JPH10297521A

JPH10297521A - 自動操舵装置

Info

Publication number: JPH10297521A
Application number: JP9111274A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mori; 宏毛利; Hiroyuki Kosho; 裕之古性
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 1998-11-10
Anticipated expiration: 2017-04-28
Also published as: JP3740785B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カルマンフィルタを利用した従来の自動操舵装
置では、曲線路を的確に走行することができない。【解決手段】車両１の操舵角δ_fを制御するコントロー
ラ２０を、直進走行状態をモデルとして構成されたカル
マンフィルタＫＦと、レギュレータゲインＫｒとを含ん
で構成する。さらに、コントローラ２０に、車両１の目
標操舵角δ_fに基づいて目標走行ラインの曲率に応じて
車両１に発生すべき平衡点操舵角δ_f0を推定する平衡点
操舵角推定器２３と、平衡点操舵角δ_f0及び補正操舵角
Δδ_fを加算して目標操舵角δ_fを演算する加算器２４
と、を設ける。平衡点操舵角推定器２３は、目標操舵角
δ_fの過去ｎ個分の平均値（時間移動平均値）を演算し
それを平衡点操舵角δ_f0として出力する演算器である。
補正操舵角Δδ_fは、平衡点操舵角δ_f0周りの微小なず
れを補正するための操舵角である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の転舵輪の
舵角を自動的に制御する自動操舵装置に関し、特に、走
行路の曲率を予め記憶しておかなくても、良好な曲線路
走行が行えるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の技術としては、例えば
「計測自動制御学会論文集，vol.12,No.4,(1976),394」
の『カルマンフィルタを用いた自動操舵系の最適設計』
（坪井、原島、稲葉）に記載されたものがある。即ち、
この論文に記載された従来の技術は、誘導ケーブル方式
と称される自動運転装置に関するものであって、走行ラ
インに沿って配設されたケーブルに数ｋHzの交流を流し
て磁界を発生させる一方、その磁界を検知するセンサを
車両に搭載しておき、かかるセンサの出力に基づきケー
ブルに対する車両の位置を認識し、それを目標走行ライ
ンに対する車両の横方向の相対位置として取り込み、そ
の取り込まれた相対位置に基づいて、車両が目標走行ラ
インに沿って走行するように転舵輪に舵角を発生させる
ようになっている。

【０００３】そして、上記論文に記載された従来の技術
では、目標走行ラインに対する車両の横方向の相対位置
に応じて目標操舵角を演算するために、直進走行状態を
モデルとしたカルマンフィルタを用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記論文に記
載された従来の技術にあっては、直進走行状態をモデル
としたカルマンフィルタを用いているため、直進走行は
特に問題なく行えるが、曲線路を走行する際には問題が
生じてしまう。

【０００５】例えば、車速７２ｋｍ／ｈで、２００Ｒの
コーナーを走行する際に車両に発生する横加速度は２ｍ
／ｓ²（約０．２Ｇ）であり、そのとき必要な操舵角
（ハンドル角）を２０ｄｅｇと仮定する。そして、上記
カルマンフィルタを用いた自動操舵装置を搭載した車両
が、車速７２ｋｍ／ｈで、直進走行状態から２００Ｒの
コーナーに差し掛かったとし、車両に発生している横加
速度が１ｍ／ｓ²であるとカルマンフィルタが推定する
と、本来ならば横加速度が２ｍ／ｓ²になる方向の制御
（つまり、ハンドル角を大きくする制御）が実行されな
ければならないのに対し、横加速度を零にしようとする
制御（ハンドル角を戻そうとする制御）が実行されてし
まい、結果として曲線路を走行することができないので
ある。

【０００６】このような不具合は、カルマンフィルタが
直線走行状態をモデルとしている（つまり、カルマンフ
ィルタＫＦの平衡点が直線を仮定している）ために生じ
るものであるから、カルマンフィルタの平衡点を走行路
の曲率を前提として設定すれば解決されるはずである。
しかし、実際には、走行路の曲率が事前に判っていなけ
ればカルマンフィルタの平衡点の設定ができないため、
現実には極めて困難である。

【０００７】なお、これから走行する路面の曲率を事前
に知るためには、例えば特開平７−８１６０３号公報に
開示されるようなカメラを用いて車両前方の道路形状を
推定する技術が有効であるようにも思えるが、カメラで
走行路面の曲率を正確に知るためには、車両前方のかな
り長い距離を撮影しなければならず、天候状態が悪くて
視程が短い場合等にはやはり走行することができない。

【０００８】本発明は、以上のような従来の技術が有す
る未解決の課題に着目してなされたものであって、曲線
路の走行も良好に行える自動操舵装置を提供することを
目的としている。

【０００９】

【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に係る発明は、目標走行ラインに対する車
両の横方向の相対位置を検出する相対位置検出手段と、
この相対位置検出手段の検出結果に応じて目標操舵角を
演算する目標操舵角演算手段と、前記目標操舵角に基づ
いて車両の転舵輪に舵角を発生させる舵角発生手段と、
を備えた自動操舵装置において、前記目標操舵角演算手
段は、前記目標走行ラインの曲率に応じて発生すべき平
衡点操舵角を推定する平衡点操舵角推定手段と、前記相
対位置検出手段の検出結果に基づき前記目標走行ライン
に対する実際の走行ラインの偏差を補正するための補正
操舵角を演算する補正操舵角演算手段と、前記平衡点操
舵角及び前記補正操舵角を加算して前記目標操舵角を求
める加算手段と、を有するようにした。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明である自動操舵装置において、前記平衡点
操舵角推定手段は、前記目標操舵角の移動平均値に基づ
いて前記平衡点操舵角を推定するようにした。

【００１１】そして、請求項３に係る発明は、上記請求
項１又は２に係る発明である自動操舵装置において、前
記補正操舵角演算手段は、直進走行状態をモデルとして
構成され且つ従前の前記補正操舵角が入力されて平衡点
周りの状態量を予測するオブザーバーを有し、そのオブ
ザーバーが予測した状態量にレギュレータゲインを乗じ
て新たな補正操舵角を演算するようにした。

【００１２】さらに、請求項４に係る発明は、この請求
項３に係る発明である自動操舵装置において、前記オブ
ザーバーを、カルマンフィルタとした。そして、請求項
５に係る発明は、上記請求項１に係る発明である自動操
舵装置において、直進走行状態をモデルとして構成され
且つ前記補正操舵角が入力されて前記目標走行ラインに
対する車両の横方向の相対位置を予測するオブザーバー
を有し、前記平衡点操舵角推定手段は、前記オブザーバ
ーが予測した前記目標走行ラインに対する車両の横方向
の相対位置の予測値と、前記相対位置検出手段が検出し
た前記目標走行ラインに対する車両の横方向の相対位置
の検出値との偏差が零になるような操舵角を、前記平衡
点操舵角として推定するようにした。

【００１３】さらに、請求項６に係る発明は、上記請求
項５に係る発明である自動操舵装置において、前記オブ
ザーバーを、カルマンフィルタとした。一方、請求項７
に係る発明は、上記請求項１に係る発明である自動操舵
装置において、直進走行状態をモデルとして構成され且
つ前記補正操舵角が入力されて平衡点周りの状態量を予
測する第１のオブザーバーと、直進走行状態をモデルと
して構成され且つ前記車両の操舵角が入力されて前記目
標走行ラインに対する車両の横方向の相対位置を予測す
る第２のオブザーバーと、を設けるとともに、前記平衡
点操舵角推定手段は、前記相対位置検出手段の検出値と
前記第２のオブザーバーの予測値との偏差が零になるよ
うな操舵角を、前記平衡点操舵角として推定するように
なっており、前記補正操舵角演算手段は、前記第１のオ
ブザーバーが予測した前記状態量に基づいて前記補正操
舵角を演算するようにした。

【００１４】そして、請求項８に係る発明は、上記請求
項７に係る発明である自動操舵装置において、前記第１
のオブザーバー及び前記第２のオブザーバーを、カルマ
ンフィルタとした。

【００１５】さらに、請求項９に係る発明は、上記請求
項５〜８に係る発明である自動操舵装置において、前記
平衡点操舵角推定手段は、前記予測値と前記検出値との
偏差に対する積分演算又は比例演算の少なくとも一方を
行うことにより、前記平衡点操舵角を推定するようにし
た。

【００１６】ここで、請求項１に係る発明にあっては、
平衡点操舵角を推定する平衡点操舵角推定手段と、補正
操舵角を演算する補正操舵角演算手段と、それら両手段
の結果を加算して目標操舵角を求める加算手段と、を設
けているが、これは、旋回に必要な大操舵角は平衡点操
舵角推定手段で推定し、その大操舵角に対する微小なず
れを補正操舵角として演算し、両者を合わせることによ
り目標走行ラインに沿ったスムーズな走行が可能となる
目標操舵角を求める、という思想に基づいたものであ
る。

【００１７】平衡点操舵角の推定は、車両の実際の操舵
角に基づいて行うことができるし、或いは、目標走行ラ
インに対する車両の横方向の相対位置（横変位）に基づ
いて行うこともできる。

【００１８】つまり、直線路から曲線路に移行する場合
を考えると、直進走行中の車両を中心に考えれば、曲線
路における目標走行ラインが車両から徐々に離れていく
ように見えるが、逆に、その目標走行ラインを中心に考
えれば、目標走行ラインから車両が徐々に外れていくよ
うに見える。すると、車両が直進走行を継続するための
制御を実行していたとしても、直線路から曲線路に移行
する時点では、車両が目標走行ラインから外れていくこ
とを防止するために、車両の操舵角は、恰も曲線路に進
入するために適切な操舵角を追従するように変化するこ
とになる。従って、直線路から曲線路に移行する際の操
舵角には、曲線路における目標走行ラインの曲率に応じ
て発生すべき平衡点操舵角を推定するのに役立つ情報が
含まれていることになる。同様に、直線路から曲線路に
移行する際の車両の横方向位置にも、平衡点操舵角を推
定するのに役立つ情報が含まれていることになる。

【００１９】具体的には、例えば請求項２に係る発明の
ように、平衡点操舵角推定手段が、目標操舵角（車両の
実際の操舵角に等しい）の移動平均値（時間移動平均
値）を求めると、その移動平均値は、平衡点操舵角の推
定値として適した値になる。

【００２０】即ち、相対位置検出手段の検出結果に応じ
て、補正操舵角演算手段が補正操舵角を演算するため、
その演算された補正操舵角は、目標走行ラインに対する
車両の横方向の相対位置のずれを小さくするような値に
なり、その補正操舵角が加算手段によって目標操舵角に
含まれるようになる。すると、直線路から曲線路に移行
したような場合や曲線路で停車中の車両が発進したよう
な場合のように、曲線路での走行が始まった時点におけ
る目標操舵角は、平衡点操舵角そのもの又は平衡点操舵
角に極めて近いものとなる。

【００２１】そして、零でない平衡点操舵角が推定され
れば、目標操舵角は、平衡点操舵角と補正操舵角とを合
わせた値になり、そのような目標操舵角の移動平均値に
基づいて次々と平衡点操舵角が推定されるようになる。
その結果、良好な曲線路の走行が可能になるのである。
なお、平衡点操舵角は目標操舵角の移動平均値に基づい
て設定されるため、曲線路から直線路に移行すれば平衡
点操舵角は零に戻るようになるから、直線路の走行には
支障はない。

【００２２】これに対し、補正操舵角の演算には、直進
走行状態をモデルとして構成されたオブザーバー等の推
定器を利用することができる。具体的には、請求項３に
係る発明のように、補正操舵角演算手段が有するオブザ
ーバー（推定器）に従前の補正操舵角（例えば、直前に
演算されている補正操舵角）を入力して求められた状態
量と、レギュレータゲインとを乗算することにより、補
正操舵角を演算することができる。つまり、補正操舵角
演算手段は、平衡点周りの修正舵角である補正操舵角を
演算するための手段であるから、直進走行状態をモデル
としたオブザーバーの出力に基づいても充分に演算でき
るのである。

【００２３】また、請求項４に係る発明のように、オブ
ザーバーとしてカルマンフィルタを用いれば、より好適
な演算が実行される。この場合、カルマンフィルタに相
対変位検出手段が検出した相対位置（横変位）を供給
し、その供給された実際の横変位とカルマンフィルタ内
で推定される横変位との偏差に所定のゲインを乗じた値
を、カルマンフィルタ内においてフィードバックするよ
うにしてもよい。

【００２４】一方、請求項５に係る発明にあっては、直
進走行状態をモデルとして構成されたオブザーバー（推
定器）によって、目標走行ラインに対する車両の横方向
の相対位置（図１３の横変位ｙ_c参照）が予測される。
そして、平衡点操舵角推定手段によって、その予測値ｙ
_c＾（＾は推定の意である。以下、同様）と、相対位置
検出手段が検出した相対位置（図１３のΔｙ_c参照）と
の偏差η（＝Δｙ_c−ｙ_c＾）が零になるような操舵角
が、平衡点操舵角として推定される。

【００２５】かかる構成であっても、直進走行時には、
オブザーバーが直進走行状態をモデルとしているため、
オブザーバーの推定が正しく行われていれば、偏差ηは
零になる。よって、平衡点操舵角は、直進走行状態を維
持する操舵角（つまり、零）であると推定される。

【００２６】これに対し、直線路から曲線路に移行する
と、偏差ηは徐々に大きくなり、推定される平衡点操舵
角も徐々に大きくなる。つまり、直線路から曲線路に移
行した直後は、直進走行状態をモデルとしたオブザーバ
ーはそのまま直進走行が継続されることを前提として横
変位ｙ_cを推定するが、実際の目標走行ラインは曲線路
に沿って直線路の延長線から外れていくため、偏差ηは
大きくなるのである。なお、偏差ηの極性は、車両の左
右方向のいずれを正方向とするかで決まってくる。

【００２７】例えば、直線路から曲線路に移行した直後
にη＝Δｙ_c−ｙ_c＾＞０になったとすると、その偏差
ηを零にするように平衡点操舵角が推定される。つま
り、偏差ηに見合っただけの平衡点操舵角が求められ、
それが旋回に必要な大舵角として加算手段が演算する目
標操舵角に含まれるようになる。偏差η＜０の場合には
それとは反対方向の平衡点操舵角が演算される。

【００２８】そして、そのような平衡点操舵角が求めら
れれば、車両の進路方向自体が曲線路に沿った方向を追
従するようになる。よって、平衡点操舵角が極短い時間
間隔で実質的に連続的に求められると、オブザーバーが
基準とする直進走行ラインと実際の走行路に沿っている
目標走行ラインとが一致するようになり、その結果、良
好な曲線路の走行が可能になるのである。なお、曲線路
から直線路に移行するような場合にも、直線路から曲線
路に移行する場合とは逆に平衡点操舵角が徐々に小さく
なるから、直線路の走行には支障はない。

【００２９】また、請求項６に係る発明では、この請求
項５に係る発明におけるオブザーバーとしてカルマンフ
ィルタを用いているため、より好適な制御が実行され
る。一方、請求項７に係る発明にあっては、第２のオブ
ザーバーが上記請求項３記載の発明におけるオブザーバ
ーと同じ機能を有するから、平衡点操舵角推定手段が、
相対位置検出手段の検出値と第２のオブザーバーの予測
値との偏差が零になるような操舵角を平衡点操舵角とし
て推定すれば、上記請求項３に係る発明と同様の作用が
発揮される。また、第２のオブザーバーとは別に第１の
オブザーバーを設け、その第１のオブザーバーの推定量
に基づいて、補正操舵角演算手段が補正操舵角を演算す
る。

【００３０】つまり、補正操舵角を演算するための第１
のオブザーバーと、平衡点操舵角を推定するための第２
のオブザーバーとが互いに独立になるから、それぞれの
オブザーバーに求められる要求に応じて各オブザーバー
の行列式やゲイン等を個別に設定することができる。

【００３１】また、請求項８に係る発明では、この請求
項７に係る発明における第１及び第２のオブザーバーと
してカルマンフィルタを用いているため、より好適な制
御が実行される。

【００３２】そして、請求項９に係る発明にあっては、
請求項５に係る発明におけるオブザーバー（請求項６に
係る発明におけるカルマンフィルタ、請求項７に係る発
明における第２のオブザーバー、請求項８に係る発明に
おける第２のカルマンフィルタ）の予測値と、相対位置
検出手段の検出値との偏差について積分演算又は比例演
算の少なくとも一方が行われて平衡点操舵角が推定され
るから、特に複雑な演算を行わなくても適切な平衡点操
舵角の推定が可能になる。なお、応答性を重視して微分
制御を加えてもよいが、微分制御は平衡点操舵角のノイ
ズを強調するため、あまり望ましくはない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る自動
操舵装置によれば、旋回に必要な大操舵角は平衡点操舵
角推定手段で推定する一方、その大操舵角に対する微小
なずれを補正操舵角として演算し、両者を合わせること
により目標走行ラインに沿ったスムーズな走行が可能と
なる目標操舵角を求めるような構成としたため、良好な
曲線路走行が行えるという効果がある。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１乃至図６は本発明の第１の実
施の形態を示す図であって、図１は自動操舵装置が搭載
された車両１の概略構成を示す平面図である。

【００３５】先ず、構成を説明すると、この車両１にあ
っても、基本的には通常の車両と同様に運転者がステア
リングホイール２を操舵することにより転舵輪としての
前輪３Ｌ，３Ｒに舵角が発生するようになっている。つ
まり、図２に拡大図示するように、ステアリングホイー
ル２には、回転方向に一体にアッパステアリングシャフ
ト４Ｕの上端部が連結され、そのアッパステアリングシ
ャフト４Ｕの下端にはユニバーサルジョイント５を介し
てロアステアリングシャフト４Ｌが連結され、そのロア
ステアリングシャフト４Ｌのステアリングギアボックス
６内に挿入された図示しない下端部にはピニオン軸が一
体に形成され、そのピニオン軸がステアリングギアボッ
クス６内で車両横方向に進退するラック軸７に噛み合っ
ている。なお、図２には図示しないが、この操舵機構に
は、例えばアッパステアリングシャフト４Ｕの下端部に
配設され操舵系に発生するトルクを検出するトルクセン
サや、そのトルクセンサが検出した操舵トルクが軽減す
るように操舵補助トルクをラック軸７に付与する油圧ア
クチュエータ等から構成される公知の油圧式パワーステ
アリング装置が設けられている。

【００３６】そして、ラック軸７の図示しない両端部に
はタイロッドが連結され、それらタイロッドの外端側
は、前輪３Ｌ，３Ｒを回転自在に支持するナックルに結
合されている。従って、ステアリングホイール２を運転
者が操舵すると、その操舵力はアッパステアリングシャ
フト４Ｕ及びユニバーサルジョイント５を介してロアス
テアリングシャフト４Ｌに伝達され、そのロアステアリ
ングシャフト４Ｌの回転力がステアリングギアボックス
６内でラック軸の７の進退力に変換されるから、両タイ
ロッドに転舵力が入力されて前輪３Ｌ，３Ｒに舵角が発
生する。また、操舵系に発生した操舵トルクを軽減する
ように油圧式パワーステアリング装置によって操舵補助
トルクが発生するようになっているから、運転者の負担
が軽減されるようになっている。

【００３７】さらに、アッパステアリングシャフト４Ｕ
には、自動的に前輪３Ｌ，３Ｒに舵角を発生させること
ができる自動操舵機構１０が設けられている。即ち、こ
の自動操舵機構１０は、電動モータ１１と、この電動モ
ータ１１の回転力を減速しつつアッパステアリングシャ
フト４Ｕに伝達する伝達機構１２とから構成されてい
て、この実施の形態では、伝達機構１２を、電動モータ
１１の出力軸と一体に回転する入力ギア１２ａと、アッ
パステアリングシャフト４Ｕと同軸に回転する出力ギア
１２ｂと、これら入力ギア１２ａ及び出力ギア１２ｂ間
に掛け渡された無端ベルト１２ｃと、出力ギア１２ｂ及
びアッパステアリングシャフト４Ｕ間を断続可能な電磁
クラッチ１２ｄと、で構成している。電磁クラッチ１２
ｄは運転者が手動操舵を選択した場合には非接続状態と
なって、電動モータ１１が操舵系の負荷にならないよう
になっている。

【００３８】つまり、自動操舵が選択された場合には、
電磁クラッチ１２ｄが接続状態となり、電動モータ１１
の回転力が伝達機構１２を介してアッパステアリングシ
ャフト４Ｕに伝達されるようになるから、手動操舵時と
同様に前輪３Ｌ，３Ｒに舵角が発生するようになってい
る。なお、この実施の形態では、アッパステアリングシ
ャフト４Ｕの伝達機構１２の連結位置よりもラック軸７
に近い側に、油圧式パワーステアリング装置のトルクセ
ンサを配設しているため、電動モータ１１の回転力が小
さくても、前輪３Ｌ，３Ｒに舵角を発生させることがで
きるようになっている。

【００３９】そして、自動操舵機構１０には、車両１に
搭載されたコントローラ２０から舵角制御信号δ_cが供
給されるようになっていて、その舵角制御信号δ_cに応
じた方向及び大きさの回転力が電動モータ１１に発生
し、これにより自動的に前輪３Ｌ，３Ｒが転舵されるよ
うになっている。

【００４０】また、アッパステアリングシャフト４Ｕに
は、その回転変位を計測して前輪３Ｌ，３Ｒの実際の操
舵角を検出する舵角センサ１４が配設されている。舵角
センサ１４は、ロータリエンコーダ１５と、アッパステ
アリングシャフト４Ｕの回転をそのロータリエンコーダ
１５の回転軸に伝達する伝達機構１６と、から構成され
ていて、この実施の形態では、伝達機構１６を、アッパ
ステアリングシャフト４Ｕと同軸に回転する入力ギア１
６ａと、ロータリエンコーダ１５の回転軸と一体に回転
する出力ギア１６ｂと、これら入力ギア１６ａ及び出力
ギア１６ｂ間に掛け渡された無端ベルト１６ｃと、で構
成している。そして、舵角センサ１４のロータリエンコ
ーダ１５の出力が、舵角検出信号δ_dとしてコントロー
ラ２０に供給されるようになっている。

【００４１】さらに、この車両１には、車両１前方の走
行路を撮影するＣＣＤカメラ１７が搭載されている。即
ち、ＣＣＤカメラ１７は、車両１前方の数ｍ先の路面を
撮影するカメラであり、その撮影された画像がコントロ
ーラ２０に供給されるようになっている。そして、コン
トローラ２０は、ＣＣＤカメラ１７が撮影した画像に基
づいて、走行路に沿った目標走行ラインに対する車両１
の横方向の相対位置を検出するようになっている。具体
的には、コントローラ２０は、ＣＣＤカメラが撮影した
画像から、目標走行ラインとして適用できる情報（例え
ば、路面に描かれたセンターラインやサイドライン、或
いはガイドレール等）を抽出し、その抽出された情報に
基づいて目標走行ラインｙ_c0を想定（例えば、サイドラ
インを抽出した場合であれば、そのサイドラインを右側
に走行路幅の半分だけ平行にずらした線が目標走行ライ
ンとして好適である。）し、その目標走行ラインと、車
両１の重心を通って車両前後方向に延びる基準線の所定
位置（例えば、車両前方１ｍの位置）との間隔を、目標
走行ラインに対する車両１の横方向の相対位置（横変位
Δｙ_c）として検出するようになっている。

【００４２】また、車両１には、例えば変速機の出力側
の回転数を検出することにより車速を検出する車速セン
サ１９が配設されていて、その車速センサ１９が検出し
た車速検出信号Ｖもコントローラ２０に供給されるよう
になっている。

【００４３】コントローラ２０は、図示はしないがＡ／
Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器等のインタフェース回路、ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等のメモリ装置、マイクロコンピュータ等を
含んで構成されていて、供給される各検出信号δ_d及び
Ｖ並びにＣＣＤカメラ１７が撮影した画像に基づき、所
定の演算を実行して車両１が走行路面の目標走行ライン
に沿って走行するための目標操舵角δ_fを求め、その目
標操舵角δ_fが前輪３Ｌ，３Ｒに発生するような舵角制
御信号δ_cを自動操舵機構１０に供給するようになって
いる。

【００４４】ここで、本実施の形態の理解を容易にする
ために、直進走行状態をモデルとするカルマンフィルタ
を用いた自動操舵系について説明する。即ち、かかる自
動操舵系の制御系の構成は、例えば図１０に示すように
なる。つまり、車両１の操舵角δ_fが、カルマンフィル
タＫＦ及びレギュレータゲインＫｒを含むコントローラ
２０によって制御されるようになっており、そのカルマ
ンフィルタＫＦには、操舵角δ_fと、目標走行ラインに
対する車両１の横方向の相対位置である横変位ｙ_cとが
供給されていて、カルマンフィルタＫＦは、それら操舵
角δ_f及び横変位ｙ_cに基づいて、状態量ｘ＾を推定す
る。ここでの状態量ｘは、ヨーレートφ' 、ヨー角φ、
横変位速度ｙ_c' 、横変位ｙ_cである。

【００４５】カルマンフィルタＫＦに含まれる行列Ａ、
Ｂ及びＣは、車両１のモデルから決まる行列であり、先
ず、車両モデルを図１１に示すように一般的な２輪モデ
ルで表す。なお、図１１中の各記号の意味は、下記の通
りである。

【００４６】φ' …ヨーレートｙ' …横速度 β
…横すべり角（β＝ｙ' ／Ｖ）Ｃ_f…前輪のコーナリングパワーＣ_r…後輪のコー
ナリングパワーｍ…車両質量Ｉ…車両ヨー慣性モーメント δ_f
…前輪の舵角Ｖ…車速ａ…前輪及び重心点間距離ｂ…後輪
及び重心点間距離Ｆ_f…前輪のコーナリングフォースＦ_r…後輪のコー
ナリングフォースこのモデルの運動方程式は、下記のようになる。

【００４７】

【数１】

【００４８】……（１）

【００４９】

【数２】

【００５０】……（２）車両の横方向への移動速度ｙ_c' は、ｙ_c' ＝Ｖ（φ＋β） ……（３）であるから、これら（１）〜（３）式を行列表現する
と、

【００５１】

【数３】

【００５２】……（４）となる。但し、Ｄ₁＝（ａＣ_f−ｂＣ_r）／ＩＤ₂＝（ａ²Ｃ_f＋ｂ²Ｃ_r）／ＩＶＤ₃＝（ｂＣ_r−ａＣ_f）／ＩＶＤ₄＝（ｂＣ_r−ａＣ_f）／ｍＶＤ₅＝（Ｃ_f＋Ｃ_r）／ｍＤ₆＝−（Ｃ_f＋Ｃ_r）／ｍＶである。

【００５３】そして、ベクトルＡ、Ｂ及びｘのそれぞれ
を、

【００５４】

【数４】

【００５５】……（５）

【００５６】

【数５】

【００５７】……（６）

【００５８】

【数６】

【００５９】……（７）とすれば、上記（４）式は、ｘ' ＝Ａｘ＋Ｂδ_f ……（８）となり、カルマンフィルタＫＦの行列Ａ及びＢが求まっ
たことになる。

【００６０】また、目標走行ラインに対する車両１の横
方向の相対位置を上記のようなセンサで検出しているも
のとすると、

【００６１】

【数７】

【００６２】となるから、センサの特性に関連する行列
Ｃは、Ｃ＝［０００１］ ……（９）として求まる。

【００６３】ここで、カルマンフィルタＫＦの出力であ
る状態量ｘ＾と、実際の状態量ｘとの偏差をεとする
と、上記（８）式より、 ε' ＝ｘ' ＾−ｘ' ＝Ａｘ＾＋Ｂδ_f＋Ｋｅ（ｙ_c−ｙ_c＾）−（Ａｘ＋Ｂδ_f）＝（Ａ−ＫｅＣ）（ｘ＾−ｘ）＝（Ａ−ＫｅＣ）ε ……（10）となるから、 ε（ｔ）＝ｅ^(A-KeC)tε（０） ……（11）となり、時間ｔの経過に伴ってε（ｔ）→０となること
が判る。つまり、上記のようなカルマンフィルタＫＦを
用いれば、偏差のない状態量ｘ＾の推定が可能になるの
である。

【００６４】しかし、そのような偏差のない推定が可能
なのは、走行路が直線である場合に限ってのことであ
り、曲線路を走行する際には次のような不具合があるこ
とが判った。

【００６５】つまり、図１０に示した構成は直線路を走
行する場合のものであって、車両１が曲線路を走行する
場合には、図１２のような構成となる。即ち、コントロ
ーラ２０の構成は変わらないものの、センサの出力は曲
線路に沿って配設された目標走行ラインの横変位ｙ_c0分
が差し引かれた値Δｙ_c（＝ｙ_c−ｙ_c0）となる。その
結果、図１３に示すように、カルマンフィルタＫＦが推
定した横変位ｙ_c＾とセンサ出力Δｙ_cとが大きく相違
してしまうのである。

【００６６】かかる問題点を数式で表現する。図１３に
示すような曲線路における真の目標走行ラインＬ₁に沿
って走行するために必要な前輪の操舵角をδ_f0、目標走
行ラインＬ₁に沿って走行した時の状態量（平衡点状態
量）をｘ₀、それぞれの偏差をΔｘ（＝ｘ−ｘ₀）、Δ
δ_f（＝δ_f−δ_f0）とすると、 ε' ＝ｘ' ＾−ｘ' ＝Ａｘ＾＋Ｂδ_f＋Ｋｅ（Δｙ_c−ｙ_c＾）−（ＡΔｘ＋ＢΔδ_f）＝（Ａ−ＫｅＣ）（ｘ＾−Δｘ）＋Ｂδ_f0 ＝（Ａ−ＫｅＣ）ε＋Ｂδ_f0 となって、 ε（ｔ）＝ｅ^(A-KeC)tε（０）−（Ａ−ＫｅＣ）^-1Ｂδ_f0ｅ^(A-KeC)t ＋（−Ａ＋ＫｅＣ）^-1Ｂδ_f0 ……（12）となる。この（12）式において、右辺第１項及び第２項
は、時間ｔの経過と共に小さくなって消滅するが、第３
項は、定常推定誤差として残ってしまう。その結果、偏
差εが零になることはないのである。そして、このよう
に曲線路における推定が正しく行われないから、曲線路
における走行自体が現実的には不可能になってしまうの
である。

【００６７】これに対し、本実施の形態におけるコント
ローラ２０の機能構成を含む系全体をブロック図で表す
と、図３に示すようになる。即ち、コントローラ２０
は、図１０に示した装置と同様に、直進走行状態をモデ
ルとして構成されたカルマンフィルタＫＦと、レギュレ
ータゲインＫｒとを含んでおり、カルマンフィルタＫＦ
は、公知の手法で決定される行列Ａ、Ｂ、Ｃ及びゲイン
Ｋｅを有するとともに、加算器２１及び２２を含んで構
成されている。なお、Ｓはラプラス演算子であり、ｘ＾
は状態量の推定値、ｙ_c＾は横変位の推定値である。

【００６８】また、コントローラ２０は、車両１の目標
操舵角δ_fに基づいて目標走行ラインの曲率に応じて車
両１に発生すべき平衡点操舵角δ_f0を推定する平衡点操
舵角推定器２３を有している。この平衡点操舵角推定器
２３は、具体的には図４に示すように、目標操舵角δ_f
の過去ｎ個分の平均値（時間移動平均値）を演算しそれ
を平衡点操舵角δ_f0として出力する演算器である。な
お、平衡点操舵角推定器２３が演算に用いる目標操舵角
δ_fの個数ｎは、小さくすると平衡点操舵角δ_f0の追従
性は高くなるが、補正操舵角Δδ_fの影響が大きくな
り、その補正操舵角Δδ_fの変化を目標走行ラインの曲
率変化と認識して平衡点操舵角δ_f0が細かく変化してし
まう可能性がある。これに対し、個数ｎを大きくする
と、平衡点操舵角δ_f0が細かく変化してしまうことは防
止できるが、追従性は低くなるから、平衡点操舵角δ_f0
の精度が落ちてしまう。従って、個数ｎは、車両１に対
して自動操舵制御を実行した状態での動特性を実験やシ
ミュレーションで充分に確認し、その動特性を考慮しつ
つ適宜選定する必要がある。

【００６９】一方、カルマンフィルタＫＦが推定する状
態量ｘ＾の内容は図１０に示したカルマンフィルタＫＦ
と同様であり、その状態量ｘ＾にレギュレータゲインＫ
ｒが乗じられることにより、平衡点操舵角δ_f0周りの微
小なずれを補正するための補正操舵角Δδ_fが演算され
るようになっている。

【００７０】そして、コントローラ２０は、平衡点操舵
角δ_f0と補正操舵角Δδ_fとを加算して目標操舵角δ_f
を演算する加算器２４を有している。次に、本実施の形
態の動作を説明する。

【００７１】図５は、コントローラ２０内で実行される
処理の概要を示したフローチャートであり、コントロー
ラ２０における処理は所定のサンプリング・クロックに
同期して実行されるようになっている。

【００７２】即ち、自動操舵制御が実行されると、先
ず、そのステップ１０１において、舵角センサ１４から
供給される舵角検出信号δ_d、車速センサ１９から供給
される車速検出信号Ｖ及びＣＣＤカメラ１７から供給さ
れる画像を読み込む。なお、車速検出信号Ｖは、カルマ
ンフィルタＫＦの行列Ａの要素を決定するのに必要な情
報であるため、車速Ｖとして行列Ａに取り込まれること
になる。

【００７３】次いで、ステップ１０２に移行し、ステッ
プ１０１で読み込んだ画像に基づいて目標走行ラインに
対する車両１の横方向の相対位置としての横変位ｙ_cを
検出する。

【００７４】そして、ステップ１０３に移行し、目標操
舵角δ_fの過去ｎ個分の平均値を求めることにより、平
衡点操舵角δ_f0を演算する。この処理は、平衡点操舵角
推定器２３の機能に相当する。なお、目標操舵角δ_fの
代わりに、舵角検出信号δ_dを用いてもよい。

【００７５】次いで、ステップ１０４に移行し、カルマ
ンフィルタＫＦ及びレギュレータゲインＫｅに基づいた
演算を実行することにより、補正操舵角Δδ_fを演算す
る。なお、演算された補正操舵角Δδ_fは、次回以降の
処理にて補正操舵角Δδ_fを演算するためにカルマンフ
ィルタＫＦに入力されることになる。

【００７６】ステップ１０３及びステップ１０４におい
て、平衡点操舵角δ_f0と補正操舵角Δδ_fとが演算され
たら、ステップ１０５に移行し、それら平衡点操舵角δ
_f0と補正操舵角Δδ_fと加算することにより、目標操舵
角δ_fを演算する。この処理は、加算器２４の機能に相
当する。

【００７７】このステップ１０５で目標操舵角δ_fが求
まったら、ステップ１０６に移行して、目標操舵角δ_f
と実際の操舵角を表す舵角検出信号δ_dとの差が零とな
るような舵角制御信号δ_cを演算し、その舵角制御信号
δ_cを自動操舵機構１０に出力する。このステップ１０
６の処理を終えたら、今回の処理が終了する。その後
は、所定サンプリング・クロックが経過するまで待機し
た後に、ステップ１０１に戻って上述した処理が繰り返
し実行される。

【００７８】今、車両１が直線路を直進走行しているも
のとすると、コントローラ２０内のカルマンフィルタＫ
Ｆは、そもそも直進走行状態をモデルとしているため、
推定される状態量ｘ＾は車両が直進走行状態を継続する
という前提で推定される。すると、車両１が直進走行状
態を維持するために必要な舵角が、補正操舵角Δδ_fと
して求められることになる。

【００７９】求められた補正操舵角Δδ_fは、加算器２
４に供給され、目標操舵角δ_fに取り込まれて車両１の
操舵角となる。この場合、車両１が直進走行状態を継続
している状況であるから、目標操舵角δ_fの時間移動平
均値は実質的に零である。よって、加算器２４の出力で
ある目標操舵角δ_fは、補正操舵角Δδ_fそのものであ
る。このため、平衡点操舵角δ_f0が零の状態が継続する
から、車両１は直進走行状態を継続するのである。

【００８０】このような直線路を直進走行している状態
で曲線路に差し掛かったとすると、カルマンフィルタＫ
Ｆの基準となっている直線に対して目標走行ラインがず
れることになるから、実際の横変位Δｙ_cが徐々に大き
くなる。すると、カルマンフィルタＫＦ内のゲインＫｅ
を含むフィードバックループがモデルに与える影響が大
きくなり、カルマンフィルタＫＦは、直進走行状態から
外れてしまったような車両１の状態量ｘ＾を推定するよ
うになる。その結果、新たな補正操舵角Δδ_fは、車両
１を直進走行状態に戻そうとする操舵角になるが、かか
る操舵角は、実際には車両１の進行方向を、曲線路に沿
った目標走行ラインに向けるような操舵角となる。

【００８１】つまり、平衡点操舵角推定器２３を仮に有
さなかったとしても、直線路から曲線路に移行した直後
の極短い時間の間は、車両１は目標走行ラインに沿って
走行しようとするのであるが、それ以降は上記（12）式
を用いて説明したように的確な走行は行えなくなる。

【００８２】しかし、本実施の形態にあっては、直線路
から曲線路に移行した際に上記のような補正操舵角Δδ
_fが演算され、それが目標操舵角δ_fとして車両１の操
舵角となる結果、曲線路に進入した直後には、補正操舵
角Δδ_fの平均値が平衡点操舵角δ_f0として加算器２４
に供給されるようになる。そして、平衡点操舵角δ_f0が
有限の値になった後には、その平衡点操舵角δ_f0と補正
操舵角Δδ_fとを加算した値の時間移動平均値が、平衡
点操舵角δ_f0となる。

【００８３】よって、時間移動平均値を演算する際の個
数ｎを適切に設定することにより、車両１を曲線路に沿
って滑らかに走行させることができるのである。以上の
挙動を定性的に示すと、図６のようになる。即ち、本実
施の形態であれば、図６に線ａで示すように、直線路か
ら曲線路に移行する際だけではなく、完全に曲線路に移
行した後にも的確な目標操舵角δ_fを車両１に発生させ
ることができる。これに対し、平衡点操舵角推定器２３
や加算器２４を有しない構成では、図６に線ｂで示すよ
うに、直線路から曲線路に移行する際には本実施の形態
と同様の操舵角が発生するが、それ以降は充分な操舵角
を発生させることができず、従って曲線路の走行が実質
的に不可能になってしまうのである。

【００８４】ここで、本実施の形態にあっては、ＣＣＤ
カメラ１７及びステップ１０２の処理が相対位置検出手
段に対応し、カルマンフィルタＫＦ，平衡点操舵角推定
器２３，加算器２４及びステップ１０３〜１０５の処理
が目標操舵角演算手段に対応し、自動操舵機構１０及び
アッパステアリングシャフト４Ｕ，ユニバーサルジョイ
ント５，ロアステアリングシャフト４Ｌ，図示しないピ
ニオン軸，ラック軸７及び図示しないタイロッド，ナッ
クルが舵角発生手段に対応し、平衡点操舵角推定器２３
及びステップ１０３の処理が平衡点操舵角推定手段に対
応し、カルマンフィルタＫＦ，レギュレータゲインＫｅ
及びステップ１０４の処理が補正操舵角演算手段に対応
し、加算器２４及びステップ１０５の処理が加算手段に
対応し、カルマンフィルタＫＦがオブザーバーに対応す
る。

【００８５】図７及び図８は本発明の第２の実施の形態
を示す図であり、図７は、上記第１の実施の形態におけ
る図３と同様に、コントローラ２０の機能構成を含む系
全体のブロック図であり、図８は、平衡点操舵角２３の
構成を示す図である。なお、その他の構成は、上記第１
の実施の形態と同様であるため、その図示及び説明は省
略するとともに、上記第１の実施の形態と同様の構成に
は同じ符号を付し、その重複する説明も省略する。

【００８６】即ち、本実施の形態にあっては、平衡点操
舵角推定器２３には、カルマンフィルタＫＦ内の加算器
２２の出力である偏差η（＝Δｙ_c−ｙ_c＾）を供給し
ていて、平衡点操舵角推定器２３は、その偏差ηに対し
てＰＩ（比例＋積分）演算を実行することにより、平衡
点操舵角δ_f0を推定するようになっている。

【００８７】加算器２２の出力である偏差ηは、カルマ
ンフィルタＫＦ内ではゲインＫｅが乗じられてから加算
器２１にフィードバックされる値であり、この偏差ηが
実質的に零であるということは、行列Ａ〜Ｃで構成され
る車両１のモデルが、正確な推定を行っているというこ
とになる。

【００８８】そして、直線路から曲線路に移行するよう
な場合に偏差ηがある程度の大きさになると、カルマン
フィルタＫＦは車両１が直進走行状態から外れているよ
うな状態量ｘ＾を推定するから、そのような状態量ｘ＾
に応じた補正操舵角Δδ_fが発生するため、車両１の進
行方向は曲線路に沿った方向を向こうとするが、それだ
けでは従来の装置と同様に、曲線路を的確に走行するこ
とはできない。

【００８９】しかし、本実施の形態では、偏差ηが平衡
点操舵角推定器２３に供給され、その偏差ηがＰＩ演算
されて平衡点操舵角δ_f0が推定されるため、その平衡点
操舵角δ_f0は、偏差ηを零にするような値になる。つま
り、平衡点操舵角δ_f0が加算器２４によって目標操舵角
δ_fに含まれる結果、車両１の進行方向が、曲線路に沿
った目標走行ラインの接線方向に一致するように変化す
るのである。よって、本実施の形態の構成であっても、
上記第１の実施の形態と同様に、車両１を曲線路に沿っ
て滑らかに走行させることができるのである。

【００９０】また、平衡点操舵角推定器２３において
は、比例演算及び積分演算は行われるが、微分演算は行
わないようにしたため、平衡点操舵角δ_f0に含まれるノ
イズ成分が強調されずに済むという利点もある。なお、
場合によっては、平衡点操舵角推定器２３では、比例演
算及び積分演算の一方のみを行うようにしてもよい。

【００９１】図９は、本発明の第３の実施の形態を示す
図であり、上記第１の実施の形態における図３と同様
に、コントローラ２０の機能構成を含む系全体のブロッ
ク図である。なお、全体的な構成は上記第１の実施の形
態と同様であり、平衡点操舵角推定器２３の構成は上記
第２の実施の形態と同様であるため、その図示及び説明
は省略するとともに、上記第１，２の実施の形態と同様
の構成には同じ符号を付し、その重複する説明も省略す
る。

【００９２】即ち、本実施の形態にあっては、二つのカ
ルマンフィルタＫＦ１及びＫＦ２を設けていて、一方の
カルマンフィルタＫＦ１は、上記第１，２の実施の形態
におけるカルマンフィルタＫＦと同様に、補正操舵角Δ
δ_fを演算するために設けたものである。これに対し、
他方のカルマンフィルタＫＦ２は、平衡点操舵角推定器
２３に供給される偏差ηを求めるためのものである。な
お、カルマンフィルタＫＦ２の入力には、目標操舵角δ
_fを供給している。

【００９３】つまり、上記第２の実施の形態におけるカ
ルマンフィルタＫＦを、補正操舵角Δδ_fの演算用と、
平衡点操舵角δ_f0の推定用とに分けて設けたものであ
る。このような構成であれば、上記第２の実施の形態と
同様の作用効果が得られるとともに、補正操舵角Δδ_f
に応じた平衡点周りの制御特性と、平衡点操舵角δ_f0の
真の平衡点への収束性とを独立に設定することができる
から、きめ細かなカルマンフィルタＫＦ１，ＫＦ２の設
計が可能となって、制御特性や演算特性がより向上する
という利点がある。

【００９４】ここで、本実施の形態では、カルマンフィ
ルタＫＦ１が第１のオブザーバーに相当し、カルマンフ
ィルタＫＦ２が第２のオブザーバーに相当する。なお、
上記各実施の形態では、オブザーバーとしてカルマンフ
ィルタＫＦ，ＫＦ１，ＫＦ２を用いた場合を示している
が、これに限定されるものではなく、カルマンフィルタ
以外のオブザーバーであってもよい。

【００９５】また、上記実施の形態では、目標操舵角δ
_fや偏差ηに基づいて平衡点操舵角δ_f0を推定するよう
にしているが、これに限定されるものではなく、それ以
外の状態量、例えばヨーレートやヨー角等に基づいて平
衡点操舵角δ_f0を推定するようにしてもよい。

【００９６】さらに、上記実施の形態では、ＣＣＤカメ
ラ１７が撮影した画像に基づいて、車両１の目標走行ラ
インに対する相対位置（横変位）を検出するようにして
いるが、これに限定されるものではなく、上記論文に開
示されるような誘導ケーブル方式や、公知の磁気マーカ
方式によって横変位を検出するようにしてもよいし、或
いは、本出願人が先に提案した特開平３−２９３４１１
号公報に開示されるように走行路に沿って設置されたガ
ードレールと車両との間の距離を超音波を利用して測定
しその距離から目標走行ラインに対する車両の横方向位
置を検出してもよいし、或いは、複数の方式を組み合わ
せてもよい。

【００９７】そして、上記実施の形態では、前輪３Ｌ，
３Ｒを操舵するようにしているが、後輪を操舵するよう
にしてもよいし、或いは、前輪及び後輪の両方を操舵す
るようにしてもよい。

【００９８】また、上記実施の形態では、操舵角のみが
自動制御できるようになっているが、例えば、ブレーキ
の状態やアクセルの状態を制御するアクチュエータを設
け、そのアクチュエータの状態をコントローラ２０から
供給する制御信号によって制御可能とすることにより、
車速をも自動制御できるような車両としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における車両の平面
図である。

【図２】操舵系の一部を拡大した斜視図である。

【図３】コントローラの機能構成を含む系全体のブロッ
ク図である。

【図４】平衡点操舵角推定器の構成を示す図である。

【図５】コントローラ内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。

【図６】実施の形態の動作を説明する波形図である。

【図７】第２の実施の形態におけるコントローラの機能
構成を含む系全体のブロック図である。

【図８】第２の実施の形態における平衡点操舵角推定器
の構成を示す図である。

【図９】第３の実施の形態におけるコントローラの機能
構成を含む系全体のブロック図である。

【図１０】直進走行状態をモデルとするカルマンフィル
タを用いた自動操舵系の制御系の構成を示すブロック図
である。

【図１１】車両の２輪モデル図である。

【図１２】直進走行状態をモデルとするカルマンフィル
タを用いた自動操舵系が曲線路を操向する場合の制御系
の構成を示すブロック図である。

【図１３】直進走行状態をモデルとするカルマンフィル
タを用いた自動操舵系の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１車両２ステアリングホイール３Ｌ，３Ｒ前輪（操舵輪）１０自動操舵機構１４舵角センサ１７ＣＣＤカメラ１９車速センサ２０コントローラ２３平衡点操舵角推定器２４加算器ＫＦカルマンフィルタ（オブザーバー）ＫＦ１カルマンフィルタ（第１のオブザーバー）ＫＦ２カルマンフィルタ（第２のオブザーバー）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標走行ラインに対する車両の横方向の
相対位置を検出する相対位置検出手段と、この相対位置
検出手段の検出結果に応じて目標操舵角を演算する目標
操舵角演算手段と、前記目標操舵角に基づいて車両の転
舵輪に舵角を発生させる舵角発生手段と、を備えた自動
操舵装置において、前記目標操舵角演算手段は、前記目標走行ラインの曲率
に応じて発生すべき平衡点操舵角を推定する平衡点操舵
角推定手段と、前記相対位置検出手段の検出結果に基づ
き前記目標走行ラインに対する実際の走行ラインの偏差
を補正するための補正操舵角を演算する補正操舵角演算
手段と、前記平衡点操舵角及び前記補正操舵角を加算し
て前記目標操舵角を求める加算手段と、を有することを
特徴とする自動操舵装置。
【請求項２】前記平衡点操舵角推定手段は、前記目標
操舵角の移動平均値に基づいて前記平衡点操舵角を推定
するようになっている請求項１記載の自動操舵装置。
【請求項３】前記補正操舵角演算手段は、直進走行状
態をモデルとして構成され且つ従前の前記補正操舵角が
入力されて平衡点周りの状態量を予測するオブザーバー
を有し、そのオブザーバーが予測した状態量にレギュレ
ータゲインを乗じて新たな補正操舵角を演算するように
なっている請求項１又は請求項２記載の自動操舵装置。
【請求項４】前記オブザーバーは、カルマンフィルタ
である請求項３記載の自動操舵装置。
【請求項５】直進走行状態をモデルとして構成され且
つ前記補正操舵角が入力されて前記目標走行ラインに対
する車両の横方向の相対位置を予測するオブザーバーを
有し、前記平衡点操舵角推定手段は、前記オブザーバー
が予測した前記目標走行ラインに対する車両の横方向の
相対位置の予測値と、前記相対位置検出手段が検出した
前記目標走行ラインに対する車両の横方向の相対位置の
検出値との偏差が零になるような操舵角を、前記平衡点
操舵角として推定するようになっている請求項１記載の
自動操舵装置。
【請求項６】前記オブザーバーは、カルマンフィルタ
である請求項５記載の自動操舵装置。
【請求項７】直進走行状態をモデルとして構成され且
つ前記補正操舵角が入力されて平衡点周りの状態量を予
測する第１のオブザーバーと、直進走行状態をモデルと
して構成され且つ前記車両の操舵角が入力されて前記目
標走行ラインに対する車両の横方向の相対位置を予測す
る第２のオブザーバーと、を設けるとともに、前記平衡点操舵角推定手段は、前記相対位置検出手段の
検出値と前記第２のオブザーバーの予測値との偏差が零
になるような操舵角を、前記平衡点操舵角として推定す
るようになっており、前記補正操舵角演算手段は、前記第１のオブザーバーが
予測した前記状態量に基づいて前記補正操舵角を演算す
るようになっている請求項１記載の自動操舵装置。
【請求項８】前記第１のオブザーバー及び前記第２の
オブザーバーは、カルマンフィルタである請求項７記載
の自動操舵装置。
【請求項９】前記平衡点操舵角推定手段は、前記予測
値と前記検出値との偏差に対する積分演算又は比例演算
の少なくとも一方を行うことにより、前記平衡点操舵角
を推定するようになっている請求項５乃至請求項８のい
ずれかに記載の自動操舵装置。