimensional object protrudes and the lane on the side opposite to the side where the target three-dimensional object exists, as shown in FIG. 5. A second vehicle traveling path is set at the center.
[0040]
Case 4. Even if there is a solid object on one lane side of the vehicle lane and this solid object is defined as the target solid object, the lane on the side opposite to the side where the target solid object exists is not detected. In this case, the setting of the second host vehicle traveling path is stopped, the data output of the second host vehicle traveling path is stopped (the driving control in the control device 7 is thereby stopped), and the notification control unit 7d. Is output as a signal, and the notification lamp 8 is turned on.
[0041]
Case 5. When it is detected that there are solid objects on both the left and right sides other than the front vehicle lane, the three-dimensional objects on both the left and right sides are determined as the three-dimensional objects to be determined. A second own vehicle traveling path is set according to the lane position and the position where each target three-dimensional object exists. At this time, when both the left and right target three-dimensional objects protrude into the own vehicle travel lane (in the case shown in FIG. 6), approximately the center of the position where the left and right target three-dimensional objects protrude along the second own vehicle traveling path. Set to.
[0042]
Case 6. If it is detected that a plurality of three-dimensional objects exist on at least one of the left and right sides other than the front vehicle lane, the three-dimensional object that is present at the closest distance in the forward direction from the left and right vehicles Determine as Then, a second own vehicle traveling path is set according to the lane position on the side where each target three-dimensional object exists and the position where each target three-dimensional object exists. At this time, when both the left and right target three-dimensional objects protrude into the own vehicle travel lane (in the case shown in FIG. 7), the approximate center of the position where the left and right target three-dimensional objects protrude along the second own vehicle traveling path. Set to.
[0043]
In addition, in the

cases

1, 2, 3, 5, and 6 described above, the own vehicle traveling path setting unit 7c based on the forward information sets the second own traveling path when the second own vehicle traveling path is set. A travel path width d that is substantially centered on the vehicle travel path is also detected. If the travel path width d is smaller than a preset threshold value, the setting of the second vehicle travel path is stopped, and the second The data output of the own vehicle traveling path is stopped (the travel control in the control device 7 is thereby stopped), and a signal is output to the notification control unit 7d to turn on the notification lamp 8.
[0044]
Here, the threshold value to be compared with the travel road width d described above is set, for example, with the vehicle width of the host vehicle 1 as a reference (minimum value), and is set to a larger value as the host vehicle speed V increases with reference to a map or the like. Is done.
[0045]
The curve curvature radius calculation unit 7e receives the second vehicle traveling path from the host vehicle traveling path setting unit 7c based on the forward information, calculates the curve curvature radius R of the second vehicle traveling path, and calculates the curve curvature. Is output to the target yaw rate calculation unit 7g.
[0046]
The calculation of the curve curvature radius R is performed as follows, for example.
As shown in FIG. 8, on the X (vehicle left-right direction) -Y (vehicle front-back direction) coordinate centered on the host vehicle 1, three nodes that form a curve ahead of the second host vehicle traveling path Consider P1 (x1, y1), P2 (x2, y2), and P3 (x3, y3). If the line segment between P1 and P2 is A, the line segment between P2 and P3 is B, and the line segment between P3 and P1 is C, the radius of the circumscribed circle of the three points P1, P2, and P3 is It is given by equation (1).
R = (A + B + C) / (4 · Sa) (1)
[0047]
Here, Sa is the area of the triangle P1-P2-P3,
Sa = (λ · (λ−A) · (λ−B) · (λ−C)) ^1/2 ... (2)
However, λ = (A + B + C) / 2
[0048]
Moreover, each line segment A, B, C is calculated | required by each following formula | equation from each coordinate value.
A = ((y2-y1) ² + (X2-x1) ² ) ^1/2 ... (3)
B = ((y3-y2) ² + (X3-x2) ² ) ^1/2 (4)
C = ((y1-y3) ² + (X1-x3) ² ) ^1/2 ... (5)
The inter-node distance is such that the sampling time and the distance are tuned according to the curvature of the corresponding curve.
[0049]
The target yaw rate calculation unit 7f based on the deviation amount receives the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 7a and the second vehicle traveling path from the vehicle traveling path setting unit 7c based on the forward information. Then, as shown in FIG. 9, first, the lane left-right coordinate position Xp recognized in the image and the arrival point X0 when the host vehicle 1 maintains the current course (that is, the arrival point on the first host vehicle traveling path). The difference from (X0) is determined as the shift amount ε. That is, the displacement amount ε is actually the lateral displacement amount of the second vehicle traveling path detected by image recognition, and the forward gaze distance D for detecting the displacement amount ε is, for example, the following equation (6) Calculate by
D = Tp · V (6)
Here, Tp is a prediction time such as 2 seconds. Note that the forward gaze distance D may be determined by other methods. As described above, the target yaw rate calculation unit 7f based on the deviation amount also has a function as first vehicle traveling path estimation means.
[0050]
Next, the target yaw rate calculation unit 7f based on the deviation amount calculates the target yaw rate (target yaw rate based on the deviation amount) γε necessary for making the deviation amount ε zero from the geometrical relationship shown in FIG. (7).
γε = V / R ′ (7)
Here, R ′ = x / sin θ,
x = (D ² + Ε ² ) ^1/2 / 2
θ = tan ^-1 (Ε / D)
It is.
Thus, the target yaw rate γε based on the calculated deviation amount is output to the key plane control torque calculation unit 7h.
[0051]
The target yaw rate calculation unit 7g based on the curve curvature receives the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 7a and the curve curvature radius R from the curve curvature radius calculation unit 7e. Then, a target yaw rate (target yaw rate based on the curve curvature) γr for tracing the curve curvature radius R is calculated by, for example, the following equation (8), and the target yaw rate γr based on the calculated curve curvature is calculated by key plane control. It outputs to the torque calculation part 7h.
γr = V / R (8)
[0052]
The key plane control torque calculation unit 7h is configured such that the front wheel steering angle δf from the steering angle sensor 22, the actual yaw rate γ from the yaw rate sensor 24, the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 7a, and the deviation amount from the target yaw rate calculation unit 7f based on the deviation amount. The target yaw rate γε based on the curve curvature is input from the target yaw rate calculation unit 7g based on the curve curvature. Then, for example, according to the following procedure, the target handle torque Ta for realizing the target handle angle is calculated and output to the electric power steering control torque output unit 7i.
[0053]
First, the total target yaw rate γs is calculated from the target yaw rate γε based on the deviation amount and the target yaw rate γr based on the curve curvature by the following equation (9).
γs = kε · γε + kr · γr (9)
Here, kε and kr indicate preset gains.
[0054]
Next, a target handle angle θht for realizing the target yaw rate γs is calculated.
In general, the target yaw rate γt of the vehicle is obtained by the following equation (10) from the equation of motion of the vehicle.
γt = G (0) · (1 / (1 + Tr · s)) · δf (10)
Here, G (0) is a yaw rate steady gain, Tr is a time constant, and s is a Laplace operator. For example, the time constant Tr is obtained from the following equation (11), and the yaw rate steady gain G (0) is It is obtained from the equation (12).
Tr = (m · Lf · V) / (2 · L · kre) (11)
Here, m is the vehicle mass, Lf is the distance between the front shaft and the center of gravity, L is the wheelbase, and kre is the rear equivalent cornering power.
[0055]
G (0) = 1 / (1 + sf · V ² ・ V / L (12)
Here, sf is a stability factor determined by vehicle specifications, and is calculated by the following equation (13), for example.

Here, kfe is the front equivalent cornering power, and Lr is the distance between the rear axis and the center of gravity.
[0056]
And from the above equation (10),

[0057]
In the above equation (14), s · γt is a differential value of γt. When δf is replaced with the target steering angle δft and γt is replaced with the total target yaw rate γs, the following equation (15) is obtained.
[0058]

[0059]
Therefore, the target handle angle θht can be calculated by the following equation (16), where stg is the steering gear ratio.
[0060]
θht = δft · stg (16)
[0061]
Then, the target handle torque Ta for realizing the target handle angle θht is calculated by the following equation (17).
Ta = Isw · (d ² θht / dt ² ) + Tst / stg (17)
Here, Isw is a handle inertia moment, Tst is a self-aligning torque, and the self-aligning torque Tst is given by the following equation (18).
Tst = nt · Cf (18)
Here, nt is a pneumatic trail, and Cf is a cornering force of the front wheel.
The electric power steering control torque output unit 7i receives the assist torque Th from the electric power steering target value creation unit 7b and the target handle torque Ta from the key plane control torque calculation unit 7h. (= Th + Ta) and output to the torque control electric power steering motor control unit 6.
[0062]
As shown in FIG. 11, the electric power steering motor control unit 6 mainly includes a motor command current conversion unit 6a, a current control unit 6b, a drive signal generation unit 6c, and a current detection unit 6d.
[0063]
When the torque control instruction value Tt is input from the control device 7, the motor instruction current converter 6a converts the motor instruction current into a motor instruction current with reference to a preset map as shown in FIG. A current is output to the electric power steering motor 4 via the current controller 6b and the drive signal generator 6c. The current value output from the drive signal generator 6c is detected by the current detector 6d, and it is monitored whether the current value converted by the motor command current converter 6a is output.
[0064]
As described above, according to the embodiment of the present invention, various objects are considered in consideration of three-dimensional object information other than the own vehicle traveling lane, without simply setting the target own vehicle traveling path from the left and right lane information. Since the own vehicle traveling path is set for each situation, the driver can use the automatic steering function effectively and maximally in peace without worrying about collision and contact with the vehicle ahead.
[0065]
In the present embodiment, the three-dimensional object information and the travel path information in front of the host vehicle are obtained based on the image information from the

CCD cameras

9L and 9R. However, a monocular camera and millimeter wave radar or laser radar or Alternatively, it goes without saying that the present invention can be applied even if three-dimensional object information and traveling path information in front of the host vehicle are obtained from another system such as a system combined with an infrared radar device.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an optimum own vehicle traveling path is set according to the actual driving environment, and the driver can use the vehicle safely and effectively without worrying about collision and contact with the vehicle ahead. It is possible to use the automatic steering function as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle provided with a travel control device.
FIG. 2 is a functional block diagram of a travel control device.
FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining generation of an electric power steering target value.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the own vehicle traveling path based on forward information set when a target solid object is present in one side lane.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the own vehicle traveling path based on forward information set when there are a plurality of target solid objects on one side lane.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the own vehicle traveling path based on forward information set when the target three-dimensional object is present on both lanes.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the own vehicle traveling path based on forward information set when there are a plurality of target solid objects on both lanes.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of calculation of the radius of curvature of the vehicle traveling path based on forward information.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a deviation amount of the own vehicle traveling path based on the driving state and the own vehicle traveling path based on the forward information.
FIG. 10 is an explanatory diagram of target yaw rate calculation based on a deviation amount
FIG. 11 is a functional block diagram of an electric power steering motor control unit.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the torque control command value and the motor command current
[Explanation of symbols]
1 Own vehicle
2 Travel control device
3 Front wheel steering section
4 Electric power steering motor
5fl, 5fr, 5rl, 5rr wheels
6 Electric power steering motor controller
7. Control device (steering control means)
7a Vehicle speed calculation unit (own vehicle driving state detection means)
7b Electric power steering target value generator
7c Own vehicle traveling path setting unit based on forward information (second own vehicle traveling path setting means)
7d Notification control unit
7e Curve curvature radius calculator
7f Target yaw rate calculation unit (first own vehicle travel path estimation means) based on deviation amount
7g Target yaw rate calculator based on curve curvature
7h Key plane control torque calculator
7i Electric power steering control torque output section
8 Notification lamp
9L, 9R CCD camera (forward information detection means)
10. Forward information recognition device (forward information detection means)
21fl, 21fr, 21rl, 21rr Wheel speed sensor (own vehicle operation state detection means)

Claims

Own vehicle driving state detecting means for detecting the driving state of the own vehicle;
Forward information detection means for detecting at least three-dimensional object information and travel path information ahead of the host vehicle as forward information;
First vehicle traveling path estimation means for estimating the vehicle traveling path according to the driving state of the vehicle as a first vehicle traveling path;
Second host vehicle traveling path setting means for setting the host vehicle traveling path according to the front information as a second host vehicle traveling path;
In a vehicle travel control device comprising a steering control means for executing steering control according to the first own vehicle traveling path and the second own vehicle traveling path,
When the second vehicle traveling path setting means detects the presence of a plurality of three-dimensional objects on either the left or right side other than the front vehicle lane, the front information detection means detects the front of the vehicle. A three-dimensional object existing at a distance closest to the direction is determined as a target three-dimensional object to be determined, and the target three-dimensional object protrudes from the lane position on the side where the target three-dimensional object exists in the own vehicle traveling lane. In this case, the second vehicle traveling path is set at the center between the position where the target three-dimensional object protrudes and the lane opposite to the side where the target three-dimensional object exists. Vehicle travel control device.

When the second vehicle traveling path setting means is the forward information detection means, and there is a three-dimensional object on either the left or right side other than the front vehicle lane, and the three-dimensional object is determined as a target three-dimensional object. Even so, if the lane on the side opposite to the side where the target three-dimensional object exists is not detected, the setting of the second own vehicle traveling path is stopped and the steering control by the steering control means is stopped. travel control device for a vehicle according to claim 1 Symbol mounting characterized.

When the second vehicle traveling path setting means detects the presence of a three-dimensional object on both the left and right sides other than the front vehicle lane, the front information detection means detects the three-dimensional objects on both the left and right sides. It is determined as a three-dimensional object to be determined, and the second own vehicle traveling path is set according to the lane position on the side where each target three-dimensional object exists and the existence position of each target three-dimensional object. travel control device for a vehicle according to claim 1 Symbol mounting to.

The second own vehicle traveling path setting means detects the presence of a three-dimensional object on both left and right sides other than the front own vehicle traveling lane, and the left and right target three-dimensional objects are both 4. The vehicle travel according to claim 3 , wherein when the vehicle travels in the own vehicle travel lane, the second vehicle travel path is set between the projecting positions of the left and right target three-dimensional objects. Control device.

When the second vehicle traveling path setting means detects the presence of a plurality of three-dimensional objects on at least one of the left and right sides other than the front vehicle lane, the front information detection means, travel control device for a vehicle according to claim 3 or claim 4, wherein the three-dimensional object present in the closest distance forward from the right and left vehicle, characterized in that defined as the target three-dimensional object.

The second vehicle traveling path setting means cancels the setting of the second vehicle traveling path when the set width of the traveling path of the second vehicle traveling path is narrower than a preset threshold value. , the travel control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, characterized in that stops the steering control by the steering control means.

7. The vehicle travel control apparatus according to claim 6 , wherein the preset threshold value is set based on at least the vehicle width of the host vehicle and is variable according to the host vehicle speed.

A notification unit is provided, and when the setting of the second own vehicle traveling path is stopped and the steering control by the steering control unit is stopped, a predetermined notification is performed . The vehicle travel control device according to any one of claims 7 to 9.